KR20080062317A - 반사형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법 - Google Patents

반사형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20080062317A
KR20080062317A KR1020060137943A KR20060137943A KR20080062317A KR 20080062317 A KR20080062317 A KR 20080062317A KR 1020060137943 A KR1020060137943 A KR 1020060137943A KR 20060137943 A KR20060137943 A KR 20060137943A KR 20080062317 A KR20080062317 A KR 20080062317A
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판을 3 마스크 공정으로 제작하는 것을 통해 제조원가를 절감하는 것에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 상에 게이트 전극 및 배선과, 게이트 패드를 형성하는 제 1 마스크 공정 단계와;
상기 게이트 전극 및 배선과 게이트 패드가 형성된 기판 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상부에 상기 게이트 패드의 일부를 노출하는 게이트 콘택홀을 형성한 후, 아일랜드 형상의 액티브층및 오믹 콘택층을 적층 형성하는 제 2 마스크 공정 단계와;
상기 게이트 콘택홀과, 액티브 및 오믹 콘택층이 형성된 기판 상부에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층을 차례로 증착한 후, 이를 패턴하여 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극과, 일 끝단에 데이터 패드를 갖는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 동일 패턴으로 화소 영역에 반사 전극을 형성하는 제 3 마스크 공정 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극을 이격한 사이로 노출된 오믹 콘택층을 제거한 후, 그 하부의 액티브층의 일부를 제거하여 백 채널을 형성하는 단계와, 상기 백 채널에 대응하는 부분에 채널부 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 액정표시장치용 어레이 기판 및 그 제조방법{An array substrate of Reflective Liquid Crystal Display Device and the method for fabricating thereof}
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도.
도 2a 내지 도 2f와, 도 3a 내지 도 3f와, 도 4a 내지 도 4f는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ선을 따라 각각 절단하여 공정 순서에 따라 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도.
도 6a 내지 도 6j와, 도 7a 내지 도 7j와, 도 8a 내지 도 8j는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ, Ⅶ-Ⅶ, Ⅷ-Ⅷ선을 따라 각각 절단하여 공정 순서에 따라 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 기판 120 : 게이트 배선
125 : 게이트 전극 132 : 소스 전극
134 : 드레인 전극 140 : 액티브층
141 : 오믹 콘택층 165 : 게이트 절연막
170 : 반사 전극 184 : 채널부 산화막
Cst : 스토리지 커패시터 P : 화소 영역
T : 박막트랜지스터
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 3 마스크 공정으로 반사형 액정표시장치용 어레이 기판을 제작하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판형 표시장치의 하나인 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 시인성이 우수하고 평균소비전력도 같은 화면크기의 음극선관에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 플라즈마 표시장치나 전계방출 표시장치와 함께 최근에 휴대폰이나 컴퓨터의 모니터, 텔레비전의 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
이러한 액정표시장치의 구동원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 상기 액정은 구조가 가늘고 길기 때문에 분자의 배열에 방향성을 지니고 있으며, 인위적으로 액정에 전기장을 인가하여 분자배열의 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 상기 액정의 분자배열 방향을 임의로 조절하면, 액정의 분자배열이 변하게 되고, 광학적 이방성에 의해 상기 액정의 분자배열 방향으로 빛이 굴절하여 화상정보를 표현할 수 있다.
그러나, 일반적으로 사용되는 액정표시장치에서는 액정패널의 하부에 위치하는 백라이트라는 광원으로부터 방출되는 빛에 의해 영상을 표현하게 되는데, 실제로 액정패널을 투과하여 나오는 빛의 양은 백라이트에서 생성된 광의 약 7% 정도에 불과하므로 빛의 손실이 심하며, 그 결과 백라이트에 의한 전력 소모가 크다는 문제점이 있었다.
최근에는 이러한 전력 소모의 문제점을 해결하기 위해 백라이트를 사용하지 않는 반사형 액정표시장치가 활발하게 연구되고 있다. 이러한 반사형 액정표시장치는 자연광을 이용하므로 백라이트에서 소모되는 전력량을 대폭 감소시킬 수 있기 때문에 장기간 휴대 상태로 사용하는 것이 가능한 장점이 있다.
상기 반사형 액정표시장치는 기존의 투과형 액정표시장치와는 달리 화소 영역에 반사특성이 있는 불투명한 물질을 사용함으로써, 외부광을 반사시켜 화면을 구현하는 구조로 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 반사형 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 1은 종래의 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(10) 상부 일 끝단에 게이트 패드(45)를 갖는 게이트 배선(20)과, 상기 게이트 배선(20)에서 연장된 게이트 전극(25)이 제 1 방향으로 구성된다.
상기 게이트 배선(20)과 수직하게 교차하며, 일 끝단에 데이터 패드(55)를 갖는 데이터 배선(30)과, 상기 데이터 배선(30)에서 연장된 소스 전극(32)과, 이와는 이격된 드레인 전극(34)이 제 2 방향으로 구성된다.
이때, 상기 게이트 패드(45)는 게이트 콘택홀(CH2)을 통해 게이트 패드 전극(46)과, 상기 데이터 패드(55)는 데이터 콘택홀(CH3)을 통해 데이터 패드 전극(56)과 각각 접촉된다.
여기서, 상기 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)이 교차하여 정의하는 영역을 화소 영역(P)이라 한다.
그리고, 상기 게이트 배선(20)과 데이터 배선(30)이 교차하는 부분에 박막트랜지스터(T)가 구성된다. 이때, 상기 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(25)과 소스 및 드레인 전극(32, 34)과, 상기 게이트 전극(25)과 소스 및 드레인 전극(32, 34) 사이에 개재된 액티브층(40) 및 오믹 콘택층(미도시)을 포함하여 구성된다.
상기 액티브층(40)은 순수 비정질 실리콘으로 이루어지고, 오믹 콘택층은 불순물 비정질 실리콘으로 구성된다. 이때, 상기 소스 및 드레인 전극(32, 34)을 이격한 사이로 드러난 오믹 콘택층(미도시)을 제거하여 액티브층(40)이 노출되도록 한다.
그리고, 상기 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)을 통해, 이와 접촉되는 반사 전극(70)이 화소 영역(P)에 구성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 종래의 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 대해 설명한다.
도 2a 내지 도 2f와, 도 3a 내지 도 3f와, 도 4a 내지 도 4f는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ, Ⅲ-Ⅲ, Ⅳ-Ⅳ선을 따라 각각 절단하여 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 도 4a는 제 1 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(10) 상에 스위칭 영역(S), 게이트 영역(G), 데이터 영역(D) 및 화소 영역(P)을 정의하는 단계를 진행한다. 다음으로, 상기 다수의 영역(S, G, D, P)이 정의된 기판(10) 상에 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 제 1 마스크 공정으로 패턴하여, 상기 게이트 영역(G)에 대응하여 게이트 배선(도 1의 20)과, 상기 게이트 배선의 일 끝단에 위치하는 게이트 패드(45)와, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극(25)이 형성된다.
이어, 상기 게이트 배선(도 1의 20)과 게이트 전극(25) 등이 형성된 기판(10) 상부 전면에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연물질 그룹 중에서 선택된 하나로 게이트 절연막(65)이 형성된다.
도 2b 내지 도 4b는 제 2 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(65)이 형성된 기판(10) 상부에 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘을 연속하여 증착하고 이를 제 2 마스크 공정으로 패턴하게 되면, 아일랜드 형상의 액티브층(40)과 오믹 콘택층(41)이 적층 형성된다.
이때, 상기 액티브 및 오믹 콘택층(40, 41)은 게이트 전극(25)의 일부와 중 첩하여 형성된다.
도 2c 내지 도 4c는 제 3 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 액티브 및 오믹 콘택층(40, 41)이 형성된 기판(10) 상에 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo) 및 크롬(Cr)과 같은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상을 증착하고 이를 제 3 마스크 공정으로 패턴하게 되면, 상기 데이터 영역(D)에 대응하여 데이터 배선(도 1의 30)과, 상기 데이터 배선의 일 끝단에 위치하는 데이터 패드(55)와, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극(32)및, 이와는 이격된 드레인 전극(34)이 형성된다.
다음으로, 상기 소스 및 드레인 전극(32, 34)의 이격된 사이로 드러난 오믹 콘택층(41)을 제거하여 액티브층(40)이 노출되도록 한다.
도 2d 내지 도 4d는 제 4 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(32, 34) 등이 형성된 기판(10) 상부 전면에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연물질 그룹 중에서 선택된 하나 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene:BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 보호막(75)을 형성한다.
다음으로, 상기 드레인 전극(34), 게이트 패드(45)및 데이터 패드(55) 각각의 일부에 대응되는 보호막(75)을 제 4 마스크 공정으로 패턴하게 되면, 드레인 전극(34)의 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(CH1)과, 게이트 패드(45)의 일부를 노출 하는 게이트 콘택홀(CH2)과, 데이터 패드(55)의 일부를 노출하는 데이터 콘택홀(CH3)이 각각 형성된다.
도 2e 내지 도 4e는 제 5 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀(CH1), 게이트 콘택홀(CH2)과 데이터 콘택홀(CH3)이 형성된 보호막(75) 상부에 반사율이 뛰어난 불투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 제 5 마스크 공정으로 패턴하게 되면, 상기 화소 영역(P)에 드레인 전극(34)과 접촉되는 반사 전극(70)이 형성된다.
도 2f 내지 도 4f는 제 6 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 상기 게이트 콘택홀(CH2)과 데이터 콘택홀(CH3)이 형성된 기판(10) 상부에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 이를 제 6 마스크 공정으로 패턴하게 되면, 상기 게이트 패드(45)와 접촉되는 게이트 패드 전극(46)과, 상기 데이터 패드(55)와 접촉되는 데이터 패드 전극(56)이 각각 구성된다.
이상으로, 전술한 공정을 통해 종래의 반사형 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.
그러나, 종래의 6 마스크 공정은 마스크 수의 증가를 가져왔으며, 상기 마스크 수의 증가는 장비 초기 투자비와 제조원가를 상승시키는 문제를 야기한다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 보호막을 형성하는 단계를 생략하고, 3 마스크 공정으로 반사형 액정표시장치용 어레이 기판을 제작하는 것을 통해 제조 비용을 절감하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판은 기판과, 상기 기판 상에 일 끝단에 게이트 패드를 갖는 게이트 배선및, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과, 상기 게이트 배선과 수직하게 교차하고, 일 끝단에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 데이터 패드를 갖는 데이터 배선및 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소스 및 드레인 전극과 동일 패턴으로 화소 영역에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 반사전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 반사 전극은 데이터 배선과 동일층 동일 물질로 구성되고, 상기 불투명한 도전성 금속층은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상으로 구성된다. 그리고, 상기 투명한 도전성 금속층은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)중 선택된 어느 하나로 구성된다.
상기 반사 전극은 전단의 게이트 배선과 그 일부를 중첩되게 구성하여, 상기 전단의 게이트 배선을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 상기 반사 전극의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)가 구성된다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법은 기판을 준비하는 단계와, 상기 기판 상에 게이트 전극 및 배선과, 게이트 패드를 형성하는 제 1 마스크 공정 단계와;
상기 게이트 전극 및 배선과 게이트 패드가 형성된 기판 상부에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상부에 상기 게이트 패드의 일부를 노출하는 게이트 콘택홀을 형성한 후, 아일랜드 형상의 액티브층및 오믹 콘택층을 적층 형성하는 제 2 마스크 공정 단계와;
상기 게이트 콘택홀과, 액티브 및 오믹 콘택층이 형성된 기판 상부에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층을 차례로 형성한 후, 이를 패턴하여 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극과, 일 끝단에 데이터 패드를 갖는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 동일 패턴으로 화소 영역에 반사 전극을 형성하는 제 3 마스크 공정 단계와;
상기 소스 및 드레인 전극을 이격한 사이로 노출된 오믹 콘택층을 제거한 후, 그 하부의 액티브층의 일부를 제거하여 백 채널을 형성하는 단계와, 상기 백 채널에 대응하는 부분에 채널부 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 채널부 산화막은 건식 식각 장비에서 O2 분위기로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 불투명한 도전성 금속은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상으로 형성된다. 또한, 상기 투명한 도전성 금속은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 선택된 하나로 형성된다.
여기서, 상기 제 2 마스크 공정 단계는 상기 순수 및 불순물 비정질 실리콘층이 적층 형성된 기판 상에 포토 레지스트층을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트층과 이격된 상부에서 액티브 및 오믹 콘택층이 형성될 부분에 차단부를 위치하고, 상기 게이트 패드가 형성될 영역에 투과부를 위치하며, 이를 제외한 영역에는 반투과부로 구성된 마스크를 정렬하는 단계와;
상기 마스크와 이격된 상부에서 노광 및 현상 공정을 진행하는 단계를 통해, 상기 투과부에 대응하는 포토레지스트층이 모두 제거되고, 상기 반투과부에 대응하는 포토레지스트층은 높이가 낮아진 상태가 되며, 상기 차단부에 대응하는 포토레지스트층은 그대로 존재하는 단계와, 상기 남겨진 감광층을 마스크로 하여, 노출된 불순물 비정질 실리콘층, 순수 비정질 실리콘층과 게이트 절연막을 차례로 식각하여 상기 게이트 패드의 일부를 노출하는 단계와;
상기 남겨진 감광층을 애슁하는 단계를 통해, 상기 반투과부에 대응하는 포토레지스트층이 모두 제거되고, 상기 차단부에 대응하는 포토레지스트층은 높이가 낮아진 상태가 되는 단계와, 상기 남겨진 포토레지트층을 마스크로 하여, 상기 노출된 불순물 비정질 실리콘층과 순수 비정질 실리콘층을 차례로 식각하여 이를 모두 제거하는 단계와, 상기 남겨진 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 단위 화소를 나타낸 평면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(100) 상부 일 끝단에 게이트 패드(145)를 갖는 게이트 배선(120)과, 상기 게이트 배선(120)에서 연장된 게이트 전극(125)을 제 1 방향에 구성한다.
상기 게이트 배선(120)과 수직하게 교차하는 제 2 방향으로, 일 끝단에 데이터 패드(155)를 갖는 데이터 배선(130)과, 상기 데이터 배선(130)에서 연장된 소스 전극(132)과, 이와는 이격된 드레인 전극(134)을 구성한다.
이때, 상기 게이트 패드(145)는 게이트 콘택홀(CH4)을 통해 게이트 패드 전극(146)과 접촉되고, 상기 데이터 패드(155)는 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 동일 패턴으로 적층되어 있어, 기존의 데이터 패드와 데이터 패드 전극의 역할을 겸하게 된다.
그리고, 상기 데이터 배선(130)과 동일층 동일 물질로 화소 영역(P)에 반사 전극(170)을 구성한다. 여기서, 상기 반사 전극(170)은 전단의 게이트 배선(120)과 그 일부가 중첩되게 구성하여, 이 게이트 배선(120)과 그 사이에 개재된 유전체층(미도시)을 포함하여 스토리지 커패시터(Cst)를 구성한다.
상기 데이터 배선(130)과 반사 전극(170)은 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 형태이다.
상기 게이트 배선(120)과 데이터 배선(130)이 교차하는 부분에는 박막트랜지스터(T)가 구성된다. 이러한 박막트랜지스터(T)는 게이트 전극(125)과 소스 및 드레인 전극(132, 134)과, 그 사이에 개재된 액티브층(140) 및 오믹 콘택층(미도시)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(132, 134)의 이격된 사이로 노출된 오믹 콘택층을 제거하여 액티브층(140)이 노출되도록 한다.
전술한 구성에서 특징적인 것은 데이터 배선과 반사 전극을 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 형태로 구성하는 것을 통해, 3 마스크 공정으로 어레이 기판을 제작할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 대해 설명한다.
도 6a 내지 도 6j와, 도 7a 내지 도 7j와, 도 8a 내지 도 8j는 도 5의 Ⅵ-Ⅵ, Ⅶ-Ⅶ, Ⅷ-Ⅷ선을 따라 각각 절단하여 공정 순서에 따라 나타낸 단면도이다.
도 6a 내지 도 8a는 제 1 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같이, 기판(100) 상에 스위칭 영역(S), 게이트 영역(G), 데이터 영역(D), 스토리지 영역(C) 및 화소 영역(P)을 정의하는 단계를 진행한다. 그리고, 상기 다수의 영역(S, G, D, C, P)이 정의된 기판(100) 상부에 불투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상을 증착하고 이를 제 1 마스크(미도시) 공정으로 패턴하여, 상기 게이트 영역(G)에 대응하여 게이트 배선(120)과, 상기 게이트 배선(120)의 일 끝단에 위치하는 게이트 패드(145)와, 상기 게이트 배선(120)에서 연장된 게이트 전극(125)을 형성한다.
다음으로, 상기 게이트 배선(120), 게이트 전극(125)과 게이트 패드(145)가 형성된 기판(100) 상부 전면에 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등과 같은 무기 절연물질 그룹 중에서 선택된 하나로 게이트 절연막(165)을 형성한다.
도 6b 내지 도 6f와, 도 7b 내지 도 7f와, 도 8b 내지 도 8f는 제 2 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 6b 내지 도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(165)이 형성된 기판(100) 상부에 순수 비정질 실리콘층(140a)과 불순물 비정질 실리콘층(141a)을 적층 형성한다.
다음으로, 상기 순수 및 불순물 비정질 실리콘층(140a, 141a)이 형성된 기판(100) 상부 전면에 포토레지스트(photo resist)를 도포하여 포토레지스트층(180)을 형성하고, 이와는 이격된 상부로 하프톤 마스크(190)를 정렬하는 단계를 진행한다.
일예로, 상기 마스크(190)는 투과부(AA), 반투과부(BA) 및 차단부(CA)로 구성된 마스크로 빛이 조사되지 않는 부분이 패턴으로 형성되는 포지티브 타입(positive type)의 포토레지스트를 이용한다.
도 6c 내지 도 8c에 도시한 바와 같이, 전술한 마스크(190) 상부에서 노광 및 현상하는 단계를 진행한다.
전술한 공정을 진행하면, 상기 차단부(CA)에 대응하는 포토레지스트층(180)은 그대로 존재하고, 반투과부(BA)에 대응하는 포토레지스트층(180)은 높이가 낮아 진 상태가 되며, 투과부(AA)에 대응하는 포토레지스트층(180)은 완전히 제거된다.
도 6d 내지 도 8d에 도시한 바와 같이, 남겨진 포토레지스트층(180)을 마스크로 하여, 상기 투과부(AA)에 대응하여 노출된 불순물 비정질 실리콘층(141a), 순수 비정질 실리콘층(140a)및 게이트 절연막(165)을 차례로 식각하여 이를 제거하는 단계를 진행한다. 이때, 상기 식각 단계에서는 건식식각(dry etching) 방식으로 진행된다.
전술한 공정을 통해, 상기 게이트 영역(G)에 게이트 패드(145)의 일부를 노출하는 게이트 콘택홀(CH4)이 형성된다.
도 6e 내지 도 8e에 도시한 바와 같이, 남겨진 포토 레지스트층(180)을 애슁하는 단계를 진행하면, 차단부(CA)에 대응하는 포토레지스트층(180)은 높이가 낮아진 상태가 되고, 이를 제외한 반투과부(BA)에 대응하는 포토레지스트층(180)은 모두 제거되어 불순물 비정질 실리콘층(141a)이 노출된다.
도 6f 내지 도 8f에 도시한 바와 같이, 상기 노출된 불순물 비정질 실리콘층(141a)과 그 하부의 순수 비정질 실리콘층(140a)을 차례로 건식식각을 통해 제거하는 단계를 진행하여, 상기 불순물 비정질 실리콘층(141a)과 순수 비정질 실리콘층(140a)을 모두 제거한다.
그리고 나서, 상기 차단부(CA)에 대응하여 높이가 낮아진 포토레지스트층(180)을 스트립 공정을 통해 제거하는 단계를 진행한다.
도 6g 내지 도 6j와, 도 7g 내지 도 7j와, 도 8g 내지 도 8j는 제 3 마스크 공정 단계를 나타낸 단면도이다.
도 6g 내지 도 8g에 도시한 바와 같이, 전술한 스트립 공정을 통해, 상기 스위칭 영역(S)에 아일랜드 형상의 액티브층(140)과 오믹 콘택층(141)이 적층 형성된다.
다음으로, 상기 액티브 및 오믹 콘택층(140, 141)이 형성된 기판(100) 상부에 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr)과 같은 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상을 증착하고, 이 상부에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명한 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나를 연속 증착하여, 불투명한 도전성 금속층(195)과 투명한 도전성 금속층(197)을 적층 형성한다.
이어, 도 6h 내지 도 8h에 도시한 바와 같이, 상기 불투명한 도전성 금속층(195)과 투명한 도전성 금속층(197)을 제 3 마스크(미도시) 공정으로 패턴하여, 상기 게이트 배선(120)과 수직하게 교차하는 제 2 방향으로, 일 끝단에 데이터 패드(155)를 갖는 데이터 배선(도 5의 130)을 데이터 영역(D)에 형성한다.
이때, 상기 게이트 패드(145)와 게이트 콘택홀(CH4)을 통해 접촉되는 게이트 패드 전극(146)을 형성한다. 그리고, 상기 데이터 패드(155)는 불투명한 도전성 금속과 투명한 도전성 금속이 적층 형성되기 때문에, 기존의 데이터 패드와 데이터 패드 전극을 겸하게 된다.
이와 동시에, 상기 데이터 배선(도 5의 130)에서 연장된 소스 전극(132)과, 이와는 이격된 드레인 전극(134)을 형성하고, 상기 드레인 전극(134)과 동일 패턴으로 연장된 반사 전극(170)을 화소 영역(P)에 형성한다. 이때, 상기 반사 전 극(170)은 전단의 게이트 배선(120)과 중첩하여 구성한다.
따라서, 상기 게이트 배선(120)을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 반사 전극(170)의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)를 구성한다.
이때, 상기 데이터 배선(도 5의 130)과 반사 전극(170)은 불투명한 도전성 금속과 투명한 도전성 금속이 적층된 형태이다.
도 6i 내지 도 8i에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(132, 134)을 이격한 사이로 노출된 오믹 콘택층(141)과, 그 하부의 액티브층(140)의 일부를 건식식각(dry etching)을 통해 제거하는 단계를 진행한다.
그러면, 상기 소스 및 드레인 전극(132, 134)의 이격된 사이로 노출된 오믹 콘택층(141)이 제거되고, 그 하부의 액티브층(140)의 일부가 노출되는 백 채널(back channel: ch)이 형성된다.
이러한 백 채널(ch)은 캐리어의 이동도(mobility of carrier)를 향상하기 위한 목적으로 형성한다.
도 6j 내지 도 8j에 도시한 바와 같이, 상기 백 채널(ch)에 대응하는 부분을 건식 장비내에서 O2 분위기로 채널부 산화막(184)을 형성한다. 이러한 채널부 산화막(184)은 이물질에 의한 오염을 사전에 차단하는 역할을 한다.
또한, 전술한 구성을 통해 보호막을 형성하는 단계를 생략할 수 있다.
이상으로 전술한 공정을 통해 반사형 액정표시장치용 어레이 기판을 제작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판은 3 마스크 공정으로 제작하는 것이 가능하고, 보호막을 형성하는 공정을 생략할 수 있다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시장치용 어레이 기판은 3 마스크 공정을 통해 제작할 수 있으며, 이에 따른 보호막을 형성하는 단계를 생략할 수 있어 생산 비용을 절감하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 기판과;
    상기 기판 상에 일 끝단에 게이트 패드를 갖는 게이트 배선및, 상기 게이트 배선에서 연장된 게이트 전극과;
    상기 게이트 배선과 수직하게 교차하고, 일 끝단에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 데이터 패드를 갖는 데이터 배선및 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극 및 드레인 전극과;
    상기 소스 및 드레인 전극과 동일 패턴으로 화소 영역에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층이 적층 구성된 반사전극
    을 포함하는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 데이터 배선과 동일층 동일 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 불투명한 도전성 금속층은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크 롬(Cr)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상으로 구성되는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명한 도전성 금속층은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)중 선택된 어느 하나로 구성되는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 전단의 게이트 배선과 그 일부를 중첩되게 구성하여, 상기 전단의 게이트 배선을 제 1 전극으로 하고, 이와 중첩되는 상기 반사 전극의 일부를 제 2 전극으로 하는 스토리지 커패시터(Cst)가 구성되는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판.
  6. 기판을 준비하는 단계와;
    상기 기판 상에 게이트 전극 및 배선과, 게이트 패드를 형성하는 제 1 마스크 공정 단계와;
    상기 게이트 전극 및 배선과 게이트 패드가 형성된 기판 상부에 게이트 절연 막을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 절연막이 형성된 기판 상부에 상기 게이트 패드의 일부를 노출하는 게이트 콘택홀을 형성한 후, 아일랜드 형상의 액티브층및 오믹 콘택층을 적층 형성하는 제 2 마스크 공정 단계와;
    상기 게이트 콘택홀과, 액티브 및 오믹 콘택층이 형성된 기판 상부에 불투명한 도전성 금속층과 투명한 도전성 금속층을 차례로 형성한 후, 이를 패턴하여 상기 게이트 패드와 접촉하는 게이트 패드 전극과, 일 끝단에 데이터 패드를 갖는 데이터 배선과, 상기 데이터 배선에서 연장된 소스 전극및 드레인 전극과, 상기 드레인 전극과 동일 패턴으로 화소 영역에 반사 전극을 형성하는 제 3 마스크 공정 단계와;
    상기 소스 및 드레인 전극을 이격한 사이로 노출된 오믹 콘택층을 제거한 후, 그 하부의 액티브층의 일부를 제거하여 백 채널을 형성하는 단계와;
    상기 백 채널에 대응하는 부분에 채널부 산화막을 형성하는 단계
    를 포함하는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 채널부 산화막은 건식 식각 장비에서 O2 분위기로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 불투명한 도전성 금속은 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 및 크롬(Cr)을 포함하는 도전성 금속 그룹 중 선택된 하나 또는 그 이상으로 형성되는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 투명한 도전성 금속은 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO) 중 선택된 하나로 형성되는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 마스크 공정 단계는 상기 순수 및 불순물 비정질 실리콘층이 적층 형성된 기판 상에 포토레지스트층을 형성하는 단계와;
    상기 포토레지스트층과 이격된 상부에서 액티브 및 오믹 콘택층이 형성될 부분에 차단부를 위치하고, 상기 게이트 패드가 형성될 영역에 투과부를 위치하며, 이를 제외한 영역에는 반투과부로 구성된 마스크를 정렬하는 단계와;
    상기 마스크와 이격된 상부에서 노광 및 현상 공정을 진행하는 단계를 통해, 상기 투과부에 대응하는 포토레지스트층이 모두 제거되고, 상기 반투과부에 대응하는 포토레지스트층은 높이가 낮아진 상태가 되며, 상기 차단부에 대응하는 포토레지스트층은 그대로 존재하는 단계와;
    상기 남겨진 감광층을 마스크로 하여, 노출된 불순물 비정질 실리콘층, 순수 비정질 실리콘층과 게이트 절연막을 차례로 식각하여 상기 게이트 패드의 일부를 노출하는 단계와;
    상기 남겨진 감광층을 애슁하는 단계를 통해, 상기 반투과부에 대응하는 포토레지스트층이 모두 제거되고, 상기 차단부에 대응하는 포토레지스트층은 높이가 낮아진 상태가 되는 단계와;
    상기 남겨진 포토레지스트층을 마스크로 하여, 상기 노출된 불순물 비정질 실리콘층과 순수 비정질 실리콘층을 차례로 식각하여 이를 모두 제거하는 단계와;
    상기 남겨진 포토레지스트층을 제거하는 단계
    를 포함하는 반사형 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
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