KR20130036681A - Oxide thin film transistor array substrate and the method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An oxide thin film transistor array substrate and a manufacturing method thereof are provided to omit an additional mask process for forming a pixel electrode. CONSTITUTION: A gate electrode(120) and a gate line(123) of a gate pad part are formed at the same time. A drain electrode(142) is connected to a pixel electrode(137). A drain electrode pattern, a pixel electrode pattern, and an active layer are made of oxide semiconductor. The patterns and the active layer are patterned at the same time by using one mask. A plasma process is performed on the patterns to form the drain electrode and the pixel electrode.

Description

산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법{Oxide Thin Film Transistor Array Substrate and the method of manufacturing the same}[0001] The present invention relates to an oxide thin film transistor array substrate and a method of manufacturing the same,

본 발명의 실시예들은 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정 마스크 수를 줄이는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to an oxide thin film transistor array substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an oxide thin film transistor array substrate for reducing the number of process masks and a manufacturing method thereof.

액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)와 같은 평판표시장치(Flat Panel Display)에서는 각각의 화소에 박막트랜지스터와 같은 능동소자가 구비되어 표시소자를 구동한다. 이러한 방식의 표시소자의 구동방식을 흔히 액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식이라 하는데 상기 액티브 매트릭스방식에서는 상기 박막트랜지스터가 각각의 화소에 배치되어 해당 화소를 구동하게 된다.In a flat panel display such as a liquid crystal display device, each pixel is provided with an active element such as a thin film transistor to drive the display element. In the active matrix method, the thin film transistor is arranged in each pixel to drive the corresponding pixel.

한편, 일반적인 박막트랜지스터는 반도체층으로 비정질 실리콘을 이용하여 왔으나, 상기 비정질 실리콘은 전자 이동속도가 느려서 초대형 화면에서는 고해상도 및 고속구동 능력을 실현하기가 어려웠다. 그래서 비정질 실리콘보다 전자 이동속도가 10배 이상 빠른 산화물 박막트랜지스터가 등장하였고 이것은 최근 UD(Ultra Definition) 이상의 고해상도 및 240Hz이상의 고속구동에 적합한 소자로 각광받고 있다.On the other hand, a general thin film transistor has used amorphous silicon as a semiconductor layer. However, since the amorphous silicon has a slow electron transfer rate, it has been difficult to realize a high resolution and a high driving capability in a very large screen. Therefore, an oxide thin film transistor having an electron transfer rate 10 times faster than that of amorphous silicon has emerged. Recently, it has been attracting attention as a device suitable for high resolution of over UD (Ultra Definition) and high-speed driving of 240 Hz or more.

상기 액정표시소자는 주로 마스크를 이용한 포토리소그래피공정과 같은 복잡한 공정에 의해 제작되는데, 여기서 종래의 산화물 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 구성 및 제조과정을 도 1 및 도 2를 통하여 상세하게 알아본다.The liquid crystal display device is manufactured by a complicated process such as a photolithography process using a mask. The structure and manufacturing process of the conventional oxide-oxide-TFT array substrate substrate will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 1은 종래 산화물 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 단면도이며, 도 2는 종래 산화물 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 제작과정에 대한 순서도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional oxide-oxide-thin-film transistor array substrate, and FIG. 2 is a flow chart of a manufacturing process of a conventional oxide-oxide thin film transistor array substrate.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(10) 위에 금속을 적층하여 금속층(미도시)을 형성한 후 제 1 마스크공정으로 제1감광막패턴(미도시)을 형성한다.As shown in FIG. 1, a metal layer (not shown) is first formed on the substrate 10 to form a first photoresist pattern (not shown) by a first mask process.

이어서, 상기 제1감광막패턴으로 상기 금속층(미도시)을 블로킹한 상태에서 식각공정을 진행하여 상기 기판(10)상에 게이트라인(미도시)과 게이트 전극(20)을 형성한다.(S1)Then, a gate line (not shown) and a gate electrode 20 are formed on the substrate 10 by performing the etching process in a state where the metal layer (not shown) is blocked with the first photoresist pattern.

그 다음, 상기 제1감광막패턴을 제거한후 상기 게이트 전극(20)을 포함한 기판(10) 전체에 게이트 절연막(25)과, 산화물 반도체 및 에치 스탑퍼(35)층(etch stopper)을 차례로 증착한다.(S2, S3, S4)After the first photoresist pattern is removed, a gate insulating layer 25, an oxide semiconductor and an etch stopper layer (etch stopper) 35 are sequentially deposited on the entire substrate 10 including the gate electrode 20 (S2, S3, S4)

이어서, 상기 에치 스탑퍼(35)층상에 제2감광막(미도시)을 도포한후 상기 제2감광막위에 제2마스크공정으로 제2감광막패턴(미도시)을 형성한다. 그 다음, 상기 제2감광막패턴(미도시)으로 상기 채널영역상에 위치하는 에치 스탑퍼(35)부분을 블로킹한 상태에서 식각하여 에치 스탑퍼(35)를 형성한다.(S5)Next, a second photoresist layer (not shown) is coated on the etch stopper layer 35, and a second photoresist pattern (not shown) is formed on the second photoresist layer by a second mask process. Next, the etch stopper 35 is formed by etching the portion of the etch stopper 35 located on the channel region with the second photoresist pattern (not shown) in a blocking state.

이어서, 제3감광막(미도시)을 도포한후 제3마스크(미도시)를 이용하여 제3감광막패턴(미도시)을 형성한다. 그다음, 상기 제3감광막패턴(미도시)으로 상기 산화물 반도체층의 일정부분을 블로킹시킨 상태에서 식각하여 액티브층(30)을 형성한다.(S6)Next, a third photoresist pattern (not shown) is formed by applying a third photoresist (not shown) and then using a third mask (not shown). Then, the active layer 30 is formed by etching a part of the oxide semiconductor layer with the third photoresist pattern (not shown) being blocked. (S6)

이어서, 기판(10) 전체에 금속도전물질을 증착한후 상기 금속도전물질층상에 제4감광막(미도시)을 도포한후 제4마스크공정으로 제4감광막패턴(미도시)을 형성한다. 그다음, 상기 제4감광막패턴으로 상기 금속도전물질층의 일부분을 블로킹한 채로 식각하여 소스 전극(41) 및 드레인 전극(42)을 형성한다.(S7)Next, a metal conductive material is deposited on the entire substrate 10, a fourth photosensitive film (not shown) is coated on the metal conductive material layer, and a fourth photosensitive film pattern (not shown) is formed by a fourth mask process. Then, the source electrode 41 and the drain electrode 42 are formed by etching a portion of the metal conductive material layer with the fourth photoresist pattern being blocked (S7)

그리고 이어서, 상기 기판(10)상에 패시베이션층(passivation layer) (50)을 일정두께 이상으로 증착한다.(S8) Then, a passivation layer 50 is deposited on the substrate 10 to a predetermined thickness or more (S8)

그 후, 상기 패시베이션층(50) 위에 제5감광막(미도시)을 도포하고, 제5마스크공정으로 제5감광막패턴(미도시)을 형성한다. 이어서, 상기 제5감광막패턴(미도시)을 이용하여 상기 패시베이션층(50)을 선택적으로 식각하여 상기 드레인 전극(42)을 노출시키는 콘택홀(미도시)과 외부의 게이트 패드 및 데이터 패드의 콘택홀(미도시)을 형성한다.(S9)Then, a fifth photosensitive film (not shown) is coated on the passivation layer 50, and a fifth photosensitive film pattern (not shown) is formed in the fifth mask process. Then, the passivation layer 50 is selectively etched using the fifth photoresist pattern (not shown) to expose the drain electrode 42, and a contact hole (not shown) Thereby forming a hole (not shown). (S9)

그다음, 상기 제5감광막패턴을 제거한후, 상기 콘택홀(미도시)을 포함한 패시베이션층(50)상에 ITO와 같은 투명도전물질을 증착한다. 이어서, 상기 투명도전물질층상에 제6마스크공정으로 제6감광막패턴(미도시)을 형성하고, 식각하여 상기 드레인 전극(42)과 전기적으로 연결되는 화소 전극 (P)을 형성한다.(S10)After the fifth photoresist pattern is removed, a transparent conductive material such as ITO is deposited on the passivation layer 50 including the contact hole (not shown). A sixth photoresist pattern (not shown) is formed on the transparent conductive material layer by a sixth mask process and etched to form a pixel electrode P electrically connected to the drain electrode 42. In operation S10,

마스크 공정은 박막 증착, 감광막(미도시) 도포, 포토리소그래피 공정, 감광막패턴 형성 공정, 에칭 공정을 포함하므로 하나의 마스크 공정에는 많은 시간 및 비용이 요구된다.Since the mask process includes a thin film deposition, a photoresist (not shown) application, a photolithography process, a photoresist pattern formation process, and an etching process, a single mask process requires much time and cost.

따라서 상기와 같은 공정방식은 종래의 비정질 실리콘을 이용한 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조 방식을 따른 것으로서 많은 마스크 공정으로 인해 비용 및 시간이 많이 소모되는 단점이 있었다.Accordingly, the above-described process has been disadvantageous in that it requires a lot of cost and time due to a lot of mask processes since the conventional method of manufacturing an oxide thin film transistor array substrate using amorphous silicon.

따라서 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예들은 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 마스크 공정 수를 줄이는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명을 실시하기 위한 구체적 내용 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Accordingly, in order to solve the above problems, the embodiments of the present invention aim to reduce the number of mask processes of the oxide thin film transistor array substrate. Other objects and features of the present invention will be described in the following detailed description and claims.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판은 기판; 상기 기판 상부에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극의 상부에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상부에서, 상기 게이트 전극과 중첩하며 산화물 반도체로 형성된 액티브층; 상기 게이트 절연막 상부에 형성되며, 상기 액티브층에서 연장된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극에서 연장된 화소 전극; 상기 액티브층의 상부에 형성되는 에치 스탑퍼; 및 상기 에치 스탑퍼 상부에 형성되며, 상기 액티브층과 접촉하는 소스전극;을 포함하며, 상기 화소 전극 및 드레인 전극은 플라즈마 처리를 통해 상기 산화물 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an oxide thin film transistor array substrate comprising: a substrate; A gate electrode formed on the substrate; A gate insulating layer formed on the gate electrode; An active layer formed on the gate insulating film, the active layer being formed of an oxide semiconductor and overlapping the gate electrode; A drain electrode formed on the gate insulating layer and extending from the active layer, and a pixel electrode extending from the drain electrode; An etch stop formed on the active layer; And a source electrode formed on the etch stopper and in contact with the active layer, wherein the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal in which the oxide semiconductor is metallized through a plasma treatment.

바람직하게는, 상기 에치 스탑퍼는 상기 플라즈마 처리시에 상기 액티브층이 금속화되는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.Advantageously, the etch stopper is configured to block the metalization of the active layer during the plasma treatment.

또한, 상기 액티브층은 a-IGZO 반도체(In-Ga-Zn-O 계 복합 산화물 반도체)로 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the active layer is formed of an a-IGZO semiconductor (In-Ga-Zn-O-based composite oxide semiconductor).

또한, 상기 화소 전극 및 드레인 전극은 상기 a-IGZO 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal obtained by metallizing the a-IGZO semiconductor.

또한, 상기 소스전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 걸쳐 형성되는 패시베이션층; 및 상기 패시베이션층의 상부에 화소전극과 중첩하여 형성되는 공통전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.A passivation layer over the source electrode and over the entire surface of the substrate; And a common electrode formed on the passivation layer so as to overlap the pixel electrode.

또한, 상기 공통전극은 상기 화소 전극의 상부에서 복수의 슬릿(slit)을 두며 형성되어 상기 화소 전극과 프린지 필드를 형성하는 것을 특징으로 한다.The common electrode is formed with a plurality of slits at the upper portion of the pixel electrode to form the pixel electrode and the fringe field.

한편, 또 다른 일 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판은 기판; 상기 기판 상부에 형성되는 소스전극; 상기 기판 상부에서, 상기 소스 전극과 중첩하며 산화물 반도체로 형성된 액티브층; 상기 기판 상부에 형성되며, 상기 액티브층에서 연장된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극에서 연장된 화소 전극; 상기 액티브층의 상부에 형성된 에치 스탑퍼; 상기 에치 스탑퍼의 상부이며 상기 기판의 전면에 형성된 절연층; 및 상기 절연층 상부에 형성되며, 상기 액티브층과 중첩하는 게이트 전극;을 포함하며, 상기 화소 전극 및 드레인 전극은 플라즈마 처리를 통해 상기 산화물 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성된 것을 특징으로 한다.Meanwhile, an oxide thin film transistor array substrate according to another embodiment includes a substrate; A source electrode formed on the substrate; An active layer overlying the substrate, the active layer being overlapped with the source electrode and formed of an oxide semiconductor; A pixel electrode formed on the substrate and extending from the active layer and extending from the drain electrode; An etch stop formed on top of the active layer; An insulating layer formed on the front surface of the substrate and above the etch stopper; And a gate electrode formed on the insulating layer, the gate electrode overlapping the active layer, and the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal formed by metallizing the oxide semiconductor through a plasma treatment.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법은 기판의 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 게이트 절연막, 산화물 반도체층을 순차적으로 증착하는 단계; 하나의 마스크로 상기 산화물 반도체층을 패터닝하여 상호간에 연결된 액티브층, 드레인 전극 패턴 및 화소 전극 패턴을 형성하는 단계; 상기 액티브층의 상부에 에치 스탑퍼를 형성하는 단계; 상기 드레인 전극 패턴 및 화소 전극 패턴을 플라즈마 처리하여 금속화함으로써 드레인 전극 및 화소 전극을 형성하는 단계; 및 상기 에치 스탑퍼의 상부에 상기 액티브층과 접촉하는 소스 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating an oxide thin film transistor array substrate, including: forming a gate electrode on a substrate; Sequentially depositing a gate insulating layer and an oxide semiconductor layer on the entire surface of the substrate over the gate electrode; Patterning the oxide semiconductor layer with a single mask to form an active layer, a drain electrode pattern and a pixel electrode pattern connected to each other; Forming an etch stopper on top of the active layer; Forming a drain electrode and a pixel electrode by metallizing the drain electrode pattern and the pixel electrode pattern by plasma treatment; Forming a source electrode in contact with the active layer on top of the etch stopper; And a control unit.

바람직하게는, 상기 드레인 전극 및 화소 전극을 형성하는 단계는 상기 에치 스탑퍼가 상기 플라즈마 처리로부터 상기 액티브층의 금속화를 차단하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of forming the drain electrode and the pixel electrode is characterized in that the etch stopper interrupts the metallization of the active layer from the plasma treatment.

또한, 상기 산화물 반도체층은 a-IGZO 반도체인 것을 특징으로 한다.Further, the oxide semiconductor layer is an a-IGZO semiconductor.

또한, 상기 소스 전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 패시베이션층을 형성하는 단계; 및 상기 패시베이션층의 상부이며, 상기 화소 전극과 중첩하는 영역에 공통전극을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.Forming a passivation layer on the entire surface of the substrate above the source electrode; And forming a common electrode in an area of the passivation layer and overlapping the pixel electrode.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법은,The oxide thin film transistor array substrate and the manufacturing method thereof according to at least one embodiment of the present invention configured as described above,

화소전극을 드레인 전극 및 액티브층과 동일한 마스크를 이용하여 패터닝함으로써, 종래에 화소 전극을 형성하기 위한 별도의 마스크 공정을 제거 할 수 있다.By patterning the pixel electrode using the same mask as the drain electrode and the active layer, it is possible to eliminate a separate mask process for forming the pixel electrode conventionally.

또한, 한 개의 마스크 공정을 줄임으로써, 공정의 단순화, 생산성 향상, 비용 및 시간 감축을 달성할 수 있다.Further, by reducing one mask process, simplification of the process, improvement of productivity, cost and time reduction can be achieved.

또한, 종래에서 드레인 전극 및 컨택홀이 형성되던 영역을 투명한 도전성 물질로 형성함으로써, 개구율을 향상시킬 수 있다.In addition, by forming the region where the drain electrode and the contact hole are conventionally formed from a transparent conductive material, the aperture ratio can be improved.

도 1은 종래 산화물 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 단면도이다.
도 2는 종래 산화물 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 제작과정에 대한 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A1~A1', 게이트 패드를 나타낸 B1~B1', 데이터 패드를 나타낸 C1~C1'의 절단면을 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A2~A2', 게이트 패드를 나타낸 B2~B2', 데이터 패드를 나타낸 C2~C2'의 절단면을 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A3~A3', 게이트 패드를 나타낸 B3~B3', 데이터 패드를 나타낸 C3~C3'의 절단면을 도시한 단면도이다.
도 6a부터 도6g까지는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 순서도이다.
1 is a cross-sectional view of a conventional oxide-oxide-thin-film transistor array substrate.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a conventional oxide-oxide-thin-film transistor array substrate.
3A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating cut-away surfaces of the thin film transistor and the pixel region of FIG. 3A and the cut-off surfaces of C1-C1 'showing data pads A1-A1', B1-B1 'of the gate pad and data pad.
4A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a cross-sectional view of the thin film transistor and the pixel region of FIG. 4A taken along the line A2-A2 ', the gate pad B2-B2', and the data pad C2-C2 '.
5A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating cut-away surfaces of the thin film transistor and the pixel region of FIG. 5A, A3 to A3 'of the pixel region, B3 to B3' of the gate pad, and C3 to C3 'of the data pad.
6A to 6G are sectional views of a method of manufacturing an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, an oxide thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 ㅇ 유사한 구성에 대해서는 동일 ㅇ 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. In the present specification, similar components are denoted by similar reference numerals in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first explanation.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위해 확대 또는 축소되어 도시되어 있을수 있음이 고려되어야 한다.In addition, it should be considered that the constituent elements of the drawings attached hereto can be enlarged or reduced for convenience of explanation.

도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이며, 도 3b는 도 3a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A1~A1', 게이트 패드를 나타낸 B1~B1', 데이터 패드를 나타낸 C1~C1'의 절단면을 도시한 단면도이다.FIG. 3A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 ' Sectional views taken along lines C1 to C1 'shown in FIG.

본 발명의 제 1 실시예는 TN모드인 것을 특징으로 하며, 상기 도면은 어레이 기판의 한 화소 영역만을 도시하였다.The first embodiment of the present invention is characterized by being in the TN mode, which shows only one pixel region of the array substrate.

먼저 도 3a를 보면, 데이터 라인(143)과 교차되는 게이트 라인(123)사이의 공간을 화소영역으로 정의하며, 상기 화소 영역의 일 공간에는 박막트랜지스터(미도시)가 형성된다. 3A, a space between a data line 143 and a gate line 123 intersecting with each other is defined as a pixel region, and a thin film transistor (not shown) is formed in one space of the pixel region.

상기 박막트랜지스터는 스위칭 소자로서, 기판의 최하층에 상기 게이트 라인(123)과 연결된 게이트 전극(120)과, 그 상층으로 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상층의 액티브층과, 상기 액티브층 상부에 형성되는 에치 스탑퍼(135), 상기 데이터 라인(143)의 일 영역에서 게이트 전극(120)의 방향으로 연장되어 형성된 소스 전극(141), 상기 액티브층을 중심으로 상기 소스 전극(141)의 반대편에 형성된 드레인 전극(142) 및 상기 드레인 전극(142)으로 구성될 수 있다.The thin film transistor is a switching element, which includes a gate electrode 120 connected to the gate line 123 at the lowest layer of the substrate, a gate insulating film as an upper layer thereof, an active layer above the gate insulating film, A source electrode 141 formed to extend in the direction of the gate electrode 120 in one region of the data line 143 and a source electrode 141 formed on the opposite side of the source electrode 141 with respect to the active layer, A drain electrode 142, and a drain electrode 142. As shown in FIG.

상기 박막트랜지스터의 동작은 게이트 라인(123)으로부터 전송된 게이트 전압에 의해 액티브층에 채널이 도통되는 경우, 데이터 라인(143)으로부터 전송된 데이터 전압이 소스 전극(141), 액티브층을 통하여 드레인 전극(142)으로 전달되어 화소 전극(137)에 인가되는 형식으로 구동된다. In the operation of the thin film transistor, when the channel is conducted to the active layer by the gate voltage transmitted from the gate line 123, the data voltage transmitted from the data line 143 is applied to the source electrode 141, And is then applied to the pixel electrode 137 to be driven.

여기서 상기 드레인 전극(142)의 일 면은 일 방향으로 연장되어 화소 전극(137)과 연결될 수 있다. 상기 화소 전극(137)은 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판과 대향하는 컬러 필터 기판(미도시)의 상면에 형성된 공통전극과 전계를 형성할 수 있으며, 상기 공통전극과 화소 전극(137) 사이에 개재되는 액정층에 상기 전계를 가하여 액정층의 분자배열을 변화시킬 수 있다. One surface of the drain electrode 142 may extend in one direction and may be connected to the pixel electrode 137. The pixel electrode 137 can form an electric field with a common electrode formed on the upper surface of a color filter substrate (not shown) opposite to the oxide thin film transistor array substrate, and a liquid crystal The molecular arrangement of the liquid crystal layer can be changed by applying the electric field to the layer.

상기 화소 전극(137)은 박막트랜지스터가 형성된 영역을 제외한 사각형 형상을 가지며 한 화소에 대응되는 크기를 가질 수 있다.The pixel electrode 137 has a rectangular shape except a region where the thin film transistor is formed, and may have a size corresponding to one pixel.

한편, 상기 도면에는 도시하지 않았으나, 화소 전극(137)의 일 영역과 중첩하는 부분에 스토리지 커패시터가 형성되어, 박막트랜지스터가 오프(off) 동작하는 동안 액정에 인가된 데이터를 다음 데이터가 인가되기 전 까지 상기 화소 전극(137)의 전압을 유지할 수 있다. 상기 스토리지 커패시터는 데이터 라인(143)과 동일층을 이루며 상기 화소 전극(137)의 일 영역과 중첩하는 제 1 스토리지전극(미도시)과 화소 전극(137)과 동일한 제 2 스토리지 전극으로 구성될 수 있다.Although not shown in the drawing, a storage capacitor is formed at a portion overlapping one area of the pixel electrode 137, and data applied to the liquid crystal during the off operation of the thin film transistor is applied to the pixel electrode The voltage of the pixel electrode 137 can be maintained. The storage capacitor may include a first storage electrode (not shown) which overlaps with one region of the pixel electrode 137 and a second storage electrode which is the same as the pixel electrode 137, have.

그리고 데이터 라인(143)에서 연장된 끝 부분에는 데이터 패드가 형성될 수 있으며, 게이트 라인(123)에서 연장된 끝 부분에는 게이트 패드가 형성될 수 있다.A data pad may be formed at an end portion extending from the data line 143, and a gate pad may be formed at an end portion extending from the gate line 123.

상기 데이터 패드 및 게이트 패드는 각각 데이터 라인(143), 게이트 라인(123)과 연결되어 있으며, 상기 라인들과 연결된 투명한 도전성 금속이 데이터 드라이버, 게이트 드라이버와 연결되어 신호전압을 각 라인에 전달할 수 있다.The data pad and the gate pad are connected to the data line 143 and the gate line 123, respectively, and a transparent conductive metal connected to the lines is connected to the data driver and the gate driver to transmit a signal voltage to each line .

이하, 도 3b를 통하여 박막트랜지스터의 단면을 상세하게 살펴본다. Hereinafter, a cross-sectional view of the thin film transistor will be described in detail with reference to FIG. 3B.

상기 박막트랜지스터는 게이트 전극(120), 게이트 절연막, 액티브층, 드레인 전극(142), 에치 스탑퍼(135), 소스 전극(141)이 차례로 적층된 구성을 가질 수 있다. The thin film transistor may have a structure in which a gate electrode 120, a gate insulating film, an active layer, a drain electrode 142, an etch stopper 135, and a source electrode 141 are sequentially stacked.

게이트 전극(120)은 게이트 패드부의 게이트 라인(123)과 동시에 형성될 수 있다.The gate electrode 120 may be formed simultaneously with the gate line 123 of the gate pad portion.

그리고, 상기 액티브층은 게이트 전극(120)과 중첩하는 영역에서 게이트 절연막의 상부에 형성될 수 있다. The active layer may be formed on the gate insulating film in a region overlapping the gate electrode 120.

한편, 상기 액티브층은 산화물 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 산화물 반도체의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어 Zn 산화물계 물질로, Zn 산화물, In-Zn 산화물, Ga-In-Zn 산화물 등과 여기에 유기물 등 다른 물질을 더 포함한 물질로 형성된 것일 수 있다.On the other hand, the active layer may be formed of an oxide semiconductor, and the kind of the oxide semiconductor is not limited. For example, a Zn oxide-based material, and may be formed of a material containing Zn oxide, In-Zn oxide, Ga-In-Zn oxide, or the like and further containing other substances such as organic substances.

바람직하게는, 상기 산화물 반도체는 ZnO에 인듐(indium; In)과 갈륨(gallium; Ga)과 같은 중금속이 함유된 a-IGZO 반도체가 될 수 있다.Preferably, the oxide semiconductor may be an a-IGZO semiconductor containing heavy metals such as indium (In) and gallium (Ga) in ZnO.

상기 a-IGZO 반도체는 가시광선을 통과시킬 수 있어 투명하며, 또한 상기 a-IGZO 반도체로 제작된 산화물 박막트랜지스터는 1 ~ 100cmㅂ/Vs의 이동도를 가져 비정질 실리콘 박막트랜지스터에 비해 높은 이동도 특성을 나타낸다.The a-IGZO semiconductor can transmit visible light and is transparent, and the oxide thin film transistor fabricated from the a-IGZO semiconductor has a mobility of 1 to 100 cm / Vs, so that the a-IGZO semiconductor has a higher mobility characteristic than the amorphous silicon thin film transistor .

또한, 상기 a-IGZO 반도체는 넓은 밴드 갭을 가져 높은 색순도를 갖는 UV 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 백색 LED와 그밖에 다른 부품들을 제작할 수 있으며, 저온에서 공정이 가능하여 가볍고 유연한 제품을 생산할 수 있는 특징을 가지고 있다.In addition, the a-IGZO semiconductor can produce UV light emitting diode (LED), white LED, and other components having a wide band gap and high color purity and can process at low temperature to produce a light and flexible product .

더욱이 상기 a-IGZO 반도체로 제작된 산화물 박막트랜지스터는 비정질 실리콘 박막트랜지스터와 비슷한 균일한 특성을 나타냄에 따라 부품 구조도 비정질 실리콘 박막트랜지스터처럼 간단하며, 대면적 디스플레이에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다.Moreover, since the oxide thin film transistor fabricated from the a-IGZO semiconductor exhibits a uniform characteristic similar to that of an amorphous silicon thin film transistor, the structure of the oxide thin film transistor is as simple as an amorphous silicon thin film transistor and has advantages of being applicable to a large area display.

한편, 상기 액티브층의 일편으로 드레인 전극(142)이 전기적으로 연결되어 형성되며, 상기 드레인 전극(142)은 화소 전극(137)과 연결되어 있다.Meanwhile, a drain electrode 142 is electrically connected to one of the active layers, and the drain electrode 142 is connected to the pixel electrode 137.

여기서 드레인 전극 패턴 및 화소 전극 패턴, 액티브층은 동일한 산화물 반도체로 형성되며, 한 개의 마스크를 이용하여 동시에 패터닝될 수 있다. Here, the drain electrode pattern, the pixel electrode pattern, and the active layer are formed of the same oxide semiconductor, and can be simultaneously patterned using one mask.

그리고 상기 드레인 전극 패턴과 상기 화소 전극 패턴은 플라즈마 처리에 의하여 금속화되어 도전성 금속의 드레인 전극(142)과 화소 전극(137)이 될 수 있다.The drain electrode pattern and the pixel electrode pattern may be metallized by a plasma treatment to form the drain electrode 142 and the pixel electrode 137 of the conductive metal.

상기 플라즈마 처리로 인하여 드레인 전극(142)과 화소 전극(137)은 투명한 산화물 반도체에서 투명한 도전성 금속으로 바뀌어 질 수 있다.Due to the plasma treatment, the drain electrode 142 and the pixel electrode 137 can be changed from a transparent oxide semiconductor to a transparent conductive metal.

다만, 상기 액티브층의 상부에는 에치 스탑퍼(135)가 존재하기 때문에 상기 에치 스탑퍼(135)가 플라즈마 처리의 차단 역할을 하여 상기 액티브층은 플라즈마 처리가 이루어지지 않는다.However, since the etch stopper 135 exists on the active layer, the etch stopper 135 serves as an interruption of the plasma treatment, so that the active layer is not plasma-treated.

한편, 상기 에치 스탑퍼(135)는 식각 공정시에 채널이 형성되는 액티브층의 상부가 데미지(damage)를 입지 않도록 하는 역할을 하기도 한다.Meanwhile, the etch stopper 135 serves to prevent damage to the upper portion of the active layer in which the channel is formed during the etching process.

이상으로 검토한 바와 같이 종래기술에서는 화소 전극(137)을 별도의 마스크를 이용하여 형성하였으나, 본 발명의 제 1 실시예는 액티브층(130)과 드레인 전극(142), 화소 전극(137)을 하나의 마스크를 이용하여 패터닝함으로써 화소 전극(137)에 대한 독립적인 마스크가 필요하지 않게 되어 마스크 공정수를 감소시킬 수 있다.The first embodiment of the present invention has the active layer 130 and the drain electrode 142 and the pixel electrode 137 as the pixel electrode 137. However, It is not necessary to use an independent mask for the pixel electrode 137 by patterning using a single mask, so that the number of mask processes can be reduced.

한편, 상기 에치 스탑퍼(135)의 상부에는 소스 전극(141)이 액티브층과 전기적으로 접촉하며 형성될 수 있으며, 데이터 패드부에 데이터 라인(143)이 동시에 형성될 수 있다. Meanwhile, the source electrode 141 may be formed on the etch stopper 135 in electrical contact with the active layer, and the data line 143 may be formed on the data pad portion at the same time.

이어서, 상기 소스 전극(141)의 상부이며 기판의 전면에 해당하는 영역에는 패시베이션층(passivation layer)가 평탄하게 형성될 수 있으며, 데이터 패드와 게이트 패드에는 각각 제 1 컨택홀(171) 및 제 2 컨택홀(172)이 형성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 컨택홀(172)은 투명한 도전성 금속막으로 형성되어 각각 게이트 라인(123) 및 데이터 라인(143)과 접촉한다.A passivation layer may be formed on the upper surface of the source electrode 141 and on the entire surface of the substrate. The data pad and the gate pad may have first contact holes 171 and second A contact hole 172 may be formed. The first and second contact holes 172 are formed of a transparent conductive metal film and contact the gate line 123 and the data line 143, respectively.

이하, 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 구조에 대하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the structure of the oxide thin film transistor array substrate according to the second and third embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 제 2 및 제 3 실시예는 FFS(Fringe Field Switching) 모드인 것을 특징으로 하며, 제 2 실시예는 바텀 게이트 타입(Bottom Gate Type)이며 제 3 실시예는 탑 게이트 타입(Top Gate Tye)이다.The second and third embodiments of the present invention are characterized by being FFS (Fringe Field Switching) mode, the second embodiment is a bottom gate type, the third embodiment is a top gate type )to be.

먼저 본 발명의 제 2 실시예부터 설명하기로 한다. First, the second embodiment of the present invention will be described.

도 4a는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A2~A2', 게이트 패드를 나타낸 B2~B2', 데이터 패드를 나타낸 C2~C2'의 절단면을 도시한 단면도이다.FIG. 4A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view of the thin film transistor of FIG. Sectional view taken along line II-II 'in FIG.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판은, 게이트 라인, 데이터 라인, 박막트랜지스터, 공통 전극, 및 화소 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드를 포함하여 이루어진다.An oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention includes a gate line, a data line, a thin film transistor, a common electrode, and a pixel electrode, a gate pad, and a data pad.

상기 게이트 라인은 제1 방향, 예를 들어 가로 방향으로 배열되어 있고, 상기 데이터 라인은 상기 제 2 방향, 예를 들어 세로 방향으로 배열되어 있다. 그리고 상기 데이터 라인은 제 2 방향으로 배열되되, 각이 진 S 모양으로 굴곡져 형성될 수 있다. 이때, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차 배열되어 화소 영역이 정의된다.The gate lines are arranged in a first direction, for example, in a lateral direction, and the data lines are arranged in the second direction, for example, a longitudinal direction. The data lines may be arranged in a second direction, and each of the data lines may be formed by bending in a S-shape. At this time, the gate line and the data line are arranged in an intersecting manner to define a pixel region.

상기 박막트랜지스터는 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차하는 영역에 형성된다. 그리고 상기 박막트랜지스터는 게이트 전극, 게이트 절연막, 액티브층, 에치 스탑퍼, 소스 전극 및 드레인 전극(340)을 포함하여 이루어진다.The thin film transistor is formed in a region where the gate line and the data line cross each other. The thin film transistor includes a gate electrode, a gate insulating film, an active layer, an etch stopper, a source electrode, and a drain electrode 340.

그리고 상기 게이트 전극은 상기 게이트 라인과 동시에 형성되며 상기 도면에서는 상기 소스 전극과 중첩하는 상기 게이트 라인의 일 영역을 지칭할 수 있다. 한편, 상기 게이트 전극은 상기 게이트 라인에서 제 2 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다. And the gate electrode may be formed at the same time as the gate line and may refer to one region of the gate line overlapping the source electrode in the figure. The gate electrode may extend from the gate line in a second direction.

그리고 상기 게이트 전극의 상부로 일반적인 반도체 소자에 사용되는 절연 물질, 예를 들어 산화물 또는 질화물을 이용하여 게이트 절연막이 증착된다.A gate insulating layer is deposited on the gate electrode using an insulating material such as an oxide or a nitride used for a general semiconductor device.

이어서, 상기 게이트 절연막의 상부에 액티브층이 형성된다. 상기 액티브층은 상기 게이트 전극과 상기 소스 및 드레인 전극(320, 340) 사이의 중간층에 산화물 반도체로 형성되어 박막트랜지스터가 동작할 때 전자가 이동하는 채널을 형성하는 역할을 한다.Then, an active layer is formed on the gate insulating film. The active layer is formed of an oxide semiconductor in an intermediate layer between the gate electrode and the source and drain electrodes 320 and 340 to form a channel through which electrons move when the thin film transistor operates.

이때, 상기 산화물 반도체는 ZnO에 인듐(indium; In)과 갈륨(gallium; Ga)과 같은 중금속이 함유된 a-IGZO 반도체가 될 수 있다.At this time, the oxide semiconductor may be an a-IGZO semiconductor containing heavy metals such as indium (In) and gallium (Ga) in ZnO.

한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 상기 액티브층은 한 개의 마스크 공정을 통하여 드레인 전극 및 화소 전극과 동시에 패턴될 수 있다. According to the second embodiment of the present invention, the active layer can be patterned simultaneously with the drain electrode and the pixel electrode through one mask process.

이때, 상기 드레인 전극 및 화소 전극은 상기 액티브층과 동일한 산화물 반도체로 형성되어, 동일한 마스크를 통해 액티브층과 함께 동시에 패턴된 다음 플라즈마 처리를 통하여 투명한 도전성 금속으로 금속화될 수 있다.At this time, the drain electrode and the pixel electrode may be formed of the same oxide semiconductor as the active layer, patterned simultaneously with the active layer through the same mask, and then metallized with a transparent conductive metal through a plasma treatment.

다만 여기서, 상기 플라즈마 처리시에 액티브층도 그 영향을 받을 수 있으나, 상기 액티브층의 상부에 에치 스탑퍼가 형성되어 플라즈마처리에 의한 금속화가 차단될 수 있다. 그리고, 상기 에치 스탑퍼는 상기 액티브층의 채널 형성 영역에 가해질수있는 데미지를 방지하는 역할을 하기도 한다.However, the active layer may be affected by the plasma treatment, but an etch stopper may be formed on the active layer to block the metallization by the plasma treatment. The etch stopper may also prevent damage to the channel forming region of the active layer.

따라서 종래기술에서는 별도의 마스크 공정으로 투명한 ITO(In-Tin-Oxide), IZO(InZnO) 도전막을 사용하여 화소 전극을 형성였으나, 본 발명의 제 2 실시예는 IGZO가 플라즈마 처리에 의하여 금속화(metallization)될 수 있다는 특성을 이용하여, 산화물 반도체의 패턴시에 드레인 전극 및 화소 전극까지 동시에 패터닝하게 되므로 화소 전극에 대한 별도의 마스크가 필요없어지게되어 마스크 공정 수를 줄일 수 있다.Therefore, in the prior art, a pixel electrode is formed using a transparent ITO (In-Tin-Oxide) or IZO (InZnO) conductive film by a separate mask process. However, in the second embodiment of the present invention, the IGZO is metallized since the drain electrode and the pixel electrode are patterned at the same time in the pattern of the oxide semiconductor, a separate mask for the pixel electrode is unnecessary, and the number of mask processes can be reduced.

이러한 마스크 공정 수를 줄임으로써 공정을 단순화시키고 공정에 들어가는 비용 및 시간도 줄일수 있으며, 생산성도 향상시킬 수 있다. By reducing the number of mask processes, the process can be simplified, cost and time for the process can be reduced, and productivity can be improved.

또한, 종래에는 드레인 전극 및 화소 전극과 드레인 전극이 접촉하기위한 컨택홀 영역을 불투명 도전성금속으로 형성하였었다. 그러나 본 발명의 제 2 실시예는 IGZO의 투명한 특성을 이용하기 때문에 박막트랜지스터 영역에서 빛이 투과하는 영역을 확장시키게되어 개구율도 향상시킬 수 있다.In addition, conventionally, the contact hole region for contacting the drain electrode, the pixel electrode, and the drain electrode is formed of an opaque conductive metal. However, since the second embodiment of the present invention utilizes the transparent characteristic of the IGZO, the region through which light is transmitted in the thin film transistor region is expanded, so that the aperture ratio can be improved.

한편, 상기 소스 전극은 상기 데이터 라인에서 게이트 라인이 향하는 제 1 방향으로 연장되어 상기 에치 스탑퍼의 상부까지 형성될 수 있다. 이때, 상기 소스 전극은 액티브층과 전기적으로 접촉하며, 데이터 라인의 데이터 전압을 액티브층의 채널을 통해 드레인 전극으로 공급할 수있다. The source electrode may extend in a first direction in which the gate line extends from the data line to an upper portion of the etch stopper. At this time, the source electrode is in electrical contact with the active layer, and the data voltage of the data line can be supplied to the drain electrode through the channel of the active layer.

그리고 상기 드레인 전극은 상기 액티브층의 측면에서 연결되어 형성되며 상기 액티브층과 전기적으로 접촉되어 형성될 수 있다.And the drain electrode is formed to be connected at the side of the active layer and may be formed in electrical contact with the active layer.

한편, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 연결되어 데이터 라인과 게이트 라인이 테두리를 형성하는 화소 영역의 전면에 형성될 수 있다. The pixel electrode may be formed on the entire surface of the pixel region, which is connected to the drain electrode and forms a border between the data line and the gate line.

또한, 상기 공통전극은 도 4a상에 도시되지는 않았으나 상기 화소 전극과 중첩하는 상부에서 데이터 라인과 동일한 모양을 갖는 복수의 슬릿(slit)모양의 제 2 개구부와 박막트랜지스터가 형성된 영역과 중첩하지 않는 제 2 개구부를 제외하고 화소 영역의 전면에 형성될 수 있다. Although not shown in FIG. 4A, the common electrode may include a plurality of slit-shaped second openings having the same shape as a data line at an upper portion overlapping the pixel electrodes, And may be formed on the entire surface of the pixel region except for the second opening.

따라서, 상기 도 4b의 단면도에서는, 상기 화소 전극이 전면 형성된것에 반해 상기 공통전극은 복수의 슬릿에 대응하는 복수의 제 2 개구부를 두며, 박막트랜지스터 영역에 제 1 개구부를 두는 형태로 형성될 수 있다. Therefore, in the cross-sectional view of FIG. 4B, the common electrode may have a plurality of second openings corresponding to a plurality of slits, while the pixel electrode is formed entirely, and the first openings may be formed in the thin film transistor region .

이때, 제 1 개구부를 두는 이유는 상기 공통 전극이 상기 박막 트랜지스터 영역에 형성될 경우, 상기 액티브층의 채널 영역에서 전자의 이동에 간섭이 발생할 수 있기 때문이다. The reason why the first opening is provided is that when the common electrode is formed in the thin film transistor region, interference may occur in the movement of electrons in the channel region of the active layer.

다만 상기 예에 한정되는 것은 아니며, 상기 공통전극과 화소 전극이프린지 필드를 형성하는 것이라면 상기 공통전극이 판 형상으로 형성되고, 상기 화소 전극이 화소 영역 내에 복수 개의 슬릿을 구비하는 형상을 가질수도 있다.However, the present invention is not limited to the above example. If the common electrode and the pixel electrode form a fringe field, the common electrode may be formed in a plate shape, and the pixel electrode may have a shape in which a plurality of slits are provided in the pixel region .

그리고 상기 게이트 라인과 연장하는 끝 부분에는 게이트 패드가, 상기 데이터 라인과 연장하는 끝 부분에는 데이터 패드가 형성되어 있다. A gate pad is formed at an end portion extending from the gate line, and a data pad is formed at an end portion extending from the data line.

상기 게이트 패드는 상부에 게이트 라인과 접촉할수 있는 제 1 컨택홀을 형성하고 상기 제 1 컨택홀 상부에 투명한 도전성 금속막을 형성하여 게이트 전압이 게이트 라인으로 인가될 수 있도록 한다.The gate pad has a first contact hole formed on an upper portion thereof to be in contact with a gate line, and a transparent conductive metal layer is formed on the first contact hole to allow a gate voltage to be applied to the gate line.

그리고 상기 데이터 패드는 상부에 데이터 라인과 접촉할수 있는 제 2 컨택홀을 형성하고 상기 제 2 컨택홀 위에 투명한 도전성 금속막을 형성하여 데이터 전압이 데이터 라인으로 인가될 수 있도록 한다. The data pad may have a second contact hole formed thereon to be in contact with the data line, and a transparent conductive metal film may be formed on the second contact hole to allow a data voltage to be applied to the data line.

이상으로 검토한, 본 발명의 제 2 실시예는 FFS 타입의 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판을 선택함으로써 제 1 실시예보다 보다 향상된 상,하,측면 시야각을 확보할 수 있다.In the second embodiment of the present invention which has been discussed above, by selecting an FFS-type oxide thin film transistor array substrate, it is possible to secure a higher viewing angle, a lower viewing angle, and a side viewing angle than the first embodiment.

이하, 본 발명의 제 3 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판에 대하여 상세히 설명해본다.Hereinafter, an oxide thin film transistor array substrate according to a third embodiment of the present invention will be described in detail.

도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 박막트랜지스터와 화소 영역을 나타낸 A3~A3', 게이트 패드를 나타낸 B3~B3', 데이터 패드를 나타낸 C3~C3'의 절단면을 도시한 단면도이다.5A is a plan view of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line A3-A3 ' Sectional view taken along line III-II 'of FIG.

상기 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판은 제 2 실시예와 마찬가지로 게이트 라인과 데이터 라인이 각각 제 1 방향, 제 2 방향으로 교차하며 화소영역을 정의하고, 상기 화소 영역에서는 하부에 화소 전극이 사각 판 형상으로 형성되며, 상부에 공통 전극이 형성되되, 박막트랜지스터 영역 상부의 제 1 개구부와 복수의 슬릿 형상의 제 2 개구부를 제외한 전면에 형성된다. In the oxide thin film transistor array substrate, a gate line and a data line intersect each other in a first direction and a second direction, respectively, as in the second embodiment, and a pixel region is defined. In the pixel region, a pixel electrode is formed in a rectangular plate shape And a common electrode is formed on the upper surface, except for the first opening above the thin film transistor region and the second opening with a plurality of slits.

그리고 상기 게이트 패드와 데이터 패드는 각각 게이트 라인 및 데이터 라인과 제 1 컨택홀 및 제 2 컨택홀의 상부에 형성된 투명한 도전성 금속막을 통하여 접속하는 형태로 구성될 수 있다.The gate pad and the data pad may be connected to each other through a transparent conductive metal film formed on the gate line and the data line and the first contact hole and the second contact hole, respectively.

여기서 상기 제 2 실시예와 크게 다른 부분은 박막트랜지스터 영역인바 이하 제 3 실시예에 따르는 박막트랜지스터를 보다 상세히 검토한다.The thin film transistor according to the third embodiment will now be described in detail with reference to the thin film transistor region which is largely different from the second embodiment.

본 발명의 제 3 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터는 탑 게이트 형태로서 소스 및 드레인 전극, 액티브층, 에치 스탑퍼, 절연층, 게이트 전극이 순차적으로 적층되어 구성되는 형태를 가진다.The oxide thin film transistor according to the third embodiment of the present invention has a top gate type in which source and drain electrodes, an active layer, an etch stopper, an insulating layer, and a gate electrode are sequentially stacked.

여기서 상기 소스 전극은 상기 기판의 상부에서 형성되며, 데이터 라인의 일 면에서 제 1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. The source electrode may be formed on the substrate and may extend in a first direction on one side of the data line.

이어서, 상기 산화물 반도체를 증착하여 액티브층, 드레인 전극 패턴, 화소 전극 패턴을 형성할 수 있다. 상기 드레인 전극 패턴 및 화소 전극패턴은 제 1 및 제 2 실시예에서 상술된 바와 같은 플라즈마 처리 공정을 통하여 드레인 전극 및 화소 전극으로 금속화될 수 있다.Then, the active layer, the drain electrode pattern, and the pixel electrode pattern can be formed by depositing the oxide semiconductor. The drain electrode pattern and the pixel electrode pattern may be metallized to the drain electrode and the pixel electrode through a plasma processing process as described in the first and second embodiments.

다만 이때, 상기 액티브층의 상부에는 에치 스탑퍼가 형성되어 있어 플라즈마 처리 공정시에 액티브층은 금속화가 이루어지지 않음은 앞에서 살펴본 바와 같다. At this time, the etch stopper is formed on the active layer, and the active layer is not metallized during the plasma treatment process.

그리고 상기 에치 스탑퍼의 상부이며 상기 기판의 전면에 걸쳐 평탄한 절연층이 형성될 수 있다.And a flat insulating layer may be formed on the upper surface of the etch stopper and over the entire surface of the substrate.

상기 절연층의 상부로, 상기 액티브층과 중첩하는 위치에 게이트 전극이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극은 게이트 라인의 일 부분일 수 있으며, 또는 게이트 라인으로부터 일 방향으로 연장되어 형성될수도 있다.A gate electrode may be formed on the insulating layer at a position overlapping the active layer. The gate electrode may be a part of the gate line, or may extend in one direction from the gate line.

그리고 상기 게이트 라인의 상부로 게이트 절연막이 형성될 수 있으며, 상기 게이트 절연막의 상부에는 제 2 실시예에서 설명한바와 같은 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 남겨둔채 공통 전극이 형성될 수 있다.A gate insulating layer may be formed on the gate line, and a common electrode may be formed on the gate insulating layer, leaving the first and second openings as described in the second embodiment.

이상으로 검토한 제 3 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판은 제 2 실시예와 마찬가지로 드레인 전극과 화소 전극을 한 마스크 공정으로 동시에 형성하여 종래기술에 비하여 마스크 공정수를 줄일 수 있다. The oxide thin film transistor array substrate according to the third embodiment discussed above can simultaneously form the drain electrode and the pixel electrode in the same mask process as in the second embodiment, thereby reducing the number of mask processes compared with the conventional technique.

이하, 본 발명의 실시예들에 따르는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법을 공정 단면도와 순서도를 통하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing an oxide thin film transistor according to embodiments of the present invention will be described in detail through a process sectional view and a flowchart.

여기서 상기 제조방법을 설명함에 있어, 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판을 선택하여 설명한다.Hereinafter, the oxide thin film transistor array substrate according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the manufacturing method.

도 6a부터 도6g까지는 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법의 단면도이며 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판의 순서도이다.6A to 6G are sectional views of a method of manufacturing an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart of an oxide thin film transistor array substrate according to a second embodiment of the present invention.

먼저 도 6a을 참조하여 설명한다. First, referring to FIG.

투명한 절연물질로 이루어진 기판 상부에는 게이트전극 및 게이트 라인이 형성될 수 있다. 상기 게이트전극은 제 1 도전막(미도시)을 상기 기판 전면에 증착한 후 제 1 감광막 및 제 1 마스크를 이용하는 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 형성한다. 여기서, 상기 제 1 도전막으로 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(W), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 탄탈(Ta) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전막은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 불투명한 도전물질을 사용할 수 있으며, 상기 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다.(SS1)A gate electrode and a gate line may be formed on a substrate made of a transparent insulating material. The gate electrode is formed by selectively depositing a first conductive layer (not shown) on the entire surface of the substrate, and then selectively patterning the layer through a photolithography process using a first photoresist layer and a first mask. Here, the first conductive layer may be formed of one selected from the group consisting of Al, Al alloy, tungsten, copper, nickel, chromium, molybdenum, titanium, A low resistance opaque conductive material such as platinum (Pt), tantalum (Ta), or the like can be used. The first conductive layer may be formed of an opaque conductive material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like. Layer structure. (SS1)

다음으로, 상기 게이트전극이 형성된 기판 전면에 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기절연막 또는 하프늄(hafnium; Hf) 옥사이드, 알루미늄 옥사이드와 같은 고유전성 산화막 등으로 이루어진 게이트절연막을 증착한다. 이때, 상기 게이트절연막은 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition; CVD) 또는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition; PECVD)으로 형성할 수 있다. (SS2)Next, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film (SiNx) or a silicon oxide film (SiO2) or a gate insulating film made of hafnium (Hf) oxide or a high dielectric oxide film such as aluminum oxide is deposited on the entire surface of the substrate on which the gate electrode is formed . At this time, the gate insulating layer may be formed by chemical vapor deposition (CVD) or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). (SS2)

그리고 상기 게이트 절연막이 형성된 기판 전면에 산화물 반도체층을 증착한다. 이때, 상기 산화물 반도체층의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어 Zn 산화물계 물질로, Zn 산화물, In-Zn 산화물, Ga-In-Zn 산화물 등과 여기에 유기물 등 다른 물질을 더 포함한 물질로 형성된 것일 수 있다. (SS3)An oxide semiconductor layer is deposited on the entire surface of the substrate having the gate insulating film formed thereon. At this time, the kind of the oxide semiconductor layer is not limited. For example, a Zn oxide-based material, and may be formed of a material containing Zn oxide, In-Zn oxide, Ga-In-Zn oxide, or the like and further containing other substances such as organic substances. (SS3)

그러나 바람직하게는, 상기 산화물 반도체층은 ZnO에 인듐(indium; In)과 갈륨(gallium; Ga)과 같은 중금속이 함유된 a-IGZO 반도체가 될 수 있다. 상기 a-IGZO 반도체는 갈륨산화물(Ga2O3), 인듐산화물(In2O3) 및 아연산화물(ZnO)의 복합체 타겟을 이용하여 스퍼터링(sputtering) 방법에 의해 형성될 수 있으며, 이외에도 화학기상증착이나 원자증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 등의 화학적 증착방법을 이용하는 것도 가능하다.However, preferably, the oxide semiconductor layer may be an a-IGZO semiconductor containing heavy metals such as indium (In) and gallium (Ga) in ZnO. The a-IGZO semiconductor may be formed by a sputtering method using a composite target of gallium oxide (Ga2O3), indium oxide (In2O3) and zinc oxide (ZnO), or may be formed by chemical vapor deposition or atomic deposition Layer deposition (ALD)) may be used.

이어서, 도 6b와 같이 산화물 반도체층을 패터닝한다. 이때, 상기 산화물 반도체층 상에 제 2 감광막(미도시)을 도포한 후 제 2 마스크공정으로 제 2 감광막패턴을 형성한다. 상기 제 2 감광막패턴은 액티브층과 화소 전극 패턴, 드레인 전극 패턴을 형성하기 위한 패턴이다. 다음으로, 식각 공정을 거쳐 액티브층과 화소 전극 패턴, 드레인 전극 패턴을 형성한다. 상기 산화물 반도체층 패턴들은 모두 연결되어 있는 형상을 가질 수 있다.(SS4)Then, the oxide semiconductor layer is patterned as shown in FIG. 6B. At this time, a second photoresist layer (not shown) is coated on the oxide semiconductor layer and a second photoresist layer pattern is formed by a second mask process. The second photoresist pattern is a pattern for forming an active layer, a pixel electrode pattern, and a drain electrode pattern. Next, an active layer, a pixel electrode pattern, and a drain electrode pattern are formed through an etching process. The oxide semiconductor layer patterns may all have a connected shape. (SS4)

그리고, 상기 산화물 반도체층의 상부에 에치 스탑퍼층을 형성할 수 있다.(SS5)An etch stop layer may be formed on the oxide semiconductor layer. (SS5)

그 후, 도 6c와 같이 에치스톱퍼를 패터닝할 수 있다. 이때, 상기 에치스톱퍼층 상에 제 3 감광막(미도시)을 도포한후 상기 제 3 감광막위에 제 3 마스크공정으로 제 3 감광막패턴(미도시)을 형성한다. 그 다음, 상기 제 3 감광막패턴(미도시)으로 상기 게이트 전극과 중첩하는 영역을 블로킹한 상태에서 식각하여 에치스톱퍼를 형성한다.(SS6)Thereafter, the etch stopper can be patterned as shown in Fig. 6C. At this time, a third photosensitive film (not shown) is coated on the etch stopper layer, and a third photosensitive film pattern (not shown) is formed on the third photosensitive film by a third mask process. Next, an etch stopper is formed by etching in a state where the region overlapping the gate electrode is blocked with the third photoresist pattern (not shown). (SS6)

그리고 도 6d와 같이 플라즈마 처리를 통하여 상기 드레인 전극 패턴과 화소 전극 패턴을 금속화하는 공정을 거친다. Then, the drain electrode pattern and the pixel electrode pattern are metallized through a plasma process as shown in FIG. 6D.

상기 플라즈마 처리는 기체분자, 예를 들면 He, H2, SF6, Ag, N2, SiH4 등을 챔버내로 주입하고 전장(electrical field)을 인가하여 생성한 플라즈마를 이용하여 타깃(target)을 이온화하는 방식으로 진행될 수 있다.The plasma treatment is performed by injecting gas molecules such as He, H 2, SF 6, Ag, N 2 and SiH 4 into the chamber and ionizing the target using a plasma generated by applying an electrical field Can proceed.

한편, 상기 액티브층의 상부에는 에치 스탑퍼가 형성되어 있어 블로킹 역할을 하므로, 상기 액티브층은 플라즈마 처리에 영향을 받지 않고 산화물 반도체로 그대로 남을 수 있다.(SS7)On the other hand, since the etch stopper is formed on the active layer to serve as a blocking function, the active layer can remain as the oxide semiconductor without being affected by the plasma treatment. (SS7)

다음으로, 도 6e 와 같이, 소스 전극 및 데이터 라인을 형성하기 위하여 상기 액티브층이 형성된 기판 전면에 제 2 도전막을 형성한다. 이때, 상기 제 2 도전막으로 게이트 전극과 같이 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 그리고, 제 4 감광막을 도포하고 제 4 마스크공정을 이용하여, 제 4 감광막을 패터닝한 다음 식각 공정을 거쳐 소스 전극과 데이터 라인을 형성할 수 있다. 여기서 상기 소스 전극은 에치 스탑퍼의 상부에 형성되며, 액티브층과 전기적으로 접촉하게 형성될 수 있다.(SS8)Next, as shown in FIG. 6E, a second conductive film is formed on the entire surface of the substrate on which the active layer is formed to form the source electrode and the data line. At this time, an opaque conductive material such as a gate electrode may be used for the second conductive film. Then, the fourth photoresist film is applied, the fourth photoresist film is patterned using the fourth mask process, and then the source electrode and the data line are formed through the etching process. The source electrode is formed on the etch stopper, and may be formed in electrical contact with the active layer. (SS8)

이어서, 도 6f 와 같이, 상기 액티브층과 소스 및 드레인전극이 형성된 기판 전면에 유기 또는 무기 절연물질로 패시베이션층을 형성할 수 있다.(SS9)Subsequently, as shown in FIG. 6F, a passivation layer may be formed of an organic or inorganic insulating material over the entire surface of the substrate on which the active layer and the source and drain electrodes are formed. (SS9)

그 다음 게이트 패드 및 데이터 패드의 컨택홀을 형성하기 위하여, 제 5 도전막을 도포하고 제 5 마스크공정을 이용하여 제 5 감광막패턴을 형성한 다음 식각 공정을 통해 제 1 컨택홀 및 제 2 컨택홀을 형성할 수 있다.(SS10)Then, a fifth conductive film is applied to form a contact hole of the gate pad and the data pad, a fifth photoresist pattern is formed using the fifth mask process, and then the first contact hole and the second contact hole are etched through the etching process (SS10).

마지막으로 도 6g와 같이, 상기 패시베이션층이 형성된 기판 전면에 제 3 도전막을 형성한 후, 제 6 마스크 공정 및 식각 공정을 통해 공통전극 및 제 1 컨택홀 금속막, 제 2 컨택홀 금속막을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제 3 도전막은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투과율이 뛰어난 도전물질로 형성할 수 있다.(SS11)Finally, as shown in FIG. 6G, a third conductive layer is formed on the entire surface of the substrate on which the passivation layer is formed, and a common electrode, a first contact hole metal layer, and a second contact hole metal layer are formed through a sixth mask process and an etching process . The third conductive layer may be formed of a conductive material having a high transmittance such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). (SS11)

이상으로 검토한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법은 화소 전극을 형성하는 독립적인 마스크 공정을 필요로하지 않는다. 여기서, 종래기술로 언급된 도 2의 순서도와 비교해보면, 공통전극을 형성하기 전까지의 공정이 종래기술은 6개의 마스크를 사용하나 본 발명의 일 실시예는 5개의 마스크를 이용하므로 종래기술보다 더 적은 수의 마스크 공정을 거친다는 것을 알 수 있다.As described above, the method of manufacturing an oxide thin film transistor array substrate according to an embodiment of the present invention does not require an independent mask process for forming a pixel electrode. In comparison with the flowchart of FIG. 2 referred to in the prior art, although the conventional method uses six masks until the common electrode is formed, one embodiment of the present invention uses five masks, It can be seen that a small number of mask processes are performed.

이에 따라, 공정 시간 및 비용을 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있다.Thus, the process time and cost can be reduced and the productivity can be improved.

지금까지 설명한 본 발명의 실시예들은 TN모드 및 FFS모드 뿐만 아니라 VA모드, IPS모드의 경우에도 이용될 수 있으며, 박막 트랜지스터를 이용하여 제작하는 다른 표시장치, 예를 들면 유기전계발광 디스플레이장치에도 이용될 수 있다.The embodiments of the present invention described above can be used not only in the TN mode and the FFS mode but also in the VA mode and the IPS mode and can also be applied to other display devices manufactured using thin film transistors such as organic electroluminescent display devices .

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예들에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Therefore, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.

110, 210, 310 : 기판 120, 220, 320 : 게이트 전극
123, 223, 323 : 게이트 라인 130, 230, 330 : 액티브층
135, 235, 335 : 에치 스탑퍼 137, 237, 337 : 화소 전극
141, 241, 341 : 소스 전극 142, 242, 342 : 드레인 전극
143, 243, 343 : 데이터 라인 265, 365 : 공통 전극
110, 210, 310: substrate 120, 220, 320: gate electrode
123, 223, 323: gate line 130, 230, 330: active layer
135, 235, 335: etch stopper 137, 237, 337: pixel electrode
141, 241, 341: source electrode 142, 242, 342: drain electrode
143, 243, 343: data line 265, 365: common electrode

Claims (11)

기판;
상기 기판 상부에 형성되는 게이트 전극;
상기 게이트 전극의 상부에 형성되는 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 상부에서, 상기 게이트 전극과 중첩하며 산화물 반도체로 형성된 액티브층;
상기 게이트 절연막 상부에 형성되며, 상기 액티브층에서 연장된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극에서 연장된 화소 전극;
상기 액티브층의 상부에 형성되는 에치 스탑퍼; 및
상기 에치 스탑퍼 상부에 형성되며, 상기 액티브층과 접촉하는 소스전극;을 포함하며,
상기 화소 전극 및 드레인 전극은 플라즈마 처리를 통해 상기 산화물 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
Board;
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating layer formed on the gate electrode;
An active layer formed on the gate insulating film, the active layer being formed of an oxide semiconductor and overlapping the gate electrode;
A drain electrode formed on the gate insulating layer and extending from the active layer, and a pixel electrode extending from the drain electrode;
An etch stop formed on the active layer; And
And a source electrode formed on the etch stopper and in contact with the active layer,
Wherein the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal in which the oxide semiconductor is metallized through plasma treatment.
제 1 항에 있어서,
상기 에치 스탑퍼는 상기 플라즈마 처리시에 상기 액티브층이 금속화되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the etch stop prevents the active layer from being metallized during the plasma treatment. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 액티브층은 a-IGZO 반도체(In-Ga-Zn-O 계 복합 산화물 반도체)로 형성되는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the active layer is formed of a-IGZO semiconductor (In-Ga-Zn-O-based composite oxide semiconductor).
제 3 항에 있어서,
상기 화소 전극 및 드레인 전극은 상기 a-IGZO 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method of claim 3,
Wherein the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal obtained by metallizing the a-IGZO semiconductor.
제 1 항에 있어서,
상기 소스전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 걸쳐 형성되는 패시베이션층; 및
상기 패시베이션층의 상부에 화소전극과 중첩하여 형성되는 공통전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
The method according to claim 1,
A passivation layer over the source electrode and over the entire surface of the substrate; And
Further comprising a common electrode formed on the passivation layer to overlap the pixel electrode.
제 5 항에 있어서,
상기 공통전극은 상기 화소 전극의 상부에서 복수의 슬릿(slit)을 두며 형성되어 상기 화소 전극과 프린지 필드를 형성하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
6. The method of claim 5,
Wherein the common electrode is formed with a plurality of slits at an upper portion of the pixel electrode to form a fringe field with the pixel electrode.
기판;
상기 기판 상부에 형성되는 소스전극;
상기 기판 상부에서, 상기 소스 전극과 중첩하며 산화물 반도체로 형성된 액티브층;
상기 기판 상부에 형성되며, 상기 액티브층에서 연장된 드레인 전극 및 상기 드레인 전극에서 연장된 화소 전극;
상기 액티브층의 상부에 형성된 에치 스탑퍼;
상기 에치 스탑퍼의 상부이며 상기 기판의 전면에 형성된 절연층; 및
상기 절연층 상부에 형성되며, 상기 액티브층과 중첩하는 게이트 전극;을 포함하며,
상기 화소 전극 및 드레인 전극은 플라즈마 처리를 통해 상기 산화물 반도체를 금속화한 도전성 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판.
Board;
A source electrode formed on the substrate;
An active layer overlying the substrate, the active layer being overlapped with the source electrode and formed of an oxide semiconductor;
A pixel electrode formed on the substrate and extending from the active layer and extending from the drain electrode;
An etch stop formed on top of the active layer;
An insulating layer formed on the front surface of the substrate and above the etch stopper; And
And a gate electrode formed on the insulating layer and overlapping the active layer,
Wherein the pixel electrode and the drain electrode are formed of a conductive metal in which the oxide semiconductor is metallized through plasma treatment.
기판의 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 게이트 절연막, 산화물 반도체층을 순차적으로 증착하는 단계;
하나의 마스크로 상기 산화물 반도체층을 패터닝하여 상호간에 연결된 액티브층, 드레인 전극 패턴 및 화소 전극 패턴을 형성하는 단계;
상기 액티브층의 상부에 에치 스탑퍼를 형성하는 단계;
상기 드레인 전극 패턴 및 화소 전극 패턴을 플라즈마 처리하여 금속화함으로써 드레인 전극 및 화소 전극을 형성하는 단계; 및
상기 에치 스탑퍼의 상부에 상기 액티브층과 접촉하는 소스 전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법.
Forming a gate electrode on top of the substrate;
Sequentially depositing a gate insulating layer and an oxide semiconductor layer on the entire surface of the substrate over the gate electrode;
Patterning the oxide semiconductor layer with a single mask to form an active layer, a drain electrode pattern and a pixel electrode pattern connected to each other;
Forming an etch stopper on top of the active layer;
Forming a drain electrode and a pixel electrode by metallizing the drain electrode pattern and the pixel electrode pattern by plasma treatment; And
Forming a source electrode in contact with the active layer on top of the etch stopper;
Wherein the oxide thin film transistor array substrate comprises a plurality of oxide thin film transistor array substrates.
제 8 항에 있어서,
상기 드레인 전극 및 화소 전극을 형성하는 단계는 상기 에치 스탑퍼가 상기 플라즈마 처리로부터 상기 액티브층의 금속화를 차단하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein forming the drain electrode and the pixel electrode is such that the etch stopper blocks metallization of the active layer from the plasma treatment.
제 8 항에 있어서,
상기 산화물 반도체층은 a-IGZO 반도체인 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the oxide semiconductor layer is an a-IGZO semiconductor.
제 8 항에 있어서,
상기 소스 전극의 상부이며 상기 기판의 전면에 패시베이션층을 형성하는 단계; 및
상기 패시베이션층의 상부이며, 상기 화소 전극과 중첩하는 영역에 공통전극을 형성하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터 어레이 기판 제조방법.
9. The method of claim 8,
Forming a passivation layer on the entire surface of the substrate and over the source electrode; And
Forming a common electrode on an upper portion of the passivation layer and overlapping the pixel electrode;
Further comprising a step of forming an oxide thin film transistor array substrate.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150078389A (en) * 2013-12-30 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 Method for fabricating organic light emitting display device
CN105137672A (en) * 2015-08-10 2015-12-09 深圳市华星光电技术有限公司 Array substrate and manufacture method thereof
US9252284B2 (en) 2013-09-02 2016-02-02 Samsung Display Co., Ltd. Display substrate and method of manufacturing a display substrate
US9312279B2 (en) 2013-09-11 2016-04-12 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array substrate, method of manufacturing the same, and display apparatus including the same
US9331103B1 (en) 2014-10-13 2016-05-03 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
CN106409842A (en) * 2016-11-08 2017-02-15 深圳市华星光电技术有限公司 Top gate thin film transistor manufacturing method and top gate thin film transistor
EP3316023A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-02 LG Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
CN110223987A (en) * 2019-05-10 2019-09-10 香港科技大学 Display panel and preparation method thereof and display equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080031241A (en) * 2006-01-26 2008-04-08 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤 Liquid crystal apparatus and electronic device
KR20090111123A (en) * 2008-04-21 2009-10-26 삼성전자주식회사 Array substrate having high aperture ratio, liquid crystal display, and method of manufacturing the same
KR20110056962A (en) * 2009-11-23 2011-05-31 엘지디스플레이 주식회사 Method of fabricating substrate for thin film transistor
KR20110095615A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 삼성전자주식회사 Thin film transistor substrate, method of manufacturing the same and display device comprising the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080031241A (en) * 2006-01-26 2008-04-08 엡슨 이미징 디바이스 가부시키가이샤 Liquid crystal apparatus and electronic device
KR20090111123A (en) * 2008-04-21 2009-10-26 삼성전자주식회사 Array substrate having high aperture ratio, liquid crystal display, and method of manufacturing the same
KR20110056962A (en) * 2009-11-23 2011-05-31 엘지디스플레이 주식회사 Method of fabricating substrate for thin film transistor
KR20110095615A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 삼성전자주식회사 Thin film transistor substrate, method of manufacturing the same and display device comprising the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9252284B2 (en) 2013-09-02 2016-02-02 Samsung Display Co., Ltd. Display substrate and method of manufacturing a display substrate
US9312279B2 (en) 2013-09-11 2016-04-12 Samsung Display Co., Ltd. Thin film transistor array substrate, method of manufacturing the same, and display apparatus including the same
KR20150078389A (en) * 2013-12-30 2015-07-08 엘지디스플레이 주식회사 Method for fabricating organic light emitting display device
US9331103B1 (en) 2014-10-13 2016-05-03 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display and manufacturing method thereof
WO2017024640A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 深圳市华星光电技术有限公司 Array substrate and manufacturing method therefor
CN105137672A (en) * 2015-08-10 2015-12-09 深圳市华星光电技术有限公司 Array substrate and manufacture method thereof
US20180158953A1 (en) * 2015-08-10 2018-06-07 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Array substrate and method for manufacturing the same
CN105137672B (en) * 2015-08-10 2018-11-30 深圳市华星光电技术有限公司 Array substrate and its manufacturing method
US10566458B2 (en) 2015-08-10 2020-02-18 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Array substrate and method for manufacturing the same
EP3316023A1 (en) * 2016-10-31 2018-05-02 LG Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10591784B2 (en) 2016-10-31 2020-03-17 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
CN106409842A (en) * 2016-11-08 2017-02-15 深圳市华星光电技术有限公司 Top gate thin film transistor manufacturing method and top gate thin film transistor
CN110223987A (en) * 2019-05-10 2019-09-10 香港科技大学 Display panel and preparation method thereof and display equipment

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