KR100729767B1 - manufacturing method of thin film transistor array panel for liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
절연 기판 위에 게이트선, 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 게이트 절연막, 반도체층 및 저항성 접촉층을 차례로 형성한다. 다음, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극 및 데이터 패드를 포함하는 데이터 배선을 형성한 후, 보호막을 증착하고 그 위에 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴을 형성한다. 이때, 감광막 패턴 중에서 전단의 게이트선 상부에 위치한 부분의 두께는 다른 부분보다 두께가 얇으며, 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드 상부의 감광막은 제거한다. 다음, 보호막과 게이트 절연막을 제거하여 드레인 전극, 게이트 패드 및 데이터 패드를 노출시킨 후, 감광막 패턴을 애싱하여 게이트선 상부의 보호막을 드러낸다. 다음, 드러난 보호막을 일정 두께만 남기고 식각한 후, 남아 있는 감광막 패턴을 제거하면 게이트선 상부에는 얇은 두께의 보호막이 남는다. 다음, 화소 전극, 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 형성한다. 이와 같이, 전단의 게이트선과 화소 전극을 사이에 두고 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 얇게 하면 중첩되는 면적을 줄이더라도 동일한 양의 유지 용량을 얻을 수 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 조절하여 유지 용량을 조절할 수 있으며, 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 얇게 하여 유지 용량을 크게 할 경우 킥백 전압을 줄여 플리커 현상을 감소시킬 수 있다.A gate wiring including a gate line, a gate electrode, and a gate pad is formed on an insulating substrate, and a gate insulating film, a semiconductor layer, and an ohmic contact layer are sequentially formed. Next, after forming a data line including a data line, a source electrode, a drain electrode, and a data pad, a protective film is deposited and a photosensitive film pattern having a different thickness is formed on the protective film. In this case, the thickness of the portion of the photoresist pattern located above the gate line of the front end is thinner than other portions, and the photoresist of the drain electrode, the gate pad, and the data pad is removed. Next, the protective film and the gate insulating film are removed to expose the drain electrode, the gate pad, and the data pad, and then the photoresist pattern is ashed to expose the protective film on the gate line. Next, the exposed protective film is etched with only a predetermined thickness, and then the remaining photoresist pattern is removed to leave a thin protective film on the gate line. Next, a pixel electrode, an auxiliary gate pad, and an auxiliary data pad are formed. As described above, by reducing the thickness of the protective film forming the storage capacitor with the gate line in front of the pixel electrode interposed therebetween, the same amount of storage capacitance can be obtained even if the overlapping area is reduced, so that the aperture ratio can be improved. In addition, it is possible to control the holding capacity by adjusting the thickness of the protective film forming the holding capacity, and when the thickness of the protective film forming the holding capacity is increased to increase the holding capacity, the kickback voltage may be reduced to reduce the flicker phenomenon.
감광막 패턴, 유지 용량, 개구율Photosensitive film pattern, holding capacity, aperture ratio
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,1 is a layout view illustrating a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선에 대한 단면도이고,2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,3A is a layout view showing a thin film transistor substrate in a first step of manufacturing according to the first embodiment of the present invention;
도 3b는 도 3a에서 Ⅲb-Ⅲb 선에 대한 단면도이고,FIG. 3B is a cross sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG. 3A;
도 4a는 도 3a 다음 단계에서의 배치도이고,FIG. 4a is a layout view in the next step of FIG. 3a;
도 4b는 도 4a에서 선에 대한 단면도이고,4B is a cross-sectional view of the line in FIG. 4A;
도 5a는 도 4a 다음 단계에서의 배치도이고,FIG. 5A is a layout view of the next step of FIG. 4A;
도 5b는 도 5a에서 Ⅴb-Ⅴb 선에 대한 단면도이고,FIG. 5B is a cross sectional view taken along the line Vb-Vb in FIG. 5A;
도 6a는 도 5a 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 6a is a sectional view at the next step of FIG. 5a;
도 6b 및 도 6c는 도 6a 다음 단계에서의 공정을 그 순서에 따라 차례로 도시한 단면도이고,6B and 6C are cross-sectional views sequentially showing the processes in the next step of FIG. 6A in the order thereof;
도 7a는 도 6c 다음 단계에서의 배치도이고,FIG. 7a is a layout view in the next step of FIG. 6c;
도 7b는 도 7a에서 Ⅶb-Ⅶb 선에 대한 단면도이고, FIG. 7B is a cross sectional view taken along the line VIIb-VIIb in FIG. 7A;
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고, 8 is a layout view illustrating a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 도 8에서 Ⅸ-Ⅸ 선에 대한 단면도이고,9 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 8,
도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 제조하는 첫 단계에서의 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고,10A is a layout view showing a thin film transistor substrate in a first step of manufacturing according to the second embodiment of the present invention;
도 10b는 도 10a에서 Ⅹb-Ⅹb 선에 대한 단면도이고,FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb in FIG. 10A;
도 11a는 도 10a 다음 단계에서의 배치도이고,FIG. 11A is a layout view in the next step of FIG. 10A;
도 11b는 도 11a에서 XⅠb-XⅠb 선에 대한 단면도이고, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XIB-XIB in FIG. 11A,
도 12a는 도 11a 다음 단계에서의 배치도이고,12A is a layout view at the next step of FIG. 11A;
도 12b는 도 12a에서 XⅡb-XⅡb선에 대한 단면도이고,FIG. 12B is a cross sectional view taken along line XIIb-XIIb in FIG. 12A;
도 13은 도 12b 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 13 is a sectional view at the next step of FIG. 12B;
도 14a는 도 13 다음 단계에서의 배치도이고,FIG. 14a is a layout view in the next step of FIG. 13;
도 14b는 도 14a에서 XⅣb-XⅣb 선에 대한 단면도이다.FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line XIVb-XIVb in FIG. 14A.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display device.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층 으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two glass substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are applied by applying a voltage to the two electrodes. A display device for controlling the amount of light transmitted by rearranging them.
액정 표시 장치의 한 기판에는 전극에 인가되는 전압을 스위칭하는 박막 트랜지스터를 가지는 것이 일반적이며, 이러한 박막 트랜지스터 기판에는 박막 트랜지스터 외에도 외부로부터 주사 신호를 인가받는 게이트선, 외부로부터 화상 신호를 인가받는 데이터선 및 게이트선과 데이터선의 교차로 이루어지는 화소 영역마다 형성되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다. It is common to have a thin film transistor for switching a voltage applied to an electrode on one substrate of the liquid crystal display device. In addition to the thin film transistor, the thin film transistor substrate has a gate line for receiving a scan signal from the outside and a data line for receiving an image signal from the outside. And a pixel electrode formed in each pixel region formed by the intersection of the gate line and the data line.
이러한 액정 표시 장치에서 화소의 전하 보존 능력을 향상시키기 위하여 유지 용량을 형성해야 한다. In such a liquid crystal display device, a storage capacitor should be formed in order to improve the charge storage capability of the pixel.
유지 용량을 형성하는 방법에는 게이트선과 화소 전극을 절연막을 사이에 두고 중첩시켜 형성하는 방법과 유지 용량을 크게 하고 중첩되는 면적을 작게 하기 위해 데이터선과 동일한 층으로 유지 용량 전극을 형성하여 접촉 구멍을 통해 화소 전극과 접촉시키는 방법이 있다. 이러한 경우, 화소 전극과 게이트선 사이의 절연막의 두께가 크기 때문에 적절한 유지 용량 값을 얻기 위해서는 화소 전극과 게이트선의 중첩되는 면적을 크게 해야 한다. 한편, 화소 전극과 게이트선 사이의 두께를 줄이기 위해 유지 용량 전극을 형성하는 경우에는 그 형성 과정에서 막잔류, 불순물 입자 등으로 인해 화소 불량을 유발할 가능성이 있다. In the method of forming the storage capacitor, the gate line and the pixel electrode are overlapped with an insulating film interposed therebetween, and the storage capacitor electrode is formed in the same layer as the data line to increase the storage capacitance and reduce the overlapping area. There is a method of contacting the pixel electrode. In this case, since the thickness of the insulating film between the pixel electrode and the gate line is large, the overlapping area of the pixel electrode and the gate line must be increased in order to obtain an appropriate holding capacitance value. On the other hand, when the storage capacitor electrode is formed to reduce the thickness between the pixel electrode and the gate line, there is a possibility that pixel defects may be caused due to film residue, impurity particles, and the like in the formation process.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유지 용량을 줄이지 않으면서 개구율을 향상시키는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the aperture ratio without reducing the holding capacity.
이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴을 이용하여 접촉 구멍을 형성함과 동시에 화소 전극과 중첩되는 게이트선 상부의 보호막의 일정 두께를 제거한다.In order to achieve the above object, in the present invention, a contact hole is formed using a photosensitive film pattern having a different thickness according to a position, and at the same time, a predetermined thickness of the passivation layer on the gate line overlapping the pixel electrode is removed.
본 발명에 따르면, 절연 기판 위에 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하고, 그 위에 게이트 절연막과 반도체층을 차례로 형성한다. 다음, 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선을 형성하고, 보호막을 증착한다. 다음, 보호막에 드레인 전극을 드러내는 제1 접촉 구멍을 형성하고, 게이트선과 중첩되는 화소 전극을 형성한다. 여기서, 제1 접촉 구멍을 형성할 때 게이트선 상부의 보호막의 일정 두께를 제거하며, 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정을 사용하는 것이 바람직하다.According to the present invention, a gate wiring including a gate line and a gate electrode is formed on an insulating substrate, and a gate insulating film and a semiconductor layer are sequentially formed thereon. Next, a data line including a data line, a source electrode and a drain electrode is formed, and a protective film is deposited. Next, a first contact hole exposing the drain electrode is formed in the protective film, and a pixel electrode overlapping the gate line is formed. Here, when forming the first contact hole, it is preferable to use a photolithography process using a photoresist pattern having a different thickness depending on the position, by removing a predetermined thickness of the passivation layer on the upper gate line.
감광막 패턴은 제1 두께를 가지는 제1 부분, 제1 두께보다 두꺼운 제2 부분, 두께를 갖지 않으며 제1 및 제2 부분을 제외한 제3 부분을 포함하며, 제3 부분은 드레인 전극 상부, 제1 부분은 게이트선 상부, 제2 부분은 제1 및 제3 부분을 제외한 나머지 부분에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다. The photoresist pattern includes a first portion having a first thickness, a second portion thicker than the first thickness, and a third portion having no thickness and excluding the first and second portions, wherein the third portion is an upper portion of the drain electrode and the first portion. Preferably, the portion is formed above the gate line and the second portion is positioned at the remaining portions except for the first and third portions.
제1 접촉 구멍을 형성할 때는, 먼저 감광막 패턴을 마스크로 하여 보호막을 제거하고, 감광막 패턴을 애싱하여 제1 부분의 보호막을 드러낸다. 다음, 제1 부분의 보호막을 일정 두께만큼 제거하고, 감광막 패턴을 제거한다.When forming the first contact hole, the protective film is first removed using the photosensitive film pattern as a mask, and the protective film of the first portion is exposed by ashing the photosensitive film pattern. Next, the protective film of the first portion is removed by a predetermined thickness, and the photosensitive film pattern is removed.
한편, 보호막과 감광막 패턴을 함께 식각하여 제1 접촉 구멍을 형성함과 동시에 제1 부분의 보호막을 일정 두께만큼 제거할 수도 있다. Meanwhile, the protective film and the photoresist pattern may be etched together to form the first contact hole, and the protective film of the first portion may be removed by a predetermined thickness.
감광막 패턴은 제1 영역, 제1 영역보다 낮은 투과율을 가지는 제2 영역 및 제1 영역보다 높은 투과율을 가지는 제3 영역을 포함하는 광마스크를 이용하여 형성하며, 제1, 제2 및 제3 영역은 감광막 패턴의 제1, 제2 및 제3 부분에 각각 대응하도록 정렬되는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 내지 제3 영역의 투과율을 다르게 조절하기 위해 광마스크에 반투과막 또는 노광기의 분해능보다 작은 슬릿 패턴이 형성되어 있을 수 있다.The photoresist pattern is formed using an optical mask including a first region, a second region having a lower transmittance than the first region, and a third region having a higher transmittance than the first region, and the first, second and third regions. The silver is preferably aligned to correspond to the first, second and third portions of the photosensitive film pattern, respectively. Here, in order to control the transmittance of the first to third regions differently, a slit pattern smaller than the resolution of the transflective film or the exposure machine may be formed in the photomask.
또한, 게이트 배선은 게이트선에 연결되어 있는 게이트 패드를 더 포함하며, 데이터 배선은 데이터선에 연결되어 있는 데이터 패드를 더 포함하고, 드레인 전극을 드러내는 제1 접촉 구멍을 형성할 때 게이트 패드 및 데이터 패드를 각각 드러내는 제2 및 제3 접촉 구멍을 형성하며, 화소 전극을 형성할 때 게이트 패드 및 데이터 패드와 각각 연결되는 보조 게이트 패드 및 보조 데이터 패드를 각각 형성할 수 있다.The gate wiring further includes a gate pad connected to the gate line, and the data wiring further includes a data pad connected to the data line, and the gate pad and the data when forming the first contact hole exposing the drain electrode. Second and third contact holes exposing the pads are formed, respectively, and when forming the pixel electrode, an auxiliary gate pad and an auxiliary data pad respectively connected to the gate pad and the data pad may be formed.
반도체층과 데이터 배선 사이에 저항성 접촉층을 더 형성할 수 있다.An ohmic contact layer may be further formed between the semiconductor layer and the data line.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 절연 기판 위에 게이트선 및 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선과 유지 용량 배선을 형성하고, 게이트 절연막과 반도체층을 차례로 형성한다. 다음, 데이터선, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선을 형성하고, 보호막을 증착한다. 다음, 보호막에 드레인 전극을 드러내는 접촉 구멍을 형성하고, 유지 용량 배선과 중첩되는 화소 전극을 형성한다. 여기서, 접촉 구멍을 형성할 때 유지 용량 배선 상부의 보호막의 일정 두께를 제거하는 것이 바람직하다. According to another embodiment of the present invention, a gate wiring including a gate line and a gate electrode and a storage capacitor wiring are formed on an insulating substrate, and a gate insulating film and a semiconductor layer are sequentially formed. Next, a data line including a data line, a source electrode and a drain electrode is formed, and a protective film is deposited. Next, a contact hole exposing the drain electrode is formed in the protective film, and a pixel electrode overlapping the storage capacitor wiring is formed. Here, it is preferable to remove the predetermined thickness of the protective film on the upper part of the storage capacitor wiring when forming the contact hole.
이때, 접촉 구멍을 형성할 때는 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴을 이용한 사진 식각 공정을 사용하며, 감광막 패턴은 제1 두께를 가지는 제1 부분, 제1 두께보다 두꺼운 제2 부분, 두께를 갖지 않으며 제1 및 제2 부분을 제외한 제3 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 감광막 패턴에서 제3 부분은 드레인 전극 상부, 제1 부분은 유지 용량 배선 상부, 제2 부분은 제1 및 제3 부분을 제외한 나머지 부분에 위치하도록 형성하는 것이 바람직하다.In this case, when the contact hole is formed, a photolithography process using a photoresist pattern having a different thickness is used, and the photoresist pattern has a first portion having a first thickness, a second portion thicker than the first thickness, and no thickness. It is preferred to include a third portion except for the first and second portions. In the photoresist pattern, the third part is preferably formed above the drain electrode, the first part is located above the storage capacitor wiring, and the second part is located at the remaining part except for the first and third parts.
접촉 구멍을 형성할 때는 먼저, 감광막 패턴을 마스크로 하여 보호막을 제거하고, 감광막 패턴을 애싱하여 제1 부분의 보호막을 드러낸다. 다음, 제1 부분의 보호막을 일정 두께만큼 제거하고, 감광막 패턴을 제거한다. When forming the contact hole, first, the protective film is removed using the photosensitive film pattern as a mask, and the protective film of the first portion is exposed by ashing the photosensitive film pattern. Next, the protective film of the first portion is removed by a predetermined thickness, and the photosensitive film pattern is removed.
한편, 보호막과 감광막 패턴을 함께 식각하여 접촉 구멍을 형성함과 동시에 제1 부분의 보호막을 일정 두께만큼 제거할 수도 있다.Meanwhile, the protective film and the photoresist pattern may be etched together to form contact holes, and the protective film of the first portion may be removed by a predetermined thickness.
이러한 본 발명에서는 게이트선 또는 유지 용량 배선과 화소 전극을 사이에 두고 유지 용량을 이루는 보호막의 두께가 얇게 하여 중첩되는 면적을 줄여도 동일한 양의 유지 용량을 얻을 수 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있다.In the present invention, even if the thickness of the passivation film forming the storage capacitor with the gate line or the storage capacitor wiring and the pixel electrode is made thin, the same amount of storage capacitance can be obtained, so that the aperture ratio can be improved.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that a person skilled in the art can easily practice the present invention. .
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, the structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 도시한 배치도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.1 is a layout view illustrating a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
도 1 및 도 2에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴-텅스텐 합금(MoW), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 게이트 배선(21, 22, 23)이 형성되어 있다. 게이트 배선은 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(21), 게이트선(21)의 일부인 게이트 전극(22), 게이트선(21)의 끝에 연결되어 외부로부터 주사 신호를 인가받아 게이트선(21)으로 전달하는 게이트 패드(23)를 포함한다. 1 and 2, on the insulating
게이트 배선(21, 22, 23)은 단일층으로 형성할 수도 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성할 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 만드는 것이 바람직하며, 그 예로 Cr/Al(또는 Al 합금)의 이중층 또는 Al/Mo의 이중층을 들 수 있다.The gate wirings 21, 22, and 23 may be formed in a single layer, but may be formed in a double layer or a triple layer. In the case of forming more than two layers, it is preferable that one layer is made of a material having a low resistance and the other layer is made of a material having good contact properties with other materials. For example, a double layer of Cr / Al (or an Al alloy) or Al / A bilayer of Mo can be mentioned.
게이트 배선(21, 22, 23) 위에는 질화 규소(SiNX) 따위로 이루어진 게이트 절연막(30)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(30) 위에는 비정질 규소 따위의 반도체로 이루어진 반도체층(41)이 섬 모양으로 형성되어 있으며, 반도체층(41) 위에는 인(P)과 같은 n형 불순물이 도핑되어 있는 비정질 규소 따위의 반도체로 이루어진 저항성 접촉층(52, 53)이 게이트 전극(22)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 형성되어 있다. A
저항성 접촉층(52, 53) 위에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 몰리브덴 또는 몰리브덴-텅스텐 합금, 크롬, 탄탈륨 등의 금속 또는 도전체로 이루어진 데이터 배선(61, 62, 63, 64)이 형성되어 있다. 데이터 배선은 세로 방향으로 뻗어 있는 데이터선(61), 데이터선(61)의 일부인 소스 전극(62), 게이트 전극(22)을 중심으로 소스 전극(62)과 마주하는 드레인 전극(63), 데이터선(61)에 연결되어 외부로부터 화상 신호를 인가받아 데이터선(61)에 전달하는 데이터 패드(64)를 포함한다. On the
데이터 배선(61, 62, 63, 64)도 게이트 배선(21, 22, 23)과 마찬가지로 단일층으로 형성할 수 있지만, 이중층이나 삼중층으로 형성할 수도 있다. 이중층 이상으로 형성하는 경우에는 한 층은 저항이 작은 물질로 형성하고 다른 층은 다른 물질과의 접촉 특성이 좋은 물질로 형성하는 것이 바람직하다.The data wirings 61, 62, 63, and 64 can be formed in a single layer similarly to the gate wirings 21, 22, and 23, but can also be formed in a double layer or a triple layer. In the case of forming more than two layers, it is preferable that one layer is formed of a material having a low resistance and the other layer is formed of a material having good contact properties with other materials.
데이터 배선(61, 62, 63, 64) 및 게이트 절연막(30) 위에는 질화 규소로 이루어진 보호막(70)이 형성되어 있다. 보호막(70)은 게이트 절연막(30)과 함께 게이트 패드(23)를 드러내는 접촉 구멍(73)을 가지고 있을 뿐만 아니라, 데이터 패드(64)를 드러내는 접촉 구멍(74)과 드레인 전극(63)을 드러내는 접촉 구멍(72)을 가지고 있다. 또한, 전단의 게이트선(21) 상부(P)의 보호막(70)은 일정 두께가 제거되어 다른 부분의 보호막(70)보다 두께가 얇다. A
보호막(70) 위에는 ITO(indium tin oxde) 또는 IZO(indium zinc oxide)와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)가 형성되어 있다.The
화소 전극(80)은 접촉 구멍(72)을 통하여 드레인 전극(63)과 연결되어 화상 신호를 전달받는데, 전단의 게이트선(21)과 중첩되어 게이트 절연막(30)과 보호막(70)을 사이에 두고 유지 용량을 이루고 있다. 보조 게이트 패드(83)와 보조 데이터 패드(84)는 접촉 구멍(73, 74)을 통해 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)와 각각 연결되어 있으며, 이들은 패드(23, 64)와 외부 회로 장치와의 접착성을 보완하고 패드(23, 64)를 보호하는 역할을 한다. The
여기서, 유지 용량을 이루는 보호막(70)의 두께가 얇기 때문에 게이트선(21)과 화소 전극(80) 간의 두께를 줄일 수 있으므로 게이트선(21)과 화소 전극(80)이 중첩되는 면적을 줄여도 동일한 양의 유지 용량을 얻을 수 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있다. 유지 용량을 이루는 보호막(70)의 두께를 조절하여 유지 용량을 조절할 수 있으며, 유지 용량을 이루는 보호막(70)의 두께를 얇게 하여 유지 용량을 크게 할 경우 킥백(kickback) 전압을 줄여 플리커 현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 종래 기술에서와 같이 유지 용량을 형성하기 위해 데이터선과 동일한 층으로 이루어진 유지 용량용 전극을 형성하지 않아도 되므로 막잔류 또는 불순물로 인한 화소 불량을 방지할 수 있다.Here, since the thickness of the
그러면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 도 3a 내지 도 7b, 앞서의 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 7B and FIGS. 1 and 2.
먼저, 도 3a 및 도 3b에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 도전체 또는 금속을 스퍼터링 따위의 방법으로 1,000Å 내지 3,000Å의 두께로 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(21), 게이트 전극(22) 및 게이트 패드(23)를 포함하는 게이트 배선을 형성한다.
First, as shown in FIGS. 3A and 3B, a gate wiring conductor or a metal is deposited on the insulating
다음, 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소층 및 n형 불순물이 도핑된 비정질 규소층을 화학 기상 증착법 따위를 이용하여 각각 1,500Å 내지 5,000Å, 500Å 내지 1,500Å 및 300Å 내지 600Å의 두께로 차례로 증착하고, 상부의 두 층을 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 반도체층(41) 및 저항성 접촉층(51)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
다음, 도 5a 및 도 5b에서와 같이, 데이터 배선용 도전체 또는 금속을 스퍼터링 따위의 방법으로 1,500Å 내지 3,000Å의 두께로 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터선(61), 소스 전극(62), 드레인 전극(63) 및 데이터 패드(64)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 소스 전극(62)과 드레인 전극(63)으로 가리지 않은 저항성 접촉층(51)을 제거하여 두 부분(52, 53)으로 분리한다.Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a conductor or a metal for data wiring is deposited to a thickness of 1,500 kV to 3,000 kV by a sputtering method, and patterned by a photolithography process using a mask to form a
다음, 도 6a에서와 같이, 질화 규소를 화학 기상 증착법 따위를 이용하여 3,000Å 이상의 두께로 보호막(70)을 증착한 후, 감광막을 도포한다. 다음, 위치에 따라 투과율이 다른 마스크(100)를 사용하여 감광막에 빛을 조사한 후 현상하여 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(112, 114)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(112, 114) 중에서 전단의 게이트선(21) 상부(C)에 위치한 제2 부분(114)의 두께는 제2 부분(114)을 제외한 영역(A)에 위치한 제1 부분(112)보다 두께가 얇으며, 드레인 전극(63), 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64) 상부의 B 부분의 감광막은 제거한다. Next, as shown in FIG. 6A, after the
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있 을 수 있으며, C 영역의 빛 투과량을 조절하기 위하여 주로 슬릿(slit)이나 격자 형태의 패턴을 형성하거나 반투과막을 사용한다.As such, there may be various ways of varying the thickness of the photoresist film according to the position, and in order to control the light transmittance in the C region, a slit or lattice-shaped pattern is mainly used or a semi-transmissive film is used.
이때, 슬릿 사이에 위치한 패턴의 선폭이나 패턴 사이의 간격, 즉 슬릿의 폭은 노광 시 사용하는 노광기의 분해능보다 작은 것이 바람직하며, 반투과막을 이용하는 경우에는 마스크를 제작할 때 투과율을 조절하기 위하여 다른 투과율을 가지는 박막을 이용하거나 두께가 다른 박막을 이용할 수 있다.In this case, the line width of the pattern located between the slits, or the interval between the patterns, that is, the width of the slits, is preferably smaller than the resolution of the exposure machine used for exposure. In the case of using a semi-transmissive film, a different transmittance for controlling the transmittance when fabricating a mask A thin film having a thickness or a thin film may be used.
여기서, 감광막의 제2 부분(114)은 리플로우가 가능한 물질로 이루어진 감광막을 이용하고 빛이 완전히 투과할 수 있는 부분과 빛이 완전히 투과할 수 없는 부분으로 나뉘어진 통상적인 마스크로 노광한 다음 현상하고 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않는 부분으로 감광막의 일부를 흘러내리도록 함으로써 형성할 수도 있다.Here, the
다음, 감광막 패턴(112, 114), 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)에 대한 식각을 진행한다. Next, the
먼저, 도 6b에서와 같이, B 부분의 노출되어 있는 보호막(70)과 게이트 절연막(30)을 제거하여 드레인 전극(63), 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)를 노출시킨다. 이 과정에서 감광막 패턴(112, 114)은 거의 식각되지 않는 조건 하에서 행하는 것이 좋다. First, as shown in FIG. 6B, the exposed
다음, 도 6c에서와 같이, 감광막 패턴을 애싱하여 C 부분의 감광막 패턴(114)을 제거하여 보호막(70)을 드러낸다. 이때, A 부분의 감광막 패턴(112)도 역시 식각되므로 두께가 얇아지는데, 감광막 패턴(112)이 모두 제거되어 A 부분 의 보호막(70)이 드러나는 일이 없도록 해야 한다. Next, as shown in FIG. 6C, the
다음, 도 7a 및 도 7b에서와 같이, C 부분의 보호막(70)을 일정 두께만 남기고 식각한 후, A 부분에 남아 있는 감광막 패턴(112)을 제거하면 게이트선(21) 상부(P)에는 얇은 두께의 보호막(70)이 남게 된다. 여기서, C 부분에 남기는 보호막(70)의 두께는 유지 용량의 양에 따라 결정된다. Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, after etching the
다음, 앞서의 도 1 및 도 2에서와 같이, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 스퍼터링 따위의 방법으로 400Å 내지 500Å의 두께로 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)를 형성한다. Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited to a thickness of 400 kV to 500 kV by a sputtering method, and patterned by a photolithography process using a mask to form the
한편, 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(112, 114)을 형성한 후, 보호막(70), 게이트 절연막(30) 및 감광막 패턴(112, 114)을 함께 식각하는 방법을 사용하여 접촉 구멍(72, 73, 74)을 형성함과 동시에 C 부분의 감광막 패턴(114)과 보호막(70)의 일정 두께를 제거할 수도 있다.On the other hand, after forming the
본 발명의 제1 실시예에서는 전단의 게이트선(21)을 이용하여 유지 용량을 형성하였으나, 게이트선(21)과 별도로 유지 용량 배선을 형성하여 유지 용량을 형성할 수도 있다. 이때도 유지 용량 배선 상부의 보호막을 일정 두께만큼 제거하여 유지 용량을 형성하여 제1 실시예와 같은 효과를 얻을 수 있는데, 이에 대하여 본 발명의 제2 실시예로 설명한다.In the first embodiment of the present invention, the storage capacitor is formed by using the
먼저, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조에 대하여 설명한다. First, a structure of a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
도 8 및 도 9에서와 같이, 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 기판은 게이트선(21) 사이에 게이트선(21)과 동일한 층으로 평행하게 유지 용량 배선(25)이 형성되어 있고, 유지 용량 배선(25)과 화소 전극(80)이 중첩되어 유지 용량을 형성하는 점을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구조를 갖는다. 8 and 9, in the thin film transistor substrate according to the second embodiment, the
그러면, 도 10a 내지 도 14b, 앞서의 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a thin film transistor substrate for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A to 14B and FIGS. 8 and 9.
먼저, 도 10a 및 도 10b에서와 같이, 절연 기판(10) 위에 게이트 배선용 도전체 또는 금속을 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 게이트선(21), 게이트 전극(22) 및 게이트 패드(23)를 포함하는 게이트 배선과 유지 용량 배선(25)을 형성한다. First, as shown in FIGS. 10A and 10B, a gate wiring conductor or a metal is deposited on the insulating
다음, 도 11a 및 도 11b에서와 같이, 게이트 절연막(30), 비정질 규소층 및 n형 불순물이 도핑된 비정질 규소층을 차례로 증착하고, 상부의 두 층을 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 반도체층(41) 및 저항성 접촉층(51)을 형성한다.Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the
다음, 도 12a 및 도 12b에서와 같이, 데이터 배선용 도전체 또는 금속을 증착하고 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 데이터선(61), 소스 전극(62), 드레인 전극(63) 및 데이터 패드(64)를 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 다음, 소스 전극(62)과 드레인 전극(63)으로 가리지 않은 저항성 접촉층(51)을 제거하여 두 부분(52, 53)으로 분리한다.
Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, a conductor or a metal for data wiring is deposited and patterned by a photolithography process using a mask to form a
다음, 도 13에서와 같이, 질화 규소로 이루어진 보호막(70)을 증착한 후, 감광막을 도포한다. 다음, 위치에 따라 투과율이 다른 마스크를 사용하여 감광막에 빛을 조사한 후 현상하여 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(212, 214)을 형성한다. 이때, 감광막 패턴(212, 214) 중에서 유지 용량 배선(25) 상부(F)에 위치한 제2 부분(214)의 두께는 제2 부분(214)을 제외한 영역(D)에 위치한 제1 부분(212)보다 두께가 얇으며, 드레인 전극(63), 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64) 상부의 E 부분의 감광막은 제거한다. 여기서, 위치에 따라 두께가 다른 감광막(212, 214)은 본 발명의 제1 실시예와 동일한 방법으로 위치에 따라 투과율이 다른 마스크를 사용하여 형성한다. Next, as shown in Figure 13, after the
다음, 본 발명의 제1 실시예와 동일한 방법으로 감광막 패턴(212, 214), 보호막(70) 및 게이트 절연막(30)에 대한 식각을 진행한다. Next, etching is performed on the
먼저, E 부분의 노출되어 있는 보호막(70)과 게이트 절연막(30)을 제거하여 드레인 전극(63), 게이트 패드(23) 및 데이터 패드(64)를 노출시킨다. 다음, 감광막 패턴을 애싱하여 F 부분의 감광막 패턴(214)을 제거하여 보호막(70)을 드러낸다. 다음, F 부분의 보호막(70)을 일정 두께만 남기고 식각한 후, D 부분에 남아 있는 감광막 패턴(212)을 제거하면 도 14a 및 도 14b에서와 같이, 유지 용량 배선(25) 상부(P)에는 얇은 두께의 보호막(70)이 남게 된다. 여기서, F 부분에 남기는 보호막(70)의 두께는 유지 용량의 양에 따라 결정된다. First, the exposed
이때, 위치에 따라 두께가 다른 감광막 패턴(212, 214)을 형성한 후, 보호막(70), 게이트 절연막(30) 및 감광막 패턴(112, 114)을 함께 식각하는 방법을 사용하여 접촉 구멍(72, 73, 74)을 형성함과 동시에 F 부분의 감광막 패턴(214)과 보호막(70)의 일정 두께를 제거할 수도 있다.In this case, after forming the
다음, 앞서의 도 8 및 도 9에서와 같이, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질을 증착하고, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 화소 전극(80), 보조 게이트 패드(83) 및 보조 데이터 패드(84)를 형성한다. Next, as shown in FIGS. 8 and 9, a transparent conductive material such as ITO or IZO is deposited and patterned by a photolithography process using a mask to form the
이와 같이 본 발명에서는 전단의 게이트선 또는 유지 용량 배선과 화소 전극을 사이에 두고 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 얇게 하여 중첩되는 면적을 줄여도 동일한 양의 유지 용량을 얻을 수 있으므로 개구율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 조절하여 유지 용량을 조절할 수 있으며, 유지 용량을 이루는 보호막의 두께를 얇게 하여 유지 용량을 크게 할 경우 킥백 전압을 줄여 플리커 현상을 감소시킬 수 있다. 또한, 종래 기술에서와 같이 유지 용량을 형성하기 위해 데이터선과 동일한 층으로 이루어진 유지 용량용 전극을 형성하지 않아도 되므로 막잔류 또는 불순물로 인한 화소 불량을 방지할 수 있다.As described above, in the present invention, even if the overlapping area is reduced by reducing the thickness of the protective film forming the storage capacitor with the gate line or the storage capacitor wiring in front of the pixel electrode interposed therebetween, the opening ratio can be improved. . In addition, it is possible to control the holding capacity by adjusting the thickness of the protective film forming the holding capacity, and when the thickness of the protective film forming the holding capacity is increased to increase the holding capacity, the kickback voltage may be reduced to reduce the flicker phenomenon. In addition, as in the prior art, it is not necessary to form the storage capacitor electrode made of the same layer as the data line to form the storage capacitor, thereby preventing pixel defects due to film residue or impurities.
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