KR20120058119A - Thin film transistor array substrate and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor substrate and a method of manufacturing the same.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 개재되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하여 영상을 표시하는 장치이다. Liquid Crystal Display (Liquid Crystal Display) is one of the most widely used flat panel display (flat panel display), and consists of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, Is applied to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to adjust the amount of light transmitted to display an image.
일반적으로, 액정 표시 장치는 각 화소를 스위칭하기 위한 박막 트랜지스터를 포함한다. 박막 트랜지스터는 스위칭 신호를 인가받는 게이트 전극과, 데이터 전압이 인가되는 소스 전극과, 데이터 전압을 출력하는 드레인 전극을 삼단자로 하여 스위칭 소자를 이룬다. 이러한 박막 트랜지스터는 게이트 전극과 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성된 액티브층을 포함한다. 이때, 박막 트랜지스터에 포함되는 액티브층은 비정질 실리콘층이 주로 사용되고 있다. 최근에는 표시 장치가 대형화됨에 따라 고성능의 소자가 필요하게 되어 산화물 반도체가 크게 주목 받고 있다.In general, the liquid crystal display includes a thin film transistor for switching each pixel. The thin film transistor forms a switching element using three terminals of a gate electrode to which a switching signal is applied, a source electrode to which a data voltage is applied, and a drain electrode to output a data voltage. The thin film transistor includes an active layer formed between the gate electrode and the source electrode and the drain electrode. At this time, an amorphous silicon layer is mainly used as the active layer included in the thin film transistor. Recently, as the size of a display device increases, an oxide semiconductor has attracted much attention due to the need for a high-performance device.
액티브층으로 산화물 반도체층을 이용하면, 고성능의 소자 구현이 가능할 뿐만 아니라 박막 트랜지스터 영역에서 소스/드레인 전극과 게이트 전극 사이의 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다.Using an oxide semiconductor layer as an active layer enables not only high performance device implementation but also reduction of capacitance between the source / drain electrodes and the gate electrode in the thin film transistor region.
산화물 반도체층이 플라즈마, 에칭액 또는 에칭 가스 등에 손상을 받으면 박막 트랜지스터의 성능이 크게 저하될 수 있기 때문에, 박막 트랜지스터 영역에는 에칭 공정이나 증착 공정시 플라즈마(plasma), 에칭액 또는 에칭 가스에 의해 산화물 반도체층이 손상되는 것을 방지하기 위해 식각 방지 패턴이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터 영역에 형성되는 식각 방지 패턴은 산화물 반도체층을 덮되, 특히 채널 영역을 덮을 수 있을 정도로 형성된다.When the oxide semiconductor layer is damaged by plasma, etching liquid or etching gas, the performance of the thin film transistor may be greatly reduced. Therefore, in the thin film transistor region, the oxide semiconductor layer may be formed by plasma, etching liquid or etching gas during the etching process or the deposition process. In order to prevent this from being damaged, an etch stop pattern is formed. An etch stop pattern formed in the thin film transistor region is formed to cover the oxide semiconductor layer, particularly to cover the channel region.
이와 같은 식각 방지 패턴을 소스 전극과 드레인 전극 사이의 중앙에 정렬되도록 증착하는 과정에서 편차(오버레이)가 발생할 수 있는데, 이러한 경우 식각 방지 패턴과 소스 전극 및 드레인 전극이 접하는 영역의 면적이 서로 상이하게 되고, 소스 전극에서 드레인 전극 방향으로 전압을 인가하는 경우와 그 역방향으로 전압을 인가하는 경우의 전류-전압 곡선이 상이하며, 편차 크기에 따라 불규칙한 온-전류(on-current) 특성을 나타내어 박막 트랜지스터의 성능 저하를 발생시키게 된다.In the process of depositing such an etch stop pattern to be aligned at the center between the source electrode and the drain electrode, a deviation (overlay) may occur. In this case, the areas of the regions where the etch stop pattern and the source electrode and the drain electrode contact each other are different from each other. And a current-voltage curve when the voltage is applied in the direction from the source electrode to the drain electrode is different from that in the reverse direction, and the thin film transistor exhibits irregular on-current characteristics according to the amount of deviation. Will cause a decrease in performance.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 산화물 반도체 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판에 있어서 특히 채널 영역의 폭이 작은 경우 불가피하게 발생할 수 있는 식각 방지 패턴의 오버레이로 인해 발생하는 온-전류의 편차를 감소시켜 균일한 성능을 나타낼 수 있는 박막 트랜지스터 기판을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to reduce the variation of the on-current caused by the overlay of the anti-etching pattern, which may inevitably occur in the thin film transistor substrate having an oxide semiconductor configuration, especially when the width of the channel region is small. It is to provide a thin film transistor substrate that can exhibit performance.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 산화물 반도체 구성을 가지는 박막 트랜지스터 기판에 형성된 식각 방지 패턴의 오버레이로 인해 발생하는 온-전류의 편차를 감소시켜 균일한 성능을 나타낼 수 있는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor substrate that can exhibit uniform performance by reducing the variation in on-current caused by the overlay of an etch stop pattern formed on the thin film transistor substrate having an oxide semiconductor configuration. To provide.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 기판 상에 배치되고, 게이트 전극과 게이트 선을 포함하는 게이트 배선; 상기 게이트 전극 상에 배치되는 산화물 반도체층 패턴; 상기 산화물 반도체층 패턴 상에 배치되고, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 선을 포함하는 데이터 배선; 및 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 산화물 반도체층 패턴 사이의 제1 영역에 배치되며, 저유전율 물질로 형성되는 식각 방지 패턴을 포함하되, 상기 식각 방지 패턴은 상기 게이트 선과 상기 데이터 선이 오버랩되는 제2 영역에서 상기 게이트 선과 상기 데이터 선 사이에 더 배치된다.According to one or more exemplary embodiments, a thin film transistor substrate includes: a gate wiring disposed on the substrate and including a gate electrode and a gate line; An oxide semiconductor layer pattern disposed on the gate electrode; A data line disposed on the oxide semiconductor layer pattern and including a source electrode and a drain electrode constituting the gate electrode and the thin film transistor, and a data line extending in a direction crossing the gate line; And an etch stop pattern disposed in the first region between the source electrode and drain electrode and the oxide semiconductor layer pattern, wherein the etch stop pattern is formed of a low dielectric constant material, wherein the etch stop pattern overlaps the gate line and the data line. It is further disposed between the gate line and the data line in two regions.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은, 기판 상에 배치되고, 게이트 전극과 게이트 선을 포함하는 게이트 배선과, 상기 게이트 전극 상에 배치되는 산화물 반도체층 패턴과, 상기 산화물 반도체층 패턴 상에 배치되고, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 한 쌍의 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 선을 포함하는 데이터 배선 및 상기 산화물 반도체층 패턴 상에서, 상기 한 쌍의 소스 전극 중 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제1 채널 영역 및 상기 한 쌍의 소스 전극 중 다른 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제2 채널 영역에 각각 배치되는 한 쌍의 식각 방지 패턴을 포함하되, 상기 제1 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치와, 상기 제2 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치가 서로 반대로 배치된다.In addition, a thin film transistor substrate according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the gate wiring including a gate electrode and a gate line disposed on the substrate, and the oxide semiconductor layer pattern disposed on the gate electrode And a pair of source and drain electrodes disposed on the oxide semiconductor layer pattern and constituting the gate electrode and the thin film transistor, and a data line extending in a direction crossing the gate line. A first channel region formed between one of the pair of source electrodes and a drain electrode and a second channel region formed between the other one of the pair of source electrodes and the drain electrode on a semiconductor layer pattern, respectively And a pair of anti-etching patterns, wherein the source electrode and the drain in the first channel region The position and the position of the source electrode and the drain electrode of the second channel section is arranged opposed to each other.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 선을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계; 상기 게이트 배선 상에 게이트 절연막 및 산화물 반도체층을 형성하는 단계; 상기 산화물 반도체층 상에 저유전율 물질로 이루어지는 식각 방지막을 형성하는 단계; 상기 식각 방지막을 패터닝하여 박막 트랜지스터 영역인 제1 영역에 식각 방지 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 식각 방지 패턴 상에, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 상기 데이터 선을 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, forming a gate wiring including a gate electrode and a gate line on the substrate; Forming a gate insulating film and an oxide semiconductor layer on the gate wiring; Forming an etch stop layer made of a low dielectric constant material on the oxide semiconductor layer; Patterning the etch stop layer to form an etch stop pattern in a first region that is a thin film transistor region; And forming a data line on the etch stop pattern, the data line including a source electrode and a drain electrode constituting the gate electrode and the thin film transistor, and the data line extending in a direction crossing the gate line.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극 및 게이트 선을 포함하는 게이트 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 상에 게이트 절연막 및 산화물 반도체층을 형성하는 단계와, 상기 산화물 반도체층 상에 식각 방지막을 형성하는 단계와, 상기 식각 방지막을 패터닝하여 박막 트랜지스터 영역에 한 쌍의 식각 방지 패턴을 형성하는 단계 및 상기 한 쌍의 식각 방지 패턴 상에, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 한 쌍의 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 상기 데이터 선을 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 한 쌍의 식각 방지 패턴은 상기 한 쌍의 소스 전극 중 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제1 채널 영역에 대응하는 위치 및 상기 한 쌍의 소스 전극 중 다른 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제2 채널 영역에 대응하는 위치에 각각 형성되고, 상기 제1 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치와, 상기 제2 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치가 서로 반대로 배치된다.In addition, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, forming a gate wiring including a gate electrode and a gate line on the substrate, and a gate insulating film on the gate wiring Forming an oxide semiconductor layer, forming an etch stop layer on the oxide semiconductor layer, patterning the etch stop layer to form a pair of etch stop patterns in the thin film transistor region, and the pair of etch Forming a data line on the protection pattern, the data line including a pair of source and drain electrodes constituting the gate electrode and the thin film transistor and the data line extending in a direction crossing the gate line; The pair of anti-etching patterns may include one of the pair of source electrodes and the drain electrode. And are formed at positions corresponding to the first channel region formed at the position corresponding to the first channel region and at positions corresponding to the second channel region formed between the other one of the pair of source electrodes and the drain electrode, respectively. And positions of the drain electrode and positions of the source electrode and the drain electrode in the second channel region are opposite to each other.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이다.
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 기판을 A-A'선 및 B-B’선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 기판의 식각 방지 패턴의 오버레이 발생을 나타낸 비교 도면이다.
도 4는 도 3(b)의 오버레이 발생 시의 데이터 전극과 소스 전극 간의 전류 변화를 비교한 도면이다.
도 5는 도 3(b)의 오버레이 발생 크기에 따른 온-전류 변화량 및 식각 방지 패턴의 두께 변화에 따른 온-전류 변화량을 도시한 그래프이다.
도 6은 도 3(b)의 오버레이 발생 시의 식각 방지 패턴의 유전율 변화에 따른 온-전류 변화량을 도시한 그래프이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다.
도 16는 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제작방법 중 식각 방지 패턴의 제조공정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판 중 식각 방지 패턴의 배치를 도시한 도면이다.1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate of FIG. 1 taken along lines A-A 'and B-B'.
FIG. 3 is a comparison diagram illustrating overlay generation of an etch stop pattern of a thin film transistor substrate according to example embodiments. FIG.
FIG. 4 is a diagram comparing current changes between a data electrode and a source electrode when the overlay of FIG. 3B is generated.
FIG. 5 is a graph illustrating an on-current change amount according to an overlay generation size of FIG. 3 (b) and an on-current change amount according to a thickness change of an etching prevention pattern.
FIG. 6 is a graph illustrating an on-current change amount according to a change in dielectric constant of an etch stop pattern when an overlay occurs in FIG. 3 (b).
7 to 10 are process cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
12 to 15 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
16 is a flowchart sequentially illustrating a process of manufacturing an etch stop pattern in a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention.
17 to 19 illustrate an arrangement of etch stop patterns in a thin film transistor substrate according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.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. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as "below" or "beneath" of another device may be placed "above" of another device. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "박막 트랜지스터 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 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. .
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 기판을 A-A'선 및 B-B’선을 따라 절단한 단면도이다.Hereinafter, the thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a layout view of a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate of FIG. 1 taken along lines A-A 'and B-B'.
도 1 및 도 2를 참조하면, 절연 기판(10) 상에는 게이트 신호를 전달하는 게이트 배선(22, 24)이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 24)은 일 방향 예컨대, 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22)과, 게이트선(22)에서 돌기 형태로 돌출되어 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(24)을 포함한다. 1 and 2,
또한, 절연 기판(10) 상에는 스토리지 전압을 전달하는 스토리지 배선(28, 29)이 형성되어 있다. 스토리지 배선(28, 29)은 화소 영역을 가로질러 게이트선(22)과 실질적으로 평행하게 형성된 스토리지선(28)과, 스토리지선(28)으로부터 분지되어 데이터선(62)과 평행하게 연장된 스토리지 전극(29)을 포함한다.In addition,
스토리지 전극(29)은 데이터선(62)을 따라 형성된 사각 링(ring) 형태로 형성될 수 있다. 즉, 스토리지 전극(29)의 중심부에는 개구 영역이 형성되어 데이터선(62)이 위치하며, 스토리지 전극(29)의 링부분은 화소 전극(80)과 적어도 일부가 중첩한다. The
스토리지 전극(29) 및 스토리지선(28)의 모양 및 배치 등은 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 화소 전극(80)과 게이트선(22)의 중첩으로 발생하는 스토리지 커패시턴스(storage capacitance)가 충분할 경우 스토리지 전극(29) 및 스토리지선(28)은 형성되지 않을 수도 있다.The shape and arrangement of the
게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 따위로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 산화 아연(ZnO), ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막, 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막, 및 티타늄 하부막과 구리 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. The gate wirings 22 and 24 and the
절연 기판(10), 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29) 상에는 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(30)은 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON) 등으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 게이트 절연막(30)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있으며, 다중층으로 형성될 경우 질화 규소와 산화 규소가 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 때, 산화물 반도체층 패턴(42)과 접하는 영역에는 산화 규소 층으로 게이트 절연막(30)을 형성하고, 상기 산화 규소 층의 하부에는 산화 질소 층이 배치될 수 있다. 산화물 반도체층 패턴(42)에 산화 규소 층이 접할 경우 산화물 반도체층 패턴(42)의 열화를 방지할 수 있다. 게이트 절연막(30)을 산질화 규소 층으로 형성하는 경우, 산질화 규소 층 내에서 산소 농도 분포를 가지게 할 수도 있다. 이 경우에도 산소 농도가 산화물 반도체층 패턴(42)과 인접할수록 높아지게 함으로써, 산화물 반도체층 패턴(42)의 열화를 방지할 수 있다.The
게이트 절연막(30) 상에는 박막 트랜지스터의 채널 형성을 위한 산화물 반도체층 패턴(42)이 형성되어 있다. 채널 영역은 게이트 전극(24)과 중첩되어 있는 산화물 반도체층 패턴(42)에 의해 형성된다. 본 실시예에서 산화물 반도체층 패턴(42)은 상기 채널 영역을 제외하고는 후술할 데이터 배선(62, 65, 66) 과 실질적으로 동일한 형상을 갖도록 형성되어 있다. 이는 후술할 본 실시예의 박막 트랜지스터 기판 제조 과정에서, 산화물 반도체층 패턴(42)과 데이터 배선(62, 65, 66)을 하나의 식각 마스크를 이용하여 패터닝하기 때문이다. 다시 말하면, 산화물 반도체층 패턴(42)은 채널 영역에 형성되어 있다는 점을 제외하면 데이터 배선(62, 65, 66)과 동일한 형상을 갖는다.An oxide
산화물 반도체층 패턴(42)은 예를 들어, AxBxOx 또는 AxBxCxOx로 표현되는 화학식을 갖는 화합물을 포함한다. A는 Zn 또는 Cd, B는 Ga, Sn 또는 In, C는 Zn, Cd, Ga, In, 또는 Hf를 포함한다. X는 0이 아니며, A, B 및 C는 서로 다르다. 또 다른 실시예에 따르면, InZnO, InGaO, InSnO, ZnSnO, GaSnO, GaZnO, GaZnSnO, GaInZnO, HfInZnO 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 산화물 반도체는 수소화 비정질 규소에 비하여 전하의 유효 이동도(effective mobility)가 2 내지 100배 정도로 뛰어난 반도체 특성을 갖고 있다.The oxide
산화물 반도체층 패턴(42) 상에는 식각 방지 패턴(52)이 형성되어 있다. 여기서, 식각 방지 패턴(52)은 게이트 전극(24)과 후술할 소스/드레인 전극(65, 66)이 중첩되는 박막 트랜지스터 영역인 제1 영역(A1)과, 게이트 선(22)과 데이터 선(62)이 오버랩되는 제2 영역(A2) 및 스토리지 배선(28, 29)과 데이터선(62)이 오버랩되는 제3 영역(A3)에 각각 형성될 수 있다. 필요에 따라 제1 영역 내지 제3 영역 중 하나 이상의 영역에 식각 방지 패턴(52)을 형성할 수 있으며, 이 이외에도 후술하는 화소 전극(80)과의 오버랩 영역에서의 기생 커패시턴스를 줄이기 위해 제4 영역 이상의 영역에 식각 방지 패턴(52)이 형성될 수 있다.An
박막 트랜지스터 영역에 형성된 식각 방지 패턴(52)은 후속하는 에칭 공정이나 증착 공정시 플라즈마(plasma), 에칭액 또는 에칭 가스에 의해 산화물 반도체층 패턴(42)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다. 산화물 반도체층 패턴(42)이 플라즈마, 에칭액 또는 에칭 가스 등에 손상을 받으면 박막 트랜지스터의 성능이 크게 저하될 수 있기 때문이다. 이에 따라, 박막 트랜지스터 영역인 제1 영역(A1)에 형성된 식각 방지 패턴(52)은 산화물 반도체층 패턴(42)을 덮되, 특히 채널 영역을 덮을 수 있을 정도로 형성된다. 즉, 산화물 반도체층 패턴(42)이 채널 영역에서 노출되는 것을 방지하기 위해, 채널 영역과 중첩되는 영역에 채널 영역보다 채널의 길이 방향으로 더 넓게 형성될 수 있다.The
반면, 제2 영역(A2)에 형성된 식각 방지 패턴(52)은 제2 영역(A2)에서 게이트 선(22)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스를 감소시키기 위한 것이고, 제3 영역(A3)에 형성된 식각 방지 패턴(52)은 제3 영역(A3)에서 스토리지 배선(28, 29)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스를 감소시키기 위한 것이다. 게이트 선(22)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스 또는 스토리지 배선(28, 29)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스는 RC 지연의 원인이 되기 때문이다.On the other hand, the
따라서, 식각 방지 패턴(52)은 제1 내지 제3 영역(A1~A3)의 산화물 반도체층 패턴(42) 상에 형성된다.Therefore, the
이와 같은 식각 방지 패턴(52) 중 제1 영역(A1)에 형성되는 패턴은 후술하는 바와 같이 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이에 중앙에 정렬되도록 위치하게 된다. 이 때, 공정 상 식각 방지 패턴(52)을 형성할 때 패턴의 위치가 소스 전극(65) 또는 드레인 전극(66)으로 치우치게 형성되어 편차(오버레이)가 발생할 수 있다. 특히, 채널 영역의 폭이 10㎛ 이하인 경우에는 보다 정밀하게 식각 방지 패턴(52)을 형성해야 하기 때문에 그만큼 오버레이 발생 확률이 높다.The pattern formed in the first region A1 of the
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 식각 방지 패턴(52)의 오버레이 발생에 따른 소자 특성 변화를 설명한다. 도 3의 (a)는 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이에 형성된 식각 방지 패턴(52)에 오버레이가 발생하지 않은 정상적인 경우를 도시한 도면이고, 도 3의 (b)는 오버레이가 발생한 경우를 도시한 도면이다. 도 3(a)에서는 식각 방지 패턴(52)의 중심선이 어느 한 쪽으로 치우침 없이 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 서로 마주보는 공간의 중앙을 관통하게 된다. 이러한 정상적인 경우의 소자 특성은 도 4(a)에 도시되어 있다. 즉, 도 4(a)의 그래프는 오버레이 없이 정확히 식각 방지 패턴(52)이 형성된 경우의 전류-전압 곡선으로서, 소스 전극(65)에서부터 드레인 전극(66)으로 전압을 가했을 경우의 곡선(SD)과 드레인 전극(66)으로부터 소스 전극(65)으로 전압을 가했을 경우의 곡선(DS)이 일치하는 것을 확인할 수 있다.Hereinafter, referring to FIGS. 3 to 5, changes in device characteristics according to overlay generation of the
반면, 도 3의 (b)에서와 같이 오버레이가 발생하게 되면, 식각 방지 패턴(52)의 중심선이 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 서로 마주보는 공간의 중앙을 지나지 않고 한 쪽으로 치우치게 되어, 식각 방지 패턴(52)과 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)이 접하는 영역의 면적이 서로 상이하게 되며, 도 4의 (b)에 도시된 그래프에서와 같이, 소스 전극(65)에서부터 드레인 전극(66)으로 전압을 가했을 경우의 곡선(SD)과 드레인 전극(66)으로부터 소스 전극(65)으로 전압을 가했을 경우의 곡선(DS)이 서로 상이하다.On the other hand, when the overlay occurs as shown in FIG. 3B, the center line of the
이러한 경우, 도 5의 그래프에 도시된 바와 같이 오버레이 크기에 따라 온-전류(on-current)의 크기가 변화된다. 즉, 도 5의 그래프 상으로 오버레이 값이 커질수록 온-전류 값이 커지게 된다. 따라서, 오버레이가 발생하게 되면 불균일한 온-전류가 발생하게 되어, 박막 트랜지스터의 성능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 특히, 도 5의 그래프 상에 도시된 바와 같이 식각 방지 패턴(52)의 두께가 300Å인 경우의 그래프의 기울기가 1000Å인 경우의 그래프의 기울기에 비해 더 큰 값을 가진다. 즉, 식각 방지 패턴(52)의 두께가 두꺼울수록 오버레이에 대한 민감도가 줄어들게 된다. 따라서, 불가피한 오버레이 발생으로 인한 트랜지스터 성능 저하를 방지하기 위해서 식각 방지 패턴(52)의 두께를 증가시키는 방법을 고려해 볼 수 있다. 그러나, 식각 방지 패턴(52)의 두께가 증가시키는 방법은 비용 측면에서 불리할 뿐만 아니라 에칭 등의 후속 공정에 의해 원하는 식각 방지 패턴(52)이 형성되기 어려우므로 공정상 어려움이 있다.In this case, the size of the on-current changes according to the overlay size as shown in the graph of FIG. 5. That is, as the overlay value increases on the graph of FIG. 5, the on-current value increases. Therefore, when the overlay occurs, non-uniform on-current is generated, which causes a problem of degrading the performance of the thin film transistor. In particular, as shown in the graph of FIG. 5, the slope of the graph when the thickness of the
이를 해결하기 위해, 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 식각 방지 패턴(52)은 저유전율(low-k)을 가지는 물질로 형성된다. 즉 동일한 두께를 기준으로, 일반적인 식각 방지 패턴(52) 소재인 SiOx 또는 SiNx와 비교할 때 상대적으로 저유전율을 가지는 물질로 식각 방지 패턴(52)을 형성하게 되면 오버레이에 대한 민감도가 줄어들게 되어, 온-전류의 변화량을 최소화할 수 있고, 오버레이 발생에도 불구하고 대체로 균일한 온-전류를 유지할 수 있어서 트랜지스터 성능 저하를 방지할 수 있다.To solve this problem, the
상기와 같은 비교결과는 도 6에 도시되어 있다. 즉, 도 6의 비교 그래프에서 확인할 수 있듯이, 유전율(k)이 클수록 오버레이 발생에 따른 온-전류의 변화폭이 크게 된다. 반대로, 유전율(k)이 작을수록 오버레이 발생에 따른 온-전류의 변화폭이 작다(오버레이에 대한 민감도 감소). 도 5와 도 6을 함께 참조할 때, 식각 방지 패턴(52)의 두께가 얇은 경우와, 식각 방지 패턴(52)의 유전율이 높은 경우가 서로 대응되게 되는데, 두께와 유전율 사이에 일정한 대응관계가 성립될 수 있다. 즉, 식각 방지 패턴(52)의 유전율을 낮춰서 전류가 흐르지 못하도록 하는 구성은 식각 방지 패턴(52)의 두께를 크게 하여 전류의 차단 가능성을 높인 구성에 대응된다. 따라서, 저유전율의 물질로 식각 방지 패턴(52)을 형성할 경우 식각 방지 패턴(52)의 두께는 얇게 유지할 수 있으면서 오버레이 발생으로 인한 온-전류의 변화폭을 최소화 할 수 있는 유리한 효과가 있다.Such comparison results are shown in FIG. 6. That is, as can be seen in the comparison graph of FIG. 6, the larger the dielectric constant k, the larger the variation of the on-current due to the overlay generation. Conversely, the smaller the dielectric constant k, the smaller the change in on-current due to overlay generation (reduction of sensitivity to overlay). Referring to FIGS. 5 and 6 together, the case where the thickness of the
본 발명의 제1 실시예에서 식각 방지 패턴(52)을 형성하는 물질의 유전율이 낮을수록 오버레이 발생에 의한 온-전류 변화폭을 줄이는데 유리한 효과가 있으며, 특히 SiOx의 유전율인 3.9 이하의 값을 가지면 기존의 SiOx 또는 SiNx로 제작된 식각 방지 패턴(52)에 비해 두께는 그대로 유지하되 온-전류의 변화폭을 줄일 수 있다.In the first embodiment of the present invention, the lower the dielectric constant of the material forming the
본 발명의 제1 실시예에서 식각 방지 패턴(52)을 형성하는 저유전율의 물질은 SiOx의 유전율보다 낮은 유전율 값을 가지는 물질이면 제한없이 사용이 가능하다. 특히, 일반적인 무기 절연막으로 사용되는 SiOC:H를 포함할 수 있다. 그 외, 식각 방지 패턴(52)으로 사용될 수 있는 저유전율 물질은 예를 들어 플루오로실리케이트 글래스, 다이아몬드상 카본, 실리콘 옥시카바이드, 패릴린-N, 플루오르화 다이아몬드상 카본 및 패릴린-F, 폴리이미드, 수소실세스키옥산, B-단계 폴리머, 불화 폴리이미드, 메틸실세스키옥산, 폴리아릴렌에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 다공성 실리카, 다공성 수소실세스키옥산, 다공성 실크, 다공성 메틸실세스키옥산 및 다공성 폴리아릴렌에테르를 들 수 있다. 식각 방지 패턴(52)은 상기 나열한 저유전율 물질 중에서 하나 이상 선택된 물질로 형성될 수 있다. 이와 같은 저유전율을 가지는 물질, 보다 구체적으로는 종래의 식각 방지 패턴(52)을 형성하는 SiOx의 유전율보다 낮은 유전율을 가지는 물질로 식각 방지 패턴(52)을 형성함으로써, 오버레이가 발생하더라도 온-전류를 대체로 일정하게 유지함으로써, 박막 트랜지스터 기판의 성능을 향상시킬 수 있다.In the first embodiment of the present invention, a material having a low dielectric constant forming the
다시 도 1을 참조하면, 게이트 절연막(30), 산화물 반도체층 패턴(42) 및 식각 방지 패턴(52) 위에는 데이터 배선(62, 65, 66)이 형성되어 있다. 데이터 배선(62, 65, 66)은 게이트선(22)과 다른 방향 예컨대, 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(62)과, 데이터선(62)으로부터 가지(branch) 형태로 분지되어 박막 트랜지스터 영역의 산화물 반도체층 패턴(42) 및 식각 방지 패턴(52)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65)과, 소스 전극(65)과 이격되고 게이트 전극(24)을 중심으로 소스 전극(65)과 대향하도록 제1 영역(A1)의 산화물 반도체층 패턴(42) 및 식각 방지 패턴(52)의 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)을 포함한다.Referring back to FIG. 1,
식각 방지 패턴(52)은 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66) 사이로 적어도 일부가 노출된다. 식각 방지 패턴(52), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)의 하부에는 산화물 반도체층 패턴(42)이 배치된다. 즉, 산화물 반도체층 패턴(42)은 식각 방지 패턴(52), 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)과 완전히 중첩된다. 전술한 바와 같이, 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 채널 영역과 중첩된 분리 영역을 제외하고는 산화물 반도체층 패턴(42)과 실질적으로 동일한 형상을 갖는다.The
이러한 데이터 배선(62, 65, 66)은 Ni, Co, Ti, Ag, Cu, Mo, Al, Be, Nb, Au, Fe, Se, 또는 Ta 등으로 이루어진 단일막 또는 다중막 구조로 형성될 수 있다. 또한 상기 금속에 Ti, Zr, W, Ta, Nb, Pt, Hf, O, N에서 선택된 하나이상의 원소가 포함된 합금도 적용 가능하다. 다중막 구조의 예로는 Ti/Cu, Ta/Al, Ta/Al, Ni/Al, Co/Al, Mo(Mo 합금)/Cu 등과 같은 이중막 또는 Mo/Al/Mo, Ti/Al/Ti, Ta/Al/Ta, Ti/Al/TiN, Ta/Al/TaN, Ni/Al/Ni, Co/Al/Co 등과 같은 삼중막을 들 수 있다. 다만, 데이터 배선(62, 65, 66)이 상술한 물질로 제한되는 것은 아니다.The data lines 62, 65, and 66 may be formed of a single film or a multi-layer structure made of Ni, Co, Ti, Ag, Cu, Mo, Al, Be, Nb, Au, Fe, Se, or Ta. have. In addition, an alloy containing at least one element selected from Ti, Zr, W, Ta, Nb, Pt, Hf, O, and N may be applied to the metal. Examples of the multilayer structure include double films such as Ti / Cu, Ta / Al, Ta / Al, Ni / Al, Co / Al, Mo (Mo alloy) / Cu, or Mo / Al / Mo, Ti / Al / Ti, And triple films such as Ta / Al / Ta, Ti / Al / TiN, Ta / Al / TaN, Ni / Al / Ni, Co / Al / Co and the like. However, the
데이터 배선(62, 65, 66) 및 이에 의해 노출된 식각 방지 패턴(52) 상부에는 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)은 게이트 절연막(30)과 마찬가지로, 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON) 등으로 형성될 수 있다. 제1 실시예에 따르면, 보호막(70)은 질화 규소(SiNx) 및 산화 규소(SiOx)를 포함하는 이중층을 포함할 수 있다. The
보호막(70)에는 드레인 전극(66)의 일부를 노출시키는 컨택홀(75)이 형성되어 있다.In the
보호막(70) 상에는 컨택홀(75)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(80)이 형성되어 있다. 화소 전극(80)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체 또는 알루미늄 등의 반사성 도전체로 이루어질 수 있다. The
데이터 전압이 인가된 화소 전극(80)은 박막 트랜지스터 기판과 대향하는 상부 기판의 공통 전극과 함께 전기장을 생성함으로써 화소 전극(80)과 공통 전극 사이의 액정층의 액정 분자들의 배열을 결정한다.The
이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 상세히 설명한다. 도 7 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다. 설명의 편의상, 이하의 실시예들에서는 전술한 실시예의 도면에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그에 대한 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the thin film transistor substrate according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 10. 7 to 10 are process cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a first exemplary embodiment of the present invention. For convenience of description, in the following embodiments, members having the same functions as the members shown in the drawings of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and thus description thereof will be omitted or simplified.
먼저, 도 7을 참조하면, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)을 형성한다.First, referring to FIG. 7, gate wirings 22 and 24 and
구체적으로는, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선용 도전막을 예컨대, 스퍼터링(sputtering) 등의 방식으로 형성한 후, 이 도전막을 패터닝하여 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)을 형성한다.Specifically, a gate wiring conductive film is formed on the insulating
이어서, 도 8를 참조하면, 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)이 형성된 결과물 상에 게이트 절연막(30), 산화물 반도체층(40) 및 식각 방지 패턴(52)을 순차적으로 형성한다. Subsequently, referring to FIG. 8, the
구체적으로는, 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD) 또는 스퍼터링 등을 이용하여 게이트 절연막(30)을 형성한 후, 게이트 절연막(30) 상에 스퍼터링 등을 이용하여 산화물 반도체층(40)을 형성한다.Specifically, after forming the
이어서, 산화물 반도체층(40) 상에 화학 기상 증착 및 스핀-온 등의 방식으로 식각 방지막을 형성한 후, 이 식각 방지막을 패터닝하여 식각 방지 패턴(52)을 형성한다. 여기서, 식각 방지 패턴(52)이 박막 트랜지스터 영역의 제1 영역(A1)과, 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3)을 각각 덮도록 형성됨은 전술한 바와 같다.Subsequently, an etch stop layer is formed on the oxide semiconductor layer 40 by chemical vapor deposition, spin-on, or the like, and then the etch stop layer is patterned to form an
상기한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 식각 방지 패턴(52)은 저유전율 물질로 형성되는데, 선택된 저유전율 물질에 따라 식각 방지막의 형성 방법이 차이가 있다. 즉, 플루오로실리케이트 글래스, 다이아몬드상 카본, 실리콘 옥시카바이드, 패릴린-N, 플루오르화 다이아몬드상 카본 및 패릴린-F로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 저유전율 물질로 선택한 경우에는 화학 기상 증착 방법에 의해 식각 방지막을 형성하는 것이 효과적이다. 반면, 폴리이미드, 수소실세스키옥산, B-단계 폴리머, 불화 폴리이미드, 메틸실세스키옥산, 폴리아릴렌에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 다공성 실리카, 다공성 수소실세스키옥산, 다공성 실크, 다공성 메틸실세스키옥산 및 다공성 폴리아릴렌에테르로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 저유전율 물질로 선택한 경우에는 스핀-온 방법으로 식각 방지막을 형성하는 것이 효과적이다.As described above, the
이어서, 도 9를 참조하면, 식각 방지 패턴(52)이 형성된 결과물 상에 데이터 배선(62, 65, 66)을 형성하면서, 산화물 반도체층(40)을 패터닝하여 산화물 반도체층 패턴(42)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 9, the oxide semiconductor layer 40 is patterned to form the oxide
구체적으로는, 산화물 반도체층(40) 및 식각 방지 패턴(52) 상에 예컨대, 스퍼터링 등의 방식으로 데이터 배선용 도전막을 형성하고, 사진 식각 공정으로 데이터 배선용 도전막 및 산화물 반도체층(40)을 동시에 패터닝함으로써, 산화물 반도체층 패턴(42) 및 데이터 배선(62, 65, 66)을 형성한다.Specifically, a data wiring conductive film is formed on the oxide semiconductor layer 40 and the
소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 게이트 전극(24)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 형성되며, 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)이 분리된 영역에는 식각 방지 패턴(52)이 노출된다. 데이터 배선(62, 65, 66) 및 산화물 반도체층 패턴(42)을 형성하기 위한 식각 과정에서 게이트 절연막(30)과 식각 방지 패턴(52)은 손상되지 않는다. 따라서, 식각 방지 패턴(52) 하부의 산화물 반도체층 패턴(42)은 손상으로부터 보호된다.The
또한, 식각 방지 패턴(52)이 제2 영역(A2)에 형성된 경우, 게이트 선(22)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스가 감소될 수 있으며, 제3 영역(A3)에 식각 방지 패턴(52)이 형성된 경우 스토리지 배선(28, 29)과 데이터 선(62) 사이에 발생하는 캐패시턴스가 감소된다.In addition, when the
이어서, 도 10을 참조하면, 결과물 상에 PECVD 또는 반응성 스퍼터링 등을 이용하여 보호막(70)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 보호막(70)을 패터닝하여, 드레인 전극(66)의 일부를 드러내는 컨택홀(75)을 형성한다. Next, referring to FIG. 10, after forming the
이어서, 보호막(70) 상에 드레인 전극(66)의 일부와 연결되는 화소 전극용 도전막을 형성하고, 이 화소 전극용 도전막을 패터닝하여 화소 전극(80)을 형성한다.Subsequently, a conductive film for pixel electrodes connected to a part of the
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에 대하여 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 단면도로서, 도 1의 A-A'선 및 B-B’선에 대응하는 위치를 따라 절단한 단면도이다.Hereinafter, a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 11. 8 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention, taken along a line corresponding to lines A-A 'and B-B' of FIG. 1.
본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 식각 방지 패턴(52a)의 상부 또는 하부에 형성되는 다중 적층 패턴(53a, 53'a)을 더 포함한다. 다중 적층 패턴(53a, 53'a)은 상기 식각 방지 패턴(52a)과 적층 구조를 이루며, SiOx 및 SiNx로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어진다. 도 11에는 식각 방지 패턴(52a)의 상부와 하부에 이중으로 적층되어 전체 3중막 형태의 구조가 도시되어 있으나, 상부 또는 하부에만 다중 적층 패턴(53a)이 적층된 구조를 가질 수 있으며, 필요에 따라 그 이상의 다중 적층 패턴(53a)이 적층된 구조도 가능하다. 다중 적층 패턴(53a)은 종래의 식각 방지 패턴과 동일한 소재로 형성되나, 저유전율 물질로 형성된 본 발명의 제2 실시예에 따른 식각 방지 패턴(52a)으로 인해 오버레이가 발생해도 온-전류를 대체로 일정하게 유지할 수 있다.The thin film transistor substrate according to the second embodiment of the present invention further includes multiple stacked
이 밖의 나머지 구성은 전술한 제1 실시예의 박막 트랜지스터 기판과 동일하다.The rest of the configuration is the same as that of the thin film transistor substrate of the first embodiment described above.
이하, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 상세히 설명한다. 도 12 내지 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 공정 단면도들이다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 15. 12 to 15 are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to a second exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 12를 참조하면, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)을 형성한다.First, referring to FIG. 12, gate wirings 22 and 24 and
이어서, 도 13을 참조하면, 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)이 형성된 결과물 상에 게이트 절연막(30), 산화물 반도체층(40) 및 식각 방지 패턴(52a)과 다중 적층 패턴(53a)을 순차적으로 형성한다. 식각 방지 패턴(52a)과 다중 적층 패턴(53a)의 순서는 원하는 적층 순서에 따라 변경될 수 있다. 다중 적층 패턴(53a, 53'a)을 2중으로 형성하는 경우에는 먼저 다중 적층막(53a)을 형성하고, 다음으로 식각 방지막(52a)을 형성한 후 다시 다중 적층막(53'a)을 형성한다. 그 다음, 식각 방지막(52a) 및 다중 적층막(53a, 53'a)을 패터닝하여 식각 방지 패턴(52a) 및 다중 적층 패턴(53a, 53'a)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 13, the
이어서, 도 14를 참조하면, 식각 방지 패턴(52a) 및 다중 적층 패턴(53a)이 형성된 결과물 상에 데이터 배선(62, 65, 66)을 형성하면서, 산화물 반도체층(40)을 패터닝하여 산화물 반도체층 패턴(42)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 14, the oxide semiconductor layer 40 is patterned while forming the data wirings 62, 65, and 66 on the resultant product on which the
소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)은 게이트 전극(24)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 형성되며, 소스 전극(65) 및 드레인 전극(66)이 분리된 영역에는 식각 방지 패턴(52a) 및 다중 적층 패턴(53a, 53'a)이 노출된다. 데이터 배선(62, 65, 66) 및 산화물 반도체층 패턴(42)을 형성하기 위한 식각 과정에서 게이트 절연막(30)과 식각 방지 패턴(52)은 손상되지 않는다. 따라서, 식각 방지 패턴(52) 하부의 산화물 반도체층 패턴(42)은 손상으로부터 보호된다.The
이어서, 도 15를 참조하면, 결과물 상에 PECVD 또는 반응성 스퍼터링 등을 이용하여 보호막(70)을 형성한 후, 사진 식각 공정으로 보호막(70)을 패터닝하여, 드레인 전극(66)의 일부를 드러내는 컨택홀(75)을 형성한다. Subsequently, referring to FIG. 15, after forming the
이어서, 보호막(70) 상에 드레인 전극(66)의 일부와 연결되는 화소 전극용 도전막을 형성하고, 이 화소 전극용 도전막을 패터닝하여 화소 전극(80)을 형성한다.Subsequently, a conductive film for pixel electrodes connected to a part of the
이하, 도 16을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에 대하여 상세히 설명한다. 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정의 일부를 나타내는 순서도이다.Hereinafter, a thin film transistor substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 16. 16 is a flowchart illustrating a part of a manufacturing process of a thin film transistor substrate according to a third exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시예에 따른 식각 방지 패턴(52)은 후속 공정을 단순화 하기 위해 감광성을 가지는 유기물로 형성될 수도 있다. 감광성 유기물은 빛에 노출되어 구조가 변화하는 유기물을 모두 포함할 수 있으며, 선택에 따라서 네거티브 타입과 포지티브 타입을 모두 포함할 수 있다. 즉, 일반적인 포토레지스트 및 에칭 등 일련의 패터닝 공정을 배제하고, 감광성 유기물을 빛에 노출시키는 노광 공정 및 경화 공정을 거쳐서 식각 방지 패턴(52)을 형성하도록 할 수 있다.The
먼저, 앞선 실시예들에서 설명한 바와 동일하게, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)을 형성한 후, 게이트 배선(22, 24) 및 스토리지 배선(28, 29)이 형성된 결과물 상에 게이트 절연막(30) 및 산화물 반도체층(40)을 형성한다.First, as described in the above embodiments, the gate wirings 22 and 24 and the
이어서, 감광성 유기물을 산화물 반도체층(40)을 포함한 기판(10) 전면에 코팅한다(S10). 다음으로, 상기한 바와 같이 제1 영역 내지 제3 영역(A1 내지 A3)에 선택적으로 노광 과정을 수행하여 원하는 패턴대로 감광성 유기물을 반응시킨다(S20). 그 다음으로 빛에 노출된 영역 상의 감광성 유기물을 경화시켜 원하는 형태의 식각 방지 패턴(52)을 형성한다(S30). 그 후 경화되지 않은 나머지 영역의 감광성 유기물을 제거한다(S40). 사용되는 감광성 유기물은 앞서 설명한 바와 같이 저유전율을 나타내며, 감광성 유기물을 기판(10)에 코팅하는 과정은 일반적인 코팅 방법 예를 들어 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅 및 딥 코팅 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다. 선택적으로 노광하는 과정은 광학 필터를 통해 빛의 노출구를 조절하거나, 원하는 식각 방지 패턴(52)의 형태를 가지는 광마스크를 이용하여 수행될 수 있다. 감광성 유기물을 경화시키는 공정은 일반적인 큐어링 작업과 동일하게 수행될 수 있다.Subsequently, the photosensitive organic material is coated on the entire surface of the
상기와 같이 저유전율 특성을 가지는 감광성 유기물로 식각 방지 패턴(52)을 형성하게 되면, 일련의 포토레지스트 코팅 공정 및 에칭 공정 등을 생략할 수 있게 되어 공정을 단순화 할 수 있으며, 비용 측면에서도 유리한 효과를 가진다. 또한, 저유전율의 식각 방지 패턴(52)으로 인해 오버레이 발생 시에도 온-전류의 편차를 최소화하여 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.When the
이하, 도 17 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판에 대하여 상세히 설명한다. 도 17 내지 도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판의 식각 방지 패턴(52)이 이중 채널에 복수로 구비된 것을 나타내는 도면이다.17 to 19, a thin film transistor substrate according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail. 17 to 19 illustrate a plurality of
본 발명의 제4 실시예에 따른 식각 방지 패턴(52)의 오버레이 발생으로 인해 소스 전극(65)에서 드레인 전극(66)으로 흐르는 전류의 값과, 드레인 전극(66)에서 소스 전극(65)으로 흐르는 전류의 값이 불균일한 문제점을 해결하기 위해, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 듀얼 채널(C1, C2)을 형성하도록 도 17에 도시된 바와 같이, 추가적인 소스 전극(65')의 구성을 더 추가하고, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66) 사이 및 드레인 전극(66)과 소스 전극(65') 사이에 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)이 형성되도록 구성될 수 있다. 식각 방지 패턴(52)은 상기 설명한 바와 같이 단일한 층을 형성한 후 이를 에칭하여 원하는 패턴대로 패터닝하여 완성하게 되므로, 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)이 동시에 형성되는데, 이 때 오버레이가 발생하는 경우, 도 17에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)이 모두 동일한 편차만큼 일측으로 편중되어 형성된다. 이때, 제1 채널 영역(C1)에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치와, 제2 채널 영역(C2)에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치가 서로 반대로 배치된다. 즉, 도 17에 도시된 바와 같이, 좌측의 제1 채널 영역(C1)에서는 식각 방지 패턴(52)의 왼쪽에 소스 전극(65)이 위치하고 오른쪽에 드레인 전극(66)이 위치한다. 반대로 우측의 제2 채널 영역(C2)에서는 식각 방지 패턴(52)의 오른쪽에 소스 전극(65)이 위치하고, 왼쪽에 드레인 전극(66)이 위치한다.Due to the overlay generation of the
이러한 경우 한 쌍의 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)의 오버레이가 서로 상쇄되어 전체적으로는 0이 된다. 즉, 하나의 채널(C1)을 기준으로 보면, 오버레이가 드레인 전극(66) 쪽으로 발생하고, 다른 채널(C2)을 기준으로 보면, 동일한 양의 오버레이가 소스 전극(65') 쪽으로 발생하기 때문에 듀얼 채널(C1, C2)에서의 전체 오버레이는 0이다. 따라서, 하나의 채널(C1)에서 온-전류가 증가하는 경우 다른 채널(C2)에서는 온-전류가 감소하게 되어, 듀얼 채널(C1, C2) 전체의 온-전류는 일정한 값을 가지게 되며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 즉, 듀얼 채널(C1, C2)에서의 오버레이 발생시에 각 채널 상호간에 상보적인 관계를 형성하여, 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)을 형성함에 있어서 오버레이가 발생하는 경우에도, 듀얼 채널(C1, C2)의 상보적 작용으로 인해 전체 박막 트랜지스터 기판에 흐르는 온-전류의 양이 일정하여, 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.In this case, the overlays of the pair of
이어서, 도 18을 참고하면, 하나의 소스 전극(65)이 드레인 전극(66)과 듀얼 채널(C1, C2)을 형성하는 구조를 나타낸다. 즉, 드레인 전극(66)이 중앙에 형성되고 드레인 전극(66)을 감싸는 U자 형태로 소스 전극(65)이 형성될 수 있다. 이러한 경우에도 듀얼 채널(C1, C2)을 형성하여 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)을 형성함에 있어서 오버레이가 발생하는 경우에도, 듀얼 채널(C1, C2)의 상보적인 작용으로 인해 전체 박막 트랜지스터 기판에 흐르는 온-전류의 양이 일정하여, 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.18, a structure in which one
이어서 도 19를 참고하면, 하나의 소스 전극(65)이 드레인 전극(66)과 듀얼 채널(C1, C2)을 형성하는 구조를 나타내되, 듀얼 채널(C1, C2)이 서로 인접하지 않고 이격된 형태로 형성되어도 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 이러한 경우에도 듀얼 채널(C1, C2)을 형성하여 한 쌍의 식각 방지 패턴(52)을 형성함에 있어서 오버레이가 발생하는 경우에도, 듀얼 채널(C1, C2)의 상보적인 작용으로 인해 전체 박막 트랜지스터 기판에 흐르는 온-전류의 양이 일정하여, 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 19, one
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 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 embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10: 절연 기판 22: 게이트선
24: 게이트 전극 28: 스토리지선
29: 스토리지 전극 30: 게이트 절연막
42: 산화물 반도체 패턴 52: 식각 방지 패턴
53a: 다중 적층 패턴 62: 데이터선
65: 소스 전극 66: 드레인 전극
70: 보호막 75: 컨택홀
80: 화소 전극10: insulating substrate 22: gate line
24: gate electrode 28: storage line
29: storage electrode 30: gate insulating film
42: oxide semiconductor pattern 52: etch stop pattern
53a: Multiple laminated pattern 62: Data line
65
70: Shield 75: Contact Hole
80: pixel electrode
Claims (24)
상기 게이트 전극 상에 배치되는 산화물 반도체층 패턴;
상기 산화물 반도체층 패턴 상에 배치되고, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 선을 포함하는 데이터 배선; 및
상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 산화물 반도체층 패턴 사이의 제1 영역에 배치되며, 저유전율 물질로 형성되는 식각 방지 패턴을 포함하되,
상기 식각 방지 패턴은 상기 게이트 선과 상기 데이터 선이 오버랩되는 제2 영역에서 상기 게이트 선과 상기 데이터 선 사이에 더 배치되는 박막 트랜지스터 기판.A gate wiring disposed on the substrate, the gate wiring including a gate electrode and a gate line;
An oxide semiconductor layer pattern disposed on the gate electrode;
A data line disposed on the oxide semiconductor layer pattern and including a source electrode and a drain electrode constituting the gate electrode and the thin film transistor, and a data line extending in a direction crossing the gate line; And
An etching preventing pattern is formed in the first region between the source electrode and the drain electrode and the oxide semiconductor layer pattern, and is formed of a low dielectric constant material.
The etch stop pattern is further disposed between the gate line and the data line in a second region where the gate line and the data line overlap.
상기 저유전율 물질은 유전율이 3.9 이하인 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The low dielectric constant material has a dielectric constant of 3.9 or less thin film transistor substrate.
상기 식각 방지 패턴은 SiOC:H를 포함하는 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The etch stop pattern is a thin film transistor substrate comprising SiOC: H.
상기 저유전율 물질은 플루오로실리케이트 글래스, 다이아몬드상 카본, 실리콘 옥시카바이드, 패릴린-N, 플루오르화 다이아몬드상 카본 및 패릴린-F로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The low dielectric constant material includes at least one selected from the group consisting of fluorosilicate glass, diamond-like carbon, silicon oxycarbide, parylene-N, fluorinated diamond-like carbon, and parylene-F.
상기 저유전율 물질은 폴리이미드, 수소실세스키옥산, B-단계 폴리머, 불화 폴리이미드, 메틸실세스키옥산, 폴리아릴렌에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 다공성 실리카, 다공성 수소실세스키옥산, 다공성 실크, 다공성 메틸실세스키옥산 및 다공성 폴리아릴렌에테르로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The low dielectric constant material is polyimide, hydrogen silsesquioxane, B-stage polymer, fluorinated polyimide, methylsilsesquioxane, polyarylene ether, polytetrafluoroethylene, porous silica, porous hydrogen silsesuccioxane, porous silk, A thin film transistor substrate comprising at least one selected from the group consisting of porous methylsilsesuccioxane and porous polyarylene ether.
상기 저유전율 물질은 감광성을 가지는 박막 트랜지스터 기판.The method according to claim 1, wherein
The low dielectric constant material has a photosensitive thin film transistor substrate.
상기 게이트 배선과 동일층 상에 배치되는 스토리지 배선을 더 포함하고, 상기 식각 방지 패턴은, 상기 스토리지 배선과 상기 데이터 선이 오버랩되는 제3 영역에 더 배치되는 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
And a storage line disposed on the same layer as the gate line, wherein the etch stop pattern is further disposed in a third region in which the storage line and the data line overlap.
상기 식각 방지 패턴의 상부 또는 하부에 형성되어 상기 식각 방지 패턴과 적층 구조를 이루며, SiOx 및 SiNx로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 다중 적층 패턴을 더 포함하는 박막 트랜지스터 기판.The method of claim 1,
The thin film transistor substrate further comprising a multi-layered pattern formed on the upper or lower portion of the etch stop pattern to form a stack structure with the etch stop pattern, and made of any one material selected from the group consisting of SiOx and SiNx.
상기 게이트 전극 상에 배치되는 산화물 반도체층 패턴;
상기 산화물 반도체층 패턴 상에 배치되고, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 한 쌍의 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 데이터 선을 포함하는 데이터 배선; 및
상기 산화물 반도체층 패턴 상에서, 상기 한 쌍의 소스 전극 중 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제1 채널 영역 및 상기 한 쌍의 소스 전극 중 다른 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제2 채널 영역에 각각 배치되는 한 쌍의 식각 방지 패턴을 포함하되,
상기 제1 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치와, 상기 제2 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치가 서로 반대로 배치되는 박막 트랜지스터 기판.A gate wiring disposed on the substrate, the gate wiring including a gate electrode and a gate line;
An oxide semiconductor layer pattern disposed on the gate electrode;
A data line disposed on the oxide semiconductor layer pattern and including a pair of source and drain electrodes constituting the gate electrode and the thin film transistor and extending in a direction crossing the gate line; And
On the oxide semiconductor layer pattern, a first channel region formed between one of the pair of source electrodes and a drain electrode, and a second channel region formed between the drain electrode and another one of the pair of source electrodes. Includes a pair of anti-etch patterns, each of which is disposed,
A thin film transistor substrate having positions of source and drain electrodes in the first channel region and positions of source and drain electrodes in the second channel region opposite to each other.
상기 한 쌍의 소스 전극은 하나의 소스 전극으로부터 분기되어 형성된 박막 트랜지스터 기판.10. The method of claim 9,
The pair of source electrodes are formed on the thin film transistor substrate branched from one source electrode.
상기 제1 및 제2 채널 영역에서 상기 소스 전극의 형상이 U자 또는 S자인 박막 트랜지스터 기판.10. The method of claim 9,
The thin film transistor substrate of claim 1, wherein the source electrode has a U or S shape in the first and second channel regions.
상기 제1 채널 영역과 제2 채널 영역은 서로 이격되어 형성되는 박막 트랜지스터 기판.10. The method of claim 9,
The thin film transistor substrate of claim 1, wherein the first channel region and the second channel region are spaced apart from each other.
상기 게이트 배선 상에 게이트 절연막 및 산화물 반도체층을 형성하는 단계;
상기 산화물 반도체층 상에 저유전율 물질로 이루어지는 식각 방지막을 형성하는 단계;
상기 식각 방지막을 패터닝하여 박막 트랜지스터 영역인 제1 영역에 식각 방지 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 식각 방지 패턴 상에, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 상기 데이터 선을 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.Forming a gate wiring including a gate electrode and a gate line on the substrate;
Forming a gate insulating film and an oxide semiconductor layer on the gate wiring;
Forming an etch stop layer made of a low dielectric constant material on the oxide semiconductor layer;
Patterning the etch stop layer to form an etch stop pattern in a first region that is a thin film transistor region; And
Forming a data line on the etch stop pattern, the data line including a source electrode and a drain electrode constituting the gate electrode and the thin film transistor and the data line extending in a direction crossing the gate line; Method of preparation.
상기 산화물 반도체층 형성 단계 후에,
상기 산화물 반도체층을 패터닝하여 적어도 상기 게이트 전극 상에 산화물 반도체층 패턴을 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
After the oxide semiconductor layer forming step,
Patterning the oxide semiconductor layer to form an oxide semiconductor layer pattern on at least the gate electrode.
상기 데이터 배선 형성 단계는,
데이터 배선용 도전막을 형성하는 단계; 및
상기 데이터 배선용 도전막을 패터닝하는 단계를 포함하고,
상기 데이터 배선용 도전막 패터닝 단계에서 상기 산화물 반도체층이 함께 패터닝되어 산화물 반도체층 패턴이 형성되는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The data line forming step,
Forming a conductive film for data wiring; And
Patterning the conductive film for data wiring;
And forming the oxide semiconductor layer pattern by patterning the oxide semiconductor layer together in the conductive film patterning step for data wiring.
상기 식각 방지막 형성 단계는,
유전율이 3.9 이하의 저유전율 물질을 상기 산화물 반도체층 상에 증착하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The etching prevention film forming step,
Depositing a low dielectric constant material having a dielectric constant of 3.9 or less on the oxide semiconductor layer.
상기 식각 방지막 형성 단계는,
플루오로실리케이트 글래스, 다이아몬드상 카본, 실리콘 옥시카바이드, 패릴린-N, 플루오르화 다이아몬드상 카본 및 패릴린-F로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 상기 저유전율 물질로 선택하여 상기 산화물 반도체층 상에 증착하는 단계를 포함하고,
상기 식각 방지막 형성 단계는,
상기 저유전율 물질을 화학 기상 증착법에 의해 증착하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The etching prevention film forming step,
At least one material selected from the group consisting of fluorosilicate glass, diamond-like carbon, silicon oxycarbide, parylene-N, fluorinated diamond-like carbon, and parylene-F is selected as the low dielectric constant material on the oxide semiconductor layer Depositing in,
The etching prevention film forming step,
And depositing the low dielectric constant material by chemical vapor deposition.
상기 식각 방지막 형성 단계는,
폴리이미드, 수소실세스키옥산, B-단계 폴리머, 불화 폴리이미드, 메틸실세스키옥산, 폴리아릴렌에테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 다공성 실리카, 다공성 수소실세스키옥산, 다공성 실크, 다공성 메틸실세스키옥산 및 다공성 폴리아릴렌에테르로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 상기 저유전율 물질로 선택하여 상기 산화물 반도체층 상에 증착하는 단계를 포함하고,
상기 식각 방지막 형성 단계는,
상기 저유전율 물질을 스핀-온 증착하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The etching prevention film forming step,
Polyimide, hydrogen silsesquioxane, B-stage polymer, fluorinated polyimide, methyl silsesquioxane, polyarylene ether, polytetrafluoroethylene, porous silica, porous hydrogen silsesquioxane, porous silk, porous methyl silsesquioxane And selecting at least one material selected from the group consisting of porous polyarylene ethers as the low dielectric constant material and depositing the same on the oxide semiconductor layer,
The etching prevention film forming step,
Spin-on depositing the low dielectric constant material.
상기 식각 방지막 형성 단계는,
감광성을 가지는 저유전율 물질을 상기 산화물 반도체층 상에 증착하는 단계를 포함하고,
상기 식각 방지 패턴 형성 단계는,
상기 제1 영역에만 선택적으로 노광하는 단계와,
상기 제1 영역의 상기 식각 방지막을 경화시키는 단계와,
경화된 상기 제1 영역 이외의 상기 식각 방지막을 제거하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The etching prevention film forming step,
Depositing a low dielectric constant material having photosensitivity on said oxide semiconductor layer,
The etching prevention pattern forming step,
Selectively exposing only to the first region;
Curing the etch stop layer of the first region;
Removing the etch stop layer other than the hardened first region.
상기 게이트 배선 형성 단계는, 상기 게이트 배선과 동일층 상에 배치되는 스토리지 배선을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 식각 방지 패턴 형성 단계는,
상기 게이트 선 및 데이터 선이 오버랩되는 제2 영역에 상기 식각 방지 패턴을 더 형성하는 단계와,
상기 스토리지 배선과 상기 데이터 선이 오버랩되는 제3 영역에 상기 식각 방지 패턴을 더 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 13,
The gate wiring forming step includes forming a storage wiring arranged on the same layer as the gate wiring,
The etching prevention pattern forming step,
Forming the anti-etching pattern in a second region in which the gate line and the data line overlap each other;
And forming the etch stop pattern in a third region in which the storage line and the data line overlap each other.
상기 게이트 배선 상에 게이트 절연막 및 산화물 반도체층을 형성하는 단계;
상기 산화물 반도체층 상에 식각 방지막을 형성하는 단계;
상기 식각 방지막을 패터닝하여 박막 트랜지스터 영역에 한 쌍의 식각 방지 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 한 쌍의 식각 방지 패턴 상에, 상기 게이트 전극과 박막 트랜지스터를 구성하는 한 쌍의 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 게이트 선과 교차하는 방향으로 연장되는 상기 데이터 선을 포함하는 데이터 배선을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 한 쌍의 식각 방지 패턴은 상기 한 쌍의 소스 전극 중 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제1 채널 영역에 대응하는 위치 및 상기 한 쌍의 소스 전극 중 다른 하나와 드레인 전극과의 사이에 형성된 제2 채널 영역에 대응하는 위치에 각각 형성되고, 상기 제1 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치와, 상기 제2 채널 영역에서의 소스 전극 및 드레인 전극의 위치가 서로 반대로 배치되는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.Forming a gate wiring including a gate electrode and a gate line on the substrate;
Forming a gate insulating film and an oxide semiconductor layer on the gate wiring;
Forming an etch stop layer on the oxide semiconductor layer;
Patterning the etch stop layer to form a pair of etch stop patterns in a thin film transistor region; And
Forming a data line on the pair of etch stop patterns, the data line including a pair of source and drain electrodes constituting the gate electrode and the thin film transistor and the data line extending in a direction crossing the gate line; Including,
The pair of etch stop patterns may be formed between a drain electrode and a position corresponding to a first channel region formed between one of the pair of source electrodes and the drain electrode, and the other of the pair of source electrodes and the drain electrode. Thin-film transistors respectively formed at positions corresponding to the second channel region, and the source electrode and the drain electrode in the first channel region and the source electrode and the drain electrode in the second channel region are disposed opposite to each other. Method of manufacturing a substrate.
상기 한 쌍의 소스 전극은 하나의 소스 전극으로부터 분기되어 형성된 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 21,
And the pair of source electrodes are branched from one source electrode.
상기 제1 및 제2 채널 영역에서 상기 소스 전극의 형상이 U자 또는 S자인 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 21,
The method of claim 1, wherein the source electrode has a U or S shape in the first and second channel regions.
상기 제1 채널 영역과 제2 채널 영역은 서로 이격되어 형성되는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The method of claim 21,
And the first channel region and the second channel region are spaced apart from each other.
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KR20150015127A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film transistor array substrate and manufacturing method of the same |
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