JP4880225B2 - 結晶化用光マスク及びこれを利用した薄膜トランジスタ表示板の製造方法 - Google Patents
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Description
非晶質シリコンを結晶化する結晶化工程においてレーザービームを局部的に照射するための結晶化用光マスクであって、
前記光マスクは、レーザービームが透過する透光領域を定義するスリットが一定に配列されている第1スリット領域を含み、
前記第1スリット領域のスリットは前記結晶化工程で前記マスクの移動方向に対し一定角度で傾斜して設けられ、
前記第1スリット領域は、第1の長さを有する第1スリットと前記第1の長さより長い第2の長さを有する第2スリットとを含み、
前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い、。
絶縁基板上に非晶質シリコン膜を形成する段階、
前記非晶質シリコン膜に第1の長さの第1スリット及び第2の長さの第2スリットを含む光マスクにおいて、前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い光マスクを通じてショット毎に前記非晶質シリコン膜にレーザーを照射し、第1方向及び前記第1方向とは反対の第2方向に前記ショットを移動する段階を反復実施して多結晶シリコン膜を形成する段階、
前記多結晶シリコン膜をパターニングして半導体層を形成する段階、
前記半導体層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上に前記半導体層と一部が重なるゲート線を形成する段階、
前記半導体層の所定領域に導電型不純物を高濃度にドーピングしてソース領域及びドレイン領域を形成する段階、
前記ゲート線及び半導体層を覆うように第1層間絶縁膜を形成する段階、
前記第1層間絶縁膜上に前記ソース領域と連結されるソース電極を有するデータ線及び前記ドレイン領域と連結されるドレイン電極を形成する段階、
前記データ線及びドレイン電極上に第2層間絶縁膜を形成する段階、
前記第2層間絶縁膜上に前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階を含み、
前記第1及び第2スリットは前記光マスクの移動方向に対し所定角度ほど傾斜して配列されている。
絶縁基板上に非晶質シリコン膜を形成する段階、
前記非晶質シリコン膜に第1の長さの第1スリット及び第2の長さの第2スリットを含む光マスクにおいて、前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い光マスクを通じてショット毎に前記非晶質シリコン膜にレーザーを照射し、第1方向及び前記第1方向とは反対の第2方向に前記ショットを移動する段階を反復進行して多結晶シリコン膜を形成する段階、
前記多結晶シリコン膜をパターニングして半導体層を形成する段階、
前記半導体層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上に前記半導体層と一部分が重畳するゲート線及びデータ金属片を形成する段階、
前記半導体層の所定領域に導電型不純物を高濃度にドーピングしてソース領域及びドレイン領域を形成する段階、
前記半導体層を覆うように層間絶縁膜を形成する段階、
前記層間絶縁膜上に前記ソース領域及び前記データ金属片と連結されるデータ連結部、前記ドレイン領域と連結される画素電極を形成する段階を含み、
前記第1及び第2スリットは前記光マスクの移動方向に対し所定角度ほど傾斜して配列されている。
前記第1領域と前記第2領域のスリットはずらして配列されている、薄膜トランジスタ表示板の製造方法を提供する。
本発明の実施例による結晶化用光マスクは、第1の長さを有するスリット及び第2の長さを有するスリットを含む。これに関して、薄膜トランジスタ表示板を製造する方法を通じて詳細に説明する。
<第1実施例>
図1は本発明の一実施例を説明するための薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図2は図1に示すII-II’線による断面図である。
前記のような本発明の第1実施例によって薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について、図3a乃至図9bと共に既に説明した図1及び図2を参照して詳細に説明する。
次いで、非晶質シリコン膜を順次的側方向固状結晶化方法で結晶化して多結晶シリコン膜を形成する。そして、多結晶シリコン膜を光マスクを用いる写真エッチング工程でパターニングして、多結晶シリコンからなる半導体層150を形成する。
図4に示す光マスク(MP)は、同一のパターンを有するA領域(A)とB領域(B)に分けられ、それぞれの領域(A、B)は、各々レーザービームが透過するスリット(S1、S2)が一定間隔で配列されてスリット列をなしている。この時、A領域(A)とB領域(B)に配置されているスリットは互いにずらして配置されており、結晶化工程時に光マスク(MP)の移動方向に対し所定角度ほど傾斜(tilt)している。
次に、感光膜パターン(PR)をマスクに半導体層150に導電型不純物を高濃度にドーピングしてソース及びドレイン領域153、155を形成する。
図9a及び図9bに示すように、データ線171及びドレイン電極175を覆う第2層間絶縁膜602を形成する。その後、第2層間絶縁膜602を写真エッチング工程でパターニングして、ドレイン電極175を露出する第3接触孔163を形成する。第2層間絶縁膜602も第1層間絶縁膜601と同一物質で形成することができる。
<第2実施例>
図10は本発明の第2実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図11は図10に示す切断線XI−XI’−XI”線による断面図である。
また、維持電極線131がゲート線121と一定距離を離れて形成され、平行に位置するように、ゲート線121と同一物質で同一層に形成されている。半導体層150と重なる維持電極線131の一部は維持電極133となり、維持電極133の下に位置する半導体層150は維持電極領域157となる。
層間絶縁膜160上にはデータ連結部171b、画素電極190、接触補助部材82が形成されている。データ連結部171bは、縦方向にゲート線121及び維持電極線131と交差するように形成されている。
図12a、図13a、図15aは本発明の第2実施例による薄膜トランジスタ表示板を製造する中間工程の配置図であり、図12bは図12aに示すXIIB-XIIB’-XIIB”線による断面図であり、図13bは12aに示すXIIIB-XIIIB’-XIIIB”線による断面図であり、図14は図13bに続く工程の断面図であり、図15bは図15aに示すXVB−XVB’−XVB”線による断面図である。
その後、非晶質シリコン膜をSLS方法で結晶化して多結晶シリコン膜を形成する。結晶化する方法は、第1実施例の図4及び図5で説明した方法と同じである。
そして、図14に示すように、感光膜パターン(PR)を除去した後、ゲート線121、維持電極線131をマスクに半導体層150に導電型不純物を低濃度にドーピングして低濃度ドーピング領域152を有する半導体層150を完成する。そして、ゲート線121をチタニウムのような高耐熱、高化学性物質で形成しないときには、配線の損傷を減らすために、感光膜パターン(PR)を形成してから不純物をドーピングすることができる。
図10及び図11に示すように、第1乃至第4接触孔161〜164の内部を含む層間絶縁膜160上に透明な導電物質で導電層を形成しパターニングして、データ連結部171b及び画素電極190、接触補助部材82を形成する。
<第3実施例>
順次的側面固状結晶工程では、スリットで透過領域を定義するマスクを利用してレーザービームを透過領域を通過させることによって、局部的に非晶質シリコンを完全に溶かして非晶質シリコン層に液状領域を形成した後、固状領域の境界面に垂直にグレーン(grain:結晶粒)を成長させて非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する。本発明の実施例ではレーザービームが透過する透過領域を定義するスリットは曲線の境界線を有する。このようなマスクを利用した順次的固状結晶化方法では、多結晶シリコンの主結晶粒はスリットの境界形状に沿った曲線状に形成される。これについて、具体的に図面を参照して説明する。
次に、図22Cに示すように、酸化ケイ素や窒化ケイ素を蒸着してゲート絶縁膜140を形成する。次に、アルミニウムまたはアルミニウム合金などのように低抵抗導電物質を含むゲート配線用伝導性物質を蒸着した後、パターニングしてゲート電極124を形成する。
121 ゲート線
124 ゲート電極
131 維持電極線
133 維持電極
140 ゲート絶縁膜
150 半導体層
153 ソース領域
154 チャンネル領域
155 ドレイン領域
171 データ線
173 ソース電極
175 ドレイン電極
190 画素電極
161〜164 第1〜第4接触孔
Claims (12)
- 非晶質シリコンを結晶化する結晶化工程においてレーザービームを局部的に照射するための結晶化用光マスクであって、
前記光マスクは、レーザービームが透過する透光領域を定義するスリットが一定に配列されている第1スリット領域を含み、
前記第1スリット領域のスリットは前記結晶化工程で前記マスクの移動方向に対し一定角度で傾斜して設けられ、
前記第1スリット領域は、第1の長さを有する第1スリットと前記第1の長さより長い第2の長さを有する第2スリットとを含み、
前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い、結晶化用光マスク。 - レーザービームが透過する投光領域を定義するスリットが一定に配列されている第2スリット領域をさらに含み、
前記第1スリット領域のスリットと前記第2スリット領域のスリットとはずらして配列されている、請求項1に記載の結晶化用光マスク。 - 絶縁基板上に非晶質シリコン膜を形成する段階、
前記非晶質シリコン膜に第1の長さの第1スリット及び第2の長さの第2スリットを含む光マスクにおいて、前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い光マスクを通じてショット毎に前記非晶質シリコン膜にレーザーを照射し、第1方向及び前記第1方向とは反対の第2方向に前記ショットを移動する段階を反復実施して多結晶シリコン膜を形成する段階、
前記多結晶シリコン膜をパターニングして半導体層を形成する段階、
前記半導体層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上に前記半導体層と一部が重なるゲート線を形成する段階、
前記半導体層の所定領域に導電型不純物を高濃度にドーピングしてソース領域及びドレイン領域を形成する段階、
前記ゲート線及び半導体層を覆うように第1層間絶縁膜を形成する段階、
前記第1層間絶縁膜上に前記ソース領域と連結されるソース電極を有するデータ線及び前記ドレイン領域と連結されるドレイン電極を形成する段階、
前記データ線及びドレイン電極上に第2層間絶縁膜を形成する段階、
前記第2層間絶縁膜上に前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階を含み、
前記第1及び第2スリットは前記光マスクの移動方向に対し所定角度ほど傾斜して配列されている、薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記半導体層に導電型不純物を前記ソース及びドレイン領域よりも低濃度にドーピングして低濃度ドーピング領域を形成する段階をさらに含む、請求項3に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記絶縁基板と前記半導体層の間に遮断膜を形成する段階をさらに含む、請求項3に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記光マスクの移動方向が異なるショットの境界部分において、前記第1スリットによる前記レーザービームの照射領域と、前記第2スリットによる前記レーザービームの照射領域と、が互いに一部重畳する、請求項3に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記光マスクは前記第1スリット及び第2スリットを有する第1領域と第2領域を有し、前記第1領域と前記第2領域のスリットはずらして配列されている、請求項3に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 絶縁基板上に非晶質シリコン膜を形成する段階、
前記非晶質シリコン膜に第1の長さの第1スリット及び第2の長さの第2スリットを含む光マスクにおいて、前記第2の長さは前記第1の長さよりも前記光マスクの整列誤差ほど長い光マスクを通じてショット毎に前記非晶質シリコン膜にレーザーを照射し、第1方向及び前記第1方向とは反対の第2方向に前記ショットを移動する段階を反復進行して多結晶シリコン膜を形成する段階、
前記多結晶シリコン膜をパターニングして半導体層を形成する段階、
前記半導体層を覆うようにゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上に前記半導体層と一部分が重畳するゲート線及びデータ金属片を形成する段階、
前記半導体層の所定領域に導電型不純物を高濃度にドーピングしてソース領域及びドレイン領域を形成する段階、
前記半導体層を覆うように層間絶縁膜を形成する段階、
前記層間絶縁膜上に前記ソース領域及び前記データ金属片と連結されるデータ連結部、前記ドレイン領域と連結される画素電極を形成する段階を含み、
前記第1及び第2スリットは前記光マスクの移動方向に対し所定角度ほど傾斜して配列されている薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記半導体層に導電型不純物を前記ソース及びドレイン領域より低濃度にドーピングして、低濃度ドーピング領域を形成する段階をさらに含む、請求項8に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記絶縁基板と前記半導体層との間に遮断膜を形成する段階をさらに含む、請求項8に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記光マスクの移動方向が異なるショットの境界部分において、前記第1スリットによる前記レーザービームの照射領域と、前記第2スリットによる前記レーザービームの照射領域と、が互いに一部重畳する、請求項8に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記光マスクは前記第1スリット及び第2スリットを有する第1領域と第2領域を有し、
前記第1領域と前記第2領域のスリットはずらして配列されている、請求項8に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
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