KR20070053472A - 표시기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
작동의 신뢰성이 향상된 표시기판 및 이의 제조 방법이 개시된다. 표시기판은 베이스 기판, 베이스 기판 위에 알루미늄층과 알루미늄층 위에 산화알루미늄층 및 산화알루미늄층 위에 실링층을 포함하는 다층 구조로 형성된 게이트 배선, 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하며 소스 금속층으로 형성된 소스 배선, 다층 구조의 게이트 배선으로부터 연장된 게이트 전극과 소스 배선으로부터 연장된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 스위칭 소자 및 드레인 전극에 연결된 화소 전극을 포함한다. 따라서, 게이트 배선 및 게이트 전극에 힐락의 발생이 억제되어 표시기판의 작동의 신뢰성이 향상된다.
양극 산화, 게이트 배선, 힐락, 알루미늄, 산화알루미늄
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시기판을 I-I' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판의 부분 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 베이스 기판 121 : 알루미늄층
123 : 산화알루미늄층 125 : 실링층
327 : 금속층 140 : 게이트 절연막
150 : 반도체층 160 : 소스 금속층
170 : 보호 절연막 190 : 화소 전극
본 발명은 표시기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 배 선에 힐락의 발생이 억제되어 작동의 신뢰성이 향상된 표시기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시장치는 전기적인 신호를 인간이 직접 정보를 인식할 수 있는 영상으로 변환시키는 전기광학적 장치이다. 이러한 표시장치 중 액정표시장치는 전계를 인가하여 액정 분자의 배열을 변화시켜 액정을 투과하는 광량을 제어하여 영상을 표시하는 표시장치이다. 이 때, 전계를 인가하기 위해서는 상기 액정표시장치는 표시기판에 형성된 전극을 필요로 하며, 상기 전극에 데이터 전압을 인가하는 스위칭 소자, 예를 들어, 박막트랜지스터를 필요로 한다.
한편, 상기 액정표시장치의 진보에 따라, 더 큰 디스플레이 영역과, 고해상도 및 더 빠른 응답시간이 요구되고 있다. 이와 같은 요구 사항의 달성을 위한 노력의 성공여부는 상기 액정표시장치의 제조공정의 진보 및 적절한 금속 배선의 재질의 선택에 크게 의존한다.
예를 들어, 상기 박막 트랜지스터가 대형 표시기판에 적용되는 경우, 신호의 지연이나 이미지의 깜박거림을 방지하기 위해서는 게이트 저항이 작아야 한다. 작은 전기 저항과 큰 전기 전도도를 가지는 상기 박막트랜지스터의 배선 재료의 예로는 구리, 은 및 알루미늄 등을 들 수 있다.
순수 알루미늄은 양호한 에칭 특성 및 비용 등에서 다른 물질들보다 장점을 갖고 있다. 그러나, 순수 알루미늄으로 게이트 배선을 형성하는 경우, 증착된 알루미늄 박막 위에 후속하여 유전층을 증착하기 위해, 상기 알루미늄 박막을 높은 온도에 노출시키는 경우, 상기 알루미늄 박막에 힐락이 높은 밀도로 발생하는 문제점 이 있다. 상기 힐락은 알루미늄 박막의 표면에 형성된 수많은 부산물로서 상기 박막트랜지스터와 같은 마이크로디바이스의 신뢰성과 작동 상에 많은 문제를 야기한다.
상기 힐락의 발생 빈도를 감소시키기 위해 두 가지 방법이 주로 사용되고 있다. 하나의 방법은 특정 금속 자체의 힐락에 대한 저항성을 증가시키는 것이다. 예를 들어, Nd, Ti, Cu 및 Ni와 같은 합금 요소를 상기 순수 알루미늄에 첨가하는 방법을 사용하는 것이다.
다른 하나의 방법은 상기 알루미늄 박막의 표면에 압축응력(COMPRESSIVE STRESS)을 가하기 위해 배선의 구조를 다중층으로 변경하는 것이다. 예를 들어, 순수 알루미늄층의 하면에 접하는 하부층과 상기 순수 알루미늄층의 상면에 접하는 캡핑층, 예를 들어, Mo, MoN, Al2O3, AlN 등의 층을 더 형성하여 상기 순수 알루미늄층에서 힐락의 발생 빈도를 감소시키는 것이다.
그러나 전자의 방법에 의하면 배선의 전기 저항이 순수 알루미늄 배선의 전기 저항보다 크게 증가되는 문제점이 있고, 후자의 방법에 의하면 다중층으로 이루어지는 배선을 형성하기 위한 에칭 공정이 복잡하게 되어 상기 박막트랜지스터가 적용된 표시기판의 제조 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 게이트 배선에 힐락의 발생이 감소되어 작동의 신뢰성이 향 상된 표시기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 표시기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시기판은 베이스 기판, 게이트 배선, 소스 배선, 스위칭 소자 및 화소 전극을 포함한다. 상기 게이트 배선은 알루미늄층, 산화알루미늄층 및 실링층을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 상기 알루미늄층은 상기 베이스 기판 위에 배치되고, 상기 산화알루미늄층은 상기 게이트 배선의 표면에 형성되며, 상기 실링층은 상기 산화알루미늄층 위에 배치되어 상기 게이트 배선에 크랙의 발생을 방지한다. 상기 소스 배선은 상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하며 소스 금속층으로 형성된다. 상기 스위칭 소자는 상기 게이트 배선으로부터 연장된 게이트 전극과 상기 소스 배선으로부터 연장된 소스 전극을 포함한다. 상기 화소 전극은 상기 화소 영역에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결된다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여, 일 실시예에 따른 표시기판의 제조 방법은 화소 영역이 정의되고, 상기 화소 영역에는 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 연결된 화소 전극이 형성된 표시기판의 제조에 이용된다. 상기 표시기판의 제조 방법은 알루미늄 박막이 형성된 베이스 기판을 제1 식각 공정을 통해 상기 게이트 배선들, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층을 형성하는 단계와, 상기 산화알루미늄층 위에 실링층을 형성하는 단계 와, 상기 실링층 위에 소스 금속층을 형성하는 단계와, 상기 소스 금속층을 제2 식각 공정을 통해 상기 소스 배선들, 상기 스위칭 소자의 소스 및 드레인 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계와, 상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 도전층을 형성하는 단계와, 상기 투명 도전층을 제3 식각 공정을 통해 상기 드레인 전극과 연결된 상기 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 표시기판 및 이의 제조 방법에 의하면, 게이트 전극에서 힐락의 발생이 감소되어 상기 표시기판의 동작의 신뢰성이 향상된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
표시기판
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판의 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 표시기판을 I-I' 선을 따라 절단한 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시기판(100)은 베이스 기판(110), 게이트 배선(GL), 소스 배선(SL), 스위칭 소자 및 화소 전극(190)을 포함한다.
상기 베이스 기판(110)은 광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질의 유리를 포함한다.
상기 게이트 배선(GL)은 상기 베이스 기판(110) 위에 가로 방향으로 N개가 배치된다. 상기 게이트 배선(GL)은 다층 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 게이트 배선(GL)은 알루미늄(Al)층(121), 상기 알루미늄층(121) 위에 산화알루미늄(Al2O3) 층(123) 및 상기 산화알루미늄층(123) 위에 실링층(125)을 포함한다. 후술될 상기 스위칭 소자가 포함하는 게이트 전극(GE)은 상기 다층 구조의 게이트 배선(GL)으로부터 세로 방향으로 연장되어 형성되며, 상기 게이트 배선(GL)과 동일하게 알루미늄층(121), 산화알루미늄층(123) 및 실링층(125)으로 형성된다.
순도가 99.0(%) 이상인 알루미늄(Al)은 약 60 내지 70(%)의 전기전도도, 약 5.5~9.5 (kgf/㎟)의 인장강도 및 약 15~35(%)의 연신율을 갖는다. 상기 알루미늄(Al)은 우수한 전기전도도, 접착성, 패터닝이 용이함, 낮은 접촉저항을 갖는다. 구리(Cu)보다 작은 전기전도도 및 인장강도를 갖는다.
한편, 상기 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(GE)이 알루미늄(Al)만으로 이루어지는 경우, 알루미늄 박막의 증착 공정 또는 상기 알루미늄 박막 위에 후술될 게이트 절연막을 형성하기 위해 상기 알루미늄 박막이 약 350 도(°C) 정도의 고온에 노출되는 경우, 상기 알루미늄 박막에는 힐락(hillock)이 높은 밀도로 발생된다. 상기 힐락은 상기 알루미늄 박막의 표면에 형성된 수많은 부산물로서, 상기 베이스 기판(110)과 알루미늄 박막의 접촉면에서뿐만 아니라 상기 알루미늄 박막의 표면에서도 발생한다.
연구결과, 상기 힐락의 발생 메커니즘이 완전히 규명되지는 않았지만, 상기 힐락은 알루미늄 박막의 증착 도중 또는 열처리 도중 응력이 해소되면서 발생하는 것으로 알려졌다. 구체적으로, 상기 힐락은 상기 알루미늄 박막에서 그레인 경계를 따른 원자의 확산에 의해 발생되는 것으로 상기 알루미늄 박막의 인장강도가 작을수록 쉽게 발생된다.
상기 산화알루미늄층(123)은 상기 알루미늄층(121)의 표면에 형성된다. 예를 들어, 상기 알루미늄층(121)의 표면을 양극 산화(anodizing)시키면 상기 알루미늄층(121)의 표면에 소정의 두께를 갖는 상기 산화알루미늄층(123)이 형성된다. 상기 산화알루미늄층(123)은 상기 알루미늄(Al)보다 열쇼크(thermal shock)에 대한 내열성이 커서, 상기 알루미늄층(121)을 약 350 도(°C) 정도의 열쇼크(thermal shock)로부터 보호한다. 이에 따라, 상기 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(GE)에 힐락의 발생이 크게 억제된다.
한편, 상기 산화알루미늄층(123)의 표면은 불균일하거나 다공질 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 다공질 구조로 인해 상기 알루미늄층(121) 및 산화알루미늄층(123)에 크렉이 발생할 수 있다. 상기 실링층(125)은 상기 산화알루미늄층(123)을 커버하도록 배치되어 상기 산화알루미늄층(123)의 표면을 균일하게 하고, 상기 다공질 표면을 커버하여 상기 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(GE)에 크렉이 발생하는 것을 방지한다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 표시기판(100)은 게이트 절연막(140)을 더 포함한다. 상기 게이트 절연막(140)은 상기 게이트 전극(GE)을 덮도록 배치되며 질화 실리콘 또는 산화 실리콘과 같은 절연물질을 포함한다.
상기 소스 배선(SL)은 상기 게이트 절연막(140)이 형성된 상기 베이스 기판(110) 위에 세로 방향으로 M 개가 배치된다. 상기 N개의 게이트 배선(GL)과 상기 M개의 소스 배선(SL)은 상기 베이스 기판(110)에 N×M개 화소 영역을 정의한다.
상기 스위칭 소자는 상기 게이트 전극(GE), 반도체층(150), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
상기 반도체층(150)은 상기 게이트 전극(GE)에 대응하는 상기 게이트 절연막(140) 위에 배치되며 활성층(152) 및 오믹 콘택층(156)을 포함한다. 상기 활성층(152)은 불순물이 도핑되지 않은 비정질 실리콘(a-Si)을 포함하며, 상기 오믹 콘택층(156)은 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘을 포함한다.
상기 소스 전극(SE)은 상기 소스 배선(SL)으로부터 상기 반도체층(150) 위로 연장되고 상기 드레인 전극(DE)은 상기 소스 전극(SE)과 대향하며 상기 반도체층(150) 위에 배치된다. 이때, 상기 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)의 사이의 상기 오믹 콘택층(156)은 제거되어 상기 활성층(152)이 노출된다.
상기 표시기판(100)은 보호 절연막(170)을 더 포함한다. 상기 보호 절연막(170)은 상기 소스 배선(SL)이 형성된 베이스 기판(110) 위에 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 덮도록 배치된다. 상기 보호 절연막(170)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 절연 물질을 포함하거나, 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프(cytop) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane) 등의 저유전 상수를 갖는 유기 절연 물질을 포함한다. 상기 보호 절연막(170)에는 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘텍홀(180)이 형성된다.
상기 화소 전극(190)은 상기 화소 영역에 대응하는 상기 보호 절연막(170) 상에 배치되며, 상기 콘텍홀(180)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 상기 보호 절연막(170)은 투명한 전도성 물질인 인듐-틴-옥사이드(Indium- Tin-Oxide : ITO), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO) 또는 인듐-틴-아연 옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시기판의 부분 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시기판(300)은 베이스 기판(310), 게이트 배선, 게이트 절연막, 반도체층, 소스 배선, 스위칭 소자, 보호 절연막 및 화소 전극(390)을 포함한다. 상기 표시기판은 상기 게이트 배선 및 상기 스위칭 소자의 게이트 전극을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 표시기판(100)과 실질적으로 동일하다. 상기 게이트 배선 및 게이트 전극은 금속층(327)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1 및 도 2에 도시된 게이트 배선(GL) 및 게이트 전극(GE)과 실질적으로 동일하다.
상기 금속층(327)은 상기 실링층(325) 위에 배치되며, 예를 들어, 몰리브덴(Mo)으로 이루어진다. 상기 금속층(327)은 상기 게이트 배선을 압박한다. 이에 따라, 상기 게이트 배선은 압축응력(compressive stress)을 받는다. 이로 인해, 열처리 공정에서 상기 게이트 배선을 이루는 알루미늄층(321)에서 힐락이 발생하는 것이 억제된다.
표시기판의 제조 방법
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시기판의 제조 방법을 도시한 공정도들이다.
도 1 , 도 2 및 도 4a 내지 도 4f를 참조하면, 표시기판의 제조 방법은 화소 영역이 정의되고, 상기 화소 영역에는 게이트 배선(GL)과 소스 배선(SL)에 연결된 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 연결된 화소 전극(190)이 형성된, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같은, 표시기판(100)의 제조에 이용된다.
상기 표시기판의 제조 방법은 알루미늄 박막이 형성된 베이스 기판(110)을 제1 식각 공정을 통해 상기 게이트 배선들, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극(GE)을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층을 형성하는 단계와, 상기 산화알루미늄층 위에 실링층(125)을 형성하는 단계와, 상기 실링층(125) 위에 소스 금속층을 형성하는 단계와, 상기 소스 금속층을 제2 식각 공정을 통해 상기 소스 배선(SL)들, 상기 스위칭 소자의 소스 및 드레인 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계와, 상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판(110) 위에 투명 도전층을 형성하는 단계와, 상기 투명 도전층을 제3 식각 공정을 통해 상기 드레인 전극과 연결된 상기 화소 전극(190)을 형성하는 단계를 포함한다.
도 4a 및 는 상기 베이스 기판 위에 게이트 패턴을 형성하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 4a를 참조하면, 먼저, 화학기상층착(CVD) 방법 또는 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용해 상기 베이스 기판(110) 위에 알루미늄 박막(120)을 증착한다. 이후, 상기 알루미늄 박막(120) 위에 포토레지스트층을 형성하고, 상기 포토레지스트층을 부분적으로 노광 및 현상하여 형성될 게이트 패턴에 대응하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 다음, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 알루미늄 박막(120)을 제1 식각하고, 상기 포토레지스트 패턴을 애싱 공정(ashing process) 및 스트립 공정을 통해 제거하여, 가로 방향으로 신장된 상기 게이트 배 선(GL)과 상기 게이트 배선(GL)으로부터 세로 방향으로 연장된 상기 게이트 전극(GE)을 포함하는 상기 게이트 패턴을 형성한다.
도 4b 및 도 4c는 상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층을 형성하는 단계를 도시하는 공정도들이다. 상기 산화알루미늄층(123)을 형성하는 단계는 서로 다른 전해질 용액을 사용하여 2 단계로 상기 게이트 패턴을 양극산화 시킨다.
먼저, 상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(110)을 제1 전해질 용액에 침전시켜 상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층(123)을 형성한다. 구체적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전해질 용액(L), 예를 들어, 옥살산 또는 인산 용액에 상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(110)을 침전시키고, 상기 베이스 기판(110)에 양극을 인가하고, 상기 제1 전해질 용액(L)에 음극을 인가한다. 온도를 약 10 내지 20도로, 정전류 밀도를 약 2 내지 5 (A/dm2 )로 하여 상기한 바와 같이 상기 게이트 패턴을 양극산화시키면, 상기 게이트 패턴의 표면에는 제1 두께를 갖는 산화알루미늄층이 형성된다.
계속해서, 상기 제1 두께를 갖는 산화알루미늄층의 두께를 증가시키기 위하여, 상기 제1 두께를 갖는 산화알루미늄층이 형성된 상기 베이스 기판(110)을 상기 제1 전해질 보다 강한 전해질인 제2 전해질 용액, 예를 들어, 황산 용액으로 양극산화시킨다. 이에 따라, 상기 게이트 패턴의 표면에는 도 4c에 도시된 바와 같이 상기 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 산화알루미늄층(123)이 형성된다.
한편, 상기 옥살산, 인산 및 황산은 상기 양극산화 과정에서 상기 게이트 패 턴의 표면에 형성된 상기 산화알루미늄층(123)을 용해시킨다. 그 결과, 상기 게이트 패턴의 표면에는 다공성 산화알루미늄층(123)이 형성된다. 상기 다공성 산화알루미늄층(123)은 우수한 내식성 및 내마모성을 갖는다.
도 4d는 상기 산화알루미늄층 위에 실링층을 형성하는 단계를 도시한다.
계속해서, 상기 산화알루미늄층(123)이 형성된 베이스 기판(110)을 니켈이온 및 불소이온을 포함하는 용액에 침전시켜 상기 산화알루미늄층(123)의 표면에 실링층(125)을 형성한다.
상기 산화알루미늄층(123)은 표면이 거칠고, 다공성 구조를 갖기 때문에 상기 산화알루미늄층(123) 및 게이트 패턴에 크렉이 발생하기 쉽다. 상기 실링층(125)은 상기 산화알루미늄층(123)을 커버하여 표면을 균일하게 하며, 상기 산화알루미늄층(123) 및 게이트 패턴에 크렉이 발생하는 것을 방지한다.
이와 다른 실시예에서, 상기 실링층(125)을 형성하는 단계는 상기 산화알루미늄층(123)이 형성된 베이스 기판(110)을 워터스팀에 노출시켜 수행될 수도 있다.
이와 또 다른 실시예에서, 상기 게이트 패턴에 힐락의 발생을 억제시키기 위해 상기 실링층(125) 위에 금속층, 예를 들어, 몰리브덴을 포함하는 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시기판의 제조 방법은 상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판(110) 위에 게이트 절연막(140)을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극(GE)에 대응하는 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(150)을 형성하는 단계를 더 포함한다.
구체적으로, 도 4e를 참조하면, 상기 베이스 기판(110)위에 상기 게이트 전 극(GE)을 덮도록 게이트 절연막(140)을 형성하고, 상기 반도체층(150)인 활성층(152) 및 오믹 콘택층(156)을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하 "CVD" 라함) 방법으로 순차적으로 증착한다.
상기 게이트 절연막(140)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘과 같은 절연물질로 형성하고, 상기 활성층(152)은 불순물이 도핑되지 않은 비정질 실리콘(a-Si)으로 형성한다. 상기 오믹 콘택층(156)은 N형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘으로 형성한다. 물론, 상기 활성층(152)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 실리콘(poly-Si)으로 형성한다면, 상기 오믹 콘택층(156)은 P형의 불순물이 고농도로 도핑된 다결정 실리콘으로 형성할 수도 있다.
상기 활성층(152) 및 오믹 콘택층(156)은 상기 게이트 전극(GE)과 대응하는 부분에만 잔류되도록 포토 리소그래픽 공정으로 상기 게이트 절연막(140)이 노출되도록 패터닝한다.
도 4f는 소스 금속층 및 소스 패턴을 형성하는 단계를 도시한 공정도이다.
도 4f를 참조하면, 계속해서, 상기 오믹 콘택층(156)을 덮도록 소스 금속층(160)을 화학기상층착(CVD) 방법 또는 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용해 증착한다. 이후, 상기 소스 금속층(160) 위에 포토레지스트 패턴을 형성하고 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 소스 금속층(160)을 상기 게이트 전극(GE)에 대응하여 제2 식각 한다.
이에 따라, 세로 방향으로 신장된 소스 배선(SL)과 상기 소스 배선(SL)으로부터 가로 방향으로 연장된 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 소 스 패턴이 형성된다. 식각된 상기 소스 금속층(160) 부분에 대응하는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)의 양단에는 상기 오믹 콘택층(156)이 노출된다. 패터닝된 상기 소스 금속층(160)을 마스크로 하여 노출된 상기 오믹 콘택층(156)을 건식식각하고, 상기 소스 패턴을 형성하기 위해 사용되었던 상기 포토레지스트 패턴을 스티립(Strip) 공정으로 제거한다.
상기 표시기판의 제조 방법은 보호 절연막(170)을 형성하는 단계를 더 포함한다. 도 4g를 참조하면, 상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판(110) 위에 상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 덮도록 보호 절연막(170)을 증착한다. 상기 보호 절연막(170)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 절연 물질을 갖거나, 아크릴계(acryl) 유기화합물, 테프론(Teflon), BCB(benzocyclobutene), 사이토프(cytop) 또는 PFCB(perfluorocyclobutane) 등의 저유전 상수를 갖는 유기 절연 물질을 갖는다. 포토 리소그래픽 공정으로 상기 보호 절연막(170)을 패터닝하여 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출시키는 콘텍홀(180)을 형성한다.
계속해서, 상기 투명 도전층을 형성하는 단계에서는 상기 보호 절연막(170) 위에 투명한 전도성 물질인 인듐-틴-옥사이드(Indium-Tin-Oxide : ITO), 인듐-아연-옥사이드(Indium-Zinc-Oxide : IZO) 또는 인듐-틴-아연 옥사이드(Indium-Tin-Zinc-Oxide)를 증착한다.
마지막으로, 포토리소그래피 공정을 통해 상기 투명 도전층을 제3 식각하여, 도 4g에 도시된 바와 같이, 화소 전극(190)을 형성한다. 상기 화소 전극(190)은 상기 콘텍홀(180)을 통해 상기 드레인 전극(DE)과 전기적으로 연결된다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 표시기판의 배선, 특히, 게이트 배선에 작은 전기 저항과 큰 전기 전도도를 가지는 알루미늄층, 상기 알루미늄층 위에 산화알루미늄층 및 상기 산화알루미늄층 위에 실링층을 포함하는 다층 구조의 배선을 형성한다. 상기 산화알루미늄층은 상기 알루미늄층을 열쇼크로부터 보호하고, 상기 실링층은 상기 산화알루미늄층 및 알루미늄층에 크렉이 발생하는 것을 방지한다. 이에 따라, 상기 알루미늄층에서 힐락의 발생이 크게 감소되어 표시기판의 작동의 신뢰성이 향상된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (12)
- 베이스 기판;상기 베이스 기판 위에 알루미늄층과 상기 알루미늄층 위에 산화알루미늄층 및 상기 산화알루미늄층 위에 실링층을 포함하는 다층 구조로 형성된 게이트 배선;상기 게이트 배선과 교차하여 화소 영역을 정의하며 소스 금속층으로 형성된 소스 배선;상기 다층 구조의 게이트 배선으로부터 연장된 게이트 전극과 상기 소스 배선으로부터 연장된 소스 전극을 포함하는 스위칭 소자; 및상기 화소 영역에 형성되며, 상기 스위칭 소자의 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제1항에 있어서, 상기 다층 구조의 게이트 배선은 상기 실링층 위에 형성되어 힐락의 발생을 억제시키는 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 제2항에 있어서, 상기 금속층은 몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판.
- 화소 영역이 정의되고, 상기 화소 영역에는 게이트 배선과 소스 배선에 연결된 스위칭 소자와 상기 스위칭 소자에 연결된 화소 전극이 형성된 표시기판의 제조 방법에서,알루미늄 박막이 형성된 베이스 기판을 제1 식각 공정을 통해 상기 게이트 배선들, 상기 스위칭 소자의 게이트 전극을 포함하는 게이트 패턴을 형성하는 단계;상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층을 형성하는 단계;상기 게이트 패턴의 상기 산화알루미늄층 위에 실링층을 형성하는 단계;상기 실링층 위에 소스 금속층을 형성하는 단계;상기 소스 금속층을 제2 식각 공정을 통해 상기 소스 배선들, 상기 스위칭 소자의 소스 및 드레인 전극을 포함하는 소스 패턴을 형성하는 단계;상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 투명 도전층을 형성하는 단계; 및상기 투명 도전층을 제3 식각 공정을 통해 상기 드레인 전극과 연결된 상기 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 산화알루미늄층을 형성하는 단계는상기 게이트 패턴이 형성된 베이스 기판을 제1 전해질 용액에 침전시켜 상기 게이트 패턴의 표면에 산화알루미늄층을 형성하는 단계; 및상기 산화알루미늄층이 형성된 베이스 기판을 제2 전해질 용액에 침전시켜 상기 산화알루미늄층의 두께를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 제1 전해질 용액은 옥살산을 포함하며, 상기 제2 전해질 용액은 황산을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 실링층을 형성하는 단계는상기 산화알루미늄층이 형성된 베이스 기판을 니켈이온 및 불소이온을 포함하는 용액에 침전시켜 상기 산화알루미늄층의 표면에 실링층을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 실링층을 형성하는 단계는상기 산화알루미늄층이 형성된 베이스 기판을 워터스팀에 노출시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 게이트 패턴에 힐락의 발생을 억제시키기 위해 상기 실링층 위에 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 금속층은 몰리브덴을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 실링층이 형성된 베이스 기판 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및상기 게이트 전극에 대응하는 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 소스 패턴이 형성된 베이스 기판 위에 상기 드레인 전극의 일부영역을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 보호 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시기판의 제조 방법.
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