KR20060012764A - Thin film panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film display panel and a method of manufacturing the same.
절연 기판 위에 제1 배선을 형성하는 단계, 제1 절연막, 반도체층, 제1 도전막을 적층하는 단계, 상기 제1 도전막 및 상기 반도체층을 차례로 식각하는 단계, 제2 도전막을 적층하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제2 도전막을 식각하여 제2 배선을 형성하는 단계를 포함한다.Forming a first wiring on an insulating substrate, laminating a first insulating film, a semiconductor layer, a first conductive film, etching sequentially the first conductive film and the semiconductor layer, laminating a second conductive film, and Etching the first and second conductive layers to form a second wiring.
이러한 방식으로, 신호선을 다층 구조로 형성할 때 하부막과 중간막을 함께 패터닝하고 상부막은 별도의 사진 식각 공정으로 패터닝함으로써 신호선의 가장자리에서 언더 컷이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상부막의 프로파일을 부드럽게 하여 접촉 특성을 향상시킬 수 있고, 데이터선의 폭만을 고려하여 설계하면 되므로 데이터선의 폭을 더욱 정확하게 만들 수 있는 한편 그만큼 설계 마진을 확보할 수 있다.In this manner, when the signal lines are formed in a multi-layer structure, the lower layer and the intermediate layer are patterned together, and the upper layer is patterned by a separate photolithography process, thereby preventing undercuts from occurring at the edges of the signal lines. In addition, it is possible to improve the contact characteristics by softening the profile of the upper layer, and designing only considering the width of the data line can make the width of the data line more accurate and secure the design margin accordingly.
박막표시판, 프로파일, 다층구조, 마스크, 감광막, 식각, 패터닝Thin film panel, profile, multilayer structure, mask, photoresist, etching, patterning
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 IIa-IIa' 및 IIb-IIb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 1 taken along lines IIa-IIa 'and IIb-IIb', respectively.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 첫 단계에서의 배치도이다.3 is a layout view at the first stage of a method of manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 and 2 according to one embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 IVa-IVa' 및 IVb-IVb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 3 taken along lines IVa-IVa 'and IVb-IVb', respectively.
도 5는 도 3의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.FIG. 5 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 3.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 VIa-VIa' 및 VIb-VIb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.6A and 6B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 5 taken along lines VIa-VIa 'and VIb-VIb', respectively.
도 7은 도 5의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.FIG. 7 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 5.
도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 VIIIa-VIIIa' 및 VIIIb-VIIIb' 선을 잘라 도시한 단면도이다.8A and 8B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 7 taken along the lines VIIIa-VIIIa 'and VIIIb-VIIIb', respectively.
도 9는 도 7의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다. FIG. 9 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 7.
도 10a 및 도 10b는 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 Xa-Xa' 및 Xb-Xb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.10A and 10B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 9 taken along the lines Xa-Xa 'and Xb-Xb', respectively.
도 11은 도 9의 다음 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.FIG. 11 is a layout view of a thin film transistor array panel in the next step of FIG. 9.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 XIIa-XIIa' 및 XIIb-XIIb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.12A and 12B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 11 taken along lines XIIa-XIIa 'and XIIb-XIIb'.
본 발명은 박막 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film display panel and a method of manufacturing the same.
박막 표시판은 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED)와 같은 평판 표시 장치의 경량화 및 박형화를 이루기 위한 것으로서 현재 널리 사용되고 있다.The thin film display panel is currently widely used to reduce the weight and thickness of flat panel displays such as liquid crystal displays and organic light emitting displays (OLEDs).
이러한 박막 표시판은 복수의 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고 각 화소 전극에 별도의 전압을 인가함으로써 화상을 표시한다. 이를 위해서 화소 전극에 인가되는 전압을 스위칭하기 위한 삼단자 소자인 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 신호를 전달하는 게이트선과 화소 전극에 인가될 전압을 전달하는 데이터선을 표시판에 설치한다.In such a thin film display panel, a plurality of pixel electrodes are arranged in a matrix form and an image is displayed by applying a separate voltage to each pixel electrode. To this end, a thin film transistor, which is a three-terminal element for switching a voltage applied to a pixel electrode, is connected to each pixel electrode, and a gate line for transmitting a signal for controlling the thin film transistor and a data line for transmitting a voltage to be applied to the pixel electrode are provided. Install on the display panel.
이 때, 유기 발광 표시 장치는 화소 전극에 위치한 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류의 양을 조절하여 화상을 표시하고, 액정 표시 장치는 또 다른 표시판에 공통 전극을 전면에 배치하고 두 표시판 사이에 위치한 액정층의 액정 분자들을 재 배열시킴으로써 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시한다.In this case, the organic light emitting diode display displays an image by adjusting an amount of current flowing through the organic light emitting diode positioned in the pixel electrode, and the liquid crystal display places a common electrode on another display panel and the liquid crystal layer disposed between the two display panels. By rearranging the liquid crystal molecules, the transmittance of light passing through the liquid crystal layer is adjusted to display an image.
이러한 박막 표시판에서, 신호 지연을 방지하기 위하여 영상 신호를 전달하는 데이터선 또는 게이트선은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy) 등과 같이 비저항이 낮은 물질을 사용하는 것이 일반적이다. 이때, 게이트선 및 데이터선은 다른 도전막 또는 외부의 구동 회로와 전기적으로 연결하기 위한 접촉부를 가지는데, 알루미늄은 물리적 또는 화학적 특성이 약하기 때문에 접촉 특성이 우수한 다른 금속을 게재하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 함께 이중막 또는 삼중막으로 게이트선 및 데이터선을 형성하는 것이 바람직하다. 하지만, 이중막 또는 삼중막으로 형성하는 경우에는 조건이 다른 식각 공정을 여러 번 실시해야 하므로 제조 공정이 복잡하고, 다층 구조에서 하부 도전막이 상부 도전막의 아래까지 식각되어 언더 컷(under-cut)이 발생할 수 있다. 또한, 이러한 언더 컷으로 인하여 식각 프로파일을 부드럽게 제어하기 어려운 문제가 있다.In such a thin film panel, in order to prevent signal delay, a data line or a gate line transferring an image signal generally uses a material having a low resistivity, such as aluminum (Al) or aluminum alloy. In this case, the gate line and the data line have a contact portion for electrically connecting with another conductive layer or an external driving circuit. Since aluminum has a weak physical or chemical property, the gate line and the data line have other metals having excellent contact properties, so that It is preferable to form a gate line and a data line together with a double film or a triple film together. However, in the case of forming a double film or a triple film, an etching process having different conditions must be performed several times, and thus, the manufacturing process is complicated. In a multilayer structure, the lower conductive film is etched to the bottom of the upper conductive film, so that the under-cut May occur. In addition, the undercut has a problem that it is difficult to control the etching profile smoothly.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to solve this conventional problem.
본 발명의 한 특징에 따른 박막 표시판의 제조 방법은, 절연 기판 위에 제1 배선을 형성하는 단계, 제1 절연막, 반도체층, 제1 도전막을 적층하는 단계, 상기 제1 도전막 및 상기 반도체층을 차례로 식각하는 단계, 제2 도전막을 적층하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제2 도전막을 식각하여 제2 배선을 형성하는 단계를 포함 한다. 여기서, 상기 제1 도전막 및 상기 반도체층을 차례로 식각하는 단계는, 상기 제1 도전막 위에 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 제1 도전막 및 상기 반도체층을 차례로 식각하는 단계, 그리고 상기 감광막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a thin film display panel includes forming a first wiring on an insulating substrate, stacking a first insulating film, a semiconductor layer, and a first conductive film, and forming the first conductive film and the semiconductor layer. Etching sequentially, stacking a second conductive layer, and etching the first and second conductive layers to form a second wiring. The etching of the first conductive film and the semiconductor layer in sequence may include forming a photosensitive film on the first conductive film, and sequentially etching the first conductive film and the semiconductor layer using the photosensitive film as a mask. And, it may include the step of removing the photosensitive film.
이 때, 상기 제2 배선은 서로 분리되어 있는 데이터선과 드레인 전극을 포함하고, 상기 제2 도전막은 상기 데이터선과 상기 드레인 전극 사이를 제외하고 상기 제1 도전막과 상기 반도체층을 완전히 덮고 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반도체층의 경계선은 상기 제1 도전막의 경계선 바깥쪽에 위치할 수 있다.In this case, it is preferable that the second wiring includes a data line and a drain electrode separated from each other, and the second conductive film completely covers the first conductive film and the semiconductor layer except between the data line and the drain electrode. Do. In addition, the boundary line of the semiconductor layer may be located outside the boundary line of the first conductive layer.
한편, 상기 제1 도전막은 제1층과 그 위의 제2층을 포함할 수 있는데, 상기 제1 도전막의 제1층과 상기 제2 도전막은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 제1 도전막의 제2층은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질수 있다.The first conductive layer may include a first layer and a second layer thereon, wherein the first layer and the second conductive layer of the first conductive layer may be made of molybdenum or molybdenum alloy, and the first conductive layer may be formed of the first conductive layer. The second layer of the membrane may consist of aluminum or an aluminum alloy.
상기 제1 도전막의 식각은 습식 식각이 바람직하고, 상기 반도체층의 식각은 건식 식각이 바람직하다.The etching of the first conductive layer is preferably wet etching, and the etching of the semiconductor layer is preferably dry etching.
본 발명의 한 특징에 따른 박막 표시판의 제조 방법은, 제2 절연막을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 절연막 위에 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.A method of manufacturing a thin film display panel according to an aspect of the present invention further includes forming a second insulating film, and forming a pixel electrode connected to the drain electrode on the second insulating film.
또한, 상기 반도체층은 진성 반도체층과 불순물 반도체층으로 이루어질 수 있다.In addition, the semiconductor layer may include an intrinsic semiconductor layer and an impurity semiconductor layer.
본 발명의 한 특징에 따른 박막 표시판은, 절연 기판 위에 형성되어 있는 제 1 배선, 상기 제1 배선 위에 형성되어 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있는 반도체층, 상기 반도체층 위에 형성되어 있고 차례로 적층되어 있는 제1 내지 제3 도전막을 포함하며 상기 제1 배선과 교차하는 제2 배선, 상기 제2 배선 위에 형성되어 있는 보호막, 그리고 상기 제2 배선 중 일부와 연결되어 있는 화소 전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2 도전막의 경계선 중 적어도 일부는 상기 반도체층의 경계선 안쪽에 위치하거나 상기 반도체층의 경계선과 일치하고, 상기 제3 도전막의 경계선 중 적어도 일부는 상기 반도체층의 경계선 바깥쪽에 위치한다.A thin film display panel according to an aspect of the present invention includes a first wiring formed on an insulating substrate, a first insulating film formed on the first wiring, a semiconductor layer formed on the first insulating film, and formed on the semiconductor layer. A second wiring intersecting the first wiring, a protective film formed on the second wiring, and a pixel electrode connected to a part of the second wiring; And at least some of the boundary lines of the first and second conductive layers are located inside or coincide with the boundary lines of the semiconductor layer, and at least some of the boundary lines of the third conductive layer are outside the boundary lines of the semiconductor layer. Located.
여기서, 상기 반도체층은 진성 반도체층과 불순물 반도체층을 포함하는 것이 바람직하다.Here, the semiconductor layer preferably includes an intrinsic semiconductor layer and an impurity semiconductor layer.
이 때, 상기 제2 배선은 서로 분리되어 있는 데이터선과 드레인 전극을 포함하며, 상기 제3 도전막은 상기 데이터선과 상기 드레인 전극 사이를 제외하고 상기 제1 및 제2 도전막과 상기 반도체층을 완전히 덮고 있는 것이 바람직하다.In this case, the second wiring includes a data line and a drain electrode separated from each other, and the third conductive layer completely covers the first and second conductive layers and the semiconductor layer except between the data line and the drain electrode. It is desirable to have.
또한, 상기 제1 및 제3 도전막은 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 제2 도전막은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.In addition, the first and third conductive films may be made of molybdenum or molybdenum alloy, and the second conductive film may be made of aluminum or aluminum alloy.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙 였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is "just above" another part, there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.A method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 2b를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다.First, a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 2B.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 각각 IIa-IIa' 및 IIb-IIb' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are along the lines IIa-IIa 'and IIb-IIb' of the thin film transistor array panel shown in FIG. 1, respectively. It is sectional drawing cut out.
절연 기판(110) 위에 게이트 신호를 전달하는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며, 각 게이트선(121)의 일부는 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다. 또한 각 게이트선(121)의 다른 일부는 아래 방향으로 돌출하여 복수의 돌출부(projection)(127)를 이루며, 게이트선(121)의 한 끝 부분(129)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있다.A plurality of
게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 막, 즉 하부막(121p)과 그 위의 상부막(121q)을 포함한다. 하부막(121p)은 게이트선(121)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 (Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속으로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, 상부막(121q)은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 크롬, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금, 탄탈륨(Ta), 또는 티타늄(Ti) 등으로 이루어질 수 있다. 하부막(121p)과 상부막(121q)의 조합의 좋은 예로는 알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금/몰리브덴을 들 수 있다. 그러나 이와는 달리 게이트선(121)은 단일막 또는 삼층막으로 이루어질 수 있다. 도 1에서 게이트 전극(124)의 하부막과 상부막은 각각 도면 부호 124p, 124q로, 확장부(127)의 하부막과 상부막은 각각 도면 부호 127p, 127q로 표시되어 있다. The
하부막(121p)과 상부막(121q)의 측면은 각각 경사져 있으며 그 경사각은 기판(110)의 표면에 대하여 약 30-80°이다.Side surfaces of the
게이트선(121) 위에는 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(140)은 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)을 가지고 있다.A
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 또는 다결정 규소 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151) 및 섬형 반도체(157)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(projection)(154)가 게이 트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다. 섬형 반도체(157)는 주로 돌출부(127) 위에 위치한다.A plurality of
반도체(151, 157)의 상부에는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어진 복수의 선형 및 섬형 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(161, 165, 167)가 형성되어 있다. 선형 접촉 부재(161)는 복수의 돌출부(163)를 가지고 있으며, 이 돌출부(163)와 섬형 접촉 부재(165)는 쌍을 이루어 반도체(151)의 돌출부(154) 위에 위치한다. On top of the
반도체(151, 157)와 저항성 접촉 부재(161, 165, 167)의 측면 역시 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항 접촉 부재(161, 165, 167) 및 게이트 절연막(140) 위에는 각각 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175) 및 복수의 유지 축전기용 도전체(storage capacitor conductor)(177)가 형성되어 있다.The plurality of
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 데이터 전압(data voltage)을 전달한다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 돌출부가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 한 쌍의 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)은 서로 분리되어 있으며 게이트 전극(124)에 대하여 서로 반대쪽에 위치한다. 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체(151)의 돌출부(154)와 함께 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 돌출부(154)에 형성된다.
The
유지 축전기용 도전체(177)는 게이트선(121)의 돌출부(127)와 중첩되어 있고, 각 데이터선(171)의 끝 부분(179)은 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 폭이 확장되어 있다.The
이때, 데이터선(171)은 다른 물질, 특히 IZO(indium zinc oxide) 또는 ITO(indium tin oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이 우수한 물질 , 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금], 크롬(Cr) 등으로 이루어진 상부막(171r)과 데이터 신호의 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속으로 이루어진 중간막(171q)과 알루미늄 계열의 금속이 반도체(151) 또는 저항성 접촉 부재(161, 165)로 확산되는 것을 방지하기 위한 금속, 이를테면 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금[보기: 몰리브덴-텅스텐(MoW) 합금], 크롬(Cr) 등으로 이루어진 하부막(171p)을 포함한다. 도 2a 및 도 2b에서 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 데이트선(171)의 끝 부분(179)의 하부막, 중간막 및 상부막은 각각 도면 부호 173p, 173q, 173r, 175p, 175q, 175r 및 177p, 177q, 177r, 그리고 179p, 179q, 179r로 표시되어 있다. In this case, the
하부막(171p, 173p, 175p, 177p, 179p)과 중간막(171q, 173q, 175q, 177q, 179q)의 경계선은 실질적으로 일치하고, 하부막(171p, 173p, 175p, 177p, 179p)과 상부막(171r, 173r, 175r, 177r, 179r)의 경계선은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 제외하고 반도체(151, 157)를 중심으로 안쪽과 바깥쪽에 각각 위치한다. 그러나, 중간막(171q, 173q, 175q, 177q, 179q) 및 하부막(171p, 173p, 175p, 177p, 179p)의 경계선이 반도체(151, 157)의 경계선과 일치할 수 있다.The boundary between the
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)도 게이트선(121)과 마찬가지로 그 측면이 약 30-80°의 각도로 각각 경사져 있다.The
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에 대부분 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다. 또한, 저항성 접촉 부재(167)는 그 하부의 반도체(157)와 그 상부의 유지 축전기용 도전체(177) 사이에 대부분 존재한다. 선형 반도체(151) 및 섬형 반도체(157)는 대부분이 저항성 접촉 부재(161, 167)로 가려 있으나 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에는 노출된 부분을 가지고 있다.The
데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 유전율 4.0 이하의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화규소 따위로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 이와는 달리 보호막(180)은 유기물과 질화규소의 이중층으로 이루어질 수 있다.On the
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185, 187)이 형성되어 있으며, 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 노출시키는 복수의 접촉 구멍(181)이 또한 형성되어 있다.The
보호막(180) 위에는 ITO 또는 IZO로 이루어진 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다.A plurality of
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185, 187)을 통하여 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)와 각각 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받고 도전체(177)에 데이터 전압을 전달한다.The
데이터 전압이 인가된 화소 전극(190)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(190) 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자들을 재배열시킨다.The
또한 화소 전극(190)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지하는데, 전압 유지 능력을 강화하기 위하여 액정 축전기와 병렬로 연결된 다른 축전기를 두며 이를 유지 축전기(storage electrode)라 한다. 유지 축전기는 화소 전극(190) 및 이와 이웃하는 게이트선(121)[이를 전단 게이트선(previous gate line)이라 함]의 중첩 등으로 만들어지며, 유지 축전기의 정전 용량, 즉 유지 용량을 늘이기 위하여 게이트선(121)을 확장한 돌출부(127)를 두어 중첩 면적을 크게 하는 한편, 화소 전극(190)과 연결되고 돌출부(127)와 중첩되는 유지 축전기용 도전체(177)를 보호막(180) 아래에 두어 둘 사이의 거리를 가깝게 한다. 이와는 달리, 유지 축전기는 공통 전압 따위의 정해진 전압이 인가되는 별개의 신호선과 화소 전극(190)이 중첩되어 이루어질 수 있다.
In addition, the
화소 전극(190)은 또한 이웃하는 게이트선(121) 및 데이터선(171)과 중첩되어 개구율(aperture ratio)을 높이고 있으나, 중첩되지 않을 수도 있다.The
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선의 끝 부분(129) 및 데이터선의 끝 부분(179)과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 각 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 한다. 게이트선(121)에 게이트 신호를 인가하는 게이트 구동부(도시하지 않음)가 표시판 위에 집적된 경우 접촉 부재(81)는 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 게이트 구동부를 연결하는 연결 부재의 역할을 할 수 있으며 때에 따라 생략될 수도 있다.The contact
본 발명의 다른 실시예에 따르면 화소 전극(190)의 재료로 투명한 도전성 폴리머(polymer) 등을 사용하며, 반사형(reflective) 액정 표시 장치의 경우 불투명한 반사성 금속을 사용하여도 무방하다. 이때, 접촉 보조 부재(81, 82)는 화소 전극(190)과 다른 물질, 특히 ITO 또는 IZO로 만들어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a transparent conductive polymer may be used as the material of the
그러면, 도 1 및 도 2에 도시한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 12b 및 도 1 내지 도 2b를 참고로 하여 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel for the liquid crystal display device illustrated in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 12B and FIGS. 1 to 2B.
도 3, 도 5, 도 7, 도 9 및 도 11은 도 1 내지 도 2b에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 박막 트랜지스터 표시판의 배치도로서 그 순서에 따라 나열한 것이고, 도 4a 및 도 4b, 도 6a 및 도 6b, 도 8a 및 도 8b, 도 10a 및 도 10b와 도 12a 및 도 12b는 각각 도 3, 도 5, 도 7, 도 9 및 도 11에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 IVa-IVa' 및 IVb-IVb' 선, VIa-VIa' 및 VIb-VIb' 선, VIIIa-VIIIa' 및 VIIIb-VIIIb' 선, Xa-Xa' 및 Xb-Xb'와 XIIa-XIIa' 및 XIIb-XIIb' 선을 따라 절단한 단면도이다. 3, 5, 7, 9 and 11 are layout views of the thin film transistor array panel at an intermediate stage of the method for manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 to 2B according to an embodiment of the present invention. 4A and 4B, 6A and 6B, 8A and 8B, 10A and 10B, and 12A and 12B are shown in order, respectively. The thin film transistor array panel shown in Fig. 11 is divided into IVa-IVa 'and IVb-IVb' lines, VIa-VIa 'and VIb-VIb' lines, VIIIa-VIIIa 'and VIIIb-VIIIb' lines, Xa-Xa 'and Xb-Xb' lines. And cross-sectional views taken along lines XIIa-XIIa 'and XIIb-XIIb'.
먼저, 도 3 내지 도 4b를 참고하면, 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 두 층의 금속막, 즉 하부 금속막과 상부 금속막을 스퍼터링(sputtering) 따위로 차례로 적층하고 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정으로 상부 금속막과 하부 금속막을 차례로 패터닝하여 복수의 게이트 전극(124)과 복수의 돌출부(127)를 포함하는 게이트선(121)을 형성한다. 상부 금속막은 IZO 또는 ITO와의 접촉 특성이 우수한 금속, 예를 들면 몰리브덴, 몰리브덴 합금 또는 크롬 등으로 이루어지며 500Å 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 하부 금속막은 알루미늄 계열 금속으로 이루어지며, 2,500Å 정도의 두께를 가지는 것이 바람직하다. First, referring to FIGS. 3 to 4B, two layers of the metal film, that is, the lower metal film and the upper metal film are sequentially stacked by sputtering on an insulating
몰리브덴 계열 금속인 상부막(121q)과 알루미늄 계열 금속인 하부막(121p)은 동일한 식각액을 사용하여 측면 경사를 주면서 식각할 수 있다. The
이어, 도 5 내지 도 6b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층(intrinsic amorphous silicon)(150), 불순물 비정질 규소층(extrinsic amorphous silicon)(160)의 삼층막을 화학 기상 증착 등으로 연속하여 적층한다. 이 때, 게이트 절연막(140)의 재료로는 질화 규소가 좋으며 적층 온도는 250~500℃, 두께는 2,000∼5,000Å 정도인 것이 바람직하다. Subsequently, as shown in FIGS. 5 to 6B, three-layer films of the
이어 불순물 비정질 규소층(160) 위에 몰리브덴 또는 몰리브덴 합금의 하부 금속막과 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 중간 금속막을 스퍼터링 등으로 연속하여 적층하고, 그 위에 감광막(50)을 형성한 후, 중간 및 하부 금속막을 습식 식각하여 중간 도전체(174q) 및 하부 도전체(174p)와 유지 축전기용 도전체(177)의 및 중간막(177q) 및 하부막(177p)을 형성한다. 이 때, 습식 식각은 등방성 식각이므로 중간 및 하부 도전체(174q, 177q, 174p, 177p)는 측면이 식각되어 감광막(50)보다 폭이 작아진다. 한편, 하부 도전체(174p)와 중간 도전체(174q)는 동일한 식각액, 예를 들면 CH3COOH(8-15%)/HNO3(5-8%)/H3PO4(50-60%)/H2O(나머지)로 동시에 식각될 수 있는데, 하부 도전체(174q)의 재료인 몰리브덴은 중간 도전체(174q)의 재료인 알루미늄에 비하여 식각비가 작으므로 계단형의 측면 프로파일이 만들어질 수 있다.Subsequently, the lower metal film of molybdenum or molybdenum alloy and the intermediate metal film of aluminum or aluminum alloy are successively laminated on the impurity
다음으로, 도 7 내지 도 8b에 도시한 것처럼, 불순물 비정질 규소층(160) 및 진성 비정질 규소층(150)을 건식 식각하여 복수의 선형 및 섬형 불순물 반도체(164, 167)와 선형 및 섬형 진성 반도체(151, 157)를 형성한다. 이 때, 건식 식각은 이방성 식각이므로 반도체(151, 157)는 감광막(50)과 실질적으로 동일한 폭을 갖는다. 그러면, 도전체(174p, 177p)의 경계선은 반도체(151, 157)의 안쪽에 위치한다.Next, as shown in FIGS. 7 through 8B, the impurity
이어, 도 9 내지 도 10b에 도시한 것처럼, 상부 금속막을 스퍼터링(sputtering) 따위로 적층하고 패터닝하여 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)의 상부막(171r, 173r, 175r, 177r)을 형성하는 한편, 소스 전극(173)의 상부막(173r)과 드레인 전극(175) 의 상부막(175r) 사이의 중간 도전체(174q) 부분을 노출시킨다. 이어 노출된 중간 도전체(174q) 부분과 그 아래의 하부 도전체(174p) 부분을 식각하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)의 중간막(171q, 175q) 및 하부막(171p, 175p)을 완성한다. Subsequently, as illustrated in FIGS. 9 to 10B, the upper metal layer is sputtered and patterned to form a
이렇게 하면, 데이터선(171), 데이터선의 끝 부분(179)과 드레인 전극(175), 그리고 유지 축전기용 도전체(127)의 상부막(171r, 179r, 175r, 177r)과 하부막(171p, 179p, 175p, 177p)의 경계선은 도 9에 도시한 것처럼 반도체(151, 154, 157)의 바깥쪽과 안쪽에 각각 위치한다. 단, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이 부분의 경계선은 상부막(173r, 175r), 중간막(173q, 175q), 하부막(173p, 175p)이 거의 일치한다.In this way, the
이와 같이, 상부막(171r, 173r, 175r, 177r)이 반도체(151, 154, 157)와 하부막(171p, 173p, 175p, 177p)을 완전히 덮도록 함으로써 반도체(151, 154, 157)의 돌출로 인한 누설 전류를 줄일 수 있다. As such, the
다음으로, 질화 규소와 같은 무기 절연막 또는 낮은 유전율을 가지는 유기 절연막을 적층하여 보호막(180)을 형성하고, 그 상부에 감광막을 스핀 코팅 방법으로 도포한 다음, 그 후, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 보호막(180) 또는 게이트 절연막(140)을 패터닝하여 게이트선의 끝 부분(129), 데이터선의 끝 부분(179), 드레인 전극(175) 및 유지 축전기용 도전체(177)를 드러내는 접촉 구멍(181, 182, 185, 187)을 형성하면 도 11 내지 도 12b에 도시한 바와 같은 형태가 만들어진다.Next, a
이어, 마지막으로 도 1 내지 2b에 도시한 바와 같이, ITO 또는 IZO막을 스퍼 터링 따위로 적층하고 패터닝하여 복수의 화소 전극(190)과 복수의 접촉 보조 부재(82)를 형성한다. 이때, IZO 또는 ITO의 스퍼터링 온도는 250℃ 이하인 것이 접촉 저항을 최소화하기 위해 바람직하다.Next, as shown in FIGS. 1 and 2B, an ITO or IZO film is stacked and patterned by sputtering to form a plurality of
이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서는 데이터선(171)을 삼층의 도전막(171p, 171q, 171r)으로 형성할 때, 중간막(171q)과 하부막(171p)을 먼저 형성하고 별개의 패터닝으로 상부막(171r)을 형성하는 한편, 중간막(171q) 및 하부막(171p)을 완전히 덮도록 형성한다. 이에 따라 데이터선(171)의 측벽에서는 언더 컷이 발생하지 않으며, 이를 통하여 다층막의 데이터선을 안정적인 구조로 형성할 수 있다. 이로 인해, 프로파일, 특히 드레인 전극(175)의 프로파일을 부드럽게 형성함으로써 화소 전극(190)과의 접촉 특성을 향상시킬 수 있다.In the method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the exemplary embodiment of the present invention, when the
또한, 반도체가 데이터선의 바깥으로 노출될 경우 주어진 데이터선의 폭에 노출된 반도체의 폭까지 고려하여 설계하여야 하지만, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에서는 데이터선의 폭만을 고려하면 된다. 따라서, 요구되는 데이터선(171)의 폭을 더욱 정확하게 만들 수 있는 한편 그만큼 설계 마진을 확보할 수 있다.In addition, when the semiconductor is exposed to the outside of the data line, the width of the semiconductor exposed to the width of the given data line should be considered. However, in the manufacturing method of the thin film transistor array panel according to the present invention, only the width of the data line needs to be considered. Therefore, the width of the required
이와 같이, 본 실시예에 따른 박막 표시판 및 그 제조 방법에서는 신호선을 다층 구조로 형성할 때 하부막과 중간막을 함께 패터닝하고 상부막은 별도의 사진 식각 공정으로 패터닝함으로써 신호선의 가장자리에서 언더 컷이 발생하는 것을 방 지할 수 있다. 또한, 상부막의 프로파일을 부드럽게 하여 접촉 특성을 향상시킬 수 있고, 데이터선의 폭만을 고려하여 설계하면 되므로 데이터선의 폭을 더욱 정확하게 만들 수 있는 한편 그만큼 설계 마진을 확보할 수 있다.As described above, in the thin film display panel and the manufacturing method according to the present exemplary embodiment, when the signal lines are formed in a multi-layered structure, undercuts are generated at the edges of the signal lines by patterning the lower layer and the intermediate layer together and patterning the upper layer by a separate photolithography process. You can prevent that. In addition, it is possible to improve the contact characteristics by softening the profile of the upper layer, and designing only considering the width of the data line can make the width of the data line more accurate and secure the design margin accordingly.
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KR100849824B1 (en) | 2007-03-09 | 2008-07-31 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Image sensor and method for manufacturing thereof |
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2004
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