KR20070029981A - 표시소자 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 패턴들 간의 접촉의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 절연막을 관통하는 관통홀을 통해 서로 접촉되는 상부 및 하부 도전패턴을 포함하는 표시장치에 있어서, 상기 상부 도전패턴은 상기 관통홀 내에 위치하는 적어도 하나의 제1 금속층과; 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며 상기 절연막과 직접 접촉되는 제2 금속층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시소자 및 그의 제조방법{Display Device And Method For Fabricating Thereof}
도 1은 종래의 표시소자의 패드영역을 나타내는 단면도.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 패드영역의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.
도 3은 제2 도전패턴의 단차에 의한 제3 도전패턴의 단선을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시소자의 패드영역을 나타내는 단면도.
도 5는 제2 도전패턴 상에 제3 도전패턴이 형성됨을 나타내는 도면.
도 6a 내지 도 6f는 도 5에 도시된 패드영역의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.
도 7은 폴리형 박막 트랜지스터 및 그와 접속된 화소전극을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,102 : 기판 4,104 : 제1 도전패턴
6,106 : 절연막 8,108 : 제2 도전패턴
15,115 : 제3 도전패턴 108a : 제1 금속층
108b : 제2 금속층 10,110 : 관통홀
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 박막 패턴들 간의 접촉의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electro-luminescence : EL) 표시소자 등이 있다. PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. EL 표시소자는 무기 EL과 유기 EL로 대별되며, 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 장점이 있으나 대화면화가 어렵다.
LCD는 EL표시소자에 비해 대화면화에 유리하고 PDP에 비해 소비전력이 작기 때문에 사무실, 가정의 PC에 많이 이용되고 있다.
이러한, 여러종류의 평판표시소자는 다수의 박막패턴을 포함하고, 서로다른 성질을 가지는 도전성 박막들은 절연막을 사이에 두고 위치하며 특정영역에서 절연막을 관통하는 관통홀을 통해 서로 접촉되게 된다.
예를 들어, 외부 구동신호를 공급받기 위해 표시소자의 외곽에 위치하는 패드, 또는 박막 트랜지스터 및 전극들과의 접촉 등에서 관통홀을 통해 도전성 박막 들이 서로 접촉된다.
도 1은 종래 표시장치에의 패드부를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 패드부는 기판(2) 상에 형성된 제1 도전패턴(4), 제1 도전패턴(4)을 부분적으로 노출시키는 관통홀(10)을 가지는 절연막(6), 관통홀(10)을 통해 제1 도전패턴(4)과 접촉된 제2 도전패턴(8)을 구비한다. 여기서, 제2 도전패턴(8)은 접촉저항을 줄이거나 도전패턴들간의 접촉 특성을 향상시키기 위해서 또는 필요에 따라 2중층 이상으로 형성되게 된다. 도 1에서는 2중층의 구조로써 제1 금속층(8a) 및 제2 금속층(8b)으로 구성됨을 나타내었다.
이하, 도 2a 내지 도 2c의 참조하여 도 1에 도시된 패드부의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(2) 상에 제1 도전물질이 형성된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 제1 도전물질이 패터닝됨으로써 도 2a에 도시된 바와 같이 제1 도전패턴(4)이 형성된다.
제1 도전패턴(4)이 형성된 기판(2) 상에 절연물질이 증착된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝됨으로써 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 도전패턴(4)을 부분적으로 노출시키는 관통홀(10)을 가지는 절연막(6)이 형성된다.
절연막(6)이 형성된 기판(2) 상에 적어도 2 이상의 금속층 즉, 제1 금속층 (8a) 및 제2 금속층(8b)이 순차적으로 형성된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 제1 도전물질이 패터닝됨으로써 도 2c에 도시된 바와 같이 제1 금속층(8a) 및 제2 금속층(8b)으로 이루어지는 제2 도전패턴(8)이 형성된다.
여기서, 제2 도전패턴(8)을 2중층 이상으로 형성하는 경우 제2 도전패턴 끝단에서의 식각이 용이하게 이루어지지 않는 문제가 발생된다.
이를 좀더 상세히 설명하면, 제1 금속층(8a) 및 제2 금속층(8b)은 서로 다른 물질이므로 같은 식각공정에 의해 패터닝되더라도 그들의 식각 속도, 식각되는 특성에 차이가 나게 된다. 이에 따라, 동일한 조건하게 제1 금속층(8a) 및 제2 금속층(8b)을 동시에 식각하더라도 그들간의 특성의 차이로 인하여 제2 도전패턴(8)의 양 끝단(A)에서 원하는 테퍼(taper) 형상이 형성되지 않게 된다. 이에 따라, 절연막(6)과 제2 도전패턴(8) 간의 단차가 크게 나타나게 된다. 이후, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 도전패턴(8) 상에 제3의 도전패턴(15)을 형성하는 경우, 제2 도전패턴(8)과 제3 도전패턴(15) 사이에도 여전히 큰 단자가 유지되게 됨으로써 단차영역(A)에서 제3 도전패턴(15)이 단선되는 문제가 발생될 수 있다. 이러한, 문제를 막기 위해 제2 도전패턴(8) 끝단이 소정의 완만한 경사를 가지도록 형성되어야 한다. 그러나, 제1 금속층(8a) 및 제2 금속층(8b)이 서로 다른 식각 특성을 가지므로 제2 도전패턴(8)의 끝단(A)에서의 테퍼형상이 정상적으로 형성되지 않는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 박막 패턴들 간의 접촉의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 절연막을 관통하는 관통홀을 통해 서로 접촉되는 상부 및 하부 도전패턴을 포함하는 표시장치에 있어서, 상기 상부 도전패턴은 상기 관통홀 내에 위치하는 적어도 하나의 제1 금속층과; 상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며 상기 절연막과 직접 접촉되는 제2 금속층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관통홀을 통해 접촉되는 상부 및 하부 도전패턴은 상기 표시장치의 패드부의 일부를 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시장치는 액정표시패널이며, 상기 하부 도전패턴은 박막 트랜지스터의 드레인 전극이고, 상기 상부 도전패턴은 화소전극인 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터는 상기 드레인 전극의 하부에 위치하는 폴리 실리콘형 반도체 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시소자는, 액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 표시소자의 제조방법은 하부 도전패턴을 형성하는 단계와; 상기 하부 도전패턴을 노출시키는 관통홀을 가지는 절연막을 형성하는 단계와; 상기 관통홀을 통해 상기 하부 도전패턴과 접촉되는 상부 도전패턴을 형성하는 단계 를 포함하고, 상기 상부 도전패턴을 형성하는 단계는 상기 관통홀 내에 위치하는 적어도 하나의 제1 금속층을 형성하는 단계와; 상기 제1 금속층을 덮으며 상기 절연막과 직접 접촉되는 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관통홀 내에 제1 금속층을 형성하는 단계는 상기 절연막 위에 위치하며 상기 관통홀을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴 및 관통홀 내에 제1 금속물질을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트 패턴을 제거함과 아울러 상기 포토레지스트 패턴과 중첩되게 위치하는 제1 금속물질을 제거하고 상기 관통홀 내에 제1 금속물질은 잔류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 금속층의 끝단은 소정의 완만한 경사를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 일영역을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 표시장치의 일영역은 외부 구동신호를 공급받기 위해 표시장치의 외곽에 위치하는 패드부 일수도 있고, 박막 트랜지스터와 화소전극 등의 접촉영역일 수 있다. 더 나아가서, 관통홀을 통한 도전성 박막패턴들 간의 접촉영역일 수 있다.
이하, 도 4를 표시장치의 패드영역이라 가정하에 기술하겠다.
도 4에 도시된 패드부는 기판(102) 상에 형성된 제1 도전패턴(104), 제1 도전패턴(104)을 부분적으로 노출시키는 관통홀(110)을 가지는 절연막(106), 관통홀(110)을 통해 제1 도전패턴(104)과 접촉되며 적어도 제1 및 제2 금속층(108a,108b)으로 이루어진 제2 도전패턴(108)을 구비한다. 여기서, 제2 도전패턴(108)에서 제1 금속층(108a)은 관통홀(110) 내에 위치하게 되고 제2 도전패턴(108)은 제1 금속층(108a)을 덮도록 형성됨과 아울러 절연막(106)과 직접 접촉될 수 있게 된다. 이에 따라, 제1 금속층(108a)의 끝단과 제2 금속층(108b)의 끝단이 서로 중첩되지 않게 된다. 그 결과, 제2 도전패턴(108) 끝단(B)의 테퍼진 영역은 제2 금속층(108b)의 끝단(B)이 되게 됨으로써 종래와 비교하여 제2 도전패턴(108)의 끝단(B)에서의 테퍼형성이 용이해 지게 된다.
다시 말해서, 제2 도전패턴(108) 중 단일 금속층인 제2 금속층(108b) 만이 절연막(106) 상에 위치하게 됨으로써 도 5에 도시된 바와 같이 제3 도전패턴(115)이 형성되더라도 제3 도전패턴(115)에서의 단차(B)가 작게 나타나게 된다. 그 결과, 제3 도전패턴(115)에서의 단차(B) 영역에서의 단선 문제는 발생되지 않게 된다.
더 나아가서, 제2 도전패턴(108)에서 제1 금속층(108a)은 관통홀(110) 내에 위치하게 됨으로써 실질적으로 패터닝 공정에서 테퍼를 가지게 되는 박막은 제2 금속층(108b) 뿐이다. 이에 따라, 서로 다른 특성을 가지는 2개의 금속층을 식각하는 경우와 비교하여 훨신 용이하게 제2 도전패턴(108) 끝단(B)에 테퍼를 형성할 수 있게 된다. 그 결과, 이후에 형성될 또 다른 제3의 도전패턴(115)이 제2 도전패턴(108)에서의 단차영역(B)에 의해 단선되는 일은 일어나지 않게 된다.
이하, 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 도 4의 패드영역의 형성방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(102) 상에 제1 도전물질이 형성된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 제1 도전물질이 패터닝됨으로써 도 6a에 도시된 바와 같이 제1 도전패턴(104)이 형성된다.
제1 도전패턴(104)이 형성된 기판(102) 상에 절연물질이 증착된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정에 의해 절연물질이 패터닝됨으로써 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 도전패턴(104)을 부분적으로 노출시키는 관통홀(110)을 가지는 절연막(106)이 형성된다.
절연막(106)이 형성된 기판(102) 상에 포토레지스트가 도포된 후 노광 및 현상 공정을 포함하는 포토리쏘그래피 공정이 실시됨으로써 도 6c에 도시된 바와 같이 관통홀(110)을 그대로 노출시키는 포토레지스트 패턴(112)이 형성된다. 이어서, 도 6d에 도시된 바와 같이 제1 금속물질(108c)이 전면 증착된다.
이후, 리프트 오프(lift off)를 공정이 실시됨으로써 포토레지스트 패턴(112)이 제거됨과 동시에 포토레지스트 패턴(112)과 중첩되게 형성된 제1 금속물질(108c) 만이 제거되고 포토레지스트 패턴(112)과 비중첩되었던 제1 금속물질(108c)은 잔류하게 된다. 이에 따라, 도 6e에 도시된 바와 같이 관통홀(110) 내에 제1 금 속층(108a)이 형성될 수 있게 된다.
이와 같이, 제1 금속층(108a)이 관통홀(110) 내에 삽입된 후, 제2 금속물질이 증착된 후 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정이 실시됨으로써 도 6f에 도시된 바와 같이 제2 금속층(108b)이 형성된다. 이에 따라, 제1 금속층(108a) 및 제2 금속층(108b)의 2중층으로 구성되는 제2 도전패턴(108)이 형성된다. 여기서, 제2 도전패턴(108)에서 관통홀(110) 외부에 위치함과 아울러 절연막(106) 위에 위치하는 것은 제2 금속층(108b) 만이 위치하게 됨으로써 또 다른 제3의 도전패턴(115)이 제2 도전패턴(108) 상에 형성되더라도 단차에 의한 제3 도전패턴(115)의 단선 문제는 발생되지 않게 된다.
또한, 제2 금속층(108b)을 패터닝하는 공정에서 단일의 제2 금속층(108b) 만이 식각 공정에 의해 패터닝됨으로써 제2 금속층(108b)의 끝단의 테퍼가 완만하게 형성될 수 있게 된다. 이에 따라, 제3 도전패턴(115)의 형성시 단선 문제는 더욱 방지될 수 있게 된다.
도 7은 도 4 내지 도 6f에서 설명한 방식을 이용하여 형성된 폴리형 액정표시소자의 박막 트랜지스터를 나타내는 도면이다.
박막 트랜지스터는 버퍼막(202) 상에 형성되는 액티브층(214)과, 게이트 절연막(212) 상에 형성되는 게이트 전극(206)과, 게이트 전극(206)을 사이에 두고 양측에 형성되는 소스 및 드레인전극(208,210)을 구비한다.
액티브층(214)은 버퍼막(202)을 사이에 두고 하부기판(201) 상에 폴리 실리콘으로 형성된다. 게이트 전극(206)은 게이트 절연막(212)을 사이에 두고 액티브 층(214)과 중첩되게 형성된다. 소스 전극(208) 및 드레인 전극(210)은 층간 절연막(216)을 사이에 두고 게이트 전극(206)과 절연되게 형성되며, 층간 절연막(216)과 게이트 절연막(212)을 관통하여 형성된 소스 접촉홀(204S) 및 드레인 접촉홀(204D)을 통해 액티브층(214)의 소스영역(214S) 및 드레인영역(214D)과 각각 접촉하게 된다.
화소전극(222)은 소스 및 드레인전극(208,210)을 덮도록 형성되는 보호막(220) 상에 투명전도성 물질로 형성되고, 보호막(220)을 관통하는 화소 접촉홀(224)을 통해 드레인 전극(210)과 접속된다.
여기서, 소스 및 드레인전극(208,210)은 2중 구조로 되어 있다.
즉, 소스 및 드레인전극(208,210)은 액티브층과의 확산(diffusion)을 막기 위해 이용되며 몰리브덴 등으로 이루어짐과 아울러 소스 접촉홀(204S) 및 드레인 접촉홀(204D) 내에 위치하는 제1 금속층(208a)과, 제1 금속층(208a)을 덮도록 형성되며 알루미늄 등으로 이루어지는 제2 금속층으로 구성된다.
화소전극(222)은 드레인 전극(210)과의 양호한 접촉을 위해 화소접촉홀(224) 내에 위치하는 제1 금속층(222a)과 제1 금속층(222a)을 덮도록 형성되는 제2 금속층(222b)으로 구성된다.
한편, 소스 및 드레인전극(208,210)이 3중 구조로 형성될 수 도 있다.
즉, 소스 및 드레인전극(208,210)은 액티브층과의 확산(diffusion)을 막기 위해 이용되며 몰리브덴 등으로 이루어짐과 아울러 소스 접촉홀(204S) 및 드레인 접촉홀(204D) 내에 위치하는 제1 금속층(208a)과, 제1 금속층(208a)을 덮도록 형성 되며 알루미늄 등으로 이루어지는 제2 금속층(208a)과, 제2 금속층(208a)을 노출시키는 화소접촉홀(224)를 통해 제2 금속층(208a)과 접촉됨과 아울러 화소전극(222)과의 접촉을 향상시키기 위해 몰리브덴 등으로 이루어지는 제3 금속층으로 이루어지는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 표시소자의 제조방법은 액정표시소자(LCD) 뿐만아니라, 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 등의 평판표시소자의 전극층, 유기물층 및 무기물층 등을 패터닝하기 위한 어떠한 공정에 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시소자 및 그 제조방법은 적어도 2중층으로 구성되는 상부 도전패턴이 절연막을 관통하는 관통홀을 통해 하부에 위치하는 하부 도전패턴과 접촉하는 경우, 상부 도전패턴을 구성하는 하부 금속층이 관통홀 내에 위치하게 된다. 그에 따라, 상부 도전패턴과 절연막 간의 단차를 줄일 수 있게 됨으로써 상부 도전패턴 상에 또 다른 제3의 도전패턴이 형성되더라도 제3의 도전패턴이 상부 도전패턴의 단차에 의해 단선되는 등의 문제는 발생되지 않게 된다.
또한, 상부 도전패턴 중 관통홀 외부에 위치하는 금속층이 단일층으로 형성될 수 있게 됨으로써 상부 도전패턴의 끝단에 완만한 테퍼가 용이하게 형성될 수 있게 된다. 이에 따라, 상부 도전패턴 위에 제3의 도전패턴이 형성되더라도 단차에 의한 단선문제를 더욱 방지할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 절연막을 관통하는 관통홀을 통해 서로 접촉되는 상부 및 하부 도전패턴을 포함하는 표시장치에 있어서,
    상기 상부 도전패턴은
    상기 관통홀 내에 위치하는 적어도 하나의 제1 금속층과;
    상기 제1 금속층을 덮도록 형성되며 상기 절연막과 직접 접촉되는 제2 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀을 통해 접촉되는 상부 및 하부 도전패턴은 상기 표시장치의 패드부의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시장치는 액정표시패널이며,
    상기 하부 도전패턴은 박막 트랜지스터의 드레인 전극이고, 상기 상부 도전패턴은 화소전극인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는
    상기 드레인 전극의 하부에 위치하는 폴리 실리콘형 반도체 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 평판표시소자는,
    액정표시소자(LCD), 전계 방출 표시소자(FED), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 및 전계발광소자(EL) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평판표시소자의 제조방법.
  6. 하부 도전패턴을 형성하는 단계와;
    상기 하부 도전패턴을 노출시키는 관통홀을 가지는 절연막을 형성하는 단계와;
    상기 관통홀을 통해 상기 하부 도전패턴과 접촉되는 상부 도전패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 상부 도전패턴을 형성하는 단계는
    상기 관통홀 내에 위치하는 적어도 하나의 제1 금속층을 형성하는 단계와;
    상기 제1 금속층을 덮으며 상기 절연막과 직접 접촉되는 제2 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 관통홀 내에 제1 금속층을 형성하는 단계는
    상기 절연막 위에 위치하며 상기 관통홀을 노출시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트 패턴 및 관통홀 내에 제1 금속물질을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트 패턴을 제거함과 아울러 상기 포토레지스트 패턴과 중첩되게 위치하는 제1 금속물질을 제거하고 상기 관통홀 내에 제1 금속물질은 잔류시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 금속층의 끝단은 소정의 완만한 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조방법.
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