KR20070008923A - Wire structure, method for making the same, thin film transistor substrate comprising the wire and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조의 형성 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.1A to 1C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming a wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조의 형성 방법을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a wiring structure according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조가 적용된 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.3A is a layout view of a thin film transistor substrate to which a wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
도 3b는 도 3a의 B - B'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3A.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법의 공정 중에서 데이터 배선의 형성 단계를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a step of forming data wirings in a process of the method of manufacturing the thin film transistor substrate illustrated in FIGS. 3A and 3B.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조가 적용된 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate to which a wiring structure according to another exemplary embodiment of the present invention is applied.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조가 적용되고 하나의 마스크를 사용하여 형성된 반도체층과 데이터 배선을 구비하는 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.FIG. 6A is a layout view of a thin film transistor substrate including a semiconductor layer and data lines to which a wiring structure is applied and formed using one mask, according to an exemplary embodiment.
도 6b는 도 6a의 B - B'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 6A.
도 7 및 도 8은 도 6a 및 도 6b에 도시된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법의 공정 중에서 데이터 배선의 형성 단계를 나타낸 단면도들이다.7 and 8 are cross-sectional views illustrating a step of forming data wirings in a process of manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIGS. 6A and 6B.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조가 적용되고 하나의 마스크를 사용하여 형성된 반도체층과 데이터 배선을 구비하는 박막 트랜지스터 기판을 나타내는 단면도이다. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor substrate including a semiconductor layer and data lines, to which a wiring structure is applied and formed using one mask, according to another exemplary embodiment.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
8a: 실리사이드층 8b: 응집 실리사이드8a:
10: 절연 기판 22: 게이트선10: insulating substrate 22: gate line
24: 게이트 끝단 26: 게이트 전극24: gate end 26: gate electrode
27: 유지 전극 28: 유지 전극선27: sustain electrode 28: sustain electrode line
30: 게이트 절연막 40: 반도체층30: gate insulating film 40: semiconductor layer
55, 56: 저항성 접촉층 62: 데이터선55, 56: ohmic contact layer 62: data line
65: 소스 전극 66: 드레인 전극65
67: 드레인 전극 확장부 68: 데이터 끝단67: drain electrode extension 68: data end
70: 보호막 82: 화소 전극70: protective film 82: pixel electrode
본 발명은 배선 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실리콘을 포함하는 반도체층과의 접착력이 향상된 배선 구조 및 그 형성 방법과 그 배선 구조를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wiring structure, and more particularly, to a wiring structure having improved adhesion to a semiconductor layer including silicon, a method of forming the same, and a thin film transistor substrate including the wiring structure and a method of manufacturing the same.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.Liquid crystal display is one of the most widely used flat panel displays. It consists of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed between them. The display device is applied to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to control the amount of light transmitted.
액정 표시 장치는 박막 트랜지스터(thin film transistor) 기판, 박막 트랜지스터 기판에 대향하는 컬러 필터 기판, 그리고 양 기판 사이에 개재되어 전기적인 신호가 인가됨에 따라 광의 투과 여부를 결정하는 액정을 가진다. 여기서 박막 트랜지스터 기판 상에는 복수개의 데이터선들과 게이트선들이 서로 교차되도록 형성되고, 각각의 교차 영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터와 화소 전극이 형성된다.The liquid crystal display has a thin film transistor substrate, a color filter substrate facing the thin film transistor substrate, and a liquid crystal interposed between both substrates to determine whether light is transmitted as an electrical signal is applied. Here, a plurality of data lines and gate lines cross each other on the thin film transistor substrate, and a thin film transistor and a pixel electrode, which are switching elements, are formed in each crossing area.
한편, 액정 표시 장치가 점점 대형화됨에 따라, 박막 트랜지스터와 연결되는 데이터 배선 또한 길어지고, 그에 따라 배선의 저항 또한 증가한다. 따라서, 이러한 저항 증가에 의한 신호 지연 등의 문제를 해결하기 위해서는, 상기 데이터선 배선을 최대한 낮은 비저항을 가지는 재료로 형성할 필요가 있다. On the other hand, as the liquid crystal display device becomes larger in size, the data wiring connected to the thin film transistor also becomes longer, and thus the resistance of the wiring also increases. Therefore, in order to solve such a problem as signal delay caused by an increase in resistance, it is necessary to form the data line wiring with a material having the lowest specific resistance.
배선 재료 중 가장 낮은 비저항을 갖는 물질은 은(Ag)이다. 은(Ag)은 비저항이 약 1.59μΩcm이다. 따라서, 실제 공정에서 은(Ag)으로 이루어진 데이터 배선을 사용함으로써, 신호 지연 등의 문제를 해결할 수 있다. The lowest specific resistance among the wiring materials is silver (Ag). Silver (Ag) has a specific resistance of about 1.59 μΩcm. Therefore, by using the data wiring made of silver (Ag) in the actual process, problems such as signal delay can be solved.
그러나, 은(Ag)은 일반적으로 진성 비정질 실리콘이나 도핑된 비정질 실리콘 등으로 이루어진 반도체 기판 등에 대해 접착력이 극히 불량하여 증착이 용이하지 않다. 이러한 은(Ag)의 접착력의 불량은 에칭 등과 같은 후속 공정에서 배선의 들뜸(lifting) 또는 벗겨짐(peeling)을 유발한다. However, silver (Ag) is generally extremely poor in adhesion to semiconductor substrates made of intrinsic amorphous silicon, doped amorphous silicon, and the like, and thus is not easily deposited. This poor adhesion of silver causes lifting or peeling of the wiring in subsequent processes such as etching.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 실리콘을 포함하는 반도체층과의 접착력이 개선된 배선 구조를 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a wiring structure with improved adhesion to a semiconductor layer containing silicon.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 배선 구조의 형성 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of forming a wiring structure as described above.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 배선 구조를 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate including the wiring structure as described above.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기한 바와 같은 배선 구조를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor substrate including the wiring structure as described above.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조는 실리콘을 포함하는 반도체층, 상기 반도체층 상에 형성되고 은과 상기 반도체층과 계면에서 실리사이드 반응을 일으키는 금속의 은 합금으로 이루어진 도전층 및 상기 반도체층 표면에 실리사이드층 또는 응집 실리사이드를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, a wiring structure according to an embodiment of the present invention includes a semiconductor layer including silicon, and a silver alloy formed of metal on the semiconductor layer and causing a silicide reaction at an interface with silver and the semiconductor layer. The surface of the conductive layer and the semiconductor layer includes a silicide layer or aggregated silicide.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조의 형성 방법은 실리콘을 포함하는 반도체층 상에 은과 상기 반도체층과 계면에서 실리사이드 반응을 일으키는 금속의 은 합금으로 이루어진 도전층을 적층하되, 상기 반도체층 표면에 실리사이드층 또는 응집 실리사이드가 형성되도록 하는 단계 및 상기 도전층과 상기 실리사이드층 또는 상기 도전층과 상기 응집 실리사이드를 패터닝하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming a wiring structure, which includes a conductive layer made of silver on a semiconductor layer including silicon and a silver alloy of a metal causing a silicide reaction at an interface with the semiconductor layer. Stacking a layer, such that a silicide layer or aggregated silicide is formed on the surface of the semiconductor layer and patterning the conductive layer and the silicide layer or the conductive layer and the aggregated silicide.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 기판 위에 형성된 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상부에 형성되어 있는 반도체층 및 상기 반도체층 상에 형성되며, 데이터선, 상기 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극 및 상기 소스 전극과 소정 간격 이격되어 형성된 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선으로 은과 상기 반도체층과 계면에서 실리사이드 반응을 일으키는 금속의 은 합금으로 이루어진 도전층과 상기 반도체층 표면에 실리사이드층 또는 응집 실리사이드를 포함하는 데이터 배선를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a thin film transistor substrate is formed on a gate insulating film covering a gate wiring formed on a substrate, a semiconductor layer formed on the gate insulating film, and the semiconductor layer. A data line comprising a data line, a source electrode connected to the data line, and a drain electrode formed to be spaced apart from the source electrode by a predetermined distance, and a conductive layer made of silver and a silver alloy of a metal causing a silicide reaction at an interface with the semiconductor layer. And a data line including a silicide layer or aggregated silicide on the surface of the semiconductor layer.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 위에 게이트 배선, 게이트 절연막 및 반도체층을 순차적으로 형성하는 단계 및 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선을 형성하되, 은과 상기 반도체층과 계면에서 실리사이드 반응을 일으키는 금속의 은 합금으로 이루어진 도전층을 적층하여 상기 반도체층 표면 에 실리사이드층 또는 응집 실리사이드가 형성되도록 하는 상기 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor substrate, including sequentially forming a gate wiring, a gate insulating film, and a semiconductor layer on the substrate, and forming a data line, a source electrode, and a drain electrode. Forming a data line including a conductive line formed of silver and a silver alloy of a metal which causes a silicide reaction at an interface with the semiconductor layer to form a silicide layer or a cohesive silicide on the surface of the semiconductor layer; It includes a step.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 배선 구조 및 그 형성 방법과 그 배선 구조를 포함하는 박막 트랜지스터 기판 및 그 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wiring structure, a method of forming the same, and a thin film transistor substrate including the wiring structure and a method of manufacturing the thin film transistor substrate will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조 및 그 형성 방법을 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조의 형성 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다. First, a wiring structure and a method of forming the same will be described with reference to FIGS. 1A to 1C. 1A to 1C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming a wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1a에 도시한 바와 같이, 반도체층(1) 상에 은(Ag)과 반도체층(1)과 계면에서 실리사이드 반응을 일으키는 금속(이하, '실리사이드용 금속')의 합금을 적층하여 도전층(2)을 형성한다. 여기서 반도체층(1)은 진성 비정질 실리콘이나 불순물 이 도핑된 비정질 실리콘 등으로 이루어진다. As shown in FIG. 1A, an alloy of silver (Ag) and a metal causing a silicide reaction at an interface with the semiconductor layer 1 (hereinafter, 'silicide metal') is laminated on the
도전층(2)에 포함되어 있는 실리사이드용 금속은 반도체층(1)에 포함된 실리콘과 계면 반응하여 박막 실리콘 화합물인 실리사이드를 형성하는 금속으로, 그 함량은 은(Ag)을 기본 물질로 하여 0.5~15 원자(이하 'atomic')%일 수 있다. 그리고 실리사이드용 금속으로는 예를 들어, Zr, Ti, Hf, V, Ta, Ir, Ni, Th, Cr, Re, Nb, Co, Mn, Mo, Fe, W, Rh, Os 또는 이들을 화합물 등을 사용할 수 있다. The silicide metal included in the
이와 같은 실리사이드용 금속을 용융하여 은(Ag)과 합금한 다음 이를 반도체층(1)에 약 150℃정도의 저온에서 증착하면 반도체층(1)의 실리콘과 도전층(2) 내의 실리사이드용 금속이 계면에서 실리사이드 반응하게 된다. 이러한 실리사이드 반응은 확대도에서 도시한 바와 같이 반도체층(1)의 상측 일부와 도전층(2)의 하측 일부에 삽입되어 전면적으로 얇은 실리사이드층(3a)을 형성하거나, 부분적으로 응집 실리사이드(3b)를 형성한다. 이때, 도전층(2)과 실리사이드층(3a) 또는 도전층(2)과 응집 실리사이드(3b)를 합한 두께는 대략 1000 내지 5000Å일수 있다. 형성된 실리사이드층(3a)과 응집 실리사이드(3b)의 두께는 도전층(2)에 비해 50Å 이하로 아주 얇게 형성된다. The silicide metal is melted and alloyed with silver (Ag) and then deposited on the
따라서, 계면에서 반도체층(1) 내의 실리콘과 도전층(2) 내의 실리사이드용 금속의 실리사이드 반응으로 생성된 실리사이드층(3a) 또는 응집 실리사이드(3b)는 반도체층(1)과 도전층(2)의 접촉면에서 화학 결합을 강화시켜 도전층(2)과 반도체층(1)의 접착력을 향상시킨다. 따라서 도전층(2)이 반도체층(1)으로부터 들뜨거나 벗겨지는 현상을 방지할 수 있다. Therefore, at the interface, the
이상 실리사이드용 금속으로 상술한 금속을 예를 들어 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 실리사이드를 형성할 수 있는 금속이라면 무방하다.Although the above-described metal has been described as an example of the silicide metal, the present invention is not limited thereto, and may be a metal capable of forming silicide.
또, 상기한 바와 같은 도전층(2)은 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 2원계 합금 이외에도 추가로 상기 실리사이드용 금속 중 두 금속과 은의 합금인 3원계 합금이 사용될 수 있다.In addition to the binary alloy of silver (Ag) and the silicide metal, the
이와 같은 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금의 도전층(2)을 형성하는 방법으로는 예를 들어 스퍼터링(sputtering)이 사용될 수 있다.For example, sputtering may be used as a method for forming the
도면에는 도시되어 있지 않으나, 배선 구조의 보다 충분한 저저항화를 위해서 도전층(2) 상부에 은 층을 더 형성할 수도 있다. Although not shown in the drawings, a silver layer may be further formed on the
이어서, 도 1b에 도시한 바와 같이 도전층(2) 위에 감광막을 도포하고, 노광 및 현상하여 배선 패턴을 정의하는 감광막 패턴(4)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1B, a photosensitive film is coated on the
이어서, 도 1c에 도시한 바와 같이 감광막 패턴(4)을 식각 마스크로 사용하여 식각한다. 이때 식각되는 도전층(2)의 하부에 존재하는 실리사이드 층 또는 응집 실리사이드(도 1a의 3a, 3b 참고)도 도전층(2)과 동시에 제거되어 하부의 반도체층(1)이 드러내도록 한다. 반도체층(1)이 드러난 후, 감광막 패턴(4)을 제거하여 제 1배선 구조(5)를 형성한다. 이때, 식각 공정은 습식 식각으로 진행하며, 사용되는 식각액은, 예를 들면 인산, 질산, 초산의 혼합액을 사용할 수 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1C, the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조의 형성 방법을 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a wiring structure according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 먼저 반도체층(1) 상에 실리사이드용 금속으로 이루어진 접착 촉진층(6)을 형성한다. 접착 촉진층(6)의 두께는 반도체층(1)과 그 상부에 형성되는 도전층(2)의 접착 촉진 기능을 실질적으로 수행하도록 예컨대 50Å 이상으로 할 수 있다. 또한, 반도체층(1) 상부에 형성되는 도전층(2)과의 식각율 및 비저항 관점에서 바람직하게는 1000Å 이하일 수 있다.Referring to FIG. 2, first, an
도면에는 도시되어 있지 않으나, 배선 구조의 보다 충분한 저저항화를 위해서 도전층(2) 상부에 은 층을 더 형성할 수도 있다. Although not shown in the drawings, a silver layer may be further formed on the
접착 촉진층(6)을 구성하는 실리사이드용 금속으로는 본 발명의 일 실시예에서 사용된 실리사이드용 금속이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 동일한 메커니즘에 의해 접착 촉진층(6)을 구성하는 실리사이드용 금속은 반도체층(1)의 실리콘과 계면에서 실리사이드 반응을 하게 된다. 여기서, 반도체층(1)과 접착 촉진층(6) 사이의 계면에서 실리사이드층(3a) 또는 응집 실리사이드(3b)가 형성되는 것은 본 발명의 일 실시예에서와 동일하다. 이렇게 형성된 실리사이드에 의해 반도체층(1)에 대한 접착 촉진층(6)의 접착력이 증가한다.As the silicide metal constituting the
이어서, 접착 촉진층(6) 상에 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 이루어진 도전층(2)을 형성한다. 이때, 도전층(2)는 은(Ag) 또는 은(Ag)과 상술한 실리사이드용 금속으로 이루어진다. 도전층(2)은 반도체층(1)보다 접착력이 상대적으로 좋은 접착 촉진층(6) 상에 형성되므로 반도체층(1) 상에 직접 형성하는 경우에 비해 접착력이 개선된다. 또, 도전층(2)에 포함되는 실리사이드용 금속으로 접착 촉진층(6)을 구성하는 실리사이드용 금속과 동일한 금속을 사용하는 경우 접착 촉진층(6)과 도전층(2)에 존재하는 동일한 금속의 결합 등에 의해 접착력이 더욱 강화 될 수 있다.Subsequently, on the
한편, 접착 촉진층(6) 및 도전층(2)은 예를 들어 스퍼터링 방법으로 적층하여 형성된다. 이때, 도전층(2)을 적층하는 두께는 1000 내지 5000Å일 수 있다. 또한, 스퍼터링 공정은, 예를 들면, 약 150℃ 정도에서 수행되기 때문에 이 온도에 노출된 접착 촉진층(6)의 실리사이드용 금속은 도전층(2)과의 반응이 촉진되어 접착 촉진층(6)과 도전층(2)의 접착력이 더욱 증가할 수 있다. 따라서 도전층(2)은 접착 촉진층(6)을 매개로 하여 반도체층(1)과의 접착력이 강화되며, 반도체층(1)으로부터의 들뜸 또는 벗겨짐 현상을 방지할 수 있다.On the other hand, the
이어서, 패터닝을 통해 배선 구조로 형성하는 것은 본 발명의 일 실시예에 서와 동일하게 수행할 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.Subsequently, forming the wiring structure through patterning may be performed in the same manner as in the exemplary embodiment of the present invention, and a description thereof will be omitted.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조는 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.The wiring structure according to the embodiment of the present invention described above can be equally applied to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a thin film transistor substrate and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조가 적용된 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대해 설명한다. 도 3a는 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 3b는 도 3a의 B - B' 선을 따라 절단한 단면도이다. First, a structure of a thin film transistor substrate to which a wiring structure according to an exemplary embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. 3A is a layout view of a thin film transistor substrate, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3A.
절연 기판(10) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트 배선이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22), 게이트선(22)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가받아 게이트 선으로 전달하는 게이트 끝단(24), 게이트선(22)에 연결되어 돌기 형태로 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26), 게이트선(22)과 평행하게 형성되어 있는 유지 전극(27) 및 유지 전극선(28)을 포함한다. 유지 전극선(28)은 화소 영역을 가로질러 가로 방향으로 뻗어 있으며, 유지 전극선(28)에 비해 너비가 넓게 형성되어 있는 유지 전극(27)이 연결된다. 유지 전극(27)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 드레인 전극 확장부(67)와 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 유지 축전기를 이룬다. 이와 같은 유지 전극(27) 및 유지 전극선(28)의 모양 및 배치 등은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 화소 전극(82)과 게이트선(22)의 중첩으로 발생하는 유지 용량이 충분할 경우 형성되지 않을 수도 있다.A plurality of gate wirings for transmitting a gate signal are formed on the insulating
게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag)으로 구성된 단일층, 또는 앞에서 열거한 금속과 몰리브덴(Mo)이 적층된 이중층 등이 사용될 수 있다. The gate wirings 22, 24, 26, 27, and 28 are made of a single layer made of aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), or a double layer in which metals and molybdenum (Mo) are stacked. Can be.
기판(10), 게이트 배선(22, 24, 26, 27, 28)의 위에는 질화 실리콘(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.A
게이트 전극(26)의 게이트 절연막(30) 상부에는 수소화 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘 등의 반도체로 이루어진 반도체층(40)이 섬 모양으로 형성되어 있으며, 반도체층(40)의 상부에는 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 이루어진 저항성 접촉층(55, 56)이 각각 형성되어 있다.A
저항성 접촉층(55, 56) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)이 형성되어 있다. 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(62), 데이터선(62)의 분지이며 저항성 접촉층(55)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 외부로부터의 화상 신호를 인가받는 데이터 끝단(68), 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부에 대하여 소스 전극(65)의 반대쪽 저항성 접촉층(56) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66) 및 드레인 전극(66)으로부터 연장되어 유지 전극(27)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)를 포함한다.
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 이루어진 도전층(7)으로 이루어진다. 이중, 저항성 접촉층(55, 56)과 접촉하는 데이터 배선(65, 66)은 도 1a를 참고하여 설명한 바와 같이, 저항성 접촉층(55, 56)과 도전층(7)의 계면에 실리사이드 반응으로 생성된 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)가 존재한다. 본 발명의 실시예에서는 실리사이드용 금속으로 상술한 금속을 예로 드나, 실리사이드를 형성할 수 있는 금속이라면, 이에 제한되지 않는다.The data lines 62, 65, 66, 67 and 68 are made of a
여기서 도전층 및 실리사이드층 또는 응집 실리사이드의 구조 및 기능은 상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조에서 언급한 구조 및 기능이 동일하게 적용된다.Herein, the structure and function of the conductive layer and the silicide layer or the aggregated silicide are equally applicable to the structure and function mentioned in the wiring structure according to the embodiment of the present invention as described above.
소스 전극(65)은 반도체층(40)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(66)은 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하며 반도체층(40)과 적 어도 일부분이 중첩된다. 여기서, 저항성 접촉층(55, 56)은 그 하부의 반도체층(40)과, 그 상부의 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 사이에 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.The source electrode 65 overlaps at least a portion of the
드레인 전극 확장부(67)는 유지 전극(27)과 중첩되도록 형성되어, 유지 전극(27)과 게이트 절연막(30)을 사이에 두고 유지 용량이 형성된다. 유지 전극(27)을 형성하지 않을 경우 드레인 전극 확장부(27) 또한 형성하지 않는다.The
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(40) 상부에는 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)은 예를 들어 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 실리콘(SiNx) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 보호막(70)을 유기 물질로 형성하는 경우에는 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이의 반도체층(40)이 드러난 부분에 보호막(70)의 유기 물질이 접촉하는 것을 방지하기 위하여, 유기막의 하부에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)로 이루어진 절연막(미도시)이 추가로 형성될 수도 있다.The
보호막(70)에는 드레인 전극 확장부(67) 및 데이터선 끝단(68)을 각각 드러내는 컨택홀(77, 78)이 형성되어 있으며, 보호막(70)과 게이트 절연막(30)에는 게이트선 끝단(24)을 드러내는 컨택홀(74)이 형성되어 있다. 보호막(70) 위에는 컨택홀(77)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되며 화소에 위치하는 화소 전 극(82)이 형성되어 있다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(82)은 상부 표시판의 공통 전극과 함께 전기장을 생성함으로써 화소 전극(82)과 공통 전극 사이의 액정층의 액정 분자들의 배열을 결정한다.In the
또한, 보호막(70) 위에는 컨택홀(74, 78)을 통하여 각각 게이트 끝단(24) 및 데이터 끝단(68)과 연결되어 있는 보조 게이트 끝단(84) 및 보조 데이터 끝단(88)이 형성되어 있다. 화소 전극(82)과 보조 게이트 및 데이터 끝단(86, 88)은 ITO로 이루어져 있다.In addition, an
이하, 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the thin film transistor substrate illustrated in FIGS. 3A and 3B will be described in detail with reference to FIG. 4.
이하, 제조 방법 설명시 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 공정 단계들에 따라서 형성될 수 있는 공정에 대해서는 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 개략적으로 설명한다. Hereinafter, the process that can be formed according to the process steps that are well known to those skilled in the art when describing the manufacturing method will be briefly described in order to avoid being ambiguous.
게이트 배선(22, 24, 26, 27) 상부의 게이트 절연막(30) 위에 섬 모양의 반도체층(40)과 저항성 접촉층(50)이 형성되어 있는 절연 기판(10)을 준비한다. An insulating
이어서, 게이트 절연막(30), 노출된 반도체층(40) 및 저항성 접촉층(55, 56) 위에 스퍼터링 등의 방법으로 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 이루어진 도전층(7)을 적층한 후, 사진 식각하여 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)을 형성한다. 이때, 식각 공정은 식각액을 사용하는 습식 식각으로 진행된다.Subsequently, a
이중, 저항성 접촉층(55,56)과 접촉하는 데이터 배선(65, 66)은 도 1a를 참고하여 설명한 바와 같이, 도전층(7)을 적층하면서 저항성 접촉층(55, 56)과 도전 층(7)의 계면에서 실리사이드 반응을 하여 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)를 형성한다.Among the
여기서 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)의 저항성 접촉층(55, 56)에 대한 접착력은 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)의 형성으로 향상된다. The adhesion to the
이로써, 게이트선(22)과 교차하는 데이터선(62), 데이터선(62)과 연결되어 게이트 전극(26) 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65), 데이터선(62)의 한쪽 끝에 연결되어 있는 데이터 끝단(68), 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26)을 중심으로 소스 전극(65)과 마주하는 드레인 전극(66) 및 드레인 전극(66)으로부터 연장되어 유지 전극(27)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)을 포함하는 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)이 형성된다.As a result, the
이어서, 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)으로 가리지 않는 도핑된 비정질 실리콘층을 식각하여 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)을 게이트 전극(26)을 중심으로 양쪽으로 분리시키는 한편, 양쪽의 저항성 접촉층(55, 56) 사이의 반도체층(40)을 노출시킨다. 이때, 노출된 반도체층(40)의 표면을 안정화시키기 위하여 산소 플라즈마를 실시하는 것이 바람직하다. Next, the doped amorphous silicon layer not covered by the data lines 62, 65, 66, 67, and 68 is etched to move the data lines 62, 65, 66, 67, and 68 to both sides of the
후속 단계들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 설명을 생략한다.Subsequent steps will be omitted here in order to avoid obscuring the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조가 적용된 박막 트랜지스터 기판으로 도 3a의 B - B'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 3A to a thin film transistor substrate to which a wiring structure is applied, according to another exemplary embodiment.
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 데이터 도전층(621, 651, 661, 671, 681), 데이터 접착 촉진층(622, 652, 662, 672, 682)으로 이루어진다. 이중, 저항성 접촉층(55, 56)과 접촉하는 데이터 배선(65, 66)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 저항성 접촉층(55, 56)과 데이터 접착 촉진층(652, 662)의 계면에서 실리사이드 반응으로 생성된 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)가 존재한다.The
데이터 도전층(621, 651, 661, 671, 681), 데이터 접착 촉진층(622, 652, 662, 672, 682) 및 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)의 구조 및 기능은 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조에서 언급한 구조 및 기능이 동일하게 적용된다.The structures and functions of the data conductive
한편, 도 5에서 도시한 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 도 4를 참조하여 설명한 데이터 배선 형성 방법이 실질적으로 동일하게 적용된다. On the other hand, the method of manufacturing the thin film transistor substrate shown in FIG. 5 is substantially the same as the data wiring forming method described with reference to FIG. 4.
이상, 반도체층과 데이터 배선을 서로 다른 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 형성하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하였으나, 반도체층과 데이터 배선을 하나의 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 형성하는 박막 트랜지스터 기판에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 이에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.As described above, the method of manufacturing the thin film transistor substrate for forming the semiconductor layer and the data wiring by the photolithography process using different masks has been described. The same applies to the same. This will be described in detail with reference to the drawings.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조가 적용되고 하나의 마스크를 사용하여 형성된 반도체층과 데이터 배선을 구비하는 박막 트랜지스터 기판의 배치도 및 단면도이다. 6A and 6B are layout views and cross-sectional views of a thin film transistor substrate including a semiconductor layer and data lines to which a wiring structure is applied and formed using a mask according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 박막 트랜지스터 채널부의 데이터 배선(65, 66) 하부에 반도체층(44)이 끊어지지 않고 형성되어 있는 것을 제외하고는 도 3a에 도 시되어 있는 박막 트랜지스터 기판과 실질적으로 동일하다. 6A and 6B, the
여기서, 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금의 도전층(7)으로 이루어진다. 저항성 접촉층(52, 55, 56, 58)과 접촉하는 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 도 1a를 참고하여 설명한 바와 같이, 저항성 접촉측(52, 55, 56, 58)과 도전층(7)의 계면에서 실리사이드 반응으로 생성된 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)가 존재한다. 여기서 도전층 및 실리사이드층 또는 응집 실리사이드의 구조 및 기능은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 구조에서 언급한 구조 및 기능이 동일하게 적용된다.Here, the data wirings 62, 65, 66, 67, and 68 are made of silver (Ag) or a
이하, 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선(22, 24, 26, 27)을 형성한 후, 순차적으로 게이트 절연막(30), 진성 비정질 실리콘층(40) 및 도핑된 비정질 실리콘층(50)을 연속 증착한다. Hereinafter, a method of manufacturing the thin film transistor substrate illustrated in FIGS. 6A and 6B will be described with reference to FIGS. 7 and 8. As shown in FIG. 7, after the gate wirings 22, 24, 26, and 27 are formed on the insulating
이이서, 도핑된 비정질 실리콘층(50)위에 스퍼터링 방법으로 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 이루어진 도전층(7)을 적층한다. 여기서, 도핑된 비정질 실리콘층(50)과 도전층(7)의 계면에서 실리사이드 반응을 하여 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)를 형성한다.Next, a
여기서 도전층(7)의 도핑된 비정질 실리콘층(50)에 대한 접착력은 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)의 형성으로 향상된다. The adhesion of the
이어서, 도전층(7)의 상부에 슬릿이나 격자 패턴이 형성된 마스크를 이용하 여 감광막 패턴(112,114)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(112,114) 중에서 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이에 위치한 제 1 부분(114)이 데이터 배선이 형성될 부분에 위치한 제 2 부분(112)보다 두께가 작게 되도록 한다.Subsequently,
이어서, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 감광막 패턴(112, 114)을 식각마스크로 사용하여 각 물질층에 적합한 다수의 식각 방법을 사용하여 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68), 반도체 패턴(42, 44, 48) 및 저항성 접촉층(52, 55, 56, 58)을 형성한다. Subsequently, as illustrated in FIG. 8, the data wirings 62, 65, 66, 67, and 68 may be formed by using a plurality of etching methods suitable for each material layer using the
여기서, 형성된 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 도전층(7)과 도핑된 비정질 실리콘층(52, 56, 57, 58)과 사이에만 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)가 존재한다. Here, the formed
여기서 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)의 도전층(7)과 도핑된 비정질 실리콘층(52, 56, 57, 58)의 접착력은 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)의 형성으로 향상된다. In this case, the adhesion between the
후속 단계들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 설명을 생략한다.Subsequent steps will be omitted here in order to avoid obscuring the present invention.
이러한 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 효과뿐만 아니라 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)과 그 하부의 저항성 접촉층(52, 55, 56, 58) 및 반도체 패턴(42, 44, 48)을 하나의 마스크를 이용하여 형성하고 이 과정에서 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)을 분리함으로써 제조 공정을 단순화할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the data wirings 62, 65, 66, 67, and 68 and the ohmic contact layers 52, 55, 56, and 58 and the semiconductors as well as the effects according to the embodiment of the present invention may be used. The manufacturing process may be simplified by forming the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조가 적용되고 하나의 마스크를 사용하여 형성된 반도체층과 데이터 배선을 구비하는 박막 트랜지스터 기판으로 도 6a의 B - B'선을 따라 절단한 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 6A of a thin film transistor substrate having a semiconductor layer and data wiring formed by using a mask and having a wiring structure according to another embodiment of the present invention.
데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 데이터 도전층(621, 651, 661, 671, 681), 데이터 접착 촉진층(622, 652, 662, 672, 682)으로 이루어진다. 저항성 접촉층(52, 55, 56, 58)과 접촉하는 데이터 배선(62, 65, 66, 67, 68)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 저항성 접촉층(52, 55, 56, 58)과 데이터 접착 촉진층(622, 652, 662, 672, 682)의 계면에서 실리사이드 반응으로 생성된 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)가 존재한다.The
데이터 도전층(621, 651, 661, 671, 681), 데이터 접착 촉진층(622, 652, 662, 672, 682) 및 실리사이드층(8a) 또는 응집 실리사이드(8b)의 구조 및 기능은 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조에서 언급한 구조 및 기능이 동일하게 적용된다. The structures and functions of the data conductive
한편, 도 9에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배선 구조가 적용된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 데이터 배선 형성 방법과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. Meanwhile, the manufacturing method of the thin film transistor substrate to which the wiring structure is applied according to another embodiment of the present invention illustrated in FIG. 9 is substantially the same as the data wiring forming method described with reference to FIGS. 7 and 8, and thus description thereof is omitted. do.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이 며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상기한 바와 같은 본 발명의 배선 및 그 배선의 형성 방법과 그 배선을 포함하는 박막 트랜지스터 기판 및 그 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the wiring of the present invention as described above, the method of forming the wiring and the thin film transistor substrate including the wiring and the manufacturing method of the thin film transistor substrate, the following effects are obtained.
첫째, 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 된 배선을 실리콘을 포함하는 반도체층 상에 형성하여 접착력을 개선할 수 있다. First, a wiring made of an alloy of silver (Ag) and a silicide metal may be formed on a semiconductor layer containing silicon to improve adhesion.
둘째, 은(Ag)과 실리사이드용 금속의 합금으로 된 배선을 포함하는 박막 트랜지스터 기판을 사용함으로써 접착력이 개선되어 기판에서의 들뜸 또는 벗겨짐을 방지하여 신호 특성을 개선할 수 있다.Second, by using a thin film transistor substrate including a wiring made of an alloy of silver (Ag) and a silicide metal, the adhesive force may be improved to prevent lifting or peeling off of the substrate to improve signal characteristics.
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KR1020050062828A KR20070008923A (en) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Wire structure, method for making the same, thin film transistor substrate comprising the wire and method for fabricating the same |
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KR1020050062828A KR20070008923A (en) | 2005-07-12 | 2005-07-12 | Wire structure, method for making the same, thin film transistor substrate comprising the wire and method for fabricating the same |
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Cited By (1)
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US20170268502A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Semes Co., Ltd. | Pump and apparatus for supplying liquid |
-
2005
- 2005-07-12 KR KR1020050062828A patent/KR20070008923A/en not_active Application Discontinuation
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