KR19990060007A

KR19990060007A - 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR19990060007A
Application number: KR1019970080225A
Authority: KR
Inventors: 송진호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 1999-07-26

Abstract

반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에 있어서, 기판 위에 게이트 전극을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막을 적층하고, 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에는 비정질 규소층을 형성한다. 비정질 규소층의 위에는 게이트 전극을 중심으로 양쪽으로 분리하여 도핑된 비정질 규소층을 형성하고, 도핑된 비정질 규소층의 위에는 소스 및 드레인 전극을 형성하는데, 소스 전극은 반사판과, 드레인 전극은 보조 데이터선과 각각 일체로 형성한다. 소스 및 드레인 전극과 보조 데이터선의 위에는 보호막을 형성하고, 보조 데이터선 위의 보호막에는 접촉부를 형성하여, 이 접촉부를 통하여 보조 데이터선을 보호막 위에 형성되어 있는 데이터선과 전기적으로 연결되도록 한다. 화소 영역의 보호막은 제거되어 반사판이 노출된다.

Description

반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법

이 발명은 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 드레인 전극과 일체로 보조 데이터선을 형성하고 보호막 위에 데이터선을 형성하여 데이터선이 제조 과정에서 단선되어 불량을 낳는 것을 방지한 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

이제, 종래의 기술에 의한 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에 대하여 설명한다.

도 1은 종래의 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도로서, 도 1을 보면, 기판(1) 위에 게이트선의 일부분인 게이트 전극(2)이 형성되어 있고, 그 위에는 기판(1)의 전면에 걸쳐 게이트 절연막(3)이 적층되어 있다. 게이트 전극(2) 상부의 게이트 절연막(3) 위에는 비정질 규소층(4)이 형성되어 있고, 비정질 규소층(4)의 위에는 게이트 전극(2)을 중심으로 하여 양쪽으로 도핑된 비정질 규소층(51, 52)이 형성되어 있다. 도핑된 비정질 규소층(51, 52)의 위에는 드레인 전극(61)과 소스 전극(62)이 형성되어 있는데, 드레인 전극(61)은 연장되어 데이터선(7)과 연결되어 있다. 드레인 전극(61) 및 소스 전극(62)의 위에는 기판의 전면에 걸쳐 보호막(8)이 적층되어 있고, 소스 전극(62) 상부의 보호막에는 접촉구가 뚫려 있어, 이 접촉구를 통하여 소스 전극(62)과 보호막(8) 위에 형성되어 있는 반사판(9)이 전기적으로 연결되어 있다. 여기서, 반사판(9)은 빛을 반사시키는 역할과 함께 화소 전극으로서의 역할도 한다.

이러한 구조의 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 5매의 마스크(mask)를 사용하여 제작하므로 공정이 단순하고 생산성이 높은 반면에 데이터선(7)의 단선으로 인한 불량이 자주 발생하는 단점이 있다.

이러한 단점을 보완하기 위한 방편으로 활성 영역(active area) 외부로 고리 모양의 수리용 도선(repair ring)을 형성하여, 단선된 데이터선이 생기면 수리용 도선을 해당 데이터선의 패드부에 연결함으로써 수리용 도선이 단선된 데이터선을 대신하도록 하는 방법과, 고리 모양으로 게이트선을 형성한 경우에는 데이터선의 단선된 부분의 아래에 형성되어 있는 게이트선 고리를 게이트선으로부터 절단한 후, 데이터선의 단선된 부분을 대신하도록 하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법들은 모두 데이터선의 단선이 발생한 후 수리하는 것일 뿐, 근본적으로 데이터선의 단선을 방지할 수 있는 방법은 아니다.

이 발명이 이루고자 하는 과제는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에서 데이터선이 단선되는 것을 방지하는 것이다.

이 발명의 또 다른 과제는 소스 전극과 반사판 사이의 접촉 저항을 줄이는 것이다.

도 1은 종래의 기술에 의한 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,

도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 절단한 단면도이고,

도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 과정을 나타낸 단면도이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 드레인 전극 및 소스 전극과 함께 보조 데이터선 및 반사판을 형성하고, 맨 상층부에 데이터선을 형성하여 보조 데이터선과 연결한다.

본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 다음과 같은 구조를 가진다.

기판 위에 게이트 전극이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막이 적층되어 있고, 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에는 비정질 규소층이 형성되어 있다. 비정질 규소층의 위에는 게이트 전극을 중심으로 양쪽으로 분리되어 도핑된 비정질 규소층이 형성되어 있고, 도핑된 비정질 규소층의 위에는 소스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 있는데, 소스 전극은 반사판과, 드레인 전극은 보조 데이터선과 각각 일체로 형성되어 있다. 소스 전극 및 드레인 전극과 보조 데이터선의 위에는 보호막이 형성되어 있고, 보조 데이터선 상부의 보호막에는 접촉구가 형성되어 있어, 이 접촉구를 통하여 보조 데이터선이 보호막 위에 형성되어 있는 데이터선과 전기적으로 연결되어 있다.

이러한 구조의 박막 트랜지스터 기판을 형성하는 방법은 먼저, 기판 위에 게이트선을 형성하고, 게이트 절연막, 비정질 규소, 도핑된 비정질 규소를 차례로 적층한 후 패터닝(patterning)하여 박막 트랜지스터의 반도체층을 형성한다. 이어, 금속을 적층하고 패터닝하여 드레인 전극 및 소스 전극, 보조 데이터선, 반사판을 동시에 형성하고, 드레인 전극 및 소스 전극을 마스크(mask)로 하여 도핑된 비정질 규소층을 식각한다. 다음, 보호막을 적층하고 패터닝하여 데이터선 접촉구를 형성한 후, 마지막으로 금속층을 적층하고 패터닝하여 데이터선을 형성한다.

이제 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 3은 도 2에서 Ⅲ-Ⅲ′선을 따라 절단한 단면도이다.

유리 등의 절연 기판(10) 위에 알루미늄 합금이나 크롬 등으로 이루어진 게이트선(21) 및 그 일부분인 게이트 전극(20)이 형성되어 있고, 그 위에는 기판(10)의 전면에 걸쳐 질화규소(SiNx)나 산화규소(SiO₂)로 이루어진 게이트 절연막(30)이 적층되어 있다. 게이트 전극(20) 상부의 게이트 절연막(30)의 위에는 비정질 규소층(40)이 형성되어 있고, 비정질 규소층(40)의 위에는 게이트 전극(20)을 중심으로 하여 양쪽으로 n+ 로 고농도로 도핑된 비정질 규소층(510, 520)이 형성되어 있다. 도핑된 비정질 규소층(510, 520)의 위에는 알루미늄 합금이나 크롬 등으로 이루어진 드레인 전극(610)과 소스 전극(620)이 형성되어 있는데, 드레인 전극(610)은 연장되어 보조 데이터선(70)과 연결되어 있고, 소스 전극(620)은 연장되어 반사판(90)과 연결되어 있다. 여기서, 보조 데이터선(70)과 반사판(90)은 드레인 전극(610) 및 소스 전극(620)과 동일한 물질로 이루어져 있다. 드레인 전극(610) 및 소스 전극(620)과 보조 데이터선(70)의 위에는 질화규소나 산화규소 등으로 이루어진 보호막(80)이 형성되어 있고, 보조 데이터선(70) 상부의 보호막(80)에는 보조 데이터선(70)을 노출시키는 여러 개의 접촉구((81)가 뚫려 있고, 반사판(90) 상부의 보호막(80)은 제거되어 반사판(90)이 노출되어 있다. 보조 데이터선(70) 상부의 보호막(80) 위에는 접촉구(81)를 통해 보조 데이터선(70)과 전기적으로 연결되어 있는 데이터선(100)이 형성되어 있다.

이러한 구조의 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을 설명한다.

도 4a와 도 4b는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 도시한 단면도이다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 알루미늄 합금이나 크롬 등의 금속을 증착하고, 제1 마스크를 이용하여 패터닝하여 게이트선(도시하지 않음) 및 게이트 전극(20)을 형성하고, 게이트 절연막(30)을 적층한다. 게이트 절연막(30)의 위에 비정질 규소와 도핑된 비정질 규소를 차례로 증착하고, 제2 마스크를 사용하여 패터닝하여 비정질 규소층(40)과 도핑된 비정질 규소층(500)을 형성한다. 다시, 알루미늄 합금 등의 금속을 증착하고 제3 마스크를 이용하여 패터닝하여 드레인 전극(610), 소스 전극(620), 보조 데이터선(70) 및 반사판(90)을 형성한다. 이어, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 드레인 전극(610) 및 소스 전극(620)을 마스크로 하여 도핑된 비정질 규소층(500)을 식각하여 양쪽으로 분리시킨다. 다시, 보호막(80)을 적층하고 제4 마스크를 사용하여 패터닝하여, 접촉구를 형성하고 반사판을 노출시킨다.

마지막으로, 알루미늄 합금 등의 도전 물질을 증착하고 제5 마스크를 사용하여 패터닝하여 데이터선(100)을 형성하면 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이 완성된다.

이상에서는 5매의 마스크를 사용하여 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법을 설명하였으나, 구동회로를 연결하기 위한 데이터선의 패드(pad)부를 형성할 때, 접촉 저항을 줄이기 위해 ITO(indium tin oxide)층을 한층 더 쌓는 경우에는 6매의 마스크가 사용될 수도 있다.

데이터선이 단선되더라도 보조 데이터선이 그 역할을 대신할 수 있으므로 데이터선의 단선으로 인한 불량 발생을 방지할 수 있고, 소스 전극과 반사판이 일체로 형성되어 있으므로 접촉 저항을 없앨 수 있어서 박막 트랜지스터의 특성이 좋아지는 이점이 있으면서도, 5매의 마스크를 사용하므로 공정이 추가되지 않아 생산성을 저하시키지 않는다.

Claims

기판,

상기 기판 위에 형성되어 있는 게이트 전극,

상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,

상기 게이트 전극 위의 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 비정질 규소층,

상기 비정질 규소층 위에 형성되어 있는 드레인 전극 및 소스 전극,

상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 드레인 전극에 연결되어 있는 보조 데이터선,

상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며, 상기 소스 전극에 연결되어 있는 반사판,

상기 드레인 전극, 소스 전극 및 보조 데이터선의 위에 형성되어 있고, 상기 보호 데이터선의 일부를 노출시키는 접촉구를 가지고 있는 보호막,

상기 보호막의 위에 형성되어 있고, 상기 접촉구를 통해 상기 보조 데이터선과 연결되어 있는 데이터선을 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
제1항에서,

상기 비정질 규소층과 드레인 및 소스 전극의 사이에 도핑된 비정질 규소층을 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판.
기판 위에 게이트 전극을 형성하는 단계,

상기 게이트 전극의 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계,

상기 게이트 절연막의 위에 비정질 규소층을 형성하는 단계,

상기 비정질 규소층의 위에 드레인 전극과 소스 전극을 형성함과 동시에 상기 게이트 절연막의 위에 보조 데이터선과 반사판을 형성하는 단계,

상기 드레인 전극, 소스 전극, 보조 데이터선, 반사판의 위에 보호막을 형성하는 단계,

상기 보호막에 상기 보조 데이터선을 노출시키는 접촉구를 뚫고, 상기 반사판 상부의 상기 보호막을 제거하는 단계,

상기 보호막 위에 데이터선을 형성하는 단계를 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법.
제3항에서,

상기 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하는 단계 이전에 도핑된 비정질 규소층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 드레인 전극 및 소스 전극을 형성하는 단계 다음에 상기 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 분리시키는 단계를 더 포함하는 반사형 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 방법.