KR100243813B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 알루미늄을 포함하는 게이트 금속을 사용하는 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서, 힐락이 발생하지 않도록 하면서, 제조 공정을 단순화하는 방법을 제공하고 있다. 또한, 게이트 금속과 기판 사이의 접착성을 향상시키며, 게이트 패드와 게이트 패드 연결 단자 사이의 접촉 저항을 감소 시켜 양질의 제품을 생산하는 방법을 제공하고 있다. 본 발명에서는 몰리브덴, 탄탈 혹은 주석을 증착하고, 그 위에 알루미늄을 증착한 후에 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드를 형성하였다. 그리고, 그 위에 다시 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 증착하고, 어닐(Anneal)하여 알루미늄과 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석이 접촉하는 계면에 알루미늄-몰리브덴, 알루미늄-탄탈 혹은 알루미늄-주석과 같은 합금 막이 형성되도록 하였다. 그리하여 게이트 금속과 기판 사이의 접착성을 향상시킬 수 있었다. 또한, 알루미늄 표면에 힐락이 발생하지 않도록 하면서, 제조 공정을 단순화 할 수 있었다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법

본 발명은 본 발명은 박막 트랜지스터(혹은 Thin Film Transistor(TFT))와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 액티브 패널을 포함하는 능동 매트릭스 액정 표시 장치(또는 Active Matrix Liquid Crystal Display, 이하 액정 표시 장치 혹은 AMLCD로 표기함)를 제조하는 방법에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 능동 매트릭스 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서 제조 공정을 단순화하는 방법에 관련된 것이다.

화상 정보를 화면에 나타내는 화면 표시 장치들 중에서, 박막형 평판 표시 장치가 가볍고, 어느 장소에든지 쉽게 사용할 수 있다는 장점 때문에 근래에 집중적인 개발의 대상이 되고 있다. 특히, 액정 표시 장치는 해상도가 높고, 동화상을 실현하기에 충분할 만큼 반응 속도가 빠르기 때문에, 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 제품이다.

액정 표시 장치의 원리는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 이용한 것이다. 방향성을 갖고 있는 액정 분자의 배향 방향을 분극성을 이용하여 인위적으로 조절함으로써, 배향 방향에 따른 광학적 이방성으로 빛의 투과, 차단이 가능하다. 이것을 응용하여 화면 표시 장치로 사용한다. 현재에는 박막 트랜지스터와 그것에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 매트릭스 액정 표시 장치가 뛰어난 화질을 제공하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 일반적인 액정 표시 장치의 구조를 자세히 살펴보면 다음과 같다.

액정 표시 장치의 한쪽 패널(혹은 칼라 필터 패널)은 투명 기판 위에 픽셀의 위치에 빨강(R), 초록(G), 파랑(B)의 칼라 필터가 순차적으로 배치된 구조로 이루어져 있다. 이들 칼라 필터 사이에는 블랙 매트릭스가 그물 모양으로 형성되어 있다. 그리고, 이들 칼라 필터 위에 공통 전극이 형성되어 있다. 액정 표시 장치의 다른 쪽 패널(혹은 액티브 패널)은 투명 기판 위에 행렬 방식으로 설계된 화소의 위치에 화소 전극들이 배열된 구조로 이루어져 있다. 화소 전극의 수평 방향을 따라서 신호 배선이 형성되어 있고, 수직 방향을 따라서 데이터 배선이 형성되어 있다. 화소 전극의 한쪽 구석에는 화소 전극을 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 신호 배선에 연결되어 있고(따라서, "게이트 배선"이라고 부르기도 한다), 박막 트랜지스터의 소스 전극이 데이터 배선에 연결되어 있다(따라서, "데이터 배선" 혹은 "소스 배선"이라고 부르기도 한다). 그리고, 각 배선의 끝단에는 외부의 구동 회로와 연결하기 위한 패드부가 형성된다.

이러한 구조를 갖는 두 개의 패널이 일정 간격(이 간격을 "셀 갭(cell gap)"이라고 부른다)을 두고 서로 대향하여 부착되고, 그 사이에 액정 물질이 채워진다.

박막 트랜지스터를 화소를 구동하는 스위치로 사용하는 액정 표시 장치를 제조하는 방법은 반도체 소자 제조 공정과 그 기본 원리가 비슷하며, 매우 복잡한 공정을 여러 번 반복하여 최종 제품이 완성된다. 앞에서 언급하였듯이 액정 표시 장치는 칼라 필터 패널을 제조하고, 액티브 패널을 제조하고, 두 개 패널을 부착한 후 그 사이에 액정 물질을 채워 넣고 기판을 조립하는 세 개의 커다란 제조 공정으로 나뉘어 진다. 이 중에서 특히 박막 트랜지스터가 형성되는 액티브 패널을 제조하는 공정이 매우 복잡한 단계들로 이루어져 있다.

액티브 패널을 구성하는 박막 트랜지스터나 각종 배선들을 형성할 때 주로 기판 세척 과정, 물질 증착 과정, 사진 식각 과정 등을 반복하여 수행하고 있다. 이 중에서 사진 식각 과정은 설계된 소자의 형상을 만드는 과정으로 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다. 증착된 물질 위에 포토레지스트(Photoresist)를 도포하고, 소자의 설계 형상에 대응하는 마스크를 덮고, 자외선 등을 조사하여 포토레지스트를 감광 시킨다. 그리고 난 후에 포토레지스트 제거 용액으로 경화도가 달라진 포토레지스트를 제거하여 증착된 물질 위에 설계 형상을 갖는 포토레지스트를 형성한다. 증착된 물질의 종류에 따라 건식 혹은 습식 식각 법으로 포토레지스트에 가려지지 않은 부분을 제거하여 설계된 형상을 갖는 소자를 형성한다.

이와 같은 방법이 각 소자들을 형성할 때마다 사용되어 최종 제품이 완성되는데, 각 소자들에 사용하는 물질이 무엇인가에 따라 제조 방법 및 제조 공정 순서들이 서로 달라진다. 여기에서는 종래에 사용하던 여러 가지 제조 방법 중에서 본 발명에 관련 있는 것에 대하여 좀더 자세히 설명하도록 하겠다.

이해를 돕기 위해서, 종래 기술에 의한 액티브 패널의 평면 확대도인 도 1과, 도 1의 절단선 II-II로 절단한 단면 공정을 나타내는 도 2 그리고, 액티브 패널을 제조하는 과정에서 사용되는 마스크 형태를 나타내는 도3 및 도 8들을 참조로 설명한다.

투명 유리 기판(11) 전면에 고유 저항치가 낮은 알루미늄을 증착하고, 도 3과 같은 형태를 갖는 제1마스크로 패턴 하여, 저 저항 게이트 배선(15a) 그리고, 저 저항 게이트 패드(17a) 등을 형성한다(도 2a).

상기 알루미늄은 그 특성상 표면에 힐락(Hillock)이 성장하기 쉽다. 힐락은 알루미늄 표면에 요철 형상을 만드므로 그 위에 증착되는 다른 물질과 접촉 불량을 야기시킬 수 있다. 그러므로, 힐락이 발생하지 않도록 표면 안정성이 좋은 물질로 감싸도록 한다. 상기 저 저항 게이트 배선(15a)등이 형성된 기판 전면에 크롬 혹은 크롬 합금을 증착하고, 도 4와 같은 형태를 갖는 제2마스크로 패턴 하여 게이트 전극(13), 게이트 배선(15) 그리고 게이트 패드(17)를 형성한다. 상기 게이트 전극(13)은 상기 게이트 배선(15)에서 분기되며 액정 표시 장치에서 매트릭스 배열로 설계된 화소들의 한쪽 구석에 위치하게 된다. 상기 게이트 배선(15)은 행 방향으로 배열된 상기 게이트 전극(13)들을 연결하는 배선이다. 그리고, 상기 저 저항 게이트 배선(15a)을 덮고 있다. 상기 게이트 패드(17)는 상기 게이트 배선들의 각 끝단에 형성되는 것으로 기판 외부에서 인가되는 주사 신호를 발생하는 구동 회로와 연결되는 부분이다(도 2b).

상기 게이트 전극(13)등이 형성된 기판 전면에 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘과 같은 절연 물질을 전면 증착하여, 게이트 절연막(19)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(19) 위에 진성 반도체 물질과 불순물이 첨가된 반도체 물질을 연속으로 증착하고, 도 5와 같은 형태를 갖는 제3마스크로 패턴 하여, 반도체 층(21)과 불순물 반도체 층(23)을 형성한다. 상기 반도체 층(21)은 상기 게이트 전극(13)의 위치에 형성되어 게이트 전극(13)에서 형성하는 전기장에 따라 전하를 이동시키는 채널 역할을 한다. 불순물 반도체 층(23)은 상기 반도체 층(21)에 접촉하여 상기 채널에 전하를 제공하는 역할을 한다(도 2c).

상기 불순물 반도체 층(23)이 형성된 기판 전면에 크롬 혹은 크롬 합금 등을 증착하고, 도 6과 같은 제4마스크로 패턴 하여 소스 전극(33), 드레인 전극(43), 소스 배선(35) 그리고, 소스 패드(37)를 형성한다. 상기 소스(33)-드레인(43) 전극을 마스크로 하여 밑에 있는 불순물 반도체 층(23)중 소스-드레인 전극을 연결하는 부분을 완전히 제거한다. 소스 전극(33)은 상기 반도체 층(21)의 한쪽 변 부분에 형성된 상기 불순물 반도체 층(23)과 오믹 접촉을 이루고 있다. 드레인 전극(43)은 상기 게이트 전극(13)을 기준으로 상기 소스 전극(33)과 대향하여 형성되는 것으로 상기 반도체 층(21)의 다른 쪽 벽 부분에 형성된 상기 불순물 반도체 층(23)과 오믹 접촉을 이루고 있다. 소스 배선(35)은 열 방향으로 상기 소스 전극(33)들을 연결하는 배선이다. 그리고, 소스 패드(37)는 상기 소스 배선(35)들의 각 끝단에 형성되는 것으로 외부에서 인가되는 화상 정보(혹은 "데이터")신호를 발생하는 구동 회로와 연결되는 부분이다(도 2d).

상기 소스 전극(33)등이 형성된 기판 전면에 질화 실리콘 혹은 산화 실리콘과 같은 절연 물질을 증착하여 보호막(39)을 형성한다. 그리고, 도 7과 같은 형태를 갖는 제5마스크를 사용하여 드레인 콘택 홀(77), 게이트 패드 콘택 홀(87) 그리고, 소스 패트 콘택 홀(97) 등을 형성한다. 드레인 콘택 홀(77)은 상기 드레인 전극(43)을 덮고 있는 상기 보호막(39)의 일부를 제거하여 형성한 것이다. 게이트 패드 콘택 홀(87)은 상기 게이트 패드(17)를 덮고 있는 상기 보호막(39)과 상기 게이트 절연막(19)의 일부를 제거하여 형성한 것이다. 소스 패드 콘택 홀(97)은 상기 소스 패드(37)를 덮고 있는 상기 보호막(39)의 일부를 제거하여 형성한 것이다(도 2e).

상기 보호막(39)이 형성된 기판 전면에 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 스퍼터링 법으로 증착하고, 도 8과 같은 형태를 갖는 제6마스크로 패턴 하여 화소 전극(53), 게이트 패드 연결 단자(83) 그리고, 소스 패드 연결 단자(93)를 형성한다. 화소 전극(53)은 상기 드레인 콘택 홀(77)을 통하여 상기 드레인 전극(43)과 연결되는 것으로 상기 게이트 배선(15)과 소스 패선(35)의 교차하여 형성하는 장방향의 화소 영역 안에 형성된다. 게이트 패드 연결 단자(83)는 상기 게이트 패드 콘택 홀(87)을 통하여 상기 게이트 패드(17)와 연결되는 것으로 외부 구동 회로의 단자와 접촉되는 부분이다. 소스 패드 연결 단자(93)는 상기 소스 패드 콘택 홀(97)을 통하여 상기 소스 패드(37)와 연결되는 것으로 외부 구동 회로의 단자와 접촉되는 부분이다(도 2f).

이와 같은 종래의 방법에서는 게이트 금속(게이트 배선, 게이트 패드)인 알루미늄이 직접 기판과 접촉하게 되어 접촉성이 그다지 좋지는 않다. 또한, 크롬으로 이루어진 게이트 패드에 ITO를 스퍼터링으로 증착하여 게이트 패드 연결 단자를 형성할 때, 계면에서 저항이 높은 산화 크롬 막이 형성되어 게이트 신호의 전압 값이 원하는 값보다 낮아 채널 층을 통해 전달되는 전하량이 적어지는 경향이 있다. 그럼으로써, 화면이 어둡게 표현되는 단점이 발생하기도 한다.

본 발명의 목적은 알루미늄을 게이트 금속으로 사용하는 액티브 패널을 제작하는데 있어서, 알루미늄 표면에 발생하는 힐락을 방지하면서 제조 공정을 단순화하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 알루미늄을 게이트 금속으로 사용하는 액티브 패널을 제작하는데 있어서, 게이트 금속과 절연성 투명 기판과의 접착성을 향상시키는 방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 액정 표시 장치의 액티브 기판에서 외부 구동 신호가 입력되는 패드 부분을 형성하는 금속층의 표면에 고유 저항값을 낮추는 방법을 제공하는데 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 액정 표시 장치에서 액티브 패널의 평면 확대도 이다.

제2도는 종래 기술에 의한 액정 표시 장치에서 액티브 패널을 제조하는 과정을 나타내는 공정 단면도이다.

제3도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제1마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제4도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제2마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제5도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제3마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제6도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제4마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제7도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제5마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제8도는 종래 기술에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제6마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제9도는 본 발명에 의한 액정 표시 장치에서 액티브 패널의 평면 확대도이다.

제10도는 본 발명에 의한 액정 표시 장치에서 액티브 패널을 제조하는 과정을 나타내는 공정 단면도이다.

제11도는 본 발명에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제1마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제12도는 본 발명에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제2마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제13도는 본 발명에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제3마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제14도는 본 발명에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제4마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

제15도는 본 발명에 의한 액티브 패널을 제조하는데 사용하는 제5마스크의 형태를 나타내는 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

11, 111 : 기판 13, 113 : 게이트 전극

15, 115 : 게이트 배선 15a : 저 저항 게이트 배선

17, 117 : 게이트 패드 17a : 저 저항 게이트 패드

19, 119 : 게이트 절연막 21, 121 : 반도체 층

23, 123 : 불순물 반도체 층 33, 133 : 소스 전극

35, 135 : 소스 배선 37, 137 : 소스 패드

39, 139 : 보호막 43, 143 : 드레인 전극

53, 153 : 화소 전극 77, 177 : 드레인 콘택 홀

161 : 보호 금속막 161a : 더미 금속막

83, 183 : 게이트 패드 연결 단자 93, 193 : 소스 패드 연결 단자

87, 187 : 게이트 패드 콘택 홀 97, 197 : 소스 패드 콘택 홀

본 발명은 종래의 알루미늄을 포함하는 게이트 금속을 사용하는 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서, 힐락이 발생하지 않도록 하면서, 제조 공정을 단순화하는 방법을 제공하고 있다. 또한, 게이트 금속과 기판과의 접착성을 향상시키며, 게이트 패드와 게이트 패드 연결 단자 사이의 접촉 저항을 감소 시켜 양질의 제품을 생산하는 방법을 제공하고 있다.

본 발명에서 제공하는 액티브 패널의 구조를 살펴보면 다음과 같다. 기판 위에 제1금속으로 둘러싸인 제2금속으로 이루어진 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드와; 상기 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드를 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위에 형성된 반도체 층과; 상기 반도체 층위에서 일정 간격으로 떨어져 형성된 제1불순물 반도체 층 그리고 제2불순물 반도체 층과; 상기 제1불순물 반도체 층과 오믹 접촉을 하고 있는 소스 전극과; 상기 제2불순물 반도체 층과 오믹 접촉을 하고 있는 드레인 전극과; 열 배열 방향으로 나열된 상기 소스 전극들을 연결하는 소스 배선과; 상기 소스 배선 끝단에 형성된 소스 패드와; 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극과; 상기 게이트 패드에 연결된 게이트 패드 연결 단자와; 상기 소스 패드에 연결된 소스 패드 연결단자들을 포함하고 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 액티브 기판을 제조하는 구체적인 방법을 살펴보면 다음과 같다. 이해를 돕기 위해서, 본 발명에 의한 액티브 패널의 평편 확대도인 도 9와, 도 9의 절단선 X-X로 절단한 단면 공정을 나타내는 도 10 그리고, 액티브 패널을 제조하는 과정에서 사용되는 마스크 형태를 나타내는 도 11 및 도 15들을 참조로 설명한다.

투명 유리 기판(111) 전면에 융점이 높은 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 혹은, 주석(Sb)과 같은 금속을 100Å∼500Å 정도 증착하여 제1금속층을 형성한다. 그리고, 고유 저항치가 낮은 알루미늄(Al)을 2000Å 정도 연속 증착하여 제2금속층을 형성한다. 도 11과 같은 형태를 갖는 제1마스크로 상기 알루미늄을 포함하는 제2금속층만을 패턴 하여, 게이트 전극(113), 게이트 배선(115) 그리고, 게이트 패드(117)등을 형성한다. 상기 게이트 전극(113)은 액정 표시 장치에서 매트릭스 배열로 설계된 화소들의 한쪽 구석에 위치하게 된다. 상기 게이트 배선(115)은 행 방향으로 배열된 상기 게이트 전극(113)들을 연결하는 배선이다. 그리고, 상기 게이트 배선(117)는 상기 게이트 배선(115)들의 각 끝단에 형성되는 것으로 기판 외부에서 인가되는 주사 신호를 발생하는 구동 회로와 연결되는 부분이다. 알루미늄으로 이루어진 상기 게이트 전극(113), 게이트 배선(115) 그리고, 게이트 패드(117) 밑에는 몰리브덴 탄탈 혹은 주석을 포함하는 더미 금속층(161a)이 형성되어 있다(도 10a).

상기 몰리브덴, 탄탈 혹은 주석 등으로 이루어진 제1금속층과, 알루미늄으로 이루어진 제2금속층(게이트 전극(113), 게이트 배선(115) 그리고, 게이트 패드(117))이 형성된 기판 전면에 다시 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석과 같은 물질을 200Å∼1000Å 정도 증착하여 제3의 금속층을 만든다. 그리고, 300℃∼400℃의 고온에서 어닐(Anneal)한다. 그러면, 알루미늄과 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석이 접촉하는 계면에서 알루미늄-몰리브덴, 알루미늄-탄탈 혹은 알루미늄-주석과 같은 보호 금속막(161)이 형성된다. 그리고, 알루미늄과 반응하지 않은 부분에 남아 있는 몰리브덴, 탄탈 혹은, 주석을 포함하는 금속층(제1금속층과 제3금속층)은 건식 식각 법으로 제거한다. 이 때에는 보호 금속막(161)의 형태를 마스크로 사용하기 때문에 별도의 마스크를 사용하지 않는다. 알루미늄으로 이루어진 제2금속층 밑에는 보호 금속막(161)이 형성된다. 그리고, 상기 제2금속층 밑에는 보호 금속막(161)과 제1금속층으로 형성된 더미 금속층(161a)이 어느 정도 남아있게 된다(도 10b).

상기 게이트 전극(113)등이 형성된 기판 전면에 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘과 같은 절연 물질을 4000Å 정도 증착하여, 게이트 절연막(119)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(119) 위에 진성 반도체 물질을 3000Å 정도 그리고, 불순물이 첨가된 반도체 물질을 1000Å 정도로 연속 증착하고, 도 12와 같은 형태를 갖는 제2마스크로 패턴 하여, 반도체 층(121)과 불순물 반도체 층(123)을 형성한다. 상기 반도체 층(121)은 상기 게이트 전극(113)의 위치에 형성되어 게이트 전극(113)에서 형성되는 전기장에 따라 전하를 이동시키는 채널 역할을 한다. 불순물 반도체 층(123)은 상기 반도체 층에 접촉하여 상기 채널에 전하를 제공하는 역할을 한다(도 10c).

상기 불순물 반도체 층(123)이 형성된 기판 전면에 크롬 혹은 크롬 합금 등을 2000Å 정도 증착하고, 도 13과 같은 제3마스크로 패턴 하여 소스 전극(133), 드레인 전극(143), 소스 배선(135) 그리고, 소스 패드(137)를 형성한다. 상기 소스(133)-드레인(143) 전극을 마스크로 하여 밑에 있는 불순물 반도체 층(123) 중 소스-드레인 전극을 연결하는 부분을 완전히 제거한다. 소스 전극(133)은 상기 반도체 층의 한쪽변 부분 위에 형성된 상기 불순물 반도체 층(123)과 오믹 접촉을 이루고 있다. 드레인 전극(143)은 상기 게이트 전극(113)을 기준으로 상기 소스 전극(133)과 대향하여 형성되는 것으로 상기 반도체 층(121)의 다른 쪽 변 부분에 형성된 상기 불순물 반도체 층(123)과 오믹 접촉을 이루고 있다. 소스 배선(135)은 열 방향으로 배열된 상기 소스 전극(133)들을 연결하는 배선이다. 그리고, 소스 패드(137)는 상기 소스 배선(135)들의 각 끝단에 형성되는 것으로 외부에서 인가되는 화상 정보(혹은 "데이터") 신호를 발생하는 구동 회로와 연결되는 부분이다(도 10d).

상기 소스 전극(133)등이 형성된 기판 전면에 질화 실리콘 혹은 산화 실리콘과 같은 절연 물질을 6000Å 정도 증착하여 보호막(139)을 형성한다. 그리고, 도 14와 같은 형태를 갖는 제4마스크를 사용하여 드레인 콘택 홀(177), 게이트 패드 콘택 홀(187) 그리고, 소스 패드 콘택 홀(197) 등을 형성한다. 드레인 콘택 홀(177)은 상기 드레인 전극(143)을 덮고 있는 상기 보호막(139)의 일부를 제거하여 형성한 것이다. 게이트 패드 콘택 홀(187)은 상기 게이트 패드(117)를 덮고 있는 상기 보호막(139)과 상기 게이트 절연막(119)의 일부를 제거하여 형성한 것이다. 소스 패드 콘택 홀(197)은 상기 소스 패드(137)를 덮고 있는 상기 보호막(139)의 일부를 제거하여 형성한 것이다(도 10e).

상기 보호막(139)이 형성된 기판 전면에 ITO(Indium-Tin-Oxide)를 스퍼터링 법으로 1000Å 정도 증착하고, 도 15와 같은 형태를 갖는 제5마스크로 패턴 하여 화소 전극(153), 게이트 패드 연결 단자(183) 그리고, 소스 패드 연결 단자(193)를 형성한다. 화소 전극(153)은 상기 드레인 콘택 홀(177)을 통하여 상기 드레인 전극(143)과 연결되는 것으로 상기 게이트 배선(115)과 소스 패선(135)이 교차하여 형성하는 장방향의 화소 영역 안에 형성된다. 게이트 패드 연결 단자(183)는 상기 게이트 패드 콘택 홀(187)을 통하여 상기 게이트 패드(117)와 연결되는 것으로 외부 구동 회로의 단자와 접촉되는 부분이다. 소스 패드 연결 단자(193)는 상기 소스 패드 콘택홀(197)을 통하여 상기 소스 패드(137)와 연결되는 것으로 외부 구동 회로의 단자와 접촉되는 부분이다(도 10f).

본 발명은 액정 표시 장치의 액티브 기판을 제조하는데 있어서 제조 방법을 단순화하는데 관련된 것이다. 게이트 배선 및 게이트 전극을 형성하는 저 저항 금속인 알루미늄을 고 융점 금속인 몰리브덴, 탄탈 혹은 주석으로 둘러싸고, 어닐 하여 접속 계면에 알루미늄 합금 막을 형성하였다. 그럼으로써, 알루미늄 표면에서 성장되는 힐락을 방지하여, 다른 물질이 게이트 금속 위에 적층될 때 접착 상태를 매끄럽게 할 수 있었다. 또한, 알루미늄의 기판에 직접 접촉하는 것이 아니고, 유리 기판과 접착력이 좋은 몰리브덴, 탄탈, 주석 혹은, 알루미늄 합금이 접촉함으로써, 게이트 금속과 기판 사이의 접착성을 향상 시켰다.

한편, 종래의 제조 방법에서 ITO를 스퍼터링 공법으로 게이트 패드에 증착할 때 계면에서 산화 크롬 막과 같은 저항이 높은 막이 형성되어 패드 부분에서 접촉 저항이 높아져서 각 화소에 전송되는 주사 신호의 전압이 원하는 전압보다 적은 양이 전달되므로 화면이 어둡게 표현되는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 경우 게이트 패드의 표면이 알루미늄-몰리브덴 합금과 같은 것으로 형성되므로 ITO를 스퍼터링 공법으로 형성할 때, 계면에서 산화 크롬막 보다 저항이 낮은 AlMo_xO_y등의 막이 형성되어 접촉 저항을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (20)

1. 기판 위에 제1금속을 포함하는 제1금속층과 제2금속을 포함하는 제2금속층을 형성하고, 상기 제2금속층을 패턴 하여 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드를 형성하는 단계와; 상기 제1금속층과 상기 제2금속층 위에 제3금속을 포함하는 제3금속층을 형성하고, 어닐하여 상기 제1금속층과 상기 제2금속층, 그리고 상기 제2금속층과 상기 제3금속층이 접촉하는 계면에 합금 막을 형성하는 단계와; 상기 기판 위에 제1금속층과 제3금속층을 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1금속은 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석 등을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2금속은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제3금속은 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석 등을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1금속층을 증착할 때 100Å에서 500Å 정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2금속층을 증착할 때 200Å 정도로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제3금속층을 증착할 때 200Å에서 1000Å 정도로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
8. 기판 위에 제1금속을 증착하는 단계와; 상기 제1금속 위에 제2금속을 증착하고, 패턴 하여 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드를 형성하는 단계와; 상기 제1금속과 상기 제2금속 위에 제3금속을 증착하고, 어닐하여 제1금속과 제2금속으로 이루어진 합금 막과 제2금속과 제3금속으로 이루어진 합금 막을 형성하는 단계와; 상기 제1금속과 제3금속을 포함하는 부분을 제거하고, 합금 막 부분을 남겨놓는 단계와; 상기 합금 막 위에 절연 물질을 증착하여 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위에 반도체 물질로 반도체 층을 형성하는 단계와; 상기 반도체 층위에 제4금속으로 소스 전극, 드레인 전극, 소스 배선 그리고, 소스 패드를 형성하는 단계와; 상기 소스 전극 등이 형성된 기판 위에 절연 물질을 증착하여 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막을 식각 하여 상기 드레인 전극 부분에는 드레인 콘택 홀을, 상기 게이트 패드 부분에는 게이트 패드 콘택 홀을 그리고, 상기 소스 패드 부분에는 소스 패드 콘택 홀을 형성하는 단계와; 상기 보호막 위에 도전 물질을 증착하고 패턴 하여 상기 드레인 콘택 홀을 통하여 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극과, 상기 게이트 콘택 홀을 통하여 상기 게이트 패드에 연결된 게이트 패드 연결 단자와, 상기 소스 패드 콘택 홀을 통하여 상기 소스 패드에 연결된 소스 패드 연결 단자를 형성하는 것을 포함하는 액정 표시 장치 제조 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1금속과 3금속중 적어도 어느 하나가 몰리브덴, 탄탈 그리고, 주석을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 제2금속은 알루미늄인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
11. 제8항에 있어서, 상기 도전 물질은 투명 도전 물질인 ITO(Indium-Tin-Oxide)인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
12. 제8항에 있어서, 상기 제1금속을 증착할 때 100Å에서 500Å 정도 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
13. 제8항에 있어서, 상기 제2금속을 증착할 때 1000Å 정도 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
14. 제8항에 있어서, 상기 제3금속을 증착할 때 200Å에서 1000Å 정도 두께로 증착하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치 제조 방법.
15. 기판과; 합금으로 둘러싸인 금속으로 형성된 게이트 배선과; 상기 게이트 배선에서 분기된 게이트 전극과; 상기 게이트 배선의 끝단에 형성된 게이트 패드를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 게이트 전극, 게이트 배선 그리고, 게이트 패드를 덮는 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위에 반도체 물질로 형성된 반도체 층과; 상기 반도체 층을 중심으로 대향하고 있는 소스 전극 그리고 드레인 전극과; 상기 소스 전극을 연결하는 소스 배선과; 상기 소스 배선의 끝단에 형성된 소스 패드와; 상기 드레인 전극에 연결된 화소 전극과; 상기 게이트 패드에 연결된 게이트 패드 연결 단자와; 상기 소스 패드에 연결된 소스 패드 연결 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 합금은 몰리브덴-알루미늄, 탄탈-알루미늄 그리고, 주석-알루미늄을 포함하는 그룹 중 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
19. 제15항에 있어서, 상기 합금은 그 두께가 100Å에서 1000Å 정도인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
20. 제15항에 있어서, 상기 금속은 그 두께가 2000Å 정도인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.

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