KR20060028517A - Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 상부에 형성되어 있는 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 게이트선 또는 데이터선 중 적어도 하나는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 제1 도전막과, 제1 도전막 위에 형성되어 있으며 제1 도전막보다 상대적으로 압축력을 가지는 제2 도전막을 포함한다.The thin film transistor array panel according to the present invention includes an insulating substrate, a gate line formed on the insulating substrate, a data line insulated from and intersecting the gate line, a thin film transistor connected to the gate line and the data line, and a pixel electrode connected to the thin film transistor. And at least one of the gate line and the data line includes a first conductive film made of aluminum or an aluminum alloy, and a second conductive film formed on the first conductive film and having a relatively compressive force than the first conductive film.
알루미늄, 배선, 힐록, 몰리브덴, 박막트랜지스터Aluminum, Wiring, Hillock, Molybdenum, Thin Film Transistor
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 1 is a layout view illustrating a structure of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along the line II-II ',
도 3a, 도 4a, 도 5a 및 도 6a는 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도로서 그 순서에 따라 나열한 것이고, 3A, 4A, 5A, and 6A are layout views of a thin film transistor array panel at an intermediate stage of a method of manufacturing the thin film transistor array panel illustrated in FIGS. 1 and 2 according to an embodiment of the present invention, in the order thereof. Are listed,
도 3b는 도 3a의 IIIb-IIIb'선을 따라 자른 단면도이고, 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb ′ of FIG. 3A;
도 4b는 도 4a의 IVb-IVb'선을 따라 자른 단면도이고, 4B is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb ′ of FIG. 4A;
도 5b는 도 5a의 Vb-Vb'선을 따라 자른 단면도이고, 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb ′ of FIG. 5A;
도 6b는 도 6a의 VIb-VIb'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ of FIG. 6A;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 7 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8는 도 7의 VIII-VII'선을 따라 자른 단면도이고,FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VII ′ of FIG. 7;
도 9a, 도 11a, 도 12a 및 도 13a는 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표 시판을 제조하는 방법 중 중간 단계에서의 배치도이고, 9A, 11A, 12A, and 13A are layout views at an intermediate stage in the method of manufacturing the thin film transistor display panel according to the second embodiment;
도 9b는 도 9a의 IX-IX'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IX-IX ′ of FIG. 9A;
도 10은 도 9b의 다음 단계에서의 단면도이고, 10 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 9B,
도11b는 도 11a의 XIb-XIb'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XIb-XIb ′ of FIG. 11A;
도 12b는 도 11의 다음 단계에서의 단면도이고, 12B is a sectional view at the next step in FIG. 11,
도 13b는 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 13B is a cross sectional view at the next step of FIG. 12B;
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 14 is a layout view of a thin film transistor array panel according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 15는 도 14의 XIV-XIV'선을 따라 자른 단면도이고,FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XIV-XIV ′ of FIG. 14;
도 16a 및 도 17a는 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법 중 중간 단계에서의 배치도이고, 16A and 17A are layout views at an intermediate stage in the method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the third embodiment;
도 16b는 도 16a의 XVIb-XVIb'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line XVIb-XVIb ′ of FIG. 16A;
도 17b는 도 17a의 XVIIb-XVIIb'선을 따라 자른 단면도이다. FIG. 17B is a cross-sectional view taken along the line XVIIb-XVIIb ′ of FIG. 17A.
※도면의 주요 부분에 대한 부호 설명※※ Code explanation about main part of drawing ※
110 : 절연 기판 121 : 게이트선110: insulated substrate 121: gate line
140 : 게이트 절연막 151, 154 : 반도체층140: gate
171 : 데이터선 175 : 드레인 전극171: data line 175: drain electrode
180 : 보호막 또는 층간 절연막 190 : 화소 전극 180: protective film or interlayer insulating film 190: pixel electrode
230R, 230G, 230B : 색필터230R, 230G, 230B: Color Filter
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저저항 신호선을 가지는 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor array panel and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a thin film transistor array panel having a low resistance signal line and a method of manufacturing the same.
박막 트랜지스터 표시판은 액정 표시 장치나 유기 EL(electro luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로써 사용된다. The thin film transistor array panel is used as a circuit board for independently driving each pixel in a liquid crystal display device, an organic EL (electro luminescence) display device, or the like.
박막 트랜지스터 표시판은 주사 신호를 전달하는 주사선 또는 게이트선과 화상 신호를 전달하는 화상신호선 또는 데이터선이 형성되어 있고, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 게이트선을 덮어 절연하는 게이트 절연막 및 박막 트랜지스터와 데이터선을 덮어 절연하는 보호막 등으로 이루어져 있다. The thin film transistor array panel includes a scan line or a gate line for transmitting a scan signal and an image signal line or a data line for transmitting an image signal, a thin film transistor connected to the gate line and a data line, a pixel electrode connected to the thin film transistor, and a gate line. And a gate insulating film covering and insulating the thin film transistor, and a protective film covering and insulating the data line.
여기서 박막 트랜지스터는 게이트선의 일부인 게이트전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터선의 일부인 소스 전극과 드레인 전극 및 게이트 절연막과 보호막 등으로 이루어진다. 이러한 박막 트랜지스터는 게이트선을 통하여 전달되는 주사 신호에 따라 데이터선을 통하여 전달되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단하는 스위칭 소자 이다.The thin film transistor includes a semiconductor layer forming a gate electrode and a channel, which are part of a gate line, a source electrode and a drain electrode, which are part of a data line, a gate insulating film, a protective film, and the like. Such a thin film transistor is a switching element that transfers or blocks an image signal transmitted through a data line to a pixel electrode according to a scan signal transmitted through a gate line.
이러한 박막 트랜지스터 표시판을 이용하는 액정 표시 장치나 유기 EL 장치가 점점 대형화 고정세화 되어 감에 따라 데이터선 및 게이트선 등의 길이가 크게 증가하고 반대로 폭은 점점 감소하고 있다. As liquid crystal display devices and organic EL devices using such thin film transistor display panels become larger and larger in size, the lengths of data lines, gate lines, and the like increase greatly, and conversely, the width decreases.
이에 따라 배선의 저항 및 각종 기생 용량의 증가로 인한 신호 왜곡 문제가 심각한 문제로 대두되고 있다. 이러한 이유로 배선은 저저항 금속인 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 사용하고 있으나 알루미늄은 고온에서 힐록 등이 발생하는 문제점이 있다. Accordingly, a signal distortion problem caused by an increase in resistance of wiring and various parasitic capacitances has emerged as a serious problem. For this reason, the wiring uses a low resistance metal such as aluminum or an aluminum alloy, but aluminum has a problem in that hillock or the like occurs at a high temperature.
이를 해결하기 위해서 알루미늄의 도전막 위에 다른 도전 물질의 보조 도전막을 증착하고 있으나 알루미늄의 도전막과 보조 도전막의 막의 특성 차이로 인하여 고온의 증착 공정에서 상부막에 크랙(crack) 등이 발생하여 구동 회로 또는 화소 전극과 연결되는 배선의 접촉부는 취약한 접촉 특성을 가지게 된다. In order to solve this problem, an auxiliary conductive film of another conductive material is deposited on the conductive film of aluminum. However, due to the difference in the characteristics of the aluminum conductive film and the auxiliary conductive film, a crack or the like occurs in the upper film in a high temperature deposition process, thereby driving circuits. Alternatively, the contact portion of the wiring connected to the pixel electrode has a weak contact characteristic.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 힐록 및 크랙 등을 최소화하여 배선의 접촉 특성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same, which can improve contact characteristics of wirings by minimizing hillocks and cracks.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판, 절연 기판 상부에 형성되어 있는 게이트선, 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선, 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하고, 게이트선 또는 데이터선 중 적어도 하나는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 제1 도전막과, 제1 도전막 위에 형성되어 있으며 제1 도전막보다 상대적으로 압축력을 가지는 제2 도전막을 포함한다. The thin film transistor array panel according to the present invention for achieving the above object is an insulating substrate, a gate line formed on the insulating substrate, a data line insulated from and crosses the gate line, a thin film transistor connected to the gate line and the data line, a thin film transistor And a pixel electrode connected to the at least one of the gate line and the data line, the first conductive layer comprising aluminum or an aluminum alloy and a first conductive layer formed on the first conductive layer and having a compressive force relative to that of the first conductive layer. 2 conductive films.
여기서, 절연 기판 위에 형성되며 화소 전극 아래에 위치하는 적, 녹, 청의 색필터를 더 포함할 수 있다.The color filter may further include red, green, and blue color filters formed on the insulating substrate and positioned under the pixel electrode.
그리고 박막 트랜지스터는 게이트선의 일부인 게이트 전극, 데이터선의 일부인 소스 전극, 화소 전극과 연결된 드레인 전극 및 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치되어 있는 반도체를 포함하는 것이 바람직하다.The thin film transistor preferably includes a gate electrode that is a part of the gate line, a source electrode that is a part of the data line, a drain electrode connected to the pixel electrode, and a semiconductor disposed between the gate electrode and the source electrode and the drain electrode.
이때, 소스 전극과 드레인 전극 사이를 제외한 반도체는 데이터선과 드레인 전극과 동일한 평면 패턴을 가지는 것이 바람직하다. In this case, the semiconductor except for the source electrode and the drain electrode preferably has the same planar pattern as the data line and the drain electrode.
또한, 제2 도전막은 Mo, MoW, MoN, MoZr 또는 MoNb 중 하나로 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the second conductive film is preferably formed of one of Mo, MoW, MoN, MoZr, or MoNb.
이때, Mo의 압축력은 -1 GPa ~ 10 GPa의 범위값을 가지고, MoN 및 MoZr의 압축력은 -2 GPa ~5 GPa의 범위값을 가지고, MoW는 -15 GPa ~ 15 GPa의 검위값을 가지는 것이 바람직하다.At this time, the compressive force of Mo has a range of -1 GPa ~ 10 GPa, the compressive force of MoN and MoZr has a range of -2 GPa ~ 5 GPa, MoW has a detection value of -15 GPa ~ 15 GPa desirable.
또한, 알루미늄합금은 AlNd인 것이 바람직하다.In addition, the aluminum alloy is preferably AlNd.
이때, Al의 압축력은 -0.2 GPa ~ 0.4 GPa의 범위이고, AlNd의 압축력은 0.1 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지는 것이 바람직하다.At this time, the compressive force of Al is in the range of -0.2 GPa to 0.4 GPa, and the compressive force of AlNd is preferably in the range of 0.1 GPa to 0.4 GPa.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 기판 위에 게이트선을 형성하는 단계, 게이트선과 절연되어 교차하는 데이터선을 형성하는 단계, 게이트선 및 데이터선과 연결되는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 박막 트랜지스터와 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 게이트선 또는 데이터선 중 적어도 하나는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 제1 도전막을 형성하는 단계, 제1 도전막 위에 형성되어 있으며 제1 도전막보다 상대적으로 압축력을 가지는 제2 도전막을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array panel, the method including: forming a gate line on a substrate, forming a data line insulated from and intersecting the gate line, and a thin film transistor connected to the gate line and the data line. Forming a pixel electrode connected to the thin film transistor, wherein at least one of the gate line or the data line is formed on the first conductive film, and is formed on the first conductive film. And forming a second conductive film having a compressive force relatively to that of the first conductive film.
여기서 기판 위에 형성하며 화소 전극 아래에 적, 녹, 청의 색필터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include forming a color filter of red, green, and blue on the substrate and under the pixel electrode.
그리고 제2 도전막은 Mo, MoW, MoN, MoZr 또는 MoNb 중 하나로 형성하는 것이 바람직하다.The second conductive film is preferably formed of one of Mo, MoW, MoN, MoZr or MoNb.
이때, Mo의 압축력은 -1 GPa ~ 10 GPa의 범위값을 가지고, MoN 및 MoZr의 압축력은 -2 GPa ~5 GPa의 범위값을 가지고, MoW는 -15 GPa ~ 15 GPa의 범위값을 가지는 것이 바람직하다.At this time, the compressive force of Mo has a range of -1 GPa ~ 10 GPa, the compressive force of MoN and MoZr has a range of -2 GPa ~ 5 GPa, MoW has a range of -15 GPa ~ 15 GPa desirable.
또한, 알루미늄합금은 AlNd로 형성하는 것이 바람직하고, Al의 압축력은 -0.2 GPa ~ 0.4 GPa의 범위이고, AlNd의 압축력은 0.1 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지는 것이 바람직하다.In addition, the aluminum alloy is preferably formed of AlNd, and the compressive force of Al is preferably in the range of -0.2 GPa to 0.4 GPa, and the compressive force of AlNd is preferably in the range of 0.1 GPa to 0.4 GPa.
또한, MoN은 스퍼터링 공정으로 형성하며 스퍼터링 공정시에 질소 기체를 주입하여 형성하는 것이 바람직하다.In addition, MoN is preferably formed by a sputtering process and is preferably formed by injecting nitrogen gas during the sputtering process.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a portion of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A method of manufacturing a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조에 대하여 상세히 설명한다. First, the structure of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 1 is a layout view illustrating a structure of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along line II-II ′.
절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다. 또한 각 게이트선(121)의 다른 일부는 아래 방향으로 돌출하여 복수의 확장부(expansion)(127)를 이룬다.A plurality of
게이트선(121)은 제1 도전막(121a, 124a, 127a), 제1 도전막(121a, 124a, 127a) 위에 형성되어 있는 제2 도전막(121b, 124b, 127b)으로 이루어져 있는데, 제1 도전막(121a, 124a, 127a)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 따위의 도전 물질을 포함하고, 제2 도전막(121b, 124b, 127b)은 제1 도전막 (121a, 124a, 127a)에 대하여 상대적으로 압축력이 강한 도전 물질, 예를 들어 Mo, MoN, MoZr, MoNb 또는 MoW 중 하나를 포함한다. 이러한 제2 도전막(121b, 124b, 127b)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성을 가지는 것이 바람직하다. The
여기서 Mo의 압축력은 -1 GPa ~ 10 GPa의 범위값을 가지고, MoN 및 MoZr은 -2 GPa ~ 5 GPa의 범위값을 가진다. 그리고 Al은 -0.2 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지고, AlNd는 0.1 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지고, MoW는 -15 GPa ~ 15 GPa의 범위값을 가진다. Here, the compressive force of Mo has a range of -1 GPa to 10 GPa, and MoN and MoZr have a range of -2 GPa to 5 GPa. Al has a range of -0.2 GPa to 0.4 GPa, AlNd has a range of 0.1 GPa to 0.4 GPa, and MoW has a range of -15 GPa to 15 GPa.
게이트선(121) 및 게이트 전극(124)의 측면은 각각 경사져 있으며 그 경사각은 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.Side surfaces of the
게이트선(121) 위에는 질화 규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(140) 상부에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체층(151)이 형성되어 있다. 선형 반도체층(151)은 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(extension)(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다. 또한 선형 반도체층(151)은 게이트선(121)과 만나는 지점 부근에서 폭이 커져서 게이트선(121)의 넓은 면적을 덮고 있다. A plurality of linear semiconductor layers 151 made of hydrogenated amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) are formed on the
반도체층(151)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165)이 형성되어 있다. 선형 저항성 접촉 부재(161)은 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)은 쌍을 이루어 반도체층(151)의 돌출부(154) 위에 위치한다. 반도체층(151)과 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 경사져 있으며 경사각은 기판(110)에 대해서 30-80°이다.A plurality of linear and island ohmic
저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175) 및 복수의 유지 축전기용 도전체(storage capacitor conductor)(177)가 형성되어 있다.The plurality of
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다. The
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다. 유지 축전기용 도전체(177)는 게이트선(121)의 확장부(127)와 중첩되어 있다.The
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)도 게이트선(121)과 같이 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 따위의 도전 막으로 형성될 수 있으며, 이러한 도전막에 더하여 다른 물질 특히 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 좋은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금[보기 : 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금] 따위로 이루어진 다른 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다. 이러한 구조의 예로는 크롬/알루미늄-네오디뮴(AlNd) 합금을 들 수 있다. 이중막일 때 알루미늄 계열의 도전막은 다른 도전막 하부에 위치하는 것이 바람직하며, 삼중막일 때에는 중간층으로 위치하는 것이 바람직하다.The
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 기판(110)에 대해서 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다. Similarly to the
저항성 접촉 부재(161, 165)은 그 하부의 반도체층(151)과 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 선형 반도체층(151)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있으며, 대부분의 곳에서는 선형 반도체층(151)의 폭이 데이터선(171)의 폭보다 작지만 앞서 설명했듯이 게이트선(121)과 만나는 부분에서 폭이 커져서 게이트선(121)과 데이터선(171) 사이의 절연을 강화한다.The
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 노출된 반도체층(151) 부분의 위에는 평탄화 특성이 우수한 유기 물질로 이루어진 보호막(passivation laver, 180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 감광성 (photosensitivity)을 가지는 유기 물질로 형성할 수 있다. A
데이터선(171)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)이 드러난 부분으로 보호막(180)의 유기 물질이 접하는 것을 방지하기 위해 보호막(180)은 유기막의 하부에 질화 규소 또는 산화 규소로 이루어진 절연막(도시하지 않음)이 추가될 수 있다. In order to prevent the organic material of the
보호막(180)에는 드레인 전극(175), 유지 축전기용 도전체(177), 데이터선(171)의 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 접촉구(contact hole)(185, 187, 182)가 형성되어 있다. 이때 데이터선(171)의 끝 부분은 필요에 따라 데이터선(171) 및 게이트선(121)보다 넓은 폭을 가질 수도 있다. In the
보호막(180) 위에는 IZO 또는 ITO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(82)가 형성되어 있다.A plurality of
화소 전극(190)은 접촉구(185, 187)를 통하여 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 각각 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고 유지 축전기용 도전체(177)에 데이터 전압을 전달한다. The
데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들을 재배열시킨다.The
또한 앞서 설명한 것처럼, 화소 전극(190)과 공통 전극은 축전기[이하 “액 정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며, 이를 "유지 축전기(storage electrode)"라 한다. 유지 축전기는 화소 전극(190) 및 이와 이웃하는 게이트선 (121)[이를 "전단 게이트선(previous gate line)"이라 함]의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘이기 위하여 게이트선(121)을 확장한 확장부(127)를 두어 중첩 면적을 크게 하는 한편, 화소 전극(190)과 연결되고 확장부(127)와 중첩되는 유지 축전기용 도전체(177)를 보호막(180) 아래에 두어 둘 사이의 거리를 가깝게 한다.In addition, as described above, the
화소 전극(190)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.The
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉구(181, 182)를 통하여 게이트선 및 데이터선(121, 171)의 끝 부분과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분과 구동 집적 회로와 같은 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다. The contact
그러면, 도 1 내지 도 2에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에 대하여 도 3a 내지 도 6b과 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel for the liquid crystal display device illustrated in FIGS. 1 to 2 according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A to 6B and FIGS. 1 and 2.
도 3a, 도 4a, 도 5a 및 도 6a는 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 박막 트랜지 스터 표시판의 배치도로서 그 순서에 따라 나열한 것이고, 도 3b는 도 3a의 IIIb-IIIb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 IVb-IVb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 5b는 도 5a의 Vb-Vb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 6b는 도 6a의 VIb-VIb'선을 따라 자른 단면도이다. 3A, 4A, 5A, and 6A are layout views of a thin film transistor array panel in an intermediate step of a method of manufacturing the thin film transistor array panel illustrated in FIGS. 1 and 2 according to an embodiment of the present invention. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb 'of FIG. 3A, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb' of FIG. 4A, and FIG. 5B is a line Vb-Vb 'of FIG. 5A. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ of FIG. 6A.
먼저, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 스퍼터링(sputtering) 따위로 알루미늄을 포함하는 도전 물질과 알루미늄보다 상대적으로 큰 압축력을 가지는 도전 물질을 차례로 적층한 후 사진 식각 공정으로 패터닝하여 제1 도전막(121a, 124a, 127a) 및 제2 도전막(121b, 124b, 127b)으로 이루어지며 복수의 게이트 전극(124)과 복수의 확장부(127)를 포함하는 게이트선(121)을 형성한다.First, as illustrated in FIGS. 3A and 3B, a conductive material including aluminum and a conductive material having a relatively higher compressive force than aluminum are sequentially stacked on an insulating
제1 도전막은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 따위로 이루어진 도전 물질이며, 제2 도전막은 몰리브덴 합금 계열 금속 따위로 이루어진 도전 물질로 예를 들면, Mo, MoN, MoZr, MoNb, MoW 등과 같은 도전 물질로 형성된다. 이때 제2 도전막은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 좋으며, 제1 도전막보다 원자량이 많은 물질인 것이 바람직하다. The first conductive film is a conductive material made of an aluminum-based metal such as aluminum (Al) or an aluminum alloy, and the second conductive film is a conductive material made of a molybdenum alloy-based metal such as Mo, MoN, MoZr, MoNb, MoW, or the like. It is formed of the same conductive material. In this case, the second conductive film has good physical, chemical, and electrical contact properties with indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), and preferably has a higher atomic weight than the first conductive film.
제2 도전막은 제1 도전막보다 상대적으로 높은 압축력을 가지므로 증착시 또는 이후의 제조 공정시에 제1 도전막은 장력을 받으며, 이를 통하여 제1 도전막에는 힐록이 발생하지 않는다. 여기서 Mo의 압축력은 -1 GPa ~ 10 GPa의 범위값을 가지고, MoN 및 MoZr은 -2 GPa ~ 5 GPa의 범위값을 가진다. 그리고 Al은 -0.2 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지고, AlNd는 0.1 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지고, MoW는 -15 GPa ~ 15 GPa의 범위값을 가지는 것이 바람직하다.Since the second conductive film has a relatively higher compressive force than the first conductive film, the first conductive film is subjected to tension during deposition or a subsequent manufacturing process, and thus no hillock occurs in the first conductive film. Here, the compressive force of Mo has a range of -1 GPa to 10 GPa, and MoN and MoZr have a range of -2 GPa to 5 GPa. Al preferably has a range of -0.2 GPa to 0.4 GPa, AlNd has a range of 0.1 GPa to 0.4 GPa, and MoW has a range of -15 GPa to 15 GPa.
이때 제2 도전막이 제1 도전막보다 높은 압축력을 가지도록 하기 위해서는 증착 속도를 느리게 하거나 증착 압력을 높게 하여 형성할 수 있다. In this case, in order to have a higher compressive force than the first conductive film, the second conductive film may be formed by slowing the deposition rate or increasing the deposition pressure.
본 발명의 실시예에서와 같이 제1 도전막 보다 제2 도전막의 물질 입자가 높은 원자량을 가지기 때문에 스퍼터링 공정에서 아르곤 입자가 타겟에 충격되는 충격량이 증가하여 높은 압축력을 가지면서 박막이 적층되어 제2 도전막은 제1 도전막보다 높은 압축력을 가지게 된다. As in the embodiment of the present invention, since the material particles of the second conductive film have a higher atomic weight than the first conductive film, the amount of impact that the argon particles impinge on the target is increased in the sputtering process, so that the thin films are laminated while having a high compressive force. The conductive film has a higher compressive force than the first conductive film.
또한, MoN은 스퍼터링 공정으로 적층하는데 순수 몰리브덴을 스퍼터링할 때 질소 기체를 첨가하면서 적층한다. 이때 N 전자가 몰리브덴 원자 사이에 위치하면서 MoN의 제2 도전막은 알루미늄을 포함하는 제1 도전막보다 상대적으로 높은 압축력을 가지게 된다.In addition, MoN is laminated by sputtering process, but is added while adding nitrogen gas when sputtering pure molybdenum. At this time, while the N electrons are located between the molybdenum atoms, the second conductive film of MoN has a relatively higher compressive force than the first conductive film containing aluminum.
이처럼 제1 도전막이 신장되는 힘을 받으면 상대적으로 제2 도전막은 압축되는 힘을 받게 된다. 그러면 이후에 후속 공정이 고온에서 진행되더라도 제1 도전막에 힐록의 발생이 감소하고, 제2 도전막에 크랙 등이 형성되는 것도 방지할 수 있다. As such, when the first conductive film is subjected to the stretching force, the second conductive film is relatively compressed. Then, even if a subsequent process is performed at a high temperature, the occurrence of hillock in the first conductive film is reduced, and cracks or the like can be prevented from being formed in the second conductive film.
다음 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 덮도록 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon), 불순물 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)의 삼층막을 연속하여 적층하고, 불순물 비정질 규소층과 진성 비정질 규소층을 사진 식각하여 복수의 불순물 반도체 패턴(164)과 복수의 돌출부(154)를 각각 포함하는 선형 진성 반도체층(151)을 형성한다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소로 2,000∼5,000Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.Next, as illustrated in FIGS. 4A and 4B, the
다음, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 기판(110) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 도전막을 형성한다. 이때 데이터선용 도전막도 게이트선(121)과 동일한 물질로 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 즉, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 도전막을 포함할 경우 도전막 위에 도전막에 비해서 상대적으로 압축되는 힘을 받는 도전막을 더 형성한다. Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a conductive film is formed on the
이후 도전막 위에 감광막을 형성하고 이를 식각 마스크로 도전막을 패터닝하여 복수의 소스 전극(173)을 각각 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175) 및 복수의 유지 축전기용 도전체(177)를 형성한다. Thereafter, a photosensitive film is formed on the conductive film, and the conductive film is patterned using an etch mask to form a plurality of
이어, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 상부의 감광막을 제거하거나 그대로 둔 상태에서, 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)로 덮이지 않고 노출된 불순물 반도체층(164) 부분을 제거함으로써 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161)과 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)을 완성하는 한편, 그 아래의 진성 반도체(154) 부분을 노출시킨다. Subsequently, the photosensitive layer on the
다음으로, 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 기판 위에 노출된 반도체(151) 부분을 덮도록 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물 질인 질화 규소 따위로 보호막(passivation layer)(180)을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 6A and 6B, an organic material having excellent planarization characteristics and photosensitivity so as to cover a portion of the
그런 다음 보호막(180)을 사진 식각 공정으로 식각하여 복수의 접촉구(182, 185, 187)를 형성한다. Then, the
감광성을 가지는 유기 물질로 보호막을 형성하는 경우에는 사진 공정만으로 접촉구르 형성할 수 있다. When the protective film is formed of an organic material having photosensitivity, the contact roll may be formed only by a photographic process.
접촉구(181, 182, 185, 187)는 게이트선 및 데이터선(121, 171)의 끝부분, 드레인 전극(175), 유지 축전기용 도전체(177)를 드러낸다. 이때, 게이트선(121)의 끝 부분을 드러내거나 게이트선(121)과 동일한 층으로 이루어진 다른 박막을 드러내는 경우에는 게이트 절연막(140)도 함께 식각한다. The contact holes 181, 182, 185, and 187 expose the ends of the gate and
다음, 마지막으로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 기판 위에 IZO 또는 ITO막을 스퍼터링으로 적층하고 사진 식각 공정으로 복수의 화소 전극(190)과 제1 및 제2 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성한다.
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the IZO or ITO film is deposited on the substrate by sputtering, and the plurality of
[제2 실시예] Second Embodiment
이상은 반도체층과 데이터선을 서로 다른 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 형성하는 제조 방법에 본 발명의 실시예를 적용하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 제조 방법은 제조 비용을 최소화하기 위하여 반도체층과 데이터선을 하나의 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서도 동일하게 적용할 수 있다. In the above description, the embodiment of the present invention is applied to a manufacturing method for forming a semiconductor layer and a data line by a photolithography process using different masks. However, the manufacturing method according to the present invention uses a semiconductor layer and data to minimize manufacturing costs. The same applies to the manufacturing method of the thin film transistor array panel for a liquid crystal display device in which lines are formed by a photolithography process using one photosensitive film pattern.
이에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. This will be described in detail with reference to the drawings.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 8는 도 7의 VIII-VII'선을 따라 자른 단면도이다. 7 is a layout view of a TFT panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VII ′ of FIG. 7.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조는 대개 도 1 및 도 2에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 층상 구조와 동일하다. 즉, 기판(110) 위에 복수의 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)이 형성되어 있고, 그 위에 게이트 절연막(140), 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체층(151), 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165)이 차례로 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(161, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 소스 전극(153)을 포함하는 복수의 데이터선(171), 복수의 드레인 전극(175), 복수의 유지 축전기용 도전체(177)가 형성되어 있고 그 위에 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180) 에는 복수의 접촉구(182, 185)가 형성되어 있으며, 보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(190)과 복수의 접촉 보조 부재가 형성되어 있다.As shown in Figs. 7 and 8, the layer structure of the thin film transistor array panel for liquid crystal display device according to the present embodiment is generally the same as the layer structure of the thin film transistor array panel for liquid crystal display devices shown in Figs. That is, the plurality of linear semiconductors including the plurality of
그러나 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판과 달리, 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 게이트선(121)에 확장부를 두는 대신 게이트선(121)과 동일한 층에 게이트선(121)과 전기적으로 분리된 복수의 유지 전극선(131)을 두어 드레인 전극(175)과 중첩시켜 유지 축전기를 만든다. 유지 전극선(131)은 공통 전압 따위의 미리 정해진 전압을 외부로부터 인가 받으며, 화소 전극(190)과 게이트선(121)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 유지 전극선(131)은 생략할 수도 있으며, 화소의 개구율을 극대화하기 위해 화소 영역의 가장자리에 배치할 수도 있다.However, unlike the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 and 2, the thin film transistor array panel according to the present embodiment is electrically connected to the
반도체층(151)은 박막 트랜지스터가 위치하는 돌출부(154)를 제외하면 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165,)와 실질적으로 동일한 평면 형태를 가지고 있다. 구체적으로는, 선형 반도체층(151)은 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165)의 아래에 존재하는 부분 외에도 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에 이들에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.The
또한, 제2 실시예는 데이터선이 삼중막 구조를 가지며, 제1 실시예와 같이 게이트선을 이중막 구조로 형성할 수도 있다. Further, in the second embodiment, the data line has a triple film structure, and as in the first embodiment, the gate line may be formed in a double film structure.
그럼 도 9a 및 도 13b에 도시한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법 첨부한 도면과 함께 기 설명한 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 9A and 13B will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8 described above with reference to the accompanying drawings.
도 9a, 도 11a, 도 12a 및 도 13a는 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법 중 중간 단계에서의 배치도로 이고, 도 9b는 도 9a의 IX-IX'선을 따라 자른 단면도이고, 도 10은 도 9b의 다음 단계에서의 단면도이고, 도11b는 도 11a의 XIb-XIb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 12b는 도 11의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 13b는 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이다. 9A, 11A, 12A, and 13A are layout views at an intermediate stage in the method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the second embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line IX-IX ′ of FIG. 9A. FIG. 10 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 9B, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XIb-XIb ′ of FIG. 11A, FIG. 12B is a cross-sectional view at the next step of FIG. 11, and FIG. 13B is a view of FIG. This is a cross section in the next step.
먼저, 도 9a 및 도 9b에 도시한 바와 같이, 기판(110) 위에 도전막을 형성한 후 사진 식각 공정으로 게이트 전극(124)을 가지는 게이트선(121)을 형성한다. First, as shown in FIGS. 9A and 9B, after forming a conductive film on the
다음 도 10에 도시한 바와 같이, 게이트선(121)을 덮는 질화 규소 등의 절연 물질을 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 그런 다음, 게이트 절연막(140) 위에 불순물이 도핑되지 않는 비정질 규소, 불순물이 도핑된 비정질 규소를 증착하여 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150), 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160)을 순차적으로 적층한다. 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150)은 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 등으로 형성하며 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160)은 인(P) 등의 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 또는 실리사이드로 형성한다. Next, as shown in FIG. 10, an insulating material such as silicon nitride covering the
그런 다음 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 제1 내지 제3 도전막(701~703)을 적층하여 삼중막으로 이루어지는 도전막(170)을 형성한다. Then, the first to third
제2 도전막(702)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 따위로 이루어진 도전 물질이며, 제1 및 제3 도전막(701, 703)은 몰리브덴 합금 계열 금속 따위로 이루어진 도전 물질로 예를 들면, Mo, MoN, MoZr, MoNb, MoW 등과 같은 도전 물질로 형성된다. 이때 제1 및 제3 도전막은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 좋으며, 제2 도전막보다 원자량이 많은 물질인 것이 바람직하다. The second
제1 및 제3 도전막(701, 702)은 제2 도전막(702)보다 상대적으로 높은 압축력을 가지므로 증착시 또는 이후의 제조 공정시에 제2 도전막(702)은 장력을 받으며, 이를 통하여 제2 도전막(702)에는 힐록이 발생하지 않는다. 여기서 Mo의 압축력은 -1 GPa ~ 10 GPa의 범위값을 가지고, MoN 및 MoZr은 -2 GPa ~ 5 GPa의 범위값 을 가지고, MoW는 -15 GPa ~ 15 GPa의 범위값을 가진다. 그리고 Al은 -0.2 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지고, AlNd는 0.1 GPa ~ 0.4 GPa의 범위값을 가지는 것이 바람직하다.Since the first and third
이때 제2 도전막이 제1 도전막보다 높은 압축력을 가지도록 하기 위해서는 증착 속도를 느리게 하거나 증착 압력을 높게 하여 형성할 수 있다. In this case, in order to have a higher compressive force than the first conductive film, the second conductive film may be formed by slowing the deposition rate or increasing the deposition pressure.
이후 도전막(170) 위에 감광막을 형성한 후 노광 및 현상하여 서로 다른 두께를 가지는 감광막 패턴(52, 54)을 형성한다. Thereafter, a photoresist layer is formed on the
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 노광 마스크에 투명 영역(transparent area)과 차광 영역(light blocking area)뿐 아니라 반투광 영역(transparent area)을 두는 것이 그 예이다. 반투광 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우가 가능한 감광막을 사용하는 것이다. 즉, 투명 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 마스크로 리플로우 가능한 감광막 패턴을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성한다. As such, there may be various methods of varying the thickness of the photoresist film according to the position, and it is not only to have a transparent area and a light blocking area but also a translucent area in the exposure mask. That's an example. The semi-transmissive region includes a slit pattern, a lattice pattern, or a thin film having a medium transmittance or a medium thickness. When using the slit pattern, it is preferable that the width of the slits and the interval between the slits are smaller than the resolution of the exposure machine used for the photographic process. Another example is to use a photoresist film that can be reflowed. That is, a thin portion is formed by forming a reflowable photoresist pattern with a normal mask having only a transparent region and a light shielding region and then reflowing so that the photoresist film flows into an area where no photoresist remains.
적절한 공정 조건을 주면 감광막 패턴(52, 54)의 두께 차 때문에 하부 층들을 선택적으로 식각할 수 있다. 따라서 일련의 식각 단계를 통하여 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같은 복수의 소스 전극(173)을 각각 포함하는 복수의 데이터선 (171) 및 복수의 드레인 전극(175)을 형성하고 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165), 그리고 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체층(151)을 형성한다. Given the appropriate process conditions, the lower layers may be selectively etched due to the difference in thickness of the
설명의 편의상, 배선이 형성될 부분의 도전막(170), 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150)의 부분을 배선 부분(A)이라 하고, 채널이 형성되는 부분에 위치한 불순물 도핑된 비정질 규소막(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150)의 부분을 채널 부분(B)이라 하고, 채널 및 배선 부분을 제외한 영역에 위치하는 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160), 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150)의 부분을 기타 부분(C)이라 하자. For convenience of description, the
이러한 구조를 형성하는 순서의 한 예는 다음과 같다. One example of the order of forming such a structure is as follows.
먼저, (1) 기타 부분(C)에 불순물 비정질 규소막(160) 및 비정질 규소막(150)을 제거, (2) 채널 부분(B)에 위치한 감광막(54)제거, (3) 채널 부분(B)에 위치한 불순물 비정질 규소막(160) 제거, 그리고 (4) 배선 부분(A)에 위치한 감광막(52) 제거하는 순으로 진행하는 것이다.First, (1) removing the impurity
그 외 방법으로는 (1) 채널 부분(B)에 위치한 감광막(54) 제거, (3) 기타 부분(C)에 위치한 불순물 비정질 규소막(160) 및 비정질 규소막(150) 제거, (4) 채널 부분(B)에 위치한 도전막 제거, (5) 배선 영역(A)에 위치한 감광막(52) 제거, 그리고 (6) 채널 부분(B)에 위치한 불순물 비정질 규소막(160)을 제거하는 순으로 진행할 수 도 있다. Other methods include (1) removing the photosensitive film 54 located in the channel portion B, (3) removing the impurity
여기에서는 첫 번째 예에 대하여 설명한다. This section describes the first example.
먼저 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, 기타 영역(C)에 노출되어 있는 도전막(170)을 습식 식각 또는 건식 식각으로 제거하여 그 하부의 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160)의 기타 부분(C)을 노출시킨다. First, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
아직 데이터선과 드레인 전극이 붙어 있는 상태(174)이다. 건식 식각을 사용하는 경우에는 감광막(52, 54)의 위 부분이 어느 정도의 두께로 깎여 나갈 수 있다. The data line and the drain electrode are still attached (174). In the case of using dry etching, the upper portions of the
다음으로 기타 부분(C)에 위치한 불순물이 도핑된 비정질 규소막(160) 및 그 하부의 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막(150)을 제거함과 더불어, 채널 부분(B)의 감광막(54)을 제거하여 하부의 삼중막(174a~174c)으로 이루어지는 도전막(174)을 노출시킨다. Next, the
채널 부분(B)의 감광막의 제거는 기타 영역(C)의 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160) 및 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150)의 제거와 동시에 하거나 따로 수행한다. 채널 영역(B)에 남아 있는 감광막(54) 찌꺼기는 애싱(ashing)으로 제거한다. 이 단계에서 반도체층(151, 154)이 완성된다. Removal of the photoresist of the channel portion B may be performed simultaneously with or separately from the removal of the
여기서, 도전막(170)이 건식 식각이 가능한 물질인 경우에는 그 하부의 불순물이 도핑된 비정질 규소층(160)과 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소층(150)을 연속하여 건식 식각함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있으며, 이 경우에 동일한 식각 챔버에서 세 층(170, 160, 150)에 대한 건식 식각을 연속 수행하는 인 시튜(in-situ) 방법으로 행할 수도 있으며, 그렇지 않을 수도 있다. Here, when the
다음 도 13a 및 도 13b에 도시한 바와 같이, 채널 부분(B)에 위치한 도전막 (174) 및 불순물이 도핑된 비정질 규소층(164)을 식각하여 제거한다. 또한, 남아 있는 배선 부분(A)의 감광막(52)도 제거한다. Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, the
이때 채널 부분(B)에 위치한 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막의 상부가 일부 제거되어 두께가 작아질 수도 있으며, 배선 부분(A)의 감광막(52)도 이때 어느 정도 식각될 수 있다. In this case, the upper portion of the amorphous silicon film that is not doped with impurities in the channel portion B may be partially removed to reduce the thickness, and the
이렇게 하면, 도전막(174) 각각이 삼중막(171a~171c, 175a~175c)으로 이루어지는 하나의 데이터선(171)과 복수의 드레인 전극(175)으로 분리되면서 완성되고, 불순물이 도핑된 비정질 규소막(164)도 선형 저항성 접촉 부재(161)와 섬형 저항성 접촉 부재(165)으로 나뉘어 완성된다 In this way, each of the
다음, 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 데이터선(171, 173) 및 드레인 전극(175)에 의해 가려지지 않는 반도체층(154)을 덮도록 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위로 보호막(180)을 형성한다. 이후 보호막(180)을 식각하여 접촉구(182, 185)를 형성한다. Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, the planarization characteristic is excellent and photosensitivity is provided so as to cover the
이어, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 기판(110)에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질을 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 식각하여 접촉구(182)를 통해 데이터선의 한쪽 끝부분과 각각 연결되는 접촉 보조 부재(82), 접촉구(185)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190)을 형성한다.
Subsequently, as shown in FIGS. 7 and 8, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited on the
[제3 실시예]Third Embodiment
이상 설명한 실시예와 달리 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판에는 색필터가 함께 형성될 수 있다. Unlike the above-described embodiment, the color filter may be formed on the thin film transistor array panel of the liquid crystal display.
본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 대부분의 단층 구조가 제1 및 제2 실시예와 동일하다. In the thin film transistor array panel according to the exemplary embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 14 and 15, most single layer structures are the same as those of the first and second embodiments.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 15는 도 14의 XV-XV'선을 따라 자른 단면도이다. FIG. 14 is a layout view of a thin film transistor array panel according to a third exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV ′ of FIG. 14.
도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 실시예와 거의 동일한 층간 구조를 가진다. 절연 기판(110) 위에는 이중막(121a, 121b, 124a, 124b, 127a, 127b)로 이루어지는 게이트선(121, 124, 127)이 형성되어 있고, 게이트선(121, 124, 127) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)가 형성되어 있다.As shown in Figs. 14 and 15, they have substantially the same interlayer structure as those of the first and second embodiments.
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177) 위에는 색필터(230R, 230G, 230B)가 형성되어 있다. 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)에 가려지지 않고 노출된 반도체층(154) 위에는 보호막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. Color filters 230R, 230G, and 230B are formed on the
색필터(230R, 230G, 230B)는 데이터선(171)에 의해 구획되는 화소 열을 따라 데이터선(171)과 나란한 방향으로 적, 녹, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)가 길게 뻗어 있으며, 화소 열에 교번하여 형성되어 있다.
The color filters 230R, 230G, and 230B extend the red, green, and
여기서 적, 녹, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)는 외부 회로와 접합되는 게이트선(121) 또는 데이터선(171)의 끝부분에는 형성하지 않는다. 그리고 이들(230R, 230G, 230B)의 가장자리는 데이터선(171) 상부에서 중첩되어 있다. 이처럼 색필터(230R, 230G, 230B)의 가장자리를 중첩하여 형성함으로써 화소 영역의 사이에서 누설되는 빛을 차단하는 기능을 가지며, 데이터선(171)의 상부에서는 적, 녹, 청의 색필터를 함께 중첩하여 배치할 수도 있다. Here, the red, green, and
그리고 색필터(230R, 230G, 230B) 위에 층간 절연막(180)이 더 형성되어 있다. 층간 절연막(180)은 색필터(230R, 230G, 230B)의 안료가 화소 전극(190)으로 유입되는 것을 방지한다. An interlayer insulating
이처럼 색필터가 박막 트랜지스터 표시판에 형성되면 상부 표시판에 블랙 매트릭스를 박막 트랜지스터 표시판에만 형성할 수 있으므로, 화소의 개구율을 증가시킨다. As such, when the color filter is formed on the thin film transistor array panel, a black matrix may be formed only on the thin film transistor array panel on the upper panel, thereby increasing the aperture ratio of the pixel.
이상 설명한 본 발명의 실시예 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 도 16a 내지 도 17b를 참조하여 상세히 설명한다. A method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the exemplary embodiment of the present invention described above will be described in detail with reference to FIGS. 16A to 17B.
도 16a 및 도 17a는 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법 중 중간 단계에서의 배치도이고, 도 16b는 도 16a의 XVIb-XVIb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 17b는 도 17a의 XVIIb-XVIIb'선을 따라 자른 단면도이다. 16A and 17A are layout views at an intermediate stage in the method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the third embodiment, FIG. 16B is a cross-sectional view taken along the line XVIb-XVIb ′ of FIG. 16A, and FIG. 17B is a cross-sectional view of FIG. 17A. Sectional drawing taken along the line XVIIb-XVIIb '.
먼저, 제1 실시예의 도 3a 내지 도 5b에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 게이트선(121), 유지 전극선(131), 게이트 절연막(140), 반도체층(151, 154), 저항성 접촉 부재(161, 163, 165)를 형성한다. 다음 저항성 접촉 부재 (161, 163, 165) 위에 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)를 형성한다. First, as shown in FIGS. 3A to 5B of the first embodiment, the
그런 다음 도 17a 및 도 17b에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 청색 안료를 포함하는 감광성 유기 물질을 각각 차례로 도포하고 각각의 사진 공정을 통하여 적, 녹, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)를 차례로 형성한다. 이때 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 물질을 적층하여 보호막(도시하지 않음)을 형성한 후 색필터를 형성할 수 있다. 이는 색필터의 안료로부터 반도체층을 보호한다. Then, as shown in FIGS. 17A and 17B, the photosensitive organic materials including red, green, and blue pigments are applied in turn, and the red, green, and
마스크를 이용한 사진 공정으로 적, 녹, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)를 형성할 때 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 대응하는 부분에 개구부(235, 237)를 형성한다. When the red, green, and
이후, 도 18a 및 도 18b에 도시한 바와 같이, 색필터(230R, 230G, 230B)의 상부에 4.0 이하의 저유전율을 가지는 유기 물질을 도포하여 층간 절연막(180)을 형성한다. 18A and 18B, an
그런 다음 층간 절연막(180)을 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 개구부(235, 237)를 노출하는 접촉구(182, 185, 187)를 형성한다. 접촉구를 형성하는 방법은 제1 또는 제2 실시예에서와 동일하다. Then, the
이후 도 14 및 도 15에서 보는 바와 같이, 기판(110)에 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질을 증착하고, 사진 식각 공정으로 개구부(235, 237) 및 접촉구(185, 187)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190)을 형성한다. Thereafter, as shown in FIGS. 14 and 15, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited on the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
이처럼 본 발명에서는 하부막은 신장되는 힘을 받도록 형성하고 상부막은 상대적으로 압축되는 힘을 받도록 형성하여 알루미늄으로 형성한 하부막에 힐록의 발생을 최소화한다. 그리고 상부막의 크랙 형성도 최소화할 수 있어 이들 배선과 접촉하는 상부 도전막의 접촉 특성을 향상시킴으로써 신호가 끊기거나 하지 않아 고품질의 박막 트랜지스터 표시판을 제공할 수 있다.
As such, in the present invention, the lower layer is formed to receive the stretching force and the upper layer is formed to receive the relatively compressive force to minimize the occurrence of hillock on the lower layer formed of aluminum. In addition, the formation of cracks in the upper layer can be minimized, thereby improving the contact characteristics of the upper conductive layer in contact with these wirings, thereby providing a high quality thin film transistor display panel without interrupting the signal.
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KR1020040077495A KR20060028517A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Thin film transistor array panel and method for manufacturing the same |
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Cited By (2)
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WO2013044528A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 深圳市华星光电技术有限公司 | Thin film transistor and manufacturing method thereof, array substrate and liquid crystal display device |
KR101299699B1 (en) * | 2006-12-15 | 2013-08-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | Plane Display Panel and Method for Fabricating Thereof using the Thin Film Transistor |
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2004
- 2004-09-24 KR KR1020040077495A patent/KR20060028517A/en not_active Application Discontinuation
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