KR20080019799A - 평면표시장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판을 구비하는 단계; 상기 기판의 상부에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층의 상부에 구동소자를 형성하는 단계를 포함하는 평면표시장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 버퍼층이 불순물의 확산을 막아주고 표면 평탄도를 향상시켜주기 때문에 고가의 고순도 고평탄도 유리기판 대신에 저가의 저순도 유리기판이나 합성수지 기판을 이용하여 평면표시장치를 제조할 수 있다. 따라서 종래 방식에 비하여 평면표시장치의 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
평면표시장치, 기판, 버퍼층
Description
도 1은 종래 액정표시장치의 어레이기판을 나타낸 부분 단면도
도 2a 내지 도 2f는 어레이기판에 박막트랜지스터를 형성하는 공정순서도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 어레이기판을 나타낸 부분 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
110: 유리기판 120: 버퍼층
130: 게이트전극 140: 게이트절연막
150: 반도체층 161,162: 소스전극, 드레인전극
170: 보호층 180: 화소전극
본 발명은 평면표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 제조방법에 관한 것으로서 구체적으로는 기판의 상부에 실리콘산화막, 실리콘질화막 등의 버퍼층을 형성 하고 상기 버퍼층의 상부에 구동소자를 형성하는 방법에 관한 것이다.
종래의 음극선관(CRT)은 무겁고 부피가 큰 단점이 있어 최근에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP) 등과 같은 평면표시장치가 널리 사용되고 있다.
이중에서 액정표시장치는 콘트라스트비(contrast ratio)가 크고 동화상 표시에 적합하며 소비전력이 적다는 특징을 가지고 있어, 노트북, 모니터, TV 분야에서 가장 활발하게 이용되고 있다.
액정표시장치는 화소전극과 구동소자인 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 어레이기판과 공통전극을 가지는 컬러필터 기판 사이에 액정을 충진한 액정패널과 여기에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 화소전극과 공통전극 사이의 전기장을 제어하여 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하여 빛을 선택적으로 통과시킴으로써 목적하는 화상을 표시한다.
도 1은 액정표시장치를 구성하는 어레이기판의 부분단면도로서 구동소자인 박막트랜지스터와 화소전극만을 나타낸 것이다.
이를 살펴보면 유리기판(10)의 표면에서부터 게이트전극(20), 게이트절연막(30), 반도체층(40), 소스전극(51) 및 드레인전극(52), 보호층(60), 화소전극(70)이 순차적으로 형성되어 있음을 알 수 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2f의 공정순서도를 참조하여 어레이기판의 제조 과정을 보다 상세히 설명한다.
먼저 고순도의 유리기판(10)을 구비한 후에 상기 유리기판(10)에 알루미늄 등의 금속물질을 증착한 후에 포토리소그라피 및 식각공정을 거쳐 소정 패턴의 게이트전극(20)을 형성한다. (도 2a)
게이트전극(20)의 상부에는 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SixNx) 등의 게이트 절연막(30)을 증착하며, 이때 게이트전극(20) 상부의 게이트 절연막(30)은 다른 부분에 비해 상부로 돌출된다. (도 2b)
다시 유리기판(10)의 전면에 비정질 실리콘층과 불순물 실리콘층을 순차적으로 증착한 후에 포토리소그래피 및 식각공정을 통해 패터닝하여 게이트전극(20)의 상부에 반도체층(40)을 형성하고, 반도체층(40)의 상부에는 이온주입을 통해 오믹콘택층을 형성한다. (도 2c)
이어서 반도체층(40) 및 오믹콘택층의 상부에 금속물질을 증착하고 패터닝하여 서로 이격된 소스전극(51) 및 드레인전극(52)을 형성하면 박막트랜지스터가 완성된다. (도 2d)
이어서 소스전극(51) 및 드레인전극(52)의 상부에는 다시 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SixNx) 등의 보호층(60)을 증착하고, 보호층(60)에 콘택홀을 형성한 후에 화소전극(70)을 증착하여 드레인전극(52)과 화소전극(70)을 연결시킨다. (도 2e, 도 2f)
이러한 액정표시장치의 모재가 되는 유리기판(10)에는 고가의 고순도 제품 이 주로 사용된다. 불순물을 많이 함유한 저순도 유리기판을 사용하면 불순물이 상부의 반도체층(40) 등으로 확산하여 TFT의 구동특성을 악화시키기 때문이다.
또한 유리기판(10)의 표면 평탄도가 나쁠 경우에는 상부에 증착되는 박막의 평탄도에도 영향을 미치기 때문에 평탄도가 매우 높은 유리기판을 사용하여야 하며, 이로 인해 전반적으로 유리기판(10)의 가격이 매우 높은 편이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평면표시장치의 제조를 위하여 값비싼 고순도 고평탄도의 유리기판을 사용하는 대신에 보다 저가의 유리기판 또는 합성수지 기판을 사용할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판을 구비하는 단계; 상기 기판의 표면에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층의 상부에 구동소자를 형성하는 단계를 포함하는 평면표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 기판은 저순도의 유리기판 또는 합성수지 기판인 것이 바람직다.
상기 버퍼층은 800Å 내지 3㎛의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.
상기 버퍼층은 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SixNx), SiOF, SiON 중 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
상기 버퍼층은 종류가 다른 2종 이상의 박막으로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 버퍼층은 산화실리콘(SiO2)층, 질화실리콘(SixNx)층. SiOF층, SiON층 중에서 2이상으로 구성될 수 있다.
상기 산화실리콘(SiO2)층, 질화실리콘(SixNx)층. SiOF층, SiON층은 CVD법, PECVD법 또는 SOG(Spin On Glass)법으로 증착될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 기본적으로 저순도 유리기판(110)을 사용하고, 저순도 유리기판(110)의 상면에 버퍼층(120)을 형성한 다음에 그 위에 종래와 같은 방식으로 구동소자인 박막트랜지스터를 형성하는 점에 특징이 있다.
박막트랜지스터는 종래와 마찬가지로 게이트전극(130), 게이트절연막(140), 반도체층(150), 소스전극 및 드레인전극(161,162), 보호층(170), 화소전극(180) 등을 순차적으로 형성함으로써 이루어진다.
상기 버퍼층(120)은 저순도 유리기판(110)에 포함된 불순물, 특히 금속물질이 상부로 확산하여 반도체층(150)을 오염시킴으로써 TFT의 구동특성을 저하시키는 것을 방지하기 위한 것이다.
버퍼층(120)은 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SixNx), SiOF, SiON 등의 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 반드시 1개 층만 형성되어야 하는 것은 아니므로 2 이상의 층으로 구성할 수도 있다.
즉, 산화실리콘(SiO2)층, 질화실리콘(SixNx)층, SiOF층, SiON층 중에서 2이상의 층을 증착할 수도 있다.
이러한 버퍼층(120)의 증착을 위해서는 CVD(Chemical Vapor Deposition), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), SOG(Spin On Glass) 등의 방법이 이용될 수 있으며, 버퍼층(120)의 두께는 800Å 내지 3㎛인 것이 바람직하다.
이와 같이 버퍼층(120)을 증착하면 저순도 유리기판(110)에 함유된 불순물을 상부로 확산하는 것을 방지할 뿐만 아니라 유리기판(110)의 평탄도가 다소 낮더라도 고평탄도를 얻을 수 있게 해준다.
또한 버퍼층(120)을 형성하면 유리기판(110)과 상부에 형성되는 TFT소자간의 접착성을 향상시킬 수도 있다.
한편, 저순도 유리기판(110) 대신에 합성수지를 이용할 수도 있으며, 이러한 합성수지 기판은 플렉시블(flexible) 디스플레이장치의 기판으로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 합성수지 기판에는 질화실리콘(SixNx)을 이용하여 버퍼층(120)을 형성하는 것이 보다 바람직하다.
이상에서는 액정표시장치의 어레이 기판에 구동소자로서 박막트랜지스터를 형성하는 경우를 예시하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였다.
그러나 유리기판상에 구동소자의 형성이 요구되는 다른 종류의 평면표시장치 에서도 저순도 유리기판이나 합성수지 기판을 사용하고자 하면 불순물의 확산으로 인하여 소자특성이 악화되는 위험을 방지할 필요가 있으므로 저순도 유리기판이나 합성수지 기판상에는 전술한 바와 같이 버퍼층을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 버퍼층이 불순물의 확산을 막아주고 표면 평탄도를 향상시켜주기 때문에 고가의 고순도 고평탄도 유리기판 대신에 저가의 저순도 유리기판이나 합성수지 기판을 이용하여 평면표시장치를 제조할 수 있다.
따라서 종래 방식에 비하여 평면표시장치의 제조비용을 크게 절감할 수 있다.
Claims (7)
- 기판을 구비하는 단계;상기 기판의 표면에 버퍼층을 형성하는 단계;상기 버퍼층의 상부에 구동소자를 형성하는 단계;를 포함하는 평면표시장치의 제조방법
- 제1항에 있어서,상기 기판은 저순도의 유리기판 또는 합성수지 기판인 것을 특징으로 하는 평면표시장치의 제조방법
- 제1항에 있어서,상기 버퍼층은 800Å 내지 3㎛의 두께로 증착되는 평면표시장치의 제조방법
- 제1항에 있어서,상기 버퍼층은 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SixNx), SiOF, SiON 중 선택되는 어느 하나의 물질로 이루어지는 평면표시장치의 제조방법
- 제1항에 있어서,상기 버퍼층은 종류가 다른 2종 이상의 박막으로 이루어지는 평면표시장치의 제조방법
- 제5항에 있어서,상기 버퍼층은 산화실리콘(SiO2)층, 질화실리콘(SixNx)층. SiOF층, SiON층 중에서 2이상으로 구성되는 평면표시장치의 제조방법
- 제4항 또는 제6항에 있어서,상기 산화실리콘(SiO2)층, 질화실리콘(SixNx)층. SiOF층, SiON층은 CVD법, PECVD법 또는 SOG(Spin On Glass)법으로 증착되는 평면표시장치의 제조방법
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