KR101429914B1 - Liquid Crystal Display Device and Method For Fabricating the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 개구율의 감소나 공정의 증가를 수반하지 않고서도 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 액정 표시 장치의 구조 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a thin film transistor using polysilicon, which can reduce parasitic capacitance without decreasing the aperture ratio or increasing the process Structure and a method for producing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는,게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거된 영역에 데이터 라인을 형성하여 화소 전극과 데이터 라인 사이의 커플링에 의한 기생 캐패시턴스를 감소시킴과 아울러, 기판상에 형성된 베이스 절연막 상에 상기 데이터 라인과 중첩되는 영역에 에치 스톱퍼(112d)를 구비하여 균일한 화질 특성을 확보할 수 있도록 한다.In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention comprises a data line formed in a region where a part of the gate insulating film 102 and the interlayer insulating film 112 are removed, A parasitic capacitance is reduced and an etch stopper 112d is provided on a region of the base insulating film formed on the substrate so as to overlap with the data line so that uniform image quality can be secured.
폴리 실리콘, 에치 스톱퍼(112d), 기생 캐패시턴스, 수직 크로스토크Polysilicon, etch stopper 112d, parasitic capacitance, vertical crosstalk
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 폴리 실리콘을 이용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display device using polysilicon.
정보화 사회의 발전에 따라, 시각적 정보를 표시하기 위하여 종래의 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 여러 가지 평판 표시 장치가 각광을 받고 있으며, 이러한 평판 표시 장치들로는, PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display Device), LCD(Liquid Crystal Display Device), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 있다.In accordance with the development of the information society, various flat panel display devices have been spotlighted in place of the conventional CRT (Cathode Ray Tube) in order to display visual information. Examples of such flat panel display devices include a plasma display panel (PDP) (Field Emission Display Device), an LCD (Liquid Crystal Display Device), and an OLED (Organic Light Emitting Diode).
일반적으로 평판 표시 장치는, 두 기판이 서로 대향하여 합착되고 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)이 구비된 평판 표시 패널을 포함하여 형성된다.2. Description of the Related Art Flat panel displays generally include a flat panel display panel having a plurality of pixels in which two substrates are arranged opposite to each other and arranged in a matrix.
상기 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 구동하는 방식으로는, 서로 교차하는 두 전극을 이용하여 화소를 구동하는 수동 매트릭스 방식(Passive Matrix)과, 각 화소마다 화소를 구동하기 위한 스위칭 소자가 구비된 능동 매트릭스 방식(Active Matrix)이 있다.As a method of driving the plurality of pixels arranged in the matrix form, there is a passive matrix method in which pixels are driven by using two electrodes crossing each other, and a switching element for driving a pixel for each pixel is provided There is an active matrix method.
현재, 모바일 폰의 표시 화면에서부터 퍼스널 컴퓨터의 모니터 및 대형 텔레비젼의 표시 화면에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있는 대표적인 평판 표시 장치인 액정 표시 장치의 경우, 대부분 능동 매트릭스 방식을 채택하여 구현되고 있으며, 특히 각 화소에 구비되는 스위칭 소자로 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 이용한 박막 트랜지스터가 주로 사용되고 있다.2. Description of the Related Art At present, a liquid crystal display device, which is a typical flat panel display device used in various fields ranging from a display screen of a mobile phone to a monitor of a personal computer and a display screen of a large-sized television, is mostly implemented by adopting an active matrix method. Thin film transistors using amorphous silicon are mainly used as switching elements in pixels.
그러나, 비정질 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터의 경우, 전자 이동도의 한계 및 빛에 대한 안정성에 대한 한계 등으로 인하여 소자 특성의 개선에 한계를 가지고 있으며, 이에 따라 높은 표시품위를 가지는 프리미엄급 액정 표시 장치를 구현하는데 한계를 가지고 있다.However, in the case of a thin film transistor using amorphous silicon, there is a limit to the improvement of the device characteristics due to limitations of the electron mobility and the stability to light, thereby realizing a premium liquid crystal display device having a high display quality .
이와 같은 한계를 극복하기 위하여, 다결정 실리콘(poly-silicon)을 이용한 박막 트랜지스터의 개발이 주목을 받고 있다.In order to overcome such limitations, the development of thin film transistors using poly-silicon has received attention.
특히, 1980년대 후반에 엑시머 레이저(excimer laser)를 이용한 비정질 실리콘의 다결정화 기술이 개발된 이후에, 다결정 실리콘을 이용한 액정 트랜지스터의 개발이 더욱 가속화되고 있다.Particularly, since the polycrystallization technique of amorphous silicon using an excimer laser was developed in the late 1980's, the development of a liquid crystal transistor using polycrystalline silicon is further accelerated.
엑시머 레이저를 이용할 경우, 펄스화된 엑시머 레이저(pulsed excimer laser)의 열처리 시간이 30 내지 200 나노세컨드(nano-second)로 아주 짧아서 유리 기판이 열적 손상을 입지 않고서도 비정질 실리콘을 다결정화할 수 있다.In the case of using an excimer laser, the heat treatment time of the pulsed excimer laser is very short as 30 to 200 nanoseconds, so that the amorphous silicon can be polycrystallized without thermal damage to the glass substrate .
이와 같이, 비정질 실리콘에 비하여 우수한 전기적 특성을 가지는 폴리실리콘을 박막 트랜지스터 소자를 이용하는 것이 가능하게 됨에 따라, 뛰어난 전기적 특성을 가지는 프리미엄급 액정 표시 장치를 구현하는 것이 가능하게 되었다.As described above, since it is possible to use polysilicon thin film transistor elements having excellent electrical characteristics as compared with amorphous silicon, it becomes possible to realize a premium liquid crystal display device having excellent electrical characteristics.
그러나, 이와 같이 폴리실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치의 경우, 공정 비용의 증가로 인하여 아직은 소형 모바일폰이나 노트북 컴퓨터의 표시 화면과 같은 소형의 표시 장치에 주로 사용되고 있다.However, in the case of a liquid crystal display device including a thin film transistor using polysilicon as described above, it is still mainly used for a small display device such as a display screen of a small mobile phone or a notebook computer due to an increase in process cost.
이러한 소형의 표시 장치는, 주로 수직 전계에 의하여 두 기판 사이에 개재된 액정을 구동하여 화면을 구현하고 있다.Such a compact display device realizes a screen by driving a liquid crystal interposed between two substrates mainly by a vertical electric field.
도1은 폴리 실리콘을 이용하여 구현된 액정 표시 장치 가운데 트위스티드 네마틱 모드(twisted nematic mode, 이하 "TN 모드")의 경우를 나타낸 단면도이다. 도1에서는 편의상 설명에 필요한 구성 요소만 도시하고, 나머지 구성 요소는 생략하였다. 참고로 이하의 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.1 is a cross-sectional view illustrating a twisted nematic mode (hereinafter referred to as "TN mode") of a liquid crystal display device implemented using polysilicon. In Fig. 1, only components necessary for explanation are shown for convenience, and the remaining components are omitted. Like reference numerals refer to like elements throughout the following drawings.
도1에서 알 수 있듯이, 종래의 TN 모드의 액정 표시 장치는, 서로 대향하여 합착된 제 1 기판(10a) 및 제 2 기판(10b)과, 상기 두 기판 사이에 개재되 액정층(70)으로 구성된다.1, the conventional TN mode liquid crystal display comprises a
상기 제 1 기판(10a)은, 게이트 라인(105)(미도시) 및 상기 게이트 라인(105)과 절연막을 사이로 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 라인(60)과, 상기 게이트 라인(105) 및 데이터 라인의 교차부에 형성된 박막 트랜지스터(미도시)와, 상기 데이터 라인을 덮도록 형성된 보호막(20)과, 상기 보호막 상부에 형성되며 상기 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극(30)을 구비한다.The
상기 제 2 기판은, 상기 제 1 기판의 화소 영역에 대응되도록 화소 영역을 정의하는 블랙 매트릭스(50)와, 상기 화소 영역에 형성되는 컬러 필터(미도시)와, 상기 블랙 매트릭스 및 컬러 필터 상부에 형성되는 공통 전극(40)을 구비한다.The second substrate includes a
즉, TN 모드의 액정 표시 장치는, 제 1 기판에 구비된 화소 전극과, 제 2 기판에 구비된 공통 전극 사이에 수직하게 형성되는 전계에 의하여 액정을 구동함으로서, 별도로 구비된 광원으로부터 조사되는 빛을 제어하여 화상을 구현한다.That is, the liquid crystal display of the TN mode drives the liquid crystal by an electric field vertically formed between the pixel electrode provided on the first substrate and the common electrode provided on the second substrate, so that the light irradiated from the separately provided light source To implement an image.
참고로 도1에서 두 기판의 합착 상태는, 정렬 상태가 많이 어긋나 있는 경우를 도시하였다.For reference, FIG. 1 shows a state in which the alignment state of two substrates is largely deviated.
그러나, 이와 같이 폴리 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 수직 전계의 액정 표시 장치는, 두 기판 사이에 형성되는 전계에 의하여 액정을 구동하기 때문에, 합착된 두 기판의 정렬 상태가 양호하지 못할 경우에는 액정이 정상적으로 구동되지 않는 영역으로부터 투과되는 빛에 의하여 표시 품위가 저하될 수 있는 문제를 가지고 있다.However, in a liquid crystal display device of a vertical electric field provided with a thin film transistor using polysilicon as described above, liquid crystal is driven by an electric field formed between two substrates. Therefore, There is a problem that display quality may be lowered due to the light transmitted from the region where it is not normally driven.
즉, 도1에서 화소 전극의 상부에 대응되는 영역(A)은 정상적으로 액정이 구동되지만, 화소 전극이 형성되지 않는 영역에서는 액정이 정상적으로 구동되지 않으므로 예를 들어 블랙(black) 화면을 구현할 때 빛이 새는 것처럼 보일 수 있는 문제를 가지고 있다.That is, in the region (A) corresponding to the upper portion of the pixel electrode in FIG. 1, the liquid crystal is normally driven, but in the region where the pixel electrode is not formed, the liquid crystal is not normally driven. I have a problem that can seem like a bird.
액정이 정상적으로 구동되지 않는 영역에서의 빛이 새는 현상을 방지하기 위하여 빛을 차단할 수 있는 물질로 블랙 매트릭스(50)를 형성하지만, 도1과 같이, 합착된 두 기판의 정렬 상태가 양호하지 못하면 블랙 매트릭스가 형성된 영역(C)과, 화소 전극이 형성된 영역(A) 사이의 영역(B)에서 빛이 새는 문제가 발생할 수 있다.The
이와 같이, 합착 상태에 따라 빛이 새는 문제를 해결하기 위하여, 도2에 도시한 바와 같이, 화소 전극을 데이터 라인 상부에 대응되는 영역까지 연장하여 형성하는 방안이 제안되었다. 즉, 화소 전극(30)이 블랙 매트릭스(50)와 중첩되는 영역(D)을 가지도록 형성하면 화소 전극 상부의 액정은 정상적으로 구동되기 때문에 합착 상태가 양호하지 못하더라도 빛이 새는 문제를 방지할 수 있다.As described above, in order to solve the problem that light leaks in accordance with the cemented state, a method has been proposed in which the pixel electrode is extended to the region corresponding to the upper portion of the data line, as shown in Fig. That is, when the
그러나, 이와 같이 화소 전극(30)과 데이터 라인(60)이 중첩되도록 형성될 경우, 화소 전극(30) 및 데이터 라인(60) 사이에 개재된 보호막(20)이 절연체이므로 일종의 기생 캐패시턴스(Cdp)가 발생하는 문제가 발생하였다.However, when the
기생 캐패시턴스는 아래 수학식1과 같이, 화소 전극에 충전된 픽셀 전압의 레벨 시프트 전압(ㅿVp)에 영향을 준다. 따라서, 기생 캐패시턴스가 증가하게 되면 화소 전극에 충전된 픽셀 전압과 데이터 라인에 공급되는 데이터 신호 사이의 간섭(coupling)이 발생하고, 이로 인하여 수직 크로스토크(crosstalk)와 같은 불량이 발생하는 문제가 있었다.The parasitic capacitance affects the level shift voltage Vp of the pixel voltage charged in the pixel electrode as shown in Equation 1 below. Accordingly, when the parasitic capacitance increases, a coupling occurs between the pixel voltage charged in the pixel electrode and the data signal supplied to the data line, thereby causing a problem such as vertical crosstalk .
(ㅿVp:레벨 시프트 전압, CLC:액정층에 의한 캐패시턴스, Cst:스토리지 커패시턴스, Cdp:화소 전극 및 데이터 라인 사이의 기생 캐패시턴스, Vgh:게이트 하이전압, Vgl:게이트 로우 전압)(Vp: level shift voltage, CLC: capacitance due to liquid crystal layer, Cst: storage capacitance, Cdp: parasitic capacitance between pixel electrode and data line, Vgh: gate high voltage, Vgl: gate low voltage)
따라서, 기생 캐패시턴스에 의한 영향을 감소시키기 위해서는 스토리지 커패시턴스를 증가시키는 방법도 제안되었으나, 이 경우 개구율이 감소하는 문제점을 가지고 있다.Therefore, a method of increasing the storage capacitance to reduce the influence of the parasitic capacitance has been proposed. However, in this case, the aperture ratio is reduced.
본 발명은, 폴리실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 개구율의 감소나 공정의 증가를 수반하지 않고서도 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 액정 표시 장치의 구조 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a structure of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that can reduce a parasitic capacitance without decreasing an aperture ratio or increasing a process in a liquid crystal display device including a thin film transistor using polysilicon .
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 폴리 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a thin film transistor using polysilicon,
박막 트랜지스터 영역 및 에치 스톱퍼(112d) 영역을 가지는 베이스 절연막을 구비한 기판과, 상기 박막 트랜지스터 영역에 형성되어 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 가지는 반도체층(112a 내지 112d)과, 상기 에치 스톱퍼(112d) 영역에 형성된 에치 스톱퍼(112d)와, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 절연막(102) 상에 형성된 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 라인(105)으로부터 분기되어 반도체층(112a 내지 112d)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 라인(105) 및 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 층간 절연막(112)과, 상기 층간 절연막(112) 및 게이트 절연막(102)의 일부가 제거되어, 소스 영역(112a)을 노출시키는 제 1 컨택홀(135) 및 드레인 영역(112b)을 노출시키는 제 2 컨택홀(136)과 에치 스톱퍼(112d)를 노출시키는 데이터 라인 영역(138)과, 상기 데이터 라인 영역(138)의 에치 스톱퍼(112d) 상부에 형성되는 데이터 라인과, 상기 데이터 라인에서 분기하여 제 1 컨택홀(135)을 통해 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 제 2 컨택홀(136)을 통해 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)과, 상기 데이터 라인과 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 포함한 기판 전면에 형성된 보호막과, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 보호막의 일부가 제거된 제 3 컨택홀을 통해 상기 드레인 전극(117)에 접속되는 화소 전극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법은,A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention,
별도의 공정을 추가하지 않고서도 화소 전극과 데이터 라인을 중첩되도록 설계하여 합착 정도에 따른 누설광 문제를 해결함과 아울러, 기생 캐패시턴스를 감소시켜서 수직 크로스토크와 같은 불량을 개선할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 에치 스톱퍼(112d)를 이용하여 데이터 라인과 화소 전극 사이의 거리를 전체 화면에 걸쳐 균일하게 형성할 수 있으므로 높은 표시 품위를 구현하는 것이 가능한 효과를 가진다.The pixel electrode and the data line are designed to overlap with each other without adding a separate process, thereby solving the problem of leakage light according to the degree of adhesion and reducing parasitic capacitance, thereby improving defects such as vertical crosstalk . In addition, since the distance between the data line and the pixel electrode can be uniformly formed over the entire screen by using the
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법은, 도3과 같이, 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거된 영역에 데이터 라인(115)을 형성하여 화소 전극(125)과 데이터 라인(115) 사이의 커플링에 의한 기생 캐패시턴스를 감소시킴과 아울러, 기판(100)상에 형성된 베이스 절연막(101) 상에 상기 데이터 라인(115)과 중첩되는 영역에 에치 스톱퍼(112d)를 구비하여 균일한 화질 특성을 확보할 수 있도록 한다.3, a
참고로, 설명하지 않은 도면부호 122는 보호막이다.For reference,
다음으로, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Next, a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도4b는 도4a에서 Ι∼Ι´부를 절단하여 나타낸 단면도이다.FIG. 4A is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line I-I 'in FIG.
도4a 및 도4b에서와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는,4A and 4B, in the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention,
기판(100) 전면에 형성되며 박막 트랜지스터 영역(T) 및 에치 스톱퍼(112d) 영역(ES)을 가지는 베이스 절연막(101)과, 상기 박막 트랜지스터 영역에 형성되어 불순물 이온이 주입된 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 가지는 반도체층(112a 내지 112d)(112)과, 상기 에치 스톱퍼(112d) 영역에 형성된 에치 스톱퍼(112d)와, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 절연막(102) 상에 형성된 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 절연막(102) 상에 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성된 게이트 전극(105a)과, 상기 게이트 라인(105) 및 게이트 전극(105a)을 포함한 기판(100) 전면에 형성된 층간 절연막(112)과, 상기 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 노출시키도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 제 1 컨택홀(135) 및 제 2 컨택홀(136)과, 상기 에치 스톱퍼(112d)의 일부가 노출되도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 데이터 라인 영역(138)과, 상기 제 1 컨택홀(135)을 통해 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 제 2 컨택홀(136)을 통해 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)과, 상기 데이터 라인 영역(138)에 형성되는 데이터 라인(115)과, 상기 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 포함한 기판(100) 전면에 형성된 보호막(122)과, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 상기 보호막의 일부가 제거된 제 3 컨택홀(137)과, 상기 제 3 컨택홀을 통해 드레인 전극(117)에 접속되도록 화소 영역에 형성된 화소 전극(125)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A base
상기 에치 스톱퍼(112d)는 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 에치 스톱퍼(112d)는 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)과 다른 식각 선택비를 가지는 것을 특징으로 한다.The
상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 데이터 라인 영역(138)을 통해 베이스 절연막이 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the base insulating film is not exposed through the
상기 기판으로는 글래스(glass) 기판, 플라스틱(plastic) 기판, 메탈 호일(metal foil) 기판 등을 사용하는 것이 가능할 것이다.The substrate may be a glass substrate, a plastic substrate, a metal foil substrate, or the like.
상기 베이스 절연막(101)은, 예를 들면 산화 실리콘 등과 같은 무기 절연 물질로 구성될 수 있다. The base
베이스 절연막은 기판으로부터 이온 성분과 같은 불순물이 용출되는 것을 방지함과 아울러, 기판으로의 누설 전류를 방지하여 소자 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 반도체층(112a 내지 112d)과 기판 사이의 불안정한 접합(adhesion) 상태를 개선하는 효과를 가진다.The base insulating film prevents an impurity such as an ion component from being eluted from the substrate, and prevents leakage current to the substrate, thereby improving device characteristics. Further, it has an effect of improving the unstable adhesion state between the
또한, 상기 반도체층(112a 내지 112d)은, 예를 들면, 상기 기판 상에 증착된 비정질 실리콘(amorphous silicon)층이 엑시머 레이저 어닐링(annealing) 방법 등을 통해 결정화된 폴리 실리콘층으로 형성된다. 상기 반도체층(112a 내지 112d)은 박막 트랜지스터가 형성될 박막 트랜지스터 영역과, 에치 스톱퍼(112d)가 형성될 에치 스톱퍼(112d) 영역을 가진다.In addition, the
또한, 상기 반도체층(112a 내지 112d)은 n형 불순물 이온이 주입되어 형성된 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 가진다. 또한, p형 불순물 이온을 주입하는 것도 가능할 것이다.In addition, the
즉, 상기 폴리 실리콘층에서 상기 박막 트랜지스터 영역 및 에치 스톱퍼(112d) 영역을 제외한 나머지 영역은 패터닝되어 제거된다.That is, the remaining region of the polysilicon layer except for the thin film transistor region and the
상기 에치 스톱퍼(112d)는, 상기 폴리 실리콘층의 에치 스톱퍼(112d) 영역에 형성되고, 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 다른 층으로 형성될 수 있으나 반도체층(112a 내지 112d)과 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 상기 에치 스톱퍼(112d)는 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)와 식각 선택비가 다른 물질이면 어느 것으로 형성되어도 무방하다.The
상기 게이트 절연막(102)은, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면을 덮도록 형성되고, 산화 실리콘 또는 질화 실리콘 등과 같은 무기 절연막으로 형성된다.The
상기 게이트 절연막(102) 상부에 외부로부터 각 화소를 구동하기 위한 게이트 신호를 전달받는 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 라인(105)으로부터 분기하여 형성된 게이트 전극(105a)이 형성된다. A
상기 게이트 전극(105a)은 상기 게이트 절연막(102) 상부에서 상기 반도체층(112a 내지 112d)의 상부에 대응되는 영역에 형성되고, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등과 같은 금속이나 이들의 합금이, 단일층 또는 다층 구조로 이루어지도록 형성될 수 있다.The
상기 층간 절연막(112)은, 상기 게이트 라인(105) 및 게이트 전극을 덮도록 기판 전면에 형성되고, 역시 산화 실리콘 또는 질화 실리콘 등과 같은 무기 절연막으로 형성된다.The
상기 소스 전극(116)은, 상기 반도체층(112a 내지 112d)의 소스 영역(112a)을 노출시키도록 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 동시에 제거되어 형성된 제 1 컨택홀(135)을 덮도록 형성되고, 상기 드레인 전극(117)은 상기 반도체층(112a 내지 112d)의 드레인 영역(112b)을 노출시키도록 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 동시에 제거되어 형성된 제 2 컨택홀(136)을 덮도록 형성된다. 즉, 소스 전극(116)은 제 1 컨택홀(135)을 통해 반도체층(112a 내지 112d)의 소스 영역(112a)에 전기적으로 접속되고, 드레인 전극(117)은 제 2 컨택홀(136)을 통해 반도체층(112a 내지 112d)의 드레인 영역(112b)에 전기적으로 접속된다.The
한 편, 소스 전극(116)은 상기 데이터 라인으로부터 분기되어 형성되고, 상기 드레인 전극(117)은 상기 소스 전극(116)과 마주보도록 형성된다.On the other hand, a
또한, 소스 전극(116)과 게이트 전극이 중첩되면 기생 캐패시턴스가 증가하기 때문에, 소스 전극(116)과 게이트 전극이 중복되는 영역은 최소화하도록 배치하는 것이 바람직하다.In addition, since the parasitic capacitance increases when the
상기 데이터 라인(115)은, 에치 스톱퍼(112d)의 일부를 노출시키도록 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 정의되는 데이터 라인 영역(138)에 형성된다. 즉, 상기 에치 스톱퍼(112d)는 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)을 제거하여 데이터 라인 영역(138)을 형성할 때, 베이스 절연막(101)이 식각되는 것을 방지한다.The
상기 보호막(122)은 상기 데이터 라인과, 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 절연시킴과 아울러 외부로부터 보호하는 역할을 수행하고, 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연 물질이나 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 절연 물질의 단일층 또는 다층 구조로 형성되는 것이 가능하다.The
특히, 바람직하게는, 포토 아크릴, 벤조사이클로부틴(benzocyclobutene : BCB) 등과 같이 유전 상수(ε) 값이 3.0 이하의 저유전율 물질을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다.Particularly preferably, it is preferable to form a low dielectric constant material having a dielectric constant (epsilon) value of 3.0 or less, such as photoacrylic, benzocyclobutene (BCB) and the like.
상기 화소 전극(125)은 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 상기 보호막(122)의 일부가 제거되어 형성된 제 3 컨택홀(137)을 덮도록 형성된다. 즉, 상기 화소 전극(125)은 제 3 컨택홀을 통해 드레인 전극(117)에 전기적으로 접속된다.The
또한, 상기 화소 전극(125)은, 예를 들면, 인듐-주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide)이나, 아연-주석 산화물(IZO: Indium-Zinc Oxide)와 같이 투명도전물질로 형성하는 것이 바람직하다.The
상기 화소 전극(125)은 바람직하게는, 데이터 라인(115)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성된다.The
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 도4a와 같이, 이전 단의 게이트 라인(105f)과 중첩(190)되도록 하여 전단 게이트 방식의 보조 용량(storage capacitance)을 가지도록 한다.4A, the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention has a storage capacitance of a front gate type so as to overlap with the
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 폴리 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치에 있어서, 베이스 절연막 상부에 에치 스톱퍼(112d)를 형성하고, 상기 에치 스톱퍼(112d)의 상부를 노출시키도록 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)을 제거하여 상기 에치 스톱퍼(112d) 상부에 데이터 라인을 형성하는 것을 특징으로 한다. As described above, in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, in the liquid crystal display device including the thin film transistor using polysilicon, the
이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극과 데이터 라인을 중첩(190)되도록 형성하여 액정이 정상적으로 구동되지 않는 영역에서 누설광이 생기는 문제를 방지함과 아울러, 화소 전극과 데이터 라인 사이의 거리가 증가하여 기생 캐피시턴스를 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다. 즉, 캐패시턴스는 아래 수학식2와 같이 중첩되는 전극의 면적에 비례하고, 두 전극 사이의 거리에 반비례하는 특징을 가지므로, 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)을 제거한 영역에 데이터 라인을 형성함으로서 화소 전극과 데이터 라인 사이의 거리를 증가시켜 커플링에 의한 기생 캐패시턴스를 감소시키는 것이 가능하다.The liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention is configured to overlap the pixel electrode and the
(C: 캐패시턴스, ε:유전상수, d:거리, A:중첩영역 면적)(C: capacitance,?: Dielectric constant, d: distance, A: overlap area)
또한, 상기 데이터 라인 하부에 에치 스톱퍼(112d)가 구비됨으로서, 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)을 식각할 때 두께가 균일하게 식각되도록 하는 것이 가능하다. Also, since the
다음으로 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여, 도5a 및 도5b를 참조로 하여 설명하기로 한다.Next, a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 5A and 5B.
도5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이며, 도5b는 도5a에서 Ⅱ∼Ⅱ´부를 절단하여 나타낸 단면도이다.FIG. 5A is a plan view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line II-II 'in FIG. 5A.
도5a 및 도5b에서와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 5A and 5B, in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention,
기판(100) 전면에 형성되며 박막 트랜지스터 영역, 스토리지 영역, 및 에치 스톱퍼(112d) 영역을 가지는 베이스 절연막(101)과, 상기 박막 트랜지스터 영역에 형성되어 불순물 이온이 주입된 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)를 가지는 제 1 반도체층(112a 내지 112d)과, 상기 스토리지 영역에 형성된 제 2 반도체층(112c)과, 상기 에치 스톱퍼(112d) 영역에 형성된 에치 스톱퍼(112d)와, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 절연막(102) 상에 형성된 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 라인(105)으로부터 분기하여 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성된 게이트 전극(105a)과, 상기 게이트 라인(105)과 실질적으로 평행함과 아울러 상기 제 2 반도체층(112a 내지 112d)(112c)와 중첩되는 영역을 가지도록 형성된 공통 라인(106)과, 상기 게이트 라인(105), 공통 라인 및 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 층간 절연막(112)과, 상기 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 노출시키도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 제 1 컨택홀(135) 및 제 2 컨택홀(136)과, 상기 에치 스톱퍼(112d)의 일부가 노출되도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 데이터 라인 영역(138)과, 상기 제 1 컨택홀(135)을 통해 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 제 2 컨택홀(136)을 통해 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)과, 상기 데이터 라인 영역(138)에 형성되는 데이터 라인(115)과, 상기 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 포함한 기판 전면에 형성된 보호막(122)과, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 상기 보호막의 일부가 제거된 제 3 컨택홀(137)과, 상기 제 3 컨택홀을 통해 드레인 전극(117)에 접속되도록 화소 영역에 형성된 화소 전극(125)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A
상기 화소 전극은 상기 드레인 전극(117)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.The pixel electrode may have a region overlapping the
상기 에치 스톱퍼(112d)는 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 동일한 층으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 에치 스톱퍼(112d)는 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)과 다른 식각 선택비를 가지는 것을 특징으로 한다.The
상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 데이터 라인 영역(138)을 통해 베이스 절연막이 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the base insulating film is not exposed through the
상기 보호막(122)은 상기 데이터 라인과, 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 절연시킴과 아울러 외부로부터 보호하는 역할을 수행하고, 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연 물질이나 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 절연 물질의 단일층 또는 다층 구조로 형성되는 것이 가능하다.The
특히, 바람직하게는, 포토 아크릴, 벤조사이클로부틴(benzocyclobutene : BCB) 등과 같이 유전 상수(ε) 값이 3.0 이하의 저유전율 물질을 포함하도록 형성하는 것이 바람직하다.Particularly preferably, it is preferable to form a low dielectric constant material having a dielectric constant (epsilon) value of 3.0 or less, such as photoacrylic, benzocyclobutene (BCB) and the like.
상기 화소 전극(125)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 달리, 이전 단 게이트 라인(105f)과 중첩되지 않도록 형성한다.Unlike the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention, the
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 화소 전극과 공통 라인이 중첩되도록 설계하여, 축적 용량 방식으로 보조 용량(storage capacitance)을 가지도록 한 점을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치와 동일하므로, 다른 구성요소에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 한다.As described above, the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention is designed so that the common lines are overlapped with the pixel electrodes and have a storage capacitance in a storage capacitance manner. Since the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is the same as the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, the description of other components will be replaced with the above description.
이와 같이, 공통 라인을 이용하여 보조 용량을 가지게 되면, 보다 안정적인 충전 특성을 확보하여 표시 품위를 향상시키는 것이 가능한 효과를 가진다.As described above, when the auxiliary capacitance is provided by using the common line, a more stable charging characteristic can be ensured and the display quality can be improved.
다음으로 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명하기로 한다.Next, a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described.
도6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도6에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치는, As shown in FIG. 6, in the liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention,
기판(100) 전면에 형성되며 박막 트랜지스터 영역(T)을 가지는 베이스 절연막(101)과, 상기 박막 트랜지스터 영역에 형성되어 불순물 이온이 주입된 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 가지는 반도체층(112a 내지 112d)(112)과, 상기 반도체층(112a 내지 112d)을 포함한 기판 전면에 형성된 게이트 절연막(102)과, 상기 게이트 절연막(102) 상에 형성된 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 절연막(102) 상에 상기 반도체층(112a 내지 112d)과 중첩되는 영역을 가지도록 형성된 게이트 전극(105a)과, 상기 게이트 라인(105) 및 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 형성된 층간 절연막(112)과, 상기 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 노출시키도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 제 1 컨택홀(135) 및 제 2 컨택홀(136)과, 상기 베이스 절연막의 일부가 노출되도록 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부가 제거되어 형성된 데이터 라인 영역(138)과, 상기 제 1 컨택홀(135)을 통해 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 제 2 컨택홀(136)을 통해 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)과, 상기 데이터 라인 영역(138)에 노출된 베이스 절연막 상부에 형성되는 데이터 라인(115)과, 상기 소스 전극(116) 및 드레인 전극(117)을 포함한 기판 전면에 형성된 보호막(122)과, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 상기 보호막의 일부가 제거된 제 3 컨택홀(137)과, 상기 제 3 컨택홀을 통해 드레인 전극(117)에 접속되도록 화소 영역에 형성된 화소 전극(125)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A semiconductor device comprising: a base insulating film formed on a front surface of a substrate and having a thin film transistor region; a semiconductor layer formed on the thin film transistor region and having a source region and a drain region in which impurity ions are implanted; A gate insulating film 102 formed on the entire surface of the substrate including the semiconductor layers 112a to 112d; a gate line 105 formed on the gate insulating film 102; A gate electrode 105a formed on the semiconductor layer 102 so as to have an area overlapping with the semiconductor layers 112a to 112d; an interlayer insulating film 112 formed on the entire surface of the substrate including the gate line 105 and the gate electrode; A first contact hole 135 and a second contact hole 136 formed by removing a part of the gate insulating film 102 and the interlayer insulating film 112 to expose the source region 112a and the drain region 112b, A part of the base insulating film A data line region 138 formed by removing a part of the gate insulating film 102 and the interlayer insulating film 112 to expose the source region 112a and the source electrode 112a through the first contact hole 135, A drain electrode 117 connected to the drain region 112b through the first contact hole 116 and the second contact hole 136 and a data line 115 formed on the base insulating film exposed in the data line region 138, A protective film 122 formed on the entire surface of the substrate including the source electrode 116 and the drain electrode 117 and a third contact hole 137 in which a part of the protective film is removed to expose a part of the drain electrode 117, And a pixel electrode 125 formed in the pixel region to be connected to the drain electrode 117 through the third contact hole.
즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 데이터 라인(115) 하부에 별도로 에치 스톱퍼(112d)를 구비하지 않는 단순한 구조로도, 화소 전극과 데이터 라인 사이의 거리를 증가시켜 기생 캐패시턴스를 저감시킬 수 있는 효과를 제공한다.That is, the liquid crystal display according to the third embodiment of the present invention increases the distance between the pixel electrode and the data line even with a simple structure that does not include the
본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치에서, 다른 구성요소에 대한 설명은 위에서 서술한 설명으로 대신하기로 한다.In the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention, the description of other constituent elements will be replaced with the above description.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.Next, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은,A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes:
기판 상에 박막 트랜지스터 영역 및 에치 스톱퍼(112d) 영역을 가지는 베이스 절연막을 형성하는 단계와, 상기 베이스 절연막 상부에 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 형성하는 단계와, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(102)을 형성한 후 상기 반도체층(112a 내지 112d) 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극을 마스크로 불순물 이온을 상기 반도체층(112a 내지 112d)에 주입하여 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극을 포함한 기판 전면에 층간 절연막(112)을 형성하는 단계와, 상기 소스 영역(112a), 드레인 영역(112b), 및 에치 스톱퍼(112d)를 노출시키도록 게이트 절연막(102)과 층간 절연막(112)의 일부를 제거하는 단계와, 상기 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)을 형성함과 아울러 상기 에치 스톱퍼(112d) 상부에 데이터 라인을 형성하는 단계와, 상기 소스 전극(116), 드레인 전극(117) 및 데이터 라인을 포함한 기판 전면에 보호막을 형성하는 단계와, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 보호막을 제거하여 컨택홀을 형성하는 단계와, 상기 컨택홀을 통해 드레인 전극(117)에 접속되도록 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Forming a base insulating film having a thin film transistor region and an etch stopper region on a substrate; forming
첨부된 도7a 내지 도7f를 참조로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.A method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7F.
첨부된 도7a 내지 도7f는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
참고로, 도7a 내지 도7f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 Ι∼Ι´부를 절단한 영역을 나타내었다.7A to 7F show a region of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention in which the portions I to I 'are cut.
먼저, 도7a와 같이, 기판(100) 상에 박막 트랜지스터 영역(T) 및 에치 스톱퍼(112d) 영역(ES)을 가지도록 베이스 절연막(101)을 형성한다.7A, a
상기 베이스 절연막(101)은, 예를 들면 산화 실리콘과 같은 무기 물질을 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vaporized Deposition)법과 같은 방법으로 기판 상에 증착하여 형성할 수 있을 것이다.The base
다음으로 상기 베이스 절연막 상부에 비정질 실리콘층을 증착하여 패터닝한 후, 엑시머 레이저 어닐링 방법 등을 통해 상기 비정질 실리콘을 결정화하여 반도체층(112a 내지 112d)(112) 및 에치 스톱퍼(112d)를 형성한다.Next, an amorphous silicon layer is deposited on the base insulating layer and patterned. Then, the amorphous silicon is crystallized through an excimer laser annealing method or the like to form
이 때, 비정질 실리콘층을 패터닝하는 방법은, 예를 들면 포토레지스트(photoresist)를 이용한 포토리소그래피(photolithography) 방법 등으로 패터닝하는 것이 가능할 것이다.At this time, the method of patterning the amorphous silicon layer can be performed by, for example, a photolithography method using a photoresist.
다음으로, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 및 에치 스톱퍼(112d)를 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(102)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(102) 역시, 예를 들면 산화 실리콘 또는 질화 실리콘 등의 무기 물질을 증착하여 형성할 수 있다.Next, a
다음으로 도7b와 같이, 상기 게이트 절연막(102) 상부에 도전 물질층을 형성한 다음, 상기 도전 물질층을 패터닝하여 게이트 라인(105) 및 상기 게이트 라인(105)으로부터 분기하여 상기 반도체층(112a 내지 112d) 상부와 중첩되는 영역을 가지도록 게이트 전극(105a)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7B, a conductive material layer is formed on the
상기 도전 물질층은 예를 들면, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr) 등과 같은 금속이나 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다층 구조로 형성하는 것이 가능하다.The conductive material layer may be formed of a single layer or a multilayer structure made of a metal such as molybdenum (Mo), aluminum (Al), copper (Cu), chromium (Cr)
상기 도전 물질층을 패터닝하는 방법 역시, 포토리소그래피 방법 등으로 형성하는 것이 가능하다.The method of patterning the conductive material layer can also be formed by a photolithography method or the like.
다음으로, 도7c와 같이, 상기 게이트 전극을 마스크로 하여, 상기 반도체층(112a 내지 112d)에 n형 불순물 이온을 주입하여 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 형성한다. 또한, p형 불순물 이온을 주입하는 것도 가능할 것이다.Next, as shown in FIG. 7C, using the gate electrode as a mask, n-type impurity ions are implanted into the
보다 자세히는, 기판 상에 포토레지스트를 도포한 후, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 상부에 대응되는 영역만 노출시키도록 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 반도체층(112a 내지 112d) 상부에 불순물 이온을 주입하면 게이트 전극이 또한 마스크로 작용하여 자기 정렬된 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 소스 영역(112a) 및 드레인 영역(112b)을 형성한 다음 포토레지스트 패턴은 제거한다.More specifically, after a photoresist is coated on a substrate, a photoresist pattern is formed to expose only the regions corresponding to the regions above the
다음으로, 도7d와 같이, 상기 게이트 라인(105) 및 게이트 전극을 포함한 기판 전면을 덮도록 층간 절연막(112)을 형성한다. 상기 층간 절연막(112)은 예를 들면 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연 물질을 증착하여 형성할 수 있으며, 상기 게이트 절연막(102)과 동일한 식각 선택비를 가지는 물질로 형성하는 것이 바람직하다.Next, as shown in FIG. 7D, an
다음으로, 상기 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부를 제거하여 상기 소스 영역(112a)을 노출시키는 제 1 컨택홀(135)과, 상기 드레인 영역(112b)을 노출시키는 제 2 컨택홀(136)을 형성한다. 아울러, 상기 에치 스톱퍼(112d)를 노출시키도록 게이트 절연막(102) 및 층간 절연막(112)의 일부를 제거하여 데이터 라인이 형성될 데이터 라인 영역(138)을 정의한다.A
다음으로, 도7e와 같이, 상기 제 1 컨택홀(135)을 통해 소스 영역(112a)에 접속되는 소스 전극(116) 및 상기 제 2 컨택홀(136)을 통해 드레인 영역(112b)에 접속되는 드레인 전극(117)을 형성한다. 동시에 상기 데이터 라인 영역(138)을 통해 노출된 에치 스톱퍼(112d) 상부에 데이터 라인(112d)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7E, a
상기 제 1, 2 컨택홀 및 데이터 라인 영역(138)을 형성하는 과정은, 층간 절연막(112) 상부에 포토레지스트를 도포한 후, 제 1, 2 컨택홀 및 데이터 라인 영역(138)이 형성될 부분만 노출시키도록 포토레지스트를 선택적으로 제거하고, 노출된 부분을 건식 식각 또는 습식 식각으로 제거한다. 이 때, 층간 절연막(112) 및 게이트 절연막(102)이 동일한 식각 선택비를 가지는 물질로 형성되면 하나의 스텝(step)으로 형성하는 것이 가능하다.The first and second contact holes and the
다음으로, 상기 제 1, 2 컨택홀 및 데이터 라인 영역(138)을 포함한 기판 전면에 도전 물질층을 증착한 다음, 상기 도전 물질층을 패터닝하여 소스 전극(116), 드레인 전극(117) 및 데이터 라인을 형성한다.Next, a conductive material layer is deposited on the entire substrate including the first and second contact holes and the
다음으로, 도7f와 같이, 상기 소스 전극(116), 드레인 전극(117) 및 데이터 라인을 포함한 기판 전면에 보호막(122)을 형성한 다음, 상기 드레인 전극(117)의 일부를 노출시키도록 보호막(122)을 제거하여 제 3 컨택홀(137)을 형성한다. 상기 제 3 컨택홀 역시 앞서의 제 1, 제 2 컨택홀(136)을 형성하는 방법과 동일한 방법으로 형성할 수 있다.7F, a
이어서, 상기 제 3 컨택홀을 덮도록 투명 도전 물질을 증착한 다음, 상기 투명 도전 물질을 패터닝하여 상기 드레인 전극(117)에 접속되도록 화소 전극(125)을 형성한다.Next, a transparent conductive material is deposited to cover the third contact hole, and then the transparent conductive material is patterned to form the
상기 투명 도전 물질은 예를 들면, 인듐-주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide)이나, 아연-주석 산화물(IZO: Indium-Zinc Oxide)과 같은 물질을 이용하는 것이 가능할 것이다.The transparent conductive material may be made of a material such as indium tin oxide (ITO) or indium-zinc oxide (IZO).
이상에서는, 반도체층(112a 내지 112d)과 동일한 층으로 에치 스톱퍼(112d)를 형성하는 경우에 대하여 설명하였으나, 에치 스톱퍼(112d)를 별도의 층으로 패터닝하여 형성하는 것도 가능할 것이다.In the above description, the
또한, 에치 스톱퍼(112d)를 형성하지 않고, 베이스 절연막의 일부가 노출되도록 층간 절연막(112) 및 게이트 절연막(102)을 동시에 제거하여 형성된 데이터 라인 영역(138) 상에 데이터 라인을 형성하여, 화소 전극과 데이터 라인 사이의 커플링에 의한 기생 커패시턴스를 줄이는 것도 가능할 것이다.A data line is formed on the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은, 폴리 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 별도의 공정을 추가하지 않고서도 화소 전극과 데이터 라인을 중첩되도록 설계하여 합착 정도에 따른 누설광 문제를 해결함과 아울러, 기생 캐패시턴스를 감소시켜서 수직 크로스토크와 같은 불량을 개선할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 에치 스톱퍼(112d)를 이용하여 데이터 라인과 화소 전극 사이의 거리를 전체 화면에 걸쳐 균일하게 형성할 수 있으므로 높은 표시 품위를 구현하는 것이 가능한 효과를 가진다.As described above, in the method of manufacturing a liquid crystal display device including a thin film transistor using polysilicon, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is characterized in that a pixel electrode and a data line So that the problem of leakage light according to the degree of adhesion can be solved and the parasitic capacitance can be reduced to improve defects such as vertical crosstalk. In addition, since the distance between the data line and the pixel electrode can be uniformly formed over the entire screen by using the
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
도1은 종래의 TN모드 액정 표시 장치에서 두 기판의 정렬 상태가 양호하지 못한 상태를 나타낸 단면도.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a state in which alignment of two substrates is poor in a conventional TN mode liquid crystal display device. FIG.
도2는 종래의 액정 표시 장치에서 개구율 향상을 위해 화소 전극과 데이터 라인이 중첩된 경우를 나타낸 단면도.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 요부 단면도.3 is a cross-sectional view showing a main portion of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.4A is a plan view of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도4b는 도4a에서 Ι∼Ι´부의 단면도.4B is a cross-sectional view taken along the line I-I 'in FIG.
도5a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도.5A is a plan view of a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
도5b는 도5a에서 Ⅱ∼Ⅱ´부의 단면도.FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line II-II 'in FIG. 5A. FIG.
도6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.6 is a sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
도7a 내지 도7f는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도.7A to 7F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > Description of the Related Art
10a : 제 1 기판 10b : 제 2 기판10a:
20, 122 : 보호막 30, 125: 화소 전극 20, 122:
40: 공통 전극 50 : 블랙 매트릭스40: common electrode 50: black matrix
60, 115 : 데이터 라인 70 : 액정층60, 115: data line 70: liquid crystal layer
101 : 베이스 절연막 102 : 게이트 절연막(102)101: base insulating film 102: gate insulating film 102:
105 : 게이트 라인(105) 105a : 게이트 전극105 :
112 : 반도체층(112a 내지 112d) 112a : 소스 영역(112a)112:
112b : 드레인 영역(112b) 112c : 제 2 반도체층(112a 내지 112d)112b: a
112d : 에치 스톱퍼(112d) 116 : 소스 전극(116)112d:
117 : 드레인 전극(117) 135 : 제 1 컨택홀(135)117:
136 : 제 2 컨택홀(136) 138 : 데이터 라인 영역(138)136: second contact hole 136: 138: data line area 138:
137 : 제 3 컨택홀 ST : 스토리지 영역137: Third contact hole ST: Storage area
T : 박막 트랜지스터 영역 ES : 에치 스톱퍼(112d) 영역T: thin film transistor region ES:
106 : 공통 라인 106: Common line
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Legal Events
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---|---|---|---|
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
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AMND | Amendment | ||
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B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
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