KR100752212B1

KR100752212B1 - 액정표시소자 제조방법

Info

Publication number: KR100752212B1
Application number: KR1020000085561A
Authority: KR
Inventors: 김혜영
Original assignee: 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2007-08-24
Also published as: KR20020056240A

Abstract

본 발명은 액정표시소자 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 유기절연막을 이용한 액정표시소자 제조 공정 중 보호막과 화소전극 사이에 수소계 유기막을 증착하는 공정을 단순화하여 보호막을 형성 후 별도의 공정을 추가하여 수소계 유기막을 형성하던 기존 공정과는 달리 보호막을 형성하고, 콘택홀을 형성한 후 수소계 가스를 이용하여, 상기 보호막이 유기절연막인 경우 보호막에 필요한 수소계 유기막, 화소전극 형성을 위한 투명 도전성 물질을 연속적으로 형성하거나, 수소계 유기막 대신 화소전극의 형성시 산소 가스와 함께 수소계 가스를 첨가하여 상기 화소전극 형성을 위한 투명 도전성 물질을 패터닝 시에 단순화된 공정을 이용하여 화소전극의 측면 식각 방지 효과를 가져온다.

유기절연막, 수소처리 공정, 수소계 가스

Description

액정표시소자 제조방법{Fabrication Method for Liquid crystal Display Device}

도1a는 일반적인 액정표시소자 하부기판의 투시단면도

도1b 내지 도1d는 상기 도1a의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도

도2는 일반적인 액정표시소자 하부기판의 투시단면도

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 제1실시예로, 도2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도

도4a 내지 도4c는 본 발명에 따른 제2실시예로, 도2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 투명기판 11 : 게이트배선

11a : 게이트 전극 12 : 게이트 절연막

13 : 반도체층 13a : 오우믹콘택층

14 : 데이터배선 14a : 소스 전극

14b : 드레인 전극 15 : 보호막

16 : 수소계 유기막 17 : 화소전극

본 발명은 액정표시소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 보호막으로 유기절연막을 사용함으로써 공정을 단순화하도록 한 액정표시소자 제조방법에 관한 것이다.

도1a는 일반적인 액정표시소자의 하부기판의 투시단면도로, 도1a에 나타낸 바와 같이, 게이트배선(11) 및 데이터배선(14)이 종횡으로 배열되어 있다. 이 게이트배선(11)과 데이터배선(14)에 의해 화소영역이 정의되고, 실제의 액정표시소자는 수 많은 화소영역으로 구성되어 있지만 도1a에서는 설명의 편의를 위해 한 화소만을 나타낸다. 그리고 게이트배선(11)과 데이터배선(14)의 교차점에는 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성되어 있다.

도1b 내지 도1d는 상기 도1a의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도를 도시하였다.

먼저, 도1b에 도시한 바와 같이, 먼저, 투명기판(10) 상에 다수 개로 게이트배선(도시하지 않음, 도1a참조)과 함께 게이트 전극(11a)을 형성한다. 즉, 게이트 금속 물질을 스퍼터링(Sputtering)법으로 형성하고 마스크를 이용하여 패터닝하여 게이트배선 및 게이트 전극(11a)을 형성한다. 이어, 상기 게이트 전극(11a)을 포함한 투명기판(10) 전면에 실리콘질화물 또는 실리콘산화물 등을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 증착하여 게이트 절연막(12)을 형성한 후, 상기 게이트 전극(11a) 상부의 게이트 절연막(12) 상에 반도체층(13)을 형성하고, 상기 반도체층(13)위에 오우믹콘택층(13a)을 형성한다.

이어, 상기 반도체층(13)을 포함한 게이트 절연막(12) 전면에 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트배선(11)과 교차하도록 데이터배선(14)을 형성한다. 그리고, 상기 데이터배선(14)과 함께 상기 반도체층(13) 상에 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(14a/14b)을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극(14a/14b), 데이터배선(14)을 포함한 전면에 보호막(15)을 형성한다.

이어 도1c에 도시한 바와 같이, 보호막(15)상에 별도의 공정으로 수소계 유기막(16)을 형성한다.

이어 도1d에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 전극(14b)이 노출되도록 상기 보호막(15) 및 수소계 유기막(16)을 식각하여 콘택홀을 형성하고, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질을 스퍼터링(sputtering)하여 투명 도전막을 형성한 후 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(14b)과 연결되는 화소전극(17)을 형성한다

상기와 같은 수소계 유기막(16)은 상기 ITO 등의 투명 도전성 물질을 화소전극(17)을 형성하기 위해 패터닝 시에 투명 도전성 물질의 측면 식각(side etch)을 감소시키기 위해 이용된다.

그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 액정표시소자 제조방법은 TFT 어레이 공정 중 화소전극을 형성할 때, 상기 화소전극 패터닝시 화소전극의 측면 부분이 식각되는 문제를 해결하기 위해 상기 TFT를 보호하기 위한 보호막(passivation layer) 형성한 후 수소계 유기막을 형성하는 수소처리 공정이 별도로 추가되어 공정이 복잡화되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유기절연막을 이용한 TFT-LCD 제조 공정 중 보호막과 화소전극 사이에 수소막을 증착하는 수소처리 공정을 별도로 하지 않고, 화소전극 형성을 위한 투명 도전성 물질을 스퍼터링하기 직전에 수소계 유기막을 연속적으로 증착하거나, 투명 도전성 물질 형성시 수소계 가스를 사용하여 투명 도전성 물질 증착과 동시에 계면을 형성하여 공정을 단순화하도록 한 액정표시소자 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법의 특징은 투명기판 상에 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 형성하는 제1공정; 상기 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 제2공정; 상기 보호막 전면에 수소계가스를 이용하여 수소계 유기막을 형성하고 연속적으로 투명 도전성 물질을 형성하여 투명 도전막을 형성하는 제3공정을 포함하여 이루어지는데 있다.

상기 제2공정은 상기 스위칭소자와 콘택을 위해 상기 형성된 보호막의 소정 영역을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지고, 상기 공정의 세팅(setting) 온도는 150~300℃ 이고, 상기 투명 도전막은 산소계 가스 분위기에서 형성된다.

그리고, 상기 보호막은 유기절연막을 포함하여 형성되고, 상기 유기절연막은 BCB, 포토 아크릴(photo acryl)을 포함한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법의 다른 특징은 투명기판 상에 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 형성하는 제1공정; 상기 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 제2공정; 수소계가스를 첨가하여 상기 보호막 전면에 투명 도전성 물질을 형성하여 수소계 투명 도전막을 증착하는 제3공정을 포함하여 이루어지는데 있다.

그리고 상기 제2공정은 상기 스위칭소자와 콘택을 위해 상기 형성된 보호막의 소정 영역을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정을 더 포함하여 이루어지고, 상기 투명 도전막은 산소계 가스 분위기에서 형성되고, 상기 보호막은 유기절연막을 포함하며, 상기 유기절연막은 BCB, 포토 아크릴(photo acryl)을 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 작용은 보호막으로 유기절연막을 이용한 액정표시소자 제조 공정 중 보호막과 투명 도전막 사이에 수소계 유기막을 증착하는 공정을 단순화하여 유기절연막의 형성 후 별도의 공정을 추가하여 수소계 유기막을 형성하지 않고, 콘택홀을 형성한 후 수소계 가스를 이용하여 보호막에 필요한 수소계 유기막 및 투명 도전막을 형성하기 위한 투명 도전성 물질을 연속적으로 증착하는 방법 혹은 화소 전극을 형성하기 위한 투명 도전막의 형성시 산소 가스와 함께 수소계 가스를 첨가하는 방법으로 상기 화소전극 형성을 위한 투명 도전성 물질을 패터닝 시에 측면 식각 방지를 위한 수소처리 공정이 단순화된다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 일반적인 액정표시소자의 하부기판의 투시단면도로, 도2에 나타낸 바와 같이, 게이트배선(11) 및 데이터배선(14)이 종횡으로 배열되어 있다. 이 게이트배선(11)과 데이터배선(14)에 의해 화소영역이 정의되고, 실제의 액정패널은 수 많은 화소영역으로 구성되어 있지만 도2에서는 설명의 편의를 위해 한 화소만을 나타낸다. 게이트배선(11)과 데이터배선(14)의 교차점에는 박막트랜지스터(thin film transistor)가 형성되어 있다.

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 제1실시예로, 상기 도2에 도시된 바와 같은 액정표시소자의 하부기판의 제조공정으로, 도2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도를 도시하였다.

먼저, 3a에 도시한 바와 같이, 먼저, 투명기판(10) 상에 다수 개로 게이트배선(도시하지 않음, 도2참조)과 함께 게이트 전극(11a)을 형성한다. 즉, 게이트 금속 물질을 스퍼터링(Sputtering)법으로 형성하고 마스크를 이용하여 패터닝하여 게이트배선 및 게이트 전극(11a)을 형성한다. 이어, 상기 게이트 전극(11a)을 포함한 투명기판(10) 전면에 실리콘질화물 또는 실리콘산화물 등을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 증착하여 게이트 절연막(12)을 형성한 후, 상기 게이트 전극(11a) 상부의 게이트 절연막(12) 상에 반도체층(13)을 형성하고, 상기 반도체층(13)위에 오우믹콘택층(13a)을 형성한다.

이어, 상기 반도체층(13)을 포함한 게이트 절연막(12) 전면에 Al, Mo, Cr, Ta 또는 Al합금 등과 같은 금속을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트배선(11)과 교 차하도록 데이터배선(14)을 형성한다. 그리고, 상기 반도체층(13) 상에 박막트랜지스터의 소스/드레인 전극(14a/14b)을 형성하고, 상기 소스/드레인 전극(14a/14b), 데이터배선을 포함한 전면에 유기절연 물질로 보호막(15)을 형성한다.

이어 도3b에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 전극(14b)이 노출되도록 상기 보호막(15)을 식각하여 콘택홀을 형성한다.

이어 도3c에 도시한 바와 같이, 수소계 가스를 사용하여 상기 보호막(15) 상부에 수소계 유기막(16)을 형성하고 연속적으로 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질을 스퍼터링(sputtering)하여 투명 도전막을 형성한 후 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(14b)과 연결되는 화소전극(17)을 형성한다

상기 수소계 유기막(16)은 상기 투명 도전성 물질을 화소전극(17)을 형성하기 위해 패터닝 시에 투명 도전성 물질의 측면 식각(side etch)을 감소시키기 위해 이용된다.

도4a 내지 도4c는 본 발명에 따른 제2실시예로, 상기 도2에 도시된 바와 같은 액정표시소자의 하부기판의 제조공정으로, 도2의 Ⅰ-Ⅰ'방향의 단면 공정도를 도시하였다.

도4a 및 도4b의 공정은 상기 도3a 및 도3b의 공정과 동일하므로 생략하고, 도4a 및 도4b의 공정을 수행한 후, 도4c에 도시한 바와 같이, 수소계 가스를 사용하여 상기 보호막(15) 상부에 수소계 유기막(16)을 형성한 후, ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질을 스퍼터링(sputtering)하여 투명 도전막을 형성한 후 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(14b)과 연결되는 화소전극(17)을 형성한다. 상기 화소전극(17)의 형성은 산소 가스와 함께 수소계 가스를 첨가하여 형성된다. 즉, 상기 화소전극(17)은 ITO-H 계 물질로 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 액정표시소자 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

액정표시소자를 구동하는 박막트랜지스터의 보호를 위해 유기절연막으로 보호막을 형성하고, 콘택홀을 형성한 후 수소계 가스를 이용하여 보호막에 필요한 수소계 유기막을 형성 및 화소전극을 연속적으로 형성하는 방법 혹은 화소전극의 형성시 산소 가스와 함께 수소계 가스를 첨가하는 방법을 이용하여, 상기 화소전극 형성을 위한 투명 도전성 물질을 패터닝 시에 측면 식각 방지를 위한 수소처리 공정이 단순화된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

투명기판 상에 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 형성하는 제1공정;

상기 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 제2공정;

상기 보호막 전면에 수소계가스를 이용하여 수소계 유기막을 형성하고 연속적으로 투명 도전성 물질을 형성하여 투명 도전막을 형성하는 제3공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 제2공정은

상기 스위칭소자와 콘택을 위해 상기 형성된 보호막의 소정 영역을 식각하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 공정의 세팅(setting) 온도는 150~300℃ 인 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 투명 도전막은 산소계 가스 분위기에서 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 보호막은 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제5항에 있어서, 상기 유기절연막은 BCB, 포토 아크릴(photo acryl)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
투명기판 상에 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 형성하는 제1공정;

상기 게이트배선과 데이터배선 및 스위칭소자를 포함한 전면에 보호막을 형성하는 제2공정;

수소계가스를 첨가하여 상기 보호막 전면에 투명 도전성 물질을 형성하여수소계 투명 도전막을 증착하는 제3공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 제2공정은

상기 스위칭소자와 콘택을 위해 상기 형성된 보호막의 소정 영역을 식각하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 투명 도전막은 산소계 가스 분위기에서 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제7항에 있어서, 상기 보호막은 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 유기절연막은 BCB, 포토 아크릴(photo acryl)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.