KR20050104789A - 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리실리콘 액정표시소자의 제조방법에 관하 것으로, 특히 소스 드레인 전극을 액티브층과 연결하는 컨택홀 형성 공정에서 단차 없는 컨택홀을 형성하기 위하여 절연층을 구성하는 실리콘질화막의 성막을 성기게 하여 실리콘질화막과 실리콘산화막의 식각비율이 동일하게 하므로써 단차없는 컨택홀을 형성한다. 단차없는 컨택홀로 인하여 상기 컨택홀에 형성되는 소스 및 드레인 전극에 단선이 방지되어 불량발생을 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 액정표시소자의 제조공정에 관한 것으로써, 특히, 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하 TFT)의 소스, 드레인 전극과 액티브층을 연결하는 컨택홀 형성 방법에 관한 것이다.
액정표시소자는 기판상에 다수의 단위화소가 매트릭스 형으로 배열된 하부 TFT 어레이 기판과, 정보를 컬러로 표현하기 위한 상부 컬러필터 기판이 대향하여 형성되고 그 사이에 액정이 충진된 액정 패널을 구비한다.
상기 TFT 어레이 기판상의 단위화소는 다수의 게이트 라인과 상기 게이트 라인과 수직 교차하며 평행한 다수의 데이터 라인에 의해 정의되고 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 단위화소를 구동하는 TFT가 형성되어 있다.
상기 TFT는 비정질 실리콘을 액티브층으로 사용하는 비정질 실리콘 TFT가 주로 사용되어 왔는데, 오늘날에는 동작특성이 상기 비정질 실리콘층을 액티브층으로 사용하는 TFT보다 동작특성이 우수한 폴리실리콘층이 액티브층인 폴리실리콘 TFT가 개발되고 있다.
폴리실리콘을 액티브층으로 사용하는 TFT의 구조를 도 1을 참조하여 살펴보면,폴리실리콘 TFT는 유리 또는 플라스틱등 투명한 기판(1)상에 실리콘산화막(SiO2)의 버퍼층(2)이 형성되어 있고, 상기 버퍼층(2) 상부에 폴리실리콘으로 구성되는 액티브층(3)이 형성되어 있다.
상기 폴리실리콘 액티브층(3)상에 폴리실리콘층을 보호하고 절연하는 제 1절연막(4)이 더 형성되어 있다.
상기 제 1 절연막(4) 상에 게이트 전극(5)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(5)위에는 제 2 절연막(6)이 더 형성되어 있다. 상기 제 2 절연막(6)은 실리콘산화막(SiO2)으로써, 제 2절연막(6)상에 형성될 소스(7),드레인 전극(8)을 상기 게이트 전극(5)과 절연한다.
상기 제 2 절연막(6)상에는 데이터 신호가 화소전극(10)으로 인가되는 소스(7), 드레인 전극(8)이 형성되어 있다.
상기 소스(7), 드레인 전극(8)은 상기 제 1절연막(4)과 제 2절연막(6)을 관통하는 컨택홀(contact hole)(20)을 통하여 상기 액티브층(3)과 연결되어 있다.
또한, 상기 소스(7), 드레인 전극(8)상에는 보호막(9)이 더 형성되어 보호막(9) 아래에 형성된 TFT를 보호하고 액정표시소자를 평탄화한다.
상기 보호막(9)에는 상기 드레인 전극(8)과 화소전극(10)을 서로 연결하는 컨택홀(30)이 형성되어 있고, 상기 컨택홀(30)을 통하여 화소전극(10)은 드레인 전극(8)과 서로 연결되어 있다.
이하 상기 소오스(7),드레인 전극(8)과 액티브층(3)을 연결하는 컨택홀(20)을 형성하는 공정을 도 2를 참조하여 자세히 살펴본다.
제 2 절연막(6)이 게이트 전극(5)상에 형성된 다음, 포토레지스트막(Photo resistor,이하 PR)(11)을 제 2 절연막(6)상에 형성한다.
포토레지스터막(11)을 마스크를 적용하여 노광하고 현상하면, 도 2에 도시 된 바와 같이, 컨택홀 패턴이 형성된다.
상기 컨택홀 패턴을 포함하는 포토레지스터막(11)을 마스크로 적용하고 에천트를 이용한 습식각을 실시한다. 상기 습식각에 의해 실리콘산화막(SiO2)로 구성되는 제 2절연막(6) 및 제 1절연막(4)이 식각된다.
그런데, 습식각은 등방성식각 특성을 가지므로 제 2절연막(6)은 포토레지스터 패턴 아래에서 과도식각이 일어난다. 이를 언더컷(under cut)이라 하는데, 언더컷이 발생하기 때문에 원하는 디자인 룰을 가진 컨택홀을 얻을 수 없고, 소스, 드레인 전극 또한 원하는 디자인 룰보다 크게 형성된다.
또한, 제 2절연막(6) 하부의 제 1절연막(4)에서도 언더컷이 발생하여 단차 진 컨택홀(20)을 형성한다.
상기와 같이, 단차 진 컨택홀(20)에 소스, 드레인 전극용 금속박막을 증착하면, 형성되는 박막에 단선이 발생할 수 있다.
습식각에 의해 컨택홀을 형성하는 공정에서는 디자인 룰을 맞출 수 없고, 언더컷이 발생하므로 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제 2절연막(6)에 실리콘질화막을 적용하는 기술이 소개되었다.
상기 방법은 제 2 절연막에 실리콘질화막을 적용하고 건식각에 의해 상기 제 1, 2 절연막을 식각한다.
그러나, 상기 건식각 방법에 의하면 실리콘질화막의 제 2 절연층은 건식각 특성이 우수하지만, 실리콘산화막은 건식각 특성이 나쁘므로, 상기 제 1절연막(304)을 식각하는 동안, 마스크로 적용되는 포토레지스터막이 경화되어 포토레지스터의 스트립 공정에서 잘 제거되지 않고 이물로 남는 문제가 발생한다. 상기 PR 잔존물은 회로 단선등의 원인이 된다. 또한, 상기 실리콘질화막의 제 2 절연층(6)과 상기 실리콘산화막의 제 1 절연층(4)이 식각 속도가 서로 다르므로 제 1 절연층이 식각되는 동안 제 1 절연층에 언더 컷이 발생하여 컨택홀 내에 단차를 발생시킨다.
상기 단차가 존재하는 컨택홀을 통하여 소스 및 드레인 전극이 형성될 경우, 상기 단차로 인하여 소스 및 드레인 전극에 단선이 발생할 수 있다.
그러므로 본 발명은 액티브층과 소스 및 드레인 전극이 서로 연결되는 상기 컨택홀에 단차가 발생하지 않는 방법을 제공하여 콘택홀 내에서 단선 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기 단차가 개선된 컨택홀을 구비하는 박막트랜지스터를 이용하여 반투과형 액정표시소자, 투과형 액정표시소자 또는 반사형 액정표시소자를 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법은 기판상에 액티브층을 형성하는 단계, 상기 액티브층 상에 제 1 절연층을 형성하는 단계, 상기 제 1 절연층상에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 상에 제 2 절연층을 형성하는 단계, 상기 제 2 절연층상에 상기 액티브층을 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계, 상기 컨택홀을 통해 상기 액티브층과 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계 및 상기 드레인 전극과 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 박막트랜지스터를 구성하는 소스 및 드레인 전극과 액티브층을 서로 연결하는 컨택홀을 형성하는 단계에서 단차가 개선된 컨택홀을 형성함으로써 상기 컨택홀 내에 소스 및 드레인 전극이 형성될 때 단차로 인한 단선등의 문제를 방지하는 것에 관한 것이다.
이하 도 3a~3f를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 의한 액정표시소자의 제조방법을 설명한다.
도 3a에 도시 된 바와 같이, 투명한 기판(301)상에 실리콘산화막(SiO2)으로 구성되는 버퍼층(302)을 플라즈마화학기상증착방법(PECVD)에 의해 형성한다. 상기 버퍼층(302)은 비정질실리콘을 결정화하는 공정에서 기판(301)에 존재하는 불순물 이온이 액티브층으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 버퍼층(302)을 형성한 다음, 상기 버퍼층(302)상에 비정질의 실리콘층을 PECVD방법에 의해 증착한다. 이어서 상기 비정질실리콘층을 결정화 한다.
상기 결정화 공정으로는 고온의 퍼니스에서 비정질실리콘층을 용융하여 결정화하는 가열방법과 순각적으로 고온 발생이 가능한 레이저 결정화 방법 등이 이용될 수 있다.
상기 결정화 방법중 임의의 방법에 의해 상기 비정질실리콘층을 결정화한 다음, 상기 결정화된 비정질실리콘층을 액티브층으로 패턴닝한다.
상기 패턴닝 공정은 마스크를 적용하는 포토 마스크 공정에 의해 이루어 질 수 있는데, 상기 비정질실리콘층에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 기판상에 마스크를 배열하는 단계, 상기 마스크를 통하여 상기 포토레지스트를 노광하는 단계, 상기 포토레지스트를 현상하는 단계 및 현상 후 잔존하는 포토레지스트 패턴에 의해 상기 결정질 실리콘층을 식각하는 단계를 포함하여 액티브층(303)을 형성한다. 상기 결과, 결정화된 실리콘층 특히, 폴리실리콘으로 구성되는 액티브층(303)을 형성할 수 있게 된다.
액티브층(303)의 형성에 이어서, 상기 액티브층(303)상에 실리콘산화막(SiO2)의 제 1 절연층(304)을 형성한다. 상기 제 1 절연층(304)은 게이트 절연층으로써 액티브층(303) 상에 형성되는 게이트 전극과 액티브층(303)을 전기적으로 절연한다.
상기 제 1 절연층(304)의 형성에 이어, 상기 제 1 절연층(304)상에 게이트 전극(305)을 형성하는 단계를 진행한다. 상기 게이트 전극(305) 형성 단계는 포토리소그래피 공정에 의해 진행되며 알루미늄 합금의 단층으로 구성되거나 화소전극 물질과 오믹 컨택 특성을 향상시키는 알루미늄 합금 및 몰리브덴의 이중층으로 구성될 수 있다. 상기 게이트 전극(305)을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정은 금속막을 상기 제 1 절연층(304)상에 스퍼터링 방법으로 형성하는 단계, 상기 금속막상에 포토레지스트를 도포하는 단계, 상기 포토레지스트를 마스크를 적용하여 노광하는 단계, 상기 노광된 포토레지스트를 현상하여 게이트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 적용하여 상기 금속막을 식각하는 단계, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함하여 형성된다.
게이트 전극(305)을 형성한 다음, 상기 게이트 전극(305)상에 제 2 절연층(306)을 형성하는 단계를 진행한다. 상기 제 2 절연층(306)은 실리콘질화막의 단층 또는 실리콘산화막과 실리콘질화막의 복층으로 구성될 수 있다.
상기 제 2 절연층(306)중 실리콘질화막은 유전율이 실리콘산화막에 비해 크므로 스토리지 영역(미도시)의 커패시터 용량을 확보하는 데 유리하고 절연특성은 상기 실리콘산화막이 우수하므로 상기 실리콘산화막과 실리콘질화막의 이중층의 두께 조절을 통해 커패시터 용량 확보 및 절연층으로서 조건을 맞출 수 있다. 또한 상기 제 2 절연층(306)을 구성하는 실리콘질화막과 제 1 절연층(304)을 구성하는 실리콘산화막의 식각 속도를 고려하여 제 2 절연층(306)을 구성하는 실리콘산화막의 두께를 조절할 수 있다. 또한 상기 제 2 절연층(306)을 구성하는 실리콘질화막은 내부에 수소이온을 포함하므로 폴리실리콘으로 구성되는 액티브층(303)에 수소 이온을 공급하여 액티브층의 수소화 처리를 할 수 있다. 수소화 처리는 액티브층을 형성한 후, 이어지는 박막 형성공정에서 액티브층(303)의 손상을 회복하는 공정으로 특히, 액티브층 표면에 형성되는 잉여 화학 결합 인자(dangling bond)에 수소를 결합시킴으로써 잉여 화학 결합 인자를 제거하는 역할을 한다.
상기 실리콘질화막의 성막은 1500~1700와트(Watt)의 전압과, 1400~1600mTorr의 압력의 조건에서 분당 1700sccm~2300sccm(sccm은 가스분비단위로서 1sccm은 1㎤에 해당)의 질소(N2)가스와, 600~800sccm의 질산(NH3)가스와, 130~150sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 이루어진다. 특히 상기 조건중 1650와트(Watt)의 전압과, 1500mTorr의 압력의 조건에서 2000sccm의 질소(N2)가스와, 700sccm의 질산(NH3)가스와, 140sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하는 플라즈마를 이용하여 실리콘질화막을 형성할 수 있다.상기 조건에서 성막되는 실리콘질화막은 그 구조가 성기게(porous)되어 실리콘산화막과의 식각비율이 비슷하게 된다.
상기 조건에서 성막되는 성긴 실리콘질화막의 습식각속도는 초당 10~15Å로 실리콘산화막의 식각속도인 초당 10Å와 비슷하거나 더 빠르다. 그러므로 상기 조건에 의해 형성된 실리콘질화막과 실리콘산화막을 동시에 식각하더라도 실리콘질화막과 실리콘산화막의 계면에서 언더컷 발생을 방지할 수 있어 컨택홀내에서 단차발생을 방지할 수 있다.
제 2 절연층(306)을 형성한 다음, 도 3d에 도시 된 바와 같이, 상기 제 2 절연층(306)에 컨택홀(307a, 307b)을 형성하는 공정을 진행한다. 본 실시 예에서는 상기 컨택홀을 형성하기 위하여 습식각을 사용한다. 상기 컨택홀(307a,307b)을 형성하는 공정을 도 3d를 참조하여 상세히 살펴본다.
도 3d에 도시 된 바와 같이, 상기 제 2 절연층(306)상에 포토레지스트(350)을 도포한 다음, 상기 포토레지스트(350)의 상부에 마스크(미도시)를 배열하고 노광 공정 및 현상 공정을 통해 컨택홀 패턴을 포함하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 적용하고 습식각 공정을 통해 액티브층(303)상에 형성된 제 2 절연층(306) 및 제 1 절연층(304)를 차례로 식각하여 컨택홀(307a,307b)를 형성한다.
상기 컨택홀(307a,307b)이 형성되는 영역은 액티브층(303) 중 소스 및 드레인 영역으로 향후 상기 컨택홀을 통해 소스 및 드레인 전극과 연결된다. 상기 제 2 절연층(306)은 실리콘질화막으로 구성되지만 그 조직이 성기게(porous) 형성되었으므로 습식각시 실리콘산화막의 제 1 절연층(304)보다 습식각 속도가 빠르거나 같고 이로 인하여 상기 제 2 절연층(306)과 제 1 절연층(304)의 경계부에서 제 1 절연층(304)이 습식각되는 동안 제 2 절연층(306)의 언더 컷이 발생하지 않게 된다. 제 2 절연층을 실리콘질화막과 실리콘산화막의 이중층으로 구성할 경우는 상기 실리콘질화막과 실리콘산화막의 경계에서 동일한 식각 현상이 일어난다.
그러므로 상기 컨택홀(307a,307b)내에서 언더 컷에 의한 제 2 절연층(306)과 제 1 절연층(304)의 단차 발생을 방지할 수 있다.
컨택홀(307a,307b)이 형성된 다음, 상기 컨택홀(307a,307b)을 통해 고농도 불순물 이온을 상기 액티브층(303)내로 주입하는 공정을 진행한다. 상기 불순물 이온 주입공정은 액티브층(303)내에 소스 및 드레인 영역을 형성하기 위한 것으로 상기 컨택홀(307a,307b)을 통해 소스 및 드레인 전극이 상기 액티브층과 오믹컨택이 이루어지도록 하기 위함이다. 주입되는 불순물 이온으로는 p형의 박막트랜지스터를 형성하기 위해서는 붕소등의 3족 불순물 이온을 주입할 수 있고 n형 박막트랜지스터를 형성하기 위해서는 인(P)등의 5족 불순물 이온을 주입할 수 있다.
이어서, 도 3e에 도시 된 바와 같이, 상기 컨택홀이 형성된 제 2 절연층(306)상에 소스 및 드레인 전극(308,309)을 형성하는 공정을 진행한다.
상기 소스 및 드레인 전극(308,309) 형성 공정은 상기 제 2 절연층(306) 및 상기 컨택홀(307a,307b)내에 도전층을 형성하고 포토리소그래피 공정을 통해 소스 및 드레인 전극(308,309)을 형성한다.
이어서, 도 3f에 도시 된 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(308,309) 상에 보호막(310)및 화소전극(312)을 형성한다.
상기 보호막(310) 및 화소전극(312) 형성 공정을 더 자세히 살펴보면, 상기 소스 및 드레인 전극(308,309)상에 실리콘질화막 등의 무기막이나 벤조시클로부틸렌(BenzoCycroButilene,BCB)의 유기막으로 구성되는 보호막을 형성하여 하부에 형성된 소자를 보호함과 동시에 기판의 평탄화를 실시한다. 이어서, 상기 보호막(310)의 일부에 컨택홀(311)을 형성하여 상기 드레인 전극(309)을 노출시킨다. 상기 보호막(310)상에 컨택홀(311)을 형성한 다음, 상기 보호막(310)상에 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide,ITO) 등의 투명전극으로 구성되는 화소전극 물질을 증착하고 포토리소그레피 공정을 통해 화소전극(312)을 패턴닝한다. 상기 공정에서 상기 화소전극(312)은 상기 컨택홀(311)을 통해 드레인 전극(309)과 연결되어 데이터 신호를 인가 받게 된다.
본 발명은 폴리실리콘 액정표시소자의 제조공정에서 게이트 절연층은 실리콘산화막을 사용하고 게이트 전극 상의 층간 절연층으로는 실리콘질화막을 포함하는 절연막을 사용하기 때문에, 상기 게이트 절연층 및 층간 절연층을 식각하여 컨택홀을 형성하는 과정에서 실리콘질화막과 실리콘산화막의 식각특성의 차이로 컨택홀에 단차가 발생하는 문제를 개선한 것이다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상에 의해 실리콘산화막의 게이트 절연층과 실리콘질화막을 포함하는 층간 절연층을 포함하는 액정표시소자에서 컨택홀을 형성하는 공정이 요구되는 임의의 제조공정에 적용될 수 있다.
본 발명은 상기 본 발명의 기술적 사상을 이용하여 반투과형 액정표시장치를 제조하는 공정을 도 4a~4e를 참조하여 살펴본다.
본 발명의 다른 실시 예에 의한 반투과형 액정표시장치 제조공정은 기판(301)상에 버퍼층(302)를 형성하는 단계에서 제 2 절연층(306)을 형성하는 단계까지의 공정은 도 3을 참조하여 설명한 상기 실시 예와 동일하다.
게이트 전극(305)상에 제 2 절연층(306)을 형성한 다음, 상기 제 2 절연층(306)상에 화소전극을 사용될 ITO막을 형성한다.
이어서, 도 4a에 도시 된 바와 같이, 상기 ITO층 상에 포토레지스트(450)를 형성하고 회절마스크를 적용하여 상기 포토레지스트(450)에 회절노광을 실시한다. 상기 회절노광에 의해 화소영역에는 포토레지스트가 두껍게 남고, 콘택홀 형성 영역에는 포토레지스트가 제거되며, 게이트 전극 상부를 포함한 그 외의 영역에는 회절노광에 의해 포토레지스트가 일부 남게 된다.
도 4a는 회절노광에 의해 형성되는 포토레지스트 패턴(450)을 도시하고 있으며 상기 포토레지스트 패턴(450)을 식각 마스크로 적용하여 소스 및 드레인 영역 상부에 컨택홀을 형성한다. 즉, 상기 회절노광된 포토레지스트 패턴(450)을 마스크로 적용하여 소스 드레인 영역 상부의 ITO층(410)과 제 2 절연층(306)과 제 1 절연층(304)를 차례로 습식각에 의해 제거하여 액티브층(303)을 노출시킨다.
상기 제 2 절연층(306)은 500~1700와트(Watt)의 전압과, 1400~1600mTorr의 압력의 조건에서 분당 1700sccm~2300sccm의 질소(N2)가스와, 600~800sccm의 질산(NH3)가스와, 130~150sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 이루어진다. 특히, 1650와트(Watt)의 전압과, 1500mTorr의 압력의 조건에서 2000sccm의 질소(N2)가스와, 700sccm의 질산(NH3)가스와, 140sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 성긴 형태로 박막이 형성되었고 습식각 속도가 상기 제 1 절연층보다 빠르거나 같도록 구성되었으므로 제 2 절연층(306)과 제 1 절연층(304)의 경계면에서 제 1 절연층(304)의 언더 컷이 발생하지 않게 되어 단차가 없는 컨택홀을 형성할 수 있다.
상기 컨택홀(307a,307b)을 형성한 다음, 회절노광된 포토레지스트를 에싱공정을 통해 제거한다. 상기 에싱 공정은 산소활성종을 포함하는 가스와 상기 포토레지스트(450)을 반응시켜 그 일부를 제거하는 방법으로 화소영역 이외에 존재하는 회절노광된 포토레지스터는 완전히 제거되어 그 하부의 ITO층을 노출시킨다. 도 4b는 에싱 공정후, 노출된 게이트 전극 상부의 ITO층을 도시하고 있다.
이어서, 에싱 공정후 잔존하는 화소영역 상부의 포토레지스트 패턴(450a)을 식각마스크로 적용하여 상기 노출된 ITO층(410)을 제거한다. 다음으로 상기 화소영역 상부의 포토레지스트 패턴(450a)를 제거하여 화소전극을 완성한다.
이어서, 도 4c에 도시 된 바와 같이, 상기 컨택홀(307a,307b)에 의해 노출되는 컨택홀을 통해 불순물 이온을 주입하여 상기 액티브층(303)에 소스 및 드레인 영역(303a,303b)을 형성한다. P형 TFT를 형성하기 위해서는 주입되는 불순물로 3족의 이온을 이용할 수 있고, N형의 TFT를 형성하기 위해서는 주입되는 불순물로 5족의 이온을 이용할 수 있다.
이어서, 도 4d에 도시 된 바와 같이, 상기 컨택홀(307a,307b) 및 화소전극(410)상에 도전층을 형성하고 포토리소그래피 공정을 통해 소스 및 드레인 전극(308,309)을 형성한다. 상기 소스 전극(308)은 컨택홀을 통해 소스 영역(303a)과 연결되며 상기 드레인 전극(309)은 컨택홀을 통해 드레인 영역(303b)와 연결되며 상기 화소전극(410)과도 연결된다.
이어서 반사영역에 벤조시클로부틸렌(BCB) 또는 포토아트릴등의 유기막을 도포하고 금속박막등으로 구성되며 상기 드레인 전극(303b)와 연결되는 반사 전극(430)을 형성한다. 상기 반사전극(450)은 드레인 전극 상부의 컨택홀(440)을 통해 상기 드레인 전극(303b)과 연결되며 데이터 전압을 인가받을 수 있게 된다.
상기 구조에 의해 단위화소 영역중 반사 영역은 상기 반사전극(430)이 액정을 구동하는 화소전극으로서 작용하고 투과영역은 상기 화소전극(410)이 화소전극으로 작용하여 액정을 구동할 수 있게 된다.
상기 공정 결과, 도 4e에 도시 된 바와 같이, 화소전과 반사전극을 구비하는 반투과형 액정표시소자를 완성하게 된다.
본 발명은 상기에서 살핀 바와 같이, 소스 및 드레인 전극과 소스 드레인 영역을 연결하는 컨택홀을 형성함에 있어, 단차가 없는 컨택홀을 형성하여 상기 컨택홀 내에 도전층이 층착될 때 단선이 발생하는 것을 방지한다. 그리하여 소스 전극을 포함하는 데이터 라인의 단선을 방지하여 선 결함으로 방지할 수 있다.
또한, 제 2 절연층과 제 1 절연층을 동일한 습식각에 의해 형성함으로써 컨택홀 형성 공정을 줄일 수 있다.
도 1은 일반적인 폴리실리콘 박막트랜지스터의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 일반적인 액티브층상에 형성되는 컨택홀부의 구조를 나타내는 단면도.
도 3a~3f은 본 발명의 폴리실리콘 박막트랜지스터의 제조공정을 나타내는 수순도.
도 4a~4e는 본 발명의 반투과형 액정표시소자 제조방법을 나타내는 수순도.
Claims (10)
- 기판상에 액티브층을 형성하는 단계;상기 액티브층상에 제 1 절연층을 형성하는 단계;상기 제 1 절연층상에 게이트전극을 형성하는 단계;게이트전극상에 1500~1700와트(Watt)의 전압과, 1400~1600mTorr의 압력 조건에서 분당 1700sccm ~ 2300sccm의 질소(N2)가스와, 600~800sccm의 질산(NH3)가스와, 130~150sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 형성되는 실리콘질화막을 포함하는 제 2 절연층을 형성하는 단계;상기 제 2 절연층 및 제 1 절연층의 일부를 식각하여 상기 액티브층을 노출시키는 컨택홀을 습식각을 통해 형성하는 단계;상기 컨택홀을 통해 상기 액티브층에 불순물 이온을 주입함으로써 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계;상기 컨택홀을 통해 상기 소스 및 드레인 영역과 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계;상기 소스 및 드레인전극상에 보호층을 형성하는 단계 및상기 보호층상에 화소전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 절연층은 실리콘질화막과 실리콘산화막의 2중층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 실리콘질화막은 1650와트(Watt)의 전압과, 1500mTorr의 압력의 조건에서 분당 2000sccm의 질소(N2)가스와, 700sccm의 질산(NH3)가스와, 140sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 제 2 절연층의 식각속도는 제 1 절연층의 식각속도와 같거나 빠른 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 액정표시소자 제조방법.
- 실리콘산화막과 실리콘질화막이 쌓여진 절연층을 포함하는 폴리실리콘 액정표시소자의 제조공정에 있어서,상기 실리콘산화막상에 1500~1700와트(Watt)의 전압과, 1400~1600mTorr의 압력의 조건에서 분당 1700sccm ~ 2300sccm의 질소(N2)가스와, 600~800sccm의 질산(NH3)가스와, 130~150sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 실리콘질화막을 형성하는 단계;상기 실리콘질화막과 실리콘산화막을 관통하는 컨택홀을 습식각을 통해 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
- 제 5항에 있어서, 상기 실리콘질화막은 1650와트(Watt)의 전압과, 1500mTorr의 압력의 조건에서 2000sccm의 질소(N2)가스와, 700sccm의 질산(NH3)가스와, 140sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
- 제 5 항에 있어서, 상기 습식각시 상기 실리콘질화막이 식각속도가 상기 실리콘산화막의 식각속도보다 빠르거나 같으며 이로 인해 단차 없는 컨택홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자 제조방법.
- 기판상에 액티브층을 형성하는 단계;상기 액티브층상에 제 1 절연층을 형성하는 단계;상기 제 1 절연층상에 게이트전극을 형성하는 단계;게이트전극상에 1500~1700와트(Watt)의 전압과, 1400~1600mTorr의 압력의 조건에서 분당 1700sccm ~ 2300sccm의 질소(N2)가스와, 600~800sccm의 질산(NH3)가스와, 130~150sccm의 실란(SiN4)가스를 포함하여 플라즈마 증착함으로써 형성되는 실리콘질화막을 포함하는 제 2 절연층을 형성하는 단계;상기 제 2 절연층상에 투명전극층을 형성하는 단계;상기 투명전극층, 제 2 절연층 및 제 1 절연층의 일부를 제거하여 상기 액티브층을 노출시키는 컨택홀을 형성하는 단계;상기 투명전극을 패터닝하여 화소전극을 형성하는 단계;상기 컨택홀을 통해 액티브층과 연결되는 소스전극 및 상기 화소전극과 연결되는 드레인전극을 형성하는 단계; 및상기 드레인전극과 연결되는 반사전극을 단위화소의 일부마다 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 컨택홀을 형성하는 단계는상기 투명전극층상에 감광막을 도포하고 화소영역중 컨택홀 영역은 완전노광되고 화소전극 영역은 비노광되며 그 외 영역은 부분노광되는 회절노광을 실시하는 단계; 및상기 회절노광된 감광막 패턴을 식각마스크로 적용하여 상기 컨택홀 영역의 투명전극층, 제 2 절연층 및 제 1 절연층을 습식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 화소전극 형성단계는상기 회절노광된 감광막을 에싱하여 회절노광 영역의 투명전극을 노출시키는 단계;상기 노출된 투명전극을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정표시소자 제조방법.
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