KR20050043412A - 박막 트랜지스터 표시판 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층, 다결정 규소층 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되며 있으며 채널 영역과 일부분 중첩하는 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 게이트 절연막의 일부분을 드러내는 개구부를 가지는 유지 전극선, 게이트선 및 유지 전극선 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막, 제1 층간 절연막 위에 형성되며 소스 영역과 연결되는 소스 전극을 포함하는 데이터선, 제1 층간 절연막 위에 형성되며 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극, 데이터선 및 드레인 전극 위에 형성되어 있으며 접촉구를 가지는 제2 층간 절연막, 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 접촉구가 상기 유지 전극선의 개구부의 일부분과 대응하는 부분에 위치한다.

Description

박막 트랜지스터 표시판{Thin film transistor array panel}
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것으로서, 특히 반도체층으로 다결정 규소를 이용한 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.
박막 트랜지스터 표시판(Thin Film Transistor, TFT)은 액정 표시 장치나 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다. 박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 주사 신호선 또는 게이트선과 화상 신호를 전달하는 화상 신호선 또는 데이터선이 형성되어 있고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등을 포함하고 있다.
박막 트랜지스터는 게이트선에 연결되어 있는 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극과 반도체층을 중심으로 소스 전극과 마주하는 드레인 전극 등으로 이루어진다. 박막 트랜지스터는 게이트선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터선을 통하여 화소 전극에 전달되는 화상 신호를 제어하는 스위칭 소자이다.
이때, 데이터선과 드레인 전극 및 화소 전극 사이에는 데이터선과 화소 전극을 절연하는 층간 절연막이 위치하며, 화소 전극은 층간 절연막에 위치하는 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결한다.
이와같이 접촉구를 형성하는 공정 따위의 박막 트랜지스터가 구비된 표시판을 제조하는 공정에서 데이터선 위에 증착되는 이물질 또는 접촉구의 단차에 의한 화소 전극의 단선 따위로 인하여 화소 전극과 데이터선 간의 연결 불량이 종종 발생한다.이러한 화소 전극과 데이터선 간의 연결불량을 수리하는 방법 중 하나로 화소전극과 데이터선 간의 연결 불량이 발생한 부분에 레이저를 조사하여 수리한다.
그러나, 화소 전극과 데이터선 간의 연결 불량을 수리하기 위해 연결 불량이 발생한 부분에 레이저를 조사하게 되면 데이터선과 화소 전극이 연결되는 부분과 대응하는 부분에 위치하는 알루미늄 계열의 금속 따위로 이루어지는 유지 전극선이 레이저에 의하여 단락되는 문제가 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 연결 불량이 발생한 배선을 안전하게 리페어 할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층, 다결정 규소층 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되며 있으며 채널 영역과 일부분 중첩하는 게이트 전극을 포함하는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 게이트 절연막의 일부분을 드러내는 개구부를 가지는 유지 전극선, 게이트선 및 유지 전극선 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막, 제1 층간 절연막 위에 형성되며 소스 영역과 연결되는 소스 전극을 포함하는 데이터선, 제1 층간 절연막 위에 형성되며 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극, 데이터선 및 드레인 전극 위에 형성되어 있으며 접촉구를 가지는 제2 층간 절연막, 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 접촉구를 통하여 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 접촉구가 상기 유지 전극선의 개구부의 일부분과 대응하는 부분에 위치하는 박막 트랜지스터 표시판을 마련한다.
여기서 화소 전극은 투과창을 가지는 반사 전극과 투과 전극으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 드레인 전극은 화소 전극의 반사 전극과 연결되는 것이 바람직하다.
또한 소스 영역과 채널 영역 사이, 드레인 영역과 채널 영역 사이에 저농도 도핑 영역을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 데이터선 및 드레인 전극은 제1 도전층 및 제2 도전층을 가지는 이중층으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 화소 전극은 드레인 전극의 제1 도전층과 연결하는 것이 바람직하다.
또한 제1 도전층은 크롬으로 형성하고, 제2 도전층은 몰리브덴-텅스텐으로 형성하는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도2는 도1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(10) 위에 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 차단층(111)이 형성되어 있다. 차단층(111) 위에 소스 영역(153), 드레인 영역(155), 채널 영역(154) 및 저농도 도핑 영역(lightly doped drain)(152)이 포함된 다결정 규소층(150)이 형성되어 있다. 저농도 도핑 영역(152)은 누설 전류(leakage current)나 펀치스루(punch through) 현상이 발생하는 것을 방지한다. 소스 영역(153)과 드레인 영역(155)은 N형 또는 P형 도전형 불순물이 고농도로 도핑되고, 채널 영역(154)에는 불순물이 도핑되지 않는다.
다결정 규소층(150)을 포함하는 기판(110) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
그리고 게이트 절연막(140) 위에는 일 방향으로 긴 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부가 연장되어 다결정 규소층(150)의 채널 영역(154)과 중첩되어 있으며, 중첩되는 게이트선(121)의 일부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극(124)으로 사용된다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 게이트선(121) 폭보다 넓게 형성(도시하지 않음)할 수 있다.
또한, 화소의 유지 용량을 증가시키기 위한 유지 전극선(131)이 게이트선(121)과 평행하며, 동일한 물질로 동일한 층에 형성되어 있다. 유지 전극선(131)의 일부분은 게이트 절연막(140)을 드러내는 개구부(40)를 가진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금[보기: 알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금] 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진다.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있는 게이트 절연막(140) 위에는 제1 층간 절연막(601)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(601)은 SiO2/SiN로 이루어진 이중층으로 형성한다. SiO2 단일층보다는 SiO2/SiN 이중층으로 형성하면 SiO2 단일층으로 형성할 때보다 박막 트랜지스터의 신뢰성이 향상된다.
제1 층간 절연막(601)은 소스 영역(153)과 드레인 영역(155)을 각각 노출하는 제1 및 제2 접촉구(141, 142)를 포함하고 있다.
제1 층간 절연막(601) 위에 게이트선(121)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(171)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 일부분 또는 분지형 부분은 제1 접촉구(141)를 통해 소스 영역(153)과 연결되어 있으며 소스 영역(153)과 연결되어 있는 부분은 박막 트랜지스터의 소스 전극(173)으로 사용된다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 데이터선(171) 폭보다 넓게 형성(도시하지 않음)할 수 있다.
그리고 데이터선(171)과 동일한 층에는 소스 전극(173)과 일정거리 떨어져 형성되어 있으며 제2 접촉구(142)를 통해 드레인 영역(155)과 연결되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(171a)과 그 위의 상부막(171b)을 포함한다. 이때, 하부막(171a)은 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금] 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 상부막(171b)은 다른 물질, 특히 유기막과의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수하면서도 단차 피복도가 높은 물질, 예를 들어 크롬(Cr) 따위로 이루어진다. 하부막(171a)과 상부막(171b)의 조합의 예로는 크롬/몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금을 들 수 있다. 이에 따라 제1 접촉구(141) 및 제2 접촉구(142)를 가지는 제1 층간 절연막(601) 위에 데이터선(171)을 형성할 때 단차 피복도가 높은 크롬으로 이루어진 데이터선(171)의 하부막(171a)에 의하여 단차를 가지는 제1 접촉구(141) 및 제2 접촉구(142) 부분에서 데이터선(171)이 단선되는 현상을 최소화할 수 있다.
데이터선(171)은 상부막(171b)의 폭이 하부막(171a)의 폭보다 넓게 형성되어 있다.
또한, 드레인 전극(175)의 하부막과 상부막은 각각 도면 부호 175a, 175b로 표시되어 있으며, 드레인 전극(175)과 후술하는 반사 전극과 연결되는 드레인 전극(175)의 일부분은 하부막(175a)으로만 이루어져 있다. 이때, 드레인 전극(175)의 하부막(175a)의 일부분은 유지 전극선(131)의 상부까지 확장되어 유지 전극선(131)의 개구부(40)와 일부분 중첩한다.
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 제1 층간 절연막(601) 위에 제2 층간 절연막(602)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(602)은 유기막으로 형성하여 표면에 엠보싱을 형성할 수 있다. 엠보싱은 반사 전극을 이용할 때 반사 능력을 향상시킨다.
이러한 제2 층간 절연막(602)은 드레인 전극(175)의 하부막(175a)을 노출하는 제3 접촉구(143)를 가진다. 제3 접촉구(143)는 유지 전극선(131)의 개구부(40)의 상부와 일부분 중첩한다. 여기서 제3 접촉구(143)를 형성하는 공정 따위에 의해 데이터선(171)이 단선 될 경우 레이저를 유지 전극선(131)의 개구부(40)를 통하여 조사함으로써 데이터선(171)의 단선 결함을 수리한다. 이때 데이터선(171)의 단선 결함을 수리하기 위한 레이저를 유지 전극선(131)의 개구부(40)를 통하여 데이터선(171)에 조사하기 때문에 유지 전극선(131)이 단락되는 문제를 방지할수 있다.
제2층간 절연막(602) 위에 ITO로 이루어진 투과전극(192)이 형성되어 있다.
그리고 투과 전극(192) 위에 알루미늄-네오디뮴(AlNd)과 같은 금속으로 이루어지며 제3 접촉구(143)를 통하여 드레인 전극(175)의 하부막(175a)과 연결되는 반사 전극(194)이 형성되어 있다. 이러한 반사 전극(194)과 투과 전극(192)을 화소 전극이라 한다. 또한, 반사 전극(194)에는 투과창(195)이 형성되어 있고, 투과창(195) 부분에는 투과 전극(192)만이 존재한다. 투과창(195)은 투과형으로 사용될 때 백라이트로부터 나오는 빛이 통과할 수 있는 통로로서 사용되어 투과창(195)을 통해 투과 전극(192)을 투과한 빛이 액정까지 전달한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 데이터선과 화소 전극을 연결하는 접촉구가 유지 전극선의 개구부와 대응하는 부분에 위치되어 데이터선과 화소 전극 간의 연결 불량을 레이저에 의하여 수리 할 경우 유지 전극선의 단락 현상 없이 용이하게 수리 할 수 있다. 따라서, 박막 트랜지스터 표시판의 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.

Claims (7)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 형성되어 있으며 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함하는 다결정 규소층,
    상기 다결정 규소층 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되며 있으며 상기 채널 영역과 일부분 중첩하는 게이트 전극을 포함하는 게이트선,
    상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있으며 게이트 절연막의 일부분을 드러내는 개구부를 가지는 유지 전극선,
    상기 게이트선 및 상기 유지 전극선 위에 형성되어 있는 제1 층간 절연막,
    상기 제1 층간 절연막 위에 형성되며 상기 소스 영역과 연결되는 소스 전극을 포함하는 데이터선,
    상기 제1 층간 절연막 위에 형성되며 상기 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극,
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 형성되어 있으며 접촉구를 가지는 제2 층간 절연막,
    상기 제2 층간 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 접촉구를 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고,
    상기 접촉구가 상기 유지 전극선의 개구부의 일부분과 대응하는 부분에 위치하는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 투과창을 가지는 반사 전극과 투과 전극으로 이루어져 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제2항에서,
    상기 드레인 전극은 상기 화소 전극의 상기 반사 전극과 연결되는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제1항에서,
    상기 소스 영역과 상기 채널 영역 사이, 상기 드레인 영역과 상기 채널 영역 사이에 저농도 도핑 영역을 더 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에서,
    상기 데이터선 및 상기 드레인 전극은 하부막 및 상부막을 가지는 이중막 구조로 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제5항에서,
    상기 화소 전극은 상기 드레인 전극의 하부막과 연결되는 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제5항에서,
    상기 하부막은 크롬으로 형성되고, 상기 상부막은 몰리브덴-텅스텐으로 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
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