KR940009134B1 - 액정평판 표시장치와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정평판 표시장치와 그 제조방법

제1도는 역스태거형 TFT를 사용한 종래 기술을 나타낸 도면.

제2도는 본 발명의 실시예 1의 제조공정을 설명하기 위한 도면.

제3도는 본 발명의 실시예 2에 의해 제조된 표시기판의 단면도.

본 발명은 박막트랜지스터(TFT)를 사용한 액티브 매트릭스형 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 전극선과 TFT가 형성된 표시기판과 그 제조방법에 관한 것이다.

TFT를 사용한 액티브 매트릭스형 액정표시기판은 단순 매트릭스형 표시장치에 비해 대화면과 고화질을 얻을 수 있기 때문에 한창 연구개발되고 있으며, 장래 고품위의 OA용이나 하이비전용을 실현할 수 있는 유력한 표시장치이다. 여기서 사용되는 TFT의 반도체 재료도 처음에는 셀렌화카드뮴(CdSe)이 쓰이다가 점차 비정질실리콘(a-Si)이나 다결정 실리콘(Poly-Si)등이 쓰이게 되었으며, TFT의 구조도 순스태거형, 역스태거형, 코-플래너(CO-planar)형등으로 다양화 되었다. 순스태거형 TFT를 사용한 액티브 매트릭스형 표시기판의 제조공정에 관해서는 일본 특허공개공보 소 59-501562호에 잘 나타나 있으나, 보다 양질의 TFT를 얻을 수 있는 역스태거형 TFT가 오늘날 주로 사용되고 있는 추세이다.

일반적으로 역스태거형 TFT를 사용한 액티브 매트릭스 표시기판의 제조공정을 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 제1a도는 게이트전극선(17)과 소오스전극(1)이 교차하는 부근에 역스태거형 TFT가 형성되어 있는 표시기판의 평면도를 나타낸 것이며, b도는 a도의 A-A′선을 자른 단면도이고, c도는 a도의 B-B′선을 자른 단면도이다.

유리기판(1)상에 게이트전극(12)과 게이트전극선(17)을 a도의 ①처럼 패턴형성시키고, 실리콘나이트라이드 절연층(13)과 a-Si층(14)을 퇴적시킨 후 a도의 ②처럼 패터닝하여 반도체층(14)을 형성시킨다. 이어서 금속막을 증착한 후 a도의 ③처럼 패터닝하여 소오스전극(15) 드레인전극(16), 소오스전극(18)을 형성시킨다.

상기한 제조방법에서 소오스ㆍ드레인전극(15, 16)과 a-Si층(14)과의 오믹접촉을 위해 P도핑된 n⁺a-Si층을 형성시켜 주는 것이 일반적이며, ITO(Indium Tin Oxide)로 된 화소전극은 공정조건에 따라 적정한 순서로 형성시켜 줄 수 있다.

상기와 같이 제조된 액티브 매트릭스형 표시기판은 그 공정의 복잡성을 줄이기 위해 게이트전극선과 화소전극을 동일 마스크로 하여 형성시켜 주는 방법이 일본인 다께다 에쯔아, 가오구찌 다까오등에 의해 발명되어 국내 공고번호 90-4732호에 개시되어 있지만, 무엇보다도 관심의 대상이 되고 있는 것은 표시부의 대화면화와 고화질화 문제이다. 이렇게 표시부의 대형화와 고화질을 추구함에 따라서 단위면적당 화소밀도가 증가하게 되고 전극수도 증가하게 된다. 따라서 전극선의 길이도 길어지게 되어 배선저항이 무시될 수 없을 정도로 증가한다. 따라서 화소전극을 캐패시터로 하는 RC회로에 있어서 시간상수(Time Constant)가 증가되어 화상신호의 전달속도에 지연효과를 가져오게 된다. 이것은 고화질에 대한 요청에 역행하는 것이기 때문에 오늘날 배선저항의 감소를 위해 많은 연구와 투자가 이루어지게 되는 주요인이 된다. 배선저항을 감소시키기 위해 저저항의 배선재료에 대한 개발이 한창 진행되고 있으며, 배선구조의 개선에도 많은 연구가 이루어지고 있다.

특히, 배선구조에 관하여서는, 배선의 단면적에 반비례하는 배선저항의 감소를 위해 배선의 두께를 높이는 것이 일반적이지만, 일정 두께이상 높이는 것은 기판과 금속배선과의 단차가 크게 발생되어, 후속공정시 단차부에서의 단차피복성(Step Coverage)이 불량하게 되어 반도체 장치의 신뢰성과 수율을 떨어뜨리게 된다.

제1도에 나타나듯이 종래에는 게이트전극선, 절연층, 신호전극선이 기판상에서 수직적으로 적층구조를 형성하기 때문에 후속공정시 단차피복성을 고려하여 금속배선의 두께에 일정한 제한이 따르는 결점이 발생된다.

따라서 본 발명의 목적은 박막트랜지스터가 형성된 액정표시장치의 표시기판에 있어서 게이트전극선과 신호전극선의 배선저항을 감소시키기 위해, 금속배선에 의한 단차 불량을 유발하지 않으면서 소정 두께 이상의 금속배선을 형성시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 게이트전극선과 신호를 전달하는 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 분리형성되어 있으며, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차지역 부근에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 액정평판표시기판에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선을 절연성 기판상의 동일 평면상에 형성시키거나, 절연성 기판표면아래로 소정의 깊이만큼 침입시켜 형성시켜 줌으로써 달성한다.

이하 본 발명의 원리가 구체화되 실시예 1, 실시예 2를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

실시예 1은 유리기판상(11)의 동일평면에 게이트전극선(12)과 소오스전극선(13)을 형성시켜 줌으로써, 유리기판, 게이트전극선, 절연층, 소오스전극선이 수직적으로 적층구조를 이룸에 따른 종래기술에 있어서의 금속배선의 두께에 대한 제한을 극복할 수 있다.

이하 제조공정을 제2a도~e도를 참조하여 살펴보면 아래와 같다. a도에서 유리재질의 절연물질로 형성된 유리기판(11)상의 전표면에 금속을 물리증착 및 CVD등의 방법으로 소정의 두께만큼 형성시킨 후 게이트전극선(2), 소오스전극선(3)을 a도와 같이 패터닝하여 형성시킨다. 이때 상기 제1금속층의 두께는 박막트랜지스터의 후속 공정시 단차피복성의 향상을 위해 500 정도나 혹은 그 이하로 유지시켜 줄 수 있다. 이어서 기판의 전표면에 실리콘나이트라이트등의 절연층(6), a-SI : H(수소화 비정질 실리콘)층(4) 및 n⁺a-Si층(4)을 차례로 증착시킨 후 b도와 같이 패터닝하여 반도체막(4)를 형성시킨다. 이때 절연층(6)은 반도체막(4)을 제외한 전표면에 남아있는 상태이다.

이어서 c도에서 처럼, 게이트전극선(2), 소오스전극선(3)의 점선표시지역의 내부에 잔존하는 절연층(6)을 에칭하여 제거한다.

이어서 기판 전표면에 금속을 증착한 후 d도에 도시된 것처럼 게이트전극선(2), 소오스전극선(3) 위에 제2금속층(5)을 패턴형성시켜 준다. 이때 소오스전극과 드레인전극이 함께 형성된다.

상기 게이트전극선(2), 소오스전극선(3) 위에 제2금속층을 패턴형성시킬때, 전극선의 교차부에서의 전극선의 절단 혹은 연결은 반대로 선택할 수 있다. 즉 a도에서 소오스전극(3)을 연결시키고 게이트전극선(2)을 절단한 경우에는 상기 d도에서의 제2금속층(5)의 패턴을 바꾸어 게이트전극선을 연결시키고 소오스전극선을 절단시켜야 한다. 제2금속층의 두께는 제1금속층의 두께와 달리 금속배선의 배선저항을 고려하여 충분히 두껍게 할 수 있다.

e도는 d도의 A-A′선을 자른 단면도이다.

[실시예 2]

실시예 2는 제3도에서 보여지듯이 유리재질의 절연성기판(21)의 표면아래로 소정의 깊이만큼 게이트전극선(22), 소오스전극선(23)을 침입시켜 형성시킴으로써, 종래기술에서의 금속배선두께의 제한성을 극복할 수 있는 유력한 수단이다.

유리기판 속으로 평탄화 금속배선을 형성시키는 방법은 본 발명의 발명자를 대표발명자로 하여 국내 특허출원번호 91-10069호로 출원된‘금속배선 제조방법’에 잘 나타나 있다.

상기 기출원된 발명은, 유리기판의 상부에 포토레지스트패턴을 형성하는 제1공정과, 상기 포토레지스트패턴을 통해 노출된 유리기판을 소정두께 제거하여 개구부를 형성하는 제2공정과, 상기 구조의 전 표면에 금속막을 도포하여 유리기판의 개구부를 메꾸는 제3공정과, 상기 구조의 개구부를 제외한 부분이 금속막과 포토레지스트 패턴을 제거하는 제4공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속배선 제조방법이다.

따라서 실시예 2는 기출원된 국내 특허출원번호 91-10069호의 제조방법을 적용하여 유리기판(21) 표면 아래로 소정의 깊이만큼 게이트전극선(22), 소오스전극선(23)을 침입시켜 형성시키고, 후속되는 공정은 실시예 1과 같은 제조방법으로 수행한다.

따라서 실시예 2는 금속배선의 두께에 대한 제한의 폭을 유리기판속으로 침입된 금속배선의 깊이만큼 더 완화시킬 수 있는 것이다.

상기의 제조공정에 있어서 제1금속층(22, 23)을 유리기판속으로 소정의 깊이만큼 형성시킨 후, 양극 산화막을 상기의 제1금속층상에 형성시킨 후 유리기판의 표면을 평탄화 시킴으로써 후속되는 절연층의 누설전류를 감소시킬 수도 있다.

이상에서 살펴본 실시예 1, 실시예 2는 대형화, 고화질화 되어가는 액티브 매트릭스형 액정표시기판에 있어서, 금속배선의 배선저항의 감소를 위해 동일평면상에 전극선을 형성시킨 발명으로써, 박막트랜지스터가 절연성기판상에 응용된 곳에 폭넓게 적용하여 배선저항을 원하는 수준으로 낮출 수 있다.

Claims (10)

1. 게이트전극선과 신호를 전달하는 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 분리 형성되어 있으며, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차지역부근에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 액정평판 표시장치에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선이 절연성 기판상의 동일 평면상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는 역스태거형인 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차부에 있어서는 게이트전극선과 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 적층구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
4. 게이트전극선과 신호를 전달하는 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 분리 형성되어 있으며, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차지역부근에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 액정평판 표시장치에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선이 절연성기판 표면아래로 소정의 길이만큼 침입되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차부에 있어서는 게이트전극선과 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 적층구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 박막트랜지스터는 역스태거형인 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 절연성기판 표면 아래를 침입되어 있는 게이트전극선, 신호전극선, 표면과 상기 절연막 사이에 양극 산화막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치.
8. 게이트전극선과 신호전극선이 절연막을 사이에 두고 분리형성되어 있으며, 상기 게이트전극선과 신호전극선의 교차지역 부근에 박막트랜지스터가 형성되어 있는 액정평판 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 게이트전극선과 신호전극선을 절연기판상의 동일 평면상에 서로 접촉되지 않게 패턴형성시키는 제1공정과, 상기 기판상에 절연막, 반도체막을 증착시킨 후 반도체층을 패턴 형성시키는 제2공정과, 상기 게이트전극선, 신호전극선 표면의 절연막을 일부 제거시키는 제3공정과, 상기 게이트전극선, 신호전극선상에 제2금속층은 서로 접촉되지 않게 패턴형성시키는 제4공정은 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제4공정에 있어서 전극선의 교차부에서의 패턴형태는 상기 제1공정에서의 패턴형태와 반대로 하여 게이트전극선, 신호전극선이 단절되지 않도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치의 제조방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 제1공정에서의 게이트전극선, 신호전극선의 두께는 500Å정도나 그 이하로 형성시키는 것을 특징으로 하는 액정평판 표시장치의 제조방법.