KR20070093752A - Method for fabricating thin film transistor array substrate - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 레이아웃도이다.1 is a layout diagram of a thin film transistor array substrate manufactured by a method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1.
도 3 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법의 공정 단계별 레이아웃도들이다.3 and 7 are layout diagrams illustrating process steps of a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6은 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 자른 공정 단계별 단면도들이다.4 through 6 are cross-sectional views illustrating the process steps taken along the line IV-IV ′ of FIG. 3.
도 8 내지 도 11은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ' 선을 따라 자른 공정 단계별 단면도들이다.8 to 11 are cross-sectional views of the process steps taken along the line VII-VII 'of FIG. 7.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 절연 기판 22: 게이트 라인10: insulating substrate 22: gate line
24: 게이트 전극 26: 유지 전극24: gate electrode 26: sustain electrode
31: 게이트 절연막 패턴 44: 반도체층31: gate insulating film pattern 44: semiconductor layer
55, 56: 저항성 접촉층 62: 데이터 라인55, 56: ohmic contact layer 62: data line
65: 소오스 전극 66: 드레인 전극65
71: 보호막 패턴 82: 화소 전극71: protective film pattern 82: pixel electrode
100: 포토레지스트 패턴100: photoresist pattern
본 발명은 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬릿 마스크 공정의 수가 감소하며, 식각 순서의 개선으로 공정 효율이 개선된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array substrate, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor array substrate in which the number of slit mask processes is reduced and the process efficiency is improved by improving the etching order.
현대 사회에서 반도체 집적 회로, 반도체 소자, 반도체 장치 등의 역할은 갈수록 중요해지고 있으며, 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 정보화 사회가 가속화 됨에 따라 전자 디스플레이 분야가 발전을 거듭하여 정보화 사회에서 요구하는 다양한 기능을 수행할 수 있는 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치가 개발되고 있다.In the modern society, the role of semiconductor integrated circuits, semiconductor devices, semiconductor devices, and the like is becoming increasingly important and widely used in various industrial fields. In particular, as the information society has accelerated, the electronic display field has been continuously developed, and a new function electronic display device capable of performing various functions required by the information society has been developed.
종래 이러한 전자 디스플레이 분야를 주도한 것으로 음극선관(cathode ray tube)을 들 수 있다. 그러나 음극선관은 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등에서 한계를 지니고 있어, 액정 표시 장치(liquid crystal display), 유기 EL 장치(organic electroluminescent display), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel) 등의 평판 표시 장치가 음극선관을 대체할 만한 것으로 각광받고 있다. 이중 액정 표시 장치는 박형화, 경량화가 용이하여 모니터, 노트북, 텔레비전, 휴대폰 등 다양한 분야에 적용되고 있다. Conventionally, such a field of electronic display is a cathode ray tube (cathode ray tube). However, since cathode ray tubes have limitations in heavy weight, large volume, and high power consumption, flat panel display devices such as liquid crystal displays, organic electroluminescent displays, and plasma display panels are used. Has been spotlighted as a replacement for cathode ray tubes. Dual liquid crystal display devices have been applied to various fields such as monitors, notebook computers, televisions, mobile phones, etc. because they are thin and light.
이중 액정 표시 장치나 유기 EL 장치는 액정 표시 장치는 기판 상에 박막 트 랜지스터 어레이가 형성되어 있는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 일 기판으로 사용한다. 박막 트랜지스터 어레이 기판은 게이트 라인, 데이터 라인 등을 포함한 다양한 배선 패턴을 포함하고 있으며, 이와 같은 배선 패턴을 미세하게 형성하기 위해 포토레지스트(PhotoResist; PR) 패턴을 이용한 마스크 공정이 사용된다. 그러나, 이와 같은 마스크 공정은 공정 시간을 증가시키고, 제품 원가를 높이는 원인이 되기 때문에, 다양한 방법으로 마스크를 사용하는 공정의 수를 줄이기 위한 연구가 지속되고 있다.In the dual liquid crystal display device or the organic EL device, the liquid crystal display device uses a thin film transistor array substrate having a thin film transistor array formed thereon as one substrate. The thin film transistor array substrate includes various wiring patterns including gate lines, data lines, and the like, and a mask process using a photoresist (PR) pattern is used to form such a wiring pattern finely. However, such a mask process increases the process time and increases the cost of the product, and thus, researches for reducing the number of processes using the mask in various ways have been continued.
하나의 예로서, 제1 마스크를 사용하여 게이트 전극을 패터닝하고, 제2 마스크를 사용하여 채널부를 패터닝하며, 제3 마스크를 이용하여 보호막 및/또는 화소 전극을 패터닝 하는 3 마스크 공정이 사용된다. 그러나, 이와 같은 종래의 3 마스크 공정은 제2 마스크 및 제3 마스크에서 슬릿 마스크 공정이 요구되며, 채널부의 패터닝 시에 습식 식각과 건식 식각을 번갈아 2회 이상 수행하여야 하기 때문에 공정이 복잡하고, 공정 시간이 지연될 수 있다.As one example, a three mask process is used in which a gate electrode is patterned using a first mask, a channel portion is patterned using a second mask, and a protective film and / or pixel electrode is patterned using a third mask. However, such a conventional three mask process requires a slit mask process in the second mask and the third mask, and the process is complicated because the wet etching and the dry etching must be alternately performed two or more times during the patterning of the channel portion. The time may be delayed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 슬릿 마스크 공정의 수가 감소하며, 식각 순서의 개선으로 공정 효율이 개선된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor array substrate in which the number of slit mask processes is reduced and the process efficiency is improved by improving the etching order.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 절연 기판 상에 게이트 도전층을 적층하고, 상기 게이트 도전층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 게이트 도전층을 식각하여 게이트 전극을 형성하고, 상기 결과물의 전면에 게이트 절연막, 비정질 규소층, 도핑된 비정질 규소층 및 데이터 도전층을 순차적으로 적층하고, 상기 데이터 도전층 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 데이터 도전층을 식각하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 저항성 접촉층을 형성하고, 상기 결과물에 보호막을 적층하고, 상기 보호막 상에 제3 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제3 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 보호막을 식각하고, 하부의 상기 비정질 규소층 및 게이트 절연막을 식각하여 화소 영역에 상기 절연 기판을 노출시키고, 상기 결과물의 전면에 투명한 도전성 산화물층을 적층하고, 상기 제3 포토레지스트 패턴 및 그 위에 적층된 도전성 산화물층을 제거하여 상기 노출된 절연 기판 상에 위치하는 화소 전극을 형성하는 것을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array substrate, in which a gate conductive layer is stacked on an insulating substrate, a first photoresist pattern is formed on the gate conductive layer, and The gate conductive layer is etched using a first photoresist pattern as an etch mask to form a gate electrode, and a gate insulating film, an amorphous silicon layer, a doped amorphous silicon layer, and a data conductive layer are sequentially stacked on the entire surface of the resultant product. Forming a second photoresist pattern on the data conductive layer, etching the data conductive layer using the second photoresist pattern as an etching mask to form a source electrode and a drain electrode, and forming a doped amorphous silicon layer. Etched resists having a pattern substantially the same as those of the source and drain electrodes by etching Forming a layer, laminating a protective film on the resultant, forming a third photoresist pattern on the protective film, etching the protective film using the third photoresist pattern as an etching mask, and forming the lower amorphous silicon layer And etching the gate insulating film to expose the insulating substrate in the pixel region, laminating a transparent conductive oxide layer on the entire surface of the resultant, and removing the third photoresist pattern and the conductive oxide layer stacked thereon. Forming a pixel electrode located on the substrate.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법은 절연 기판 상에 게이트 도전층을 적층하고, 상기 게이트 도전층 상에 제1 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 게이트 도전층을 식각하여 게이트 전극 및 유지 전극을 형성하고, 상기 결과물의 전면에 게이트 절연막, 비정질 규소층, 도핑된 비정질 규소층 및 데이터 도전층을 순차적으로 적층하고, 상기 데이터 도전층 상에 제2 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제2 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 데이터 도전층을 식각하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 도핑된 비정질 규소층을 식각하여 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 실질적으로 동일한 패턴을 갖는 저항성 접촉층을 형성하고, 상기 결과물에 보호막을 적층하고, 상기 보호막 상에 상기 소오스 전극 및 상기 드레인 전극을 덮는 제1 영역 및 상기 유지 전극을 덮으며 상기 제1 영역보다 두꺼운 제2 영역을 포함하는 제3 포토레지스트 패턴을 형성하고, 상기 제3 포토레지스트 패턴의 제1 영역을 식각 마스크로 이용하여 상기 보호막을 식각하고, 하부의 상기 비정질 규소층 및 게이트 절연막을 식각하여 화소 영역에 상기 절연 기판을 노출하고, 동시에 상기 제3 포토레지스트 패턴의 제2 영역, 하부의 보호막 및 비정질 규소층을 식각하여 상기 유지 전극 상의 게이트 절연막을 노출하고, 상기 결과물의 전면에 투명한 도전성 산화물층을 적층하고, 상기 제3 포토레지스트 패턴의 제1 영역 및 그 위에 적층된 상기 도전성 산화물층을 제거하여 상기 노출된 절연 기판 및 상기 유지 전극 위의 게이트 절연막 상에 위치하는 화소 전극을 형성하는 것을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array substrate, in which a gate conductive layer is stacked on an insulating substrate, a first photoresist pattern is formed on the gate conductive layer, and The gate conductive layer is etched using a first photoresist pattern as an etch mask to form a gate electrode and a sustain electrode, and a gate insulating film, an amorphous silicon layer, a doped amorphous silicon layer, and a data conductive layer are sequentially formed on the entire surface of the resultant product. Stacked on the data conductive layer, a second photoresist pattern is formed on the data conductive layer, and the data conductive layer is etched using the second photoresist pattern as an etching mask to form a source electrode and a drain electrode, and the doped amorphous layer The silicon layer is etched to form substantially the same pattern as the source and drain electrodes. A resistive contact layer having a resistive layer, a protective film laminated on the resultant, a first region covering the source electrode and the drain electrode, and a second region covering the sustain electrode and thicker than the first region; Forming a third photoresist pattern, etching the passivation layer using the first region of the third photoresist pattern as an etch mask, and etching the amorphous silicon layer and the gate insulating layer below to etch the insulating substrate in the pixel region. Expose a gate insulating film on the sustain electrode by etching the second region, the lower protective film and the amorphous silicon layer of the third photoresist pattern, and simultaneously depositing a transparent conductive oxide layer on the entire surface of the resultant material, The exposure by removing the first region of the third photoresist pattern and the conductive oxide layer stacked thereon; Forming a pixel electrode on the insulating substrate and the gate insulating film on the sustain electrode.
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. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 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. In the drawings, the sizes and relative sizes of layers and regions may be exaggerated for clarity.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. When elements or layers are referred to as "on" or "on" of another element or layer, intervening other elements or layers as well as intervening another layer or element in between It includes everything. On the other hand, when a device is referred to as "directly on" or "directly on" indicates that no device or layer is intervened in the middle. Like reference numerals refer to like elements throughout. “And / or” includes each and all combinations of one or more of the items mentioned.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "박막 트랜지스터 어레이 기판"은 박막 트랜지스터를 적어도 하나 포함하는 기판을 말하며, 박막 트랜지스터와 기판 사이에 다른 구조물이 개재되어 있거나, 그 위에 다른 구조물이 형성되어 있는 경우를 배제하지 않는다. As used herein, the term "thin film transistor array substrate" refers to a substrate including at least one thin film transistor, and does not exclude a case where another structure is interposed between the thin film transistor and the substrate or another structure is formed thereon. Do not.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 구조에 대하여 설명한다. 박막 트랜지스터 어레이 기판은 절연 기판 상에 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극 및 상기 화소 전극에 연결되어 있는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함한다. 박막 트랜지스터 기판의 화소는 예컨대 인접하는 2개의 게이트 라인 및 인접하는 2개의 데이터 라인에 의해 정의되며, 대부분의 화소 영역을 화소 전극이 덮고 있다. 게이트 라인은 화소 전극의 행 방향으로 화소 전극 사이에 배열되어 있고, 데이터 라인은 화소 전극의 열 방향으로 화소 전극 사이에 배열되어 있으며, 이들은 박막 트랜지스터에 연결되어 있다. First, the structure of a thin film transistor array substrate manufactured by a method according to an embodiment of the present invention will be described. The thin film transistor array substrate includes a pixel electrode arranged in a matrix on an insulating substrate and a thin film transistor which is a switching element connected to the pixel electrode. The pixel of the thin film transistor substrate is defined by, for example, two adjacent gate lines and two adjacent data lines, and most pixel regions cover the pixel electrode. The gate lines are arranged between the pixel electrodes in the row direction of the pixel electrode, and the data lines are arranged between the pixel electrodes in the column direction of the pixel electrode, which are connected to the thin film transistor.
이러한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 화소 구조에 대해 더욱 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 박막 트랜지스터 어레이 기판의 레이아웃도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 따라 자른 단면도이다.The pixel structure of the thin film transistor array substrate will be described in more detail. 1 is a layout diagram of a thin film transistor array substrate manufactured by a method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연 기판(10) 상에 제1 방향으로 연장되어 있는 복수의 게이트 라인(22)이 형성되어 있다. 게이트 라인(22)은 일정 간격마다 화소 영역 측으로 돌출되어 있는 게이트 전극(26)을 형성한다. 또한, 게이트 라인(22)은 게이트 전극(26)의 반대 방향으로 확장되어 유지 전극(26)을 형성한다. 이와 같은 게이트 라인(22), 게이트 전극(24) 및 유지 전극(26)은 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 1 and 2, a plurality of
게이트 라인(22), 게이트 전극(24) 및 유지 전극(26) 위에는 게이트 절연막 패턴(31)이 형성되어 있다. 게이트 절연막 패턴(31)은 게이트 라인(22), 게이트 전 극(24) 및 유지 전극(26)의 형성 영역을 덮되, 화소 영역의 대부분을 차지하는 공간은 노출하도록 형성된다. 게이트 절연막 패턴(31)은 예컨대 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어질 수 있다.The gate
게이트 절연막 패턴(31) 위에는 수소화 비정질 규소 등의 반도체로 이루어진 반도체층(44)이 형성되어 있다. 반도체층(44)은 적어도 게이트 전극(24)과 오버랩되도록 위치하여 이러한 반도체층(44)은 박막 트랜지스터의 채널부를 이룬다. 반도체층(44)은 유지 전극(26) 영역을 제외하고 대부분의 게이트 절연막 패턴(31)을 덮도록 형성된다. 반도체층(44)은 예컨대 게이트 라인(22) 상의 게이트 절연막 패턴(31) 위에도 위치할 수 있다.A
반도체층(44) 위에는 n형 불순물이 고농도로 도핑된 n+ 수소화 비정질 규소 등의 물질로 이루어진 저항성 접촉층(55, 56)이 형성되어 있다. 저항성 접촉층(55, 56)은 상부의 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)이 형성된 영역의 반도체층(44) 위에 위치하며, 게이트 라인(22)의 위에는 형성되지 않는다. On the
저항성 접촉층(55, 56) 위에는 제2 방향으로 연장되어 있는 복수의 데이터 라인(62)이 형성되어 있다. 데이터 라인(62)은 일정 간격마다 화소 영역 측으로 분지되어 소오스 전극(65)을 형성한다. 게이트 전극(24)을 기준으로 소오스 전극(65)의 반대편에는 소오스 전극(65)과 분리되어 있는 드레인 전극(66)이 형성되어 있다. 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 예컨대, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 여기서, 소 오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 게이트 전극(24) 및 반도체층(44)과 함께 박막 트랜지스터를 구성한다. A plurality of
데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 이루어진 보호막 패턴(71)이 형성되어 있다. 보호막 패턴(71)은 하부의 드레인 전극(66)의 단부를 일부 노출하는 것을 제외하고는 하부의 반도체층(44)과 실질적으로 동일한 패턴을 가진다. 따라서, 예컨대 유지 전극(26) 상에는 위치하지 않으며, 게이트 전극(24) 상에는 위치할 수 있다. A
보호막 패턴(71)에 의해 가려지지 않은 드레인 전극(66) 상에는 화소 전극(82)이 형성되어 있으며, 이로부터 화소 영역 상의 절연 기판(10)을 덮고 있다. 화소 전극(82)은 유지 전극(26) 상의 게이트 절연막 패턴(31) 위에까지 위치하면서 게이트 절연막 패턴(31)을 유전층으로 하여 하부의 유지 전극(26)과 함께 유지 커패시터를 이룬다.The
상기한 박막 트랜지스터 어레이 기판의 다른 실시예들로서, 유지 전극(26)이 도 1 및 도 2의 도시예와는 달리 게이트 라인(22)과 분리되어 형성될 수도 있으며, 커패시터의 양이 충분할 경우 형성되지 않을 수도 있다. 이와 같은 다른 실시예들에 대한 구체적인 내용은 이상에서 설명한 바에 의해 용이하게 유추되거나 이해될 수 있을 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.As another example of the above-described thin film transistor array substrate, the sustain
이하, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시예에서 각 구성을 이루는 물질 등은 도 1 및 도 2의 실시예에서 설명된 물질이 동일하게 적용될 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략된 다. 또한, 각 단계에서 도 1 및 도 2의 실시예에서 참조된 참조 부호와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부가한다. Hereinafter, the manufacturing method of the thin film transistor array substrate which has a structure as mentioned above is demonstrated. In the present embodiment, the material constituting each configuration, etc. may be applied in the same manner as the materials described in the embodiments of FIGS. 1 and 2, and thus, detailed descriptions thereof are omitted. In addition, in each step, the same reference numeral is added for the same configuration as the reference numeral referred to in the embodiment of Figs.
도 3 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법의 공정 단계별 레이아웃도들이다. 도 4 내지 도 6은 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 따라 자른 공정 단계별 단면도들이다. 도 8 내지 도 11은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ' 선을 따라 자른 공정 단계별 단면도들이다.3 and 7 are layout diagrams illustrating process steps of a method of manufacturing a thin film transistor array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 through 6 are cross-sectional views illustrating the process steps taken along the line IV-IV ′ of FIG. 3. 8 to 11 are cross-sectional views of the process steps taken along the line VII-VII 'of FIG. 7.
먼저 도 3 및 도 4를 참조하면, 절연 기판(10)의 전면에 게이트 도전층(미도시)을 적층한다. 게이트 도전층의 적층은 예컨대 스퍼터링 등이 이용된다. First, referring to FIGS. 3 and 4, a gate conductive layer (not shown) is stacked on the entire surface of the insulating
이어서, 상기 결과물 상에 포토레지스트막을 도포하고 노광 및 현상하여 게이트 라인(22), 게이트 전극(24) 및 유지 전극(26)을 정의하는 제1 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다. 이어서, 제1 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 상기 게이트 도전층을 식각한다. 게이트 도전층의 식각은 예컨대, 습식 식각으로 진행된다. 그 결과 도 4에 도시된 바와 같이 게이트 라인(22), 게이트 전극(24) 및 유지 전극(26)이 형성된다.Subsequently, a photoresist film is coated on the resultant, exposed and developed to form a first photoresist pattern (not shown) defining the
이어서, 도 5를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 게이트 절연막(30), 진성 비정질 규소층(40) 및 도핑된 비정질 규소층(50)을 형성한다. 본 단계는 예컨대, 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)이 이용될 수 있으며, 연속 증착에 의해 또는 인시츄(in-situ)로 진행될 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 5, the
이어서, 도핑된 비정질 규소층(50) 데이터 도전층(60)을 증착한다. 데이터 도전층(60)의 적층은 예컨대 스퍼터링 등이 이용된다.Then, the doped
이어서, 도 6을 참조하면, 데이터 도전층(60) 상에 포토레지스트막을 도포하고, 노광 및 현상하여 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 정의하는 제2 포토레지스트 패턴(100)을 형성한다. 여기서 제2 포토레지스트 패턴(100)은 영역별로 두께가 균일한 포토레지스트 패턴이 사용될 수 있다. 따라서, 추가적인 슬릿 마스크 공정 등이 요구되지 않는다.Next, referring to FIG. 6, a second photoresist that defines a
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 포토레지스트 패턴(100)을 식각 마스크로 이용하여 데이터 도전층(60)을 식각한다. 데이터 도전층(60)의 식각은 예컨대, 습식 식각으로 진행된다. 그 결과 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)이 완성된다. 7 and 8, the data conductive
계속해서, 제2 포토레지스트 패턴(100)을 식각 마스크로 이용하여 하부의 도핑된 비정질 규소층(50)을 식각한다. 그 결과 저항성 접촉층(55, 56)이 완성된다. 이때, 저항성 접촉층(55, 56) 하부의 비정질 규소층(40)은 제거되지 않도록 제어하며, 이를 위해 EPD(End Point Detect)법 또는 시간 제어 식각법 등이 사용될 수 있다. 이어서, 제2 포토레지스트 패턴(100)을 제거한다. 한편, 본 단계의 변형예로서 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 패터닝한 다음, 제2 포토레지스트 패턴(100)을 제거하고, 데이터 라인(62), 소오스 전극(65) 및 드레인 전극(66)을 식각 마스크로 이용하여 하부의 도핑된 비정질 규소층(50)을 패터닝할 수도 있다. Subsequently, the lower doped
이어서, 도 9를 참조하면, 상기 결과물의 전면에 보호막(70)을 적층한다. 보호막(70)의 적층은 예컨대 화학 기상 증착법이 이용될 수 있다.Next, referring to FIG. 9, a
이어서, 보호막(70)의 전면에 상에 포토레지스트막을 도포하고 노광 및 현상하여 제3 포토레지스트 패턴(111-113)을 형성한다. 이러한 제3 포토레지스트 패턴은 데이터 라인(62), 소오스 전극(65), 드레인 전극(66) 및 게이트 전극(24) 형성 영역을 덮으며 제1 두께(d1)를 갖는 제1 영역(111)과, 유지 전극(26) 및 게이트 라인(22) 형성 영역을 덮는 제2 영역(112, 113)을 포함한다. 이때, 제1 영역(111)은 드레인 전극(66)의 일부를 덮지 않도록 형성된다. 또한, 제2 영역은 게이트 라인(22) 영역에 형성되며, 제2 두께(d2)를 갖는 제1 구간(112) 및, 유지 전극(26) 영역에 형성되며, 제3 두께(d3)를 갖는 제2 구간(113)을 포함한다. 여기서, 제1 영역(111)의 제1 두께(d1) 및 제2 영역의 제1 구간(112)의 제2 두께(d2)는 실질적으로 동일할 수 있지만, 제2 영역의 제2 구간(113)의 제3 두께(d3)는 제1 두께(d1) 및 제2 두께(d2)보다 작도록 형성된다.Subsequently, a photoresist film is coated on the entire surface of the
이와 같은 서로 다른 두께를 갖는 제3 포토레지스트 패턴(111-113)은 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크를 이용하여 형성될 수 있다.The third photoresist patterns 111-113 having different thicknesses as described above may be formed using a slit mask or a halftone mask.
이어서, 도 10을 참조하면, 제3 포토레지스트 패턴(111-113)를 식각 마스크로 이용하여 보호막(70), 비정질 규소층(40) 및 게이트 절연막(30)을 식각한다. 본 단계는 각각 건식 식각으로 이루어질 수 있으며, 인시츄로 진행될 수 있다. 또한, 공정 효율을 위해 하나의 식각 가스를 이용하여 진행될 수 있다. 본 단계에서 적용될 수 있는 식각 가스의 예로는 SF6, CF4, O2, 또는 HCl를 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다. 그 결과 화소 영역의 절연 기판(10)이 노출된 다. 이때, 제1 영역(111)을 식각 마스크로 하는 보호막(70)의 식각은 드레인 전극(66) 돌출부를 형성하는데, 드레인 전극(66)은 건식 식각에 의해 거의 식각되지 않기 때문에, 후속 건식 식각 공정에서 하부의 비정질 규소층(40) 및 게이트 절연막(30)의 식각 마스크로 기능한다. Next, referring to FIG. 10, the
한편, 상기의 건식 식각에 의해 제3 포토레지스트 패턴(111-113)도 높이가 낮아지게 된다. 여기서, 제2 영역의 제2 구간(113)이 상대적으로 충분히 작은 두께(d3)를 가지면, 건식 식각 공정 중에 완전히 제거되어 하부의 보호막(70)을 노출하게 된다. 따라서, 계속되는 건식 식각 공정에 의해 보호막(70) 및 하부의 비정질 규소층(40)이 식각될 수 있다. 바람직하기로는 유지 전극(26) 영역에서 게이트 절연막(30)만이 잔류하는 조건으로 건식 식각을 수행한다. 이와 같은 잔류막 및 그의 두께를 제어는 제2 구간(113)의 두께, 식각 가스의 선택, 식각 시간의 조절 등에 의해 이루어질 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the height of the third photoresist patterns 111-113 is also lowered by the dry etching. Here, when the
본 단계에서 상술한 바와 같이 제3 포토레지스트 패턴의 제1 영역(111')의 두께(d1') 및 제3 포토레지스트 패턴의 제2 영역(112')의 두께(d2') 또한 작아지며, 드레인 전극(66)은 일부 노출되어 있다. 또한, 본 단계의 결과로서, 보호막 패턴(71) 및 게이트 절연막 패턴(31)이 완성된다. 본 단계에서는 상기한 바와 같이 순차적으로 식각되는 3개의 층에 습식 식각이 요구되는 게이트 도전층이나 데이터 도전층이 포함되지 않기 때문에, 건식 식각으로만 진행될 수 있으며, 인시츄로 진행될 수 있기 때문에 공정 효율이 개선될 수 있다.As described above, the thickness d1 'of the first region 111' of the third photoresist pattern and the thickness d2 'of the second region 112' of the third photoresist pattern are also reduced. The
이어서, 도 11을 참조하면, 상기 결과물에 투명한 도전성 산화물층(81, 82) 을 적층한다. 본 단계는 예컨대 스퍼터링으로 진행될 수 있다. Next, referring to FIG. 11, transparent conductive oxide layers 81 and 82 are stacked on the resultant. This step can proceed, for example, by sputtering.
여기서, 일부의 도전성 산화물층(81)은 제3 포토레지스트 패턴(111', 112') 위에 형성되며, 일부의 도전성 산화물층(82)은 나머지 영역, 즉 화소 영역의 절연 기판(10)과, 드레인 전극(66)의 돌출부 및 유지 전극(26) 상의 게이트 절연막 패턴(31) 위에 형성된다.Here, a part of the
이어서, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제3 포토레지스트 패턴(111', 112') 및 그 위에 위치하는 도전성 산화물층(81)을 제거한다. 예컨대, 포토레지스트 스트리퍼를 이용하여 제3 포토레지스트 패턴(111', 112')을 스트리핑하면, 그 위의 도전성 산화물층(81) 또한 리프트 오프되어 제거된다. 그 결과, 도 2에 도시된 바와 같은 화소 전극(82)이 완성된다. 1 and 2, the
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 유지 전극(26)을 형성하지 않는 경우 제3 포토레지스트 패턴으로서 균일한 두께를 갖는 포토레지스트 패턴을 사용할 수 있다. 또한, 유지 전극(26)을 게이트 라인(22)과 분리하여 형성하는 경우, 상기한 제1 포토레지스트 패턴 및 제3 포토레지스트 패턴의 모양이 변형될 것임은 용이하게 이해할 수 있을 것이다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, when the
또한, 이상의 실시예에서는 보호막 패턴과 화소 전극 패턴을 하나의 식각 마스크를 이용하여 형성한 경우를 예시하였지만, 보호막 패턴과 화소 전극 패턴은 각각 서로 다른 마스크를 이용하여 형성될 수도 있다. 즉, 보호막의 적층 후 제3 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 이용하여 보호막 패턴을 형성하고, 제3 포토레지스트 패턴을 제거한다. 이어서, 도전성 산화물층을 적층하고 제4 포토레지스트 패 턴을 형성한 후, 이를 식각 마스크로 이용하여 화소 전극 패턴을 형성할 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예에서와 같은 리프트 오프 공정은 생략될 수 있음은 물론이다. In addition, in the above embodiment, the passivation layer pattern and the pixel electrode pattern are formed using one etching mask, but the passivation layer pattern and the pixel electrode pattern may be formed using different masks, respectively. That is, after lamination of the protective film, the protective film pattern is formed using the third photoresist pattern as an etching mask, and the third photoresist pattern is removed. Subsequently, after the conductive oxide layer is stacked and the fourth photoresist pattern is formed, the pixel electrode pattern may be formed using the fourth photoresist pattern as an etching mask. In this case, of course, the lift-off process as in the embodiment of the present invention can be omitted.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments but may be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법에 의하면, 마스크 공정의 수가 감소하며, 슬릿 마스크 또는 하프톤 마스크 공정의 수가 감소될 수 있다. 또한, 보호막, 비정질 규소층 및 게이트 절연막의 식각 공정이 인시츄로 진행될 수 있기 때문에 공정 효율이 개선될 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing the thin film transistor array substrate according to the embodiments of the present invention, the number of mask processes may be reduced, and the number of slit mask or halftone mask processes may be reduced. In addition, since the etching process of the protective film, the amorphous silicon layer and the gate insulating film can be performed in situ, the process efficiency can be improved.
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KR1020060024060A KR20070093752A (en) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | Method for fabricating thin film transistor array substrate |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR101218090B1 (en) * | 2009-05-27 | 2013-01-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | Oxide thin film transistor and method of fabricating the same |
US9036103B2 (en) | 2012-01-04 | 2015-05-19 | Samsung Display Co., Ltd. | Display substrate, method of manufacturing the same and display apparatus having the same |
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2006
- 2006-03-15 KR KR1020060024060A patent/KR20070093752A/en not_active Application Discontinuation
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