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KR100391156B1 - Array pannel of liquid crystal display and fabricating method the same - Google Patents

Array pannel of liquid crystal display and fabricating method the same Download PDF

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KR100391156B1
KR100391156B1 KR10-2001-0055212A KR20010055212A KR100391156B1 KR 100391156 B1 KR100391156 B1 KR 100391156B1 KR 20010055212 A KR20010055212 A KR 20010055212A KR 100391156 B1 KR100391156 B1 KR 100391156B1
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박재덕
오상헌
하용민
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판 상에 형성되는 쇼팅바 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판을 구비하는 단계와; 상기 기판의 일면에 완충층을 형성하는 단계와; 상기 완충층의 상부에 섬(island)모양의 다결정 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층 및 완충층의 상부로 게이트 절연막과, Al을 포함하는 제 1 금속층과, Mo를 포함하는 제 2 금속층을 차례로 적층하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 금속층을 식각하여 게이트 전극과, 게이트 배선과, 게이트 쇼팅바를 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극을 마스크로, 상기 다결정 실리콘층에 각각 액티브영역과, 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막의 상부로 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 및 그 하부의 게이트 절연막을 식각하여 상기 소스 및 드레인 영역의 일부분을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택홀과, 상기 상부 게이트 쇼팅바를 노출시키는 개구홀 및 상기 게이트 쇼팅바의 하층 제 1 금속층을 서로 이격되도록 형성하는 단계와; 상기 층간절연막의 상부로 Mo를 포함하는 제 3 금속층을 적층하는 단계와; 상기 제 3 금속층을 식각하여 상기 게이트 쇼팅바의 상층에 적층된 제 3 금속층 및 그 하부의 제 2 금속층을 제거하고, 상기 소스 및 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 패널 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a shorting bar formed on an array substrate for a liquid crystal display device including a thin film transistor (TFT), and a method of manufacturing the same; Forming a buffer layer on one surface of the substrate; Forming an island-like polycrystalline silicon layer on top of the buffer layer; Stacking a gate insulating film, a first metal layer including Al, and a second metal layer including Mo on top of the polycrystalline silicon layer and the buffer layer; Etching the first and second metal layers to form a gate electrode, a gate wiring, and a gate shorting bar; Forming an active region, a source, and a drain region in the polycrystalline silicon layer using the gate electrode as a mask; Forming an interlayer insulating film over the gate electrode and the gate insulating film; First and second contact holes exposing portions of the source and drain regions by etching the interlayer insulating layer and the gate insulating layer thereunder; an opening hole exposing the upper gate shorting bar and a lower layer first of the gate shorting bar; Forming metal layers spaced apart from each other; Stacking a third metal layer including Mo on the interlayer insulating film; Etching the third metal layer to remove the third metal layer and the lower second metal layer stacked on the gate shorting bar, and to form source and drain electrodes electrically connected to the source and drain regions, respectively. Provided are an array panel for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.

Description

액정표시장치용 어레이 패널 및 그 제조방법{Array pannel of liquid crystal display and fabricating method the same}Array panel for liquid crystal display device and manufacturing method thereof {Array pannel of liquid crystal display and fabricating method the same}

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 포함하는 액정표시장치용 어레이 기판 상에 형성 및 절단되는 쇼팅바 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, a shorting bar formed and cut on an array substrate for a liquid crystal display device including a thin film transistor (TFT); It relates to a manufacturing method.

최근 정보화 사회로 시대가 급 발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 보다 개선된 특성을 가지는 평판 표시장치(plate panel display)의 필요성이 대두되었고, 이에 액정표시장치(liquid crystal display)가 개발되어 현재 다양하게 활용되고 있다.Recently, as the information society has evolved rapidly, there is a need for a flat panel display having improved characteristics such as thinning, light weight, and low power consumption, and thus a liquid crystal display has been developed. It is currently being used in various ways.

액정표시장치란, 서로 대향하는 두 기판의 일면에 각각 전계 생성 전극을 형성하여, 이들 두 전극을 서로 마주보도록 배치한 상태에서 그 사이에 액정 물질을 삽입하여 구성되는 것으로, 이와 같이 서로 마주보도록 형성된 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장 변화에 따라 액정을 구동시킴으로서, 변화하는 빛의 투과율로 여러 가지 화상을 표현하는 장치이다.A liquid crystal display device is formed by forming a field generating electrode on one surface of two substrates facing each other, and inserting a liquid crystal material therebetween with the two electrodes disposed to face each other. By driving a liquid crystal in response to a change in electric field generated by applying a voltage to an electrode, the device expresses various images with varying light transmittance.

특히 액정표시장치를 구성하는 두 기판 중 하나인 하부 어레이 기판의 상면에는 화소전극과, 상기 화소전극에 일대일 대응되는 박막트랜지스터가 스위칭 소자로서 다수 개 배열되는데, 이러한 박막트랜지스터를 구성하는 구성요소의 하나인 액티브 층의 재질로는 비정질 실리콘(amorphous silicon ; a-Si:H)이 주류를 이루는 바, 이는 유리와 같은 저가의 대형 기판 상에 저온공정으로 구현 가능한 장점을 가지고 있기 때문이다.In particular, a plurality of pixel electrodes and one-to-one thin film transistors corresponding to the pixel electrodes are arranged on the upper surface of the lower array substrate, which is one of two substrates constituting the liquid crystal display, as one of the components constituting the thin film transistor. Amorphous silicon (a-Si: H) is the main material of the in-active layer, because it has the advantage that it can be implemented by low temperature process on a large-scale low-cost substrate such as glass.

그러나 근래에 들어 이러한 비정질 실리콘에 비해 전계효과 이동도가 100 내지 200 배 정도 더 커 응답 속도가 빠르고, 온도와 빛에 대한 안정성이 우수하며, 특히 구동회로를 동일 기판 상에 형성할 수 있는 등의 여러 장점을 가지는 다결정 실리콘(poly-Si)으로 액티브 층을 구현하는 방법이 개발되어 활용되고 있는데, 이하 도면을 참조하여 전술한 다결정 실리콘을 이용한 액티브 층을 가지는 박막 트랜지스터가 배열되는 어레이 기판에 대하여 설명한다.However, in recent years, the field effect mobility is about 100 to 200 times larger than that of amorphous silicon, resulting in fast response speed, excellent stability against temperature and light, and particularly, driving circuits can be formed on the same substrate. A method of implementing an active layer with poly-silicon (poly-Si) having various advantages has been developed and utilized. Hereinafter, an array substrate on which a thin film transistor having an active layer using polycrystalline silicon is arranged will be described with reference to the accompanying drawings. do.

도 1은 일반적인 어레이 패널의 일부분을 간략하게 도시한 평면도로서, 투명한 기판 상에 평행하게 배열되는 다수의 게이트배선(51a, 51b) 및 이와 직교하는 다수의 평행한 데이터배선(71)이 매트릭스 형태를 이루며 화소영역을 정의하고 있고, 이러한 화소영역 내에는 각각 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)와 전기적으로 연결되는 화소전극(91)이 위치한다.1 is a plan view schematically illustrating a part of a general array panel, in which a plurality of gate wirings 51a and 51b and a plurality of parallel data wirings 71 orthogonal thereto are arranged in a matrix form. A pixel region is defined and a thin film transistor T and a pixel electrode 91 electrically connected to the thin film transistor T are positioned in the pixel region.

이때 다수의 게이트 배선(51a, 51b) 및 데이터 배선(71)은 기판의 일 방향 또는 양방향으로 길게 연장되어 각각 외부 게이트 회로(S) 및 외부 데이터 회로(미도시)와 전기적으로 연결되는데, 이때 특히 게이트 배선(51a, 51b)과 게이트 외부회로(S)가 연결되는 기판 가장자리 부분과, 데이터 배선(71)과 데이터 외부회로(미도시)가 연결되는 기판의 가장자리 부분에는, 다수의 게이트 배선(51a, 51b)과 다수의 데이터 배선(71)을 각각 단일 폐회로로 연결하는 게이트 쇼팅바(54) 및 데이터 쇼팅바(미도시)가 형성되고 이는 이후 적절한 공정에서 전기적으로 절단되어, 최종적으로는 도 1에 도시한 바와 같은 구성을 가지게 된다.In this case, the plurality of gate lines 51a and 51b and the data line 71 extend in one direction or both directions of the substrate to be electrically connected to the external gate circuit S and the external data circuit (not shown), respectively. A plurality of gate wirings 51a are provided at the edge portion of the substrate to which the gate wirings 51a and 51b and the gate external circuit S are connected, and at the edge portion of the substrate to which the data wiring 71 and the data external circuit (not shown) are connected. , 51b) and a plurality of gate shorting bars 54 and data shorting bars (not shown) are formed to connect each of the plurality of data lines 71 in a single closed circuit, which are then electrically cut in an appropriate process, and finally, FIG. 1. It will have a configuration as shown in.

이때, 전술한 게이트 쇼팅바(54)와, 각 화소 영역 내에 위치한 상태에서 인접하는 게이트 배선(51a, 51b) 및 데이터 배선(71)과 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터에(T)에 대하여, 도 1의 II-II 선을 따라 절단한 단면과 II'-II'선을 따라 절단한 단면을 각각 좌, 우측에 배치하여 도시한 도 2를 참조하여 설명한다.In this case, the thin film transistor T electrically connected to the gate shorting bar 54 and the gate lines 51a and 51b and the data line 71 adjacent to each other located in each pixel area is illustrated in FIG. 1. The cross section cut along the II-II line and the cross section cut along the II'-II 'line will be described with reference to FIG. 2.

먼저 박막트랜지스터는 투명 기판(10)의 전면에 증착된 완충층(buffer layer ; 20)과, 이의 상부로 불순물의 도핑 여부에 따라 액티브 영역(31)과 소스 및 드레인 영역(32, 33)으로 구분되는 반도체 층이 위치하며, 이의 상부로는 게이트 절연막(40)이 위치한다.First, the thin film transistor is divided into a buffer layer 20 deposited on the front surface of the transparent substrate 10 and an active region 31 and source and drain regions 32 and 33 depending on whether impurities are doped into the upper portion of the thin film transistor. The semiconductor layer is positioned, and the gate insulating layer 40 is positioned on the semiconductor layer.

또한 특히 전술한 액티브 영역(31)의 상부에 적층된 게이트 절연막 (40)상에는 게이트 전극(53)이 위치하게 되는데, 이러한 게이트 전극(53)은 도 1에 도시한 바와 같이 기판의 가로 방향으로 연장된 게이트 배선(51a, 51b)과 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 게이트 전극(53) 및 게이트 절연막(40)의 상부에는, 기판 전면에 증착되는 층간절연막(60)이 위치하는데, 이러한 층간절연막(60)은 각각 소스 및 드레인 영역(32, 33)의 일부를 각각 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(64a, 64b)을 가지고 있어, 이의 상부에 형성되는 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)은 각각 이들을 통하여 소스 및 드레인 영역(32, 33)과 전기적으로 연결된다.In particular, the gate electrode 53 is positioned on the gate insulating film 40 stacked above the active region 31, which extends in the horizontal direction of the substrate as shown in FIG. 1. It is electrically connected to the gate wirings 51a and 51b. Above the gate electrode 53 and the gate insulating film 40, an interlayer insulating film 60 deposited on the entire surface of the substrate is positioned, and the interlayer insulating film 60 is formed on portions of the source and drain regions 32 and 33, respectively. Respectively, the first and second contact holes 64a and 64b are exposed so that the source and drain electrodes 72a and 72b formed thereon are electrically connected to the source and drain regions 32 and 33, respectively. .

이때 특히 소스전극(72a)은 도 1의 세로방향으로 연장된 데이터 배선(71)과 전기적으로 연결되는데, 이러한 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)이 형성된 기판의 상부에는 각각 드레인 전극(72b)을 드러내도록 관통된 제 3 콘택홀(81)을 가지는 보호막(62)과, 평탄화 막(80)이 차례로 형성되어 있어, 이의 상부로 상기 제 3 콘택홀(81)을 통하여 드레인전극(72b)과 전기적으로 연결되는 화소전극(91)이 위치하게 된다.At this time, in particular, the source electrode 72a is electrically connected to the data line 71 extending in the longitudinal direction of FIG. 1, and the drain electrode 72b is respectively formed on the substrate on which the source and drain electrodes 72a and 72b are formed. A protective film 62 having a third contact hole 81 penetrated so as to be exposed, and a planarization film 80 are sequentially formed so as to be electrically connected to the drain electrode 72b through the third contact hole 81. The pixel electrode 91 connected to is positioned.

한편, 이러한 박막트랜지스터(T)를 기판 상에 형성하기 위해서는 수 차례에 걸친 화학 및 물리적 처리 공정을 거치게 되므로, 이때 발생하는 정전기 등에 의하여 소자는 치명적인 손상을 받을 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위하여 각각의 게이트 배선(도 1의 51a, 51b)과 데이터 배선(도 1의 71)을 폐회로로 연결하는 게이트 쇼팅바(도 1의 54) 및 데이터 쇼팅바(미도시)가 설치되는데, 이들은 이후 정전기로 인한 소자의 손상 가능성이 없어지면 전기적으로 단선됨은 전술한 바 있다.On the other hand, to form the thin film transistor (T) on the substrate undergoes a number of chemical and physical treatment processes, the device may be fatally damaged by the static electricity generated at this time. Therefore, in order to prevent this, a gate shorting bar (54 in FIG. 1) and a data shorting bar (not shown) are provided to connect each gate wiring (51a and 51b of FIG. 1) and the data wiring (71 of FIG. 1) in a closed circuit. They are then electrically disconnected if there is no possibility of damaging the device due to static electricity.

이러한 게이트 쇼팅바(54)는 도 2의 좌측에 배치한 도면과 같이, 기판 상에 차례로 전면 층착된 완충층(20) 및 게이트 절연막(40)의 상부에, 박막트랜지스터의 게이트 전극(53)을 구성하는 금속물질과 동일한 재질로 형성된 후 적절한 공정에서 절단되는 바, 도시된 도면은 게이트 쇼팅바(54)가 절단된 상태를 도시한 것이다.The gate shorting bar 54 forms the gate electrode 53 of the thin film transistor on the buffer layer 20 and the gate insulating film 40 that are sequentially stacked on the substrate in order, as shown in the left side of FIG. 2. After being formed of the same material as the metal material to be cut in an appropriate process, the illustrated figure shows a state in which the gate shorting bar 54 is cut.

이러한 게이트 쇼팅바(54)의 형성 및 절단의 과정을 박막트랜지스터의 제조공정과 비교하여 설명하면, 도 3a 내지 도 3d는 각각 제조공정 순서에 따라 도 1의게이트 쇼팅바(54) 부분인 II-II 선과, 박막트랜지스터(T) 부분인 II'-II'선을 따라 절단한 단면을 도시한 것으로, 용이한 비교를 위하여 게이트 쇼팅바(54) 부분인 II-II 선을 따라 절단한 단면을 좌측에, 박막트랜지스터(T) 부분인 II'-II'선을 따라 절단한 단면을 우측에 배치하였다.When the process of forming and cutting the gate shorting bar 54 is described in comparison with the manufacturing process of the thin film transistor, FIGS. 3A to 3D show the gate shorting bar 54 of FIG. The cross section taken along the line II and the II'-II 'line of the thin film transistor (T) is shown. For easy comparison, the cross section taken along the line II-II of the gate shorting bar 54 is shown on the left. The cross section cut along the II'-II 'line | wire which is a thin film transistor T part was arrange | positioned at the right side.

먼저 투명 기판(10)의 전면에 실리콘 산화막(SiO2) 등으로 이루어진 완충층(buffer layer ; 20)을 적층하고, 이의 상부로 섬모양의 다결정 실리콘층(30)을 형성하게 되는데, 따라서 이 때에는 도 3a에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터(T)가 형성되는 부분에는 각각 기판(10)과, 완충층(20)과, 섬모양의 다결정 실리콘층(30)이 차례로 적층되어 있으나, 게이트 쇼팅바 부분에는 기판(10)과, 이의 상부에 적층된 완충층(20) 만이 존재하고 있다.First, a buffer layer 20 made of a silicon oxide film SiO 2 or the like is stacked on the entire surface of the transparent substrate 10, and an island-like polycrystalline silicon layer 30 is formed thereon. As shown in FIG. 3A, the substrate 10, the buffer layer 20, and the island-like polycrystalline silicon layer 30 are sequentially stacked on the portion where the thin film transistor T is formed, but on the gate shorting bar portion. Only the substrate 10 and the buffer layer 20 stacked thereon exist.

이어, 도 3b에 도시한 바와 같이 완충층(20) 및 다결정 실리콘층(30)이 형성된 기판의 상부 전면으로 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등의 재질로 이루어지는 게이트 절연막(40)과 도전성 금속을 차례로 적층한 후, 도전성 금속만을 패터닝하여 기판의 전면에 증착된 게이트 절연막(40) 및 이의 상부에 형성된 게이트 전극(53)과, 후속공정에서 발생하는 정전기 등을 방전하는 역할을 하는 게이트 쇼팅바(54)를 형성하게 되는데, 이때 전술한 게이트 전극(53)과 전기적으로 연결되는 도 1의 게이트 배선(51a, 51b)도 동시에 구현된다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, a gate insulating film 40 made of a material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film and a conductive metal are sequentially stacked on the entire upper surface of the substrate on which the buffer layer 20 and the polycrystalline silicon layer 30 are formed. Patterning only the conductive metal to form a gate insulating film 40 deposited on the entire surface of the substrate, a gate electrode 53 formed on the upper portion thereof, and a gate shorting bar 54 which serves to discharge static electricity generated in a subsequent process. In this case, the gate wirings 51a and 51b of FIG. 1, which are electrically connected to the gate electrode 53 described above, are simultaneously implemented.

이후 이러한 2중 적층 구조를 가지는 게이트 전극(53)을 마스크로 하여 그 하부에 위치하는 게이트 절연막(40)을 매개로 다결정 실리콘층(30)에 이온도핑(ion doping)을 실시하여, 진성 반도체 물질인 액티브 영역(31)을 사이에 두고 각각 이온 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(32, 33)을 구현하게 된다.Subsequently, ion doping is performed on the polycrystalline silicon layer 30 through the gate insulating film 40 positioned below the gate electrode 53 having the double stacked structure as a mask, thereby forming an intrinsic semiconductor material. Source and drain regions 32 and 33 doped with ionic impurities, respectively, may be implemented with the in-active region 31 interposed therebetween.

한편 대면적, 고해상도의 액정표시장치에 있어서, 이러한 게이트 전극(53) 및 게이트 배선(도 1의 51a, 51b)이 가지는 배선저항이 클 경우에는 신호지연에 의한 크로스-토크로 인해 화질이 저하되는 경우가 빈번하게 관찰되는 바, 이를 방지하기 위하여 게이트 전극 및 게이트 배선으로는 통상 저 저항의 알루미늄(Al)을 사용하게 된다. 그러나 이러한 알루미늄(Al)은 화학적으로 내식성이 약하고, 후속공정에서 요구되는 고온에 의하여 그 표면이 손상되어 힐락(hillock) 등의 배선결합 문제가 발생할 수 있으므로, 이의 상부에 내구성이 큰 Mo 등의 금속을 적층하여 이루어지는 2 중 적층 구조의 게이트 전극(53) 및 게이트 배선(도 1의 51a, 51b)이 사용되고 있다.On the other hand, in a large-area, high-resolution liquid crystal display device, when the wiring resistance of the gate electrode 53 and the gate wirings (51a and 51b of FIG. 1) is large, the image quality is degraded due to cross-talk due to signal delay. As the case is frequently observed, low resistance aluminum (Al) is usually used as the gate electrode and the gate wiring to prevent this. However, such aluminum (Al) is chemically weak in corrosion resistance, and the surface may be damaged by the high temperature required in a subsequent process, so that wiring coupling problems such as hillock may occur. The gate electrode 53 and the gate wiring (51a, 51b of FIG. 1) of the double laminated structure which laminate | stack are formed are used.

따라서 이를 도시한 도 2 및 도 3b 이하의 도면에 있어서, 게이트 전극(53) 및 게이트 쇼팅바(54)를 구성하는 하단의 Al 재질로 이루어지는 제 1 금속층에 도면부호 52a를, 그 상부의 Mo 재질로 이루어지는 제 2 금속층에는 도면부호 52b를 부여하여 설명한다.Therefore, in FIGS. 2 and 3B and the drawings below, reference numeral 52a is used for the first metal layer made of the Al material at the bottom constituting the gate electrode 53 and the gate shorting bar 54, and the Mo material thereon. The 2nd metal layer which consists of these is attached | subjected and described with the reference numeral 52b.

이어서 도 3c에 도시한 바와 같이, 기판의 전면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막으로 이루어진 층간절연막(60)을 적층하고, 이러한 층간절연막(60) 및 그 하부의 게이트 절연막(40)을 패터닝함으로써, 각각 소스 및 드레인 영역(32, 33)을 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(64a, 64b)과, 게이트 쇼팅바(54)를 노출시키는 노출홀(64c)을 형성하게 된다. 이러한 층간절연막(60)은 후술하는 소스 및 드레인전극(72a, 72b)과 게이트 전극(53)과의 절연을 위한 것으로, 이후 도 3d에 도시한 바와 같이 층간절연막(60)의 상부 기판 전면에, 내구성이 큰 Mo 등의 금속물질로 이루어진 제 3 금속층을 증착하고 이를 패터닝 함으로써 데이터 배선(도 1의 71)과 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)을 형성하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 3C, an interlayer insulating film 60 made of a silicon oxide film or a silicon nitride film is laminated on the entire surface of the substrate, and the interlayer insulating film 60 and the gate insulating film 40 thereunder are patterned, respectively. And first and second contact holes 64a and 64b exposing the drain regions 32 and 33, and an exposure hole 64c exposing the gate shorting bar 54. The interlayer insulating film 60 is to insulate the source and drain electrodes 72a and 72b and the gate electrode 53, which will be described later, and then, as shown in FIG. 3D, on the entire upper surface of the upper substrate of the interlayer insulating film 60, By depositing and patterning a third metal layer made of a metal material such as Mo, which is highly durable, the data line 71 of FIG. 1 and the source and drain electrodes 72a and 72b are formed.

이때 데이터 배선(도 1의 71)은 소스전극(72a)과 전기적으로 연결된 상태에서 게이트 배선(51a, 51b)과 직교하도록 이루어짐은 전술한 바 있으며, 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)은 제 1 및 제 2 콘택홀(64a, 64b)을 통해 소스 및 드레인 영역(32, 33)과 전기적으로 연결되는데, 이때 게이트 쇼팅바(54)의 상부에도 제 3 금속층이 적층되지만, 이는 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)의 형성을 위한 패터닝 공정에서 제거됨과 동시에 그 하부의 2중 적층 구조를 가지는 게이트 쇼팅바(54) 역시 이와 동일 공정에서 전기적으로 단선되게 된다.In this case, the data line 71 of FIG. 1 is formed to be orthogonal to the gate lines 51a and 51b in an electrically connected state with the source electrode 72a, and the source and drain electrodes 72a and 72b are formed in a first manner. And second and second contact holes 64a and 64b, which are electrically connected to the source and drain regions 32 and 33, wherein a third metal layer is also stacked on the gate shorting bar 54. In addition, the gate shorting bar 54 having a double stacked structure underneath is removed in the patterning process for forming 72a and 72b, and is electrically disconnected in the same process.

이는 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 게이트 배선(도 1의 51a, 51b)이 연장되어 연결되는 외부 게이트 회로(도 1의 S)에 있어서, 전술한 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)의 구현과 동시에 정전기 방지회로가 완성되므로 굳이 남아있을 필요가 없기 때문이다.Although not shown in the drawings, in the external gate circuit (S in FIG. 1) to which the gate wirings 51a and 51b are extended and connected, this is simultaneously implemented with the above-described source and drain electrodes 72a and 72b. This is because the antistatic circuit is completed and does not need to remain.

이러한 과정을 통하여 구성되는 박막트랜지스터는, 도 2에 도시한 바와 같이 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)이 형성된 기판(10) 전면에 걸쳐 실리콘 질화막 등으로 이루어지는 보호막(62)과, BCB 등으로 이루어지는 평탄화 막(80)을 차례로 적층하고, 이들을 패터닝함으로써 드레인 전극(72b)의 일부를 드러내는 제3 콘택홀(81)을 형성하게 되는데, 이후 이러한 제 3 콘택홀(81)을 통하여 투명 도전물질로 이루어진 화소 전극(91)이 전기적으로 연결된다.As shown in FIG. 2, the thin film transistor formed by such a process includes a protective film 62 made of a silicon nitride film, BCB, or the like over the entire surface of the substrate 10 on which the source and drain electrodes 72a and 72b are formed. By sequentially stacking and patterning the planarization film 80, a third contact hole 81 exposing a part of the drain electrode 72b is formed. Then, the third contact hole 81 is formed of a transparent conductive material. The pixel electrode 91 is electrically connected.

이상에서 설명한 게이트 쇼팅바의 구현 및 절단과 박막트랜지스터의 제조공정에 있어서, 특히 제 3 금속층을 증착한 후 이를 패터닝하여 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)을 형성하기 위해서는 통상 습식 식각 방법이 사용되는 바, 이때 게이트 쇼팅바(54)의 절단을 위해서 또 다른 에천트를 사용하는 추가 습식 공정이 요구된다.In the process of implementing and cutting the gate shorting bar and manufacturing the thin film transistor, the wet etching method is generally used to form the source and drain electrodes 72a and 72b by depositing and patterning a third metal layer. Bar, at this time, an additional wet process using another etchant for cutting the gate shorting bar 54 is required.

즉, 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)을 이루는 제 3 금속층으로는 통상 게이트 쇼팅바(54)의 상층을 이루는 Mo 금속이 사용되는데, 이러한 Mo 금속을 용해시킬 수 있는 에천트를 사용하여 소스 및 드레인 전극(72a, 72b)의 패터닝과, 게이트 쇼팅바(54) 상층의 제 2 금속층(52b)의 전기적 단선이 이루어진다 해도, 그 하부의 Al 금속으로 이루어진 제 1 금속층(52a)은 여전히 존재하고 있으므로, 이를 용해하여 전기적으로 단선되게 하기 위해서는 또 다른 에천트를 사용하는 추가 습식 식각공정이 필요하게 된다.That is, as the third metal layer constituting the source and drain electrodes 72a and 72b, a Mo metal constituting the upper layer of the gate shorting bar 54 is generally used. The source and drain using an etchant capable of dissolving the Mo metal is used. Even though the patterning of the drain electrodes 72a and 72b and the electrical disconnection of the second metal layer 52b on the upper side of the gate shorting bar 54 are performed, the first metal layer 52a made of Al metal is still present. However, in order to dissolve and electrically disconnect, an additional wet etching process using another etchant is required.

이에 기판은 두 종류의 에천트에 장시간 노출됨에 따라 손상되는 경우가 빈번하고, 이를 방지하기 위하여 습식 식각 공정시간을 단축할 경우에 게이트 쇼팅바가 완전하게 단선되지 못하여 올바른 동작이 불가능한 문제점을 가지고 있다.Accordingly, the substrate is frequently damaged when exposed to two types of etchant for a long time, and in order to prevent the wet etching process, the gate shorting bar is not completely disconnected when the wet etching process is shortened.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 소스 및 드레인 전극의 구현공정에서 이루어지는 게이트 쇼팅바의 절단에 보다 신뢰성을 부여하며, 특히 기판이 에천트에 노출되는 시간을 단축하여 여기에 가해지는 충격을 최소화 할 수 있는, 보다 개선된 게이트 쇼팅바 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, it provides more reliability in the cutting of the gate shorting bar in the process of implementing the source and drain electrodes, in particular to shorten the time the substrate is exposed to the etchant here It is an object of the present invention to provide an improved gate shorting bar and a method of manufacturing the same, which can minimize the impact applied.

도 1은 일반적인 액정표시장치용 어레이 패널의 일부를 간략히 도시한 도면1 is a view schematically illustrating a part of an array panel for a general liquid crystal display device;

도 2는 도 1의 II-II 선과, II'-II' 선을 따라 절단한 단면을 각각 좌우에 배치하여 도시한 도면FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II and a line II'-II 'of FIG. 1, respectively;

도 3a 내지 도 3d는 각각 일반적인 어레이 패널의 제조 순서에 따라 도 1의 II-II 선과, II'-II' 선을 따라 절단한 단면을 각각 좌우에 배치하여 도시한 도면3A to 3D are diagrams illustrating left and right cross-sections cut along the lines II-II and II'-II 'of FIG. 1 according to a manufacturing sequence of a general array panel, respectively.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 어레이 패널의 일부를 간략히 도시한 도면4 is a view schematically illustrating a part of an array panel of a liquid crystal display according to the present invention.

도 5는 도 4의 IV-IV 선과, IV'-IV' 선을 따라 절단한 단면을 각각 좌우에 배치하여 도시한 도면FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV and line IV'-IV 'of FIG. 4, respectively;

도 6a 내지 도 6d는 각각 일반적인 어레이 패널의 제조 순서에 따라 도 4의 IV-IV 선과, IV'-IV' 선을 따라 절단한 단면을 각각 좌우에 배치하여 도시한 도면6A to 6D are diagrams showing left and right cross-sections cut along a line IV-IV and a line IV'-IV 'of FIG. 4 according to a manufacturing sequence of a general array panel, respectively.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 기판 120 : 완충층10 substrate 120 buffer layer

131 : 액티브 영역 132, 133 : 소스 및 드레인 영역131: active region 132, 133: source and drain region

140 : 게이트 절연막 152a, 152b : 제 1 및 제 2 금속층140: gate insulating films 152a and 152b: first and second metal layers

153 : 게이트 전극 154 : 게이트 쇼팅바153: gate electrode 154: gate shorting bar

160 : 층간절연막 161, 162 : 제 1 및 제 2 콘택홀160: interlayer insulating film 161, 162: first and second contact holes

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기판을 구비하는 단계와; 상기 기판의 일면에 완충층을 형성하는 단계와; 상기 완충층의 상부에 섬(island)모양의 다결정 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층 및 완충층의 상부로 게이트 절연막과, Al을 포함하는 제 1 금속층과, Mo를 포함하는 제 2 금속층을 차례로 적층하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 금속층을 식각하여 게이트 전극과, 게이트 배선과, 게이트 쇼팅바를 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극을 마스크로, 상기 다결정 실리콘 층에 각각 액티브영역과, 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막의 상부로 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 및 그 하부의 게이트 절연막을 식각하여 상기 소스 및 드레인 영역의 일부분을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택홀과, 상기 상부 게이트 쇼팅바를 노출시키는 개구홀 및 상기 게이트 쇼팅바의 하층 제 1 금속층을 서로 이격되도록 형성하는 단계와; 상기 층간절연막의 상부로 Mo를 포함하는 제 3 금속층을 적층하는 단계와; 상기 제 3 금속층을 식각하여 상기 게이트 쇼팅바의 상층에 적층된 제 3 금속층 및 그 하부의 제 2 금속층을 제거하고, 상기 소스 및 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 어레이 패널의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of providing a substrate, to achieve the above object; Forming a buffer layer on one surface of the substrate; Forming an island-like polycrystalline silicon layer on top of the buffer layer; Stacking a gate insulating film, a first metal layer including Al, and a second metal layer including Mo on top of the polycrystalline silicon layer and the buffer layer; Etching the first and second metal layers to form a gate electrode, a gate wiring, and a gate shorting bar; Forming an active region, a source and a drain region in the polycrystalline silicon layer using the gate electrode as a mask; Forming an interlayer insulating film over the gate electrode and the gate insulating film; First and second contact holes exposing portions of the source and drain regions by etching the interlayer insulating layer and the gate insulating layer thereunder; an opening hole exposing the upper gate shorting bar and a lower layer first of the gate shorting bar. Forming metal layers spaced apart from each other; Stacking a third metal layer including Mo on the interlayer insulating film; Etching the third metal layer to remove the third metal layer and the lower second metal layer stacked on the gate shorting bar, and to form source and drain electrodes electrically connected to the source and drain regions, respectively. Provided is a method of manufacturing an array panel for a liquid crystal display device.

이때 상기 층간절연막은 6500 내지 7500Å의 두께를 가지는 질화 실리콘막이고, 상기 제 1 금속층은 2500 내지 3500Å의 두께를 가지는 AlNd 이며, 상기 제 2 및 제 3 금속층은 450 내지 550Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하며, 상기 상층 게이트 쇼팅바는 다른 부분보다 좁은 폭을 가지는 넥 모양인 것을 특징으로 한다.In this case, the interlayer insulating film is a silicon nitride film having a thickness of 6500 ~ 7500Å, the first metal layer is AlNd having a thickness of 2500 ~ 3500Å, the second and the third metal layer has a thickness of 450 ~ 550Å. The upper gate shorting bar may have a neck shape having a narrower width than other portions.

또한 본 발명은 상기 넥 모양의 상층 게이트 쇼팅바의 폭은 4㎛ 이하이고, 서로 다른 폭을 연결하는 경사면과 상기 넥 모양의 게이트 쇼팅바가 이루는 각도는 100 내지 160°이며, 상기 상층 게이트 쇼팅바를 중심으로 하층 게이트 쇼팅바의 이격거리는 수 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a width of the neck-shaped upper gate shorting bar is 4㎛ or less, the angle formed between the inclined surface connecting the different widths and the neck-shaped gate shorting bar is 100 to 160 °, the upper gate shorting bar to the center As a result, the separation distance of the lower gate shorting bar is several μm or less.

또한 본 발명은 상기와 같은 방법으로 형성 및 제거되는 게이트 쇼팅바를 포함하는 액정표시장치용 어레이 패널을 제공한다.In another aspect, the present invention provides an array panel for a liquid crystal display device comprising a gate shorting bar formed and removed in the above manner.

이하 본 발명에 대한 올바른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 게이트 쇼팅바는 그 절단에 신뢰성을 부여하고 기판에 가해지는 손상을 최소화하기 위하여, 하부에 서로 이격된 제 1 금속층과, 상기 이격된 제 1 금속층의 상부에서 이들을 전기적으로 연결하는 다리(bridge) 형태의 제 2 금속층을 포함하는 것을 특징으로 하는데, 특히 본 발명에 따른 게이트 쇼팅바가 적용되는 어레이 기판 상에 배열되는 박막트랜지스터는 다결정 실리콘(poly-Si)으로 이루어진 액티브 층을 가지는 것을 특징으로 한다.The gate shorting bar according to the present invention has a first metal layer spaced apart from each other at the bottom and a leg electrically connecting them at the top of the spaced first metal layer to provide reliability in cutting and minimize damage to the substrate. and a second metal layer having a bridge shape. In particular, the thin film transistor arranged on the array substrate to which the gate shorting bar according to the present invention is applied has an active layer made of poly-silicon (poly-Si). It is done.

도 4는 본 발명에 따른 게이트 쇼팅바(154)가 적용된 어레이 기판의 일부분을 간략하게 도시한 평면도로서, 이는 투명한 기판 상에 평행하게 배열되는 다수의 게이트배선(151a, 151b) 및 이와 직교하는 다수의 평행한 데이터배선(171)이 매트릭스 형태를 이루며 화소영역을 정의하고 있고, 이러한 화소영역 내에는 각각 박막트랜지스터(T)와, 상기 박막트랜지스터(T)와 전기적으로 일대일 연결되는 화소전극(191)이 위치한다.4 is a plan view schematically illustrating a portion of an array substrate to which the gate shorting bar 154 is applied according to the present invention, which includes a plurality of gate wirings 151a and 151b arranged in parallel on a transparent substrate and a plurality of orthogonal to them. Parallel data lines 171 form a matrix to define pixel regions, and the pixel electrodes 191 electrically connected one-to-one with the thin film transistor T and the thin film transistor T, respectively. This is located.

이때 다수의 게이트 배선(151a, 151b) 및 데이터 배선(171)은 기판의 일 방향 또는 양방향으로 길게 연장되어 각각 외부 게이트 회로(S) 및 외부 데이터 회로(미도시)와 전기적으로 연결되는데, 특히 각각의 게이트 배선(151a, 151b)과 게이트 외부회로(S)가 연결되는 기판 가장자리 부분과, 데이터 배선(171)과 데이터 외부회로(미도시)가 연결되는 기판의 가장자리 부분에는, 이의 제조 공정 중에 발생될 수 있는 정전기 등에 의하여 소자가 손상되는 것을 막기 위하여 게이트 쇼팅바(154) 및 데이터 쇼팅바(미도시)를 형성하고, 이들은 이후 적절한 공정에서 전기적으로 단선됨은 일반적인 경우와 동양(同樣)이다.In this case, the plurality of gate wires 151a and 151b and the data wire 171 extend in one direction or both directions of the substrate to be electrically connected to the external gate circuit S and the external data circuit (not shown), respectively. Occurs at the edge of the substrate to which the gate wirings 151a and 151b and the gate external circuit S are connected, and at the edge of the substrate to which the data wiring 171 and the data external circuit (not shown) are connected. The gate shorting bar 154 and the data shorting bar (not shown) are formed to prevent the device from being damaged by static electricity or the like, which are then electrically disconnected in a proper process.

이러한 게이트 쇼팅바(154)와, 각 화소 영역 내에 위치한 상태에서 인접하는 게이트 배선(151a, 151b) 및 데이터 배선(171)과 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(T)에 대하여, 도 4의 IV-IV 선을 따라 절단한 단면과, IV'-IV'을 따라 절단한 단면을 각각 좌 우에 배치하여 도시한 도 5를 참조하여 설명한다.IV-IV of FIG. 4 with respect to the gate shorting bar 154 and the thin film transistor T electrically connected to the adjacent gate lines 151a and 151b and the data line 171 in a state located in each pixel area. A cross section cut along a line and a cross section cut along IV'-IV 'will be described with reference to FIG. 5.

먼저 박막트랜지스터는 투명 기판(10)의 전면에 증착된 완충층(buffer layer ; 120)과, 이러한 완충층(120)의 상부에 각각 진성 반도체 물질인 액티브 영역(131) 및 이를 사이에 두고 연접한 소스 및 드레인 영역(132, 133)으로 구분되는 반도체 층이 섬(island) 모양으로 형성되며, 이들의 상부로 게이트 절연막(140)이 기판 전면에 위치하고 있다.First, the thin film transistor includes a buffer layer 120 deposited on the front surface of the transparent substrate 10, an active region 131, which is an intrinsic semiconductor material, and a source connected therebetween, respectively, on the buffer layer 120. A semiconductor layer divided into the drain regions 132 and 133 is formed in an island shape, and the gate insulating layer 140 is positioned on the entire surface of the substrate.

이때 액티브 영역(131)의 상부 게이트 절연막(140) 상에는 게이트 전극(153)이 위치하는데, 이는 도 4의 게이트 배선(151a, 151b)과 전기적으로 연결되어 있다. 또한 상기 게이트 절연막(140) 및 게이트 전극(153)의 상부 전면에는 층간절연막(160)이 위치하는 바, 이러한 층간절연막(160)과 그 하부의 게이트 절연막(140)에는 각각 소스 및 드레인 영역(132, 133)의 일부를 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(164a, 164b)이 형성되어 있어, 층간절연막(160)의 상부에 위치하는 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)이 각각 소스 및 드레인 영역(132, 133)과 전기적으로 연결될 수 있도록 한다.In this case, the gate electrode 153 is positioned on the upper gate insulating layer 140 of the active region 131, which is electrically connected to the gate wires 151a and 151b of FIG. 4. In addition, an interlayer insulating layer 160 is disposed on the entire upper surface of the gate insulating layer 140 and the gate electrode 153. The source and drain regions 132 are respectively formed in the interlayer insulating layer 160 and the lower gate insulating layer 140. The first and second contact holes 164a and 164b exposing a part of the first and second portions 133 are formed, so that the source and drain electrodes 172a and 172b positioned on the interlayer insulating layer 160 are respectively the source and drain regions ( 132, 133 to be electrically connected.

이때 소스전극(172a)은 도 4에 도시한 세로방향으로 연장된 데이터 배선(171)과 전기적으로 연결됨은 일반적인 경우와 동일한데, 이러한 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)이 형성된 기판의 상부로는 차례로 보호막(162)과 평탄화 막(180)이 위치하고, 특히 이러한 보호막(162) 및 평탄화 막(180)에는 각각 드레인 전극(172b)의 일부를 드러내도록 관통된 제 3 콘택홀(181)이 형성되어 있더, 이를 통해 평탄화 막의 상부에 위치하는 화소전극(191)이 드레인 전극(172b)과 전기적으로 연결된다.In this case, the source electrode 172a is electrically connected to the data line 171 extending in the vertical direction as shown in FIG. 4, and is the same as a general case. The source and drain electrodes 172a and 172b are formed on the substrate. In turn, the passivation layer 162 and the planarization layer 180 are positioned. In particular, the passivation layer 162 and the planarization layer 180 are each formed with a third contact hole 181 penetrating to expose a part of the drain electrode 172b. In addition, the pixel electrode 191 positioned on the planarization layer is electrically connected to the drain electrode 172b through the pixel electrode 191.

한편, 이러한 박막트랜지스터(T)의 제조공정 중에 발생하는 정전기 등에 의해 소자에 가해지는 손상을 방지하기 위하여, 각각의 게이트 배선(도 4의 151a, 151b)을 전기적으로 연결하는 게이트 쇼팅바 부분은, 기판(10) 상에 차례로 전면층작된 완충막(20) 및 게이트 절연막(40)의 상부에, 전술한 박막트랜지스터의 게이트 전극(153)과 동일한 재질로 동일공정에서 구현되어 적절한 공정에서 절단되는 바, 도시된 도면은 현재 게이트 쇼팅바(154)가 전기적으로 단선된 모습을 나타내고 있다.On the other hand, in order to prevent damage to the device due to static electricity generated during the manufacturing process of the thin film transistor (T), the gate shorting bar portion for electrically connecting the respective gate wiring (151a, 151b of FIG. 4), The same material as that of the gate electrode 153 of the thin film transistor described above is cut in an appropriate process on the buffer layer 20 and the gate insulating film 40 which are sequentially layered on the substrate 10. In the drawing, the gate shorting bar 154 is electrically disconnected.

이러한 본 발명에 따른 게이트 쇼팅바(154)의 구성 및 절단의 과정을 박막트랜지스터의 제조공정과 비교하여 설명하면, 도 6a 내지 도 6d는 각각 제조공정 순서에 따라 도 4의 게이트 쇼팅바(154) 부분인 IV-IV 선과, 박막트랜지스터 부분(T)인 IV'-IV'선을 따라 절단한 단면을 도시한 것으로, 용이한 비교를 위하여 게이트 쇼팅바(154) 부분인 IV-IV 선을 따라 절단한 단면을 좌측에, 박막트랜지스터(T) 부분인 IV'-IV'선을 따라 절단한 단면을 우측에 배치한 도면이다.The process of the construction and cutting of the gate shorting bar 154 according to the present invention will be described in comparison with the manufacturing process of the thin film transistor. FIGS. 6A to 6D illustrate the gate shorting bar 154 of FIG. A cross section taken along line IV-IV, which is a portion, and line IV'-IV ', which is a thin film transistor portion (T), and is cut along line IV-IV, which is a portion of the gate shorting bar 154, for easy comparison. The cross section cut along the IV'-IV 'line | wire which is a thin film transistor (T) part is arrange | positioned to the right side at one cross section on the left side.

먼저 투명 기판(10)의 전면에 실리콘 산화막(SiO2) 등의 재질로 이루어진 완충층(buffer layer ; 120)이 증착되면, 이의 상부로 섬모양의 다결정 실리콘 층(130)이 형성되는 바, 이러한 다결정 실리콘 층(130)의 형성을 위해서는 기판 상에 직접 다결정 실리콘을 증착하거나 또는 완충층(120)의 상부에 비정질 실리콘을 적층한 후 이를 결정질 실리콘으로 변화시키는 방법이 사용될 수 있다.First, when a buffer layer 120 made of a material such as a silicon oxide film (SiO 2 ) is deposited on the entire surface of the transparent substrate 10, an island-like polycrystalline silicon layer 130 is formed thereon. In order to form the silicon layer 130, a method of depositing polycrystalline silicon directly on a substrate or stacking amorphous silicon on top of the buffer layer 120 and converting the same into crystalline silicon may be used.

이때 특히 후자의 경우에 있어서, 상기 비정질 실리콘이 적층된 기판 온도를 250℃ 정도로 가열하면서 엑시머 레이저를 조사하여 다결정을 성장시키는 레이저 열처리 방법이나, 비정질 실리콘 상에 금속을 증착하여 금속을 씨드로 다결정 실리콘을 형성하는 금속유도 결정화(metal induced crystallization : MIC) 방법 또는비정질 실리콘을 고온에서 장시간 열처리하는 고상 결정화(solid phase crystallization : SPC) 방법 등이 사용되고 있으며, 이 경우에 완충층(120)은, 비정질 실리콘 층을 다결정 실리콘층(130)으로 재결정화 하는 과정에서 발생하는 열에 의해 기판(10)의 내부에 존재하는 알카리 이온(예를 들면, K+, Na+ 등)에 의하여 다결정 실리콘층(130)의 막질 특성이 저하되는 것을 방지하게 된다.At this time, especially in the latter case, a laser heat treatment method of growing a polycrystal by irradiating an excimer laser while heating the substrate temperature on which the amorphous silicon is laminated to about 250 ° C., or depositing a metal on the amorphous silicon to seed the polycrystalline silicon. A metal induced crystallization (MIC) method or a solid phase crystallization (SPC) method for long-term heat treatment of amorphous silicon at a high temperature is used. In this case, the buffer layer 120 is an amorphous silicon layer. Film quality of the polycrystalline silicon layer 130 is reduced by alkali ions (eg, K +, Na +, etc.) present in the substrate 10 due to heat generated during the recrystallization of the polycrystalline silicon layer 130. This prevents the deterioration.

이와 같은 과정을 통하여 완충층(120)의 상부에 섬모양으로 존재하는 다결정 실리콘 층(130)이 형성되면, 도 6a에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(T) 부분에는 각각 기판(10)과, 완충층(120)과, 섬모양의 다결정 실리콘 층(130)이 차례로 적층되어 있고, 게이트 쇼팅바 부분에는 기판(10)과 이의 상부에 적층된 완충층(120) 만이 존재하게 된다.When the polycrystalline silicon layer 130 having an island shape is formed on the buffer layer 120 through the above process, as shown in FIG. 6A, each of the substrate 10 and the buffer layer (T) is formed in the thin film transistor (T). 120 and the island-like polycrystalline silicon layer 130 are sequentially stacked, and only the substrate 10 and the buffer layer 120 stacked thereon exist in the gate shorting bar portion.

이어서 도 6b에 도시한 바와 같이 기판 전면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등의 재질로 이루어지며, 그 두께는 1800Å 정도인 게이트 절연막(140)과, 도전성 금속을 차례로 적층한 후 이러한 도전성 금속만을 패터닝하여 기판 전면에 증착된 게이트 절연막(140)과, 이의 상부에 형성된 게이트 쇼팅바(154) 및 게이트 배선(도 4의 151a, 151b)과, 이와 전기적으로 연결되는 게이트 전극(153)을 형성하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, the entire surface of the substrate is formed of a material such as a silicon oxide film or a silicon nitride film, and the thickness thereof is about 1800 GPa. The gate insulating layer 140 and the conductive metal are sequentially stacked, and only the conductive metal is patterned. The gate insulating layer 140 deposited on the front surface, the gate shorting bar 154 and the gate wirings 151a and 151b formed thereon, and the gate electrode 153 electrically connected thereto are formed.

이때 특히 본 발명에 있어서, 게이트 배선(도 4의 151a, 151b) 및 게이트 전극(153)으로는 제 1 및 제 2 금속층(152a, 152b)이 차례로 적층된 2중 적층구조가 사용되는 바, 이는 배선저항을 작게함과 동시에 고온공정에 기인한 힐락(hillock) 등의 문제를 해결하기 위함이다. 따라서 도 5 및 도 6b 이하의 도면에 있어서, 게이트 전극(153)과 게이트 쇼팅바(154)를 구성하는 하단의 제 1 금속층에는 도면부호 152a를, 그 상부의 제 2 금속층에는 도면부호 152b를 부여하여 설명하는데, 이때 바람직하게는 제 1 금속층(152a)으로는 Al을 포함하는 금속, 일례로 AlNd를 사용하여 3000Å 정도의 두께를 가지도록 하고, 제 2 금속층(152b)으로는 Mo를 포함하는 금속, 일례로 Mo를 사용하여 500Å의 정도의 두께로 형성하는 것이 유리하다.In this case, in the present invention, a double stacked structure in which the first and second metal layers 152a and 152b are sequentially stacked is used as the gate wirings 151a and 151b of FIG. 4 and the gate electrode 153. The purpose is to reduce the wiring resistance and solve problems such as hillock caused by high temperature processes. 5 and 6b, the first metal layer at the bottom constituting the gate electrode 153 and the gate shorting bar 154 is denoted by reference numeral 152a and the second metal layer at the top thereof is denoted by reference numeral 152b. In this case, preferably, the first metal layer 152a has a metal containing Al, for example, AlNd, and has a thickness of about 3000 GPa, and the second metal layer 152b has a metal containing Mo. For example, it is advantageous to form Mo using a thickness of about 500 kPa.

이후 이와 같이 패터닝된 게이트 전극(153)을 마스크로 하여, 그 하부의 게이트 절연막(140)을 매개로 다결정 실리콘 층(130)에 이온을 도핑하게 되는데, 이와 같이 다결정 실리콘층(130)에 이온 도핑을 하는 이유는, 이후 공정에서 형성될 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)과 다결정 실리콘층(130)과의 접촉 저항을 낮추어 이에 전기적인 특성을 부여하기 위한 것이다. 따라서 게이트 전극(153)을 마스크로 3족 내지 5족의 원소가 포함된 가스를 사용하여, 그 하부의 게이트 절연막(140)을 매개로 다결정 실리콘 층(130)의 일부에 이온 도핑을 함으로써, 불순물 영역과 진성영역의 두 가지 형태의 영역이 구분되도록 하는데, 이때 불순물 영역은 각각 소스 및 드레인 영역(132, 133)이 되고, 진성 영역은 박막 트랜지스터의 액티브 영역(131)이 된다.Thereafter, the patterned gate electrode 153 is used as a mask, and ions are doped into the polycrystalline silicon layer 130 through the gate insulating layer 140 thereunder. Thus, the polycrystalline silicon layer 130 is ion-doped. The reason for this is to lower the contact resistance between the source and drain electrodes 172a and 172b and the polycrystalline silicon layer 130 to be formed in a later process to impart electrical characteristics thereto. Therefore, by using a gas containing elements of Groups 3 to 5 as a mask using the gate electrode 153 as a mask, ion doping is performed on a portion of the polycrystalline silicon layer 130 through the gate insulating layer 140 below. The two types of regions, the region and the intrinsic region, are distinguished, wherein the impurity regions are the source and drain regions 132 and 133, respectively, and the intrinsic region is the active region 131 of the thin film transistor.

이후 도 6c에 도시한 바와 같이 기판의 전면에 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등으로 이루어진 층간절연막(160)을 7000Å 정도의 두께가 되도록 적층하고, 이러한 층간절연막(160) 및 그 하부의 게이트 절연막(140)을 패터닝함으로써 소스 및 드레인 영역(132, 133)을 각각 드러내는 제 1 및 제 2 콘택홀(164a, 164b)과, 게이트 쇼팅바(154)를 노출시키는 노출홀(164c)을 형성하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 6C, an interlayer insulating film 160 made of a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like is laminated on the entire surface of the substrate so as to have a thickness of about 7000 Å, and the interlayer insulating film 160 and the gate insulating film 140 below it are stacked. By patterning the first and second contact holes 164a and 164b exposing the source and drain regions 132 and 133, and the exposure hole 164c exposing the gate shorting bar 154.

이때 특히 본 발명은 전술한 제 1 및 제 2 콘택홀(164a, 164b) 및 노출홀(164c)을 형성함과 동시에, 게이트 쇼팅바(154)의 하부층을 이루는 제 1 금속층(152a)을 식각하여 서로 이격되도록 하는 것을 특징으로 하는데, 즉, 본 발명은 습식 식각 방법을 통하여 전술한 층간절연막(160) 및 게이트 절연막(140)에 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(164a, 164b)과, 게이트 쇼팅바(154) 상부의 노출홀(164c)을 형성하게 된다.In this case, in particular, the present invention forms the first and second contact holes 164a and 164b and the exposure hole 164c as described above, and simultaneously etches the first metal layer 152a forming the lower layer of the gate shorting bar 154. In other words, the present invention is characterized in that the first and second contact holes 164a and 164b and the gate show in the above-described interlayer insulating film 160 and the gate insulating film 140 by a wet etching method, respectively. An exposure hole 164c is formed in the upper part of the putting bar 154.

이후 전술한 제 1 및 제 2 콘택홀(164a, 164b)과, 노출홀(164c)이 형성된 후에 동일 에천트를 사용하여 계속 습식 식각을 진행하게 되면, 이러한 에천트에 노출되는 게이트 쇼팅바(154) 또한 일부가 식각되는데, 특히 이를 구성하는 제 1 금속층(152a)과 제 2 금속층(152b) 중에서 상대적으로 화학적 내식성이 약한 AlNd 재질의 제 1 금속층의 식각이 더 활발하게 진행되며, 특히 이의 두께는 3000Å 정도의 작은 크기를 가지고 있으므로 노출면적이 큰 노출홀(164c)의 중앙 부분을 중심으로 서로 이격되게 된다.Subsequently, when the first and second contact holes 164a and 164b and the exposure hole 164c are formed and then wet etching is continuously performed using the same etchant, the gate shorting bar 154 exposed to the etchant is performed. In addition, a portion of the first metal layer 152a and the second metal layer 152b which is particularly etched, the etching of the first metal layer of AlNd material having a relatively low chemical corrosion resistance is more active, especially its thickness Since it has a small size of about 3000 Å, the exposed area is spaced apart from each other around the center of the large exposure hole 164c.

따라서 도 6c의 일부를 확대하여 도시한 원내 도면 M과 같이, 하층의 제 1 금속층(152a)은 서로 이격되어 있고, 이의 상부에 위치하는 제 2 금속층(152b)은 제 1 금속층의 상부를 연결하도록 Mo-브릿지(bridge) 형태를 가지게 되는데, 바람직하게는 원내 도면 M의 평면도를 도시한 원내도면 M'과 같이, 상층의 제 2 금속층(152b)으로 이루어진 상층 게이트 쇼팅바, 즉 Mo-브릿지는 다른 부분보다 좁은 폭을 가지는 넥(neck) 형상을 가지게 된다.Therefore, as shown in the enlarged view of part of FIG. 6C, the first metal layer 152a of the lower layer is spaced apart from each other, and the second metal layer 152b positioned at an upper portion thereof connects the upper portion of the first metal layer. It has a Mo-bridge shape, preferably an upper gate shorting bar made of an upper second metal layer 152b, i.e., a Mo-bridge, as in a circle drawing M 'showing a plan view of the inside drawing M. It will have a neck shape with a narrower width than the portion.

이러한 상층 제 2 금속층(152b)을 넥 모양으로 형성하는 것은, 전술한 제 1금속층(152a)을 이격되도록 하는 습식 식각공정에 있어서 비교적 내식성이 큰 Mo 금속으로 이루어진 제 2 금속층(152b) 또한 일부가 식각되므로, 에천트의 공급 시간 및 이의 농도를 조절함으로써 자연스럽게 형성할 수 있는데, 이를 용이하게 하기 위하여 본 발명은 이의 두께를 500Å 정도로 하는 바, 이는 후술하는 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)의 형성을 위한 패터닝 공정에서 보다 신뢰성 있는 절단을 가능하게 하기 위한 것이다.Forming the upper second metal layer 152b in the shape of a neck may include a portion of the second metal layer 152b made of Mo metal having a relatively high corrosion resistance in the wet etching process so as to separate the first metal layer 152a. Since it is etched, it can be naturally formed by adjusting the supply time of the etchant and the concentration thereof, in order to facilitate this, the present invention has a thickness of about 500 kPa, which forms the source and drain electrodes 172a and 172b described below. In order to enable more reliable cutting in the patterning process for.

이때 제 2 금속층(152b)이 이루는 넥 모양의 Mo-브릿지의 폭이 지나치게 작을 경우에는 물리적 충격에 의하여 쉽게 뜯겨져 나갈 가능성이 있으므로 바람직하게는 4 ㎛정도의 크기를 가지는 것이 가장 알맞고, 상대적으로 작은 폭을 가지는 넥 형상 부분과 인접하는 다른 폭 부분을 연결하는 경사면의 각도는 100 내지 160°정도가 바람직하며, 또한 이러한 상층 제 2 금속층(152b)인 Mo-브릿지의 하층으로 서로 이격된 제 1 금속층(152a) 사이의 거리가 지나치게 클 경우에는, 전술한 바와 마잔가지로 제 2 금속층(152b)의 Mo-브릿지가 가지는 넥 모양 부분이 파손될 가능성이 있으므로, 하층 제 2 금속층(152a)의 이격거리는 바람직하게는 수 ㎛정도를 이루는 것이 유리하다.At this time, if the width of the neck-shaped Mo-bridge formed by the second metal layer 152b is too small, it may be easily torn off by physical impact, so it is preferable to have a size of about 4 μm, The angle of the inclined surface connecting the neck-shaped portion having a width and another adjacent width portion is preferably about 100 to 160 °, and the first metal layer spaced apart from each other by the lower layer of the Mo-bridge, which is the upper second metal layer 152b. When the distance between 152a is too large, since the neck-like part which Mo-bridge of the 2nd metal layer 152b has may be damaged similarly to the above-mentioned, the distance of the lower 2nd metal layer 152a is preferable. It is advantageous to achieve a few μm.

이후 도 6d와 같이 기판의 전면에 제 3 금속층을 증착하고 이를 패터닝 함으로써 각각 데이터 배선(171)과 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)을 형성하게 되는데, 이때 데이터 배선(171)은 게이트 배선(151a, 151b)과 직교하도록 이루어짐은 전술한 바 있으며 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)은 제 1 및 제 2 콘택홀(61)을 통해 소스 및 드레인 영역(132, 133)과 전기적으로 연결된다.Thereafter, as illustrated in FIG. 6D, a third metal layer is deposited on the entire surface of the substrate and patterned to form the data lines 171 and the source and drain electrodes 172a and 172b, respectively. In this case, the data lines 171 are the gate lines 151a. As described above, the first and second contact holes 61 are electrically connected to the source and drain regions 132 and 133 through the first and second contact holes 61.

이러한 소스 및 드레인 전극(172a, 172b) 및 데이터 배선(171)을 구현하는 제 3 금속층의 재질로는 Mo 금속을 사용하는 것이 바람직한 바, 이때 게이트 쇼팅바(154)의 상층 Mo-브릿지 형태의 제 2 금속층(152b)의 상면에도 동일 재질의 제 3 금속층이 적층되지만, 이는 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)을 위한 패터닝 공정에서 제거됨과 동시에 이의 하부 상층 게이트 쇼팅바를 이루는 제 2 금속층(152b) 또한 동일공정에서 함께 제거된다.As the material of the third metal layer for implementing the source and drain electrodes 172a and 172b and the data line 171, Mo metal is preferably used. In this case, the upper Mo-bridge type of the gate shorting bar 154 may be used. A third metal layer of the same material is stacked on the upper surface of the second metal layer 152b, but it is also removed in the patterning process for the source and drain electrodes 172a and 172b, and at the same time, the second metal layer 152b forming the lower upper gate shorting bar is also formed. It is removed together in the same process.

특히 본 발명에서는 상층의 Mo 금속으로 이루어진 제 2 금속층(152b)의 두께를 500Å 정도로 하며, 이의 형상으로 폭이 좁은 넥 모양을 부여하므로 전술한 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)의 패터닝 공정에서 사용되는에천트로 용이하게 절단 가능하며, 특히 제 2 금속층(152b)이 가지는 폭 또한 4㎛ 정도의 작은 크기이므로 신뢰성 있는 절단이 가능하다.Particularly, in the present invention, the thickness of the second metal layer 152b made of the upper Mo metal is about 500 mm, and the shape of the second metal layer 152b is narrow, which is used in the aforementioned patterning process of the source and drain electrodes 172a and 172b. It can be easily cut with an etchant, and in particular, since the width of the second metal layer 152b is also small as about 4 μm, reliable cutting is possible.

따라서 이러한 과정을 통하여 게이트 쇼팅바(154)는 전기적으로 단선되는데, 이는 비록 도면에 도시하지는 않았지만 게이트 배선(151a, 151b)이 연장되어 연결되는 외부 게이트 회로(도 4의 S)에 있어서, 전술한 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)의 형성공정과 동일공정에서 구현되는 정전기 방지회로가 완성되므로 굳이 남아있을 필요가 없기 때문이다.Therefore, through this process, the gate shorting bar 154 is electrically disconnected, which is not shown in the drawings, but the external gate circuit (S of FIG. 4) to which the gate wirings 151a and 151b are extended and connected is described above. This is because the antistatic circuit implemented in the same process as the process of forming the source and drain electrodes 172a and 172b is completed, so it does not need to remain.

이러한 과정을 통하여 구성되는 박막트랜지스터는 도 5에 도시한 바와 같이, 소스 및 드레인 전극(172a, 172b)이 형성되어 있는 기판(10) 상의 전면에 걸쳐 보호막(162) 및 평탄화 막을 차례로 적층하여 이들을 패터닝함으로써, 드레인 전극(172b)의 일부가 드러나는 제 3 콘택홀(181)을 형성한 후 이의 상부로 상기 제3 콘택홀(181)을 통하여 드레인 전극(172b)과 전기적으로 연결되는 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(191)을 형성하게 된다.As shown in FIG. 5, the thin film transistor configured through this process is formed by sequentially stacking the protective film 162 and the planarization film over the entire surface of the substrate 10 on which the source and drain electrodes 172a and 172b are formed. As a result, a third contact hole 181 through which a portion of the drain electrode 172b is exposed is formed, and then a transparent conductive material electrically connected to the drain electrode 172b through the third contact hole 181. The pixel electrode 191 is formed.

본 발명은 제 1 및 제 2 금속이 적층된 2중 적층 구조를 가지면서, 특히 하층의 제 1 금속층은 서로 이격되고, 그 상부의 제 2 금속층이 이들을 연결하는 다리 형태로 구성되는 게이트 쇼팅바를 제공하여 보다 신뢰성 있는 절단을 가능하게 한다. 이때 상기 제 2 금속층에는 그 폭이 상대적으로 작은, 4㎛ 정도의 넥 형상을 부여하고, 그 하부에 위치하는 서로 이격된 제 1 금속층의 이격거리를 수 ㎛ 이하로 함에 따라 물리적 충격에 강한 보다 개선된 게이트 쇼팅바를 제공한다.The present invention provides a gate shorting bar having a double stacked structure in which first and second metals are laminated, and in particular, a first metal layer in a lower layer is spaced apart from each other, and a second metal layer in the upper portion is formed in a bridge shape connecting them. This enables more reliable cutting. In this case, the second metal layer is given a neck shape of about 4 μm, the width of which is relatively small, and the separation distance between the first metal layers spaced apart from each other is several μm or less, thereby improving the resistance to physical impact. Provides a gated shorting bar.

이러한 본 발명에 따른 게이트 쇼팅바를 어레이 기판 상에 적용할 경우에 기판에 가해지는 화학적 충격을 보다 최소화하는 것이 가능하여 보다 신뢰성 있는 소자를 구현하는 것이 가능한 잇점을 가지고 있다.When the gate shorting bar according to the present invention is applied to an array substrate, it is possible to further minimize the chemical impact applied to the substrate, and thus, it is possible to implement a more reliable device.

Claims (5)

기판을 구비하는 단계와;Providing a substrate; 상기 기판의 일면에 완충층을 형성하는 단계와;Forming a buffer layer on one surface of the substrate; 상기 완충층의 상부에 섬(island)모양의 다결정 실리콘 층을 형성하는 단계와;Forming an island-like polycrystalline silicon layer on top of the buffer layer; 상기 다결정 실리콘 층 및 완충층의 상부로 게이트 절연막과, Al을 포함하는 제 1 금속층과, Mo를 포함하는 제 2 금속층을 차례로 적층하는 단계와;Stacking a gate insulating film, a first metal layer including Al, and a second metal layer including Mo on top of the polycrystalline silicon layer and the buffer layer; 상기 제 1 및 제 2 금속층을 식각하여 게이트 전극과, 게이트 배선과, 게이트 쇼팅바를 형성하는 단계와;Etching the first and second metal layers to form a gate electrode, a gate wiring, and a gate shorting bar; 상기 게이트 전극을 마스크로, 상기 다결정 실리콘 층에 각각 액티브영역과, 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계와;Forming an active region, a source and a drain region in the polycrystalline silicon layer using the gate electrode as a mask; 상기 게이트 전극 및 게이트 절연막의 상부로 층간절연막을 형성하는 단계와;Forming an interlayer insulating film over the gate electrode and the gate insulating film; 상기 층간보호막 및 그 하부의 게이트 절연막을 식각하여 상기 소스 및 드레인 영역의 일부분을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택홀과, 상기 상부 게이트 쇼팅바를 노출시키는 개구홀 및 상기 게이트 쇼팅바의 하층 제 1 금속층을 서로 이격되도록 형성하는 단계와;First and second contact holes exposing portions of the source and drain regions by etching the interlayer passivation layer and the gate insulating layer thereunder, an opening hole exposing the upper gate shorting bar, and a lower layer first of the gate shorting bar. Forming metal layers spaced apart from each other; 상기 층간절연막의 상부로 Mo를 포함하는 제 3 금속층을 적층하는 단계와;Stacking a third metal layer including Mo on the interlayer insulating film; 상기 제 3 금속층을 식각하여 상기 게이트 쇼팅바의 상층에 적층된 제 3 금속층 및 그 하부의 제 2 금속층을 제거하고, 상기 소스 및 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계Etching the third metal layer to remove the third metal layer and the lower second metal layer stacked above the gate shorting bar, and forming source and drain electrodes electrically connected to the source and drain regions, respectively. 를 포함하는 액정표시장치용 어레이 패널의 제조방법Method of manufacturing an array panel for a liquid crystal display device comprising a 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 층간절연막은 6500 내지 7500Å의 두께를 가지는 질화 실리콘막이고, 상기 제 1 금속층은 2500 내지 3500Å의 두께를 가지는 AlNd 이며, 상기 제 2 및 제 3 금속층은 450 내지 550Å의 두께를 가지는 Mo 인 액정표시장치용 어레이 패널의 제조방법The interlayer insulating film is a silicon nitride film having a thickness of 6500 to 7500 kPa, the first metal layer is AlNd having a thickness of 2500 to 3500 kPa, and the second and third metal layers are Mo having a thickness of 450 to 550 kPa. Manufacturing method of array panel for device 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 상층 게이트 쇼팅바는 다른 부분보다 좁은 폭을 가지는 넥모양인 액정표시장치용 어레이 패널의 제조방법The upper gate shorting bar has a neck shape having a narrower width than other portions. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 넥 모양의 상층 게이트 쇼팅바의 폭은 4㎛ 이하이고, 서로 다른 폭을 연결하는 경사면과 상기 넥 모양의 게이트 쇼팅바가 이루는 각도는 100 내지 160°이며, 상기 상층 게이트 쇼팅바를 중심으로 하층 게이트 쇼팅바의 이격거리는 수 ㎛ 이하인 액정표시장치용 어레이 패널의 제조방법The neck-shaped upper gate shorting bar has a width of 4 μm or less, and an angle between the inclined surface connecting different widths and the neck-shaped gate shorting bar is 100 to 160 °, and the lower gate showing bar is formed around the upper gate shorting bar. Method of manufacturing an array panel for a liquid crystal display device having a separation distance of several μm or less 청구항 1의 방법으로 형성 및 제거되는 게이트 쇼팅바를 포함하는 액정표시장치용 어레이 패널Array panel for a liquid crystal display device comprising a gate shorting bar formed and removed by the method of claim 1
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