KR101777628B1 - Array substrate and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 건식식각 진행에 의해 반도체층의 표면 손상 발생을 원천적으로 억제하며, 소자 특성 안정성이 우수한 산화물 반도체층을 갖는 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은, 산화물 반도체층 및 그 상부로 에치스토퍼를 구비하면서도 총 4회의 마스크 공정에 의해 박막트랜지스터를 완성함으로써 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화하고 제조 비용을 저감시키는 효과를 갖는다.
또한, 산화물 반도체층이 건식식각 및 금속물질의 식각액에 노출되지 않음으로써 그 표면 손상이 발생하지 않아 박막트랜지스터 특성이 저하되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.The present invention relates to an array substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an array substrate including a thin film transistor having an oxide semiconductor layer which originally suppresses the surface damage of the semiconductor layer by dry etching progress, And a method for producing the same.
The present invention has the effect of simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost by reducing the number of mask processes by completing the thin film transistor by the mask process four times in total including the oxide semiconductor layer and the etch stopper on the oxide semiconductor layer.
Further, since the oxide semiconductor layer is not exposed to the dry etching and the etching solution of the metal material, the surface damage does not occur and the characteristics of the thin film transistor are prevented from deteriorating.
Description
본 발명은 어레이 기판에 관한 것이며, 특히 건식식각 진행에 의해 반도체층의 표면 손상 발생을 원천적으로 억제하며, 소자 특성 안정성이 우수한 산화물 반도체층을 갖는 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an array substrate, and more particularly, to an array substrate including a thin film transistor having an oxide semiconductor layer which suppresses the surface damage of a semiconductor layer from occurring by dry etching progress and which is excellent in device characteristic stability, and a manufacturing method thereof will be.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.Recently, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed as society has entered into a full-fledged information age. Recently, flat panel display devices having excellent performance such as thinning, light weight, and low power consumption have been developed A liquid crystal display or an organic electroluminescent device has been developed to replace a conventional cathode ray tube (CRT).
액정표시장치 중에서는 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on), 오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 어레이 기판을 포함하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Among liquid crystal display devices, an active matrix liquid crystal display device including an array substrate having a thin film transistor, which is a switching device capable of controlling voltage on and off for each pixel, The ability is excellent and is getting the most attention.
또한, 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하므로 최근 평판표시장치로서 주목 받고 있다. In addition, since the organic electroluminescent device has a high luminance and a low operating voltage characteristic and is a self-luminous type that emits light by itself, it has a large contrast ratio, can realize an ultra-thin display, has a response time of several microseconds Mu s), has no limitation of viewing angles, is stable at low temperatures, and is driven at a low voltage of 5 to 15 V DC, making it easy to manufacture and design a driving circuit, and has recently attracted attention as a flat panel display device.
이러한 액정표시장치와 유기전계 발광소자에 있어서 공통적으로 화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제거하기 위해서 필수적으로 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 구비한 어레이 기판이 구성된다. In this liquid crystal display device and the organic electroluminescent device, an array substrate including a thin film transistor, which is a switching element, is constituted in order to commonly turn on / off each pixel region.
도 1은 액정표시장치를 구성하는 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역을 박막트랜지스터를 포함하여 절단한 부분에 대한 단면을 도시한 것이다. 1 is a cross-sectional view of a portion of a conventional array substrate constituting a liquid crystal display device in which one pixel region is cut including a thin film transistor.
도시한 바와 같이, 어레이 기판(11)에 있어 다수의 게이트 배선(미도시)과 다수의 데이터 배선(33)이 교차하여 정의되는 다수의 화소영역(P) 내의 스위칭 영역(TrA)에는 게이트 전극(15)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트 전극(15) 상부로 전면에 게이트 절연막(18)이 형성되어 있으며, 그 위에 순차적으로 순수 비정질 실리콘의 액티브층(22)과 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(26)으로 구성된 반도체층(28)이 형성되어 있다. 또한 상기 오믹콘택층(26) 위로는 상기 게이트 전극(15)에 대응하여 서로 이격하며 소스 전극(36)과 드레인 전극(38)이 형성되어 있다. 이때 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층 형성된 게이트 전극(15)과 게이트 절연막(18)과 반도체층(28)과 소스 및 드레인 전극(36, 38)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.As shown in the figure, in the switching region TrA in a plurality of pixel regions P in which a plurality of gate lines (not shown) and a plurality of
또한, 상기 소스 및 드레인 전극(36, 38)과 노출된 액티브층(22) 위로 전면에 상기 드레인 전극(38)을 노출시키는 드레인 콘택홀(45)을 포함하는 보호층(42)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(42) 상부에는 각 화소영역(P)별로 독립되며, 상기 드레인 콘택홀(45)을 통해 상기 드레인 전극(38)과 접촉하는 화소전극(50)이 형성되어 있다. 이때, 상기 데이터 배선(33) 하부에는 상기 오믹콘택층(26)과 액티브층(22)을 이루는 동일한 물질로 제 1 패턴(27)과 제 2 패턴(23)의 이중층 구조를 갖는 반도체 패턴(29)이 형성되어 있다. A
전술한 구조를 갖는 종래의 어레이 기판(11)에 있어서 상기 스위칭 영역(TrA)에 구성된 박막트랜지스터(Tr)의 반도체층(28)을 살펴보면, 순수 비정질 실리콘의 액티브층(22)은 그 상부로 서로 이격하는 오믹콘택층(26)이 형성된 부분의 제 1 두께(t1)와 상기 오믹콘택층(26)이 제거되어 노출된 된 부분의 제 2 두께(t2)가 달리 형성됨을 알 수 있다. 이러한 액티브층(22)의 두께 차이(t1 ≠ t2)는 제조 방법에 기인한 것이며, 상기 액티브층(22)의 두께 차이(t1 ≠ t2), 더욱 정확히는 그 내부에 채널층이 형성되는 소스 및 드레인 전극 사이로 노출된 부분에서 그 두께가 줄어들게 됨으로써 상기 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하가 발생하고 있다.The
따라서, 최근에는 오믹콘택층을 필요로 하지 않고 산화물 반도체 물질을 이용하여 단일층 구조의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터가 개발되었다. 이러한 산화물 반도체층은 오믹콘택층을 형성하지 않아도 되므로 상기 산화물 반도체층이 건식식각에 노출되지 않으므로 박막트랜지스터의 특성저하를 방지할 수 있다.Therefore, in recent years, a thin film transistor having a semiconductor layer of a single layer structure using an oxide semiconductor material without requiring an ohmic contact layer has been developed. Since the oxide semiconductor layer does not need to form the ohmic contact layer, the oxide semiconductor layer is not exposed to the dry etching, so that deterioration of the characteristics of the thin film transistor can be prevented.
하지만, 이러한 산화물 반도체층은 건식식각 뿐 아니라 금속물질의 식각액에 노출되어도 박막트랜지스터의 특성에 영향을 줄 수 있으므로 상기 산화물 반도체층 중앙부 상부에 무기절연물질로 이루어진 에치스토퍼를 형성하고 있다.However, since the oxide semiconductor layer may affect not only the dry etching but also the characteristics of the thin film transistor even when exposed to the etching solution of the metal material, an etch stopper made of an inorganic insulating material is formed on the center portion of the oxide semiconductor layer.
이렇게 산화물 반도체층과 그 상부에 에치스토퍼를 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판을 제조 시 총 5회 이상의 마스크 공정이 진행되고 있다.A total of five or more mask processes have been carried out in the fabrication of the array substrate including the oxide semiconductor layer and the thin film transistor having the etch stopper on the oxide semiconductor layer.
간단히 종래의 산화물 반도체층 및 에치스토퍼를 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.A method of manufacturing an array substrate including a conventional thin film transistor having an oxide semiconductor layer and an etch stopper will be described.
도 2a 내지 도 2f는 종래의 산화물 반도체층 및 에치스토퍼를 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 하나의 화소영역 일부에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing a portion of one pixel region of an array substrate including a conventional thin film transistor having an oxide semiconductor layer and an etch stopper.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이, 기판(51) 상에 제 1 금속물질을 증착하고 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 게이트 전극(55) 및 게이트 배선(미도시)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, a first metal material is deposited on a
이후, 도 2b에 도시한 바와같이, 상기 게이트 전극(55) 및 게이트 배선(미도시) 위로 게이트 절연막(58)을 형성하고, 연소하여 상기 게이트 절연막(58) 위로 산화물 반도체 물질을 전면에 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 게이트 전극에 대응하여 산화물 반도체층(61)을 형성한다.2B, a gate
다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 산화물 반도체층(61) 위로 무기절연물질을 전면에 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 산화물 반도체층(61)의 중앙부에 대응하여 에치스토퍼(64)를 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, an inorganic insulating material is deposited on the
다음, 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 에치스토퍼(64) 위로 제 2 금속물질을 전면에 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하는 데이터 배선(67)과, 상기 에치스토퍼(64) 상부에서 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(70, 73)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2D, a second metal material is deposited on the entire surface of the
이후, 도 2e에 도시한 바와같이, 상기 소스 및 드레인 전극(70, 73) 위로 전면에 보호층(76)을 형성하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 드레인 전극(73)을 노출시키는 드레인 콘택홀(77)을 형성한다.2E, a
다음, 도 2f에 도시한 바와같이, 상기 보호층(76) 위로 투명 도전성 물질를 전면에 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 드레인 콘택홀(77)을 통해 상기 드레인 전극(73)과 접촉하는 화소전극(79)을 형성함으로써 어레이 기판(51)을 완성하고 있다.Next, as shown in FIG. 2F, a transparent conductive material is deposited on the entire surface of the
이러한 경우 총 6회의 마스크 공정이 진행하고 있음을 알 수 있다. 마스크 공정은 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 식각 및 스트립의 총 5개의 단위 공정을 포함하여 진행되므로 그 공정이 복잡하고 많은 약액이 사용되므로 마스크 공정 수가 증가하면 증가할수록 제조 시간이 길어져 단위 시간당 생상성이 전하되며, 불량 발생 빈도가 높아지며, 제조 비용이 상승한다. In this case, it can be seen that a total of six mask processes are in progress. Since the mask process is performed including the application of the photoresist, the exposure using the exposure mask, the development of the exposed photoresist, and the etching and the strip, a total of five unit processes are performed. The manufacturing time is prolonged, the chargeability per unit time is charged, the frequency of occurrence of defects increases, and the manufacturing cost increases.
따라서, 종래의 산화물 반도체층과 에치스토퍼를 구비한 어레이 기판의 경우 마스크 공정을 줄여 제조 비용을 절감시키는 것이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the case of an array substrate having a conventional oxide semiconductor layer and an etch stopper, it is required to reduce the manufacturing cost by reducing the mask process.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 산화물 반도체층과 그 상부로 에치스토퍼를 구비하면서도 총 4회의 마스크 공정 진행을 통해 어레이 기판을 제조 할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fabrication method capable of manufacturing an array substrate through an oxide semiconductor layer and an etch stopper on the oxide semiconductor layer and performing a mask process four times in total.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 화소영역과 상기 화소영역 내에 스위칭 영역이 정의되는 기판 상에, 게이트 배선을 형성하고, 상기 스위칭 영역에 대응하여게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선과 상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하여 산화물 반도체층과 무기절연패턴을 형성하고, 상기 무기절연패턴의 테두리를 제거함으로써 상기 산화물 반도체층의 양측단을 노출시키는 에치스토퍼를 형성하는 단계와, 상기 에치스토퍼 위에 투명 도전성 물질층과, 상기 투명 도전성 물질층 위에 금속층을 형성하는 단계와, 상기 금속층과 상기 투명 도전성 물질층을 패터닝함으로써 상기 게이트 절연막 위에 이중층 구조의 데이터 배선을 형성하고, 동시에 상기 에치스토퍼 위에 서로 이격하며 상기 산화물 반도체층의 양측단과 각각 접촉하는 이중층 구조의 소스 및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극으로부터 연장되며 상기 금속층과 상기 투명 도전성 물질층의 이중층 구조의 화소패턴을 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선, 상기 소스 및 드레인 전극 및 상기 화소패턴 위에 보호층을 형성하는 단계와, 상기 화소영역의 상기 스위칭 영역 이외의 영역에서 상기 보호층과 상기 금속층을 동시에 제거함으로써, 상기 투명 도전성 물질층으로 이루어진 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate wiring on a substrate in which a pixel region and a switching region are defined in the pixel region; forming a gate electrode corresponding to the switching region; Forming an oxide semiconductor layer and an inorganic insulating pattern on the gate insulating film in correspondence to the gate electrode and removing the rim of the inorganic insulating pattern, Forming a transparent conductive material layer on the etch stopper; forming a metal layer on the transparent conductive material layer; patterning the metal layer and the transparent conductive material layer to form a gate electrode on the gate insulating layer A data wiring of a bilayer structure is formed, and at the same time, Layer structure of source and drain electrodes spaced apart from each other on the stopper and in contact with both side edges of the oxide semiconductor layer and a pixel pattern of a bilayer structure of the metal layer and the transparent conductive material layer extending from the drain electrode, Forming a protective layer on the data line, the source electrode, the drain electrode and the pixel pattern; and removing the protective layer and the metal layer in a region other than the switching region of the pixel region, And forming a pixel electrode made of a transparent conductive film.
그리고, 상기 게이트 배선과 게이트 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 배선의 끝단과 연결된 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 데이터 배선을 형성하는 단계는 상기 데이터 배선 끝단과 연결되며 이중층 구조를 갖는 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드전극과 접촉하며 이중층 구조를 갖는 보조 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 화소전극을 형성하는 단계는 상기 이중층 구조의 보조 게이트 패드전극과 상기 데이터 패드전극 각각의 금속층을 제거함으로써 투명 도전성 물질층만의 단일층으로 이루어지도록 하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the gate wiring and the gate electrode may include forming a gate pad electrode connected to an end of the gate wiring, the step of forming the data wiring is connected to the data wiring end, And forming the auxiliary gate pad electrode having a double layer structure in contact with the gate pad electrode, wherein the forming of the pixel electrode comprises: forming the auxiliary gate pad electrode and the data pad electrode So as to form a single layer of only the transparent conductive material layer.
또한, 상기 산화물 반도체층과 상기 에치스토퍼를 형성하는 단계는, 상기 게이트 절연막 위에 산화물 반도체 물질층과 무기절연층을 형성하는 단계와, 상기 무기절연층 위에 상기 게이트 전극에 대응하여 제 1 두께를 갖는 제 1 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 게이트 패드전극에 대응하여 상기 무기절연층을 노출시키고, 상기 게이트 전극 및 게이트 패드전극이 형성된 영역 이외의 영역에 대응하여는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연층, 상기 산화물 반도체 물질층 및 상기 게이트 절연막을 제거함으로써 상기 게이트 패드전극을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀을 형성하는 단계와, 1차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께의 제 2 포토레지스트 패턴을 제거함으로써 상기 무기절연층을 노출시키는 단계와, 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연층과 상기 산화물 반도체 물질층을 제거하여 상기 게이트 절연막을 노출시키며, 상기 게이트 절연막 위에 상기 산화물 반도체층과 상기 무기절연패턴을 형성하는 단계와, 2차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴의 두께와 폭을 줄임으로써 상기 제 1 포토레지스트 외측으로 상기 무기절연패턴의 테두리가 노출되도록 하는 단계와, 폭이 줄어든 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연패턴의 테두리를 제거함으로써 상기 에치스토퍼를 형성하며 동시에 상기 산화물 반도체층의 양측단이 노출되도록 하는 단계와, 폭이 줄어든 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the oxide semiconductor layer and the etch stopper may include the steps of forming an oxide semiconductor material layer and an inorganic insulating layer on the gate insulating film and forming an oxide semiconductor layer and an inorganic insulating layer on the inorganic insulating layer, Forming a first photoresist pattern on the gate pad electrode, exposing the inorganic insulating layer in correspondence with the gate pad electrode, and forming a second thickness smaller than the first thickness corresponding to a region other than the region where the gate electrode and the gate pad electrode are formed Forming a second photoresist pattern on the first photoresist pattern by removing the inorganic insulating layer, the oxide semiconductor material layer, and the gate insulating layer exposed to the outside of the first and second photoresist patterns, Forming a gate pad contact hole; and performing a first ashing to form a gate pad contact hole Exposing the inorganic insulating layer by removing the photoresist pattern, removing the inorganic insulating layer and the oxide semiconductor material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern to expose the gate insulating film, Forming an oxide semiconductor layer and the inorganic insulating pattern on the first photoresist layer; and performing a second ashing process to reduce the thickness and the width of the first photoresist pattern, Removing the rim of the inorganic insulating pattern exposed outside the first photoresist pattern having a reduced width to form the etch stopper and simultaneously exposing both side edges of the oxide semiconductor layer; , And removing the first photoresist pattern having a reduced width .
그리고, 상기 1차 애싱(ashing)은 이방성 특성을 가지며, 상기 2차 애싱(ashing)은 등방성 특성을 가질 수 있다.The primary ashing has an anisotropic property, and the secondary ashing may have an isotropic property.
또한, 상기 산화물 반도체 물질층은 a-IGZO(amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) 또는 ZTO(Zinc Tin Oxide)으로 이루어지며, 상기 무기절연층은 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지며, 상기 산화물 반도체 물질층과 상기 무기절연층은 BOE(Buffered Oxide Etchant)에 의해 동시에 식각될 수 있다.The oxide semiconductor material layer may be made of a-IGZO (amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) or ZTO (Zinc Tin Oxide), and the inorganic insulating layer may be made of silicon oxide (SiO 2) The inorganic insulating layer may be simultaneously etched by BOE (Buffered Oxide Etchant).
그리고, 상기 무기절연패턴의 테두리는 건식식각에 의해 제거될 수 있다.The rim of the inorganic insulating pattern can be removed by dry etching.
또한, 상기 화소전극은 전단 게이트 배선과 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 전단 게이트 배선과 화소전극과 게이트 절연막은 스토리지 커패시터를 이루도록 할 수 있다.In addition, the pixel electrode may be formed so as to overlap the front gate wiring, so that the front gate wiring, the pixel electrode, and the gate insulating film overlap each other to form a storage capacitor.
한편, 본 발명은, 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 연결된 게이트 전극과, 상기 게이트 배선과 상기 게이트 전극 위의 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위에서 상기 게이트 전극에 대응하여 배치된 산화물 반도체층과, 상기 산화물 반도체층과 중첩하며 상기 산화물 반도체층의 양측단을 노출시키는 에치스토퍼와, 상기 게이트 절연막 위에서 투명 도전성 물질의 하부층과 금속물질의 상부층의 이중층 구조를 갖는 데이터 배선과, 상기 에치스토퍼 위에서 서로 이격하여 상기 산화물 반도체층의 양측단에 각각 접촉하며 투명 도전성 물질의 하부층과 금속물질의 상부층의 이중층 구조를 갖는 소스 및 드레인 전극과, 상기 게이트 절연막 위에서 상기 드레인 전극의 하부층으로부터 연장된 화소전극과, 상기 소스 및 드레인 전극과 상기 데이터 배선의 상부층 위에 배치되며, 상기 드레인 전극의 상기 금속물질의 상부층과 단부가 일치하여, 상기 하부층의 상면과 이격되어 상기 화소전극을 노출시키는 보호층을 포함하며, 상기 화소전극은 전단 게이트 배선과 중첩되어, 상기 전단 게이트 배선과 상기 화소전극과 상기 게이트 절연막은 스토리지 커패시터를 이루는 어레이 기판을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising a gate wiring, a gate electrode connected to the gate wiring, a gate insulating film over the gate wiring and the gate electrode, an oxide semiconductor layer disposed over the gate insulating film, A data line having a double layer structure of a lower layer of a transparent conductive material and an upper layer of a metal material on the gate insulating layer, the data line extending from the etch stopper, Source and drain electrodes each having a two-layer structure of a lower layer of a transparent conductive material and an upper layer of a metal material in contact with both side ends of the oxide semiconductor layer, pixel electrodes extending from the lower layer of the drain electrode on the gate insulating film, Drain electrode and the data line And a protective layer disposed on the upper layer and spaced apart from an upper surface of the lower layer so as to correspond to an upper layer and an upper layer of the metal material of the drain electrode to expose the pixel electrode, The front-end gate line, the pixel electrode, and the gate insulating layer provide an array substrate constituting a storage capacitor.
그리고, 상기 어레이 기판은, 상기 게이트 배선의 끝단과 연결되며 형성된 게이트 패드전극과, 상기 데이터 배선의 끝단과 연결되며 상기 게이트 절연막 상에 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 가지며 형성된 데이터 패드전극과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 패드전극과 접촉하며 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 가지며 형성된 게이트 보조 패드전극을 더 포함할 수 있다.The array substrate includes a gate pad electrode formed to be connected to an end of the gate line, a data pad electrode connected to an end of the data line and having a single layer structure of a transparent conductive material on the gate insulating layer, And a gate auxiliary pad electrode formed in contact with the gate pad electrode over the gate insulating layer and having a single layer structure of a transparent conductive material.
또한, 상기 산화물 반도체층은 a-IGZO(amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) 또는 ZTO(Zinc Tin Oxide)으로 이루어지며, 상기 보호층은 산화실리콘(SiO2)으로 이루어질 수 있다.Also, the oxide semiconductor layer may be made of a-IGZO (amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) or ZTO (Zinc Tin Oxide), and the protective layer may be made of silicon oxide (SiO 2).
본 발명에 따른 어레이 기판 제조방법에 의해 산화물 반도체층 및 그 상부로 에치스토퍼를 구비하면서도 총 4회의 마스크 공정에 의해 완성됨으로써 마스크 공정 수를 줄여 공정을 단순화하고 제조 비용을 저감시키는 효과가 있다. According to the method of manufacturing an array substrate according to the present invention, the oxide semiconductor layer and the etch stopper are formed on the oxide semiconductor layer and the etching stopper is completed by a total of four mask processes, thereby reducing the number of mask processes and simplifying the manufacturing process and reducing manufacturing costs.
또한, 상기 산화물 반도체층이 건식식각 및 금속물질의 식각액에 노출되지 않음으로써 그 표면 손상이 발생하지 않아 박막트랜지스터 특성이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.Also, since the oxide semiconductor layer is not exposed to the dry etching and the etchant of the metal material, the oxide semiconductor layer is not damaged, thereby preventing the characteristics of the thin film transistor from being deteriorated.
도 1은 액정표시장치를 구성하는 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역을 박막트랜지스터를 포함하여 절단한 단면을 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2f는 종래의 산화물 반도체층 및 에치스토퍼를 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 하나의 화소영역 일부에 대한 제조 단계별 공정 단면도.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 산화물 반도체층과 에치스토퍼가 구성된 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 하나의 화소영역과, 데이터 배선이 형성된 부분과 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 대한 제조 단계별 공정 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view of a conventional array substrate constituting a liquid crystal display device, in which one pixel region is cut including a thin film transistor; Fig.
FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating steps of manufacturing a portion of one pixel region of an array substrate including a conventional thin film transistor having an oxide semiconductor layer and an etch stopper.
FIGS. 3A to 3I illustrate one pixel region including an oxide semiconductor layer and an etch stopper of an array substrate according to an embodiment of the present invention, a portion where a data line is formed, a gate and a data pad portion (GPA, DPA Sectional view of the manufacturing steps of the manufacturing process.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명의 실시예에 따른 산화물 반도체층과 에치스토퍼가 구성된 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 하나의 화소영역과, 데이터 배선이 형성된 부분(DLA)과 게이트 및 데이터 패드부(GPA, DPA)에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내의 게이트 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터가 형성될 부분을 스위칭 영역(TrA)이라 정의한다. FIGS. 3A to 3I illustrate one pixel region including a thin film transistor of an array substrate including an oxide semiconductor layer and an etch stopper according to an embodiment of the present invention, a portion DLA where a data line is formed, a gate and a data pad portion GPA, DPA). Here, for convenience of description, a portion where a thin film transistor connected to the gate and data lines in each pixel region P is to be formed is defined as a switching region TrA.
우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101) 예를들어 유리 또는 플라스틱으로 이루어진 기판(101) 상에 제1금속물질 예를들면 구리(Cu), 구리 합금(AlNd), 알루미늄(Al) 및 알루미늄 합금(AlNd) 중 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착함으로써 단일층 또는 이중층 구조를 갖는 제 1 금속층(미도시)을 형성한다. 3A, a first metal material such as copper (Cu), a copper alloy (AlNd), aluminum (Al), or the like is coated on a
이후, 상기 제 1 금속층(미도시)을 포토레지스트의 도포, 노광 마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상 및 식각 등 일련의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 화소영역(P)의 경계에 일방향으로 연장하는 게이트 배선(105)을 형성하고, 동시에 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 배선(105)과 연결된 게이트 전극(108)을 형성하고, 게이트 패드부(GPA)에 대응해서는 상기 게이트 배선(105)과 연결된 게이트 패드전극(109)을 형성한다.Thereafter, the first metal layer (not shown) is patterned by performing a mask process including a series of unit processes such as coating of photoresist, exposure using an exposure mask, development of exposed photoresist, and etching, A
다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(105)과 게이트 전극(108) 및 게이트 패드전극(109) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 전면에 게이트 절연막(112)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3B, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO2) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the
다음, 상기 게이트 절연막(112) 위로 산화물 반도체 물질 예를들면 a-IGZO(amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) 또는 ZTO(Zinc Tin Oxide)를 스퍼터링(sputtering)을 통해 증착함으로써 전면에 산화물 반도체 물질층(118)을 형성하고, 연속하여 상기 산화물 반도체 물질층(115) 위로 무기절연물질로서 바람직하게는 산화실리콘을 증착함으로서 무기절연층(120)을 형성한다.Next, an oxide semiconductor material such as an amorphous-indium gallium zinc oxide (a-IGZO) or a zinc tin oxide (ZTO) is deposited on the
이후, 상기 무기절연층(120) 위로 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트층(미도시)을 형성하고, 상기 포토레지스트층(미도시)에 대해 빛의 투과영역과 차단영역, 그리고 슬릿형태로 구성되거나 또는 다중의 코팅막을 더욱 구비하여 통과되는 빛량을 조절함으로써 그 빛 투과도가 상기 투과영역보다는 작고 상기 차단영역보다는 큰 반투과영역으로 구성된 노광 마스크(미도시)를 이용하여 회절노광 또는 하프톤 노광을 실시한다.Thereafter, a photoresist layer (not shown) is formed on the inorganic insulating
다음, 상기 노광된 포토레지스트층(미도시)을 현상함으로써 상기 무기절연층(120) 위로 스위칭 영역(TrA)에 있어 상기 게이트 전극(108)에 대응해서는 제 1 두께의 제 1 포토레지스트 패턴(190a)을 형성하고, 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서 상기 게이트 패드전극(109)에 대응해서는 상기 무기절연층(120)을 노출시키고, 상기 스위칭 영역(TrA) 및 상기 게이트 패드부(GPA)를 제외한 모든 영역에 대응해서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께의 제 2 포토레지스트 패턴(190b)을 형성한다. Next, the exposed photoresist layer (not shown) is developed to form a
다음, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 포토레지스트 패턴(190a, 190b) 외부로 노출된 상기 무기절연층(120)과 산화물 반도체 물질층(115)과 게이트 절연막(112)을 제거함으로써 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서 상기 게이트 패드전극(109)을 노출시키는 게이트 패드 콘택홀(GPH)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 3C, the inorganic insulating
다음, 도 3d에 도시한 바와 같이, 이방성 특성을 갖는 1차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 두께를 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(도 3c의 191b)을 제거함으로써 상기 스위칭 영역(TrA)을 제외한 영역에서 상기 무기절연층(120)을 노출시킨다. 이때, 상기 1차 애싱(ashing) 진행에 의해 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a)은 그 두께가 줄어들지만 여전히 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 상기 무기절연층(120) 상에 남아있게 된다. Next, as shown in FIG. 3D, first ashing with anisotropic characteristics is performed to remove the second photoresist pattern (191b in FIG. 3C) having the second thickness, thereby forming the switching region TrA The inorganic
다음, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a) 외부로 노출된 상기 무기절연층(도 3d의 120)과 그 하부의 산화물 반도체 물질층(도 3d의 115)을 산화물 식각액인 BOE(Buffered Oxide Etchant)에 노출시켜 제거함으로써 상기 스위칭 영역(TrA)에 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 상기 게이트 절연막(112) 상부로 순차 적층된 아일랜드 형태로서 산화물 반도체층(116)과 무기절연패턴(121)을 형성한다. 이 경우 상기 무기절연층(도 3d의 120)을 이루는 산화실리콘(SiO2)과 상기 산화물 반도체층 물질층(도 3d의 115)은 BOE에 대한 식각률이 거의 유사하지만, 상기 무기절연층(도 3d의 120)이 더 많은 시간 상기 BOE에 노출됨으로써 하부에 위치한 상기 산화물 반도체층(116)의 면적 및 폭이 더 크며 그 상부에 위치한 상기 무기절연패턴(121)은 상기 산화물 반도체층(116)과 완전 중첩하도록 형성되는 것이 특징이다. 이때, 상기 산화물 반도체층(116)과 그 상부에 위치하는 무기절연패턴(121)은 각각 상기 게이트 절연막(112)과 상기 산화물 반도체층(116)을 기준으로 그 측면이 테이퍼 구조를 이루는 것이 특징이다. Next, as shown in FIG. 3E, the inorganic insulating layer (120 in FIG. 3D) exposed at the outside of the
다음, 도 3f에 도시한 바와 같이, 등방성 특성을 갖는 2차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a)의 두께와 폭을 줄임으로서 그 하부에 위치한 상기 무기절연패턴(121)의 테두리가 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a) 외측으로 노출되도록 한다.Next, as shown in FIG. 3F, ashing is performed with isotropic characteristics to reduce the thickness and the width of the
다음, 도 3g에 도시한 바와 같이, 건식식각을 실시하여 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a) 외측으로 노출된 상기 무기절연패턴(도 3f의 121)의 테두리를 제거함으로써 무기절연물질로 이루어진 에치스토퍼(122)를 형성한다. 이때 상기 제 1 포토레지스트 패턴(190a) 외측으로 노출된 상기 무기절연패턴(도 3f의 121)의 테두리가 제거됨으로써 상기 산화물 반도체층(116)의 테두리가 더욱 큰 폭을 가지며 상기 에치스토퍼(122) 외측으로 노출되게 된다. 이렇게 상기 에치스토퍼(122) 외측으로 상기 산화물 반도체층(116)의 테두리를 충분한 폭을 갖도록 노출시키는 것은 이후 형성될 소스 및 드레인 전극(도 3h의 142, 144)과의 접촉이 충분히 잘 이루어지도록 하기 위함이다. Next, as shown in FIG. 3G, dry etching is performed to remove the rim of the inorganic insulating pattern 121 (FIG. 3F) exposed outside the
한편, 상기 산화물 반도체층(116)의 테두리는 상기 에치스토퍼(122)를 형성하는 과정에서 무기절연패턴(도 3f의 121)의 테두리를 제거하기 위한 건식식각에 노출되지만, 이 부분은 반도체층 내부에서 캐리어의 이동통로인 채널층을 형성하는 부분이 아니므로 이러한 산화물 반도체층(116)의 테두리는 상기 에치스토퍼(122) 형성을 위한 건식식각에 노출된다 하더라도 반도체층의 특성 저하 및 박막트랜지스터의 특성 저하는 발생되지 않는다. 이 경우 산화물 반도체층(116) 중 채널층이 형성되는 부분은 상기 에치스토퍼(122)에 의해 가려져 있는 상태가 되므로 문제되지 않는다.The edge of the
다음, 도 3h에 도시한 바와 같이, 상기 에치스토퍼(122) 상부에 남아있는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 3g의 190a)을 스트립(strip)을 실시하여 제거함으로써 상기 에치스토퍼(122)를 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 3H, the first photoresist pattern (190a in FIG. 3G) remaining on the
이후, 상기 에치스토퍼(122) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 상기 기판(101) 전면에 증착함으로써 투명 도전성 물질층(미도시)을 형성하고, 연속하여 제 2 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 중 하나를 스퍼터링(sputtering)을 통해 증착함으로써 제 2 금속층(미도시)을 형성한다. A transparent conductive material layer (not shown) may be formed on the
다음, 상기 제 2 금속층(미도시)과 상기 투명 도전성 물질층(미도시)을 마스크 공정을 실시하여 동시에 패터닝함으로써 상기 게이트 절연막(112) 위로 상기 게이트 배선(105)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 이중층 구조의 데이터 배선(140(140a, 140b))을 형성하고, 동시에 스위칭 영역(TrA)에는 상기 에치스토퍼(122) 상부에서 서로 이격하는 이중층 구조의 소스 및 드레인 전극(142(142a, 142b), 144(144a, 144b))을 형성한다. Next, the second metal layer (not shown) and the transparent conductive material layer (not shown) are masked and simultaneously patterned to cross the
이때, 상기 이중층 구조의 데이터 배선(140)과 상기 소스 전극(142)은 서로 연결된 상태를 이루도록 한다. 또한, 화소영역(P) 내부에는 상기 이중층 구조를 갖는 드레인 전극(144)과 연결된 상태로 이중층 구조를 갖는 화소패턴(145)을 형성한다. 이때, 상기 화소패턴(145)은 전단의 게이트 배선(105)과 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩되는 상기 전단의 게이트 배선(105)과 화소패턴(145)은 상기 게이트 절연막(112)을 유전체층으로 하여 스토리지 커패시터(StgC)를 이루도록 한다. At this time, the
또한, 동시에 게이트 패드부(GPA)에 있어서는 상기 게이트 패드 콘택홀(GPH)을 통해 노출된 상기 게이트 패드전극(109)과 접촉하는 이중층 구조의 보조 게이트 패드전극(147(147a, 147b))을 형성하며, 데이터 패드부(DPA)에 있어서는 상기 게이트 절연막(112) 상부로 이중층 구조를 갖는 데이터 패드전극(148(148a, 148b))을 형성한다.At the same time, in the gate pad portion GPA, auxiliary gate pad electrodes 147 (147a and 147b) having a double-layer structure are formed which are in contact with the
한편, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(112)과 산화물 반도체층(116)과 서로 이격하는 이중층 구조의 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. The source and drain
다음, 도 3i에 도시한 바와 같이, 상기 이중층 구조를 이루는 데이터 배선(140)과 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 화소패턴(도 3h의 145)과 보조 게이트 패드전극(도 3h의 147) 및 데이터 패드전극(도 3h의 148) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘 또는 질화실리콘을 증착함으로써 보호층(155)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3I, the
이후, 상기 이중층 구조를 이루는 데이터 배선(140)과 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 화소패턴(도 3h의 145)과 보조 게이트 패드전극(도 3h의 147) 및 데이터 패드전극(도 3h의 148) 중 상기 화소패턴(도 3h의 145)과 보조 게이트 패드전극(도 3h의 147) 및 데이터 패드전극(도 3h의 148)에 대응해서 상기 보호층(155) 그 하부에 위치한 상기 제 2 금속물질로 이루어진 상부층(145b, 147b, 148b)을 제거함으로써 상기 화소영역(P) 내부에는 상기 드레인 전극(144)의 하부층(144a)과 연결되며 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 이루는 화소전극(160)을 형성하고, 상기 게이트 패드부(GPA)에 있어서도 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 갖는 보조 게이트 패드전극(162)을 형성한다. 또한 데이터 패드부(DPA)에 있어서도 상기 투명 도전성 물질의 단일층 구조를 갖는 데이터 패드전극(164)을 형성함으로써 본 발명에 따른 어레이 기판(101)을 완성한다.Subsequently, the
한편, 본 발명에 따른 어레이 기판(101)은 게이트 배선(105)과 게이트 전극(108)을 형성하는 단계, 산화물 반도체층(116) 및 에치스토퍼(122)를 형성하는 단계, 이중층 구조의 소스 및 드레인 전극(142, 144)을 형성하는 단계, 단일층 구조의 화소전극(160)과 보조 게이트 패드전극(162)과 데이터 패드전극(164) 및 보호층(155)을 형성하는 단계 각각에서 마스크 공정이 진행됨으로써 총 4회의 마스크 공정을 실시하였음을 알 수 있다. On the other hand, the
따라서, 종래의 산화물 반도체층 및 에치스토퍼를 구비한 어레이 기판의 제조 방법 대비 총 2회의 마스크 공정을 생략함으로써 제조 공정을 단순화하였으며, 이로 인해 단위 시간당 생산성 향상 및 제조 비용을 절감할 수 있는 것이 특징이다.Therefore, the manufacturing process is simplified by omitting the mask process twice in total compared to the conventional manufacturing method of the array substrate having the oxide semiconductor layer and the etch stopper, thereby improving the productivity per unit time and reducing the manufacturing cost .
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 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 as defined in the appended claims. It can be understood that
101: 기판 108: 게이트 전극
109: 게이트 패드전극 112: 게이트 절연막
116: 산화물 반도체층 121: 무기절연패턴
DLA: 데이터 배선 형성영역 DPA: 데이터 패드부
GPA: 게이트 패드부 P: 화소영역
TrA: 스위칭 영역101: substrate 108: gate electrode
109: Gate pad electrode 112: Gate insulating film
116: oxide semiconductor layer 121: inorganic insulating pattern
DLA: Data wiring formation area DPA: Data pad part
GPA: gate pad portion P: pixel region
TrA: switching area
Claims (10)
제1마스크공정을 통하여 상기 제1금속층을 패터닝하여 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;
상기 게이트 배선 및 상기 게이트 전극 상부에 게이트 절연막, 산화물 반도체 물질층 및 무기절연층을 순차적으로 형성하는 단계와;
제2마스크공정을 통하여 상기 무기절연층 및 상기 산화물 반도체 물질층을 패터닝하여 상기 게이트 전극에 대응되는 산화물 반도체층과 상기 산화물 반도체층의 양측단을 노출시키는 에치스토퍼를 형성하는 단계와;
상기 에치스토퍼 상부에 투명 도전성 물질층 및 제2금속층을 순차적으로 형성하는 단계와;
제3마스크공정을 통하여 상기 제2금속층 및 상기 투명 도전성 물질층을 패터닝하여 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선과 상기 산화물 반도체층의 양측단과 각각 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 드레인 전극으로부터 연장되는 화소패턴을 형성하는 단계와;
상기 데이터 배선, 상기 소스 전극, 상기 드레인 전극 및 상기 화소패턴 상부에 보호층을 형성하는 단계와;
제4마스크공정을 통하여 상기 보호층과 상기 화소패턴의 상기 제2금속층을 패터닝하여 화소전극을 형성하는 단계
를 포함하는 어레이 기판의 제조방법.
Forming a first metal layer on the substrate;
Forming a gate line and a gate electrode by patterning the first metal layer through a first mask process;
Sequentially forming a gate insulating film, an oxide semiconductor material layer, and an inorganic insulating layer on the gate wiring and the gate electrode;
Patterning the inorganic insulating layer and the oxide semiconductor material layer through a second mask process to form an oxide semiconductor layer corresponding to the gate electrode and an etch stopper exposing both side edges of the oxide semiconductor layer;
Sequentially forming a transparent conductive material layer and a second metal layer on the etch stopper;
A source electrode and a drain electrode which are in contact with both side ends of the oxide semiconductor layer, respectively, and a data line extending from the drain electrode, Forming a pixel pattern;
Forming a protective layer on the data line, the source electrode, the drain electrode, and the pixel pattern;
Forming a pixel electrode by patterning the protective layer and the second metal layer of the pixel pattern through a fourth mask process
Wherein the substrate is a substrate.
상기 제1마스크공정을 통하여 상기 게이트 배선 및 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는, 상기 게이트 배선의 단부에 연결되는 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제3마스크공정을 통하여 상기 데이터 배선을 형성하는 단계는, 상기 데이터 배선의 단부에 연결되는 데이터 패드전극과, 상기 게이트 패드전극과 접촉하는 보조 게이트 패드전극을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 제4마스크공정을 통하여 상기 화소전극을 형성하는 단계는, 상기 보조 게이트 패드전극과 상기 데이터 패드전극 각각의 상기 제2금속층을 패터닝하는 단계를 포함하는 어레이 기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein forming the gate wiring and the gate electrode through the first mask process includes forming a gate pad electrode connected to an end of the gate wiring,
Wherein forming the data line through the third mask process includes forming a data pad electrode connected to an end portion of the data line and an assist gate pad electrode contacting the gate pad electrode,
Wherein the step of forming the pixel electrode through the fourth masking step includes patterning the second metal layer of each of the assist gate pad electrode and the data pad electrode.
상기 제2마스크공정을 통하여 상기 산화물 반도체층 및 상기 에치스토퍼를 형성하는 단계는,
상기 무기절연층 상부에 상기 게이트 전극에 대응되고 제1두께를 갖는 제1포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 게이트 배선의 단부에 연결되는 게이트 패드전극에 대응되는 상기 무기절연층을 노출하고, 상기 게이트 전극 및 상기 게이트 패드전극이 형성된 영역 이외의 영역에 대응되고 상기 제1두께보다 작은 제2두께를 갖는 제2포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제1 및 제2포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연층, 상기 산화물 반도체 물질층 및 상기 게이트 절연막을 제거하여 상기 게이트 패드전극을 노출하는 게이트 패드 콘택홀을 형성하는 단계와;
1차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제2포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 무기절연층을 노출하는 단계와;
상기 제1포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연층과 상기 산화물 반도체 물질층을 제거하여 상기 게이트 전극에 대응되는 상기 게이트 절연막 상부에 상기 산화물 반도체층 및 무기절연패턴을 순차적으로 형성하는 단계와;
2차 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제1포토레지스트 패턴의 두께와 폭을 감소시켜 상기 제1포토레지스트 외측으로 상기 무기절연패턴의 테두리가 노출되도록 하는 단계와;
상기 제1포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 무기절연패턴의 테두리를 제거하여 상기 에치스토퍼를 형성하는 단계와;
상기 제1포토레지스트 패턴을 제거하는 단계
를 포함하는 어레이 기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein forming the oxide semiconductor layer and the etch stopper through the second mask process comprises:
A first photoresist pattern corresponding to the gate electrode and having a first thickness is formed on the inorganic insulating layer to expose the inorganic insulating layer corresponding to a gate pad electrode connected to an end of the gate wiring, Forming a second photoresist pattern corresponding to a region other than the region where the electrode and the gate pad electrode are formed and having a second thickness smaller than the first thickness;
Forming a gate pad contact hole exposing the gate pad electrode by removing the inorganic insulating layer, the oxide semiconductor material layer, and the gate insulating layer exposed to the outside of the first and second photoresist patterns;
Exposing the inorganic insulating layer by performing first ashing to remove the second photoresist pattern;
Removing the inorganic insulating layer and the oxide semiconductor material layer exposed to the outside of the first photoresist pattern to sequentially form the oxide semiconductor layer and the inorganic insulating pattern on the gate insulating film corresponding to the gate electrode;
Performing a second ashing process to reduce a thickness and a width of the first photoresist pattern so that the rim of the inorganic insulating pattern is exposed to the outside of the first photoresist;
Removing the rim of the inorganic insulating pattern exposed to the outside of the first photoresist pattern to form the etch stopper;
Removing the first photoresist pattern
Wherein the substrate is a substrate.
상기 1차 애싱(ashing)은 이방성 특성을 가지며, 상기 2차 애싱(ashing)은 등방성 특성을 갖는 어레이 기판의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the first ashing has anisotropic properties and the second ashing has isotropic properties.
상기 산화물 반도체 물질층은 a-IGZO(amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) 또는 ZTO(Zinc Tin Oxide)으로 이루어지며,
상기 무기절연층은 산화실리콘(SiO2)으로 이루어지며,
상기 산화물 반도체 물질층과 상기 무기절연층은 BOE(Buffered Oxide Etchant)에 의해 동시에 식각되는 어레이 기판의 제조방법.
The method of claim 3,
The oxide semiconductor material layer is made of a-IGZO (amorphous-Indium Gallium Zinc Oxide) or ZTO (Zinc Tin Oxide)
Wherein the inorganic insulating layer is made of silicon oxide (SiO2)
Wherein the oxide semiconductor material layer and the inorganic insulating layer are simultaneously etched by BOE (Buffered Oxide Etchant).
상기 무기절연패턴의 테두리는 건식식각에 의해 제거되는 어레이 기판의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the rim of the inorganic insulating pattern is removed by dry etching.
상기 화소전극은 전단 게이트 배선과 중첩하도록 형성함으로써 서로 중첩하는 상기 전단 게이트 배선과 화소전극과 게이트 절연막은 스토리지 커패시터를 이루는 어레이 기판의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pixel electrode is formed so as to overlap with the front-end gate wiring, and the front-end gate wiring, the pixel electrode, and the gate insulating film overlap each other to form a storage capacitor.
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