KR20060013912A - Liquid crystal display device and method of fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 액정표시소자 및 그 제조방법은 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 패터닝하고 회절노광과 리프트 오프(lift off)공정을 이용하여 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 동시에 형성함으로써 마스크수를 감소시켜 제조공정을 단순화하기 위한 것으로, 기판을 제공하는 단계; 상기 기판 위에 소오스영역과 드레인영역 및 채널영역으로 구분되는 액티브패턴을 형성하는 단계; 상기 기판 전면에 제 1 절연막을 형성하는 단계; 상기 기판 위에 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 형성하되, 상기 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소영역을 정의하며 교차부에서는 상기 게이트라인 또는 데이터라인을 단선시키며 형성하는 단계; 상기 기판 전면에 제 2 절연막을 형성하는 단계 및 상기 기판 위에 상기 소오스영역과 연결되는 소오스전극 및 상기 드레인영역과 연결되는 드레인전극을 형성하는 동시에 상기 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 연결하는 연결전극을 형성하는 단계를 포함한다.The liquid crystal display of the present invention and its manufacturing method simultaneously pattern the gate electrode, the gate line and the data line, and simultaneously connect the disconnection connection electrode, the source / drain electrode and the pixel electrode by using diffraction exposure and lift off processes. Providing a substrate by reducing the number of masks by forming to simplify the manufacturing process; Forming an active pattern on the substrate, the active pattern being divided into a source region, a drain region, and a channel region; Forming a first insulating film on the entire surface of the substrate; Forming a gate electrode, a gate line, and a data line on the substrate at the same time, wherein the gate line and the data line intersect to define a pixel region, and at the intersection, disconnect the gate line or data line; Forming a second insulating film on the entire surface of the substrate, forming a source electrode connected to the source region and a drain electrode connected to the drain region on the substrate, and simultaneously connecting the disconnected gate line or data line to the connection electrode; Forming a step.
저마스크, 회절노광, 리프트 오프Low mask, diffraction exposure, lift off
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.1 is a plan view showing a part of an array substrate of a general liquid crystal display device.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 액정표시소자의 I-I'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도.2A to 2F are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along the line II ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 1.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.3 is a plan view illustrating a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 액정표시소자의 III-III'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 예시도.4A through 4C are exemplary views sequentially illustrating a manufacturing process along line III-III ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 3.
도 5a 내지 도 5e는 도 4c에 있어서, 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 형성하기 위한 회절노광과 리프트 오프공정을 구체적으로 나타내는 단면도.5A to 5E are cross-sectional views specifically illustrating diffraction exposure and lift-off processes for forming the disconnection connection electrode, the source / drain electrode, and the pixel electrode in FIG. 4C.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.6 is a plan view illustrating a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 액정표시소자의 VI-VI'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 예시도.7A to 7C are exemplary views sequentially illustrating a manufacturing process along a line VI-VI ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 6.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도.8 is a plan view illustrating a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 액정표시소자의 VIII-VIII'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 예시도.9A to 9C are exemplary views sequentially illustrating a manufacturing process along the line VIII-VIII ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 8.
도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 액정표시소자의 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도.10A to 10C are plan views sequentially illustrating a manufacturing process of the liquid crystal display shown in FIG. 8.
도 11a 내지 도 11d는 도 9a에 있어서, 제 1 회절노광을 이용하여 액티브패턴과 스토리지배선을 동시에 형성하는 과정을 구체적으로 나타내는 단면도.11A to 11D are cross-sectional views illustrating a process of simultaneously forming an active pattern and a storage wiring by using first diffraction exposure in FIG. 9A.
도 12a 내지 도 12e는 도 9c에 있어서, 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 형성하기 위한 제 2 회절노광과 리프트 오프공정을 구체적으로 나타내는 단면도.12A to 12E are cross-sectional views specifically illustrating a second diffraction exposure and a lift-off process for forming a disconnection connection electrode, a source / drain electrode, and a pixel electrode in FIG. 9C;
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
110,210,310 : 어레이 기판 121,221,321 : 게이트전극110, 210, 310:
122,222,322 : 소오스전극 123,223,323 : 드레인전극122,222,322 Source electrodes 123,223,323 Drain electrodes
120A,220A,320A : 액티브패턴 124A,224A,324A : 소오스영역120A, 220A, 320A:
124B,224B,324B : 드레인영역 124C,224C,324C : 채널영역124B, 224B, 324B: Drain
180A,280A,380A : 화소전극 180B,280B,380B : 연결전극180A, 280A, 380A:
330B : 제 1 스토리지전극 330C : 스토리지라인330B:
본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충분한 스토리지 용량을 확보하는 동시에 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제조에 사용되는 마스크수를 감소시켜 제조공정을 단순화한 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.Recently, with increasing interest in information display and increasing demand for using a portable information carrier, a lightweight flat panel display (FPD), which replaces a conventional display device, a cathode ray tube (CRT), is used. The research and commercialization of Korea is focused on. In particular, the liquid crystal display (LCD) of the flat panel display device is an image representing the image using the optical anisotropy of the liquid crystal, is excellent in resolution, color display and image quality, and is actively applied to notebooks or desktop monitors have.
상기 액정표시장치는 크게 제 1 기판인 컬러필터(color filter) 기판과 제 2 기판인 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal display is largely composed of a color filter substrate as a first substrate, an array substrate as a second substrate, and a liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the array substrate.
이때, 상기 액정표시장치의 스위칭소자로는 일반적으로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 사용하며, 상기 박막 트랜지스터의 채널층으로는 비정질 실리콘(amorphous silicon) 박막 또는 다결정 실리콘(polycrystalline silicon) 박막을 사용한다.In this case, a thin film transistor (TFT) is generally used as a switching element of the liquid crystal display, and an amorphous silicon thin film or a polycrystalline silicon thin film is used as a channel layer of the thin film transistor. use.
한편, 상기 액정표시장치의 제조공정은 기본적으로 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제작에 다수의 마스크공정(즉, 포토리소그래피 (photolithography)공정)을 필요로 하므로 생산성 면에서 상기 마스크공정의 수를 줄이는 방법이 요구되어지고 있다.On the other hand, the manufacturing process of the liquid crystal display device basically requires a number of mask processes (ie, photolithography process) for the fabrication of an array substrate including a thin film transistor, reducing the number of mask processes in terms of productivity A method is required.
이하, 도 1을 참조하여 일반적인 액정표시장치의 구조에 대해서 자세히 살펴본다.Hereinafter, a structure of a general liquid crystal display device will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도로써, 실제의 액정표시장치에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 NxM개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 단지 한 화소만을 나타내었다.FIG. 1 is a plan view showing a part of an array substrate of a general liquid crystal display device. In an actual liquid crystal display device, N gate lines and M data lines cross each other, and there are N × M pixels. Only pixels are shown.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 기판(10)에는 상기 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(16)과 데이터라인(17)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 각 화소영역에는 화소전극(18)이 형성되어 있다.As shown in the drawing, a
이때, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트라인(16)에 연결된 게이트전극(21), 데이터라인(17)에 연결된 소오스전극(22) 및 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트전극(21)과 소오스/드레인전극(22, 23)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시)과 제 2 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(21)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(22)과 드레인전극(23) 간에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브패턴(24)을 포함한다.
In this case, the thin film transistor includes a
이때, 상기 제 1 절연막 및 제 2 절연막에 형성된 제 1 콘택홀(40A)을 통해 상기 소오스전극(22)은 액티브패턴(24)의 소오스영역과 전기적으로 접속하며 상기 드레인전극(23)은 액티브패턴(24)의 드레인영역과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 드레인전극(23) 위에는 제 2 콘택홀(40B)이 형성된 제 3 절연막(미도시)이 있어, 상기 제 2 콘택홀(40B)을 통해 상기 드레인전극(23)과 화소전극(18)이 전기적으로 접속되게 된다.In this case, the
이하, 도 2a 내지 도 2f를 참조하여 상기와 같이 구성되는 액정표시소자의 제조공정을 자세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the liquid crystal display device configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 2F.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 액정표시소자의 I-I'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도로써, 도시되어 있는 박막 트랜지스터는 액티브층으로 다결정 실리콘을 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 나타내고 있다.2A through 2F are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along the line II ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 1, wherein the illustrated thin film transistor represents a polycrystalline silicon thin film transistor using polycrystalline silicon as an active layer. have.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(10) 위에 포토리소그래피공정을 이용하여 다결정 실리콘층으로 이루어진 액티브패턴(24)을 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, an
다음으로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 액티브패턴(24)이 형성된 기판(10) 전면에 차례대로 제 1 절연막(15A)과 도전성 금속물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 이용하여 상기 도전성 금속물질을 선택적으로 패터닝함으로써 액티브패턴(24) 위에 제 1 절연막(15A)이 개재된 게이트전극(21)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2B, the first
이후, 상기 게이트전극(21)을 마스크로 액티브패턴(24)의 소정영역에 고농도의 불순물 이온을 주입하여 p+ 또는 n+의 소오스/드레인영역(24A, 24B)을 형성한다. 상기 소오스/드레인영역(24A, 24B)은 후술할 소오스/드레인전극과의 오믹-콘택 (ohmic contact)을 위해 형성한다.Thereafter, a high concentration of impurity ions are implanted into a predetermined region of the
다음으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(21)이 형성된 기판(10) 전면에 제 2 절연막(15B)을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 상기 제 1 절연막(15A)과 제 2 절연막(15B)의 일부 영역을 제거하여 상기 소오스/드레인영역(24A, 24B)을 일부 노출시키는 제 1 콘택홀(40A)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, after depositing the second
이후, 도 2d에 도시된 바와 같이, 도전성 금속물질을 기판(10) 전면에 증착한 후 포토리소그래피공정을 이용하여 상기 제 1 콘택홀(40A)을 통해 소오스영역(24A)과 연결되는 소오스전극(22) 및 드레인영역(24B)과 연결되는 드레인전극(23)을 형성한다. 이때, 상기 소오스전극(22)을 구성하는 도전성 금속층의 일부는 일방향으로 연장되어 데이터라인(17)과 연결되게 된다.2D, a source electrode connected to the
다음으로, 도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10) 전면에 제 3 절연막(15C)을 증착한 후 포토리소그래피공정을 이용하여 상기 드레인전극(23)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(40B)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2E, the second contact hole exposing a part of the
마지막으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 절연막(15C)이 형성된 기판(10) 전면에 투명 도전성물질을 증착한 후 포토리소그래피공정을 이용하여 상기 제 2 콘택홀(40B)을 통해 드레인전극(23)과 연결되는 화소전극(18)을 형성한다.Finally, as shown in FIG. 2F, a transparent conductive material is deposited on the entire surface of the
상기에 설명된 바와 같이 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 포함하는 액정표시소자의 제조에는 액티브패턴, 게이트전극, 제 1 콘택홀, 소오스/드레인전극, 제 2 콘택홀 및 화소전극 등을 패터닝하는데 총 6번의 포토리소그래피공정을 필요로 한다. As described above, in manufacturing a liquid crystal display device including a polycrystalline silicon thin film transistor, a total of six photos are used to pattern an active pattern, a gate electrode, a first contact hole, a source / drain electrode, a second contact hole, and a pixel electrode. Lithography process is required.
상기 포토리소그래피공정은 마스크에 그려진 패턴을 박막이 증착된 기판 위에 전사시켜 원하는 패턴을 형성하는 일련의 공정으로 감광액 도포, 노광, 현상공정 등 다수의 공정으로 이루어져 있다. 그 결과 다수의 포토리소그래피공정은 생산 수율을 떨어뜨리며 형성된 박막 트랜지스터에 결함이 발생될 확률을 높이게 하는 등 많은 문제점이 있다.The photolithography process is a series of processes for transferring a pattern drawn on a mask onto a substrate on which a thin film is deposited to form a desired pattern. The photolithography process includes a plurality of processes such as photoresist coating, exposure, and development. As a result, many photolithography processes have many problems, such as lowering the production yield and increasing the probability of defects in the formed thin film transistors.
특히, 패턴을 형성하기 위하여 설계된 마스크는 매우 고가이어서, 공정에 적용되는 마스크수가 증가하면 액정표시장치의 제조비용이 이에 비례하여 상승하는 문제점이 있다.In particular, a mask designed to form a pattern is very expensive, and as the number of masks applied to the process increases, the manufacturing cost of the liquid crystal display device increases in proportion.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 패터닝하고 회절노광과 리프트 오프공정을 이용하여 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 동시에 형성함으로써 마스크수를 감소시켜 제조공정 및 비용이 감소된 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, by simultaneously patterning a gate electrode, a gate line and a data line, and simultaneously forming a disconnection connection electrode, a source / drain electrode, and a pixel electrode using a diffraction exposure and a lift-off process. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same by reducing the number of manufacturing processes and cost.
또한, 본 발명의 다른 목적은 회절노광을 이용하여 액티브패턴을 형성하는 동시에 금속층의 스토리지배선을 형성함으로써 충분한 축적용량을 확보하는 동시에 라인 인버젼(line inversion) 구동이 가능한 액정표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to form an active pattern using diffraction exposure and to form a storage wiring of a metal layer, thereby ensuring sufficient storage capacity and driving a line inversion, and a method of manufacturing the same. To provide.
본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Further objects and features of the present invention will be described in the configuration and claims of the invention which will be described later.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 위에 소오스영역과 드레인영역 및 채널영역으로 구분되는 액티브패턴을 형성하는 단계, 상기 기판 전면에 제 1 절연막을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 형성하되, 상기 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소영역을 정의하며 교차부에서는 상기 게이트라인 또는 데이터라인을 단선시키며 형성하는 단계, 상기 기판 전면에 제 2 절연막을 형성하는 단계 및 상기 기판 위에 상기 소오스영역과 연결되는 소오스전극 및 상기 드레인영역과 연결되는 드레인전극을 형성하는 동시에 상기 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 연결하는 연결전극을 형성하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention comprises the steps of providing a substrate, forming an active pattern divided into a source region, a drain region and a channel region on the substrate, (1) forming an insulating film, and simultaneously forming a gate electrode, a gate line, and a data line on the substrate, wherein the gate line and the data line intersect to define a pixel region; and at the intersection, the gate line or data line is disconnected. Forming a second insulating film on the entire surface of the substrate; and forming a source electrode connected to the source region and a drain electrode connected to the drain region on the substrate, and simultaneously connecting the disconnected gate line or data line. Forming a connection electrode.
또한, 본 발명의 액정표시소자의 다른 제조방법은 제 1 영역과 제 2 영역으로 구분되는 기판을 제공하는 단계, 상기 기판의 제 1 영역에 액티브패턴을 형성하며 제 2 영역에 스토리지배선을 형성하는 단계, 상기 기판 전면에 제 1 절연막을 형성하는 단계, 상기 기판 위에 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 형성하되, 상기 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소영역을 정의하며 교차부에서는 상기 게이트라인 또는 데이터라인을 단선시키며 형성하는 단계, 상기 기판 전면에 제 2 절연막을 형성하는 단계 및 상기 기판 위에 상기 소오스영역과 연결되는 소오스전극 및 상기 드레인영역과 연결되는 드레인전극을 형성하는 동시에 상기 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 연결하는 연결전극을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, another method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes providing a substrate divided into a first region and a second region, forming an active pattern in the first region of the substrate, and forming a storage wiring in the second region. Forming a first insulating film on the entire surface of the substrate, simultaneously forming a gate electrode, a gate line, and a data line on the substrate, wherein the gate line and the data line intersect to define a pixel region; Or disconnecting the data line, forming a second insulating film on the entire surface of the substrate, and forming a source electrode connected to the source region and a drain electrode connected to the drain region on the substrate. Forming a connection electrode connecting the line or the data line.
또한, 본 발명의 액정표시소자는 기판, 상기 기판 위에 실리콘층으로 이루어진 액티브패턴 및 제 1 도전막으로 이루어진 스토리지배선, 상기 기판 전면에 증착된 제 1 절연막, 상기 기판 위에 동시에 패터닝되며, 제 2 도전막과 제 3 도전막으로 이루어진 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인, 상기 기판 전면에 형성되며, 콘택홀들이 형성된 제 2 절연막 및 상기 기판 위에 형성되어 상기 콘택홀을 통해 소오스영역과 연결되는 소오스전극 및 드레인영역과 연결되는 드레인전극을 포함한다.In addition, the liquid crystal display of the present invention is a substrate, an active pattern consisting of a silicon layer on the substrate and a storage wiring consisting of a first conductive film, a first insulating film deposited on the entire surface of the substrate, and simultaneously patterned on the substrate, and a second conductive A gate electrode, a gate line and a data line formed of a film and a third conductive film, a second insulating film formed on the entire surface of the substrate, and a source electrode formed on the substrate and connected to a source region through the contact hole; And a drain electrode connected to the drain region.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도로써, 특히 박막 트랜지스터를 포함하는 하나의 화소를 나타내고 있다.3 is a plan view showing a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and particularly, one pixel including a thin film transistor.
실제의 액정표시소자에서는 N개의 게이트라인과 M개의 데이터라인이 교차하여 NxM개의 화소가 존재하지만 설명을 간단하게 하기 위해 도면에는 단지 nxm번째 화소만을 나타내었다.In an actual liquid crystal display device, N gate lines and M data lines cross each other, and there are NxM pixels, but for the sake of simplicity, only the nxm-th pixel is shown in the drawing.
이때, 본 실시예에서는 채널층으로 다결정 실리콘 박막을 이용한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 예를 들어 설명하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 박막 트랜지스터의 채널층으로 비정질 실리콘 박막을 이용할 수도 있다.In this embodiment, the polycrystalline silicon thin film transistor using the polycrystalline silicon thin film as the channel layer is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and an amorphous silicon thin film may be used as the channel layer of the thin film transistor.
도면에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(110)에는 상기 기판(110) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)의 교차영역에는 스위칭소 자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 컬러필터 기판(미도시)의 공통전극과 함께 액정(미도시)을 구동시키는 화소전극(180A)이 형성되어 있다.As shown in the figure, a
상기 박막 트랜지스터는 게이트라인(116)에 연결된 게이트전극(121), 데이터라인(117)에 연결된 소오스전극(122) 및 화소전극(180A)에 연결된 드레인전극(123)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 게이트전극(121)과 소오스/드레인전극(122, 123)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시)과 제 2 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(120A)을 포함한다.The thin film transistor includes a
이때, 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)은 박막 트랜지스터의 제작에 사용되는 마스크공정을 감소시키기 위해 동시에 패터닝되어 동일층에 형성되게 되는데, 이에 따라 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 교차하는 교차부에서의 단락을 방지하기 위해 상기 교차부의 데이터라인(117)의 소정영역이 단선되어 있다.In this case, the
한편, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막에는 액티브패턴(120A)의 소오스/드레인영역의 일부를 노출시키는 한 쌍의 제 1 콘택홀(140A) 및 상기 단선된 데이터라인(117)의 양끝단 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(140B)과 제 3 콘택홀(140C)이 형성되어 있어, 상기 제 1 콘택홀(140A)을 통해 상기 소오스전극(122)의 일부는 소오스영역과 전기적으로 접속하며 상기 드레인전극(123)의 일부는 드레인영역과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 소오스전극(122)의 다른 일부는 단선부 연결전 극(180B)을 구성하여 상기 제 2 콘택홀(140B)을 통해 nxm번째 화소부의 단선된 데이터라인(117)의 하부 끝단과 연결되는 동시에 상기 제 3 콘택홀(140C)을 통해 (n+1)xm번째 화소부의 단선된 데이터라인(117)의 상부 끝단과 전기적으로 연결되게 된다. 또한, 상기 드레인전극(123)의 다른 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 화소전극(180A)을 구성하게 된다.Meanwhile, a pair of
이와 같이 본 실시예에서는 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)을 동시에 동일층에 형성함으로써 박막 트랜지스터 제작에 사용되는 마스크수를 감소시킬 수 있게 되는데, 이때 전술한 바와 같이 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 교차하는 교차부에서는 단락을 방지하기 위해 상기 교차부의 데이터라인(117)을 단선시키고 후공정의 소오스/드레인전극(122, 123)을 형성하는 과정에서 단선부 연결전극(180B)을 동시에 형성하여 상기 단선된 데이터라인(117)을 연결시키게 된다.As described above, in the present embodiment, the
한편, 본 실시예에서는 상기 소오스/드레인전극(122, 123)과 화소전극(180A) 및 단선부 연결전극(180B)을 회절노광과 리프트 오프공정을 이용함으로써 한번의 마스크공정으로 동시에 패터닝하여 형성할 수 있게 되며, 전술한 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)을 동시에 형성하는 공정과 함께 본 발명의 액정표시소자의 제조공정을 단순화시키게 되는데, 이를 다음의 액정표시소자의 제조공정을 통해 상세히 설명한다.In the present embodiment, the source /
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 액정표시소자의 III-III'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 예시도이다. 4A to 4C are exemplary views sequentially illustrating a manufacturing process along line III-III ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 3.
도 4a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(110) 위에 실리콘층으로 이루어진 액티브패턴(120A)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, an
이때, 상기 기판(110) 위에 실리콘산화막(SiO2)으로 구성되는 버퍼막을 형성한 후 상기 버퍼막 위에 실리콘층을 형성할 수도 있다. 상기 버퍼막은 유리기판(110) 내에 존재하는 나트륨(natrium; Na) 등의 불순물이 공정 중에 상부층으로 침투하는 것을 차단하는 역할을 한다.In this case, after forming a buffer film formed of a silicon oxide film (SiO 2 ) on the
상기 실리콘층은 비정질 실리콘 박막 또는 결정화된 실리콘 박막으로 형성할 수 있으나, 본 실시예에서는 결정화된 실리콘 박막을 이용하여 박막 트랜지스터를 구성한 경우를 예를 들어 나타내고 있다. 이때, 다결정 실리콘 박막은 기판(110) 위에 비정질 실리콘 박막을 증착한 후 여러 가지 결정화 방식을 이용하여 형성할 수 있으며, 이를 설명하면 다음과 같다.The silicon layer may be formed of an amorphous silicon thin film or a crystallized silicon thin film. However, in the present embodiment, a thin film transistor is formed using the crystallized silicon thin film. In this case, the polycrystalline silicon thin film may be formed by depositing an amorphous silicon thin film on the
먼저, 비정질 실리콘 박막은 여러 가지 방법으로 증착하여 형성할 수 있으며, 상기 비정질 실리콘 박막을 증착하는 대표적인 방법으로는 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; LPCVD)방법과 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)방법이 있다.First, an amorphous silicon thin film may be formed by depositing in various ways, and representative methods of depositing the amorphous silicon thin film include a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method and a plasma enhanced chemical vapor deposition (Plasma Enhanced). Chemical Vapor Deposition (PECVD) method.
이후, 상기 비정질 실리콘 박막 내에 존재하는 수소원자를 제거하기 위한 탈수소화(dehydrogenation)공정을 진행한 뒤 결정화를 실시한다. 이때, 비정질 실리콘 박막을 결정화하는 방법으로는 크게 비정질 실리콘 박막을 고온 요로(furnace)에서 열처리하는 고상 결정화(Solid Phase Crystallization; SPC)방법과 레이저를 이용하는 엑시머 레이저 어닐링(Eximer Laser Annealing; ELA)방법이 있다.Subsequently, crystallization is performed after a dehydrogenation process for removing hydrogen atoms present in the amorphous silicon thin film. At this time, as a method of crystallizing the amorphous silicon thin film, a solid phase crystallization (SPC) method for thermally treating the amorphous silicon thin film in a high temperature furnace and an excimer laser annealing (ELA) method using a laser are used. have.
한편, 상기 레이저 결정화로는 펄스(pulse) 형태의 레이저를 이용한 엑시머 레이저 어닐링방법이 주로 이용되나, 근래에는 그레인(grain)을 수평방향으로 성장시켜 결정화특성을 획기적으로 향상시킨 순차적 수평결정화(Sequential Lateral Solidification; SLS)방법이 연구되고 있다.On the other hand, the laser crystallization is mainly used for the excimer laser annealing method using a pulse-type laser, but recently sequential horizontal crystallization (Sequential Lateral) to significantly improve the crystallization characteristics by growing the grain (horizontal) in the horizontal direction Solidification (SLS) method is being studied.
상기 순차적 수평결정화는 그레인이 액상(liquid phase) 실리콘과 고상(solid phase) 실리콘의 경계면에서 상기 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용한 것으로, 레이저 에너지의 크기와 레이저빔의 조사범위를 적절하게 조절하여 그레인을 소정의 길이만큼 측면 성장시킴으로써 실리콘 그레인의 크기를 향상시킬 수 있는 결정화방법이다.The sequential horizontal crystallization takes advantage of the fact that grain grows in a direction perpendicular to the interface at the interface between the liquid phase silicon and the solid phase silicon, and appropriately controls the size of the laser energy and the irradiation range of the laser beam. It is a crystallization method that can improve the size of the silicon grain by controlling the side growth of the grain by a predetermined length.
이후, 상기 기판(110) 전면에 차례대로 게이트절연막인 제 1 절연막(115A)과 제 1 도전막 및 제 2 도전막을 형성한다.Thereafter, the first insulating
이때, 상기 제 1 도전막은 화소전극을 구성하기 위한 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투과율이 뛰어난 투명 도전성물질을 사용하며, 상기 제 2 도전막은 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 구성하기 위한 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 등과 같은 저저항 불투명 도전성물질을 사용할 수 있다.In this case, the first conductive layer uses a transparent conductive material having excellent transmittance such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) for forming a pixel electrode. The second conductive layer may include aluminum (Al), aluminum alloy, tungsten (W), copper (Cu), and chromium (Cr) to form a gate electrode, a gate line, and a data line. ), A low resistance opaque conductive material such as molybdenum (Mo) may be used.
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 제 1 도전막과 제 2 도전막을 선택적으로 패터닝함으로써 게이트전극(121), 게이트 라인(116), 데이터라인(117) 및 제 1 화소전극(150B)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 4B, the
이때, 상기 게이트전극(121)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트전극패턴(150A)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트전극패턴(160A)으로 구성되며, 투명한 제 1 도전막으로 구성된 제 1 화소전극(150B) 위에는 상기 제 1 화소전극(150B)과 동일한 형태의 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 화소전극패턴(160B)이 남아있게 된다.In this case, the
또한, 상기 게이트라인(116)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트라인패턴(150C)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트라인패턴(160C)으로 구성되며, 상기 데이터라인(117)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 데이터라인패턴(150D)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 데이터라인패턴(160D)으로 구성된다. 이때, 상기 데이터라인(117)에는 상기 게이트라인(116)과 데이터라인(117)이 교차하는 교차부에서의 단락을 방지하기 위해 상기 게이트라인(116)과 교차하는 소정영역의 데이터라인(117)을 단선 시키는 홈(170)이 형성되어 있다.In addition, the
한편, 본 실시예에서는 이와 같이 이중 금속층으로 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)을 형성하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 또는 불투명 도전성물질로 이루어진 단일 금속층으로 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)을 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the
이후, 상기 게이트전극(121)을 마스크로 상기 액티브패턴(120A)의 소정 영역에 불순물 이온을 주입하여 저항성 접촉층(ohmic contact layer)인 소오스영역 (124A)과 드레인영역(124B)을 형성한다. 이때, 상기 게이트전극(121)은 액티브패턴(120A)의 채널영역(124C)에 도펀트(dopant)가 침투하는 것을 방지하는 이온-스타퍼(ion stopper)의 역할을 하게 된다.Thereafter, impurity ions are implanted into a predetermined region of the
상기 액티브패턴(120A)의 전기적 특성은 주입되는 도펀트의 종류에 따라 바뀌게 되며, 상기 주입되는 도펀트가 붕소(B) 등의 3족 원소에 해당하면 P-타입 박막 트랜지스터로 인(P) 등의 5족 원소에 해당하면 N-타입 박막 트랜지스터로 동작을 하게 된다.The electrical characteristics of the
이때, 상기 이온 주입 공정 후에 주입된 도펀트를 활성화하는 공정을 진행할 수도 있다.In this case, a process of activating the dopant implanted after the ion implantation process may be performed.
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)이 형성된 기판(110) 전면에 제 2 절연막(115B)을 증착한 후 회절노광과 리프트 오프공정을 통한 한번의 포토리소그래피공정으로 상기 소오스/드레인영역(124A, 124B)과 연결되는 소오스/드레인전극(122, 123) 및 상기 단선된 데이터라인(117)을 연결시키는 단선부 연결전극(180B)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, a second
상기 제 2 절연막(115B)은 고개구율을 위한 벤조사이클로부텐(Benzocyclobutene; BCB) 또는 아크릴계 수지(resin)와 같은 투명 유기절연물질로 형성할 수 있다.The second
이때, 상기 드레인전극(123)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 제 2 화소전극(180A)을 구성하며, 상기 소오스/드레인전극(122, 123)과 제 2 화소전극(180A) 및 단선부 연결전극(180B)은 투명한 도전성물질로 동시에 형성함으로써 마스크공정 수를 감소시킬 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.At this time, a part of the
도 5a 내지 도 5e는 도 4c에 있어서, 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 형성하기 위한 회절노광과 리프트 오프공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.5A through 5E are cross-sectional views specifically illustrating diffraction exposure and lift-off processes for forming a disconnection connection electrode, a source / drain electrode, and a pixel electrode in FIG. 4C.
도 5a에 도시된 바와 같이, 제 2 절연막(115)이 형성되어 있는 기판(110) 전면에 포토레지스트(photoresist)와 같은 감광성물질로 구성된 감광막(170)을 형성한 후, 본 실시예의 회절마스크(180)를 통해 상기 감광막(170)에 선택적으로 광을 조사한다.As shown in FIG. 5A, after forming the
이때, 본 실시예에서와 같이 포지티브 포토레지스트를 이용한 경우에는 회절마스크(180)에는 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(A1)과 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 차단시키는 슬릿영역(A2) 및 광을 모두 투과시키는 투과영역(A3)이 마련되어 있으며, 상기 마스크(180)를 투과한 빛만이 감광막(170)에 조사되게 된다.In this case, in the case of using the positive photoresist as in the present embodiment, the
이어서, 상기 회절마스크(180)를 통해 노광된 감광막(170)을 현상하고 나면, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(A1)과 슬릿영역(A2)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 감광막패턴(170A, 170B)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 투과영역(A3)에는 감광막(170)이 완전히 제거되어 제 2 절연막(115B) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, after developing the
이때, 상기 슬릿영역(A2)을 통해 형성된 제 2 감광막패턴(170B)은 차단영역(A1)에 형성된 제 1 감광막패턴(170A)보다 얇게 형성되며 상기 투과영역(A3)을 통해 모든 광이 투과된 영역에는 감광막(170)이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.In this case, the
다음으로, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(170A) 및 제 2 감광막패턴(170B)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 2 절연막(115B)과 제 1 절연막(115A)을 제거하게 되면 액티브패턴(120A)의 소오스/드레인영역(124A, 124B)의 일부를 노출시키는 한 쌍의 제 1 콘택홀(140A)이 형성되고 제 2 절연막(115B)과 제 2 도전막을 선택적으로 제거하게 되면 단선된 데이터라인(117)의 양끝단 일부(상세하게는 상기 단선된 데이터라인(117)을 구성하는 제 1 데이터라인패턴(150D))를 노출시키는 제 2 콘택홀(140B)과 제 3 콘택홀(140C)이 형성되는 동시에 상기 화소전극(150B) 상부에 남아있는 불투명한 화소전극패턴(160B)을 제거하여 투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 1 화소전극(150B)이 노출되도록 한다. 이때는 별도의 마스크를 사용하는 것이 아니라 상기 콘택홀(140A~140C)을 형성하는 과정에서 화소영역에 화소전극패턴을 형성한 후 마스크 사용 없이 상기 제 2 절연막(115B)과 제 2 도전막의 식각공정을 진행하는 것이다.Next, when the first
이때, 본 실시예와 같이 게이트전극(121)과 게이트라인(116) 및 데이터라인(117)을 투명 도전성물질과 불투명한 도전성물질의 이중 금속층으로 형성한 경우에는 상기와 같이 화상이 표시되는 화소영역의 불투명 도전막(즉, 제 2 도전막으로 이루어진 화소전극패턴(160B))을 제거하여야하나, 투명한 도전성물질의 단일 금속층으로 형성한 경우에는 화소영역에서 도전막의 제거공정을 진행할 필요가 없게 된다.
In this case, when the
또한, 본 실시예에서는 화소영역에 투명한 제 1 도전막을 남겨두어 화소전극을 구성하는 제 1 화소전극(150B)을 형성하도록 하였으나, 후술할 리프트 오프공정을 통해 투명한 도전성물질로 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극 및 화소전극을 형성하게 되므로 화소영역의 투명도를 향상시키기 위해서 상기 제 1 도전막도 함께 제거할 수도 있다.In this embodiment, the
이후, 상기 감광막패턴(170A, 170B)의 일부를 제거하는 애슁공정을 진행하게 되면, 도 5c에 도시된 바와 같이, 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극이 형성될 소정영역 상부, 즉 회절노광이 적용된 슬릿영역(A2)의 제 2 감광막패턴(170B)이 완전히 제거되어 제 2 절연막(115B) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, when the ashing process is performed to remove a portion of the
이때, 상기 제 1 감광막패턴(170A)은 상기 제 2 감광막패턴(170B)의 두께만큼이 제거된 제 3 감광막패턴(170A')으로 상기 차단영역(A1)에 대응하여 도전막이 형성될 필요가 없는 소정영역 상부에만 남아있게 된다.In this case, the
이후, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 남아있는 제 3 감광막패턴(170A')을 포함하여 기판(110) 전면에 투명한 도전성물질로 제 3 도전막(180)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 5D, the third
이때, 하부에 감광막패턴(170A')이 남아있지 않은 슬릿영역(A2)(즉, 후술할 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극이 형성되는 소정영역)과 투과영역(A3)(즉, 콘택홀(140A~140C)과 화소전극이 형성되는 소정영역)의 제 3 도전막(180)은 후술할 리프트 오프공정을 거쳐 제거되지 않고 남아 상기 소오스/드레인영역(124A, 124B)과 연결되는 소오스/드레인전극과 상기 단선된 데이터라인(117)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극 및 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하게 된다.
At this time, the slit region A2 (that is, the predetermined region in which the source / drain electrode and the disconnection connection electrode are formed) and the transmission region A3 (that is, the contact hole, in which the
즉, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 도전막(180)이 증착된 제 3 감광막패턴(170A')을 리프트 오프시켜 상기 슬릿영역(A2)과 투과영역(A3) 이외 부분에 남아있는 제 3 감광막패턴(170A')과 상기 제 3 감광막패턴(170A') 상부에 형성된 제 3 도전막(180)을 함께 제거한다. 이때, 제 3 감광막패턴(170A')이 남아있지 않은 슬릿영역(A2)에는 제 3 도전막(180)이 제거되지 않고 남아 소오스/드레인영역(124A, 124B)과 연결되는 소오스/드레인전극(122, 123)과 상기 단선된 데이터라인(117)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극(180B) 및 상기 드레인전극(123)에 연결되는 제 2 화소전극(180A)을 형성하게 된다.That is, as shown in FIG. 5E, the third
이때, 상기 제 2 화소전극(180A)을 구성하는 제 3 도전막(180)은 전술한 바와 같이 투명한 도전성물질로 형성되어 상기 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 화소전극(150B)과 함께 화소전극을 구성하게 되며, 상기 소오스전극(122)의 일부는 제 2 콘택홀과 제 3 콘택홀 내부에 형성된 제 3 도전막(180)을 통해 단선된 데이터라인(117)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극(180B)을 구성하게 된다.In this case, the third
상기 리프트 오프공정은 포토레지스트와 같은 감광성물질 위에 도전막을 소정 두께로 형성한 후 스트리퍼(stripper)와 같은 용액에 침전시켜 상기 금속물질이 증착되어 있는 감광성물질을 상기 금속물질과 동시에 제거하는 공정으로, 이때 그 하부에 감광성물질이 남아 있지 않은 영역의 도전막은 제거되지 않고 남아 본 실시예와 같은 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극 및 화소전극을 구성하게 된다.The lift-off process is a process of forming a conductive film on a photosensitive material such as a photoresist to a predetermined thickness and then depositing it in a solution such as a stripper to remove the photosensitive material on which the metal material is deposited, simultaneously with the metal material. At this time, the conductive film in the region in which the photosensitive material is not left below is not removed, and thus, the source / drain electrode, the disconnection part connecting electrode, and the pixel electrode are formed as in the present embodiment.
한편, 본 실시예에서는 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 단락되는 것을 방지하기 위해 상기 게이트라인과 데이터라인이 교차하는 교차부의 데이터라인을 단선시킨 경우를 설명하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 교차부의 게이트라인을 단선시킬 수도 있으며 이를 다음의 제 2 실시예를 통해 상세히 설명한다.Meanwhile, in the present embodiment, a case in which the data line of the intersection portion where the gate line and the data line intersect is disconnected in order to prevent the gate line and the data line from crossing and shorting, but the present invention is not limited thereto. The gate line of the intersection may be disconnected, which will be described in detail with reference to the second embodiment.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도이다.6 is a plan view illustrating a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
이때, 본 실시예의 액정표시소자는 게이트라인과 데이터라인이 교차하는 교차부에서 상기 교차부의 게이트라인이 단선되어 있으며, 후공정의 소오스/드레인전극과 화소전극을 형성하는 과정에서 동시에 패터닝된 단선부 연결전극을 통해 상기 단선된 게이트라인이 연결되도록 구성하는 것을 제외하고는 상기 제 1 실시예의 액정표시소자와 동일한 구성으로 되어 있다.In this case, in the liquid crystal display of the present embodiment, the gate line of the intersection part is disconnected at the intersection where the gate line and the data line intersect, and the disconnection part simultaneously patterned in the process of forming the source / drain electrode and the pixel electrode in a later process. Except that the disconnected gate line is connected via a connection electrode, it is the same configuration as the liquid crystal display device of the first embodiment.
도면에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(210)에는 상기 기판(210) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 박막 트랜지스터에 연결되어 컬러필터 기판(미도시)의 공통전극과 함께 액정(미도시)을 구동시키는 화소전극(280A)이 형성되어 있다.As shown in the figure, a
상기 박막 트랜지스터는 게이트라인(216)에 연결된 게이트전극(221), 데이터라인(217)에 연결된 소오스전극(222) 및 화소전극(280A)에 연결된 드레인전극(223)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 게이트전극(221)과 소오스/드레인전극(222, 223)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시)과 제 2 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(221)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(222)과 드레인전극(223) 간에 전도채널을 형성하는 액티브층(220A)을 포함한다.The thin film transistor includes a
이때, 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)은 박막 트랜지스터의 제작에 사용되는 마스크공정을 감소시키기 위해 동시에 패터닝되어 동일층에 형성되게 되는데, 본 실시예에서는 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 교차하는 교차부에서의 단락을 방지하기 위해 상기 교차부의 게이트라인(216)의 소정영역이 단선되어 있다.In this case, the
한편, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막에는 액티브층(220A)의 소오스/드레인영역의 일부를 노출시키는 한 쌍의 제 1 콘택홀(240A)과 상기 데이터라인(217)의 일부를 노출시키는 제 2 콘택홀(240B) 및 상기 단선된 게이트라인(216)의 양끝단 일부를 노출시키는 한 쌍의 제 3 콘택홀(240C)이 형성되어 있어, 상기 제 1 콘택홀(240A)을 통해 상기 소오스전극(222)의 일부는 소오스영역과 전기적으로 접속하며 상기 드레인전극(223)의 일부는 드레인영역과 전기적으로 접속하게 된다. 또한, 상기 소오스전극(222)의 다른 일부는 상기 제 2 콘택홀(240B)을 통해 데이터라인(217)과 전기적으로 접속하며, 상기 드레인전극(223)의 다른 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 화소전극(280A)을 구성하게 된다. 또한, 상기 제 3 콘택홀(240C)을 통해 단선부 연결전극(280B)은 nx(m-1)번째 화소부의 단선된 게이트라인(216)의 우측 끝단과 nxm번째 화소부의 단선된 게이트라인(216)의 좌측 끝단을 전기적으로 연결하게 된다.Meanwhile, a second pair of
이와 같이 본 실시예에서는 게이트전극(221)과 게이트라인(216) 및 데이터라 인(217)을 동시에 동일층에 형성함으로써 박막 트랜지스터 제작에 사용되는 마스크수를 감소시킬 수 있게 되는데, 이때 전술한 바와 같이 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 교차하는 교차부에서는 단락을 방지하기 위해 상기 교차부의 게이트라인(216)을 단선시키고 후공정의 소오스/드레인전극(222, 223)을 형성하는 과정에서 단선부 연결전극(280B)을 동시에 형성하여 상기 단선된 게이트라인(216)을 연결시키게 되는데, 이를 다음의 액정표시소자의 제조공정을 통해 상세히 설명한다.As described above, in the present embodiment, the
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 액정표시소자의 VI-VI'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 예시도이다.7A to 7C are exemplary views sequentially illustrating a manufacturing process along the line VI-VI ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 6.
도 7a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(210) 위에 실리콘층으로 이루어진 액티브패턴(220A)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, an
이후, 상기 기판(210) 전면에 차례대로 게이트절연막인 제 1 절연막(215A)과 제 1 도전막 및 제 2 도전막을 형성한다.Thereafter, a first
이때, 상기 제 1 도전막은 화소전극을 구성하기 위한 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드 등과 같은 투과율이 뛰어난 투명 도전성물질을 사용하며, 상기 제 2 도전막은 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 구성하기 위한 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 등과 같은 저저항 불투명 도전성물질을 사용할 수 있다.In this case, the first conductive layer uses a transparent conductive material having excellent transmittance such as indium tin oxide or indium zinc oxide to form a pixel electrode, and the second conductive layer comprises a gate electrode, a gate line, and a data line. Low resistance opaque conductive materials such as aluminum, aluminum alloys, tungsten, copper, chromium, molybdenum and the like may be used for construction.
다음으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 제 1 도전막과 제 2 도전막을 선택적으로 패터닝함으로써 게이트전극(221), 게이트라인(216), 데이터라인(217) 및 제 1 화소전극(250B)을 형성한다.
Next, as shown in FIG. 7B, the
이때, 상기 게이트전극(221)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트전극패턴(250A)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트전극패턴(260A)으로 구성되며, 투명한 제 1 도전막으로 구성된 제 1 화소전극(250B) 위에는 상기 제 1 화소전극(250B)과 동일한 형태의 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 화소전극패턴(260B)이 남아있게 된다.In this case, the
또한, 상기 게이트라인(216)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트라인패턴(250C)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트라인패턴(260C)으로 구성되며, 상기 데이터라인(217)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 데이터라인패턴(250D)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 데이터라인패턴(260D)으로 구성된다. 이때, 상기 게이트라인(216)에는 상기 게이트라인(216)과 데이터라인(217)이 교차하는 교차부에서의 단락을 방지하기 위해 상기 데이터라인(217)과 교차하는 소정영역의 게이트라인(216)을 단선 시키는 홈(270)이 형성되어 있다.In addition, the
이후, 상기 게이트전극(221)을 마스크로 상기 액티브패턴(220A)의 소정 영역에 불순물 이온을 주입하여 저항성 접촉층인 소오스영역(224A)과 드레인영역(224B)을 형성한다.Thereafter, impurity ions are implanted into a predetermined region of the
다음으로, 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(221)과 게이트라인(216) 및 데이터라인(217)이 형성된 기판(210) 전면에 제 2 절연막(215B)을 증착한 후 회절노광과 리프트 오프공정을 통한 한번의 포토리소그래피공정으로 상기 소오스/드레인영역(224A, 224B)과 연결되는 소오스/드레인전극(222, 223) 및 상기 단선 된 게이트라인(216)을 연결시키는 단선부 연결전극(280B)을 형성한다(상기 제 1 실시예의 도 5a 내지 도 5e 참조).Next, as shown in FIG. 7C, a second
이때, 상기 드레인전극(223)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 제 2 화소전극(280A)을 구성하며, 상기 소오스/드레인전극(222, 223)과 제 2 화소전극(280A) 및 단선부 연결전극(280B)은 투명한 도전성물질로 동시에 형성함으로써 마스크공정수를 감소시킬 수 있다.In this case, a part of the
이와 같이 상기 제 1 실시예와 제 2 실시예에 따른 액정표시소자의 제조공정은 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 패터닝하며 후공정의 소오스/드레인전극을 형성하는 과정에서 회절노광과 리프트 오프공정을 통해 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 연결하는 단선부 연결전극을 동시에 형성함으로써 종래의 제조공정에 비해 2번의 마스크공정을 줄일 수 있게 된다. 그 결과 제조공정의 단순화에 따른 수율의 증가 및 제조비용의 감소 등의 효과를 제공한다.As described above, in the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the first and second embodiments, the diffraction exposure and the lift-off are performed in the process of simultaneously patterning the gate electrode, the gate line, and the data line, and forming the source / drain electrode in the subsequent process. By simultaneously forming the disconnection connection electrode connecting the disconnected gate line or data line through the process, it is possible to reduce two mask processes compared to the conventional manufacturing process. As a result, an increase in yield and a reduction in manufacturing cost are provided due to the simplification of the manufacturing process.
한편, 일반적으로 어레이 기판의 화소전극은 컬러필터 기판의 공통전극과 함께 액정 커패시터를 이루는데, 액정 커패시터에 인가된 전압은 다음 신호가 들어올 때까지 유지되지 못하고 누설되어 사라진다. 따라서, 인가된 전압을 유지하기 위해서는 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 액정 커패시터에 연결해서 사용해야 한다.On the other hand, in general, the pixel electrode of the array substrate forms a liquid crystal capacitor together with the common electrode of the color filter substrate. The voltage applied to the liquid crystal capacitor is not maintained until the next signal is input and leaks away. Therefore, in order to maintain the applied voltage, a storage capacitor must be connected to the liquid crystal capacitor.
이러한 스토리지 커패시터는 신호 유지 이외에도 계조(gray scale) 표시의 안정과 플리커(flicker) 및 잔상(afterimage) 감소 등의 효과를 가지며, 상기와 같은 스토리지 커패시터를 포함하는 본 발명의 액정표시소자에 대한 실시예를 설명하 면 다음과 같다.The storage capacitor has effects such as stabilization of gray scale display, reduction of flicker and afterimage, in addition to signal retention, and an embodiment of the liquid crystal display device of the present invention including the storage capacitor as described above. The following is the description.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이 기판 일부를 나타내는 평면도로써, 화소영역의 중앙에 스토리지 커패시터가 형성된 어레이 기판을 예를 들어 나타내고 있다.FIG. 8 is a plan view illustrating a portion of an array substrate of a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention, and illustrates an array substrate having a storage capacitor formed in the center of a pixel area.
이때, 제 3 실시예는 도 3에 도시된 제 1 실시예의 액정표시소자와는 스토리지 커패시터를 제외하고는 동일한 구성으로 이루어져 있다.In this case, the third embodiment has the same configuration as the liquid crystal display of the first embodiment shown in FIG. 3 except for the storage capacitor.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(310)에는 상기 기판(310) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트라인(316)과 데이터라인(317)이 형성되어 있다. 또한, 상기 게이트라인(316)과 데이터라인(317)의 교차영역에는 스위칭소자인 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며, 상기 화소영역 내에는 상기 박막 트랜지스터에 연결되는 화소전극(380A)이 형성되어 있다.That is, as shown in the figure, a
상기 박막 트랜지스터는 게이트라인(316)에 연결된 게이트전극(321), 데이터라인(317)에 연결된 소오스전극(322) 및 화소전극(380A)에 연결된 드레인전극(323)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 박막 트랜지스터는 게이트전극(321)과 소오스/드레인전극(322, 323)의 절연을 위한 제 1 절연막(미도시)과 제 2 절연막(미도시) 및 상기 게이트전극(321)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소오스전극(322)과 드레인전극(323) 간에 전도채널을 형성하는 액티브패턴(320A)을 포함한다.The thin film transistor includes a
전술한 제 1 실시예와 같이 상기 게이트라인(316)과 데이터라인(317)이 교차하는 교차부에서는 단락을 방지하기 위해 상기 교차부의 데이터라인(317)을 단선시키고 후공정의 소오스/드레인전극(322, 323)을 형성하는 과정에서 단선부 연결전극 (380B)을 동시에 형성하여 상기 단선된 데이터라인(317)을 연결시키게 된다.As in the first embodiment described above, at the intersection where the
이때, 상기 게이트라인(316)과 나란한 방향으로 스토리지라인(330C)이 형성되어 있으며, 상기 스토리지라인(330C)은 화소영역 내에서 화소전극(380A)과 중첩되어 스토리지 커패시터를 형성하는 제 1 스토리지전극(330B)과 함께 스토리지배선(330B, 330C)을 구성한다. 즉, 상기 제 1 스토리지전극(330B)은 투명전극인 화소전극(380A)과 함께 제 1 절연막을 사이에 두고 스토리지 커패시터를 형성하게 된다.In this case, the
본 실시예의 스토리지배선(330B, 330C)은 도전성 금속층으로 형성되어 도트 인버젼(dot inversion)뿐만 아니라 낮은 저항이 요구되는 라인 인버젼(line inversion) 구동방식에서도 적용될 수 있으며, 회절노광을 이용하여 액티브패턴(320A)과 동시에 패터닝되어 형성됨으로써 추가적인 마스크공정을 필요로 하지 않는 이점이 있는데, 이를 다음의 액정표시소자의 제조공정을 통해 상세히 설명한다.The
도 9a 내지 도 9c는 도 8에 도시된 액정표시소자의 VIII-VIII'선에 따른 제조공정을 순차적으로 나타내는 단면도이며, 도 10a 내지 도 10c는 도 8에 도시된 액정표시소자의 제조공정을 나타내는 평면도이다.9A to 9C are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process along a line VIII-VIII ′ of the liquid crystal display shown in FIG. 8, and FIGS. 10A to 10C illustrate a manufacturing process of the liquid crystal display shown in FIG. 8. Top view.
도 9a 및 도 10a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(310) 위에 채널층으로 사용할 액티브패턴(320A) 및 스토리지배선(즉, 제 1 스토리지전극(330B)과 스토리지라인(330C))을 형성한다.9A and 10A, an
상기 제 1 스토리지전극(330B)을 포함하는 스토리지배선(330B, 330C)은 액티브패턴(320A)을 형성할 때 회절노광(즉, 회절마스크(slit mask) 또는 하프톤마스크(half-tone mask))을 적용함으로써 마스크공정의 추가 없이 동시에 형성할 수 있는 데, 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.The
도 11a 내지 도 11d는 도 9a에 있어서, 제 1 회절노광을 이용하여 액티브패턴과 스토리지배선을 동시에 형성하는 과정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.11A to 11D are cross-sectional views specifically illustrating a process of simultaneously forming an active pattern and a storage wiring by using the first diffraction exposure in FIG. 9A.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 기판(310) 위에 채널층으로 사용할 실리콘층(320)을 형성한다.First, as shown in FIG. 11A, a
이후, 상기 실리콘층(320) 위에 스토리지배선(330B, 330C)을 형성하기 위한 제 1 도전막(330)을 형성한다. 상기 제 1 도전막(330)은 저저항의 도전성물질로 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 등과 같은 금속물질을 사용할 수 있다.Thereafter, a first
다음으로, 도 11b에 도시된 바와 같이, 실리콘층(320)과 제 1 도전막(330)이 차례대로 형성되어 있는 기판(310) 위에 감광막(370)을 형성한 후, 본 실시예의 회절마스크(380)를 통해 상기 감광막(370)에 선택적으로 광을 조사한다.Next, as shown in FIG. 11B, after the
이때, 본 실시예에 사용한 회절마스크(380)에는 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(A1)과 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 차단시키는 슬릿영역(A2) 및 광을 모두 투과시키는 투과영역(A3)이 마련되어 있으며, 상기 마스크(380)를 투과한 빛만이 감광막(370)에 조사되게 된다.At this time, the
이어서, 상기 회절마스크(380)를 통해 노광된 감광막(370)을 현상하고 나면, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(A1)과 슬릿영역(A2)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 감광막패턴(370A, 370B)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 투과영역(A3)에는 감광막(170)이 완전히 제거되어 제 1 도전막(330) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, after the
이때, 상기 슬릿영역(A2)을 통해 형성된 제 2 감광막패턴(370B)은 차단영역(A1)에 형성된 제 1 감광막패턴(370A)보다 얇게 형성되며 상기 투과영역(A3)을 통해 광이 차단된 영역에는 감광막(370)이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.In this case, the
다음으로, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(370A) 및 제 2 감광막패턴(370B)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 1 도전막(330)과 실리콘층(320)을 선택적으로 제거하게 되면, 어레이 기판(310) 위에 액티브패턴(320A)과 제 1 스토리지전극(330B)이 패터닝되어 형성되게 된다.Next, when the first
이때, 실리콘층으로 구성되는 상기 액티브패턴(320A) 상부에는 동일한 형태로 패터닝된 제 1 도전막패턴(330A)이 남아있으며, 상기 액티브패턴(320A) 위에 남아있는 제 1 도전막패턴(330A)은 후술할 애슁공정 및 식각공정을 거쳐 제거될 수 있다.In this case, the first
즉, 상기 감광막패턴(370A, 370B)의 일부를 제거하는 애슁공정을 진행하게 되면, 도 11d에 도시된 바와 같이, 상기 액티브패턴(320A) 상부, 즉 회절노광이 적용된 슬릿영역(A2)의 제 2 감광막패턴(370B)이 완전히 제거되어 제 1 도전막패턴(330A) 표면이 노출되게 된다.That is, when the ashing process of removing a part of the
이때, 상기 제 1 감광막패턴(370A)은 상기 제 2 감광막패턴(370B)의 두께만큼이 제거된 제 3 감광막패턴(370A')으로 상기 차단영역(A1)에 대응하는 제 1 스토 리지전극(330B) 상부에만 남아있게 된다.In this case, the
이후, 상기 남아있는 제 3 감광막패턴(370A')을 마스크로 하여 상기 액티브패턴(320A) 상부의 제 1 도전막패턴(330A)을 선택적으로 제거하게 된다.Thereafter, the first
그리고, 상기 제 1 스토리지전극(330B) 위에 남아있는 제 3 감광막패턴(370A')을 제거하고 나면, 전술한 도 9a에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(310) 위에 실리콘층으로 구성되는 액티브패턴(320A)과 제 1 도전막으로 구성되는 제 1 스토리지전극(330B)이 형성되게 된다. 즉, 회절노광을 이용한 한번의 포토리소그래피공정으로 액티브패턴(320A)과 스토리지배선(330B, 330C)을 동시에 형성할 수 있게 된다.After removing the
한편, 본 실시예의 스토리지배선(330B, 330C)은 저저항 금속층으로 형성되어 전술한 바와 같이 도트 인버젼뿐만 아니라 낮은 저항이 요구되는 라인 인버젼 구동방식에서도 적용될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 상기 화소전극(350B)은 하부의 제 1 스토리지전극(330B)과 일부영역이 중첩하여 제 1 절연막(315A)을 사이에 개재하여 스토리지 커패시터를 형성하게 되며, 상대적으로 얇은 두께의 제 1 절연막(315A)이 개재되므로 충분한 커패시터 용량을 확보할 수 있게 된다.In addition, the
이후, 상기 기판(310) 전면에 차례대로 게이트절연막인 제 1 절연막(315A)과 제 1 도전막 및 제 2 도전막을 형성한다.Thereafter, a first
이때, 상기 제 1 도전막은 인듐-틴-옥사이드 또는 인듐-징크-옥사이드 등과 같은 투과율이 뛰어난 투명 도전성물질을 사용하며, 상기 제 2 도전막은 게이트전 극과 게이트라인 및 데이터라인을 구성하기 위한 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 크롬, 몰리브덴 등과 같은 저저항 불투명 도전성물질을 사용할 수 있다.In this case, the first conductive layer may be formed of a transparent conductive material having excellent transmittance such as indium tin oxide or indium zinc oxide, and the second conductive layer may include aluminum for forming a gate electrode, a gate line, and a data line. Low resistance opaque conductive materials such as aluminum alloy, tungsten, copper, chromium, molybdenum and the like can be used.
다음으로, 도 9b 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 공정을 이용하여 상기 제 1 도전막과 제 2 도전막을 선택적으로 패터닝함으로써 게이트전극(321), 게이트라인(316), 데이터라인(317) 및 화소전극패턴(350B, 360B)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 9B and 10B, the
이때, 상기 게이트전극(321)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트전극패턴(350A)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트전극패턴(360A)으로 구성된다.In this case, the
또한, 상기 게이트라인(316)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 게이트라인패턴(350C)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 게이트라인패턴(360C)으로 구성되며, 상기 데이터라인(317)은 투명한 제 1 도전막으로 이루어진 제 1 데이터라인패턴(350D)과 불투명한 제 2 도전막으로 이루어진 제 2 데이터라인패턴(360D)으로 구성된다. 이때, 상기 데이터라인(317)에는 상기 게이트라인(316)과 데이터라인(317)이 교차하는 교차부에서의 단락을 방지하기 위해 상기 게이트라인(316)과 교차하는 소정영역의 데이터라인(317)을 단선 시키는 홈(370)이 형성되어 있다.In addition, the
한편, 본 실시예에서는 이와 같이 이중 금속층으로 게이트전극(321)과 게이트라인(316) 및 데이터라인(317)을 형성하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 투명 또는 불투명 도전성물질로 이루어진 단일 금속층으로 게이트전극(321) 과 게이트라인(316) 및 데이터라인(317)을 형성할 수도 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the
이후, 상기 게이트전극(321)을 마스크로 상기 액티브패턴(320A)의 소정 영역에 불순물 이온을 주입하여 저항성 접촉층인 소오스영역(324A)과 드레인영역(324B)을 형성한다.Thereafter, impurity ions are implanted into a predetermined region of the
다음으로, 도 9c 및 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 게이트전극(321)과 게이트라인(316) 및 데이터라인(317)이 형성된 기판(310) 전면에 제 2 절연막(315B)을 증착한 후 회절노광과 리프트 오프공정을 통한 한번의 포토리소그래피공정으로 상기 소오스/드레인영역(324A, 324B)과 연결되는 소오스/드레인전극(322, 323) 및 상기 단선된 데이터라인(317)을 연결시키는 단선부 연결전극(380B)을 형성한다.Next, as illustrated in FIGS. 9C and 10C, after the second insulating
이때, 상기 드레인전극(323)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 화소전극(380A)을 구성하며, 상기 소오스/드레인전극(322, 323)과 화소전극(380A) 및 단선부 연결전극(380B)은 투명한 도전성물질로 동시에 형성함으로써 마스크공정수를 감소시킬 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In this case, a part of the
도 12a 내지 도 12e는 도 9c에 있어서, 단선부 연결전극과 소오스/드레인전극 및 화소전극을 형성하기 위한 제 2 회절노광과 리프트 오프공정을 구체적으로 나타내는 단면도이다.12A to 12E are cross-sectional views specifically illustrating a second diffraction exposure and a lift-off process for forming a disconnection part connection electrode, a source / drain electrode, and a pixel electrode in FIG. 9C.
도 12a에 도시된 바와 같이, 제 2 절연막(315)이 형성되어 있는 기판(310) 전면에 감광막(470)을 형성한 후, 본 실시예의 회절마스크(480)를 통해 상기 감광막(470)에 선택적으로 광을 조사한다.As shown in FIG. 12A, after the
이때, 본 실시예에서와 같이 포지티브 포토레지스트를 사용하는 경우에는 회 절마스크(480)에는 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(A1)과 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 투과시키는 슬릿영역(A2) 및 광을 모두 투과시키는 투과영역(A1)이 마련되어 있으며, 상기 마스크(480)를 투과한 빛만이 감광막(470)에 조사되게 된다.In this case, in the case of using a positive photoresist as in the present embodiment, the diffusing
이어서, 상기 회절마스크(480)를 통해 노광된 감광막(470)을 현상하고 나면, 도 12b에 도시된 바와 같이, 상기 차단영역(A1)과 슬릿영역(A2)을 통해 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 감광막패턴(470A, 470B)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 투과영역(A3)에는 감광막(470)이 완전히 제거되어 제 2 절연막(315B) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, after the
이때, 상기 슬릿영역(A2)을 통해 형성된 제 2 감광막패턴(470B)은 차단영역(A1)에 형성된 제 1 감광막패턴(470A)보다 얇게 형성되며 상기 투과영역(A3)을 통해 광이 차단된 영역에는 감광막(470)이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 포토레지스트를 사용하여도 무방하다.In this case, the
다음으로, 상기와 같이 형성된 제 1 감광막패턴(470A) 및 제 2 감광막패턴(470B)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제 2 절연막(315B)과 제 1 절연막(315A)을 제거하게 되면 액티브패턴(320A)의 소오스/드레인영역(324A, 324B)의 일부를 노출시키는 한 쌍의 제 1 콘택홀(340A)이 형성되고 제 2 절연막(315B)과 제 2 도전막 및 제 1 도전막을 선택적으로 제거하게 되면 단선된 데이터라인(317)의 양끝단 일부(상세하게는 상기 단선된 데이터라인(317)의 내부 측면)를 노출시키는 제 2 콘택홀(340B)과 제 3 콘택홀(340C)이 형성되는 동시에 화소영역에 남아있는 화소전극패턴(350B, 360B)을 제거하여 제 1 절연막(315A)이 노출되도록 한다.Next, if the
이와 같이 본 실시예에서는 상기 제 1 실시예와 제 2 실시예의 경우와는 다르게 화소영역의 투명한 제 1 도전막도 함께 제거하여 제 1 절연막(315A) 표면이 노출되도록 한 후 후술할 리프트 오프공정을 통해 투명한 도전성물질로 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극을 형성하는 과정에서 화소전극을 형성하게 되므로 상기 제 1 실시예와 제 2 실시예에 비해 화소영역의 투명도가 향상되는 이점이 있다.In this embodiment, unlike the first and second embodiments, the first conductive film in the pixel region is also removed to expose the surface of the first insulating
이후, 상기 감광막패턴(470A, 470B)의 일부를 제거하는 애슁공정을 진행하게 되면, 도 12c에 도시된 바와 같이, 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극이 형성될 소정영역 상부, 즉 회절노광이 적용된 슬릿영역(A2)의 제 2 감광막패턴(470B)이 완전히 제거되어 제 2 절연막(315B) 표면이 노출되게 된다.Subsequently, when the ashing process is performed to remove a portion of the
이때, 상기 제 1 감광막패턴(470A)은 상기 제 2 감광막패턴(470B)의 두께만큼이 제거된 제 3 감광막패턴(470A')으로 상기 차단영역(A1)에 대응하여 도전막이 형성될 필요가 없는 소정영역 상부에만 남아있게 된다.In this case, the
이후, 도 12d에 도시된 바와 같이, 상기 남아있는 제 3 감광막패턴(470A')을 포함하여 기판(310) 전면에 투명한 도전성물질로 제 3 도전막(380)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 12D, the third
이때, 하부에 감광막패턴(470A')이 남아있지 않은 슬릿영역(A2)(즉, 후술할 소오스/드레인전극과 단선부 연결전극이 형성되는 소정영역)과 투과영역(A3)(즉, 콘택영역(440A~440C)과 화소전극이 형성되는 소정영역)의 제 3 도전막(380)은 후술할 리프트 오프공정을 거쳐 제거되지 않고 남아 상기 소오스/드레인영역(324A, 324B)과 연결되는 소오스/드레인전극과 상기 단선된 데이터라인(317)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극 및 상기 드레인전극과 연결되는 화소전극을 형성하게 된다.At this time, the slit region A2 (that is, a predetermined region in which the source / drain electrode and the disconnection electrode are formed) and the transmissive region A3 (that is, the contact region where no
즉, 도 12e에 도시된 바와 같이, 상기 제 3 도전막(380)이 증착된 제 3 감광막패턴(470A')을 리프트 오프시켜 상기 슬릿영역(A2)과 투과영역(A3) 이외 부분에 남아있는 제 3 감광막패턴(470A')과 상기 제 3 감광막패턴(470A') 상부에 형성된 제 3 도전막(380)을 함께 제거한다. 이때, 제 3 감광막패턴(470A')이 남아있지 않은 슬릿영역(A2)에는 제 3 도전막(380)이 제거되지 않고 남아 소오스/드레인영역(324A, 324B)과 연결되는 소오스/드레인전극(322, 323)과 상기 단선된 데이터라인(317)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극(380B) 및 상기 드레인전극(323)에 연결되는 화소전극(380A)을 형성하게 된다.That is, as shown in FIG. 12E, the
이때, 상기 소오스전극(322)의 일부는 제 2 콘택홀과 제 3 콘택홀 내부에 형성된 제 3 도전막(380)을 통해 단선된 데이터라인(317)의 양끝단을 연결하는 단선부 연결전극(380B)을 구성하게 된다.In this case, a part of the
한편, 상기 화소전극(380A)의 일부는 화소영역에서 그 하부에 형성된 제 1 스토리지전극(330B)과 중첩하여 제 1 절연막(315A)을 사이에 두고 스토리지 커패시터를 형성하게 된다.A portion of the
이와 같이 본 실시예에서는 액티브패턴을 형성할 때 회절노광을 이용하여 금속물질로 커패시터용 제 1 스토리지전극을 형성함으로써 추가적인 마스크공정 없이 충분한 커패시터 용량을 확보할 수 있게 된다. As described above, in the present embodiment, when the active pattern is formed, the first storage electrode for the capacitor is formed of a metal material using diffraction exposure, thereby ensuring sufficient capacitor capacity without an additional mask process.
특히, 상기 제 1 스토리지전극과 스토리지라인은 저저항 금속물질로 형성되어 도트 인버젼뿐만 아니라 낮은 저항이 요구되는 라인 인버젼 구동방식에서도 적용될 수 있다.In particular, since the first storage electrode and the storage line are formed of a low resistance metal material, the first storage electrode and the storage line may be applied to a line inversion driving method requiring low resistance as well as dot inversion.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자 및 그 제조방법은 게이트전극과 게이트라인 및 데이터라인을 동시에 패터닝하고 후공정의 소오스/드레인전극을 형성하는 과정에서 상기 단선된 게이트라인 또는 데이터라인을 연결하는 단선부 연결전극을 동시에 형성함으로써 박막 트랜지스터 제작에 사용되는 마스크수를 줄여 제조공정 및 비용을 절감시키는 효과를 제공한다.As described above, the liquid crystal display device and the method of manufacturing the same according to the present invention are characterized in that the disconnected gate line or data line in the process of patterning the gate electrode, the gate line and the data line at the same time and forming a source / drain electrode in a later process. Simultaneous formation of the connecting electrode for connecting disconnection reduces the number of masks used in the manufacture of thin film transistors, thereby reducing the manufacturing process and cost.
또한, 본 발명은 회절노광을 이용하여 액티브패턴과 스토리지배선을 동시에 형성함으로써 추가적인 마스크공정 없이 안정적인 스토리지 용량을 확보할 수 있게 된다.In addition, the present invention by using the diffraction exposure to form the active pattern and the storage wiring at the same time it is possible to ensure a stable storage capacity without an additional mask process.
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