KR100687341B1 - 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
액정표시소자는 CRT(Cathod-ray tube)를 대신하여 개발되었다. 특히, 각 화소마다 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터가 구비되는 박막 트랜지스터 액정표시장치는 CRT에 필적할만한 화면의 고화질화, 대형화 및 컬러화 등을 실현하였으며, 최근에 들어서는, 노트북 PC 및 모니터 시장에서 크게 각광받고 있다.
이와 같은 박막 트랜지스터 액정표시장치는 개략적으로 박막 트랜지스터 및 화소전극이 구비된 어레이 기판과, 컬러필터 및 상대전극이 구비된 컬러필터 기판이 액정층의 개재하에 합착된 구조를 갖는다.
한편, 이와 같은 박막 트랜지스터 액정표시장치를 제조함에 있어서, 그 제조 공정 수, 특히, 상기 어레이 기판의 제조 공정수를 감소시키는 것은 매우 중요하다. 왜냐하면, 제조 공정 수를 감소시킬수록 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조 비용 및 시간을 감소시킬 수 있고, 그래서, 더 저렴한 값에 보다 많은 양의 박막 트랜지스터 액정표시장치를 보급할 수 있기 때문이다.
이후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 활성층(7)을 포함한 기판 전면에 소오스/드레인 전극을 형성하기 위한 도전층(미도시)을 형성하고 나서, 상기 도전층 위에 소오스전극 및 드레인전극 영역을 덮는 감광막패턴(17)을 형성한다. 이어, 상기 감광막패턴(17)을 마스크로 하여 상기 도전층을 식각하여 소오스전극(11S)과 드레인전극(11D)을 형성한다. 다시, 상기 감광막패턴(17)을 마스크로하여 그 하단에 있는 오믹콘택층을 RIE(Reactive Ion Etch) 또는 PE(Plasma Etch) 등의 건식식각방법으로 소오스전극(11S)과 드레인전극(11D)의 사이의 활성층(7)의 채널영역에 해당되는 오믹콘택층 부분을 제거한다. 여기서, 상기 채널영역에 해당되는 오믹콘택층을 식각하는 것을 BCE 라 한다.
한편, 이 과정에서 활성층(7)의 채널영역이 노출되며, 상기 식각공정에서 오믹콘택층(9)뿐만 아니라 오믹콘택층(9) 하부의 활성층(7)도 일부 식각되어 최종적으로 식각 후 잔류되는 활성층(7) 두께는 1200Å이 된다.
또한, 종래의 7-마스크 공정에서는 반도체층(a-Si)을 500Å 두께로 형성하여 양호한 박막 트랜지스터 특성을 구현하였으나, BCE타입의 5-마스크공정에서는 이후의 오믹콘택층 식각공정에서 반도체층도 소정두께가 식각되므로, 반도체층(a-Si)을 500Å보다 두꺼운 1700∼2000Å로 형성해야 한다. 이때, 상기 BCE타입의 5-마스크공정에서는 고가의 건식식각장비를 이용하여 채널영역의 오믹콘택층을 식각해야 하는 공정을 수행한다. 따라서, 공정이 복잡해지고, 박막 트랜지스터 특성 저하 및 반도체층(a-Si)두께 증가에 의한 장비 가동률이 저하되는 문제점도 있다.
상기 문제점을 해결하고자, 본 발명의 목적은 BCE(Back Channel Etch) 타입 박막 트랜지스터 액정표시장치에 있어서, 채널영역에 해당되는 오믹콘택층 부위를 산화시켜 절연체화하여 소오스전극과 드레인전극을 분리시킴으로써, BCE공정을 생략할 수 있어 공정을 단순화시키고, 뿐만 아니라 BCE공정에 따른 식각 데미지를 최소화시켜 박막 트랜지스터 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 활성층은 500Å 두께로 형성한다.
상기 절연막은 산화막 및 질화막 중 어느 하나를 이용한다.
상기 산화막은 반응가스로 O2, O2/N2 혼합 가스, O2/N2O 혼합 가스, O2/NH2 혼합 가스 및 N2O 중 어느 하나를 공급하여 형성한다.
상기 질화막은 반응가스로 NH3/N2 가스를 공급하여 형성한다.
(실시예)
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 투명성 절연 기판인 유리기판(21)의 적소에 게이트전극(23)을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막(25)과 반도체층(a-Si)(미도시)과 도핑된 반도체층(n+a-Si)(미도시)을 연속적으로 형성한다. 본 발명에서는 별도의 오믹콘택층 식각공정이 진행되지 않으므로, 상기 반도체층(a-Si)을 5-마스크 공정과 동일하게 500Å 두께로 형성한다. 또한, 상기 도핑된 반도체층(n+a-Si)은 PECVD 방법으로 증착하며, 증착 시 양호한 오믹(ohmic) 특성을 얻기 위해 인을 도핑한다. 여기서, 상기 도핑된 반도체층(n+a-Si)은 이후의 공정을 거쳐 오믹콘택층이 되며, 상기 오믹콘택층이 양호한 오믹 접촉을 해야 박막 트랜지스터 구동 시에 전류가 누설되지 않으며, 박막 트랜지스터의 동작 특성이 향상되기 때문에 인 등의 불순물을 도핑하는 것이다.
이어, 도핑된 반도체층(n+ a-Si) 및 반도체층(n+ a-Si)을 사진식각공정에 의하여 동시에 패터닝하여 오믹콘택층(29) 및 활성층(27)을 형성한다.
이후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 활성층(27)을 포함한 기판 전면에 소오스/드레인 전극을 형성하기 위한 도전층(미도시)을 형성하고 나서, 상기 도전층위에 감광막을 도포하고 노광 및 현상하여 소오스전극 및 드레인전극 영역을 덮는 감광막패턴(37)을 형성한다. 그 다음, 상기 감광막패턴(37)을 마스크로 하여 도전층을 식각하여 소오스전극(31S)과 드레인전극(31D)을 형성한다.
그 다음, 상기 감광막패턴(37)을 제거하고 나서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 소오스전극(31S)과 드레인전극(31D) 사이에 노출된 오믹콘택층(29)에 산화 공정(40)을 진행하여 절연막(30)을 형성한다. 이때, 상기 산화 공정(40)은 PECVD, RIE 또는 PE 장비를 이용하며, 절연막(30)으로는 산화막(SiON) 또는 질화막(SiN)을 이용한다.
상기 산화막(SiON)의 형성공정을 알아보면, 반응가스로 O2, O2/N2 혼합 가스, O2/N2O 혼합 가스, O2/NH2 혼합 가스 및 N2O 중 어느 하나를 공급하면서, 상기 산화 공정을 진행하기 위한 장비 내의 파워, 온도 및 반응시간을 적절히 조절하면서 진행한다. 상기 질화막(SiN) 형성 공정은 반응가스로 NH3/N2 가스를 공급하며, 마찬가지로, 장비 내의 파워, 온도 및 반응시간을 적절히 조절하면서 진행한다.
이외에도, 상기 절연막(30)으로 열산화(thermal oxidation) 공정에 의한 열산화막을 이용할 수도 있다.
한편, 상기 산화 공정(40) 결과, 오믹콘택층(29)뿐만 아니라 그 하부의 활성층(27)도 일부 산화되며, 이때, 최종적으로 잔류되는 활성층(27) 두께는 500Å이 된다.
이후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 상기 노출된 기판 전면에 PECVD에 의한 증착기술에 의하여 절연물질을 증착하여 보호막(23)을 형성한 다음, 상기 보호막(23)을 식식각하여 드레인전극(31D)의 일부를 노출시키는 콘택홀(33a)을 형성한다. 이어, 상기 결과물 전면에 ITO 등의 투명도전층(미도시)을 형성한 후, 투명도전층을 사진식각공정에 의하여 패터닝하여 콘택홀(33a)을 덮어 드레인전극(31D)과 연결되는 화소전극(35)을 형성한다.
또한, 본 발명은 기존의 BCE 공정을 생략할 수 있으므로, 반도체층(a-Si)의 두께를 최소화할 수 있으며, 고가의 건식식각 장비가 불필요한 이점이 있다.
기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
Claims (5)
- 절연 기판에 게이트전극을 형성하는 단계와,상기 절연 기판 상에 상기 게이트전극을 덮는 게이트절연막을 형성하는 단계와,상기 게이트절연막 위에 상기 게이트전극과 대응되는 부위에 잔류되도록 동일 형상의 패턴을 가지는 활성층 및 오믹콘택층을 형성하는 단계와,상기 오믹콘택층에 각각 연결되는 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와,상기 소오스전극 및 드레인전극 사이에 노출된 오믹콘택층 부위에 산화 공정을 진행하여 절연막을 형성하는 단계와,상기 드레인전극을 노출시키는 콘택홀을 가진 보호막을 형성하는 단계와,상기 보호막 상에 상기 콘택홀을 덮어 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 활성층은 500Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 절연막은 산화막 및 질화막 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 산화막은 반응가스로 O2, O2/N2 혼합 가스, O2/N2O 혼합 가스, O2/NH2 혼합 가스 및 N2O 중 어느 하나를 공급하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 질화막은 반응가스로 NH3/N2 가스를 공급하여 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
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