KR20120115020A - Fabricating method of array substrate for lcd - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device is provided to eliminate an active tail due to an amorphous silicon thin film pattern which is formed in a lower portion of a data line during 4-mask processes. CONSTITUTION: A protection film is formed on a substrate. A contact hole is formed using a third mask. The contact hole exposes one area of a drain electrode. A second conductive film(130) is formed on the substrate. A pixel electrode(180) is formed using a fourth mask. The pixel electrode is directly connected to the drain electrode through the contact hole.

Description

액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법{FABRICATING METHOD OF ARRAY SUBSTRATE FOR LCD} Manufacturing method of array substrate for liquid crystal display device {FABRICATING METHOD OF ARRAY SUBSTRATE FOR LCD}

본 발명은 액정표시장치의 어레이 기판(array substrate)에 관한 것으로, 액정표시장치의 어레이 기판에 신호배선 패턴형성시 발생하는 액티브 테일(active tail)을 제거하여 액정패널의 투과율을 개선한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array substrate of a liquid crystal display device. The liquid crystal display device improves transmittance of a liquid crystal panel by removing an active tail generated when a signal wiring pattern is formed on the array substrate of the liquid crystal display device. It relates to a method for manufacturing an array substrate for use.

휴대폰(Mobile Phone), 노트북컴퓨터와 같은 각종 포터플기기(potable device) 및, HDTV 등의 고해상도, 고품질의 영상을 구현하는 정보전자장치가 발전함에 따라, 이에 적용되는 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 수요가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 활발히 연구되었지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현, 대면적 화면의 실현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다. 특히, 스위치 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 이용되는 액티브 매트릭스(active matrix)방식의 액정표시장치는 동적인 영상을 표시하기에 적합하다. Various portable devices such as mobile phones and laptop computers, and information electronic devices that realize high resolution and high quality images such as HDTVs, have been applied to flat panel display devices. The demand for) is increasing. Such flat panel displays include liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), field emission displays (FEDs), and organic light emitting diodes (OLEDs), but mass production technologies, ease of driving, Liquid crystal displays (LCDs) are currently in the spotlight for their realization and realization of large-area screens. In particular, an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor as a switch element is suitable for displaying a dynamic image.

전술한 액정표시장치는 구동방식에 따라, 수직전계(Twisted Nematic; TN)방식 및 횡전계(In Plane Switching, IPS mode)방식이 있으며, 특히 횡전계 방식은 수직전계방식에 비해 시야각이 넓다는 장점이 있어 현재 많은 액정표시장치에 적용되고 있다. According to the driving method, the liquid crystal display includes a twisted nematic (TN) method and a transverse electric field (In Plane Switching, IPS mode) method. In particular, the transverse electric field method has a wider viewing angle than the vertical electric field method. As a result, it is currently applied to many liquid crystal display devices.

도 1는 종래 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판에서 하나의 화소를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'부분을 절단한 단면도이다. FIG. 1 is a plan view illustrating one pixel in a conventional transverse electric field type liquid crystal display array substrate, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.

도시된 바와 같이, 횡전계방식 액정표시장치의 어레이 기판(10)에는 상기 투명한 어레이 기판(10) 위에 종횡으로 배열되어 화소영역을 정의하는 게이트 배선(16) 및 데이터 배선(17)이 형성되며, 이의 교차영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성된다. As shown in the drawing, a gate wiring 16 and a data wiring 17 are formed on the array substrate 10 of the transverse electric field liquid crystal display device, which is arranged vertically and horizontally on the transparent array substrate 10 to define a pixel region. The thin film transistor which is a switching element is formed in the intersection area | region.

전술한 박막 트랜지스터는 게이트 배선(16)에 연결된 게이트전극(21), 데이터 배선(17)에 연결된 소스전극(22) 및 화소전극(18)에 연결된 드레인전극(23)으로 구성된다. 또한, 박막 트랜지스터는 게이트전극(21)과 소스 및 드레인전극(22, 23) 사이의 절연을 위한 게이트 절연막(15a)과, 게이트전극(21)에 공급되는 게이트전압에 의해 상기 소스전극(22)과 드레인전극(23) 사이에 전도채널(conductive channel)을 형성하는 액티브 패턴(24)과, 오믹 콘택을 위한 n+ 비정질 실리콘 패턴(25)과, 상부를 덮는 보호막(15b)을 포함한다. The above-described thin film transistor includes a gate electrode 21 connected to the gate line 16, a source electrode 22 connected to the data line 17, and a drain electrode 23 connected to the pixel electrode 18. In addition, the thin film transistor has a gate insulating film 15a for insulation between the gate electrode 21 and the source and drain electrodes 22 and 23 and the source electrode 22 by the gate voltage supplied to the gate electrode 21. An active pattern 24 forming a conductive channel between the drain electrode and the drain electrode 23, an n + amorphous silicon pattern 25 for ohmic contact, and a protective film 15b covering an upper portion thereof.

여기서, 화소영역 내에는 횡전계를 발생시키기 위한 공통전극(8)과 화소전극(18)이 데이터 배선(17)에 대해 평행한 방향으로 교대로 배치된다. 이때, 화소전극(18)은 보호막에 형성된 콘택홀(40)을 통해 드레인전극(23)과 전기적으로 접속하며, 공통전극(8)은 게이트 배선(16)에 대해 평행하게 배치된 공통배선(8l)과 연결된다. Here, the common electrode 8 and the pixel electrode 18 for generating the transverse electric field are alternately arranged in the direction parallel to the data line 17 in the pixel region. In this case, the pixel electrode 18 is electrically connected to the drain electrode 23 through the contact hole 40 formed in the passivation layer, and the common electrode 8 is the common wiring 8l disposed in parallel with the gate wiring 16. ).

이러한 구조의 횡전계 방식 액정표시장치 어레이기판(10)은 현재 4개의 마스크를 이용한 포토 리소그래피공정을 통해 제조하게 되는데, 4-마스크 공정에서는 기존의 5-마스크 공정과는 달리 감광막 패턴을 이용하여 액티브 패턴(24)과 소스/드레인전극(22,23)을 동시에 패터닝함으로서 하나의 마스크를 생략할 수 있는 장점이 있다. The transverse electric field type liquid crystal display array substrate 10 having such a structure is currently manufactured by a photolithography process using four masks. In the four-mask process, unlike the conventional five-mask process, the photoresist layer pattern is used. By simultaneously patterning the pattern 24 and the source / drain electrodes 22 and 23, one mask can be omitted.

그러나, 4-마스크 공정에 따라 제조된 어레이 기판(10)은, 데이터 배선(17)의 하부로 비정질 실리콘 박막패턴(24') 및 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(25')이 액티브 패턴(24) 및 소스/드레인전극(22,23)과 동시에 형성되는 데, 동일 물질인 액티브 패턴(24) 및 비정질 실리콘 박막패턴(24')의 측면에는 식각특성에 의해 어레이 기판(10)의 투과율을 저하하는 액티브 테일(active tail, AT)이 발생하는 단점이 있다. However, in the array substrate 10 manufactured according to the 4-mask process, the amorphous silicon thin film pattern 24 ′ and the n + amorphous silicon thin film pattern 25 ′ are formed under the data line 17. It is formed simultaneously with the source / drain electrodes 22 and 23. The active pattern 24 and the amorphous silicon thin film pattern 24 ', which are the same material, are formed on the side surfaces of the active substrate 24 due to etching characteristics to reduce the transmittance of the array substrate 10. There is a disadvantage that tail (active tail, AT) occurs.

상세하게는, 전술한 4-마스크공정 중, 제2 마스크 공정에서 감광막 패턴의 패터닝 이후 습식식각(wet etching) 및 건식식각(dry etching)을 순차적으로 진행하게 되는 데, 먼저 습식식각의 등방성에 따라 감광막 패턴의 하부 소스/드레인 전극(22,23) 및 데이터 배선(17)을 형성하기 위한 금속층에 언더 컷(under cut)이 발생하게 되고, 다음으로 진행되는 진공건식식각의 이방성에 따라 언더 컷된 상부의 금속층 보다 덜 식각되어 1차 액티브 테일(AT)이 발생하게 된다. In detail, during the above-described 4-mask process, wet etching and dry etching are sequentially performed after patterning of the photoresist pattern in the second mask process. First, in accordance with the isotropy of the wet etching. An under cut is generated in the metal layer for forming the lower source / drain electrodes 22 and 23 and the data line 17 of the photoresist pattern, and the upper part is cut under the anisotropy of the vacuum dry etching. Less etching than the metal layer of the primary active tail (AT) is generated.

또한, 감광막 패턴의 애싱(ashing)공정 이후, 2차 습식식각(wet etching) 및 건식식각(wet etching)에 의해, 보다 넓은 폭을 가지는 2차 액티브 테일(AT)이 발생하게 된다. In addition, after the ashing process of the photoresist pattern, secondary active tails AT having a wider width are generated by secondary wet etching and wet etching.

건식식각 공정은, 도 3에 도시한 바와 같이 진공챔버(1)내 상부전극(2) 및 하부전극(3)을 구비하고, 상부전극(2)에 RF전압을 인가하여 접지된 하부전극(3)간에 유입된 불소가스를 플라즈마 상태를 이루도록 하여 하부전극(3)상의 기판(6)과 화학반응으로 형성된 SiFx 가스를 펌프(4)를 통해 배출하는 공정으로써, 특히 비정실 실리콘의 식각시 널리 이용되는 방식이다. 그러나, 4-마스크 공정시 2번에 걸친 습식식각 및 건식식각공정에 의해 그 폭이 매우 넓어짐에 따라 투과율에 영향을 주게 되며, 특히 데이터 배선(17) 부근에서 빛의 투과율을 현저하게 저하시켜 액정표시장치의 화상 품질을 떨어뜨리는 주요한 원인이 된다. As shown in FIG. 3, the dry etching process includes an upper electrode 2 and a lower electrode 3 in the vacuum chamber 1, and the lower electrode 3 grounded by applying an RF voltage to the upper electrode 2. Discharges SiFx gas formed by chemical reaction with the substrate 6 on the lower electrode 3 through the pump 4 so as to form a fluorine gas introduced into the plasma state, and is particularly used during etching of amorphous silicon. That's how it works. However, as the width becomes very wide due to two wet etching and dry etching processes during the 4-mask process, the transmittance is affected, and in particular, the transmittance of light is significantly reduced in the vicinity of the data line 17 so that the liquid crystal It is a major cause of deterioration of the image quality of the display device.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 4-마스크 공정에서 데이터 배선의 하부에 형성되는 비정질 실리콘 박막패턴에 의한 액티브 테일(active tail)을 제거하는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device which removes an active tail due to an amorphous silicon thin film pattern formed under a data line in a 4-mask process. The purpose is to provide.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법은, 기판을 제공하는 단계; 제1 마스크를 이용하여 통해, 상기 기판에 게이트전극, 게이트 배선 및 공통배선을 형성하는 단계; 상기 기판상에 제1 절연막, 비정질 실리콘 박막, 제1 도전막 및 감광막을 순차적으로 형성하는 단계; 제2 마스크를 이용하여 상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 통해 1차 식각(etching)공정을 진행하되, 상기 비정질 실리콘 박막의 패턴이 적어도 상기 제1 도전막의 패턴보다 적은 폭을 가지도록 오버식각(over etching)하는 단계; 상기 감광막 패턴을 에싱(ashing)공정 및 2차 식각공정을 진행하여 액티브 패턴, 소스전극, 드레인전극 및 데이터 배선을 형성하는 단계; 기판 상부로 보호막을 형성하는 단계; 제3 마스크를 이용하여 상기 드레인전극의 일 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및, 상기 기판상에 제2 도전막을 형성하고, 제4 마스크를 이용하여 상기 드레인전극과 상기 콘택홀을 통해 직접 연결되는 화소전극을 형성하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to a preferred embodiment of the present invention, providing a substrate; Forming a gate electrode, a gate wiring and a common wiring on the substrate by using a first mask; Sequentially forming a first insulating film, an amorphous silicon thin film, a first conductive film, and a photosensitive film on the substrate; Selectively patterning the photoresist layer using a second mask to form a photoresist pattern, and performing a first etching process through the photoresist pattern, wherein the pattern of the amorphous silicon thin film is at least greater than that of the first conductive layer. Over etching to have a small width; Performing an ashing process and a second etching process on the photoresist pattern to form an active pattern, a source electrode, a drain electrode, and a data line; Forming a protective film over the substrate; Forming a contact hole exposing a region of the drain electrode by using a third mask; And forming a second conductive layer on the substrate, and forming a pixel electrode directly connected to the drain electrode through the contact hole by using a fourth mask.

상기 1차 식각공정은, 상기 제1 도전막을 습식식각하는 단계; 및, 상기 비정질 실리콘 박막을 건식식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The first etching process may include: wet etching the first conductive layer; And dry etching the amorphous silicon thin film.

상기 비정질 실리콘 박막을 건식식각하는 단계는, 상압 플라즈마 건식식각 방식으로 진행되는 것을 특징으로 한다. Dry etching the amorphous silicon thin film may be performed using an atmospheric pressure plasma dry etching method.

상기 상압 플라즈마 건식식각은, 15 lpm 의 CF4, 550 lpm 의 공기 및, 400 lpm 의 O2 인 가스조건에서 진행되는 것을 특징으로 한다. The atmospheric plasma dry etching may be performed under a gas condition of 15 lpm of CF4, 550 lpm of air, and 400 lpm of O2.

상기 상압 플라즈마 건식식각은, 4.5m/min 미만 3.15m/min 이상의 속도로 진행되는 것을 특징으로 한다. The atmospheric plasma dry etching is characterized in that the progress at a speed of less than 3.15m / min less than 4.5m / min.

상기 상압 플라즈마 건식식각은, 7개 이하의 가스공급수단을 통해 진행되는 것을 특징으로 한다. The atmospheric pressure plasma dry etching may be performed through seven or less gas supply means.

상기 비정질 실리콘 박막은, 두께가 2000Å 인 것을 특징으로 한다. The amorphous silicon thin film has a thickness of 2000 kPa.

상기 비정질 실리콘 박막은, n+ 비정질 실리콘 박막을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The amorphous silicon thin film may further include an n + amorphous silicon thin film.

상기 제1 도전막은, MoTi층 및, 상기 MoTi층의 상부로 적층된 Cu층의 복층구조인 것을 특징으로 한다. The first conductive film is a multilayer structure of a MoTi layer and a Cu layer laminated on the MoTi layer.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 4-마스크 공정에서 비정질 실리콘 박막패턴의 식각시, 이방성의 진공건식 식각공정을 대체하여 등방성의 상압 플라즈마 건식식각공정을 적용함으로서 데이터 배선의 하부에 형성되는 액티브 테일을 제거하여 투과율을 개선한 액정표시장치용 어레이 기판을 제조할 수 있는 효과가 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, when etching the amorphous silicon thin film pattern in the 4-mask process, by applying an isotropic atmospheric pressure plasma dry etching process to replace the anisotropic vacuum dry etching process, the active tail is formed on the lower portion of the data wiring There is an effect of manufacturing the array substrate for the liquid crystal display device having improved transmittance by removing the.

도 1는 종래 횡전계 방식 액정표시장치용 어레이 기판에서 하나의 화소를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'부분을 절단한 단면도이다.
도 3은 진공 건식식각장비를 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시에에 따른 어레이 기판 제조방법에 적용되는 상압 플라즈마 식각장치를 도시한 구조도이다.
도 6a 내지 도 6h는 도 4에 도시된 어레이 기판의 일부에 대한 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다.
1 is a plan view illustrating one pixel in a conventional array substrate for a transverse electric field type liquid crystal display device.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
3 is a schematic structural diagram of a vacuum dry etching apparatus.
4 is a plan view showing a part of an array substrate for a liquid crystal display device manufactured by a manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a structural diagram illustrating an atmospheric pressure plasma etching apparatus applied to an array substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
6A through 6H are plan views sequentially illustrating a manufacturing process of a part of the array substrate illustrated in FIG. 4.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판을 상세히 설명한다. 이하의 실시예에 대하여 참조된 도면은 구성요소의 연결형태 및 배치가 도시된 형태로 한정하도록 의도된 것이 아니며, 특히 도면에서는 본 발명의 기술적 구조 및 형상의 이해를 돕기 위해 일부 구성요소의 스케일을 과장하거나 축소하여 표현하였다. Hereinafter, an array substrate for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings referred to with respect to the following embodiments are not intended to limit the connection form and arrangement of the components to the illustrated forms, and in particular, the scale of some components to aid in understanding the technical structure and shape of the present invention. Exaggerated or reduced.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 액정표시장치용 어레이 기판의 일부를 도시한 평면도이다. 이하의 설명에서는 편의상 게이트패드부와 데이터패드부 및 화소부의 박막 트랜지스터를 포함하는 일 화소의 예로서 본 발명의 기술적 사상을 설명하며, 실제의 어레이 기판에서는 N(N은 1이상의 자연수)개의 게이트 배선과 M(M은 1이상의 자연수)개의 데이터 배선이 교차하여 MxN개의 화소가 존재한다. 4 is a plan view showing a part of an array substrate for a liquid crystal display device manufactured by a manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention. In the following description, the technical concept of the present invention is described as an example of one pixel including a thin film transistor including a gate pad portion, a data pad portion, and a pixel portion for convenience. In an actual array substrate, N (N is one or more natural numbers) gate wirings And M (M is one or more natural numbers) data wires intersect, and there are MxN pixels.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에는 기판상에 위에 종횡으로 배열되어 화소를 정의하는 게이트 배선(116) 및 데이터 배선(117)이 형성된다. 또한, 게이트 배선(116)과 데이터 배선(117)의 교차영역에는 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(T)가 형성되며, 화소내에는 횡전계를 발생시켜 액정(미도시)을 구동시키는 공통전극(108)과 화소전극(118)이 교대로 형성된다. As shown in the drawing, a gate wiring 116 and a data wiring 117 are formed on an array substrate 110 according to an embodiment of the present invention, which are arranged vertically and horizontally on the substrate to define pixels. In addition, a thin film transistor T as a switching element is formed in an intersection area between the gate line 116 and the data line 117, and a common electrode 108 for driving a liquid crystal (not shown) by generating a transverse electric field in the pixel. And pixel electrodes 118 are alternately formed.

박막 트랜지스터(T)는 게이트 배선(116)에 연결된 게이트전극(121), 데이터 배선(117)에 연결된 소스전극(122) 및 화소전극(118)에 전기적으로 접속된 드레인전극(123)을 포함한다. 또한, 박막 트랜지스터(T)는 게이트전극(121)에 공급되는 게이트 전압에 의해 소스전극(122)과 드레인전극(123) 간에 전도채널을 형성하는 액티브 패턴(미도시)을 포함한다. The thin film transistor T includes a gate electrode 121 connected to the gate line 116, a source electrode 122 connected to the data line 117, and a drain electrode 123 electrically connected to the pixel electrode 118. . In addition, the thin film transistor T includes an active pattern (not shown) that forms a conductive channel between the source electrode 122 and the drain electrode 123 by the gate voltage supplied to the gate electrode 121.

소스전극(122)의 일부는 일 방향으로 연장되어 데이터 배선(117)의 일부를 구성하며, 드레인전극(123)의 일부는 화소영역 쪽으로 연장되어 보호막(미도시)에 형성된 제1 콘택홀(140a)을 통해 화소전극배선(118l)과 화소전극(118)에 전기적으로 접속하게 된다. A portion of the source electrode 122 extends in one direction to form a portion of the data line 117, and a portion of the drain electrode 123 extends toward the pixel area to form a first contact hole 140a formed in a passivation layer (not shown). Is electrically connected to the pixel electrode wiring 118l and the pixel electrode 118 through the.

전술한 바와 같이, 화소내에는 횡전계를 발생시키기 위한 공통전극(108)과 화소전극(118)이 교대로 배치된다. 이때, 공통전극(108) 및 공통전극배선(108')은 게이트 절연막 및 보호막에 형성된 제 2 콘택홀(140b)을 통해 게이트 배선(116)에 대해 평행하게 배치된 상/하부의 공통배선(108l, 108l') 중, 상부의 공통배선(108l')과 전기적으로 접속하게 된다. As described above, the common electrode 108 and the pixel electrode 118 for generating the transverse electric field are alternately arranged in the pixel. At this time, the common electrode 108 and the common electrode wiring 108 ′ are disposed in parallel with the gate wiring 116 through the second contact hole 140b formed in the gate insulating film and the protective film, respectively. , 108l ') is electrically connected to the upper common wiring 108l'.

전술한 공통전극(108)은 공통전극배선(108')과 동일한 불투명한 도전물질로 이루어지며, 또한 화소전극(118) 및 화소전극배선(118l)과 동일한 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. The common electrode 108 described above may be made of the same opaque conductive material as the common electrode wiring 108 ′ and may be made of the same transparent conductive material as the pixel electrode 118 and the pixel electrode wiring 118l.

이때, 화소전극배선(118l)의 일부는 게이트 절연막과 보호막을 사이에 두고 그 하부의 공통배선(108l)의 일부와 중첩되어 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성하게 된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터에 인가된 전압을 다음 신호가 들어올 때까지 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 이러한 스토리지 커패시터는 신호 유지 이외에도 계조(gray scale) 표시의 안정과 플리커(flicker) 및 잔상(afterimage) 감소 등의 역할을 한다. In this case, a portion of the pixel electrode wiring 118l overlaps a portion of the common wiring 108l below the gate insulating layer and the passivation layer to form a storage capacitor. The storage capacitor Cst keeps the voltage applied to the liquid crystal capacitor constant until the next signal comes in. In addition to signal retention, these storage capacitors play a role in stabilizing gray scale display and reducing flicker and afterimage.

이와 같이 구성된 상기 어레이 기판(110)의 가장자리 영역에는 게이트 배선(116)과 데이터 배선(117)에 각각 전기적으로 접속하는 게이트패드전극(126p)과 데이터패드전극(127p)이 형성되며, 이는 외부의 구동 회로부로부터 인가 받은 주사신호와 데이터신호를 각각 게이트 배선(116)과 데이터 배선(117)에 전달하게 된다. The gate pad electrode 126p and the data pad electrode 127p electrically connected to the gate line 116 and the data line 117 are formed in the edge region of the array substrate 110 configured as described above. The scan signal and the data signal applied from the driving circuit unit are transferred to the gate line 116 and the data line 117, respectively.

즉, 게이트 배선(116)과 데이터 배선(117)은 구동 회로부 방향으로 연장되어 각각 게이트패드 배선(116p)과 데이터패드 배선(117p)에 연결되고, 게이트패드 배선(116p)과 데이터패드 배선(117p)은 게이트패드 배선(116p)과 데이터패드 배선(117p)에 각각 전기적으로 접속된 게이트패드 전극(126p)과 데이터패드 전극(127p)을 통해 구동 회로부로부터 각각 주사신호와 데이터신호를 인가받게 된다. That is, the gate wiring 116 and the data wiring 117 extend in the direction of the driving circuit portion and are connected to the gate pad wiring 116p and the data pad wiring 117p, respectively, and the gate pad wiring 116p and the data pad wiring 117p. ) Receives a scan signal and a data signal from the driving circuit unit through the gate pad electrode 126p and the data pad electrode 127p electrically connected to the gate pad wiring 116p and the data pad wiring 117p, respectively.

또한, 데이터패드 전극(127p)은 제3 콘택홀(140c)을 통해 데이터패드 배선(117p)과 전기적으로 접속하고, 게이트패드 전극(126p)은 제4 콘택홀(140d)을 통해 게이트패드 배선(116p)과 전기적으로 접속하게 된다. In addition, the data pad electrode 127p is electrically connected to the data pad wiring 117p through the third contact hole 140c, and the gate pad electrode 126p is connected to the gate pad wiring (140d) through the fourth contact hole 140d. 116p).

또한, 도 4에 도시된 화소의 구조는 공통전극(108)과 화소전극(118) 및 데이터 배선(117)이 꺾임 구조를 가지는 2-도메인(domain)구조로서, 액정분자가 2방향으로 배열되어 통상의 모노-도메인에 비해 시야각이 더욱 향상되게 된다. 다만, 본 발명이 상기 2-도메인 구조의 횡전계 방식 액정표시장치에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 공통전극(108)과 화소전극(118) 및 데이터 배선(117)을 꺾임 구조로 형성하여 액정분자의 구동방향이 대칭성을 가지는 멀티-도메인 구조를 형성하게 되면 액정의 복굴절(birefringence) 특성에 의한 이상 광을 서로 상쇄시켜 줌으로써 색전이(color shift) 현상을 최소화할 수 있다. In addition, the structure of the pixel illustrated in FIG. 4 is a two-domain structure in which the common electrode 108, the pixel electrode 118, and the data wiring 117 are bent, and liquid crystal molecules are arranged in two directions. The viewing angle is further improved compared to conventional mono-domains. However, the present invention is not limited to the transverse electric field type liquid crystal display device having the two-domain structure. As such, when the common electrode 108, the pixel electrode 118, and the data line 117 are formed in a bent structure to form a multi-domain structure in which the driving directions of the liquid crystal molecules are symmetric, the birefringence characteristics of the liquid crystal are obtained. The color shift phenomenon can be minimized by canceling the abnormal light by each other.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은 회절마스크 또는 하프-톤 마스크(이하, 회절마스크를 지칭하는 경우에는 하프-톤 마스크를 포함하는 것으로 한다)를 이용하여 한번의 마스크공정으로 액티브 패턴과 소스/드레인전극 및 데이터 배선을 형성함으로써 4-마스크공정으로 제조된다. Here, the array substrate according to the embodiment of the present invention uses a diffraction mask or a half-tone mask (hereinafter referred to as a half-tone mask in the case of referring to a diffraction mask) and an active pattern and a single mask process. It is manufactured in a four-mask process by forming source / drain electrodes and data wirings.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 4-마스크 공정을 통한 액정표시장치용 어레이기판 제조방법은, 제2 마스크 공정시 감광막 패턴의 패터닝 이후 진행되는 건식식각(dry etching)에서 종래의 진공건식 식각방식이 아닌 상압 플라즈마 식각방식이 적용되는 것을 특징으로 한다. In addition, the method for manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device using a four-mask process according to an embodiment of the present invention, the conventional vacuum dry etching method in the dry etching proceeds after the patterning of the photosensitive film pattern during the second mask process It is characterized in that the atmospheric pressure plasma etching method is applied.

도 5는 본 발명의 실시에에 따른 어레이기판 제조방법에 적용되는 상압 플라즈마 식각장치의 일 예를 도시한 도면으로서, 도시한 바와 같이 0.8mm ~ 0.1mm의 이격거리를 가지도록 배치된 상부전극(102) 및 하부전극(103)을 구비한 챔버(100)내에서, 상부전극(102)에 RF전압을 인가하여 접지된 하부전극(103)간에 불소가스를 플라즈마 상태를 이루도록 하고, 플라즈마 상태의 가스를 상압에서 스테이지상의 기판(106)과 접촉시켜 이에 따른 화학반응으로 형성된 SiFx 가스를 배출하는 공정이다. 5 is a view showing an example of an atmospheric pressure plasma etching apparatus applied to the array substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention, as shown in the upper electrode disposed to have a separation distance of 0.8mm ~ 0.1mm ( In the chamber 100 having the 102 and the lower electrode 103, an RF voltage is applied to the upper electrode 102 to form a fluorine gas between the grounded lower electrode 103 and a plasma gas. Is contacted with the substrate 106 on the stage at atmospheric pressure to discharge the SiFx gas formed by the chemical reaction.

이때, 식각 레시피(recipe)에 따라 감광성 패턴 하부의 비정질 실리콘 층에 대하여 오버식각(over etching)이 가능하여 액티프 테일(active tail)을 제거할 수 있으며, 그 식각 레시피(recipe)대한 보다 상세한 수치는 이하의 어레이 기판 제조방법에서 후술하도록 한다. At this time, according to the etching recipe, the over-etching of the amorphous silicon layer under the photosensitive pattern is possible, so that the active tail can be removed and more detailed numerical values for the etching recipe can be obtained. The following will be described later in the array substrate manufacturing method.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6a 내지 도 6h는 도 4에 도시된 어레이 기판의 일부에 대한 제조공정을 순차적으로 나타내는 평면도이다. 6A through 6H are plan views sequentially illustrating a manufacturing process of a part of the array substrate illustrated in FIG. 4.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 유리와 같은 투명한 절연물질로 이루어진 어레이 기판(110)의 화소부에 게이트 전극(121)과, 게이트 배선 및 공통배선(108l) 을 형성하며, 어레이 기판(110)의 게이트 패드부에 게이트패드 배선(116p)을 형성한다. 이때, 공통배선(108l)은 게이트 배선(116)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 화소영역의 상, 하부에 형성되게 된다. First, as shown in FIG. 6A, a gate electrode 121, a gate wiring, and a common wiring 108l are formed in a pixel portion of an array substrate 110 made of a transparent insulating material such as glass, and the array substrate 110 is formed. The gate pad wiring line 116p is formed in the gate pad part of (). In this case, the common wiring 108l is formed above and below the pixel region in a direction substantially parallel to the gate wiring 116.

본 단계는 제1 마스크 공정으로서, 게이트 전극(121), 게이트 배선, 공통배선(108l) 및 게이트패드 배선(116p)은 제1 도전막을 어레이 기판(110) 전면에 증착한 후 제1 마스크를 통해 선택적으로 패터닝하여 형성된다. This step is a first mask process, in which the gate electrode 121, the gate wiring, the common wiring 108l, and the gate pad wiring 116p deposit a first conductive layer on the entire surface of the array substrate 110 and then pass through the first mask. It is formed by selectively patterning.

여기서, 제1 도전막으로 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo) 및 몰리브덴 합금 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 제1 도전막은 전술한 저저항 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성될 수 있으며, MoTi층 및 이의 상부로 적층된 Cu층의 복층구조인 것이 바람직하다. Here, aluminum (Al), aluminum alloy (Al alloy), tungsten (W), copper (Cu), chromium (Cr), molybdenum (Mo), and molybdenum are used as the first conductive films. Low resistance opaque conductive materials such as alloys can be used. In addition, the first conductive film may be formed in a multilayer structure in which two or more low-resistance conductive materials are stacked. The first conductive film may be a multilayer structure of a MoTi layer and a Cu layer stacked thereon.

다음으로, 6b에 도시된 바와 같이, 게이트전극(121), 게이트 배선, 공통배선(108l) 및 게이트패드 배선(116p)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 게이트 절연막(115a), 비정질 실리콘 박막(120), n+ 비정질 실리콘 박막(125) 및 제 2 도전막(130)을 순차적으로 형성된다. Next, as shown in FIG. 6B, the gate insulating film 115a and the amorphous silicon thin film are formed on the entire surface of the array substrate 110 on which the gate electrode 121, the gate wiring, the common wiring 108l, and the gate pad wiring 116p are formed. 120, the n + amorphous silicon thin film 125 and the second conductive film 130 are sequentially formed.

다음으로, 도 6c에 도시한 바와 같이 제2 마스크 공정으로서, 어레이 기판(110) 전면에 포토레지스트(photo resist)와 같은 감광성물질로 이루어진 감광막(170)을 형성한 후, 본 발명의 실시예에 따른 회절마스크(180)를 통해 감광막(170)에 선택적으로 광을 조사한다. Next, as shown in FIG. 6C, as a second mask process, a photosensitive film 170 made of a photosensitive material such as a photoresist is formed on the entire surface of the array substrate 110. Light is selectively irradiated to the photosensitive film 170 through the diffraction mask 180 according to the present invention.

전술한 회절마스크(180)에는 조사된 광을 모두 투과시키는 제1 투과영역(I)과 슬릿패턴이 적용되어 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 제2 투과영역(II) 및 조사된 모든 광을 차단하는 차단영역(III)이 형성되어 있으며, 이러한 구조에 따라 회절마스크(180)를 투과한 광만이 감광막(170)에 조사되게 된다. The above-described diffraction mask 180 is applied with a first transmission region I and a slit pattern, which transmit all of the irradiated light, to block a portion of the second transmission region II, which transmits only part of the light, and blocks some of the irradiated light. The blocking region III is formed, and according to this structure, only the light transmitted through the diffraction mask 180 is irradiated to the photosensitive film 170.

이어서, 회절마스크(180)를 통해 노광된 감광막(170)을 현상하고 나면, 도 6d에 도시된 바와 같이, 마스크의 차단영역(III)과 제2 투과영역(II)을 통과하여 조사된 광이 모두 차단되거나 일부만 차단된 영역에는 소정 두께의 제1 감광막패턴(170a) 내지 제5 감광막패턴(170e)이 남아있게 되고, 모든 광이 투과된 제1 투과영역(I)에는 감광막(170)이 완전히 제거되어 제2 도전막(130) 표면이 노출되게 된다. Subsequently, after the photoresist film 170 exposed through the diffraction mask 180 is developed, the light irradiated through the blocking region III and the second transmission region II of the mask is exposed as shown in FIG. 6D. The first photoresist pattern 170a to the fifth photoresist pattern 170e having a predetermined thickness remain in the blocked or partially blocked region, and the photoresist 170 is completely formed in the first transmission region I through which all light is transmitted. The surface of the second conductive layer 130 is exposed to be removed.

이때, 전술한 차단영역(III)에 형성된 제1 감광막패턴(170a) 내지 제4 감광막패턴(170d)은 제2 투과영역(II)을 통해 형성된 제5 감광막패턴(170e)보다 두껍게 형성된다. 또한, 제 1 투과영역(I)을 통해 광이 모두 투과된 영역에는 상기 감광막이 완전히 제거되는데, 이것은 포지티브 포토레지스트를 사용했기 때문이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 네거티브 포토레지스트를 사용할 수도 있다. In this case, the first photoresist pattern 170a to the fourth photoresist pattern 170d formed in the blocking region III may be thicker than the fifth photoresist pattern 170e formed through the second transmission region II. In addition, the photosensitive film is completely removed in a region where all light is transmitted through the first transmission region I. This is because a positive photoresist is used, and the present invention is not limited thereto, and a negative photoresist may be used.

다음으로, 도 6e에 도시된 바와 같이, 전술한 형태의 제1 감광막패턴(170a) 내지 제5 감광막패턴(170e)을 마스크로 하여, 그 하부에 형성된 제2 도전막(130)을 1차 습식 식각을 통해 선택적으로 제거하고, 이후 도 5에 도시한 상압 플라즈마 건식식각을 통해 비정질 실리콘 박막(120) 및 n+ 비정질 실리콘 박막(125)을 선택적으로 제거한다. Next, as shown in FIG. 6E, the first conductive film 130 formed below the first conductive film pattern 170a to the fifth photosensitive film pattern 170e as a mask is used as the first wet type. After etching selectively, the amorphous silicon thin film 120 and the n + amorphous silicon thin film 125 are selectively removed through the atmospheric pressure plasma dry etching shown in FIG. 5.

이때, 비정질 실리콘 박막 및 n+ 비정질 실리콘 박막은 약 2000Å의 두께를 가지며, 15 lpm 의 CF4, 550 lpm 의 공기 및, 400 lpm 의 O2 인 가스조건에서 3.15m/min의 스캔 속도(scan speed)로 식각을 수행한다. At this time, the amorphous silicon thin film and the n + amorphous silicon thin film have a thickness of about 2000 μs, and are etched at a scan speed of 3.15 m / min under a gas condition of 15 l of CF4, 550 lpm of air, and 400 lpm of O2. Do this.

이는, 전술한 가스조건에서 4.5m/min 스캔 속도로 식각을 진행하는 경우 이방 식각되며, 그 이하의 속도로 스캔 속도를 낮추는 경우 측면식각이 진행되어 감광막 패턴(170a' 내지 170d')의 내측으로 비정질 실리콘 박막(120) 및 n+ 비정질 실리콘 박막(125)을 오버식각(over etching) 할 수 있다(e). 여기서, 액티브 테일을 효과적으로 하기 위한 최적의 오버식각 폭은 편측 0.7 ~ 0.8 um 정도이고, 오버식각의 최대비율은 종래 대비 70% 로서, 4.5m/min 미만 3.15m/min 이상의 속도로 상압 플라즈마 건식식각을 진행하여 오버식각을 진행한다. 이때 이용되는 상압 플라즈마 식각장치 헤드(head), 즉 기판상에 가스를 공급하는 수단의 갯수는 7개인 것이 적당하다. It is anisotropically etched when the etching is performed at the scan rate of 4.5 m / min under the above-described gas conditions, and when the scan rate is lowered at a speed lower than that, the side etching proceeds to the inside of the photoresist patterns 170a 'to 170d'. The amorphous silicon thin film 120 and the n + amorphous silicon thin film 125 may be over-etched (e). Here, the optimum over-etching width for effective active tail is about 0.7 ~ 0.8 um on one side, the maximum ratio of the over-etching is 70% compared to the conventional, atmospheric pressure plasma dry etching at a speed of less than 4.5m / min 3.15m / min or more Proceed with over etching. At this time, it is appropriate that the number of atmospheric plasma etching apparatus heads used, that is, the number of means for supplying gas to the substrate is seven.

이러한 상압 플라즈마 식각공정은 게이트 절연막(115a)에 대하여 식각도가 없어, 증가되는 식각시간에 따른 절연막의 파손이 발생되지 않는다는 특징이 있다. The atmospheric plasma etching process is characterized in that the gate insulating film 115a is not etched so that the breakdown of the insulating film according to the increased etching time does not occur.

전술한 상압 플라즈마 식각공정에 따라, 어레이 기판(110)의 화소부에는 비정질 실리콘 박막으로 이루어진 액티브 패턴(124)이 형성되며, 어레이 기판(110)의 데이터 배선부에는 제2 도전막으로 이루어진 데이터 배선(117)이 형성된다. 또한, 어레이 기판(110)의 데이터 패드부에는 제2 도전막으로 이루어진 데이터패드 배선(117p)이 형성되게 된다. According to the above-described atmospheric pressure plasma etching process, an active pattern 124 made of an amorphous silicon thin film is formed in the pixel portion of the array substrate 110, and a data wiring made of a second conductive film is formed in the data wiring portion of the array substrate 110. 117 is formed. In addition, a data pad line 117p formed of a second conductive layer is formed in the data pad portion of the array substrate 110.

또한, 액티브 패턴(124) 상부에는 각각 상기 n+ 비정질 실리콘 박막과 제 2 도전막으로 이루어지며 상기 액티브 패턴(124)과 동일한 형태로 패터닝된 제 1 n+ 비정질 실리콘 박막패턴(125')과 제 2 도전막 패턴(130')이 형성되게 된다. In addition, the first n + amorphous silicon thin film pattern 125 ′ and the second conductive layer formed of the n + amorphous silicon thin film and the second conductive layer, respectively, and patterned in the same shape as the active pattern 124. The film pattern 130 'is formed.

그리고, 데이터 배선(117) 및 데이터패드 배선(117p) 하부에도 각각 비정질 실리콘 박막과 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며 데이터 배선(117) 및 데이터패드 배선(117p)과 동일한 형태로 패터닝된 제1 비정질 실리콘 박막 패턴(120')과 제2 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴(125") 및 제2 비정질 실리콘 박막 패턴(120")과 제3 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴(125'")이 형성되게 된다. 이는 모두 상압 플라즈마 건식식각에 의해 오버식각되게 된다(e). The first amorphous silicon is formed of an amorphous silicon thin film and an n + amorphous silicon thin film under the data wire 117 and the data pad wire 117p, respectively, and is patterned in the same form as the data wire 117 and the data pad wire 117p. The thin film pattern 120 ′, the second n + amorphous silicon thin film pattern 125 ″, and the second amorphous silicon thin film pattern 120 ″ and the third n + amorphous silicon thin film pattern 125 ′ ″ are formed. It is over-etched by plasma dry etching (e).

이후, 제1 감광막패턴(170a) 내지 제5 감광막패턴(170e)의 일부를 제거하는 애싱(ahing)공정을 진행하게 되면, 도 7e에 도시된 바와 같이, 상기 제2 투과영역(II)의 제5 감광막패턴이 완전히 제거된다. Subsequently, when an ashing process of removing a portion of the first photoresist pattern 170a to the fifth photoresist pattern 170e is performed, as illustrated in FIG. 7E, the second transmission region II may be formed. 5 The photoresist pattern is completely removed.

이때, 제1 감광막패턴 내지 제4 감광막패턴은 제5 감광막패턴의 두께만큼이 제거된 제6 감광막패턴(170a') 내지 제9 감광막패턴(170d')으로 상기 차단영역(III)에 대응하는 소스전극영역과 드레인전극영역 및 상기 데이터 배선(117)과 데이터패드 배선(117p) 상부에만 남아있게 된다. In this case, the first photoresist pattern to the fourth photoresist pattern may include the sixth photoresist pattern 170a 'to the ninth photoresist pattern 170d' from which the thickness of the fifth photoresist pattern is removed to correspond to the blocking region III. Only the electrode region and the drain electrode region and the upper portion of the data line 117 and the data pad line 117p remain.

이후, 도 6f에 도시된 바와 같이, 남아있는 제 6 감광막패턴(170a') 내지 제 9 감광막패턴(170d')을 마스크로 하여 어레이 기판(110)의 화소부에 제2 도전막을 2차 습식식각을 통해 소스전극(122)과 드레인 전극(123)을 형성하고, 제1 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴과 제2 도전막 패턴의 일부를 제거하는 2차 건식식각을 진행한다. 이때, 액티브 패턴(124) 상부에는 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어지며 액티브 패턴(124)의 소스/드레인영역과 소스/드레인전극(122, 123) 사이를 오믹 콘택(ohmic contact)시키는 오믹-콘택층(125n)이 형성되게 된다. Subsequently, as illustrated in FIG. 6F, the second conductive layer is subjected to the second wet etching process using the remaining sixth photoresist pattern 170a ′ through the ninth photoresist pattern 170d ′ as a mask. The source electrode 122 and the drain electrode 123 are formed through the second dry etching process to remove a portion of the first n + amorphous silicon thin film pattern and the second conductive film pattern. In this case, an ohmic contact layer formed of an n + amorphous silicon thin film on the active pattern 124 and ohmic contact between the source / drain region of the active pattern 124 and the source / drain electrodes 122 and 123 ( 125n) is formed.

또한, 전술한 1차 건식식각시 데이터 배선(117) 하부의 n+ 비정질 실리콘 박막 패턴(120') 및 비정질 실리콘 박막 패턴(125'')은 오버식각되어 있으므로, 이미 액티브 테일이 제거되어 있다. In addition, since the n + amorphous silicon thin film pattern 120 'and the amorphous silicon thin film pattern 125' 'under the first dry etching data line 117 are over-etched, the active tail is already removed.

이와 같이, 본 발명의 실시예서는 회절마스크를 이용함으로써 상기 액티브 패턴(124)과 소스/드레인전극(122, 123) 및 데이터 배선(117)을 한번의 마스크공정을 통해 형성할 수 있게 된다. As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, the active pattern 124, the source / drain electrodes 122 and 123, and the data line 117 may be formed through one mask process by using a diffraction mask.

이후, 6g에 도시된 바와 같이, 제3 마스크 공정으로서, 액티브 패턴(124)과 소스/드레인 전극(122, 123) 및 데이터 배선(117)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 보호막(115b'~115b")을 형성하고, 마스크를 통해 제1 내지 제4 콘택홀(140a, 도4의 140b, 140c, 140d)을 형성한다. 이때, 보호막(115b'~115b")은 실리콘 질화막과 같은 무기절연막으로 이루어진 제1 보호막(115b') 하나의 층으로만 이루어지거나, 또는 이의 상부로 포토아크릴과 같은 유기절연막으로 이루어진 제 2 보호막(115b")을 포함하는 복층구조를 가지도록 이루어질 수 있다. Thereafter, as shown in 6g, as a third mask process, the passivation layer 115b ′ to the entire surface of the array substrate 110 on which the active patterns 124, the source / drain electrodes 122 and 123, and the data lines 117 are formed. 115b ″) and first to fourth contact holes 140a (140b, 140c and 140d in FIG. 4) through a mask. In this case, the protective films 115b 'to 115b ″ are inorganic insulating films such as silicon nitride films. The first passivation layer 115b 'may be formed of only one layer, or may have a multilayer structure including a second passivation layer 115b ″ made of an organic insulating layer such as photoacryl.

이는, 제1 보호막(115b')을 무기절연막으로 형성하여 액티브 패턴(124)의 백 채널(back channel)을 보호하고, 제2 보호막(115b")을 포토아크릴과 같은 낮은 유전상수를 갖는 유기절연막으로 형성하여 데이터 배선(117)과 공통전극(108)과의 중첩을 가능하게 하여 고개구율 구조를 구현하기 위함이다. This protects the back channel of the active pattern 124 by forming the first passivation layer 115b 'as the inorganic insulating layer, and the organic passivation layer having the low dielectric constant such as photoacryl. In order to realize the high opening ratio structure, the data wiring 117 and the common electrode 108 can be overlapped with each other.

다음으로, 도 6h에 도시된 바와 같이 제 4 마스크 공정으로서, 전술한 보호막(115b'~115b") 및 제1 내지 제4 콘택홀(140a, 도4의 140b, 140c, 140d)이 형성된 어레이 기판(110) 전면에 투명한 도전물질로 이루어진 제 3 도전막을 형성한 후, 마스크를 이용하여 선택적으로 패터닝함으로써 제1 콘택홀(140a)을 통해 드레인전극(123)과 전기적으로 접속하는 화소전극 배선(118l)을 형성하고, 제2 콘택홀(도 4의 140b)을 통해 공통배선(도 4의 108l')과 전기적으로 접속하는 공통전극배선(도 4의 108')을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6H, as the fourth mask process, the array substrate on which the above-described passivation layers 115b ′ to 115b ″ and the first to fourth contact holes 140a and 140b, 140c, and 140d of FIG. 4 are formed is formed. After forming a third conductive film made of a transparent conductive material on the entire surface of the 110, the pixel electrode wiring 118l electrically connected to the drain electrode 123 through the first contact hole 140a by selectively patterning using a mask. ) And a common electrode wiring (108 'in FIG. 4) electrically connected to the common wiring (108l' in FIG. 4) through the second contact hole (140b in FIG. 4).

또한, 제4 마스크공정을 통해 제3 도전막을 선택적으로 패터닝함으로써 화소영역 내에 교대로 배치되어 횡전계를 발생시키는 복수의 공통전극(108) 및 화소전극(118)을 형성하며, 상기 제3 콘택홀(140c) 및 제4 콘택홀(140d)을 통해 각각 상기 데이터패드 배선(117p) 및 게이트패드 배선(116p)에 전기적으로 접속하는 데이터패드 전극(127p) 및 게이트패드 전극(126p)을 형성하게 된다. Further, by selectively patterning the third conductive layer through a fourth mask process, a plurality of common electrodes 108 and pixel electrodes 118 are alternately disposed in the pixel region to generate a transverse electric field, and the third contact hole is formed. A data pad electrode 127p and a gate pad electrode 126p electrically connected to the data pad wiring 117p and the gate pad wiring 116p are formed through the 140c and the fourth contact hole 140d, respectively. .

이때, 복수의 공통전극(108)들은 공통전극배선(도 4의 108')에 연결되며, 화소전극(118)은 화소전극 배선(118l)에 연결되게 된다. In this case, the plurality of common electrodes 108 are connected to the common electrode wiring (108 ′ in FIG. 4), and the pixel electrode 118 is connected to the pixel electrode wiring 118l.

여기서, 전술한 제3 도전막은 공통전극(108) 및 화소전극(118)을 형성하기 위해 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 투명한 도전물질을 포함한다. The third conductive layer may be formed of indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) to form the common electrode 108 and the pixel electrode 118. It includes a transparent conductive material having excellent transmittance.

이러한 단계에 따라 제조된 본 발명의 액정표시장치용 어레이 기판은 4-마스크 공정에 따라 형성되는 데이터 배선의 하부 액티브 테일이 효과적으로 제거됨으로서, 액정표시장치의 투과율이 개선된다. The array substrate for a liquid crystal display device of the present invention manufactured according to this step is effectively removed the lower active tail of the data line formed by the 4-mask process, thereby improving the transmittance of the liquid crystal display device.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다. Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.

110 : 어레이기판                   115a : 게이트 절연막
116p : 게이트 패드배선             117 : 데이터 배선
117p : 데이터패드전극              121 : 게이트전극
120'', 120'' 124, : 비정질 실리콘 박막패턴
125', 125'', 125''' : n+ 비정질 실리콘 박막패턴
170a', 170b', 170c' : 감광막 패턴
110: array substrate 115a: gate insulating film
116p: Gate Pad Wiring 117: Data Wiring
117p: data pad electrode 121: gate electrode
120 '', 120 '' 124,: Amorphous Silicon Thin Film Pattern
125 ', 125'',125''': n + amorphous silicon thin film pattern
170a ', 170b', 170c ': photosensitive film pattern

Claims (9)

기판을 제공하는 단계;
제1 마스크를 이용하여 통해, 상기 기판에 게이트 전극, 게이트 배선 및 공통배선을 형성하는 단계;
상기 기판상에 제1 절연막, 비정질 실리콘 박막, 제1 도전막 및 감광막을 순차적으로 형성하는 단계;
제2 마스크를 이용하여 상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 감광막 패턴을 형성하고, 상기 감광막 패턴을 통해 1차 식각(etching)공정을 진행하되, 상기 비정질 실리콘 박막의 패턴이 적어도 상기 제1 도전막의 패턴보다 적은 폭을 가지도록 오버식각(over etching)하는 단계;
상기 감광막 패턴을 에싱(ashing)공정 및 2차 식각공정을 진행하여 액티브 패턴, 소스전극, 드레인전극 및 데이터 배선을 형성하는 단계;
기판 상부로 보호막을 형성하는 단계;
제3 마스크를 이용하여 상기 드레인전극의 일 영역을 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및,
상기 기판상에 제2 도전막을 형성하고, 제4 마스크를 이용하여 상기 드레인전극과 상기 콘택홀을 통해 직접 연결되는 화소전극을 형성하는 단계
를 포함하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
Providing a substrate;
Forming a gate electrode, a gate wiring, and a common wiring on the substrate by using a first mask;
Sequentially forming a first insulating film, an amorphous silicon thin film, a first conductive film, and a photosensitive film on the substrate;
Selectively patterning the photoresist layer using a second mask to form a photoresist pattern, and performing a first etching process through the photoresist pattern, wherein the pattern of the amorphous silicon thin film is at least greater than that of the first conductive layer. Over etching to have a small width;
Performing an ashing process and a second etching process on the photoresist pattern to form an active pattern, a source electrode, a drain electrode, and a data line;
Forming a protective film over the substrate;
Forming a contact hole exposing a region of the drain electrode by using a third mask; And,
Forming a second conductive layer on the substrate and forming a pixel electrode directly connected to the drain electrode through the contact hole by using a fourth mask;
Method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 식각공정은,
상기 제1 도전막을 습식식각하는 단계; 및,
상기 비정질 실리콘 박막을 건식식각하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 1,
The first etching process,
Wet etching the first conductive layer; And,
Dry etching the amorphous silicon thin film
Method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device comprising a.
제 2 항에 있어서,
상기 비정질 실리콘 박막을 건식식각하는 단계는,
상압 플라즈마 건식식각 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 2,
Dry etching the amorphous silicon thin film,
A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, characterized in that it is carried out by an atmospheric plasma dry etching method.
제 3 항에 있어서,
상기 상압 플라즈마 건식식각은,
15 lpm 의 CF4, 550 lpm 의 공기 및, 400 lpm 의 O2 인 가스조건에서 진행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 3, wherein
The atmospheric plasma dry etching,
15 lpm CF4, 550 lpm air, 400 lpm O2 gas conditions for producing an array substrate for a liquid crystal display device.
제 3 항에 있어서,
상기 상압 플라즈마 건식식각은,
4.5m/min 미만 3.15m/min 이상의 속도로 진행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 3, wherein
The atmospheric plasma dry etching,
A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, characterized in that the speed is less than 4.5m / min 3.15m / min or more.
제 3 항에 있어서,
상기 상압 플라즈마 건식식각은,
7개 이하의 가스공급수단을 통해 진행되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 3, wherein
The atmospheric plasma dry etching,
A method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device, characterized in that it is carried out through seven or less gas supply means.
제 1 항에 있어서,
상기 비정질 실리콘 박막은, 두께가 2000Å 인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 1,
The amorphous silicon thin film has a thickness of 2000 kPa, the method of manufacturing an array substrate for a liquid crystal display device.
제 1 항에 있어서,
상기 비정질 실리콘 박막은, n+ 비정질 실리콘 박막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이기판의 제조방법.
The method of claim 1,
The amorphous silicon thin film, the manufacturing method of the array substrate further comprises an n + amorphous silicon thin film.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 도전막은 MoTi층 및, 상기 MoTi층의 상부로 적층된 Cu층의 복층구조인 것을 특징으로 하는 어레이기판의 제조방법.

The method of claim 1,
And the first conductive film has a multi-layered structure of a MoTi layer and a Cu layer stacked on top of the MoTi layer.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140098894A (en) * 2013-01-31 2014-08-11 엘지디스플레이 주식회사 TFT array substrate and manufacturing methods therefor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080048261A (en) * 2006-11-28 2008-06-02 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display panel of horizontal electronic fileld applying type and method of fabricating the same
KR20090009613A (en) * 2007-07-20 2009-01-23 엘지디스플레이 주식회사 An array substrate of liquid crystal display device and the method for fabricating thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080048261A (en) * 2006-11-28 2008-06-02 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display panel of horizontal electronic fileld applying type and method of fabricating the same
KR20090009613A (en) * 2007-07-20 2009-01-23 엘지디스플레이 주식회사 An array substrate of liquid crystal display device and the method for fabricating thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140098894A (en) * 2013-01-31 2014-08-11 엘지디스플레이 주식회사 TFT array substrate and manufacturing methods therefor

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