KR101285535B1 - Thin Film Transistor Substrate and Method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형성함으로써 배선 저항을 감소시키는 동시에 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate capable of reducing wiring resistance and improving aperture ratio by forming a gate pattern on a substrate etched to a predetermined depth, and a method of manufacturing the same.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 소정 깊이로 식각된 기판; 기판의 식각 영역을 따라 형성된 시드 금속층; 시드 금속층에 대응되도록 형성되며 게이트 라인, 게이트 라인에 접속된 게이트 전극 및 게이트 패드 하부전극으로 구성된 게이트 패턴; 게이트 패턴을 덮는 게이트 절연막 상에 형성되며 채널을 형성하는 반도체 패턴; 반도체 패턴 상에 형성되며 데이터 라인, 상기 데이터 라인에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스 전극과 대향하는 드레인 전극 및 데이터 패드 하부전극으로 구성된 데이터 패턴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A thin film transistor substrate according to the present invention includes a substrate etched to a predetermined depth; A seed metal layer formed along the etch region of the substrate; A gate pattern formed to correspond to the seed metal layer and including a gate line, a gate electrode connected to the gate line, and a gate pad lower electrode; A semiconductor pattern formed on the gate insulating film covering the gate pattern and forming a channel; And a data pattern formed on the semiconductor pattern and including a data line, a source electrode connected to the data line, a drain electrode facing the source electrode with a channel interposed therebetween, and a data pad lower electrode.
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 액정표시장치의 사시도.1 is a perspective view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
도 2는 종래 박막 트랜지스터 기판의 평면도.2 is a plan view of a conventional thin film transistor substrate.
도 3은 도 2에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 단면도.3 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 평면도.4 is a plan view of a thin film transistor substrate according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에서 Ⅰ-Ⅰ',Ⅱ-Ⅱ',Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절취된 박막 트랜지스터 기판의 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along lines II ′, II-II ′, and III-III ′ of FIG. 4.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 시드 금속층이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.6A and 6B are plan and cross-sectional views of a thin film transistor substrate on which a seed metal layer is formed according to an embodiment of the present invention.
도 7a내지 도 7d는 본 발명의 일실시예에 따른 시드 금속층을 형성하는 과정을 도시한 공정도.7A to 7D are process diagrams illustrating a process of forming a seed metal layer according to an embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 게이트 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate having a gate pattern according to an embodiment of the present invention.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 채널 형성을 위한 반도체 패턴 및 데이터 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.9A and 9B are plan and cross-sectional views of a thin film transistor substrate on which a semiconductor pattern and a data pattern are formed for channel formation according to an embodiment of the present invention.
도 10a 내지 도 10h는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패턴 및 데이터 패 턴을 형성하는 과정을 도시한 공정도.10A to 10H are process diagrams illustrating a process of forming a semiconductor pattern and a data pattern according to an embodiment of the present invention.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일실시예에 따른 다수의 콘택홀이 형성된 보호막이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.11A and 11B are plan and cross-sectional views of a thin film transistor substrate on which a passivation layer having a plurality of contact holes is formed, according to an embodiment of the present invention.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일실시예에 따른 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.12A and 12B are plan and cross-sectional views of a thin film transistor substrate on which a conductive pattern is formed, according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 평면도.13 is a plan view of a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 14는 도 13에서 Ⅰ-Ⅰ',Ⅱ-Ⅱ',Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절취된 박막 트랜지스터 기판의 단면도.FIG. 14 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along lines II ′, II-II ′, and III-III ′ of FIG. 13.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시드 금속층이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.15A and 15B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a seed metal layer is formed, according to another embodiment of the present invention.
도 16a내지 도 16d는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 시드 금속층을 형성하는 과정을 도시한 공정도.16A-16D are process diagrams illustrating a process of forming a seed metal layer according to another embodiment of the present invention.
도 17a 및 도 17b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 게이트 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.17A and 17B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a gate pattern is formed, according to another exemplary embodiment.
도 18a 내지 도 18d는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 게이트 패턴을 형성하는 과정을 도시한 공정도.18A to 18D are flowcharts illustrating a process of forming a gate pattern according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 19a 및 도 19b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 채널 형성을 위한 반도체 패턴 및 데이터 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.19A and 19B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a semiconductor pattern and a data pattern are formed for channel formation according to another embodiment of the present invention.
도 20a 및 도 20b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다수의 콘택홀이 형성된 보호막이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.20A and 20B are plan views and cross-sectional views of a thin film transistor substrate on which a passivation layer with a plurality of contact holes is formed, according to another exemplary embodiment.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 도전성 패턴이 형성된 박막 트랜지스터 기판의 평면도 및 단면도.21A and 21B are a plan view and a cross-sectional view of a thin film transistor substrate on which a conductive pattern is formed, according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100,200 : 박막 트랜지스터 기판 101,201 : 기판100,200: thin film transistor substrate 101,201: substrate
110,210 : 시드 금속층 120,220: 게이트 패턴110,210: seed metal layer 120,220: gate pattern
122,222 : 게이트 라인 124,224 : 게이트 전극 122,222: gate line 124,224: gate electrode
130,230 : 게이트 절연막 135,235 : 반도체 패턴130,230 gate insulating film 135,235 semiconductor pattern
137,237 : 활성층 139,239 : 오믹 접촉층137,237: active layer 139,239: ohmic contact layer
140,240 : 데이터 패턴 142,242 : 데이터 라인140,240: data pattern 142,242: data line
144,244 : 소스전극 146,246 : 드레인 전극144,244 Source electrode 146,246 Drain electrode
T : 박막 트랜지스터 150,250 : 보호막T: thin film transistor 150250: protective film
151,251 : 제 1 콘택홀 152,252 : 제 2 콘택홀151,251: First contact hole 152,252: Second contact hole
153,253 : 제 3 콘택홀 154,254 : 제 4 콘택홀153,253: third contact hole 154,254: fourth contact hole
160,260 : 화소전극 165,265 : 화소영역160,260 pixel electrode 165,265 pixel area
170,270 : 스토리지 캐패시터 172,272 : 스토리지 전극170270: storage capacitor 172272: storage electrode
180,280 : 게이트 패드 182,282 : 게이트 패드 하부전극180, 280:
184,284 : 게이트 패드 상부전극 190 : 데이터 패드184,284: gate pad upper electrode 190: data pad
192,292 : 데이터 패드 하부전극 194,294 : 데이터 패드 상부전극192,292: Data pad lower electrode 194,294: Data pad upper electrode
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형성함으로써 배선 저항을 감소시키는 동시에 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 정보화 사회가 도래함에 따라 다양한 정보를 사용자에게 제공하는 전달매체로서의 역학을 수행하는 영상표시장치에 대한 중요성이 어느 때보다 강조되고 있다. Recently, with the arrival of the information society, the importance of an image display device that performs dynamics as a transmission medium for providing various information to users has been emphasized more than ever.
이러한 영상표시장치의 주류를 이루고 있었던 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube) 또는 브라운관은 무게와 부피가 큰 문제점이 있었고, 이러한 문제점을 해소하기 위해 다양한 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다. The cathode ray tube or the cathode ray tube, which has been the mainstream of such an image display device, has a problem of weight and volume, and various kinds of flat panel displays have been developed to solve such problems. have.
평판표시소자에는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있고 이들 대부분이 실용화되어 시판되고 있다.The flat panel display device includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) and an electroluminescence (EL). Most of these are commercially available and commercially available.
이 중에서 액정표시소자는 전자제품의 경박단소화 추세를 만족할 수 있고 양산성이 향상되고 있어 많은 응용분야에서 음극선관 또는 브라운관을 빠른 속도로 대체하고 있다. Among these, liquid crystal display devices can satisfy the trend of light and short and short of electronic products and have improved mass productivity, and are rapidly replacing cathode ray tubes or CRTs in many applications.
특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, "TFT"라 한다)를 이용하여 액정셀을 구동하는 액티브 매트릭스 타입의 액정표시소자는 화질이 우수하고 소비전력이 낮은 장점이 있으며, 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형 화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다.In particular, an active matrix type liquid crystal display device that drives a liquid crystal cell using a thin film transistor (hereinafter referred to as "TFT") has the advantages of excellent image quality and low power consumption, and secures the latest mass production technology. As a result of research and development, it is rapidly developing into larger size and higher resolution.
도 1을 참조하여 상술한 바와 같은 액정표시장치의 구성 및 동작에 대해 설명하면 다음과 같다. A configuration and an operation of the liquid crystal display as described above with reference to FIG. 1 will be described below.
액정표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 기판(70) 및 컬러필터기판(80), 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서 및 그 셀갭에 채워진 액정(90) 등을 구비한다.The liquid crystal display device displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal using an electric field. As shown in FIG. 1, the thin
여기서, 박막 트랜지스터 기판(70)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(1) 상에 게이트 절연막(71)을 사이에 두고 교차되게 형성된 게이트 라인(72) 및 데이터 라인(73), 그들(72,73)의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(74)와, 박막 트랜지스터(74)를 덮는 보호막(75)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(74)와 접속된 화소전극(76) 및 액정 배향을 위해 도포된 하부 배향막으로 구성된다.2 and 3, the thin
이때, 박막 트랜지스터(74)는 데이터 라인(73)에 접속된 소스전극(77), 채널을 사이에 두고 소스전극과 대향하는 드레인 전극(78) 및 채널을 형성하는 반도체패턴(79)으로 구성된다. 이때, 반도체 패턴은 소스전극(77)과 드레인 전극(78) 사이에 채널을 형성하는 활성층(79a)과, 활성층(79a) 상에 위치하여 소스전극(77) 및 드레인 전극(78)과 오믹 접촉을 수행하는 오믹 접촉층(79b)을 포함한다.In this case, the
칼라필터기판(80)은 빛샘 방지를 위한 블랙 매트릭스(81), 칼라 구현을 위한 칼러 필터(82), 화소 전극(74)과 수직전계를 이루는 공통전극(83) 및 액정 배향을 위해 도포된 상부 배향막(84)으로 구성된다.The
여기서, 액정표시장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터기판을 별도로 제작하여 합착한 다음 액정을 주입하고 봉입함으로써 완성하게 된다.Here, the liquid crystal display device is completed by separately manufacturing a thin film transistor substrate and a color filter substrate, and then injecting and encapsulating a liquid crystal.
종래, 상술한 바와 같은 액정표시장치를 구성하는 박막 트랜지스터 기판에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(72) 등을 포함하는 게이트 패턴은 게이트 금속을 스퍼터링 등의 증착 방식을 통해 기판상에 증착시킴으로써 형성되었다.Conventionally, in the thin film transistor substrate constituting the liquid crystal display device as described above, as shown in FIG. 3, the gate pattern including the
이때, 기판상에 게이트 패턴을 형성하기 위해 게이트 금속을 증착하는 경우, 게이트 금속의 증착속도가 낮기 때문에 배선의 저항을 줄이기 위해 선폭을 넓게 하여 게이트 금속을 증착시켰다. In this case, when the gate metal is deposited to form a gate pattern on the substrate, the gate metal is deposited by widening the line width in order to reduce the resistance of the wiring because the deposition speed of the gate metal is low.
이로 인하여, 기판상에 형성되는 게이트 패턴의 선폭이 증가됨에 따라 개구율이 감소될 뿐만 아니라 패널이 커질수록 배선 저항으로 인한 신호지연이 발생된다는 문제점이 있었다.As a result, as the line width of the gate pattern formed on the substrate is increased, not only the aperture ratio is decreased but also the signal delay due to the wiring resistance is generated as the panel is larger.
상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해, 본 발명의 목적은 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형성함으로써 게이트 배선저항을 저감할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the conventional problems as described above, it is an object of the present invention to provide a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same that can reduce the gate wiring resistance by forming a gate pattern on the substrate etched to a predetermined depth.
또한, 본 발명은 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형성하여 선폭을 줄임으로써 개구율을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.In addition, the present invention is to provide a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same that can improve the aperture ratio by forming a gate pattern on the substrate etched to a predetermined depth to reduce the line width.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 소정 깊이로 식각된 기판; 기판의 식각 영역을 따라 형성된 시드 금속층; 시드 금속층에 대응되도록 형성되며 게이트 라인, 게이트 라인에 접속된 게이트 전극 및 게이트 패드 하부전극으로 구성된 게이트 패턴; 게이트 패턴을 덮는 게이트 절연막 상에 형성되며 채널을 형성하는 반도체 패턴; 반도체 패턴 상에 형성되며 데이터 라인, 상기 데이터 라인에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스 전극과 대향하는 드레인 전극 및 데이터 패드 하부전극으로 구성된 데이터 패턴을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a thin film transistor substrate according to the present invention, a substrate etched to a predetermined depth; A seed metal layer formed along the etch region of the substrate; A gate pattern formed to correspond to the seed metal layer and including a gate line, a gate electrode connected to the gate line, and a gate pad lower electrode; A semiconductor pattern formed on the gate insulating film covering the gate pattern and forming a channel; And a data pattern formed on the semiconductor pattern and including a data line, a source electrode connected to the data line, a drain electrode facing the source electrode with a channel interposed therebetween, and a data pad lower electrode.
여기서, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 게이트 라인; 및 게이트 절연막 및 보호막을 개재하여 게이트 라인과 중첩적으로 형성되는 스토리지 전극으로 구성된 스토리지 캐패시터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the thin film transistor substrate according to the present invention, the gate line; And a storage capacitor including a storage electrode formed to overlap the gate line through the gate insulating layer and the passivation layer.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 데이터 패턴을 덮는 동시에 다수의 접촉홀이 형성된 보호막; 및 접촉홀을 통해 드레인 전극, 게이트 패드 하부 전극 및 데이터 패드 하부전극과 각각 접속되는 화소전극, 게이트 패드 상부전극 및 데이터 패드 상부전극을 포함하는 투명 전극패턴을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the thin film transistor substrate according to the present invention comprises: a protective film covering a data pattern and formed with a plurality of contact holes; And a transparent electrode pattern including a pixel electrode, a gate pad upper electrode, and a data pad upper electrode respectively connected to the drain electrode, the gate pad lower electrode, and the data pad lower electrode through the contact hole.
이때, 본 발명에 따른 게이트 패턴은 상기 시드 금속층을 전극으로 이용한 전해 도금을 통해 형성된 것을 특징으로 한다.At this time, the gate pattern according to the invention is characterized in that formed through the electroplating using the seed metal layer as an electrode.
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여기서, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 게이트 라인; 및 게이트 절연막, 반도체 패턴 및 보호막을 개재하여 게이트 라인과 중첩적으로 형성되는 스토리지 전극으로 구성된 스토리지 캐패시터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the thin film transistor substrate according to the present invention, the gate line; And a storage capacitor including a storage electrode formed to overlap the gate line through the gate insulating layer, the semiconductor pattern, and the passivation layer.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 데이터 패턴을 덮는 동시에 다수의 접촉홀이 형성된 보호막; 및 접촉홀을 통해 드레인 전극, 게이트 패드 하부 전극 및 데이터 패드 하부전극과 각각 접속되는 화소전극, 게이트 패드 상부전극 및 데이터 패드 상부전극을 포함하는 투명 전극패턴을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the thin film transistor substrate according to the present invention comprises: a protective film covering a data pattern and formed with a plurality of contact holes; And a transparent electrode pattern including a pixel electrode, a gate pad upper electrode, and a data pad upper electrode respectively connected to the drain electrode, the gate pad lower electrode, and the data pad lower electrode through the contact hole.
이때, 본 발명에 따른 게이트 패턴을 구성하는 게이트 라인은 시드 금속층을 전극으로 이용한 전해 도금을 통해 형성된 것을 특징으로 한다.In this case, the gate line constituting the gate pattern according to the present invention is characterized in that formed through the electroplating using the seed metal layer as an electrode.
그리고, 본 발명에 따른 게이트 패턴을 구성하는 게이트 전극 및 게이트 패드 하부전극은 스퍼터링 등의 진공 증착법을 통해 형성되되, 그 표면은 평탄하게 형성된 것을 특징으로 한다.The gate electrode and the gate pad lower electrode constituting the gate pattern according to the present invention are formed through a vacuum deposition method such as sputtering, and the surface thereof is formed flat.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조방법은, 기판의 식각 영역을 따 라 시드 금속층을 형성하는 단계; 시드 금속층에 대응되도록 형성되며 게이트 라인, 게이트 라인에 접속된 게이트 전극 및 게이트 패드 하부전극으로 구성된 게이트 패턴을 형성하는 단계; 게이트 패턴을 덮는 게이트 절연막 상에 형성되며 채널을 형성하는 반도체 패턴을 형성하는 단계; 반도체 패턴 상에 형성되며 데이터 라인, 상기 데이터 라인에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스 전극과 대향하는 드레인 전극 및 데이터 패드 하부전극으로 구성된 데이터 패턴을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention includes forming a seed metal layer along an etched region of the substrate; Forming a gate pattern formed to correspond to the seed metal layer and including a gate line, a gate electrode connected to the gate line, and a gate pad lower electrode; Forming a semiconductor pattern formed on the gate insulating film covering the gate pattern and forming a channel; And forming a data pattern formed on the semiconductor pattern, the data pattern comprising a data line, a source electrode connected to the data line, a drain electrode facing the source electrode with a channel interposed therebetween, and a data pad lower electrode. do.
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이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 구성 및 동작에 대해 설명한다. 여기서, 도 4는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 평면도이고, 도 5는 도 4에서 Ⅰ-Ⅰ',Ⅱ-Ⅱ',Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절취 된 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.First, the configuration and operation of a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a plan view of a thin film transistor substrate according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate taken along lines II ′, II-II ′, and III-III ′ of FIG. 4.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판(100)은, 소정 깊이로 식각된 기판(101)과, 상기 기판의 식각 부분을 따라 형성되며 전해 도금시 전극 역할을 수행하는 시드 금속층(110)과, 시드 금속층(110)을 따라 형성되는 게이트 패턴(120), 게이트 패턴(120)을 덮는 게이트 절연막(130), 채널을 형성하는 반도체 패턴(135)을 개재하여 게이트 절연막(130) 상에 형성된 데이터 패턴(140), 게이트 패턴(120)을 구성하는 게이트 라인(122)과 데이터 패턴(140)을 구성하는 데이터 라인(142)의 교차부마다 형성되는 박막 트랜지스터(T), 게이트 절연막(130) 상에 형성된 박막 트랜지스터(T)를 덮는 보호막(150), 보호막(170)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(T)에 접속되는 화소전극(160) 및 게이트 라인(121)과 화소전극(160)의 중첩부에 형성된 스토리지 캐패시터(170)를 포함한다.4 and 5, the thin
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판은 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 패드(180)와, 데이터 라인(142)에 접속된 데이터 패드(190)를 더 구비한다.The thin film transistor substrate according to the present invention further includes a
기판(101)은 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 소정 깊이를 갖는 게이트 패턴, 보다 구체적으로는 게이트 라인(122), 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 전극(124) 및 게이트 패드 하부전극(182)을 포함하는 게이트 패턴(120)의 형태를 갖도록 패터닝 된다.The
즉, 기판(101)을 게이트 패턴의 형태로 식각한 상태에서 상술한 바와 같은 게이트 패턴(120)을 형성하는 경우, 게이트 패턴(120)의 선폭을 좁게 형성하더라도 그 두께를 종래에 비해 크게 할 수 있으므로 배선저항을 줄이는 동시에 개구율을 향상시킬 수 있다.That is, when the gate pattern 120 is formed as described above in the state in which the
시드 금속층(110)은 기판(101)에 게이트 패턴(120)의 형태로 식각된 영역에 대응되도록 형성되며, 상기 게이트 패턴(120)의 형태로 식각된 영역에 게이트 패턴(120)을 형성하기 위해 수행되는 전해 도금시에 전극으로서의 역할을 수행한다.The
이때, 시드 금속층(110)은 기판(101)을 게이트 패턴(120)의 형태로 식각하기 위해 사용된 포토레지스트 패턴 상에 시드 금속을 전면 형성한 후, 식각된 영역을 제외한 나머지 영역의 포토레지스트 패턴 상에 형성된 시드 금속을 리프트 오프 공정을 통해 제거함으로써 게이트 패턴(120)의 형태로 식각된 영역에만 형성된다.In this case, the
게이트 패턴(120)은 시드 금속층(110)을 이용한 전해 도금을 통해 게이트 패턴의 형태로 식각된 기판 영역에만 형성되는 것으로서, 게이트 라인(122), 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 전극(124) 및 게이트 패드를 구성하는 게이트 패드 하부전극(182)을 포함하여 구성된다.The gate pattern 120 is formed only in the substrate region etched in the form of a gate pattern through electroplating using the
여기서, 게이트 라인(122)은 게이트 패드에 접속되는 게이트 드라이버(미도시)로부터 공급되는 게이트 신호를 박막 트랜지스터(T)를 구성하는 게이트 전극(124)으로 전달하는 역할을 수행한다Here, the
데이터 패턴(140)은 채널 형성을 위한 반도체 패턴(135)을 사이에 두고 게이트 패턴(120)을 덮는 게이트 절연막(130) 상에 형성되는 것으로서, 게이트 라인(122)과 교차 형성되어 화소영역(165)을 정의하는 데이터 라인(142), 박막 트랜지스터(T)를 구성하는 소스전극(144) 및 드레인 전극(146)을 포함하여 구성된다.The data pattern 140 is formed on the
여기서, 데이터 라인(142)은 데이터 패드에 접속되는 데이터 드라이버(미도 시)로부터 공급되는 데이터 신호를 게이트 전극(124)의 온/오프에 연동하여 박막 트랜지스터(T)를 구성하는 소스전극(144) 및 드레인 전극(146)으로 전달하는 역할을 수행한다.Here, the
박막 트랜지스터(T))는 게이트 라인(122)의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인(142)의 화소신호를 화소전극(160)에 충전시키는 역할을 수행하는 것으로서, 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 전극(124), 데이터 라인(142)에 접속된 소스 전극(144) 및 채널을 개재하여 소스전극(144)과 대향하는 동시에 화소전극(160)에 접속된 드레인 전극(146)을 포함하여 구성된다.The thin film transistor T serves to charge the
여기서, 박막 트랜지스터(T)는 게이트 절연막(130)을 사이에 두고 게이트 전극(124)과 상호 중첩되면서 소스 전극(144)과 드레인 전극(146) 사이에 채널을 형성하는 활성층(137) 및 오믹 접촉층(139)으로 구성된 반도체 패턴(135)을 더 구비한다. Here, the thin film transistor T overlaps with the
여기서, 활성층(137)은 데이터 패드 하부전극(192)과도 중첩되게 형성된다. 이때, 활성층(137) 상에는 소스 전극(144), 드레인 전극(146) 및 데이터 패드 하부전극(192)과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층(139)이 더 형성되어 있다.The
보호막(passivation)(150)은 게이트 절연막(130) 상에 형성된 박막 트랜지스터(T)를 덮는 동시에, 채널을 형성하는 활성층(137) 및 화소영역(165)을 후속 공정시에 발생 가능한 습기나 스크래치(scratch)로부터 보호하는 역할을 수행한다.The
여기서, 보호막(150)은 질화실리콘 등의 무기절연물질, 아크릴(acryl)계 유기화합물, BCB(benzocyclobutene) 또는 PFCB (perfluorocyclobutane) 등의 유기절 연물질을 이용한 스퍼터링 또는 PECVD 방식에 의해 게이트 절연막(130) 상에 증착된다. Here, the
이때, 보호막(150)에는 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 통해 제 1 내지 제 4 콘택홀(151,152,153,154)이 형성된다. 여기서, 제 1 콘택홀(151)은 보호막(150)을 관통하여 드레인 전극(146)을 노출시키고, 제 2 콘택홀(152)은 보호막(150)을 관통하여 스토리지 전극(172)을 노출시키고, 제 3 콘택홀(153)은 보호막(150) 및 게이트 절연막(130)을 관통하여 게이트 패드 하부전극(182)을 노출시키며, 제 4 콘택홀(154)은 보호막(150)을 관통하여 데이터 패드 하부전극(192)을 노출시킨다.In this case, the first to fourth contact holes 151, 152, 153 and 154 are formed in the
화소 전극(160)은 보호막(150)을 관통하는 제 1 콘택홀(151)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(146)과 접속된 상태로 화소 영역(165)에 형성된다. 이때, 박막 트랜지스터(T)를 통해 화소 신호가 공급된 화소 전극(160)과 기준 전압이 공급된 공통 전극(도시하지 않음) 사이에는 전계가 형성된다. The
따라서, 화소 전극(160)과 공통전극 사이에 형성된 전계에 의해 기판 사이에 충진된 액정분자들이 유전 이방성에 의해 회전하게 되고, 액정분자들의 회전 정도에 따라 화소 영역(165)을 투과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조를 구현하게 된다.Therefore, the liquid crystal molecules filled between the substrates are rotated by dielectric anisotropy by the electric field formed between the
스토리지 캐패시터(170)는 스토리지 전극(172)과 이전단의 게이트 라인(122)이 게이트 절연막(130) 및 보호막(150)을 사이에 두고 상호 중첩된 형상으로 구성되어 있다. 여기서, 스토리지 전극(172)은 보호막(150)에 형성된 제 2 콘택홀(152) 을 통해 화소 전극(160)과 전기적으로 접속되어 있다.The
상술한 바와 같이 구성된 스토리지 캐패시터(170)는 화소 전극(160)에 충전된 화소 신호가 다음 화소 신호가 충전될 때까지 안정적으로 유지시키는 역할을 수행한다.The
게이트 패드(180)는 게이트 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 게이트 라인(122)에 게이트 신호를 공급한다. The
이러한 게이트 패드(180)는 게이트 라인(122)으로부터 연장되는 게이트 패드 하부 전극(182), 게이트 절연막(130) 및 보호막(150)을 관통하는 제 3 콘택홀(153) 및 제 3 콘택홀(153)을 통해 게이트 패드 하부전극(182)과 접속된 게이트 패드 상부전극(184)으로 구성된다.The
이때, 게이트 패드 하부전극(182)은 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역을 따라 형성된 시드 금속층(110)을 이용한 전해도금을 통해 형성된다.In this case, the gate pad
따라서, 게이트 패드 하부전극(182)의 선폭을 좁게 형성하더라도 그 두께를 종래에 비해 크게 할 수 있으므로 배선저항을 줄이는 동시에 개구율을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, even if the line width of the gate pad
데이터 패드(190)는 데이터 드라이버(도시하지 않음)와 접속되어 데이터 라인(142)에 데이터신호를 공급한다. The
이러한 데이터 패드(190)는 데이터 라인(142)으로부터 연장되는 데이터 패드 하부전극(192), 보호막(150)을 관통하는 제 4 콘택홀(154) 및 제 4 콘택홀(154)을 통해 데이터 패드 하부전극(192)과 접속된 데이터 패드 상부전극(194)으로 구성된 다. The
이하, 첨부도면을 참조하여 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an exemplary embodiment of the present invention configured as described above with reference to the accompanying drawings will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 기판에 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역에 시드 금속층을 형성한다. First, a seed metal layer is formed on a region etched in the form of a gate pattern on a substrate according to the present invention.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크 공정을 이용하여 기판(101) 중에서 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)에 전해 도금시에 전극역할을 수행하는 시드 금속층(110)을 형성한다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 기판상에 포토레지스트를 전면 도포한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 7a에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴이 형성될 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.In more detail, the photoresist pattern PR for exposing the region on which the gate pattern is to be formed is exposed by performing a photolithography process using a mask after the entire surface of the photoresist is coated on the substrate. To form.
이후, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 영역을 소정의 애칭액을 이용하여 식각함으로써, 도 7b에 도시된 바와 같이, 소정 깊이를 갖는 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)을 형성한다.Thereafter, the region exposed by the photoresist pattern PR is etched using a predetermined nicking liquid, thereby forming the
그 다음, 도 7c에 도시된 바와 같이, 기판상에 잔류하는 포토레지스트 패턴 (PR)상에 시드 금속층을 형성하기 위한 시드 금속물질(110a)을 전면 증착시킨다.Next, as shown in FIG. 7C, the
이후, 리프트 오프 공정을 통해 기판상에 잔류하는 포토레스트 패턴(PR)과 식각된 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 시드 금속물질(110a)을 제거함으로써, 도 7d에 도시된 바와 같이, 기판(101) 중에서 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)에 전해도금 방식을 통해 게이트 패턴을 형성시에 전극역할을 수행하는 시 드 금속층(110)을 형성한다.Thereafter, the
상술한 바와 같이 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)에 시드 금속층(110)을 형성한 후, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 기판(101)에 형성된 시드 금속층(110)을 전극으로 이용하는 전해도금 방식을 통해 게이트 패턴(120)을 형성한다.As described above, after forming the
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 기판에 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)에 형성된 시드 금속층(110)을 전극으로 이용한 전해도금을 수행함으로써 시드 금속층을 따라 게이트 라인(122), 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 전극(124) 및 게이트 패드 하부전극(182)을 포함하여 구성된 게이트 패턴(120)을 형성한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 기판에 소정 깊이를 갖는 게이트 패턴의 형태로 식각된 영역(103)에 시드 금속층(110)을 형성한 후, 상기 시드 금속층(110)이 형성된 기판을 소정의 게이트 금속물질이 녹아있는 전해 도금액에 침지시킨다.In more detail, after forming the
이후, 시드 금속층(110)을 전극으로 이용한 전해 도금을 수행함으로써, 시드 금속층(110)상에 게이트 금속물질을 도금처리하여 게이트 라인(122), 게이트 라인(122)에 접속된 게이트 전극(124) 및 게이트 패드 하부전극(182)을 포함하여 구성된 게이트 패턴(120)을 형성한다.Thereafter, electrolytic plating is performed using the
상술한 바와 같이 시드 금속층(110)을 이용한 전해도금을 통해 게이트 패턴을 형성한 후, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴을 덮는 게이트 절연막 상에 채널을 형성하는 반도체 패턴 및 데이터 패턴을 형성한다.After forming the gate pattern through electroplating using the
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴(120)이 형성된 기판(101)상에 게이트 절연막(120)을 형성한 후 채널 형성을 위한 활성층(137) 및 오믹 접촉층(139)으로 구성된 반도체 패턴(135)과, 게이트 절연막(130)을 사이에 두고 게이트 라인(122)과 교차 형성되어 화소영역(165)을 정의하는 데이터 라인(142), 데이터 라인(142)에 접속되는 소스전극(144) 및 채널을 개재하여 소스전극(144)과 대향하는 드레인 전극(146)으로 구성된 데이터 패턴(140)을 형성한다.9A and 9B, the gate insulating layer 120 is formed on the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 10a에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴(120)이 형성된 기판(101) 상에 게이트 절연막(130)을 전면 증착시킨다. 여기서, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연물질로 구성된다.In more detail, as illustrated in FIG. 10A, the
이후, 도 10b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(130) 상에 PECVD, 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 활성층(137), 오믹 접촉층(139) 및 데이터 금속층(140a)을 순차적으로 증착시킨다. Thereafter, as illustrated in FIG. 10B, the
여기서, 활성층(137)은 비정질 실리콘층으로 구성되고, 오믹 접촉층(139)은 n+ 비정질 실리콘층으로 구성된다.Here, the
이후, 도 10c에 도시된 바와 같이, 데이터 금속층(140a) 상에 제 2 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정을 통해 소정 형상의 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다. 이때. 제 2 마스크로는 박막 트랜지스터(T)의 채널 영역에 회절 노광부를 갖는 회절 노광 마스크를 이용함으로써 채널 영역에 형성된 포토레지스트 패턴이 다른 영역보다 낮은 높이로 형성되도록 한다. Thereafter, as illustrated in FIG. 10C, a photoresist pattern PR having a predetermined shape is formed on the
상술한 바와 같이 데이터 금속층(140a) 상에 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한 후, 도 10d에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 데이터 금속층(140a)을 습식 에칭(wet etching)을 통해 제거한다.After forming the photoresist pattern PR on the
이후, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱(ashing) 공정을 통해 채널 영역을 덮고 있는 포토레지스트 패턴(PR)을 제거함으로써, 도 10e에 도시된 바와 같이, 채널 영역에 형성된 데이터 금속층(140a)을 노출시킨다.Subsequently, by removing the photoresist pattern PR covering the channel region through an ashing process using an oxygen (O 2 ) plasma, as illustrated in FIG. 10E, the
그 다음, 도 10f에 도시된 바와 같이, 노출된 데이터 금속층(140a)을 건식 에칭(dry etching)을 통해 제거함으로써, 데이터 라인(142), 데이터 라인(142)에 접속된 소스전극(144) 및 채널 영역을 개재하여 소스전극(144)과 대향하는 드레인전극(146), 데이터 패드 하부전극(192) 및 스토리지 전극(172)을 포함하는 데이터 패턴(140)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 10F, the exposed
이때, 데이터 패턴(140)을 구성하는 소스전극(144) 및 드레인 전극(146)이 분리됨에 따라 채널영역 상에 형성된 오믹 접촉층(139)이 외부로 노출된다.In this case, as the
이후, 노출된 오믹 접촉층(139)을 건식 에칭(dry etching)을 통해 제거함으로써, 도 10g에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터(T)의 소스전극(144)과 드레인 전극(146) 사이에 채널을 형성하는 활성층(137)을 오픈시킨다.Thereafter, the exposed
그 다음, 도 10h에 도시된 바와 같이, 데이터 패턴(140) 상에 잔류하는 포토레지스트 패턴(PR)을 최종적으로 제거함으로써 채널 형성을 위한 반도체 패턴(135)과 데이터 패턴(140)을 최종적으로 형성한다.Next, as shown in FIG. 10H, the
상술한 바와 같이 반도체 패턴(135) 및 데이터 패턴(140)을 형성한 후, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 기판(101)상에 형성된 박막 트랜지스터(T)를 덮는 보호막(150)을 형성한다.After the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 데이터 패턴(140)이 형성된 게이트 절연막(130) 상에 PECVD 등의 증착방식을 통해 보호막(150)을 전면 형성한다. In more detail, the
이후, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 수행함으로써, 제 1 내지 제 4 콘택홀(151,152,153,154)이 형성된 보호막(150)을 최종적으로 형성한다.Subsequently, the
여기서, 제 1 콘택홀(151)은 보호막(150)을 관통하여 드레인 전극(146)을 노출시키고, 제 2 콘택홀(152)은 보호막(150)을 관통하여 스토리지 전극(172)을 노출시키고, 제 3 콘택홀(153)은 보호막(150) 및 게이트 절연막(130)을 관통하여 게이트 패드 하부전극(182)을 노출시키고, 제 4 콘택홀(154)은 보호막(150)을 관통하여 데이터 패드 하부전극(192)을 노출시킨다.Here, the
상술한 바와 같이 다수의 콘택홀을 갖는 보호막(170)을 형성한 후, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 보호막 상에 투명 도전성 물질로 구성된 투명 도전성 패턴을 형성한다.After the
도 12a 및 12b에 도시된 바와 같이, 보호막 상에 투명 도전성 물질을 전면 형성한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 수행함으로써, 보호막 상에 화소전극(160), 게이트 패드 상부전극(184) 및 데이터 패드 상부전극(194)을 포함하는 투명 도전성 패턴을 형성한다.As shown in FIGS. 12A and 12B, the entire surface of the transparent conductive material is formed on the passivation layer, followed by a photolithography process and an etching process using a mask, thereby forming the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 다수의 콘택홀이 형성된 보호막(170) 상에 스퍼터링 등의 증착방식을 통해 투명 도전성 물질(ITO)을 전면 증착시킨다.In more detail, the transparent conductive material (ITO) is deposited on the entire surface of the
여기서, 투명전극물질로는 인듐주석산화물(Indum Tin Oxide : ITO) 이나 주석 산화물(TO) 또는 인듐아연 산화물(Indum Zinc Oxide : IZO) 등이 이용된다.In this case, indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), or indium zinc oxide (IZO) may be used as the transparent electrode material.
이후, 마스크를 이용하야 투명 도전성 물질에 대한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행함으로써, 보호막(150) 상에 화소전극(160), 게이트 패드 상부전극(184) 및 데이터 패드 상부전극(194)을 포함하는 투명 도전성 패턴을 형성한다.Subsequently, the photolithography and etching processes for the transparent conductive material must be performed using a mask to include the
여기서, 화소전극(160)은 보호막(150)에 형성된 제 1 콘택홀(151)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(146)과 전기적으로 접속되는 동시에, 제 2 콘택홀(152)을 통해 스토리지 전극(172)과 전기적으로 접속된다.Here, the
또한, 게이트 패드 상부전극(184)은 보호막(150)에 형성된 제 3 콘택홀(153)을 통해 게이트 패드 하부전극(182)과 전기적으로 접속되며, 데이터 패드 상부전극(194)은 제 4 콘택홀(175)을 통해 데이터 패드 하부전극(192)과 전기적으로 접속된다. In addition, the gate pad
이하, 도 13 및 도 14을 참조하여 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 구성 및 동작에 대해 설명한다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 기술된 내용과 중복된 내용에 대한 설명은 생략하는 동시에 상이한 부분에 대해서만 상세하게 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation of a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Here, the description of the contents duplicated with the contents described in the embodiment of the present invention will be omitted and only the different parts will be described in detail.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판(200)은 전해 도금에 의해 형성되는 게이트 전극(224)의 표면구조(surface morphology)를 평탄하게 하기 위하여, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 게이트 라인(222)의 형태로 식각된 기판(201) 영역에 상술한 바와 같은 방식을 통해 시드 금속층(210)을 형성한 후 게이트 패턴(220)을 구성하는 게이트 라인(222)만을 시드 금속층(210)을 이용한 전해 도금으로 형성한다.The thin
이후, 게이트 패턴(220)을 구성하는 게이트 전극(224) 및 게이트 패드 하부전극(282)은 스퍼터링 등의 증착방식을 통해 게이트 라인(222)에 접속되도록 구성함으로써, 평탄한 표면구조를 갖는 게이트 전극(224) 및 게이트 패드 하부전극(282)을 형성한다.Thereafter, the
상술한 바와 같이 스퍼터링 등의 증착방식을 통해 평탄한 표면구조를 갖는 게이트 전극(224) 및 게이트 패드 하부전극(282)을 형성함으로써, 게이트 절연막(130)과 반도체 패턴(135) 사이의 계면특성이 향호하게 됨에 따라 박막 트랜지스터(T)의 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the
이하, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.
먼저, 본 발명에 따른 기판에 게이트 라인의 형태로 식각된 영역에 시드 금속층을 형성한다. First, a seed metal layer is formed in a region etched in the form of a gate line on a substrate according to the present invention.
도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 제 1 마스크 공정을 이용하여 기판(201) 중에서 게이트 라인의 형태로 식각된 영역(203)에 전해 도금시에 전극역할을 수행하는 시드 금속층(210)을 형성한다. As shown in FIGS. 15A and 15B, a
이를 보다 구체적으로 설명하면, 기판상에 포토레지스트를 전면 도포한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 수행함으로써, 도 16a에 도시된 바와 같 이, 게이트 라인(222)이 형성될 기판 영역을 노출시키는 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.In more detail, a photolithography process using a mask is performed after the entire surface of the photoresist is applied onto the substrate, thereby exposing a substrate region on which the
이후, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 기판 영역을 소정의 애칭액을 이용하여 식각함으로써, 도 16b에 도시된 바와 같이, 소정 깊이를 갖는 게이트 라인(222)의 형태로 식각된 영역(203)을 형성한다.Subsequently, the substrate region exposed by the photoresist pattern PR is etched using a predetermined nicking liquid, thereby etching the
그 다음, 도 16c에 도시된 바와 같이, 기판(201)상에 잔류하는 포토레지스트 패턴 (PR)상에 시드 금속층을 형성하기 위한 시드 금속물질(210a)을 전면 증착시킨다.Next, as shown in FIG. 16C, the
이후, 리프트 오프 공정을 통해 기판상에 잔류하는 포토레스트 패턴(PR)과 식각된 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된 시드 금속물질(210a)을 제거함으로써, 도 16d에 도시된 바와 같이, 기판(201) 중에서 게이트 라인(222)의 형태로 식각된 영역(203)에 전해도금 방식을 통해 게이트 라인(222)을 형성시에 전극역할을 수행하는 시드 금속층(210)을 형성한다.Subsequently, the
상술한 바와 같이 게이트 라인(222)의 형태로 식각된 영역(203)에 시드 금속층(210)을 형성한 후, 도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 기판(201)에 형성된 시드 금속층(210)에 대응하여 형성되는 게이트 라인(222)과, 게이트 라인(222)에 접속된 게이트 전극(224) 및 게이트 패드 하부전극(282)을 포함하여 구성되는 게이트 패턴을 형성한다.After the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 기판(201)에 소정 깊이를 갖는 게이트 라인의 형태로 식각된 영역(203)에 시드 금속층(210)을 형성한 후, 상기 시드 금속 층(210)이 형성된 기판을 소정의 게이트 금속물질이 녹아있는 전해 도금액에 침지시킨다.In more detail, after forming the
이후, 시드 금속층(210)을 전극으로 이용한 전해 도금을 수행하여 시드 금속층(210) 상에 게이트 금속 물질을 도금처리함으로써, 도 18에 도시된 바와 같이,시드 금속층(210)을 따라 소정 높이로 성장된 게이트 라인(222)을 형성한다.Thereafter, electroplating using the
상술한 바와 같이 시드 금속층(210)을 이용한 전해도금을 통해 게이트 라인(222)을 형성한 후, 도 18b에 도시된 바와 같이, 기판(201)에 스퍼터링 등의 게이트 금속물질(220a)을 전면 형성한다. After forming the
이후, 도 18c에 도시된 바와 같이, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정을 통해 게이트 금속물질(220a)을 노출시키기 위한 포토레지스트 패턴(PR)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 18C, the photoresist pattern PR for exposing the
그 다음, 포토레지스트 패턴(PR)에 의해 노출된 게이트 금속(220a)을 애칭액을 이용하여 식각공정을 수행함으로써, 도 18d에 도시된 바와 같이, 시드 금속층(210)을 따라 형성된 게이트 라인(222)에 접속된 게이트 전극(224) 및 게이트 패드 하부전극(282)을 포함하는 게이트 패턴(220)을 최종적으로 형성한다.Next, by performing an etching process on the
상술한 바와 같이 게이트 패턴(220)을 형성한 후, 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이. 게이트 패턴(220)을 덮는 게이트 절연막(230) 상에 채널을 형성하는 반도체 패턴(235) 및 데이터 패턴(240)을 형성한다.After the
도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이, 게이트 패턴(220)이 형성된 기판(201)상에 게이트 절연막(230)을 형성한 후 채널 형성을 위한 활성층(237) 및 오 믹 접촉층(239)으로 구성된 반도체 패턴(235)과, 게이트 절연막(230)을 사이에 두고 게이트 라인(222)과 교차 형성되어 화소영역(265)을 정의하는 데이터 라인(242), 데이터 라인(242)에 접속되는 소스전극(244) 및 채널을 개재하여 소스전극(244)과 대향하는 드레인 전극(246)으로 구성된 데이터 패턴(240)을 형성한다.As shown in FIGS. 19A and 19B, the
상술한 바와 같이 반도체 패턴(235) 및 데이터 패턴(240)을 형성한 후, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 기판(201)상에 형성된 박막 트랜지스터(T)를 덮는 보호막(250)을 형성한다.After the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 데이터 패턴(240)이 형성된 게이트 절연막(230) 상에 PECVD 등의 증착방식을 통해 보호막(250)을 전면 형성한다. In more detail, the
이후, 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 수행함으로써, 제 1 내지 제 4 콘택홀(251,252,253,254)이 형성된 보호막(250)을 최종적으로 형성한다.Subsequently, the
여기서, 제 1 콘택홀(251)은 보호막(250)을 관통하여 드레인 전극(246)을 노출시키고, 제 2 콘택홀(252)은 보호막(250)을 관통하여 스토리지 전극(272)을 노출시키고, 제 3 콘택홀(253)은 보호막(250) 및 게이트 절연막(230)을 관통하여 게이트 패드 하부전극(282)을 노출시키고, 제 4 콘택홀(254)은 보호막(250)을 관통하여 데이터 패드 하부전극(292)을 노출시킨다.Here, the
상술한 바와 같이 다수의 콘택홀을 갖는 보호막(150)을 형성한 후, 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 보호막(250) 상에 투명 도전성 물질로 구성된 투명 도전성 패턴을 형성한다.After forming the
도 21a 및 21b에 도시된 바와 같이, 보호막(150) 상에 투명 도전성 물질을 전면 형성한 후 마스크를 이용한 포토리소그래피 공정 및 식각공정을 수행함으로써, 보호막 상에 화소전극(260), 게이트 패드 상부전극(284) 및 데이터 패드 상부전극(294)을 포함하는 투명 도전성 패턴을 형성한다.As shown in FIGS. 21A and 21B, the entire surface of the transparent conductive material is formed on the
이를 보다 구체적으로 설명하면, 다수의 콘택홀이 형성된 보호막(250) 상에 스퍼터링 등의 증착방식을 통해 투명 도전성 물질(ITO)을 전면 증착시킨다.In more detail, the transparent conductive material (ITO) is deposited on the entire surface of the
여기서, 투명전극물질로는 인듐주석산화물(Indum Tin Oxide : ITO) 이나 주석 산화물(TO) 또는 인듐아연 산화물(Indum Zinc Oxide : IZO) 등이 이용된다.In this case, indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), or indium zinc oxide (IZO) may be used as the transparent electrode material.
이후, 마스크를 이용하여 투명 도전성 물질에 대한 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 수행함으로써, 보호막(550) 상에 화소전극(260), 게이트 패드 상부전극(284) 및 데이터 패드 상부전극(294)을 포함하는 투명 도전성 패턴을 형성한다.Thereafter, a photolithography process and an etching process for the transparent conductive material are performed by using a mask to include the
여기서, 화소전극(250)은 보호막(250)에 형성된 제 1 콘택홀(251)을 통해 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(246)과 전기적으로 접속되는 동시에, 제 2 콘택홀(252)을 통해 스토리지 전극(271)과 전기적으로 접속된다.Here, the
또한, 게이트 패드 상부전극(284)은 보호막(250)에 형성된 제 3 콘택홀(253)을 통해 게이트 패드 하부전극(282)과 전기적으로 접속되며, 데이터 패드 상부전극(294)은 제 4 콘택홀(254)을 통해 데이터 패드 하부전극(292)과 전기적으로 접속된다. In addition, the gate pad
상술한 바와 같이, 본 발명은 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형 성함으로써 게이트 배선저항을 저감할 수 있다는 효과를 갖는다.As described above, the present invention has the effect of reducing the gate wiring resistance by forming a gate pattern on a substrate etched to a predetermined depth.
또한, 본 발명은 소정 깊이로 식각된 기판에 게이트 패턴을 형성하여 선폭을 줄임으로써 개구율을 향상시킬 수 있다는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect that the aperture ratio can be improved by forming a gate pattern on the substrate etched to a predetermined depth to reduce the line width.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.
Claims (22)
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