KR20070076653A - Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 평면도.1 is a plan view of a thin film transistor substrate according to the present invention.
도 2는 A-A 선에 대해 자른 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line A-A.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 콘택홀의 형성을 설명하기 위한 단면도.3A to 3C are cross-sectional views for explaining the formation of a contact hole according to the present invention.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 드레인 전극의 다른 예를 도시한 단면도.4A and 4B are sectional views showing another example of the drain electrode according to the present invention.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정을 순서대로 나타낸 단면도.5A through 5E are cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 기판 110 : 게이트 전극100
120 : 게이트 절연막 130 : 활성층120: gate insulating film 130: active layer
140 : 소스 전극 150 : 드레인 전극140: source electrode 150: drain electrode
160 : 보호막 170 : 화소 전극160: protective film 170: pixel electrode
180 : 포토 레지스트 패턴 200 : 콘택홀180: photoresist pattern 200: contact hole
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘택홀 형성을 위한 보호막의 식각시 언더컷(undercut) 발생을 방지하여 화소 전극의 단선을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same. More particularly, a thin film transistor substrate capable of preventing undercut during etching of a protective layer for forming a contact hole and preventing disconnection of a pixel electrode and a manufacturing thereof It is about a method.
일반적으로, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 화소 전극이 형성된 박막 트랜지스터 기판과, 블랙 매트릭스, 칼라 필터 및 공통 전극 등이 형성된 공통 전극 기판 및 두 기판 사이에 밀봉된 액정으로 구성된다. 여기서, 액정 표시 장치는 두 개의 기판 사이에 전압을 인가하여 액정을 구동시키고 광의 투과율을 제어함으로써 화상을 디스플레이 한다. In general, a liquid crystal display (LCD) includes a thin film transistor substrate including a thin film transistor (TFT) and a pixel electrode including a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, a black matrix, a color filter, It consists of a common electrode substrate in which a common electrode etc. were formed, and the liquid crystal sealed between two board | substrates. Here, the liquid crystal display displays an image by applying a voltage between two substrates to drive the liquid crystal and controlling the transmittance of light.
상기 액정 표시 장치의 기판에 형성되는 패턴들은 증착 공정, 세정 공정, 마스크를 사용하여 패턴을 형성하는 노광 공정, 식각 공정 등을 반복하여 제조하며, 상기 박막 트랜지스터 기판에서 게이트 전극, 활성층, 소스 전극과 드레인 전극, 보호막, 화소 전극 등은 상기와 같은 공정들을 반복하여 형성한다. The patterns formed on the substrate of the liquid crystal display are repeatedly manufactured by a deposition process, a cleaning process, an exposure process of forming a pattern using a mask, an etching process, and the like, and the gate electrode, the active layer, and the source electrode of the thin film transistor substrate. The drain electrode, the protective film, the pixel electrode and the like are formed by repeating the above processes.
박막 트랜지스터 기판은 투명 기판 상에 게이트 전극이 형성되고, 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연막이 형성된다. 상기 게이트 절연막 상에 활성층이 형성되고, 상기 활성층 상에 소스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 박막 트랜지스터가 구성된다. 또한, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에는 보호막이 더 형성되어 상기 박막 트랜지스터를 보호하고, 상기 보호막의 일부가 관통되어 상기 드레인 전극과 화소 전극을 서로 연결하는 콘택홀이 형성된다.In the thin film transistor substrate, a gate electrode is formed on the transparent substrate, and a gate insulating film is formed on the substrate including the gate electrode. An active layer is formed on the gate insulating layer, and a source electrode and a drain electrode are formed on the active layer to form a thin film transistor. In addition, a passivation layer is further formed on the source electrode and the drain electrode to protect the thin film transistor, and a portion of the passivation layer penetrates to form a contact hole connecting the drain electrode and the pixel electrode to each other.
상기 드레인 전극과 화소 전극을 연결하는 콘택홀의 형성에 대해 간략히 살펴보면, 상기 소스 및 드레인 전극 상에 보호막을 형성한 후 포토 레지스트와 같은 감광 물질을 도포한다. 소정의 마스크를 이용하여 상기 포토 레지스트를 노광 및 현상하여 포토 레지스트 패턴을 형성하고, 상기 포토 레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 드레인 전극의 일부가 개방되도록 보호막을 식각한다. 이 때 개방된 드레인 전극을 통해 화소 전극과 연결된 콘택홀을 형성할 수 있다. A brief description will be given of the formation of a contact hole connecting the drain electrode and the pixel electrode to form a protective film on the source and drain electrodes and then apply a photosensitive material such as a photoresist. The photoresist is exposed and developed using a predetermined mask to form a photoresist pattern, and the protective film is etched so that a part of the drain electrode is opened using the photoresist pattern as an etch mask. In this case, a contact hole connected to the pixel electrode may be formed through the open drain electrode.
그러나, 상기 포토 레지스트 패턴을 이용한 보호막의 식각시 포토 레지스트 패턴 하부의 측면으로 과도한 식각이 일어나는 언더컷(undercut) 현상이 발생한다. 이러한 언더컷의 발생은 원하는 디자인 룰을 갖는 콘택홀의 형성을 어렵게 하고, 이에 따라 소스 또는 드레인 전극 역시 원하는 디자인 룰로 형성하기 어렵다. 또한 언더컷이 발생하는 경우에, 상기 패터닝된 보호막의 상부에 형성되는 화소 전극의 단선(open)을 유발하는 문제점이 있다.However, when the protective layer is etched using the photoresist pattern, an undercut phenomenon occurs in which excessive etching occurs to the side of the lower portion of the photoresist pattern. The occurrence of such undercut makes it difficult to form a contact hole having a desired design rule, and thus it is difficult to form a source or drain electrode with a desired design rule. In addition, when undercut occurs, there is a problem of causing open of the pixel electrode formed on the patterned passivation layer.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘택홀 둘레의 일부에 드레인 전극의 패턴을 형성함으로써, 콘택홀 형성을 위해 드레인 전극 및 보호막 상에 형성되는 포토 레지스트의 측면 프로파일을 완만하게 형성하고 보호막의 식각시 언더컷 발생을 방지하여 화소 전극의 단선을 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by forming a pattern of the drain electrode around the contact hole, thereby forming a side profile of the photoresist formed on the drain electrode and the protective film to form a contact hole gently and An object of the present invention is to provide a thin film transistor substrate capable of preventing undercut during etching and preventing disconnection of a pixel electrode, and a method of manufacturing the same.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 기판 상에 게이트 전극을 형성하 는 단계, 상기 게이트 전극을 포함한 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 상에 활성층을 형성하여 패터닝하는 단계, 상기 활성층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 전체 구조 상에 보호막을 형성하는 단계, 상기 보호막을 패터닝하여 상기 드레인 전극 상부에 콘택홀을 형성하는 단계 및 상기 콘택홀 및 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 콘택홀 둘레의 일부에 전극이 제거된 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method including: forming a gate electrode on a substrate, forming a gate insulating film on the substrate including the gate electrode, and forming and patterning an active layer on the gate insulating film; Forming a source electrode and a drain electrode on the active layer, forming a protective film on the entire structure, patterning the protective film to form a contact hole on the drain electrode, and a pixel electrode on the contact hole and the protective film And forming a portion of the contact hole around the contact hole, wherein the drain electrode includes a pattern portion from which the electrode is removed.
상기 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 보호막 상에 콘택 영역이 개방되는 포토 레지스트 패턴을 형성하는 단계, 상기 포토 레지스트 패턴을 통한 보호막의 식각 공정을 진행하는 단계 및 잔류한 포토 레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 포토 레지스트 패턴은 수평으로부터 90°보다 작은 경사각의 완만한 측면 프로파일을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 포토 레지스트 패턴은 수평으로부터 37° 이하 경사각의 완만한 측면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 한다.The forming of the contact hole may include forming a photoresist pattern having a contact region open on the passivation layer, performing an etching process of the passivation layer through the photoresist pattern, and removing the remaining photoresist pattern. It may include. The photoresist pattern preferably has a gentle side profile with a tilt angle of less than 90 ° from horizontal. More preferably the photoresist pattern is characterized by having a gentle side profile with an inclination angle of less than 37 ° from horizontal.
상기 드레인 전극은 상기 콘택홀의 원주를 따라서 반원을 둘러싸는 형태로 패턴부를 형성하거나, 상기 콘택홀의 원주를 따라서 전체 원을 둘러싸는 형태로 나뉘어진 다수개의 패턴부를 형성할 수 있다. The drain electrode may form a pattern portion in the form of enclosing a semicircle along the circumference of the contact hole, or may form a plurality of pattern portions divided in the form of enclosing the entire circle along the circumference of the contact hole.
본 발명은 기판, 상기 기판 상면에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극을 포함한 전면에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 소스 및 드레인 전극, 상기 드레인 전극 상의 콘택홀 영역 을 제외한 상기 소스 및 드레인 전극 상에 형성된 보호막 및 상기 콘택홀 및 보호막 상에 형성된 화소 전극을 포함하고, 상기 드레인 전극은 상기 콘택홀 둘레의 일부에 전극이 제거된 패턴부를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판을 제공한다. The present invention provides a substrate, a gate electrode formed on the substrate, a gate insulating film formed on the front surface including the gate electrode, an active layer formed on the gate insulating film, a source and drain electrode formed on the active layer, and a contact hole region on the drain electrode. A thin film transistor including a passivation layer formed on the source and drain electrodes, and a pixel electrode formed on the contact hole and the passivation layer, wherein the drain electrode includes a pattern portion having an electrode removed around a portion of the contact hole. Provide a substrate.
상기 패턴부는 상기 콘택홀의 원주를 따라서 반원을 둘러싸는 형태로 형성되거나, 상기 콘택홀의 원주를 따라서 전체 원을 둘러싸는 형태로 다수개로 나뉘어 형성될 수 있다. The pattern portion may be formed in a form of enclosing a semi-circle along the circumference of the contact hole, or may be divided into a plurality of forms in the form of enclosing the entire circle along the circumference of the contact hole.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상부에 또는 위에 있다고 표현되는 경우는 각 부분이 다른 부분의 바로 상부 또는 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 각 부분과 다른 부분의 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., may be exaggerated for clarity, and like reference numerals designate like elements. In addition, when a part such as a layer, a film, an area, or a plate is expressed as being on or above another part, not only when each part is directly above or directly above the other part but also another part between each part and another part This includes cases.
도 1은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 평면도이며, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 기판을 A-A 선에 대해 자른 단면도이다. 1 is a plan view of a thin film transistor substrate according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the thin film transistor substrate of FIG. 1.
박막 트랜지스터 기판은 투광성 절연 기판(100) 상에 게이트 신호를 전달하며 제 1 방향으로 연장되고 제 2 방향으로 소정 간격을 갖도록 배열된 복수의 게이트 라인과, 게이트 라인에 교차하여 형성된 복수의 소스 라인과, 게이트 라인과 소스 라인에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극(170)을 포함하고, 게이트 라인과 소스 라인의 교차점에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 박막 트랜지스터를 포함한다. The thin film transistor substrate may include a plurality of gate lines that transmit a gate signal on the transparent
상기 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 공급되는 신호에 응답하여 소스 라인에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(170)에 충전되도록 한다. 따라서, 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극(110)과, 소스 라인에 접속된 소스 전극(140)과, 화소 전극(170)에 접속된 드레인 전극(150)과, 게이트 전극(110)과 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150) 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막(120) 및 활성층(130)을 포함한다. The thin film transistor causes the pixel signal supplied to the source line to be charged in the
박막 트랜지스터의 상부에는 절연성 보호막(160)이 형성되어 있다. 보호막(160)은 질화 실리콘 또는 산화 실리콘 등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기막으로 형성될 수도 있다. 물론 무기 절연막과 유기막의 이중층으로 형성될 수도 있다. 또한 보호막(160)의 상부에는 상기 화소 전극(170)이 형성된다. An insulating
상기 드레인 전극(150)과 화소 전극(170)과의 연결을 위해 드레인 전극(150)의 상부에는 상기 보호막(160)의 일부가 관통되어 형성된 콘택홀(200)을 포함한다. 이 때 드레인 전극(150)은 상기 콘택홀(200)이 형성되는 영역의 주변에 소정의 홈 형태의 패턴부(155)가 형성되어 있다. 도시한 바와 같이 콘택홀(200)의 형성을 위 해 보호막(160)이 제거되는 영역의 원주를 따라서 반원을 둘러싸는 형태로 패턴부(155)가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 패턴부(155)는 전극이 형성되지 않는 영역을 의미한다. 이러한 패턴부(155)를 포함하는 드레인 전극(150)으로 인해 그 상부에 형성되는 보호막(160)에 소정의 굴곡을 형성할 수 있고, 이에 따라 콘택홀(200)의 형성을 위한 상기 보호막(160)의 식각시 형성하는 포토 레지스트의 측면 프로파일을 완만하게 형성할 수 있다. 이에 대해 하기에서 구체적으로 후술한다. A
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 콘택홀의 형성을 설명하기 위한 단면도들이다. 이는 상기 도 1의 경우의 B-B 선에 대해 자른 단면도를 나타낸 것이다.3A to 3C are cross-sectional views illustrating the formation of a contact hole according to the present invention. This is a cross-sectional view taken along the line B-B in the case of FIG.
도 3a를 참조하면, 기판(100) 상에 게이트 절연막(120)과, 소정의 패턴부(155)를 포함하는 드레인 전극(150)을 형성한다. 여기서, 패턴부(155)는 홈 형상으로 전극이 형성되지 않는 영역을 의미한다. 상기 패턴부(155)는 콘택홀(200)이 형성될 영역의 주변에 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 게이트 절연막(120) 상에 도전성 막을 형성한 후, 소정의 마스크 패턴을 통한 식각 공정을 통해 드레인 전극(150)을 형성한다. 이 때, 상기 드레인 전극(150)의 패턴부(155)도 식각하도록 한다. 이와 같이 패턴부(155)를 포함하는 드레인 전극(150) 상에 절연성 보호막(160)을 형성하게 되면, 상기 보호막(160)은 드레인 전극(150)의 패턴을 따라 소정의 굴곡이 형성된다. 즉, 드레인 전극(150)이 형성된 부분은 균일한 두께를 갖고 형성되나, 패턴부(155)가 형성된 부분은 상대적으로 단차가 낮은 표면 형상으로 형성된다. Referring to FIG. 3A, a
도 3b를 참조하면, 상기 드레인 전극(150) 및 보호막(160) 상에 포토 레지스 트를 도포한 후, 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 실시하여 콘택 영역이 개방되는 포토 레지스트 패턴(180)을 형성한다. 이 때, 상기 보호막(160)에 형성된 소정의 굴곡으로 인하여 도면에 도시한 바와 같은 측면 프로파일을 갖는 포토 레지스트 패턴(180)을 제조할 수 있다. 즉, 수평으로부터 90°보다 작은 경사각의 완만한 측면 프로파일을 갖는 포토 레지스트 패턴(180)을 제조할 수 있다. Referring to FIG. 3B, after the photoresist is applied on the
도 3c를 참조하면, 상기 포토 레지스트 패턴(180)을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 보호막(160)을 식각하고, 잔류한 포토 레지스트 패턴(180)을 제거하여 콘택홀(200)을 형성한다. 상기와 같이 완만한 측면 프로파일을 갖는 포토 레지스트 패턴(180)의 경우, 보호막(160)의 식각시 언더컷의 발생을 효율적으로 방지할 수 있다. Referring to FIG. 3C, the
상기 식각 공정시 포토 레지스트 패턴(180)에 의해 개방되는 영역의 보호막(160)은 식각되며, 식각이 진행될수록 포토 레지스트 패턴(180) 하부의 보호막(160) 측면으로 과도하게 식각되어 언더컷이 발생하게 된다. 이러한 보호막(160)의 식각과 동시에 포토 레지스트 패턴(180)도 어느 정도 소모되는 경향이 있는데, 상술한 바와 같이 완만한 측면 프로파일을 갖는 포토 레지스트 패턴(180)은 측면부의 두께가 상대적으로 얇기 때문에 소정의 식각이 이루어질 수 있다. 이에 따라 일부 포토 레지스트 패턴(180)의 측면부가 제거되어 이를 통해 보호막(160)의 식각이 이루어질 수 있고, 측면 식각으로 인한 언더컷 발생을 방지할 수 있다. 이와 같이 언더컷의 발생을 방지하기 위해서는 포토 레지스트 패턴(180)의 측면 프로파일이 완만한 것이 바람직하다. 특히, 26인치 모니터의 제조시 수평으로부터 37° 이하의 측면 프로파일을 갖는 포토 레지스트 패턴의 경우, 콘택홀의 형성시 언더컷이 전혀 발생하지 않은 것을 알 수 있었다. During the etching process, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 드레인 전극의 다른 예를 도시한 단면도이다. 상술한 바와 같이 본 발명의 드레인 전극(150)은 콘택홀(200)이 형성되는 영역의 주변에 패턴부(155)를 포함한다. 상기 패턴부(155)는 도 4a에 도시한 바와 같이 콘택홀(200)의 반원을 둘러싸는 형상으로 형성될 수 있고, 도 4b에 도시한 바와 같이 콘택홀(200)의 전체 원을 둘러싸되, 콘택홀(200)을 통해 연결되는 화소 전극과 단전되지 않도록 다수개로 나뉘어져 형성될 수 있다. 상기 드레인 전극(150)의 패턴부(155)는 이에 한정되지 않고 콘택홀(200) 둘레의 일부에 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 콘택홀을 통해 연결되는 화소 전극과 단전되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 4A and 4B are sectional views showing another example of the drain electrode according to the present invention. As described above, the
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판을 제조하는 공정을 순서대로 나타낸 도면이다. 5A through 5E are diagrams sequentially illustrating a process of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention.
도 5a를 참조하면, 투명 절연 기판(100) 상에 제 1 도전성 막을 형성한 다음, 이를 제 1 감광막 마스크 패턴(미도시)을 이용한 사진 식각 공정을 통해 게이트 라인 및 게이트 전극(110)을 형성한다.Referring to FIG. 5A, a first conductive film is formed on the transparent insulating
먼저 상기의 투명 절연 기판(100) 상에 CVD법, PVD법 및 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 제 1 도전성 막을 형성한다. 제 1 도전성 막으로는 Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 도전성막으로 Ar/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu합금/Mo, Cu합금/Al, Cu합금/Mo합금, Cu합금/Al합금, Al/Mo합금, Mo합금/Al, Al합금/Mo합금, Mo합금/Al합금 등과 같이 다층막을 형성할 수도 있다. 이후, 감광막을 도포한 다음, 제 1 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 실시하여 제 1 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 제 1 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 실시하여 도면에 도시된 바와 같이, 게이트 라인 및 게이트 전극(110)을 형성하는 것이 바람직하다. 이후, 소정의 스트립 공정을 실시하여 제 1 감광막 마스크 패턴을 제거한다. First, a first conductive film is formed on the transparent insulating
도 5b를 참조하면, 도 5a에 도시된 전체 구조 상에 게이트 절연막(120) 및 활성층(130)을 순차적으로 형성한 다음, 제 2 감광막 마스크 패턴을 이용한 사진 식각 공정을 통해 박막 트랜지스터의 활성 영역을 형성한다. Referring to FIG. 5B, the
전체 기판 상에 PECVD법, 스퍼터링법 등을 이용한 증착 방법을 통해 게이트 절연막(120)을 형성한다. 이 때, 게이트 절연막(120)으로는 산화 실리콘 또는 질화 실리콘을 포함하는 무기 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 게이트 절연막(120) 상에 상술한 증착 방법을 통해 활성층(130)을 형성한다. 활성층(130)으로는 비정질 실리콘층을 사용한다. 이후, 활성층(130) 상에 감광막을 도포한 다음, 제 2 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 실시하여 제 2 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기의 제 2 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하고, 게이트 절연막(120)을 식각 정지막으로 하는 식각 공정을 실시하여 활성층(130)을 제거하여 게이트 전극(110) 상부에 활성 영역을 형성한다. 이후, 소정의 스트립 공정을 실시하여 잔류하 는 제 2 감광막 마스크 패턴을 제거한다. 이 때, 게이트 절연막(120)은 1500 내지 5000Å 두께로 형성하고, 활성층(130)은 500 내지 2000Å 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The
도 5c를 참조하면, 제 2 도전성 막을 형성한 다음, 이를 제 3 감광막 마스크 패턴을 이용한 사진 식각 공정을 통해 소스 및 드레인 전극(140, 150), 소스 라인을 형성한다. Referring to FIG. 5C, after forming the second conductive film, the source and drain
전체 구조 상에 제 2 도전성 막을 CVD법, PVD법 및 스퍼터링법 등을 이용한 다양한 증착 방법을 통해 제 2 도전성 막을 형성한다. 이 때, 제 2 도전성막으로는 Mo, Al, Cr, MoW, Cr/Al, Cu, Al(Nd), Mo/Al, Mo/Al(Nd) 및 Cr/Al(Nd) 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 도전성막으로 Ar/Cr, Al/Mo, Al(Nd)/Al, Al(Nd)/Cr, Mo/Al(Nd)/Mo, Cu/Mo, Ti/Al(Nd)/Ti, Mo/Al, Mo/Ti/Al(Nd), Cu합금/Mo, Cu합금/Al, Cu합금/Mo합금, Cu합금/Al합금, Al/Mo합금, Mo합금/Al, Al합금/Mo합금, Mo합금/Al합금 등과 같이 다층막을 형성할 수도 있다. 물론 제 2 도전성 막은 제 1 도전성 막과 동일한 물질을 사용할 수도 있다. 제 2 도전성 막은 1,500Å 내지 3,000Å의 두께로 증착하는 것이 바람직하다. 이후, 제 2 도전성 막 상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 실시하여 제 3 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 상기 제 3 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 제 2 도전성 막을 식각하여 소스 전극(140), 드레인 전극(150) 및 소스 라인을 형성한다. 이 때, 드레인 전극(150)의 패턴부(155), 즉 콘택홀(200)이 형성될 영역 주변에 위치한 소정의 제 2 도전성 막도 동시에 식각하도록 한다. 다음으로, 소정의 스트립 공정을 실시하여 잔류하는 제 3 감광막 마스크 패턴을 제거한다. The second conductive film is formed on the entire structure through various deposition methods using CVD, PVD, sputtering, or the like. In this case, at least one of Mo, Al, Cr, MoW, Cr / Al, Cu, Al (Nd), Mo / Al, Mo / Al (Nd), and Cr / Al (Nd) may be used as the second conductive film. It is preferable to use. Ar / Cr, Al / Mo, Al (Nd) / Al, Al (Nd) / Cr, Mo / Al (Nd) / Mo, Cu / Mo, Ti / Al (Nd) / Ti, Mo / Al, Mo / Ti / Al (Nd), Cu alloy / Mo, Cu alloy / Al, Cu alloy / Mo alloy, Cu alloy / Al alloy, Al / Mo alloy, Mo alloy / Al, Al alloy / Mo alloy , A Mo alloy / Al alloy or the like may be formed. Of course, the same material as that of the first conductive film may be used for the second conductive film. It is preferable to deposit a 2nd electroconductive film in the thickness of 1,500 micrometers-3,000 micrometers. Thereafter, a photosensitive film is coated on the second conductive film, and then a lithography process using a mask is performed to form a third photoresist mask pattern. The second conductive film is etched through an etching process using the third photoresist mask pattern as an etching mask to form a
상술한 공정에 의해, 소스 라인은 하부에 형성된 게이트 라인과 교차하는 방향으로 연장된다. 또한, 소스 전극(140)은 소스 라인에서 연장되어 활성 영역의 일부와 중첩되고, 드레인 전극(150)은 활성 영역의 일부와 중첩되고, 일부가 화소 영역으로 연장되어 화소 전극(170)에 접속된다. By the above-described process, the source line extends in the direction crossing the gate line formed below. In addition, the
도 5d를 참조하면, 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)이 형성된 전체 구조 상에 보호막(160)을 형성하고, 제 4 감광막 마스크 패턴을 이용한 식각 공정을 통해 보호막(160)의 일부를 제거하여 콘택홀(200)을 형성한다.Referring to FIG. 5D, the
즉, 각종 증착 방법을 통해 도 5c에 도시된 전체 구조 상에 보호막(160)을 형성한다. 보호막(160)은 게이트 절연막(120)과 동일한 절연 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 보호막(160)은 다층으로 형성할 수 있다. 예를 들어 무기 보호막과 유기 보호막의 두 층으로 형성할 수 있다. 상기의 보호막(160) 상에 감광막을 도포한 다음, 마스크를 이용한 포토리소그라피 공정을 실시하여 콘택 영역을 개방하는 제 4 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 이 때, 하부 드레인 전극(150)의 패턴부(155)로 인해 완만한 측면 프로파일을 갖는 제 4 감광막 마스크 패턴을 형성할 수 있다. 이후, 제 4 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 실시하여 드레인 전극(150), 게이트 라인의 끝부분인 게이트 패드, 소스 라인의 끝부분인 소스 패드의 일부를 개방하는 다수의 콘택홀(200)을 형성한다. 잔류하는 제 4 감광막 마스크 패턴은 소정의 스트립 공정을 실시하여 제거한다. 여기서, 상술한 바와 같이 완만한 측면 프로파일을 갖는 감광막 마스크 패턴으로 인해 콘택 영역의 보호막(160)의 식각시 언더컷의 발생을 효율적으로 방지할 수 있다. That is, the
도 5e를 참조하면, 패터닝된 보호막(160) 상에 제 3 도전성막을 형성한 다음, 제 5 감광막 마스크 패턴을 이용하여 제 3 도전성막을 패터닝하여 화소 전극(170), 게이트 패드 및 소스 패드를 연결하는 패드를 형성한다. 여기서, 제 3 도전성막은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO)을 포함하는 투명 도전막을 사용하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 5E, a third conductive layer is formed on the patterned
우선 도 5d에 도시된 전체 구조 상에 소정의 증착 방법으로 제 3 도전성 막을 형성한 다음, 감광막을 도포하고, 마스크를 이용한 리소그라피 공정을 실시하여 제 5 감광막 마스크 패턴을 형성한다. 제 5 감광막 마스크 패턴에 의해 화소 전극 영역, 게이트 패드 영역, 소스 패드 영역을 연결하는 패드 영역 및 화소 전극(70)과 연결되는 드레인 전극(150)의 소정 영역을 제외한 나머지 영역을 개방한다. 다음으로, 제 5 감광막 마스크 패턴을 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 제 3 도전성 막의 개방 영역을 제거하고, 소정의 스트립 공정을 통해 제 5 감광막 마스크 패턴을 제거하면 게이트 패드, 소스 패드 및 화소 전극(170)이 형성된다. First, a third conductive film is formed on the entire structure shown in FIG. 5D by a predetermined deposition method, then a photosensitive film is applied, and a lithography process using a mask is performed to form a fifth photosensitive film mask pattern. The remaining region except for a predetermined region of the pixel region, the gate pad region, the pad region connecting the source pad region, and the
이러한 제조 공정에 따라 제조된 박막 트랜지스터 기판은 콘택홀 둘레의 일부에 드레인 전극의 패턴을 형성함으로써, 콘택홀 형성을 위한 보호막의 식각시 언더컷 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라 패터닝된 보호막 상에 형성되는 화소 전극의 단선을 방지하고, 제품 수율을 향상시키며 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.In the thin film transistor substrate manufactured according to the manufacturing process, a pattern of the drain electrode is formed around a portion of the contact hole, thereby preventing undercut during etching of the protective film for forming the contact hole. Accordingly, there is an advantage of preventing disconnection of the pixel electrode formed on the patterned passivation layer, improving product yield, and increasing productivity.
상술한 실시예의 박막 트랜지스터 기판은 5매 마스크 공정으로 형성되었지 만, 이에 한정되지 않고, 5매 이상의 마스크 공정 또는 5매 이하의 마스크 공정을 통해서도 형성될 수 있다.The thin film transistor substrate of the above-described embodiment is formed by a five-sheet mask process, but is not limited thereto, and may be formed by five or more mask processes or five or less mask processes.
이하, 상술한 본 발명의 박막 트랜지스터 기판을 이용한 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, the liquid crystal display device using the thin film transistor substrate of the present invention described above will be described.
액정 표시 장치는 하부 기판인 박막 트랜지스터 기판과, 이와 대향하여 배치되는 상부 기판인 공통 전극 기판과, 이들 두 기판 사이에 형성되며 두 기판에 대해서 원하는 방향으로 배향되는 액정층으로 이루어진다. The liquid crystal display device includes a thin film transistor substrate as a lower substrate, a common electrode substrate as an upper substrate disposed opposite thereto, and a liquid crystal layer formed between the two substrates and oriented in a desired direction with respect to the two substrates.
상기 박막 트랜지스터 기판은 상술한 바와 같이, 투광성 절연 기판 위에 게이트 신호를 전달하며 제 1 방향으로 연장되고 제 2 방향으로 소정 간격을 갖도록 배열된 복수의 게이트 라인과, 게이트 라인에 교차하여 형성된 복수의 소스 라인과, 게이트 라인과 소스 라인에 의해 정의된 화소 영역에 형성된 화소 전극과, 게이트 라인과 소스 라인의 교차점에 매트릭스 형태로 형성된 복수의 박막 트랜지스터를 포함한다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인에 접속된 게이트 전극과, 소스 라인에 접속된 소스 전극과, 화소 전극에 접속된 드레인 전극과, 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 순차적으로 형성된 게이트 절연막 및 활성층을 포함한다. As described above, the thin film transistor substrate may include a plurality of gate lines that transmit a gate signal on the translucent insulating substrate and extend in a first direction and have a predetermined interval in a second direction, and a plurality of sources formed to cross the gate lines. A line, a pixel electrode formed in the pixel region defined by the gate line and the source line, and a plurality of thin film transistors formed in a matrix form at the intersection of the gate line and the source line. The thin film transistor includes a gate electrode connected to a gate line, a source electrode connected to a source line, a drain electrode connected to a pixel electrode, a gate insulating film and an active layer sequentially formed between the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode. .
상기 공통 전극 기판은 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 절연 기판의 아래 면에 빛샘과 인접한 화소 영역들 사이의 광 간섭을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와 적색, 녹색 및 청색의 칼라 필터가 형성되고, 칼라 필터 위에는 유기 물질로 이루어진 오버 코트막이 형성된다. 오버 코트막 상에는 ITO 또는 IZO 등의 투명 한 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.The common electrode substrate has a black matrix and a red, green and blue color filter formed on a lower surface of an insulating substrate made of a transparent insulating material such as glass to prevent light interference between light leakage and adjacent pixel regions. An overcoat film made of an organic material is formed thereon. The common electrode made of a transparent conductive material such as ITO or IZO is formed on the overcoat film.
상기와 같은 박막 트랜지스터 기판과 공통 전극 기판의 전체 구조 상에 제 1 배향막 및 제 2 배향막이 형성되고, 박막 트랜지스터 기판과 공통 전극 기판 사이에 스페이서를 개재하여 이들 기판이 서로 결합된다. 또한, 진공 주입 방법을 이용하여 스페이서에 의해 형성된 소정의 공간에 액정 물질을 주입하여 액정층을 형성함으로써 액정 표시 장치가 형성된다. The first alignment layer and the second alignment layer are formed on the entire structure of the thin film transistor substrate and the common electrode substrate as described above, and the substrates are bonded to each other through a spacer between the thin film transistor substrate and the common electrode substrate. In addition, a liquid crystal display is formed by injecting a liquid crystal material into a predetermined space formed by a spacer using a vacuum injection method to form a liquid crystal layer.
이러한 액정 표시 장치에 전압을 가하면 화소 전극은 박막 트랜지스터로부터 공급되는 화소 신호를 받아 공통 전극 기판에 형성되어 있는 공통 전극과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터와 공통 전극 기판 사이에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 도시하지 않은 광원으로부터 화소 전극을 경유하여 입사되는 광량을 조절하여 공통 전극 기판 쪽으로 투과시키게 된다. When a voltage is applied to the liquid crystal display, the pixel electrode receives the pixel signal supplied from the thin film transistor to generate a potential difference with the common electrode formed on the common electrode substrate. Due to this potential difference, the liquid crystal positioned between the thin film transistor and the common electrode substrate is rotated by the dielectric anisotropy, and the amount of light incident through the pixel electrode from the light source (not shown) is controlled and transmitted to the common electrode substrate.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example and should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
본 발명은 콘택홀 둘레의 일부에 드레인 전극의 패턴을 형성함으로써, 콘택홀 형성을 위해 드레인 전극 및 보호막 상에 형성되는 포토 레지스트의 측면 프로 파일을 완만하게 형성하고 보호막의 식각시 언더컷 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라 패터닝된 보호막 상에 형성되는 화소 전극의 단선을 방지하고, 제품 수율을 향상시키며 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.The present invention forms a pattern of the drain electrode around the contact hole, thereby gently forming the side profile of the photoresist formed on the drain electrode and the protective film for forming the contact hole, and preventing the occurrence of undercut during the etching of the protective film. Can be. Accordingly, there is an advantage of preventing disconnection of the pixel electrode formed on the patterned passivation layer, improving product yield, and increasing productivity.
Claims (9)
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KR1020060005794A KR20070076653A (en) | 2006-01-19 | 2006-01-19 | Thin film transistor substrate and method of manufacturing the same |
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CN107438903A (en) * | 2016-08-29 | 2017-12-05 | 深圳市柔宇科技有限公司 | Method for fabricating thin film transistor |
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