(57)【要約】【課題】生産性を向上するＴＦＴ基板の提供。【解決手段】ゲート電極上でゲートパッドを露出の絶縁膜パターン、ゲート電極及び絶縁膜パターン上に形成の半導体膜パターン、ゲート電極上の半導体膜パターンと接触の不純物注入半導体膜パターン、半導体膜パターン上に形成のソース及びドレイン電極とデータライン、ソース及びドレイン電極上且つゲートパッド領域で絶縁膜パターン上に形成の保護膜パターン、保護膜パターン上でドレイン電極に連結の第１画素電極パターンと、ゲートパッドに連結の第２画素電極パターンを備え、絶縁膜及び保護膜パターンはゲートパッド領域で重なり、ゲート電極、パッド及びラインは第１金属膜パターンと第１金属膜パターン上の第２金属膜パターンを含み、第２金属膜パターンの厚さは第１金属膜パターンに対し同じ又は薄く、第１金属膜パターンの幅は第１金属膜パターンの底から狭くなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成されたゲート電極、ゲートパッド及びゲートラインと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成される不純物注入半導体膜パターンであって、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの上面と接触する不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びデータラインと、
前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜パターン上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された上面に直接に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記ゲート電極、前記ゲートパッド及び前記ゲートラインは、基板上に形成された第１金属膜パターンと前記第１金属膜パターン上に形成された第２金属膜パターンとを含み、
前記第２金属膜パターンの厚さは前記第１金属膜パターンと同じ又は前記第１金属膜パターンより薄く、
前記第１金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項２】
前記保護膜パターンの一部は前記ソース電極及び前記ドレイン電極間に位置した前記半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３】
前記絶縁膜パターンは化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４】
前記第２金属膜はＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項５】
前記第１金属膜はＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項６】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項７】
前記第２金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの上面と同じ又は前記第１金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項８】
前記第２金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項９】
基板上に形成された第１金属膜パターン及び前記第１金属膜パターン上に形成された第２金属膜パターンを含むゲート電極と、
前記基板上に形成された前記第１金属膜及び第２金属膜を含むゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの前記第２金属膜の一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
ＴＦＴ領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッド領域で前記第２金属膜の上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッド領域で前記第２金属膜の露出された領域に電気的に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記第２金属膜パターンの厚さは前記第１金属膜パターンと同じ又は前記第１金属膜パターンより薄く、
前記第１金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項１０】
前記第２金属膜はＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１１】
前記第１金属膜はＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項１０に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１２】
前記絶縁膜は化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１３】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１４】
前記保護膜パターンの一部は前記ソース電極及び前記ドレイン電極間に位置した前記半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１５】
前記第２金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの上面と同じ又は前記第１金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１６】
前記第２金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１７】
前記第１金属膜パターンはＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項１６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項１８】
透明基板上に形成された耐火金属膜パターンと前記耐火金属膜パターンの下方に形成された他の金属膜パターンとを含むゲート電極及びゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上部表面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
ＴＦＴ領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された領域に電気的に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記耐火金属膜パターンの厚さは前記他の金属膜パターンと同じ又は前記他の金属膜パターンより薄く、
前記他の金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項１９】
前記耐火金属膜パターンはＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２０】
前記他の金属膜パターンはＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２１】
前記絶縁膜は化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２２】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２３】
前記保護膜パターンの一部は前記ソース電極及び前記ドレイン電極間に位置した前記半導体膜パターンと直接接触することを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２４】
前記耐火金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの上面と同じ又は前記他の金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２５】
前記半導体膜パターンは非晶質シリコンであることを特徴とする請求項１８に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２６】
透明基板上に形成されたゲート電極、ゲートパッド及びゲートラインと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成される不純物注入半導体膜パターンであって、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの上面と接触する不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極、ドレイン電極及びデータラインと、
前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜パターン上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された上面に直接に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記ゲート電極、前記ゲートパッド及び前記ゲートラインは、基板上に形成された第１金属膜パターンと、前記第１金属膜パターン上に形成された第２金属膜パターンとを含み、
前記第１金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項２７】
前記絶縁膜パターンは化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２８】
前記第２金属膜はＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項２９】
前記第１金属膜はＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３０】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３１】
前記第２金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの上面と同じ又は前記第１金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３２】
前記第２金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項２６に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３３】
基板上に形成された第１金属膜パターン及び前記第１金属膜パターン上に形成された第２金属膜パターンを含むゲート電極と、
前記基板上に形成された前記第１金属膜及び第２金属膜を含むゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの前記第２金属膜の一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
ＴＦＴ領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッド領域で前記第２金属膜の上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッド領域で前記第２金属膜の露出された領域に電気的に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記第１金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項３４】
前記第２金属膜はＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項３３に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３５】
前記第１金属膜はＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項３４に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３６】
前記絶縁膜は化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項３３に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３７】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項３３に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３８】
前記第２金属膜パターンの幅は前記第１金属膜パターンの上面と同じ又は前記第１金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項３３に記載のＴＦＴ基板。
【請求項３９】
前記第２金属膜パターンは耐火金属を含むことを特徴とする請求項３３に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４０】
前記第１金属膜パターンはＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項３９に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４１】
透明基板上に形成され、耐火金属膜パターンと他の金属膜パターンとを含むゲート電極及びゲートパッドと、
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲートパッドの一部を露出させる絶縁膜パターンと、
前記ゲート電極及び前記絶縁膜パターン上に形成された半導体膜パターンと、
前記半導体膜パターン上に形成され、分離されている不純物注入半導体膜パターンであって、前記半導体膜パターンの上部表面と接触し、前記ゲート電極上に形成された前記半導体膜パターンの一部を露出させる不純物注入半導体膜パターンと、
前記不純物注入半導体膜パターンの一部上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
ＴＦＴ領域で前記ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ゲートパッド領域で前記絶縁膜上に形成された保護膜パターンであって、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間では前記半導体膜パターンの上面と直接に接触し、前記ドレイン電極上にコンタクトホールを有し、前記ゲートパッドの上面を露出させる保護膜パターンと、
前記保護膜パターン上で前記ドレイン電極に電気的に連結された第１画素電極パターンと、
前記ゲートパッドの露出された領域に電気的に連結された第２画素電極パターンと、
を備え、
前記絶縁膜パターンと前記保護膜パターンとは前記ゲートパッド領域で重なっており、
前記他の金属膜パターンは前記耐火金属膜パターンの下方に形成され、
前記他の金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの底から次第に狭くなることを特徴とするＴＦＴ基板。
【請求項４２】
前記耐火金属膜パターンはＣｒ、Ｍｏ、Ｔａ及びＴｉよりなるグループから選択された金属を含むことを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４３】
前記他の金属膜パターンはＡｌまたはＡｌ合金を含むことを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４４】
前記絶縁膜は化学式ＳｉＮXで表される窒化膜を含むことを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４５】
前記第１及び第２画素電極パターンはＩＴＯを含むことを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４６】
前記耐火金属膜パターンの幅は前記他の金属膜パターンの上面と同じ又は前記金属膜パターンの上面より狭いことを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【請求項４７】
前記半導体膜パターンは非晶質シリコンであることを特徴とする請求項４１に記載のＴＦＴ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＴＦＴ基板に係り、特に写真工程の数を減らし得るＴＦＴ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のうち薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を能動素子として用いる薄膜トランジスタ−液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は低消費電力、低電圧駆動力、薄型、軽量等の多様な長所を有している。
一方、ＴＦＴは一般のトランジスタに比べて非常に薄いので、この製造工程は一般トランジスタの製造工程より複雑で、生産性に劣り、高コストである。特に、製造段階毎にマスクが用いられるため、最少７枚のマスクが要る。従って、ＴＦＴの生産性を向上させながら製造単価を下げるための方法が色々と研究されており、特に製造工程に用いられるマスクの数を減らすための方法が広く研究されている。
【０００３】
以下、添付した図面に基づき従来の技術による液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造方法を説明する。
図１乃至図４は従来の技術による製造方法を説明するための断面図であり、特許文献１を参照したものである。各図面の参照符号ＡはＴＦＴ部を示し、Ｂはパッド部を示す。
【０００４】
図１を参照すると、透明な基板２上に純粋アルミニウム(Al)を蒸着して第１金属膜を形成した後、前記第１金属膜を１次写真蝕刻してゲートパターン４、４ａを形成する。前記ゲートパターンはＴＦＴ部ではゲート電極４として用いられ、パッド部ではゲートパッド４ａとして用いられる。
図２を参照すると、通常の写真工程を施してパッド部の一部領域を覆うフォトレジストパターン（図示せず）を形成した後、前記フォトレジストパターンを酸化防止膜として、前記第１金属膜を酸化させて陽極酸化膜６を形成する。この際、前記陽極酸化膜６はＴＦＴ部に形成されたゲート電極４の全面と、パッド部に位置するゲートパッド４ａの一部領域に形成される。
【０００５】
図３を参照すると、陽極酸化膜６の形成された前記基板２の全面に、例えば窒化膜を蒸着して絶縁膜８を形成する。次いで、絶縁膜８の形成された基板２の全面に非晶質シリコン膜１０と不純物のドーピングされた非晶質シリコン膜１２を連続的に蒸着して半導体膜を形成した後、前記半導体膜を３次写真蝕刻してＴＦＴ部に活性領域として用いられる半導体膜パターン（１０＋１２）を形成する。
【０００６】
図４を参照すると、半導体膜パターンの形成された基板２の全面に４次写真工程を施して、パッド部に形成されたゲートパッド４ａの一部を露出させるフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。次いで、前記フォトレジストパターンをマスクとして前記絶縁膜８を蝕刻することにより、ゲートパッド４ａの一部を露出させるコンタクトホールを形成する。
【０００７】
次に、コンタクトホールの形成された基板の全面に、例えばクロム(Cr)を蒸着してから前記クロム膜を５次写真蝕刻して、ＴＦＴ部にはソース電極１４ａ及びドレイン電極１４ｂを形成し、パッド部には前記コンタクトホールを通して前記ゲートパッド４ａと連結されるパッド電極１４ｃを形成する。この際、前記５次写真蝕刻工程時にＴＦＴ部に形成された前記ゲート電極４の上部の不純物のドーピングされた非晶質シリコン膜１２も一部蝕刻されて非晶質シリコン膜１０の一部が露出される。
【０００８】
図５を参照すると、ソース電極１４ａ、ドレイン電極１４ｂ及びパッド電極１４ｃの形成された基板２の全面に、例えば酸化膜を蒸着して保護膜１６を形成する。次に、前記保護膜を６次写真蝕刻してＴＦＴ部のドレイン電極１４ｂの一部とパッド部のパッド電極１４ｃの一部を露出させるコンタクトホールを形成する。
【０００９】
次いで、コンタクトホールの形成された基板の全面に透明導電物質のインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）を蒸着した後、前記ＩＴＯ膜を７次写真蝕刻することにより画素電極１８、１８ａを形成する。よって、ＴＦＴではドレイン電極１４ｂと画素電極１８とが連結され、パッド部ではパッド電極１４ｃと画素電極１８ａとが連結される。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，０５４，８８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述した従来の製造方法によると、ゲートラインの低抵抗のためにゲート電極物質として純粋アルミニウムを用いた。従って、アルミニウムによるヒロック(hillock)を防止するためには陽極酸化工程を要するので、工程が大変複雑になり、生産性が低下する上に、高コストになる問題点がある。
【００１２】
本発明は前述した従来の問題点を解決するために案出されたものであり、写真工程の数を減らすことにより、製造費用を減少させて生産性を向上させ得るＴＦＴ基板を提供するにその目的がある。
かつ、本発明の他の目的はゲート電極にアンダーカットが発生しないようにして、素子の特性が低下することを防止できるＴＦＴ基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために本発明のＴＦＴ基板は、基板上に形成された第１金属膜と前記第１金属膜上に形成された第２金属膜よりなるゲート電極と、前記基板上に形成された第２金属膜よりなるゲートパッドと、前記ゲート電極及びゲートパッドが形成された基板上に、前記ゲートパッドの第２金属膜の一部を露出させるように形成された絶縁膜と、ゲート電極上の前記絶縁膜上に形成された半導体膜パターンと、前記半導体膜パターン上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、前記ドレイン電極を露出させるコンタクトホールと前記ゲートパッドの第２金属膜を露出させるコンタクトホールを持つように形成された保護膜パターンと、前記保護膜パターン上に、前記ドレイン電極と接触する第１画素電極パターンと、前記ゲートパッドの第２金属膜と接触する第２画素電極パターンを備えることを特徴とする。
【００１４】
前記第１金属膜はアルミニウム又はアルミニウム合金から形成され、前記第２金属膜はクロム(Cr)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)及びチタン(Ti)からなる群から選択された何れか一つから形成されることが望ましい。
【００１５】
本発明によると、ゲート電極をアルミニウム又はアルミニウム合金と耐火性金属膜の二重構造に形成することにより、アルミニウムとＩＴＯの直接的な接触による電池反応及びヒロックを防止することができる。かつ、キャッピング膜により陽極酸化工程を省くことができ、絶縁膜及び保護膜を同時に蝕刻することができるため、写真工程の数を減らし得る。なお、第１金属膜の大きさを第２金属膜と同様にするか、又は更に大きくすることができるので、ゲート電極にアンダーカットが発生しない。従って、ゲート電極の形成以後、絶縁膜の蒸着時にステップカバレージの不良に起因して絶縁特性が低下することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付した図面に基づき更に詳細に説明する。
図６は本発明による液晶表示装置のＴＦＴ基板を製造するための概略的なレイアウト図である。
参照符号１００はゲートラインを形成するためのマスクパターンを、１０５はゲートパッドを形成するためのマスクパターンを、１１０はデータラインを形成するためのマスクパターンを、１２０は半導体膜を形成するためのマスクパターンを、１３０はソース電極／ドレイン電極を形成するためのマスクパターンを、１４０はＴＦＴ部の画素電極とドレイン電極を連結するコンタクトホールを形成するためのマスクパターンを、１４５はパッド部のゲートパッドと画素電極を連結するコンタクトホールを形成するためのマスクパターンを、１５０はＴＦＴ部の画素電極を形成するためのマスクパターンを、１５５はパッド部の画素電極を形成するためのマスクパターンをそれぞれ示している。
【００１７】
図６を参照すると、横方向にゲートライン１００が配列され、前記ゲートラインと直角方向にデータライン１１０がマトリックス状に配列され、前記ゲートライン１００の先端にはゲートパッド１０５が設けられ、前記データラインの先端にはデータパッド１１５が設けられている。前記相互隣接した二本のゲートラインとデータラインの境領域にそれぞれマトリックス状に画素領域が配列される。各ＴＦＴのゲート電極は各ゲートラインから画素領域内へと突出して形成され、各ＴＦＴのドレイン電極とゲート電極間に半導体膜１２０が形成され、ＴＦＴのソース電極は前記データライン１１０から突出部状に形成され、透明なＩＴＯから構成される画素電極１５０が各画素領域内に形成される。
【００１８】
図７乃至図１１は本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。参照符号のＣはＴＦＴ部であって、図６のＩ−Ｉ'線による断面図である。かつ、Ｄはパッド部であって、II−II'線による断面図である。
図７はゲート電極を形成する段階を示している。
【００１９】
詳しくは、透明な基板２０上に例えばアルミニウム又はアルミニウム合金を2,000Å−4,000Å程度の厚さで蒸着して第１金属膜２２を形成する。次に、前記第１金属膜２２上に耐火金属を500Å−2,000Åの厚さで蒸着して第２金属膜２４を形成する。次いで、前記第２金属膜２４及び第１金属膜２２を１次写真工程により蝕刻してＴＦＴ部Ｃ及びパッド部Ｄにそれぞれゲートパターンを形成する。前記ゲートパターンはＴＦＴ部Ｃではゲート電極として用いられ、パッド部Ｄではゲートパッドとして用いられる。この際、前記第１金属膜と第２金属膜は一つのマスクを用いて湿式又は乾式蝕刻される。
【００２０】
前記第１金属膜２２はアルミニウムを用いて形成したり、アルミニウム−ネオジム(Nd)、アルミニウム−ニオビウム(Al-Nb)又はアルミニウム−タンタル(Al-Ta)のようなアルミニウム合金を用いて形成する。ゲート電極をアルミニウム合金から形成すると、ゲートラインの抵抗を下げることができ、かつヒロックの発生を防止することができる。
【００２１】
なお、前記第２金属膜２４は、アルミニウム合金と後続工程で形成されるＩＴＯ膜との接触を防止するためのキャッピング膜であって、耐火性金属、例えばクロム(Cr)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)及びチタン(Ti)から構成された群から選択された何れか一つを用いて形成する。このようにアルミニウム又はアルミニウム合金膜上にキャッピング膜を形成することにより、従来のような陽極酸化膜を形成するための別途の高温酸化工程及び写真工程が要らなくなる。かつ、前記第２金属膜２４はアルミニウムを含まないので、もし後続工程で形成されるＩＴＯ膜と直接接触しても従来のような電池反応が現れない。
【００２２】
図８は半導体膜パターンを形成する段階を示している。
詳しくは、ゲートパターンの形成された基板２０の全面に例えば窒化膜を 4,000Å程度の厚さで蒸着して絶縁膜２６を形成する。次いで、前記絶縁膜２６上に非晶質シリコン膜２８及び不純物のドープされた非晶質シリコン膜３０をそれぞれ 1,000Å− 2,000Å及び 500Åの厚さで蒸着して非晶質シリコン膜２８及び不純物のドープされた非晶質シリコン膜３０から構成された半導体膜を形成する。次に、前記半導体膜を２次写真工程により蝕刻してＴＦＴ部Ｃに活性領域として用いられる半導体膜パターンを形成する。
【００２３】
図９はソース電極及びドレイン電極を形成する段階を示している。
詳しくは、半導体膜パターンの形成された前記基板２０の全面に、例えばスパッタリング方法にてクロム(Cr)を1,000Å−2,000Å程度蒸着して第３金属膜を形成する。次に、前記第３金属膜を３次写真工程により蝕刻してＴＦＴ部にソース電極３２ａ及びドレイン電極３２ｂを形成する。
【００２４】
図１０は保護膜パターンを形成する段階を示している。
詳しくは、ソース電極３２ａ及びドレイン電極３２ｂの形成された前記基板の全面に絶縁物質、例えば酸化膜を1,000Å−3,000Å程度の厚さで蒸着して保護膜を形成する。次いで、前記保護膜を４次写真工程により蝕刻してドレイン電極３２ｂの一部と、パッド部Ｄに形成されたゲート電極（２２＋２４）、即ちゲートパッドの一部を露出させる保護膜パターン３４を形成する。前記パッド部Ｄでは前記ゲートパッド上に形成された保護膜３４と絶縁膜２６が同時に蝕刻される。
【００２５】
図１１は画素電極を形成する段階を示している。
詳しくは、保護膜パターン３４の形成された前記基板２０の全面に、例えばスパッタリング方法にて透明導電膜のＩＴＯ膜を形成した後、前記ＩＴＯ膜を５次写真工程により蝕刻してＴＦＴ部及びパッド部に第１及び第２の画素電極３６、３６ａを形成する。従って、ＴＦＴ部では第１の画素電極３６とドレイン電極３２ｂとが連結され、パッド部Ｄでは第２の画素電極３６ａとゲートパッド（２２＋２４）とが連結される。
【００２６】
前述した本発明の第１実施例によると、ゲート電極をアルミニウム又はアルミニウム合金から形成し、その上に耐火性金属を用いてキャッピング膜を形成することにより、アルミニウムとＩＴＯの接触による電池反応とアルミニウムヒロックの発生を防止することができる。かつ、陽極酸化工程を省き得るので、写真工程の数を減らすことができ、絶縁膜と保護膜に同時にコンタクトを形成することにより、写真工程の数を更に減らすことができる。
【００２７】
一方、本発明の第１実施例におけるゲート電極を構成する前記第１金属膜２２及び第２金属膜２４は一つのマスクを用いて蝕刻される。従って、図１２に示すようにゲート電極にアンダーカットが発生し得る。よって、後続される絶縁膜（図１１の参照符号２６）の蒸着工程で絶縁膜２６のステップカバレージが不良になるため、絶縁特性が低下する恐れがある。以下、本発明の第２乃至第４実施例ではゲート電極にアンダーカットが発生しないようにする方法を提示する。
【００２８】
図１３乃至図１６は本発明の第２実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図であり、ゲート電極を形成する段階までを示している。
図１３はゲート電極用の導電膜を形成する段階を示している。
詳しくは、まず透明な基板４０上にアルミニウム又はアルミニウム合金を2,000Å−4,000Å程度の厚さで蒸着して第１金属膜４２を形成する。次に、前記第１金属膜４２上にクロム(Cr)等の耐火性金属を500Å−2,000Åの厚さで蒸着してキャッピング膜として用いられる第２金属膜４４を形成する。かつ、前記アルミニウム合金としては、アルミニウム−ネオジム(Al-Nd)、アルミニウム−ニオビウム(Al-Nb)又はアルミニウム−タンタル(Al-Ta)を用いることができる。また、前記第２金属膜４４はクロム(Cr)の他にタンタル(Ta)、モリブデン(Mo)及びチタン(Ti)を用いて形成することができる。
【００２９】
図１４はフォトレジストパターン４６を形成する段階を示している。
詳しくは、前記第２金属膜４４上にフォトレジストを塗布した後、露光及び現像工程を経てフォトレジストパターン４６を形成する。次いで、前記フォトレジストパターン４６をマスクとして第２金属膜４４を蝕刻する。この際、過度蝕刻を十分に行うことにより第２金属膜４４にアンダーカットを発生させる。
【００３０】
図１５はフォトレジストパターンをリフローさせる段階を示している。
詳しくは、フォトレジストパターン（図１４の４６）の熱的安定性を用いてフォトレジストパターンがリフローされる温度の約100℃以上まで前記基板を加熱する。この際、フォトレジストパターンのリフロー特性を向上させるために前記基板を多段階で熱処理することもできる。従って、パタニングされた前記第２金属膜４４がリフローされたフォトレジストパターン４６ａにより完全に覆われるようになる。
【００３１】
図１６はゲート電極を形成する段階を示している。
詳しくは、リフローされた前記フォトレジストパターン（図１５の４６ａ）をマスクとして前記第１金属膜４２を蝕刻してから、フォトレジストパターン４６ａを取り除く。このようにすると、第１金属膜４２はフォトレジスト（図１５の４６ａ）の厚さ分だけ第２金属膜４４より広く蝕刻されるので、後続絶縁膜の蒸着工程で絶縁膜のステップカバレージが良好になる。この際、前記第１金属膜４２と後続工程で形成されるＩＴＯとの接触を防止するためには、パタニングされた第２金属膜４４の大きさがＩＴＯとゲートパッドを連結させるためのコンタクトホールより大きく形成されるように前記フォトレジストパターン４６ａの厚さ及び大きさを調節することが望ましい。
【００３２】
以後の工程は前述した第１実施例と同一に施されるので、それに関る説明は省くことにする。
図１７乃至図１９は本発明の第３実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図であり、ゲート電極を形成する段階まで示してある。
図１７はゲート電極用の導電膜である第１金属膜５２と第２金属膜５４及びフォトレジストパターン５６を形成する段階を示したものであり、本発明の第２実施例（図１３参照）と同一に行われる。
【００３３】
図１８は第２金属膜５４をパタニングする段階を示したものであり、前記フォトレジストパターン（図１７の５６）をマスクとして前記第２金属膜５４を湿式又は乾式蝕刻する。次に、前記フォトレジストパターン５６を取り除く。しかし、必ずしもこの段階で前記フォトレジストパターン５６を取り除く必要はなく、第１金属膜５２の蝕刻後に取り除くこともできる。
【００３４】
一方、第２金属膜５４を湿式蝕刻する場合にはアンダーカットが発生して、後に蝕刻される第１金属膜５２の幅を縮めることができる。この際、フォトレジストパターン５６を取り除かない場合にはフォトレジストパターン５６のリフティングを防止するためにベーキングを行うこともできる。
図１９は第１金属膜５２を蝕刻してゲート電極を形成する段階を示したものであり、パタニングされた第２金属膜５４をマスクとして第１金属膜５２を蝕刻する。勿論、フォトレジストパターン５６を前段階で取り除かない場合には、フォトレジストパターン５６をマスクとして用いることができ、第１金属膜５２の蝕刻後に前記フォトレジストパターン５６を取り除く。
【００３５】
図２０乃至図２３は本発明の第４実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図であり、ゲート電極を形成する段階まで示されている。
図２０はゲート電極用の導電膜である第１金属膜６２と第２金属膜６４及びフォトレジストパターン６６を形成する段階を示したものであり、第２及び第３実施例と同一に行われる。
【００３６】
図２１は第２金属膜６４を蝕刻する段階を示したものであり、前記フォトレジストパターン６６をマスクとして前記第２金属膜６４を湿式蝕刻する。この際、前記第２金属膜６４を十分に蝕刻することにより、アンダーカットを発生させる。
図２２は第１金属膜６２を蝕刻する段階を示したものであり、前記パタニングされた第２金属膜６４をマスクとして第１金属膜６２を湿式蝕刻すると、図１２に示すようにゲート電極にアンダーカットが形成される。
【００３７】
図２３は第２金属膜６４を更に蝕刻する段階を示したものであり、パタニングされた第２金属膜６４を更に湿式蝕刻すると第１金属膜６２の下部の幅が前記第２金属膜６４の幅より広くなり、結果的にゲート電極のアンダーカットが取り除かれる。ここで、前記第１金属膜６２の蝕刻時又は第２金属膜６４を更に蝕刻する時に、フォトレジストのリフティングが発生する場合を考慮して第２金属膜６４を１次蝕刻してからベーキングを行うことができる。
【００３８】
（発明の効果）
本発明によるＴＦＴ基板によると、ゲート電極をアルミニウム又はアルミニウム合金膜と耐火性金属膜との２重構造から形成する。従って、アルミニウムとＩＴＯの直接的な接触に起因する電池反応を防止することができ、耐火性金属のストレス弛緩作用によりアルミニウムのヒロック発生を防止することができる。かつ、前記耐火性金属膜により陽極酸化工程を省くことができ、絶縁膜と保護膜を同時に蝕刻できるので写真工程の数を減らすことができる。
【００３９】
かつ、下部に形成されるアルミニウム又はアルミニウム合金膜の大きさを上部に形成される耐火性金属膜の大きさと同様にするか、又は更に大きくすることができるので、ゲート電極にアンダーカットが発生しない。従って、ゲート電極の形成後、絶縁膜を蒸着する時にステップカバレージの不良により絶縁特性が低下することを防止することができる。
【００４０】
本発明は前記実施例に限られず、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能であることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来方法を説明するための断面図である。
【図２】従来方法を説明するための断面図である。
【図３】従来方法を説明するための断面図である。
【図４】従来方法を説明するための断面図である。
【図５】従来方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明による液晶表示装置のＴＦＴ基板を製造するための概略レイアウト図である。
【図７】本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第１実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】ゲート電極にアンダーカットが発生したことを示す断面図である。
【図１３】本発明の第２実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第２実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第２実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第３実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第３実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第３実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第４実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第４実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第４実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】本発明の第４実施例によるＴＦＴ基板の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２０  基板
２２  第１金属膜
２４  第２金属膜
２６  絶縁膜
２８  非晶質シリコン膜
３０  不純物のドープされた非晶質シリコン膜
３２ａ  ソース電極
３２ｂ  ドレイン電極
３４  保護膜パターン
３６  画素電極
３６ａ  画素電極
４０  基板
４２  第１金属膜
４４  第２金属膜
４６  フォトレジストパターン
４６ａ  フォトレジストパターン
５２  第１金属膜
５４  第２金属膜
５６  フォトレジストパターン
６２  第１金属膜
６４  第２金属膜
６６  フォトレジストパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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