KR19980032165A - 질화크롬을 사용한 배선 및 그 제조 방법, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

질화크롬을 사용한 배선 및 그 제조 방법, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR19980032165A
KR19980032165A KR1019970024847A KR19970024847A KR19980032165A KR 19980032165 A KR19980032165 A KR 19980032165A KR 1019970024847 A KR1019970024847 A KR 1019970024847A KR 19970024847 A KR19970024847 A KR 19970024847A KR 19980032165 A KR19980032165 A KR 19980032165A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
chromium
chromium nitride
nitride film
wiring
Prior art date
Application number
KR1019970024847A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100268103B1 (ko
Inventor
정종인
정철수
박대원
이철용
권철호
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970024847A priority Critical patent/KR100268103B1/ko
Priority to US08/947,864 priority patent/US5968850A/en
Publication of KR19980032165A publication Critical patent/KR19980032165A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100268103B1 publication Critical patent/KR100268103B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286—Wiring, e.g. gate line, drain line
    • G02F1/13629—Multilayer wirings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 배선은 크롬막과 질화크롬막으로 만들어진다. 이러한 배선을 만들기 위하여, 기판 위에 크롬막을 적층하고, 이어 질화크롬막을 적층한다. 질화크롬막 위에 감광막을 도포한 후, 패터닝하고 이를 마스크로 하여 질화크롬막과 크롬막을 차례로 습식 식각한다. 질화크롬막이 크롬막보다 식각 속도가 빠르기 때문에, 질화크롬막이 먼저 식각되어 감광막과 크롬막이 분리되고, 이에 따라 크롬막이 등방성 식각되어 경사각이 완만해진다.

Description

질화크롬(CrNx)을 사용한 배선 및 그 제조 방법, 이를 이용한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 질화크롬(CrNx)을 사용한 배선(wiring) 및 그 제조 방법, 이를 이용한 액정 표시 장치(liquid crystal display) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치의 배선, 즉 게이트선(gate line)이나 데이터선(data line)으로는 알루미늄(Al)이나 크롬(Cr)이 주로 사용된다. 이 중에서도 크롬은 저항은 다소 크지만 비정질 규소(amorphous silicon) 및 ITO(indium-tin oxide)와의 저항성 접촉(ohmic contact)이 알루미늄보다 우수하기 때문에 데이터선으로 주로 사용된다.
그러면, 도 1을 참고로 하여 종래의 액정 표시 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터(thin film transistor) 기판의 형태를 나타낸 배치도(layout)이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ'선의 단면도이다.
도 1 및 도 2에서 보면, 기판(100) 위에 게이트선(1) 및 그 분지인 게이트 전극(gate electrode)(11)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연층(gate insulating layer)(2)이 형성되어 있다. 게이트 전극(1) 상부의 게이트 절연층(2) 위에는 비정질 규소층(3) 및 그 상부의 N+ 고농도 비정질 규소층(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 그 위에는 크롬으로 만들어진 데이터선(4) 및 그 분지인 소스 전극(source electrode)(41), 그리고 드레인 전극(drain electrode)(42)이 형성되어 있다. 그 위에는 드레인 전극(42)을 노출시키는 접촉 구멍(contact hole)(51)을 가지고 있는 보호막(passivation film)(5)이 형성되어 있다. 보호막(5) 위에는 접촉 구멍(51)을 통하여 드레인 전극(42)과 연결되는 ITO 화소 전극(pixel electrode)(6)이 형성되어 있다.
여기에서, 크롬막을 패터닝(patterning)하여 데이터선 따위를 만들 때 감광막 패턴을 크롬막 위에 형성한 후 습식 식각을 하는데, 이 경우, 크롬막과 감광막의 강한 접착성으로 인하여 경사 각도(taper angle)가 거의 90°에 이르는 패턴이 형성된다. 이에 따라 그 위에 형성되는 보호막과 ITO막도 수직에 가까운 경사 각도를 가지게 되고, 도 2에 도시한 것과 같은 계단 부분(a)에서는 막들이 취약한 구조를 가지게 된다. 이로 인하여, ITO막을 식각하는 과정에서, 계단 부분(a)의 취약한 구조에 식각액이 스며들고 이에 따라 그 부분의 ITO막이 식각되어 드레인 전극과 화소 전극의 연결이 끊어지는 문제점이 발생한다.
한편, 크롬막으로 패턴을 형성한 후에 건식 식각으로 N+ 고농도 비정질 규소층을 식각하는 과정이 있다. 이 과정에서는 HCl, SF6따위의 기체를 사용하는데, 이들 기체와 크롬의 부반응(side reaction)으로 인하여 크롬막의 표면에 CrClx, CrFx, CrOx따위의 물질이 덮인다. 이러한 물질들은 화소 전극과의 접촉 저항을 크게 만들어 박막 트랜지스터의 특성을 악화시킨다. 이러한 문제점을 없애기 위하여 크롬막 표면의 오염 물질을 제거하는 과정을 추가하기도 하나 이러한 과정이 접촉 저항을 크게 감소시키지는 못한다.
또한, 종래에는 게이트선을 주로 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 만드는데 알루미늄이나 그 합금이 ITO막과 반응하는 문제점이 있기 때문에, 게이트선을 알루미늄 단일막으로 만드는 대신, 알루미늄막의 하부에 크롬막이 있는 이중막으로 형성하고, 게이트 패드(pad) 부분에서는 상층인 알루미늄막을 제거하기도 한다. 그러나, 알루미늄막을 제거하는 공정이 추가되므로 공정이 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 이 경우에도, 앞에서 언급한 것처럼, ITO막의 건식 식각 과정에서 크롬막 표면이 오염되기 쉬울 뿐 아니라, 보호막의 적층 및 접촉 구멍 형성 과정에서도 크롬막의 표면이 손상되기 쉽다.
본 발명의 한 과제는 크롬막의 경사 각도를 완만하게 하여 표시 장치의 불량을 줄이는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 크롬막의 오염과 손상을 줄여 투명 전극과의 접촉 저항을 낮추는 것이다.
본 발명의 또 하나의 과제는 공정을 단순하게 하는 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,
도 3a 및 3b는 본 발명의 실시예에 따른 크롬막/질화크롬막의 식각 과정을 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크롬막/질화크롬막/질화크롬막의 식각 경사를 나타내는 단면도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 도시한 배치도이고,
도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 절단한 단면도이며,
도 7a 내지 7d는 도 6에 도시한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 공정 순서에 따라 단면도이다.
본 발명에 따른 배선은 도전막과 질화크롬막의 이중막으로 형성한다.
여기에서 도전막은 크롬으로 만들어질 수 있는데, 이렇게 형성하면 완만한 경사각을 가지는 배선을 얻을 수 있다. 이 배선은 액정 표시 장치의 데이터선 또는 게이트선으로 사용될 수 있다.
또한, 질화크롬막에 포함되어 있는 질소의 비가 커질수록 식각비가 커지기 때문에 질화크롬막의 하부에서부터 상부로 가면서 점차 질소의 비를 증가시킬 수 있다. 그 한 예로, 질화크롬막을 질소의 비가 작은 막과 큰 막의 이중막으로 형성할 수 있다.
이와는 달리 도전막이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있으며, 이 배선은 액정 표시 장치의 게이트선으로 사용될 수 있다. 이 경우 게이트 패드 부분의 알루미늄막을 제거하는 공정을 생략할 수 있으므로 공정이 단순해진다.
크롬막과 질화크롬막으로 이루어진 배선을 만들기 위해서는 투명한 절연 기판 위에 크롬막과 질화크롬막을 연속하여 적층한 후, 감광막을 도포하고 패터닝한 다음, 패터닝된 감광막을 마스크로 하여 질화크롬막 및 크롬막을 습식 식각한다.
여기에서, 크롬막은 감광막과의 접착성이 강하나 질화크롬막은 그렇지 아니하며 또한 크롬막보다 식각비가 매우 크기 때문에, 상부의 질화크롬막이 먼저 식각되어 크롬막과 감광막을 분리시켜 주고, 이에 따라 크롬막이 등방성 식각되어 배선의 경사각이 완만해진다.
여기에서, 크롬막 및 질화크롬막은 반응성 스퍼터링 방법으로 적층하는 것이 바람직하며, 이 경우 크롬막을 적층할 때에는 아르곤 기체만을 유입하고, 질화크롬막을 적층할 때에는 아르곤 기체와 질소 기체를 적절한 비율로 혼합하여 유입한다. 크롬막을 형성할 때의 아르곤 기체의 유량은 50sccm 내지 200sccm이며, 질화크롬막을 형성할 때의 아르곤 기체의 유량은 0sccm 내지 200sccm, 질소 기체의 유량은 50sccm 내지 300sccm인 것이 바람직하다. 또한, 질화크롬막을 형성할 때 유입되는 질소 기체의 양을 시간에 따라 점차적으로 증가시킬 수도 있다.
이러한 도전막과 질화크롬막의 이중막을 액정 표시 장치에 적용할 수 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치의 게이트선에 이를 적용하는 경우에는 게이트 패드의 상층이 질화크롬막이 되므로 따로 식각을 할 필요가 없어 공정이 간단해진다. 또한, 데이터 패턴에 적용하는 경우에는 질화크롬막이 비정질 규소층을 형성할 때 사용하는 건식 식각 과정에서 사용되는 기체와 반응하지 않기 때문에 데이터 패턴과 투명 전극과의 전기적 접촉성이 좋아진다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 배선용 합금, 금속 배선 및 그 제조 방법, 및 이를 이용한 표시 장치 및 그 제조 방법의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
먼저, 크롬 단일막, 크롬막/질화크롬막의 이중막, 질화크롬 단일막의 특성을 비교한다. 이들 막은 크롬 표적을 이용한 반응성 스퍼터링 방법으로 형성하며, 반응기에 유입되는 기체인 아르곤(Ar)과 질소(N2)의 유량을 조절함으로써 크롬막 또는 질화크롬막을 증착할 수 있다. 즉, 크롬막은 아르곤 기체만을 유입함으로써 증착하고, 질화크롬막은 아르곤과 질소 기체를 적절한 비율로 유입함으로써 형성한다.
위의 세 가지 경우에 유입된 아르곤 및 질소 기체의 유량은 다음의 표 1과 같다. 이 표에서 유량의 단위는 sccm이다.
[표 1]
Cr Cr/CrNx CrNx
Cr CrNx
Ar/N2 Ar/N2 Ar/N2 Ar/N2
50/0 50/0 50/150 50/150
50/0 140/150 140/150
이렇게 하여 만든 막에 대하여 각각 비저항, 표면 반사율 및 두께를 측정하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.
[표 2]
Ar/N2(sccm) 비저항(Ω/□) 표면반사율(%) 두께(Å)
Cr 50/0 1.32 170 1,500
Cr/CrNx 50/150 1.37 142 1,713
140/150 1.39 134 1,717
CrNx 50/150 1,275 71.5 753
140/150 2,004 74.4 933
단, 표 2에서 Cr/CrNx의 아르곤 및 질소 기체의 유량은 CrNx막 형성시의 유량을 기준으로 한 것이다.
표 2에서 알 수 있듯이, 질화크롬 단일막의 비저항은 매우 크며 질소 기체의 비율이 증가할수록 감소하였고, 반사율은 크롬 단일막보다 매우 작은 결과를 나타내고 있다. 한편, 크롬/질화크롬 이중막의 비저항은 크롬 단일막에 비하여 비저항이 0.05-0.07 Ω/□ 정도 증가하였고, 반사율은 감소하였다.
한편, 이들 막의 식각 특성을 알아보기 위하여 이들 막 위에 감광막을 패터닝하고 130 ℃의 온도로 30 분간 하드 베이크(hard bake)한 후, (NH4)2Ce(NO3)6을 사용하여 습식 식각하였다. 크롬 단일막과 질화크롬 단일막에 대해서는 식각을 하는 동안 식각비를 측정하였고, 크롬 단일막과 크롬/질화크롬 이중막에 대해서는 식각 후에 SEM으로 경사각을 관찰하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Ar/N2(sccm) 식각비(Å/min) 경사각(°)
Cr 50/0 740 90
Cr/CrNx 50/150 35-45
140/150 50-60
CrNx 50/150 5,500
140/150 3,609
단, 표 3에서 Cr/CrNx의 아르곤 및 질소 기체의 유량은 CrNx막 형성시의 유량을 기준으로 한 것이다.
표 3에서 알 수 있듯이, 크롬/질화크롬 이중막의 경우 경사각이 35-60° 정도로 낮게 나타났고, 질화크롬막의 식각비는 크롬막의 식각비에 비하여 5-7배 큰 것으로 나타났다. 이러한 사실을 비추어 볼 때, 크롬/질화크롬 이중막 구조에 감광막이 형성되어 있는 상태에서 식각액에 접촉시키면, 도 3a에 도시한 바와 같이 크롬막(110)과 감광막(130)의 사이에 위치하는 질화크롬막(120)이 먼저 식각되어 크롬막(110)과 감광막(130)을 분리시켜 주고, 이에 따라 도 3b에 도시한 바와 같이 크롬막(110)이 등방성 식각되어 경사각이 작아지는 것으로 볼 수 있다.
또한, 표 3에서 알 수 있듯이 질소 기체의 비가 커질수록 질화크롬막의 식각비가 커진다. 이러한 점을 감안하면, 유입되는 질소의 양을 시간에 따라 점차 늘리거나 아르곤 기체의 유입량을 점차 줄이는 방법으로 완만한 경사각을 만들 수도 있다. 즉, 도 4에서 보면, 크롬막(110) 위에 제1 질화크롬막(121)을 형성하고, 다시 그 위에 제1 크롬막(121)을 형성할 때보다 질소 기체를 더 많이 유입하여 제2 크롬막(122)을 형성한 후, 식각하면 계단 모양의 경사가 생긴다.
그러면, 이러한 크롬/질화크롬 이중막을 배선으로 이용한 액정 표시 장치용 기판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참고로 하여 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 설명한다. 여기에서, 도 6은 도 5에서 Ⅵ-Ⅵ'선의 단면도이다.
기판(100) 위에 게이트선(200) 및 그 분지인 게이트 전극(210), 그리고 게이트선(200)의 끝에 형성되어 있는 게이트 패드(220)로 이루어진 게이트 패턴이 형성되어 있다. 게이트 전극(210) 및 게이트 패드(220)는 각각 하층의 알루미늄 합금막(211, 221)과 상층의 질화크롬막(212, 222)으로 이루어져 있으며, 도면에 나타나지는 않았지만, 게이트선(200) 역시 알루미늄 합금막과 질화크롬막의 이중막으로 이루어져 있다.
게이트 패턴(200, 210, 220) 위에는 게이트 절연층(300)이 형성되어 있으며, 이 게이트 절연층(300)은 게이트 패드(220)의 상층인 질화크롬막(222)을 노출시키는 접촉 구멍을 가지고 있다. 게이트 전극(210) 상부의 게이트 절연층(300) 위에는 비정질 규소층(400) 및 n+ 불순물로 고농도로 도핑된 비정질 규소층(510, 520)이 게이트 전극(210)을 중심으로 양쪽에 형성되어 있다.
게이트 절연층(300) 위에는 또한 세로로 데이터선(600)이 형성되어 있고 그 한 쪽 끝에는 데이터 패드(630)가 형성되어 있다. 데이터선(600)의 분지인 소스 전극(610)이 한 쪽 도핑된 비정질 규소층(510) 위에 형성되어 있으며, 소스 전극(610)의 맞은 편에 위치한 도핑된 비정질 규소층(520) 위에는 드레인 전극(620)이 형성되어 있다. 한편, 게이트 패드(220) 부근의 게이트 절연층(300) 위에는 게이트 패드 연결부(640)가 형성되어 있다. 데이터선(600), 소스 및 드레인 전극(610, 620), 데이터 패드(630), 그리고 게이트 패드 연결부(640)를 포함하는 데이터 패턴은 모두 하층인 크롬막(611, 621, 631, 641)과 상층인 질화크롬막(612, 622, 632, 642)으로 이루어져 있다.
데이터 패턴(600, 610, 620, 630, 640) 및 이 데이터 패턴으로 가려지지 않은 비정질 규소층(500) 위에는 보호막(700)이 형성되어 있으며, 이 보호막(700)에는 게이트 패드(220), 드레인 전극(620), 데이터 패드(630) 및 게이트 패드 연결부(640)의 상층 질화크롬막(222, 622, 632, 642)을 노출시키는 접촉 구멍이 각각 형성되어 있다.
마지막으로, 보호막(700) 위에는 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극(620)과 연결되어 있으며 ITO로 만들어진 화소 전극(800)이 형성되어 있으며, 노출된 게이트 패드(220) 및 게이트 패드 연결부(640)와 각각 접속되어 외부로부터의 신호를 게이트선(200)에 전달하는 게이트 패드용 ITO 전극(810), 데이터 패드(630)와 접속되어 외부로부터의 신호를 데이터선(600)에 전달하는 데이터 패드용 ITO 전극(820)이 형성되어 있다.
그러면, 도 5 및 도 6에 도시한 구조의 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법에 대하여 도 7a 내지 도 7d를 참고로 하여 설명한다. 본 실시예에서 제시하는 제조 방법은 5장의 마스크를 이용한 제조 방법이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(100) 위에 알루미늄과 네오비듐(Nd)으로 이루어진 알루미늄 합금막과 질화크롬막을 차례로 적층하고 제1 마스크를 이용하여 사진 식각하여 게이트선(200), 게이트 전극(210) 및 게이트 패드(220)를 포함하며 이중막으로 이루어진 게이트 패턴을 형성한다. 즉, 도 7a에 도시한 것처럼, 게이트 전극(210)은 아래의 알루미늄 합금막(211)과 위의 질화크롬막(212)으로, 게이트 패드(220)는 아래의 알루미늄 합금막(221)과 위의 질화크롬막(222)으로 이루어지며, 도 7a에 도시하지는 않았지만, 게이트선(210) 역시 이중막으로 이루어진다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 질화규소로 이루어진 게이트 절연층(300), 비정질 규소층(400) 및 N형의 불순물로 고농도로 도핑된 비정질 규소층(500)을 차례로 적층한 후, 도핑된 비정질 규소층(500) 및 비정질 규소층(400)을 제2 마스크를 이용하여 사진 식각한다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 크롬막과 질화크롬막을 잇달아 적층한 후, 제3 마스크를 이용하여 습식 식각하여 데이터선(600), 소스 전극(610) 및 드레인 전극(620), 데이터 패드(630) 및 게이트 패드 연결부(640)를 포함하며 이중막으로 이루어진 데이터 패턴을 형성한다. 이어 데이터 패턴(600, 610, 620, 630, 640)을 마스크로 삼아 노출된 도핑된 비정질 규소층(500)을 건식 식각하여 게이트 전극(210)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 양 도핑된 비정질 규소층(510, 520) 사이의 비정질 규소층(400)을 노출시킨다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 보호막(700)을 적층한 후 제3 마스크를 이용하여 절연막(300)과 함께 사진 식각하여, 드레인 전극(620), 게이트 패드(220), 데이터 패드(630) 및 게이트 패드 연결부(640)의 상층 질화크롬막(622, 222, 632, 642)을 노출시키는 접촉 구멍(710, 720, 730, 740)을 형성한다.
마지막으로, 도 6에 도시한 바와 같이, ITO를 적층하고 건식 식각하여, 접촉 구멍(710, 730)을 통하여 각각 드레인 전극(620) 및 데이터 패드(630)와 접속되는 화소 전극(800) 및 데이트 패드용 ITO 전극(820), 그리고 접촉 구멍(620, 640)을 통하여 게이트 패드(220) 및 게이트 패드 연결부(240)와 접속되는 게이트 패드용 ITO 전극(810)으로 이루어지는 ITO 패턴을 형성한다.
이러한 방법으로 박막 트랜지스터 기판을 제작하고, 크롬 단일막만으로 데이터 패턴을 형성한 결과와 비교하였다. 그 결과, 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 측정한 결과 특성의 저하가 나타나지 않았다. 데이터 패턴과 ITO 전극의 접촉 저항은 1054.30 kΩ에서 12.82 kΩ으로 매우 낮아졌으나, 데이터 패턴의 선 저항은 2.50 kΩ에서 2.79 Ω으로 약간 커졌다. 불량 화소의 수는 ITO 패턴의 식각 시간이 106 초일 때는 0-1개에서 0개로, 146초일 때에는 19-496 개에서 0개로, 226 초일 때에는 230-886 개에서 4-44개로 현저히 감소하였다.
또한 제작한 기판으로 액정 표시 장치를 만들어 크롬 단일막으로 데이터 패턴을 형성한 경우와 비교한 결과, 크로스톡(crosstalk)은 2.329 %에서 1.79 %로 감소하였고, 대비비는 198.2 %에서 219.3 %로 증가하는 등 우수한 특성을 나타내었다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 크롬막과 질화크롬막의 이중막으로 이루어진 데이터 패턴은 경사가 완만하여 불량이 줄여들 뿐 아니라, 투명 전극과의 접촉 저항이 작아 이를 적용한 액정 표시 장치의 성능이 개선된다. 또한, 배선의 표면 반사율이 낮아지고, 크로스톡이 감소하며 대비비가 증가하는 효과가 나타난다.

Claims (27)

  1. 도전막과 상기 도전막 위에 형성되어 있는 제1 질화크롬막을 포함하는 배선.
  2. 제1항에서,
    상기 도전막은 크롬으로 이루어진 배선.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 질화크롬막에 포함되어 있는 질소의 비는 상기 질화크롬막의 하부에서부터 상부로 가면서 점차 증가하는 배선.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 질화크롬막 위에 형성되어 있으며, 상기 제1 질화크롬막에서보다 질소의 비가 큰 질화크롬으로 이루어져 있는 제2 질화크롬막을 더 포함하는 배선.
  5. 제1항에서,
    상기 도전막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 배선.
  6. 제1 도전막과 상기 제1 도전막 위에 형성되어 있는 제1 질화크롬막으로 이루어진 제1 배선을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 도전막은 크롬으로 이루어진 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 배선은 데이터선인 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 제2 도전막과 상기 제2 도전막 위에 형성되어 있는 제2 질화크롬막으로 이루어진 제2 배선을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 배선은 게이트선인 액정 표시 장치.
  11. 제6항에서,
    상기 제1 도전막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 배선은 게이트선인 액정 표시 장치.
  13. 투명한 절연 기판 위에 크롬막을 적층하는 단계,
    상기 크롬막 위에 질화크롬막을 적층하는 단계,
    상기 질화크롬막 위에 감광막을 형성하는 단계,
    상기 감광막을 패터닝하는 단계, 그리고
    상기 패터닝된 감광막을 마스크로 하여 상기 질화크롬막 및 상기 크롬막을 습식 식각하는 단계
    를 포함하는 배선의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 크롬막 및 질화크롬막은 반응성 스퍼터링 방법으로 적층하는 배선의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 크롬막을 적층할 때에는 아르곤 기체를 사용하는 배선의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 질화크롬막을 적층할 때에는 아르곤 기체와 질소 기체를 사용하는 배선의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 크롬막을 형성할 때의 아르곤 기체의 유량은 50sccm 내지 200sccm인 배선의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 질화크롬막을 형성할 때의 아르곤 기체의 유량은 0sccm 내지 200sccm이고, 질소 기체의 유량은 50sccm 내지 300sccm인 배선의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 질화크롬막을 형성할 때 유입되는 질소 기체의 양을 시간에 따라 점차적으로 증가시키는 배선의 제조 방법.
  20. 제13항에서,
    상기 습식 식각에서 사용하는 식각액은 (NH4)2Ce(NO3)6인 배선의 제조 방법.
  21. 투명한 절연 기판 위에 제1 도전막과 제1 질화크롬막을 차례로 적층하는 단계,
    상기 제1 질화크롬막 및 제1 도전막을 사진 식각하여 게이트선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계,
    게이트 절연층 및 반도체층을 차례로 적층하는 단계,
    상기 반도체층을 패터닝하는 단계,
    제2 도전막과 제2 질화크롬막을 잇달아 적층하는 단계,
    상기 제2 질화크롬막 및 제2 도전막을 사진 식각하여 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 패드로 이루어진 데이터 패턴을 형성하는 단계,
    보호막을 적층하는 단계,
    상기 보호막을 상기 게이트 절연층과 함께 사진 식각하여, 상기 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드를 각각 노출시키는 다수의 접촉 구멍을 형성하는 단계,
    투명 도전층을 적층하는 단계,
    상기 투명 도전층을 식각하여 상기 접촉 구멍을 통하여 각각 상기 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드와 접속되는 화소 전극, 데이트 패드용 투명 전극 및 게이트 패드와 접속되는 게이트 패드용 투명 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  22. 제21항에서,
    상기 제2 도전층은 크롬으로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  23. 제22항에서,
    상기 투명 도전층은 ITO로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  24. 제23항에서,
    상기 제2 질화크롬막 및 상기 제2 도전막은 습식 식각으로 식각하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  25. 제24항에서,
    상기 반도체층은 비정질 규소로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  26. 제25항에서,
    상기 반도체층을 적층한 후 도핑된 비정질 규소층을 적층하는 단계와 상기 도핑된 비정질 규소층을 패터닝하는 단계를 더 포함하며, 상기 데이터 패턴을 형성한 후 상기 데이터 패턴을 마스크로 하여 상기 도핑된 비정질 규소층을 건식 식각하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
  27. 제23항에서,
    상기 제1 도전막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.
KR1019970024847A 1996-10-11 1997-06-16 질화크롬을사용한배선및그제조방법,이를이용한액정표시장치및그제조방법 KR100268103B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970024847A KR100268103B1 (ko) 1996-10-11 1997-06-16 질화크롬을사용한배선및그제조방법,이를이용한액정표시장치및그제조방법
US08/947,864 US5968850A (en) 1996-10-11 1997-10-09 Wiring using chromium nitride and methods of fabrication therefor, liquid crystal display panels using the same wiring and methods of fabrication therefor

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960045473 1996-10-11
KR19960045473 1996-10-11
KR96-045473 1996-10-11
KR1019970024847A KR100268103B1 (ko) 1996-10-11 1997-06-16 질화크롬을사용한배선및그제조방법,이를이용한액정표시장치및그제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980032165A true KR19980032165A (ko) 1998-07-25
KR100268103B1 KR100268103B1 (ko) 2000-10-16

Family

ID=26632197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970024847A KR100268103B1 (ko) 1996-10-11 1997-06-16 질화크롬을사용한배선및그제조방법,이를이용한액정표시장치및그제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5968850A (ko)
KR (1) KR100268103B1 (ko)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9710514D0 (en) * 1996-09-21 1997-07-16 Philips Electronics Nv Electronic devices and their manufacture
KR100252306B1 (ko) * 1997-07-04 2000-04-15 구본준, 론 위라하디락사 액티브 매트릭스 기판 및 그 제조방법
KR100430664B1 (ko) * 1997-10-03 2004-06-16 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 가스방전형표시장치의제조방법
KR100459482B1 (ko) * 1998-10-02 2005-06-10 엘지.필립스 엘시디 주식회사 박막트랜지스터및그제조방법
KR100304261B1 (ko) * 1999-04-16 2001-09-26 윤종용 테이프 캐리어 패키지, 그를 포함한 액정표시패널 어셈블리,그를 채용한 액정표시장치 및 이들의 조립 방법
US7339568B2 (en) * 1999-04-16 2008-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Signal transmission film and a liquid crystal display panel having the same
JP2001053283A (ja) * 1999-08-12 2001-02-23 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びその作製方法
TW437097B (en) * 1999-12-20 2001-05-28 Hannstar Display Corp Manufacturing method for thin film transistor
KR100669451B1 (ko) * 2000-02-15 2007-01-15 삼성에스디아이 주식회사 블랙매트릭스 식각액 및 블랙매트릭스의 형성 방법
JP4118484B2 (ja) 2000-03-06 2008-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2001257350A (ja) 2000-03-08 2001-09-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP4118485B2 (ja) 2000-03-13 2008-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP4700160B2 (ja) 2000-03-13 2011-06-15 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP4683688B2 (ja) 2000-03-16 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
JP4393662B2 (ja) 2000-03-17 2010-01-06 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
US6900084B1 (en) 2000-05-09 2005-05-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device having a display device
JP3697173B2 (ja) * 2000-05-25 2005-09-21 セイコーエプソン株式会社 液晶装置および電子機器
US7071037B2 (en) 2001-03-06 2006-07-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3730958B2 (ja) * 2002-12-25 2006-01-05 鹿児島日本電気株式会社 積層膜のパターン形成方法及び積層配線電極
US20070155180A1 (en) * 2006-01-05 2007-07-05 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Thin film etching method
CN101821676A (zh) * 2007-10-12 2010-09-01 爱发科成膜株式会社 用于制造灰色调掩模的方法
KR101386189B1 (ko) * 2008-03-20 2014-04-17 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4713518A (en) * 1984-06-08 1987-12-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device manufacturing methods
GB2244860A (en) * 1990-06-04 1991-12-11 Philips Electronic Associated Fabricating mim type device array and display devices incorporating such arrays
JPH08254680A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法
KR0158538B1 (ko) * 1996-06-21 1998-11-16 한철우 기능성 다층 피복제품
US5792705A (en) * 1996-06-28 1998-08-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Optimized planarization process for SOG filled vias

Also Published As

Publication number Publication date
KR100268103B1 (ko) 2000-10-16
US5968850A (en) 1999-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100268103B1 (ko) 질화크롬을사용한배선및그제조방법,이를이용한액정표시장치및그제조방법
US6432755B2 (en) Thin film transistor and manufacturing method therefor
US8049218B2 (en) TFT LCD array substrate and manufacturing method thereof
US6897479B2 (en) ITO film contact structure, TFT substrate and manufacture thereof
US6001539A (en) Method for manufacturing liquid crystal display
KR101124569B1 (ko) 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법
US7696088B2 (en) Manufacturing methods of metal wire, electrode and TFT array substrate
KR100698950B1 (ko) 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조방법
JP2010147494A (ja) 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP4657587B2 (ja) 薄膜トランジスタ表示板
JP2005506711A5 (ko)
KR100229611B1 (ko) 액정표시장치의 제조방법
JP3430097B2 (ja) 薄膜トランジスタアレイ基板の製造方法
KR100623982B1 (ko) 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
KR100740937B1 (ko) 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법
JPH1020342A (ja) アクティブマトリクス基板の製造方法
JPH06104241A (ja) アルミニウム電極のパターニング方法
JP2004170724A (ja) 液晶表示装置の製造方法
KR100663288B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법
KR19990025891A (ko) 금속막과 그 위에 절연층을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법
JPH06236893A (ja) Ｔｆｔ液晶表示装置の製造方法
JP3528388B2 (ja) トランジスタアレイの製造方法
JPH09179140A (ja) 液晶表示装置の製造方法
KR100486492B1 (ko) Tft기판의제조방법및tft기판
JPH04155315A (ja) 多層膜配線体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130628

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150701

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee