KR100248121B1 - Thin film transistor and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판 상에 소정간격으로 형성된 소오스/드레인전극 및 제1게이트 전극과, 기판 상에 제1게이트전극을 덮되, 소오스/드레인전극을 노출시키는 접촉홀이 형성된 완충산화막과, 완충산화막 상에 형성되어, 소오스영역-옵셋여역-채널영역-옵셋영역-드레인영역을 갖는 활성층과, 활성층 상에 게이트절연막이 개재되어 형성된 제2게이트전극을 구비한 구조를 갖는다.The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and includes a source / drain electrode and a first gate electrode formed at predetermined intervals on a substrate, and a contact hole covering the first gate electrode on the substrate and exposing the source / drain electrode. A buffer oxide film formed on the buffer oxide film, an active layer formed on the buffer oxide film, and having a source region, an offset region, a channel region, an offset region, and a drain region, and a second gate electrode formed on the active layer with a gate insulating film interposed therebetween. Have

상기 구조를 갖는 본 발명의 박막 트랜지스터를 제조하는 방법으로 우선, 기판 상에 소정간격으로 소오스/드레인전극 및 제1게이트전극을 형성하는 공정과, 기판 상에 제1게이트전극을 덮되, 소오스/드레인전극을 노출시키는 각각의 콘택홀이 형성딘 완충산화막을 형성하는 개재 공정과, 완충산화막, 상에 활성층 및 게이트산화막이 재개된 제2게이트전극을 형성하는 공정과, 제2게이트전극을 마스크로 상기 활성층 상에 불순물이 도핑된 소오스/드레인영역과 불순물이 도핑되지 않은 필드감소영역 및 채널 영역을 형성하는 공정을 구비한 것이 특징이다.A method of manufacturing the thin film transistor of the present invention having the above structure comprises the steps of: first forming a source / drain electrode and a first gate electrode on a substrate at a predetermined interval, and covering the first gate electrode on the substrate, wherein the source / drain is covered. An intervening step of forming a buffered oxide film formed by each contact hole exposing the electrode, forming a second gate electrode on which the active layer and the gate oxide film are resumed on the buffered oxide film, and using the second gate electrode as a mask. And a process of forming a source / drain region doped with impurities and a field reduction region and a channel region not doped with impurities on the active layer.

따라서, 본 발명에서는 제1게이트전극을 추가하여 오프전류를 제어하고 온전류를 증가시키는 잇점이 있다.Accordingly, in the present invention, the first gate electrode is added to control the off current and to increase the on current.

Description

박막 트랜지스터 및 그 제조방법Thin Film Transistor and Manufacturing Method Thereof

본 발명은 박막 트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 및 그 제조방법에 관 한 것으로, 특히, 오프전류(off current)를 제어하기에 적당한 박막트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor (TFT) and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a thin film transistor suitable for controlling off current and a manufacturing method thereof.

일반적으로 액정표시장치에 형성되는 박막 트랜지스터는 현재까지 비정질실리콘을 이용하고 있으나, 비정질실리콘에 비하여 전자나 전공의 이동도가 높은 다결정 실리콘을 이용할 경우 패널 상에 별도의 구동회로부를 부착하지 않고 내장할 수 있기 때문에 점차로 다결정실리콘으로 대체되고 있는 실정이다.Generally, thin film transistors formed in liquid crystal display devices use amorphous silicon until now, but when polycrystalline silicon having high mobility of electrons or electrons is used compared to amorphous silicon, it is not necessary to attach a separate driving circuit on the panel. It is increasingly being replaced by polycrystalline silicon.

따라서, 구동회로 IC 본딩으로 연결하는 대신에 구동회로의 많은 부분을 박막트랜지스터로 형성하여 화소부에 형성되는 박막 트랜지스터와 동시에 제작할 수 있다.Therefore, instead of connecting by driving circuit IC bonding, a large portion of the driving circuit may be formed of a thin film transistor to be manufactured simultaneously with the thin film transistor formed in the pixel portion.

그리고 다결정실리콘 박막 트랜지스터를 사용하는 액정표시장치는 유리기판상에 구동회로부와 화소부가 함께 내장된 구조를 취하고 있는 데, 구동회로부의 박막 트랜지스터는 다결정실리콘의 특성상 빠른 주파수에서 스위칭이 가능하다.In addition, a liquid crystal display device using a polysilicon thin film transistor has a structure in which a driving circuit portion and a pixel portion are embedded on a glass substrate. The thin film transistor of the driving circuit portion can switch at a high frequency due to the characteristics of the polycrystalline silicon.

이때, 스위칭 동작(switching operation) 측면에서는 일반적으로 트랜지스터가 "온" 상태와 "오프"상태라 할 수 있는 두 개의 전도상태로 제어되며, 스위치가 닫혀 있을 때는 즉, 오프전류일 때에는, 단락회로로, 도한 열려 있을 때는 즉, 온전류일 때에는 개방회로로 나타난다.그리고 이 소자는 이들 상태 사이의 한 상태에서 다른 상태로 스위치되는 데 있어 많은 시간이 걸리지 않는 것이 바람직하다.At this time, in terms of switching operation, the transistor is generally controlled to two conducting states, which can be referred to as an "on" state and an "off" state, and a short circuit when the switch is closed, that is, when the off current is present. In addition, it appears as an open circuit when it is open, i.e. when it is on-current. It is desirable that the device does not take much time to switch from one state to another between these states.

그러나, 화소부의 화소 스위칭용 박막 트랜지스터는 오프상태에서의 드레인전류 값이 크기 때문에 그 작동에 장애를 일으킴에 따라, 화소부에서는 오프전류의 수준을 적절한 수준으로 낮추기 위해 엘디디 (LDD: Lightly Doped Drain)구조, 오프셋 (offset) 구조, 듀얼게이트(dual gate) 구조 등을 채택한 박막 트랜지스터가 종래에 제안된 바 있다.However, as the pixel switching thin film transistor in the pixel portion has a large drain current value in the off state, the operation thereof is disturbed. Therefore, in the pixel portion, a lightly doped drain is used to reduce the level of the off current to an appropriate level. A thin film transistor adopting a structure, an offset structure, a dual gate structure, or the like has been conventionally proposed.

제1도 종래기술에 따른 제1실시예로, 옵셋구조를 갖는 박막트랜지스터의 단면 도이고, 도 2a내지 도 2c는 종래기술에 따른 옵셋구조를 갖는 박막 트랜지스터 제조공정도이다.1 is a cross-sectional view of a thin film transistor having an offset structure according to a first embodiment according to the prior art, and FIGS. 2A to 2C are manufacturing process diagrams of a thin film transistor having an offset structure according to the prior art.

종래의 제1실시예인 박막 트랜지스터는, 도 1을 참조하면, 절연기판(100) 상에 소정간격으로 소오스전극(102)과 드레인전극(104)이 형성되어 있고, 소오스/드레인전극(102)(104) 및 그 사이를 덮는 활성층(106)이 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, the thin film transistor according to the first embodiment of the present invention has source and drain electrodes 104 and 104 formed on the insulating substrate 100 at predetermined intervals, and the source / drain electrodes 102 ( 104 and an active layer 106 covering therebetween are formed.

그리고 소오스/드레인전극(102)(104) 사이와 대응되는 소정부위의 활성층 상에는 게이트절연막(108)을 재하여 형성된 게이트전극(110)이 위치되어 있다. 게이트전극과 대응되는 부위의활성층에는 채널영역(106-1)이 형성되어 있고, 채널영역(106-1)과 소오스전극(102) 사이와 채널영역( (106-1)과 드레인전극(104) 사이와 대응되는 부위의 활성층에는 옵셋영역(106-2)이 각각 형성되어 있다.The gate electrode 110 formed of the gate insulating film 108 is positioned on the active layer at a predetermined portion corresponding to the source / drain electrodes 102 and 104. A channel region 106-1 is formed in the active layer of the portion corresponding to the gate electrode, between the channel region 106-1 and the source electrode 102, and between the channel region 106-1 and the drain electrode 104. Offset regions 106-2 are formed in the active layers of the portions corresponding to the gaps.

그리고 소오스전극(102)과 드레인전극(104)과 대응되는 부위의 활성층에는 소오스영역(106-4)과 드레인영역(106-5)이 각각 형성되어 있다. 즉, 도면에서 왼쪽부터 순서대로 나열하면, 활성층(106)은 소오스영역 (106-4)-옵셋영역(106-2)-채널영역(106-1)-옵셋영역(106-3)-드레인영역(106-5)으로 이루어져 있다.The source region 106-4 and the drain region 106-5 are formed in the active layer of the portion corresponding to the source electrode 102 and the drain electrode 104, respectively. That is, in the drawing in order from the left, the active layer 106 is composed of the source region 106-4, the offset region 106-2, the channel region 106-1, the offset region 106-3, and the drain region. (106-5).

상기 구조 상에, 소오스전극(102) 및 드레인전극(104)을 노출시키는 제1, 제2콘택홀(H-1,H-2)이 형성된 층간절연막(112)이 형성되어 있다. 이 제1, 제2콘택홀(H-1, H-2)을 통하여 소오스전극(102)과 드레인전극(104)이 소오스배선(114)과 드레인배선(116)에 각각 접속된 구조를 갖는다.On the structure, an interlayer insulating film 112 having first and second contact holes H-1 and H-2 exposing the source electrode 102 and the drain electrode 104 is formed. The source electrode 102 and the drain electrode 104 are connected to the source wiring 114 and the drain wiring 116 through the first and second contact holes H-1 and H-2, respectively.

이와 같은 구조를 갖는 종래의 제1실시예인 옵셋영역이 형성된 박막 트랜지스터의 제조공정을 알아본다.A manufacturing process of a thin film transistor having an offset region, which is the first embodiment of the related art, will be described.

도 2a를 참조하면, 절연기판(100)상에 크롬(cr) 또는 몰리브덴(Mo) 등의 금속을 이용하여 금속층을 형성하며, 이 금속층 상에 불순믈이 고농도로 도핑된 비정질 실리콘층을 형성한 후, 레이저 조사 등을 이용하여 어닐링을 실시함으로써 다결정화한다.Referring to FIG. 2A, a metal layer is formed on the insulating substrate 100 using a metal such as chromium (cr) or molybdenum (Mo), and an amorphous silicon layer doped with a high concentration of impurities is formed on the metal layer. Then, polycrystallization is performed by annealing using laser irradiation or the like.

이어서, 금속층 및 다결정화된 실리콘층을 소정간격으로 사진식각하여 소오스전극(202) 및 드레인전극(204) 및 그상부에 각각의 오믹콘택충(205)을 형성한다.Subsequently, the metal layer and the polycrystalline silicon layer are photo-etched at predetermined intervals to form respective ohmic contact insects 205 on the source electrode 202 and the drain electrode 204 and thereon.

다음에, 절연기판(200) 상에 각각의 오믹콘택층(205)을 덮도록 다결정실리콘을 적층하여 활성층(206)을 형성한다. 이어서, 이 활성층(206)을 소오스/드레인전극 (202)(204)사이의 기판(200)과 접촉되도록 사진식각 방법으로 패터닝한다.Next, polysilicon is laminated on the insulating substrate 200 to cover each ohmic contact layer 205 to form an active layer 206. This active layer 206 is then patterned by photolithography to contact the substrate 200 between the source / drain electrodes 202 and 204.

이 때, 활성층(206)은 상기와 같이, 다결정실리콘층을 증착하여 형성하거나, 또는 기판 상에 비정질실리콘층을 증착한 후, 이 비정질실리콘층에 레이저 조사 등을 이용하여 어닐링함으로써 다결정화하여 형성한다.At this time, the active layer 206 is formed by depositing a polysilicon layer as described above, or by depositing an amorphous silicon layer on a substrate and then annealing the amorphous silicon layer using laser irradiation or the like to form a polycrystalline crystal. do.

제2b도를참조하면, 절연기판(200) 상에 활성층(206)을 덮도록 절연막과 금속층을 순차적으로 형성한 후, 사진식각 방법으로 금속층이 활성층(206)상의 소오스전극(202)과 드레인전극(204)사이의 소정영역에 잔류되도록 패터닝하여 게이트전극 (201)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, after the insulating film and the metal layer are sequentially formed on the insulating substrate 200 to cover the active layer 206, the source layer 202 and the drain electrode on the active layer 206 are formed by photolithography. Patterned so as to remain in a predetermined region between the (204) to form a gate electrode 201.

다음에, 게이트전극(210)을 마스크로 절연막이 게이트전극(210) 하부에만 잔류되도록 패터닝하여 게이트절연막(208)을 형성한다.Next, the insulating film is patterned using the gate electrode 210 as a mask so as to remain only under the gate electrode 210 to form a gate insulating film 208.

이때, 절연막으로는 화학기상증착(CVD : chemical vapor Deposition)방법 등에 의해 산화실리콘 또는 질화실리콘을 증착하여 형성할 수 있으며, 금속층으로는 스퍼터링 방법 등에 의해 알루미늄 또는 크롬 등을 증착하여 형성할 수 있다.In this case, the insulating film may be formed by depositing silicon oxide or silicon nitride by a chemical vapor deposition (CVD) method, and the like, or the metal layer may be formed by depositing aluminum or chromium by a sputtering method or the like.

이어서, 소오스전극(202)과 드레인전극(204) 사이의 활성층(206)을 덮도록 이온 주입용 마스크(M1)를 형성한 후, 이 이온 주입용 마스크(M1)를 이용하여 노출된 부위의 활성층(206-4, 206-5)에 이온도핑의 방법으로 고농도의 불순물이온을 주입한다. 이 이온도핑과정에서 손상된 활성층(206)의 결정구조를 활성화하기 위하여 열처리나 레이저를 조사한다.Subsequently, the ion implantation mask M1 is formed to cover the active layer 206 between the source electrode 202 and the drain electrode 204, and then the active layer of the exposed portion is exposed using the ion implantation mask M1. (206-4, 206-5) is implanted with a high concentration of impurity ions by the method of ion doping. Heat treatment or laser irradiation is performed to activate the crystal structure of the active layer 206 damaged during the ion doping process.

이때, 활성층(206)은 게이트전극(210) 양측에 불순물이 도핑되지 않은 옵셋영역(206-2, 206-3)이 형성된다. 따라서 이 옵셋영역(206-2, 206-3)은 전도성을 거의 띠지 않는다.In this case, in the active layer 206, offset regions 206-2 and 206-3 that are not doped with impurities are formed on both sides of the gate electrode 210. Therefore, these offset regions 206-2 and 206-3 are almost not conductive.

제2c도를 참조하면, 이온 주입용 마스크(M1)를 제거한다.Referring to FIG. 2C, the ion implantation mask M1 is removed.

이때, 게이트전극(210)하부에 대응되는 부위의 활성층에는 채널영역(206-1)이 형성되고, 채널영역(206-1)의 양측의 활성층에는 불순물이 도핑되지 않은 각각의 옵셋영역(206-2, 206-3)이 형성되고, 각각의 옵셋영역(206-2, 206-3)의 주변의 활성층에는 소오스영역(206-4)과 드레인영역(206-5)이 형성된다. 즉, 활성층(206)은 소오스 영역(206-4)-옵셋영역(206-2)-채널영역(206-1)-옵셋영역(206-3)-드레인영역 (206-5)순서의 구조를 갖는다. 그리고 옵셋영역(206-2)은 전도성을 거의 띠지 않아 일정이상의 온전류를 가했을 경우에만 전류가 통하며, 또한 오프전류를 감소시키는 구실을 한다.At this time, the channel region 206-1 is formed in the active layer of the portion corresponding to the lower portion of the gate electrode 210, and the respective offset regions 206- are not doped with impurities in the active layers on both sides of the channel region 206-1. 2 and 206-3 are formed, and a source region 206-4 and a drain region 206-5 are formed in the active layer around each of the offset regions 206-2 and 206-3. That is, the active layer 206 has a structure in the order of the source region 206-4, the offset region 206-2, the channel region 206-1, the offset region 206-3, and the drain region 206-5. Have In addition, the offset region 206-2 is almost non-conductive, and the current flows only when a certain amount of on current is applied, and serves to reduce the off current.

다음에, 절연기판(200) 상에 게이트전극(210) 및 활성층(206)을 덮는 층간절연막(212)을 적층한 후, 소오스전극(202) 및 드레인전극(204)과 대응되는 부위의 활설층(206)을 노출시키는 각각의 제1, 제2접촉홀 (H-1,H-2)을 형성한다.Next, after the interlayer insulating film 212 covering the gate electrode 210 and the active layer 206 is laminated on the insulating substrate 200, the active layer of a portion corresponding to the source electrode 202 and the drain electrode 204 is stacked. Each of the first and second contact holes H-1 and H-2 exposing 206 is formed.

제2d도를 참조하면, 층간절연막(212)상에 각각의 제1, 제2접촉홀(H-1, H-2)을 덮는 소오스배선(214) 및 드레인배선(216)을 형성한다. 이때, 소오스배선(214)은 제1접촉홀(H-1)을 통해 하부의 소오스전극(202)와 전기적으로 연결되며, 드레인배선(216)은 제2접촉홀(H-2)을 통해 하부의 드레인 전극(204)과 전기적으로 연결 된다.Referring to FIG. 2D, a source wiring 214 and a drain wiring 216 are formed on the interlayer insulating film 212 to cover the first and second contact holes H-1 and H-2, respectively. At this time, the source wiring 214 is electrically connected to the lower source electrode 202 through the first contact hole H-1, and the drain wiring 216 is lower through the second contact hole H-2. Is electrically connected to the drain electrode 204.

이와 같이 제조된 종래의 제1실시예에서는 전도성을 거의 띠지 않는 옵셋영역 (216-2, 216-3)에서 캐리어의 이동이 활발하지 못함에 따라, 오프전류가 감소되나, 옵셋영역을 형성하기 위하여 별도의 이온주입용 마스크를 사용하는 데에 따른 제조비용 증가 및 공정절차의 복잡함이 문제가 되었다.In the first embodiment manufactured as described above, since the carrier is not actively moved in the offset regions 216-2 and 216-3 which are almost non-conductive, the off current is reduced, but in order to form the offset region. Increasing manufacturing cost and complexity of the process procedure by using a separate ion implantation mask has become a problem.

제3도는 종래기술에 따른 제2실시예로, LDD 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도이고, 제4a도내지 제4d도는 제2실시예인 LDD구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조공정도 이다.3 is a cross-sectional view of a thin film transistor having an LDD structure according to a second embodiment according to the prior art, and FIGS. 4A to 4D are manufacturing process diagrams of a thin film transistor having an LDD structure according to a second embodiment.

종래의 제2실시예인 LDD구조를 갖는 박막 트랜지스터는, 제3도를 참조하면, 절연기판(300) 상에 소정간격으로 소오스전극(302)과 드레인전극(304)이 형성되어 있으며, 소오스/드레인전극(302) 및 그 사이에는 활성층(308)이 형성되어 있다. 긔고 소오스전극(302)과 드레인전극(304)사이와 대응되는 소정부위의 활성층(306)상에 게이트전극(310)이 형성되어 있으며,활성층(306)과 게이트전극(310) 사이에는 게이트절연막(308)이 개재되어 있다.In the thin film transistor having the LDD structure according to the second embodiment of the present invention, referring to FIG. 3, the source electrode 302 and the drain electrode 304 are formed on the insulating substrate 300 at predetermined intervals. An active layer 308 is formed between the electrode 302 and the electrode. In addition, a gate electrode 310 is formed on the active layer 306 at a predetermined portion corresponding to between the source electrode 302 and the drain electrode 304, and between the active layer 306 and the gate electrode 310 a gate insulating film ( 308 is interposed.

이 게이트전극(310)과 대응되는 소정부위의 활성층(308)에는 채널영역(30 6-1)이 형성되어 있고, 채널영역(306-1)과 소오스전극(302)사이와 채널영역(306 -1)과 드레인전극(304) 사이의 활성층(306)에는 저농도로 도핑된 LDD(ldd:lightly doped drin)영역(306-2)(306-3)이 각각 형성되어 있다. 이 LDD 영역(306-2)(306-3)의 주변 활성층(306)에는 소오스영역(306-4)과 드레인영역(306-5)이 각각 형성되어 있다. 즉, 도면에서 왼쪽부터 순차적으로 설명하면, 활성층(306)은 소오스영역(306-4) LDD영역(306-3)-드레인영역(306-5)으로 이루어져 있다.A channel region 30 6-1 is formed in the active layer 308 at a predetermined portion corresponding to the gate electrode 310, and between the channel region 306-1 and the source electrode 302 and between the channel region 306-. Lightly doped dred (LDD) regions 306-2 and 306-3, which are lightly doped, are formed in the active layer 306 between 1) and the drain electrode 304. Source regions 306-4 and drain regions 306-5 are formed in the peripheral active layers 306 of the LDD regions 306-2 and 306-3, respectively. That is, in order from the left side in the figure, the active layer 306 is composed of a source region 306-4, an LDD region 306-3, and a drain region 306-5.

상기 구조 상에 소오스전극(302) 및 드레인전극(304)을 노출시키는 제3, 제4콘택홀(H-3)(H-4)이 형성된 층간절연막(312)이 형성되어 있다. 이 제3, 제4콘택홀(H-3)(H-4)을 덮는 소오스배선(314)과 드레인배선(316)이 형성되어 있다.An interlayer insulating film 312 having third and fourth contact holes H-3 and H-4 exposing the source electrode 302 and the drain electrode 304 is formed on the structure. A source wiring 314 and a drain wiring 316 are formed to cover the third and fourth contact holes H-3 and H-4.

그리고 제3, 제4콘택홀(H-3)(H-4)을 통하여 소오스배선(314)과 드레인배선 (316)이 소오스전극(302) 및 드레인전극(304)에 각각 접속되어 전기적으로 연결된다.The source wiring 314 and the drain wiring 316 are electrically connected to the source electrode 302 and the drain electrode 304 through the third and fourth contact holes H-3 and H-4, respectively. do.

상기의 구조를 갖는 종래의 제2실시예인 박막 트랜지스터의 제조공정을 알아본다.The manufacturing process of the thin film transistor according to the second conventional embodiment having the above structure will be described.

제4a도를 참조하면, 절연기판(400) 상에 금속층을 형성하며, 이 금속층 상에 불순물이 고농도로 도핑된 비정질실리콘층을 형성한 후, 레이저를 조사하여 다결정화한다.Referring to FIG. 4A, a metal layer is formed on the insulating substrate 400, and an amorphous silicon layer doped with a high concentration of impurities is formed on the metal layer, and then irradiated with laser to polycrystallize.

그리고 금속층 및 다결정화된 실리콘층을 일정간격으로 사진식각하여 소오스/드레인전극(402)(404) 및 그 상부에 각각의 오믹콘택층(405)을 형성한다.Then, the metal layer and the polycrystallized silicon layer are photo-etched at predetermined intervals to form the source / drain electrodes 402 and 404 and the ohmic contact layers 405 thereon.

다음에, 절연기판(400)상에 각각의 오믹콘택층(405)을 덮도록 다결정실리콘을 적층하여 활성층(406)을 형성한다. 이어서, 이 활성층 (4060을 소오스/드레인전극( 402)(404)사이의 기판(200)과 접촉되도록 사진식각 방법으로 패터닝한다.Next, polysilicon is laminated on the insulating substrate 400 to cover each ohmic contact layer 405 to form an active layer 406. This active layer 4060 is then patterned by photolithography to contact the substrate 200 between the source / drain electrodes 402 and 404.

이 때, 활성층(206)은 제1실시예와 마찬가지로, 다결정실리콘을 증착하여 형성하거나. 또는 가판상에 비정질실리콘을 증착한 후, 이 비정질실리콘에 레이저 조사 등을 이용하여 어닐링함으로써 다결정화하여 형성한다.At this time, the active layer 206 is formed by depositing polysilicon as in the first embodiment. Alternatively, amorphous silicon is deposited on the substrate, and then the amorphous silicon is annealed using laser irradiation or the like to form polycrystallization.

제4b도를 참조하면, 절연기판(400)상에 활성층(406)을 덮도록 절연막과 금속층을 순차적으로 형성한 후, 사진식각 방법으로 소오스전극(402)과 드레인전극(4 04)사이의 활성층(406)의 소정부분에 잔류되도록 패터닝하여 게이트절연막(408)과 게이트전극(410)을 형성한다.Referring to FIG. 4B, an insulating layer and a metal layer are sequentially formed on the insulating substrate 400 to cover the active layer 406, and then the active layer between the source electrode 402 and the drain electrode 4 04 by a photolithography method. The gate insulating film 408 and the gate electrode 410 are formed by patterning the remaining portions at a predetermined portion of the 406.

다음에, 소오스 전극(402)과 드레인전극(404) 사이의 활성층(406-1)(406 -2)(406-3)을 덮는 이온 주입용 마스크(M2)를 형성한 후, 이 이온 주입용 마스크(M2)를 이용하여 노출된 부위의 활성층(40 6)에 방법으로 이온도핑의 고농도의 불순물이온을 도핑한다.Next, after forming an ion implantation mask M2 covering the active layers 406-1, 406-2 and 406-3 between the source electrode 402 and the drain electrode 404, the ion implantation mask M2 is formed. A high concentration of impurity ions of ion doping is doped into the active layer 40 6 of the exposed portion by using the mask M2.

제4c도를 참조하면, 이온 주입용 마스크(M2)를 제거한다.Referring to FIG. 4C, the ion implantation mask M2 is removed.

그리고 게이트전극(410)을 마스크로 활성층(406)에 저농도의 불순물이온을 도핑하여 LDD영역(406-2)(406-3)을 형성한다.LDD regions 406-2 and 406-3 are formed by doping a low concentration of impurity ions into the active layer 406 using the gate electrode 410 as a mask.

이 때, 활성층(406)은 게이트절연막(408) 하부에는 채널영역(406-1)이 형성되고, 채널영역(406-1)의 양측에는 저농도의 불순물이 도핑된 LDD영역(406-2)(4 06-3)이 각각 형성되고, 각각의 LDD영역(406-2)(406-3)의 주변에는 고농도의 불순물이온이 도핑된 소오스영역(406-4)과 드레인영역(406-5)이 형성된다.At this time, the active layer 406 has a channel region 406-1 formed under the gate insulating film 408, and LDD regions 406-2 doped with a low concentration of impurities on both sides of the channel region 406-1 ( 4 06-3) are formed, and source regions 406-4 and drain region 406-5 doped with a high concentration of impurity ions are formed around each of the LDD regions 406-2 and 406-3. Is formed.

즉,활성층(406)은, 제4c도에서 왼쪽부터 순차적으로, 소오스영역(406-4)-LDD영역(406-2)-채널영역(406-1)-LDD 영역(406-3)-들인영역(406-5)인 순서로 이루어져 있다.That is, the active layer 406 is a source region 406-4-an LDD region 406-2-a channel region 406-1-an LDD region 406-3-sequentially from the left in FIG. 4C. Regions 406-5.

그리고 LDD영역(406-2)(406-3)은 불순물이온이 저농도로 도핑되었기 때문에 캐리어의 이동이 활발하지 못함에 따라, 오프전류를 감소시키는 역할을 한다.Since the LDD regions 406-2 and 406-3 are doped with low concentration of impurity ions, the carriers are not active, thereby reducing the off current.

다음에, 절연기판(400)상에 활성층(406) 및 게이트전극(410)을 덮되, 소오스영역(406-4)과 드레인 영역(406-5)을 노출시키는 각각의 제3, 제4접촉홀(H-3, H-4)이 형성된 층간절연막(412)을 형성한다.Next, each of the third and fourth contact holes covering the active layer 406 and the gate electrode 410 on the insulating substrate 400 and exposing the source region 406-4 and the drain region 406-5. An interlayer insulating film 412 formed with (H-3, H-4) is formed.

제4d도를 참조하면, 층간절연막(412)상에 제3,제4접촉홀(H-3, H-4)을 덮는 소오스배선(414) 및 드레인배선( 416)을 형성하며, 소오스배선(414)은 제3접촉홀(H-3)을 통해 하부의 소오스전극(402)와 전기적으로 연결되며, 드레인배선(416)은 제4접촉홀(H-4)을 통해 하부의 드레인전극(404)과 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 4D, a source wiring 414 and a drain wiring 416 are formed on the interlayer insulating film 412 to cover the third and fourth contact holes H-3 and H-4. The 414 is electrically connected to the lower source electrode 402 through the third contact hole H-3, and the drain wiring 416 is connected to the lower drain electrode 404 through the fourth contact hole H-4. ) Is electrically connected.

이와 같이 제조된 종래의 제2실시예에서는 LDD영역에서 캐리어의 이동이 활발하지 못하여 오프 전류가 감소되나, 활성층에 고농도의 불순물로 도핑된 소오스/드레인영역을 형성할시에, 별도의 이온주입용 마스크가 필요하기 때문에 그에 따른 비용증가 및 공정절차가 증가되는 문제점이 있었다.In the conventional second embodiment manufactured as described above, the carrier current is not active in the LDD region so that the off current is reduced, but when forming a source / drain region doped with a high concentration of impurities in the active layer, a separate ion implantation Since there is a need for a mask, there is a problem in that the cost increases and the process procedure increases.

제5도 및 제6a도 내지 제6d도는 종래기술의 제3실시예로, 듀얼게이트(dual gate)구조를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 그에 따른 박막 트랜지스터 제조공정도 이다.5 and 6A through 6D are cross-sectional views of a thin film transistor having a dual gate structure and a thin film transistor manufacturing process according to a third embodiment of the prior art.

종래의 제3실시에인 듀얼게이트 구조를 갖는 박막 트랜지스터는 , 제5도를 참조하면, 절연기판(500)상에 소정간격으로 소오스전극(502)과 드레인전극(504)이 형성되어 있고, 소오스,/드레인전극(502)(504) 및 그 사이에는 활성층(506)이 덮혀있다.In the conventional thin film transistor having the dual gate structure according to the third embodiment, referring to FIG. 5, the source electrode 502 and the drain electrode 504 are formed on the insulating substrate 500 at predetermined intervals. Drain electrodes 502 and 504 and an active layer 506 are covered therebetween.

그리고 소오스전극(502)과 드레인전극(504)사이와 대응되는 소정부위의 활성층 (506)상에는 게이트절연막(508)이 개재된 제1게이트전극(510)이 형성되어 있다. 그리고 활성층(506)은 제1게이트 전극(510)과 대응되는 부위에는 채널영역(506-1)이 형성되어 있고, 소오스전극(502)과 제1게이트 전극(510) 사이와 드레인 전극(504)과 제1게이트전극(510) 사이와 대응되는 부위에는 필드감소영역(506-2)(506-3)이 각각 형성되어 있다. 즉, 도면에서 왼쪽부터 순차적으로 설명하면, 활성층(506)은 필드감소영역(506-2)-채널영역(506-1)-필드감소영역 (506-3)으로 이루어져 있다.A first gate electrode 510 is formed on the active layer 506 corresponding to the source electrode 502 and the drain electrode 504 with a gate insulating film 508 interposed therebetween. In the active layer 506, a channel region 506-1 is formed at a portion corresponding to the first gate electrode 510, between the source electrode 502 and the first gate electrode 510, and the drain electrode 504. Field reduction regions 506-2 and 506-3 are formed at portions corresponding to between the first gate electrode 510 and the first gate electrode 510. That is, in order from the left side in the figure, the active layer 506 is composed of a field reduction region 506-2, a channel region 506-1, and a field reduction region 506-3.

그리고 게이트절연막(508) 상에는 게이트전극(510)을 덮는 층간절연막(5 12)이 형성되어 있다.이 게이트절연막(508) 및 층간절연막(508) 및 층간절연막(512)애는 소오스전극(502)과 드레인전극(504)을 노출시키는 제5, 제6콘택홀(H-5, H-6)이 형성되어 있다.An interlayer insulating film 5 12 is formed on the gate insulating film 508 to cover the gate electrode 510. The source electrode 502 is formed between the gate insulating film 508, the interlayer insulating film 508, and the interlayer insulating film 512. The fifth and sixth contact holes H-5 and H-6 exposing the drain electrode 504 are formed.

그리고, 제5, 제6콘택홀(H-5)(H-6)을 덮는 소오스배선(514)와 드레인배선(514)이 형성되어 있다.A source wiring 514 and a drain wiring 514 are formed to cover the fifth and sixth contact holes H-5 and H-6.

이 소오스배선(514)과 드레인배선(516)은 제5, 제6콘택홀(H-5)(H-6)을 통하여 소오스전극(502)과 드레인전극(504)에 각각 접속되어 있다.The source wiring 514 and the drain wiring 516 are connected to the source electrode 502 and the drain electrode 504 through fifth and sixth contact holes H-5 and H-6, respectively.

상기의 구조를 갖는 종래의 제3실시예인 박막 트랜지스터의 제조공정을 알아본다.The manufacturing process of the thin film transistor according to the third conventional embodiment having the above structure will be described.

제6a도를 참조하면, 절연기판(600)상에 금속층 및 불순물이 고종도로 도핑된 비정질실리콘층을 순차적으로 적층한 후, 이 비정질실리콘층에 레이저를 조사하여 다 결정화한다.Referring to FIG. 6A, an amorphous silicon layer doped with a high degree of doping with a metal layer and an impurity is sequentially stacked on the insulating substrate 600, and then the amorphous silicon layer is irradiated with laser to polycrystallize.

이어서. 사진식각 방법으로 금속층 및 다결정화된 실리콘층을 소정간격으로 패터닝하여 소오스/드레인전극(602)(604) 및 그 상부에 오믹콘택층(605)을 형성한다.next. The metal layer and the polycrystalline silicon layer are patterned at predetermined intervals by a photolithography method to form the source / drain electrodes 602 and 604 and the ohmic contact layer 605 thereon.

그리고 기판(600)상에 오믹콘택층(605)을 덮도록 불순물이 도핑되지 않은 비정질실리콘층을 형성한 후, 레이저로 조사하여 국부적으로 용융시키면서 전면을 결정화하여 활성층(606)을 형성한다. 이어서, 이 활성층(606)을 사진식각 방법으로 소오스 전극(602) 및 드레인전극(604)을 덮도록 패터닝한다.After forming an amorphous silicon layer that is not doped with impurities to cover the ohmic contact layer 605 on the substrate 600, the entire surface is crystallized while being locally melted by irradiation with a laser to form an active layer 606. Subsequently, the active layer 606 is patterned to cover the source electrode 602 and the drain electrode 604 by a photolithography method.

제6b도를 참조하면, 절연기판(600)상에 소오스전극(602) 및 드레인 전극( 604) 및 패터닝된 활성층(606)을 덮는 게이트절연막(608)을 형성한다.Referring to FIG. 6B, a gate insulating layer 608 is formed on the insulating substrate 600 to cover the source electrode 602, the drain electrode 604, and the patterned active layer 606.

그리고 게이트절연막(608)상에 알루미늄 또는 크롬 등의 금속을 스퍼터링 방법으로 증착하여 금속층을 형성한 후. 사진식각 방법으로 소오스전극(602)과 드레인 전극(604)사이의 소정영역과 대응되는 게이트절연막(608)상에 잔류되도록 패터닝 하여 제1게이트절연막여 제1게이트전극(610)을 형성한다.And depositing a metal such as aluminum or chromium on the gate insulating film 608 by a sputtering method to form a metal layer. The first gate insulating layer is formed as a first gate insulating layer by patterning the photolithography method so as to remain on the gate insulating layer 608 corresponding to a predetermined region between the source electrode 602 and the drain electrode 604 by a photolithography method.

제6c도를 참조하면, 게이트절연막(608)상에 제1게이트전극(610)을 덮도록 층간절연막(612)을 형성한 후, 산진식각 방법으로 소오스전극(602)과 드레인전극(604)의 상부의 오믹콘택층(605)을 노출시키도록 게이트절연막(608) 및 층간절연막(612)을 패터닝 하여 각각의 제5, 제6콘택홀 (h-5, h-6)을 형성한다.Referring to FIG. 6C, after forming the interlayer insulating film 612 on the gate insulating film 608 to cover the first gate electrode 610, the source electrode 602 and the drain electrode 604 may be formed by an acid etching method. The fifth and sixth contact holes h-5 and h-6 are formed by patterning the gate insulating layer 608 and the interlayer insulating layer 612 to expose the upper ohmic contact layer 605.

제6d도를 참조하면, 층간절연막(612)상에 제5, 제6콘택홀(H-5, H-6)을 덮도록 금속층을 적층한 후, 제5콘택홀(H-5) 및 제6 콘택홀 (H-6) 및 제1게이트전극 (610)과 대응되는 부위에 잔류되도록 패터닝하여 각각의 소오스배선(6140 및 드레인배선(616) 및 제2게이트전극(618)을 형성한다.Referring to FIG. 6D, a metal layer is stacked on the interlayer insulating layer 612 to cover the fifth and sixth contact holes H-5 and H-6, and then the fifth contact hole H-5 and the fifth contact hole H-5 and the sixth contact hole H-5 and H-6. Each of the source wirings 6140 and the drain wiring 616 and the second gate electrode 618 are formed by patterning the sixth contact holes H-6 and remaining portions corresponding to the first gate electrodes 610.

이 소오스배선(614) 및 드레인배선(616)은 제5, 제6콘택홀(H-5, H-6)을 통하여 하부의 소오스전극(602)과 드레인전극(604)과 전기적으로 연결된다.The source wiring 614 and the drain wiring 616 are electrically connected to the lower source electrode 602 and the drain electrode 604 through the fifth and sixth contact holes H-5 and H-6.

그리고 활성층(606)은 제1게이트전극(610)과 대응되는 부위에는 채널영역(6 06-1)이 형성되고, 소오스전극(602)과 제1게이트전극(610)사이와 드레인전극(604 )과 제1게이트전극(601)사이와 대응되는 부위에는 고저항영역인 필드감소 영역(606-2)(606-3)이 각각 형성된다.In the active layer 606, a channel region 6 06-1 is formed at a portion corresponding to the first gate electrode 610, between the source electrode 602 and the first gate electrode 610, and the drain electrode 604. Field reduction regions 606-2 and 606-3, which are high resistance regions, are formed at portions corresponding to between the and first gate electrodes 601.

따라서, 역바이어스 인가 시, 활성층(606)은 플러스 차지와 마이너스차지가 동시에 발생되어 전자가 정공을 기판 하부쪽으로 밀어내어 전계강도를 완하시킴에 따라 오프전류를 저감한다. 즉, 채널영역(606-1)의 양측의 활성층(606-2)(606-3)은 전하감소영역으로 캐리어의 이동이 적게되어 오프전류를 감소시킨다.Accordingly, when the reverse bias is applied, the active layer 606 simultaneously generates positive charge and negative charge, thereby reducing off current as electrons push holes to the lower side of the substrate to complete the electric field strength. That is, the active layers 606-2 and 606-3 on both sides of the channel region 606-1 reduce the movement of carriers to the charge reduction region, thereby reducing the off current.

그러나, 종래의 제3실시예에서는 금속층인 소오스/드레인전극과 실리콘층인 활성층 간의 접촉력이 좋지 않아 스텝커버리지가 불량하다. 따라서, 활성층 형성시 소오스 /드레인전극의 경사진 측면에서 박막 두께가 얇아지며, 그에 따라 레이저 결정화 시에 소오스/드레인전극의 경사진 측변의 박막이 떨어지거나 결정화 특성이 나빠지게 되는 문제점이 발생되었다.However, in the conventional third embodiment, the step coverage is poor because the contact force between the source / drain electrode as the metal layer and the active layer as the silicon layer is not good. Therefore, when the active layer is formed, the thickness of the thin film becomes thinner on the inclined side of the source / drain electrode, which causes a problem that the thin film on the inclined side of the source / drain electrode falls or the crystallization property deteriorates during laser crystallization.

상기의 문제점들을 해결하고자, 본 발명은 효과적으로 오프전류를 제어가능한 듀얼게이트를 갖는 박막트랜지스터 및 그 제조방법을 제공하려는 것이다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a thin film transistor having a dual gate capable of effectively controlling the off current and a method of manufacturing the same.

따라서, 상기의 목적을 달성하고자, 본 발명의 박막 트랜지스터는 기판 상에 소장간격으로 형성된 소오스/드레인전극 및 제1게이트 전극과, 기판 상에 제1게이트전극을 덮되, 소오스/드레인전극을 노출시키는 접촉홀이 형성된 완충산화막과, 완충산화막 상에 형성되어 소오스영역-옵셋-영역-채널영역-옵셋영역-드레인영역을 갖는 활성층과, 활성층 상에 게이트절연막이 개재되어 형성된 제2게이트전극을 구비한 구조를 갖는다.Accordingly, in order to achieve the above object, the thin film transistor of the present invention covers a source / drain electrode and a first gate electrode formed at small intervals on the substrate, and a first gate electrode on the substrate to expose the source / drain electrode. A buffer oxide film having contact holes formed therein, an active layer formed on the buffer oxide film having a source region, an offset region, a channel region, an offset region, and a drain region; and a second gate electrode formed with a gate insulating layer interposed therebetween. Has a structure.

상기 구조를 갖는 본 발명의 박막 트랜지스터를 제조하는 방법으로는 우선, 기판 상에 소정간격으로 소오스/드레인전극 및 제1게이트전극을 형성하는 공정과, 기판 상에 제1게이트전극을 덮되, 소오스/드레인전극을 노출시키는 각각의 콘택홀이 형성된 완충산화막을 형성하는 공정과, 완충산화막 상에 활성층 및 게이트산화막이 개재된 제2게이트전극을 형성하는 공정과, 제2게이트전극을 마스크로 상기 활성층 상에 불순물이 도핑된 소오스/드레인영역과 불순물이 도핑되지 않은 필드감소영역 및 채널영역을 형성하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing the thin film transistor of the present invention having the above structure comprises the steps of first forming a source / drain electrode and a first gate electrode on a substrate at a predetermined interval, and covering the first gate electrode on the substrate, Forming a buffer oxide film having respective contact holes exposing the drain electrodes, forming a second gate electrode having an active layer and a gate oxide film interposed therebetween, and forming a second gate electrode on the active layer using the second gate electrode as a mask And forming a source / drain region doped with impurities, a field reduction region and a channel region not doped with impurities.

제1도 및 2a도 내지 제2d도는 종래기술에 따른 제1실시예로, 옵셋구조를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 제조공정도이고,1 and 2a to 2d is a first embodiment according to the prior art, a cross-sectional view and a manufacturing process diagram of a thin film transistor having an offset structure,

제3도 및 제4a도 내지 제4d는 종래기술에 따른 제2실시예로, LDD구조를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 제조공정도이고,3 and 4A to 4D are cross-sectional views and manufacturing process diagrams of a thin film transistor having an L DD structure according to a second embodiment according to the prior art.

제5도 및 제6a도 내지 제6d는 종래기술에 따른 제3실시예로,듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 제조공정도 이고,5 and 6a to 6d are a third embodiment according to the prior art, which is a cross-sectional view and a manufacturing process diagram of a thin film transistor having a dual gate,

제7도 및 제8a도 내지 제8d도 및 제9도는 본 발명에 따른 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 제조공정도 및 평면도이고,7 and 8a to 8d and 9 are a cross-sectional view, a manufacturing process diagram and a plan view of a thin film transistor having a dual gate according to the present invention,

제10도는 본 발명에 따른 다른 실시예로. 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 평면도이다.10 is another embodiment according to the present invention. A plan view of a thin film transistor having a dual gate.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 : 기판100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: substrate

102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902, 1002, : 소오스전극102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902, 1002, source electrode

104. 204 304 404 504 604 704 804 904 1004 : 레인전극104. 204 304 404 504 604 704 804 904 1004: Rain electrode

105, 205, 305, 405, 605, 705, 805 : 오믹콘택층105, 205, 305, 405, 605, 705, 805: ohmic contact layer

106, 206, 306, 406, 506, 706, 806, 906, 1006 : 활성층106, 206, 306, 406, 506, 706, 806, 906, 1006: active layer

108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808 : 게이트절연막108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808: gate insulating film

110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 820, 910, 920, 1010, 1020 : 게이트전극110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 820, 910, 920, 1010, 1020: gate electrode

112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812 : 완충산화막112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812: buffer oxide film

H-1, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-9, H-10, H-11, H-12, s. : 콘택홀H-1, H-2, H-3, H-4, H-5, H-6, H-9, H-10, H-11, H-12, s. Contact Hall

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제7도 및 제9도는 본 발명에 따른 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 단면도 및 평면도이고, 제8a도 내지 8d도는 본 발명에 Ekfs 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 제조공정도이다.7 and 9 are cross-sectional views and plan views of a thin film transistor having a dual gate according to the present invention, and FIGS. 8A to 8D are manufacturing process diagrams of a thin film transistor having an Ekfs dual gate according to the present invention.

제7도 및 9도를 참조하면, 본 발명의 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터는 절연기판(700) 상에 소정간격으로 소오스전극(702)(902) 및 드레인전극(704)(904) 및 제1게이트전극(720)(910)이 형성되어 있다.7 and 9, a thin film transistor having a dual gate according to an embodiment of the present invention may include source electrodes 702, 902, drain electrodes 704, 904, and first electrodes on an insulating substrate 700 at predetermined intervals. Gate electrodes 720 and 910 are formed.

그리고 소오스전극(702)(902) 및 드레인전극(704)(904) 및 제1게이트전극( 720)(910)을 덮으며, 소오스전극(702)(902) 및 제1게이트전극(720)(910) 사이와 제1게이트전극(720)(910) 및 드레인전극(704)사이의 기판(700)과 접촉되되, 각각 의 소오스전극(702)(902) 및 드레인전극(704)(904)을 노출시키는 제7, 제8접촉홀 (H-7)(H-8)(H-9)(H-10)을 갖는 완충산화막(712)이 형성되어 있다. 이 완충산화막(712) 상에는 제7, 제8접촉홀(H-7)(H-8)(H-9)(H-10)을 덮는 활성층 (706) (906)이 형성되어 있다.The source electrodes 702, 902, drain electrodes 704, 904, and first gate electrodes 720, 910 are covered, and the source electrodes 702, 902, and first gate electrodes 720 ( In contact with the substrate 700 between the 910 and the first gate electrode 720, 910 and the drain electrode 704, each source electrode 702, 902 and drain electrode 704, 904 A buffer oxide film 712 is formed having the seventh and eighth contact holes H-7, H-8, H-9, and H-10 to be exposed. On the buffer oxide film 712, active layers 706 and 906 covering the seventh and eighth contact holes H-7, H-8, H-9, and H-10 are formed.

그리고 활성층(706) 상에는 게이트절연막(708)이 개재된 제2게이트전극( 710)(920)이 형성되어 있다. 이 활성층(706)은 여러 영역으로 구분되는 데 우선, 제1게이트전극(720)(910)과 대응하는 부위에는 채널영역(706-1)이 형성되어 있으며, 제1게이트전극(910)(720)과 소오스전극(702) 사이와 제1게이트전극(720)(910)과 드레인전극(704) 사이와 대응되는 부위에 필드감소영역(76-2)(706-3)이 각각 형성되어 있고, 소오스전극(702) 및 드레인전극(704)과 대응되는 부위에는 소오스영역( 706-4) 및 드레인영역(706-5)이 형성되어 있다.Second gate electrodes 710 and 920 having a gate insulating film 708 are formed on the active layer 706. The active layer 706 is divided into several regions. First, a channel region 706-1 is formed at a portion corresponding to the first gate electrodes 720 and 910, and the first gate electrodes 910 and 720 are formed. Field-reduction regions 76-2 and 706-3 are respectively formed between the source electrode 702 and the first gate electrode 720, 910 and the drain electrode 704, respectively. Source regions 706-4 and drain regions 706-5 are formed in portions corresponding to the source electrodes 702 and the drain electrodes 704.

상기 구조를 갖는 본 발명의 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터의 제조공정을 알아본다.A manufacturing process of a thin film transistor having a dual gate of the present invention having the above structure will be described.

제8a도를 참조하면, 절연기판(800)상에 크롬 또는 몰리브덴 등의 금속을 이용하여 스퍼터링 등의 방법으로 금속층을 적층한 후, 사진식각 방법으로 소정간격인 소오스전극(802) 및 드레인전극(804) 및 제1게이트전극(820)을 형성한다.Referring to FIG. 8A, a metal layer is laminated on the insulating substrate 800 using a metal such as chromium or molybdenum by sputtering or the like, and then a source electrode 802 and a drain electrode having a predetermined interval using a photolithography method. 804 and the first gate electrode 820 are formed.

상기에서, 금속층 상에 불순물이 고농도로 도핑된 비정질실리콘층을 순차적으로 형성한 후, 이 비정질실리콘층에 레이저를 조사하여 다결정화하고, 이 다결정화된 실리콘층을 사진식각방법으로 패터닝함으로써 각각의 소오스전극(802) 및 제1게이트전극 (82) 및 드레인전극(804) 상에 오믹콘택층(805)을 형성하기도 한다.In the above, an amorphous silicon layer doped with a high concentration of impurities is sequentially formed on the metal layer, and then the amorphous silicon layer is irradiated with a laser to polycrystallize, and the polycrystalline silicon layer is patterned by photolithography. An ohmic contact layer 805 may be formed on the source electrode 802, the first gate electrode 82, and the drain electrode 804.

이어서, 절연기판(800) 상에 소오스전극(802) 및 드레인전극(804) 및 제1게이트전극(820)을 덮는 완충산화막(812)을 적층한 후, 소오스전극(802) 및 드레인전극 ( 804)을 노출시키는 제7, 제8콘택홀(H-7, H-8)을 각각 형성한다.Subsequently, a buffer oxide film 812 is formed on the insulating substrate 800 to cover the source electrode 802, the drain electrode 804, and the first gate electrode 820, and then the source electrode 802 and the drain electrode 804. ) Are respectively formed to the seventh and eighth contact holes (H-7, H-8).

제8b도를 참조하면, 완충산화막(812) 상에 제7, 제8콘택홀(H-7, H-8)을 덮도록 비정질실리콘층을 증착한 후, 레이저로 조사하여 국부적으로 용융시키면서 전면을 결정화하여 활성층(806)을 형성한다. 이 활성층(806)은 소오스/드레인전극(802)(8 04)를 감싸고 있는 구조이므로, 레이저 결정화 시에 소오스/드레인전극의 경사진 측변의 박막이 떨어지거나 결정화 특성이 나빠지게 되는 것을 개선한다.Referring to FIG. 8B, an amorphous silicon layer is deposited on the buffer oxide film 812 to cover the seventh and eighth contact holes H-7 and H-8, and then irradiated with a laser to locally melt the front surface. Crystallized to form an active layer 806. Since the active layer 806 has a structure surrounding the source / drain electrodes 802 and 804, the thin film on the inclined side of the source / drain electrodes may fall or the crystallization characteristics deteriorate during laser crystallization.

제8c도를 참조하면, 이 활성층(806)을 사진식각 방법으로 소오스전극(802) 및 드레인전극(804) 및 제1게이트전극(820)을 덮도록 패터닝한다. 그리고 완충산화막( 812) 상에 패터닝된 활성층(806)을 덮도록 실리콘산화층과 금속층을 순차적으로 적층한 후, 사진식각 방법으로 제1게이트전극(820)과 대응되는 부위의 활상층을 덮도록 패터닝하여 게이트절연막(808) 및 제2게이트전극(810)을 형성한다.Referring to FIG. 8C, the active layer 806 is patterned to cover the source electrode 802, the drain electrode 804, and the first gate electrode 820 by photolithography. The silicon oxide layer and the metal layer are sequentially stacked to cover the patterned active layer 806 on the buffer oxide film 812, and then patterned to cover the active layer of the portion corresponding to the first gate electrode 820 by a photolithography method. Thus, the gate insulating film 808 and the second gate electrode 810 are formed.

이 때, 제2게이트전극(810)의 폭은 적어도 제1게이트전극(820)보다 크게 형성하여서 제1게이트전극(820)을 애워싸는 구조를 갖도록 한다.In this case, the width of the second gate electrode 810 is at least larger than that of the first gate electrode 820 to surround the first gate electrode 820.

그리고 제2게이트전극(810)을 마스크로 사용하여 PH3이온을 도핑하거나 PH3가스를 사용하여 플라즈마 처리하여 활성층(806) 상에 고농도의 불순물영역인 소오스영역(806-4)과 드레인영역(806-5)을 형성한다.The source region 806-4 and the drain region, which are high concentration impurity regions, are formed on the active layer 806 by doping PH 3 ions using the second gate electrode 810 as a mask or by plasma treatment using a PH 3 gas. 806-5).

제8d도를 참조하면, 상기 이온도핑과정에서 손상된 활성층(806)의 결정구조를 활성화하기 위하여 레이저 조사 등의 어닐링 공정을 진행한다.Referring to FIG. 8D, an annealing process such as laser irradiation is performed to activate the crystal structure of the active layer 806 damaged during the ion doping process.

이 때, 활성층(806)은 제1게이트전극(820)과 대응되는 부위에 채널영역(8 06-1)이 형성되고, 채널영역(806-1) 양측에 즉, 제1게이트전극(820) 및 제2게이트전극 사이의 부위에 각각의 필드감소영역(806-2)(806-3)을 갖고, 이 각각의 고저항영역인 필드감소영역(806-2)(806-3) 양측에 소오스/드레인영역(806-4)(806-5)을 갖는다.In this case, the active layer 806 has a channel region 8 06-1 formed at a portion corresponding to the first gate electrode 820, that is, on both sides of the channel region 806-1, that is, the first gate electrode 820. And field reducing regions 806-2 and 806-3 in the region between the second gate electrodes, and sources on both sides of the field reducing regions 806-2 and 806-3, which are high resistance regions, respectively. / Drain regions 806-4 and 806-5.

즉, 활성층(806)은, 제8d도의 왼쪽부터, 소오스영역(806-4)-필드감소영역(8 06-2)-채널영역(806-1)-필드감소영역(806-3)드레인영역(806-5)이 순차적으로 형성된 구조를 갖으며, 역바이어스 인가 시, 고저항영역인 필드감소영역(806-2)에서 전계강도가 완화되어 오프전류가 감소된다.That is, the active layer 806 has a source region 806-4-a field reduction region 8 06-2-a channel region 806-1-a field reduction region 806-3 from the left side of FIG. 8D. 806-5 has a structure in which the reverse bias is applied, and when the reverse bias is applied, the electric field strength is relaxed in the field reduction region 806-2 which is a high resistance region, thereby reducing the off current.

예를 들어, 제1게이트전극(820)에 -10V, 제2게이트전극(810)에 10V, 드레인전극(804)에 5V 의 전압을 인가 시, 즉, 4단자로 형성된 본 발명의 박막 트랜지스터는 채널영역(806-1)의 양측의 전하감소영역(806-2)(806-3)에서 캐리어의 이동이 적게됨에 따라 결국 오프전류가 감소된다.For example, when a voltage of −10 V is applied to the first gate electrode 820, 10 V is applied to the second gate electrode 810, and 5 V is applied to the drain electrode 804, that is, the thin film transistor of the present invention has four terminals. As the carrier moves less in the charge reduction regions 806-2 and 806-3 on both sides of the channel region 806-1, the off current eventually decreases.

그리고 제10도을 참조하면, 제1게이트전극(1020)과 제2게이트전극(1010)을 콘택홀(S)로 연결하여 1개의 게이트로 사용하여 3단자인 박막 트랜지스터로 형성함으로써, 오프전류를 제어할 수도 있다. 그리고 도면번호 1002는 소오스전극을, 도면번호 1004는 드레인전극을, 도면번호 1006은 활성층을 표시한 것이다.Referring to FIG. 10, the off current is controlled by connecting the first gate electrode 1020 and the second gate electrode 1010 with a contact hole S to form a three-terminal thin film transistor using one gate. You may. Reference numeral 1002 denotes a source electrode, numeral 1004 denotes a drain electrode, and numeral 1006 denotes an active layer.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 활성층이 소오스/드레인전극을 감싸고, 이 소오스/드레인전극 사이에 제2게이트전극 보다 폭이 좁은 제1게이트전극을 형성함으로써, 오프전류를 제어하고 온전류를 증가시키는 잇점이 있다.As described above, in the present invention, the active layer surrounds the source / drain electrodes and forms a first gate electrode that is narrower than the second gate electrode between the source / drain electrodes, thereby controlling the off current and increasing the on current. There is an advantage.

Claims (4)

듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터에 있어서, 기판 상에 소정간격으로 형성된 소오스/드레인전극 및 제1게이트 전극과, 상기 기판 상에 제1게이트전극을 덮되, 상기 소오스/드레인전극을 노출시키는 접촉홀이 형성된 완충산화막과, 상기 완충산화막 상에 형성되어, 소오스영역-옵셋영역-채널영역-옵셋영역-드레인영역을 갖는 활성층과, 상기 활성층 상에 게이트절연막이 개재되어 형성된 제2게이트전극을 구비한 박막 트랜지스터.A thin film transistor having a dual gate, comprising: a source / drain electrode and a first gate electrode formed on a substrate at predetermined intervals, and a contact hole covering the first gate electrode on the substrate and exposing the source / drain electrode; A thin film transistor having a buffer oxide film, an active layer formed on the buffer oxide film and having a source region, an offset region, a channel region, an offset region, and a drain region, and a second gate electrode formed on the active layer with a gate insulating film interposed therebetween. . 듀얼게이트를 갖는 박막 트랜지스터 제조방법에 있어서, 기판 상에 소정간격으로 소오스/드레인전극 및 제1게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 기판 상에 상기 제1게이트전극과 덮되, 상기 소오스/드레인전극을 노출시키는 각각의 콘택홀이 형성된 완충산화막을 형성하는 공정과, 상기 완충산화막 상에 활성층 및 게이트산화막이 개재된 제2게이트전극을 형성하는 공정과, 상기 제2게이트전극을 마스크로 상기 활성층 상에 불순물이 도핑된 소오스/드레인영역과 불순물이 도핑되지 않은 필드감소영역 및 채널영역을 형성하는 공정을 구비한 박막 트랜지스터 제조방법.A method of manufacturing a thin film transistor having a dual gate, the method comprising: forming a source / drain electrode and a first gate electrode on a substrate at a predetermined interval, and covering the first gate electrode on the substrate, wherein the source / drain electrode is formed; Forming a buffer oxide film having respective contact holes exposed; forming a second gate electrode having an active layer and a gate oxide film interposed on the buffer oxide film; and forming a second gate electrode on the active layer with the second gate electrode as a mask. Forming a source / drain region doped with an impurity, a field reduction region and a channel region not doped with an impurity. 청구항 2에 있어서, 상기 제2게이트전극의 폭은 상기 제1게이트전극보다 크게 형성한 것이 특징인 박막 트랜지스터 제조방법.The method of claim 2, wherein the width of the second gate electrode is larger than that of the first gate electrode. 청구항 2에 있어서, 상기 제2게이트전극과 상기 완충산화막과 상기 활성층과 상기 게이트절연막에 콘택홀을 형성하여 상기 제2게이트전극과 상기 제1게이트전극이 연결되도록 한 것이 특징인 박막 트랜지스터 제조방법.The method of claim 2, wherein a contact hole is formed in the second gate electrode, the buffer oxide layer, the active layer, and the gate insulating layer to connect the second gate electrode and the first gate electrode.
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