KR100471770B1 - LCD Display - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and relates to a liquid crystal display device using a migration resistant aluminum alloy as a gate wiring.

박막 트랜지스터 기판의 게이트 전극 및 게이트 라인 등의 게이트 배선 물질로 Al-Nd, Al-Ti 등의 2원소 Al 합금에 마이그레이션을 방지할 Cu 또는 Pd 등의 제3원소를 참가한 합금을 사용한 것이 특징이다.  A gate wiring material such as a gate electrode and a gate line of a thin film transistor substrate is characterized by using an alloy including a third element such as Cu or Pd to prevent migration to a two-element Al alloy such as Al-Nd or Al-Ti.

Description

액정 표시 장치Liquid crystal display

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device using a migration resistant aluminum alloy as a gate wiring.

일반적으로 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판과 컬러 필터 및 공통 전극이 형성되어 있는 컬러 필터 기판 그리고 그 사이에 주입되어 있는 액정을 이루어져 있다.In general, a liquid crystal display includes a thin film transistor substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed, a color filter substrate on which a color filter and a common electrode are formed, and a liquid crystal injected therebetween.

여기서 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 그리고 소오스 전극과 드레인 전극으로 이루어져 있는데, 게이트 전극은 주로 알루미늄으로 형성되어 있으며, 소오스 전극과 드레인 전극은 크롬으로 형성되어 있다.The thin film transistor includes a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. The gate electrode is mainly made of aluminum, and the source electrode and the drain electrode are made of chromium.

그런데 알루미늄으로 형성된 게이트 전극은 내열성이 약하므로 힐룩(hillock) 현상이 일어난다.However, since the gate electrode formed of aluminum has low heat resistance, a hillock phenomenon occurs.

따라서 게이트 전극의 내열성을 주기 위해서 알루미늄 대신 알루미늄 합금을 사용하는 것이 대두되었다.Therefore, it has emerged to use aluminum alloys instead of aluminum to give heat resistance of the gate electrode.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device will be described with reference to the accompanying drawings.

도1은 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.

도1에서 보는 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은,As shown in FIG. 1, a conventional thin film transistor substrate for a liquid crystal display device is

기판(10) 위에 Al-Nd 합금으로 형성된 게이트 전극(20)이 형성되어 있으며, 기판(10) 위에 게이트 전극(20)을 덮도록 SiNx로 형성된 절연막(30)이 형성되어 있다. 절연막(30) 위에는 게이트 전극(20)에 대응하는 위치에 비정질 실리콘층(35)이 형성되어 있다. 비정질 실리콘층(35) 위에 비정질 실리콘층(35)의 가운데 일부분이 드러나도록 n+ 비정질 실리콘층(40)이 형성되어 있다. n+ 비정질 실리콘층(40) 위에 소오스 및 드레인 전극(50, 51)이 형성되어 있으며, 그 위에는 드레인 전극(51)의 일부가 드러나도록 보호막(60)이 형성되어 있으며, 보호막(60) 위에는 드레인 전극(51)과 연결되게 화소 전극(70)이 형성되어 있다.A gate electrode 20 formed of an Al-Nd alloy is formed on the substrate 10, and an insulating film 30 formed of SiNx is formed on the substrate 10 to cover the gate electrode 20. An amorphous silicon layer 35 is formed on the insulating film 30 at a position corresponding to the gate electrode 20. The n + amorphous silicon layer 40 is formed on the amorphous silicon layer 35 so that a portion of the amorphous silicon layer 35 is exposed. The source and drain electrodes 50 and 51 are formed on the n + amorphous silicon layer 40, and a passivation layer 60 is formed on the n + amorphous silicon layer 40 to expose a portion of the drain electrode 51. The drain electrode is disposed on the passivation layer 60. The pixel electrode 70 is formed to be connected to the 51.

여기서, 게이트 전극(20)으로 Al-Nd 합금 대신에 Ti, Ta, Zr 등의 천이 원소 또는 Nd, Gd, Er 등의 희토류 원소를 5atm% 이내로 소량 첨가하여 형성하여, 이들 원소는 고온에서 Al과 금속간의 화합물을 이루어 더 이상 Al 원자의 확산이 일어나지 않도록 해주는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 스트레스 마이그레이션(stress migration)이나 일렉트로 마이그레이션(electro migration)에 대해서는 효과적이지 못하다. 실제로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치의 게이트 전극 및 게이트 라인의 배선 물질로 사용한 Al-Nd 합금은 액티브 에이씨아이(active ACI)에서 게이트 라인의 에지 부위에 웨지(wedge) 또는 홀(hole) 모양의 바이트(bite)가 발견된다. 이는 게이트 라인 형성후 화학 기상 증착법(PECVD)으로 게이트 절연막으로 SiNx를 증착할 경우, 고온(약 350℃)에서 장시간 SiNx로 커버되어 스트레스 마이그레이션에 의해 하부 Al-Nd 라인의 물질 이동이 일어나기 때문이다.Here, the gate electrode 20 is formed by adding a small amount of transition elements such as Ti, Ta and Zr or rare earth elements such as Nd, Gd and Er to within 5 atm% in place of the Al-Nd alloy. There is a method of forming a compound between metals so that the diffusion of Al atoms no longer occurs. However, this method is not effective for stress migration or electro migration. Indeed, Al-Nd alloys, which are used as wiring materials for gate electrodes and gate lines of thin film transistor liquid crystal displays, have wedges or hole-shaped bites at edges of gate lines in active ACI. ) Is found. This is because when SiNx is deposited as a gate insulating film by chemical vapor deposition (PECVD) after the gate line is formed, it is covered with SiNx for a long time at a high temperature (about 350 ° C.) to cause material migration of the lower Al-Nd line due to stress migration.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스트레스 마이그레이션에 의한 액정 표시 장치의 불량을 제거할 수 있는 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and to provide a liquid crystal display device using a migration resistant aluminum alloy as a gate wiring, which can eliminate defects of the liquid crystal display device due to stress migration.

본 발명의 실시예에 따른 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치는,According to an embodiment of the present invention, a liquid crystal display device using a migration resistant aluminum alloy as a gate wiring is provided.

기판 위에 희토류Al합금에 Cu 또는 Pd 원소가 첨가된 Al합금으로 형성되어 있는 게이트 전극,A gate electrode formed of an Al alloy in which a Cu or Pd element is added to a rare earth Al alloy on a substrate,

상기 기판 위에 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 절연막,An insulating film formed on the substrate to cover the gate electrode,

상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 비정질 실리콘층,An amorphous silicon layer formed on the insulating film at a position corresponding to the gate electrode;

상기 비정질 실리콘층 위에 형성되어 있는 소오스 및 드레인 전극,Source and drain electrodes formed on the amorphous silicon layer,

상기 드레인 전극의 일부가 드러나도록 형성되어 있는 보호막,A protective film formed to expose a part of the drain electrode;

상기 보호막 위에는 상기 드레인 전극과 연결되게 형성되어 있는 화소 전극으로 이루어져 있다.The passivation layer is formed of a pixel electrode connected to the drain electrode.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치를 설명한다.Hereinafter, a liquid crystal display using a migration resistive aluminum alloy as a gate wiring according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도2에서 보는 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 다음과 같이 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, a conventional thin film transistor substrate for a liquid crystal display device is constituted as follows.

기판(10) 위에 게이트 전극(20)이 희토류Al합금(rare earth metal Al alloy)에 Cu 또는 Pd 원소가 첨가된 Al합금으로 형성되어 있다.On the substrate 10, the gate electrode 20 is formed of an Al alloy to which a Cu or Pd element is added to a rare earth Al alloy.

희토류Al합금(rare earth metal Al alloy)에 Cu 또는 Pd 원소가 첨가된 Al합금을 기호로 표시하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The Al alloy in which Cu or Pd elements are added to the rare earth Al alloy will be described in detail as follows.

Al-REMx-My Al-REMx-My

(단, 0.1atm% ≤ x, y ≤ 10.0atm% 이고,(Wherein 0.1atm% ≦ x, y ≦ 10.0atm%,

REM은 희토류 금속, M은 Cu 또는 Pd이다. )                REM is rare earth metal, M is Cu or Pd. )

예를들면, Al-Nd, Al-Ti 등의 2원소 Al 합금에 마이그레이션을 방지할 Cu 또는 Pd 등의 제3원소를 참가한 합금이다. For example, it is an alloy which participated in the 2 element Al alloys, such as Al-Nd and Al-Ti, and 3rd elements, such as Cu or Pd, which will prevent migration.

기판(10) 위에 게이트 전극(20)을 덮도록 SiNx로 형성된 절연막(30)이 형성되어 있다. An insulating film 30 formed of SiNx is formed on the substrate 10 to cover the gate electrode 20.

절연막(30) 위에는 게이트 전극(20)에 대응하는 위치에 비정질 실리콘층(35)이 형성되어 있다.An amorphous silicon layer 35 is formed on the insulating film 30 at a position corresponding to the gate electrode 20.

비정질 실리콘층(35) 위에 비정질 실리콘층(35)의 가운데 일부분이 드러나도록 n+ 비정질 실리콘층(40)이 형성되어 있다.The n + amorphous silicon layer 40 is formed on the amorphous silicon layer 35 so that a portion of the amorphous silicon layer 35 is exposed.

n+ 비정질 실리콘층(40) 위에 소오스 및 드레인 전극(50, 51)이 형성되어 있으며, 그 위에는 드레인 전극(51)의 일부가 드러나도록 보호막(60)이 형성되어 있다.The source and drain electrodes 50 and 51 are formed on the n + amorphous silicon layer 40, and a protective film 60 is formed on the n + amorphous silicon layer 40 so that a part of the drain electrode 51 is exposed.

보호막(60) 위에는 드레인 전극(51)과 연결되게 화소 전극(70)이 형성되어 있다.The pixel electrode 70 is formed on the passivation layer 60 to be connected to the drain electrode 51.

이와 같은 마이그레이션 레지스턴트 알루미늄 합금을 게이트 배선으로 사용한 액정 표시 장치는 스트레스 마이그레이션에 의한 액정 표시 장치의 불량을 제거할 수 있다.The liquid crystal display device using such a migration resistant aluminum alloy as the gate wiring can eliminate the defect of the liquid crystal display device due to the stress migration.

도1은 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor substrate for a liquid crystal display device;

도2는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

Claims (2)

기판 위에 희토류Al합금에 제3원소인 Cu가 첨가된 Al합금으로 형성되어 있는 게이트 전극,A gate electrode formed of an Al alloy containing a third element Cu added to a rare earth Al alloy on a substrate, 상기 기판 위에 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 절연막,An insulating film formed on the substrate to cover the gate electrode, 상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 비정질 실리콘층,An amorphous silicon layer formed on the insulating film at a position corresponding to the gate electrode; 상기 비정질 실리콘층 위에 형성되어 있는 소오스 및 드레인 전극,Source and drain electrodes formed on the amorphous silicon layer, 상기 드레인 전극의 일부가 드러나도록 형성되어 있는 보호막,A protective film formed to expose a part of the drain electrode; 상기 보호막 위에는 상기 드레인 전극과 연결되게 형성되어 있는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.And a pixel electrode formed on the passivation layer so as to be connected to the drain electrode. 기판 위에 희토류 Al합금에 제3원소인 Pd가 첨가된 Al합금으로 형성되어 있는 게이트 전극,A gate electrode formed of an Al alloy having a third element Pd added to a rare earth Al alloy on a substrate, 상기 기판 위에 상기 게이트 전극을 덮도록 형성된 절연막,An insulating film formed on the substrate to cover the gate electrode, 상기 절연막 위에 상기 게이트 전극에 대응하는 위치에 형성되어 있는 비정질 실리콘층,An amorphous silicon layer formed on the insulating film at a position corresponding to the gate electrode; 상기 비정질 실리콘층 위에 형성되어 있는 소오스 및 드레인 전극,Source and drain electrodes formed on the amorphous silicon layer, 상기 드레인 전극의 일부가 드러나도록 형성되어 있는 보호막,A protective film formed to expose a part of the drain electrode; 상기 보호막 위에는 상기 드레인 전극과 연결되게 형성되어 있는 화소 전극을 포함하는 액정 표시 장치.And a pixel electrode formed on the passivation layer so as to be connected to the drain electrode.