KR20050096563A - Array substrate and the fabrication method for lcd - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 마스크를 저감하는 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and relates to an array substrate for a liquid crystal display device for reducing a mask and a manufacturing method thereof.
본 발명은 다결정 실리콘(poly-silicon)을 이용한 액정 표시 장치를 제조하는 데 있어서, 게이트 배선과 화소 전극을 하나의 마스크로 형성함으로써 마스크 수를 줄이고 제조 공정 및 제조 비용을 감소시키고 생산 수율을 향상시킨다.According to the present invention, in the manufacture of a liquid crystal display device using poly-silicon, the gate wiring and the pixel electrode are formed as one mask, thereby reducing the number of masks, reducing the manufacturing process and manufacturing cost, and improving the production yield. .
또한, 본 발명은 패드부를 투명한 도전성 전극으로 형성하여 리워크(rework)와 전식 방지를 가능하게 하는 패드 구조를 가지며, 상기 패드 구조를 투명한 도전성 전극 물질로 형성함으로써 패드부의 전식 및 불량을 감소시켜 제품의 신뢰성을 향상시키는 장점이 있다.In addition, the present invention has a pad structure that enables the rework and prevention of electroforming by forming the pad portion with a transparent conductive electrode, and reduces the spreading and defects of the pad portion by forming the pad structure with a transparent conductive electrode material. It has the advantage of improving the reliability.
Description
본 발명은 평판 표시 장치(Flat Panel Display device)에 관한 것이다.The present invention relates to a flat panel display device.
통상, 평판 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전계 방출디스플레이(FED) 등을 포함한다. In general, a flat panel display device includes a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), and the like.
오늘날, 상기 액정 표시 장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이 소자로 각광받고 있다. Today, the liquid crystal display device has been spotlighted as a next generation advanced display device having low power consumption, good portability, technology intensive and high added value.
상기 액정표시장치는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor ; TFT)를 포함하는 어레이 기판과 컬러 필터(color filter)기판 사이에 액정을 주입하여, 이 액정의 이방성에 따른 빛의 굴절률 차이를 이용해 영상효과를 얻는 비발광 소자에 의한 화상표시장치를 뜻한다.The liquid crystal display device injects a liquid crystal between an array substrate including a thin film transistor (TFT) and a color filter substrate to obtain an image effect by using a difference in refractive index of light according to the anisotropy of the liquid crystal. Means an image display device by a non-light emitting element.
현재의 평판 디스플레이 분야에서는 능동구동 액정표시 소자(AMLCD : Active Matrix Liquid Crystal Display)가 주류를 이루고 있다. AMLCD에서는 박막 트랜지스터 하나가 화소 한 개의 액정에 걸리는 전압을 조절하여 화소의 투과도를 변화시키는 스위칭 소자로 사용된다.In the current flat panel display field, active matrix liquid crystal display (AMLCD) is the mainstream. In AMLCD, a thin film transistor is used as a switching element that changes the transmittance of a pixel by adjusting a voltage applied to a liquid crystal of one pixel.
이러한 박막트랜지스터 소자로는 수소화된 비정질 실리콘(amorphous-Silicon:H ; 이하 비정질 실리콘이라 약칭함)이 주로 이용되는데, 이는 대면적으로 제작이 용이하여 생산성이 높고, 350℃ 이하의 낮은 기판 온도에서 증착이 가능하여 저가의 절연기판을 사용할 수 있기 때문이다.Hydrogenated amorphous silicon (Amorphous-Silicon: H; abbreviated as amorphous silicon) is mainly used as the thin film transistor device, which is easy to fabricate in large areas, highly productive, and deposited at a low substrate temperature of 350 ° C or lower. This is because a low cost insulating substrate can be used.
그러나, 수소화된 비정질 실리콘은 원자 배열이 무질서하기 때문에 약한 결합(weak Si-Si bond) 및 댕글링 본드(danglingbond)가 존재하여 빛 조사나 전기장 인가시 준 안정상태로 변화되어 박막트랜지스터 소자로 활용시 안정성이 문제로 대두되고 있다. However, the hydrogenated amorphous silicon has a weak Si-Si bond and dangling bond because of its disordered atomic arrangement, which is converted into a quasi-stable state when irradiated with light or an electric field, and used as a thin film transistor device. Stability is a problem.
특히, 비정질 실리콘은 빛 조사에 의해 특성이 저하되는 문제점이 있고, 표시화소 구동 소자의 전기적 특성(낮은 전계효과 이동도 : 0.1∼1.0㎠/V·s)과 신뢰성 저하로 인해 구동회로에 쓰기 어렵다는 단점이 있다.In particular, amorphous silicon has a problem in that its characteristics are deteriorated by light irradiation, and it is difficult to use in a driving circuit due to the electrical characteristics (low field effect mobility: 0.1 to 1.0 cm 2 / V · s) and reliability of the display pixel driving element. There are disadvantages.
즉, 비정질 실리콘 박막트랜지스터 기판은 TCP(Tape Carrier Package) 구동 IC(Integrated Circuit)를 이용하여 절연기판과 PCB(Printed Circuit Board)를 연결하며, 구동 IC 및 실장비용이 원가에 많은 부분을 차지한다.That is, the amorphous silicon thin film transistor substrate connects an insulating substrate and a printed circuit board (PCB) using a tape carrier package (TCP) driving IC (Integrated Circuit), and a large portion of the cost is used for the driving IC and the actual equipment.
더욱이, 액정표시장치용 액정패널의 해상도가 높아지면, 박막트랜지스터 기판의 게이트 배선 및 데이터 배선을 상기 TCP와 연결하는 기판 외부의 패드 피치(Pitch)가 짧아져 TCP 본딩 자체가 어려워 진다.In addition, when the resolution of the liquid crystal panel for a liquid crystal display device is increased, the pad pitch outside the substrate connecting the gate wiring and the data wiring of the thin film transistor substrate with the TCP becomes short, so that the TCP bonding itself becomes difficult.
그러나, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘에 비하여 전계효과 이동도가 크기 때문에 기판 위에 구동회로를 만들 수 있어, 이 다결정 실리콘으로 기판에 직접 구동회로를 만들면 구동 IC 비용도 줄일 수 있고 실장도 간단해 진다.However, since polycrystalline silicon has a greater field effect mobility than amorphous silicon, a driving circuit can be made on a substrate. If the driving circuit is directly made on the substrate, the IC cost can be reduced and the mounting can be simplified.
또한, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘보다 전계효과 이동도가 높아 고해상도 패널의 스위칭 소자로 유리하고, 비정질 실리콘에 비하여 광전류가 적어 빛이 많이 조사되는 디스플레이 장치에도 적용할 수 있다. In addition, polycrystalline silicon has a higher field effect mobility than amorphous silicon, and is advantageous as a switching device of a high resolution panel. The polycrystalline silicon may be applied to a display device in which a lot of light is irradiated due to less photocurrent than amorphous silicon.
그러면, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 종래 액정표시장치에 구비되는 박막트랜지스터의 구조에 대하여 살펴 보기로 한다. 1A and 1B, the structure of the thin film transistor provided in the conventional liquid crystal display will be described.
도 1a의 화소부 박막트랜지스터부(I)는, 절연기판(100) 상부에 버퍼층(114)이 기판 전면에 걸쳐 형성되어 있고, 이 상부에는 반도체층(116)이 형성되어 있고, 상기 반도체층(116) 상의 중앙부에는 게이트 절연막(118), 게이트 전극(120)이 차례대로 적층되어 있다. In the pixel portion thin film transistor portion I of FIG. 1A, a buffer layer 114 is formed over an entire surface of an insulating substrate 100, and a semiconductor layer 116 is formed thereon, and the semiconductor layer ( The gate insulating film 118 and the gate electrode 120 are sequentially stacked on the center portion 116.
그리고, 상기 게이트 전극(120) 상부에는, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)을 포함하는 층간 절연막(124 ;interlayer)이 형성되어 있으며, 상기 제 1, 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)과 각각 연결되며, 상기 게이트 전극(120)과 일정간격 오버랩되는 위치에 소스 및 드레인 전극(126, 128)이 서로 일정간격 이격되어 형성되어 있다. In addition, an interlayer insulating layer 124 including first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b is formed on the gate electrode 120, and the first and second semiconductor layer contact holes 122a are formed. And 122b, respectively, and the source and drain electrodes 126 and 128 are formed to be spaced apart from each other at positions overlapping the gate electrode 120 by a predetermined interval.
여기서, 상기 소스 및 드레인 전극(126, 128) 상부에는 드레인 콘택홀(130)을 포함하는 보호층(132)이 형성되어 있고, 상기 보호층(132) 상부에는 상기 드레인 콘택홀(130)을 통해 드레인 전극(128)과 연결되어 화소 전극(134)이 형성되어 있다.Here, a passivation layer 132 including a drain contact hole 130 is formed on the source and drain electrodes 126 and 128, and the drain contact hole 130 is formed on the passivation layer 132. The pixel electrode 134 is connected to the drain electrode 128.
또한 상기 반도체층(116)은, 상기 게이트 절연막(118)과 대응되는 영역은 활성화층(116a)을 이루고, 상기 소스 및 드레인 전극(126, 128)과 접촉되는 부분은 n+ 도핑 처리된 n형 불순물층(116c)을 이루며, 상기 활성화층(116a)과 n형 불순물층(116c) 사이의 드레인 전극(128)과 게이트 전극(120) 간의 정션(junction) 부분에는 LDD(Lightly Doped Drain)층(116b)이 위치한다.In the semiconductor layer 116, a region corresponding to the gate insulating layer 118 forms an activation layer 116a, and a portion of the semiconductor layer 116 contacting the source and drain electrodes 126 and 128 is n + doped n-type impurity. A lightly doped drain (LDD) layer 116b is formed at the junction between the drain electrode 128 and the gate electrode 120 between the activation layer 116a and the n-type impurity layer 116c. ) Is located.
상기 LDD층(116b)은 핫 캐리어(hot carrier)들을 분산시키기 위한 목적으로, 낮은 농도로 도핑 처리하여 누설 전류의 증가를 막고 온 상태의 전류 손실을 막는 역할을 한다.The LDD layer 116b serves to prevent an increase in leakage current and prevent current loss in an on state by doping at a low concentration for the purpose of dispersing hot carriers.
한편, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 상기 구동회로부의 박막트랜지스터는 n형 이온도핑 처리에 의한 채널(channel)을 갖는 박막트랜지스터부(II)와, p형 이온도핑 처리에 의한 채널을 갖는 박막트랜지스터부(Ⅲ)로 구성되며, 설명의 편의상 동일한 소자에 대해서는 II, Ⅲ 순서대로 부호를 함께 기재한다. On the other hand, as shown in Figure 1b, the thin film transistor of the drive circuit portion is a thin film transistor section (II) having a channel (channel) by the n-type ion doping treatment, and a thin film transistor section having a channel by the p-type ion doping treatment It consists of (III), and for convenience of description, the same code | symbol is described in order of II and III about the same element.
도 1b에 도시된 바와 같이, 버퍼층(114)이 형성된 기판(100) 상에는 n형 반도체층(140)과 p형 반도체층(142)이 서로 일정간격 이격되어 형성되어 있다. As shown in FIG. 1B, the n-type semiconductor layer 140 and the p-type semiconductor layer 142 are formed to be spaced apart from each other on the substrate 100 on which the buffer layer 114 is formed.
그리고, n형 및 p형 반도체층(140, 142) 상부에는 각각 게이트 절연막(144a, 144b) 및 게이트 전극(146a, 146b)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(146a, 146b) 상부에는 기판 전면에 걸쳐 반도체층 콘택홀(147a, 147b, 147c, 147d)을 포함하는 층간 절연막(124)이 형성되어 있다. Gate insulating layers 144a and 144b and gate electrodes 146a and 146b are formed on the n-type and p-type semiconductor layers 140 and 142, respectively, and on the entire surface of the substrate on the gate electrodes 146a and 146b. An interlayer insulating film 124 including semiconductor layer contact holes 147a, 147b, 147c, and 147d is formed.
또한, 상기 층간 절연막(124) 상부에는 반도체층 콘택홀(147a, 147b, 147c, 147d)을 통해 각각 n형 및 p형 반도체층(140, 142)과 연결되어, 각각 소스 및 드레인 전극((150a, 152a),(150b, 152b))이 형성되어 있고, 상기 소스 및 드레인 전극((150a, 152a),(150b, 152b)) 상부에는 기판 전면에 걸쳐 보호층(132)이 형성되어 있다. In addition, the interlayer insulating layer 124 is connected to the n-type and p-type semiconductor layers 140 and 142 through the semiconductor layer contact holes 147a, 147b, 147c, and 147d, respectively. And 152a, 150b and 152b, and a protective layer 132 is formed over the entire surface of the source and drain electrodes 150a, 152a and 150b and 152b.
상기 n형 반도체층(140)은 상기 도 1a의 반도체층(116)과 같이 게이트 절연막(144a)과 접촉하는 영역을 활성화층(140a)으로 하고, 상기 소스 및 드레인 전극(150a, 152a)과 접촉하는 영역을 포함하여 n형 불순물층(140c)으로 하며, 그 사이 영역을 LDD층(140b)으로 구성한다. The n-type semiconductor layer 140 contacts the source and drain electrodes 150a and 152a with the active layer 140a having a region in contact with the gate insulating layer 144a as in the semiconductor layer 116 of FIG. 1A. The n-type impurity layer 140c is included, and the region therebetween is composed of the LDD layer 140b.
또한, 상기 p형 반도체층(142)은 양전기로 충전된 캐리어를 이용하는 방식이므로, n형 박막트랜지스터부(II) 보다 캐리어의 열화 및 누설전류의 영향이 크지 않으므로, 별도의 LDD층을 구성하지 않고, 상기 제 2 게이트 절연막(144b)과 접촉하는 영역을 활성화층(142a)으로 하고, 상기 활성화층(142a)의 외곽영역을 p형 불순물층(142b)으로 구성하여 이루어진다. In addition, since the p-type semiconductor layer 142 uses a positively charged carrier, there is no greater effect of carrier degradation and leakage current than the n-type thin film transistor unit II, and thus does not form a separate LDD layer. A region in contact with the second gate insulating layer 144b is used as the activation layer 142a, and an outer region of the activation layer 142a is configured as the p-type impurity layer 142b.
이하, 도 2를 참조하여 종래 액정표시장치에 구비되는 화소부의 박막트랜지스터 및 구동회로부의 박막트랜지스터의 제조공정에 대하여 간략하게 살펴보기로 한다. 도 2는 종래 액정표시장치의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.Hereinafter, a manufacturing process of a thin film transistor of a pixel unit and a thin film transistor of a driving circuit unit of the conventional liquid crystal display device will be described with reference to FIG. 2. 2 is a process flowchart showing a manufacturing method of a conventional liquid crystal display device.
도 2에 나타낸 제조공정의 각 단계에서는 감광성 포토 레지스트(PR ; photo resist)를 이용한 포토리소그래피(Photolithography) 공정(이하, 마스크 공정으로 약칭함)이 수반된다.Each step of the manufacturing process shown in FIG. 2 involves a photolithography process (hereinafter, abbreviated as a mask process) using a photosensitive photo resist (PR).
도시된 바와 같이, 먼저 절연기판 상에 활성화층(active layer)을 형성한다(단계 S101).As shown, first, an active layer is formed on an insulating substrate (step S101).
좀 더 부연하여 설명하면, 먼저 투명 절연기판 상에 약 3000Å 두께의 버퍼층(buffer layer)을 형성한다. 여기서, 상기 버퍼층을 이루는 물질로는 실리콘 질화막(SiNx)이나 실리콘 산화막(SiOx)과 같은 무기절연막이 주로 이용된다. In more detail, first, a buffer layer having a thickness of about 3000 μs is formed on the transparent insulating substrate. In this case, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film (SiNx) or a silicon oxide film (SiOx) is mainly used as a material of the buffer layer.
이후, 상기 버퍼층이 형성된 기판 상에 약 550Å 두께로 비정질 실리콘(a-Si)을 증착하고, 탈수소화(dehydrogenation) 과정을 거친 후, 결정화 단계를 통해 다결정 또는 단결정 실리콘과 같은 결정질 실리콘을 형성한다. Thereafter, amorphous silicon (a-Si) is deposited to a thickness of about 550 상 에 on the substrate on which the buffer layer is formed, and after dehydrogenation, crystalline silicon such as polycrystalline or monocrystalline silicon is formed through a crystallization step.
그리고, 이 결정질 실리콘에 대하여 제 1 마스크 공정에 의해 활성화층으로 형성하는 단계이다.Then, the crystalline silicon is formed into an activation layer by a first mask process.
이후, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 공정이 수행된다(단계 S102). 여기서는, 상기 활성화층이 형성된 기판 상에, 약 1000Å의 실리콘 질화막, 2000Å의 몰리브덴(Mo)을 연속해서 증착한 후, 제 2 마스크 공정을 통해 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성한다. Thereafter, a process of forming a gate insulating film and a gate electrode is performed (step S102). Here, a silicon nitride film of about 1000 mW and molybdenum (Mo) of 2000 mW are continuously deposited on the substrate on which the activation layer is formed, and then a gate insulating film and a gate electrode are formed through a second mask process.
그리고, n형 반도체층을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S103). 여기서는, 상기 게이트 절연막 및 게이트 전극이 형성된 기판 상에, n- 도핑처리를 하여 LDD층을 형성한 후, 제 3 마스크 공정을 통해 n+ 도핑이 처리된 n형 불순물층을 형성한다.Then, the step of forming the n-type semiconductor layer is performed (step S103). Here, the LDD layer is formed by performing n-doping treatment on the substrate on which the gate insulating film and the gate electrode are formed, and then an n-type impurity layer treated with n + doping is formed through a third mask process.
이어서, p형 반도체층을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S104). 여기서는, 상기 n형 불순물층이 형성된 기판 상에, 제 4 마스크 공정을 통해 p+ 도핑처리된 p형 불순물층을 형성한다.Subsequently, a step of forming a p-type semiconductor layer is performed (step S104). Here, the p-type doped p-type impurity layer is formed on the substrate on which the n-type impurity layer is formed through a fourth mask process.
그리고, 층간 절연막을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S105). 여기서는, 상기 p형 불순물층이 형성된 기판 상에, 약 7000Å의 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막과 같은 무기절연막을 증착한 후, 제 5 마스크 공정에 의해 반도체층과의 접촉을 위한 콘택홀을 층간 절연막에 형성한다.Then, the step of forming the interlayer insulating film is performed (step S105). Here, after depositing an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film of about 7000 kV on the substrate on which the p-type impurity layer is formed, a contact hole for contact with the semiconductor layer is formed in the interlayer insulating film by a fifth mask process. do.
다음으로는, 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S106). 이 단계에서는, 상기 층간 절연막이 형성된 기판 상에, 약 500Å의 몰리브덴과, 약 3000Å의 알루미늄 네오듐(AlNd)을 차례대로 증착한다. Next, the step of forming the source and drain electrodes is performed (step S106). In this step, about 500 kW of molybdenum and about 3000 kW of aluminum neodium (AlNd) are sequentially deposited on the substrate on which the interlayer insulating film is formed.
그리고, 제 6 마스크 공정에 의해 일괄 에칭을 수행하여, 상기 단계 S105에서 형성된 콘택홀을 통해 불순물층과 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성한다.Then, batch etching is performed by a sixth mask process to form source and drain electrodes connected to the impurity layer through the contact hole formed in step S105.
이후, 보호층을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S107). Thereafter, a step of forming a protective layer is performed (step S107).
이 단계에서는, 상기 소스 및 드레인 전극이 형성된 기판 상에, 약 4000Å의 실리콘 질화막을 증착하고, 이 실리콘 질화막의 수소화 열처리과정을 거친다. In this step, a silicon nitride film of about 4000 kV is deposited on the substrate on which the source and drain electrodes are formed, and the silicon nitride film is subjected to a hydrogenation heat treatment process.
이때, 상기 수소화 열처리 과정은, 어닐링 단계를 포함하여 실리콘 질화막에 포함된 수소를 저면에 몰아주기 위한 공정으로서, 일반적으로 380℃에서 질소(N2)가스를 이용하여 1 회 실시된다.At this time, the hydrogenation heat treatment process, including the annealing step to drive the hydrogen contained in the silicon nitride film on the bottom, generally is performed once using nitrogen (N 2 ) at 380 ℃.
그리고, 화소부 박막트랜지스터부(I)에 있어서는, 제 7 마스크 공정에 의해 상기 드레인 전극과의 접촉을 위한 드레인 콘택홀을 보호층에 형성한다. In the pixel portion thin film transistor portion I, a drain contact hole for contact with the drain electrode is formed in the protective layer by a seventh mask process.
이어서, 화소 전극을 형성하는 단계가 수행된다(단계 S108). Subsequently, the step of forming the pixel electrode is performed (step S108).
이 단계에서는, 화소부 박막트랜지스터부(I)에 해당하는 공정으로서, 상기 보호층이 형성된 기판 상에 약 400Å 두께의 ITO(Indium Tin Oxide)를 증착한다. In this step, as a process corresponding to the pixel portion thin film transistor portion I, indium tin oxide (ITO) having a thickness of about 400 kHz is deposited on the substrate on which the protective layer is formed.
그리고, 제 8 마스크 공정에 의해 단계 S107에서 형성된 상기 드레인 콘택홀을 통해 드레인 전극과 연결되는 화소전극을 형성한다.A pixel electrode connected to the drain electrode is formed through the drain contact hole formed in step S107 by an eighth mask process.
이상에서 설명된 액정표시장치 및 그 제조방법에 의하면, 총 8 번의 마스크 공정을 필요로 하게 된다. According to the liquid crystal display device and the manufacturing method described above, a total of eight mask processes are required.
그런데, 이용되는 마스크 공정의 숫자가 줄어들게 되는 경우에는, 액정표시장치의 제조 공정이 보다 단순해질 수 있게 된다. 또한, 액정표시장치의 제조 공정이 보다 단순해짐에 따라 제조 원가가 절감되는 효과가 발생된다.However, when the number of mask processes used is reduced, the manufacturing process of the liquid crystal display device can be simplified. In addition, as the manufacturing process of the liquid crystal display device becomes simpler, manufacturing cost is reduced.
이에 따라, 액정표시장치를 제조함에 있어, 이용되는 마스크 공정의 숫자를 줄일 수 있는 새로운 제조 공정에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.Accordingly, in manufacturing a liquid crystal display, research on a new manufacturing process that can reduce the number of mask processes used is actively being conducted.
본 발명은 다결정 실리콘(poly-silicon)을 이용한 액정 표시 장치를 제조하는 데 있어서, 게이트 배선과 화소 전극을 하나의 마스크로 형성함으로써 마스크 수를 줄이는 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an array substrate for a liquid crystal display device which reduces the number of masks by forming a gate wiring and a pixel electrode in one mask in manufacturing a liquid crystal display device using poly-silicon, and a method of manufacturing the same. There is a purpose.
또한, 본 발명은 패드부를 투명한 도전성 전극으로 형성하여 리워크(rework)와 전식 방지가 가능한 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그 제조 방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판은, 기판 상에 투명한 도전성 전극 물질로 형성되는 게이트 전극, 게이트 패드, 데이터 패드 및 화소 전극과 상기 투명한 도전성 전극 물질 상에 게이트 금속층이 적층된 구조로 형성되는 게이트 배선과; 상기 게이트 전극과 화소 전극 위의 일부에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에서 상기 게이트 전극에 대응되는 위치에 액티브 영역, 소스 영역, 드레인 영역을 이루는 다결정 반도체층과; 상기 다결정 반도체층 상에서 액티브 영역을 포함하여 덮는 보호막과; 상기 게이트 배선과 직교하며, 상기 게이트 배선에서 연장되어 상기 다결정 반도체층의 소스 영역과 접속하는 소스 전극과, 상기 다결정 반도체층의 드레인 영역 및 화소 전극과 접속하는 드레인 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention includes a gate electrode, a gate pad, a data pad, and a pixel electrode formed of a transparent conductive electrode material on a substrate and a gate metal layer on the transparent conductive electrode material. A gate wiring formed of this stacked structure; A gate insulating film formed on a portion of the gate electrode and the pixel electrode; A polycrystalline semiconductor layer forming an active region, a source region, and a drain region at a position corresponding to the gate electrode on the gate insulating layer; A protective film covering the polycrystalline semiconductor layer including an active region; And a source electrode orthogonal to the gate wiring and extending from the gate wiring to connect with a source region of the polycrystalline semiconductor layer, and a drain electrode for connecting with a drain region and a pixel electrode of the polycrystalline semiconductor layer. .
상기 데이터 배선은 데이터 패드와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.The data line is electrically connected to a data pad.
상기 투명한 도전성 전극 물질은 인듐-주석-옥사이드(Indium-Tin-Oxide), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide), 인듐-주석-아연-옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)들 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The transparent conductive electrode material may be selected from among Indium-Tin-Oxide, Indium-Zinc-Oxide, and Indium-Tin-Zinc-Oxide. Characterized in that formed by either.
상기 게이트 금속층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W)계 금속중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.The gate metal layer includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), chromium (Cr), tantalum (Ta), aluminum alloy (Al alloy), and tungsten (W) -based metal. Characterized in that formed one.
상기 화소 전극과 소정 오버랩되며 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 캐패시터(capacitor)를 형성하는 캐패시터 전극이 더 형성된 것을 특징으로 한다.A capacitor electrode overlapping the pixel electrode and forming a capacitor with the gate insulating layer interposed therebetween is further formed.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 기판 상에 투명한 도전성 전극 물질과 게이트 금속층을 2중으로 적층하는 단계와; 상기 적층된 투명한 도전성 전극 물질과 게이트 금속층 상에 완전 노광부와 부분 노광부를 가지는 회절 마스크를 이용한 회절 노광 방법을 이용하여 상기 투명한 도전성 전극 물질로 형성되는 게이트 전극, 게이트 패드, 데이터 패드 및 화소 전극을 형성하고, 상기 투명한 도전성 전극 물질과 게이트 금속층이 적층된 구조의 게이트 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극과 화소 전극 위의 일부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상에서 비정질 실리콘을 도포하고 다결정 실리콘으로 결정화하는 단계와; 상기 게이트 전극에 대응되는 위치에서 상기 다결정 실리콘에 액티브 영역, 소스 영역, 드레인 영역을 이루는 다결정 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 다결정 반도체층 상에서 액티브 영역을 포함하여 덮는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 직교하는 데이터 배선에서 연장되어 상기 다결정 반도체층의 소스 영역과 접속하는 소스 전극과, 상기 다결정 반도체층의 드레인 영역 및 화소 전극과 접속하는 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention comprises the steps of: laminating a transparent conductive electrode material and a gate metal layer on a substrate; A gate electrode, a gate pad, a data pad, and a pixel electrode formed of the transparent conductive electrode material by using a diffraction exposure method using a diffraction mask having a fully exposed portion and a partially exposed portion on the laminated transparent conductive electrode material and the gate metal layer. Forming a gate wiring having a structure in which the transparent conductive electrode material and the gate metal layer are stacked; Forming a gate insulating film on a portion of the gate electrode and the pixel electrode; Coating amorphous silicon on the gate insulating film and crystallizing it into polycrystalline silicon; Forming a polycrystalline semiconductor layer in the polycrystalline silicon, the active region, the source region, and the drain region, at a position corresponding to the gate electrode; Forming a protective film on the polycrystalline semiconductor layer and covering the active region; And forming a source electrode extending from a data line orthogonal to the gate line and connected to a source region of the polycrystalline semiconductor layer, and a drain electrode connected to a drain region and a pixel electrode of the polycrystalline semiconductor layer. It is done.
여기서, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계에 있어서, Here, in the forming of the source electrode and the drain electrode,
상기 데이터 배선에서 연장되는 일단은 상기 데이터 패드와 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.One end extending from the data line is electrically connected to the data pad.
상기 투명한 도전성 전극 물질은 인듐-주석-옥사이드(Indium-Tin-Oxide), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide), 인듐-주석-아연-옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)들 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The transparent conductive electrode material may be selected from among Indium-Tin-Oxide, Indium-Zinc-Oxide, and Indium-Tin-Zinc-Oxide. Characterized in that formed by either.
상기 게이트 금속층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W)계 금속중 적어도 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The gate metal layer includes at least one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), chromium (Cr), tantalum (Ta), aluminum alloy (Al alloy), and tungsten (W) -based metal. Characterized in that formed one.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3에서 A-A', B-B', C-C'로 자른 단면을 보여주는 도면이다.3 is a schematic plan view of an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A ', B-B', and C-C 'of FIG. 3.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판에서는 투명한 절연 기판(200) 위에 버퍼층(214)을 형성하고, 상기 버퍼층(214)상에 가로 방향을 가지는 게이트 배선(221)과, 게이트 배선(221)에서 연장된 게이트 전극(222), 게이트 패드(233)가 형성되어 있다. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, a buffer layer 214 is formed on a transparent insulating substrate 200, and the gate wiring has a horizontal direction on the buffer layer 214. 221, a gate electrode 222 extending from the gate wiring 221, and a gate pad 233 are formed.
그리고, 상기 게이트 패드(233)와 동일한 물질로 이루어지는 데이터 패드(235)가 형성되어 있다. The data pad 235 made of the same material as the gate pad 233 is formed.
상기 게이트 배선(221)은 투명한 도전성 물질과 금속 물질의 2중 구조로 이루어지며, 상기 게이트 전극(222), 게이트 패드(233) 및 데이터 패드(235)는 투명한 도전성 물질로 이루어진다.The gate wiring 221 has a double structure of a transparent conductive material and a metal material, and the gate electrode 222, the gate pad 233, and the data pad 235 are made of a transparent conductive material.
그리고, 상기 게이트 배선(221)과 추후 형성될 데이터 배선(261)이 교차하여 정의되는 화소 영역에 투명한 도전성 물질로 이루어지는 화소 전극(234)이 형성된다.A pixel electrode 234 made of a transparent conductive material is formed in the pixel area defined by the gate line 221 and the data line 261 to be formed later.
상기 투명한 도전성 물질은 인듐-주석-옥사이드(Indium-Tin-Oxide), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide), 인듐-주석-아연-옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)들 중 어느 하나로 형성된다. The transparent conductive material may be any one of indium-tin-oxide, indium-zinc-oxide, and indium-tin-zinc-oxide. It is formed as one.
상기 금속 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W)계 금속중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.The metal material is at least one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), chromium (Cr), tantalum (Ta), aluminum alloy (Al alloy), tungsten (W) -based metals It is characterized by that.
상기 게이트 배선(221)과 게이트 전극(222) 상부에는 게이트 절연막(230)이 형성되어 있고 상기 화소 전극(234) 일부와 게이트 배선(221)에 중첩되도록 다결정 실리콘층으로 이루어지는 캐패시터 전극(275)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극(222) 위에 반도체층(241)이 순차적으로 형성되어 있다. A gate insulating layer 230 is formed on the gate wiring 221 and the gate electrode 222, and a capacitor electrode 275 made of a polycrystalline silicon layer overlaps a portion of the pixel electrode 234 and the gate wiring 221. The semiconductor layer 241 is sequentially formed on the gate electrode 222.
그리고, 상기 반도체층(241), 캐패시터 전극(275) 상에는 보호막(232)이 형성되어 있고, 상기 상기 게이트 배선(221)과 직교하는 데이터 배선(261), 데이터 배선(261)에서 연장된 소스 전극(226), 게이트 전극(222)을 중심으로 소스 전극(226)과 마주 대하고 있는 드레인 전극(228)이 형성되어 있다. A passivation layer 232 is formed on the semiconductor layer 241 and the capacitor electrode 275, and a source electrode extending from the data line 261 and the data line 261 orthogonal to the gate line 221. 226 and the drain electrode 228 facing the source electrode 226 are formed around the gate electrode 222.
그리고, 상기 드레인 전극(228)은 상기 화소 전극(234)으로 연장되어 전기적으로 연결된다.The drain electrode 228 extends to the pixel electrode 234 and is electrically connected to the drain electrode 228.
이때, 상기 고립된(isolated) 형태로 형성되어 있는 투명한 도전성 전극으로 이루어지는 데이터 패드(235)는 상기 데이터 배선(261)과 전기적으로 연결된다.In this case, the data pad 235 made of a transparent conductive electrode formed in the isolated form is electrically connected to the data line 261.
이하, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제조하는 방법에 대해서 좀 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention will be described in more detail.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 1 마스크 공정으로 형성된 게이트 패턴들과 화소 전극을 도시한 평면도 및 단면도이다.5 is a plan view and a cross-sectional view illustrating gate patterns and a pixel electrode formed by a first mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판에서 제 1 마스크를 이용하여 제조하는 공정을 보여주는 평면도이고, 도 5b는 도 5a에서 데이터 패드, 게이트 패드, 박막 트랜지스터를 각각 A-A', B-B', C-C'로 자른 단면도이다.FIG. 5A is a plan view illustrating a process of manufacturing a first mask using a first mask in an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5B illustrates A-A 'and B respectively of a data pad, a gate pad, and a thin film transistor in FIG. 5A. It is sectional drawing cut by -B ', C-C'.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판에서, 투명한 절연 기판(200) 상에 버퍼층(214)을 형성하고, 상기 버퍼층(214) 상에 스퍼터링 등의 증착방법을 통해서 투명 도전성 전극층(202a)과 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)과 같은 금속으로 구성되는 게이트 금속층(202b)이 순서대로 증착된다.5A and 5B, in the array substrate for a liquid crystal display according to the present invention, a buffer layer 214 is formed on a transparent insulating substrate 200, and sputtering or the like is deposited on the buffer layer 214. Through the method, the transparent conductive electrode layer 202a and the gate metal layer 202b composed of metals such as chromium (Cr), aluminum (Al), and molybdenum (Mo) are sequentially deposited.
그리고, 상기 제 1 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 이용하여 게이트 전극(222), 게이트 배선(221), 게이트 패드(233) 및 데이터 패드(235)와 같은 게이트 패턴들과 투명한 도전성 전극층(202a)으로 이루어지는 화소 전극(234)이 일괄 형성된다.In addition, gate patterns such as the gate electrode 222, the gate wiring 221, the gate pad 233, and the data pad 235 and the transparent conductive electrode layer may be formed using a photolithography process and an etching process using the first mask. The pixel electrode 234 made of 202a is collectively formed.
이때, 상기 제 1 마스크는 회절 마스크를 사용하며 회절 노광 방법을 이용하여 형성한다.In this case, the first mask is formed using a diffraction mask and is formed using a diffraction exposure method.
여기서, 상기 게이트 전극(222), 게이트 패드(233) 및 데이터 패드(235), 화소 전극(234)은 투명한 도전성 전극층(202a)으로 이루어지도록 게이트 금속층(202b)을 제거하며, 상기 게이트 배선(221)은 투명한 도전성 전극층(202a)과 게이트 금속층(202b)의 2중 구조로 이루어지도록 한다.The gate electrode 222, the gate pad 233, the data pad 235, and the pixel electrode 234 remove the gate metal layer 202b so that the gate electrode 221 is formed of the transparent conductive electrode layer 202a. ) Is a double structure of the transparent conductive electrode layer 202a and the gate metal layer 202b.
즉, 언급한 바와 같이 회절 마스크를 사용하여 포토리쏘그래피 공정을 수행하는데, 상기 회절 마스크를 이용한 회절 노광 방법은 광이 그대로 통과시키는 부분과 격자로 이루어져 광의 회절 및 소멸 현상을 이용하여 광을 일부만 통과시키는 부분과 광을 완전히 차단시키는 부분으로 이루어지는 회절 마스크를 사용하여 2번의 식각 공정을 거쳐 패터닝하는 방법이다.That is, as mentioned, a photolithography process is performed using a diffraction mask. The diffraction exposure method using the diffraction mask is composed of a portion through which light passes and a grating, and partially passes light using diffraction and disappearance of light. It is a method of patterning through two etching processes using the diffraction mask which consists of a part to make and a part which completely blocks light.
이와 같은 회절 노광 방법을 이용하여 게이트 전극(222), 화소 전극(234), 게이트 패드(233) 및 데이터 패드(235)의 게이트 금속층(202b)을 선택적으로 제거한다.The gate metal layer 202b of the gate electrode 222, the pixel electrode 234, the gate pad 233, and the data pad 235 is selectively removed using the diffraction exposure method.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 패턴들 상에 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiO2)등의 절연 물질로 이루어지는 게이트 절연막(220)과 비정질 실리콘(a-si)을 차례로 증착한다.As shown in FIG. 5B, a gate insulating film 220 made of an insulating material such as silicon nitride film (SiNx), silicon oxide film (SiO 2 ), and amorphous silicon (a-si) are sequentially deposited on the gate patterns. do.
구체적으로는, 상기 게이트 절연막(220)이 형성된 기판(200) 상에 수백 Å 두께로 비정질 실리콘(a-Si)을 증착한다.Specifically, amorphous silicon (a-Si) is deposited on the substrate 200 on which the gate insulating layer 220 is formed to a thickness of several hundreds of micrometers.
그리고, 탈수소화(dehydrogenation) 과정을 거친 후 , 레이저 결정화 단계를 거쳐 다결정 실리콘(poly silicon)을 형성하고, 이 다결정 실리콘을 이용하여 반도체층(241)을 형성한다. 바람직하게는 상기 비정질 실리콘을 약 550Å 두께로 증착한다.After dehydrogenation, polycrystalline silicon is formed through laser crystallization, and the semiconductor layer 241 is formed using the polycrystalline silicon. Preferably, the amorphous silicon is deposited to about 550 mm thick.
상기 레이저 결정화 단계에서, 비정질 실리콘 박막에 기판 온도를 250℃ 정도로 가열하면서 엑시머 레이저를 가해서 성장시키는 레이저 열처리(laser annealing) 방법과, 비정질 실리콘을 고온에서 장시간 열처리하여 형성하는 고상 결정화(solid phase crystallization : SPC) 방법 등이 있으며, 그 외에도 비정질 실리콘 상에 금속을 증착하여 금속을 씨드로 다결정 실리콘을 형성하는 금속유도 결정화(metal induced crystallization : MIC) 방법 등이 있다.In the laser crystallization step, a laser annealing method of growing an amorphous silicon thin film by applying an excimer laser while heating the substrate temperature to about 250 ° C., and solid phase crystallization formed by long-term heat treatment of amorphous silicon at a high temperature. SPC) and the like, and metal-induced crystallization (MIC), which deposits metal on amorphous silicon to form polycrystalline silicon as a seed.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법에서 제 2 내지 제 4 마스크를 이용하여 반도체층 패턴을 형성하는 기판의 평면도 및 단면도이다.6A and 6B are plan and cross-sectional views of a substrate for forming a semiconductor layer pattern using second to fourth masks in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 다결정 실리콘이 형성된 기판(200) 상에 포토 레지스트 패턴을 형성하여 이를 제 2, 3 마스크로 이용하여 반도체층(241)에 n+ 또는 p+이온을 도핑한 후, 레이져 등을 이용하여 활성화함으로써 반도체층(241)의 일부가 소스/드레인 영역(241a, 241c)이 되도록 한다.As shown in FIGS. 6A and 6B, a photoresist pattern is formed on the substrate 200 on which the polycrystalline silicon is formed, and the semiconductor layer 241 is doped with n + or p + ions using the photoresist pattern as the second and third masks. Thereafter, activation is performed using a laser or the like so that a part of the semiconductor layer 241 becomes the source / drain regions 241a and 241c.
그리고, 도시하지는 않았지만, 상기 다결정화된 반도체층 일부에 저농도 이온(n-)주입을 실시하여 표면에 저농도 이온주입 영역 LDD를 형성한다. Although not shown, a low concentration ion implantation region LDD is formed on a part of the polycrystallized semiconductor layer to form a low concentration ion implantation region LDD.
그리고, 제 4 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 방법을 이용하여 반도체층(241) 패턴을 형성함으로써 반도체층(241)과 캐패시터 전극(275)을 형성한다.The semiconductor layer 241 and the capacitor electrode 275 are formed by forming a pattern of the semiconductor layer 241 using a photolithography method using a fourth mask.
이때, 상기 반도체층(241) 패턴과 함께 게이트 절연막(220)도 동일한 식각 공정에서 패터닝하여 게이트 패드(233)와 데이터 패드(235)를 노출시킨다.In this case, the gate insulating layer 220 together with the semiconductor layer 241 pattern is also patterned in the same etching process to expose the gate pad 233 and the data pad 235.
언급한 바와 같이, 상기 반도체층(241)은 액티브 영역(241b)과 불순물이 고농도로 도핑된 소스 및 드레인 영역(241a, 241c) 사이에 불순물이 저농도로 도핑된 LDD 영역을 형성하기도 한다. As mentioned above, the semiconductor layer 241 may form an LDD region doped with a low concentration of impurities between the active region 241b and the source and drain regions 241a and 241c doped with a high concentration of impurities.
도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 반도체층(241)이 형성된 기판(200) 전면에 보호막(232)을 증착하고, 탈 수소(H)화 공정과 활성화(activation) 공정을 진행한다.As shown in FIG. 6B, the passivation layer 232 is deposited on the entire surface of the substrate 200 on which the semiconductor layer 241 is formed, and a dehydrogenation (H) process and an activation process are performed.
구체적으로는, 400℃ ~ 500℃에서 탈수소화(hydrogen evolution) 과정을 거치고 레이저를 이용하여 반도체층(241)의 소스 및 드레인 영역(241a, 241c)에 도핑된 이온을 활성화시킨다.Specifically, ions doped in the source and drain regions 241a and 241c of the semiconductor layer 241 are activated through a hydrogen evolution process at 400 ° C to 500 ° C.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 5 마스크 공정으로 형성된 기판을 도시한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a substrate formed by a fifth mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판(200) 상에 형성된 보호막(232)을 제 5 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 방법으로 패터닝하여 반도체층(241)의 일부와 캐패시터 전극(275)이 덮이도록 보호막(232)을 형성한다.As shown in FIG. 7, the passivation layer 232 formed on the substrate 200 is patterned by a photolithography method using a fifth mask to cover a portion of the semiconductor layer 241 and the capacitor electrode 275. 232).
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 6 마스크 공정으로 소스 및 드레인 전극, 데이터 배선이 형성된 기판을 도시한 평면도 및 단면도이다.8A and 8B are plan views and cross-sectional views illustrating a substrate on which source and drain electrodes and data lines are formed in a sixth mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(200) 전면에 데이터 금속층을 스퍼터링 등의 증착 방법을 이용하여 증착하고, 제 6 마스크를 이용한 포토리쏘그래피 공정과 식각 공정을 수행하여 데이터 금속층을 패터닝함으로써 소스 및 드레인 전극(226, 228)과 데이터 배선(261)을 형성한다.As shown in FIGS. 8A and 8B, the data metal layer is deposited on the entire surface of the substrate 200 using a deposition method such as sputtering, and a photolithography process and an etching process using a sixth mask are performed to form the data metal layer. By patterning, the source and drain electrodes 226 and 228 and the data wiring 261 are formed.
상기 데이터 배선(261)은 상기 게이트 배선(221)과 직교하여 형성되며 상기 데이터 배선(261)은 기 형성된 데이터 패드(235)와 오버랩되어 전기적으로 연결되도록 한다.The data line 261 is formed to be orthogonal to the gate line 221, and the data line 261 overlaps the previously formed data pad 235 to be electrically connected.
그리고, 상기 데이터 배선(261)에서 연장되어 형성된 소스 전극(226)과, 상기 게이트 전극(222)을 중심으로 상기 소스 전극(226)과 마주 대하고 일정 간격 이격하는 드레인 전극(228)이 형성된다.A source electrode 226 extending from the data line 261 and a drain electrode 228 facing the source electrode 226 with respect to the gate electrode 222 and spaced apart from each other by a predetermined interval are formed. .
상기 드레인 전극(228)은 상기 화소 전극(234)과 오버랩되어 전기적으로 연결된다.The drain electrode 228 overlaps the pixel electrode 234 and is electrically connected to the drain electrode 228.
또한, 상기 소스 전극(226)은 상기 반도체층(241)의 소스 영역(241a)과 접촉하며, 상기 드레인 전극(228)은 상기 반도체층(241)의 드레인 영역(241c)과 접촉한다.In addition, the source electrode 226 is in contact with the source region 241a of the semiconductor layer 241, and the drain electrode 228 is in contact with the drain region 241c of the semiconductor layer 241.
이와 같이, 마스크를 저감하는 액정 표시 장치는 제조 비용을 감소시킬 뿐 아니라, 데이터 패드 및 게이트 패드를 형성하는 금속층이 공기중에 노출됨으로써 발생할 수 있는 전식 및 리워크(rework)가 어려운 문제점 등을 상기 데이터 패드 및 게이트 패드를 투명한 도전성 전극을 이용하여 형성함으로써 해결한다.As described above, the liquid crystal display which reduces the mask not only reduces manufacturing cost but also difficult to achieve electrical and rework problems caused by exposure of the metal layer forming the data pad and the gate pad to air. This is solved by forming the pad and the gate pad using a transparent conductive electrode.
도 9는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제조하는 데 있어서, 데이터 패드와 데이터 배선 연결 구조의 다양한 실시예를 보여주는 도면이다.FIG. 9 illustrates various embodiments of a data pad and a data wire connection structure in manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention.
도 9의 (a) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 데이터 패드(235)와 소정 영역 오버랩되어 연결되는 데이터 배선(261) 일단의 구조에 있어서, 가지 모양과 같이 다양한 형태로 형성함으로써 콘택 특성을 향상시킨다.As shown in (a) to (d) of FIG. 9, in the structure of one end of the data wire 261 that is overlapped with the data pad 235 by a predetermined region, the contact characteristics are formed by forming various shapes such as branches. To improve.
본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판 및 그의 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific embodiments, this is for explaining the present invention in detail, and the array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention are not limited thereto, and within the technical spirit of the present invention. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제조하는 데 있어서, 게이트 배선 형성시에 투명한 도전성 전극층과 게이트 금속층을 이중으로 적층하고 회절 노광하여 게이트 패턴들과 화소 전극을 일괄 형성함으로써 마스크 수를 저감하여 제조 공정을 감소시킬 수 있으며 생산 수율을 향상시키는 효과가 있다.In manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, the transparent conductive electrode layer and the gate metal layer are double stacked and diffraction-exposed when the gate wiring is formed, thereby forming the gate patterns and the pixel electrode collectively to reduce the number of masks. It can reduce the process and improve the production yield.
또한, 본 발명에 따르면 패드부를 투명한 도전성 전극 물질로 형성함으로써 패드부의 전식 및 불량을 감소시켜 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by forming the pad portion made of a transparent conductive electrode material, there is an effect of reducing the padding and defects of the pad portion to improve the reliability of the product.
도 1a 및 도 1b는 종래 액정표시장치에 구비되는 박막트랜지스터의 구조를 보여주는 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a structure of a thin film transistor provided in a conventional liquid crystal display device.
도 2는 종래 액정표시장치에 구비되는 화소부의 박막트랜지스터 및 구동회로부의 박막트랜지스터의 제조공정을 보여주는 공정 흐름도.FIG. 2 is a process flowchart showing a manufacturing process of a thin film transistor of a pixel portion and a driving circuit portion of a conventional liquid crystal display device; FIG.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 개략적인 평면도.3 is a schematic plan view of an array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention;
도 4는 도 3에서 A-A', B-B', C-C'로 자른 단면을 보여주는 도면.4 is a cross-sectional view taken along line A-A ', B-B', and C-C 'of FIG. 3.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 1 마스크 공정으로 형성된 게이트 패턴들과 화소 전극을 도시한 평면도 및 단면도.5A and 5B are plan views and cross-sectional views illustrating gate patterns and pixel electrodes formed by a first mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법에서 제 2 내지 제 4 마스크를 이용하여 반도체층 패턴을 형성하는 기판의 평면도 및 단면도.6A and 6B are plan and cross-sectional views of a substrate for forming a semiconductor layer pattern using second to fourth masks in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 5 마스크 공정으로 형성된 기판을 도시한 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a substrate formed by a fifth mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판의 제조 방법 중 제 6 마스크 공정으로 소스 및 드레인 전극, 데이터 배선이 형성된 기판을 도시한 평면도 및 단면도.8A and 8B are plan and cross-sectional views illustrating a substrate on which source and drain electrodes and data wirings are formed in a sixth mask process in a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 어레이 기판을 제조하는 데 있어서, 데이터 패드와 데이터 배선 연결 구조의 다양한 실시예를 보여주는 도면.9 is a view illustrating various embodiments of a data pad and a data wire connection structure in manufacturing an array substrate for a liquid crystal display according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
200 : 기판 202a : 투명한 도전성 전극층200 substrate 202a transparent conductive electrode layer
202b : 게이트 금속층 214 : 버퍼층202b: gate metal layer 214: buffer layer
220 : 게이트 절연막 221 : 게이트 배선220: gate insulating film 221: gate wiring
222 : 게이트 전극 226 : 소스 전극222: gate electrode 226: source electrode
228 : 드레인 전극 232 : 보호막228: drain electrode 232: protective film
233 : 게이트 패드 234 : 화소 전극233: gate pad 234: pixel electrode
235 : 데이터 패드 241 : 반도체층235 data pad 241 semiconductor layer
241a, 241c : 소스 및 드레인 영역 241b : 액티브 영역241a and 241c: source and drain regions 241b: active region
261 : 데이터 배선 275 : 캐패시터 전극261 data wiring 275 capacitor electrode
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