KR20040059088A - 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 - Google Patents
액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040059088A KR20040059088A KR1020020085620A KR20020085620A KR20040059088A KR 20040059088 A KR20040059088 A KR 20040059088A KR 1020020085620 A KR1020020085620 A KR 1020020085620A KR 20020085620 A KR20020085620 A KR 20020085620A KR 20040059088 A KR20040059088 A KR 20040059088A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- source
- substrate
- gate
- thin film
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 70
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 28
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 21
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 241001239379 Calophysus macropterus Species 0.000 claims description 2
- -1 MoNb Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016024 MoTa Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910016048 MoW Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 20
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 abstract description 16
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133345—Insulating layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1345—Conductors connecting electrodes to cell terminals
- G02F1/13458—Terminal pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136277—Active matrix addressed cells formed on a semiconductor substrate, e.g. of silicon
- G02F1/136281—Active matrix addressed cells formed on a semiconductor substrate, e.g. of silicon having a transmissive semiconductor substrate
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/123—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
본 발명은 마스크 공정수를 단순화할 수 있는 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자의 구조에 관한 것으로, 본 발명은 박막트랜지스터 및 화소영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 영역에 제 1마스크 공정을 통하여 소스/드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 소스/드레인 상에 제 2마스크 공정을 통하여 액티브층 및 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 제 3마스크 공정을 통하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
Description
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 마스크수를 줄여 공정을 단순화할 수 있는 액정표시소자의 제조방법 및 그 방법에 의한 액정표시소자의 구조에 관한 것이다.
TV와 컴퓨터의 정보를 디스플레이 하기 위해 지금까지 주로 CRT 모니터가 사용되어 왔다. CRT는 화질이 우수하고 화면 밝기가 좋아 그 동안 디스플레이의 주종을 이루어왔다. 그러나 화면이 커짐에 따라 CRT 모니터의 크기가 너무 커져 공간을 많이 차지하는 문제점이 발생하기도 하였으며, 휴대용 기기가 보편화되면서 디스플레이의 무게 또한 문제가 되었다.
이러한 문제점들을 해결한 것이 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(Plazma Display Panel), 유기 EL(Electro Luminescence), LED(Light Emitting Diode), FED(Field Emission Display) 등의 평판형 디스플레이 소자들이다. 이러한 평판형 디스플레이 중 노우트 북 PC나 컴퓨터 모니터 등으로 이미 널리 사용되고 있으며 소비전격 소모가 적은 장점을 가지고 있는 액정 표시 장치(LCD)가 각광을 받고 있다.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 개략적인 단면도를 나타낸 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 액정표시소자는 하부기판(10)과 상부기판(20) 그리고 그 사이에 형성된 액정층(15)으로 구성되어 있다.
하부기판(10)에는 박막트랜지스터(T)와 화소전극(7)이 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(T)는 주사신호가 인가되는 게이트 전극(1)과, 주사 신호에 대응하여 데이터 신호를 전송하도록 마련된 반도체층(3)과, 반도체층(3)과 게이트전극(1)을 전기적으로 격리시켜주는 게이트 절연막(2)과, 반도체층(3)의 상부에 형성되어 데이터 신호를 인가하는 소오스 전극(4)과, 데이터 신호를 화소전극(7)에 인가하는 드레인전극(5)으로 구성되어 있으며, 상기 반도체층(3)은 비정질 실리콘(a-Si)을 증착하여 형성된 액티브층(3a)과, 액티브층(3a)의 양측 상부에 n+ 도핑된 오믹 접촉층(ohmic contact layer)(3b)으로 구성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(T) 위에는 보호막(6) 및 화소전극(7)이 형성되어 있으며, 화소전극(7) 상부에는 액정 분자들의 배향을 위해 형성된 제 1배향막(4a)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 화소전극(7)은 사용하고자하는 모드, 즉 투과형인지 반사형인지에 따라 결정되며, 반사형인 경우에는 반사특성이 우수한 Al 또는 Al합금과 같은 불투명 금속물질을 사용하고, 투과형인 경우에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 전도성물질을 사용한다.
상부기판(20)에는 화소간의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스(12)와 칼라를 구현하기 위한 R, G, B 색상의 칼라필터(11)가 형성되어 있다. 상기 칼라필터(11) 상에는 칼라필터의 평탄화 및 그 상부에 형성된 공통 전극(13)과의 접착성을 향상시키기 위한 평탄화막(미도시)이 추가로 형성되어 있으며, 그 상부에는 액정층(15)에 전압을 인가하기 위한 공통전극(13)과, 액정 분자들의 배향을 위해 형성된 제 2배향막(4b)이 형성되어 있다. 여기서 공통전극(13)은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 전도체인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 액정표시소자 특히, 박막트랜지스터가 형성된 하부기판은 여러 단계의 마스크 공정을 통하여 제조되는데, 상기 마스크 공정수는 제품의 생산단가 및 생산력을 결정하는 주요인이 된다. 따라서, 마스크 공정수를 줄이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
도 2는 4마스크 공정을 통한 박막트랜지스터의 공정단면도를 도시한 것으로, 종래 4마스크 공정을 통한 박막트랜지스터의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 투명한 기판(20) 위에 금속물질을 증착한 다음, 제 1마스크(미도시)를 사용하여 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 제 1PR 패턴(23a)을 형성한 후, 이를 마스크로 하여 게이트 전극(23)을 형성한다. 포토리소그래피 공정은 PR 도포->노광->현상->식각 공정으로 진행되며, 상기 노광 공정시 PR 패턴을 형성하기 위하여 마스크를 사용하게 된다. 또한, 식각 공정은 PR 현상 이후 형성된 PR 패턴을 마스크로하여 실질적으로 금속패턴(게이트 전극)을 형성하게 되며, 이후에 잔류하는 PR 패턴은 제거된다.
그리고, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(23)이 형성된 기판(20)의 상부에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기물질과 반도체층(28a, 28b)과 금속물질(25)을 연속적으로 증착한 다음, 제 2마스크(미도시)를 사용하여 포토리소그래피 공정으로 채널영역 상에 선택적으로 잔류하는 제 2PR 패턴(23b)을 형성하되, 상기 게이트 전극(23) 상의 금속층(25) 상부에서는 PR층에 회절노광을 적용하여 다른 영역의 PR 패턴에 비해 얇은 두께를 갖도록 한다. 이어서, 상기 제 2PR 패턴(23b)을 마스크로 하여 게이트 절연막(23)이 노출될 때까지 식각한 다음, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 회절 노광이 적용된 PR 패턴 영역을 제거하여, 금속층을 노출시키는 제 3PR 패턴(23c)을 형성한 후, 상기 제 3PR 패턴(23c)을 마스크로 하여 금속층(25)을 식각함으로써, 소스/드레인전극(25a/25b)을 형성한다. 이때 사용되는 제 2마스크는 회절 마스크로써, 부분적으로 광투과율 특성이 다르기 때문에 부분적으로 PR 패턴 두께를 다르게 형성할 수가 있다. 일반적으로 회절 마스크는 한번의 마스크 공정을 통하여 서로 다르게 적층된 층을 동시에 적절하게 패터닝하기 위하여 사용되는 것으로, 예시한 바와 같이, 액티브층(28)과 소스/드레인전극층(25a/25b) 한번의 마스크 공정으로 형성할 수가 있다.
5 마스크 공정의 경우에는 액티브층(28)과 소스/드레인전극층(25a/25b) 형성시 두 번의 마스크 공정이 진행되기 때문에 4 마스크 공정에 비하여 마스크 공정이 한번 더 추가되는 것이다.
상기와 같이, 액티브층(28) 및 소스/드레인전극층(25a/25b)을 형성한 후, 도 2d에 도시한 바와 같이, 소스/드레인전극층(25a/25b) 상에 잔류하는 PR 패턴을 제거하고, 그 상부에 SiOx 또는 SiNx와 같은 무기물질이나. BCB 또는 아크릴과 같은 유기물질을 도포한 다음, 제 3마스크를 사용하여 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 제 4PR 패턴(23d)을 형성한 후, 드레인전극(25b)의 일부를 노출시키는 보호막(29)을 형성한다.
마지막으로, 도 2e에 도시한 바와 같이, 상기 보호막(29) 상에 잔류하는 제 4PR 패턴을 제거한 다음, 상기 보호막(29) 상에 ITO와 같은 투명한 전도성 물질을 증착한 후, 이를 제 4마스크를 사용하여 패터닝함으로써, 화소전극(31)을 형성한다.
그러나, 상기와 같은 종래 4마스크 공정은 5마스크 공정에 비하여 마스크수를 줄여 공정을 단순화할 수 있으나, 이때 사용되는 회절마스크가 고가이기 때문에 재료비 차원에서 효과를 거두지 못하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 3 마스크 공정을 통하여 액정표시소자를 제작할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 회절마스크를 사용하지 않고 4 마스크 공정을 통하여 액정표시소자를 제작할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
기타 본 발명의 목적 및 특징은 이하의 발명의 구성 및 특허청구범위에서 상세히 기술될 것이다.
도 1은 일반적인 액정표시소자의 개략적인 단면도.
도 2는 종래 4마스크 공정을 통한 액정표시소자의 제조방법을 도시한 공정수순도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 도시한 공정수순도.
도 4는 본발명의 다른 실시예.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
121a, 221a: 소스전극 121b, 221b: 드레인전극
123, 223: 스토리지 하부전극 125, 225: 데이터패드
133, 233: 오믹접촉층 137, 237: 액티브층
139, 239: 게이트절연막 141, 241: 게이트전극
144, 244: 게이트패드 151, 251: 화소전극
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 박막트랜지스터 및 화소영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와; 상기 박막트랜지스터 영역에 제 1마스크 공정을 통하여 소스/드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 소스/드레인 상에 제 2마스크 공정을 통하여 액티브층 및 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 제 3마스크 공정을 통하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명은 3마스크 공정을 통하여 액정표시소자가 제조되기 때문에 종래에 비하여 생산효율을 더욱 향상시킬 수가 있다.
한편, 상기 게이트전극 및 화소전극을 포함하는 기판의 전면에 보호막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 게이트 및 데이터 패드의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 추가로 포함시킬 수 있다. 이는 4마스크 공정으로 액정표시소자가 제작 되지만, 고가의 회절마스크를 사용하지 않기 때문에 종래에 비하여 재료비를 절감할 수 있는 잇점을 가진다.
상기와 같은 공정을 통하여 완성된 본 발명의 액정표시소자는 박막트랜지스터 및 화소영역이 정의된 기판의 박막트랜지스터 영역에 형성되며, 소정간격 이격하는 소스 및 드레인전극과; 상기 소스 및 드레인 전극 상에 순차적으로 형성된 게이트 절연막, 액티브층 및 게이트전극으로 구성되어 있으며, 상기 화소영역에는 상기 드레인전극과 접속하는 화소전극이 형성되어 있다. 이때, 상기 화소전극은 반사특성이 우수한 불투명한 금속물질로 형성되어 있다. 그리고, 상기 소스/드레인 전극 및 화소전극 상에는 보호막이 추가로 형성될 수도 있다.
이하, 참조한 도면을 통하여 상기와 같은 본 발명의 액정표시소자의 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 제조방법을 나타낸 공정수순도이다.
먼저, 도 3a에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터, 화소, 스토리지 커패시터, 데이터 및 게이트패드 영역이 정의된 기판(120)을 준비한 다음, 상기 기판(120) 상에 Mo, MoW, MoTa, MoNb, Cr, W등과 같은 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착하여 제 1금속층(125)을 형성한 다음 상기 제 1금속층(125) 상에 인(P)과 같은 불순물이 도핑된 n+ 비정질 실리콘(130)을 CVD 방법을 통하여 증착한다. 그다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 n+ 비정질 실리콘(130)의 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 이를 패터닝하여 상기 n+ 비정질 실리콘(130) 상에 선택적으로 잔존하는 제 1포토레지스트 패턴(135)을 형성한 후, 상기 제 1포토레지스트 패턴(135)을 마스크로 하여 노출된 n+ 비정질 실리콘(130) 및 제 1금속층(125)을 식각함으로써, 소정간격 이격하는 소스 및 드레인전극(121a,121b)과 n+ 비정질 실리콘 패턴(131)을 형성한다. 이때, 스토리지의 하부전극(123) 및 데이터패드(125)도 함께 형성한다. 상기 데이터패드(125)는 외부의 회로와 전기적으로 연결되어 상기 소스 및 드레인전극(121a,121b)에 데이터신호를 전달해주는 역할을 한다.
이후에 상기 n+ 비정질 실리콘 패턴(131) 상에 잔류하는 제 1포토레지스트 패턴(135)을 제거한 다음, 도 3c에 도시한 바와 같이, 소스/드레인전극(121a,121b) 및 n+ 비정질 실리콘 패턴(131)이 형성된 기판(120) 상에 CVD방법을 통하여 비정질 실리콘(136) 및 SiNx 또는 SiOx과 같은 절연막(138)을 순차적으로 증착한 후, 그 상부에 스퍼터링 방법을 통하여 Al. AlNd, Cr, Mo, Cu등과 같은 금속물질을 증착하여 제 2금속층(140)을 형성한다. 이어서, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 제 2금속층(140) 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 이를 패터닝하여 상기 제 2금속층(140) 상에 선택적으로 전존하는 제 2포토레지스트 패턴(145)을 형성한다. 그 다음, 상기 제 2포토레지스트 패턴(145)을 마스크로 하여 상기 비정질 실리콘(136), 절연막(138), 제 2금속층(140) 및 n+ 비정질 실리콘 패턴(131)의 일부를 동시에 식각함으로써, 액티브층(137), 게이트절연막(139), 게이트전극(141) 및 상기 액티브층(137)과 소스/드레인전극(121a,121b) 사이에 개재된오믹접촉층(133)을 형성한다. 상기 오믹접촉층(137)은 액티브층(137)과 소스/드레인전극(121a,121b) 사이의 저항을 줄여 신호의 전달을 원활하게 해주는 역할을 한다. 또한, 스토리지 하부전극(123) 상에도 상기의 패턴들(즉, 비정질 실리콘, 절연막 및 제 2금속패턴)을 그대로 형성하여 스토리지 상부전극(143)을 함께 형성한다. 상기 스토리지 하부전극(123)과 상부전극(143)은 스토리지 커패시터(Storage Capacitor)를 형성하여 박막트랜지스터의 게이트전극(141)에 게이트 신호가 인가되는 동안 게이트 전압을 충전한 후, 다음 게이트라인 구동시 이후에 형성될 화소전극에 데이터전압이 공급되는 동안 충전된 전압을 방전하여 화소전극의 전압 변동을 방지하는 역할을 한다. 아울러, 상기 게이트 패드부에 게이트 패드(144)도 함께 형성된다. 상기 게이트패드(144)는 외부의 회로와 전기적으로 연결되어 게이트전극(141)에 게이트 신호를 전달해주는 역할을 한다.
이후에, 상기 게이트전극(141), 스토리지 상부전극(143) 및 게이트패드(144)에 전류하는 제 2포토레지스트 패턴(145)을 제거한 다음, 도 3e에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터 및 스토리지 커패시터가 형성된 기판 전면에 기판(120) 전면에 Al, AlNd, Ag와 같이 반사율이 우수하고 불투명한 금속물질을 증착하여 제 3금속층(150)을 형성한다. 그리고, 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 제 3금속층(150) 상부 전면에 포토레지스트를 도포한 다음, 이를 패터닝하여 닝하여 제 3금속층(150) 상에 선택적으로 잔존하는 제 3포토레지스트 패턴(155)을 형성한다. 이후에, 상기 제 2포토레지스트 패턴(155)을 마스크로 하여 상기 제 3금속층(150)을 식각하여 화소전극(151)을 형성한다. 이때, 상기 화소전극(151)은박막트랜지스터의 드레인전극(121b) 및 스토리지 하부전극(123)과 그 일부가 중첩되어 전기적인 접속을 이루고 있다. 아울러, 상기 데이터 및 게이트패드(125, 144) 상에도 외부회로와의 연결을 용이하게 하기 위하여 완충층(153)을 함께 형성한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로 화소전극의 공정순서를 제외한 모든 공정이 도 3에 도시된 내용과 동일하다 따라서, 여기에서는 그 차이점만을 간략하게 설명하기로 한다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터, 화소, 스토리지 커패시터, 데이터 및 게이트패드 영역이 정의된 기판(220)을 준비한 다음, 상기 기판(220) 상에 반사특성이 우수한 금속물질을 증착한 후, 이를 패터닝하여 화소영역에 배치되는 화소전극(251)을 형성한다.
이어서, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 화소전극(251)의 일부와 접속하는 박막트랜지스터의 소스/드레인전극(221a, 221b) 및 n+ 비정질실리콘 패턴(231)을 형성함과 동시에, 화소전극(251)과 접속하는 스토리지 하부전극(223) 및 데이터패드(225)를 함께 형성한다.
그 다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 소스 및 드레인전극(221a,221b)을 포함하는 기판(220) 상에 비정질실리콘, 절연막 및 게이트전극물질을 순차적으로 증착한 다음, 이를 패터닝하여 박막트랜지스터의 오믹접촉층(233), 액티브층(237), 게이트절연막(139) 및 게이트전극(141)을 형성함과 동시에 스토리지 상부전극(243) 및 게이트패드(244)를 함께 형성한다.
상기와 같이, 본 발명은 오믹접촉층, 액티브층, 게이트절연막 및 게이트전극을 1회 마스크 공정을 통하여 형성하고, 보호막 형성을 생략함에 따라, 종래에 비하여 공정을 더욱 단순활 할 수 있다.
한편, 발명은 도면에 도시하진 않았지만, 박막트랜지스터 상부에 보호막을 형성할 수도 있다. 이와 같이 보호막을 형성하게 되면, 마스크 공정수가 1회 추가되어 종래와 동일해 지지만, 본 발명에서는 회절마스크를 사용하지 않기 때문에 재료비 측면에서 더욱 유리하다.
또한, 본 발명은 액티브층이 기판의 뒷면에 노출되어 있기 때문에 투과형 모드시 백라이트광 차단이 이루어지지 않아 광누설전류(photo current leakage)가 커지게 되는 문제점을 야기하게 된다. 따라서, 본 발명은 백라이트가 사용되지 않는 반사형 액정표시소자에 적합한 구조이다. 그러나, 상기 액티브층에 대응하는 기판의 뒷면에 블랙매트릭스와 같이 빛을 차단할 수 있는 수단을 형성하여 투과형 모드에 적용할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 소스/드레인 전극을 먼저 형성한 후, 오믹콘택층, 액티브층, 게이트절연막 및 게이트전극을 1회의 마스크를 통하여 형성한 다음, 화소전극을 형성하는 3마스크 공정을 통하여 액정표시소자를 제작함으로써, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 소스/드레인 전극을 먼저 형성한 후, 오믹콘택층, 액티브층, 게이트절연막 및 게이트전극을 1회의 마스크를 통하여 형성한 다음, 화소전극 및 보호막을 형성하으로써, 회절마스크를 사용하지 않고도 4마스크를 통하여 액정표시소자를 제작할 수 있으며, 이에 따라 재료비를 절감할 수 있다.
Claims (15)
- 박막트랜지스터 및 화소영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와;상기 박막트랜지스터 영역에 제 1마스크 공정을 통하여 소스/드레인전극을 형성하는 단계와;상기 소스/드레인 상에 제 2마스크 공정을 통하여 액티브층 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;상기 화소영역에 제 3마스크 공정을 통하여 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 소스/드레인전극 및 화소전극 상에 보호막을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 드레인전극과 화소전극이 접속되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 화소전극은 불투명한 금속물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 불투명한 금속물질은 Al, AlNd, Ag등으로 이루어진일군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 박막트랜지스터 영역 및 화소영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와;상기 기판에 제 1금속물질과 n+ 비정질 실리콘을 증착한 다음, 이를 패터닝하여 소정간격 이격하는 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와;상기 소스 및 드레인전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막, 비정질 실리콘 및 제 2금속물질을 순차적으로 증착한 다음, 이를 패터닝하여 박막트랜지스터의 액티브층 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;상기 화소영역에 제 3금속물질을 증착한 후, 이를 패터닝하여 상기 드레인전극과 접속하는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 제 1금속물질은 Mo, MoW, MoTa, MoNb, Cr, W등으로 이루어진 일군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 게이트 절연막은 SiNx 또는 SiOx로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 제 2금속물질은 Al. AlNd, Cr, Mo, Cu등으로 이루어진 일군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 제 3금속물질은 Al, AlNd, Ag등으로 이루어진 일군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 게이트전극 및 화소전극을 포함하는 기판의 전면에 보호막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 게이트 및 데이터 패드의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 박막트랜지스터 영역 및 화소영역이 정의된 기판을 준비하는 단계와;상기 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계와;상기 박막트랜지스터 영역에 상기 화소 전극과 그 일부가 접속하는 소스/드레인 전극을 형성하는 단계와상기 소스 및 드레인전극 상에 비정질 실리콘 및 제 2금속물질을 순차적으로 증착한 다음, 이를 패터닝하여 박막트랜지스터의 액티브층 및 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 제 12항에 있어서, 게이트전극 및 화소전극을 포함하는 기판의 전면에 보호막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 게이트 및 데이터 패드의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
- 박막트랜지스터 및 화소영역이 정의된 기판과;상기 기판의 박막트랜지스터 영역에 형성된 소스 및 드레인전극과;상기 소스 및 드레인전극 상에 순차적으로 형성된 게이트절연막, 액티브층 및 게이트전극과;상기 화소영역에 형성되고 드레인전극과 접속하는 화소전극을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
- 제 14항에 있어서, 상기 소스 및 드레인전극과 화소전극을 포함하는 기판의 전면에 형성된 보호막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0085620A KR100511353B1 (ko) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0085620A KR100511353B1 (ko) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040059088A true KR20040059088A (ko) | 2004-07-05 |
| KR100511353B1 KR100511353B1 (ko) | 2005-08-31 |
Family
ID=37351130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0085620A KR100511353B1 (ko) | 2002-12-27 | 2002-12-27 | 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100511353B1 (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7301170B2 (en) | 2004-09-08 | 2007-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| US7405428B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-07-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transflective liquid crystal display panel and manufacturing method thereof |
| US7858982B2 (en) | 2004-09-24 | 2010-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| KR101050351B1 (ko) * | 2004-09-24 | 2011-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막트랜지스터 및 그 제조방법 |
| KR101241138B1 (ko) * | 2006-06-20 | 2013-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101350408B1 (ko) * | 2006-12-18 | 2014-01-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법 |
-
2002
- 2002-12-27 KR KR10-2002-0085620A patent/KR100511353B1/ko active IP Right Grant
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7301170B2 (en) | 2004-09-08 | 2007-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| US7550768B2 (en) | 2004-09-08 | 2009-06-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| US7662715B2 (en) | 2004-09-08 | 2010-02-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| US7858982B2 (en) | 2004-09-24 | 2010-12-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| KR101050351B1 (ko) * | 2004-09-24 | 2011-07-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US8252639B2 (en) | 2004-09-24 | 2012-08-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
| US8680525B2 (en) | 2004-09-24 | 2014-03-25 | Lg Display Co., Ltd. | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
| US7405428B2 (en) | 2005-03-18 | 2008-07-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transflective liquid crystal display panel and manufacturing method thereof |
| KR101241138B1 (ko) * | 2006-06-20 | 2013-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기 박막트랜지스터 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101350408B1 (ko) * | 2006-12-18 | 2014-01-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100511353B1 (ko) | 2005-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7488983B2 (en) | Transflective liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
| EP2782153B1 (en) | Display device, thin film transistor, array substrate and manufacturing method thereof | |
| US7714963B2 (en) | Transflective liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
| US9054195B2 (en) | Array substrate, method for fabricating the same, and display device | |
| US8879012B2 (en) | Array substrate having a shielding pattern, and a liquid crystal display device having the same | |
| US10825840B2 (en) | Thin-film transistor panel | |
| JP2004363170A (ja) | 導電パターンの形成方法、電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 | |
| KR101622733B1 (ko) | 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 | |
| KR101318436B1 (ko) | 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조방법 | |
| US20070188682A1 (en) | Method for manufacturing a display device | |
| CN107908054B (zh) | 显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法 | |
| KR100511353B1 (ko) | 액정표시소자의 제조방법 및 이 방법에 의한 액정표시소자 | |
| KR101875940B1 (ko) | 산화물 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| KR101318217B1 (ko) | 액정 표시장치와 그 제조방법 | |
| US10461102B2 (en) | Display device, transflective array substrate, and manufacturing method thereof | |
| KR101087242B1 (ko) | 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 소자 및 그의 제조 방법 | |
| KR100205869B1 (ko) | 스태거형 박막트랜지스터의 제조방법과 그 구조 | |
| KR20080048606A (ko) | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 | |
| KR100840253B1 (ko) | 액정표시장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR20060078501A (ko) | 횡전계 방식 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 소자 및그의 제조 방법 | |
| KR100906956B1 (ko) | 반사-투과형 액정표시장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR20100130097A (ko) | 반투과형 액정표시장치용 어레이기판 및 그 제조방법 | |
| KR20110066738A (ko) | 반사투과형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20050068611A (ko) | 액정표시장치 제조방법 | |
| KR20060037699A (ko) | 어레이 기판의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130619 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140630 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150728 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160712 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170713 Year of fee payment: 13 |