(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に薄膜トランジスタを設ける段階と、
前記薄膜トランジスタ上に有機保護層を被着する段階と、
前記有機保護層上にパターン化されたフォトレジストを形成する段階と、
前記トランジスタのソース、ドレイン中の一つの上にコンタクトホールを形成するために前記有機保護層をエッチングする段階と、
酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去し、前記有機保護層の表面に酸素アッシング（ashing）で無機絶縁層を形成するまで連続的に酸素アッシング（ashing）を行う段階と、
そして、前記コンタクトホールを通して前記トランジスタの前記ソース、ドレイン電極中の一つと接続する画素電極を形成する段階とからなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記フォトレジストを除去する段階は、酸素アッシング（ashing）を含むことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記有機保護層は少なくともシリコン（Si）結合構造を含むことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記無機絶縁層を形成する段階は、酸素アッシング(ashing)によって前記有機保護層の表面を酸化シリコン（SiO2）に転換することを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記有機保護層は、フッ素が添加されたポリイミド、テフロン（登録商標）、サイトップ（Cytop）（登録商標）、フルオロポリアリールエーテル、フッ素が添加されたパリレン(parylene)、ペルフルオロシクロブタン（PerFluoroCycloButane）及びベンゾシクロブテン（BenzoCycloButene）中の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
基板の上にゲート、ゲート絶縁層、ソース及びドレインを有する薄膜トランジスタを形成する段階と、
前記薄膜トランジスタの前記ソースに接続されるデータ配線を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタの前記ゲートに接続されるゲート配線を形成する段階と、
前記薄膜トランジスタ上に有機保護層を形成する段階と、
該有機保護層は、フッ素が添加されたポリイミド、テフロン（登録商標）、サイトップ（Cytop）（登録商標）、フルオロポリアリールエーテル、フッ素が添加されたパリレン(parylene)、ペルフルオロシクロブタン（PerFluoroCycloButane）及びベンゾシクロブテン（BenzoCycloButene）中の少なくとも一つであり、
前記有機保護層上にパターン化されたフォトレジストを形成する段階と、
前記薄膜トランジスタの前記ソース、前記ドレイン中の一つの上にコンタクトホールを形成するために前記有機保護層をエッチングする段階と、
酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去し、前記有機保護層の表面に酸素アッシング（ashing）で無機絶縁層を形成するまで連続的に酸素アッシング（ashing）を行う段階と、
前記コンタクトホールを通して前記薄膜トランジスタの前記ソース、前記ドレイン中の一つと接続する画素電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記有機保護層は、少なくともシリコン（Si）結合構造を含むことを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記無機絶縁層を形成する段階は、酸素アッシング(ashing)によって前記有機保護層の表面を酸化シリコン（SiO2）に転換することを特徴とする、請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法の構造に係り、特に、様々な液晶表示装置のスイッチング素子として用いる薄膜トランジスタ（以下に「TFT」と称する）を有する液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング素子としてＴＦＴを有する液晶表示装置において、ＴＦＴは各々の画素を駆動し、制御するために集積されている。
ＴＦＴアレイを具備した従来の液晶表示装置は、図１に示すように透明ガラス基板１１上に大略長方形の画素電極１２が行、列で配列されている。画素電極１２のそれぞれの行配列に沿う多数のゲート配線１３が形成され、また画素電極１２のそれぞれの列配列に沿うデータ配線１４が形成されている。
【０００３】
図２は、ＴＦＴアレイを具備した液晶表示装置での液晶表示素子の一部を示す平面図であり、まず、図２を参照して説明すると、基板１１上にゲート電極２３が形成され、各々のゲート配線１３と交差する多数のデータ配線１４がそれぞれ平行に形成されている。前記各々のゲート配線１３と各々のデータ配線１４とが交差する付近にＴＦＴが設けられている。
【０００４】
図３は、図２のＡ−Ａ’線による断面図であり、図３を参照して説明すると、基板11上にタンタル（Ta）金属等から成るゲート電極23が形成され、前記ゲート電極23を含む基板の全面に窒化シリコン（SiNx）などから成るゲート絶縁層21が形成されている。
前記ゲート絶縁層21上にアモルファスシリコン（以下には「a-Si」と称する）から成る半導体層22が形成されている。該半導体層上にn+型a-Siから成るオ−ミック接触層33が形成されている。
前記オ−ミック接触層33上にモリブデン（Mo）等から成るソース電極24、ドレイン電極34が形成されている。その上に有機物質から成る有機層10が保護層として形成されている。前記有機物質は無機物質と比べ、表面平坦度がはるかに高い。従って、複数の素子が積層され、表面に凸凹が発生した液晶表示装置の基板全面に有機物質を被着すると、表面段差を平坦化させることができる。従って、段差による液晶の配向不良や整列不良を減らすことができ、又、画素電極の面積を大きくすることで、高い開口率の実現が可能である。
続いて、前記有機保護層10の上にSiO２（酸化硅素）層、SiNx（窒化硅素）などから成る無機絶縁層15が形成されており、コンタクトホールが形成されている。
最後に、前記無機絶縁層上にITOのような透明金属から成る画素電極12が形成されている。
以上の説明から分かるように、液晶表示装置の従来の構造は、保護層が有機保護層10と無機絶縁層15との積層構造で形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の説明から分かるように、従来の液晶表示装置（LCD）は、有機保護層10と無機絶縁層15を有する積層構造であり、前記無機絶縁層は、前記有機保護層10からなる保護層と前記ITO層との密着性を良くするために、前記有機保護層上に形成されている。前記理由は、有機保護層はITO層との密着性が悪いためである。
前記の有機保護層と無機絶縁層の形成方法には、２種類の方法がある。一つは、有機保護層と無機絶縁層とを連続に被着した後、同時にこれらをパターニングをする方法であり、他の方法は、有機保護層を被着し、パターニングした後、無機絶縁層を被着し、パターニングする方法である。
前者の場合は、絶縁層をパターニングした後にフォトレジストを除去する時に、コンタクトホールの有機保護層と無機絶縁層とが積層された界面を通してＮメチル−ピロリドン(N-Methyl-Pyrrolidone)、アルコ−ル、アミンの混合物から成る有機溶液が浸透し絶縁層が膨脹、及び拡大される問題点がある。また、後者は絶縁層パターンの形成のために２回のパターニング段階が要求される問題点がある。又、画素電極であるITO層をパターニングする時に、コンタクトホールの領域で有機保護層と無機絶縁層の熱膨脹係数の差でクラックが発生し、画素電極とドレイン電極が断線されるという問題点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記のような問題点を解決するため、本発明は液晶表示装置の製造方法において、基板上に薄膜トランジスタを設ける段階と、前記薄膜トランジスタ上に有機保護層を被着する段階と、前記有機保護層上にパターン化されたフォトレジストを形成する段階と、前記トランジスタのソース、ドレイン中の一つの上にコンタクトホールを形成するために前記有機保護層をエッチングする段階と、酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去し、前記有機保護層の表面に酸素アッシング（ashing）で無機絶縁層を形成するまで連続的に酸素アッシング（ashing）を行う段階と、そして、前記コンタクトホールを通して前記トランジスタの前記ソース、ドレイン電極中の一つと接続する画素電極を形成する段階とからなることを特徴とする。
【０００７】
前記製造方法は、ドライエッチング法で有機保護層をパターニングし、有機保護層の上に塗布されたフォトレジストを酸素アッシング（ashing）で除去した後、酸素アッシング（ashing）を一定の時間続けて進行して有機保護層の表面に酸化シリコン（SiO２）に転換された無機絶縁層が形成されることを特徴とする。
また、本発明の１態様によれば、前記有機保護層は、フッ素が添加されたポリイミド、テフロン（登録商標）、サイトップ（Cytop）（登録商標）、フルオロポリアリールエーテル、フッ素が添加されたパリレン(parylene)、ペルフルオロシクロブタン（PerFluoroCycloButane）及びベンゾシクロブテン（BenzoCycloButene）中の少なくとも一つを含むことを特徴とする。
【０００８】
液晶表示装置は、基板と、前記基板上に形成されたゲート配線と、該ゲート配線を覆うように形成されたゲート絶縁層と、該ゲート絶縁層上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたソース電極、ドレイン電極と、該ソース、ドレイン電極を含んで基板全面を覆うように形成された有機保護層と、前記有機保護層の表面が酸素アッシング（ashing）によって酸化シリコン（SiO２）に転換され形成された無機絶縁層と、前記ドレイン電極上の記無機絶縁層及び有機保護層を貫通して形成されたコンタクトホールと、該コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続され、前記無機絶縁層上に形成された画素電極とを含む構造である。
【０００９】
又、本発明による他の例のスタガ（Stagger）型のTFTアレイは、基板と、該基板上に形成されたソース電極、ドレイン電極と、該ソース電極、ドレイン電極上に形成された半導体層と、該半導体層上に形成されたゲート絶縁層と、該ゲート絶縁層の上に形成されたゲート電極と、該ゲート電極を含む前記基板全面を覆うように形成された有機保護層と、該有機保護層の表面を酸素アッシング（ashing）によって酸化シリコン（SiO２）に転換され形成された無機絶縁層と、前記ドレイン電極上の該絶縁層及び保護層を貫通して形成されたコンタクトホールと、該コンタクトホールを通じて前記ドレイン電極と接続され、前記無機絶縁層上に形成された画素電極とからなる構造である。
【００１２】
本発明の液晶表示装置の製造方法の他の態様においては、基板上にゲート、ゲート絶縁層、ソース及びドレインを有する薄膜トランジスタを形成する段階と、前記薄膜トランジスタのソースに接続されるデータ配線を形成する段階と、前記薄膜トランジスタのゲートに接続されるゲート配線を形成する段階と、前記薄膜トランジスタ上に有機保護層を形成する段階と、前記有機保護層は、フッ素が添加されたポリイミド、テフロン（登録商標）、サイトップ（Cytop）（登録商標）、フルオロポリアリールエーテル、フッ素が添加されたパリレン(parylene)、ペルフルオロシクロブタン（PerFluoroCycloButane）及びベンゾシクロブテン（BenzoCycloButene）中の少なくとも一つであり、前記有機保護層上にパターン化されたフォトレジストを形成する段階と、前記薄膜トランジスタのソース、ドレイン中の一つの上にコンタクトホールを形成するために前記有機保護層をエッチングする段階と、酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去し、前記有機保護層の表面に酸素アッシング（ashing）で無機絶縁層を形成するまで連続的に酸素アッシング（ashing）を行う段階と、前記コンタクトホールを通して前記薄膜トランジスタのソース、ドレイン中の一つと接続する画素電極を形成する段階からなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施例１］
実施例１は図４〜図９を参照して説明する。
図４に示すように、基板 111の全面にアルミニウムのような金属を被着し、パターニングしてゲート配線（図示せず）とゲート電極123を形成する。そして、該金属がパターン化されている基板の全表面にゲート絶縁層121を被着する（図４）。続いてa-Si層、n+型a-Si層を被着し（図５）、パターニングして該半導体層122とn+型a-Si層133を形成する（図６）。続いて、クロム（Cr）を被着した後、パターニングしてソース電極124と、ドレイン電極134を形成する。そして、n+型a-Si層133の露出された部分をエッチングする（図７）。図８を参照して、全面に-Si-O-結合構造
【化１】
0004023866.tif 000002
を有する有機物質を被着して有機保護層110を形成する。前記有機保護層にフォトレジストを塗布し、現像する。ドライエッチング法等のような方法でドレイン電極と画素電極を接続させるためのコンタクトホール143を形成する。酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去する。前記有機保護層の表面は、酸化によって酸化シリコン（SiO２）に転換され無機絶縁層115を形成する（図８）。もし、前記有機保護層が前記ゲート、データ配線パッド部を覆っていると、これはドライエッチング法によってコンタクトホールが形成される時、同時にエッチングされることも可能である（図示せず）。続いて、ITO層を被着し、フォトレジストを塗布し、現像する。フォトレジストの現像されたパターンによってITO層をエッチングして画素電極112を形成する。この時、酸素アッシング（ashing）で残存のフォトレジストを除去することも可能である（図９）。
【００１４】
［実施例２］
実施例２について図１０〜図１３を参照して説明する。図１０に示すように、基板111の全面にクロム（Cr）のような金属を被着し、データ配線（図示せず）、ソース電極124及びドレイン電極134を形成する。該クロム（Cr）金属パターン層が形成された前記基板の全面にa-Si層と窒化シリコン（SiNx）層とアルミニウム層を被着し（図１０）、パターニングして半導体層122、ゲート絶縁層121、ゲート配線（図示せず）及びゲート電極123を形成する（図１１）。前記基板の全面に-Si-O-結合を有する有機物質を被着して有機保護層110を形成する。
本発明には、-Si-O-結合構造
【化２】
0004023866.tif 000003
を有する様々な化合物が考慮されている。例えば、そのような化合物は、ベンゾシクロブテン(benzocyclobutene)を含む。
前記保護層にフォトレジストを塗布して、露光した後に現像する。ドライエッチング法等の方法でコンタクトホール143を形成する。酸素アッシング（ashing）で前記フォトレジストを除去する。前記有機保護層の表面は、酸化によって酸化シリコン（SiO２）に転換され無機絶縁層115を形成する（図１２）。もし、前記有機保護層が前記ゲート、データ配線パッド部を覆っていると、これはドライエッチング法によってコンタクトホールが形成される時、同時にエッチングされることも可能である（図示せず）。続いてITO層を被着し、フォトレジストを塗布し、露光した後に現像する。フォトレジストの現像されたパターンによってITO層をドライエッチング法でエッチングして画素電極112を形成する。この時、酸素アッシング（ashing）で残存のフォトレジストを除去することも可能である（図１３）。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の上述した液晶表示装置の製造方法の特性は、次の通りである。有機保護層の上にフォトレジストを塗布し、マスクを使って所定の形状でフォトレジストを露光し、現像する。そしてフォトレジスト形状によってドライエッチング法で有機保護層をパターニングする。そして、有機保護層の上に残っているフォトレジストを酸素アッシング（ashing）で除去する。酸素アッシング（ashing）を使用する場合には、一定の時間に続けて酸素で有機保護層をアッシングして有機保護層の表面を酸化シリコン（SiO２）に転換して無機絶縁層115を形成する。したがって、（１）有機保護層をエッチングし、（２）フォトレジストを除去し、（３）酸素で前記有機保護層をアッシング（ashing）する３段階をドライエッチング室(Chamber)内で一回で連続進行することができる。
【００１６】
前記のような特徴を有する製造方法の効果は有機保護層のエッチングと、フォトレジストの除去と、酸素アッシング（ashing）とをドライエッチング室(Chamber)内で一回で連続進行することができるから、工程の短縮が可能である。有機保護層上のフォトレジストが除去された後、酸素アッシングで有機保護層110の表面を酸化シリコン（SiO２）層化させて前記有機保護層上に無機絶縁層を形成することも可能である。
【００１７】
又、酸素アッシング（ashing）で有機保護層の表面を酸化シリコン（SiO２）に転換して、無機絶縁層を形成するので、有機保護層と無機絶縁層が積層された界面にＮメチル−ピロリドン(N-Methyl-Pyrrolidone)、アルコール、アミンの混合物から成る有機溶液が浸透して、絶縁層が膨脹や拡大するという従来の問題点を改善することができる。
又、本発明による絶縁層上に形成された酸化シリコン（SiO２）層は、有機保護層と無機絶縁層との熱膨脹係数の差により発生する画素電極とドレイン電極の間の断線や剥離が発生するという問題点を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液晶表示装置を示す回路図。
【図２】従来の液晶表示装置のＴＦＴ、画素電極部を示す拡大平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ′線による断面図。
【図４】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図５】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図６】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図７】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図８】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図９】本発明の実施例１による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１０】本発明の実施例２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１２】本発明の実施例２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【図１３】本発明の実施例２による液晶表示装置の製造工程を示す断面図。
【符号の説明】
１０、１１０  有機保護層、保護層
１１、１１１  基板
１２、１１２  画素電極
１３、１１３  ゲート配線
１４、１１４  データ配線
１５、１１５  無機絶縁層
２０、１２０  アルミニウム層
２１、１２１  ゲート絶縁層
２２、１２２  半導体層
２３、１２３  ゲート電極
２４、１２４  ソース電極
３３、１３３  オーミック接触層
３４、１３４  ドレイン電極
４３、１４３  コンタクトホール
【図１】
0004023866.tif 000004
【図２】
0004023866.tif 000005
【図３】
0004023866.tif 000006
【図４】
0004023866.tif 000007
【図５】
0004023866.tif 000008
【図６】
0004023866.tif 000009
【図７】
0004023866.tif 000010
【図８】
0004023866.tif 000011
【図９】
0004023866.tif 000012
【図１０】
0004023866.tif 000013
【図１１】
0004023866.tif 000014
【図１２】
0004023866.tif 000015
【図１３】
0004023866.tif 000016