KR19980031923A - 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법이 개시된다. 특히, 보호막으로 감광성 유기절연막을 사용하는 것을 그 특징으로 한다. 이에 따라 종래 사용하던 BCB에 가까운 절연효과 및 평탄화 등을 얻을 수 있음은 물론, 절연막이 감광성이기 때문에 사진공정만으로 패턴의 형성이 가능해져서, 공정을 단순화 시키는데 효과가 커 원가가 절감된다.
Description
본 발명은 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)-액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 보호막의 제조방법에 관한 것이다.
화상정보시대에서 정보전달의 주 매개체인 표시장치의 퍼스널(personal)화, 스페이스(space) 절약화의 요구에 부응하여 지금까지 표시장치의 주종이었던 거대한 음극선관(CRT: Cathode-Ray Tube)을 대신하여, LCD, PDP(Plasma Display Panel), EL(Electro-Luminescence)등 각종 평판 표시장치가 개발되어 왔다. 그 중에서도 특히 LCD는, 전기장에 의하여 분자의 배열이 변화하는 액정의 광학적 성질을 이용하는 액정기술과 반도체기술을 융합한 표시장치로서 평판 표시장치의 대명사로 불리고 있다. 이러한 LCD의 스위칭소자로 사용되고 있는 TFT의 통상적인 제조방법은 5차의 사진식각공정을 기본으로하여 제작되는데, 이 제조방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.
도 1은 5차의 사진식각공정을 통하여 제작되는 종래 일반적인 TFT의 프로세스 구성을 나타낸 공정흐름도이고, 도 2는 종래 일반적인 TFT의 단면도를 나타낸다.
도 1, 및 도 2를 참조하면, 먼저 투광성 기판인 유리기판(100)상에 저저항의 제1 금속막을 소정두께 형성한 후 1차로 사진식각하여 게이트전극(10)을 형성하고(단계 101), 결과물 전면에 게이트절연막(12) 예컨대 질화막(SiNx) 혹은 산화막(SiOx)을 소정두께 형성한다. 연속해서 제1 반도체막 예컨대 비정질실리콘 및 오믹접촉(ohmic contact)을 위한 제2 반도체막 예컨대 불순물이 도핑된 비정질실리콘을 형성한 후, 2차의 사진식각공정을 통해 상기 제2 반도체막 및 제1 반도체막을 패터닝함으로써, TFT의 채널영역으로 사용되는 반도체패턴(14) 및 오믹층(16)을 형성한다(단계 102).
다음에, 결과물 전면에 제2 금속막을 소정두께로 형성한 후 3차로 사진식각하여 소오스전극(18A) 및 드레인전극(18B)을 형성하고, 채널영역으로 사용되는 소정부분의 반도체패턴 상부의 오믹층을 제거하며(단계 103), 결과물 전면에 소정두께의 보호막(20)을 형성한 후 4차의 사진식각공정을 통하여 상기 드레인전극(18B)의 일부분을 노출시킨다(단계 104).
이어서, 결과물 전면에 ITO(Indium Tin Oxide)막을 형성한 후 5차로 사진식각하여 화소전극(22)을 형성함으로써 TFT를 완성한다(단계 105). 여기서, 상기 보호막(20)은 개구율을 향상하기 위한 것으로, 절연효과가 높고 평탄화가 가능한 BCB(BenzoCycloButene)를 이용하여 고개구율을 얻는 경우도 있다.
도 3은 상기 BCB로 이루어진 보호막의 형성을 구체적으로 나타낸 공정흐름도로, 상기 도 2를 참조하면서 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 먼저 상기 소오스전극(18A) 및 드레인전극(18B)의 형성 후 상기 보호막을 형성하기 전에 세정하고(단계 301), 결과물 전면에 대하여 소정두께의 보호막(20) 예컨대 BCB를 형성한다(단계 302).
이어서, 상기 보호막(20)에 대하여 4차의 사진식각공정을 실시하기 전에 세정하고(단계 303), 상기 보호막(20)위에 포토레지스트를 코팅하며(단계 304), 상기 포토레지스트에 대하여 마스크 노광하고(단계 305), 현상하여(단계 306) 소정 크기의 포토레지스트 패턴을 형성한 후, 이 포토레지스트 패턴을 적용하여 상기 보호막(20)을 식각함으로써 상기 드레인전극(18B)의 일부분을 노출시킨다(단계 307). 그리고, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한다(단계 308).
상술한 바와 같은 종래의 TFT 제조방법은, 초기 8차 혹은 9차의 사진식각공정을 통해 제작되던 TFT의 제조방법에 비하면 많은 공정의 단순화가 이루어졌다. 그러나, 상기 도 3을 참조하여 설명한 종래 보호막의 형성공정이 성막공정, 포토레지스트 패턴 형성공정, 식각공정, 포토레지스트 패턴 제거공정 등 복잡한 여러가지의 공정을 진행하여야 하는 단점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공정감소가 가능한 보호막을 구비하는 박막트랜지스터-액정 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 5차의 사진식각공정을 통하여 제작되는 종래 일반적인 TFT의 프로세스 구성을 나타낸 공정흐름도이다.
도 2는 종래 일반적인 TFT의 단면도를 나타낸다.
도 3은 BCB로 이루어진 보호막의 형성을 구체적으로 나타낸 공정흐름도이다.
도 4는 본 발명에 일 실시예에 의한 TFT 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 TFT의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 보호막 형성을 구체적으로 나타낸 공정흐름도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100,200,300...유리기판 10, 30, 40...게이트전극
12, 32, 42 ...게이트절연막 14, 34, 44...반도체패턴
16, 36, 46 ...오믹층 18A,38A,48A...소오스전극
18B,38B,48B...드레인전극 20, 50...보호막
22, 52 ...화소전극
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 제조방법은, 유리기판상에 게이트전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트전극이 형성된 결과물 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트절연막위에 트랜지스터의 채널영역으로 사용되는 반도체패턴 및 오믹층을 형성하는 단계와, 상기 오믹층과 접촉되는 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 소오스전극 및 드레인전극이 형성된 결과물 전면에 소정두께의 보호막을 형성하는 단계와, 상기 드레인전극의 일부분과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 보호막은 감광성 유기절연막인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 층간절연막 또는 보호막으로 종래의 질화막 또는 산화막 대신에 열경화성의 아크릴 수지 계통의 감광성 오버코트(overcoat)를 사용하거나, 감광성 폴리이미드(polyimide)를 사용하는 것이 특징이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에로서, 감광성 오버코트 또는 폴리이미드를 게이트절연막을 대체하여 사용하는 경우를 나타낸 단면도이다.
먼저, 투광성 기판(200) 상에 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 내화성금속 중의 어느 하나 또는 그 적층막을 사용하여 게이트전극(30)을 형성한다. 이어서, 게이트전극이 형성된 결과물의 전면에, 스핀코팅(spin coating) 방법을 이용하여 감광성 폴리이미드 또는 감광성 오버코트를 수천Å ∼ 수㎛ 정도의 두께로 도포한 후 노광 및 현상을 실시하여 폴리이미드 또는 오버코트 패턴(32)을 형성한다. 상기 감광성 폴리이미드 또는 오버코트 패턴은 게이트절연막으로 사용된다. 그리고, 상기 감광성 폴리이미드 또는 오버코트는 스핀 코팅방법으로 균일하게 도포되므로 게이트절연막 형성 후 평탄화를 이룰 수 있다.
이어서, 예컨대 비정질실리콘막 및 불순물이 도핑된 비정질실리콘막을 차례로 형성하여 제1 반도체막 및 오믹접촉을 위한 제2 반도체막을 형성한 후, 2차의 사진식각공정을 통해 상기 제2 반도체막 및 제1 반도체막을 패터닝함으로써, TFT의 채널영역으로 사용되는 반도체패턴(34) 및 오믹층(36)을 형성한다.
다음에, 결과물 전면에 제2 금속막을 소정두께로 형성한 후 3차로 사진식각하여 소오스전극(38A) 및 드레인전극(38B)을 형성하며, 채널영역으로 사용되는 소정부분의 반도체패턴 상부의 오믹층을 제거한다. 이후의 공정은 종래의 방법에서 설명한 바와 동일하게 진행된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예로서, 감광성 오버코트 또는 폴리이미드를 보호막을 대체하여 사용하는 경우를 도시한 단면도이다.
먼저, 투광성 기판인 유리기판(300)상에 저저항의 제1 금속막을 소정두께 형성한 후 1차로 사진식각하여 게이트전극(40)을 형성하고, 결과물 전면에 예컨대 질화막(SiNx) 혹은 산화막(SiOx)을 소정두께 적층하여 게이트절연막(42)을 형성한다. 연속해서 제1 반도체막 예컨대 비정질실리콘 및 오믹접촉을 위한 제2 반도체막 예컨대 불순물이 도핑된 비정질실리콘을 형성한 후, 2차의 사진식각공정을 통해 상기 제2 반도체막 및 제1 반도체막을 패터닝함으로써, TFT의 채널영역으로 사용되는 반도체패턴(44) 및 오믹층(46)을 형성한다.
다음에, 결과물 전면에 제2 금속막을 소정두께로 형성한 후 3차로 사진식각하여 소오스전극(48A) 및 드레인전극(48B)을 형성하고, 채널영역으로 사용되는 소정부분의 반도체패턴 상부의 오믹층을 제거한다.
다음에, 결과물 전면에 감광성 폴리이미드 또는 오버코트를 스핀코팅하여 보호막(50)을 형성한 후, 4차의 사진식각공정을 통하여 상기 드레인전극(48B)의 일부분을 노출시킨다. 이어서, 결과물 전면에 ITO막을 형성한 후 5차로 사진식각하여 화소전극(52)을 형성함으로써 TFT를 완성한다.
도 6은 본 발명에 의한 보호막 형성공정을 구체적으로 나타낸 공정흐름도로서, 상기 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 상기 소오스전극(48A) 및 드레인전극(48B)의 형성 후, 상기 보호막을 형성하기 전에 세정하고(단계 401), 결과물 전면에 대하여 소정두께의 보호막으로 사용될 감광성 유기절연막, 예컨대 아크릴수지 계통의 감광성 오버코트(overcoat)를 사용하거나, 감광성 폴리이미드(polyimide)를 형성한다(단계 402).
이어서, 상기 감광성 오버코트 혹은 감광성 폴리이미드로 형성된 보호막에 대하여 마스크 노광하고(단계 403), 현상한 후(단계 404), 베이킹(baking)을 실시하여(단계 405), 보호막을 형성한다. 여기서, 상기 감광성 유기물질로 이루어진 보호막은, 종래 BCB에 가까운 높은 절연효과를 얻을 수 있고, 평탄화 및 투과율도 종래에 비해 떨어지지 않는다. 또한, 상술한 감광성 유기물질은 상기 보호막의 사용에만 국한하지 않고, 이미 설명한 바와 같이 게이트전극을 보호하기 위한 게이트절연막으로 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
이상 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 TFT의 제조방법에 의하면, 보호막으로 감광성 유기물질, 예컨대 아크릴수지 계통의 감광성 오버코트 혹은 감광성 폴리이미드를 사용함으로써, 종래 BCB를 사용한 보호막의 형성을 위하여 이루어지던 여러가지 공정들 중 포토레지스트 형성전 세정공정, 포토레지스트 도포공정, 식각공정, 및 포토레지스트 패턴 제거공정 등을 거치지 않고도 보호막을 형성할 수 있게 되어 TFT의 제조공정을 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 보호막으로 사용된 절연막이 감광성이기 때문에 사진공정만으로 패턴의 형성이 가능해져서, 공정을 단순화 시키는데 매우 유리하다. 또한, 상기 감광성 유기물질은 스핀코팅 방식으로 기판상에 균일하게 성막할 수 있으므로, 평탄화가 용이하고, 게이트절연막으로 대체하여 사용할 수도 있다.
Claims (3)
- 유리기판상에 게이트전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트전극이 형성된 결과물 전면에 게이트절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트절연막위에 트랜지스터의 채널영역으로 사용되는 반도체패턴 및 오믹층을 형성하는 단계와, 상기 오믹층과 접촉되는 소오스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계와, 상기 소오스전극 및 드레인전극이 형성된 결과물 전면에 소정두께의 보호막을 형성하는 단계와, 상기 드레인전극의 일부분과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 구비하여 이루어진 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법에 있어서,상기 보호막은 감광성 유기절연막인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 감광성 유기절연막은,아크릴수지 계통의 감광성 오버코트, 혹은 감광성 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 게이트절연막은,감광성 유기절연막인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터-액정표시장치의 제조방법.
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1996
- 1996-10-31 KR KR1019960051488A patent/KR100219500B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100219500B1 (ko) | 1999-09-01 |
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