KR20020085241A - 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 게이트, 게이트 절연층, 반도체층, 오믹층, 소오스/드레인층, 패시베이션층 및 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 오염측정물질과 상기 게이트 절연층, 반도체층, 또는 오믹층과의 접촉각을 측정하여 일정한 각을 기준으로 그 이하의 각이면 후속공정을 실시하고, 상기 일정한 각을 초과한 각이면 세정단계를 실시한 이후 재차 접촉각 측정을 하는 것으로, 반도체층과 절연층의 오염에 기인하므로 자연산화막이나 유기박막등의 오염 유무를 물과의 접촉각 측정으로 판단하여 후속공정을 계속 진행할지 아니면 추가로 세정할지를 판단할 수 있다. 따라서, 추가세정 또는 연속 공정간의 시간지연을 단축하여 오염물 최소로 박막트랜지스터의 특성에 기인하는 무라(mura)현상 개선할 수 있는 것이다.

Description

박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법{Method for manufacturing thin film transistor liquid crystal display device}
본 발명은 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트 절연층, 반도체층 및 오믹층의 다중 증착시 각각의 단일막과 물과의 접촉각 측정에 의한 오염정도를 판단하여 그에 따라 추가세정 또는 후속공정 진행여부를 판가름하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
박막트랜지스터 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터를 사용하고 전극에 전압을 인가하여 형성되는 전계에 따라 액정이 배열되어 화상이 구현되는 디스플레이 장치이다. 이러한 박막트랜지스터 액정표시장치는 박형화,경량화,고정세화,고속응답화등의 특성에 의하여 음극선관(CRT)을 대체하여 수요가 급증하고 있는 실정이다.
이러한 박막트랜지스터 액정표시장치에 있어서도 화면상의 여러 불량특성이 있기도 하다. 대표적으로는 빛이 디스클리네이션 라인(Disclination Line)을 따라 새는 현상인 광누설, 액정내 이온 불순물이 잔류 직류전류에 의해 어느 한쪽의 폴리이미드막에 흡착되어 내부전계가 형성되어 발생되는 잔상, 한 화소의 신호가 상하좌우의 다른 화소에 영향을 끼쳐 발생하는 크로스토크, 킥백전압으로 인해 두 프레임간의 완전한 전압보상이 이루어지지 않아 발생하는 플리커현상등이 있다.
한편, 박막트랜지스터 액정표시장치의 패널이 대형화 되어감에 따라 박막트랜지스터 행렬패턴을 여러번으로 나누어서 형성하는데, 이에 따라 샷(shot)간의 휘도차이로 인하여 계선이 육안으로 인지되는 현상인 스티치(Stitch) 또는 무라(mura)현상이 발생한다.
이러한 무라(mura)현상 발생원인으로는 주로 샷간의 마스크 오정렬 정도, 배향불량, 박막트랜지스터의 특성불량등이 있다. 또한, 제조단가를 낮추기 위하여 적용되는 마스크수 저감공정으로 인한 연속박막증착에 따라 박막트랜지스터의 특성이 저하되는 원인도 있다.
종래, 이러한 박막트랜지스터의 특성불량을 개선하기 위하여 비정질 실리콘반도체층의 막조건 및 오믹층의 특성향상등의 증착조건 변경으로 특성향상을 시도해 오고 있었다.
그러나, 종래 박막트랜지스터의 특성향상 시도는 단일막과 단일막 사이의 계면간의 입자개선 작업으로 세정단계를 통하여 주로 불순물 입자수의 저감 노력은 행해져 왔으나, 각 막의 표면 오염에 대하여는 정확한 측정없이 후속공정이 진행되어 왔다. 이로 인한 누설전류로 말미암아 박막트랜지스터의 특성저하를 가져오는 문제점이 있었다.
또한, 단일막과 단일막간의 자연 산화막이나 유기오염박막등의 오염도 측정없이 공정관리를 해오고 있었기 때문에 박막트랜지스터의 반도체층 오염에 기인한 누설전류로 박막트랜지스터의 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 게이트 절연층, 반도체층 및 오믹층의 다중 증착시 각각의 단일막과 물과의 접촉각 측정에 의한 오염정도를 판단하여 그에 따라 추가세정 또는 후속공정 진행여부를 판가름하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 추가세정 또는 연속공정간의 시간지연을 단축하여 오염물을 최소화하여 박막트랜지스터의 특성에 기인하는 무라현상을 개선할 수 있는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 물과의 접촉각 측정법을 나타내는 단며도.
도 2는 5마스크 공정에 의한 박막트랜지스터를 도시한 단면도.
도 3은 4마스크 공정에 의한 박막트랜지스터를 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20,30; 기판11,24,34; 게이트 절연층
13; 오염측정 물질22,32; 게이트
26,36; 반도체층28,38; 오믹층
40; 소오스/드레인층
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은, 게이트, 게이트 절연층, 반도체층, 오믹층, 소오스/드레인층, 패시베이션층 및 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 있어서, 오염측정 물질과 상기 게이트 절연층, 반도체층, 또는 오믹층과의 접촉각을 측정하여 일정한 각을 기준으로 그 이하의 각이면 후속공정을 실시하고, 상기 일정한 각을 초과한 각이면 세정단계를 실시한 이후 재차 접촉각 측정을 하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 오염측정 물질인 물(H2O; 13)과 기판(미도시)상에 형성된 박막, 예를 들면, 게이트 절연층(11)과의 접촉각( α) 측정법을 도시한 단면도이다.
본 발명은 게이트 절연층, 반도체층, 오믹층등을 다중 증착을 할때, 각각의 단일층과 물과의 접촉각을 측정하여 오염정도를 판단함으로써 계속하여 후속공정을 진행할지 아니면 추가적으로 세정을 실시하여야 할지를 판단하게 해준다. 이때, 그 판단기준으로는 접촉각으로서 측정각이 25도 이하이면 계속하여 후속공정을 진행하고 25도를 초과하는 경우에는 전술한 바와 같이 추가적으로 세정을 실시한 다음, 재차 접촉각을 측정하여 후속공정을 진행할지 아니면 다시한번 세정을 실시할지를 판단한다.
이하, 상기 접촉각 측정을 이용한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 2는 5마스크 공정에 의한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 도시한 단면도이고, 도 3은 4마스크 공정에 의한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법을 도시한 단면도이다. 다만, 상기 제조방법을 나타내는데 있어서, 각 공정별 단면도가 아닌 다수개의 구성층이 적층된 단면도만을 도시하였다.
박막트랜지스터는 기판상에 게이트, 게이트 절연층, 반도체층, 오믹층 및 소오스/드레인이 형성된 구조로 되어 있는 바, 이에 대한 제조방법을 단계별로 간략히 설명하면 다음과 같다.
5 마스크 공정에 의한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은, 도 2를 참조하여, 제 1 마스크 공정으로 기판(20)상에 게이트(22)를 형성하는 단계와; 제 2 마스크 공정으로 게이트 절연층(24)과 반도체층(26)과 오믹층(28)을 형성하는 단계와; 제 3마스크 공정으로 소오스/드레인층(미도시)을 형성하는 단계와; 제 4 마스크 공정으로 패시베이션층(미도시)을 형성하는 단계와; 제 5 마스크 공정으로 화소전극(미도시)을 형성하는 단계로 구성된다.
이때, 상기 제 2마스크 공정에 있어서, 반도체층(26) 전후의 게이트 절연층(24)과 오믹층(28)의 표면오염정도를 물과 각 단일층과의 접촉각을 측정한다. 여기서, 접촉각이 25도 이하일 때만 연속하여 후속공정을 진행한다. 만일, 접촉각이 25도를 초과하면 추가적으로 세정을 실시한 후 재차 접촉각 측정을 하여 상기와 같은 과정을 반복한다.
한편, 4 마스크 공정에 의한 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은, 도 3을 참조하여, 제 1 마스크 공정으로 기판(30)상에 게이트(32)를 형성하는 단계와; 제 2 마스크 공정으로 게이트 절연층(34)과 반도체층(36)과 오믹층(38)과 소오스/드레인층(40)을 형성하는 단계와; 제 3 마스크 공정으로 패시베이션층(미도시)을 형성하는 단계와; 제 4 마스크 공정으로 화소전극(미도시)을 형성하는 단계로 구성되어 있다.
이 경우도 상기 5 마스크 공정과 마찬가지로 반도체층(36) 전후의 게이트 절연층(34), 오믹층(38)의 표면오염정도를 물과 각 단일층과의 접촉각을 측정한다. 이때도, 접촉각이 25도 이하일 때만 후속공정을 진행하고, 접촉각이 25도를 초과하면 재차 세정을 실시한 후 상기와 같은 과정을 반복한다.
한편, 상기 4 마스크 공정은 제 2 마스크 공정으로 소오스/드레인층(40)을 연속하여 증착하는데, 이때의 표면의 오염성을 물과의 접촉각 측정을 통하여 그 각이 25도 이하일 때만 후속공정을 진행한다.
본원에 개시한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예이지 본 발명을 이에 한정하려는 의도는 아니다. 기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
누설전류와 같은 박막트랜지스터의 특성불량은 주로 반도체층과 절연층의 오염에 기인하므로 자연산화막이나 유기박막등의 오염 유무를 본 발명에 따른 물과의 접촉각 측정으로 판단하여 후속공정을 계속 진행할지 아니면 추가로 세정할지를 판단할 수 있다.
따라서, 추가세정 또는 연속 공정간의 시간지연을 단축하여 오염물을 최소화시켜 박막트랜지스터의 특성에 기인하는 무라(mura)현상을 개선할 수 있다.

Claims (3)

  1. 게이트, 게이트 절연층, 반도체층, 오믹층, 소오스/드레인층, 패시베이션층 및 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성되는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법에 있어서,
    오염측정 물질과 상기 게이트 절연층, 반도체층, 또는 오믹층과의 접촉각을 측정하여 일정한 각을 기준으로 그 이하의 각이면 후속공정을 실시하고, 상기 일정한 각을 초과한 각이면 세정단계를 실시한 이후 재차 접촉각 측정을 하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염측정 물질은 물(H2O)인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 일정한 접촉각은 25도인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조방법.
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