KR20100070085A - Thin film transistor substrate and method of fabricating thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적 특성 및 수분 침투 내성이 향상된 박막 트랜지스터 표시판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same having improved electrical characteristics and moisture penetration resistance.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display : FPD) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다. Liquid crystal display (LCD) is one of the most widely used flat panel display (FPD), and consists of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. A display device adjusts the amount of light transmitted by rearranging liquid crystal molecules of a liquid crystal layer by applying a voltage to an electrode.
최근 액정 표시 장치에 대한 수요가 급증하고 고품질화가 요구됨에 따라 전류 및 광 내성 등이 향상된 액정 표시 장치가 연구되고 있다. 액티브층 패턴으로 산화물 반도체를 이용하는 산화물 박막 트랜지스터 표시판은, 고이동도, 광 둔감성(light insensitivity), 및 저온 증착 특성 등의 장점으로 인해 액정 표시 장치에의 사용 빈도가 점점 증가하고 있다. Recently, as the demand for liquid crystal display devices has rapidly increased and high quality is required, liquid crystal display devices having improved current and light resistance have been studied. BACKGROUND ART An oxide thin film transistor array panel using an oxide semiconductor as an active layer pattern has been increasingly used in liquid crystal displays due to advantages such as high mobility, light insensitivity, and low temperature deposition characteristics.
산화물 박막 트랜지스터 표시판은 산화물 반도체로 이루어진 산화물 액티브층 패턴, 산화물 액티브층 패턴 상부에 배치된 보호막, 및 산화물 액티브층 패턴 하부에 배치된 게이트 절연막 등을 포함한다. The oxide thin film transistor array panel includes an oxide active layer pattern made of an oxide semiconductor, a passivation layer disposed over the oxide active layer pattern, a gate insulating layer disposed under the oxide active layer pattern, and the like.
산화물 박막 트랜지스터 표시판의 보호막 또는 게이트 절연막에 수소 원자들이 포함되는 경우 수소 원자들이 산화물 액티브층 패턴으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 산화물 액티브층 패턴이 전도성을 띄게되어 산화물 박막 트랜지스터 표시판의 기능이 상실될 수 있다.When hydrogen atoms are included in the passivation layer or the gate insulating layer of the oxide thin film transistor array panel, the hydrogen atoms may move to the oxide active layer pattern, and thus, the oxide active layer pattern may become conductive and thus the function of the oxide thin film transistor array panel may be lost. .
이를 방지하기 위해 규소 산화물 또는 산질화물 등을 화학 기상 증착하여 보호막을 형성하는 방법이 연구되었다. 그러나, 이러한 방법으로 형성한 보호막은 막질이 열화될 수 있다.In order to prevent this, a method of forming a protective film by chemical vapor deposition of silicon oxide or oxynitride has been studied. However, the protective film formed in this way may deteriorate the film quality.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기적 특성 및 수분 침투 내성이 향상된 박막 트랜지스터 표시판을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a thin film transistor array panel having improved electrical characteristics and moisture permeation resistance.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 전기적 특성 및 수분 침투 내성이 향상된 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor array panel having improved electrical characteristics and moisture penetration resistance.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 절연 기판 상에 형성된 게이트 배선과, 상기 게이트 배선 상에 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 상기 게이트 절연막과 직접 접촉 하도록 형성된 산화물 액티브층 패턴과, 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 형성된 데이터 배선과, 상기 데이터 배선 및 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 상기 산화물 액티브층 패턴과 직접 접촉하도록 형성된 보호막을 포함하되, 상기 게이트 절연막과 상기 보호막 중 적어도 하나는, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a thin film transistor array panel includes a gate wiring formed on an insulating substrate, a gate insulating film formed on the gate wiring, and a direct contact with the gate insulating film on the gate insulating film. An oxide active layer pattern formed on the oxide active layer pattern, a data line formed on the oxide active layer pattern, and a passivation layer formed on the data line and the oxide active layer pattern to be in direct contact with the oxide active layer pattern. At least one of the passivation layers is silicon doped with a Group 3 element or Group 5 element and includes any one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 절연 기판 상에 형성된 데이터 배선과, 상기 데이터 배선 상에 형성된 산화물 액티브층 패턴과, 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 상기 산화물 액티브층 패턴과 직접 접촉하도록 형성된 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 배선을 포함하되, 상기 게이트 절연막은, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a thin film transistor array panel includes a data line formed on an insulating substrate, an oxide active layer pattern formed on the data line, and the oxide formed on the oxide active layer pattern. A gate insulating film formed to be in direct contact with the active layer pattern and a gate wiring formed on the gate insulating film, wherein the gate insulating film is silicon doped with a Group 3 element or a Group 5 element, and includes silicon oxide, silicon nitride, and an acid. It includes any one selected from the group consisting of silicon nitride.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은, 절연 기판 상에 게이트 배선을 형성하는 단계와, 상기 게이트 배선 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 상에 상기 게이트 절연막과 직접 접촉하도록 산화물 액티브층 패턴, 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 데이터 배선, 및 상기 데이터 배선 및 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 상기 산화물 액티브층 패턴과 직접 접촉하도록 보호막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 게이트 절연막과 상기 보호막 중 적어도 하나는, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array panel, including forming a gate wiring on an insulating substrate, forming a gate insulating film on the gate wiring, and Forming a protective layer on the gate insulating layer so as to be in direct contact with the gate insulating layer, a data line on the oxide active layer pattern, and a protective layer on the data line and the oxide active layer pattern to directly contact the oxide active layer pattern. And at least one of the gate insulating film and the passivation film is silicon doped with a Group 3 element or Group 5 element, and includes any one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. .
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은, 절연 기판 상에 데이터 배선을 형성하는 단계와, 상기 데이터 배선 상에 산화물 액티브층 패턴을 형성하는 단계와, 상기 산화물 액티브층 패턴 상에 상기 산화물 액티브층 패턴과 직접 접촉하도록 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 상에 게이트 배선을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 게이트 절연막은, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor array panel, including forming a data wiring on an insulating substrate, and forming an oxide active layer pattern on the data wiring; And forming a gate insulating film on the oxide active layer pattern so as to be in direct contact with the oxide active layer pattern, and forming a gate wiring on the gate insulating film, wherein the gate insulating film is a Group III element or 5; Silicon doped with a group element includes any one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되 지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as "below" or "beneath" of another device may be placed "above" of another device. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
이하, 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다. 도 1b는 도 1a의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.Hereinafter, a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A and 1B. 1A is a layout view of a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel according to the first exemplary embodiment of the present invention, taken along the line AA ′ of FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판(10) 상에 형성된 박막 트랜지스터 등 다양한 소자들을 포함한다. 1A and 1B, the thin film transistor array panel includes various elements such as a thin film transistor formed on the
절연 기판(10)은 소다석회유리(soda lime glass) 또는 보로 실리케이트 유리 등의 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다. The
절연 기판(10) 위에는 게이트 신호를 전달하는 게이트 배선(22, 26)이 형성되어 있다. 게이트 배선(22, 26)은 일 방향, 예를 들어 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(22)과, 게이트선(22)으로부터 돌출되어 돌기 형태로 형성된 박막 트랜지스터의 게이트 전극(26)을 포함한다.
그리고 절연 기판(10) 위에는 공통 전압(common voltage)을 전달하고 스토리지 전극(27) 및 스토리지선(28)을 포함하는 스토리지 배선(27, 28)이 형성되어 있다. 스토리지선(28)은 게이트선(22)과 실질적으로 평행하게 가로 방향으로 형성될 수 있다. 스토리지 전극(27)은 스토리지선(28)보다 폭이 넓게 형성될 수 있다. 스토리지 전극(27)은 후술할 화소 전극(82)과 연결된 드레인 전극 확장부(67)와 중첩되어 화소의 전하 보존 능력을 향상시키는 스토리지 커패시터를 이룬다.The
이와 같은 스토리지 배선(27, 28)의 모양 및 배치 등은 다양한 형태로 변형 될 수 있으며, 화소 전극(82)과 게이트선(22)의 중첩으로 발생하는 스토리지 커패시턴스가 충분할 경우 스토리지 배선(27, 28)이 형성되지 않을 수도 있다.The shape and arrangement of the
게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 배선(27, 28)은 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)과 은 합금 등 은 계열의 금속, 구리(Cu)와 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)과 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 배선(22, 26), 스토리지 전극(27) 및 스토리지선(28)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(미도시)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다. 이 중 한 도전막은 게이트 배선(22, 26) 및 스토리지 전극(27) 및 스토리지선(28)의 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 산화 아연(ZnO), ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 티타늄, 탄탈륨 등으로 이루어진다. 이러한 조합의 좋은 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 상부막 및 알루미늄 하부막과 몰리브덴 상부막을 들 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 게이트 배선(22, 26), 스토리지 배선(27, 28)은 다양한 여러 가지 금속과 도전체로 만들어질 수 있다. The
절연 기판(10), 게이트 배선(22, 26), 스토리지 배선(27, 28)의 위에는 비환원성 물질, 예를 들어 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되 어 있다. 게이트 절연막(30)은 후술하는 산화물 액티브층 패턴(42, 44)의 하부에 배치되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉한다. 비환원성 물질로 이루어진 게이트 절연막(30)에는 수소가 함유되지 않거나 미량만 함유되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)을 구성하는 물질을 환원시키지 않는다. 이에 따라 산화물 액티브층 패턴(42, 44)은 양호한 박막 트랜지스터 특성을 가진다.The
본 실시예의 게이트 절연막(30)은 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 포함할 수 있다. 3족 원소로서, 예를 들어 붕소(B), 및 알루미늄(Al)이 적합하게 예시된다. 5족 원소로서, 예를 들어 질소(N), 및 인(P)이 적합하게 예시된다. 즉, 본 실시예의 게이트 절연막(30)은 예를 들어 인으로 도핑된 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON)일 수 있다. 이에 따라 게이트 절연막(30)의 막질이 밀(dense)해져서 산화물 액티브층 패턴(42, 44)에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.The
게이트 절연막(30) 위에는 Zn, In, Ga, Sn 및 이들의 조합에서 선택된 물질의 산화물로 이루어진 산화물 액티브층 패턴(42, 44)이 형성되어 있다. 산화물 액티브층 패턴(42, 44)에서 '액티브'란 구동 전류 인가시 전기적 특성을 가지게 되는 활성 물질을 의미하며, 반도체 및 금속 산화물 등을 모두 포함한다. 예를 들어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)으로는 ZnO, InZnO, InGaO, InSnO, ZnSnO, GaSnO, GaZnO, GaZnSnO 또는 GaInZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 산화물 액티브층 패턴(42, 44)은 수소화 비정질 규소에 비하여 전하의 유효 이동도(effective mobility)가 2 내지 100배 정도 크고, 온/오 프 전류비가 105 내지 108 의 값을 가짐으로써 뛰어난 반도체 특성을 가지고 있다. 또한 산화물 액티브층 패턴(42, 44)의 경우, 밴드갭(band gap)이 약 3.0 내지 3.5eV 이므로 가시광에 대하여 누설 광전류가 발생하지 않는다. 따라서 산화물 박막 트랜지스터의 순간 잔상을 방지할 수 있고, 산화물 박막 트랜지스터 하부에 광차단막을 형성할 필요가 없으므로 박막 트랜지스터 표시판의 개구율을 높일 수 있다. 산화물 반도체의 특성을 향상시키기 위해 주기율표상의 3족, 4족, 5족 또는 전이원소가 추가로 포함될 수 있다. 또한, 산화물 액티브층 패턴(42, 44)은 비정질 상태이지만 높은 전하의 유효 이동도를 가지고 있고, 기존 비정질 규소의 제조 공정을 그대로 적용할 수 있어서 대면적 표시 장치에 대하여 적용할 수 있다.Oxide
산화물 액티브층 패턴(42, 44) 및 게이트 절연막(30) 위에는 데이터 배선(62, 65, 66, 67)이 형성되어 있다. 데이터 배선(62, 65, 66, 67)은 예를 들어 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(62)과, 데이터선(62)으로부터 분지되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65)과, 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 산화물 박막 트랜지스터의 채널부를 중심으로 소스 전극(65)과 대향하도록 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)과, 드레인 전극(66)으로부터 연장되어 스토리지 전극(27)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)를 포함한다.
이러한 데이터 배선(62, 65, 66, 67)은 도 1b에 도시한 바와 같이 산화물 반 도체 패턴(42)과 직접 접촉하여 오믹 컨택(Ohmic contact)을 형성할 수 있다. 오믹 컨택을 이루기 위하여 데이터 배선(62, 65, 66, 67)은 Ni, Co, Ti, Ag, Cu, Mo, Al, Be, Nb, Au, Fe, Se, 또는 Ta 등으로 이루어진 단일막 또는 다중막 구조를 가지는 것이 바람직하다. 다중막 구조의 예로는 Ta/Al, Ta/Al, Ni/Al, Co/Al, Mo(Mo 합금)/Cu 등과 같은 이중막 또는 Ti/Al/Ti, Ta/Al/Ta, Ti/Al/TiN, Ta/Al/TaN, Ni/Al/Ni, Co/Al/Co 등과 같은 삼중막을 들 수 있다. 다만, 데이터 배선(62, 65, 66, 67)은 상술한 물질로 제한되는 것은 아니며, 데이터 배선(62, 65, 66, 67)과 산화물 액티브층 패턴(42, 44)이 직접 접촉하지 않고, 이들 사이에 오믹 컨택을 위한 오믹 컨택층(미도시)을 더 포함할 수도 있다.As illustrated in FIG. 1B, the
소스 전극(65)은 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 적어도 일부분이 중첩되고, 드레인 전극(66)은 산화물 박막 트랜지스터의 채널부를 중심으로 소스 전극(65)과 대향하며 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 적어도 일부분이 중첩된다. The source electrode 65 overlaps at least a portion of the oxide
데이터 배선(62, 65, 66, 67) 및 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 상에는 보호막(70)이 형성되어 있다. 본 실시예의 보호막(70)은 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하도록 형성되므로 보호막(70)은 수소 원자의 함유량이 적은 것이 바람직하다. 게이트 절연막(30)과 마찬가지로 보호막(70)에 함유되어 있는 수소 원자는 산화물 액티브층 패턴(42, 44)으로 이동할 수 있으며, 이 경우 산화물 액티브층 패턴(42, 44)은 전도성을 가지게 되어 박막 트랜지스터 표시판의 특성이 상실될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 보호막(70)도 게이트 절연막(30)과 같이 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있 으며, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑되어 있을 수 있다.The
다만, 산화물 액티브층 패턴(42, 44)의 박막 트랜지스터 특성을 저하시키지 않는 한, 게이트 절연막(30)과 보호막(70) 중 어느 하나만 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 산화 규소, 질화 규소, 또는 산질화 규소로 이루어질 수 있다. 한편, 박막 트랜지스터의 특성을 향상시키고 고신뢰성을 가지도록 게이트 절연막(30)과 보호막(70) 모두가 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 산화 규소, 질화 규소, 또는 산질화 규소로 이루어질 수도 있다. Unless the thin film transistor characteristics of the oxide
보호막(70)에는 드레인 전극 확장부(67)를 드러내는 컨택홀(77)이 형성되어 있다. 보호막(70) 위에는 컨택홀(77)을 통하여 드레인 전극(66)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(82)이 형성되어 있다. In the
화소 전극(82)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명 도전체 또는 알루미늄 등의 반사성 도전체로 이루어질 수 있다. 화소 전극(82)은 콘택홀(77)을 통하여 드레인 전극 확장부(67)와 전기적으로 연결되어 있다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(82)은 공통 전극(미도시)과 함께 전계를 생성함으로써 박막 트랜지스터 표시판과 공통 전극 표시판(미도시) 사이에 개재된 액정층(미도시)의 액정 분자들을 회전시킨다.The
이하, 도 1b 및 도 2 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 상세히 설명한다. 도 2 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다. 설명의 편의상, 이하의 실시예들에서는 상기 제1 실시예의 도면 에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략하거나 간략화한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1B and 2 to 10. 2 through 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention. For convenience of description, in the following embodiments, members having the same functions as the members shown in the drawings of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and thus description thereof is omitted or simplified.
먼저, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 금속막(미도시)을 적층한 후, 이를 패터닝하여 게이트선(22), 게이트 전극(26), 스토리지 전극(27), 스토리지선(28)을 포함하는 게이트 배선(22, 26, 27, 28)을 형성한다. First, referring to FIGS. 1B and 2, a metal layer for gate wiring (not shown) is stacked on the insulating
여기서 게이트선(22), 게이트 전극(26), 스토리지 전극(27) 및 스토리지선(28)을 포함하는 게이트 배선(22, 26, 27, 28)을 형성하기 위해 스퍼터링(sputtering)법을 이용할 수 있다. 스퍼터링은 200℃ 이하의 저온 공정에서 수행하며, 이러한 저온의 스퍼터링 방식으로 게이트 배선(22, 26, 27, 28)을 형성함으로써 예를 들어 소다석회유리로 이루어진 절연 기판(10)의 열화를 방지할 수 있다. 이어서, 이들 도전막을 습식 식각 또는 건식 식각하여 패터닝한다. 습식 식각의 경우, 인산, 질산, 초산 등의 식각액을 사용할 수 있다.Here, sputtering can be used to form the gate wirings 22, 26, 27, and 28 including the
이어서, 스퍼터링(sputtering)법을 이용하여 절연 기판(10) 및 게이트 배선(22, 26, 27, 28)의 위에 후술하는 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하도록 게이트 절연막(30)을 형성한다. 스퍼터링 시 스퍼터링 타겟으로는 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용한다. 스퍼터링 가스로서 O2, N2O, N2, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 가스, 및 Ar, He, Xe, Ne, Kr, 및 Rn로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가스를 이용한다. 스퍼터링 온도는 예를 들어 25 ~ 150 ℃일 수 있다. 증착 챔버 내에 포함된 수소의 량은 1010 내지 1022개/㎤일 수 있다. 이와 같이 하면, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON)로 이루어진 게이트 절연막(30)을 형성할 수 있다. 스퍼터링 타겟으로 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용함에 따라 형성되는 게이트 절연막(30)의 막질이 밀해지는 점은 이전의 실시예에서 설명한 바와 같다.Subsequently, the
이어서, 도 3을 참조하면, 게이트 절연막(30) 위에 산화물 액티브층(40) 및 데이터 배선용 도전막(60)을 예를 들어, 스퍼터링을 이용하여 연속적으로 증착한다. 산화물 액티브층(40) 및 데이터 배선용 도전막(60)을 하나의 진공 챔버 내에 진공을 해제하지 않고 연속적으로 증착할 수 있으며 이 경우 산화물 액티브층(40)이 대기 중에서 산소에 영향을 받아서 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 산화물 액티브층(40)에서 '액티브'란 구동 전류 인가시 전기적 특성을 가지게 되는 활성 물질을 의미하며, 반도체 및 금속 산화물 등을 모두 포함한다. Next, referring to FIG. 3, the oxide
이어서 데이터 배선용 도전막(60)의 상부에 포토레지스트막(110)을 도포한다.Next, a
이어서, 도 3 및 도 4를 참조하면, 마스크를 통하여 포토레지스트막(110)에 빛을 조사한 후 현상하여, 포토레지스트막 패턴(112, 114)을 형성한다. 이때 포토레지스트막 패턴(112, 114) 중에서 박막 트랜지스터의 채널부, 즉 소스 전극(도 7의 65 참조)과 드레인 전극(도 7의 66 참조) 사이에 위치한 토레지스트막 패 턴(114)은 데이터 배선부, 즉 데이터 배선이 형성될 부분에 위치한 포토레지스트막 패턴(112)보다 두께가 얇게 되도록 하며, 채널부와 데이터 배선부를 제외한 기타 부분의 포토레지스트막은 모두 제거한다. 이 때 채널부에 남아 있는 포토레지스트막 패턴(114)의 두께와 데이터 배선부에 남아 있는 포토레지스트막 패턴(112)의 두께의 비는 후술할 식각 공정에서의 공정 조건에 따라 다를 수 있다.3 and 4, the
이와 같이, 위치에 따라 포토레지스트막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있으며, 빛 투과량을 조절하기 위하여 주로 슬릿(slit), 격자 형태의 패턴 또는 반투명막을 이용한 마스크를 사용할 수 있다. 또한 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 포토레지스트막을 이용하여 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크로 노광한 다음 현상하고 리플로우시켜 포토레지스트막이 잔류하지 않는 부분으로 포토레지스트막의 일부를 흘러내리도록 함으로써 이러한 얇은 두께의 포토레지스트막 패턴(114)을 형성할 수도 있다.As such, there may be various methods of changing the thickness of the photoresist film according to the position, and in order to adjust the amount of light transmission, a mask using a slit, a lattice pattern, or a translucent film may be used. In addition, using a photoresist film made of a reflowable material, the photoresist film is exposed with a conventional mask that is divided into a part that can completely transmit light and a part that cannot completely transmit light, and then developed and reflowed so that the photoresist film does not remain. This thin thickness
이어서, 도 4 및 도 5를 참조하면 포토레지스트막 패턴(112, 114)을 식각마스크로 이용하여 데이터 배선용 도전막(60)을 식각한다. 이러한 식각은 습식 식각 또는 건식 식각을 이용할 수 있다. 습식 식각의 경우 인산, 질산 및 초산의 혼합액, 불산(HF) 및 탈이온수(deionized water)의 혼합액 등의 식각액을 사용할 수 있다. 이렇게 하면, 데이터선(62) 및 소스/드레인용 도전막 패턴(64)만이 남고 이를 제외한 기타 부분의 데이터 배선용 도전막(60)은 모두 제거되어 그 하부의 산화물 액티브층(40)이 노출된다. 이 때 남은 데이터선(62) 및 소스/드레인용 도전막 패 턴(64)은 소스 전극(도 7의 65 참조) 및 드레인 전극(도 7의 66 참조)이 분리되지 않고 연결되어 있는 점을 제외하면 데이터 배선(도 7의 62, 65, 66, 67 참조)의 형태와 동일하다.4 and 5, the data wiring
이어서 포토레지스트막 패턴(112, 114)을 식각 마스크로 하여 산화물 액티브층(40)에 대한 식각을 진행하여 산화물 액티브층 패턴(42, 44)을 형성한다. 이 경우 산화물 액티브층(40)만 식각되고 게이트 절연막(30)은 식각되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 식각은 습식 식각 또는 건식 식각을 이용할 수 있다. 습식 식각의 경우 불산(HF), 황산, 염산 및 이들의 조합에 탈이온수를 혼합한 식각액을 사용할 수 있다. 건식 식각의 경우, 불소 계열의 식각 가스, 예를 들어 CHF3, CF4 등을 사용할 수 있다. 구체적으로 불소 계열의 식각 가스에 Ar 또는 He이 함유된 식각 가스를 사용할 수 있다. 나아가 도 4에 도시된 데이터 배선용 도전막(60)과 산화물 액티브층(40)을 일괄적으로 습식 식각으로 패터닝할 수도 있다. Subsequently, the oxide
이어서 도 5 및 도 6을 참조하면 포토레지스트막 패턴(112, 114)을 에치백(etch-back)하여 채널부의 포토레지스트막 패턴(114)을 제거한다. 이어서 애싱(ashing)을 통하여 채널부의 소스/드레인용 도전막 패턴(64) 표면에 남아 있는 포토레지스트막 잔재를 제거한다.5 and 6, the
다음으로 도 6 및 도 7을 참조하면, 포토레지스트막 패턴(112)을 식각 마스크로 이용하여 채널부의 소스/드레인용 도전막 패턴(64)을 습식 식각 또는 건식 식각한다. 습식 식각의 경우 예를 들어 인산, 질산 및 초산의 혼합액, 불산(HF) 및 탈이온수(deionized water)의 혼합액 등의 식각액을 사용할 수 있다. 또한 채널부의 산화물 액티브층 패턴(44)의 일부도 소정의 두께만큼 제거할 수도 있다.6 and 7, the source / drain
이렇게 하면, 소스 전극(65)과 드레인 전극(66)이 분리되면서 데이터 배선(62, 65, 66, 67)이 완성된다. 데이터 배선(62, 65, 66, 67)은 세로 방향으로 형성되어 게이트선(22)과 교차하여 화소를 정의하는 데이터선(62)과, 데이터선(62)으로부터 가지(branch) 형태로 분지되어 산화물 액티브층 패턴(44)의 상부까지 연장되어 있는 소스 전극(65)과, 소스 전극(65)과 분리되어 있으며 게이트 전극(26) 또는 박막 트랜지스터의 채널부를 중심으로 소스 전극(65)과 대향하도록 산화물 액티브층 패턴(44) 상부에 형성되어 있는 드레인 전극(66)과, 드레인 전극(66)으로부터 연장되어 스토리지 전극(27)과 중첩하는 넓은 면적의 드레인 전극 확장부(67)를 포함한다.In this way, the data wirings 62, 65, 66, and 67 are completed while the
이어서 도 7 및 도 8을 참조하면, 데이터 배선(62, 65, 66, 67) 상에 남아 있는 포토레지스트막 패턴(112)을 제거한다.7 and 8, the
이어서, 도 8 및 도 9를 참조하면, 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 및 데이터 배선(62, 65, 66, 67) 상에 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하는 보호막을 형성한다. 게이트 절연막(30)의 형성과 마찬가지로 보호막(70)의 스퍼터링 시 스퍼터링 타겟으로는 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용한다. 스퍼터링 가스로서 O2, N2O, N2, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 가스, 및 Ar, He, Xe, Ne, Kr, 및 Rn로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가스를 이용한다. 보호 막(70) 형성 시 증착 챔버 내에 포함된 수소의 량은 1010 내지 1022개/㎤일 수 있다. 이와 같이 하면, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx) 또는 산질화 규소(SiON)로 이루어진 보호막(70)을 형성할 수 있다. 본 실시예는 보호막(70)과 게이트 절연막(30) 모두 동일한 방법으로 형성하는 것을 설명하였으나, 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고 보호막(70)과 게이트 절연막(30) 중 어느 하나만 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용하여 형성할 수도 있다. 8 and 9, a protective film is formed on the oxide
이어서 도 10에 도시된 바와 같이, 보호막(70)을 사진 식각하여 드레인 전극 확장부(67)를 드러내는 콘택홀(77)을 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 10, the
마지막으로, 예를 들어 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전체 또는 반사성 도전체를 증착하고 사진 식각하여 드레인 전극 확장부(67)와 연결된 화소 전극(82)을 형성하여 도 1b의 박막 트랜지스터 표시판을 완성한다. Finally, a transparent or reflective conductor such as ITO, IZO, or the like is deposited and photo-etched to form the
이어서, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.Next, the thin film transistor array panel according to the third exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 11. 11 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a third exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예의 보호막(71-1, 71-2)은 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 상에 형성되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하는 제1 보호막(71-1), 및 제1 보호막(71-1) 상에 형성된 제2 보호막(71-2)을 포함한다. The protective films 71-1 and 71-2 of the present embodiment are formed on the oxide
제1 보호막(71-1)은, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규 소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다. 제1 보호막(71-1)에는 수소가 거의 함유되어 있지 않거나 미량 함유되어 있다. 제2 보호막(71-2)은 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어질 수 있으나 수소를 비교적 다량 함유할 수 있다. 제1 보호막(71-1)에 의해 산화물 액티브층 패턴(42, 44)의 환원이 방지되기 때문이다.The first passivation film 71-1 is silicon doped with a Group 3 element or Group 5 element and includes any one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. The first protective film 71-1 contains little or no hydrogen. The second passivation layer 71-2 may be formed of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride, but may contain a relatively large amount of hydrogen. This is because the reduction of the oxide
이하, 도 5 내지 도 8, 도 11, 및 도 12 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 12 내지 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a fourth exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 through 8, 11, and 12 through 14. 12 to 14 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a fourth exemplary embodiment of the present invention in a step-by-step manner.
먼저, 도 5 내지 도 8에서 설명한 방법으로 게이트 배선(22, 26), 게이트 절연막(30), 산화물 액티브층 패턴(42, 44), 및 데이터 배선(62, 65, 66, 67)을 형성한다.First, the gate wirings 22 and 26, the
이어서, 도 12를 참조하면, 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 및 데이터 배선(62, 65, 66, 67) 상에 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하도록 제1 보호막(71-1)을 스퍼터링하여 형성한다. 제1 보호막(71-1)의 스퍼터링 시 스퍼터링 타겟으로 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용한다. 스퍼터링은 O2, N2O, N2, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 가스, 및 Ar, He, Xe, Ne, Kr, 및 Rn로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가스를 이용한다.Next, referring to FIG. 12, the first passivation layer 71-may be in direct contact with the oxide
이어서, 도 13을 참조하면, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)법, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; PECVD)법을 이용하여 제1 보호막(71-1) 상에 제2 보호막(71-2)을 형성한다. 제2 보호막(71-2)의 형성 공정도 제1 보호막(71-1) 형성 공정과 마찬가지로 스퍼터링법을 이용할 수 있으나, 공정 시간 및 비용을 고려하여 플라즈마 화학기상증착법 또는 화학기상증착을 이용할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 13, the second passivation layer on the first passivation layer 71-1 using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and chemical vapor deposition (PECVD). (71-2) is formed. The process of forming the second passivation layer 71-2 may be performed using the sputtering method similarly to the process of forming the first passivation layer 71-1, but the plasma chemical vapor deposition method or the chemical vapor deposition may be used in consideration of the process time and cost. .
이어서, 도 14를 참조하면, 제1 보호막(71-1) 및 제2 보호막(71-2)을 사진 식각하여 드레인 전극 확장부(67)를 드러내는 콘택홀(77)을 형성한다.14, the first passivation layer 71-1 and the second passivation layer 71-2 are photo-etched to form a
마지막으로, 도 11을 참조하면, 예를 들어 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전체 또는 반사성 도전체를 증착하고 사진 식각하여 드레인 전극 확장부(67)와 연결된 화소 전극(82)을 형성하여 박막 트랜지스터 표시판을 완성한다. Lastly, referring to FIG. 11, for example, a thin film transistor array panel is formed by depositing and photoetching a transparent or reflective conductor such as ITO, IZO, or the like to form a
이어서, 도 15를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.Next, the thin film transistor array panel according to the fifth exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 15. 15 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 15를 참조하면, 게이트 절연막(31-1, 31-2)은 절연 기판(10) 상에 형성된 제1 게이트 절연막(31-1), 및 제1 게이트 절연막(31-1) 상에 형성되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하는 제2 게이트 절연막(31-2)을 포함한다. Referring to FIG. 15, the gate insulating layers 31-1 and 31-2 are formed on the first gate insulating layer 31-1 and the first gate insulating layer 31-1 formed on the insulating
제2 게이트 절연막(31-2)은, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다. 도 11의 산화물 액티브층 패턴(42, 44) 상에 형성되어 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하는 제1 보호막(71-1), 및 제1 보호막(71-1) 상에 형성된 제2 보호막(71-2)은 본 실시예와 조합되어 사용될 수 있다.The second gate insulating film 31-2 is silicon doped with a Group 3 element or Group 5 element and includes any one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. 11 formed on the oxide
이어서, 도 15 내지 도 17 및 도 3 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 16 및 도 17는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a sixth exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 15 to 17 and FIGS. 3 to 10. 16 and 17 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 16을 참조하면, 절연 기판(10) 상에 게이트 배선(22, 26)을 형성한다. 이어서, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)법, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; PECVD)법을 이용하여 게이트 배선(22, 26) 상에 제1 게이트 절연막(31-1)을 형성한다. 그러나, 제1 게이트 절연막(31-1)을 스퍼터링법에 의하여 형성하는 것을 배제하는 것은 아니다.First, referring to FIG. 16, gate wirings 22 and 26 are formed on an insulating
도 17을 참조하면, 제1 게이트 절연막(31-1) 상에 산화물 액티브층 패턴(42, 44)과 직접 접촉하도록 제2 게이트 절연막(31-2)을 스퍼터링하여 형성한다. 제2 게이트 절연막(31-2)의 스퍼터링 시 스퍼터링 타겟으로 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용한다. 스퍼터링은 O2, N2O, N2, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 가스, 및 Ar, He, Xe, Ne, Kr, 및 Rn로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가스를 이용한다.Referring to FIG. 17, the second gate insulating layer 31-2 is sputtered on the first gate insulating layer 31-1 so as to be in direct contact with the oxide
이어서, 도 3 내지 도 10에서 설명한 방법으로 산화물 액티브층 패턴(42, 44), 데이터 배선(62, 65, 66, 67), 보호막(70), 콘택홀(77)을 형성한다.Subsequently, the oxide
이어서, 도 15를 참조하면, 예를 들어 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전체 또는 반사성 도전체를 증착하고 사진 식각하여 드레인 전극 확장부(67)와 연결된 화소 전극(82)을 형성하여 박막 트랜지스터 표시판을 완성한다.Subsequently, referring to FIG. 15, a thin film transistor array panel may be formed by depositing and photo-etching a transparent or reflective conductor such as, for example, ITO and IZO to form a
이하, 도 18을 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 18은 본 발명의 제7 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.Hereinafter, a thin film transistor array panel according to a seventh exemplary embodiment will be described in detail with reference to FIG. 18. 18 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.
도 18을 참조하면, 본 실시예의 박막 트랜지스터 표시판은 소위 탑 게이트(top gate) 방식으로서, 게이트 배선(122, 126)이 산화물 액티브층 패턴(144)의 상부에 위치한다. Referring to FIG. 18, the thin film transistor array panel according to the present exemplary embodiment is a so-called top gate method, and
본 실시예의 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판(10) 상에 형성된 데이터 배선(162, 165, 166)이 형성되어 있다. 소스 전극(165)과 드레인 전극(166)은 서로 이격되어 대향한다. In the thin film transistor array panel of the present embodiment,
산화물 액티브층 패턴(144)은 소스 전극(165)과 드레인 전극(166) 상부에 형성되어 박막 트랜지스터의 채널 영역을 제공한다.The oxide
절연 기판(10), 데이터 배선(162, 165, 166), 및 산화물 액티브층 패턴(144) 상에는 게이트 절연막(130)이 형성되어 산화물 액티브층 패턴(144)과 직접 접촉한다. 게이트 절연막(130)은 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다.The
게이트 절연막(130) 상에는 게이트 배선(122, 126)이 형성되어 있다. 게이트 배선(122, 126) 상에는 보호막(170)이 형성되어 있다. 보호막(170)은 산화 규소, 산화 질소, 또는 산질화 규소로 이루어질 수 있다.
보호막(170) 및 게이트 절연막(130)에는 콘택홀(177)이 형성되어 있다. 화소 전극(182)은 콘택홀(177)을 통하여 드레인 전극(166)와 전기적으로 연결되어 있다.Contact holes 177 are formed in the
이하, 도 18 내지 도 20을 참조하여, 본 발명의 제8 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 19 및 도 20은 본 발명의 제8 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an eighth exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 18 through 20. 19 and 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an eighth exemplary embodiment of the present inventive concept.
먼저, 도 19를 참조하면, 절연 기판(10) 상에 데이터 배선(162, 165, 166)을 형성한다. 이어서, 데이터 배선(162, 165, 166) 상에 산화물 액티브층 패턴(144)을 형성한다. 이어서, 산화물 액티브층 패턴(144) 상에 산화물 액티브층 패턴(144)과 직접 접촉하도록 게이트 절연막(130)을 형성한다. 게이트 절연막(130)은 스퍼터링 타겟으로 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용하여 스퍼터링한다. 스퍼터링은 O2, N2O, N2, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 제1 가스, 및 Ar, He, Xe, Ne, Kr, 및 Rn로 이루어진 군으로부터 선택된 제2 가스를 이용하여 수행한다. First, referring to FIG. 19,
이어서, 도 20을 참조하면, 게이트 절연막(130) 상에 게이트 배선(126)을 형성한다. 이어서, 게이트 배선(126) 상에 보호막(170)을 형성한다.Next, referring to FIG. 20, a
마지막으로 도 18을 참조하면, 보호막(170) 및 게이트 절연막(130)을 사진 식각하여 드레인 전극(166)을 드러내는 콘택홀(177)을 형성한다. 이어서, 예를 들어 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전체 또는 반사성 도전체를 증착하고 사진 식각하여 드레인 전극(166)과 연결된 화소 전극(182)을 형성하여 박막 트랜지스터 표시판을 완성한다.Finally, referring to FIG. 18, the
이하, 도 21을 참조하여, 본 발명의 제9 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 21은 본 발명의 제9 실시예에 따른 박막 트랜 지스터 표시판의 단면도이다. Hereinafter, a thin film transistor array panel according to a ninth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 21. 21 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a ninth embodiment of the present invention.
도 21을 참조하면, 본 실시예의 박막 트랜지스터 표시판은 절연 기판(10) 상에 형성되어 산화물 액티브층 패턴(144)과 직접 접촉하는 제1 게이트 절연막(131-1), 및 제1 게이트 절연막(131-1) 상에 형성된 제2 게이트 절연막(131-2)을 포함하고, 제1 게이트 절연막(131-1)은, 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소로서, 산화 규소, 질화 규소, 및 산질화 규소로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다. 다른 구성 요소들은 본 발명의 제7 실시예와 동일하다.Referring to FIG. 21, the thin film transistor array panel according to the present exemplary embodiment is formed on the insulating
이하, 도 22 내지 도 24를 참조하여, 본 발명의 제10 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다. 도 21 내지 도 24는 본 발명의 제10 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.Hereinafter, the thin film transistor array panel according to the tenth exemplary embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 22 to 24. 21 through 24 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a tenth exemplary embodiment of the present invention.
도 22를 참조하면, 절연 기판(10) 상에 산화물 액티브층 패턴(144)과 직접 접촉하는 제1 게이트 절연막(131-1)을 형성한다. 제1 게이트 절연막(131-1)을 형성하는 단계는 스퍼터링 타겟으로 3족 원소 또는 5족 원소로 도핑된 규소를 이용하여 스퍼터링하는 것을 포함한다.Referring to FIG. 22, a first gate insulating layer 131-1 in direct contact with the oxide
이어서, 도 23을 참조하면, 제1 게이트 절연막(131-1) 상에 제2 게이트 절연막(131-2)을 형성한다. 제2 게이트 절연막(131-2)은 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)법, 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; PECVD)법을 이용하여 형성할 수 있다. 그러나, 제2 게이트 절연막(131-2)을 스퍼터링법에 의하여 형성하는 것을 배제하는 것은 아니다.Next, referring to FIG. 23, a second gate insulating layer 131-2 is formed on the first gate insulating layer 131-1. The second gate insulating layer 131-2 may be formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method or a chemical vapor deposition (PECVD) method. However, the formation of the second gate insulating film 131-2 by the sputtering method is not excluded.
도 24를 참조하면, 제2 게이트 절연막(131-2) 상에 게이트 배선(122, 126)을 형성한다. 이어서, 게이트 배선(122, 126) 상에 보호막(170)을 형성한다.Referring to FIG. 24,
마지막으로 도 21을 참조하면, 보호막(170), 제2 게이트 절연막(131-2), 및 제1 게이트 절연막(131-1)을 사진 식각하여 드레인 전극(166)을 드러내는 콘택홀(177)을 형성한다. 이어서, 예를 들어 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전체 또는 반사성 도전체를 증착하고 사진 식각하여 드레인 전극(166)과 연결된 화소 전극(182)을 형성하여 박막 트랜지스터 표시판을 완성한다.Finally, referring to FIG. 21, the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.1A is a layout view of a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 1b는 도 1a의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel according to the first exemplary embodiment of the present invention, taken along the line AA ′ of FIG. 1A.
도 2 내지 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.2 through 10 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.12 to 14 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a fourth exemplary embodiment of the present invention in a step-by-step manner.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.15 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a fifth exemplary embodiment of the present invention.
도 16 및 도 17는 본 발명의 제6 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.16 and 17 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a sixth exemplary embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 제7 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이다.18 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a seventh exemplary embodiment of the present invention.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제8 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.19 and 20 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to an eighth exemplary embodiment of the present inventive concept.
도 21은 본 발명의 제9 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 단면도이 다.21 is a cross-sectional view of a thin film transistor array panel according to a ninth exemplary embodiment of the present invention.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 제10 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 공정 단계별로 나타낸 단면도이다.21 through 24 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor array panel according to a tenth exemplary embodiment of the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10: 절연 기판 22: 게이트선10: insulating substrate 22: gate line
26: 게이트 전극 27: 스토리지 전극26: gate electrode 27: storage electrode
28: 스토리지선 30: 게이트 절연막28: storage line 30: gate insulating film
31-1: 제1 게이트 절연막 31-2: 제2 게이트 절연막31-1: first gate insulating film 31-2: second gate insulating film
40: 산화물 액티브층 42, 44: 산화물 액티브층 패턴40: oxide
60: 데이터 배선용 도전막 62: 데이터선60: conductive film for data wiring 62: data line
64: 소스/드레인용 도전막 패턴 65: 소스 전극64: conductive film pattern for source / drain 65: source electrode
66: 드레인 전극 67: 드레인 전극 확장부66: drain electrode 67: drain electrode extension
70: 보호막 71-1: 제1 보호막70: protective film 71-1: first protective film
71-2: 제2 보호막 77: 콘택홀71-2: second passivation layer 77: contact hole
82: 화소 전극 110: 포토레지스트막82: pixel electrode 110: photoresist film
112, 114: 포토레지스트막 패턴112, 114: photoresist film pattern
Claims (23)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017092299A (en) * | 2015-11-12 | 2017-05-25 | 株式会社 オルタステクノロジー | Thin film transistor |
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