KR19990048095A - 스테거드 타입 박막 트렌지스터 액정 표시 소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차광막이 빛의 차단 기능외에 여러 가지 기능을 수행할 수 있도록 하는 스테거드 타입 박막 트렌지스터 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 액정 표시 소자는 게이트 라인과, 상기 게이트 라인의 하부측에서 상기 게이트 라인과 대략 동일한 레이아웃으로 형성된 차광막을 구비하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 액정 표시 소자 제조 방법은 기판상에 크롬을 증착한후 상기 크롬층을 사진식각법으로 식각하여 차광막을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 산화막상에 ITO를 증착한후 사진식각법으로 식각을 실시하여 데이터 라인과 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 액티브 영역을 형성하는 단계와, 상기 액티브 영역상에 게이트 금속을 증착하는 단계와, 상기 차광막을 식각 마스크로하여 상기 게이트 금속을 후면 노광에 의해 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 액티브 액정 표시 소자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테거드 타입 TFT-LCD 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액티브 액정 표시 소자중 하나인 TFT-LCD는 박형, 저중량 및 저소비 전력 등의 장점으로 인하여 노트북 퍼스널 컴퓨터 등과같은 포터블 디스플레이(portable display) 소자에 널리 이용되고 있으며, 최근에는 카 네비게이션(car navigation) 등의 A/V용으로 사용도가 확대되고 있다.
이와같은 TFT-LCD구조중 많이 이용되고 있는 적층식 TFT 소자로는 스테거드 타입(staggered type)과 역스테거드 타입(inverted staggered type) 이 있는데, 이중 스테거드 타입이 액티브 층과 게이트 배선을 동시에 형성할 수 있다는 점에서 주로 적용되고 있다. 이러한 스테거드 타입의 일반적인 구조가 도 1a 및 도 1b에서 보여진다. 도 1a는 3-마스크 구조의 a-Si TFT-LCD 소자의 레이아웃이고, 도 1b는 도 1a에 따른 소자의 단면도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, a-Si TFT는 절연막(12)의 상부에 형성된 a-Si층(15)와 이것의 상부에 형성된 게이트 절연체(16) 및 게이트 라인(17)을 포함하여 이루어진다. a-Si층(15)의 양측에서 절연막(12)상에는 데이터 라인(14) 및 화소전극(13)이 형성되어 있다. 그리고, a-Si층(15)은 빛에의한 누설 전류가 크기 때문에 백- 라이트(미도시)의 빛을 차단해 주는 차광막(18)이 a-Si층(15)의 하부측에 섬(island) 모양으로 위치하여 형성된다. 그러나, 이와같은 차광막(15)은 빛의 차단외에는 다른 역할을 하지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 상기의 문제점울 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 차광막이 빛의 차단 기능외에 여러 가지 기능을 수행할 수 있도록 하는 액정 표시 소자를 제공함에 목적이 있다.
도 1a는 3-마스크 구조의 a-Si TFT-LCD 소자의 레이아웃
도 1b는 도 1a에 따른 소자의 단면도
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TFT-LCD소자를 보여주는 평면도
도 2b는 도 2a에 따른 TFT-LCD소자의 A-A’단면도
도 3a 내지 도 3d는 도 2a에 따른 소자의 제조 방법을 설명하기 의한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
22,26: 절연막 23: 화소 전극
24:데이타 라인 25: a-Si 막
27: 게이트 라인 28: 차광막
29: 콘택 33: 콘택홀
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 게이트 라인과, 상기 게이트 라인의 하부측에서 상기 게이트 라인과 대략 동일한 레이아웃으로 형성된 차광막을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 스테거드 타입 TFT-LCD를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판상에 크롬을 증착한후 상기 크롬층을 사진식각법으로 식각하여 차광막을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 산화막상에 ITO를 증착한후 사진식각법으로 식각을 실시하여 데이터 라인과 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 액티브 영역을 형성하는 단계와, 상기 액티브 영역상에 게이트 금속을 증착하는 단계와, 상기 차광막을 식각 마스크로하여 상기 게이트 금속을 후면 노광에 의해 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 TFT-LCD 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 TFT-LCD는 차광막을 게이트 라인의 리던던시(redundancy)로 사용하기 위하여 게이트 라인과 차광막의 사이에서 콘택을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 게이트 라인을 형성하는 게이트 금속으로는 ITO를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 ITO는 상대적으로 저항이 높으나 차광막과 연결되어 있기 때문에 게이트 라인의 RC 타임 딜레이가 크지않다.
[실시예]
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다. 도면에서, 도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TFT-LCD를 보여주는 평면도이고, 도 2b는 도 2a에 따른 TFT-LCD의 A-A’단면도이고, 도 3a 내지 도 3d는 도 2a에 따른 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예에 따른 TFT-LCD는 기판(미도시)의 상부에 형성된 Cr 재질의 차광막(28)과, 이것의 상부에 형성된 절연막(22)와, 상기 절연막의 상부에 형성된 데이터 라인(24) 및 화소 전극(23)을 구비하여 이루어진다. 데이터 라인(24)와 화소 전극(23)은 a-Si 층(25)에 의해 연결되어 있다. 그리고, 미설명 부호(26)은 게이트 절연막을 나타낸다. 그리고, 게이트 절연막(26)의 상부에는 게이트 라인(27)이 형성되어 있다. 게이트 라인(27)은 게이트 금속으로서 바람직하게 ITO를 이용하며, 도 2a에서 더욱 상세하게 보여지는 바와같이 차광막(28)과 동일한 레이아웃에 형성되어 있다. 그리고, 도 2b에서 상세하게 보여지는 바와같이 게이트 라인(27)과 차광막(28)은 콘택(29)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 이와같이 게이트 라인(27)이 차광막(28)과 동일한 레이아웃에 형성됨으로써 게이트 라인의 형성시 게이트 라인(27) 패턴의 자체 정렬을 가능 하게한다. 또한, 게이트 라인(27)과 차광막(28)이 콘택(29)에 의해 서로 전기적으로 연결됨으로써 차광막(28)을 게이트 라인(27)에 대한 리던던시로서 사용할 수 있다.
도 2a에서 도시된 스테거드 타입 TFT-LCD는 다음과 같이 제조될 수 있다.
우선, 투명 기판상에 Cr 약1000Å을 적층한후 그 상부에 차후에 형성될 게이트 라인의 패턴에 따라 감광막 패턴을 형성한후, 습식 식각하여 도 3a에서 도시된 바와같이 차광막(28)을 형성한 다음, 감광막 패턴을 제거한다. 그런다음, 기판(미도시)의 상부에 실리콘 산화막(22a)를 2,000Å의 두께로 증착한 다음, ITO를 2,000Å의 두께로 증착하고 그 상부에 감광막 패턴(미도시)을 형성한후, HCL+HNO3+DI의 ITO 에쳔트를 이용하여 상기 감광막 패턴의 형태로 식각을 실시하고 감광막 패턴을 제거하여 도 3b에서 도시된 바와같이 데이터 라인(24)과 화소 전극(23)을 동시에 형성한다.그후, 도 3c에서 도시된 바와같이 기판의 상부에 액티브 영역으로서 a-Si층(25) 및 SiO2층(26)을 증착한 다음, SiO2층(26)의 상부에 감광막 패턴(미도시)을 형성하고, 그의 형태로 SF6+O2+He의 건식 에쳔트를 이용하여 식각을 실시하여 차광막(28)의 상부면 일부를 노출시키는 콘택홀(33)를 형성한다. 그런다음, 감광막 패턴을 제거한후, 도 3d에서 도시된 바와같이 기판상에 게이트 금속으로서 ITO막(27a)를 3,000Å의 두께로 을 증착하면서 콘택(29)를 형성한 다음, ITO막(27a)의 상부에 감광막 패턴(미도시)을 형성한후, 차광막(28)을 노광 마스크로하여 화살표로 도시한 바와같이 후면 노광을 실시한다. 그리고 나서, HCl+HNO3+DI의 습식 에쳔트를 이용하여 게이트 금속을 식각한 후, 건식 에쳔트로 능동식각하고 감광막 패턴을 제거하여 도 2b에서 도시된 바와같은 스테거드 타입 TFT-LCD소자를 제조한다.
이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 차광막을 게이트 라인과 동일 레이아웃에 형성함으로써 게이트 라인의형성시 차광막을 후면 노광 마스크로 이용할 수 있으므로 이용되는 마스크 패턴의 수를 감소시켜 공정 단순화를 도모할 수 있다. 또한, 상기 차광막과 게이트 라인사이에 콘택을 형성함으로써 차광막을 게이트 라인의 리던던시로서 사용할수 있게 하므로 수율 향상을 도모할 수 있다.
이상에서 본 발명은 그의 바람직한 실시예를 기준으로 설명하고 도시하였지만 당업자는 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 상기 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함을 명백히 알 수 있다.
Claims (4)
- 게이트 라인과, 상기 게이트 라인의 하부측에서 상기 게이트 라인과 대략 동일한 레이아웃에 형성된 차광막을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로하는 스테거드 타입 TFT-LCD 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 게이트 라인과 상기 차광막을 전기적으로 연결하는 콘택을 더욱더 포함하는 것을 특징으로하는 스테거드 타입 TFT-LCD 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 게이트 라인은 ITO로 이루어진 것을 특징으로하는 스테거드 타입 TFT-LCD 소자.
- 기판상에 크롬을 증착한후 상기 크롬층을 사진식각법으로 식각하여 차광막을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 실리콘 산화막을 형성하는 단계와, 상기 실리콘 산화막상에 ITO를 증착한후 사진식각법으로 식각을 실시하여 데이터 라인과 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판상에 액티브 영역을 형성하는 단계와, 상기 액티브 영역상에 게이트 금속을 증착하는 단계와, 상기 차광막의 상부 표면 일부가 노출되도록 식각을 실시하여 콘택홀을 형성하는 단계와, 상기 차광막을 마스크로하여 상기 게이트 금속을 후면 노광에 의해 식각하여 게이트 라인을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 TFT-LCD 소자의 제조 방법.
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