KR20080053698A - Array substrate for liquid crystal display device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정표시장치의 어레이 기판 내의 하나의 화소영역에 있어 박막트랜지스터를 포함하여 절단한 부분에 대한 단면도. 2 is a cross-sectional view of a portion including a thin film transistor in one pixel area of an array substrate of a conventional liquid crystal display device.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 화소영역을 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating a pixel area including a thin film transistor of an array substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계에 따른 공정 단면도.4A to 4G are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a liquid crystal display device according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 표면 부품 현상을 찍은 사진.5 is a photograph of a surface component of the array substrate for a liquid crystal display device according to the first embodiment.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 화소영역을 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view illustrating a pixel area including a thin film transistor of an array substrate for a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 단계에 따른 공정 단면도.7A to 7I are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of an array substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
201 : 기판 205 : 게이트 전극201: substrate 205: gate electrode
208 : 게이트 절연막 214 : 제 1 폴리실리콘 패턴208: gate insulating film 214: first polysilicon pattern
214a, 214b : 제 1 폴리실리콘 패턴의 제 1, 2 영역214a, 214b: first and second regions of the first polysilicon pattern
219 : (순수 비정질 실리콘의) 제 2 실리콘층219: second silicon layer (of pure amorphous silicon)
226 : 불순물 폴리실리콘 패턴 230 : 제 2 폴리실리콘 패턴226
232 : 반도체층 293 : 자기 결정화 공정 챔버232
295 : 교류 자기장 발생장치 t1 : 제 1 두께(제 1 영역의 두께) 295: alternating magnetic field generating device t1: first thickness (thickness of first region)
t2 : 1차 드라이 에칭에 의해 제거된 두께t2: thickness removed by primary dry etching
t4 : 제 4 두께(제 2 영역의 두께)t4: fourth thickness (thickness of second region)
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 액정표시장치용 어레이 기판의 각 화소영역에 형성되는 박막트랜지스터의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a structure of a thin film transistor formed in each pixel region of an array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. Recently, liquid crystal displays have been spotlighted as next generation advanced display devices having low power consumption, good portability, high technology value, and high added value.
이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액 정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Among the liquid crystal display devices, an active matrix liquid crystal display device having a thin film transistor, which is a switching element that can control voltage on and off for each pixel, has the best resolution and video performance. It is attracting attention.
일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1을 참조하여 액정표시장치의 구조에 대해 설명하면, 도시한 바와 같이, 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 투명한 기판(12)의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.Referring to FIG. 1, which is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device, a structure of a liquid crystal display device will be described. As illustrated, the
또한, 상기 어레이 기판과 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 투명기판(22)의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 적, 녹 ,청색 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 구비되어 있다.In addition, the upper
그리고, 도면상에 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제(sealant) 등으로 봉함(封函)된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판이 구비되어 있다. Although not shown in the drawings, these two
또한, 어레이 기판의 외측면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트 배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.In addition, a back-light is provided on the outer surface of the array substrate to supply light. The on / off signals of the thin film transistor T are sequentially scanned by the
이러한 구조를 갖는 액정표시장치에 있어서 가장 중요한 구성요소로써 각 화소영역별로 형성되며 게이트 및 데이터 배선과 화소전극과 동시에 연결됨으로써 선택적, 주기적으로 신호전압을 화소전극에 인가시키는 역할을 하는 박막트랜지스터를 들 수 있다.In the liquid crystal display having the above structure, the most important component is a thin film transistor which is formed for each pixel region and is connected to the gate and data lines and the pixel electrode at the same time to selectively and periodically apply a signal voltage to the pixel electrode. Can be.
이러한 스위칭 소자로서의 역할을 하는 박막트랜지스터의 단면 구조에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.The cross-sectional structure of the thin film transistor, which serves as such a switching element, will be described with reference to FIG.
도 2는 전술한 종래의 액정표시장치의 어레이 기판 내의 박막트랜지스터가 형성된 부분을 절단한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a portion in which a thin film transistor is formed in an array substrate of a conventional liquid crystal display.
투명한 절연기판(59) 상에 게이트 전극(60)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 전극(60) 상부로 전면에 게이트 절연막(68)이 형성되어 있다. 또한 상기 게이트 절연막 위로 상기 게이트 전극에 대응하여 순수 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(70a)과, 그 위로 서로 이격하는 형태로써 불순물을 포함하는 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층(70b)으로 구성된 반도체층(70)이 형성되어 있다. The
또한, 상기 서로 이격하며 그 하부의 액티브층(70a)을 노출시키며 형성된 오믹콘택층(70b) 위로는 각각 상기 오믹콘택층(70b)과 접촉하며 서로 이격하여 상기 게이트 전극(60)에 대응하는 액티브층(70a)을 노출시키며 소스 전극(76) 및 드레인 전극(78)이 형성되어 있다. In addition, the
기판(59) 위로 이렇게 순차 적층된 상기 게이트 전극(60)과 게이트 절연막(68)과 반도체층(70)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(76, 78)을 구성요소로 하여 박막트랜지스터(Tr)를 이루고 있다. The thin film transistor Tr includes the
이러한 구조를 갖는 박막트랜지스터(Tr) 위로는 전면에 상기 드레인 전극(78) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(80)을 갖는 보호층(86)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(86) 상부에는 각 화소영역(P) 별로 상기 드레인 콘택홀(80)을 통해 상기 드레인 전극(78)과 접촉하는 화소전극(88)이 형성되고 있으며, 상기 게이트 전극(60)이 형성된 동일한 층에 상기 게이트 전극(60)과 연결되는 게이트 배선(미도시)과, 상기 소스 및 드레인 전극(76, 78)이 형성된 동일한 층에 상기 소스 전극(76)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 더욱 형성됨으로써 어레이 기판(59)을 이루고 있다.A
하지만, 종래의 액정표시장치용 어레이 기판에서 일반적으로 구성하는 박막트랜지스터의 경우 반도체층은 비정질 실리콘을 이용하고 있음을 알 수 있으며, 이러한 비정질 실리콘을 이용하여 반도체층을 형성할 경우, 상기 비정질 실리콘(a-Si:H)은 원자 배열이 무질서하기 때문에 약한 결합(weak Si-Si bond) 및 댕글링 본드(dangling bond)가 존재하여 빛 조사나 전기장 인가 시 준 안정 상태로 변화되어 박막트랜지스터 소자로 활용 시 안정성이 문제가 되고 있으며, 전계효과 이동도가 0.1∼1.0㎠/V·s로 가 낮아 전기적 특성이 좋지 않으므로 구동회로로 사용하는데에 도 문제가 되고 있다.However, in the case of a thin film transistor which is generally configured in a conventional array substrate for a liquid crystal display device, it can be seen that the semiconductor layer uses amorphous silicon. When the semiconductor layer is formed using the amorphous silicon, the amorphous silicon ( a-Si: H) has a weak Si-Si bond and dangling bond because of its disordered atomic arrangement, which is converted into a quasi-stable state when irradiating light or applying an electric field to be used as a thin film transistor device. Stability is a problem, and the electric field effect mobility is low as 0.1 ~ 1.0
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 비정질 실리콘을 단순한 공정에 의해 결정화함으로써 우수한 소자 성능과 신뢰성을 갖는 박막트랜지스터를 구비한 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an array substrate for a liquid crystal display device having a thin film transistor having excellent device performance and reliability by crystallizing amorphous silicon by a simple process and a method of manufacturing the same.
나아가, 이동도 특성을 현저히 향상시킴으로써 구동회로로 이용할 수 있도록 하여 외부 구동회로 기판의 부착없이 구동이 가능하도록 함으로써 비용을 저감시키며, 동시에 구동소자의 집적도를 높일 수 있도록 함으로써 네로우 베젤 구현을 통해 제품을 컴팩트화 할 수 있도록 하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Furthermore, by significantly improving the mobility characteristics, it can be used as a driving circuit and can be driven without the attachment of an external driving circuit board, thereby reducing costs and increasing the integration of the driving device. Another aim is to make it compact.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판은, 기판과; 상기 기판상에 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 위로 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 순차 적층된 제 1 두께의 제 1 영역과, 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께의 제 2 영역을 갖는 제 1 폴리실리콘층과, 서로 이격하는 불순물 폴리실리콘층으로 구성되는 반도체층과; 상기 반도체층 중 상기 오믹콘택층 위로 이와 각각 접촉하며 형성된 소스 및 드레인 전극을 포함한다. An array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention for achieving the above object is a substrate; A gate electrode formed on the substrate; A gate insulating film formed over the gate electrode; A semiconductor layer comprising a first polysilicon layer having a first region having a first thickness sequentially stacked over the gate insulating film, a second region having a second thickness smaller than the first thickness, and an impurity polysilicon layer spaced apart from each other. and; The semiconductor layer may include a source and a drain electrode formed on and in contact with the ohmic contact layer, respectively.
이때, 상기 제 1 폴리실리콘층과 불순물 폴리실리콘층은 교류 자기 결정 화(alternating magnetic field crystallization)법에 의해 결정화 된 것이 특징이며, 상기 불순물 폴리실리콘층 상부에 서로 이격하는 제 2 폴리실리콘층을 더욱 포함한다. In this case, the first polysilicon layer and the impurity polysilicon layer are crystallized by an alternating magnetic field crystallization method, further comprising a second polysilicon layer spaced apart from each other on the impurity polysilicon layer. Include.
또한, 상기 제 1 영역은 상기 게이트 전극과 중첩하는 것이 특징이며, 상기 소스 및 드레인 전극 위로 상기 드레인 전극을 노출시키며 형성된 보호층과; 상기 보호층 위로 상기 노출된 드레인 전극과 접촉하며 형성된 화소전극을 더욱 포함하며, 상기 게이트 전극과 연결되며 형성된 게이트 배선과; 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 더욱 포함한다. The first region may overlap the gate electrode, wherein the protective layer is formed by exposing the drain electrode over the source and drain electrodes; A gate electrode formed on the protective layer and in contact with the exposed drain electrode, the gate wire being connected to the gate electrode; And a data line connected to the source electrode and crossing the gate line.
또한, 상기 제 1 두께는 1200Å 내지 2000Å인 것이 특징이며, 이때, 상기 제 1 두께와 상기 제 2 두께의 차이는 200Å 내지 400Å인 것이 특징이다. In addition, the first thickness is characterized in that 1200 ~ 2000Å, wherein the difference between the first thickness and the second thickness is characterized in that 200 ~ 400Å.
본 발명의 제 1 특징에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 위로 순차적으로 게이트 절연막과, 제 1 두께의 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과, 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴과, 서로 이격하는 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계와; 교류 자기 결정화(alternating magnetic field crystallization)를 진행함으로써 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과 불순물 비정질 실리콘 패턴 및 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 각각 제 1 폴리실리콘 패턴과 불순물 폴리실리콘 패턴 및 제 2 폴리실리콘 패턴으로 결정화 하는 단계와; 상기 제 2 폴리실리콘 패턴과 위로 이와 각각 접촉하며 서로 이격하여 상기 제 1 폴리실리콘 패턴을 노출시키는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층을 패터닝하여 상기 게이트 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention includes forming a gate electrode on the substrate; Sequentially forming a gate insulating film, a first pure amorphous silicon pattern having a first thickness, an impurity amorphous silicon pattern spaced apart from each other, and a second pure amorphous silicon pattern spaced apart from each other over the gate electrode; By performing alternating magnetic field crystallization, the first pure amorphous silicon pattern, the impurity amorphous silicon pattern, and the second pure amorphous silicon pattern are respectively converted into the first polysilicon pattern, the impurity polysilicon pattern, and the second polysilicon pattern. Crystallization; Forming source and drain electrodes that are in contact with the second polysilicon pattern and spaced apart from each other to expose the first polysilicon pattern; Forming a protective layer over the source and drain electrodes; Patterning the passivation layer to form a drain contact hole exposing the gate electrode; Forming a pixel electrode in contact with the drain electrode through the drain contact hole.
이때, 상기 소스 및 드레인 전극 외부로 노출된 제 1 폴리실리콘 패턴을 식각하여 제 2 두께만큼 제거하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 제 2 두께는 200Å 내지 400Å인 것이 특징이다. In this case, the method further includes etching and removing the first polysilicon pattern exposed to the outside of the source and drain electrodes by a second thickness, wherein the second thickness is 200 kPa to 400 kPa.
또한, 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과, 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴과, 서로 이격하는 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계는, 상기 게이트 절연막 위로 화학기상 증착 장비의 진공챔버내에서 진공의 파괴없이 연속하여 순차적으로 제 1 순수 비정질 실리콘층과, 불순물 비정질 실리콘층과 제 2 순수 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층 위로 제 1 포토레지스트 패턴과, 상기 제 1 포토레지스트 패턴보다 얇은 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층과 제 1 순수 비정질 실리콘층을 제거함으로써 하부로부터 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과 불순물 비정질 실리콘 패턴과 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 노출시키는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외부로 노출된 상기 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘 패턴을 제거하는 단계를 더욱 포함하며, 이때, 상기 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴과, 서로 이격하는 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계는, 상기 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴 외부로 노출된 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴을 식각함으로써 상기 제 1 두께보다 얇은 제 3 두께를 갖도록 하는 단계를 더욱 포함하며, 이때, 상기 제 1 두께와 제 3 두께는 100Å 차이가 나도록 하는 것이 특징이다. The forming of the first pure amorphous silicon pattern, the impurity amorphous silicon pattern spaced apart from each other, and the second pure amorphous silicon pattern spaced apart from each other may include forming a vacuum in a vacuum chamber of the chemical vapor deposition apparatus over the gate insulating film. Forming a first pure amorphous silicon layer, an impurity amorphous silicon layer, and a second pure amorphous silicon layer sequentially and sequentially without breakage; Forming a first photoresist pattern on the second pure amorphous silicon layer and a second photoresist pattern thinner than the first photoresist pattern; By removing the second pure amorphous silicon layer, the impurity amorphous silicon layer and the first pure amorphous silicon layer exposed to the outside of the first and second photoresist patterns, the first pure amorphous silicon pattern, the impurity amorphous silicon pattern and the second Forming a pure amorphous silicon pattern; Removing the second photoresist pattern to expose the second pure amorphous silicon pattern; The method may further include removing the second pure amorphous silicon pattern exposed to the outside of the first photoresist pattern and the impurity amorphous silicon pattern thereunder, wherein the impurity amorphous silicon pattern spaced apart from each other, The forming of the pure amorphous silicon pattern may further include etching the first pure amorphous silicon pattern exposed to the outside of the spaced apart impurity amorphous silicon pattern to have a third thickness thinner than the first thickness, At this time, the first thickness and the third thickness is characterized in that the difference between 100Å.
본 발명의 제 2 특징에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 위로 순차적으로 게이트 절연막과 제 1 두께의 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계와; 교류 자기 결정화(alternating magnetic field crystallization)를 진행함으로써 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴 및 불순물 비정질 실리콘 패턴을 각각 제 1 폴리실리콘 패턴과 불순물 폴리실리콘 패턴으로 결정화 하는 단계와; 상기 불순물 폴리실리콘 패턴과 위로 이와 각각 접촉하며 서로 이격하여 상기 제 1 폴리실리콘 패턴을 노출시키는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극 위로 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층을 패터닝하여 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention includes forming a gate electrode on the substrate; Sequentially forming a gate insulating film and a first pure amorphous silicon pattern having a first thickness and an impurity amorphous silicon pattern spaced apart from each other on the gate electrode; Crystallizing the first pure amorphous silicon pattern and the impurity amorphous silicon pattern into a first polysilicon pattern and an impurity polysilicon pattern by performing alternating magnetic field crystallization; Forming source and drain electrodes contacting the impurity polysilicon pattern upwardly and spaced apart from each other to expose the first polysilicon pattern; Forming a protective layer over the source and drain electrodes; Patterning the protective layer to form a drain contact hole exposing the drain electrode; Forming a pixel electrode in contact with the drain electrode through the drain contact hole.
이때, 상기 소스 및 드레인 전극 외부로 노출된 제 1 폴리실리콘 패턴을 식각하여 제 2 두께만큼 제거하는 단계를 더욱 포함하며, 이때 상기 제 2 두께는 200Å 내지 400Å인 것이 특징이다. In this case, the method further includes etching and removing the first polysilicon pattern exposed to the outside of the source and drain electrodes by a second thickness, wherein the second thickness is 200 kPa to 400 kPa.
또한, 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴과 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴을 형성하는 단계는, 상기 서로 이격하는 불순물 비정질 실리콘 패턴 외부로 노출된 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴을 식각함으로써 상기 제 1 두께보다 얇은 제 3 두께를 갖도록 하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 제 1 두께와 제 3 두께는 100Å 차이가 나도록 하는 것이 특징이다. The forming of the impurity amorphous silicon pattern spaced apart from the first pure amorphous silicon pattern may be thinner than the first thickness by etching the first pure amorphous silicon pattern exposed to the outside of the spaced apart impurity amorphous silicon pattern. It further comprises the step of having a third thickness, wherein the first thickness and the third thickness is characterized in that the difference between 100Å.
또한 제 1, 2 특징에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 교류 자기 결정화(alternating magnetic field crystallization)는 700℃ 내지 750℃의 분위기를 갖는 챔버내에서 진행되며, 이때 상기 교류 자기 결정화(alternating magnetic field crystallization)는, 상기 챔버 내에 위치한 상기 기판에 대해 교류 자기장 발생 장치가 상기 기판 상하로 위치하며 직선 왕복 운동하는 형태로 1초 내지 60초동안 진행되는 것이 특징이다. In the manufacturing method according to the first and second aspects, the alternating magnetic field crystallization is performed in a chamber having an atmosphere of 700 ° C. to 750 ° C., wherein the alternating magnetic field crystallization is performed. The AC magnetic field generating device is positioned above and below the substrate and linearly reciprocates with respect to the substrate located in the chamber.
또한 제 1, 2 특징에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 보호층이 형성된 기판을 써멀 어닐링(thermal annealing)을 진행하여 상기 제 2 폴리실리콘 패턴과 상기 소스 및 드레인 전극이 오믹콘택을 이루도록 하는 단계를 더욱 포함하며, 이때, 상기 써멀 어닐링(thermal annealing)은 280℃ 내지 420℃ 분위기에서 1시간 내지 3시간 진행되는 것이 특징이다. In the manufacturing method according to the first and second aspects, the method may further include thermal annealing the substrate on which the protective layer is formed so that the second polysilicon pattern and the source and drain electrodes form ohmic contacts. In this case, the thermal annealing (thermal annealing) is characterized in that proceeds for 1 hour to 3 hours in 280 ℃ to 420 ℃ atmosphere.
또한, 제 1, 2 특징에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 소스 및 드레인 전극 외부로 노출된 제 1 폴리실리콘 패턴을 식각하여 제 2 두께만큼 제거하는 단계 후에는 수소 플라즈마에 노출시키는 수소화 처리를 진행하는 단계를 더욱 포함하며, 이때 상기 수소화 처리는 300초 내지 600초 진행되는 것이 특징이다.In addition, in the manufacturing method according to the first and second aspects, after the step of etching and removing the first polysilicon pattern exposed to the outside of the source and drain electrodes by a second thickness, a hydrogenation process of exposing to a hydrogen plasma is performed. It further comprises a step, wherein the hydrogenation is characterized in that it proceeds from 300 seconds to 600 seconds.
또한, 제 1, 2 특징에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 게이트 전극 형성 전에는 상기 기판을 700℃ 내지 750℃의 분위기에서 30분 내지 60분간 열처리하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는 상기 게이트 전극과 연결된 게이트 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계는 상기 소스 전극과 연결되며 상기 게이트 배선과 교차하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함한다. In addition, in the manufacturing method according to the first and second features, before the gate electrode is formed, further comprising the step of heat-treating the substrate for 30 to 60 minutes in an atmosphere of 700 ℃ to 750 ℃, forming the gate electrode The method may further include forming a gate wiring connected to the gate electrode, and the forming of the source and drain electrodes may further include forming a data wiring connected to the source electrode and intersecting the gate wiring.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 화소영역을 도시한 단면도이다. 이때, 화소영역 이외의 구동회로를 이루는 구동 박막트랜지스터 또한 상기 화소영역에 형성된 박막트랜지터의 구조(화소전극 제외)와 동일하므로 이는 생략한다. 3 is a cross-sectional view illustrating a pixel area including a thin film transistor of an array substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention. In this case, the driving thin film transistors constituting the driving circuit other than the pixel region are also the same as the structure of the thin film transistor (except the pixel electrode) formed in the pixel region, and thus the description thereof is omitted.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(101)의 경우, 투명한 절연기판(101) 상에 게이트 전극(105)과 이와 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(105) 위로 게이트 절연막(108)이 형성되어 있다.As shown, in the case of the
또한 상기 게이트 절연막(108) 위로 순수 비정질 실리콘이 교류 자기장에 의해 결정화된 것을 특징으로 하는 제 1 실리콘층(114)과 그 상부로 순수 비정질 실리콘의 제 2 실리콘층(119)과 그 상부로 서로 이격하며 형성된 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(125)으로 이루어진 3중층 구조의 반도체층(130)이 형성되어 있다.In addition, the
또한, 이러한 구조를 갖는 반도체층(130)의 상기 오믹콘택층(125) 위로 서로 이격하며 소스 및 드레인 전극(141, 146)이 형성되어 있으며, 이러한 반도체층(130) 상에 형성된 상기 소스 전극(141)과 연결되며 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역을 정의하며 상기 게이트 절연막(108) 위로 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있다. 이때, 상기 게이트 전극(105)과 게이트 절연막(108)과 제 1, 2 실리콘층(114, 119)과 오믹콘택층(125)과, 소스 및 드레인 전극(141, 146)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.In addition, source and drain
또한, 상기 소스 및 드레인 전극(141, 146)과 데이터 배선(미도시) 위로 상기 드레인 전극(146) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(153)을 갖는 보호층(150)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(150) 위로 상기 드레인 콘택홀(153)을 통해 상기 드레인 전극(146)과 접촉하는 화소전극(160)이 형성되어 있다.In addition, a
이러한 구조를 갖는 액정표시장치용 어레이 기판(101)에 있어서, 특히 제 1, 2 실리콘층(114, 119) 및 오믹콘택층(125)을 갖는 박막트랜지스터(Tr)는 상기 제 1 실리콘층(114)이 특정 온도를 갖는 진공 챔버내에서 교류 자기장에 노출되도록 하는 교류 자기 결정화 공정을 통해 상기 순수 비정질 실리콘이 폴리실리콘으로 결정화됨으로써 그 이동도 특성이 월등히 향상된 것이 특징이다. In the
이때, 상기 결정화된 제 1 실리콘층(114) 위에 형성된 순수 비정질 실리콘의 제 2 실리콘층(119)은 폴리실리콘 특성상 이동도(mobility)가 월등히 향상됨으로써 부가적으로 오프 전류(Ioff) 또한 커지게 되며 이는 불순물을 포함하는 오믹콘택층(125)과 결정화된 제 1 실리콘층(114) 간의 경계에서 누설전류가 증가함으로써 발생하게 된다. 따라서 이러한 누설전류의 증가를 줄이기 위해 순수 비정질 실리콘의 제 2 실리콘층(119)을 형성하는 것이다.In this case, the
이러한 구조를 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention having such a structure will be described.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 제조 단계에 따른 공정 단면도이다. 4A through 4G are cross-sectional views illustrating manufacturing processes of one pixel area of an array substrate for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(101)에 금속물질 예를들면 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo)을 스퍼터 장치를 이용하여 증착한 후, 이를 패터닝함으로써 게이트 전극(105)과 이와 연결되어 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, a metal material such as chromium (Cr) or molybdenum (Mo) is deposited on the transparent insulating
이후, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(105)이 형성된 기판(101)을 화학적 기상 증착(CVD :chemical vapor deposition) 장비의 챔버(190)로 이동 시킨 후, 증착하고자 하는 물질에 따라 다른 종류의 가스 분위기를 조성하고 예를들어 질화실리콘(SiNx)층을 형성하고자 할 경우 SiH4 / N2 의 혼합가스 또는 SiH4 / NH3 혼합가스 분위기를 조성하고, 산화실리콘(SiO2)층을 형성하고자 할 경우는 SiH4 / N2O 혼합가스 분위기를 조성한 후, 상기 챔버(190)내에서 플라즈마를 형성함으로써 상기 게이트 전극(105)이 형성된 기판(101)상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)의 게이트 절연막(105)을 전면에 형성한다.Subsequently, the
다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(108)이 형성된 후, 동일한 챔버(190)내에서 전술한 게이트 절연막(108)을 형성하기 위한 혼합가스 분위기에서 SiH4 / H2 의 혼합가스 분위기로 바꾼 후, 상기 챔버(190)내에 플라즈마를 형성함으로써 상기 게이트 절연막(108) 위로 1200Å 내지 2000Å 정도의 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 순수 비정질 실리콘층(112)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, after the
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 두께(t1)의 제 1 순수 비정질 실리콘층(도 4c의 112)을 형성한 기판(101)을 상기 화학적 기상 증착 장비의 챔버(도 4b의 190)내에서 자기 결정화 공정 챔버(193)로 이동시킨다.Next, as shown in FIG. 4C, the
상기 자기 결정화 공정 챔버(193)는 500℃ 내지 1000℃정도의 고온 분위기 형성이 가능하며, 그 챔버(193)의 내부에 있어서 더욱 정확히는 상기 기판(101)이 높여진 스테이지(미도시)를 중심으로 그 상하로 교류 자기장을 형성시킬 수 있는 것이 특징이다. The self-
이러한 특성을 갖는 자기 결정화 공정 챔버(193)내의 스테이지(미도시) 상에 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(도 4c의 112)이 형성된 기판(101)을 위치시킨 후, 상기 챔버(193) 내 분위기를 700℃ 내지 750℃가 되도록 가온시킨 뒤 이러한 가온된 분위기에서 상기 기판(101)에 대해 수직한 자기장(AMF)을 1초 내지 60초 동안 인가한다. After placing the
이때, 도시한 바와 같이 상기 기판(101) 상하에 위치한 교류 자기장 발생장치(195)가 직선 왕복 운동을 하도록 하는 방식으로 상기 기판(101)의 표면이 자기장(AMF)에 노출되도록 하는 것이 바람직하다. 즉 스캔형태로 상기 제 1 순수 비정 질 실리콘층(도 4c의 112)이 교류 자기장에 노출되도록 한다. 이러한 공정을 진행하게 되면 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(도 4c의 112)이 결정화됨으로써 폴리실리콘층(113)으로 변하게 된다. In this case, it is preferable to expose the surface of the
이러한 교류 자기 결정화의 원리에 대해 설명하면, 결정화의 주요 에너지 원은 열이고, 교류 자기장은 보조 역할을 하게 된다. 이때, 교류 자기장에 의해 순수 비정질 실리콘층 내부에 전류가 유도되고 이러한 유도된 내부 전류에 의해 줄(joule)열을 발생시켜 결정화를 더욱 가속시키게 되며, 상기 교류 자기장에 의해 원자를 이동시키는 힘을 가하여 결정화를 촉진시키게 되는 것이다.When explaining the principle of alternating current self-crystallization, the main energy source of the crystallization is heat, the alternating magnetic field plays an auxiliary role. At this time, a current is induced inside the pure amorphous silicon layer by the alternating magnetic field, and the joule heat is generated by the induced internal current to accelerate the crystallization, and by applying the force to move the atoms by the alternating magnetic field It will promote crystallization.
이러한 자기 결정화 공정에 의해 형성된 폴리실리콘층(113)은 그 이동도가 20㎠/V·s 내지 30㎠/V·s가 되며 이는 0.1㎠/V·s 내지 1㎠/V·s 정도의 이동도를 갖는 순수 비정질 실리콘층(도 4c의 112) 대비 수십 내지 수백 배가 됨을 알 수 있다. The
이러한 고온의 분위기에서 교류 자기장(AMF)에 노출시켜 결정화하는 공정을 AMFC(alternating magnetic field crystallization) 공정이라 칭한다.The process of crystallizing by exposing to an alternating magnetic field (AMF) in such a high temperature atmosphere is called an alternating magnetic field crystallization (AMFC) process.
이러한 AMFC 공정 진행 시 기판(101)이 700℃ 내지 750℃ 정도의 고온에 노출됨으로써 상기 기판(101)에 변형 더욱 정확히는 수축(shrinkage)이 발생할 수 있으므로, 이러한 변형에 의해 추후 공정에의 영향을 방지하기 위해 상기 기판(101)상에 아무것도 형성되지 않는 상태를 갖는 단계 즉 도 4a에 도시한 게이트 전극(105) 및 게이트 배선(미도시) 형성 단계 이전에 상기 기판(101)을 700℃ 내지 750℃ 정도의 고온의 분위기에서 30분 내지 60분 동안 온도를 변화시켜 가며 열처 리하는 단계를 더욱 진행한 후 상기 AMFC 공정을 진행하는 것이 바람직하다. Since the
다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, AMFC공정을 마친 기판(101)을 상기 자기 결정화 공정 챔버(도 4c의 193) 내에서 다시 화학적 기상 증착 장비의 챔버(190)로 이동시킨 후, 상기 화학적 기상 증착 장비의 챔버(190)내 분위기를 SiH4 / H2 의 혼합가스 분위기로 조성한 후 플라즈마를 형성함으로써 상기 폴리실리콘층(113) 상에 제 2 순수 비정질 실리콘층(118)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4D, the
다음, 연속하여 상기 챔버(190)내 분위기를 SiH4 / PH3 / H2 의 혼합가스 분위로 바꾼 후, 플라즈마를 형성함으로써 상기 제 2 순수 실리콘층(118) 위로 불순물 비정질 실리콘층(123)을 형성한다. Subsequently, after changing the atmosphere in the
다음, 도 4e에 도시한 바와같이, 상기 불순물 비정질 실리콘층(123)이 형성된 기판(101)에 대해 마스크 공정을 진행함으로써 상기 불순물 비정질 실리콘층(도 4d의 123)과 그 하부의 제 2 순수 비정질 실리콘층(도 4d의 118)과 폴리실리콘층(도 4d의 123)을 동시에 패터닝하여 폴리실리콘의 제 1 실리콘층(114)과 순수 비정질 실리콘의 제 2 실리콘층(119)과, 상기 제 2 실리콘층 위로 불순물 비정질 실리콘의 연결된 상태의 오믹콘택층(124)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4E, a mask process is performed on the
다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 연결된 상태의 오믹콘택층(도 4e의 124) 위로 제 2 금속물질을 증착하고 이를 패터닝함으로써 상기 오믹콘택층(도 4e의 124) 상에서 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(141, 146)과, 상기 게이트 절연막(108) 위로 상기 소스 전극(141)과 연결되며 상기 게이트 배선(미도시)과 교차 하는 데이터 배선(미도시)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4F, a source spaced apart from each other on the ohmic contact layer (124 of FIG. 4E) by depositing and patterning a second metal material over the ohmic contact layer (124 of FIG. 4E) in the connected state.
이후, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(141, 146)을 마스크로 하여 드라이 에칭(dry etching)을 실시함으로써 상기 소스 및 드레인 전극(141, 146) 사이로 노출된 오믹콘택층(도 4e의 124)을 제거함으로써 각각 상기 소스 및 드레인 전극(141, 146) 하부에 위치하며 분리된 상태의 오믹콘택층(125)을 형성한다.Then, the ohmic contact layer exposed between the source and drain
도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(141, 146)과 서로 이격하는 상태의 오믹콘택층(125)이 형성된 기판(101)에 대해 무기절연물질 예를들면 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 증착하고 이를 패터닝함으로써 상기 드레인 전극(146) 일부를 노출시키는 드레인 콘택홀(153)을 갖는 보호층(150)을 형성한다.As shown in FIG. 4G, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or the like may be formed on the
이후, 상기 드레인 콘택홀(153)을 갖는 보호층(150) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 이를 패터닝함으로써 상기 드레인 콘택홀(153)을 통해 상기 드레인 전극(146)과 접촉하는 화소전극(160)을 형성함으로써 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동도 특성이 우수한 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성할 수 있다.The drain contact hole is then deposited by depositing and patterning a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) on the
하지만 전술한 제 1 실시예의 제조 방법에 의해 제조된 액정표시장치용 어레이 기판의 경우, 폴리실리콘의 제 1 실리콘층과 순수 비정질 실리콘의 제 2 실리콘층은 불연속적으로 증착됨으로써 즉, 화학적 기상 증차 장비의 챔버내에서 제 1 순수 비정질 실리콘층을 형성한 후, 이를 결정화를 시키기 위해 자기 결정화 공정 채 버로 이동하고 AMFC를 진행하여 상기 순수 비정질 실리콘층을 폴리실리콘층으로 결정화한 후, 다시 화학적 기상 증착 장비의 챔버로 이동하여 제 2 순수 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층을 연속하여 형성하게 된다. 따라서 불연속 증착으로 인해 상기 폴리실리콘층과 제 2 순수 비정질 실리콘층 간의 계면에 있어서는 이동중 공기와 접촉에 의해 자연산화막이 형성되며 이러한 자연산화막 내에는 공기중의 오염물질을 포함하게 되는 바 오염의 문제가 발생되며, 특히 이들 두 층간에는 제조 공정 온도차에 의해 스트레스가 심해지고, 접합력이 급격히 저하됨으로써 들뜸이 발생하며, 계면 특성 향상을 위한 어닐링 공정 등을 진행하게 되면 상기 들뜸이 발생한 공간으로 수소 등이 침투하여 도 5에 도시한 바와같이 보호층의 표면이 부푸는 현상이 발생하고 있다. However, in the case of the array substrate for a liquid crystal display device manufactured by the manufacturing method of the first embodiment described above, the first silicon layer of polysilicon and the second silicon layer of pure amorphous silicon are deposited discontinuously, that is, the chemical vapor deposition equipment After forming the first pure amorphous silicon layer in the chamber of the crystallization process, the crystallization of the pure amorphous silicon layer to a polysilicon layer by moving to a self-crystallization process chamber and AMFC to crystallize it, and then again chemical vapor deposition equipment The second pure amorphous silicon layer and the impurity amorphous silicon layer are successively formed by moving to the chamber of. Therefore, due to the discontinuous deposition, at the interface between the polysilicon layer and the second pure amorphous silicon layer, a natural oxide film is formed by contact with air during movement, and the natural oxide film contains contaminants in the air. Particularly, stress between these two layers is increased by the manufacturing process temperature difference, and the bonding force is rapidly lowered, so that excitation occurs. When the annealing process is performed to improve the interfacial properties, hydrogen penetrates into the space where the excitation occurs. As a result, as shown in FIG. 5, the surface of the protective layer is swollen.
따라서 본 발명의 제 2 실시예에 있어서는 전술한 제 1 실시예에 제시된 폴리실리콘층을 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 의해 발생하는 계면 특성 저하 및 표면 부품 현상을 방지할 수 있는 구조 및 제조 방법을 제시한다. Therefore, in the second embodiment of the present invention, a structure capable of preventing the deterioration of the interface characteristics and the surface part phenomenon caused by the method of manufacturing the array substrate for a liquid crystal display device including the polysilicon layer described in the first embodiment described above. And a preparation method.
<제 2 실시예>Second Embodiment
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 박막트랜지스터를 포함하는 하나의 화소전극을 포함하는 하나의 화소영역에 대한 단면도이다. 이때 구동회로부의 구동소자를 이루는 박막트랜지스터는 상기 화소영역에 형성된 스위칭 소자인 박막트랜지스터의 구조와 동일하므로 이에 대해서는 도면으로 나타내지는 않았다. 6 is a cross-sectional view of one pixel area including one pixel electrode including a thin film transistor of an array substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. In this case, the thin film transistors forming the driving elements of the driving circuit unit are the same as those of the thin film transistors, which are switching elements formed in the pixel region, and thus are not shown in the drawings.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(201)은 투명한 절연기판(201)에 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 각 화소영역에는 게이트 전극(205)이 형성되어 있다.As shown, the
또한, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(205) 위로는 전면에 게이트 절연막(208)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(208) 위로 모든 층이 동일 공정에 의해 증착되고 AMFC 공정에 의해 폴리실리콘으로 결정화된 것을 특징으로 하는 3중층 구조의 폴리실리콘의 반도체층(232)이 형성되어 있다. In addition, a
이때 상기 반도체층(232)은 하부로부터 제 1 폴리실리콘 패턴(214), 불순물 폴리실리콘 패턴(226), 제 2 폴리실리콘 패턴(230)으로 구성되고 있으며, 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(214)은 상기 게이트 절연막(208)과 접촉하며 상부의 소스 및 드레인 전극(241, 246)과 중첩하며 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 영역(214a)과, 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246)의 이격영역에 대응하여 제 1 두께(t1)보다 200Å 내지 400Å 더 얇은 제 5 두께(t5)를 가지며 채널이 형성되는 제 2 영역(214b)으로 구성되고 있다. In this case, the
또한 상기 불순물 폴리실리콘 패턴(226)은 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(214)의 제 2 영역(214b)에 대응하여 서로 이격하며 형성되고 있으며, 그 상부로 제 2 폴리실리콘 패턴(230)이 상기 불순물 폴리실리콘 패턴(226)과 동일한 형태를 가지며 서로 이격하며 형성되고 있다. 이때 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)은 상기 소 스 및 드레인 전극(241, 246)과 접촉하며 오믹콘택을 형성하고 있다. 이러한 오믹콘택을 형성하는 이유에 대해서는 추후 제조 방법에서 설명한다.In addition, the
다음, 상기 3중층 구조의 반도체층(232) 상부로 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(214)의 제 2 영역(214b)을 노출시키며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(241, 246)이 형성되어 있으며, 상기 소스 전극(241)과 연결되며 상기 게이트 절연막(208) 위로 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역을 정의하며 데이터 배선(미도시)이 형성되어 있다. Next, source and drain
이때, 상기 기판(201) 상에 순차 적층된 게이트 전극(205)과 게이트 절연막(208)과 3중층 구조의 반도체층(232)과 소스 및 드레인 전극(241, 246)은 박막트랜지스터(Tr)를 이루게 된다.In this case, the
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 화소영역 이외의 구동회로가 형성되는 영역에 있어서도 전술한 적층구조를 갖는 박막트랜지스터(Tr)가 구동소자를 이루며 형성되어 있다.On the other hand, although not shown in the drawing, the thin film transistor Tr having the above-described stacked structure is formed in the region where the driving circuit other than the pixel region is formed to form the driving element.
다음, 상기 박막트랜지스터(Tr) 상부에는 보호층(250)이 형성되어 있으며, 화소영역 내에 형성되어 스위칭 소자로 동작하는 박막트랜지스터(Tr)에 대해서는 상기 보호층(250) 내에 드레인 콘택홀(253)이 구비됨으로써 상기 드레인 전극(246) 일부로 노출시키고 있으며, 각 화소영역에는 상기 드레인 콘택홀(253)을 통해 노출된 상기 드레인 전극(246)과 접촉하며 화소전극(260)이 형성되어 있다.Next, a
이러한 구조를 갖는 제 2 실시예에 따른 변형예로서, 다른 구성요소에 대해서는 전술한 제 2 실시예와 동일하고 상기 제 2 폴리실리콘 패턴이 생략되어 상기 서로 이격하는 불순물 폴리실리콘 패턴이 각각 소스 및 드레인 전극과 접촉하며 형성될 수도 있다. 이 경우 반도체층은 이중층 구조가 되는 바, 일반적인 비정질 실리콘층과 불순물 비정질 실리콘층을 반도체층으로 하는 액정표시장치용 어레이 기판과 구조적으로 유사하지만, 제 2 실시예의 변형예의 경우 상기 반도체층이 AMFC 공정에 의해 모두 폴리실리콘으로 결정화되었다는 것에 있어 차별점이 있다고 할 수 있다.As a modification according to the second embodiment having such a structure, other components are the same as the above-described second embodiment, and the second polysilicon pattern is omitted so that the impurity polysilicon patterns spaced from each other are respectively source and drain. It may be formed in contact with the electrode. In this case, since the semiconductor layer has a double layer structure, it is structurally similar to an array substrate for a liquid crystal display device having a general amorphous silicon layer and an impurity amorphous silicon layer as a semiconductor layer, but in the modification of the second embodiment, the semiconductor layer is an AMFC process. It can be said that there is a difference in that all of them are crystallized into polysilicon.
이후에는 전술한 구조를 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다. 이때 구동회로부에 있어서는 도면으로 나타내지 않았지만, 상기 화소영역내에 형성되는 박막트랜지스터와 동일한 적층 구조를 갖는 구동소자용 박막트랜지스터가 구성될 수 있다.Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention having the above-described structure will be described. In this case, although not shown in the drawing, the driving circuit unit may have a thin film transistor for a driving device having the same stacked structure as the thin film transistor formed in the pixel region.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 하나의 화소영역에 대한 제조 단계에 따른 공정 단면도이다. 7A to 7I are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of one pixel area of an array substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
우선, 도 7a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(201)을 700℃ 내지 750℃의 분위기에서 30분 내지 60분 동안 온도를 변화시키며 열처리한다. 이는 본 발명의 특징상 추후 AMFC 공정 진행시 고온에 의해 상기 기판(201)이 변형되는 것을 방지하기 위함이다. 물론 이러한 열처리 공정은 상기 AMFC 공정이 매우 짧은 시간동안 진행하는 바, 생략할 수도 있다.First, as shown in FIG. 7A, the transparent insulating
이후, 상기 열처리를 실시한 기판(201) 상에 비교적 녹는점이 높은 금속물질 예를들면 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo)을 스퍼터 장치를 이용하여 증착한 후, 이를 패터닝함으로써 게이트 전극(205)과 이와 연결되어 일방향으로 연장하는 게이트 배 선(미도시)을 형성한다.Subsequently, a metal material having a relatively high melting point, such as chromium (Cr) or molybdenum (Mo), is deposited on the
다음, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(205)이 형성된 기판(101)을 화학적 기상 증착(CVD :chemical vapor deposition) 장비의 챔버(290)로 이동 시킨 후, 증착하고자 하는 물질에 따라 다른 종류의 가스 분위기를 조성하고 예를들어 질화실리콘(SiNx)층을 형성하고자 할 경우 SiH4 / N2 의 혼합가스 또는 SiH4 / NH3 혼합가스 분위기를 조성하고, 산화실리콘(SiO2)층을 형성하고자 할 경우는 SiH4 / N2O 혼합가스 분위기를 조성한 후, 상기 챔버(290)내에서 플라즈마를 형성함으로써 상기 게이트 전극(205)이 형성된 기판(201)상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)의 게이트 절연막(208)을 전면에 형성한다.Next, as shown in FIG. 7B, after the
다음, 연속하여 동일 챔버(290)내에서 상기 게이트 절연막(208)을 형성한 혼합가스 분위기를 SiH4 / H2 의 혼합가스 분위기로 바꾼 후, 상기 챔버(290)내에 플라즈마를 형성함으로써 상기 게이트 절연막(208) 위로 1200Å 내지 2000Å 정도의 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)을 형성한다.Next, after changing the mixed gas atmosphere in which the
이후, 동일 챔버(290) 내에서 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)을 형성한 혼합가스 분위기를 SiH4 / PH3 / H2 의 혼합가스 분위로 바꾼 후, 플라즈마를 형성함으로써 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(212) 위로 불순물 비정질 실리콘층(223)을 300Å 내지 500Å 정도의 두께를 갖도록 형성하고, 연속하여 상기 챔버(290)내의 혼합가스 분위기를 SiH4 / H2 로 바꾼 후, 플라즈마를 형성함으로써 상기 불순물 비정질 실리콘층(223) 상에 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)을 300Å 내지 500Å 정도의 두께를 갖도록 형성한다. Thereafter, the mixed gas atmosphere in which the first pure
이때 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)은 생략할 수도 있다. 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)은 본 발명의 제 2 실시예의 제조 방법의 특성 상, 써멀 어닐링(thermal annealing) 공정을 진행한다. 이때 불순물을 포함하는 상기 불순물 비정질 실리콘(227)층 내의 상기 불순물이 그 하부에 위치한 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)(더욱 정확히는 AMFC 공정 이후가 되므로 제 1 폴리실리콘 패턴)으로 확산되며, 이러한 써멀 어닐닝(thermal annealing)에 의한 불순물의 확산에 의해 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)(제 1 폴리실리콘 패턴) 내에 채널이 형성될 부분으로의 영향을 최소화하기 위해 상기 불순물 비정질 실리콘층(223) 상부에 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)을 더욱 형성하여 상기 제 2 순수 비정질 실리콘 실리콘층(227)(추후 제 2 폴리실리콘 패턴)으로도 불순물이 확산되도록 함으로써 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)(추후 제 1 폴리실리콘 패턴)으로의 불순물의 확산을 최소화하기 위함인 것이다. 이 경우 상기 불순물의 확산에 의해 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)(추후 제 2 폴리실리콘 패턴)은 최종적으로 오믹콘택층을 형성하게 된다. 만약 이를 생략했을 경우, 상기 불순물 비정질 실리콘층(223)(추후 불순물 폴리실리콘 패턴)이 최종적으로 소스 및 드레인 전극과 접촉하며 오믹콘택층을 형성하게 된다.In this case, the second pure
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 있어서는 상기 제 1 순수 비정질 실리콘층(212)과 불순물 비정질 실리콘층(223)과 제 2 순수 비정질 실리콘층(227)은 진공 의 파괴없이 연속적으로 동일 챔버(290)내에서 증착됨으로써 제 1 실시예에서와 같은 대기중에의 노출을 수반하는 불연속적인 증착으로 인한 접합력 저하를 방지할 수 있는 것이다. 혼합가스 분위기를 제외하면 동일한 챔버(290)내에서 연속적으로 증착되므로 그 외의 환경(특히 증착 온도)은 동일 또는 유사하므로 박막트랜지스터 제조 시 온도 차이(화학기상증착만 진행한 경우 350℃ 내지 450℃이지만, 자기 결정화를 실시한 경우 700℃ 내지 750℃)에 따른 층간 스트레스 특성의 차이로 발생하는 접합력 저하로 인한 들뜸 현상을 방지할 수 있는 것이다. Meanwhile, in the second embodiment of the present invention, the first pure
다음, 도 7c에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 수순 비정질 실리콘층(도 7b의 227) 위로 포토레지스트를 도포하고 이를 회절노광 또는 하프톤 노광을 실시한 후 현상함으로써 상기 제 2 순수 비정질 실리콘층(도 7b의 227) 상에 반도체층이 형성되어야 할 영역 중 채널이 형성되는 영역을 제외한 부분에 대응하여 제 1 포토레지스트 패턴(281a)을 형성하고, 동시에 상기 채널이 형성되어야 할 영역에 대해서는 상기 제 1 포토레지스트 패턴(281a)보다 얇은 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 7C, the second pure amorphous silicon layer (FIG. 7A) is applied by applying a photoresist onto the second procedure amorphous silicon layer (227 of FIG. 7B) and performing development after diffraction exposure or halftone exposure. A
이후 상기 제 1, 2 포토레지스트 패턴(281a, 미도시) 외부로 노출된 제 2 순수 비정질 실리콘층(도 7b의 227)과, 그 하부의 불순물 및 제 1 순수 비정질 실리콘층(도 7b의 223, 212)을 제거함으로서 상기 반도체층이 형성되어야 할 영역에 동일한 형태를 갖는 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(213)과 불순물 비정질 실리콘 패턴(224)과 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴(228)을 형성한다.Thereafter, the second pure
이후 애싱(ashing)을 진행하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴(미도시)을 제거 함으로써 상기 채널이 형성될 영역에 대응하여 상기 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴(228)을 노출시킨다.Subsequently, ashing is performed to remove the second photoresist pattern (not shown), thereby exposing the second pure
다음, 도 7d에 도시한 바와 같이, 1차 드라이 에칭(dry etching)을 실시함으로써 상기 제 1 포토레지스트 패턴(281a) 외부로 노출된 상기 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴(도 7c의 228)과 그 하부의 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 7c의 224)을 제거함으로써 제 1 비정질 실리콘 패턴(213)을 노출시키며 서로 이격하는 형태의 제 2 순수 비정질 실리콘 패턴(229) 및 불순물 비정질 실리콘 패턴(225)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 7D, the second pure
이후, 소정 시간 더 상기 1차 드라이 에칭(dry etching)을 실시함으로써 상기 노출된 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(213)에 대해서도 100Å 정도의 두께(t2)를 제거한다. 이는 과도식각을 진행함으로써 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(213) 상에서 상기 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 7c의 224)을 완전히 제거시키기 위함이다. 정확히 상기 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 7c의 224)만을 제거하도록 상기 드라이 에칭(dray etching)을 진행하게 되면, 미소하지만 상기 채널이 형성되어야 할 영역에 대응하여 불순물 비정질 실리콘이 남아있게 되며, 추후 진행할 본 발명의 특징적인 어닐링 공정에 의해 상기 불순물 비정질 실리콘 내의 불순물(인(P)이 확산되어 반도체층이 스위칭 소자로서의 동작이 원활하게 작동되지 않는 수 있는 바 이런 문제를 원천적으로 방지하기 위함이다. Subsequently, by performing the first dry etching for a predetermined time, the thickness t2 of about 100 μs is also removed with respect to the exposed first pure
따라서, 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(2113)은 제 1 두께(t1)를 갖는 제 1 영역(213a)과, 상기 제 1 두께(t1)보다 100Å정도의 두께(t2)가 얇아진 제 4 두께(t4)를 갖는 제 2 영역(213b)으로 나뉘게 된다.Accordingly, the first pure amorphous silicon pattern 2113 may include a
다음, 도 7e에 도시한 바와같이, 애싱(ashing) 또는 스트립(strip)을 진행하여 상기 서로 이격하는 제 2 순순 비정질 실리콘 패턴(229) 상에 남아있는 제 1 포토레지스트 패턴(도 7d의 281a)을 완전히 제거한다. Next, as shown in FIG. 7E, the first photoresist pattern (281a in FIG. 7D) remaining on the second pure
이후, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 7d의 281a)이 제거된 기판(201)을 상기 기판(201)에 대해 특정 온도 범위에서 수직한 방향으로 교류 자기장을 인가할 수 있는 자기 결정화 챔버(293) 내부로 이동시킨 후, 상기 자기 결정화 공정 챔버(293)내의 스테이지(미도시) 상에 위치시킨다.Thereafter, the
이후 상기 자기 결정화 공정 챔버(293) 내 분위기를 700℃ 내지 750℃가 되도록 가온시킨 뒤, 이러한 가온된 분위기에서 상기 기판(201)에 대해 수직한 교류 자기장(AMF)을 1초 내지 60초 동안 인가한다. Thereafter, the atmosphere in the self-
이때, 도시한 바와 같이 상기 기판(201) 상하에 위치한 교류 자기장 발생장치(295)가 직선 왕복 운동을 하도록 하는 방식으로 상기 기판(201)의 표면이 교류 자기장에 노출되도록 하는 것이 바람직하다. 즉 마치 스캔을 하는 형태로 상기 교류 자기장 발생장치(295)가 상기 기판(201)의 상하에서 동시에 움직이도록 하며 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(도 7d의 213)과 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 7d의 225)과, 제 2 수순 비정질 실리콘 패턴(도 7d의 229)이 교류 자기장(AMF)에 노출되도록 한다. 이러한 AMFC 공정을 진행하게 되면 상기 제 1 순수 비정질 실리콘 패턴(도 7d의 213)과 불순물 비정질 실리콘 패턴(도 7d의 225)과, 제 2 수순 비정질 실리콘패턴(도 7d의 229)이 각각 제 1 폴리실리콘 패턴(214), 불순물 폴리실 리콘 패턴(226) 및 제 2 폴리실리콘 패턴(230)으로 변하게 된다. At this time, it is preferable to expose the surface of the
이때, 상기 AMFC 공정은 고온의 분위기에서 진행되는 바, 상기 불순물 폴리실리콘 패턴(225) 내의 불순물(통상적으로 5족 원소인 인(P))이 그 상하에 위치한 제 1, 2 폴리실리콘 패턴(214, 230) 내부로 미소하지만 확산됨으로써 상기 제 1, 2 폴리실리콘 패턴(214, 230)은 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(214) 내의 채널이 형성될 제 2 영역(214b)을 제외하고는 실질적으로는 불순물의 제 1, 2 폴리실리콘 패턴(214, 230)이 되게 된다. 하지만 상기 AMFC 공정을 비교적 짧은 시간동안 진행할 경우 불순물의 확산이 발생하지 않을 수도 있는 바, 이 단계에서의 상기 반도체층(232) 내에서의 패턴 명칭은 제 1, 2 폴리실리콘 패턴(214, 230)이라 칭한다.At this time, the AMFC process is performed in a high temperature atmosphere, and the first and
다음, 도 7f에 도시한 바와같이, AMFC 공정을 진행한 기판(201)의 상기 반도체층(232) 위로 금속물질을 증착하여 금속층(미도시)을 형성하고, 연속하여 상기 금속층 위로 포토레지스트를 도포하고 이를 노광, 현상함으로써 소스 및 드레인 전극을 형성해야 할 부분에 대응하여 제 3 포토레지스트 패턴(282)을 형성한다. 이때, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(282)은 상기 서로 이격하는 제 2 순수 폴리 실리콘 패턴(230)(또는 불순물 폴리실리콘 패턴(226)) 사이의 이격영역에 대해서는 제거되도록 형성한다.Next, as shown in FIG. 7F, a metal material is deposited on the
다음, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(282) 외부로 노출된 금속층(미도시)을 식각하여 제거함으로써 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)(또는 불순물 폴리실리콘 패턴(226))의 이격영역을 제외한 상기 반도체층(232)을 완전히 덮으며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(241, 246)을 형성하고, 동시에 상기 게이트 절연막(208) 상에는 상기 소스 전극(241)과 연결되며 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선(미도시)을 형성한다.Next, the metal layer (not shown) exposed to the outside of the
이후, 2차 드라이 에칭(dry etching)을 실시함으로써 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246) 사이로 노출된 제 1 폴리실리콘 패턴의 제 2 영역(214b)에 대해 식각을 실시한다. 이때, 상기 드라이 에칭에 의해 식각되어 제거되는 두께(t4)는 100Å 내지 300Å인 것이 바람직하다. Thereafter, the second dry etching is performed to etch the
이 경우, 도 7d에 도시한 공정 단계에서 그 표면으로부터 100Å정도의 두께(t2)가 이미 제거되어 제 4 두께(t4)를 갖는 상태에서 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246) 형성 후, 2 차 드라이 에칭(dry etching)에 의해 100Å 내지 300Å의 두께(t3)만큼이 더욱 식각되어 상기 1, 2 차 드라이 에칭에 의해 전체적으로는 200Å 내지 400Å정도의 두께(t6)만큼이 제거됨으로써 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246) 외부로 노출된 제 2 영역(214b)의 두께인 제 5 두께(t5)는 최초 제 1 두께(t1) 즉, 1200Å 내지 2000Å에서 200Å 내지 400Å만큼이 줄어든 800Å 내지 1800Å이 되게 된다. In this case, after forming the source and drain
이 경우, 상기 제 1 폴리실리콘 패턴(214)의 제 1 영역(241a) 및 제 2 영역(214b) 각각의 최종 두께(t1, t5)는 실험적으로 이러한 구조를 갖는 박막트랜지스터(Tr)가 이동도 및 트랜스퍼 커브 특성이 가장 우수한 상태를 나타내었을 때의 두께(t1, t5)가 되는 바, 이러한 제 1 폴리실리콘 패턴의 두께(t1, t5) 역시 본 발명의 제 2 실시예에 있어서는 중요한 포인트가 된다.In this case, the final thicknesses t1 and t5 of each of the first region 241a and the
다음, 도 7g에 도시한 바와 같이, 제 1 두께(t1)의 제 1 영역(214a) 및 제 5 두께(t5)의 제 2 영역(214b)을 갖는 제 1 폴리실리콘 패턴(214)이 형성된 기판(201) 상에 남아있는 제 3 포토레지스트 패턴(도 7f의 282)을 애싱(ashing) 또는 스트립(strip)을 진행하여 제거한다.Next, as shown in FIG. 7G, the substrate on which the
이후, 상기 제 3 포토레지스트 패턴(도 7f의 282)이 제거된 기판(201)을 플라즈마 발생장치(297) 예를들면 화학기상 증착장치의 챔버로 이동시킨 후, 플라즈마에 300초 내지 600초 정도 노출시키는 수소화 공정을 진행시킨다. 이는 각 폴리실리콘 패턴(214, 226, 230) 간의 계면에서의 계면 특성을 향상시키기 위함이다. Subsequently, the
도 7h에 도시한 바와 같이, 상기 소수화 처리된 기판(201) 상의 상기 소스 및 드레인 전극(141, 146) 위로 무기절연물질 예를들면 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 증착함으로써 전면에 보호층(250)을 형성한다.As shown in FIG. 7H, an entire surface is deposited by depositing an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO 2 ) on the source and drain
이후 상기 보호층(250)이 형성된 기판(201)을 300℃ 내지 500℃의 온도로 가온이 가능한 챔버를 갖는 열처리 장비(299) 예를 들면 경화로로 이동시킨 후, 380℃ 내지 420℃의 분위기에서 1시간 내지 3시간 써멀 어닐닝(thermal annealing)을 실시한다.Then, the
이러한 써멀 어닐링(thermal annealing)을 실시하는 이유는, 1, 2차 드라이 에칭(dry etching) 등에 의해 그 표면에서 손상된 실리콘 내부 상태를 치유하여 보다 안정적인 상태를 만들며, 상기 폴리실리콘 패턴(214, 226, 230)간 및 제 1 폴리실리콘 패턴(214)과 게이트 절연막(208)간의 계면의 접합성을 더욱 좋게 함으로써 계면 특성을 향상시켜 트랜스퍼 커브 특성을 향상시키기 위함이다. The reason for performing such thermal annealing is to heal a silicon internal state damaged on the surface by primary and secondary dry etching, to make a more stable state, and to make the
더욱이, 상기 써멀 어닐링(thermal annealing)은 본 발명의 제 2 실시예의 경우 특히 불순물 폴리실리콘 패턴(226) 상부에 제 2 폴리실리콘 패턴(230)을 갖는 구조의 경우, 불순물 폴리실리콘 패턴(226)내의 불순물을 통상적으로 수직한 방향으로 확산시킴으로써 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246)과 접촉하는 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)이 오믹콘택을 이루도록 하기 위함이다. Further, the thermal annealing may be performed in the
변형예로서 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)이 형성되지 않는 경우, 상기 써멀 어닐링(thermal annealing)은 선택적으로 진행 또는 생략할 수도 있으나, 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)을 형성할 경우, 상기 써멀 어닐링(thermal annealing)을 진행하는 것이 상기 소스 및 드레인 전극(241, 246)과 접촉하는 상기 제 2 폴리실리콘 패턴(230)이 오믹 콘택을 이루는데 도움이 된다.As a modification, when the
다음, 도 7i에 도시한 바와 같이, 상기 써멀 어닐링(thermal annealing)을 실시한 기판(201) 상의 보호층(250)을 패터닝함으로써 상기 화소영역 내에 형성된 드레인 전극(246)을 노출시키는 드레인 콘택홀(253)을 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 7I, the
이 경우, 구동회로가 형성되는 영역에 형성된 구동소자용 박막트랜지스터에 있어서는 상기 드레인 콘택홀을 형성하지 않는다.In this case, the drain contact hole is not formed in the thin film transistor for the driving element formed in the region where the driving circuit is formed.
이후, 상기 드레인 콘택홀(253)이 형성된 보호층(250) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 증착하고 이를 패터닝함으로써 상기 드레인 콘택홀(253)을 통해 상기 드레인 전극(246)과 접촉하는 화소전극(260)을 형성함으로써 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판(201)을 완성할 수 있다.Thereafter, a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned on the
본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판은 순수 비정질 실리콘층을 AMFC 처리를 함으로써 이동도 특성을 수십 내지 수백배 향상시키는 효과가 있다.The array substrate for a liquid crystal display device according to the present invention has an effect of improving the mobility characteristics by several tens to several hundred times by AMFC treatment of a pure amorphous silicon layer.
따라서, 이러한 AMFC 처리된 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 스위칭 소자 뿐 아니라 구동소자로 활용할 수 있는 바, 외부 구동회로를 따로 구비하지 않아도 되므로 비용을 저감시키는 효과가 있으며, 동시에 구동소자의 집적도를 높일 수 있음으로서 제품을 컴팩트화 할 수 있는 장점을 갖는다. Therefore, the thin film transistor having the AMFC-treated semiconductor layer can be used as a driving device as well as a switching device. Since the external driving circuit is not provided separately, the cost can be reduced and the integration of the driving device can be increased. As a result, the product can be made compact.
또한 종래의 폴리실리콘을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법에 있어서는 도핑 등을 실시함으로써 통상적으로 7-9마스크 공정을 진행하여 제품을 완성하고 있으나 전술한 바와같이 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 경우, 폴리실리콘을 반도체층으로 하면서 도핑등의 공정을 별도로 필요로 하지 않으며 이로인해 5 마스크 공정에 의해 제품을 완성할 수 있는 바 공정 단축화를 통해 생산성을 향상시키는 효과가 있다. In addition, in the conventional method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using polysilicon, a 7-9 mask process is typically performed by doping or the like, but the product is completed as described above. In the case of an array substrate, polysilicon is used as a semiconductor layer and does not require a separate process such as doping, and thus the product can be completed by a 5 mask process, thereby reducing productivity.
또한, 반도체층을 모두 하나의 챔버 내에서 혼합가스 분위기를 바꾸어가며 형성하는 바, 각 계면간의 불연속 증착된 부분이 없으며, 써멀 어닐링을 실시함으로써 상기 반도체층 내의 각 계면간 접합력을 더욱 상승시킴으로써 계면 특성 및 트랜스퍼 커브 특성이 향상된 폴리실리콘의 액정표시장치용 어레이 기판을 제공하는 효과가 있다. In addition, since the semiconductor layers are all formed in one chamber while changing the mixed gas atmosphere, there are no discrete deposits between the interfaces, and thermal annealing further increases the interfacial properties in each of the semiconductor layers. And an array substrate for a liquid crystal display device of polysilicon having improved transfer curve characteristics.
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KR1020060125571A KR20080053698A (en) | 2006-12-11 | 2006-12-11 | Array substrate for liquid crystal display device and method of fabricating the same |
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