KR19980039626A - 액정 표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 소자 및 그 제조방법이 개시된다.

개시된 본 발명은, 투명 절연 기판 상부에 박막 트랜지스터를 형성하고, 그것의 드레인 전극과 콘택되도록 화소 전극 형성하는 액정 표시 소자의 제조방법으로서, 상기 투명 절연 기판 상부에 단차 완충막을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터 예정 영역이 노출되도록 단차 완충막을 식각하여, 윈도우를 형성하는 단계; 상기 윈도우내에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 박막 트랜지스터와 소정 부분 콘택되도록 단차 완충막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액정 표시 소자 및 그 제조방법

본 발명은 액정 표시 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 표면 단차를 감소시킬 수 있는 액정 표시 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 표시 소자는 텔레비젼 또는 그래픽 디스플레이 등의 표시 소자로서 활발히 이용된다. 그중, 특히 액티브 매트릭스형 액정 표시 소자는 고속응답성을 지니고, 높은 화소 갯수를 갖는데 알맞으며, 디스플레이 화면의 고 화질화, 대형화, 컬러 화면화등을 실현하는 것으로서 기대되어, 개발 연구가 진전되고 있다.

이 액티브 매트릭스형 액정 표시 소자에서, 투명 절연 기판상에 게이트 라인과 드레인 라인이 형성되고, 게이트 라인과 드레인 라인이 교차하는 점에는 다이오드나 트랜지스터와 같은 스위칭 소자와 화소 전극이 각각 배치, 설계된다.

화소 전극은 스위칭 소자에 의하여 구동이 독립적으로 제어되므로, 화소전극의 고속 구동이 가능하고, 또 고 화소수화나 대 면적화가 가능하다.

스위칭 소자로는 급준한 온, 오프 특성을 지니는 박막 트랜지스터가 주로 이용된다.

이와같은 액티브 매트릭스의 액정 표시 장치에 이용되는 종래의 박막 트랜지스터의 제조방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 기판(1) 상부의 소정 부분에 게이트 전극(2)이 알루미늄 또는 탄탈륨등의 금속 물질로 형성되고, 유리 기판(1) 전면에는 게이트 산화막(3)이 소정 두께로 형성된다. 그후, 게이트 전극(2)이 형성된 소정 부분에 제 1 반도체층용 비정질 실리콘층이 형성되고, 이 비정질 실리콘층 상부에는 채널 영역을 보호하는 에치 스톱퍼(5)가 형성된다. 이어서, 박막 트랜지스터(10)의 오믹 접촉을 위한 비정질층이 증착된 다음, 제 1 반도체층용 비정질 실리콘층과 불순물이 도핑된 비정질층은 소정 부분 패터닝하여, 제 1 반도체층(4)와 오믹 접촉용 제 2 반도체층(6A, 6B)이 형성된다.

그후, 제 2 반도체층(6A, 6B)이 형성된 결과물과 소정 거리 이격된 위치에서, 화소 전극(7)이 ITO(indium tin oxide) 물질로 형성되고, 제 2 반도체층(6A, 6B) 상부에는 소오스, 드레인 전극(8A, 8B)이 형성되어, 하부 기판의 박막 트랜지스터(10)가 완성된다. 여기서, 드레인 전극(8B)는 화소 전극(7)과 콘택되어, 트랜지스터의 턴온시, 화소 전극이 동작한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따라 박막 트랜지스터를 구비한 액정 표시 소자를 형성하면, 도 1에서와 같이, 박막 트랜지스터(10)와 화소 전극(7) 사이에 큰단차가 존재하고 있어, 이후에 진행되어질 보호막 형성시, 막 두께가 균일하지 않게 되는 문제점이 발생하였고, 또한, 컬러 필터를 포함하는 상부 기판(도시되지 않음)과 콘택시, 상부 기판과 하부 기판간의 갭이 균일하지 않게 되는 문제점이 발생되었다.

더구나, 액정을 일정 방향으로 배향시키는 배향막의 러빙 공정시에도, 하부 기판의 큰 단차로 인하여, 러빙이 불량하게 되는 문제점 또한 발생되었다.

따라서, 본 발명은, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 박막 트랜지스터와 화소 전극 사이의 단차를 최소화하는 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 액정 표시 소자의 제조방법을 설명하기 위한 액정 표시 소자의 단면도.

도 2A 내지 2C는 본 발명의 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 설명하기 위한 액정 표시 소자의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 유리기판 12 : 단차 완충막

13 : 게이트 전극 14 : 게이트 전극

15 : 제 1 반도체층 16 : 에치 스톱퍼

17A, 17B : 제 2 반도체층 18A, 18B : 소오스, 드레인 전극

19 : 화소 전극 20 : 포토레지스트 패턴

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 절연 기판; 절연기판 상부에 형성되고, 소정 영역의 윈도우를 구비하는 단차 완충막; 단차 완충막의 윈도우내에 형성되는 박막 트랜지스터; 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되고, 상기 박막 트랜지스터의 동작에 따라 구동되며, 상기 단차 완충막 상부에 형성되는 화소 전극을 포함한다.

또한, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조방법은, 투명 절연 기판 상부에 박막 트랜지스터를 형성하고, 그것의 드레인 전극과 콘택되도록 화소 전극 형성하는 액정 표시 소자의 제조방법으로서, 상기 투명 절연 기판 상부에 단차 완충막을 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터 예정 영역이 노출되도록 단차 완충막을 식각하여, 윈도우를 형성하는 단계; 상기 윈도우내에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터와 소정 부분 콘택되도록 단차 완충막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 박막 트랜지스터와 화소 전극간의 단차를 최소화하기 위하여, 박막 트랜지스터의 예정 영역을 제외한 부분에 소정의 높이를 갖는 단차 완충막을 형성하여, 평탄화된 액정 표시 소자의 하부 기판을 얻을 수 있다.

[실시예]

이하 첨부한 도면에 의거하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

첨부한 도면 도 2A 내지 2C는 본 발명의 액정 표시 소자 및 그 제조방법을 설명하기 위한 액정 표시 소자의 단면도이다.

먼저, 도 2A에 도시된 바와 같이, 절연 기판 예를들어, 투명한 절연 기판(11) 상부에 단차 완충용막(12)이 형성된다. 이 단차 완충용막(12)은 바람직하게는 절연막이고, 그 두께는 약 5,000 내지 15,000Å이다. 여기서, 상기 단차 완충막(12)의 두께는, 박막 트랜지스터를 형성하는 각 막들의 두께에 의존한다.

그후, 단차 완충용막(12) 상부에는 박막 트랜지스터 예정 영역이 노출되도록 포토레지스트 패턴(20)이 형성된다. 이어서, 단차 완충용막(12)은 제 1 포토레지스트 패턴(13)에 의하여 식각되어, 윈도우(W)가 형성된다. 여기서, 윈도우(W) 부분은 이후에 박막 트랜지스터가 형성되어질 영역이다.

그후, 도 2B에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 패턴(13)은 공지의 방식에 의하여 제거되고, 결과물 상부에는 게이트 전극용 금속 물질 예를들어, 알루미늄 또는 탄탈륨등이 약 1000 내지 3000Å의 두께로 증착된 다음, 윈도우내의 소정 부분에 존재하도록 패터닝되어, 게이트 전극(13)이 형성된다. 이어서, 약 2000 내지 3000Å의 두께를 갖는 게이트 절연막(14)과 약 500 내지 1000Å의 두께를 갖는 비정질 실리콘막이 순차적으로 형성되고, 비정질 실리콘막의 소정 부분, 즉, 윈도우내의 게이트 전극(13) 상부에 해당하는 비정질 실리콘막 상부에 에치 스톱퍼(16)가 형성된다. 여기 에치 스톱퍼(16)는 비정질 실리콘막을 보호하는 역할을 하고, 또한, 박막 트랜지스터의 채널 영역의 길이를 한정한다. 그런다음, 소정의 불순물이 도핑된 비정질 실리콘층이 약 200 내지 500Å의 두께로 형성되고, 이 도핑된 비정질 실리콘층과 에치 스톱퍼(16) 하부의 비정질 실리콘층은 윈도우내에만 존재하도록 식각되어, 박막 트랜지스터의 채널 영역인 제 1 반도체층(15)과 박막 트랜지스터의 오믹 접촉층의 역할을 하는 도핑된 비정질 실리콘층으로 된 제 2 반도체층(17A, 17B)이 형성된다. 상기 식각 공정 중, 도핑된 비정질 실리콘층은 에치 스톱퍼(16) 표면이 노출되도록 식각되어, 소오스 및 드레인의 오믹 접촉층이 된다.

도 2C를 참조하여, 결과물 상부에 금속막 예를들어, 알루미늄, 탄탈과 같은 전도성이 우수한 막이 약 2000 내지 3000Å의 두께로 증착된후, 윈도우(W)내에서 제 2 반도체층(17A, 17B)과 접촉되도록 패터닝되어, 소오스, 드레인 전극(18A, 18B)이 형성된다. 그후, 유리 기판(1) 전면에 ITO 전극 물질이 약 100 내지 1500Å두께로 증착되고, 드레인 전극(18B)와 소정 부분 콘택되면서, 단차 완충막(12) 상부에 존재하도록 패터닝되어, 화소 전극(19)가 형성된다. 도면에 도시된 바와같이, 단차 완충막(12)과 그 상부의 화소 전극(19)과의 높이는 박막 트랜지스터의 높이와 유사하여, 하부 유리 기판의 표면 단차를 최소화한다. 여기서, 단차 완충막(12)은 화소 전극의 두께를 감안하여, 박막 트랜지스터의 전체 높이보다는 낮게 형성하여 준다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 박막 트랜지스터와 화소 전극간의 단차를 최소화하기 위하여, 박막 트랜지스터의 예정 영역을 제외한 부분에 소정의 높이를 갖는 단차 완충막을 형성하여, 평탄화된 액정 표시 소자의 하부기판을 얻을 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (10)

1. 절연 기판; 절연기판 상부에 형성되고, 소정 영역의 윈도우를 구비하는 단차 완충막; 상기 단차 완충막의 윈도우내에 형성되는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되고, 상기 박막 트랜지스터의 동작에 따라 구동되며, 상기 단차 완충막 상부에 형성되는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단차 완충막은 절연막인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단차 완충막 두께는 상기 박막 트랜지스터의 높이보다 적은 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 단차 완충막의 두께는 5000 내지 15000Å 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 화소 전극의 두께는 900 내지 1100Å 인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
6. 하부 기판의 소정 영역에 박막 트랜지스터를 제조하고, 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 콘택되도록 화소 전극을 형성하는 액정 표시 소자의 제조방법에 있어서, 하부 기판 상부에 단차 완충막을 형성하는 단계; 상기 하부 기판의 소정 부분이 노출되도록 단차 완충막을 식각하여, 윈도우를 형성하는 단계; 상기 윈도우내에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막 트랜지스터와 소정 부분 콘택되도록 단차 완충막 상부에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 단차 완충막은 절연막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 단차 완충막은 5000 내지 15000Å 의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는, 절연 기판상부에 게이트 전극을 형성하는 단계; 절연 기판 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 게이트 전극을 포함하는 게이트 절연막 상부에 제 1 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제 1 반도체층 상부의 소정 부분에 제 2 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제 2 반도체층과 콘택되도록 소오스, 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 액정 표시 소자의 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 반도체층을 형성하는 단계와, 제 2 반도체층을 형성하는 단계사이에, 상기 제 1 반도체층 상부의 소정 부분에 에치 스톱퍼를 형성하는 단계를 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조방법.