KR20030094606A - A contact portion of a wires, and thin film transistor substrate including the contact portion - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Contact parts of lines and a thin film transistor substrate including the same are provided to secure the reliability of contact parts by minimizing contact resistance of wiring and an IZO film. CONSTITUTION: A gate wiring(11) is formed on an insulating substrate. A gate insulating film(12) is formed on the gate wiring. A semiconductor layer is formed on the gate insulating film. A data wiring is formed on the gate insulating film. The semiconductor layer is covered with a passivation film. A transparent conductive pattern(14) formed of an IZO(Indium Zinc Oxide) film is connected with the gate wiring exposed through contact holes(13) of the gate insulating film. Contact parts of the gate wiring exposed through the contact holes have side walls in step shape. The transparent conductive pattern contacts with the contact parts following the side walls.

Description

배선의 접촉부 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 기판{A CONTACT PORTION OF A WIRES, AND THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE INCLUDING THE CONTACT PORTION}A contact portion of a wiring and a thin film transistor substrate including the same {A CONTACT PORTION OF A WIRES, AND THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE INCLUDING THE CONTACT PORTION}

본 발명은 배선의 접촉부 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a contact portion of a wiring and a thin film transistor array substrate including the same.

일반적으로 반도체 장치에서 배선은 신호가 전달되는 수단으로 사용되므로 신호 지연을 최소화하는 것이 요구된다.In general, the wiring in the semiconductor device is used as a means for transmitting a signal, it is required to minimize the signal delay.

이때, 신호 지연을 방지하기 위하여 배선은 저저항을 가지는 금속 물질, 특히 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy) 등과 같은 알루미늄 계열의 금속 물질을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 배선은 물리적 또는 화학적인 특성이 약하기 때문에 접촉부에서 다른 도전 물질과 연결될 때 부식이 발생하여 반도체 소자의 특성을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 특히, 액정 표시 장치에서와 같이 투명한 도전 물질인 ITO(indium tin oxide)를 사용하여 화소 전극을 형성하는 경우에 ITO와 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 배선과 접하는 접촉부에서 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 배선이 부식되는 문제점이 발생하나다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 ITO대신 알루미늄 계열의 배선과 접하더라도 부식이 발생하지 않는 IZO로 이용하여 화소 전극으로 형성하는 기술이 개발되었으나, IZO를 사용하는 경우에는 접촉부에서의 접촉 저항이 증가하는 문제점이 있다.In this case, in order to prevent signal delay, the wiring is generally made of a metal material having a low resistance, particularly an aluminum-based metal material such as aluminum (Al) or aluminum alloy (Al alloy). However, since the wiring of aluminum or aluminum alloy has a weak physical or chemical property, corrosion occurs when the contact portion is connected to another conductive material, thereby deteriorating the characteristics of the semiconductor device. In particular, when the pixel electrode is formed using indium tin oxide (ITO), which is a transparent conductive material, as in a liquid crystal display device, the wiring of aluminum or an aluminum alloy is corroded at the contact portion that contacts the wiring of the ITO and aluminum or an aluminum alloy. This happens. In order to solve this problem, a technique of forming a pixel electrode using IZO, which does not cause corrosion even when contacted with aluminum-based wiring instead of ITO, has been developed.However, in the case of using IZO, there is a problem of increasing contact resistance at the contact portion. have.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 저저항 물질로 이루어진 동시에 저저항의 접촉 특성을 가지는 배선의 접촉부를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a contact portion of a wiring made of a low resistance material and having a low resistance contact characteristic.

본 발명의 다른 과제는 우수한 접촉 특성을 가지는 배선의 접촉 구조를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film transistor array substrate including a contact structure of a wiring having excellent contact characteristics.

도 1a 내지 도 2b는 본 발명의 실시예에 배선의 접촉부 및 그 제조 방법을 도시한 도면이고,1A and 2B are diagrams illustrating a contact portion of a wiring and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고,3 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 3 taken along the line IV-IV.

도 5a, 6a, 7a 및 8a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 중간 과정을 그 공정 순서에 따라 도시한 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,5A, 6A, 7A, and 8A are layout views of a thin film transistor substrate, illustrating an intermediate process of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, according to a process sequence thereof;

도 5b는 도 5a에서 Vb-Vb' 선을 따라 절단한 단면도이고,5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb ′ in FIG. 5A;

도 6b는 도 6a에서 VIb-VIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 5b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ in FIG. 6A and is a cross-sectional view showing the next step in FIG. 5B;

도 7b는 도 7a에서 VIIb-VIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 6b의 다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb ′ in FIG. 7A and illustrating the next step in FIG. 6B;

도 8b는 도 8a에서 VIIIb-VIIIb' 선을 따라 잘라 도시한 도면으로서 도 7b의다음 단계를 도시한 단면도이고,FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb ′ in FIG. 8A, and is a cross-sectional view showing the next step in FIG. 7B;

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,9 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 10 및 도 11은 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 X-X' 선 및 XI-XI'선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,10 and 11 are cross-sectional views of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 9 taken along lines X-X 'and XI-XI',

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고,12 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 13은 도 12에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 XIII-XIII'선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 12 taken along the line XIII-XIII ′.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 배선은 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도전막을 상부막과 다른 물질과 접촉 특성이 좋은 도전 물질로 이루어진 하부막을 포함하며, 접촉부에서는 배선의 측벽이 계단 모양으로 형성되어 하부막이 상부막 밖으로 드러나 있어, 배선과 접촉하는 도전층은 하부막의 상부면과 접촉하고 있다.In order to solve this problem, in the present invention, the wiring includes a lower film made of a conductive material of aluminum or an aluminum alloy having low resistance, and a conductive material having good contact properties with other materials. The lower layer is formed outside the upper layer so that the conductive layer in contact with the wiring is in contact with the upper surface of the lower layer.

이때, 하부막은 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 도전막을 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the lower film preferably includes a conductive film of chromium, molybdenum or molybdenum alloy.

이러한 배선의 접촉부는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판에 동일하게 적용할 수 있다.The contact portion of the wiring can be similarly applied to the thin film transistor array substrate for a liquid crystal display device.

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판에는, 절연 기판 위에 게이트 배선이 형성되어 있으며, 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막이 형성되어 있다. 게이트 배선과 마주하는 게이트 절연막 상부에는 반도체층이 형성되어 있으며, 게이트 절연막 또는 반도체층 상부에는 데이터 배선이 형성되어 있고, 반도체층은 보호막으로 덮여 있다. 또한, 투명 도전막 패턴은 게이트 절연막 또는 보호막의 접촉 구멍을 통하여 드러난 게이트 배선 또는 데이터 배선과 연결되어 있다. 이때, 게이트 배선 또는 데이터 배선 중 접촉 구멍을 통하여 드러난 접촉부는 계단 모양의 측벽을 가지며, 투명 도전막 패턴은 계단 모양의 측벽을 따라 접촉부와 접하고 있다.In the thin film transistor array substrate according to the present invention, a gate wiring is formed on an insulating substrate, and a gate insulating film covering the gate wiring is formed. A semiconductor layer is formed on the gate insulating film facing the gate wiring, a data wiring is formed on the gate insulating film or the semiconductor layer, and the semiconductor layer is covered with a protective film. In addition, the transparent conductive film pattern is connected to the gate wiring or the data wiring exposed through the contact hole of the gate insulating film or the protective film. At this time, the contact portion exposed through the contact hole in the gate wiring or the data wiring has a stepped sidewall, and the transparent conductive film pattern is in contact with the contact along the stepped sidewall.

여기서, 게이트 배선 또는 데이터 배선은 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 하부막과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 상부막으로 이루어질 수 있으며, 상부막 밖으로 하부막이 드러나 접촉부에서 투명 도전막 패턴은 하부막의 상부면과 접하고 있다.Here, the gate wiring or the data wiring may be formed of a lower layer of chromium or molybdenum or molybdenum alloy and an upper layer of aluminum or aluminum alloy, and the lower layer is exposed out of the upper layer so that the transparent conductive layer pattern is in contact with the upper surface of the lower layer. .

이때, 투명 도전막 패턴은 IZO로 이루어진 것이 바람직하다.At this time, the transparent conductive film pattern is preferably made of IZO.

게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선, 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극 및 외부로부터 주사 신호를 전달받아 게이트선으로 전달하는 게이트 패드를 포함하며, 데이터 배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선, 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 소스 전극과 분리되어 게이트 전극을 중심으로 소스 전극과 마주하는 드레인 전극 및 외부로부터 영상 신호를 전달받을 데이터선으로 전달하는 데이터 패드를 포함한다.The gate wiring includes a gate line extending in a horizontal direction, a gate electrode connected to the gate line, and a gate pad receiving a scan signal from the outside and transferring the scan signal to the gate line. The data wiring includes a data line and a data line extending in a vertical direction. And a source pad connected to the source electrode, the drain electrode facing the source electrode centered on the gate electrode, and a data pad transferring the image signal from the outside to a data line.

투명 도전막 패턴은 제1 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극과 접촉되는 화소 전극, 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 데이터 패드 및 게이트 패드와 각각 연결되어 있는 보조 데이터 패드 또는 보조 데이터 패드를 포함한다.The transparent conductive layer pattern includes a pixel electrode contacting the drain electrode through the first contact hole, and an auxiliary data pad or auxiliary data pad connected to the data pad and the gate pad through the second and third contact holes, respectively.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 배선의 접촉부 및 그 제조 방법과 이를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs with respect to the contact portion of the wiring according to the embodiment of the present invention, the manufacturing method thereof, the thin film transistor array substrate including the same, and the manufacturing method thereof with reference to the accompanying drawings. It demonstrates in detail so that implementation may be carried out easily.

도 1a 내지 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 배선의 접촉부를 도시한 도면으로, 도 1a는 배선의 접촉부 구조를 도시한 배치도이고, 도 1b는 도 1a에서 Ib-Ib' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 2a 및 도 2b는 접촉부의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.1A to 2B are diagrams showing contact portions of a wire according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 1A is a layout view showing a contact portion structure of a wire, and FIG. 1B is cut along the line Ib-Ib 'of FIG. 1A. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a contact portion in accordance with the process sequence thereof.

반도체 장치, 특히 신호를 전달하는 배선으로는 신호의 지연을 최소화하기 위하여 15μΩcm 이하의 낮은 비저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도전막을 포함하는 것이 적합하다. 이때, 배선은 외부로부터 신호를 받거나, 외부로 신호를 전달하기 위해 다른 도전층과 연결되어야 하는데, 제조 과정에서 다른 도전 물질과 접촉할 때 접촉부에서 접촉 저항이 작아야 한다. 특히, 액정 표시 장치에서와 같이 투명한 도전층으로 IZO를 사용하는 경우에 IZO는 알루미늄 또는 알루미늄 합금과의 접촉 저항이 매우 높기 때문에 IZO와 알루미늄을 포함하는 배선이 연결되는 접촉부에서 접촉 저항이 최소화될 수 있도록 접촉부의 구조를 설계하는 것이 요구된다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 도 1a 및 도 1b에서 보는 바와 같이 배선(11)은 기판(10) 상부에 형성되어 있으며 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 크롬 등과 같이 IZO와 낮은 접촉 저항을 가지는 도전 물질의 하부막(111)과 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등과 같이 저저항을 가지는 도전 물질로 이루어진 상부막(112)을 포함하고 있다. 이때, 도 1b에서 보는 바와 같이 적어도 배선(11)의 경계선이 드러나도록 형성되어 있는 절연막(12)의 접촉 구멍(13)을 통하여 드러난 배선(11)의 접촉부에서 하부막(111)은 상부막(112)의 경계선 밖으로 연장되어 배선(11)의 측벽은 계단 모양을 취하고 있어, 절연막(12)의 상부에 형성되어 있는 IZO의 도전막(14)은 접촉 구멍(13)에서 배선(11)의 측벽과 접하는 동시에 하부막(111)의 상부면과 접하고 있다. 여기서, 접촉 구멍(13)을 통하여 배선(11)과 연결되는 도전층(14)이 접촉 구멍(13)에서 단차로 인하여 단선되는 것을 방지할 수 있도록 접촉 구멍(13)에서 드러난 배선(11)의 경계선과 이와 인접한 접촉 구멍(13)의 경계선 사이의 간격이 2㎛ 범위를 벗어나지 않도록 접촉 구멍(13)을 설계하는 것이 바람직하다.In order to minimize the delay of the signal, it is suitable to include a conductive film of aluminum or an aluminum alloy having a low resistivity of 15 μΩcm or less in order to minimize signal delay. In this case, the wiring should be connected to another conductive layer in order to receive a signal from the outside or to transmit a signal to the outside, and the contact resistance at the contact portion should be small when contacting the other conductive material in the manufacturing process. In particular, when IZO is used as a transparent conductive layer as in a liquid crystal display device, since IZO has a very high contact resistance with aluminum or an aluminum alloy, the contact resistance can be minimized at the contact portion where the wire including IZO and aluminum is connected. It is necessary to design the structure of the contact so that it is. To this end, as shown in FIGS. 1A and 1B according to an embodiment of the present invention, the wiring 11 is formed on the substrate 10 and has a low contact resistance with IZO such as molybdenum or molybdenum alloy or chromium. The lower layer 111 and the upper layer 112 made of a conductive material having low resistance, such as aluminum or an aluminum alloy, are included. At this time, as shown in FIG. 1B, the lower layer 111 is formed on the upper layer (the upper layer) at the contact portion of the wiring 11 exposed through the contact hole 13 of the insulating film 12 formed so that the boundary line of the wiring 11 is exposed. The side wall of the wiring 11 extends out of the boundary line of 112 and has a step shape. The conductive film 14 of IZO formed on the insulating film 12 has a sidewall of the wiring 11 at the contact hole 13. And the upper surface of the lower layer 111 at the same time. Here, the conductive layer 14, which is connected to the wiring 11 through the contact hole 13, of the wiring 11 exposed from the contact hole 13 may be prevented from being disconnected due to the step in the contact hole 13. It is preferable to design the contact hole 13 so that the distance between the boundary line and the boundary line of the adjacent contact hole 13 does not deviate from the range of 2 占 퐉.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 배선의 접촉부 제조 방법에서는, 우선 도 2a에서 보는 바와 같이, 기판(10)의 상부에 하부막(111)과 상부막(112)을 차례로 적층하고, 상부막(112)의 상부에 두께가 다른 두 부분으로 이루어진 감광막 패턴(212, 214)을 형성하고, 감광막 패턴(212, 214)을 마스크로 상부막(112)과 하부막(111)을 차례로 식각한다.In the method of manufacturing the contact portion of the wiring according to the embodiment of the present invention, first, as shown in FIG. 2A, the lower layer 111 and the upper layer 112 are sequentially stacked on the substrate 10, and the upper layer 112 is formed. The photoresist patterns 212 and 214 formed of two parts having different thicknesses are formed on the upper side of the top surface), and the upper layer 112 and the lower layer 111 are sequentially etched using the photoresist patterns 212 and 214 as masks.

이때, 하나의 마스크를 이용한 사진 공정에서 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 제2 부분(214)에 대응하는 부분의 빛 투과량을 조절하기 위하여 주로 슬릿(slit)이나 격자 형태의 패턴을 형성하거나 반투명막을 사용한다.In this case, there may be various ways of varying the thickness of the photoresist film according to the position in the photolithography process using a single mask, mainly slit to adjust the light transmission amount of the portion corresponding to the second portion 214. Form a lattice pattern or use a translucent film.

여기서, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선 폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투명막을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.Here, the line width of the pattern located between the slits or the spacing between the patterns, that is, the width of the slits, is preferably smaller than the resolution of the exposure machine used for exposure, and in the case of using a translucent film, a different transmittance for controlling the transmittance when fabricating a mask is used. A thin film having a thickness or a thin film may be used.

이와 같은 마스크를 통하여 감광막에 빛을 조사하면 빛에 직접 노출되는 부분에서는 고분자들이 완전히 분해되며, 슬릿 패턴이나 반투명막이 형성되어 있는 부분에서는 빛의 조사량이 적으므로 고분자들은 완전히 분해되지 않은 상태이며, 차광막으로 가려진 부분에서는 고분자가 거의 분해되지 않는다. 이어 감광막을 현상하면, 고분자 분자들이 분해되지 않은 제1 부분(212)은 거의 그대로 남고, 빛이 적게 조사된 부분에는 빛에 전혀 조사되지 않은 제1 부분(212)보다 얇은 두께의 제2 부분(214)을 남길 수 있다. 이때, 노광 시간을 길게 하면 모든 분자들이 분해되므로 그렇게 되지 않도록 해야 한다.When the light is irradiated to the photoresist film through such a mask, the polymers are completely decomposed at the part directly exposed to the light, and the polymers are not completely decomposed because the amount of light is small at the part where the slit pattern or the translucent film is formed. In the area covered by, the polymer is hardly decomposed. Subsequently, when the photoresist film is developed, the first portion 212 where the polymer molecules are not decomposed remains almost intact, and the second portion having a thickness thinner than the first portion 212 that is not irradiated with light at all is irradiated with less light. 214). In this case, if the exposure time is extended, all molecules are decomposed, so it should not be so.

이러한 얇은 두께의 제2 부분(214)은 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 이용하고 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크로 노광한 다음 현상하고 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않는 부분으로 감광막의 일부를 흘러내리도록 함으로써 형성할 수도 있다.The thin second portion 214 is exposed to light using a photosensitive film made of a reflowable material, and exposed using a conventional mask that is divided into a portion that can completely transmit light and a portion that can not completely transmit light. And a portion of the photoresist film flows down to a portion where the photoresist film does not remain.

이어, 도 2b에서 보는 바와 같이 애싱 공정을 실시하여 감광막 패턴의 제2 부분(214)을 제거한 다음, 제1 부분(212)의 감광막 패턴을 마스크로 상부막(112)만을 패터닝하면 도 1b에서 보는 바와 같이 상부막(112) 밖으로 하부막(111)의 상부면이 드러나 배선(11)의 측면이 계단 모양을 가지도록 형성할 수 있다.Subsequently, the ashing process is performed to remove the second portion 214 of the photoresist pattern, as shown in FIG. 2B, and then only the top layer 112 is patterned using the photoresist pattern of the first portion 212 as shown in FIG. 1B. As described above, the upper surface of the lower layer 111 is exposed out of the upper layer 112, so that the side surface of the wiring 11 may have a stepped shape.

이러한, 배선의 접촉부 및 그 제조 방법은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조 방법에서도 적용할 수 있다.Such a contact portion of a wiring and a method of manufacturing the same can be applied to a thin film transistor array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.

그러면, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 배선의 접촉부를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Next, a thin film transistor array substrate and a manufacturing method for a liquid crystal display device including a contact portion of a wiring according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3 및 도 4를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판이고, 도 4는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 IV-IV' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.3 is a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate shown in FIG. 3 taken along the line IV-IV '.

절연 기판(110) 위에 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 물질로 이루어진 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트선으로 전달하는 게이트 패드(125) 및 게이트선(121)에 연결되어 있는 박막 트랜지스터의 게이트 전극(123)을 포함한다.A gate wiring made of a metal material of aluminum or aluminum alloy having low resistance is formed on the insulating substrate 110. The gate wire is connected to the gate line 121 and the gate line 121 extending in the horizontal direction and connected to the gate pad 125 and the gate line 121 which receive a gate signal from the outside and transfer the gate signal to the gate line. A gate electrode 123 of the thin film transistor.

기판(110) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 게이트 배선(121, 125, 123)을 덮고 있다.On the substrate 110, a gate insulating layer 140 made of silicon nitride (SiN x ) covers the gate lines 121, 125, and 123.

게이트 전극(125)의 게이트 절연막(140) 상부에는 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(150)이 형성되어 있으며, 반도체층(150)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 저항 접촉층(163, 165)이 각각 형성되어 있다.A semiconductor layer 150 made of a semiconductor such as amorphous silicon is formed on the gate insulating layer 140 of the gate electrode 125, and n + is heavily doped with silicide or n-type impurities on the semiconductor layer 150. Resistive contact layers 163 and 165 made of a material such as hydrogenated amorphous silicon are formed, respectively.

저항 접촉층(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 데이터 배선(171, 173, 175, 179)이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(121)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(171), 데이터선(171)의 분지이며 저항 접촉층(163)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(173), 데이터선(171)의 한쪽 끝에 연결되어 있으며 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(179), 소스 전극(173)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽 저항 접촉층(165) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(175)을 포함한다.On the ohmic contacts 163 and 165 and the gate insulating layer 140, aluminum (Al) or aluminum alloy (Al alloy), molybdenum (Mo) or molybdenum-tungsten (MoW) alloy, chromium (Cr), tantalum (Ta), Data lines 171, 173, 175, and 179 made of a metal or a conductor such as titanium (Ti) are formed. The data line is formed in the vertical direction and crosses the gate line 121 to define a pixel, which is a branch of the data line 171 and the data line 171 and extends to the upper portion of the ohmic contact layer 163. ), Which is connected to one end of the data line 171 and is separated from the data pad 179 and the source electrode 173 for receiving an image signal from the outside, and is opposite to the source electrode 173 with respect to the gate electrode 123. The drain electrode 175 is formed on the ohmic contact layer 165.

데이터 배선(171, 173, 175, 179)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단일막으로 형성하는 것이 바람직하지만, 이중층이상으로 형성될 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질, 특히 IZO와 낮은 접촉 저항을 가지는 물질로 만드는 것이 바람직하다. 그 예로는 Al(또는 Al 합금)/Cr 또는 Al(또는 Al 합금)/Mo(또는 Mo 합금) 등을 들 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 데이터 배선(171, 173, 175, 179)은 크롬의 하부막(701)과 알루미늄-네오디뮴 합금의 상부막(702)의 이중막으로 이루어져 있다.The data wires 171, 173, 175, and 179 are preferably formed of a single film of aluminum or aluminum alloy, but may be formed of two or more layers. In the case of forming more than two layers, it is preferable that one layer is made of a material having a low resistance and the other layer is made of a material having a low contact resistance with other materials, especially IZO. Examples include Al (or Al alloys) / Cr or Al (or Al alloys) / Mo (or Mo alloys), and the like. In an embodiment of the present invention, the data wires 171, 173, 175, and 179 are made of chromium. It consists of a double film of the lower film 701 of and the upper film 702 of aluminum-neodymium alloy.

이때, 이후의 화소 전극(190)과 연결되는 접촉부인 드레인 전극(175)에서는 상부막(702) 밖으로 하부막(701)이 드러나 있어 측벽이 계단 모양을 취하고 있다.At this time, in the drain electrode 175, which is a contact portion connected to the pixel electrode 190, the lower layer 701 is exposed out of the upper layer 702, so that the sidewall has a step shape.

데이터 배선(171, 173, 175, 179) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(150) 상부에는 질화 규소로 이루어진 보호막(801)이 형성되어 있다.A passivation film 801 made of silicon nitride is formed on the data wires 171, 173, 175, and 179 and the semiconductor layer 150 that is not covered.

보호막(801)에는 드레인 전극(175) 및 데이터 패드(179)를 각각 드러내는 접촉 구멍(185, 189)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)과 함께 게이트 패드(125)를 드러내는 접촉 구멍(182)이 형성되어 있다. 여기서, 접촉 구멍(185)은 드레인 전극(175) 하부막(701)의 경계선이 드러나도록 형성되어 있어, 드레인 전극(179)의 하부막(701)과 상부막(702)의 측벽 및 하부막(701)의 상부면이 모두 접촉 구멍(185)을 통하여 드러나 있다.In the passivation layer 801, contact holes 185 and 189 respectively exposing the drain electrode 175 and the data pad 179 are formed, and the contact holes 182 exposing the gate pad 125 together with the gate insulating layer 140. Is formed. Here, the contact hole 185 is formed so that the boundary line of the lower layer 701 of the drain electrode 175 is exposed, so that the sidewalls and lower layers of the lower layer 701 and the upper layer 702 of the drain electrode 179 are exposed. The top surface of 701 is all exposed through contact hole 185.

보호막(801) 위에는 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결되어 있으며 화소에 위치하는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 이때, 화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)에서 드러난 드레인 전극(175)의 측벽, 특히 드레인 전극(175)의 하부막(701)의 측벽 및 상부면과 충분히 접촉하고 있어 접촉부의 접촉저항은 최소화할 수 있다.A pixel electrode 190 is formed on the passivation layer 801 and is electrically connected to the drain electrode 175 through the contact hole 185. In this case, the pixel electrode 190 is sufficiently in contact with the sidewall of the drain electrode 175 exposed from the contact hole 185, in particular, the sidewall and the top surface of the lower layer 701 of the drain electrode 175. It can be minimized.

또한, 보호막(801) 위에는 접촉 구멍(182, 189)을 통하여 각각 게이트 패드(125) 및 데이터 패드(179)와 연결되어 있는 보조 게이트 패드(92) 및 보조 데이터 패드(97)가 형성되어 있다. 화소 전극(190)과 보조 게이트 및 보조 데이터 패드(92, 97)는 IZO(indium zinc oxide)로 이루어져 있다.In addition, the auxiliary gate pad 92 and the auxiliary data pad 97, which are connected to the gate pad 125 and the data pad 179, respectively, are formed on the passivation layer 801 through the contact holes 182 and 189. The pixel electrode 190, the auxiliary gates, and the auxiliary data pads 92 and 97 are made of indium zinc oxide (IZO).

여기서, 화소 전극(190)은 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 게이트선(121)과 중첩되어 유지 축전기를 이루며, 유지 용량이 부족한 경우에는 게이트 배선(121, 125, 123)과 동일한 층에 유지 용량용 배선을 추가할 수도 있으며, 화소 전극(190)과 중첩하는 게이트선(121)의 폭을 넓게 형성할 수도 있다.3 and 4, the pixel electrode 190 overlaps the gate line 121 to form a storage capacitor. When the storage capacitor is insufficient, the pixel electrode 190 is disposed on the same layer as the gate lines 121, 125, and 123. The storage capacitor wiring may be added, or the width of the gate line 121 overlapping the pixel electrode 190 may be formed wide.

그러면, 이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 3 및 도 4와 도 5a 내지 도 8b를 참고로 하여 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 and FIGS. 5A to 8B.

먼저, 도 5a 및 5b에 도시한 바와 같이, 기판(110) 위에 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 중, 2 at%의 Nd를 포함하는 Al-Nd를 포함하는 표적을 이용하여 2,500Å 정도의 두께로 150℃ 정도에서 스퍼터링(sputtering)으로 적층하고 패터닝하여 게이트선(121), 게이트 전극(123) 및 게이트 패드(125)를 포함하며 테이퍼 구조를 가지는 가로 방향의 게이트 배선을 형성한다.First, as shown in FIGS. 5A and 5B, about 2,500 mW using a target including Al-Nd containing 2 at% of Nd among aluminum or aluminum alloy metals having low resistance on the substrate 110. Stacking and patterning by sputtering at a temperature of about 150 ° C. to form a horizontal gate line including a gate line 121, a gate electrode 123, and a gate pad 125 and having a tapered structure.

다음, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(140), 비정질 규소로 이루어진 반도체층(150), 도핑된 비정질 규소층(16)의 삼층막을 연속하여 적층하고 마스크를 이용한 패터닝 공정으로 반도체층(150)과 도핑된 비정질 규소층(160)을 패터닝하여 게이트 전극(125)과 마주하는 게이트 절연막(140) 상부에 반도체층(150)과 저항 접촉층(160)을 형성한다. 여기서, 게이트 절연막(140)은 질화 규소를 250~400℃ 온도 범위, 2,000∼5,000Å 정도의 두께로 적층하여 형성하는 것이 바람직하다.Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, a three-layer film of a gate insulating film 140 made of silicon nitride, a semiconductor layer 150 made of amorphous silicon, and a doped amorphous silicon layer 16 is successively stacked and a mask is formed. The semiconductor layer 150 and the ohmic contact layer 160 are formed on the gate insulating layer 140 facing the gate electrode 125 by patterning the semiconductor layer 150 and the doped amorphous silicon layer 160 by the patterning process. do. Here, the gate insulating film 140 is preferably formed by laminating silicon nitride to a thickness of about 2,000 to 5,000 Pa, in a temperature range of 250 to 400 ° C.

다음, 도 7a 내지 도 7b에 도시한 바와 같이, 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 크롬 등으로 이루어진 하부막(701)을 500Å 정도의 두께로, 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 금속 중, 2 at%의 Nd를 포함하는 Al-Nd 합금의 표적을 이용하여 상부막(702)을 150℃ 정도에서 2,500Å 정도의 두께로 스퍼터링(sputtering)을 통하여 차례로 적층한 후, 마스크를 이용한 사진 공정으로 패터닝하여 게이트선(121)과 교차하는 데이터선(171), 데이터선(171)과 연결되어 게이트 전극(123) 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(173), 데이터선(171)은 한쪽 끝에 연결되어 있는 데이터 패드(179) 및 소스 전극(179)과 분리되어 있으며 게이트 전극(123)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주하는 드레인 전극(175)을 포함하며 테이퍼 구조를 가지는 데이터 배선을 형성한다. 여기서, 상부막(702) 및 하부막(701)은 모두 습식 식각으로 식각할 수 있으며, 상부막(702)은 습식 식각으로 하부막(701)은 건식 식각으로 식각할 수 있으며, 하부막(701)이 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금막인 경우에는 상부막(702)과 하나의 식각 조건으로 패터닝할 수 있다.Next, as shown in FIGS. 7A to 7B, the lower film 701 made of molybdenum, molybdenum alloy, chromium, or the like is about 500 kPa, and has a thickness of about 2 at% of the aluminum or aluminum alloy metal having low resistance. The upper layer 702 was sequentially laminated by sputtering to a thickness of about 2,500 에서 at a temperature of about 150 ° C. using an Al-Nd alloy target including Nd, and then patterned by a photo process using a mask to form a gate line. The data line 171 crossing the 121 and the source electrode 173 connected to the data line 171 and extending to the upper portion of the gate electrode 123, and the data line 171 are connected to one end of the data pad ( 179 and a drain electrode 175 which are separated from the source electrode 179 and face the source electrode 173 with respect to the gate electrode 123, and have a tapered structure. Here, both the upper layer 702 and the lower layer 701 may be etched by wet etching, the upper layer 702 may be etched by wet etching, and the lower layer 701 may be etched by dry etching, and the lower layer 701 may be etched. ) Is a molybdenum or molybdenum alloy film may be patterned with the upper film 702 in one etching condition.

또한, 이후에 형성되는 IZO막과 하부막(701)이 충분히 접촉하도록 하기 위하여 도 2a에서 보는 바와 같이 두께가 다른 감광막 패턴을 이용하는 한번의 사진 식각 공정으로 드레인 전극(175)의 하부막(701)이 상부막(702) 밖으로 드러나도록 형성한다.In addition, the lower layer 701 of the drain electrode 175 in one photolithography process using a photosensitive layer pattern having a different thickness as shown in FIG. 2A in order to sufficiently contact the later formed IZO layer and the lower layer 701. It is formed so as to be exposed out of the upper film 702.

이어, 데이터 배선(171, 173, 175, 179)으로 가리지 않는 도핑된 비정질 규소층 패턴(106)을 식각하여 게이트 전극(123)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 양쪽의 도핑된 비정질 규소층(163, 165) 사이의 반도체층 패턴(150)을 노출시킨다. 이어, 노출된 반도체층(150)의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라스마를 실시하는 것이 바람직하다.Subsequently, the doped amorphous silicon layer pattern 106 which is not covered by the data wires 171, 173, 175, and 179 is etched and separated from both sides around the gate electrode 123, while the doped amorphous silicon layers ( The semiconductor layer pattern 150 between 163 and 165 is exposed. Subsequently, in order to stabilize the surface of the exposed semiconductor layer 150, it is preferable to perform oxygen plasma.

다음으로, 도 8a 및 도 8b에서 보는 바와 같이, 질화 규소와 같은 무기 절연막을 250~400℃ 범위에서 적층하여 보호막(801)을 형성하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 게이트 절연막(140)과 함께 건식 식각으로 패터닝하여, 게이트 패드(125), 드레인 전극(175) 및 데이터 패드(179)를 각각 드러내는 접촉 구멍(182, 185, 189)을 형성한다. 여기서, 접촉 구멍(185)은 드레인 전극(175)의 경계선 및 상부막(701)과 하부막(701)의 측벽이 드러나도록 형성한다. 이때, 드레인 전극(175)의 밖에 위치하는 접촉 구멍(185)의 경계선과 이와 인접한 드레인 전극(175)의 경계선의 간격은 2㎛ 이내의 범위가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이는 이후에 형성되는 화소 전극(190)과 드레인 전극(175) 사이의 접촉 저항을 최소화하고, 접촉 구멍(185)을 형성할 때 드레인 전극(175)의 하부에 언더 컷이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, an inorganic insulating film such as silicon nitride is stacked in a range of 250 ° C. to 400 ° C. to form a protective film 801, and together with the gate insulating film 140 in a photolithography process using a mask. Patterning by dry etching forms contact holes 182, 185, and 189 exposing the gate pad 125, the drain electrode 175, and the data pad 179, respectively. In this case, the contact hole 185 is formed such that the boundary line of the drain electrode 175 and the sidewalls of the upper layer 701 and the lower layer 701 are exposed. In this case, the distance between the boundary line of the contact hole 185 located outside the drain electrode 175 and the boundary line of the drain electrode 175 adjacent thereto is preferably formed to be within 2 μm. This is to minimize contact resistance between the pixel electrode 190 and the drain electrode 175 formed later, and to prevent the undercut from occurring under the drain electrode 175 when forming the contact hole 185. to be.

다음, 마지막으로 도 3 및 4에 도시한 바와 같이, IZO막을 스퍼터링으로 적층하고 마스크를 이용한 패터닝을 실시하여 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인전극(175)과 연결되는 화소 전극(190)과 접촉 구멍(182, 189)을 통하여 게이트 패드(125) 및 데이터 패드(179)와 각각 연결되는 보조 게이트 패드(92) 및 보조 데이터 패드(97)를 각각 형성한다. 이때, 화소 전극(190)은 드레인 전극(175)의 하부에서 언더 컷이 발생하지 않아 단선되지 않으며 IZO막과 낮은 접촉 저항을 가지는 하부막(701)과 충분히 접하고 있어 접촉부의 접촉 저항을 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 IZO막(190, 92, 97)을 형성하기 위한 표적(target)은 이데미츠(idemitsu)사의 IDIXO(indium x-metal oxide)라는 상품을 사용하였으며, 표적은 In2O3및 ZnO를 포함하며, In+Zn에서 Zn의 함유량은 15-20 at% 범위인 것이 바람직하다. 또한, 접촉 저항을 최소화하기 위해 IZO막은 250℃ 이하의 범위에서 적층하는 것이 바람직하다.Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the IZO film is stacked by sputtering and patterned using a mask to contact the pixel electrode 190 and the contact hole connected to the drain electrode 175 through the contact hole 185. An auxiliary gate pad 92 and an auxiliary data pad 97 connected to the gate pad 125 and the data pad 179, respectively, are formed through 182 and 189. In this case, the pixel electrode 190 is not disconnected because an undercut does not occur under the drain electrode 175, and the pixel electrode 190 is in close contact with the lower layer 701 having a low contact resistance with the IZO layer, thereby minimizing contact resistance of the contact portion. have. In the exemplary embodiment of the present invention, a target for forming the IZO films 190, 92, and 97 was a product called indium x-metal oxide (IDIXO) manufactured by idemitsu, and the target was In 2 O 3 and ZnO, and the content of Zn in In + Zn is preferably in the range of 15-20 at%. In addition, in order to minimize contact resistance, the IZO film is preferably laminated in the range of 250 ° C or lower.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구조는 게이트 배선(121, 125, 123) 및 데이터 배선(171, 173, 175, 179)이 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도전막을 포함하고 있는 동시에 접촉부 특히 데이터 배선과 IZO막의 화소 전극(190)의 접촉 저항을 최소화할 수 있어 대화면 고정세의 액정 표시 장치에 적용할 수 있다.The structure of the thin film transistor array substrate according to the embodiment of the present invention includes a conductive film of aluminum or aluminum alloy in which the gate wirings 121, 125, and 123 and the data wirings 171, 173, 175, and 179 have low resistance. At the same time, the contact resistance between the contact portion, particularly the data line and the pixel electrode 190 of the IZO film can be minimized, and thus it can be applied to a large screen high-definition liquid crystal display device.

이러한 배선의 접촉부는 앞에서 설명한 바와 같이, 5매의 마스크를 이용하는 제조 방법으로 완성한 기판에 적용할 수 있지만, 4매 마스크를 이용하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판에도 동일하게 적용할 수 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.As described above, the contact portion of the wiring can be applied to a substrate completed by a manufacturing method using five masks, but can be similarly applied to a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device using four masks. This will be described in detail with reference to the drawings.

도 9 내지 도 11을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 4매 마스크를 이용하여 완성된 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단위 화소 구조에 대하여 상세히 설명한다.9 to 11, a unit pixel structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device completed using four masks according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 10 및 도 11은 각각 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 X-X' 선 및 XI-XI' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.9 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are along the XX 'line and the XI-XI' line of the thin film transistor substrate shown in FIG. 9, respectively. It is sectional drawing cut out.

먼저, 절연 기판(110) 위에 다른 물질, 특히 몰리브덴, 몰리브덴 합금, 크롬 등과 같이 IZO막과 접촉 특성이 우수한 도전 물질로 이루어진 하부막(201)과 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등과 같이 저저항 도전 물질로 이루어진 상부막(202)을 포함하며, 제1 실시예와 같이 게이트선(121), 게이트 패드(125) 및 게이트 전극(123)을 포함하는 게이트 배선이 형성되어 있다. 그리고, 게이트 배선은 기판(110) 상부에 게이트선(121)과 평행하며 상판의 공통 전극에 입력되는 공통 전극 전압 따위의 전압을 외부로부터 인가받는 유지 전극(131)을 포함한다. 유지 전극(131)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 유지 축전기용 도전체 패턴(179)과 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이루며, 후술할 화소 전극(131)과 게이트선(121)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성하지 않을 수도 있다. 이때, 게이트 패드(125)의 하부막(201)은 상부막(202) 밖으로 드러나 있어, 게이트 패드(125)의 측벽은 계단 모양을 취하고 있다.First, an upper layer made of a low resistance conductive material such as aluminum or an aluminum alloy and a lower layer 201 made of a conductive material having excellent contact properties with other materials such as molybdenum, molybdenum alloy, chromium, etc., on the insulating substrate 110. A gate wiring including a film 202 and including a gate line 121, a gate pad 125, and a gate electrode 123 is formed as in the first embodiment. The gate wiring includes a storage electrode 131 that is parallel to the gate line 121 on the substrate 110 and receives a voltage such as a common electrode voltage input to the common electrode of the upper plate from the outside. The storage electrode 131 overlaps the conductive capacitor conductor 179 connected to the pixel electrode 82, which will be described later, to form a storage capacitor that improves the charge storage capability of the pixel. The pixel electrode 131 and the gate line, which will be described later, If the holding capacity generated by the overlap of 121 is sufficient, it may not be formed. At this time, the lower layer 201 of the gate pad 125 is exposed out of the upper layer 202, and the sidewalls of the gate pad 125 have a step shape.

질화 규소(SiNx) 따위로 이루어져 있으며 게이트 배선(121, 125, 123, 131)을 덮고 있는 게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 따위의 반도체로 이루어진 반도체 패턴(152, 158)이 형성되어 있으며, 반도체 패턴(152, 157) 위에는 인(P) 따위의 n형 불순물로 고농도로 도핑되어 있는 비정질 규소 따위로 이루어진 저항성 접촉층(ohmic contact layer) 패턴 또는 중간층 패턴(163, 165, 167)이 형성되어 있다.Semiconductor patterns 152 and 158 formed of a semiconductor such as hydrogenated amorphous silicon on the gate insulating layer 140 formed of silicon nitride (SiN x ) and covering the gate wirings 121, 125, 123, and 131. Is formed on the semiconductor patterns 152 and 157, and an ohmic contact layer pattern or an intermediate layer pattern 163, 165, or the like formed of amorphous silicon doped with high concentration of n-type impurities such as 167 is formed.

저항성 접촉층 패턴(163, 165, 58) 위에는 저저항을 가지는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 도전 물질로 이루어진 도전막을 포함하는 데이터 배선이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 형성되어 있는 데이터선(171), 데이터선(171)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 패드(179), 그리고 데이터선(171)의 분지인 박막 트랜지스터의 소스 전극(173)으로 이루어진 데이터선부를 포함하며, 또한 데이터선부(171, 179, 173)와 분리되어 있으며 게이트 전극(123) 또는 박막 트랜지스터의 채널부(C)에 대하여 소스 전극(173)의 반대쪽에 위치하는 박막 트랜지스터의 드레인 전극(175)과 유지 전극(131) 위에 위치하고 있는 유지 축전기용 도전체 패턴(177)도 포함한다. 유지 전극(131)을 형성하지 않을 경우 유지 축전기용 도전체 패턴(177) 또한 형성하지 않는다.On the ohmic contact layer patterns 163, 165, and 58, a data line including a conductive film made of a conductive material of aluminum or an aluminum alloy having low resistance is formed. The data line is a thin film transistor which is a branch of the data line 171 formed in the vertical direction, the data pad 179 connected to one end of the data line 171 to receive an image signal from the outside, and the data line 171. And a data line portion of the source electrode 173 of the source electrode 173, and separated from the data line portions 171, 179, and 173 of the source electrode 173. Also included is a conductive capacitor pattern 177 for the storage capacitor located on the drain electrode 175 and the storage electrode 131 of the thin film transistor positioned on the opposite side. When the storage electrode 131 is not formed, the conductor pattern 177 for the storage capacitor is also not formed.

데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179)은 제1 실시예와 동일하게 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금 또는 탄탈륨 또는 티타늄으로 이루어진 하부막(701)과 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 상부막(702)을 포함하는 이중막으로 형성되어 있다. 이때, 데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179) 중에서 접촉부를 가지는 드레인 전극(175), 데이터 패드(179) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(179) 각각은 하부막(701)의 가장자리 둘레 일부가 상부막(702) 밖으로 드러나 드레인 전극(175), 데이터 패드(179) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(179) 각각의 일부 측벽은 계단 모양을 취하고 있다.The data wirings 171, 177, 173, 175, and 179 are the same as the first embodiment, and the lower layer 701 made of chromium or molybdenum or molybdenum alloy or tantalum or titanium and the upper layer 702 made of aluminum or aluminum alloy. It is formed into a double film containing. At this time, each of the drain electrode 175 having the contact portion, the data pad 179, and the conductive pattern 179 for the storage capacitor among the data wires 171, 177, 173, 175, and 179 is formed around the edge of the lower layer 701. A portion of the drain layer 175, the data pad 179, and the conductive pattern 179 for the storage capacitor have a step shape.

접촉층 패턴(163, 165, 167)은 그 하부의 반도체 패턴(152, 157)과 그 상부의 데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179)의 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 하며, 데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179)과 완전히 동일한 형태를 가진다. 즉, 데이터선부 중간층 패턴(163)은 데이터선부(171, 179, 173)와 동일하고, 드레인 전극용 중간층 패턴(165)은 드레인 전극(175)과 동일하며, 유지 축전기용 중간층 패턴(167)은 유지 축전기용 도전체 패턴(177)과 동일하다.The contact layer patterns 163, 165, and 167 lower the contact resistance between the semiconductor patterns 152 and 157 below and the data wires 171, 177, 173, 175, and 179 above the data layer. (171, 177, 173, 175, 179) is exactly the same form. That is, the data line part intermediate layer pattern 163 is the same as the data line parts 171, 179, and 173, the drain electrode intermediate layer pattern 165 is the same as the drain electrode 175, and the storage capacitor intermediate layer pattern 167 is formed. It is the same as the conductor pattern 177 for holding capacitors.

한편, 반도체 패턴(152, 157)은 박막 트랜지스터의 채널부(C)를 제외하면 데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179) 및 저항성 접촉층 패턴(163, 165, 167)과 동일한 모양을 하고 있다. 구체적으로는, 유지 축전기용 반도체 패턴(157)과 유지 축전기용 도전체 패턴(177) 및 유지 축전기용 접촉층 패턴(167)은 동일한 모양이지만, 박막 트랜지스터용 반도체 패턴(152)은 데이터 배선 및 접촉층 패턴의 나머지 부분과 약간 다르다. 즉, 박막 트랜지스터의 채널부(C)에서 데이터선부(171, 179, 173), 특히 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)이 분리되어 있고 데이터선부 중간층(163)과 드레인 전극용 접촉층 패턴(165)도 분리되어 있으나, 박막 트랜지스터용 반도체 패턴(152)은 이곳에서 끊어지지 않고 연결되어 박막 트랜지스터의 채널을 생성한다.The semiconductor patterns 152 and 157 have the same shape as the data lines 171, 177, 173, 175 and 179 and the ohmic contact layer patterns 163, 165 and 167 except for the channel portion C of the thin film transistor. Doing. Specifically, the semiconductor capacitor pattern 157 for the storage capacitor, the conductor pattern 177 for the storage capacitor, and the contact layer pattern 167 for the storage capacitor have the same shape, but the semiconductor pattern 152 for the thin film transistor has data wiring and contact. Slightly different from the rest of the layer pattern. That is, in the channel portion C of the thin film transistor, the data line portions 171, 179, and 173, in particular, the source electrode 173 and the drain electrode 175 are separated, and the data layer intermediate layer 163 and the contact layer pattern for the drain electrode. Although 165 is also separated, the semiconductor pattern 152 for thin film transistors is not disconnected here and is connected to generate a channel of the thin film transistor.

데이터 배선(171, 177, 173, 175, 179)을 덮는 보호막(801)에는 드레인전극(175), 데이터 패드(179) 및 유지 축전기용 도전체 패턴(177)을 드러내는 접촉구멍(185, 189, 187)을 가지고 있으며, 또한 게이트 절연막(140)과 함께 게이트 패드(125)를 드러내는 접촉 구멍(182)을 가지고 있다. 이때, 접촉 구멍(182, 185, 187, 189) 모두는 유지 축전기용 도전체 패턴(177), 게이트 패드(125), 드레인 전극(175), 데이터 패드(179)의 측벽, 특히 각각의 IZO와 낮은 접촉 저항을 가지는 하부막(201, 701)이 드러나도록 형성되어 있다.The passivation layer 801 covering the data lines 171, 177, 173, 175, and 179 has contact holes 185, 189, which expose the drain electrode 175, the data pad 179, and the conductive pattern 177 for the storage capacitor. 187 and a contact hole 182 that exposes the gate pad 125 together with the gate insulating layer 140. In this case, all of the contact holes 182, 185, 187, and 189 are formed of the conductive pattern 177 for the storage capacitor, the gate pad 125, the drain electrode 175, and the sidewalls of the data pad 179, in particular, each of the IZOs. The lower layers 201 and 701 having low contact resistance are formed to be exposed.

보호막(801) 위에는 박막 트랜지스터로부터 화상 신호를 받아 상판의 전극과 함께 전기장을 생성하는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 IZO(indium tin oxide) 따위의 투명한 도전 물질로 만들어지며, 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175), 특히 드레인 전극(175)의 하부막(701)과 물리적·전기적으로 연결되어 화상 신호를 전달받는다. 화소 전극(190)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다. 또한 화소 전극(190)은 접촉 구멍(187)을 통하여 유지 축전기용 도전체 패턴(177), 특히 하부막(701)과도 연결되어 도전체 패턴(177)으로 화상 신호를 전달한다. 한편, 게이트 패드(125) 및 데이터 패드(179) 위에는 접촉 구멍(182, 189)을 통하여 각각 이들과 연결되는 보조 게이트 패드(92) 및 보조 데이터 패드(97)가 형성되어 있으며, 이들은 패드(125, 179)와 외부 회로 장치와의 접착성을 보완하고 패드를 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니며, 이들의 적용 여부는 선택적이다. 여기서도, 접촉부에서 IZO막(190, 92, 97)은 유지 축전기용 도전체 패턴(177), 게이트 패드(125)드레인 전극(175), 데이터 패드(179)의측벽, 특히 IZO와 낮은 접촉 저항을 가지는 하부막(201, 701)과 접촉되어 있다.A pixel electrode 190 is formed on the passivation layer 801 to receive an image signal from the thin film transistor and generate an electric field together with the electrodes of the upper plate. The pixel electrode 190 is made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (IZO), and is physically and electrically connected to the drain electrode 175, particularly the lower layer 701 of the drain electrode 175 through the contact hole 185. Connected to receive an image signal. The pixel electrode 190 also overlaps the neighboring gate line 121 and the data line 171 to increase the aperture ratio, but may not overlap. In addition, the pixel electrode 190 is also connected to the conductive pattern 177 for the storage capacitor, particularly the lower layer 701, through the contact hole 187 to transmit the image signal to the conductive pattern 177. On the other hand, an auxiliary gate pad 92 and an auxiliary data pad 97 connected to the gate pad 125 and the data pad 179 through the contact holes 182 and 189, respectively, are formed. 179) and supplementing the adhesion between the external circuit device and protecting the pad, are not essential, and their application is optional. Here too, the IZO films 190, 92, and 97 at the contact portion have low contact resistance with the sidewalls of the conductive pattern 177 for the storage capacitor, the gate pad 125, the drain electrode 175, and the data pad 179, in particular the IZO. The branches are in contact with the underlayers 201 and 701.

여기에서는 화소 전극(190)의 재료의 예로 투명한 IZO를 들었으나, 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등으로 형성할 수도 있으며, 반사형 액정 표시 장치의 경우 불투명한 도전 물질을 사용하여도 무방하다.Although the transparent IZO is mentioned as an example of the material of the pixel electrode 190, it may be formed of a transparent conductive polymer or the like. In the case of a reflective liquid crystal display, an opaque conductive material may be used.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 접촉부의 구조는 박막 트랜지스터 상부에 컬러 필터를 형성하는 COA(color filter on array) 구조의 박막 트랜지스터 어레이 기판에서도 동일하게 적용할 수 있다.The structure of the contact unit according to the exemplary embodiment of the present invention may be similarly applied to a thin film transistor array substrate having a color filter on array (COA) structure that forms a color filter on the thin film transistor.

먼저, 도 12 및 도 13을 참고로 하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 and 13.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 13은 도 12에 도시한 박막 트랜지스터 기판을 XIII-XIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.12 is a layout view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate illustrated in FIG. 12 taken along the line XIII-XIII ′.

대부분의 구조는 제1 실시예와 동일하다.Most of the structure is the same as in the first embodiment.

단, 유지 축전기용 도전체 패턴(177)은 게이트선(121)과 중첩되어 유지 용량을 확보하고 있으며, 유지 축전기용 도전체 패턴(177)과 중첩되어 있는 게이트선(121)의 일부는 유지 용량을 충분히 확보하기 위해 다른 부분보다 넓게 형성되어 있다.However, the conductive capacitor pattern 177 for the storage capacitor overlaps with the gate line 121 to secure the storage capacitance, and a part of the gate line 121 overlapping with the conductive capacitor pattern 177 for the storage capacitor is for the storage capacitance. It is formed wider than other parts to secure enough.

또한, 게이트 절연막(140) 상부 및 화소 전극(190) 하부의 화소 영역에는 드레인 전극(173)과 유지 축전기용 도전체 패턴(177)의 접촉부를 드러내는 개구부를 가지는 적, 녹, 청의 컬러 필터(R, G, B)가 세로 방향으로 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 적, 녹, 청의 컬러 필터(R, G, B)의 경계는 데이터선(171) 상부에서 일치하여 도시되어 있지만, 데이터선(171) 상부에서 서로 중첩되어 화소 영역 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 기능을 가질 수 있으며, 게이트 및 데이터 패드(125, 179)가 형성되어 있는 패드부에는 형성되어 있지 않다. 도면에 나타내지 않았지만, 데이터 배선(171, 173, 175, 177, 179)과 데이터 배선으로 가리지 않는 반도체 패턴(150) 상부에는 산화 규소 또는 질화 규소 등의 절연 물질로 이루어진 층간 절연막이 형성될 수 있다.In addition, red, green, and blue color filters (R) having openings exposing the contact portions of the drain electrode 173 and the conductive capacitor conductor pattern 177 in the pixel region above the gate insulating layer 140 and below the pixel electrode 190. , G, B) are sequentially formed in the longitudinal direction. Here, the boundaries of the color filters R, G, and B of red, green, and blue are shown to coincide with each other on the upper part of the data line 171, but overlapped with each other on the upper part of the data line 171 to leak light between the pixel areas. It may have a function of blocking and is not formed in the pad portion in which the gate and data pads 125 and 179 are formed. Although not illustrated, an interlayer insulating layer made of an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride may be formed on the data lines 171, 173, 175, 177, and 179 and the semiconductor pattern 150 not covered by the data lines.

이와 같이, 본 발명에 따르면 접촉부에서 배선의 측벽을 계단 모양으로 형성하여 다른 물질과 접촉 특성이 우수한 도전막을 드러내어 IZO막과 접촉하도록 접촉부를 설계함으로써 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 배선과 IZO막의 접촉 저항을 최소화할 수 있어 접촉부의 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 저저항의 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 도전막을 포함하는 배선을 형성함으로써 대화면 고정세의 제품의 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the contact portion of the contact portion is formed by contacting the IZO film with aluminum or an aluminum alloy by forming a sidewall of the wiring in a contact shape to expose a conductive film having excellent contact properties with other materials and contacting the IZO film. Can minimize the reliability of the contact portion. In addition, by forming a wiring including a conductive film containing low resistance aluminum or an aluminum alloy, the characteristics of a large screen high definition product can be improved.

Claims (14)

기판 상부에 형성되어 있으며, 계단 모양의 측벽을 가지는 이중막 배선,A double layer wiring formed on the substrate and having a stepped sidewall, 상기 배선을 덮고 있으며, 적어도 상기 배선의 밖에 일부의 경계선이 형성되어 있어 계단 모양의 상기 측벽을 드러내는 접촉 구멍을 가지는 절연막,An insulating film covering the wiring and having at least a part of a boundary line formed outside the wiring to expose the stepped sidewall; 상기 절연막에 상부에 IZO로 형성되어 있으며, 상기 접촉 구멍을 통하여 계단 모양을 이루는 상기 배선의 측벽과 접촉하고 있는 도전막 패턴A conductive film pattern formed of IZO on the insulating film and in contact with the sidewalls of the wirings having a step shape through the contact holes. 을 포함하는 배선의 접촉부를 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.Thin film transistor array substrate having a contact portion of the wiring comprising a. 제1항에서,In claim 1, 상기 이중막 배선은 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 하부막과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 상부막으로 이루어진 배선의 접촉부를 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The double layer wiring has a contact portion of a wiring made of a lower film of chromium or molybdenum or molybdenum alloy and an upper film of aluminum or aluminum alloy. 제1항에서,In claim 1, 상기 하부막은 상기 상부막의 밖으로 드러나 상기 도전층은 상기 하부막의 상부면과 접하는 배선의 접촉부를 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The lower layer is exposed out of the upper layer, but the conductive layer has a contact portion of a wiring contacting the upper surface of the lower layer. 절연 기판 위에 형성되어 있는 게이트 배선,A gate wiring formed on an insulating substrate, 상기 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막,A gate insulating film covering the gate wiring, 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 반도체층,A semiconductor layer formed on the gate insulating film, 상기 게이트 절연막 또는 상기 반도체층 상부에 형성되어 있는 데이터 배선,A data line formed over the gate insulating film or the semiconductor layer; 상기 반도체층을 덮고 있는 보호막,A protective film covering the semiconductor layer, 상기 게이트 절연막 또는 상기 보호막의 접촉 구멍을 통하여 드러난 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선과 연결되어 있는 투명 도전막 패턴을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판에 있어서,A thin film transistor array substrate comprising: a transparent conductive layer pattern connected to the gate line or the data line exposed through a contact hole of the gate insulating layer or the protective layer; 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선 중 상기 접촉 구멍을 통하여 드러난 접촉부는 계단 모양의 측벽을 가지며, 상기 투명 도전막 패턴은 계단 모양의 측벽을 따라 상기 접촉부와 접하고 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The contact portion exposed through the contact hole in the gate wiring or the data wiring has a stepped sidewall, and the transparent conductive layer pattern is in contact with the contact along the stepped sidewall. 제4항에서,In claim 4, 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선은 크롬 또는 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 하부막과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 상부막으로 이루어진 박막 트랜지스터 어레이 기판.The gate wiring or the data wiring is a thin film transistor array substrate comprising a lower film of chromium or molybdenum or molybdenum alloy and an upper film of aluminum or aluminum alloy. 제5항에서,In claim 5, 상기 상부막 밖으로 상기 하부막이 드러나 상기 접촉부에서 상기 투명 도전막 패턴은 상기 하부막의 상부면과 접하고 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판.And the lower layer is exposed out of the upper layer, and the transparent conductive layer pattern is in contact with the upper surface of the lower layer at the contact portion. 제4항에서,In claim 4, 상기 투명 도전막 패턴은 IZO로 이루어진 박막 트랜지스터 어레이 기판.The transparent conductive film pattern is a thin film transistor array substrate made of IZO. 제4항에서,In claim 4, 상기 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선, 상기 게이트선과 연결되어 있는 게이트 전극 및 외부로부터 주사 신호를 전달받아 상기 게이트선으로 전달하는 게이트 패드를 포함하며,The gate line includes a gate line extending in a horizontal direction, a gate electrode connected to the gate line, and a gate pad receiving a scan signal from the outside and transferring the scan signal to the gate line, 상기 데이터 배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 분리되어 상기 게이트 전극을 중심으로 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극 및 외부로부터 영상 신호를 전달받을 상기 데이터선으로 전달하는 데이터 패드를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The data line may include a data line extending in a vertical direction, a source electrode connected to the data line, a drain electrode separated from the source electrode and facing the source electrode around the gate electrode, and receiving image signals from the outside. A thin film transistor array substrate comprising a data pad transferring a data line. 제8항에서,In claim 8, 상기 접촉 구멍은 상기 드레인 전극과 상기 데이터 패드 및 상기 게이트 절연막과 함께 상기 게이트 패드를 드러내는 제1, 제2 및 제3 접촉 구멍을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.And the contact hole has first, second, and third contact holes exposing the gate pad together with the drain electrode, the data pad, and the gate insulating layer. 제9항에서,In claim 9, 상기 투명 도전막 패턴은 상기 제1 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 접촉되는 화소 전극, 상기 제2 및 제3 접촉 구멍을 통하여 상기 데이터 패드 및 상기 게이트 패드와 각각 연결되어 있는 보조 데이터 패드 또는 보조 데이터 패드를포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The transparent conductive layer pattern may include a pixel electrode contacting the drain electrode through the first contact hole, and an auxiliary data pad or auxiliary data connected to the data pad and the gate pad through the second and third contact holes, respectively. A thin film transistor array substrate comprising a pad. 제4항에서,In claim 4, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 채널부를 제외한 상기 반도체층은 상기 데이터 배선과 동일한 패턴을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.The semiconductor layer except for the channel portion between the source electrode and the drain electrode has the same pattern as the data line. 제11항에서,In claim 11, 상기 데이터 배선과 상기 반도체층 사이에 형성되어 있는 저항성 접촉층을 더 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.And a resistive contact layer formed between the data line and the semiconductor layer. 제9항에서,In claim 9, 상기 저항성 접촉층은 상기 데이터 배선과 동일한 패턴을 가지는 박막 트랜지스터 어레이 기판.And the ohmic contact layer has the same pattern as the data line. 제4항에서,In claim 4, 상기 데이터 배선과 상기 보호막 사이에 형성되어 있는 적, 녹, 청 컬러 필터를 더 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판.And a red, green, and blue color filter formed between the data line and the passivation layer.
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