KR20010064044A - Method for fabricating a Liquid crystal display - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a liquid crystal display device is provided to achieve a stable manufacturing process by preventing defects caused by short between a gate wiring and a pixel electrode. CONSTITUTION: The first metal layer is deposited on a substrate. A gate wiring(200) is formed by patterning the first metal layer using the first mask. A gate insulating layer(202), a pure semiconductor layer(204), an impurity semiconductor(206) and the second and third metal layers are sequentially deposited on the entire surface of the substrate. The second and third metal layers are patterned by using the second mask, thereby forming a source and drain electrode, the first and second gate wiring protecting sections(208,210) and a semiconductor channel. A protective layer(212) is deposited on the second and third metal layers. After covering the source and drain electrode and the channel section with the third mask, a part of the drain electrode is exposed. A transparent conductive electrode is deposited on the substrate. Then, a storage capacitor is formed by overlapping the transparent conductive electrode with a part of the gate wiring(200).

Description

액정 표시장치 제조방법{Method for fabricating a Liquid crystal display}Method for fabricating a liquid crystal display

본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 제조방법 및 그 제조 방법에 따른 액정 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image display device, and more particularly, to a manufacturing method of a liquid crystal display (LCD) including a thin film transistor (TFT) and a liquid crystal display device according to the manufacturing method. will be.

특히, 본 발명은 액정 표시장치를 제조하는데 있어서, 사용되는 마스크 수를 줄여 제조하는 방법 및 그 방법에 의해 제조된 액정 표시장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a method of manufacturing by reducing the number of masks used in manufacturing a liquid crystal display, and a liquid crystal display manufactured by the method.

액정 표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용한다. 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 갖고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.The driving principle of the liquid crystal display device uses the optical anisotropy and polarization property of the liquid crystal. Since the liquid crystal is thin and long in structure, the liquid crystal has directivity in the arrangement of molecules, and the direction of the molecular arrangement can be controlled by artificially applying an electric field to the liquid crystal.

따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의하여 상기 액정의 분자 배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.Accordingly, when the molecular arrangement direction of the liquid crystal is arbitrarily adjusted, the molecular arrangement of the liquid crystal is changed, and light is refracted in the molecular arrangement direction of the liquid crystal due to optical anisotropy to express image information.

현재에는 전술한 바 있는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정 표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.Currently, the active matrix liquid crystal display (AM-LCD) in which the above-described thin film transistor and pixel electrodes connected to the thin film transistor are arranged in a matrix manner has attracted the most attention due to its excellent resolution and ability to implement video.

일반적으로 액정 표시장치를 구성하는 기본적인 부품인 액정 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다.In general, the structure of a liquid crystal panel, which is a basic component of a liquid crystal display, will be described.

도 1은 일반적인 액정 패널의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cross section of a general liquid crystal panel.

액정 패널(20)은 여러 종류의 소자들이 형성된 두 장의 기판(2, 4)이 서로 대응되게 형성되고, 상기 두 장의 기판(2, 4) 사이에 액정층(10)이 개재된 형태로 위치하고 있다.In the liquid crystal panel 20, two substrates 2 and 4 having various kinds of elements are formed to correspond to each other, and the liquid crystal layer 10 is interposed between the two substrates 2 and 4. .

상기 액정 패널(20)에는 색상을 표현하는 컬러필터가 형성된 상부 기판(4)과 상기 액정층(10)의 분자 배열방향을 변환시킬 수 있는 스위칭 회로가 내장된 하부 기판(2)으로 구성된다.The liquid crystal panel 20 includes an upper substrate 4 having a color filter representing a color and a lower substrate 2 having a switching circuit capable of converting a molecular arrangement direction of the liquid crystal layer 10.

상기 상부 기판(4)은 색을 구현하는 컬러필터층(8)과, 상기 컬러필터층(8)을 덮는 공통전극(12)이 형성되어 있다. 상기 공통전극(12)은 액정(10)에 전압을 인가하는 한쪽전극의 역할을 한다. 상기 하부 기판(2)은 스위칭 역할을 하는 박막 트랜지스터(S)와, 상기 박막 트랜지스터(S)로부터 신호를 인가 받고 상기 액정(10)으로 전압을 인가하는 다른 한쪽의 전극역할을 하는 화소전극(14)으로 구성된다.The upper substrate 4 includes a color filter layer 8 for implementing color and a common electrode 12 covering the color filter layer 8. The common electrode 12 serves as one electrode for applying a voltage to the liquid crystal 10. The lower substrate 2 has a thin film transistor S serving as a switching function and a pixel electrode 14 serving as an electrode for receiving a signal from the thin film transistor S and applying a voltage to the liquid crystal 10. It is composed of

상기 화소전극(14)이 형성된 부분을 화소부(P)라고 한다.The portion where the pixel electrode 14 is formed is called the pixel portion P. FIG.

그리고, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 사이에 주입되는 액정(10)의누설을 방지하기 위해, 상기 상부 기판(4)과 하부 기판(2)의 가장자리에는 실란트(sealant : 6)로 봉인되어 있다.In order to prevent leakage of the liquid crystal 10 injected between the upper substrate 4 and the lower substrate 2, sealants (sealant) is formed at the edges of the upper substrate 4 and the lower substrate 2. It is sealed with).

상기 도 1에 도시된 하부 기판(2)의 평면도를 나타내는 도 2에서 하부 기판(2)의 작용과 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and configuration of the lower substrate 2 in Figure 2 showing a plan view of the lower substrate 2 shown in FIG. 1 as follows.

하부 기판(2)에는 화소전극(14)이 형성되어 있고, 상기 화소전극(14)의 수직 및 수평 배열 방향에 따라 각각 데이터 배선(24) 및 게이트 배선(22)이 형성되어 있다.The pixel electrode 14 is formed on the lower substrate 2, and the data line 24 and the gate line 22 are formed in the vertical and horizontal alignment directions of the pixel electrode 14, respectively.

그리고, 능동행렬 액정 표시장치의 경우, 화소전극(14)의 한쪽 부분에는 상기 화소전극(14)에 전압을 인가하는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(S)가 형성되어 있다. 상기 박막 트랜지스터(S)는 게이트 전극(26), 소스 및 드레인 전극(28, 30)으로 구성되며, 상기 게이트 배선(22)의 일부에는 게이트 전극(26) 부분이 정의되고, 상기 소스 전극(28)은 상기 데이터 배선(24)에 연결되어 있다.In the active matrix liquid crystal display device, a thin film transistor S, which is a switching element for applying a voltage to the pixel electrode 14, is formed at one portion of the pixel electrode 14. The thin film transistor S includes a gate electrode 26, source and drain electrodes 28 and 30, and a portion of the gate wire 22 defines a portion of the gate electrode 26, and the source electrode 28. ) Is connected to the data line 24.

또한, 상기 데이터 배선(24) 및 게이트 배선(22)의 일 끝단에는 각각 데이터 패드(23) 및 게이트 패드(21)가 형성되어, 상기 박막 트랜지스터(S) 및 화소전극(14)을 각각 구동하는 구동회로(미도시)와 연결된다.In addition, data pads 23 and gate pads 21 are formed at one ends of the data line 24 and the gate line 22, respectively, to drive the thin film transistor S and the pixel electrode 14, respectively. It is connected to a driving circuit (not shown).

그리고, 상기 드레인 전극(30)은 상기 화소전극(14)과 드레인 콘택홀(30')을 통해 전기적으로 연결되어 있다.The drain electrode 30 is electrically connected to the pixel electrode 14 through the drain contact hole 30 ′.

또한, 상기 게이트 배선(22)의 일부분에는 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성되어 상기 화소전극(14)과 더불어 전하를 저장하는 역할을 수행한다.In addition, a storage capacitor C st is formed in a portion of the gate line 22 to store charge together with the pixel electrode 14.

상술한 능동행렬 액정 표시장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The operation of the active matrix liquid crystal display device described above is as follows.

스위칭 박막 트랜지스터(S)의 게이트 전극(26)에 전압이 인가되면, 데이터 신호가 화소전극(14)으로 인가되고, 게이트 전극(26)에 신호가 인가되지 않는 경우에는 화소전극(14)에 전압이 인가되지 않는다.When a voltage is applied to the gate electrode 26 of the switching thin film transistor S, the data signal is applied to the pixel electrode 14, and when the signal is not applied to the gate electrode 26, the voltage is applied to the pixel electrode 14. This is not authorized.

액정 표시장치를 구성하는 액정 패널의 제조공정은 매우 복잡한 여러 단계의 공정이 복합적으로 이루어져 있다. 특히, 박막 트랜지스터(S)가 형성된 하부 기판은 여러 번의 마스크 공정을 거쳐야 한다.The manufacturing process of the liquid crystal panel constituting the liquid crystal display device is a complex process of several complex steps. In particular, the lower substrate on which the thin film transistor S is formed must go through several mask processes.

최종 제품의 성능은 이런 복잡한 제조공정에 의해 결정되는데, 가급적이면 공정이 간단할수록 불량이 발생할 확률이 줄어들게 된다. 즉, 하부 기판에는 액정 표시장치의 성능을 좌우하는 주요한 소자들이 많이 형성되므로, 제조 공정을 단순화하여야 한다.The performance of the final product is determined by this complex manufacturing process. Preferably, the simpler the process, the less likely it is that defects will occur. That is, since a number of major elements that determine the performance of the liquid crystal display are formed on the lower substrate, the manufacturing process should be simplified.

일반적으로 하부 기판의 제조공정은 만들고자 하는 각 소자에 어떤 물질을 사용하는가 혹은 어떤 사양에 맞추어 설계하는가에 따라 결정되는 경우가 많다.In general, the manufacturing process of the lower substrate is often determined by what material is used for each device to be made or designed according to the specification.

예를 들어, 과거 소형 액정 표시장치의 경우는 별로 문제시되지 않았지만, 12인치 이상의 대면적 액정 표시장치의 경우에는 게이트 배선에 사용되는 재질의 고유 저항 값이 화질의 우수성을 결정하는 중요한 요소가 된다. 따라서, 대면적의 액정 표시소자의 경우에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 저항이 낮은 금속을 사용하는 것이 바람직하다.For example, in the past, a small liquid crystal display was not a problem, but in the case of a large area liquid crystal display of 12 inches or more, the resistivity value of the material used for the gate wiring is an important factor in determining the superiority of the image quality. Therefore, in the case of a large area liquid crystal display element, it is preferable to use a metal with low resistance, such as aluminum or an aluminum alloy.

한편, 일반적으로 액정 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터의 구조는 역 스태거드(Inverted Staggered)형 구조가 많이 사용된다. 이는 구조가 간단하면서도성능이 우수하기 때문이다.In general, an inverted staggered type structure of a thin film transistor used in a liquid crystal display is generally used. This is because the structure is simple and the performance is excellent.

또한, 상기 역 스태거드형 박막 트랜지스터는 채널 형성 방법에 따라 백 채널 에치형(back channel etch : EB)과 에치 스타퍼형(etch stopper : ES)으로 나뉘며, 구조가 간단한 백 채널 에치형 구조가 적용되는 액정 표시소자 제조공정에 관해 설명한다.In addition, the reverse staggered thin film transistor is divided into a back channel etch type (EB) and an etch stopper type (ES) according to a channel forming method, and a simple back channel etch type structure is applied. The liquid crystal display device manufacturing process will be described.

이하, 종래의 능동행렬 액정 표시장치의 제조공정을 도 3a 내지 도 3e를 참조하여 설명한다. 도 3a 내지 도 3e는 설명의 편이를 위해 도 2의 절단선 A-A 및 B-B의 단면도이다.Hereinafter, a manufacturing process of a conventional active matrix liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. 3A to 3E. 3A to 3E are cross-sectional views taken along cut lines A-A and B-B of FIG. 2 for ease of description.

먼저, 기판(1)에 이물질이나 유기성 물질을 제거하고, 증착될 게이트 물질의 금속 박막과 유리기판의 접촉성(adhesion)을 좋게 하기 위하여 세정을 실시한 후, 스퍼터링(sputtering)에 의하여 금속막을 증착한다.First, a foreign material or an organic material is removed from the substrate 1, and the metal film is deposited by sputtering after cleaning to improve the adhesion between the metal film of the gate material to be deposited and the glass substrate. .

도 3a는 상기 금속막 증착 후에 제 1 마스크로 패터닝하여 게이트 전극(26)과 캐패시터 제 1 전극(22)을 형성하는 단계이다. 능동 행렬 액정 표시장치의 동작에 중요한 게이트 전극(26) 물질은 RC 딜레이(delay)를 작게 하기 위하여 저항이 작은 알루미늄이 주류를 이루고 있으나, 순수 알루미늄은 화학적으로 내식성이 약하고, 후속의 고온 공정에서 힐락(hillock) 형성에 의한 배선 결함문제를 야기하므로, 알루미늄 배선의 경우는 합금의 형태로 쓰이거나 적층구조가 적용되기도 한다. 그리고 상기 게이트 전극(26)과 상기 캐패시터 제 1 전극(22)은 동일 패턴이고, 게이트 배선에 해당하는 부분으로 그 기능상 게이트 전극(26)과 캐패시터 제 1 전극(22)으로 지칭된다.3A is a step of forming a gate electrode 26 and a capacitor first electrode 22 by patterning with a first mask after the metal film deposition. The gate electrode 26 material, which is important for the operation of the active matrix liquid crystal display, is mainly composed of aluminum having low resistance to reduce the RC delay, but pure aluminum has low chemical resistance to corrosion and is healed in subsequent high temperature processes. In the case of aluminum wiring, it is used in the form of an alloy or a laminated structure is applied because it causes a wiring defect problem due to the formation of the hi-lock. The gate electrode 26 and the capacitor first electrode 22 have the same pattern and correspond to the gate wiring, and are functionally referred to as the gate electrode 26 and the capacitor first electrode 22.

다음으로, 도 3b를 참조하여 설명하면, 상기 게이트 전극(26) 및 캐패시터 제 1 전극(22) 형성후, 그 상부 및 노출된 기판 전면에 걸쳐 절연막(50)을 증착한다. 또한, 상기 게이트 절연막(50) 상에 연속으로 반도체 물질인 비정질 실리콘(a-Si:H : 52)과 불순물이 함유된 비정질 실리콘(n+a-Si:H : 54)을 증착한다.Next, referring to FIG. 3B, after forming the gate electrode 26 and the capacitor first electrode 22, an insulating film 50 is deposited over the top and the entire exposed substrate. In addition, amorphous silicon (a-Si: H: 52), which is a semiconductor material, and amorphous silicon (n + a-Si: H: 54) containing impurities are deposited on the gate insulating film 50 in succession.

상기 반도체 물질 증착 후에 제 2 마스크로 패터닝하여 액티브층(55)과 상기 액티브층과 동일형태의 반도체 아일랜드(53)를 형성한다.After the deposition of the semiconductor material, a pattern is formed with a second mask to form an active layer 55 and a semiconductor island 53 having the same shape as the active layer.

상기 불순물이 함유된 비정질 실리콘(54)은 추후 생성될 금속층과 상기 액티브층(55)과의 접촉저항을 줄이기 위한 목적이다.The amorphous silicon 54 containing the impurity is to reduce the contact resistance between the metal layer to be formed later and the active layer 55.

이후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 금속층을 증착하고 제 3 마스크로 패터닝하여 소스 전극(28) 및 드레인 전극(30)을 형성한다. 상기 소스 및 드레인 전극(28, 30)과 동시에 상기 소스 전극(28)과 연결된 데이터 배선(24)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 3C, a metal layer is deposited and patterned with a third mask to form a source electrode 28 and a drain electrode 30. The data line 24 connected to the source electrode 28 is formed at the same time as the source and drain electrodes 28 and 30.

또한, 상기 캐패시터 제 1 전극(22) 상부 상기 절연막(50) 상에 상기 캐패시터 제 1 전극(22)의 일부와 겹치게 캐패시터 제 2 전극(58)을 형성한다. 즉, 제 3 마스크 공정에서 데이터 배선(24), 소스 전극(28), 드레인 전극(30), 캐패시터 제 2 전극(58)이 형성되게 된다.In addition, the capacitor second electrode 58 is formed on the capacitor first electrode 22 so as to overlap with a portion of the capacitor first electrode 22. In other words, the data line 24, the source electrode 28, the drain electrode 30, and the capacitor second electrode 58 are formed in the third mask process.

그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(28, 30)을 마스크로 하여 상기 소스 전극(28)과 상기 드레인 전극(30) 사이에 존재하는 옴익 접촉층을 제거한다. 만약, 상기 소스 전극(28)과 상기 드레인 전극(30) 사이에 존재하는 옴익 접촉층을 제거하지 않으면 박막 트랜지스터(S)의 전기적 특성에 심각한 문제가 발생할 수 있으며, 성능에서도 큰 문제가 생긴다.The ohmic contact layer existing between the source electrode 28 and the drain electrode 30 is removed using the source and drain electrodes 28 and 30 as a mask. If the ohmic contact layer between the source electrode 28 and the drain electrode 30 is not removed, a serious problem may occur in the electrical characteristics of the thin film transistor S, and a great problem may occur in performance.

상기 옴익 접촉층의 제거에는 신중한 주의가 요구된다. 실제 옴익 접촉층의 식각시에는 그 하부에 형성된 액티브층과 식각 선택비가 없으므로 액티브층을 약 500 Å 정도 과식각을 시키는데, 식각 균일도(etching uniformity)는 박막 트랜지스터(S)의 특성에 직접적인 영향을 미친다.Careful attention is required to removing the ohmic contact layer. In actual etching of the ohmic contact layer, since there is no etch selectivity with the active layer formed thereunder, the active layer is overetched by about 500 Å. The etching uniformity directly affects the characteristics of the thin film transistor S .

이후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 절연막을 증착하고 제 4 마스크로 패터닝하여 액티브층(55)을 보호하기 위해 보호막(56)을 형성한다. 상기 보호막(56)은 액티브층(55)의 불안정한 에너지 상태 및 식각시 발생하는 잔류물질에 의해 박막 트랜지스터 특성에 나쁜 영향을 끼칠 수 있으므로 무기질의 실리콘 질화막(SiNx) 내지는 실리콘 산화막(SiO2)이나 무기질의 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 3D, an insulating film is deposited and patterned with a fourth mask to form a protective film 56 to protect the active layer 55. The passivation layer 56 may adversely affect the characteristics of the thin film transistor due to the unstable energy state of the active layer 55 and the residual material generated during etching, so that the inorganic silicon nitride layer (SiN x ) or the silicon oxide layer (SiO 2 ) or the like may be adversely affected. It is formed of inorganic BCB (Benzocyclobutene).

상기 보호막(56)은 높은 광투과율과 내습 및 내구성이 있는 물질의 특성을 요구한다.The passivation layer 56 requires high light transmittance, properties of a moisture resistant and durable material.

상기 보호막(56) 패터닝시 콘택홀을 형성하는 공정이 추가되는데, 데이터 패드 콘택홀(23)과 드레인 콘택홀(30') 및 스토리지 콘택홀(58')을 각각 형성한다.A process of forming a contact hole during patterning of the passivation layer 56 is added. The data pad contact hole 23, the drain contact hole 30 ′, and the storage contact hole 58 ′ are respectively formed.

상기 데이터 패드 콘택홀(23)은 추후공정에서 생성될 투명도전막과 상기 데이터 배선(42)과의 접촉을 위함이고, 상기 드레인 콘택홀(30') 및 상기 스토리지 콘택홀(58')은 화소전극과의 접촉을 위함이다.The data pad contact hole 23 is for contact between the transparent conductive film to be created in a later process and the data line 42, and the drain contact hole 30 ′ and the storage contact hole 58 ′ are pixel electrodes. For contact with

도 3e에 도시된 공정은 투명한 도전물질(Transparent Conducting Oxide : TCO)을 증착하고 제 5 마스크로 패터닝하여 화소전극(14)을 형성하는 공정이다. 상기 투명한 도전물질은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 쓰인다. 상기 화소전극(14)은 캐패시터 제 2 전극(58)과 접촉되며, 또한, 상기 드레인 전극(30)과 상기 드레인 콘택홀(30')을 통해 전기적으로 접촉하고 있다.The process illustrated in FIG. 3E is a process of forming a pixel electrode 14 by depositing a transparent conductive oxide (TCO) and patterning it with a fifth mask. ITO (Indium Tin Oxide) is mainly used as the transparent conductive material. The pixel electrode 14 is in contact with the capacitor second electrode 58 and is in electrical contact with the drain electrode 30 through the drain contact hole 30 ′.

상술한 공정에 의해서 액정 표시장치의 박막 트랜지스터 기판은 완성되게 된다.By the above-described process, the thin film transistor substrate of the liquid crystal display device is completed.

상술한 능동 행렬 액정 표시장치의 제조 방법은 기본적으로 사용되는 5 마스크 방법이다. 그러나 박막 트랜지스터를 형성하는 과정에서 게이트 전극을 알루미늄으로 사용할 경우에는 알루미늄 표면에 생길 수 있는 힐락의 문제를 해결하기 위해 적어도 2개의 마스크가 더 필요하다. 따라서, 박막 트랜지스터 기판을 구성하기 위해 적어도 5 내지 6번의 마스크 공정이 필요하다.The manufacturing method of the active matrix liquid crystal display described above is a five mask method used basically. However, when the gate electrode is used as aluminum in the process of forming the thin film transistor, at least two masks are needed to solve the problem of hillock that may occur on the aluminum surface. Therefore, at least five to six mask processes are required to construct the thin film transistor substrate.

액정 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터 기판을 제조하는데 있어서 사용되는 마스크 공정에는 세정, 증착, 베이킹, 식각 등 여러 공정을 수반하고 있다. 따라서, 마스크 공정을 한번만 단축해도, 제조시간은 상당히 많이 줄어들고, 그 만큼 생산 수율과, 제조 원가 측면에서 유리하다.The mask process used in manufacturing a thin film transistor substrate used in a liquid crystal display device involves various processes such as cleaning, deposition, baking, and etching. Therefore, even if the mask process is shortened once, the manufacturing time is considerably reduced, which is advantageous in terms of production yield and manufacturing cost.

따라서, 상기와 같은 종래의 액정 표시장치의 제조공정 중에서 마스크 수를 줄이는 액정 표시장치의 제조방법이 연구/개발되었다.Therefore, the manufacturing method of the liquid crystal display which reduces the number of masks in the manufacturing process of the above conventional liquid crystal display device was researched / developed.

도 4a 내지 도 4d는 액정 표시장치의 제조방법에 있어서, 4번의 마스크만으로 박막 트랜지스터 어레이 패널을 제조하는 공정을 도시한 공정도이다.4A to 4D are process diagrams illustrating a process of manufacturing a thin film transistor array panel using only four masks in the method of manufacturing a liquid crystal display device.

먼저, 도 4a는 제 1 금속을 증착하고 제 1 마스크를 사용하여 게이트 전극(102)을 형성하는 단계를 도시하고 있다. 상기 게이트 전극(102) 형성시 인접게이트 배선(101)도 동시에 형성되는데, 상기 인접 게이트 배선(101)은 추후 스토리지 캐패시터의 일 전극으로서 역할을 하게 된다.First, FIG. 4A illustrates the steps of depositing a first metal and forming a gate electrode 102 using a first mask. When the gate electrode 102 is formed, the adjacent gate wiring 101 is also formed at the same time. The adjacent gate wiring 101 serves as an electrode of a storage capacitor later.

상기 게이트 전극(102)의 형성에 사용되는 상기 제 1 금속은 일반적으로 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 등이 사용될 수 있다.As the first metal used to form the gate electrode 102, chromium (Cr), molybdenum (Mo), or the like may be generally used.

도 4b는 상기 제 1 마스크로 패터닝된 제 1 금속(101, 102) 상부 및 노출된 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막(150)과 반도체층(152, 154)을 순서대로 증착하고, 이후, 상기 반도체(152, 154)층 상부 전면에 걸쳐 연속으로 제 2 금속을 증착하고 제 2 마스크로 패터닝한 후, 보호막(158)을 증착하는 단계를 도시한 도면이다. 이 때, 상기 반도체층(152, 154)은 순수 반도체층(152)과 불순물이 함유된 반도체(154)층으로 다시 분류할 수 있다.FIG. 4B sequentially deposits the gate insulating layer 150 and the semiconductor layers 152 and 154 over the first metals 101 and 102 patterned with the first mask and the entire surface of the exposed substrate, and then the semiconductor ( 152, 154) shows a step of depositing a protective film 158 after depositing a second metal in succession over the entire upper surface of the layer and patterning with a second mask. In this case, the semiconductor layers 152 and 154 may be classified into a pure semiconductor layer 152 and a semiconductor 154 layer containing impurities.

즉, 상기 도 4b에 도시된 도면은 여러 가지 공정이 복합적으로 이루어지는데, 제 2 금속을 증착하고, 제 2 마스크로 패터닝하여 소스 및 드레인 전극(110, 108)과 게이트 배선 보호전극(156)을 형성한다.In other words, the process illustrated in FIG. 4B is a combination of various processes, in which a second metal is deposited and patterned with a second mask to form the source and drain electrodes 110 and 108 and the gate wiring protection electrode 156. Form.

그리고, 상기 패터닝된 제 2 금속(소스 및 드레인 전극과 게이트 배선 보호전극)을 마스크로 하여 상기 노출된 불순물 반도체층(154)을 제거하여 상기 소스 전극(110) 및 드레인 전극(108) 사이에 채널(Channel)을 형성한다.The exposed impurity semiconductor layer 154 is removed using the patterned second metal (source and drain electrodes and gate wiring protection electrodes) as a mask to form a channel between the source electrode 110 and the drain electrode 108. (Channel) is formed.

더 자세히 설명하면, 제 2 마스크에 의해 패터닝된 소스 및 드레인 전극과 게이트 배선 보호전극을 마스크로 하여 상기 반도체층의 일부인 불순물이 함유된 반도체층(154)을 제거한다.In more detail, the semiconductor layer 154 containing impurities, which are part of the semiconductor layer, is removed using the source and drain electrodes patterned by the second mask and the gate wiring protection electrode as masks.

상기 불순물이 함유된 반도체층(154)을 제거한 후 보호막(158)을 형성한다.After removing the semiconductor layer 154 containing the impurity, a protective film 158 is formed.

도 4c에 도시된 도면은 4 번의 마스크만으로 액정 표시장치를 제조하는데 있어서 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 공정을 도시한 도면이다.FIG. 4C is a diagram illustrating a process that can be said to be the most important part in manufacturing a liquid crystal display using only four masks.

도 4c는 상기 보호막(158)을 제 3 마스크로 패터닝하여 상기 소스 및 드레인 전극(110, 108)과 상기 드레인 전극의 일부분이 노출되도록 드레인 콘택홀(114)을 형성하도록 패터닝한 후, 그 이외의 부분은 모두 식각한다.4C illustrates that the passivation layer 158 is patterned with a third mask to form a drain contact hole 114 to expose the source and drain electrodes 110 and 108 and a portion of the drain electrode. All parts are etched.

이 때, 패터닝된 보호막이 존재하는 영역은 도 4c에 도시된 B영역이 된다. 그리고, 상기 패터닝된 보호막은 채널부(CH) 상부를 덮는다.At this time, the region where the patterned protective film exists is the region B shown in Fig. 4C. The patterned passivation layer covers the upper portion of the channel portion CH.

또한, 상기 보호막 패터닝 후에 패터닝된 보호막(B)을 제외한 부분에 형성된 제 2 금속층 및 그 하부에 형성된 반도체층을 동시에 식각한다.In addition, after the protective layer patterning, the second metal layer formed on the portion excluding the patterned protective layer B and the semiconductor layer formed thereunder are simultaneously etched.

그리고, 드레인 전극(108)상부 소정의 위치에 드레인 콘택홀(114)을 형성한다. 상기 드레인 콘택홀(114)은 상기 패터닝된 보호막(B) 상부에서 게이트 절연막 상부까지 연통되게 형성된다.The drain contact hole 114 is formed at a predetermined position on the drain electrode 108. The drain contact hole 114 is formed to communicate from an upper portion of the patterned passivation layer B to an upper portion of the gate insulating layer.

이 때, 식각되는 부분은 두 개의 영역으로 구분할 수 있다. 즉, 보호막, 순수 반도체층, 게이트 절연막이 식각되는 영역(A)과 보호막, 제 2 금속, 반도체층이 식각되는 영역(C)으로 구분될 수 있다.In this case, the portion to be etched may be divided into two regions. That is, the protection layer may be divided into a region A in which the passivation layer, the pure semiconductor layer, and the gate insulation layer are etched, and a region C in which the passivation layer, the second metal, and the semiconductor layer are etched.

즉, 상기 제 3 마스크공정에서 식각되는 영역은 두 부분으로 나눌 수 있다. 즉, A 영역과 C 영역이 그것인데, 최종적으로 식각된 부분만을 중심으로 설명하면, A 영역은 보호막(158)과 순수 반도체층(152) 및 게이트 절연막(150)이 동시에 식각되어 최종적으로 기판(1)이 노출된 영역이고, C 영역은 보호막(158)과 제 2 금속층인 게이트 배선 보호부(156)와 불순물 및 순수 반도체층(154, 152)이 식각되어 최종적으로 게이트 절연막(150)이 노출된 영역이다.That is, the region etched in the third mask process may be divided into two parts. That is, the area A and the area C, which are only the portions that are finally etched, are described. In the area A, the passivation layer 158, the pure semiconductor layer 152, and the gate insulating layer 150 are simultaneously etched to form a substrate ( 1) is an exposed region, and in the C region, the passivation layer 158, the gate wiring protection unit 156 which is the second metal layer, and the impurity and pure semiconductor layers 154 and 152 are etched to finally expose the gate insulation layer 150. Area.

즉, 다시 설명하면, A 영역과 C 영역은 동시에 식각하다 형성되는 영역으로, C 영역에 최종적으로 게이트 절연막이 노출된 이유는 C 영역의 식각시 제 2 금속층이 식각되게 되는데, 이 때, 제 2 금속층이 그 하부에 형성된 게이트 절연막의 식각을 방지하기 때문이다.In other words, the A region and the C region are etched at the same time, and the reason why the gate insulating layer is finally exposed to the C region is that the second metal layer is etched when the C region is etched. This is because the metal layer prevents etching of the gate insulating film formed under the metal layer.

따라서, 상기 게이트 배선(101) 상에는 최종적으로 게이트 절연막(150)이 남게되어, 추후 공정에서 생길 수 있는 게이트 배선(101)의 노출에 의한 게이트 배선(101)의 손상을 방지하였다.Accordingly, the gate insulating film 150 is finally left on the gate wiring 101, thereby preventing damage to the gate wiring 101 due to the exposure of the gate wiring 101, which may occur in a later process.

도 4d는 투명 도전막을 증착하고 제 4 마스크로 패터닝하여 화소전극(116)을 형성하는 단계를 도시한 도면이다. 이 때, 상기 드레인 전극(108)과 상기 화소전극(116)과의 접촉은 상기 드레인 콘택홀(114)을 통해 측면접촉(side contact)하게 된다.FIG. 4D is a diagram illustrating a step of forming a pixel electrode 116 by depositing a transparent conductive film and patterning with a fourth mask. In this case, the contact between the drain electrode 108 and the pixel electrode 116 is in side contact with the drain contact hole 114.

상기 화소전극(116)은 게이트 배선(101)과 소정 면적 오버랩 되게 형성되는데, 이는 스토리지 캐패시터(Cst)를 형성하기 위함이다. 즉, 상기 게이트 배선(101)과 상기 화소전극(116)이 겹치는 부분에서 스토리지 캐패시터(Cst)가 형성되게 되는 것이다.The pixel electrode 116 is formed to overlap the gate line 101 by a predetermined area, so as to form a storage capacitor Cst. That is, the storage capacitor Cst is formed at a portion where the gate wiring 101 and the pixel electrode 116 overlap.

상술한 바와 같이 단 4번의 마스크 공정만으로 액정 표시장치의 제작이 가능하기 때문에 제품의 수율을 향상할 수 있다.As described above, since the liquid crystal display can be manufactured using only four mask processes, the yield of the product can be improved.

상술한 종래의 액정 표시장치의 제조방법은 4번의 마스크만으로 액정 표시장치를 제조함에 있어서 문제시 될 수 있는 게이트 배선의 식각용액에 의한 노출을 제 2 금속층인 소스/드레인 금속을 사용하여 게이트 배선을 보호함을 특징으로 하였다.The conventional method of manufacturing the liquid crystal display device described above uses the source / drain metal, which is the second metal layer, to expose the gate wiring, which may be a problem in manufacturing the liquid crystal display device using only four masks. It was characterized by a protective box.

그러나, 도 4d의 스토리지 캐패시터의 제조공정 중에서 불순물에 의한 단락(short) 불량이 발생할 수 있다. 즉, 도 5a와 도 5b를 참조하여 종래 4 마스크의 액정 표시장치의 문제점을 설명하면 다음과 같다.However, short defects due to impurities may occur in the manufacturing process of the storage capacitor of FIG. 4D. That is, a problem of the liquid crystal display of the conventional four masks will be described with reference to FIGS. 5A and 5B as follows.

도 5a는 도 4b의 제 2 마스크 공정 후의 단계를 스토리지 캐패시터(Cst)를 중심으로 도시한 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a step after the second mask process of FIG. 4B centering on a storage capacitor Cst.

도시된 도면에서와 같이, 제 2 금속층인 게이트 배선 보호전극(156)을 형성할 때, 불순물 반도체층(154) 상부에 이물질(P)이 떨어질 수 있다.As illustrated in the drawing, when the gate wiring protection electrode 156 is formed as the second metal layer, the foreign substance P may fall on the impurity semiconductor layer 154.

상기 이물질(P)은 상기 게이트 배선 보호전극(156)의 형성에 저해된다. 즉, 상기 이물질(P)을 중심으로 그 주변에는 상기 게이트 배선 보호전극(156)이 형성되지 않게 된다.The foreign substance P is inhibited from forming the gate wiring protection electrode 156. That is, the gate wiring protection electrode 156 is not formed around the foreign substance P.

상기와 같이 게이트 배선 보호전극(156)이 어느 한 부분에서(즉, 이물질이 형성된 부분) 형성되지 않게 되면 심각한 불량을 유발할 수 있게 된다.As described above, when the gate wiring protection electrode 156 is not formed at any one portion (that is, a portion in which foreign matter is formed), serious defects may be caused.

도 5b는 도 4c와 도 4d의 식각공정 및 화소전극 형성과정에서 스토리지 캐패시터(Cst)를 중심으로 도시한 도면(도 4c의 C 영역의 식각부)이다.FIG. 5B is a view illustrating the storage capacitor Cst in the etching process and the pixel electrode formation process of FIGS. 4C and 4D (the etching portion of the region C of FIG. 4C).

도시된 도면에서와 같이, 도 4c의 상기 보호막(158) 및 그 하부의 게이트 배선 보호전극(156)을 제거할 때, 상기 이물질(P)에 의해 게이트 배선 보호전극(156)이 형성되지 않은 부분에서는 게이트 절연막(150)의 식각 방지막의 역할을 하지 못하게 됨으로 상기 게이트 전극(150)이 식각되게 된다. 따라서, 화소전극(116)을 형성할 때, 상기 식각된 게이트 절연막(150) 부분으로 상기 화소전극(116)과 게이트 배선(101)이 단락(short)되게 된다.As shown in the drawing, when the protective layer 158 and the gate wiring protection electrode 156 in the lower portion of FIG. In this case, the gate electrode 150 is etched because the gate insulating layer 150 does not serve as an etch stop layer. Therefore, when the pixel electrode 116 is formed, the pixel electrode 116 and the gate wiring 101 are shorted to the etched gate insulating layer 150.

상기와 같이 화소전극(116)과 게이트 배선(101)이 단락 되면, 스토리지 캐패시터의 불량으로 이어지고, 이로 인해 프리커 등의 화질에 치명적인 불량이 유발할 수 있게 된다.As described above, when the pixel electrode 116 and the gate wiring 101 are shorted, the storage capacitor may be defective, which may cause a fatal defect in the image quality of the precursor.

본 발명은 상기와 같은 4 마스크로 제작된 액정 표시장치에서 안정된 제조공정을 확보하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to ensure a stable manufacturing process in the liquid crystal display device manufactured by the four masks as described above.

도 1은 일반적인 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면을 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a cross section corresponding to one pixel portion of a general liquid crystal display device.

도 2는 일반적인 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 평면을 도시한 평면도.2 is a plan view illustrating a plane corresponding to one pixel part of a general liquid crystal display;

도 3a 내지 도 3e는 도 2의 절단선 A-A 및 B-B를 따른 단면의 공정을 나타내는 공정도.3A to 3E are process diagrams showing a process of cross sections along cut lines A-A and B-B of FIG.

도 4a 내지 도 4d는 종래 4 마스크의 액정 표시장치의 한 화소부에 해당하는 단면의 제작공정을 도시한 공정도.4A to 4D are process diagrams illustrating a fabrication process of a cross section corresponding to one pixel portion of a conventional liquid crystal display device of four masks.

도 5a와 도 5b는 도 4d의 스토리지 캐패시터의 제작공정을 도시한 도면.5A and 5B illustrate a manufacturing process of the storage capacitor of FIG. 4D.

도 6a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 액정 표시장치의 스토리지 캐패시터의 제작 공정을 도시한 공정도.6A to 7D are process diagrams illustrating a manufacturing process of a storage capacitor of a liquid crystal display according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 단면을 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing a cross section of a thin film transistor according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200 : 게이트 배선 202 : 게이트 절연막200: gate wiring 202: gate insulating film

204 : 순수 반도체층 206 : 불순물 반도체층204: pure semiconductor layer 206: impurity semiconductor layer

208 : 제 1 게이트 배선 보호전극 210 : 제 2 게이트 배선 보호전극208: first gate wiring protection electrode 210: second gate wiring protection electrode

201 : 게이트 전극 220 : 소스 전극201: gate electrode 220: source electrode

222 : 드레인 전극 214 : 화소전극222: drain electrode 214: pixel electrode

212 : 보호막 230 : 드레인 콘택홀212: protective film 230: drain contact hole

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 기판을 구비하는 제 1 단계와; 상기 기판 상에 제 1 금속층을 증착하고 제 1 마스크로 패터닝하여 게이트 배선을 형성하는 제 2 단계와; 상기 게이트 배선이 형성된 기판의 전면에 걸쳐 게이트 절연막, 순수 반도체층, 불순물 반도체층, 제 2, 3 금속층을 순서대로 증착하는 제 3 단계와; 상기 제 2, 3 금속층을 제 2 마스크로 패터닝하여 소스 및 드레인 전극과, 제 1, 2 게이트 배선 보호부 및 반도체 채널을 형성하는 제 4 단계와; 상기 제 2 마스크로 패터닝된 제 2, 3 금속층 상의 전면에 걸쳐 보호막을 증착하는 제 5 단계와; 상기 보호막을 제 3 마스크로 상기 소스 및 드레인 전극과 상기 채널부를 덮고, 상기 드레인 전극의 일부분이 노출되도록 패터닝하고, 상기 보호막이 패터닝된 이외의 부분을 식각하는 제 6 단계와; 상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 투명 도전전극을 증착하는 제 7 단계와; 상기 투명 도전전극을 상기 게이트 배선의 일부와 겹치도록 형성하여 스토리지 캐패시터를 형성하고, 드레인 전극과 접촉하도록 제 4 마스크로 패터닝하여 화소전극을 형성하는 제 8 단계를 포함하는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a first step comprising a substrate; Depositing a first metal layer on the substrate and patterning with a first mask to form a gate wiring; A third step of sequentially depositing a gate insulating film, a pure semiconductor layer, an impurity semiconductor layer, and second and third metal layers over the entire surface of the substrate on which the gate wiring is formed; Patterning the second and third metal layers with a second mask to form source and drain electrodes, first and second gate line protection parts, and a semiconductor channel; Depositing a protective film over the entire surface of the second and third metal layers patterned with the second mask; A sixth step of covering the source and drain electrodes and the channel portion with a third mask, patterning a portion of the drain electrode to be exposed, and etching a portion other than the patterned protective layer; Depositing a transparent conductive electrode over the entire substrate including the data line and source and drain electrodes; And forming an storage capacitor by overlapping the transparent conductive electrode with a portion of the gate line, and patterning the pixel electrode by contacting the drain electrode with a fourth mask to form a pixel electrode. Provide a method.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 액정 표시장치의 제조방법에서는 종래의 4 마스크에 의해 제조되는 액정 표시장치에서 발생할 수 있는 스토리지 캐패시터의 불량을 게이트 배선 보호전극과 소스 및 드레인 전극으로 사용되는 금속층을 2번에 걸쳐 증착함으로서 해결하고자 한다.In the method of manufacturing a liquid crystal display according to the present invention, a defect of a storage capacitor that may occur in a liquid crystal display manufactured by a conventional four mask is deposited twice over a metal layer used as a gate wiring protection electrode and a source and drain electrode. To solve this problem.

따라서, 종래 4 마스크의 액정 표시장치의 제조방법에 있어서, 유사한 공정의 자세한 설명은 생략한다.Therefore, in the manufacturing method of the liquid crystal display device of the conventional 4 mask, detailed description of a similar process is abbreviate | omitted.

그리고, 본 발명은 스토리지 캐패시터부의 불량을 해결하는 것이므로, 스토리지 캐패시터를 중심으로 설명한다.In addition, since the present invention solves the defects of the storage capacitor unit, a description will be given focusing on the storage capacitor.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 액정 표시장치에서 스토리지 캐패시터를 제작하는 공정을 도시한 공정도이다.6A through 6D are process diagrams illustrating a process of manufacturing a storage capacitor in the liquid crystal display according to the present invention.

먼저, 도 6a는 기판(1) 상에 제 1 금속층으로 게이트 배선(200)을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.First, FIG. 6A is a diagram illustrating a step of forming the gate wiring 200 on the substrate 1 using the first metal layer.

일반적으로 스토리지 캐패시터는 두 개의 전극과 상기 두 전극 사이에 형성된 유전층으로 구성되며, 상기 게이트 배선(200)은 상기 두 개의 전극중 일 전극으로서의 역할을 하게 된다.In general, the storage capacitor is composed of two electrodes and a dielectric layer formed between the two electrodes, and the gate wiring 200 serves as one of the two electrodes.

도 6b는 상기 게이트 배선(200) 상에 게이트 절연막(202), 순수 반도체층(204), 불순물 반도체층(206), 제 2 금속층, 제 3 금속층을 순차적으로 증착하고, 상기 제 2, 3 금속층을 식각하여 각각 제 1 및 제 2 게이트 배선 보호전극(208, 210)을 형성한다.FIG. 6B sequentially deposits a gate insulating film 202, a pure semiconductor layer 204, an impurity semiconductor layer 206, a second metal layer, and a third metal layer on the gate wiring 200, and the second and third metal layers. Are etched to form first and second gate wiring protection electrodes 208 and 210, respectively.

상기 제 2, 3 금속층은 도시되지는 않았지만 소스 및 드레인 전극으로 각각 형성된다(도 7에서 설명).Although not shown, the second and third metal layers are formed of source and drain electrodes, respectively (described in FIG. 7).

상기 제 1, 2 게이트 배선 보호전극(208, 210)을 형성한 후, 이를 마스크로 하여 상기 제 1 게이트 배선 보호전극(208)과 인접한 불순물 반도체층(206)을 식각한다. 따라서, 상기 제 1, 2 게이트 배선 보호전극(208, 210) 하부를 제외한 부분은 상기 불순물 반도체층(206)이 제거된다.After the first and second gate wiring protection electrodes 208 and 210 are formed, the impurity semiconductor layer 206 adjacent to the first gate wiring protection electrode 208 is etched using the mask as a mask. Accordingly, the impurity semiconductor layer 206 is removed at portions except the lower portions of the first and second gate wiring protection electrodes 208 and 210.

그리고, 상기 제 2 게이트 배선 보호전극(210) 상에 보호막(212)을 형성한다.A protective film 212 is formed on the second gate wiring protection electrode 210.

도 6c는 종래 액정 표시장치의 제조방법의 공정을 도시하는 도 4c와 같은 공정으로 스토리지 캐패시터의 유전층을 형성하기 위해 상기 게이트 배선(200) 상부 상기 게이트 절연막(202)을 제외한 부분을 식각한다.6C is a portion of the gate line 200 except the gate insulating layer 202 to be etched to form a dielectric layer of the storage capacitor in a process similar to that of FIG. 4C illustrating a conventional method of manufacturing a liquid crystal display.

여기서, 본 발명에서는 상기 게이트 배선 보호전극을 형성하기 위해 2 층의 금속을 사용한다.Here, in the present invention, two layers of metal are used to form the gate wiring protection electrode.

즉, 제 2 금속층의 형성시 생성될 수 있는 이물질(P1)에 의해 상기 제 1 게이트 배선 보호전극(208)에 생성되는 불량을 제거하기 위해 상기 제 2 금속층 상에 추가적으로 제 3 금속층을 증착하여 제 2 게이트 배선 보호전극(210)을 형성하였다.That is, a third metal layer is additionally deposited on the second metal layer to remove defects generated in the first gate wiring protection electrode 208 by foreign matter P 1 , which may be generated when the second metal layer is formed. The second gate wiring protection electrode 210 is formed.

또한, 상기 제 2 게이트 배선 보호전극(210)에 이물질(P2)이 형성되더라도 그 하부에 형성된 제 1 게이트 배선 보호전극(208)에 의해 불량이 발생하지 않게 된다.In addition, even if the foreign material P 2 is formed in the second gate wiring protection electrode 210, a defect does not occur by the first gate wiring protection electrode 208 formed under the second gate wiring protection electrode 210.

즉, 다시 설명하면, 단일 금속층으로 게이트 배선 보호전극을 형성하면, 이물질에 의해 도 6c 공정에서 게이트 절연막(202)이 손상될 수 있으나, 본 발명에서는 게이트 배선 보호전극을 2층으로 구성하여, 이물질이 발생하더라도 각 게이트 배선 보호전극이 이를 보완하기 때문에 상기 게이트 절연막(202)은 손상을 입지 않게 된다.In other words, if the gate wiring protection electrode is formed of a single metal layer, the gate insulating film 202 may be damaged in the process of FIG. 6C due to the foreign matter. Even if this occurs, the gate insulating layer 202 is not damaged because the gate wiring protection electrodes compensate for this.

도 6d는 상기 게이트 절연막(202) 상에 화소전극(214)을 형성하는 단계를 도시한 도면이다.FIG. 6D illustrates a step of forming the pixel electrode 214 on the gate insulating layer 202.

여기서, 상기 게이트 배선(200)과 오버랩되는 상기 화소전극(214)은 스토리지 캐패시터의 타 전극으로서의 기능을 하게된다. 또한, 상기 게이트 배선(200) 상에 형성된 게이트 절연막(202)은 스토리지 캐패시터의 유전층으로서의 기능을 하게되는 것이다.Here, the pixel electrode 214 overlapping the gate line 200 functions as the other electrode of the storage capacitor. In addition, the gate insulating layer 202 formed on the gate line 200 may function as a dielectric layer of the storage capacitor.

그리고, 상기 제 2, 3 금속층의 두께는 500 Å 이상으로 형성하는 것이 바람직하다.The thickness of the second and third metal layers is preferably 500 Pa or more.

또한, 상기 제 2 금속층을 형성한 후, 상기 제 2 금속층 상에 형성된 이물질을 세정을 통해 제거하고 상기 제 3 금속층을 형성하면 상기 게이트 절연막의 보호효과가 더욱 증대될 것이다.In addition, after forming the second metal layer, if the foreign matter formed on the second metal layer is removed by cleaning and the third metal layer is formed, the protective effect of the gate insulating layer will be further increased.

도 7은 본 발명에 따른 액정 표시장치의 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor as a switching element of a liquid crystal display according to the present invention.

도시된 도면에서와 같이 기판(1) 상에 제 1 금속층의 게이트 전극(201)이 형성되며, 상기 게이트 전극(201) 상에는 게이트 절연막(202)이 형성된다.As shown in the drawing, the gate electrode 201 of the first metal layer is formed on the substrate 1, and the gate insulating layer 202 is formed on the gate electrode 201.

또한, 상기 게이트 전극(201) 상부 상기 게이트 절연막(202) 상에는 액티브층(205)이 형성되며, 상기 액티브층(205) 상에는 제 2, 3 금속층으로 소스 및 드레인 전극(220, 222)이 형성된다.In addition, an active layer 205 is formed on the gate insulating layer 202 on the gate electrode 201, and source and drain electrodes 220 and 222 are formed of second and third metal layers on the active layer 205. .

또한, 상기 소스 및 드레인 전극(220, 222) 상에는 보호막(212)이 형성되며, 상기 드레인 전극(222) 상부 상기 보호막(212)에는 상기 보호막(212)에서 그 하부 게이트 절연막(202) 까지 연통된 드레인 콘택홀(230)이 형성된다.In addition, a passivation layer 212 is formed on the source and drain electrodes 220 and 222, and the passivation layer 212 on the drain electrode 222 communicates from the passivation layer 212 to the lower gate insulating layer 202. The drain contact hole 230 is formed.

그리고, 상기 드레인 콘택홀(230)을 통해 상기 드레인 전극(22)과 접촉하는 화소전극(214)이 상기 보호막(212)에 형성된다.In addition, a pixel electrode 214 in contact with the drain electrode 22 through the drain contact hole 230 is formed in the passivation layer 212.

여기서, 상기 소스 및 드레인 전극(220, 222)은 각각 제 2, 3 금속의 2중 금속으로 이루어진다.Here, the source and drain electrodes 220 and 222 are made of double metals of second and third metals, respectively.

또한, 상기 드레인 전극(222)과 상기 화소전극(214)은 상기 드레인 전극(222)을 관통하는 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(222)의 측면과 접촉하게 된다.In addition, the drain electrode 222 and the pixel electrode 214 are in contact with the side surface of the drain electrode 222 through a drain contact hole penetrating through the drain electrode 222.

상기 드레인 전극(22)은 2층의 금속으로 형성되기 때문에 측면으로 접촉하는 화소전극의 접촉 면적이 종래의 4 마스크로 제조된 액정 표시장치보다 크게된다.Since the drain electrode 22 is formed of two layers of metal, the contact area of the pixel electrode in contact with the side surface is larger than that of the liquid crystal display device manufactured by the conventional four masks.

따라서, 본 발명에 따른 액정 표시장치에서는 상기 드레인 전극과 화소전극과의 접촉저항이 종래의 반 이하로 줄어드는 효과가 있다.Therefore, in the liquid crystal display according to the present invention, the contact resistance between the drain electrode and the pixel electrode is reduced to less than half of the conventional art.

상술한 본 발명의 실시예들로 액정 표시장치를 제작할 경우 다음과 같은 특징이 있다.When the liquid crystal display is manufactured by the embodiments of the present invention described above has the following characteristics.

첫째, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시장치의 제조방법에 의해 액정 표시장치를 제작할 경우 4번의 마스크 공정만으로 제작할 수 있기 때문에 제작 시간이 단축된다.First, when the liquid crystal display device is manufactured by the method of manufacturing the liquid crystal display device according to the embodiments of the present invention, the manufacturing time is shortened because only four mask processes may be manufactured.

둘째, 박막 트랜지스터 기판을 4번의 마스크로 구성할 수 있기 때문에, 미스-얼라인으로 인한 수율 감소를 방지할 수 있다.Second, since the thin film transistor substrate can be configured with four masks, it is possible to prevent a decrease in yield due to misalignment.

셋째, 액정 표시소자 제작 공정의 감소로 인해 원가절감 효과가 있다.Third, there is a cost reduction effect due to the reduction of the manufacturing process of the liquid crystal display device.

넷째, 4 번의 마스크 공정으로 액정 표시장치를 제작하기 때문에 생길 수 있는 스토리지 캐패시터의 단락 불량을 제 2, 3 금속층을 이용한 게이트 배선 보호전극을 사용하여 최종적으로 게이트 절연막을 형성시킴으로 인해 이물질에 의한 스토리지 캐패시터의 불량을 줄일 수 있는 장점이 있다.Fourth, the short-circuit defect of the storage capacitor, which may be caused by manufacturing the liquid crystal display device in the fourth mask process, is finally formed by using the gate wiring protection electrodes using the second and third metal layers to form the gate insulating layer, thereby causing storage capacitors caused by foreign substances. There is an advantage to reduce the defects.

다섯째, 본 발명에 따른 액정 표시장치는 화소전극과 드레인 전극의 측면 접촉시 생길 수 있는 접촉저항의 증가를 상기 측면 접촉되는 드레인 전극의 두께를 증가시킴으로 인해 줄일 수 있는 장점이 있다.Fifth, the liquid crystal display according to the present invention has an advantage of reducing the increase in contact resistance that may occur during side contact between the pixel electrode and the drain electrode by increasing the thickness of the drain electrode in side contact.

Claims (8)

기판을 구비하는 제 1 단계와;A first step comprising a substrate; 상기 기판 상에 제 1 금속층을 증착하고 제 1 마스크로 패터닝하여 게이트 배선을 형성하는 제 2 단계와;Depositing a first metal layer on the substrate and patterning with a first mask to form a gate wiring; 상기 게이트 배선이 형성된 기판의 전면에 걸쳐 게이트 절연막, 순수 반도체층, 불순물 반도체층, 제 2, 3 금속층을 순서대로 증착하는 제 3 단계와;A third step of sequentially depositing a gate insulating film, a pure semiconductor layer, an impurity semiconductor layer, and second and third metal layers over the entire surface of the substrate on which the gate wiring is formed; 상기 제 2, 3 금속층을 제 2 마스크로 패터닝하여 소스 및 드레인 전극과, 제 1, 2 게이트 배선 보호부 및 반도체 채널을 형성하는 제 4 단계와;Patterning the second and third metal layers with a second mask to form source and drain electrodes, first and second gate line protection parts, and a semiconductor channel; 상기 제 2 마스크로 패터닝된 제 2, 3 금속층 상의 전면에 걸쳐 보호막을 증착하는 제 5 단계와;Depositing a protective film over the entire surface of the second and third metal layers patterned with the second mask; 상기 보호막을 제 3 마스크로 상기 소스 및 드레인 전극과 상기 채널부를 덮고, 상기 드레인 전극의 일부분이 노출되도록 패터닝하고, 상기 보호막이 패터닝된 이외의 부분을 식각하는 제 6 단계와;A sixth step of covering the source and drain electrodes and the channel portion with a third mask, patterning a portion of the drain electrode to be exposed, and etching a portion other than the patterned protective layer; 상기 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 투명 도전전극을 증착하는 제 7 단계와;Depositing a transparent conductive electrode over the entire substrate including the data line and source and drain electrodes; 상기 투명 도전전극을 상기 게이트 배선의 일부와 겹치도록 형성하여 스토리지 캐패시터를 형성하고, 드레인 전극과 접촉하도록 제 4 마스크로 패터닝하여 화소전극을 형성하는 제 8 단계An eighth step of forming a storage capacitor by forming the transparent conductive electrode to overlap with a portion of the gate wiring, and forming a pixel electrode by patterning with a fourth mask to contact the drain electrode 를 포함하는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.Array substrate manufacturing method of the liquid crystal display device comprising a. 청구항 1의 액정 표시장치 제조방법에 의해 제조된 액정 표시장치의 에레이.An array of liquid crystal display devices manufactured by the method for manufacturing a liquid crystal display device of claim 1. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 투명 도전전극은 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성된 집단에서 선택된 물질인 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.The transparent conductive electrode is a material selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) array substrate manufacturing method of a liquid crystal display device. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 스토리지 캐패시터는 게이트 배선을 일 전극으로 하고, 상기 게이트 배선과 겹쳐진 화소전극을 타 전극으로 하며, 상기 게이트 배선과 상기 게이트 배선과 겹쳐진 화소전극에 개재된 게이트 절연막을 유전층으로 하여 구성되는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.The storage capacitor includes a gate wiring as one electrode, a pixel electrode overlapping the gate wiring as another electrode, and a gate insulating layer interposed between the gate wiring and the pixel electrode overlapping the gate wiring as a dielectric layer. Array substrate manufacturing method of the. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 반도체 채널의 형성은 상기 제 2 금속층의 패터닝 후에 노출된 불순물 반도체층을 제거하는 단계를 더욱 포함하는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.Forming the semiconductor channel further comprises removing the exposed impurity semiconductor layer after patterning the second metal layer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제 4 단계의 소스 및 드레인 전극상부 패터닝된 보호막을 제외한 부분의 식각 영역은 패터닝된 제 2, 3 금속층이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역의 두 부분으로 나뉘며, 패터닝된 제 2, 3 금속층이 존재하는 영역은 보호막과 제 2, 3 금속층과 순수 반도체층이 식각되고, 패터닝된 제 2, 3 금속층이 존재하지 않는 영역은 보호막과 불순물 및 순수 반도체층과 게이트 절연막이 식각되는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.The etched region of the portion excluding the patterned passivation layer on the source and drain electrodes of the fourth step is divided into two parts, a region in which the patterned second and third metal layers exist and a region in which the patterned second and third metal layers do not exist. An array of liquid crystal display devices in which the protective layer, the second and third metal layers, and the pure semiconductor layer are etched and the region in which the patterned second and third metal layers do not exist are etched in the protective film, impurities, and the pure semiconductor layer and the gate insulating layer. Substrate manufacturing method. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 드레인 전극과 상기 화소전극이 접촉하도록 상기 제 6 단계에서 상기 보호막과 드레인 전극과 불순물 및 순수 반도체층을 연통하는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.And forming a drain contact hole communicating the passivation layer, the drain electrode, the impurity, and the pure semiconductor layer in the sixth step such that the drain electrode and the pixel electrode contact each other. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7, 상기 드레인 전극과 화소전극의 접촉은 상기 드레인 전극을 연통하는 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 콘택홀의 내경에 노출된 드레인 전극의 측면과 접촉하는 액정 표시장치의 어레이 기판 제조방법.And the contact between the drain electrode and the pixel electrode is in contact with the side surface of the drain electrode exposed to the inner diameter of the drain contact hole through the drain contact hole communicating with the drain electrode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442490B1 (en) * 2001-12-22 2004-07-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Fabricating method of liquid crystal display
KR100498543B1 (en) * 2002-11-07 2005-07-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 array circuit board of LCD and fabrication method of thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000911A (en) * 1992-06-30 1994-01-10 이헌조 LCD and Manufacturing Method
KR100237673B1 (en) * 1996-05-30 2000-01-15 윤종용 Liquid crystal display device and manufacturing method
KR100252306B1 (en) * 1997-07-04 2000-04-15 구본준, 론 위라하디락사 Active matrix substrate and manufacturing method of the same
KR100272537B1 (en) * 1997-10-09 2000-11-15 구본준 An in plane switching mode liquid crystal display device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442490B1 (en) * 2001-12-22 2004-07-30 엘지.필립스 엘시디 주식회사 Fabricating method of liquid crystal display
KR100498543B1 (en) * 2002-11-07 2005-07-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 array circuit board of LCD and fabrication method of thereof

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