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KR20090073686A - Method of manufacturig thin film transistor substrate - Google Patents

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KR20090073686A
KR20090073686A KR1020070141702A KR20070141702A KR20090073686A KR 20090073686 A KR20090073686 A KR 20090073686A KR 1020070141702 A KR1020070141702 A KR 1020070141702A KR 20070141702 A KR20070141702 A KR 20070141702A KR 20090073686 A KR20090073686 A KR 20090073686A
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Abstract

A method of manufacturing thin film transistor substrate is provided to obtain the channel length of the thin film transistor without a reduction of processing margin by using masks having the different transmittance. The gate electrode pattern is formed on the substrate(101) having an electrostatic protection circuit part, a gate driving unit, and a pixel display. The gate insulating layer is formed in the top of the substrate in which the gate electrode pattern is formed. By using masks having the different transmittance, a source and drain electrode(308,310) pattern, and a semiconductor pattern(312) group are formed. The protective film(318) including a contact hole is formed so that the drain electrode of the pixel display is exposed on the substrate in which source and drain electrode pattern are formed. The pixel electrode(332) is formed on the protective film.

Description

박막 트랜지스터 기판의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURIG THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE}The manufacturing method of a thin film transistor substrate {METHOD OF MANUFACTURIG THIN FILM TRANSISTOR SUBSTRATE}

본 발명은 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정시 공정 마진 감소를 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor substrate capable of preventing a process margin reduction during the manufacturing process of the thin film transistor substrate.

액정 표시 장치는 전계를 이용하여 유전 이방성을 갖는 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 액정 표시 장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.The liquid crystal display displays an image by adjusting the light transmittance of the liquid crystal having dielectric anisotropy using an electric field. To this end, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel for displaying an image and a driving circuit for driving the liquid crystal display panel.

액정 표시 패널은 액정을 사이에 두고 실링재에 의해 합착된 칼라 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판을 구비한다. The liquid crystal display panel includes a color filter substrate and a thin film transistor substrate bonded by a sealing material with a liquid crystal interposed therebetween.

칼라 필터 기판은 절연 기판 상에 적층된 블랙 매트릭스 및 칼라 필터와 공통 전극을 구비한다. The color filter substrate has a black matrix and a color filter and a common electrode stacked on an insulating substrate.

박막 트랜지스터 기판은 하부 절연 기판 상에 교차하게 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인과, 게이트 라인 및 데이터 라인과 화소 전극 사이에 접속된 박막 트랜지스터를 구비한다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인으로부터의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인으로부터의 데이터 신호를 화소 전극으로 공급한다.The thin film transistor substrate includes a gate line and a data line intersecting on a lower insulating substrate, and a thin film transistor connected between the gate line and the data line and the pixel electrode. The thin film transistor supplies the data signal from the data line to the pixel electrode in response to the scan signal from the gate line.

구동 회로는 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 구동부와, 다수의 게이트 라인을 구동하는 게이트 구동부를 포함한다. The driving circuit includes a data driver for driving a plurality of data lines and a gate driver for driving a plurality of gate lines.

이러한 게이트 구동부는 재료비 절감, 공정수의 감소 및 공정 시간의 단축을 위해 액정 표시 패널 상에 게이트 구동부를 형성하는 게이트 인 패널(Gate In Panel) 기술이 사용되고 있다. 이와 같이, 액정 표시 패널 상에는 화상을 표시하는 화소 표시부와 이를 구동하기 위해 화소 표시부 외곽인 비표시 영역에 구동 회로부가 형성되며, 화소 표시부와 비표시 영역에도 박막 트랜지스터가 형성하게 된다. 이러한 각 영역별에 형성된 박막 트랜지스터는 서로 다른 밀집도를 가지며, 서로 다른 채널로 형성된다. 하지만, 각 영역별 박막 트랜지스터의 밀집도, 채널 길이를 고려하지 않고 제조함으로써 공정 마진 감소로 인한 불량 발생의 원인이 되고 있다. In order to reduce the material cost, reduce the number of processes, and shorten the process time, a gate in panel technology that forms a gate driver on the liquid crystal display panel is used. As described above, the driving circuit unit is formed in the pixel display unit displaying the image and the non-display area outside the pixel display unit to drive the image, and the thin film transistor is formed in the pixel display unit and the non-display area. The thin film transistors formed in each of these regions have different densities and are formed in different channels. However, the density of the thin film transistors in each region is also produced without considering the channel length, which causes defects due to process margin reduction.

상기와 같은 문제점을 위하여, 본 발명은 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정시 공정 마진 감소를 방지할 수 있는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다. In order to solve the above problems, the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor substrate that can prevent the process margin reduction during the manufacturing process of the thin film transistor substrate.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 기판 상에 정전기 방지 회로부, 게이트 구동부, 화소 표시부가 형성될 영역 각각에 게이트 전극 패턴을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 패턴이 형성된 기판 상에 게이트 절연막이 형성되고, 상기 영역 별로 서로 다른 투과율을 가지는 마스크를 이용하여 각 영역 별로 소스 및 드레인 전극 패턴과, 반도체 패턴군을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극 패턴이 형성된 기판 상에 상기 화소 표시부의 드레인 전극이 노출되도록 컨택홀을 포함한 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention includes the steps of forming a gate electrode pattern on each of the regions to be formed on the antistatic circuit portion, the gate driver, and the pixel display portion; Forming a source and drain electrode pattern and a semiconductor pattern group for each region by forming a gate insulating layer on the substrate on which the gate electrode pattern is formed and using a mask having a different transmittance for each region; Forming a passivation layer including a contact hole on the substrate on which the source and drain electrode patterns are formed to expose the drain electrode of the pixel display unit; And forming a pixel electrode on the passivation layer.

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법은 화소 표시부, 게이트 구동부 및 정전기 방지 회로부 각 영역별로 형성된 박막 트랜지스터의 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극을 고려하여 서로 다른 투과율을 가지는 마스크를 사용한다. 이에 따라, 각 영역별로 공정 마진 감소 없이 사용자가 원하는 박막 트랜지스터의 채널 길이를 구현할 수 있다. In the method of manufacturing the thin film transistor substrate according to the present invention, a mask having different transmittances is used in consideration of a semiconductor pattern, a source, and a drain electrode of the thin film transistor formed in each region of the pixel display unit, the gate driver, and the antistatic circuit unit. Accordingly, the channel length of the thin film transistor desired by the user can be implemented without reducing the process margin for each region.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 패널을 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 액정 표시 패널은 화상을 표시하는 화상 표시부(100)와, 화소 표시부(100)의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 구동부(150)와, 화소 표시부(100)의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 구동부(미도시)와, 정전기를 방지하기 위한 정전기 방지회로부(140)를 포함한다. 이를 위해, 액정 표시 패널은 액정층을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 칼라 필터 기판과 박막 트랜지스터 기판을 구비한다.Referring to FIG. 1, a liquid crystal display panel includes an image display unit 100 displaying an image, a gate driver 150 driving a gate line GL of the pixel display unit 100, and a data line of the pixel display unit 100. And a data driver (not shown) for driving the DL and an antistatic circuit unit 140 for preventing static electricity. To this end, the liquid crystal display panel includes a color filter substrate and a thin film transistor substrate bonded to each other with the liquid crystal layer interposed therebetween.

칼라 필터 기판은 칼라 필터, 블랙 매트릭스, 공통 전극을 구비한다.The color filter substrate has a color filter, a black matrix, and a common electrode.

칼라 필터는 색을 구현하기 위해 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)를 포함한다. 적색, 녹색, 청색 칼라 필터(R, G, B)는 각각 자신이 포함하고 있는 적색, 녹색, 청색 안료를 통해 특정 파장의 광을 흡수 또는 투과시킴으로써 적색, 녹색, 청색을 띄게 된다. The color filter includes red, green, and blue color filters R, G, and B to implement color. The red, green, and blue color filters R, G, and B each have red, green, and blue colors by absorbing or transmitting light of a specific wavelength through the red, green, and blue pigments they contain.

블랙 매트릭스는 칼라 필터가 형성될 서브 화소 영역을 구분함과 아울러 박막 트랜지스터 기판(TFT)의 게이트 라인(GL) 및 데이타 라인(DL), 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스는 원하지 않는 액정 배열로 인해 생긴 투과광을 차단하여 액정 표시 장치의 콘트라스트를 향상시키고 박막 트랜지스터(TFT)로 직접적인 광조사를 차단하여 박막 트랜지스터(TFT)의 광누설 전 류를 막는다. The black matrix is formed to distinguish the sub-pixel region where the color filter is to be formed and to overlap the gate line GL, the data line DL, and the thin film transistor TFT of the thin film transistor substrate TFT. The black matrix blocks the transmitted light generated by the undesired liquid crystal array to improve the contrast of the liquid crystal display device and prevents light leakage current of the thin film transistor TFT by blocking direct light irradiation with the thin film transistor TFT.

공통 전극은 칼라 필터 상에 형성된다. 공통 전극은 화소 전극의 화소 전압에 대응하여 액정에 공통 전압을 인가한다. 이를 위해, 공통 전극은 투명하면서도 도전성을 가지는 ITO(Indim Tin Oxide)나 IZO(Indim Zinc Oxide)와 같은 물질로 형성된다. 또한, 칼라 필터와 공통 전극 사이에 칼라 필터 표면의 평탄화를 위한 오버코트층이 추가로 형성되기도 한다.The common electrode is formed on the color filter. The common electrode applies a common voltage to the liquid crystal corresponding to the pixel voltage of the pixel electrode. To this end, the common electrode is formed of a material such as indium tin oxide (ITO) or indim zinc oxide (IZO) that is transparent and conductive. In addition, an overcoat layer for planarizing the surface of the color filter may be further formed between the color filter and the common electrode.

박막 트랜지스터 기판은 박막 트랜지스터(TFT), 화소 전극을 구비한다. The thin film transistor substrate includes a thin film transistor TFT and a pixel electrode.

박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)의 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)의 비디오 신호를 화소 전극(332)에 공급한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)에 접속된 제1 게이트 전극(302), 데이터 라인(DL)과 접속된 제1 소스 전극(308), 화소 전극(332)과 접속된 제1 드레인 전극(310), 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 제1 게이트 전극(306)과 중첩되어 제1 소스 전극(308)과 제1 드레인 전극(310) 사이에 채널을 형성하는 제1 반도체 패턴(312)의 활성층(314), 제1 소스 전극(308) 및 제1 드레인 전극(310)과의 오믹 접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(314) 위에 형성된 제1 반도체 패턴(312)의 오믹 접촉층(316)을 구비한다.The thin film transistor TFT supplies a video signal of the data line DL to the pixel electrode 332 in response to a scan signal of the gate line GL. To this end, the thin film transistor TFT may include a first gate electrode 302 connected to the gate line GL, a first source electrode 308 connected to the data line DL, and a first electrode connected to the pixel electrode 332. A first semiconductor overlapping the first gate electrode 306 with the first drain electrode 310 and the gate insulating layer 106 interposed therebetween to form a channel between the first source electrode 308 and the first drain electrode 310. Ohmic contact of the first semiconductor pattern 312 formed on the active layer 314 except for the channel portion for ohmic contact with the active layer 314, the first source electrode 308, and the first drain electrode 310 of the pattern 312. Layer 316.

게이트 라인(GL)은 게이트 구동부(150)로부터의 스캔 신호를 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 게이트 전극(306)에 공급한다. 데이터 라인(DL)은 데이터 구동부로부터의 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 소스 전극(308)에 비디오 신호를 공급한다. 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)은 서로 교차되게 형성되어 서브 화소 영역을 마련한다.The gate line GL supplies a scan signal from the gate driver 150 to the first gate electrode 306 of the thin film transistor TFT. The data line DL supplies a video signal to the first source electrode 308 of the thin film transistor TFT from the data driver. The gate line GL and the data line DL are formed to cross each other to form a sub pixel area.

화소 전극(332)은 화소 표시부(100)에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 드레인 전극(210)과 제1 컨택홀(320)을 통해 접속되며, 보호막(318) 상에 형성된다. 이러한 화소 전극(222)은 투명 도전막으로 형성된다. 여기서, 화소 전극(332)은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 비디오 신호가 공급되면 공통 전압이 공급된 공통 전극과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정 분자들의 배열 방향이 변화하며 이에 따라 액정 분자들을 통과하는 광 투과율이 달라지게 됨으로써 계조가 구현된다.The pixel electrode 332 is connected to the first drain electrode 210 of the thin film transistor TFT formed in the pixel display unit 100 through the first contact hole 320 and is formed on the passivation layer 318. The pixel electrode 222 is formed of a transparent conductive film. Here, when the video signal is supplied through the thin film transistor TFT, the pixel electrode 332 generates an electric field together with the common electrode supplied with the common voltage, thereby changing the arrangement direction of the liquid crystal molecules between the two electrodes. Gradation is realized by varying the light transmittance passing through.

보호막(318)은 박막 트랜지스터(TFT)와 화소 전극(322) 사이에 형성되어 데이터 라인(DL)과 박막 트랜지스터(TFT)를 보호한다. 여기서, 보호막(318)은 무기 및 유기 보호막의 이중층 또는 이들 중 어느 하나만 형성되는 단일층으로도 형성될 수 있다. The passivation layer 318 is formed between the thin film transistor TFT and the pixel electrode 322 to protect the data line DL and the thin film transistor TFT. The passivation layer 318 may be formed of a double layer of an inorganic and an organic passivation layer or a single layer formed of only one of them.

게이트 구동부(150)는 게이트 라인(GL)에 순차적으로 스캔 펄스를 공급한다. 이러한 게이트 구동부(150)는 다수의 박막 트랜지스터로 구성되고 액정 표시 패널의 비표시 영역에 형성된다. 게이트 구동부(150)의 박막 트랜지스터는 화소 표시부(100)의 박막 트랜지스터(TFT)와 동일한 구성을 갖는다. 게이트 구동부(150)의 박막 트랜지스터는 기판(101) 위의 제2 게이트 전극(202) 상에 게이트 절연막(106)을 형성하고, 게이트 절연막(106) 상에 제2 반도체 패턴(212)과 중첩되는 제2 소스 전극(208) 및 제2 드레인 전극(210), 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 제2 게이트 전극(206)과 중첩되어 제2 소스 전극(208)과 제2 드레인 전극(210) 사이에 채널 을 형성하는 제2 반도체 패턴(212)의 활성층(214), 제2 소스 전극(208) 및 제2 드레인 전극(210)과의 오믹 접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(214) 위에 형성된 제2 반도체 패턴(212)의 오믹 접촉층(216)을 포함한다. The gate driver 150 sequentially supplies scan pulses to the gate lines GL. The gate driver 150 includes a plurality of thin film transistors and is formed in the non-display area of the liquid crystal display panel. The thin film transistor of the gate driver 150 has the same configuration as the thin film transistor TFT of the pixel display unit 100. The thin film transistor of the gate driver 150 forms a gate insulating layer 106 on the second gate electrode 202 on the substrate 101, and overlaps the second semiconductor pattern 212 on the gate insulating layer 106. The second source electrode 208 and the second drain electrode 210 overlap with the second gate electrode 206 with the second source electrode 208, the second drain electrode 210, and the gate insulating layer 106 interposed therebetween. A second layer formed on the active layer 214 except for the channel portion for ohmic contact with the active layer 214, the second source electrode 208, and the second drain electrode 210 of the second semiconductor pattern 212, which forms a channel therebetween. The ohmic contact layer 216 of the two semiconductor patterns 212 is included.

정전기 방지 회로부(140)는 화소 표시부(100)에 인가될 수 있는 외부 정전기를 차단하기 위해 액정 표시 패널의 비표시 영역에 형성된다. 정전기 방지 회로부(140)는 외부 정전기가 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)으로 통해 화소 표시부(100)에 진입하면 정전기를 사전 유도 및 분산시켜 화소 표시부(100)를 보호한다. 이를 위해, 정전기 방지회로부(140)는 적어도 하나 이상의 다이오드를 형성한다. 정전기 방지 회로부(140)의 다이오드는 화소 표시부(100)의 박막 트랜지스터(TFT)와 동일한 구성을 갖는다.The antistatic circuit unit 140 is formed in the non-display area of the liquid crystal display panel to block external static electricity that may be applied to the pixel display unit 100. The antistatic circuit unit 140 protects the pixel display unit 100 by inducing and distributing static electricity when external static electricity enters the pixel display unit 100 through the gate line GL and the data line DL. To this end, the antistatic circuit unit 140 forms at least one diode. The diode of the antistatic circuit unit 140 has the same configuration as the thin film transistor TFT of the pixel display unit 100.

정전기 방지 회로부(140)의 다이오드는 기판(101) 위의 제3 게이트 전극(102) 상에 게이트 절연막(106)을 형성하고, 게이트 절연막(106) 상에 제3 반도체 패턴(112)과 중첩되는 제3 소스 전극(108) 및 제3 드레인 전극(110), 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 제3 게이트 전극(106)과 중첩되어 제3 소스 전극(108)과 제3 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 제3 반도체 패턴(112)의 활성층(114), 제3 소스 전극(108) 및 제3 드레인 전극(110)과의 오믹 접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(114) 위에 형성된 제3 반도체 패턴(112)의 오믹 접촉층(116)을 포함한다.The diode of the antistatic circuit portion 140 forms a gate insulating film 106 on the third gate electrode 102 on the substrate 101, and overlaps the third semiconductor pattern 112 on the gate insulating film 106. The third source electrode 108 and the third drain electrode 110 are overlapped with the third gate electrode 106 with the third source electrode 108, the third drain electrode 110, and the gate insulating layer 106 interposed therebetween. A first layer formed on the active layer 114 except for the channel portion for ohmic contact with the active layer 114, the third source electrode 108, and the third drain electrode 110 of the third semiconductor pattern 112 forming a channel therebetween. And an ohmic contact layer 116 of the three semiconductor patterns 112.

도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 단, 도 5a는 본 발명에 따른 제2 마스크 공정에 사용되 는 각 영역별 마스크 패턴의 평면도이다. 3 to 7 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention. 5A is a plan view of a mask pattern for each region used in the second mask process according to the present invention.

도 3을 참조하면, 기판(101) 상에 제1 내지 제3 게이트 전극(302,202,102)을 포함하는 게이트 금속 패턴이 형성된다. Referring to FIG. 3, a gate metal pattern including first to third gate electrodes 302, 202, and 102 is formed on the substrate 101.

구체적으로, 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 형성된다. 게이트 금속층으로는 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄 네오듐(AlNd), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 상기 금속을 이용하여 이중층 이상이 적층된 구조로 이용된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 제1 내지 제3 게이트 전극(302,202,102)을 포함하는 게이트 금속 패턴이 형성된다. Specifically, the gate metal layer is formed on the substrate 101 through a deposition method such as a sputtering method. As the gate metal layer, a single metal material such as molybdenum (Mo), titanium (Ti), copper (Cu), aluminum neodium (AlNd), aluminum (Al), chromium (Cr), Mo alloy, Cu alloy, Al alloy, etc. It is used as a layer, or it is used by the structure which laminated | stacked two or more layers using the said metal. Subsequently, the gate metal layer is patterned by a photolithography process and an etching process to form a gate metal pattern including the first to third gate electrodes 302, 202, and 102.

도 4를 참조하면, 게이트 금속 패턴이 형성된 기판(101) 상에 게이트 절연막(106)이 형성되고, 그 위에 제1 내지 제3 소스 전극(308,208,108), 제1 내지 제3 드레인 전극(310,210,110)을 포함하는 소스 및 드레인 전극 패턴과, 각 영역별로 소스 및 드레인 전극 패턴을 따라 그 아래에 중첩된 활성층(314,214,114) 및 오믹 접촉층(316,216,116)을 가지는 제1 내지 제3 반도체 패턴(312,212,112)을 포함하는 반도체 패턴군이 형성된다. 이러한, 반도체 패턴군(312,212,112)과 소스 및 드레인 전극 패턴은 회절 노광 마스크 또는 하프 톤(Half Tone)를 이용한 하나의 마스크 공정으로 형성된다. 도 4에 도시된 바와 같이 화소 표시부(100)의 박막 트랜지스터, 게이트 구동부(150)의 박막 트랜지스터, 정전기 방지부(140)의 다이오드 각각은 서로 다른 채널 길이를 가진다. 이에, 본 발명은 각 영역별 박막 트랜지스터 및 다이오드의 반도체 패턴을 형성할 경우에 각 영역별로 서로 다른 투과율을 가지는 마스크를 사용한다. Referring to FIG. 4, the gate insulating layer 106 is formed on the substrate 101 on which the gate metal pattern is formed, and the first to third source electrodes 308, 208, 108, and the first to third drain electrodes 310, 210, and 110 are disposed thereon. A first to third semiconductor pattern 312, 212, and 112 including a source and drain electrode pattern including an active layer and an active layer 314, 214, 114, and an ohmic contact layer 316, 216, 116 superimposed thereunder for each region. A semiconductor pattern group is formed. The semiconductor pattern groups 312, 212, and 112 and the source and drain electrode patterns are formed in one mask process using a diffraction exposure mask or half tone. As shown in FIG. 4, the thin film transistor of the pixel display unit 100, the thin film transistor of the gate driver 150, and the diode of the antistatic unit 140 have different channel lengths. Thus, the present invention uses a mask having a different transmittance for each region when forming a semiconductor pattern of a thin film transistor and a diode for each region.

구체적으로, 게이트 금속 패턴군이 형성된 기판(101) 상에 게이트 절연막(106), 비정질 실리콘층(115), 불순물(n+ 또는 p+) 도핑된 비정질 실리콘층(117), 소스/드레인 금속층(111)이 순차적으로 형성된다. Specifically, the gate insulating layer 106, the amorphous silicon layer 115, the amorphous silicon layer 117 doped with impurities (n + or p +) and the source / drain metal layer 111 on the substrate 101 on which the gate metal pattern group is formed. This is formed sequentially.

게이트 절연막(106)으로는 산화 실리콘(SiOx), 질화 실리콘(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질이, 소스/드레인 금속층(111)으로는 몰리브덴(Mo), 티탄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄 네오듐(AlNd), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), Mo 합금, Cu 합금, Al 합금 등과 같이 금속 물질이 단일층으로 이용되거나, 상기 금속을 이용한 이중층 이상이 적층된 구조로 이용된다. An inorganic insulating material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is used as the gate insulating layer 106, and molybdenum (Mo), titanium (Ti), copper (Cu), and aluminum are used as the source / drain metal layer 111. A metal material such as neodium (AlNd), aluminum (Al), chromium (Cr), Mo alloy, Cu alloy, Al alloy, or the like is used as a single layer, or a structure in which two or more layers using the metal are stacked.

그리고, 소스/드레인 금속층(111) 위에 포토레지스트가 도포된 다음, 하프 톤 마스크(220)를 이용한 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트가 노광 및 현상됨으로써 단차를 갖는 제1 및 제2 포토레지스트 패턴(119A,119B)이 형성된다. 이를 위해, 마스크(220)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 차단 영역(S2), 반투과 영역(S3), 투과 영역(S1)을 구비한다. 이때, 정전기 방지 회로부(140)의 소스 및 드레인 전극(108,110), 반도체 패턴(112)을 형성할 마스크는 도 5a에 도시된 바와 같이 보상 슬릿을 형성할 수 있다. After the photoresist is applied on the source / drain metal layer 111, the photoresist is exposed and developed by a photolithography process using the halftone mask 220, thereby forming first and second photoresist patterns 119A having a step difference. 119B) is formed. To this end, the mask 220 includes a blocking region S2, a transflective region S3, and a transmissive region S1 as shown in FIGS. 5A and 5B. In this case, a mask for forming the source and drain electrodes 108 and 110 and the semiconductor pattern 112 of the antistatic circuit unit 140 may form a compensation slit as shown in FIG. 5A.

차단 영역(S2)은 화소 표시부(100), 게이트 구동부(150), 정전기 방지 회로부(140) 각각의 소스 및 드레인이 형성되어질 영역에 위치하여 차단층(222)으로 노광 공정시 자외선을 차단함으로써 현상 공정 후 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 포 토레지스트 패턴(119A)이 남게 된다. The blocking region S2 is located in a region where a source and a drain of each of the pixel display unit 100, the gate driver 150, and the antistatic circuit unit 140 are to be formed, thereby blocking ultraviolet rays during the exposure process with the blocking layer 222. After the process, as shown in FIG. 5B, the first photoresist pattern 119A remains.

투과 영역(S1)은 자외선을 모두 투과시킴으로써 현상 후 도 5b에 도시된 바와 같이 포토레지스트가 제거된다. The transmissive region S1 transmits all ultraviolet rays so that the photoresist is removed as shown in FIG. 5B after development.

반투과 영역(S3)은 화소 표시부(100), 게이트 구동부(150), 정전기 방지 회로부(140) 각각의 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 영역에 위치하여 노광 공정시 자외선을 부분 투과시킴으로써 현상 공정 후 도 5b에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트 패턴보다 얇은 제2 포토레지스트 패턴(119B)이 남게 된다. The transflective region S3 is positioned in a region where a channel of each of the thin film transistors of the pixel display unit 100, the gate driver 150, and the antistatic circuit unit 140 is to be formed, and partially transmits ultraviolet rays during the exposure process. As shown in FIG. 5B, a second photoresist pattern 119B thinner than the first photoresist pattern remains.

이때, 반투과 영역(S3)은 화소 표시부(100), 게이트 구동부(150), 정전기 방지 회로부(140) 각 영역별로 서로 다른 투과율을 가질 수 있도록 반투과 물질(224,226,228)의 두께를 다르게 형성한다. 이는, 도 8에 도시된 바와 같이 반투과 물질(224,226,228)이 두께에 따라 빛의 투과율이 다른 것을 나타내고 있다. In this case, the transflective regions S3 have different thicknesses of the transflective materials 224, 226, and 228 so as to have different transmittances for respective regions of the pixel display unit 100, the gate driver 150, and the antistatic circuit unit 140. As shown in FIG. 8, the transflective materials 224, 226 and 228 have different transmittances of light depending on their thicknesses.

다시 말하여, 반투과 물질(224,226,228)이 두꺼울수록 빛의 투과율이 작아지는 것을 나타내는 그래프이다. 정전기 방지 회로부(140), 게이트 구동부(150), 화소 표시부(100) 순으로 채널 길이(L1,L2,L3)가 넓을 경우에 동일한 빛이 조사되게 되면, 채널 길이(L1,L2,L3)가 넓을수록 빛의 영향을 더 받게 되므로 정전기 방지회로부(140), 게이트 구동부(150), 화소 표시부(100)의 채널 길이(L1,L2,L3)가 형성될 영역 순으로 반투과 물질(224,226,228)의 두께를 두껍게 형성한다. In other words, the thicker the transflective material 224, 226, 228, the smaller the transmittance of light. When the same light is irradiated when the channel lengths L1, L2, and L3 are wide in the order of the antistatic circuit unit 140, the gate driver 150, and the pixel display unit 100, the channel lengths L1, L2, and L3 may be reduced. As the width increases, the light is more affected by the light, and thus the anti-transmissive circuits 140, the gate driver 150, and the channel lengths L1, L2, L3 of the pixel display unit 100 are formed in order of the transflective materials 224, 226, 228. To form a thick thickness.

이에 따라, 정전기 방지 회로부(140)의 채널(L1)이 형성될 위치와 대응되는 반투과 물질(228)은 25~35%의 투과율을 가지도록 형성하며, 게이트 구동부(150)의 채널(L2)이 형성될 위치와 대응되는 반투과 물질(226)은 30~40%의 투과율을 가지도 록 형성하며, 화소 표시부(100)의 채널(L3)이 형성될 위치와 대응되는 반투과 물질(224)은 35~45%의 투과율을 가지도록 형성한다. Accordingly, the transflective material 228 corresponding to the position where the channel L1 of the antistatic circuit unit 140 is to be formed is formed to have a transmittance of 25 to 35%, and the channel L2 of the gate driver 150. The transflective material 226 corresponding to the position to be formed is formed to have a transmittance of 30 to 40%, and the transflective material 224 corresponding to the position where the channel L3 of the pixel display unit 100 is to be formed. Is formed to have a transmittance of 35 to 45%.

따라서, 화소 표시부(100), 게이트 구동부(150) 및 정전기 방지 회로부(140) 각 영역별로 서로 다른 투과율을 가지는 마스크(220)를 사용함으로써 공정 상에 발생하는 공정 마진 감소를 방지할 수 있다.Therefore, by using the mask 220 having different transmittances for each region of the pixel display unit 100, the gate driver 150, and the antistatic circuit unit 140, it is possible to prevent the process margin that occurs in the process.

이러한 포토레지스트 패턴을 이용한 식각 공정으로 소스/드레인 금속층(111)이 및 비정질 실리콘층(115), 불순물(n형 또는 p형)이 도핑된 비정질 실리콘층(117)이 패터닝됨으로써 도 5c에 도시된 바와 같이 소스 및 드레인 금속 패턴과 그 아래의 반도체 패턴군이 형성된다. 이 경우, 각 영역별 제1 내지 제3 소스 전극(308,208,108) 및 제1 내지 제3 드레인 전극(310,210,110)은 서로 연결된 구조를 갖는다. In the etching process using the photoresist pattern, the source / drain metal layer 111, the amorphous silicon layer 115, and the amorphous silicon layer 117 doped with impurities (n-type or p-type) are patterned. As described above, the source and drain metal patterns and the semiconductor pattern group below them are formed. In this case, the first to third source electrodes 308, 208, and 108 and the first to third drain electrodes 310, 210, and 110 for each region are connected to each other.

이어서, 산소(O2) 플라즈마를 이용한 애싱 공정으로 포토레지스트 패턴을 애싱함으로써 도 5d에 도시된 바와 같이 제1 포토레지스트 패턴(119A)은 얇아지게 하고, 제2 포토레지스트 패턴(119B)은 제거되게 한다. 이어서, 애싱된 제1 포토레지스트 패턴(119A)을 이용한 식각 공정으로 노출된 제1 내지 제3 소스 및 제1 내지 제3 드레인 금속층과, 그 아래의 오믹 접촉층이 제거된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 소스 전극(308,208,108)과 제1 내지 제3 드레인 전극(310,210,110)은 분리되고 각 영역별 활성층(314,214,114)이 노출된다.Subsequently, by ashing the photoresist pattern by an ashing process using an oxygen (O 2 ) plasma, the first photoresist pattern 119A is thinned as shown in FIG. 5D, and the second photoresist pattern 119B is removed. do. Subsequently, the first to third source and first to third drain metal layers exposed through the etching process using the ashed first photoresist pattern 119A, and the ohmic contact layer below are removed. Accordingly, the first to third source electrodes 308, 208, 108 and the first to third drain electrodes 310, 210, and 110 are separated and the active layers 314, 214, and 114 for each region are exposed.

그런 다음, 소스/드레인 금속 패턴 위에 잔존하던 제1 포토레지스트 패 턴(119A)이 도 5e 도시된 바와 같이 스트립 공정으로 제거된다.Then, the first photoresist pattern 119A remaining on the source / drain metal pattern is removed by a strip process as shown in FIG. 5E.

도 6을 참조하면, 소스 및 드레인 전극 패턴이 형성된 게이트 절연막(106) 상에 보호막(318)이 형성된다. Referring to FIG. 6, a passivation layer 318 is formed on the gate insulating layer 106 on which the source and drain electrode patterns are formed.

구체적으로, 소스 및 드레인 전극 패턴이 형성된 게이트 절연막(106) 상에 보호막(318)이 형성된다. 보호막(318)은 게이트 절연막(106)과 같은 무기 절연 물질로 형성되거나 아크릴 수지 등과 같은 유기 절연 물질로 형성된다. 이 보호막(318)이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 게이트 절연막(106) 및/또는 보호막(318)을 관통하는 컨택홀(320)이 형성된다. 컨택홀(320)은 보호막(318)을 관통하여 화소 표시부의 드레인 전극(310)을 노출시키도록 형성된다.In detail, the passivation layer 318 is formed on the gate insulating layer 106 on which the source and drain electrode patterns are formed. The passivation layer 318 is formed of an inorganic insulating material such as the gate insulating layer 106 or an organic insulating material such as an acrylic resin. The protective film 318 is patterned by a photolithography process and an etching process to form a contact hole 320 penetrating the gate insulating film 106 and / or the protective film 318. The contact hole 320 is formed to pass through the passivation layer 318 to expose the drain electrode 310 of the pixel display unit.

도 7을 참조하면, 보호막(318) 위에 화소 전극(332)이 형성된다. Referring to FIG. 7, the pixel electrode 332 is formed on the passivation layer 318.

구체적으로, 보호막(318) 상에 스퍼터링 등의 증착 방법을 통해 투명 도전층이 형성된다. 투명 도전층으로는 틴 옥사이드(Tin Oxide : TO), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO),인듐 틴 징크 옥사이드(Indium Tin Zind Oxide : ITZO) 등이 이용된다. 이 투명 도전층이 포토리소그래피 공정과 식각 공정으로 패터닝됨으로써 화소 전극이 형성된다. Specifically, the transparent conductive layer is formed on the protective film 318 through a deposition method such as sputtering. Tin oxide (TO), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin zinc oxide (ITZO), etc. Is used. The transparent conductive layer is patterned by a photolithography process and an etching process to form a pixel electrode.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 자명하다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention described in the claims to be described later It is apparent that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 패널을 도시한 평면도이다.1 is a plan view illustrating a liquid crystal display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 화소 표시부, 게이트 구동부, 정전기 방지 회로부 각 영역별에 형성된 박막 트랜지스터 기판의 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view of the thin film transistor substrate formed in each region of the pixel display unit, the gate driver, and the antistatic circuit unit illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 2에 도시된 게이트 금속 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing the gate metal pattern illustrated in FIG. 2.

도 4는 도 2에 도시된 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극 패턴의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing the semiconductor pattern, the source and the drain electrode pattern illustrated in FIG. 2.

도 5a 내지 도 5e는 도 4에 도시된 반도체 패턴, 소스 및 드레인 전극 패턴을 하프 톤 마스크를 이용하여 형성하는 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.5A through 5E are cross-sectional views illustrating a method of forming the semiconductor pattern, the source and the drain electrode pattern illustrated in FIG. 4 using a halftone mask.

도 6은 도 2에 도시된 보호막의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing the protective film illustrated in FIG. 2.

도 7은 도 2에 도시된 화소 전극의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view for describing a method of manufacturing the pixel electrode illustrated in FIG. 2.

도 8은 하프 톤 마스크의 반투과 물질의 두께에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing the transmittance according to the thickness of the transflective material of the halftone mask.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 화소 표시부 101 : 기판100: pixel display portion 101: substrate

102,202,302 : 게이트 전극 106,206,306 : 게이트 절연막102, 202, 302: gate electrode 106, 206, 306: gate insulating film

108,208,308 : 소스 전극 110,210,310 : 드레인 전극108,208,308: source electrode 110,210,310: drain electrode

114,214,314 : 액티브층 116,216,316 : 오믹 접촉층114,214,314: active layer 116,216,316: ohmic contact layer

140 : 정전기 방지 회로부 150 : 게이트 구동부 140: antistatic circuit portion 150: gate driving portion

318 : 보호막 332 : 화소 전극318: protective film 332: pixel electrode

220 : 마스크 222 : 차단층 220: mask 222: blocking layer

224,226,228 : 반투과 물질224,226,228: semipermeable material

Claims (6)

기판 상에 정전기 방지 회로부, 게이트 구동부, 화소 표시부가 형성될 영역 각각에 게이트 전극 패턴을 형성하는 단계와;Forming a gate electrode pattern on each of the regions where the antistatic circuit portion, the gate driver, and the pixel display portion are to be formed on the substrate; 상기 게이트 전극 패턴이 형성된 기판 상에 게이트 절연막이 형성되고, 상기 영역 별로 서로 다른 투과율을 가지는 마스크를 이용하여 각 영역 별로 소스 및 드레인 전극 패턴과, 반도체 패턴군을 형성하는 단계와;Forming a source and drain electrode pattern and a semiconductor pattern group for each region by forming a gate insulating layer on the substrate on which the gate electrode pattern is formed and using a mask having a different transmittance for each region; 상기 소스 및 드레인 전극 패턴이 형성된 기판 상에 상기 화소 표시부의 드레인 전극이 노출되도록 컨택홀을 포함한 보호막을 형성하는 단계와;Forming a passivation layer including a contact hole on the substrate on which the source and drain electrode patterns are formed to expose the drain electrode of the pixel display unit; 상기 보호막 상에 화소 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.Forming a pixel electrode on the passivation layer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 마스크는 The mask is 자외선을 차단하는 차단 영역과; A blocking region for blocking ultraviolet rays; 상기 자외선을 부분 투과하는 반투과 영역과;A semi-transmissive region partially transmitting the ultraviolet rays; 상기 자외선을 모두 투과하는 투과 영역을 포함하며, It includes a transmission region that transmits all the ultraviolet, 상기 반투과 영역은 각 영역별로 서로 두께를 다르게 하여 서로 다른 투과율을 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.The semi-transmissive region is a method of manufacturing a thin film transistor substrate, characterized in that to form a different transmittance by varying the thickness for each region. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 화소 표시부의 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 위치와 대응되는 반투과 영역은 25~35%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의제조 방법.The transflective region corresponding to the position where the channel of the thin film transistor of the pixel display unit is to be formed has a transmittance of 25 to 35%. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 게이트 구동부의 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 위치와 대응되는 반투과 영역은 30~40%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의제조 방법.The transflective region corresponding to the position where the channel of the thin film transistor of the gate driver is to be formed has a transmittance of 30 to 40%. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 정전기 방지 회로부의 박막 트랜지스터의 채널이 형성될 위치와 대응되는 반투과 영역은 35~45%의 투과율을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의제조 방법.The transflective region corresponding to the position where the channel of the thin film transistor of the antistatic circuit part is to be formed has a transmittance of 35 to 45%. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화소 표시부, 게이트 구동부, 정전기 방지 회로부의 박막 트랜지스터는 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법.And the thin film transistors of the pixel display part, the gate driver, and the antistatic circuit part are formed at the same time.
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