KR20010006946A - Active matrix array substrate and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액티브 매트릭스 어레이 기판 분야, 특히 정보 처리등에 사용되는 액정 디스플레이 디바이스내에서 채택된 디스플레이 패널에서 사용되는 액티브 매트릭스 어레이 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to active matrix array substrates used in the field of active matrix array substrates, in particular, to display panels employed in liquid crystal display devices used for information processing and the like and methods of manufacturing the same.
액정 디스플레이 디바이스(LCD)는 OA 터미널 및 텔레비젼 세트를 포함하는 정보 장치를 위한 이미지 디스플레이 디바이스로서 널리 사용된다. 특히, 박막 트랜지스터(TFT)를 사용하는 디바이스와 같은 고 디스플레이 성능을 갖는 LCD는 다수의 액티브 소자가 정렬되는 액티브 어레이 기판을 사용한다.Liquid crystal display devices (LCDs) are widely used as image display devices for information devices including OA terminals and television sets. In particular, LCDs with high display performance, such as devices using thin film transistors (TFTs), use active array substrates in which multiple active elements are aligned.
일반적으로, 그러한 액티브 매트릭스 어레이 기판은 이들의 최종 제조 단계에서 전기적 결함 여부가 검사된다. 이 목적을 위해, 테스트 저항이 액티브 매트릭스 기판상에 형성된다. 일본 공개 특허 번호 H8-101397은 저항이 형성된 액티브 매트릭스 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 개시한다.Generally, such active matrix array substrates are inspected for electrical defects at their final fabrication stage. For this purpose, a test resistor is formed on the active matrix substrate. Japanese Laid-Open Patent No. H8-101397 discloses an active matrix array substrate on which a resistor is formed and a method of manufacturing the same.
통상적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 화소 유닛은 화소 전극(3) 및 TFT(2)로 구성된다. 다수의 화소 유닛은 매트릭스 형태로 배열된다. 각각의 TFT를 주사하는 다수의 주사선(4) 및 다수의 데이터선(5)은 화소 유닛 사이에 배치된다. 주사선(4) 각각은 전기적 검사가 가능하도록 주사선 테스트 저항(12)을 통해 공통 주사 버스(10)에 접속된다. 데이터선(5) 각각은 데이터선 테스트 저항(13)을 통해 공통 데이터 버스(11)에 접속된다. 주사선 입력 패드(6) 및 데이터선 입력 패드(8)는 주사선(4) 및 데이터선(5) 각각 위에 각기 배치된다. 이들 패드는 전기적 검사에 사용되며 또한 외부 회로(구동 IC)에 최종적으로 접속된 이후에 구동 신호를 주사선 및 데이터선에 입력시키는데 사용된다. 검사를 위한 공통 주사 패드(14) 및 공통 데이터 패드(15)는 공통 주사 버스(10) 및 공통 데이터 버스(11)의 단부에 각기 접속된다.Typically, as shown in FIG. 3, the pixel unit is composed of a pixel electrode 3 and a TFT 2. The plurality of pixel units are arranged in a matrix form. A plurality of scanning lines 4 and a plurality of data lines 5 for scanning each TFT are disposed between the pixel units. Each of the scan lines 4 is connected to the common scan bus 10 through a scan line test resistor 12 to enable electrical inspection. Each of the data lines 5 is connected to the common data bus 11 through a data line test resistor 13. The scan line input pad 6 and the data line input pad 8 are respectively disposed on the scan line 4 and the data line 5, respectively. These pads are used for electrical inspection and to input drive signals to scan lines and data lines after they are finally connected to external circuits (drive ICs). The common scan pad 14 and the common data pad 15 for inspection are respectively connected to the ends of the common scan bus 10 and the common data bus 11.
도 3은 주사선을 생성하기 위해 금속 층을 형성하는 단계와, 주사선의 패턴을 프로세싱하는 단계와, 게이트 절연 층, a-Si(amorphous-Si:비정질 실리콘)층 및 저 저항 a-Si 층의 3가지 층을 형성하는 단계와, a-Si 층/저 저항 a-Si 층의 패턴을 프로세싱함으로써 TFT에 대한 a-Si 아일랜드를 형성하는 단계와, 게이트 절연층상에 컨택트 창을 생성하는 단계와, 데이터선을 생성하기 위해 금속 층을 형성하는 단계와, 데이터선의 패턴을 프로세싱하는 단계와, (노출된 저 저항 a-Si 층을 제거함으로써) 채널을 에칭하는 단계와, 보호 절연 층을 형성하는 단계와, 보호 절연 층상에 컨택트 창을 프로세싱하는 단계와, 화소 전극을 위해 ITO 층을 형성하는 단계 및 화소 전극의 패턴을 프로세싱하는 단계를 통해 제조된 통상적인 액티브 매트릭스 어레이를 도시한다.3 shows the steps of forming a metal layer to produce a scan line, processing a pattern of the scan line, a gate insulating layer, an a-Si (amorphous-Si) layer and a low resistive a-Si layer. Forming a branch layer, forming an a-Si island for the TFT by processing a pattern of a-Si layer / low resistance a-Si layer, creating a contact window on the gate insulating layer, and Forming a metal layer to produce a line, processing a pattern of data lines, etching the channel (by removing the exposed low resistance a-Si layer), forming a protective insulating layer; Shows a conventional active matrix array fabricated through processing a contact window on a protective insulating layer, forming an ITO layer for the pixel electrode, and processing a pattern of the pixel electrode.
시트 저항 값이 바람직하므로, 주사선 테스트 저항(12) 및 데이터선 테스트 저항(13)은 화소 전극(3)을 형성하기 위해 사용된 ITO 층을 사용하여 형성된다.Since the sheet resistance value is preferable, the scan line test resistor 12 and the data line test resistor 13 are formed using the ITO layer used to form the pixel electrode 3.
상기 각각의 단계에서, 적어도 데이터선의 패턴을 프로세싱하는 단계 이후에 모든 데이터선(5) 및 공통 데이터 버스(11)를 항상 전기적으로 접속하여 데이터선이 프로세스 동안에 충전될 지라도 국부 비정상 전압(local abnormal voltage)의 생성이 방지될 수 있게 하는 것이 중요하다.In each of the above steps, at least after the step of processing the pattern of the data lines, all data lines 5 and the common data bus 11 are always electrically connected so that the local abnormal voltage even if the data lines are charged during the process. It is important that the generation of) can be prevented.
ITO 저항은 어레이 기판의 최종 제조 단계에서 데이터선(5) 및 공통 데이터 버스(11) 사이에서 형성된다. 그러므로 데이터선(5) 및 공통 데이터 버스(11)는 최종 단계까지 어떠한 다른 수단에 의해 전기적으로 접속될 필요가 있다. 따라서, TFT를 위한 a-Si 아일랜드가 생성될 때, 데이터선(5) 및 공통 데이터 버스를 접속시키는 a-Si 아일랜드는 a-Si 층/저 저항 a-Si 층의 패턴을 프로세싱하는 단계에서 또한 형성된다.An ITO resistor is formed between the data line 5 and the common data bus 11 in the final manufacturing stage of the array substrate. Therefore, the data line 5 and the common data bus 11 need to be electrically connected by some other means until the final stage. Thus, when an a-Si island for the TFT is created, the a-Si island connecting the data line 5 and the common data bus is also in the step of processing the pattern of the a-Si layer / low resistance a-Si layer. Is formed.
그러나, (노출된 저 저항 a-Si 층을 제거함으로써) 채널을 에칭하는 단계동안 그것의 표면상의 저 저항 a-Si 층이 제거된 이후, a-Si 아일랜드의 저항은 증가한다. 이것은 정전기 전하의 불충분한 방전 및 공통 데이터 버스로의 데이터선에서 생성되는 전위의 감소를 일으킨다. 특히, 채널 에칭을 위해 건식 에칭을 사용할 때, 건식 에칭에서의 플라즈마 사용 결과로서 데이터선은 고수준으로 충전되어 심각한 문제를 일으킨다.However, after the low resistance a-Si layer on its surface is removed during the step of etching the channel (by removing the exposed low resistance a-Si layer), the resistance of the a-Si island increases. This results in insufficient discharge of the electrostatic charge and reduction of the potential generated at the data line to the common data bus. In particular, when using dry etching for channel etching, as a result of the plasma use in dry etching, the data lines are filled to high levels causing serious problems.
본 발명은 정전기 항복에 의해 발생된 수율의 감소를 제거하여 만족할 만한 수율을 산출하고 전기적 검사를 가능하도록 하는 액티브 매트릭스 어레이 기판 및 그것의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an active matrix array substrate and a method of manufacturing the same, which eliminate the reduction in yield caused by electrostatic breakdown to yield satisfactory yields and enable electrical inspection.
본 발명의 액티브 매트릭스 어레이는 기판상에 매트릭스 형태로 배열된 2개 이상의 액티브 소자, 액티브 소자를 구동시키기 위한 2개 이상의 주사선, 액티브 소자에 이미지 데이터를 공급하기 위한 2개 이상의 데이터선, 공통 주사 버스, 공통 데이터 버스, 공통 주사 버스에 주사선 각각을 접속시키기 위한 2개 이상의 주사선 테스트 저항 및 공통 데이터 버스에 데이터 선 각각을 접속시키기 위한 2개 이상의 데이터선 테스트 저항을 포함한다. 각각의 데이터선 및 공통 데이터 버스는 다수의 금속 층을 포함하는 다층 구조로 구성되고 각각의 주사선 테스트 저항 및 데이터선 테스트 저항은 적어도 다층 구조의 최상부 층을 제거함으로써 구성된다.The active matrix array of the present invention includes two or more active elements arranged in a matrix on a substrate, two or more scan lines for driving the active elements, two or more data lines for supplying image data to the active elements, and a common scan bus. And at least two scan line test resistors for connecting each of the scan lines to the common data bus, and at least two data line test resistors for connecting each of the data lines to the common data bus. Each data line and common data bus is comprised of a multilayer structure comprising a plurality of metal layers and each scan line test resistor and data line test resistor are constructed by removing at least the top layer of the multilayer structure.
이 구성은 주사선 및 데이터선 또는 이웃하는 데이터선 사이의 정전기 항복을 방지하고 양호한 수율의 액티브 매트릭스 어레이의 제조를 가능하도록 해준다. 각각의 테스트 저항은 다층 금속 구조의 오직 최하부 층을 사용하여 또한 구성될 수 있다.This configuration prevents electrostatic breakdown between scan lines and data lines or neighboring data lines and enables the production of active matrix arrays with good yields. Each test resistor can also be constructed using only the bottom layer of a multilayer metal structure.
본 발명의 액티브 매트릭스 어레이 기판은 각각의 데이터선과 동일한 레벨에서 동일한 재료로 구성된 2개 이상의 드레인 전극, 각각의 드레인 전극을 커버하는 보호 절연 층과 보호 절연 층상에 형성된 2개 이상의 화소 전극을 포함한다. 각각의 화소 전극은 보호 절연 층상에 제공된 컨택트 창을 통해 각각의 드레인 전극에 접속된다.The active matrix array substrate of the present invention includes two or more drain electrodes made of the same material at the same level as each data line, a protective insulating layer covering each drain electrode and two or more pixel electrodes formed on the protective insulating layer. Each pixel electrode is connected to each drain electrode through a contact window provided on the protective insulating layer.
이 구성은 기판상의 액티브 매트릭스 어레이에 화소의 높은 개구율을 제공한다.This configuration provides a high aperture ratio of the pixels in the active matrix array on the substrate.
본 발명은 두 개 이상의 데이터선이 Al로 구성된 상부층과 Cr, Ti, W, Mo 또는 Ta로 구성된 하부층을 포함하는 다층 구조를 갖는 액티브 매트릭스 어레이 기판을 제공한다. 이것은 기생 저항을 감소시키고 액정 디스플레이 디바이스에서 플리커링(flickering) 또는 크로스 토크(cross talk in)가 덜한 만족할 만한 화질을 획득한다 .The present invention provides an active matrix array substrate having a multilayer structure in which two or more data lines include an upper layer made of Al and a lower layer made of Cr, Ti, W, Mo, or Ta. This reduces parasitic resistance and achieves satisfactory picture quality with less flickering or cross talk in liquid crystal display devices.
본 발명의 액티브 매트릭스 어레이를 제조하는 방법은The method of manufacturing the active matrix array of the present invention
(a) 기판 표면상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 액티브 소자를 형성하는 단계와,(a) forming a plurality of active elements arranged in matrix form on the substrate surface;
(b) 기판상에 다수의 주사선과 공통 주사 버스를 형성하는 단계로서, 각각의 주사선은 제 1의 일시 접속을 통해 공통 주사 버스에 접속되는 단계와,(b) forming a plurality of scan lines and a common scan bus on the substrate, each scan line being connected to the common scan bus via a first temporary connection;
(c) 다수의 액티브 소자에 이미지 데이터를 공급하는 다수의 데이터선과, 다수의 데이터선에 접속된 공통 데이터 버스와, 다수의 주사선 각각과 공통 주사 버스 사이에 제 2 접속을 형성하는 다수의 주사선 브리지를 형성하는 단계로서, 이때 적어도 두 개의 금속 층을 패터닝하고 증착함으로써 상부 금속 층 및 하부 금속 층을 포함하는 다수의 금속 층으로 구성된 다층 구조로서 데이터선, 공통 데이터 버스 및 주사선 브리지를 형성하는 단계와,(c) a plurality of data lines for supplying image data to a plurality of active elements, a common data bus connected to the plurality of data lines, and a plurality of scan line bridges forming a second connection between each of the plurality of scan lines and the common scan bus. Forming a data line, a common data bus and a scan line bridge as a multi-layer structure consisting of a plurality of metal layers comprising an upper metal layer and a lower metal layer by patterning and depositing at least two metal layers; ,
(d) 공통 주사 버스와 주사선 각각 사이에 제 1 일시 접속 각각을 커팅하는 단계와,(d) cutting each of the first temporary connections between each of the common scan bus and the scan line;
(e) 공통 데이터 버스에 인접한 상기 데이터 선 각각의 일부분으로부터 그리고 상기 주사선 브리지의 각각으로부터 최하부 금속 층 이외의 금속층 중 하나를 제거함으로써 데이터선 및 공통 데이터 버스 각각을 접속시키는 테스트 저항과 주사선 및 공통 주사 버스 각각을 접속시키는 테스트 저항을 형성하는 단계를 포함한다.(e) a test resistor and a scan line and a common scan connecting each of the data line and the common data bus by removing one of the metal layers other than the bottom metal layer from a portion of each of the data lines adjacent to the common data bus and from each of the scan line bridges. Forming a test resistor connecting each of the buses.
본 구성은 주사선 및 데이터선 또는 인접한 데이터선 사이의 정전기 항복을 방지한다.This configuration prevents electrostatic breakdown between the scan line and the data line or adjacent data lines.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 매트릭스 어레이 기판을 제조하는 방법 프로세스 도중의 한 포인트를 예시하는 개략적인 부분 평면도를 도시한 도면,1 is a schematic partial plan view illustrating one point during a method process of manufacturing an active matrix array substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2a내지 도 2e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 매트릭스 어레이 기판을 제조하는 방법에 있어서 각각의 단계를 예시하는 개략적인 부분 평면도를 도시한 도면,2A-2E show schematic partial plan views illustrating each step in a method of manufacturing an active matrix array substrate according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명과 종래기술의 액티브 매트릭스 어레이 기판의 회로도를 도시한 도면.3 is a circuit diagram of an active matrix array substrate of the present invention and prior art.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 화소 유닛 2 : TFT1: pixel unit 2: TFT
3 : 화소 전극 5 : 데이터선3: pixel electrode 5: data line
6 : 주사선 입력 패드 8 : 데이터선 입력 패드6 scan line input pad 8 data line input pad
10 : 공통 주사 버스 11: 공통 데이터 버스10: common scan bus 11: common data bus
12 : 주사선 테스트 저항 13 : 데이터선 테스트 저항12: scan line test resistance 13: data line test resistance
14 : 공통 주사 패드 15 : 공통 데이터 패드14 common scan pad 15 common data pad
20 : 게이트 전극 21 : a-Si 아일랜드20: gate electrode 21: a-Si island
22 : 게이트 절연체 층의 컨택트 창 23 : 소스 전극22 contact window of the gate insulator layer 23 source electrode
24 : 드레인 전극 25 : 주사선 브리지24 drain electrode 25 scanning line bridge
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 매트릭스 어레이 기판 및 그것의 제조 방법은 도 1, 도 2a내지 2e와 도 3을 참조하여 후술된다. 동일한 번호는 모든 도면에 있어서 동일한 부분을 나타낸다. 매트릭스에 정렬된 각각의 소자에 대한 참조 번호는 본 도면에 있어서 대표적인 부분에만 주어지고, 다른 부분은 클러터링(cluttering)으로 인해 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해 생략되어 진다.An active matrix array substrate and a method for manufacturing the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2A to 2E, and FIG. 3. Like numbers refer to like parts in all figures. Reference numerals for each element arranged in the matrix are given only to the representative parts in this drawing, and other parts are omitted to avoid the drawing complexity due to cluttering.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액티브 매트릭스 어레이 기판은 종래기술 부분에 기술되고 도 3에 도시된 것과 같은 동일한 최종 회로 구성을 갖는다. 다음으로 도 1을 참조하면, 다수의 TFT 및 화소 전극 중 두 개의 TFT(2) 및 화소 전극(3)이 도시되며, 각각의 전극은 유리 기판(도시되지 않음)상에서 매트릭스 형태로 TFT(2)의 드레인 전극(24)에 접속된다. 각각의 TFT(2)의 게이트 전극을 주사하는 주사선(scanning line:4) 및 각각의 TFT(2)의 소스 전극(23)에 이미지 데이터를 공급하는 데이터선(5)이 또한 도시된다. 각각의 TFT(2)는 게이트 전극(20), a-Si 아일랜드(21), 소스 전극(23) 및 드레인 전극(24)을 포함한다. 각각의 주사선(4)은 주사선 테스트 저항(12)을 통하여 공통 주사 버스(10)에 접속되며, 각각의 데이터선(5)은 데이터선 테스트 저항(13)을 통하여 공통 데이터 버스(11)에 접속된다. 주사선 입력 패드(6)가 각각의 주사선(4)에 제공되며 데이터선 입력 패드(8)는 각각의 데이터선(5)에 제공된다. 공통 주사 패드(14)는 공통 주사 버스(10)에 제공되고 공통 데이터 패드(15)는 공통 데이터 버스(11)에 접속된다. 전기적 검사는 외부 패드(6,8,14,15)로부터 프로브됨으로써 구현된다.The active matrix array substrate according to a preferred embodiment of the present invention has the same final circuit configuration as described in the prior art and shown in FIG. Referring next to FIG. 1, two TFTs 2 and pixel electrodes 3 of a plurality of TFTs and pixel electrodes are shown, each electrode TFT 2 in the form of a matrix on a glass substrate (not shown). Is connected to the drain electrode 24. Also shown are a scanning line 4 scanning the gate electrode of each TFT 2 and a data line 5 supplying image data to the source electrode 23 of each TFT 2. Each TFT 2 includes a gate electrode 20, an a-Si island 21, a source electrode 23 and a drain electrode 24. Each scan line 4 is connected to a common scan bus 10 via a scan line test resistor 12, and each data line 5 is connected to a common data bus 11 through a data line test resistor 13. do. Scan line input pads 6 are provided for each scan line 4 and data line input pads 8 are provided for each data line 5. The common scan pad 14 is provided on the common scan bus 10 and the common data pad 15 is connected to the common data bus 11. Electrical inspection is implemented by probes from external pads 6, 8, 14, 15.
본 발명의 바람직한 실시예에서 종래기술과 다른점은 데이터선(5)은 다층 금속 도전체이며 주사선 테스트 저항(12) 및 데이터선 테스트 저항(13)은 종래 기술의 단순한 ITO 층 대신에 다층 금속 구조의 일부분으로 구성된다는 것이다. 이러한 다층 금속 도전체 및 저항을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 기판상에 액티브 매트릭스 어레이를 생산하는 제조 방법은 이하 도 2a 내지 2e를 참조하여 기술되어진다.The preferred embodiment of the present invention differs from the prior art in that the data line 5 is a multilayer metal conductor and the scan line test resistor 12 and the data line test resistor 13 have a multilayer metal structure instead of the conventional ITO layer. It is composed of a part of. A fabrication method for producing an active matrix array on a substrate according to a preferred embodiment of the present invention having such a multilayer metal conductor and resistance is described below with reference to FIGS. 2A-2E.
우선, 350nm 두께의 AlZr 합금(Zr:지극히 작은 1%)층이 유리 기판상에 형성되며 이후에, 도 2에 도시된 바와 같이 주사선(4), TFT 게이트 전극(20), 주사선 입력 패드(6), 공통 주사 버스(10) 및 공통 주사 패드(14)를 형성하기 위해 에칭된다. 바람직하게, 이들은 모두 동시에 형성된다. 주사선(4) 및 공통 주사 패드(14)는 일시 주사선 접속 경로(4a)와 접속한다. 이 일시 주사선 접속 경로(4a)는 후속 프로세스 동안에 제거되지만, 그동안에 정전기 전하의 형성으로부터 어레이 내부를 보호하기 위해 기능한다. 후속 프로세스 단계 동안에 패드(4b)는 주사선 브리지(25)를 접속시키는 역할을 하는 패드이다.First, an AlZr alloy (Zr: extremely small 1%) layer having a thickness of 350 nm is formed on the glass substrate, and then, as shown in FIG. 2, the scan line 4, the TFT gate electrode 20, and the scan line input pad 6 are formed. Are etched to form the common scan bus 10 and the common scan pad 14. Preferably they are all formed simultaneously. The scan line 4 and the common scan pad 14 are connected to the temporary scan line connection path 4a. This temporary scan line connection path 4a is removed during subsequent processes, but in the meantime serves to protect the interior of the array from the formation of electrostatic charges. During the subsequent process step, the pad 4b is a pad which serves to connect the scan line bridge 25.
다음으로, 플리즈마가 지원된 화학적 기상 증착 방법(p-CVD 방법)을 사용하여 전체면상에 3층이 형성된다. SiNx 층은 TFT 게이트 절연 층을 형성한다. a-Si 층은 채널 층을 형성하고, 저-저항 a-Si 층은 TFT 소스와 드레인 사이의 컨택트를 고정시키기 위해 형성된다. 이들 층의 형성 이후에, 도 2b에 도시된 바와 같이, a-Si 층 및 저-저항 a-Si 층이 아일랜드 형상으로 에칭되어서 TFT의 주요 구성요소인 a-Si 아일랜드(21)를 형성한다. 다음으로, 도 2b에 또한 도시된 바와 같이, 일시 주사선 접속 경로(4a)를 커버하는 게이트 절연 SiNx 층의 일부와 주사선 브리지 패드(4b)의 상부 부분상의 SiNx 층의 일부가 제거되어 컨택트 창(22) 및 게이트 절연 층의 컨택트 창을 생성한다.Next, three layers are formed on the entire surface using the chemical vapor deposition method (p-CVD method) supported by the plasma. The SiNx layer forms a TFT gate insulating layer. The a-Si layer forms a channel layer, and the low-resistance a-Si layer is formed to fix the contact between the TFT source and the drain. After formation of these layers, as shown in Fig. 2B, the a-Si layer and the low-resistance a-Si layer are etched in an island shape to form the a-Si island 21, which is the main component of the TFT. Next, as also shown in FIG. 2B, a portion of the gate insulating SiNx layer covering the temporary scan line connection path 4a and a portion of the SiNx layer on the upper portion of the scan line bridge pad 4b are removed to make the contact window 22. And a contact window of the gate insulating layer.
다음으로, 100nm 두께의 Ti 층과 300nm 두께의 Al 층은 다층 금속 층을 형성하기 위해 순차적으로 형성되어 진다. 이후에, 도 2c에 도시된 바와 같이, 이 다층 금속 층은 데이터선(5), 데이터선 접속 경로(5a), 소스 전극(23), 데이터선 입력 패드(8), 공통 데이터 버스(11), 공통 데이터 패드(15), 드레인 전극(24) 및 주사선 브리지(25)를, 바람직하다면 동시에 형성하기 위해 건식 에칭되어 진다. 이 에칭 단계에서, 게이트 절연 층의 컨택트 창(22)을 통해 노출된 일시 주사선 접속 채널(4a)이 제거된다.Next, a 100 nm thick Ti layer and a 300 nm thick Al layer are sequentially formed to form a multilayer metal layer. Subsequently, as shown in FIG. 2C, this multilayer metal layer includes a data line 5, a data line connection path 5 a, a source electrode 23, a data line input pad 8, and a common data bus 11. The common data pad 15, the drain electrode 24 and the scan line bridge 25 are dry etched to form simultaneously if desired. In this etching step, the temporary scan line connection channel 4a exposed through the contact window 22 of the gate insulating layer is removed.
공통 데이터 버스(11) 및 데이터선(5)은 이후에 데이터선 테스트 저항(13)이 되는 데이터선 접속 경로(5a)에 의해 접속된다. 주사선 브리지(25) 또한 프로세스되어 이후에 주사선 테스트 저항(12)을 형성한다. 그러나, 이 단계에서, 일시 주사선 접속 경로(4a)가 제거된 이후에도 주사선 브리지(25)는 주사선(4) 및 공통 주사 버스(10)에 계속해서 접속한다. 데이터선(5)의 에칭 및 일시 주사선 접속 경로(4a)의 제거는 동일한 단계에서 구현될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이터선(5) 및 일시 주사선 접속 경로(4a)는 Al로 구성되며 따라서 동시에 에칭된다. 그러나, 데이터선(5) 및 일시 주사선 접속 경로(4a)가 다른 재료로 구성될 지라도, 둘다 에칭 가스 또는 에칭 용액을 변화시킴으로써 에칭될 수도 있다.The common data bus 11 and the data line 5 are subsequently connected by the data line connection path 5a which becomes the data line test resistor 13. Scan line bridge 25 is also processed to form scan line test resistor 12 thereafter. However, at this stage, even after the temporary scan line connection path 4a is removed, the scan line bridge 25 continues to connect to the scan line 4 and the common scan bus 10. Etching of the data line 5 and removal of the temporary scan line connection path 4a can be implemented in the same step. In the preferred embodiment of the present invention, the data line 5 and the temporary scan line connection path 4a are made of Al and are therefore etched simultaneously. However, even if the data line 5 and the temporary scan line connection path 4a are made of different materials, both may be etched by changing the etching gas or etching solution.
소스 전극(23) 및 드레인 전극(24)사이의 a-Si 아일랜드(21)에서의 저-저항 a-Si 층은 이후에 TFT(2:도 1)의 채널을 성취하기 위해 제거되어 진다.The low-resistance a-Si layer in the a-Si island 21 between the source electrode 23 and the drain electrode 24 is then removed to achieve the channel of the TFT 2 (Fig. 1).
주사선 브리지(25), 데이터선 접속 경로(5a) 및 드레인 전극(24)의 일부상의 Al 상부 층은 이후에 제거되어 Ti 층만이 하부에 남겨진다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 이들은 주사선 테스트 저항(12), 데이터선 테스트 저항(13) 및 드레인 컨택트 전극(24a)이 된다. 드레인 전극(24)상의 Al 층은 제거되는데 그 이유는 하부 Ti층이 낮은 저항에서 이후에 형성될 ITO 화소 전극과 컨택트하는 것이 바람직하기 때문이다. 상부 Al 층은 신호에서의 임의의 지연을 방지하기 위해 데이터선(5)의 저항값을 감소시키는데 사용된다.The Al top layer on the part of the scan line bridge 25, the data line connection path 5a and the drain electrode 24 is subsequently removed so that only the Ti layer remains at the bottom. As shown in FIG. 2D, they become the scan line test resistor 12, the data line test resistor 13, and the drain contact electrode 24a. The Al layer on the drain electrode 24 is removed because it is desirable for the lower Ti layer to contact the ITO pixel electrode to be formed later at low resistance. The upper Al layer is used to reduce the resistance of the data line 5 to prevent any delay in the signal.
다음으로, 보호 절연 층을 생성하기 위해 SiNx층이 p-CVD 방법을 사용하여 형성된다. 이후에, 도 2e에 도시된 바와 같이, 주사선 입력 패드(6), 데이터선 입력 패드(8), 공통 주사 패드(14), 공통 데이터 패드(15) 및 드레인 컨택트 전극(24a)상의 보호 절연 층은 보호 절연 층을 통해 컨택트 창(26)을 각기 형성하기 위해 제거된다. 전체 표면상에 100nm 두께의 ITO층을 형성한 이후에, 보호 절연 층상의 컨택트 창(26)을 통해 TFT 드레인 컨택트 전극(24a)에 접속된 화소 전극(3)이 형성되어 도 2e에 도시된 바와 같이 액티브 매트릭스 어레이 기판을 완성한다.Next, a SiN x layer is formed using the p-CVD method to create a protective insulating layer. Subsequently, as shown in FIG. 2E, the protective insulating layer on the scan line input pad 6, the data line input pad 8, the common scan pad 14, the common data pad 15, and the drain contact electrode 24a. Silver is removed to form contact windows 26 respectively through a protective insulating layer. After forming a 100 nm thick ITO layer on the entire surface, a pixel electrode 3 connected to the TFT drain contact electrode 24a through a contact window 26 on the protective insulating layer is formed, as shown in Fig. 2E. Likewise, the active matrix array substrate is completed.
상술된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 투명한 LCD가 그것의 화소 전극으로서 ITO를 사용하는 액티브 매트릭스 어레이에 관한 것이다. Al 및 Ag와 같은 금속이 ITO 대신에 사용된다면, 화소 전극은 반사 LCD용 액티브 매트릭스 어레이를 획득하는 반사기로서 또한 기능할 것이다. 반사 LCD 경우에는, ITO가 사용되지 않기 때문에, 테스트 저항은 발명의 종래기술 분야에서 기술된 통상적인 방법을 사용하여 형성될 수 없다. 따라서, 본 발명은 반사 LCD용 액티브 매트릭스 어레이에서 보다 큰 효율을 나타냄을 증명한다.As mentioned above, a preferred embodiment of the present invention relates to an active matrix array in which a transparent LCD uses ITO as its pixel electrode. If metals such as Al and Ag are used in place of ITO, the pixel electrode will also function as a reflector to obtain an active matrix array for reflective LCDs. In the case of reflective LCDs, since ITO is not used, the test resistance cannot be formed using conventional methods described in the prior art of the invention. Thus, the present invention demonstrates greater efficiency in active matrix arrays for reflective LCDs.
화소 전극은 주사선 또는 데이터선을 형성하기 이전 단계에서 또한 형성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 화소 전극은 가능한한 큰 개구율(aperture ratio)을 보장하기 위해 보호 절연 층상에 형성된다.The pixel electrode may also be formed in the step before forming the scan line or the data line. In a preferred embodiment of the present invention, the pixel electrode is formed on the protective insulating layer to ensure the aperture ratio as high as possible.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 저-저항 a-Si 층을 제거함으로써 TFT 채널을 형성하는 단계 동안에 주사선(4) 및 공통 주사 버스(10)는 주사선 브리지(25)에 의해 접속된다. 데이터선(5) 및 공통 데이터 버스(11)는 데이터선 접속 경로(5a)에 의해 접속된다. 이는 정전기 항복이 발생하는 것을 방지한다. 데이터선 접속 경로(5a) 대신에 종래기술에서와 같이 접속을 위해 비정질 Si 아일랜드를 사용한다면, 저-저항 a-Si 층을 제거한 이후의 아일랜드의 저항값은 수천만 옴이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Ti 및 Al의 다층 구조는 수백옴의 저항값을 갖는다. 이것은 건식 에칭 프로세스동안 플리즈마에 의해 초래된 정전기 전하로 인한 임의의 손상을 형성하는 것을 방지한다. 전기적 검사는 주사선 테스트 저항(12) 및 데이터선 테스트 저항(13)이 몇 만옴에서 정해지도록 요구한다. 이들 저항 레벨은 단지 상부 Al 층을 제거함으로써 그리고 주사선 브리지(25) 및 데이터선 접속 경로(5a)상의 고-저항 Ti를 남겨놓음으로써 획득되어 질 수 있다.In the preferred embodiment of the present invention, the scan line 4 and the common scan bus 10 are connected by the scan line bridge 25 during the step of forming the TFT channel by removing the low-resistance a-Si layer. The data line 5 and the common data bus 11 are connected by the data line connection path 5a. This prevents electrostatic breakdown from occurring. If an amorphous Si island is used for the connection instead of the data line connection path 5a as in the prior art, the resistance value of the island after removing the low-resistance a-Si layer is tens of millions of ohms. The multilayer structure of Ti and Al according to a preferred embodiment of the present invention has a resistance value of several hundred ohms. This prevents the formation of any damage due to the electrostatic charge caused by the plasma during the dry etching process. Electrical inspection requires the scan line test resistor 12 and data line test resistor 13 to be set at a few tens of ohms. These resistance levels can be obtained only by removing the upper Al layer and leaving high-resistance Ti on the scan line bridge 25 and the data line connection path 5a.
위에 기술한 내용에 있어서, 주사선(4) 및 게이트 전극(20)은 Al-Zr 합금으로 구성된다. Cr, Ta 등의 높은 용융점(melting point)을 갖는 금속이 또한 사용될 수 있다. Ti/Al/Ti와 같은 다층 금속 구조 또한 사용될 수 있다. 대규모 디스플레이 영역 또는 매우 높은 디스플레이 밀도를 갖는 LCD의 경우에 저 저항을 갖는 Al 시스템 금속은 주사선에서 신호 지연에 의해 일어나는 화질의 손상을 막는데 효율적이다.In the above description, the scan line 4 and the gate electrode 20 are made of Al—Zr alloy. Metals with high melting points such as Cr, Ta, etc. may also be used. Multilayer metal structures such as Ti / Al / Ti can also be used. In the case of LCDs with large display areas or very high display densities, Al system metals with low resistance are effective in preventing image quality damage caused by signal delay in the scanning line.
데이터선(5) 및 주사선 브리지(25)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 Ti 및 Al의 다층 구조 층으로 형성된다. 그러나 데이터 신호를 지연시키지 않는 충분히 낮은 저항을 갖는 임의의 재료가 다층 구조의 상부층에서 사용될 수도 있으며, 검사를 위해 각각의 테스트 저항을 실현시키는데 적합한 저항값을 갖는 임의의 재료 및 ITO와 만족할 정도로 전기적으로 컨택트하는 임의의 재료는 하부층에서 사용될 수 있다. 하부층은 Cr, W, Mo 또는 Ta등과 같은 높은 용해점을 갖는 금속으로 구성될 수 있으며, 상부층은 높은 용해점을 갖는 Al 및 하나 이상의 금속의 합금으로 구성될 수 있다. 금속 다층 구조는 3가지 이상의 층을 가질 수 있는데, 이 경우 각각의 검사용 테스트 저항은 최상부층을 제외한 이들 금속층에 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 TFT를 액티브 소자로서 사용한다. 그러나 MIM과 같은 다른 비선형 2 터미널 소자(non-linear two-terminal elements) 또한 사용될 수도 있다.The data line 5 and the scan line bridge 25 are formed of a multilayer structure layer of Ti and Al according to a preferred embodiment of the present invention. However, any material having a sufficiently low resistance that does not delay the data signal may be used in the upper layer of the multilayer structure, and electrically enough to satisfy ITO and any material having a resistance value suitable for realizing each test resistance for inspection. Any material that contacts can be used in the underlying layer. The lower layer may be composed of a metal having a high melting point such as Cr, W, Mo or Ta, and the upper layer may be composed of an alloy of Al and one or more metals having a high melting point. The metal multilayer structure may have three or more layers, in which case each test test resistance is provided to these metal layers except the top layer. A preferred embodiment of the present invention uses a TFT as an active element. However, other non-linear two-terminal elements such as MIM can also be used.
본 발명은 다수의 금속 구조 데이터선의 최하부 층으로 형성되는 데이터선 테스트 저항을 통해 2개 이상의 데이터선에 각각 접속된 공통 데이터 버스와 2개 이상의 데이터선의 최하부 층과 동일한 재료로 구성된 주사선 테스트 저항을 통해 2개 이상의 주사선에 각각 접속된 공통 주사 버스를 포함한다.The present invention provides a data line test resistor formed of the lowermost layers of a plurality of metal structure data lines, and a scan line test resistor composed of the same material as the bottom layer of at least two data lines and a common data bus respectively connected to two or more data lines. It includes a common scan bus, each connected to two or more scan lines.
본 발명은 각각의 주사선과 데이터선 또는 인접한 데이터선 사이의 정전기 항복을 방지하여 만족할 만한 수율을 산출하고 전기적 검사를 가능하게 하는 액티브 매트릭스 어레이 기판 및 그것의 제조 방법을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing an active matrix array substrate and its manufacturing method which prevent electrostatic breakdown between each scan line and data line or adjacent data line to yield satisfactory yields and enable electrical inspection.
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