KR101046925B1 - Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 관한 것으로, 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계, 상기 게이트선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 반도체층 위에 저항성 접촉 부재를 형성하는 단계, 상기 저항성 접촉 부재 위에 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 보호막을 증착하는 단계, 상기 보호막 위에 제1 부분과 상기 제1 부분보다 얇은 제2 부분을 가지는 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각함으로써 상기 데이터선, 상기 드레인 전극 및 상기 게이트선의 일부를 드러내는 단계, 상기 감광막의 제2 부분을 제거하는 단계, 도전체막을 증착하는 단계, 그리고 상기 제2 감광막을 제거하여 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array panel, the method comprising: forming a gate line including a gate electrode on a substrate, forming a gate insulating film on the gate line, forming a semiconductor layer on the gate insulating film, and Forming a resistive contact member over the semiconductor layer, forming a data line and a drain electrode including a source electrode on the resistive contact member, depositing a passivation layer, thinner than the first portion and the first portion on the passivation layer Forming a photoresist film having a second portion, exposing a portion of the data line, the drain electrode and the gate line by etching the passivation film and the gate insulating film using the photoresist film as a mask, and removing the second part of the photoresist film Depositing a conductor film, and Removing the second photoresist layer by a step of forming a pixel electrode connected with the drain electrode.
박막트랜지스터표시판, 슬릿, 마스크, 리프트오프, 언더컷Thin Film Transistor Display Board, Slit, Mask, Lift-Off, Undercut
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 IIa-IIa' 선, IIb-IIb' 선 및 IIb'-IIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.2A and 2B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel of FIG. 1 taken along lines IIa-IIa ', IIb-IIb', and IIb'-IIb, respectively.
도 3, 도 6 및 도 9는 각각 도 1 내지 도 2b에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도로서, 공정 순서대로 나열한 도면이다.3, 6, and 9 are layout views at intermediate stages of the method for manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 to 2B according to one embodiment of the present invention, respectively, and are arranged in order of process.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IVa-IVa' 선, IVb-IVb' 선 및 IVb'-IVb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel of FIG. 3 taken along lines IVa-IVa ', IVb-IVb', and IVb'-IVb, respectively.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 IVa-IVa' 선, IVb-IVb' 선 및 IVb'-IVb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 4a 및 도 4b 다음 단계에서의 도면이다.5A and 5B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 3 taken along lines IVa-IVa ', IVb-IVb', and IVb'-IVb, respectively. to be.
도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VIIa-VIIa' 선, VIIb-VIIb' 선 및 VIIb'-VIIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.7A and 7B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel of FIG. 6 taken along lines VIIa-VIIa ', VIIb-VIIb', and VIIb'-VIIb, respectively.
도 8a 및 도 8b는 각각 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VIIa-VIIa' 선, VIIb-VIIb' 선 및 VIIb'-VIIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 7a 및 도 7b 다음 단계에서의 도면이다.8A and 8B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel of FIG. 6 taken along lines VIIa-VIIa ', VIIb-VIIb', and VIIb'-VIIb, respectively, and are views of the next steps of FIGS. 7A and 7B.
도 10a 및 도 10b는 각각 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa' 선, Xb-Xb' 선 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 lines Xa-Xa ', Xb-Xb', and Xb'-Xb, respectively.
도 11a 및 도 11b는 각각 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa' 선, Xb-Xb' 선 및 Xb'-Xb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 10a 및 도 10b 다음 단계에서의 도면이다.11A and 11B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 9 taken along the lines Xa-Xa ', Xb-Xb', and Xb'-Xb, respectively. to be.
도 12a 및 도 12b는 각각 도 11a 및 도 11b 다음 단계에서의 단면도이다.12A and 12B are cross-sectional views at the next stage of FIGS. 11A and 11B, respectively.
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same.
박막 트랜지스터 표시판(thin film transistor, TFT)은 액정 표시 장치나 유기 EL(electro luminescence) 표시 장치 등에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 회로 기판으로 사용된다.A thin film transistor (TFT) is used as a circuit board for independently driving each pixel in a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (EL) display device, or the like.
박막 트랜지스터 표시판은 게이트 신호를 전달하는 게이트선과 데이터 신호를 전달하는 데이터선이 형성되어 있고, 게이트선과 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극 등을 포함하고 있다.The thin film transistor array panel includes a gate line transferring a gate signal and a data line transferring a data signal, and includes a thin film transistor connected to the gate line and the data line, a pixel electrode connected to the thin film transistor, and the like.
박막 트랜지스터는 게이트선을 통하여 전달되는 게이트 신호에 따라 데이터선을 통하여 화소 전극에 전달되는 데이터 신호를 제어하는 스위칭 소자로서, 게이 트선에 연결되어 있는 게이트 전극과 채널을 형성하는 반도체층, 데이터선에 연결되어 있는 소스 전극과 반도체층을 중심으로 소스 전극과 마주하는 드레인 전극 등으로 이루어진다.The thin film transistor is a switching element that controls a data signal transmitted to a pixel electrode through a data line according to a gate signal transmitted through a gate line. The thin film transistor includes a semiconductor layer and a data line forming a channel and a gate electrode connected to a gate line. A source electrode and a drain electrode facing the source electrode are mainly formed around the semiconductor layer.
그런데 이러한 박막 트랜지스터 표시판을 제조하기 위해서는 여러 번의 사진 식각 공정이 소요된다. 각 사진 식각 공정은 다수의 복잡한 세부 공정들을 포함하고 있어서 사진 식각 공정의 횟수가 박막 트랜지스터 표시판 제조 공정의 소요 시간과 비용을 좌우한다.However, in order to manufacture the thin film transistor array panel, several photolithography processes are required. Each photolithography process includes a number of complex detailed processes, so the number of photolithography processes determines the time and cost of the thin film transistor array panel manufacturing process.
본 발명이 이루고자 하는 한 기술적 과제는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 공정을 간소화하는 것이다.One technical problem to be achieved by the present invention is to simplify the manufacturing process of the thin film transistor array panel.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 박막 트랜지스터 표시판 제조 방법은, 기판 위에 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 형성하는 단계, 상기 게이트선 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하는 단계, 상기 반도체층 위에 저항성 접촉 부재를 형성하는 단계, 상기 저항성 접촉 부재 위에 소스 전극을 포함하는 데이터선 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 데이터선 및 상기 드레인 전극 위에 보호막을 증착하는 단계, 상기 보호막 위에 제1 부분과 상기 제1 부분보다 두께가 두꺼운 감광막을 형성하는 단계, 상기 감광막을 마스크로 하여 상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각함으로써 상기 게이트선 및 데이터선의 일부와 상기 드레인 전극의 일부를 드러 내는 단계, 상기 감광막의 제1 부분을 제거하는 단계, 도전체막을 증착하는 단계, 그리고 상기 감광막을 제거하여 상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a thin film transistor array panel manufacturing method includes: forming a gate line including a gate electrode on a substrate, forming a gate insulating layer on the gate line, and forming a semiconductor on the gate insulating layer Forming a layer, forming a resistive contact member on the semiconductor layer, forming a data line and a drain electrode including a source electrode on the resistive contact member, and depositing a passivation layer on the data line and the drain electrode Forming a first portion and a photosensitive film thicker than the first portion on the passivation layer; etching the passivation layer and the gate insulating layer using the photosensitive layer as a mask to form a portion of the gate line and the data line and the drain electrode. Revealing part, the photosensitive Of the depositing step, the conductive film to remove the first portion, and a step of forming a pixel electrode connected with the drain electrode by removing the photoresist.
상기 감광막은 차광 영역, 반투과 영역 및 투과 영역을 가지는 광마스크를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.The photosensitive film is preferably formed using an optical mask having a light shielding region, a transflective region, and a transmissive region.
상기 감광막의 제2 부분을 제거하는 단계는 애싱 공정을 포함할 수 있다.Removing the second portion of the photoresist may include an ashing process.
상기 도전체막 중 상기 감광막의 제1 부분 위에 위치한 부분은 상기 감광막을 제거할 때 리프트-오프 방식으로 제거되는 것이 좋다.A portion of the conductor film positioned above the first portion of the photosensitive film may be removed by a lift-off method when removing the photosensitive film.
상기 보호막은 상기 게이트선의 끝부분과 상기 데이터선의 끝부분을 드러내는 접촉 구멍을 가지며, 상기 화소 전극 형성 단계에서 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 게이트선의 끝부분과 상기 데이터선의 끝부분에 연결되어 있는 접촉 보조 부재를 형성하는 것이 바람직하다.The passivation layer has a contact hole that exposes an end portion of the gate line and an end portion of the data line, and is connected to an end portion of the gate line and an end portion of the data line through the contact hole in the pixel electrode forming step. It is preferable to form
이하 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.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. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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 포함 한다. 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, and like reference numerals designate like parts throughout the specification. When a part of a layer, film, area, 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 표시판 및 그 제조 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1 내지 도 2b를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세히 설명한다.First, a thin film transistor array panel 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 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 IIa-IIa' 선, IIb-IIb' 선 및 IIb'-IIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도의 한 예이다.FIG. 1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B illustrate IIa-IIa ', IIb-IIb', and IIb'-IIb lines of the thin film transistor array panel of FIG. 1, respectively. It is an example of the sectional drawing shown along the cut.
도 1 내지 도 2b에 도시한 바와 같이, 절연 기판(110) 위에 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.1 to 2B, a plurality of
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있고 게이트 신호를 전달하며, 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 가지고 있다. 각 게이트선(121)의 일부는 아래위로 돌출하여 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)을 이룬다.The
게이트선(121)은 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속 및 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열의 금속, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 따위로 이루어진 도전막을 포함한다. 그러나 게이트선(121)은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다. 이 경우 한 도전 막은 게이트선(121)은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 낮은 비저항(resistivity)의 금속, 예를 들면 Al 계열 금속, Ag 계열 금속 또는 Cu 계열 금속으로 이루어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 접촉 특성이 우수한 물질, 이를테면 Cr, Mo, Ti, Ta 또는 이들의 합금 등으로 이루어진다. 비저항이 낮은 도전막이 상부에 오고 접촉 특성이 우수한 도전막이 하부에 오는 구조로는 크롬 하부막과 알루미늄-네오디뮴(Nd) 합금의 상부막을 들 수 있고, 그 반대인 예로는 Al-Nd 하부막과 Mo 상부막을 들 수 있다.The
게이트선(121)의 측면은 기판(110)의 표면에 대하여 경사져 있으며, 그 경사각은 약 30-80° 범위이다.The side of the
게이트선(121) 위에 질화규소(SiNx) 따위로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.A
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon)(비정질 규소는 약칭 a-Si로 씀) 등으로 이루어진 복수의 선형 반도체(151)가 형성되어 있다. 선형 반도체(151)는 주로 세로 방향으로 뻗어 있으며 이로부터 복수의 돌출부(projection)(154)가 게이트 전극(124)을 향하여 뻗어 나와 있다.A plurality of
반도체(151)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)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.A plurality of linear and island
반도체(151)와 저항성 접촉 부재(161, 165)의 측면 역시 기판(110)의표면에 대하여 경사져 있으며 경사각은 30-80°이다.Side surfaces of the
저항성 접촉 부재(161, 165) 위에는 복수의 데이터선(data line)(171)과 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 형성되어 있다.A plurality of
데이터 전압을 전달하는 데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며 다른 층 또는 외부 장치와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분을 가지고 있다. 각 데이터선(171)에서 드레인 전극(175)을 향하여 뻗은 복수의 가지가 소스 전극(source electrode)(173)을 이룬다. 각 드레인 전극(175)은 다른 층과의 접속을 위하여 면적이 넓은 한 쪽 끝 부분(177)과 선형인 다른 쪽 끝 부분을 가지고 있으며, 각 소스 전극(173)은 드레인 전극(175)의 다른 끝 부분을 일부 둘러싸도록 굽어 있다. 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
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)은 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 따위의 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 이들 또한 은 계열 금속 또는 알루미늄 계열 금속 따위로 이루어진 도전막과 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 합금 따위로 이루어진 다른 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다.The
데이터선(171)과 드레인 전극(175)의 측면 역시 경사져 있으며, 경사각은 수평면에 대하여 약 30-80° 범위이다.Sides of the
저항성 접촉 부재(161, 165)는 그 하부의 반도체(151)와 그 상부의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에만 존재하며 접촉 저항을 낮추어 주는 역할을 한다.The
선형 반도체(151)는 데이터선(171)과 드레인 전극(175) 및 그 아래의 저항성 접촉 부재(161, 165)와 거의 동일한 모양을 가진다. 그러나 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이를 비롯하여 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)에 가리지 않고 노출된 부분을 가지고 있다.The
게이트선(121), 데이터선(171) 및 노출된 반도체(154) 부분 전체와 드레인 전극(175) 일부 위에는 질화규소 따위의 무기물로 이루어진 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다. 그러나 보호막(180)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질이나, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등 유전 상수가 약 4.0 이하인 저유전율 절연 물질로 이루어질 수도 있으며, 하부 무기막과 상부 유기막의 이중막 구조를 가질 수도 있다.A
보호막(180)은 데이터선(171)의 끝 부분과 드레인 전극(175)의 일부를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185)을 가지고 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)은 게이트선(121)의 끝 부분을 드러내는 복수의 접촉 구멍(181)을 가지고 있다.The
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(190)이 형성되어 있고, 보호막(180)의 접촉 구멍(181, 182)에는 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 이때, 화소 전극(190)과 접촉 보조 부재(81, 82)는 IZO, ITO 또는 a-ITO(비정질 ITO) 따위의 투명한 도전체 또는 반사성 금속으로 이루어지며 접촉 보호 부재(81, 82)의 경계는 보호막(180)의 경계와 실질적으로 일치한다.A plurality of
화소 전극(190)은 접촉 구멍(185)을 통하여 노출된 드레인 전극(175)과 물리적·전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.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 사이의 액정층의 액정 분자들을 재배열시킨다. The
접촉 보조 부재(81, 82)는 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분 및 데이터선(171)의 끝 부분과 각각 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121)의 끝 부분 및 데이터선(171)의 끝 부분과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니며, 이들의 적용 여부는 선택적이다.The contact
그러면, 도 1 내지 도 2b에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 11b와 앞서의 도 1 내지 도 2b를 참고로 하여 상세히 설명한다. Next, a method of manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 to 2B according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 11B and FIGS. 1 to 2B.
도 3, 도 6 및 도 9는 각각 도 1 내지 도 2b에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도로서, 공정 순서대로 나열한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 도 3의 박막 트랜지스터 표시판을 IVa-IVa' 선, IVb-IVb' 선 및 IVb'-IVb 선 을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 3에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 IVa-IVa' 선, IVb-IVb' 선 및 IVb'-IVb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 4a 및 도 4b 다음 단계에서의 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VIIa-VIIa' 선, VIIb-VIIb' 선 및 VIIb'-VIIb 선 을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8a 및 도 8b는 각각 도 6의 박막 트랜지스터 표시판을 VIIa-VIIa' 선, VIIb-VIIb' 선 및 VIIb'-VIIb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 7a 및 도 7b 다음 단계에서의 도면이고, 도 10a 및 도 10b는 각각 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa' 선, Xb-Xb' 선 및 Xb'-Xb 선을 따라 잘라 도시한 단면도이며, 도 11a 및 도 11b는 각각 도 9에 도시한 박막 트랜지스터 표시판을 Xa-Xa' 선, Xb-Xb' 선 및 Xb'-Xb 선을 따라 잘라 도시한 단면도로서 도 10a 및 도 10b 다음 단계에서의 도면이고, 도 12a 및 도 12b는 각각 도 11a 및 도 11b 다음 단계에서의 단면도이며, 도 13a 및 도 13b는 각각 도 12a 및 도 12b 다음 단계에서의 단면도이다.3, 6, and 9 are layout views at an intermediate stage of the method for manufacturing the thin film transistor array panel shown in FIGS. 1 to 2B according to one embodiment of the present invention, respectively, and are arranged in the order of the process, and FIG. 4A. 4B is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel of FIG. 3 taken along lines IVa-IVa ', IVb-IVb', and IVb'-IVb, respectively, and FIGS. 5A and 5B are thin films of FIG. 4A and 4B are cross-sectional views taken along line IVa-IVa ', IVb-IVb', and IVb'-IVb, respectively, and FIGS. 7A and 7B are the thin films of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the transistor panel cut along the lines VIIa-VIIa ', VIIb-VIIb', and VIIb'-VIIb, and FIGS. 8A and 8B illustrate the thin film transistor array panel of FIG. 7A and 7B next steps as cross-sectional views taken along lines VIIb 'and VIIb'-VIIb 10A and 10B are cross-sectional views of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 9 taken along lines Xa-Xa ', Xb-Xb', and Xb'-Xb, respectively. 11B is a cross-sectional view of the thin film transistor array panel illustrated in FIG. 9 taken along the Xa-Xa 'line, the Xb-Xb' line, and the Xb'-Xb line, respectively. And FIG. 12B is a sectional view at the next stage of FIGS. 11A and 11B, respectively, and FIGS. 13A and 13B are a sectional view at the next stage of FIGS. 12A and 12B, respectively.
먼저, 도 3 내지 4b에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 금속 따위의 도전체층을 스퍼터링 따위의 방법으로 1,000 Å 내지 3,000 Å의 두께로 증착하고 사진 식각하여 복수의 게이트 전극(124)을 포함하는 복수의 게이트선(121)을 형성한다.
First, as shown in FIGS. 3 to 4B, a conductive layer such as a metal is deposited on the insulating
다음, 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층(150), 불순물 비정질 규소층(160)을 화학 기상 증착법(CVD) 등으로 연속하여 적층한다. 게이트 절연막(140)의 재료로는 질화규소가 좋으며 적층 온도는 약 250~400℃, 두께는 2,000∼5,000Å 정도인 것이 바람직하다. 이어 금속 따위의 도전체층(170)을 스퍼터링 등의 방법으로 소정의 두께로 증착한 다음 그 위에 감광막(70)을 1 μm 내지 2 μm의 두께로 도포한다.Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
그 후, 광마스크(도시하지 않음)를 통하여 감광막(70)에 빛을 조사한 후 현상한다. 현상된 감광막의 두께는 위치에 따라 다른데, 도 5a 및 5b에서 감광막(70)은 두께가 점점 작아지는 제1 내지 제3 부분으로 이루어진다. 영역(A)(이하 배선 영역이라 함)에 위치한 제1 부분과 영역(B)(이하 채널 영역이라 함)에 위치한 제2 부분은 각각 도면 부호 72와 74로 나타내었고 영역(C)(이하 기타 영역이라 함)에 위치한 제3 부분에 대한 도면 부호는 부여하지 않았는데, 이는 제3 부분이 0의 두께를 가지고 있어 아래의 도전체층(170)이 드러나 있기 때문이다. 제1 부분(72)과 제2 부분(74)의 두께의 비는 후속 공정에서의 공정 조건에 따라 다르게 하되, 제2 부분(74)의 두께를 제1 부분(72)의 두께의 1/2 이하로 하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 4,000 Å 이하인 것이 좋다.Thereafter, the
이와 같이, 위치에 따라 감광막의 두께를 달리하는 방법으로 여러 가지가 있을 수 있는데, 노광 마스크에 투과 영역(light transmitting area)과 차광 영역(light blocking area)뿐 아니라 반투과 영역(translucent area)을 두는 것이 그 예이다. 반투과 영역에는 슬릿(slit) 패턴, 격자 패턴(lattice pattern) 또는 투 과율이 중간이거나 두께가 중간인 박막이 구비된다. 슬릿 패턴을 사용할 때에는, 슬릿의 폭이나 슬릿 사이의 간격이 사진 공정에 사용하는 노광기의 분해능(resolution)보다 작은 것이 바람직하다. 다른 예로는 리플로우(reflow)가 가능한 감광막을 사용하는 것이다. 즉, 투과 영역과 차광 영역만을 지닌 통상의 마스크로 리플로우 가능한 감광막을 형성한 다음 리플로우시켜 감광막이 잔류하지 않은 영역으로 흘러내리도록 함으로써 얇은 부분을 형성한다.As such, there may be various methods of varying the thickness of the photoresist film according to the position. The transmissive area as well as the light transmitting area and the light blocking area may be provided in the exposure mask. For example. The semi-transmissive region includes a slit pattern, a lattice pattern, or a thin film having a medium or medium transmittance. When using the slit pattern, it is preferable that the width of the slits and the interval between the slits are smaller than the resolution of the exposure machine used for the photographic process. Another example is to use a photoresist film that can be reflowed. That is, a thin portion is formed by forming a reflowable photoresist film with a conventional mask having only a transmissive area and a light shielding area, and then reflowing so that the photoresist film flows into an area where no photoresist film remains.
적절한 공정 조건을 주면 감광막(72, 74)의 두께 차 때문에 하부 층들을 선택적으로 식각할 수 있다. 따라서 일련의 식각 단계를 통하여 도 6 내지 도 7b에 도시한 바와 같은 복수의 소스 전극(173)을 포함하는 복수의 데이터선(171) 및 확장부(177)를 포함하는 복수의 드레인 전극(175)을 형성하고 복수의 돌출부(163)를 각각 포함하는 복수의 선형 저항성 접촉 부재(161) 및 복수의 섬형 저항성 접촉 부재(165), 그리고 복수의 돌출부(154)를 포함하는 복수의 선형 반도체(151)를 형성한다.Given the appropriate process conditions, the underlying layers may be selectively etched due to the difference in thickness of the
설명의 편의상, 배선 영역(A)에 위치한 도전체층(170), 불순물 비정질 규소층(160), 진성 비정질 규소층(150)의 부분을 제1 부분이라 하고, 채널 영역(B)에 위치한 도전체층(170), 불순물 비정질 규소층(160), 진성 비정질 규소층(150)의 부분을 제2 부분이라 하고, 기타 영역(C)에 위치한 도전체층(170), 불순물 비정질 규소층(160), 진성 비정질 규소층(150)의 부분을 제3 부분이라 하자.For convenience of description, portions of the
이러한 구조를 형성하는 순서의 한 예는 다음과 같다.One example of the order of forming such a structure is as follows.
(1) 기타 영역(C)에 위치한 도전체층(170), 불순물 비정질 규소층(160) 및 비정질 규소층(150)의 제3 부분 제거,(1) removing the third portion of the
(2) 채널 영역(B)에 위치한 감광막의 제2 부분(74) 제거,(2) removing the
(3) 채널 영역(B)에 위치한 도전체층(170) 및 불순물 비정질 규소층(160)의 제2 부분 제거, 그리고(3) removing the second portion of the
(4) 배선 영역(A)에 위치한 감광막의 제1 부분(72) 제거.(4) Removal of the
이러한 순서의 다른 예는 다음과 같다.Another example of this order is as follows.
(1) 기타 영역(C)에 위치한 도전체층(170)의 제3 부분 제거,(1) removing the third portion of
(2) 채널 영역(B)에 위치한 감광막의 제2 부분(74) 제거,(2) removing the
(3) 기타 영역(C)에 위치한 불순물 비정질 규소층(160) 및 비정질 규소층(150)의 제3 부분 제거,(3) removing the third portions of the impurity
(4) 채널 영역(B)에 위치한 도전체층(170)의 제2 부분 제거,(4) removing the second portion of
(5) 배선 영역(A)에 위치한 감광막의 제1 부분(72) 제거, 그리고(5) removing the
(6) 채널 영역(B)에 위치한 불순물 비정질 규소층(160)의 제2 부분 제거.(6) Removal of the second portion of the impurity
감광막의 제2 부분(74)을 제거할 때 감광막의 제1 부분(72)의 두께가 줄겠지만, 감광막의 제2 부분(74)의 두께가 감광막의 제1 부분(72)보다 얇기 때문에, 하부층이 제거되거나 식각되는 것을 방지하는 제1 부분(72)이 제거되지는 않는다.The thickness of the
적절한 식각 조건을 선택하면, 감광막의 제3 부분 아래의 불순물 비정질 규소층(160) 및 진성 비정질 규소층(150) 부분과 감광막의 제2 부분(74)을 동시에 제거할 수 있다. 이와 유사하게, 감광막의 제2 부분(74) 아래의 불순물 비정질 규소 층(160) 부분과 감광막의 제1 부분(72)을 동시에 제거할 수 있다. 예를 들면, SF6과 HCl의 혼합 기체나, SF6과 O2의 혼합 기체를 사용하면 거의 동일한 식각율로 감광막과 진성 비정질 규소층(150)[또는 불순물 비정질 규소층(160)]을 식각할 수 있다.By selecting an appropriate etching condition, a portion of the impurity
도전체층(170)의 표면에 감광막 찌꺼기가 남아 있으면 애싱(ashing)을 통하여 제거한다.If the photoresist residue remains on the surface of the
이어 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 보호막(180)을 적층한 다음, 그 위에 감광막(50)을 도포하고 그 위에 광마스크(40)를 정렬한다.Subsequently, as shown in FIGS. 8A and 8B, the
광마스크(40)는 투명한 기판(41)과 그 위의 불투명한 차광층(42)으로 이루어지며, 차광층(42)의 폭이 일정 폭 이상 없는 투과 영역(D)과 소정 폭 이상 차광층(42)이 있는 차광 영역(E), 그리고 차광층(42)의 폭 또는 간격이 소정 값 이하인 슬릿형 반투과 영역(F)을 포함한다. 반투과 영역(F)은 게이트선(121)과 데이터선(171)으로 둘러싸인 영역과 마주보고, 투과 영역(D)은 게이트선(121)의 끝 부분, 데이터선(171)의 끝 부분 및 드레인 전극(175)의 일부와 마주보며, 그 외의 부분은 차광 영역(E)과 마주본다.The
이러한 광마스크(40)를 통하여 감광성 유기막(50)에 빛을 조사한 후 현상하면 감광막(50)이 없어지는데, 도 8a 및 도 8b에서 빗금친 부분은 현상 후 없어지는 부분을 의미한다.
When the photosensitive
이어 도 9 내지 도 10b에 도시한 바와 같이, 남은 감광막 부분(52, 54)을 식각 마스크로 보호막(180) 및 그 아래의 게이트 절연막(140)을 식각하여 게이트선(121)의 끝 부분, 데이터선(171)의 끝 부분 및 드레인 전극(175)의 일부를 드러내는 접촉 구멍(181, 182, 185)를 형성한다. Next, as shown in FIGS. 9 to 10B, the
다음, 애싱 공정을 실시하여 감광막 부분(52)의 두께를 얇게 한다. 이때, 애싱 종결 시점은 얇은 감광막 부분(54)이 완전히 제거되는 시점으로 한다.Next, an ashing process is performed to reduce the thickness of the
이어 도 12a 및 도 12b에 도시한 바와 같이, IZO 또는 ITO 또는 a-ITO 막을 스퍼터링으로 적층하여 투명 도전체막(90)을 형성한다. IZO의 경우 표적으로는 일본 이데미츠(Idemitsu)사의 IDIXO(indium x-metal oxide)라는 상품을 사용할 수 있고, In2O3 및 ZnO를 포함하며, 인듐과 아연의 총량에서 아연이 차지하는 함유량은 약 15-20 atomic% 범위인 것이 바람직하다. 또한, IZO의 스퍼터링 온도는 250℃ 이하인 것이 다른 도전체와의 접촉 저항을 최소화하기 위해 바람직하다.12A and 12B, the IZO or ITO or a-ITO films are sputtered to form a
이때, 투명 도전체막(90)은 보호막(180) 위에 위치하는 제1 부분(91)과 그 외의 곳에 위치하는 제2 부분(92)으로 이루어지는데 감광막 부분(52)의 두꺼운 두께로 인하여 감광막 부분(52)과 기타 부분의 단차가 심하기 때문에 투명 도전체막(90)의 제1 부분(91)과 제2 부분(92)이 적어도 일부분 서로 분리되어 틈이 생기고 이에 따라 감광막 부분(52)의 측면이 적어도 일부분 노출된다.In this case, the
이어 기판(110)을 감광막 용제에 담그면 용제는 남은 감광막 부분(52)의 노출된 측면을 통하여 감광막 부분(52)으로 침투하고 이에 따라 감광막 부분(52)이 제거된다. 이때, 남은 감광막 부분(52) 위에 위치하는 투명 도전체막(90)의 제1 부분(91) 또한 리프트-오프(lift-off) 방식으로 감광막 부분(52)과 함께 떨어져 나가므로, 결국 투명 도전체막(90)의 제2 부분(92)만이 남게 되며 이들은 복수의 화소 전극(190)과 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)를 이룬다(도 1과 도 2a 및 도 2b 참조). Subsequently, when the
본 실시예에서 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 그 하부의 저항성 접촉 부재(161, 165) 및 반도체(151)를 하나의 사진 공정으로 형성하고, 화소 전극(190) 및 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성하기 위한 별도의 사진 공정을 생략하여 전체 공정을 간소화한다.In the present exemplary embodiment, the
한편, 본 실시예에서는 도 10b와 함께 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 감광막 패턴에 의해 게이트선(121)의 끝 부분 및 데이터선(171)의 끝부분을 덮고 있는 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)을 동시에 식각하는 경우를 나타내었지만, 본 발명은 이에 한하지 않는다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 10B in the present embodiment, in the present embodiment, the
가령, 데이터선(171)의 일부를 노출하는 접촉 구멍(182)이 될 부분 위의 감광막(50)을 모두 제거하는 것이 아니고 두께가 얇은 감광막 부분(54)을 남겨 두고 먼저 감광막(52, 54)을 마스크로 보호막(180)을 식각하여 접촉 구멍(185)을 완성하는 한편, 접촉 구멍(181)이 형성될 부분의 게이트 절연막(140)을 노출한다. 감광막 제2 부분(54)을 제거하고 노출된 보호막(180)과 게이트 절연막(140) 부분을 식각하여 먼저 접촉 구멍(181, 182)을 완성한다.For example, instead of removing all of the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 드레인 전극과 화소 전극을 연결하는 접촉구 및 화소 전극을 1회의 사진 식각 공정으로 형성함으로써 화소 전극을 형성하기 위한 별도의 사진 식각 공정을 생략하여 전체 공정을 간소화할 수 있다. 따라서 박막 트랜지스터 표시판의 제조 시간과 비용을 절감할 수 있다. As described above, according to the present invention, the contact hole connecting the drain electrode and the pixel electrode and the pixel electrode are formed in one photolithography process, thereby eliminating a separate photolithography process for forming the pixel electrode, thereby simplifying the entire process. Can be. Therefore, manufacturing time and cost of the thin film transistor array panel can be reduced.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
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