KR20060084488A - Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 두께가 다른 제1 및 제2 부분을 가지는 차단막, 차단막의 제1 부분 위에 형성되어 있는 반도체, 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 데이터선, 그리고 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 화소 전극을 포함하고, 제1 부분은 제2 부분보다 두껍게 형성되어 있다.The thin film transistor array panel according to the present invention is formed on a substrate, a blocking film having first and second portions having different thicknesses, a semiconductor formed on the first portion of the blocking film, a gate insulating film formed on the semiconductor, and a gate insulating film. A gate line formed, a data line formed over the gate insulating film, and a pixel electrode formed over the gate insulating film, wherein the first portion is formed thicker than the second portion.
결정화, SLS, 크기, 열전도Crystallization, SLS, size, heat conduction
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II'-II"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along the line II-II'-II ".
도 3는 본 발명의 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따른 제조하는 방법의 첫 번째 단계에서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view at a first stage of a method of manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 and 2 of the present invention according to one embodiment of the present invention.
도 4a는 도 3의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.4A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 3.
도 4b는 도 4a의 IVb-IVb'-IVb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.4B is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb′-IVb ″ of FIG. 4A.
도 5a는 도 4a의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다. FIG. 5A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 4A.
도 5b는 도 5a의 Vb-Vb'-Vb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb′-Vb ″ of FIG. 5A.
도 6은 도 5b의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 단면도로 도 5a의 Vb-Vb'-Vb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 5B taken along the line Vb-Vb′-Vb ″ of FIG. 5A.
도 7a는 도 6의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.FIG. 7A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 6.
도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'-VIIb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb′-VIIb ″ of FIG. 7A.
도 8a는 도 7a의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다. 8A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 7A.
도 8b는 도 8a의 VIIIb-VIIIb'-VIIIb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb'-VIIIb ″ of FIG. 8A.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이다.9 is a layout view illustrating a structure of a thin film transistor array panel for an organic light emitting diode display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10 및 11은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 X-X’, XI-XI’선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.10 and 11 are cross-sectional views of the thin film transistor array panel of FIG. 9 taken along lines X-X 'and XI-XI'.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
70: 발광층70: light emitting layer
110: 기판110: substrate
121: 게이트선121: gate line
133: 유지 전극133: sustain electrode
151, 151a, 151b: 반도체151, 151a, 151b: semiconductor
171: 데이터선171: data line
190: 화소 전극190: pixel electrode
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것으로 특히, 다결정 규소로 이루어지는 반도체를 가지는 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
박막 트랜지스터 표시판은 박막 트랜지스터에 의하여 구동되는 복수의 화소 를 가지는 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치(organic light display, OLED) 등 평판 표시 장치의 한 기판으로 사용된다. The thin film transistor array panel is used as a substrate of a flat panel display such as a liquid crystal display or an organic light display (OLED) having a plurality of pixels driven by the thin film transistor.
액정 표시 장치는 전기장을 생성하는 전계 생성 전극과 그 사이의 액정층을 포함한다. 이러한 액정 표시 장치에서는 두 전계 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 조절하여 영상을 표시한다. 이 경우 박막 트랜지스터는 전극에 인가되는 신호를 제어하는 데 사용된다. The liquid crystal display includes a field generating electrode for generating an electric field and a liquid crystal layer therebetween. In such a liquid crystal display, an electric field is formed on the liquid crystal layer by applying a voltage to two field generating electrodes to determine the alignment of liquid crystal molecules and to adjust the polarization of incident light to display an image. In this case, the thin film transistor is used to control the signal applied to the electrode.
유기 발광 표시 장치는 발광성 유기 물질을 여기 발광시켜 영상을 표시하는 자기 발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극(애노드)과 전자 주입 전극(캐소드)과 이들 사이에 들어 있는 유기 발광층을 포하하고, 유기 발광층에 정공과 전자를 주입하면, 이들이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 낸다. The organic light emitting diode display is a self-emission display device that displays an image by exciting an emission of a light emitting organic material. The organic light emitting diode display includes a hole injection electrode (anode), an electron injection electrode (cathode), and an organic light emitting layer interposed therebetween, and when holes and electrons are injected into the organic light emitting layer, they are paired up and extinguished to emit light. .
유기 발광 표시 장치의 각각의 화소에는 두 개의 박막 트랜지스터 즉, 구동 박막 트랜지스터와 스위칭 트랜지스터가 구비되어 있는다. 발광을 위한 전류를 공급하는 구동 박막 트랜지스터의 전류량은 스위칭 트랜지스터를 통해 인가되는 데이터 신호에 의해 제어된다. 널리 사용되는 박막 트랜지스터는 비정질 규소(amorphous silicon) 또는 다결정 규소(crystalline silicon) 등으로 이루어진다. 비정질 규소는 낮은 온도에서 증착하여 박막(thin film)을 형성하는 것이 가능하여, 주로 낮은 용융점을 가지는 유리를 기판으로 사용하는 표시 장치에 많이 사용된다. Each pixel of the OLED display includes two thin film transistors, that is, a driving thin film transistor and a switching transistor. The amount of current of the driving thin film transistor that supplies a current for light emission is controlled by a data signal applied through the switching transistor. Widely used thin film transistors are made of amorphous silicon, polycrystalline silicon, or the like. Amorphous silicon can be deposited at a low temperature to form a thin film, and thus is mainly used in display devices using glass having a low melting point as a substrate.
그러나 비정질 규소 박막은 낮은 전계 효과 이동도 등의 문제점으로 표시 소자의 대면적화에 어려움이 있다. 그래서 높은 전계 효과 이동도와 고주파 동작 특성 및 낮은 누설 전류(leakage current) 의 전기적 특성을 가진 다결정 규소(poly crystalline silicon)의 응용이 요구되고 있다. However, the amorphous silicon thin film has difficulty in large area of the display device due to problems such as low field effect mobility. Therefore, there is a demand for the application of polycrystalline silicon having high field effect mobility, high frequency operating characteristics, and low leakage current electrical characteristics.
이러한 다결정 규소를 이용한 박막의 전기적 특성은 결정립(grain)의 크기 및 균일도(uniformity)에 큰 영향을 받는다. 즉, 입자의 크기 및 균일도가 증가함에 따라 전계 효과 이동도도 따라 증가한다. 따라서 입자를 크게 하면서도 균일한 다결정 규소를 형성하는 방법에 관심이 높아지고 있다. The electrical properties of the thin film using such polycrystalline silicon are greatly influenced by the size and uniformity of the grains. That is, as the size and uniformity of the particles increase, the field effect mobility also increases. Therefore, there is increasing interest in a method of forming uniform polycrystalline silicon while increasing the particle size.
본 발명의 기술적 과제는 다결정 규소의 결정립의 크기를 최대화하여 전자의 이동도를 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An aspect of the present invention is to provide a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same that can maximize the size of crystal grains of polycrystalline silicon to improve electron mobility.
위와 같은 과제를 이루기 위하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 형성되어 있으며 두께가 다른 제1 및 제2 부분을 가지는 차단막, 차단막의 제1 부분 위에 형성되어 있는 반도체, 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 게이트선, 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 데이터선, 그리고 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 화소 전극을 포함하고, 제1 부분은 제2 부분보다 두껍게 형성되어 있다. In order to achieve the above object, the thin film transistor array panel according to the present invention is formed on a substrate, a substrate having a first and second portions having different thicknesses, a semiconductor formed on the first portion of the circuit, and a semiconductor formed on the semiconductor. A gate insulating film, a gate line formed over the gate insulating film, a data line formed over the gate insulating film, and a pixel electrode formed over the gate insulating film, the first portion is formed thicker than the second portion.
그리고 제1 부분은 약 5,000Å이고, 제2 부분은 약 2,000Å인 것이 바람직하다. And the first portion is about 5,000 mm 3, and the second portion is about 2,000 mm 3.
또한, 게이트선과 나란한 유지 전극선을 더 포함할 수 있다.The display device may further include a storage electrode line parallel to the gate line.
또한, 절연 기판과 반도체 사이에 형성되어 있는 차단막을 더 포함할 수 있다.In addition, the insulating film may further include a blocking film formed between the semiconductor.
또한, 게이트선 및 데이터선과 화소 전극 사이에 형성되어 있는 보호막을 더 포함할 수 있다.The semiconductor device may further include a passivation layer formed between the gate line and the data line and the pixel electrode.
또한, 화소 전극 상부에 형성되어 있는 격벽, 격벽에 둘러싸진 발광층을 더 포함할 수 있다.The display device may further include a partition formed on the pixel electrode and a light emitting layer surrounded by the partition.
상기한 다른 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 기판 위에 두께가 다른 제1 및 제2 부분을 가지는 차단막을 형성하는 단계, 차단막 위에 비정질 규소로 이루어진 반도체막을 형성하는 단계, 반도체막을 순차적 측면 고상화 기술로 결정화 하는 단계, 반도체막을 패터닝하여 제1 부분 위에 반도체를 형성하는 단계, 반도체 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 게이트선을 형성하는 단계, 게이트선을 마스크로 반도체에 도전형 불순물 이온을 도핑하는 단계, 게이트선과 교차하는 데이터선을 형성하는 단계, 데이터선과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 제1 부분은 제2 부분보다 두껍게 형성한다.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 blocking film having first and second portions having different thicknesses on a substrate, forming a semiconductor film formed of amorphous silicon on the blocking film, and a semiconductor. Crystallizing the film by a sequential lateral solidification technique, patterning the semiconductor film to form a semiconductor on the first portion, forming a gate insulating film on the semiconductor, forming a gate line on the gate insulating film, semiconductor using the gate line as a mask Doping the conductive impurity ions into the semiconductor substrate, forming a data line crossing the gate line, and forming a pixel electrode connected to the data line, wherein the first portion is formed thicker than the second portion.
그리고 결정화 하는 단계에서, 제2 부분보다 제1 부분의 결정립이 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.In the crystallization step, it is preferable that the grains of the first portion are formed larger than the second portion.
또한, 차단막을 형성하는 단계는, 기판 위에 절연 물질을 증착하여 절연막을 형성하는 단계, 절연막 위에 두께가 다른 감광막 패턴을 형성하는 단계, 감광막 패 턴을 마스크로 절연막을 식각하여 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the forming of the blocking film may include forming an insulating film by depositing an insulating material on a substrate, forming a photosensitive film pattern having a different thickness on the insulating film, and etching the insulating film using a photosensitive film pattern as a mask.
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 붙였다. 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.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대해서 설명한다. A thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 다결정 규소 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 상세하게 설명한다. First, a polysilicon thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II'-II"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an 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 a line II-II'-II ".
투명한 절연 기판(110) 위에 산화 규소(SiO2) 또는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 차단막(blocking film)(111)이 형성되어 있다. 차단막(111)은 다른 부분에 비해서 상대적으로 두꺼운 제1 부분(A)과 제1 부분(A)에 비해서 얇게 형성되어 있는 제2 부분(B)을 포함한다. 제1 부분(A)은 5,000Å의 두께로 형성되어 있고, 제2 부분(B)은 2,000Å의 두께로 형성되어 있다. A blocking
차단막(111)의 제1 부분(A) 위에는 다결정 규소 따위로 이루어진 복수의 섬형 반도체(151)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(151)의 폭은 제1 부분(A)의 폭보다 넓거나 좁을 수 있는데, 도시한 바와 달리 반도체(151)의 폭이 제1 부분(A)보다 좁게 형성할 수도 있으며, 도시한 바와 같이 넓은 경우에는 제1 부분(A)의 측면 경사각을 좁을 경우보다 더욱 완만하게 형성하는 것이 바람직하다.On the first portion A of the
섬형 반도체(151)는 가로로 길며 그 양 쪽 끝부분은 다른 층과의 접속을 위하여 면적이 넓다. The island-
각각의 반도체(151)는 도전성 불순물을 함유하는 불순물 영역(extrinsic region)과 도전성 불순물을 거의 함유하지 않은 진성 영역(intrinsic region)을 포함하며, 불순물 영역에는 불순물 농도가 높은 고농도 영역(heavily doped region)과 불순물 농도가 낮은 저농도 영역(lightly doped region)이 있다. Each
진성 영역은 서로 떨어져 있는 두 개의 채널 영역(channel region)(154a, 154b)을 포함한다. 그리고 고농도 불순물 영역은 채널 영역(154a, 154b)을 중심으로 서로 분리되어 있는 복수의 소스/드레인 영역(source/drain region)(153, 155, 157)을 포함한다. 소스/드레인 영역은 본 발명의 실시예보다 더 적게 또는 더 많은 수로 형성될 수 있으며, 따라서 채널 영역의 수도 더 적게 또는 더 많은 수로 형성 된다.The intrinsic region includes two
그리고 소스/드레인 영역(153, 155, 157)과 채널 영역(154a, 154b) 사이에 위치한 저농도 불순물 영역(152a, 152b)은 저농도 도핑 드레인 영역(lightly doped drain region, LDD region)이라고 하며 그 폭이 다른 영역보다 좁다. The low
여기에서 도전성 불순물로는 붕소(B), 갈륨(Ga) 등의 P형 불순물과 인(P), 비소(As) 등의 N형 불순물을 들 수 있다. 저농도 도핑 영역(152a, 152b)은 박막 트랜지스터의 누설 전류(leakage current)나 펀치스루(punch through) 현상이 발생하는 것을 방지하며, 저농도 도핑 영역(152a, 152b)은 불순물이 들어있지 않은 오프셋(offset) 영역으로 대체할 수 있다. Examples of the conductive impurity include P-type impurities such as boron (B) and gallium (Ga) and N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As). The lightly doped
반도체(151) 및 차단막(111) 위에는 질화 규소 또는 산화 규소로 이루어진 수백 Å 두께의 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있다. On the
게이트 절연막(140) 위에는 주로 가로 방향으로 뻗은 복수의 게이트선(gate line)(121)과 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(131)이 형성되어 있다. A plurality of
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며, 반도체(151)의 일부분은 위로 돌출하여 반도체(151)의 채널 영역(154a, 154b)과 중첩하는 복수의 돌출부를 포함한다. 이처럼 채널 영역 (154a, 154b)과 중첩하는 게이트선(121)의 일부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극(124a, 124b)으로 사용된다. 게이트 전극(124a, 124b)은 저농도 도핑 영역(152a, 152b)과도 중첩될 수 있다. The
게이트선(121)의 한 쪽 끝 부분은 다른 층 또는 외부의 구동 회로와 접속하기 위하여 면적이 넓을 수 있으며, 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시 하지 않음)가 기판(110) 위에 집적되는 경우 게이트선(121)이 게이트 구동 회로에 바로 연결될 수 있다. One end portion of the
유지 전극선(131)은 두 게이트선(121)의 사이에 위치하며 두 게이트선(121) 중 아래 쪽에 인접해 있다. 유지 전극선(131)은 위쪽의 게이트선(121) 부근까지 세로 방향으로 뻗은 유지 전극(133)을 포함하며, 공통 전극(도시하지 않음)에 인가되는 공통 전압(common voltage) 등 소정의 전압을 인가 받는다. The storage electrode line 131 is positioned between the two
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 이루어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 ??음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이중 한 도전막은 게이트선(121)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열의 금속, 은 계열의 금속, 구리 계열의 금속으로 이루어진다. 다른 하나의 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 또는 티타늄 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. The
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 상부의 박막이 부드럽게 연결 될 수 있도록 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있다. Side surfaces of the
게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 게이트 절연막(140) 위에는 층간 절연막(interlayer insulating film)(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위로 형성할 수 있다. 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에는 가장 바깥 쪽에 위치한 소스/드레인 영역(153, 155)을 각각 노출하는 복수의 접촉 구멍(163, 165)이 형성되어 있다. An interlayer insulating
층간 절연막(160) 위에는 게이트선(121)과 교차하는 복수의 데이터선(date line)(171) 및 복수의 출력 전극(175)이 형성되어 있다. A plurality of
각각의 데이터선(171)은 접촉 구멍(163)을 통해 소스/드레인 영역(153)과 연결되어 있는 입력 전극(173)을 포함한다. 데이터선(171)의 한쪽 끝 부분은 다른 층 또는 외부의 구동 회로와 접속하기 위하여 면적이 넓을 수 있으며, 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110) 위에 집적되는 경우 데이터선(171)이 데이터 구동 회로에 바로 연결될 수 있다. 인접한 두 데이터선(171) 사이에는 유지 전극(133)이 위치한다. Each
출력 전극(175)은 입력 전극(173)과 떨어져 있으며 접촉 구멍(165)을 통해 소스/드레인 영역(155)과 연결되어 있다. The
데이터선(171) 및 출력 전극(175)은 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 따위의 내화성 금속(refratory metal) 또는 이들의 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나 이들 또한 게이트선(121)과 같이 저항이 낮은 도전막과 접촉 특성이 좋은 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다. 다층막 구조의 예로는 앞서 설명한 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 또는 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막의 이중막 외에도 몰리브덴막-알루미늄막-몰리브덴막의 삼중막을 들 수 있다. The
데이터선(171) 및 출력 전극(175)의 측면 또한 기판(110) 면에 대하여 경사진 것이 바람직하다. Side surfaces of the
데이터선(171), 출력 전극(175) 및 층간 절연막(160) 위에는 평탄화 특성이 우수한 유기물 따위로 만들어진 보호막(passivation)(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 감광성(photosensitivity)을 가지는 물질로 사진 공정만으로 만들어질 수도 있다. 보호막(180)은 또한 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 유전 상수 4.0 이하의 저유전율 절연 물질 또는 질화 규소 따위의 무기물로 이루어질 수도 있으며, 무기물로 이루어진 하부막과 유기물로 이루어진 상부막을 포함할 수도 있다.그리고 보호막(180)은 출력 전극(175)을 노출하는 복수의 접촉 구멍(185) 및 데이터선(171)의 한쪽 끝부분을 노출하는 복수의 접촉 구멍(182)을 가진다.A
보호막(180b) 위에는 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide) 등과 같이 투명한 도전 물질 또는 알루미늄이나 은 등 불투명한 반사성 도전 물질로 이루어지는 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 접촉 보조 부재(82)가 형성되어 있다. On the passivation layer 180b, a
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통해 소스/드레인 영역(155)에 연결된 출력 전극(175)과 연결되어 소스/드레인 영역(155) 및 출력 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. The
접촉 보조 부재(82)는 데이터선(171)의 끝 부분과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압을 인가 받는 공통 전극과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자들의 방향을 결정한다. The
액정 표시 장치의 경우, 화소 전극(190)과 공통 전극은 축전기[이하 '액정 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 capacitor)라 한다. 유지 축전기는 화소 전극(190)과 유지 전극(133)을 비롯한 유지 전극선(131)의 중첩으로 만들어진다. 필요로 하는 유지 축전량에 따라서 유지 전극(133)을 형성하지 않을 수 있다. In the case of the liquid crystal display, the
화소 전극(190)은 데이터선(171)과 중첩할 수 있으며 이는 개구율을 향상하기 위한 것이다.The
그러면 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 8b와 함께 앞서의 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel illustrated in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, together with FIGS. 3 to 8B.
도 3는 본 발명의 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따른 제조하는 방법의 첫 번째 단계에서의 단면도이고, 도 4a는 도 3의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 4b는 도 4a의 IVb- IVb'-IVb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5a는 도 4a의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 5b는 도 5a의 Vb-Vb'-Vb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5b의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 단면도로 도 5a의 Vb-Vb'-Vb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 7a는 도 6의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'-VIIb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8a는 도 7a의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 8b는 도 8a의 VIIIb-VIIIb'-VIIIb"선을 따라 잘라 도시한 단면도이다. 3 is a cross-sectional view at a first stage of a method of manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 and 2 of the present invention according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a thin film transistor at the next stage of FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVb-IVb′-IVb ″ of FIG. 4A, FIG. 5A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 4A, and FIG. 5B is a view of FIG. 5A. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb'-Vb ', and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line Vb-Vb'-Vb' of FIG. FIG. 7A is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb′-VIIb ″ of FIG. 7A, and FIG. 8A is a cross sectional view of the next step of FIG. 7A. 8B is a layout view of a thin film transistor array panel, and FIG. 8B is a VI of FIG. 8A It is sectional drawing cut along the IIb-VIIIb'-VIIIb "line.
먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단막(111)을 형성한다. 이후 차단막(111)의 상부를 사진 식각 공정으로 일부 제거하여 두께가 다른 제1 및 제2 부분(A, B)을 형성한다. 여기서 사진 식각 공정은 차단막(111) 위에 감광막을 형성하고, 슬릿(S)을 가지는 광마스크(MP)를 이용하여 노광 및 현상하여 두께가 다른 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 그리고 감광막 패턴(PR)을 마스크로 차단막(111)을 식각하여 형성한다. First, as shown in FIG. 3, the
다음, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD), 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 비정질 규소로 이루어진 반도체막을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, a semiconductor film made of amorphous silicon is formed by a method such as chemical vapor deposition (CVD), sputtering, or the like.
다음 순차적 측면 고상화 방식으로 반도체막(150)을 결정화한다. 이때 차단막(111)의 두께 차로 인해서 결정립의 크기가 달라진다. 즉, 차단막(111)의 제1 부분(A)은 제2 부분(B)보다 두꺼워 제2 부분(B)보다 상대적으로 열이 천천히 빠져 나간다. 그래서 결정립의 크기가 제2 부분(B)보다 제1부분(A)의 결정립이 더 크게 형성된다. Next, the
그런 다음 반도체막을 패터닝하여 반도체(151)를 형성한다. Then, the semiconductor film is patterned to form a
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판 위에 화학 기상 증착 방법으로 게이트 절연막(140)을 형성한다. 그리고 게이트 절연막(140) 위에 스퍼터링 따위로 금속막을 적층하고 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 감광막 패턴(PR)을 식각 마스크로 금속막을 식각하여 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121) 및 유지 전극(133)을 포함하는 복수의 유지 전극선(131)을 형성한다. As shown in FIGS. 5A and 5B, the
이때 식각 시간을 충분히 길게 하여 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 경계선이 감광막 패턴(PR)의 안쪽에 위치하게 한다. In this case, the etching time is sufficiently long so that the boundary line between the
이어 감광막 패턴(PR)을 이온 주입 마스크로 삼아 섬형 반도체(151)에 N형 또는 P형 불순물 이온을 고농도로 주입하여 소스/드레인 영역(153, 155, 157)을 포함하는 복수의 고농도 불순물 영역을 형성한다. Subsequently, a high concentration of N-type or P-type impurity ions are implanted into the island-
다음 도 6에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 제거한 후 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 이온 주입 마스크로 섬형 반도체(151)에 N형 또는 P형 불순물 이온을 저농도로 도핑하여 복수의 저농도 불순물 영역(152a, 152b)을 형성한다. 이와 같이 하면, 소스/드레인 영역(153, 155, 157) 사이에 위치하는 게이트 전극(124) 아래 영역은 채널 영역(154a, 154b)이 된다. Next, as shown in FIG. 6, after removing the photoresist pattern PR, the island-
저농도 불순물 영역(152a, 152b)은 이상에서 설명한 감광막 패턴 이외에 서로 다른 식각 비를 가지는 금속막을 이용하거나, 게이트선(121) 및 유지 전극선 (131)의 측벽에 스페이서(spacer) 등을 만들어 형성할 수 있다. The low
이후 도 7a 및 도 7b에서와 같이, 기판(110) 전면에 층간 절연막(160)을 적층하고 사진 식각하여 양쪽 끝의 소스/드레인 영역(153, 155)을 각각 노출하는 복수의 접촉 구멍(163, 165)을 형성한다. 7A and 7B, the plurality of
다음 층간 절연막(160) 위에 접촉 구멍(163, 165)을 통해 각각 소스/드레인 영역(153)과 연결되는 입력 전극(173)을 가지는 복수의 데이터선(171) 및 복수의 출력 전극(175)을 형성한다. Next, a plurality of
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 보호막(180)을 적층하고 사진 식각하여 출력 전극(175)을 노출하는 복수의 접촉 구멍(185)을 형성한다. As shown in FIGS. 8A and 8B, the
마지막으로 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 사진 공정으로 보호막(180)의 일부를 제거하여 출력 전극(175) 및 데이터선(171)의 끝부분을 각각 노출하는 접촉 구멍(185, 182)을 형성한다. 1 and 2, contact holes 185 and 182 exposing portions of the
다음 도 9 내지 도 11을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a thin film transistor array panel according to another exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 구조를 도시한 배치도이고, 도 10 및 11은 도 9의 박막 트랜지스터 표시판을 X-X’, XI-XI’선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.FIG. 9 is a layout view illustrating a structure of a thin film transistor array panel for an organic light emitting diode display according to another exemplary embodiment. FIGS. 10 and 11 illustrate X-X ′ and XI-XI ′ lines of the thin film transistor array panel of FIG. 9. It is a cross-sectional view cut along.
도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소 등으로 이루어진 차단막(111)이 형성되어 있다. 차단막(111)은 다른 부분에 비해서 상대적으로 두꺼운 제1 부분(A)과 제1 부분(A)에 비해서 얇게 형성 되어 있는 제2 부분(B)을 포함한다. 제1 부분(A)은 5,000Å의 두께로 형성되어 있고, 제2 부분(B)은 2,000Å의 두께로 형성되어 있다. 9 to 11, a blocking
차단막(111)의 제1 부분(A) 위에는 다결정 규소 따위로 이루어진 복수의 섬형 반도체(151)가 형성되어 있다. 섬형 반도체(151)의 폭은 제1 부분(A)의 폭보다 넓거나 좁을 수 있는데, 도시한 바와 달리 반도체(151)의 폭이 제1 부분(A)보다 좁게 형성할 수도 있으며, 도시한 바와 같이 넓은 경우에는 제1 부분(A)의 측면 경사각을 좁을 경우보다 더욱 완만하게 형성하는 것이 바람직하다. On the first portion A of the
그리고 차단막(111) 위에 순차적 측면 고상화 기술로 형성된 다결정 규소를 포함하는 제1 및 제2 반도체(151a, 151b)가 형성되어 있고, 제2 반도체(151b)에는 축전기용 반도체(157)가 연결되어 있다. 제1 반도체(151a)는 제1 소스/드레인 영역 및 채널 영역(153a, 154a, 155a)을 포함하고 있으며, 제2 반도체(151b)는 제2 소스/드레인 영역 및 채널 영역(153b, 154b, 155b)을 포함한다. First and
제1 반도체(153a, 154a, 155a)의 제1 소스/드레인 영역(153a, 155a)은 n형 불순물로 도핑되어 있고, 제2 반도체(153b, 154b, 155b)의 제2 소스/드레인 영역(153b, 155b)은 p형 불순물로 도핑되어 있다. 구동 조건에 따라서는 제1 소스/드레인 영역(153a, 155a)이 p형 불순물로 도핑되고 제2 소스/드레인 영역(153b, 155b)이 n형 불순물로 도핑될 수도 있다. The first source /
여기서, 제1 반도체(153a, 154a, 155a)는 스위칭 박막 트랜지스터의 반도체이며, 제2 반도체(153b, 154b, 155b)는 구동 박막 트랜지스터의 반도체이다. Here, the
반도체(151a, 151b, 157) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 게이 트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121) 및 유지 전극(133)이 형성되어 있다. 제1 게이트 전극(124a)은 게이트선(121)에 연결되어 가지 모양으로 형성되어 있고 제1 반도체의 채널 영역(154a)과 중첩하고 있으며, 제2 게이트 전극(124b)은 게이트선(121)과는 분리되어 있고 제2 반도체(151b)의 채널 영역(제2 채널부, 154b)과 중첩하고 있다. 유지 전극(133)은 제2 게이트 전극(124b)과 연결되어 있고, 반도체의 유지 전극부(157)와 중첩되어 있다. A
게이트선(121) 및 유지 전극선(133)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 이루어질 수 있다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 ??음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이중 한 도전막은 게이트선(121)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열의 금속, 은 계열의 금속, 구리 계열의 금속으로 이루어진다. 다른 하나의 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 또는 티타늄 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다.The
게이트선(121)과 제1 및 제2 게이트 전극(124a, 124b) 및 유지 전극(133)의 위에는 제1 층간 절연막(801)이 형성되어 있고, 제1 층간 절연막(801) 위에는 데이터 신호를 전달하는 데이터선(171), 전원 전압을 공급하는 선형의 전원 전압용 전극(172), 제1 및 제2 입력 전극(173a, 173b) 및 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)이 형성되어 있다. A first
제1 입력 전극(173a)은 데이터선(171)의 일부이며 분지의 형태를 취하고 있으며 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(181)를 통하여 제1 소스/드레인 영역(153a)과 연결되어 있고, 제2 소스/드레인 영역(173b)은 전원 전압용 전극(172)의 일부로 분지의 형태를 취하고 있으며 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(184)를 통하여 제2 소스/드레인 영역(153b)과 연결되어 있다. The
제1 소스/드레인 영역(175a)은 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(182, 183)를 통하여 제1 소스/드레인 영역(155a) 및 제2 게이트 전극(124b)과 접촉하여 이들을 서로 전기적으로 연결하고 있다. 제2 출력 전극(175b)은 제1 층간 절연막(801)과 게이트 절연막(140)을 관통하고 있는 접촉구(186)를 통하여 제2 소스/드레인 영역(155b)과 연결되어 있으며, 데이터선(171)과 동일한 물질로 이루어져 있다. The first source /
데이터선(171), 전원 전압용 전극(172) 및 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b) 위에는 질화 규소 또는 산화 규소 또는 유기 절연 물질 등으로 이루어진 제2 층간 절연막(802)이 형성되어 있으며, 제2 층간 절연막(802)은 제2 출?? 전극(175b)을 드러내는 접촉구(185)를 가진다.
A second
제2 층간 절연막(802) 상부에는 접촉구(185)를 통하여 제2 출력 전극(175b)과 연결되어 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190)은 알루미늄 또는 은 합금 등의 반사성이 우수한 물질로 형성하는 것이 바람직하다. The
그러나, 필요에 따라서는 화소 전극(190)을 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium zinc Oxide) 등의 투명한 절연 물질로 형성할 수도 있다. 투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)은 표시판의 아래 방향으로 화상을 표시하는 바텀 방출(bottom emission) 방식의 유기 발광에 적용한다. 불투명한 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)은 표시판의 상부 방향으로 화상을 표시하는 탑 방출(top emission) 방식의 유기 발광에 적용한다. However, if necessary, the
제2 층간 절연막(802) 상부에는 유기 절연 물질로 이루어져 있으며, 유기 발광 셀을 분리시키기 위한 격벽(803)이 형성되어 있다. 격벽(803)은 화소 전극 (190) 주변을 둘러싸서 유기 발광층(70)이 채워질 영역을 한정하고 있다. 격벽(803)은 검정색 안료를 포함하는 감광제를 노광, 현상하여 형성함으로써 차광막의 역할을 하도록 하고, 동시에 형성 공정도 단순화할 수 있다. 격벽(803)에 둘러싸인 화소 전극(190) 위의 영역에는 유기 발광층(70)이 형성되어 있다. 유기 발광층(70)은 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나의 빛을 내는 유기 물질로 이루어지며, 적색, 녹색 및 청색 유기 발광층(70)이 순서대로 반복적으로 배치되어 있다. An organic insulating material is formed on the second
유기 발광층(70)과 격벽(803) 위에는 버퍼층(804)이 형성되어 있다. 버퍼층(804)은 필요에 따라서는 생략될 수 있다. The
버퍼층(804) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있다. 만약 화소 전극(190)이 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어지는 경우에는 공통 전극(270)은 알루미늄 등의 반사성이 좋은 금속으로 이루어질 수 있다.The
한편, 도시하지는 않았으나 공통 전극(270)의 전도성을 보완하기 위하여 저항이 낮은 금속으로 보조 전극을 형성할 수도 있다. 보조 전극은 공통 전극(270)과 버퍼층(804) 사이 또는 공통 전극(270) 위에 형성할 수 있으며, 유기 발광층(70)과는 중첩하지 않도록 격벽(803)을 따라 매트릭스 모양으로 형성하는 것이 바람직하다.Although not shown, an auxiliary electrode may be formed of a metal having low resistance to compensate for the conductivity of the
이처럼, 본 발명에서는 차단막의 두께를 달리하여 다결정 규소의 결정립 크기를 크게 함으로써 반도체의 전류 이동도를 향상시켜 고품질의 박막 트랜지스터 표시판을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the grain size of the polycrystalline silicon is increased by varying the thickness of the blocking film to improve the current mobility of the semiconductor, thereby providing a high quality thin film transistor array panel.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.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.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050005011A KR20060084488A (en) | 2005-01-19 | 2005-01-19 | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020050005011A KR20060084488A (en) | 2005-01-19 | 2005-01-19 | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof |
Publications (1)
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KR20060084488A true KR20060084488A (en) | 2006-07-24 |
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Family Applications (1)
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KR1020050005011A KR20060084488A (en) | 2005-01-19 | 2005-01-19 | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof |
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KR (1) | KR20060084488A (en) |
-
2005
- 2005-01-19 KR KR1020050005011A patent/KR20060084488A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |