KR101061763B1 - Manufacturing method of array substrate for liquid crystal display device using polysilicon - Google Patents

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Abstract

종래의 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판 특히 PMOS 타입의 어레이 기판은 탑 게이트 방식으로 6마스크 공정에 의해 제작되어진다. 하지만, 마스크 공정은 포토레지스트의 도포, 노광, 현상 및 에칭공정을 진행하게 되므로, 보다 적은 회수로 마스크 공정을 진행하여 어레이 기판을 제조하는 것이 제조비용 절감 및 수율 향상에 유리하다.An array substrate for a liquid crystal display device using a conventional polysilicon, particularly an array substrate of a PMOS type, is manufactured by a six-mask process using a top gate method. However, since the mask process proceeds with the application, exposure, development, and etching of the photoresist, it is advantageous to reduce the manufacturing cost and improve the yield by performing the mask process with fewer times.

본 발명은 보텀 게이트 구조로써 박막 트랜지스터를 형성하는 것을 특징으로 하며, p+도핑을 위한 도핑 블록킹 마스크 형성을 위한 마스크 공정의 진행에 있어 특별한 패턴을 갖는 마스크없이 게이트 전극을 마스크로 하는 배면노광을 실시함으로써 도핑되어 형성된 오믹콘택층이 게이트 전극을 기준으로 쉬프트 되는 현상을 억제하여 마스크의 미스얼라인 등에 의한 불량을 방지하며, 우수한 특성을 갖는 박막 트랜지스터를 형성하며, 총 마스크 공정 또한 종래의 6회에서 5회 또는 4회로 줄여 진행함으로써 제조 시간을 단축하고 제조비용을 절감할 수 있는 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
The present invention is characterized by forming a thin film transistor as a bottom gate structure, by performing a back exposure using a gate electrode as a mask without a mask having a special pattern in the progress of a mask process for forming a doping blocking mask for p + doping. The doped ohmic contact layer is prevented from shifting with respect to the gate electrode to prevent defects caused by misalignment of the mask, to form a thin film transistor having excellent characteristics. The present invention provides a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon, which can reduce manufacturing time and reduce manufacturing cost by reducing the number of times or four times.

폴리 실리콘, 공정단순화, 마스크 절감, 회절노광, 보텀 게이트Poly Silicon, Process Simplification, Mask Reduction, Diffraction Exposure, Bottom Gate

Description

폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법{Method of fabricating array substrate for Liquid Crystal Display Device using poly-silicon} Method of fabricating array substrate for liquid crystal display device using poly-silicon}             

도 1은 일반적인 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도.1 is a plan view schematically showing an array substrate for a liquid crystal display device using a general polysilicon.

도 2 내지 도 7은 종래의 폴리실리콘을 이용한 PMOS타입의 어레이 기판의 박막 트랜지스터 형성부의 제조 공정에 따른 단면도. 2 to 7 are cross-sectional views of manufacturing processes of a thin film transistor forming unit of a PMOS type array substrate using conventional polysilicon.

도 8 내지 도 19는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정별 단면도.8 to 19 are cross-sectional views of manufacturing processes of an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to a first embodiment of the present invention.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정별 단면도.
20 to 22 are cross-sectional views of manufacturing processes of an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to a second embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

101 : 기판 103 : 버퍼층101 substrate 103 buffer layer

113 : 게이트 전극 118 : 게이트 절연막 113: gate electrode 118: gate insulating film

123 :폴리 실리콘층 130 : 포토레지스트층123: polysilicon layer 130: photoresist layer

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘을 반도체층으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon as a semiconductor layer.

최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal displays have been spotlighted as next generation advanced display devices having low power consumption, good portability, technology-intensive, and high added value.

액정표시장치는 화소를 구동하는 방식에 따라 수동행렬 액정표시장치와 능동행렬 액정표시장치로 나눌수 있는데, 이중에서 능동행렬 액정표시장치는 하나의 화소가 각 화소마다 형성된 박막 트랜지스터로 구동이 된다. The liquid crystal display device may be classified into a passive matrix liquid crystal display device and an active matrix liquid crystal display device according to a method of driving pixels. Among them, an active matrix liquid crystal display device is driven by a thin film transistor in which one pixel is formed for each pixel.

이러한 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 반도체층과 게이트 및 소스 전극으로 구성되며, 이 중 반도체층은 채널이 형성되는 곳으로 박막 트랜지스터의 특성을 좌우한다.The thin film transistor is composed of a gate electrode, a semiconductor layer, a gate and a source electrode, of which the semiconductor layer is a channel is formed to determine the characteristics of the thin film transistor.

이러한 반도체층은 일반적으로 비정질 실리콘이나 폴리실리콘을 이용하는데, 최근들어 박막 트랜지스터의 반도체층을 비정질 실리콘에서 폴리실리콘으로 대체하고 있다. 이는 폴리실리콘이 비정질 실리콘에 비해 전계 이동도가 높고 빛 누설전류가 거의 없으며 기판 상에 구동회로를 제작할 수 있다는 장점을 갖기 때문이다.Such semiconductor layers generally use amorphous silicon or polysilicon, and recently, semiconductor layers of thin film transistors have been replaced with amorphous silicon and polysilicon. This is because polysilicon has the advantages of higher electric field mobility, little light leakage current, and fabrication of a driving circuit on a substrate, compared to amorphous silicon.

도 1은 일반적인 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판을 개략적으로 도시한 평면도이다. FIG. 1 is a plan view schematically illustrating an array substrate for a liquid crystal display device using general polysilicon.

도시한 바와 같이, 통상적인 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기 판은 화상을 표시하는 표시부(3)와 구동회로부(5)가 같이 기판 상에 형성되어 있다. 상기 표시부(3)는 기판(1)의 중앙에 위치하고, 상기 표시부(3)의 일측과 이에 평행하지 않은 타측에 각각 게이트 및 데이터 구동회로부(5a, 5b)가 위치하고 있다. 상기 표시부(3)에는 상기 게이트 구동회로부(5a)와 연결된 다수 개의 게이트 배선(7)과 상기 데이터 구동회로부(5b)와 연결된 다수 개의 데이터 배선(9)이 교차하여 구성되며, 두 배선이 교차하여 정의되는 화소영역(P)에는 화소전극(10)이 형성되어 있고, 상기 두 배선의 교차지점에는 화소전극(10)과 연결된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Tr)가 위치하고 있다. As shown in the drawing, an array substrate for a liquid crystal display device using a conventional polysilicon is formed on a substrate together with a display portion 3 and a driving circuit portion 5 for displaying an image. The display unit 3 is positioned at the center of the substrate 1, and gate and data driving circuit units 5a and 5b are positioned at one side of the display unit 3 and the other side not parallel thereto. In the display unit 3, a plurality of gate lines 7 connected to the gate driving circuit unit 5a and a plurality of data lines 9 connected to the data driving circuit unit 5b cross each other. The pixel electrode 10 is formed in the defined pixel region P, and the thin film transistor Tr, which is a switching element connected to the pixel electrode 10, is positioned at the intersection of the two wires.

또한, 상기 게이트 및 데이터 구동회로부(5a, 5b)는 외부신호 입력단(12)과 연결되어 있으며, 상기 게이트 및 데이터 구동회로부(5a, 5b)는 상기 외부신호 입력단(12)을 통하여 입력된 외부신호를 내부에서 조절하여 각각 게이트 및 데이터 배선(7, 9)을 통해 표시부(3)로 디스플레이 컨트롤 신호 및 데이터 신호를 공급하기 위한 것이다. 따라서 상기 게이트 및 데이터 구동회로부(5a, 5b) 내부에는 입력되는 신호를 적절하게 출력시키기 위하여 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 또는 PMOS(p channel metal-oxide semiconductor) 인버터(inverter)가 형성되어 있다.In addition, the gate and data driving circuit units 5a and 5b are connected to an external signal input terminal 12, and the gate and data driving circuit units 5a and 5b are external signals input through the external signal input terminal 12. Is internally adjusted to supply the display control signal and the data signal to the display unit 3 through the gate and data lines 7 and 9, respectively. Therefore, a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) or a p channel metal-oxide semiconductor (PMOS) inverter is formed in the gate and data driving circuit units 5a and 5b to appropriately output an input signal.

전술한 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판은 구동회로부 내부에 인버터로서 CMOS를 구성하느냐 또는 PMOS를 구성하느냐에 따라 CMOS 또는 PMOS 타입으로 나눌 수 있으며, 최근에는 도핑 공정이 비교적 간단하여 더 적은 마스크 공정 단계로써 제작이 가능한 PMOS 타입의 어레이 기판이 많이 이용되고 있다. The above-described array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon can be divided into CMOS or PMOS type depending on whether CMOS is configured as an inverter or PMOS in the driving circuit unit. PMOS type array substrates that can be fabricated as steps have been widely used.                         

PMOS타입의 소자로써 구성되는 어레이 기판은 구동회로부의 구동소자와 화소내의 스위칭 소자를 구성하는 박막 트랜지스터에 있어 폴리실리콘의 반도체층에 p+도핑을 실시함으로써 제작할 수 있다.An array substrate constituted of a PMOS type element can be produced by performing p + doping on a semiconductor layer of polysilicon in a thin film transistor constituting a driving element of a driving circuit portion and a switching element in a pixel.

이후에는 일반적인 폴리실리콘을 이용한 PMOS 타입의 어레이 기판의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a PMOS type array substrate using general polysilicon will be described with reference to the drawings.

도 2 내지 도 7은 폴리실리콘을 이용한 PMOS타입의 어레이 기판의 박막 트랜지스터 형성부의 제조 공정에 따른 단면을 도시한 것이다. 2 to 7 are cross-sectional views of a thin film transistor forming unit of a PMOS type array substrate using polysilicon.

도 2에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(20)에 무기절연물질을 전면에 증착하여 버퍼층(25)을 형성한다. 다음, 상기 버퍼층(25)이 형성된 기판(20) 상에 비정질 실리콘(a-Si)을 전면에 증착하고, 탈수소화 과정을 진행한 후, 레이저 결정화 공정을 진행하여 상기 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘층으로 결정화시킨다. 이후, 제 1 마스크 공정을 실시하여 상기 폴리 실리콘층을 패터닝함으로써 반도체층(30)을 형성한다. As shown in FIG. 2, an inorganic insulating material is deposited on the transparent substrate 20 to form a buffer layer 25. Next, amorphous silicon (a-Si) is deposited on the entire surface of the substrate 20 on which the buffer layer 25 is formed, dehydrogenation is performed, and laser crystallization is performed to convert the amorphous silicon layer into a polysilicon layer. Crystallize. Thereafter, the polysilicon layer is patterned by performing a first mask process to form the semiconductor layer 30.

다음, 3에 도시한 바와 같이, 상기 반도체층(30)이 형성된 기판(20) 전면에 무기절연물질을 전면에 증착하여 게이트 절연막(45)을 형성한다. 이후, 금속물질을 상기 게이트 절연막(45) 위로 전면에 증착한 후, 제 2 마스크 공정을 진행하여 상기 반도체층(30)과 중첩하여 게이트 전극(50)을 형성한다. 이때, 도면에 나타나지 않았지만, 기판(20)상의 표시부(미도시)에는 다수의 게이트 배선(미도시)이 형성된다. 다음, 상기 게이트 전극(50)을 마스크로 이용하여 기판(20) 전면에 이온주입에 의한 고도즈량의 p+ 도핑을 실시하여 게이트 전극(50)에 대응되는 영역의 반도체층 을 제외한 반도체층(30) 전 영역에 p+ 도핑된 p형 오믹콘택층(30b)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(50)에 의해 p+도핑이 이루어지지 않은 반도체층(30a)은 액티브층(30a)을 형성하게 된다. 이후, 상기 p+도핑이 이루어진 오믹콘택층(30b)을 활성화시키기 위한 활성화 공정을 실시한다. Next, as shown in FIG. 3, an inorganic insulating material is deposited on the entire surface of the substrate 20 on which the semiconductor layer 30 is formed to form the gate insulating layer 45. Subsequently, a metal material is deposited on the entire surface of the gate insulating layer 45, and then a second mask process is performed to overlap the semiconductor layer 30 to form the gate electrode 50. At this time, although not shown in the drawing, a plurality of gate wires (not shown) are formed in the display unit (not shown) on the substrate 20. Next, by using the gate electrode 50 as a mask, a high dose p + doping by ion implantation is performed on the entire surface of the substrate 20 to exclude the semiconductor layer in the region corresponding to the gate electrode 50. The p-type doped ohmic contact layer 30b is formed over the entire region. At this time, the semiconductor layer 30a which is not doped with p + by the gate electrode 50 forms the active layer 30a. Thereafter, an activation process for activating the ohmic contact layer 30b in which the p + doping is performed is performed.

다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 활성화 공정이 완료된 기판(20) 상의 상기 반도체층(30) 위로 전면에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질을 증착하여 층간절연막(70)을 형성하고, 제 3 마스크 공정을 실시하여 층간절연막과 그 하부의 게이트 절연막 일부를 일괄 또는 연속 식각함으로써 오믹콘택층(30b) 일부를 외부로 노출시키는 반도체층 콘택홀(73a, 73b)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the entire surface of the semiconductor layer 30 on the substrate 20 on which the activation process is completed. The semiconductor layer contact holes 73a and 73b exposing a portion of the ohmic contact layer 30b to the outside by forming the insulating film 70 and performing a third mask process to collectively or continuously etch the interlayer insulating film and a portion of the gate insulating film below. ).

다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 반도체층 콘택홀(73a, 73b)을 갖는 층간절연막(70)이 형성된 기판(20) 상에 금속물질을 증착하고 제 4 마스크 공정을 진행하여 상기 반도체층 콘택홀(73a, 73b)을 통해 오믹콘택층(30b)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(80a, 80b)을 형성한다. 이때, 도면에는 나타나지 않았지만, 기판(20)상의 표시부(미도시)에는 하부의 게이트 배선(미도시)과 교차하는 데이터 배선(미도시)이 형성된다. Next, as shown in FIG. 5, a metal material is deposited on the substrate 20 on which the interlayer insulating film 70 having the semiconductor layer contact holes 73a and 73b is formed, and a fourth mask process is performed to perform the fourth mask process. Source and drain electrodes 80a and 80b contacting the ohmic contact layer 30b are formed through the contact holes 73a and 73b, respectively. At this time, although not shown in the drawing, a data line (not shown) intersecting with a lower gate line (not shown) is formed on the display unit (not shown) on the substrate 20.

다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(80a, 80b)이 형성된 기판(20) 상에, 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx)을 전면에 증착하고, 상기 질화실리콘(SiNx)의 수소화 열처리를 진행한 후, 제 5 마스크 공정을 진행하여 하부의 드레인 전극 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(95)을 갖는 보호층(90)을 형성 한다. Next, as shown in FIG. 6, silicon nitride (SiNx), which is an inorganic insulating material, is deposited on the entire surface of the substrate 20 on which the source and drain electrodes 80a and 80b are formed, and the silicon nitride (SiNx) is deposited. After the hydrogenation heat treatment is performed, the fifth mask process is performed to form a protective layer 90 having a drain contact hole 95 exposing a portion of the drain electrode below.

다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀을 갖는 보호층(90)이 형성된 기판 상에 투명 도전성 물질을 전면에 증착하고, 제 6 마스크 공정을 진행하여 상기 드레인 콘택홀(95)을 통해 드레인 전극(90b)과 접촉하는 화소전극(97)을 형성함으로써 폴리실리콘을 이용한 PMOS타입의 어레이 기판을 완성한다. Next, as illustrated in FIG. 7, a transparent conductive material is deposited on the entire surface of the substrate on which the protective layer 90 having the drain contact hole is formed, and the sixth mask process is performed to form the drain contact hole 95. By forming the pixel electrode 97 in contact with the drain electrode 90b, a PMOS type array substrate using polysilicon is completed.

하지만, 전술한 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조에 있어서는 총 6번의 마스크 공정을 진행함으로써 어레이 기판의 제조를 완성할 수 있는데, 상기 마스크 공정은 포토레지스트의 도포(photo resist coating)와 상기 도포된 포토레지스트를 노광(exposure), 현상(develop)하는 등의 복잡한 공정이므로, 마스크 공정을 많이 진행할수록 어레이 기판의 제조비용 및 공정시간이 증가되고, 이로 인하여 생산수율이 떨어지게 되고, 더욱이 마스크 공정을 많이 진행할 수록 박막 트랜지스터 소자에 결함을 발생시킬 확률이 높아지는 문제점이 있다.
However, in the manufacturing of the array substrate for a liquid crystal display device using the polysilicon described above, the manufacturing of the array substrate may be completed by performing a total of six mask processes. The mask process may include photoresist coating and photoresist coating. Since the coated photoresist is a complicated process of exposing and developing the coated photoresist, the more the masking process is performed, the more the manufacturing cost and processing time of the array substrate are increased, thereby lowering the production yield, and moreover, the mask. As the process proceeds more, the probability of generating a defect in the thin film transistor device increases.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 폴리실리콘의 액정표시장치용 어레이 기판의 제조에 있어 공정 마스크 수를 줄임으로써 공정수 및 공정시간을 단축하여 생산수율을 향상시키고 나아가 제조비용을 줄이는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, by reducing the number of process masks in the manufacturing of the array substrate for a liquid crystal display device of polysilicon, shorten the number of processes and the process time to improve the production yield and further reduce the manufacturing cost For that purpose.

또한, 노광방법을 달리 실시함으로써 노광의 미스얼라인(miss align)으로 인한 불량을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to prevent defects due to misalignment of the exposure by performing different exposure methods.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은 기판 상에 제 1 금속층을 전면에 형성하는 단계와; 상기 제 1 금속층을 패터닝하여 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극과 게이트 배선이 형성된 상기 기판 전면에 게이트 절연막과 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 비정질 실리콘층을 결정화 공정을 진행하여 폴리 실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 폴리 실리콘층 위로 전면에 제 1 포토레지스트층을 형성한 후, 상기 게이트 전극을 마스크로 이용하여 배면노광을 실시하여 상기 게이트 전극에 대응하는 영역의 폴리 실리콘층 위로 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 블록킹 마스크로 하여 p+ 도핑을 실시하는 단계와; 상기 도핑이 실시된 폴리실리콘층 위로 전면에 제 2 금속층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 금속층 위로 전면에 제 2 포토레지스트층을 형성하고 회절노광을 실시하여 데이터 배선을 포함하여 소스 및 드레인 전극과 그 하부의 오믹 콘택층과 액티브층을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 전면에 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 제 3 포토레지스트층을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 소스 및 드레인 전극에 대응하는 영역에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 보호층을 패터닝하여 드레인 전극 일부와 게이트 절연막을 노출시키는 단계와; 상기 노출된 게이트 절연막과 드레인 전극 일부를 포함하여 전면에 투명 도전성 물질을 증착하여 투명도전막을 형성하는 단계와; 상기 투명도전막 하부에 위치한 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 스트립하여 제거함으로써 드레인 전극 일끝단과 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using a polysilicon according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a first metal layer on the front surface; Patterning the first metal layer to form a gate wiring including a gate electrode; Forming a gate insulating film and an amorphous silicon layer on an entire surface of the substrate on which the gate electrode and the gate wiring are formed; Crystallizing the amorphous silicon layer into a polysilicon layer by performing a crystallization process; Forming a first photoresist layer on the entire surface of the polysilicon layer, and performing back exposure using the gate electrode as a mask to form a first photoresist pattern on the polysilicon layer in a region corresponding to the gate electrode; Steps; Performing p + doping using the first photoresist pattern as a blocking mask; Forming a second metal layer on an entire surface of the doped polysilicon layer; Forming a second photoresist layer on the entire surface of the second metal layer and performing diffraction exposure to form a source and drain electrode, an ohmic contact layer and an active layer below the data line; Forming a protective layer on a front surface of the source and drain electrodes; Forming a third photoresist layer over the passivation layer, and performing a mask process to form a second photoresist pattern in regions corresponding to the source and drain electrodes; Patterning a protective layer exposed to the outside of the second photoresist pattern to expose a portion of the drain electrode and the gate insulating layer; Forming a transparent conductive film by depositing a transparent conductive material on the entire surface including the exposed gate insulating layer and a part of the drain electrode; Forming a pixel electrode connected to one end of the drain electrode by stripping and removing the second photoresist pattern under the transparent conductive layer.

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이때, 상기 보호층은 유기절연물질을 도포하여 형성하는 것을 특징으로 한다. In this case, the protective layer is formed by applying an organic insulating material.

또한, 상기 비정질 실리콘층을 결정화 공정을 진행하여 폴리 실리콘층으로 결정화하는 단계는 상기 비정질 실리콘층에 레이저 빔을 조사하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of crystallizing the amorphous silicon layer to a polysilicon layer is characterized in that formed by irradiating the laser beam to the amorphous silicon layer.

또한, 상기 제 1 포토레지스층은 빛을 받는 부분이 현상 시 제거되는 포지티브 타입인 것이 특징이다. In addition, the first photoresist layer is characterized in that the positive type that is removed when the portion receiving the light.

또한, 상기 기판 상에 금속층을 형성하기 전에 버퍼층을 더욱 형성하는 단계를 포함한다. The method may further include forming a buffer layer before forming the metal layer on the substrate.

또한, 상기 제 2 금속층 위로 전면에 제 2 포토레지스트층을 형성하고 회절노광을 실시하여 데이터 배선을 포함하여 소스 및 드레인 전극과 그 하부의 오믹 콘택층과 액티브층을 형성하는 단계는 상기 제 2 금속층 위로 포토레지스트를 도포하여 전면에 상기 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트층 위로 투과영역과 차단영역 및 반투과영역을 갖는 마스크를 위치시키고, 회절노광을 실시하는 단계와; 상기 노광된 제 2 포토레지스트층을 현상하여 상기 마스크의 반투과영역에 대응된 게이트 전극의 상부 폴리 실리콘층에는 제 1 두께의 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하며, 상기 마스크의 차단영역에 대응된 상기 제 1 두께의 제 3 포토레지스트 패턴 주위의 소정간격의 영역 및 데이터 배선이 형성될 영역에 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 갖는 제 4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 3 및 제 4 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 제 2 금속층 및 그 하부의 폴리 실리콘층을 에칭하여 제거함으로써 데이터 배선과 연결된 상태의 소스 드레인 금속층 및 그 하부의 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 연결된 상태의 소스 드레인 금속층 일부를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 소스 드레인 금속층을 식각함으로써 하부의 액티브층을 노출시키며, 소정간격 이격한 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 남아있는 제 4 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, forming a second photoresist layer on the entire surface over the second metal layer and performing diffraction exposure to form a source and drain electrode, an ohmic contact layer and an active layer thereunder, including a data line, may include the second metal layer. Applying a photoresist over to form the second photoresist layer on the entire surface; Positioning a mask having a transmissive region, a blocking region, and a transflective region over the second photoresist layer, and performing diffraction exposure; The exposed second photoresist layer is developed to form a third photoresist pattern having a first thickness on the upper polysilicon layer of the gate electrode corresponding to the transflective region of the mask, wherein the third photoresist pattern corresponds to the blocking region of the mask. Forming a fourth photoresist pattern having a second thickness thicker than the first thickness in a region at a predetermined interval around a third photoresist pattern of a first thickness and in a region where data wirings are to be formed; Etching and removing the second metal layer exposed below the third and fourth photoresist patterns and the polysilicon layer thereunder to form a source drain metal layer connected to a data line, an active layer and an ohmic contact layer thereunder. Making a step; Removing the third photoresist pattern to expose a portion of the source drain metal layer in the connected state; Etching the exposed source drain metal layer to expose a lower active layer, and forming source and drain electrodes spaced a predetermined distance apart; And removing a fourth photoresist pattern remaining on the source and drain electrodes.

또한, 상기 제 1 금속층 또는 제 2 금속층은 각각 서로다른 금속물질의 이중층으로 형성되는 것이 특징이다.In addition, the first metal layer or the second metal layer is characterized in that each formed of a double layer of different metal materials.

또한, 상기 금속물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 구리(Cu), 구리합금 중에서 선택되는 것이 바람직하다. In addition, the metal material is preferably selected from aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo), chromium (Cr), copper (Cu), copper alloy.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<제 1 실시예><First Embodiment>

도 8 내지 도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정에 따른 단면을 도시한 것이다. 특히, 상기 제조 단계에 따른 도면은 어레이 기판 중 표시부 내의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터 형성 부분을 절단한 것을 도시한 것이다. 표시부 외측의 구동회로부 내에 구비된 인버터 또한 동일 구조를 갖는 박막 트랜지스터로서 형성되므로 이에 따른 제조 단계별 단면도는 생략하였다. 8 to 16 illustrate cross-sectional views of a process of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to a first embodiment of the present invention. In particular, the drawing according to the manufacturing step is shown by cutting the thin film transistor forming portion that is the switching element in the display portion of the array substrate. Since the inverter provided in the driving circuit portion outside the display portion is also formed as a thin film transistor having the same structure, a cross-sectional view according to manufacturing steps thereof is omitted.

우선, 도 8에 도시한 바와 같이, 표시부와 구동회로부(미도시)를 포함하는 기판(101) 전면에 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 중에서 선택되는 하나를 증착하여 버퍼층(103)을 형성한다. 상기 버퍼층(103)은 상부에 형성되는 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘층으로 결정화 할 경우, 레이저 조사 등에 의해 발생하는 열로 인해 기판(101) 내부에 존재하는 알칼리 이온, 예를 들면 칼륨 이온(K+), 나트륨 이온(Na+) 등이 발생할 수 있는데, 이러한 알칼리 이온에 의해 폴리 실리콘층의 막 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해서 형성하는 것이다. First, as shown in FIG. 8, one selected from silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO 2 ), which is an inorganic insulating material, is deposited on the entire surface of the substrate 101 including the display unit and the driving circuit unit (not shown). The buffer layer 103 is formed. When the amorphous silicon layer formed on top of the buffer layer 103 is crystallized with a polysilicon layer, alkali ions, for example, potassium ions (K +), present in the substrate 101 due to heat generated by laser irradiation or the like, Sodium ions (Na +) and the like may be generated, which is formed in order to prevent the film properties of the polysilicon layer from being degraded by such alkali ions.

다음, 상기 기판 전면에 형성된 버퍼층(103) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 구리합금 중에서 하나 또는 두 가지 금속물질을 연속 증착하여 단일층 또는 이중층의 금속층을 형성한다. 이중층을 갖는 금속층의 일례로서 알루미늄합금/몰리브덴의 구조 즉, 하부층에는 알루미늄합금, 상부층에는 몰리브덴으로 이루어진 이중층의 금속층을 형성하는 것이다. 도면에 있어서는 편의상 단일층으로 형성한 것을 도시하였다.Next, one or two metal materials, for example, aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), chromium (Cr), molybdenum (Mo), copper (Cu), or copper alloy, are formed on the buffer layer 103 formed on the front surface of the substrate. The metal material is continuously deposited to form a single layer or a double layer of metal layers. As an example of a metal layer having a double layer, a structure of aluminum alloy / molybdenum, that is, a double layer metal layer made of aluminum alloy in the lower layer and molybdenum in the upper layer is formed. In the drawings, a single layer is shown for convenience.

다음, 금속층(107) 위로 전면에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(108)을 형성한 후, 상기 포토레지스트층(108) 위로 빛을 투과시키는 투과영역(TA)과 빛을 차단하는 차단영역(BA)을 갖는 마스크(170)를 게이트 전극이 형성될 부분(GA) 및 게이트 배선이 형성될 영역(미도시)에는 투과영역(TA)이, 그 외 영역에서는 차단영역(BA)이 대응되도록 위치시킨다. 이후, 상기 마스크를 통해 빛(UV광)을 상기 기판(101) 상에 형성된 포토레지스트층(108)에 조사하는 노광공정을 실시한다. Next, after the photoresist is formed on the entire surface of the metal layer 107 to form the photoresist layer 108, the transmission area TA for transmitting light over the photoresist layer 108 and the blocking area for blocking light ( The mask 170 having the BA is positioned so that the transmission area TA corresponds to the portion GA where the gate electrode is to be formed and the area where the gate wiring is to be formed, and the blocking area BA in the other area. Let's do it. Thereafter, an exposure process of irradiating light (UV light) onto the photoresist layer 108 formed on the substrate 101 through the mask is performed.

이때, 본 실시예에서는 빛이 조사된 영역이 현상 시 남게되는 특성을 갖는 네가티브 타입(negative type)의 포토레지스트를 사용한 예를 보이고 있으나, 마스크의 패턴을 바꿈으로써 즉, 마스크 상의 투과영역과 차단영역의 패턴을 바꾸면 그 반대 특성을 갖는 포지티브 타입(positive type) 포토레지스트을 이용하여 노광 공정을 진행하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다. At this time, in the present embodiment, a negative type photoresist having a characteristic in which a region to which light is irradiated is left during development is shown. However, by changing the pattern of the mask, that is, a transmission region and a blocking region on the mask. If the pattern is changed, the same result can be obtained even if the exposure process is performed using a positive type photoresist having the opposite characteristics.

다음, 9에 도시한 바와 같이, 마스크(도 8 의 170)를 통해 노광된 포토레지스트층(도 8의 108)에 현상 공정을 진행하면 마스크(도 8 의 170)의 차단영역(도 8 의 BA)에 대응되어 빛이 차단된 부분의 포토레지스트층(도 8 의 108b)은 제거되어 하부의 금속층(107)을 노출시키고, 동시에 마스크(도 8의 170)의 투과영역(도 8의 TA)에 대응되어 빛이 조사된 영역 즉, 게이트 배선과 게이트 전극이 형성될 부분(GA, 미도시)의 포토레지스트층(도 8의 108a)은 현상액에 의해 제거되지 않고 그대로 남게되어 포토레지스트 패턴(109)을 형성하게 된다. Next, as shown in FIG. 9, when the development process is performed on the photoresist layer 108 (FIG. 8) exposed through the mask (170 of FIG. 8), the blocking region (BA of FIG. 8) of the mask (170 of FIG. 8) is performed. ), The photoresist layer (108b of FIG. 8) of the portion where light is blocked is removed to expose the lower metal layer 107, and at the same time to the transmissive region (TA of FIG. 8) of the mask (170 of FIG. 8). The photoresist layer (108a in FIG. 8) of the correspondingly irradiated region, that is, the portion where the gate wiring and the gate electrode are to be formed (GA, not shown), is left without being removed by the developer and the photoresist pattern 109 is maintained. Will form.

다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(도 9의 109) 외부로 노출된 금속층(도 9의 107)에 에칭 공정을 진행함으로써 버퍼층(103) 위로 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(113)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 10, a gate wiring (not shown) and a gate are formed on the buffer layer 103 by performing an etching process on the metal layer (107 of FIG. 9) exposed to the outside of the photoresist pattern (109 of FIG. 9). The electrode 113 is formed.

여기서 이후 설명의 편의를 위해 마스크 공정에 대해 정의한다. 도 8 내지 도 10을 통해 전술한 바와 같이 포토레지스트를 도포하고, 마스크를 이용하여 노광하고, 노광된 포토레지스트를 현상하는 일련의 공정을 마스크 공정이라 칭하며, 제 1 마스크 공정을 진행하여 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성한 것을 설명한 것이다. 이후에는 전술한 일련의 공정을 마스크 공정이라 간단히 표현한다. Here, the mask process is defined for convenience of the following description. As described above with reference to FIGS. 8 through 10, a series of processes of applying a photoresist, exposing using a mask, and developing the exposed photoresist are called a mask process, and the first mask process is performed to process the gate electrode. It describes what formed the gate wiring containing. Hereinafter, the above-described series of processes are simply referred to as a mask process.

다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(113)이 형성된 기판(101)에 에슁(ashing) 또는 스트립(strip)공정을 실시하여, 상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(113) 상에 남아있는 포토레지스트 패턴(도 10의 109)을 제거한다.Next, as illustrated in FIG. 11, an ashing or strip process is performed on the substrate 101 on which the gate wiring (not shown) and the gate electrode 113 are formed, thereby performing the gate wiring (not shown). ) And the photoresist pattern (109 of FIG. 10) remaining on the gate electrode 113 are removed.

다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(113) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중에 하나를 증착하여 게이트 절연막(118)을 형성하고, 연속하여 상기 게이트 절연막(118) 위로 비정질 실리콘(a-Si)을 증착하여 비정질 실리콘층(미도시)을 형성한다. Next, a gate insulating layer 118 is formed by depositing one of an inorganic insulating material, for example, silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), over the gate wiring (not shown) and the gate electrode 113. Subsequently, amorphous silicon (a-Si) is deposited on the gate insulating layer 118 to form an amorphous silicon layer (not shown).

다음, 상기 기판(101) 전면에 형성된 비정질 실리콘층(미도시)을 결정화함으 로써 폴리 실리콘층을 형성한다. 즉, 상기 비정질 실리콘층(미도시)에 적정한 에너지 밀도를 갖는 레이저 빔 등을 조사하면 상기 비정질 실리콘층(미도시)이 용융되고, 상기 용융된 비정질 실리콘층(미도시)이 응고되는 과정에서 재결정화됨으로써 폴리 실리콘층(123)을 형성하게 되는 것이다. 이때, 상기 비정질 실리콘층(미도시)의 결정화는 308nm의 파장을 갖는 엑시머 레이저를 이용한 ELA(Excimer Laser Annealing) 또는 SLS(Sequential lateral Solidification) 결정화법을 이용하여 폴리 실리콘층(123)으로 결정화하는 것이 바람직하다. Next, a polysilicon layer is formed by crystallizing an amorphous silicon layer (not shown) formed on the entire surface of the substrate 101. That is, when the amorphous silicon layer (not shown) is irradiated with a laser beam having an appropriate energy density or the like, the amorphous silicon layer (not shown) is melted, and the molten amorphous silicon layer (not shown) is recrystallized in the process of solidifying. In this case, the polysilicon layer 123 is formed. In this case, the crystallization of the amorphous silicon layer (not shown) is crystallization of the polysilicon layer 123 using an Excimer Laser Annealing (ELA) or Sequential Lateral Solidification (SLS) crystallization method using an excimer laser having a wavelength of 308 nm. desirable.

다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 상기 폴리 실리콘층(도 11의 123) 위로 포토레지스트를 전면에 도포하여 포토레지스트층(130)을 형성한다. 이때, 상기 포토레지스트층(130)은 빛을 받는 부분이 현상 시 제거되는 특성을 갖는 포지티브(positive) 특성을 갖는 포토레지스트를 사용한 것이 특징이다. Next, as shown in FIG. 12, a photoresist is coated on the entire surface of the polysilicon layer (123 of FIG. 11) to form a photoresist layer 130. In this case, the photoresist layer 130 is characterized by using a photoresist having a positive (positive) property that has a characteristic that the light-receiving portion is removed during development.

다음, 상기 폴리 실리콘층(123) 위로 포토레지스트층(130)이 형성된 기판(101)의 배면으로 빛(UV광)을 조사하는 배면노광을 실시한다. 이때, 상기 배면노광은 투과영역과 차단영역을 갖는 마스크가 없이 상기 기판(101)의 배면에 빛(UV광)을 조사하는 것이 특징이다. 이때, 상기 기판(101)의 배면으로 조사된 빛(UV광)은 기판(101) 상의 버퍼층(130) 위로 형성된 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(113)에 대응되는 부분에는 상기 빛(UV광)이 차단됨으로써 상부의 포지티브 특성을 갖는 포토레지스트층(130)에 조사되지 않고, 그 외의 영역에는 배면에서 조사되는 빛(UV광)이 상기 포토레지스트층(130)에 조사되어 진다.Next, back exposure is performed on the polysilicon layer 123 to irradiate light (UV light) to the rear surface of the substrate 101 on which the photoresist layer 130 is formed. At this time, the back exposure is characterized by irradiating light (UV light) to the back surface of the substrate 101 without a mask having a transmission region and a blocking region. At this time, the light (UV light) irradiated to the rear surface of the substrate 101 is the light (UV) in the portion corresponding to the gate wiring (not shown) and the gate electrode 113 formed on the buffer layer 130 on the substrate 101. When light is blocked, the photoresist layer 130 having the upper positive characteristic is not irradiated, and light (UV light) irradiated from the rear surface is irradiated to the photoresist layer 130 in other regions.

다음, 배면 노광을 실시한 기판(101) 상의 포토레지스트층(130)에 현상 공정 을 실시하면, 도 13에 도시한 바와 같이, 빛(UV광)이 조사된 부분의 포토레지스트층(미도시)은 제거되고, 빛(UV광)이 하부의 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(113)에 의해 차단된 부분의 포토레지스트층은 남게되어 포토레지스트 패턴(131)을 형성한다(제 2 마스크 공정). 이때, 상기 포토레지스트 패턴(131)은 게이트 전극(113)과 게이트 배선(미도시)에 대응되는 폴리 실리콘층(123) 상부에만 형성되었음을 알 수 있다. Next, when a developing process is performed on the photoresist layer 130 on the substrate 101 subjected to the back exposure, as shown in FIG. 13, the photoresist layer (not shown) of the portion to which light (UV light) is irradiated is The photoresist layer of the portion where the light (UV light) is blocked by the lower gate wiring (not shown) and the gate electrode 113 is left to form the photoresist pattern 131 (second mask process). . In this case, it can be seen that the photoresist pattern 131 is formed only on the polysilicon layer 123 corresponding to the gate electrode 113 and the gate wiring (not shown).

다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(113)에 대응하여 포토레지스트 패턴(131)이 형성된 기판(101) 전면에 더욱 정확히는 기판(101) 상의 폴리 실리콘층(123)에 고농도인 1015/㎠ 내지 9*1016/㎠ 정도의 도즈량을 갖는 이온주입에 의한 p+도핑을 진행한다. Next, 10 15 , which has a high concentration on the polysilicon layer 123 on the substrate 101, more precisely on the entire surface of the substrate 101 on which the photoresist pattern 131 is formed corresponding to the gate wiring (not shown) and the gate electrode 113. P + doping is performed by ion implantation having a dose of about / cm 2 to 9 * 10 16 / cm 2.

이때, 상기 폴리 실리콘층(123) 중 게이트 전극(113) 및 게이트 배선(미도시)에 대응되는 부분에 대응하여 포토레지스트 패턴(131)이 형성된 영역의 폴리 실리콘층(123a)은 상기 포토레지스트 패턴(131)이 블록킹 마스크로 작용하여 p+도핑이 이루어지지 않아, 순수 폴리 실리콘층(123a)으로 남아있게 되고, 그 외의 상기 포토레지스트 패턴(131) 외부로 노출된 폴리 실리콘층(123b)은 p+ 도핑이 이루어져 p형 오믹콘택층(123b)을 형성하게 된다. At this time, the polysilicon layer 123a of the region where the photoresist pattern 131 is formed corresponding to a portion of the polysilicon layer 123 corresponding to the gate electrode 113 and the gate wiring (not shown) is formed in the photoresist pattern. Since p 131 is acted as a blocking mask and no p + doping is performed, the p dope is left as a pure poly silicon layer 123 a, and the poly silicon layer 123 b exposed to the outside of the photoresist pattern 131 is p + doped. The p-type ohmic contact layer 123b is formed.

전술한 바와 같이 배면 노광을 통해 게이트 전극(113) 상부에 포토레지스트 패턴(131)을 형성하게 되면 기판(101)의 전면에서 마스크를 이용하여 노광을 실시하여 포토레지스트 패턴을 형성한 것 대비 더욱 정확히 게이트 전극(113)에 대응하 는 폴리 실리콘층(123a) 위로 포토레지스트 패턴(131)을 형성하게 된다. 즉, 마스크를 이용하여 기판의 전면부에 진행하는 마스크 공정은 상기 노광 마스크 내의 투과영역과 차단영역을 정확히 기판 상에 대응시키기 위하여 마스크 얼라인(align)을 실시하게 된다. 하지만, 이러한 노광 장치내의 마스크 얼라인(align)은 장치 특성상 오차범위를 갖고 있으며, 정확한 마스크 얼라인(align)이 이루어졌다고 하는 것은 마스크 얼라인(align) 정도가 상기 오차범위 내에 있다는 것을 의미하게 된다. 따라서 상기 게이트 전극에 정확히 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 것은 불가능하다. 따라서 상기 게이트 전극에 대응되는 곳에 형성된 포토레지스트 패턴은 상기 오차범위 내에서 게이트 전극의 좌우측으로 쉬프트(shift)되어 형성되고 이에 의해 p+도핑을 실시하게 되면 게이트 전극 상부에 p+도핑된 폴리 실리콘층 즉 오믹 콘택층이 하부의 게이트 배선을 기준으로 좌측 또는 우측으로 치우쳐 형성됨으로써 박막 트랜지스터의 특성을 저하시키게 된다. 또한, 상기 얼라인(align) 정도가 오차범위를 벗어나면 미스얼라인(misalign)에 의한 불량이 발생하게 된다.As described above, when the photoresist pattern 131 is formed on the gate electrode 113 through the back exposure, the photoresist pattern is formed on the entire surface of the substrate 101 by using a mask to more accurately than the photoresist pattern. The photoresist pattern 131 is formed on the polysilicon layer 123a corresponding to the gate electrode 113. In other words, the mask process, which proceeds to the front surface of the substrate using the mask, is performed to align the mask so that the transparent region and the blocking region in the exposure mask are exactly matched on the substrate. However, the mask alignment in the exposure apparatus has an error range due to the characteristics of the device, and the fact that the correct mask alignment is made means that the degree of mask alignment is within the error range. . Therefore, it is impossible to form a photoresist pattern that exactly corresponds to the gate electrode. Therefore, the photoresist pattern formed at a portion corresponding to the gate electrode is shifted to the left and right sides of the gate electrode within the error range, and when p + doping is performed, the p + doped polysilicon layer on the gate electrode, that is, ohmic The contact layer is formed to be shifted left or right with respect to the lower gate wiring, thereby degrading the characteristics of the thin film transistor. In addition, when the alignment degree is out of the error range, a defect due to misalignment occurs.

하지만, 본 발명의 제 1 실시예에서는 게이트 전극(113)을 마스크로 하여 배면노광을 실시함으로써 상기 게이트 전극(113)에 정확이 대응하는 포토레지스트 패턴(131)을 형성함으로써 오믹 콘택층(123b)의 쉬프트(shift)에 의한 박막 트랜지스터의 특성 저하가 발생하지 않으며, 미스얼라인(misalign)에 의한 불량도 발생하지 않게 되는 장점을 갖는다.However, in the first exemplary embodiment of the present invention, the back exposure is performed using the gate electrode 113 as a mask to form the photoresist pattern 131 that exactly corresponds to the gate electrode 113 to form the ohmic contact layer 123b. Deterioration of the thin film transistors due to the shift does not occur, and defects due to misalignment do not occur.

다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(113) 상에 형성된 포토레지스트 패턴(도 13의 131)을 스트립(strip) 또는 에 싱(ashing) 공정을 진행하여 제거한 후, 상기 폴리 실리콘층(123) 전면에 금속물질을 증착하여 금속층(140)을 형성한다. 이때, 상기 금속층(140)도 금속물질을 연속하여 이중으로 증착함으로써 이중층으로 형성할 수 도 있으며, 본 발명에서는 편의상 단일층으로 형성한 것으로 도시하였다. Next, as shown in FIG. 14, a strip or ashing process is performed on the photoresist pattern (131 of FIG. 13) formed on the gate wiring (not shown) and the gate electrode 113. After removal, a metal material is deposited on the entire surface of the polysilicon layer 123 to form the metal layer 140. In this case, the metal layer 140 may also be formed as a double layer by continuously depositing a metal material in a double, in the present invention is shown as being formed as a single layer for convenience.

다음, 상기 금속층 위로 포지티브 타입의 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(183)을 형성한다. Next, a photoresist of positive type is coated on the metal layer to form a photoresist layer 183.

다음, 상기 포토레지스트층(183) 상부로 투과영역(TA)과 차단영역(BA)과 반투과영역(HTA)을 갖는 마스크(190)를 소정간격 이격하여 위치시키고, 마스크 얼라인(align)을 실시한다. 이때, 상기 마스크(190) 내의 각 영역과 기판(101) 간의 위치관계에 대해 설명하면, 상기 마스크(190) 내의 차단영역(BA)은 데이트 배선을 포함한 소스 및 드레인 전극이 형성되어야 할 부분(SA, DA)에 대응하도록 하고, 마스크(190) 상의 반투과영역(HTA)은 도핑되지 않은 순수 폴리 실리콘층(123a)에 대응되도록 하고, 그 외의 기판(101) 영역에는 투과영역(TA)이 대응되도록 마스크(190)를 기판(101) 상에 얼라인(align)시킨다. Next, a mask 190 having a transmissive area TA, a blocking area BA, and a transflective area HTA is disposed on the photoresist layer 183 at a predetermined interval, and a mask alignment is performed. Conduct. In this case, the positional relationship between each region in the mask 190 and the substrate 101 will be described. The blocking region BA in the mask 190 is a portion where source and drain electrodes including data wirings are to be formed. , DA), the transflective area HTA on the mask 190 corresponds to the undoped pure polysilicon layer 123a, and the transmissive area TA corresponds to the other substrate 101 areas. The mask 190 is aligned on the substrate 101 as much as possible.

이후, 전술한 바와 같이 얼라인(align) 된 마스크(190)를 통해 상기 기판(101)상의 포토레지스트층(183)에 노광을 실시한다. 이때, 상기 마스크(190)상의 반투과영역(HTA)을 통해서는 회절노광이 실시되는 것이 특징이다. 상기 회절노광은 마스크(190) 내의 반투과영역(HTA)은 소정 폭과 일정간격을 갖는 다수의 슬릿이 구비된 형태로 이루어지는데, 상기 슬릿에 의해 조사되는 빛이 회절하게 되는 현상을 이용하는 노광법이다. 슬릿의 폭과 간격을 조절함으로써 상기 마스크(190) 의 반투과영역(HTA)을 통과하는 빛량을 조절함으로써 최종적으로 포토레지스트층(183)에 조사되는 빛량이 조절되어 두께가 다른 포토레지스트층을 형성할 수 있다. Thereafter, as described above, the photoresist layer 183 on the substrate 101 is exposed through the aligned mask 190. At this time, the diffraction exposure is characterized in that through the transflective area (HTA) on the mask 190. The diffraction exposure is a semi-transmissive region (HTA) in the mask 190 is formed of a plurality of slits having a predetermined width and a predetermined interval, the exposure method using a phenomenon that the light irradiated by the slit is diffracted to be. By adjusting the width and spacing of the slits, the amount of light passing through the semi-transmissive region HTA of the mask 190 is finally adjusted to thereby control the amount of light irradiated onto the photoresist layer 183 to form a photoresist layer having a different thickness. can do.

따라서, 전술한 마스크(190)를 통한 노광을 실시한 후, 현상하면, 도 15에 도시한 바와 같이, 마스크(도 14의 190)의 차단영역(도 14의 BA)에 대응된 부분 영역 즉, 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극이 형성되어야 할 영역(미도시, SA, DA )에 대응되는 영역에는 두꺼운 포토레지스트 패턴(184a)이 형성되고, 마스크(도 14의 190)의 반투과영역(도 14의 HTA)에 대응된 영역 즉, 순수 폴리 실리콘층(123a)이 형성된 영역에 대응하여서는 얇은 두께의 포토레지스트 패턴(184b)이 형성되며, 그 외의 마스크(도 14의 190)의 투과영역(도 14의 TA)에 대응된 영역에는 포토레지스트층이 제거되어 하부의 금속층(140)이 노출된다.(제 3 마스크 공정) Therefore, when the exposure is performed through the above-described mask 190 and developed, as shown in FIG. 15, the partial region corresponding to the blocking region (BA of FIG. 14) of the mask (190 of FIG. 14), that is, data A thick photoresist pattern 184a is formed in a region corresponding to the wiring and the region where the source and drain electrodes are to be formed (not shown, SA and DA), and the semi-transmissive region of the mask 190 (FIG. 14). A thin photoresist pattern 184b is formed to correspond to the region corresponding to the HTA, that is, the region where the pure polysilicon layer 123a is formed, and the transmissive region of the other mask (190 of FIG. 14) (see FIG. 14). The photoresist layer is removed in the region corresponding to TA to expose the lower metal layer 140. (Third mask process)

다음, 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 포토레지스트 패턴(도 15의 184a, 184b) 외부로 노출된 금속층(도 15의 140)과 그 하부의 폴리 실리콘층(도 15의 123)을 연속하여 에칭하여 제거함으로써 하부의 게이트 절연막(118)을 노출시키고, 동시에 데이터 배선(미도시)과 이어진 상태의 소스 드레인 금속층(141)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 16, the metal layer (140 in FIG. 15) exposed to the outside of the photoresist patterns (184a and 184b in FIG. 15) and the polysilicon layer (123 in FIG. 15) underneath are sequentially etched. And the lower gate insulating film 118 is exposed, and at the same time, the source drain metal layer 141 in a state connected to the data line (not shown) is formed.

다음, 상기 드레인 배선(미도시)과 이어진 상태의 소스 드레인 금속층(141)이 형성된 기판(101)에 드라이 에칭을 실시하여 상기 얇은 두께의 포토레지스트 패턴(도 15의 184b)을 제거함으로써 하부의 이어진 상태의 소스 드레인 금속층(141) 일부 즉, 순수 폴리 실리콘층(123a)에 대응되는 영역을 노출시킨다. 이때, 상기 드 라이 에칭에 의해 두껍게 형성된 포토레지스트 패턴(184a)은 그 두께가 얇아지게 된다. Next, dry etching is performed on the substrate 101 on which the source drain metal layer 141 is connected to the drain wiring (not shown) to remove the thin photoresist pattern (184b of FIG. 15). A portion of the source drain metal layer 141, that is, the region corresponding to the pure polysilicon layer 123a is exposed. At this time, the thickness of the photoresist pattern 184a formed thick by the dry etching is reduced.

다음, 도 17에 도시한 바와 같이, 상기 노출된 소스 드레인 금속층(도 16의 141)을 에칭함으로서 하부의 순수 폴리 실리콘층(123a)을 노출시키며, 상기 노출된 순수 폴리 실리콘층(123a)을 사이로 소정간격 이격한 소스 및 드레인 전극(145a, 145b)을 형성한다. 이때, 상기 노출된 순수 폴리 실리콘층(123a)은 채널을 형성하는 액티브층(123a)이 된다. Next, as illustrated in FIG. 17, the exposed pure polysilicon layer 123a is exposed by etching the exposed source drain metal layer 141 of FIG. 16, and the exposed pure polysilicon layer 123a is interposed therebetween. Source and drain electrodes 145a and 145b spaced a predetermined distance apart are formed. In this case, the exposed pure polysilicon layer 123a becomes the active layer 123a forming a channel.

다음, 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(145a, 145b) 상에 남아있는 두께가 얇아진 포토레지스트 패턴(도 16의 184a)을 스트립(strip) 또는 에싱(ashing)을 진행하여 제거한다. Next, the thin photoresist pattern (184a in FIG. 16) remaining on the data line (not shown) and the source and drain electrodes 145a and 145b is removed by stripping or ashing.

다음, 도 18에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(145a, 145b)과 데이터 배선(미도시) 및 노출된 게이트 절연막(118) 위로 전면에 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중에서 선택된 하나를 전면에 증착하여 보호층(150)을 형성한다. 이때, 상기 보호층(150)은 도면에서는 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)의 단일층으로 형성하였으나, 산화실리콘(SiO2)층을 하부층, 질화실리콘(SiNx)층을 상부층으로 하여 이중층으로 형성할 수도 있으며, 또는 유기절연물질인 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토 아크릴(photo acryl) 중 어느 하나를 도포하여 유기물질로 이루어진 보호층을 형성할 수 도 있다. 도면에서는 무기절연물질로 이루어진 단일층의 보호층(150)을 형성한 것을 보이고 있다. Next, as illustrated in FIG. 18, silicon oxide (SiO 2 ) or nitride, which is an inorganic insulating material, is formed on the entire surface of the source and drain electrodes 145a and 145b, the data line (not shown), and the exposed gate insulating layer 118. A protective layer 150 is formed by depositing one selected from silicon (SiNx) on the entire surface. In this case, the protective layer 150 is formed of a single layer of silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx), but the silicon oxide (SiO 2 ) layer is a lower layer and the silicon nitride (SiNx) layer is an upper layer. A double layer may be formed, or a protective layer made of an organic material may be formed by applying any one of an organic insulating material, benzocyclobutene (BCB) or photo acryl. The drawing shows that a single layer protective layer 150 made of an inorganic insulating material is formed.

전술한 단계까지가 어레이 기판 내의 표시부의 스위칭 소자와 표시부 외측의 구동회로부 내의 PMOS형 인버터 내의 박막 트랜지스터의 제조 과정을 설명한 것이다. 이후에는 구동회로부 내의 인버터용 박막 트랜지스터를 제외한 표시부 내의 스위칭 소자와 상기 소자와 연결된 화소전극을 형성하는 단계를 설명한다. The above steps have described the manufacturing process of the thin film transistor in the PMOS type inverter in the switching element of the display unit in the array substrate and the driving circuit unit outside the display unit. Hereinafter, the steps of forming the switching element in the display unit and the pixel electrode connected to the element except for the inverter thin film transistor in the driving circuit unit will be described.

다음, 상기 보호층(150)에 제 4 마스크 공정을 실시하여 그 일부를 패터닝함으로써 드레인 전극(145b) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(151)을 형성한다.Next, a fourth mask process is performed on the passivation layer 150 to pattern a portion of the passivation layer 150 to form a drain contact hole 151 exposing a part of the drain electrode 145b.

다음, 도 19에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀(151)이 형성된 보호층(150) 위로 투명도전성 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 하나를 전면에 증착하고, 제 5 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 드레인 콘택홀(151)을 통해 드레인 전극(145b)과 접촉하는 화소전극(160)을 게이트 배선(미도시)과 데이트 배선(미도시)이 교차하여 형성하는 화소영역(PA)에 각각 형성함으로써 어레이 기판을 완성한다. Next, as shown in FIG. 19, one of the indium tin oxide (ITO) or the indium zinc oxide (IZO), which is a transparent conductive material, is disposed on the protective layer 150 on which the drain contact hole 151 is formed. The gate electrode (not shown) and the data wire (not shown) form the pixel electrode 160 in contact with the drain electrode 145b through the drain contact hole 151 by depositing the same, and then patterning by performing a fifth mask process. The array substrate is completed by forming each of the pixel regions PA formed to cross each other.

전술한 제 1 실시예에 의한 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판은 보텀 게이트 구조의 박막 트랜지스터를 형성함으로써 총 5개 마스크 공정에 의해 제작하였다. 따라서, 종래와 비교하여 1회의 마스크 공정을 생략함으로써 제조 비용을 저감하는 효과를 갖는다. The array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to the first embodiment described above was fabricated by a total of five mask processes by forming a thin film transistor having a bottom gate structure. Therefore, the manufacturing cost is reduced by omitting one mask process as compared with the conventional art.

또한, 5회의 마스크 공정 중 p+도핑 블록킹 마스크로 이용되는 포토레지스트 패턴을 형성하는 마스크 공정은 게이트 전극을 마스크로 이용하여 기판의 배면에서 노광을 실시함으로써 마스크의 미스얼라인(misalign)으로 인한 노광 불량을 방지하는 효과를 가지며, 나아가 얼라인(align) 오차에 의한 게이트 전극 상부의 오믹콘 택층이 쉬프트(shift)됨으로써 박막 트랜지스터의 특성을 저하시키는 것을 방지하는 효과를 갖는다.
In addition, a mask process for forming a photoresist pattern used as a p + doping blocking mask among five mask processes is performed by exposing the back surface of the substrate using a gate electrode as a mask, thereby resulting in poor exposure due to misalignment of the mask. In addition, the ohmic contact layer on the gate electrode is shifted by the alignment error, thereby preventing the thin film transistor from deteriorating.

<제 2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

본 발명의 제 2 실시예에 의한 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은 총 4회의 마스크 공정을 통해 어레이 기판을 제조하는 것을 제안한다. 상기 제 2 실시예의 경우 제 1 실시예의 제 3 마스크 공정까지 진행하여 형성하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 형성 단계까지는 동일하게 진행되므로 상기 단계까지의 설명은 생략하고, 상기 박막 트랜지스터 위로 보호층을 형성하는 단계부터 설명한다. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to a second embodiment of the present invention proposes to manufacture the array substrate through a total of four mask processes. In the case of the second embodiment, the process of forming the thin film transistor including the source and drain electrodes formed by going to the third mask process of the first embodiment is performed in the same manner, and thus the description of the above step is omitted, and the protective layer on the thin film transistor is omitted. It will be described from the forming step.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 공정별 단면을 도시한 것이다. 이때, 상기 도면은 제 1 실시예와 동일한 부분에 대한 단면을 도시하였다.20 to 22 are cross-sectional views of manufacturing processes of an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to a second embodiment of the present invention. At this time, the figure shows a cross section of the same portion as in the first embodiment.

우선, 도 20에 도시한 바와 같이, 소스 및 드레인 전극(245a, 245b)을 포함하는 박막 트랜지스터가 형성된 기판(201) 전면에 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토 아크릴(photo acryl) 중 어느 하나를 도포하여 유기물질로 이루어진 보호층(250)을 형성한다. 상기 보호층(250)은 전술한 유기절연물질 이외의 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나를 증착하여 형성할 수 있다. 하지만 추후 공정의 특성상 보호층(250)은 유기절연물질로써 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.First, as shown in FIG. 20, an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB) or photo acryl is formed on the entire surface of the substrate 201 where the thin film transistor including the source and drain electrodes 245a and 245b is formed. ) To form a protective layer 250 made of an organic material. The protective layer 250 may be formed by depositing any one of silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (SiNx), which are inorganic insulating materials other than the organic insulating material described above. However, it is preferable that the protective layer 250 is thickly formed of an organic insulating material due to the nature of a later process.

다음, 상기 보호층(250) 위로 전면에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(267)을 형성하고, 제 4 마스크 공정을 진행하여 상기 포토레지스트층을 패터닝함으로써 표시부에 있어 각 화소영역(PA) 내의 각 박막 트랜지스터가 형성된 부분(TrA) 및 각 배선(미도시)에 대응하여 포토레지스트 패턴(267)을 형성하고 그 외의 표시부 내의 화소영역(P)에는 현상하여 제거함으로써 보호층(250)을 노출시킨다. 이때, 도시하지 않았지만, 상기 표시부 외의 구동회로부에는 전면에 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이때, 표시부 내에 각 박막 트랜지스터가 형성된 부분(TrA)에 대응하여 형성된 포토레지스트 패턴(267)은 하부의 박막 트랜지스터를 형성하는 요소 중 드레인 전극(245b)의 일부 더욱 정확히는 소스 전극(245a)과 마주하는 일끝 외의 타끝 일부 영역에 대해서는 형성되지 않도록 한 것이 특징이다.Next, a photoresist layer 267 is formed by applying a photoresist on the entire surface of the protective layer 250, and the photoresist layer is patterned by performing a fourth mask process to display the photoresist layer 267 in each pixel area PA. The protective layer 250 is exposed by forming and removing the photoresist pattern 267 corresponding to the portion TrA and each wiring (not shown) in which the thin film transistors are formed, and developing and removing the pixel region P in the other display portion. . In this case, although not shown, a photoresist pattern is formed on the entire surface of the driving circuit unit other than the display unit. In this case, the photoresist pattern 267 formed to correspond to the portion TrA in which the thin film transistors are formed in the display unit may more accurately face the source electrode 245a of the drain electrode 245b among the elements forming the lower thin film transistor. It is characterized in that a part of the other end other than one end is not formed.

다음, 상기 포토레지스트 패턴(267) 외부로 노출된 보호층(250)을 에칭함으로써 상기 보호층(250) 하부에 위치한 드레인 전극(245b) 일끝을 포함하여 게이트 절연막(118)을 노출시킨다. 이때, 상기 게이트 절연막(118)이 노출된 영역은 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 교차하여 형성되는 화소 내부의 상기 화소보다 작은 영역을 갖는 영역이 된다. Next, the gate insulating layer 118 is exposed by etching the protective layer 250 exposed to the outside of the photoresist pattern 267, including one end of the drain electrode 245b disposed under the protective layer 250. In this case, an area where the gate insulating layer 118 is exposed is an area having a smaller area than the pixel inside the pixel formed by the intersection of the gate line (not shown) and the data line (not shown).

다음, 도 21에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 전극(245b) 일부 및 게이트 절연막(118)이 노출된 기판(201) 전면에 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 하나를 전면에 증착하여 투명도전막(255a, 255b)을 형성한다. 이때, 상기 투명도전막(255a, 255b)은 그 두께가 얇게 형성됨으 로써 높은 단차를 갖는 부분의 측면에는 거의 형성되지 않거나 또는 그 두께가 얇게 형성된다. 특히 박막 트랜지스터 상부에 형성된 포토레지스트 패턴(267)은 그 두께가 통상적으로 2㎛이상이 되므로 상기 포토레지스트 패턴(267)의 측면에는 상기 투명도전막(255)이 거의 형성되지 않으며, 또한, 유기절연물질로써 1㎛이상의 비교적 높은 두께를 가지며 형성된 보호층(250)의 측면에도 상기 투명도전막(255a, 255b)이 거의 형성되지 않거나 매우 얇은 두께로 형성된다. Next, as shown in FIG. 21, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc may be disposed on the entire surface of the substrate 201 where the drain electrode 245b and the gate insulating layer 118 are exposed. One of oxides (IZO) is deposited on the entire surface to form transparent conductive films 255a and 255b. In this case, the transparent conductive films 255a and 255b are formed to have a thin thickness, so that the transparent conductive films 255a and 255b are hardly formed on the side of the portion having the high step or the thickness thereof is thin. In particular, since the thickness of the photoresist pattern 267 formed on the thin film transistor is generally 2 μm or more, the transparent conductive film 255 is hardly formed on the side surface of the photoresist pattern 267, and the organic insulating material As a result, the transparent conductive films 255a and 255b are hardly formed or have a very thin thickness on the side surface of the protective layer 250 having a relatively high thickness of 1 μm or more.

다음, 도 22에 도시한 바와 같이, 상기 전면에 투명도전막(도 21의 255a, 255b)이 형성된 기판(201)에 남아있는 포토레지스트 패턴(도 21의 267)을 스트립(strip)하여 제거함으로써 어레이 기판을 완성한다. 이때, 포토레지스트 패턴(도 21의 267)이 제거됨으로써 상기 포토레지스트 패턴(도 21의 267) 상부에 형성된 투명도전막(도 21의 255a) 또한 동시에 제거된다. 따라서, 제거되지 않고 기판(201) 상에 남아있는 투명도전막(도 21의 255b)은 화소전극(260)을 형성하게 되며, 이때 상기 화소전극(260)은 전단계에서 보호층(250)을 패터닝함으로써 상기 보호층(250) 외부로 노출되도록 형성된 드레인 전극(245b) 일끝단과 직접 증착되어 형성되었으므로 보호층(250) 상부의 포토레지스트 패턴(도 21의 267)이 제거되며 동시에 일부 투명도전막(도 21의 255a)이 제거되어도 여전히 상기 보호층(250) 외부로 노출된 드레인 전극(245b) 일끝단과 접촉한 상태를 유지하게 된다. Next, as shown in FIG. 22, an array is formed by stripping and removing the photoresist pattern (267 of FIG. 21) remaining on the substrate 201 where the transparent conductive films (255a and 255b of FIG. 21) are formed on the entire surface. Complete the substrate. In this case, the photoresist pattern 267 of FIG. 21 is removed to simultaneously remove the transparent conductive film (255a of FIG. 21) formed on the photoresist pattern 267 of FIG. 21. Accordingly, the transparent conductive film (255b in FIG. 21) that is not removed and remains on the substrate 201 forms the pixel electrode 260, wherein the pixel electrode 260 is patterned by the protective layer 250 in the previous step. Since it is formed by being directly deposited with one end of the drain electrode 245b formed to be exposed to the outside of the protective layer 250, the photoresist pattern (267 of FIG. 21) on the protective layer 250 is removed and at the same time, a part of the transparent conductive film (FIG. 21). Although 255a) is removed, it is still in contact with one end of the drain electrode 245b exposed to the outside of the protective layer 250.

도 21에서 전술한 포토레지스트 패턴을 이용한 막의 제거 방법을 리프트 오프(lift-off)법이라 하는데, 이는 포토레지스트의 특성 및 박막 증착의 특성을 이용한 것이다. 포토레지스트는 스트립 공정 진행 시 스트립액에 일부는 녹지만, 상 기 스트립액이 포토레지스트층과 상기 포토레지스트층이 접착된 기판 또는 막 사이의 계면으로 침투함으로써 포토레지스트층이 기판 또는 막과 분리되도록 하여 포토레지스트를 제거하게 된다. 또한, 금속물질을 스퍼터링 장치를 이용하여 기판 또는 기판상에 형성된 특정막 위로 증착시는 기판에 평행한 면에 대해서는 증착이 고르게 잘 이루어지나 높은 단차를 갖는 영역의 상기 단차의 측면에는 증착이 거의 이루어지지 않는 특성이 있다.The method of removing the film using the photoresist pattern described above in FIG. 21 is called a lift-off method, which uses the characteristics of the photoresist and the thin film deposition. The photoresist is partially dissolved in the strip liquid during the strip process, but the strip liquid penetrates into the interface between the photoresist layer and the substrate or film to which the photoresist layer is adhered so that the photoresist layer is separated from the substrate or film. Thereby removing the photoresist. In addition, when a metal material is deposited on a substrate or a specific film formed on the substrate by using a sputtering apparatus, deposition is well performed on a surface parallel to the substrate, but deposition is almost performed on the side of the step in a region having a high step. There is a characteristic that does not lose.

따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은 전술한 포토레지스트의 특성과 증착 특성을 잘 이용한 리프트 오프 공정을 통해 마스크 공정을 1회 더 생략하여 총 4회의 마스크 공정에 의해 제조하는 특징을 갖는다.
Accordingly, in the method of manufacturing the array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon according to the second embodiment of the present invention, the mask process is omitted one more time through the lift-off process using the photoresist and deposition characteristics described above. It has the characteristics manufactured by a total of four mask processes.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 액정표시장치용 어레이 기판의 제작 시, 보텀 게이트 구조로써 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 상기 게이트 전극에 대응되는 폴리실리콘층 위로 포토레지스트 패턴을 형성하고 도핑함으로써 마스크 미스얼라인에 의한 노광 불량을 향상시키는 효과가 있으며, 동시에 도핑된 오믹콘택층이 게이트 전극을 기준으로 정확히 좌우대칭으로 형성됨으로써 박막 트랜지스터의 특성을 향상시키는 효과가 있다. As described above, when fabricating an array substrate for a liquid crystal display device for a liquid crystal display device using polysilicon according to an embodiment of the present invention, a gate electrode is formed with a bottom gate structure, and the gate electrode is used as a mask to correspond to the gate electrode. By forming and doping the photoresist pattern on the polysilicon layer, the exposure defect due to the mask misalignment is improved, and at the same time, the doped ohmic contact layer is formed to be exactly symmetrical with respect to the gate electrode, thereby characteristic of the thin film transistor. Has the effect of improving.

또한, 총 5회 또는 총 4회의 마스크 공정에 의해 폴리실리콘을 이용한 액정 표시장치용 어레이 기판을 제작함으로써 공정수를 줄임으로써 제조 시간 및 제조 비용을 감소시키는 효과가 있다. In addition, by manufacturing the array substrate for a liquid crystal display using polysilicon by a total of five mask masks or four mask masks, the number of processes is reduced, thereby reducing manufacturing time and manufacturing cost.

Claims (10)

기판 상에 제 1 금속층을 전면에 형성하는 단계와;Forming a first metal layer on the front surface of the substrate; 상기 제 1 금속층을 패터닝하여 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계와;Patterning the first metal layer to form a gate wiring including a gate electrode; 상기 게이트 전극과 게이트 배선이 형성된 상기 기판 전면에 게이트 절연막과 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와;Forming a gate insulating film and an amorphous silicon layer on an entire surface of the substrate on which the gate electrode and the gate wiring are formed; 상기 비정질 실리콘층을 결정화 공정을 진행하여 폴리 실리콘층으로 결정화하는 단계와;Crystallizing the amorphous silicon layer into a polysilicon layer by performing a crystallization process; 상기 폴리 실리콘층 위로 전면에 제 1 포토레지스트층을 형성한 후, 상기 게이트 전극을 마스크로 이용하여 배면노광을 실시하여 상기 게이트 전극에 대응하는 영역의 폴리 실리콘층 위로 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;Forming a first photoresist layer on the entire surface of the polysilicon layer, and performing back exposure using the gate electrode as a mask to form a first photoresist pattern on the polysilicon layer in a region corresponding to the gate electrode; Steps; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 블록킹 마스크로 하여 p+ 도핑을 실시하는 단계와; Performing p + doping using the first photoresist pattern as a blocking mask; 상기 도핑이 실시된 폴리실리콘층 위로 전면에 제 2 금속층을 형성하는 단계와;Forming a second metal layer on an entire surface of the doped polysilicon layer; 상기 제 2 금속층 위로 전면에 제 2 포토레지스트층을 형성하고 회절노광을 실시하여 데이터 배선을 포함하여 소스 및 드레인 전극과 그 하부의 오믹 콘택층과 액티브층을 형성하는 단계와;Forming a second photoresist layer on the entire surface of the second metal layer and performing diffraction exposure to form a source and drain electrode, an ohmic contact layer and an active layer below the data line; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 전면에 보호층을 형성하는 단계와;Forming a protective layer on a front surface of the source and drain electrodes; 상기 보호층 위로 제 3 포토레지스트층을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 소스 및 드레인 전극에 대응하는 영역에 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;Forming a third photoresist layer over the passivation layer, and performing a mask process to form a second photoresist pattern in regions corresponding to the source and drain electrodes; 상기 제 2 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 보호층을 패터닝하여 드레인 전극 일부와 게이트 절연막을 노출시키는 단계와;Patterning a protective layer exposed to the outside of the second photoresist pattern to expose a portion of the drain electrode and the gate insulating layer; 상기 노출된 게이트 절연막과 드레인 전극 일부를 포함하여 전면에 투명 도전성 물질을 증착하여 투명도전막을 형성하는 단계와;Forming a transparent conductive film by depositing a transparent conductive material on the entire surface including the exposed gate insulating layer and a part of the drain electrode; 상기 투명도전막 하부에 위치한 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 스트립하여 제거함으로써 드레인 전극 일끝단과 연결된 화소전극을 형성하는 단계Forming a pixel electrode connected to one end of the drain electrode by stripping and removing the second photoresist pattern under the transparent conductive layer; 를 포함하는 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. Method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display using polysilicon comprising a. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비정질 실리콘층을 결정화 공정을 진행하여 폴리 실리콘층으로 결정화하는 단계는 상기 비정질 실리콘층에 레이저 빔을 조사하여 형성되는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. And crystallizing the amorphous silicon layer to a polysilicon layer by irradiating a laser beam to the amorphous silicon layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 포토레지스트층은 빛을 받는 부분이 현상 시 제거되는 포지티브 타입인 것이 특징인 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. And the first photoresist layer is a positive type in which light-receiving portions are removed during development. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판 상에 상기 제 1 금속층을 형성하기 전에 버퍼층을 더욱 형성하는 단계를 포함하는 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon, further comprising forming a buffer layer before forming the first metal layer on the substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 금속층 위로 전면에 제 2 포토레지스트층을 형성하고 회절노광을 실시하여 데이터 배선을 포함하여 소스 및 드레인 전극과 그 하부의 오믹 콘택층과 액티브층을 형성하는 단계는Forming a second photoresist layer on the entire surface over the second metal layer and performing diffraction exposure to form a source and drain electrode, an ohmic contact layer and an active layer below the data line, including a data line. 상기 제 2 금속층 위로 포토레지스트를 도포하여 전면에 상기 제 2 포토레지스트층을 형성하는 단계와;Applying a photoresist over the second metal layer to form the second photoresist layer on the entire surface; 상기 제 2 포토레지스트층 위로 투과영역과 차단영역 및 반투과영역을 갖는 마스크를 위치시키고, 회절노광을 실시하는 단계와;Positioning a mask having a transmissive region, a blocking region, and a transflective region over the second photoresist layer, and performing diffraction exposure; 상기 노광된 제 2 포토레지스트층을 현상하여 상기 마스크의 반투과영역에 대응된 게이트 전극의 상부 폴리 실리콘층에는 제 1 두께의 제 3 포토레지스트 패턴을 형성하며, 상기 마스크의 차단영역에 대응된 상기 제 1 두께의 제 3 포토레지스트 패턴 주위의 소정간격의 영역 및 데이터 배선이 형성될 영역에 상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 갖는 제 4 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; The exposed second photoresist layer is developed to form a third photoresist pattern having a first thickness on the upper polysilicon layer of the gate electrode corresponding to the transflective region of the mask, wherein the third photoresist pattern corresponds to the blocking region of the mask. Forming a fourth photoresist pattern having a second thickness thicker than the first thickness in a region at a predetermined interval around a third photoresist pattern of a first thickness and in a region where data wirings are to be formed; 상기 제 3 및 제 4 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 제 2 금속층 및 그 하부의 폴리 실리콘층을 에칭하여 제거함으로써 데이터 배선과 연결된 상태의 소스 드레인 금속층 및 그 하부의 액티브층과 오믹콘택층을 형성하는 단계와;Etching and removing the second metal layer exposed below the third and fourth photoresist patterns and the polysilicon layer thereunder to form a source drain metal layer connected to a data line, an active layer and an ohmic contact layer thereunder. Making a step; 상기 제 3 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 연결된 상태의 소스 드레인 금속층 일부를 노출시키는 단계와;Removing the third photoresist pattern to expose a portion of the source drain metal layer in the connected state; 상기 노출된 소스 드레인 금속층을 식각함으로써 하부의 액티브층을 노출시키며, 소정간격 이격한 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와;Etching the exposed source drain metal layer to expose a lower active layer, and forming source and drain electrodes spaced a predetermined distance apart; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 남아있는 제 4 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계Removing a fourth photoresist pattern remaining over the source and drain electrodes 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon, comprising: 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호층은 유기절연물질을 도포하여 형성하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. The protective layer is a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using a polysilicon, characterized in that formed by applying an organic insulating material. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 금속층 또는 제 2 금속층은 각각 서로 다른 금속물질의 이중층으로 형성되는 것이 특징인 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. The first metal layer or the second metal layer is a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using a polysilicon, characterized in that each formed of a double layer of a different metal material. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 금속물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 구리(Cu), 구리합금 중에서 선택되는 것이 특징인 폴리 실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법. The metal material may be selected from among aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo), chromium (Cr), copper (Cu), and copper alloy. Way.
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