KR100930573B1 - Thin film transistor manufacturing method and display device manufacturing method using same - Google Patents
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Abstract
개구율을 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 제조 방법이 개시된다. 박막트랜지스터의 제조를 위하여, 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막 및 액티브막을 순차적으로 형성한다. 형성된 액티브막은 패터닝되고 게이트 전극을 커버하는 액티브 패턴으로 형성된다. 이후, 액티브 패턴이 형성된 기판 상에 데이터 금속막이 형성된다. 데이터 금속막 상에 소오스 및 드레인 영역에서 제1 두께를 갖고 박막 트랜지스터의 채널 영역에서 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이후, 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정 및 건식 식각 공정을 통해 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성한다. 이와 같이, 데이터 금속막의 식각을 건식 식각 공정으로 진행함으로써, 개구율을 향상시킬 수 있다.Disclosed is a method of manufacturing a thin film transistor capable of improving the aperture ratio. In order to manufacture the thin film transistor, the gate insulating film and the active film are sequentially formed on the substrate on which the gate electrode is formed. The formed active film is patterned and formed into an active pattern covering the gate electrode. Thereafter, a data metal film is formed on the substrate on which the active pattern is formed. A photoresist pattern having a first thickness in the source and drain regions and a second thickness smaller than the first thickness in the channel region of the thin film transistor is formed on the data metal film. Thereafter, a source electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode are formed through a wet etching process and a dry etching process using a photoresist pattern. As described above, by performing the etching of the data metal film in a dry etching process, the aperture ratio can be improved.
Description
본 발명은 박막트랜지스터 제조 방법 및 이를 이용하여 영상을 표시하기 위한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor and a method of manufacturing a display device for displaying an image using the same.
일반적으로, 영상을 표시하기 위한 표시 장치 중 하나인 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과 컬러필터 및 공통 전극이 형성된 컬러필터 기판이 액정을 사이에 두고 결합된 구조를 갖는다.In general, a liquid crystal display device, which is one of display devices for displaying an image, has a structure in which a thin film transistor substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed, and a color filter substrate on which a color filter and a common electrode are formed are coupled with a liquid crystal interposed therebetween.
유리 또는 플라스틱 등의 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 공정은 여러 개의 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 이루어지는데, 일반적으로 5매 또는 4매의 마스크를 이용하여 박막트랜지스터를 제조하게 된다. The process of forming a thin film transistor on a substrate such as glass or plastic is performed through a photolithography process using a plurality of masks. In general, a thin film transistor is manufactured using five or four masks.
박막트랜지스터의 제조 공정 중에서 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하기 위한 종래의 사진 식각 공정은 습식 식각 공정을 통해 진행되었다. 그러나, 등방성 식각이라는 습식 식각의 특성 때문에 미세 패턴의 구현이 어려우며, 이로 인해 소오스 전극과 드레인 전극간의 채널 길이를 줄이는데 한계가 있어 개구율을 향상 시키기에 어려움을 겪고 있는 실정이다.The conventional photolithography process for forming the source electrode and the drain electrode in the thin film transistor manufacturing process is performed through a wet etching process. However, due to the wet etching characteristic of isotropic etching, it is difficult to implement a fine pattern, and thus, there is a limit in reducing the channel length between the source electrode and the drain electrode, which makes it difficult to improve the aperture ratio.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 표시 장치의 개구율을 향상시킬 수 있는 박막트랜지스터 제조방법을 제공한다.Accordingly, the present invention has been made in view of such a problem, and provides a method of manufacturing a thin film transistor which can improve the aperture ratio of a display device.
또한, 본 발명은 상기한 박막트랜지스터 제조방법을 이용한 표시 장치 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a display device manufacturing method using the above-described thin film transistor manufacturing method.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막트랜지스터 제조방법은, 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막 및 액티브막을 순차적으로 형성하는 단계 상기 액티브막을 패터닝하여 상기 게이트 전극을 커버하는 액티브 패턴을 형성하는 단계 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 기판 상에 데이터 금속막을 형성하는 단계 상기 데이터 금속막 상에 소오스 및 드레인 영역에서 제1 두께를 갖고 박막 트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정 및 건식 식각 공정을 통해 상기 데이터 금속막을 패터닝하여 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to one or more exemplary embodiments, a thin film transistor manufacturing method includes: sequentially forming a gate insulating layer and an active layer on a substrate on which a gate electrode is formed, and patterning the active layer to cover the gate electrode. Forming a data metal film on the substrate on which the active pattern is formed; a second thickness having a first thickness in the source and drain regions on the data metal film and less than the first thickness in the channel region of the thin film transistor; And forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode by patterning the data metal layer through a wet etching process and a dry etching process using the photoresist pattern.
또한 상기 박막트랜지스터 제조방법은, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계는, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 데이터 금속막을 습식 식각하여 데이터 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 데이터 금속 패턴의 상기 채널 영역이 노출되도록 상기 포토레지스트 패턴을 애싱하는 단계 및 상기 애싱된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 채널 영역의 상기 데이터 금속 패턴을 건식 식각하여 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film transistor manufacturing method may further include forming the source electrode and the drain electrode by forming a data metal pattern by wet etching the data metal layer using the photoresist pattern as an etch stop layer. Ashing the photoresist pattern to expose the channel region and dry etching the data metal pattern of the channel region using the ashed photoresist pattern as an etch stop layer to form the source electrode and the drain electrode. It is preferable to include.
또한 상기 박막트랜지스터 제조방법은, 상기 데이터 금속 패턴의 건식 식각에 이어서 상기 채널 영역의 상기 액티브 패턴의 오믹 콘택층을 건식 식각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. The thin film transistor manufacturing method may further include dry etching the ohmic contact layer of the active pattern of the channel region after the dry etching of the data metal pattern.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예 따른 표시 장치 제조 방법은, 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막 및 액티브막을 순차적으로 형성하는 단계 상기 액티브막을 패터닝하여 상기 게이트 전극을 커버하는 액티브 패턴을 형성하는 단계 상기 액티브 패턴이 형성된 상기 기판 상에 데이터 금속막을 형성하는 단계 상기 데이터 금속막 상에 소오스 및 드레인 영역에서 제1 두께를 갖고 박막 트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 습식 식각 공정 및 건식 식각 공정을 통해 상기 데이터 금속막을 패터닝하여 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계 및 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극이 형성된 상기 기판 상에 보호막 및 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, a method of manufacturing a display device includes sequentially forming a gate insulating layer and an active layer on a substrate on which a gate electrode is formed, and patterning the active layer to cover an active pattern covering the gate electrode. Forming a data metal film on the substrate on which the active pattern is formed; forming a data metal film on the data metal film, the second thickness having a first thickness in the source and drain regions and a smaller thickness than the first thickness in the channel region of the thin film transistor; Forming a photoresist pattern having the photoresist pattern and forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode by patterning the data metal film through a wet etching process and a dry etching process using the photoresist pattern; Drain electrode Forming a passivation layer and a pixel electrode on the substrate.
또한 상기 표시 장치 제조방법은, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계는, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 데이터 금속막을 습식 식각하여 데이터 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 데이터 금속 패턴의 상기 채널 영역이 노출되도록 상기 포토레지스트 패턴을 애싱하는 단계 및 상기 애싱된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 채널 영역의 상기 데이터 금속 패턴을 건식 식각하여 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The method of manufacturing the display device may include forming the source electrode and the drain electrode by wet etching the data metal layer using the photoresist pattern as an etch stop layer to form a data metal pattern. Ashing the photoresist pattern to expose the channel region and dry etching the data metal pattern of the channel region using the ashed photoresist pattern as an etch stop layer to form the source electrode and the drain electrode. It is preferable to include.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예 따른 박막트랜지스터 제조 방법은, 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 액티브막 및 데이터 금속막을 순차적으로 형성하는 단계 상기 데이터 금속막을 패터닝하여 데이터 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 데이터 금속 패턴 상에 소오스 및 드레인 영역에서 제1 두께를 갖고 박막 트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 액티브막을 패터닝하여 액티브 패턴을 형성하는 단계 및 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 데이터 금속 패턴을 패터닝하여 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a thin film transistor manufacturing method includes sequentially forming a gate insulating film, an active film, and a data metal film on a substrate on which a gate electrode is formed. Forming a photoresist pattern on the data metal pattern having a first thickness in the source and drain regions and having a second thickness smaller than the first thickness in the channel region of the thin film transistor; Forming an active pattern by patterning the active layer through an etching process and forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode by patterning the data metal pattern through a dry etching process using the photoresist pattern Include.
또한 상기 박막트랜지스터 제조방법은, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계는, 상기 데이터 금속 패턴의 상기 채널 영역이 노출되도록 상기 포토레지스트 패턴을 애싱하는 단계 및 상기 애싱된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 채널 영역의 상기 데이터 금속 패턴을 건식 식각하여 상기 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film transistor manufacturing method may further include forming the source electrode and the drain electrode, by ashing the photoresist pattern to expose the channel region of the data metal pattern, and etching the ashed photoresist pattern. And etching the data metal pattern of the channel region to form the source and drain electrodes.
또한 상기 박막트랜지스터 제조방법은, 상기 데이터 금속 패턴의 건식 식각 에 이어서 상기 채널 영역의 상기 액티브 패턴의 오믹 콘택층을 건식 식각하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. The thin film transistor manufacturing method may further include dry etching the ohmic contact layer of the active pattern of the channel region, followed by dry etching of the data metal pattern.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예 따른 표시 장치 제조방법은, 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 액티브막 및 데이터 금속막을 순차적으로 형성하는 단계 상기 데이터 금속막을 패터닝하여 데이터 금속 패턴을 형성하는 단계 상기 데이터 금속 패턴 상에 소오스 및 드레인 영역에서 제1 두께를 갖고 박막 트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 액티브막을 패터닝하여 액티브 패턴을 형성하는 단계 상기 포토레지스트 패턴을 이용한 건식 식각 공정을 통해 상기 데이터 금속 패턴을 패터닝하여 소오스 전극 및 상기 소오스 전극과 이격된 드레인 전극을 형성하는 단계 및 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극이 형성된 상기 기판 상에 보호막 및 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing a display device includes sequentially forming a gate insulating layer, an active layer, and a data metal layer on a substrate on which a gate electrode is formed. Forming a photoresist pattern on the data metal pattern having a first thickness in the source and drain regions and having a second thickness smaller than the first thickness in the channel region of the thin film transistor; Forming an active pattern by patterning the active layer through an etching process; patterning the data metal pattern through a dry etching process using the photoresist pattern to form a source electrode and a drain electrode spaced apart from the source electrode; and Source electrode and Group is on the substrate, a drain electrode are formed and forming a protective film and a pixel electrode.
또한, 표시 장치 제조방법은, 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계는, 상기 데이터 금속 패턴의 상기 채널 영역이 노출되도록 상기 포토레지스트 패턴을 애싱하는 단계 및 상기 애싱된 포토레지스트 패턴을 식각 방지막으로 이용하여 상기 채널 영역의 상기 데이터 금속 패턴을 건식 식각하여 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a display device, the forming of the source electrode and the drain electrode may include: ashing the photoresist pattern to expose the channel region of the data metal pattern and etching the ashed photoresist pattern. The method may further include dry etching the data metal pattern of the channel region to form the source electrode and the drain electrode.
이와 같은 박막트랜지스터 제조 방법 및 이를 이용한 표시 장치 제조 방법에 따르면, 채널 영역을 식각하기 위한 데이터 금속막의 2차 식각을 건식 식각 공정으로 진행함으로써, 채널 길이를 감소시켜 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 데이터 라인 하부의 액티브 패턴을 제거하여 개구율을 향상시키고, 잔상 및 플리커 등의 품질 불량을 억제할 수 있다.According to the method of manufacturing the thin film transistor and the method of manufacturing the display device using the same, the secondary etching of the data metal film for etching the channel region may be performed by the dry etching process, thereby reducing the channel length and improving the aperture ratio. In addition, by removing the active pattern under the data line, the aperture ratio can be improved, and quality defects such as afterimages and flicker can be suppressed.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도면들에 있어서, 각 장치 또는 막(층) 및 영역들의 두께는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 또한 각 장치는 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치들을 구비할 수 있으며, 막(층)이 다른 막(층) 또는 기 판상에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 다른 막(층) 또는 기판상에 직접 형성되거나 그들 사이에 추가적인 막(층)이 개재될 수 있다. In the drawings, the thickness of each device or film (layer) and regions has been exaggerated for clarity of the invention, and each device may have a variety of additional devices not described herein. When (layer) is mentioned as being located on another film (layer) or substrate, it may be formed directly on the other film (layer) or substrate or an additional film (layer) may be interposed therebetween.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다. 1 to 8 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판(110) 상에 게이트 금속막을 형성한 후, 제1 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 상기 게이트 금속막을 패터닝하여 게이트 전극(120)을 형성한다. 상기 게이트 금속막의 패터닝을 통해 게이트 전극(120)과 전기적으로 연결된 게이트 라인을 동시에 형성할 수 있다. 상기 게이트 금속막은 예를 들어, 스퍼터링 공정을 통해 기판(110) 상에 형성된다. 또한, 상기 게이트 금속막의 패터닝은 예를 들어, 습식 식각 공정을 통해 진행된다. Referring to FIG. 1, after forming a gate metal layer on a
기판(110)은 투명한 절연성의 물질, 예를 들어, 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. The
상기 게이트 금속막은 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 게이트 금속막은 물리적 성질이 다른 2개 이상의 금속층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 금속막은 저저항 배선을 위하여, 알루미늄(Al)과 몰리브덴(Mo)이 적층된 Al/Mo 2층막 구조로 형성될 수 있다. For example, the gate metal layer may include aluminum (Al), molybdenum (Mo), neodymium (Nd), chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium (Ti), tungsten (W), copper (Cu), and silver ( Ag) or a single metal or an alloy thereof. In addition, the gate metal film may be formed of two or more metal layers having different physical properties. For example, the gate metal film may be formed in an Al / Mo two-layer film structure in which aluminum (Al) and molybdenum (Mo) are stacked for low resistance wiring.
상기 게이트 라인은 예를 들어, 가로 방향으로 연장되어 각 화소의 상측 및 하측을 정의한다. 게이트 전극(120)은 상기 게이트 라인과 전기적으로 연결되며, 각 화소에 형성되는 스위칭 소자인 박막트랜지스터의 게이트 단자를 구성한다. For example, the gate line extends in the horizontal direction to define an upper side and a lower side of each pixel. The
도 2를 참조하면, 게이트 전극(120)이 형성된 기판(110) 상에 게이트 절연막(130)과 반도체층(141) 및 오믹 콘택층(142)을 포함하는 액티브막(140)을 순차적으로 형성한다. 게이트 절연막(130) 및 액티브막(140)은 예를 들어, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 방법을 통해 형성된다. Referring to FIG. 2, the
게이트 절연막(130)은 게이트 배선(120)을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로서, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성된다. 게이트 절연막(130)은 예를 들어, 약 4000 ~ 4500Å의 두께로 형성된다. The
액티브막(140)은 반도체층(141) 및 오믹 콘택층(142)을 포함한다. 예를 들어, 반도체층(141)은 비정질 실리콘(amorphous Silicon : 이하, a-Si)으로 형성되며, 오믹 콘택층(142)은 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘(이하, n+a-Si)으로 형성된다. The
도 2 및 도 3을 참조하면, 제2 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 액티브막(140)을 패터닝하여 게이트 전극(120)을 커버하는 액티브 패턴(144)을 형성한다. 액티브막(140)의 패터닝은 예를 들어, 건식 식각 공정을 통해 진행된다. 액티브 패턴(144)은 반도체 패턴(145) 및 오믹 콘택 패턴(146)을 포함한다. 2 and 3, the
도 4를 참조하면, 액티브 패턴(144)이 형성된 기판(110) 상에 데이터 금속 막(150)을 형성한다. 데이터 금속막(150)은 예를 들어, 스퍼터링 공정을 통해 형성된다. Referring to FIG. 4, the
데이터 금속막(150)은 예를 들어, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 네오디뮴(Nd), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 단일 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 데이터 금속막(150)은 물리적 성질이 다른 2개 이상의 금속층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 데이터 금속막(150)은 저저항 배선을 위하여, 하부 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 상부 몰리브덴(Mo)이 연속적으로 적층된 Mo/Al/Mo 2층막 구조로 형성될 수 있다. The
이후, 데이터 금속막(150) 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 하프톤(half tone) 마스크 또는 슬릿(slit) 마스크 등의 제3 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 상기 포토레지스트막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴(160)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(160)은 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성될 소오스 및 드레인 전극 영역에서 제1 두께를 갖고, 박막트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 형성된다. 한편, 포토레지스트 패턴(160)은 소오스 전극과 전기적으로 연결되는 데이터 라인이 형성될 데이터 라인 영역에도 상기 제1 두께로 형성될 수 있다. Thereafter, after the photoresist film is formed on the
도 4 및 도 5를 참조하면, 포토레지스트 패턴(160)을 식각 방지막으로 이용하여 데이터 금속막(150)을 식각하여 데이터 금속 패턴(152)을 형성한다. 데이터 금속막(150)의 식각 공정은 예를 들어, 습식 식각 공정으로 진행된다. 한편, 데이터 금속막(150)의 식각을 통해 데이터 라인을 동시에 형성할 수 있다. 상기 데 이터 라인은 게이트 절연막(130)을 통해 상기 게이트 라인과 절연되며, 상기 게이트 라인과 교차되는 방향으로 연장되도록 형성된다. 예를 들어, 상기 데이터 라인은 상기 게이트 라인과 수직으로 교차되도록 세로 방향으로 형성된다. 4 and 5, the
이후, 포토레지스트 패턴(160)을 애싱(ashing) 처리하여 데이터 금속 패턴(152)의 채널 영역이 노출되도록 한다. Thereafter, the
도 5 및 도 6을 참조하면, 애싱된 포토레지스트 패턴(162)을 식각 방지막으로 이용하여 데이터 금속 패턴(152)의 채널 영역을 식각한다. 본 실시예에서, 데이터 금속 패턴(152)의 식각은 건식 식각 공정을 통해 진행된다. 데이터 금속 패턴(152)의 건식 식각을 통해 소오스 전극(154) 및 소오스 전극(154)과 일정 거리로 이격된 드레인 전극(156)이 형성된다. 소오스 전극(154)은 데이터 라인과 전기적으로 연결되어 박막트랜지스터의 소오스 단자를 구성하며, 드레인 전극(156)은 소오스 전극(154)과 이격되어 박막트랜지스터의 드레인 단자를 구성한다. 5 and 6, the channel region of the
이와 같이, 데이터 금속 패턴(152)의 식각을 건식 식각 공정으로 진행하게 되면, 미세 패턴의 구현이 가능해지므로, 소오스 전극(154)과 드레인 전극(156)간의 채널 길이를 약 3㎛ 이하로 형성할 수 있게 되며, 이를 통해 개구율을 향상시킬 수 있다. As such, when the etching of the
이후, 애싱된 포토레지스트 패턴(162)을 식각 방지막으로 이용하여 채널 영역의 오믹 콘택 패턴(146)을 건식 식각하여 채널영역이 식각된 오믹 콘택 패턴(146')을 형성하여, 액티브 패턴(144')을 형성한다. 이에 따라, 소오스 전극(154)과 드레인 전극(156) 사이의 채널 영역에는 반도체 패턴(145)이 노출되어 박막트랜지스터의 제조가 완료된다. 이후, 애싱된 포토레지스트 패턴(162)을 스트립한다. 예를 들어, 애싱된 포토레지스트 패턴(162)은 스트립 용액을 이용한 스트립 공정을 통해 제거된다. Thereafter, the
한편, 본 실시예와 같이, 액티브막(140)을 먼저 패터닝한 후, 데이터 금속막(150)을 패터닝하게 되면, 종래의 4매 마스크 공정과는 달리, 데이터 라인의 하부에 액티브 패턴(144)이 존재하지 않게 된다. 따라서, 데이터 라인 하부에 존재하는 액티브 패턴에 의해 발생되는 개구율 감소, 잔상 및 플리커 등의 품질 불량을 억제할 수 있다. On the other hand, when the
또한, 본 발명의 일 실시예로 제시한 액티브 패턴(144)는 반도체 패턴(145) 및 오믹 콘택 패턴(146)을 포함하는 것을 설명하였으나, 반도체 패턴(145)만을 포함하는 액티브 패턴(144)으로도 가능하다 할 것이다. 따라서, 이하 도면 및 설명에서 액티브 패턴이라 함은 채널영역이 식각된 오믹 콘택 패턴(146')을 포함하는 액티브 패턴(144')과 오믹 콘택 패턴(146, 146')을 포함하지 않은 액티브 패턴(144)을 모두 포함하는 의미로 사용하였다. In addition, although the
도 7을 참조하면, 소오스 전극(154) 및 드레인 전극(156)이 형성된 기판(110) 상에 보호막(170)을 형성한다. 보호막(170)은 박막트랜지스터 및 데이터 라인을 보호하고 절연시키기 위한 절연막으로서, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)으로 형성되며, PECVD 공정을 통해 약 500Å ~ 2000Å의 두께로 형성된다. Referring to FIG. 7, a
이후, 제4 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 보호막(170)을 패터 닝하여 드레인 전극(156)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(172)을 형성한다. Thereafter, the
도 8을 참조하면, 콘택 홀(172)이 형성된 보호막(170) 상에 투명성 도전막을 형성한 후, 제5 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 상기 투명성 도전막을 패터닝하여 각 화소 내에 화소 전극(180)을 형성한다. Referring to FIG. 8, after forming a transparent conductive film on the
화소 전극(180)은 보호막(170)에 형성된 콘택 홀(172)을 통해 드레인 전극(156)과 전기적으로 연결된다. 화소 전극(180)은 예를 들어, 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO) 또는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 형성된다. The
화소 전극(180)을 포함하는 표시장치에 있어서, 예를 들어 TFT-LCD의 경우에는 화소전극(180)과 대항하는 상부전극(미도시) 사이에 액정을 삽입한 후 화소전극(180)과 상부전극간의 전위차를 조절하여 액정을 거동시킴으로써 표시장치로 사용하며, 또한, AMOLED의 경우에는 화소전극(180)과 대항하는 상부전극(미도시) 사이에 유기발광층을 삽입한 후 화소전극(180)과 상부전극간에 전류를 흘려주어 유기발광층을 발광시킴으로써 표시장치로 사용할 수 있다. In the display device including the
도 9 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다. 9 to 14 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 제1 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 기판(210) 상에 게이트 전극(220)을 형성한 후, 게이트 전극(220)이 형성된 기판(210) 상에 게이트 절연막(230), 액티브막(240) 및 데이터 금속막(250)을 순차적으로 형성한다. 이때, 액티브막(240)은 반도체층(241) 과 오믹 콘택층(242)을 포함한다. 예를 들어, 게이트 절연막(230) 및 액티브막(240)은 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) 방법을 통해 형성되며, 데이터 금속막(250)은 스퍼터링 방법을 통해 형성된다. Referring to FIG. 9, as described with reference to FIG. 1, after the
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 데이터 금속막(250)을 패터닝하여 데이터 금속 패턴(252)을 형성한다. 이러한 데이터 금속막(250)의 패터닝을 통하여 데이터 라인이 형성될 수 있다. 데이터 금속막(250)의 패터닝은 예를 들어, 습식 식각 공정을 통해 진행된다. 9 and 10, the
도 11을 참조하면, 데이터 금속 패턴(252) 상에 포토레지스트막을 형성한 후, 하프톤(half tone) 마스크 또는 슬릿(slit) 마스크 등의 제3 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 상기 포토레지스트막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴(260)을 형성한다. 포토레지스트 패턴(260)은 소오스 전극 및 드레인 전극이 형성될 소오스 및 드레인 전극 영역에서 제1 두께를 갖고, 박막트랜지스터의 채널 영역에서 상기 제1 두께보다 작은 제2 두께를 갖도록 형성된다. 한편, 포토레지스트 패턴(260)은 소오스 전극과 전기적으로 연결되는 데이터 라인이 형성될 데이터 라인 영역에도 상기 제1 두께로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 11, after forming a photoresist film on the
도 11 및 도 12를 참조하면, 포토레지스트 패턴(260)을 식각 방지막으로 이용하여 액티브막(240)을 식각하여 게이트 전극(220)을 커버하는 액티브 패턴(244)을 형성한다. 액티브막(240)의 식각은 예를 들어, 건식 식각 공정을 통해 진행된다. 액티브 패턴(244)은 반도체 패턴(245) 및 오믹 콘택 패턴(246)을 포함한다. Referring to FIGS. 11 and 12, the
이후, 포토레지스트 패턴(260)을 애싱(ashing) 처리하여 데이터 금속 패턴(252)의 채널 영역이 노출되도록 한다. Thereafter, the
도 12 및 도 13을 참조하면, 애싱된 포토레지스트 패턴(262)을 식각 방지막으로 이용하여 데이터 금속 패턴(252)의 채널 영역을 식각한다. 본 실시예에서, 데이터 금속 패턴(252)의 식각은 건식 식각 공정을 통해 진행된다. 데이터 금속 패턴(252)의 건식 식각을 통해 소오스 전극(254) 및 소오스 전극(254)과 일정 거리로 이격된 드레인 전극(256)이 형성된다. 12 and 13, the channel region of the
이와 같이, 데이터 금속 패턴(252)의 식각을 건식 식각 공정으로 진행하게 되면, 미세 패턴의 구현이 가능해지므로, 소오스 전극(254)과 드레인 전극(256)간의 채널 길이를 약 3㎛ 이하로 형성할 수 있게 되며, 이를 통해 개구율을 향상시킬 수 있다. As such, when the etching of the
이후, 애싱된 포토레지스트 패턴(262)을 식각 방지막으로 이용하여 채널 영역의 오믹 콘택 패턴(246)을 건식 식각하여 채널영역이 식각된 오믹 콘택 패턴(246')을 형성하여, 액티브 패턴(244')을 형성한다. 이에 따라, 소오스 전극(254)과 드레인 전극(256) 사이의 채널 영역에는 반도체 패턴(245)이 노출되어 박막트랜지스터의 제조가 완료된다. 이후, 애싱된 포토레지스트 패턴(262)을 스트립한다. 예를 들어, 애싱된 포토레지스트 패턴(262)은 스트립 용액을 이용한 스트립 공정을 통해 제거된다. Thereafter, the
또한, 본 발명의 일 실시예로 제시한 액티브 패턴(244)는 반도체 패턴(245) 및 오믹 콘택 패턴(246)을 포함하는 것을 설명하였으나, 반도체 패턴(245)만을 포 함하는 액티브 패턴(244)으로도 가능하다 할 것이다. 따라서, 이하 도면 및 설명에서 액티브 패턴이라 함은 채널영역이 식각된 오믹 콘택 패턴(246')을 포함하는 액티브 패턴(244')과 오믹 콘택 패턴(246, 246')을 포함하지 않은 액티브 패턴(244)을 모두 포함하는 의미로 사용하였다. In addition, although the
도 14를 참조하면, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이 제4 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 보호막(270)을 형성하고, 도 8을 참조하여 설명한 바와 같이 제5 노광 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 통해 화소 전극(280)을 형성한다. Referring to FIG. 14, as described with reference to FIG. 7, a
화소 전극(280)을 포함하는 표시장치에 있어서, 예를 들어 TFT-LCD의 경우에는 화소전극(280)과 대항하는 상부전극(미도시) 사이에 액정을 삽입한 후 화소전극(280)과 상부전극간의 전위차를 조절하여 액정을 거동시킴으로써 표시장치로 사용하며, 또한, AMOLED의 경우에는 화소전극(280)과 대항하는 상부전극(미도시) 사이에 유기발광층을 삽입한 후 화소전극(280)과 상부전극간에 전류를 흘려주어 유기발광층을 발광시킴으로써 표시장치로 사용할 수 있다. In the display device including the
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다. 1 to 8 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 나타낸 공정도들이다. 9 to 14 are process diagrams illustrating a manufacturing process of a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 기판 120 : 게이트 전극 110
130 : 게이트 절연막 144 : 액티브 패턴 130: gate insulating film 144: active pattern
145 : 반도체 패턴 146 : 오믹 콘택 패턴 145
150 : 데이터 금속막 152 : 데이터 금속 패턴 150: data metal film 152: data metal pattern
154 : 소오스 전극 156 : 드레인 전극 154: source electrode 156: drain electrode
160 : 포토레지스트 패턴 170 : 보호막 160: photoresist pattern 170: protective film
180 : 화소 전극180 pixel electrode
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KR20050117846A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-15 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | Method for fabricating of an array substrate for a liquid crystal display device |
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