KR100305524B1 - Method for manufacturing a flat pannel - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 거의 균일하고 입자직경이 큰 결정입자로 구성된 다결정을 용이하게 제조할 수 있는 다결정, 및 화질이 높은 화상을 표시할 수 있고 내구성면에서도 우수한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로, 기재(基材)상에 얇게 퇴적한 제1물질로 이루어진 박막층이 그 표면이 산화되지 않는 조건으로 가열했을 때에 응집화(塊狀化)하는 성질을 이용하여 복수의 미세한 결정을 생성시키고, 그런 후 제2물질을 복수의 미세한 결정 위에 퇴적하여 가열처리를 실시함으로써 다결정을 형성한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polycrystal capable of easily producing polycrystals composed of crystal grains having substantially uniform and large particle diameters, and a liquid crystal display device capable of displaying images with high image quality and excellent durability. A thin film layer made of a first material thinly deposited on a base material generates a plurality of fine crystals by using the property of agglomeration when heated to a condition that its surface is not oxidized. Two materials are deposited on a plurality of fine crystals and subjected to heat treatment to form a polycrystal.

Description

플랫 패널의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING A FLAT PANNEL}Manufacturing method of flat panel {METHOD FOR MANUFACTURING A FLAT PANNEL}

본 발명은 액정표시장치 등의 반도체소자를 탑재한 플랫 패널의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a flat panel on which semiconductor elements such as liquid crystal display devices are mounted.

일반적으로, 비정질 실리콘(Amorphous Silicon)은 예컨대 플라즈마 CVD(Che mical Vapor Deposition)법에 의해 제조되고 있다. 이 방법은 저온에서 비정질 실리콘의 박막층을 형성하는데 적합하다. 예컨대, 유리기판상에 퇴적하는 것이 가능하기 때문에, 액정표시장치에 탑재되는 TFT(Thin Film Transistor) 등의 채널층으로서 널리 이용되어 왔다. TFT의 제조공정에 있어서, 비정질상태의 반도체 재료를 가열해서 용융·재결정화하여 다결정으로 하는 공정은 제조된 반도체소자의 품질에 지극히 큰 영향을 미치고 있다. 예컨대, Si의 TFT에서의 전자의 이동도(移動度)는, 비정질 실리콘을 이용한 경우, 기껏해야 10㎠/V·sec 정도의 값밖에 얻어지지 않는다. 이에 대해, 다결정 실리콘을 이용한 경우에는, 1자리수 이상 높은 100㎠/V·sec를 넘는 이동도도 실현가능하다. 따라서, 비정질 실리콘을 대신하는 재료로서 다결정 실리콘이 주목되고 있다.In general, amorphous silicon is manufactured by, for example, plasma chemical vapor deposition (CVD). This method is suitable for forming a thin film layer of amorphous silicon at low temperatures. For example, since it is possible to deposit on a glass substrate, it has been widely used as a channel layer, such as TFT (Thin Film Transistor) mounted in a liquid crystal display device. In the manufacturing process of a TFT, the process of heating an amorphous semiconductor material, melting and recrystallizing it to make a polycrystal has a great influence on the quality of the manufactured semiconductor element. For example, the mobility of electrons in the TFT of Si is only at most about 10 cm 2 / V sec when amorphous silicon is used. On the other hand, when polycrystalline silicon is used, mobility exceeding 100 cm <2> / V * sec by 1 or more digits is also realizable. Therefore, polycrystalline silicon is attracting attention as a material replacing amorphous silicon.

종래, TFT에 다결정 실리콘을 적용한 액정표시장치를 형성하는 방법은, 미리 기판상에 퇴적시킨 비정질 실리콘을 가열함으로써 실리콘 다결정을 형성하는 공정을 거치고 있다. 특히, 10인치를 넘는 대면적의 플랫 패널형상의 기판에 대해 고속으로 다결정 실리콘을 생성하는 방법으로서는, ELA(Excimer Laser Annealing)법이 소자를 양산성 좋게 제조할 수 있으므로 좋다. 왜냐 하면, ELA법은 기판을 거대한 노(爐)에 수시간에 걸쳐 도입하여 처리하는 고상성장법(固相成長法)과 달리, 비정질 실리콘에 대해 예컨대 2㎜/sec의 고속으로 레이저 빔을 주사(走査)함으로써수분내에 대면적의 기판상에 다결정 실리콘을 생성할 수 있기 때문이다.Background Art Conventionally, a method of forming a liquid crystal display device in which polycrystalline silicon is applied to a TFT has been subjected to a process of forming silicon polycrystal by heating amorphous silicon previously deposited on a substrate. In particular, as a method of producing polycrystalline silicon at a high speed with respect to a flat panel substrate having a large area of more than 10 inches, the ELA (Excimer Laser Annealing) method can produce the device with good productivity. This is because the ELA method scans a laser beam at a high speed of 2 mm / sec, for example, on amorphous silicon, unlike the solid state growth method, in which a substrate is introduced into a huge furnace for several hours and processed. This is because polycrystalline silicon can be formed on a large-area substrate within minutes.

그렇지만, ELA법으로 제조된 다결정의 결정입자의 크기는 통상 0.1∼0.5㎛ 정도이고, 조건을 한정해도 기껏해야 1㎛ 정도이며, 게다가 균일한 결정입자를 얻을 수 없다는 문제가 있었다.However, the size of the polycrystalline crystal grains produced by the ELA method is usually about 0.1 to 0.5 탆, at most about 1 탆 even when conditions are limited, and there is a problem that uniform crystal grains cannot be obtained.

또, ELA법으로 제조된 다결정 실리콘을 갖춘 TFT 등의 반도체소자에 있어서, 전자의 이동도를 100㎠/V·sec를 넘도록 하기 위해서는, ELA법에 즈음하여 좁은 조건으로 다결정의 성장을 행할 필요가 있고, 이 조건에 의해 ELA를 실시했다고 해도 결정입자의 입자직경이 변동하기 때문에, 플랫 패널의 표면에 복수의 반도체소자를 형성한 경우에는 전기적인 특성이 면내(面內)에서 불균일하게 되어 버린다. 이 플랫 패널을 이용하여 액정표시장치를 작성한 경우, 표시화면의 휘도가 장소에 따라 변화하기 때문에 화질이 높은 화상을 표시할 수 없다고 하는 문제가 있었다.In addition, in a semiconductor device such as a TFT having polycrystalline silicon manufactured by the ELA method, in order to make the electron mobility exceed 100 cm 2 / V · sec, it is necessary to grow the polycrystal under narrow conditions in accordance with the ELA method. In addition, even if ELA is performed under these conditions, the particle diameter of the crystal grains fluctuates, and therefore, when a plurality of semiconductor elements are formed on the surface of the flat panel, the electrical characteristics become nonuniform in the plane. When a liquid crystal display device is produced using this flat panel, there is a problem that an image with high image quality cannot be displayed because the brightness of the display screen changes depending on the place.

상술한 바와 같이, 반도체소자를 기판 전면에 형성한 종래의 플랫 패널은 결정의 크기가 기판 표면의 장소에 따라 다르기 때문에, 반도체소자의 성능이 형성되는 장소에 따라 변동한다는 문제가 있었다. 특히, 플랫 패널 디스플레이는 표시화면의 휘도가 면내의 장소에 따라 변화하여 화질이 나쁘다는 문제가 있었다.As described above, the conventional flat panel in which the semiconductor device is formed on the entire surface of the substrate has a problem that the size of the crystal varies depending on the location of the substrate surface, and thus varies depending on the location where the performance of the semiconductor device is formed. In particular, the flat panel display has a problem that the brightness of the display screen changes depending on the in-plane location and thus the image quality is poor.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 거의 균일하고 입자직경이 큰 결정입자로 구성되고, 경제성면에서도 우수한 다결정을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 반도체소자를 기판 전면에 어레이형상으로 규칙성을 갖고 소자형성한 플랫 패널의 반도체소자의 특성균일화를 목적으로 한다. 더욱이, 디스플레이를 목적으로 한 플랫 패널의 표시화면의 면내의 휘도를 균일화하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the polycrystal which is comprised from the crystal grain which is substantially uniform and large particle diameter, and is excellent also in an economical viewpoint. Moreover, it aims at the uniformity of the characteristic of the semiconductor device of the flat panel in which the semiconductor element was formed in the array form on the whole surface of a board | substrate with regularity. Moreover, it aims at equalizing the brightness | luminance in the surface of the display screen of a flat panel for display purposes.

도 1은 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 1화소를 나타낸 도면,1 is a view showing one pixel of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 단면도,2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 제조공정순의 단면도,3 is a cross-sectional view of the manufacturing process sequence of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제1실시형태인 반도체소자의 단면도,4 is a cross sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제1실시형태인 플랫 패널의 제조 도중의 평면도,5 is a plan view during the manufacture of the flat panel according to the first embodiment of the present invention;

도 6은 비교예의 제조공정순의 단면도,6 is a sectional view of a manufacturing process sequence of a comparative example;

도 7은 본 발명의 제1실시형태의 TFT와 비교예의 TFT의 성능비교를 설명하는 도면,7 is a view for explaining the performance comparison between the TFT of the first embodiment of the present invention and the TFT of the comparative example;

도 8은 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 제조공정순의 단면도,8 is a sectional view of a manufacturing process sequence of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 제조공정순의 단면도,9 is a cross-sectional view of the manufacturing process sequence of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치의 단면도,10 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 제1실시형태인 액정표시장치를 나타낸 단면도,11 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 12는 본 발명의 제2실시형태인 플랫 패널의 제조공정순의 단면도이다.It is sectional drawing of the manufacturing process sequence of the flat panel which is 2nd Embodiment of this invention.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 채용하고 있다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention adopts the following structures.

표면이 절연성을 나타내는 플랫 패널형상의 제1기판상에 함유산소량이 10%∼1×10-5%인 제1비결정 반도체층을 형성하는 제1막 형성공정과,A first film forming step of forming a first amorphous semiconductor layer having an oxygen content of 10% to 1 × 10 -5 % on a flat panel substrate having an insulating surface, and

상기 비결정 반도체층을 그 표면이 산화되지 않는 조건에서 가열용융하여 복수의 미세한 결정으로 이루어진 응집화 결정을 형성하는 응집화공정,An agglomeration process of heating the amorphous semiconductor layer under a condition that its surface is not oxidized to form an agglomerated crystal composed of a plurality of fine crystals,

상기 응집화 결정의 표면을 덮도록 제2비결정 반도체층을 형성하는 제2막 형성공정,A second film forming step of forming a second amorphous semiconductor layer so as to cover the surface of the agglomerated crystal,

상기 제2비결정 반도체층을 가열용융하여 상기 응집화 결정을 핵으로 하여 결정화층으로 하는 가열공정 및,A heating step of heating and melting the second amorphous semiconductor layer to form a crystallization layer using the agglomerated crystal as a nucleus, and

상기 결정화층의 일부를 에칭하여 매트릭스형상의 섬영역으로 분리하고, 이 섬영역에 반도체소자를 형성하는 소자형성공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.And a device forming step of etching a part of the crystallization layer into a matrix island region and forming a semiconductor element in the island region.

표면이 절연성을 나타내는 플랫 패널형상의 제1기판상에 함유산소량이 10%∼1×10-5%인 제1비결정 반도체층을 형성하는 제1막 형성공정과,A first film forming step of forming a first amorphous semiconductor layer having an oxygen content of 10% to 1 × 10 -5 % on a flat panel substrate having an insulating surface, and

상기 비결정 반도체층을 그 표면이 산화되지 않는 조건에서 가열용융하여 복수의 미세한 결정으로 이루어진 응집화 결정을 형성하는 응집화공정,An agglomeration process of heating the amorphous semiconductor layer under a condition that its surface is not oxidized to form an agglomerated crystal composed of a plurality of fine crystals,

상기 응집화 결정의 표면을 덮도록 제2비결정 반도체층을 형성하는 제2막형성 공정,A second film forming step of forming a second amorphous semiconductor layer to cover the surface of the agglomerated crystal,

상기 제2비결정 반도체층을 가열용융하여 상기 응집화 결정을 핵으로 하여 결정화층으로 하는 가열공정,A heating step of heating and melting the second amorphous semiconductor layer to form a crystallization layer using the agglomerated crystal as a nucleus,

상기 용융·재결정화층의 일부를 에칭하여 매트릭스형상의 섬영역으로 분리하고, 이 섬영역에 반도체소자를 형성하는 소자형성공정,An element forming step of etching a part of the molten recrystallization layer into an island region of a matrix shape, and forming a semiconductor element in the island region;

상기 제1기판에 형성되고, 상기 반도체소자에 따라 인가전압이 제어되는 화소전극 형성공정,A pixel electrode forming step formed on the first substrate and controlled by an applied voltage according to the semiconductor device;

상기 화소전극에 대향하는 위치에 대향전극이 형성된 제2기판을 형성하는 공정 및,Forming a second substrate on which a counter electrode is formed at a position facing the pixel electrode;

상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.

이상 설명한 플랫 패널은, 완전히 플랫한 형상의 것에서부터 다소 만곡한 형상의 패널이라도 실질적으로 플랫형상의 것을 포함한다. 또, 플라스틱 기판을 사용한 플랫 패널은 제조후에 만곡한 곡면에 붙여 사용하는 경우도 있을 수 있다. 결국, 플랫, 곡면에 상관없이 2차원 평면에 반도체소자가 규칙적으로 올바르게 배열되어 있는 패널을 발명의 설명중에서 플랫 패널(flat panel)이라 칭한다.The flat panel demonstrated above includes a substantially flat shape even if it is a panel of a completely flat shape to a somewhat curved shape. In addition, the flat panel using a plastic substrate may be used after pasting to the curved surface after manufacture. As a result, a panel in which semiconductor elements are regularly and correctly arranged on a two-dimensional plane regardless of a flat or curved surface is referred to as a flat panel in the description of the invention.

본 발명에 따른 플랫 패널의 형성방법에 의하면, 기판상에 비교적 등간격으로 나란히 결정이 형성되는 응집화 결정을 핵으로서 사용한다. 응집화 결정을 이와 같이 비교적 규칙적으로 올바르게 형성할 수 있는 것은 발명자들의 아주 새로운발견에 근거한다. 이 응집화 결정을 핵으로 하여 용융·재결정화층을 형성함으로써, 결정입자의 크기 등의 형태를 제어할 수 있으므로, 거의 균일한 절정입자로 구성된 다결정으로 하는 것이 가능하게 된다.According to the method for forming a flat panel according to the present invention, agglomerated crystals in which crystals are formed on the substrate in parallel at equal intervals are used as nuclei. The ability to form coagulation crystals correctly and relatively regularly is based on the inventors' new discoveries. By forming the molten and recrystallized layer using this agglomerated crystal as a nucleus, the shape of the crystal grain size and the like can be controlled, so that it is possible to obtain a polycrystal composed of almost uniform peak particles.

따라서, 본 발명에 따른 반도체소자에 적용하면, 전기적인 특성이 거의 균일한 반도체소자를 플랫 패널의 전면에서 얻는 것이 가능하게 된다. 또, 반도체소자를 어레이형상으로 규칙성을 갖고 배열형성할 필요가 있는 액정표시장치에 본 발명의 플랫 패널을 적용한 경우에는, 휘도 등의 표시특성이 표시화면에서 균일하게 된다.Therefore, when applied to the semiconductor device according to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device having almost uniform electrical characteristics from the front surface of the flat panel. In addition, when the flat panel of the present invention is applied to a liquid crystal display device in which semiconductor elements need to be arranged in an array with regularity, display characteristics such as luminance are made uniform on the display screen.

본 발명에 있어서는, 기판상에 얇게 퇴적시킨 제1비결정 반도체층이 그 표면이 산화되지 않는 조건으로 가열했을 때에 응집화하는 성질을 이용하여 복수의 미세한 결정을 생성시키고, 그런 후 제2비결정 반도체층을 응집화 결정상에 퇴적하여 가열처리를 실시함으로써 용융·고화(固化)하여 다결정을 형성하고 있다. 여기에서, 종래의 ELA법에 의한 다결정화와 비교하면서 응집화의 메카니즘을 설명한다.In the present invention, the first amorphous semiconductor layer thinly deposited on the substrate generates a plurality of fine crystals by using the property of agglomeration when heated to a condition that the surface thereof is not oxidized, and then a second amorphous semiconductor layer. Is deposited on agglomerated crystal phase and subjected to heat treatment to melt and solidify to form a polycrystal. Here, the mechanism of aggregation is demonstrated, compared with the polycrystallization by the conventional ELA method.

예컨대, 종래의 ELA법을 이용한 비정질 실리콘의 다결정화는, 기판상에 비정질 실리콘만을 형성한 후, ELA법에 의해 비정질 실리콘을 가열용융하여 실리콘을 재결정화시킨다. 종래의 방법에 의하면, 산화막 표면의 랜덤한 위치에 불균일한 초기결정핵이 형성된다. ELA법으로 형성하는 다결정은 결정핵을 근원으로 성장하므로, 불균일한 형태의 결정입자가 최종 형성된다. 이 때, 용융한 실리콘은 결정핵으로부터 온도구배에 수직한 방향, 즉, 기판과는 반대로 되는 표면측을 향하여 성장을 개시하지만, 기판 표면에 평행한 방향에 대해서도 성장한다. 그렇지만, 서로 인접한 결정핵으로부터 성장한 결정입자는, 결정입자의 입자 경계가 접하면 평행한 방향에 대한 결정성장을 정지하기 때문에, 결정입자의 입자직경은 결정핵의 밀도에 따라 제한된다. 따라서, 종래의 ELA법에 의해 절연성 기판상에 다결정을 생성하면, 결정입자의 입자직경 등의 형태가 불균일한 결정입자가 형성된다. 이 다결정을 이용하여 반도체소자, 예컨대 TFT를 제조하면, TFT의 전기적 특성이 불균일하게 되고, TFT를 탑재한 액정표시장치에서는 TFT의 전기적인 특성의 변동이 각 화소에서의 표시의 변동을 직접 좌우하기 때문에 고화질의 화상을 표시하는 것이 곤란하게 된다.For example, in the polycrystallization of amorphous silicon using the conventional ELA method, after only amorphous silicon is formed on a substrate, the amorphous silicon is heated and melted by ELA to recrystallize the silicon. According to the conventional method, uneven initial crystal nuclei are formed at random positions on the oxide film surface. Polycrystals formed by the ELA method grow based on crystal nuclei, so that non-uniform crystal grains are finally formed. At this time, the molten silicon starts to grow from the crystal nuclei to the direction perpendicular to the temperature gradient, that is, the surface side opposite to the substrate, but also grows in the direction parallel to the substrate surface. However, since crystal grains grown from adjacent crystal nuclei stop crystal growth in parallel directions when the grain boundaries of the crystal grains come into contact with each other, the particle diameter of the crystal grains is limited according to the density of the crystal nuclei. Therefore, when polycrystals are formed on an insulating substrate by a conventional ELA method, crystal grains having irregular shapes such as grain sizes of crystal grains are formed. If a semiconductor device such as a TFT is manufactured using this polycrystal, the electrical characteristics of the TFT become uneven, and in the liquid crystal display device equipped with the TFT, the variation of the electrical characteristics of the TFT directly influences the variation of the display in each pixel. This makes it difficult to display high quality images.

한편, 결정입자의 형태의 제어는 비정질 실리콘이 용융된 후의 재결정화의 과정에 있어서 초기결정핵의 밀도를 제어함으로써 실현할 수 있다. 실리콘 산화막상에 실리콘의 박막층을 퇴적하고 가열처리를 실시하면, 실리콘 원자가 산화막의 표면상을 이동(migration)하여 표면의 형태를 변화시키고, 입자모양의 실리콘 결정의 덩어리로 되는 (응집화)성질이 있다. 발명자들의 연구에 의하면, 이 응집화 결정은 기판상에서 균일하게 분포한다는 것을 알아냈다. 따라서, 이 성질을 이용하여 산화막상에 퇴적하는 실리콘의 박막층의 두께, 어닐의 온도 및 어닐에 요하는 시간을 제어함으로써, ㎚의 단위로 실리콘의 미결정을 형성할 수 있다. 그래서, 산화막상에 미리 실리콘의 미결정을 형성한 후, 실리콘의 미결정이 형성된 산화막상에 비정질 실리콘을 적층하고, 가열처리를 실시하면, 실리콘의 미결정을 핵으로 하여 용융 실리콘의 재결정화(다결정화)를 꾀할 수 있다.On the other hand, control of the shape of crystal grains can be realized by controlling the density of the initial crystal nuclei in the course of recrystallization after the amorphous silicon is melted. When a thin film layer of silicon is deposited on a silicon oxide film and subjected to heat treatment, silicon atoms migrate on the surface of the oxide film to change the shape of the surface and form agglomerated (agglomerated) properties of granular silicon crystals. have. The inventors have found that this coagulation crystal is uniformly distributed on the substrate. Therefore, by using this property, by controlling the thickness of the thin film layer of silicon deposited on the oxide film, the temperature of the annealing and the time required for the annealing, it is possible to form silicon microcrystals in units of nm. Therefore, after silicon microcrystals are formed on the oxide film in advance, amorphous silicon is laminated on the oxide film on which silicon microcrystals are formed, and heat treatment is performed to recrystallize molten silicon using the microcrystals of silicon as nuclei (polycrystallization). Can be tried.

응집화에 필요한 어닐온도는 600℃∼900℃, 바람직하게는 700℃∼800℃가 좋다. 또, 어닐시간은 1분∼10시간, 바람직하게는 30분∼1시간이 좋다.The annealing temperature required for the coagulation is preferably 600 ° C to 900 ° C, preferably 700 ° C to 800 ° C. The annealing time is 1 minute to 10 hours, preferably 30 minutes to 1 hour.

이렇게 해서, 상기 다결정을 채널층(채널영역)에 적용한 반도체소자의 전기적인 특성 등의 고성능화를 달성할 수 있고, 그 반도체소자를 탑재한 액정표시장치에 있어서는 각 화소의 특성이 균일화되고 표시 얼룩 등이 해소된 고화질 표시를 달성할 수 있다. 한편, 응집화 결정에 적합한 제1비결정 반도체층으로서는 기재(基材)의 표면상을 이동하는 물질이면 좋은 바, 반도체, 금속 및 금속 실리사이드 등의 금속과 반도체와의 합금을 들 수 있고, 예컨대 Si, SiGe, Ge, C 및 SiC 등의 IV족 원소 및 그 화합물이나 In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP 및 InP 등의 III-V족 및 그 화합물을 결정 또는 비정질의 상태로 적용할 수 있다. 더욱이, 제2비결정 반도체층으로서는, 예컨대 비정질 실리콘, 비정질 SiGe 및 비정질 게르마늄 등을 적용할 수 있다. 또, 기재로서는, 예컨대 실리콘 산화막 등의 각종 산화물로 이루어진 박막 및 표면이 산화막인 기판을 적용할 수 있다.In this way, it is possible to achieve high performance such as electrical characteristics of a semiconductor device in which the polycrystal is applied to a channel layer (channel region). In a liquid crystal display device equipped with the semiconductor device, characteristics of each pixel are uniform and display irregularities, etc. This high resolution display can be achieved. On the other hand, the first amorphous semiconductor layer suitable for the agglomeration crystal may be a material that moves on the surface of the base material, and examples thereof include an alloy of metals such as semiconductors, metals, and metal silicides and semiconductors. Group IV elements and compounds thereof, such as SiGe, Ge, C, and SiC, and Group III-V and compounds thereof such as In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP, and InP Can be applied as is. Further, as the second amorphous semiconductor layer, for example, amorphous silicon, amorphous SiGe, amorphous germanium, or the like can be applied. Moreover, as a base material, the thin film which consists of various oxides, such as a silicon oxide film, and the board | substrate whose surface is an oxide film is applicable, for example.

여기에서, 본 발명의 바람직한 실시형태로서는 다음의 것을 들 수 있다.Here, the following are mentioned as preferable embodiment of this invention.

(1) 제1비결정 반도체층은, Si, SiGe, Ge, C, SiC, In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP 및 InP로부터 선택된다.(1) The first amorphous semiconductor layer is selected from Si, SiGe, Ge, C, SiC, In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP and InP.

(2) 제2비결정 반도체층은, 비정질 실리콘, 비정질 SiGe 및 비정질 게르마늄으로부터 선택된다.(2) The second amorphous semiconductor layer is selected from amorphous silicon, amorphous SiGe, and amorphous germanium.

(3) 기판의 표면은, 실리콘 산화막, Si질화막, Al막, F를 첨가한 각종 산화막, 질소를 첨가한 각종 산화막 및 W(텅스텐)막으로부터 선택되는 막으로 형성된다.(3) The surface of the substrate is formed of a film selected from a silicon oxide film, a Si nitride film, an Al film, various oxide films added with F, various oxide films added with nitrogen, and a W (tungsten) film.

(3) 반도체 소자는 TFT이다.(3) The semiconductor element is a TFT.

(4) 어닐온도는, 600℃∼900℃이다.(4) Annealing temperature is 600 to 900 degreeC.

(5) 어닐온도는, 700℃∼800℃이다.(5) Annealing temperature is 700 to 800 degreeC.

(6) 어닐시간은, 1분∼10시간이다.(6) Annealing time is 1 minute-10 hours.

(7) 어닐시간은, 30분∼1시간이다.(7) Annealing time is 30 minutes-1 hour.

(8) 제2비결정 반도체층의 함유산소량은 10%∼1×10-5%이다.(8) The oxygen content of the second amorphous semiconductor layer is 10% to 1 × 10 -5 %.

(9) 제2비결정 반도체층의 함유산소량은 1%∼1×10-5%이다.(9) The oxygen content of the second amorphous semiconductor layer is 1% to 1x10 -5 %.

(10) 응집화공정은, 진공, 질소 또는 불활성 가스로부터 선택되는 분위기중에서 행한다.(10) The coagulation step is performed in an atmosphere selected from vacuum, nitrogen or an inert gas.

(11) 가열공정은 ELA법으로 행한다.(11) The heating step is performed by the ELA method.

(12) 응집화공정 전에, 제1비결정 반도체층의 표면을 불산으로 세정한다.(12) Before the coagulation step, the surface of the first amorphous semiconductor layer is washed with hydrofluoric acid.

(13) 제1비결정 반도체층을 형성함에 즈음하여, 소정의 형상으로 개구된 마스크상으로부터 제1비결정 반도체층을 섬형상으로 퇴적형성한다.(13) In forming the first amorphous semiconductor layer, the first amorphous semiconductor layer is formed into an island shape from the mask image opened in a predetermined shape.

(발명의 실시형태)Embodiment of the Invention

이하, 첨부된 예시도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1실시형태First embodiment

이하에 본 발명에 따른 제1실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, 1st Embodiment which concerns on this invention is described in detail with reference to drawings.

도 1 및 도 2는, 제1실시형태에 따른 액정표시장치의 1화소를 나타낸 도면이다. 도 1은 1화소의 평면도이다. 도 2a∼도 2c는 도 1에 나타낸 구조를 갖춘 액정표시소자에서의 플랫 패널형상의 기판의 A-A' 단면, B-B' 단면 및 C-C' 단면을 나타낸다.1 and 2 show one pixel of the liquid crystal display device according to the first embodiment. 1 is a plan view of one pixel. 2A to 2C show an A-A 'cross section, a B-B' cross section and a C-C 'cross section of a flat panel substrate in the liquid crystal display device having the structure shown in FIG.

도 1 및 도 2에 있어서, 액정표시장치는 p-Si로 이루어진 TFT의 활성층(채널영역, 소스영역 및 드레인영역을 포함한다)(101)과 임플레인 전극(102)상에 위치하는 게이트 절연막을 매개로 하여 형성되는 게이트 전극선(103) 및 화소전극(104)를 구비하고 있다. 임플레인 전극선(106)은 콘택트 홀(107)을 매개로 하여 임플레인 전극(102)과 접속되어 있다. 활성층(101)과 화소전극(104)은 콘택트 홀(108,109)을 매개로 하여 전극패턴(110)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 더욱이, 활성층(101)과 신호선(105)은 콘택트 홀(111)에 의해 접속되어 있다. 여기에서, 유리기판(123)상에는 산화실리콘의 게이트 절연막(113) 및 층간 절연막(124)이 형성되어 있다. 활성층(101)을 중심으로 하는 이 TFT는 코플래너형의 TFT이다.1 and 2, the liquid crystal display device includes an active layer (including a channel region, a source region, and a drain region) 101 of a TFT made of p-Si, and a gate insulating film positioned on the impurity electrode 102. In FIG. The gate electrode line 103 and the pixel electrode 104 which are formed as a medium are provided. The impeller electrode line 106 is connected to the impeller electrode 102 via the contact hole 107. The active layer 101 and the pixel electrode 104 are electrically connected by the electrode pattern 110 via the contact holes 108 and 109. Further, the active layer 101 and the signal line 105 are connected by the contact hole 111. Here, the gate insulating film 113 and the interlayer insulating film 124 of silicon oxide are formed on the glass substrate 123. This TFT centering on the active layer 101 is a coplanar TFT.

여기에서, 도 1에 나타낸 액정표시장치의 제조공정을 도 3∼도 5에 따라 설명한다.Here, the manufacturing process of the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is demonstrated with reference to FIGS.

먼저, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(123)상에 실리콘 산화막(124)을 플라즈마 CVD법에 의해 100㎚의 두께로 되도록 형성하였다. 그 다음에, 이 유리기판(123)을 초고진공(UHV: Ultra High Vacuum)-CVD장치에 도입하고, 이 기판(123)을 가열시키지 않고 두께 1㎚의 매우 평탄한 비정질 실리콘층(125)을 퇴적하였다. 여기에서, 비정질 실리콘층(125)의 퇴적에는 Si2H6으로 이루어진 가스(126)을 이용하였다. 구체적으로는, CVD장치내에 있어서 기판(123)의 표면에 대향하는 위치에 설치된 보조 히터로 가스(126)의 분자를 열분해한 후에 기판(123)에 공급한다. 이 방법에 의해, 기판(123)의 표면에서의 가스(126)의 분해가 일어나지 않는 실온에 있어서도 실리콘의 박막을 형성할 수 있다. 이 비정질 실리콘의 박막을 형성할 때, UHV-CVD법을 이용한 장치(예컨대, 일본 공개특허 특개평 7-245263호 공보를 참조)를 알맞게 이용할 수 있지만, 이 장치에 한정되지 않고 고체의 실리콘을 전자선으로 가열하여 기판에 공급하는 분자선 결정성장(MBE)법, 플라즈마 방전에 의해 기체상태의 원료를 분해하여 기판에 공급하는 플라즈마 CVD법, ECR 플라즈마법 및 원료로 되는 가스를 전계 등에 의해 끌어내어 방향성을 갖게 한 CVD법 등을 이용한 장치에 의해 형성할 수 있다. 어느 쪽의 장치에 의해 제조된 박막을 적용한 경우에도, 후술하는 응집화 미결정을 얻을 수 있다. 또, 상기 비정질 실리콘 대신에, 실리콘 다결정으로 그 일부 또는 전체가 구성되는 박막을 이용해도 좋다. 여기에서, 가장 중요한 포인트는, 비정질 실리콘층(125)의 박막층으로의 산소 등의 불순물의 혼입을 억제하는 것에 있다. 비결정 실리콘층(125)에 산소가 다량으로 함유되면, 실리콘 원자의 마이그레이션이 방해되기 때문에 실리콘 원자가 이동할 수 없고, 미결정의 생성(응집화)을 제어할 수 없기 때문이다. 비결정 실리콘층(125)의 함유산소량은 10%∼1×10-5%, 바람직하게는 1%∼1×10-5%가 좋다.First, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 124 was formed on the glass substrate 123 to have a thickness of 100 nm by plasma CVD. Next, the glass substrate 123 is introduced into an Ultra High Vacuum (UHV) -CVD apparatus, and a very flat amorphous silicon layer 125 having a thickness of 1 nm is deposited without heating the substrate 123. It was. Here, a gas 126 made of Si 2 H 6 was used to deposit the amorphous silicon layer 125. Specifically, the molecules of the gas 126 are thermally decomposed by an auxiliary heater provided at a position opposed to the surface of the substrate 123 in the CVD apparatus, and then supplied to the substrate 123. By this method, a thin film of silicon can be formed even at room temperature where decomposition of the gas 126 on the surface of the substrate 123 does not occur. When forming the thin film of amorphous silicon, an apparatus using UHV-CVD method (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 7-245263) can be suitably used. Molecular beam crystal growth (MBE) method to be heated to the substrate by heating, and plasma CVD method, ECR plasma method and gas to be supplied to the substrate by decomposing gaseous raw materials by plasma discharge It can form by the apparatus using the CVD method etc. which were provided. Even when the thin film manufactured by either apparatus is applied, the flocculation microcrystal mentioned later can be obtained. Instead of the above-mentioned amorphous silicon, a thin film made of a part or whole of silicon polycrystal may be used. Here, the most important point is to suppress the mixing of impurities such as oxygen into the thin film layer of the amorphous silicon layer 125. This is because when the amorphous silicon layer 125 contains a large amount of oxygen, silicon atoms cannot move because the migration of silicon atoms is prevented, and formation (agglomeration) of microcrystals cannot be controlled. The oxygen content of the amorphous silicon layer 125 is 10% to 1x10 -5 %, preferably 1% to 1x10 -5 %.

그 다음에, 비정질 실리콘층(125)을 대기에 노출시키는 일 없이 진공중에 보존하고, 830℃에서 가열하였다. 즉, UHV-CVD장치로 비정질 실리콘층(125)을 형성한 후, 가스(126)를 구성하는 분자를 분해하기 위한 보조 히터를 정지함과 더불어,기판(123)을 가열하는 히터를 승온하여 기판(123)을 초고진공중에서 3분간에 걸쳐 가열하였다. 그 결과, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 실리콘 산화막(124)상에 평탄하게 형성되어 있던 비정질 실리콘층(125)은, 응집화 현상에 의해 최대 직경이 40㎚이고 높이가 10㎚ 정도의 독립한 복수의 실리콘의 미결정(127)으로 되었다. 또, 결정의 간격도 0.09㎛∼0.11㎛로 비교적 등간격으로 나란하였다. 여기에서, 비정질 실리콘층(125)의 두께 및 가열온도를 변화시킴으로써, 미결정(127)의 크기 등의 형태를 제어하는 것이 가능하다. 예컨대, 비정질 실리콘층(125)의 두께를 0.5㎚로, 가열온도를 730℃로 한 경우에는, 최대의 직경이 25㎚이고, 높이가 2㎚ 정도의 미결정을 얻을 수 있다. 이때, 응집화하기 전의 비정질 실리콘층(125)을 대기에 노출시키지 않은 것은, 상기한 바와 같이 비정질 실리콘층(125)이 대기중에서 산화되는 것을 방지하기 위함이기 때문에, 비정질 실리콘층(125)을 고순도 질소, 고순도 아르곤 및 고순도 헬륨 등의 불활성 가스의 분위기에서 유지하는 등으로 해서 산화를 방지하는 수단이 강구되어 있으면 특별히 진공중에 유지할 필요는 없다.Then, the amorphous silicon layer 125 was stored in vacuum without being exposed to the atmosphere and heated at 830 ° C. That is, after the amorphous silicon layer 125 is formed by the UHV-CVD apparatus, the auxiliary heater for decomposing molecules constituting the gas 126 is stopped, and the heater for heating the substrate 123 is heated to raise the substrate. (123) was heated in ultra high vacuum for 3 minutes. As a result, as shown in FIG. 3B, the amorphous silicon layer 125 formed flat on the silicon oxide film 124 has a plurality of independent plurals having a maximum diameter of 40 nm and a height of about 10 nm due to the aggregation phenomenon. To become microcrystalline 127 of silicon. In addition, the intervals between the crystals were also 0.09 탆 to 0.11 탆 in parallel at equal intervals. Here, by changing the thickness and heating temperature of the amorphous silicon layer 125, it is possible to control the shape of the size of the microcrystal 127 and the like. For example, when the thickness of the amorphous silicon layer 125 is 0.5 nm and the heating temperature is 730 ° C., microcrystals having a maximum diameter of 25 nm and a height of about 2 nm can be obtained. At this time, the exposure of the amorphous silicon layer 125 before aggregation to the atmosphere is to prevent the amorphous silicon layer 125 from being oxidized in the air as described above, so that the amorphous silicon layer 125 has a high purity. If a means for preventing oxidation, such as maintaining in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, high purity argon, high purity helium, or the like, is not particularly necessary, it does not need to be maintained in vacuum.

또, 사용하는 기판은, 가열중에 비정질 실리콘층(125)과 믹싱(mixing) 등을 일으키지 않는 것이라면, 본 실시예에서 인용한 유리기판(123) 대신에, 실리콘, 알칼리유리, 석영, SiC, 사파이어, 각종의 플라스틱, 플라스틱 필름 및 비닐 필름 등으로 이루어진 기판을 이용할 수 있다. 이들 경우에서도 상기 미결정의 생성(응집화)이 가능하다. 더욱이, 본 실시형태에서는 기판재료로서 실리콘 산화막을 이용한 예를 나타냈지만, 기판재료는 가열처리에 의해 미결정을 생성하는(응집화하는) 재료가 기판의 표면을 이동(migration)하고, 표면의 형태를 변화시켜 입자모양의결정(미결정)을 생성하는 것이라면, 특별히 한정은 되지 않고, 예컨대 SiNx막, Al막, F를 첨가한 각종 산화막, 질소를 첨가한 각종 산화막 및 W(텅스텐)막 등을 적용할 수 있다. 또, 가스(126)의 종류 또는 조성을 바꾸고, 온도 및 처리시간 등의 가열조건을 변화시키면, SiH4, Si3H8등의 수소화 Si가스나, GeH4, Ge2H6등의 각종의 가스를 적용할 수도 있다.If the substrate to be used does not cause mixing with the amorphous silicon layer 125 during heating, instead of the glass substrate 123 cited in the present embodiment, silicon, alkali glass, quartz, SiC, sapphire , Substrates made of various plastics, plastic films, vinyl films, and the like can be used. In these cases, the formation (agglomeration) of the microcrystals is possible. Moreover, in this embodiment, an example in which a silicon oxide film is used as the substrate material is shown, but the substrate material is a material that generates (agglomerates) microcrystals by heat treatment, migrates the surface of the substrate, and changes the shape of the surface. There is no particular limitation as long as it is changed to produce particle-shaped crystals (microcrystals). For example, a SiNx film, an Al film, various oxide films added with F, various oxide films added with nitrogen, and a W (tungsten) film, etc. Can be. When the type or composition of the gas 126 is changed and the heating conditions such as temperature and processing time are changed, hydrogenated Si gas such as SiH 4 and Si 3 H 8 , various gases such as GeH 4 and Ge 2 H 6 may be used . You can also apply

그 다음에, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 실리콘의 미결정(127)이 형성된 유리기판(123)상에 플라즈마 CVD법에 의해 50㎚의 비정질 실리콘층(128)을 형성하였다. 따라서, 실리콘 산화막(124)과 비정질 실리콘층(128)과의 경계면에 실리콘의 미결정(127)이 존재하는 구조가 얻어졌다. 바람직하게는, 비정질 실리콘층(128)을 형성하기 전에, 실리콘의 미결정(127)에 형성된 산화막을 제거하기 위해, 실리콘 기판(123)을 0.01%의 희HF중에 약 1초간 정도 담기게 하면 좋다. 또, 예컨대 질소, 아르곤, 헬륨 및 수소 등의 분위기 하에서 반송할 수 있는 장치 등에 의해, 실리콘의 미결정(127)의 표면을 산화시키지 않도록 플라즈마 CVD를 실시할 수 있는 것이라면, 유리기판(123)을 희HF중에 담글 필요는 없고, 유리기판(123)을 대기에 노출한 경우라도, 수시간 이내에 유리기판(123)의 반송이 종료하는 것과 같은 조건이라면, 실리콘의 미결정(127)상에 형성되는 산화막은 기껏해야 수Å 이내이고 비정질 실리콘층(128)을 이용한 다결정화는 방해되지 않는다.3C, a 50 nm amorphous silicon layer 128 was formed on the glass substrate 123 on which the microcrystalline 127 of silicon was formed by the plasma CVD method. Thus, a structure in which microcrystalline 127 of silicon is present at the interface between the silicon oxide film 124 and the amorphous silicon layer 128 is obtained. Preferably, before forming the amorphous silicon layer 128, the silicon substrate 123 may be immersed in 0.01% of rare HF for about 1 second to remove the oxide film formed on the microcrystalline 127 of silicon. In addition, if the plasma CVD can be performed so as not to oxidize the surface of the microcrystalline 127 of silicon, for example, by an apparatus capable of transporting in an atmosphere such as nitrogen, argon, helium, hydrogen, or the like, the glass substrate 123 is diluted. It is not necessary to immerse in HF, and even if the glass substrate 123 is exposed to the atmosphere, the oxide film formed on the microcrystalline 127 of silicon may be provided under conditions such that the conveyance of the glass substrate 123 is terminated within a few hours. At most within a few microseconds and the polycrystallization using the amorphous silicon layer 128 is not disturbed.

이어서, 도 3d에 나타낸 바와 같이, 실리콘 기판(123)에 형성된 비정질 실리콘층(128)을 ELA법에 의해 용융하여 결정입자(129)로 이루어진 다결정 실리콘층을얻었다. 이 경우, ELA법에 의해 다결정을 생성할 때에, 대기중에 있어서, XeCl 레이저의 단위면적당 조사에너지밀도는 340mJ/㎠이고, 조사시의 유리기판(123)의 온도는 실온이었다. 그 결과, 실리콘 산화막(124)상의 비정질 실리콘층(128)이 용융하고, 입자직경이 0.1㎛ 정도의 균일한 결정입자(129)로 구성된 다결정이 형성되었다. 이때, XeCl 레이저의 단위면적당 조사에너지밀도를 330mJ/㎠로 한 경우에 있어서도, 다결정을 구성하는 결정입자의 입자직경분포에 변화는 없었다. 따라서, 종래의 ELA법과 비교하여 낮은 조사에너지밀도에서의 프로세스를 실현하기 위해, 레이저의 출력변동이 있는 엑시머레이저를 이용한 ELA법에서의 프로세스 마진을 확대할 수 있기 때문에, 다결정 실리콘의 수율의 향상도 달성할 수 있었다.Next, as shown in FIG. 3D, the amorphous silicon layer 128 formed on the silicon substrate 123 was melted by the ELA method to obtain a polycrystalline silicon layer made of the crystal grains 129. In this case, when producing polycrystals by the ELA method, in the air, the irradiation energy density per unit area of the XeCl laser was 340 mJ / cm 2, and the temperature of the glass substrate 123 at the time of irradiation was room temperature. As a result, the amorphous silicon layer 128 on the silicon oxide film 124 melted, and a polycrystal composed of uniform crystal grains 129 having a particle diameter of about 0.1 mu m was formed. At this time, even when the irradiation energy density per unit area of the XeCl laser was 330 mJ / cm 2, the particle diameter distribution of the crystal grains constituting the polycrystal was not changed. Therefore, in order to realize a process at a lower irradiation energy density compared to the conventional ELA method, the process margin in the ELA method using an excimer laser having a fluctuation of the output of the laser can be increased, thereby improving the yield of polycrystalline silicon. Could be achieved.

여기에서, 상기 제조공정을 이용하여 형성한 본 발명에 따른 다결정 실리콘층(129)을 능동영역으로 하는 n-ch TFT를 형성하였다. TFT의 단면도가 도 4이다. 채널영역(207), 소스영역(208) 및 드레인영역(209)에는, 다결정 실리콘(129)이 사용되고 있다. 이 채널영역(207), 소스·드레인영역(208,209)상에는 산화실리콘의 게이트 절연막(113)을 매개로 하여 게이트 전극(103), 소스·드레인전극(210,211)이 형성되어 있다. 참조부호 124는 산화실리콘의 보호막이다. 도 5는 플랫 패널형상의 기판(123)상에 TFT(202)를 형성한 상태의 평면도이다. 이러한 TFT(202)를 플랫 패널형상의 기판(123)의 중심영역(200)상에 복수개 형성하였다.Here, an n-ch TFT having a polycrystalline silicon layer 129 according to the present invention formed by using the above manufacturing process as an active region was formed. 4 is a cross-sectional view of the TFT. Polycrystalline silicon 129 is used for the channel region 207, the source region 208, and the drain region 209. On the channel region 207 and the source / drain regions 208 and 209, the gate electrode 103 and the source / drain electrodes 210 and 211 are formed through the gate insulating film 113 of silicon oxide. Reference numeral 124 denotes a protective film of silicon oxide. 5 is a plan view of a state in which a TFT 202 is formed on a flat panel substrate 123. A plurality of such TFTs 202 are formed on the central region 200 of the flat panel substrate 123.

기판(123)상에 형성한 TFT(202)의 전자의 이동도(Vds)를 측정한 결과가, 도 7의 701이다. 702는 비교예의 TFT의 전자의 이동도(Vds)이다. 이 비교예는, 덩어리모양의 결정(응집 결정)을 핵으로 채용하고 있지 않다. 응집 결정 대신에 ELA로재결정화한 실리콘의 핵으로부터 다결정 실리콘을 형성하고, 이 다결정을 능동층으로 하는 TFT이다. 비교예의 TFT의 제조방법은 도 6에 나타내었다. 즉, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 비정질 실리콘의 박막을 ELA로 용융·고화시켜 얻은 다결정 실리콘(132)을 결정핵으로 하여 다결정 실리콘(133)을 성장시켰다. 이 밖의 점 이외는 도 3에서 설명한 제조방법과 동일하다.The result of measuring the mobility Vds of the electrons of the TFT 202 formed on the substrate 123 is 701 in FIG. 7. 702 is the mobility Vds of electrons of the TFT of the comparative example. This comparative example does not employ clump-shaped crystals (agglomeration crystals) as nuclei. Instead of agglomerated crystals, polycrystalline silicon is formed from the nuclei of silicon recrystallized with ELA, and the polycrystalline silicon is an active layer. The manufacturing method of TFT of a comparative example is shown in FIG. That is, as shown in Fig. 6A, the polycrystalline silicon 133 was grown using the polycrystalline silicon 132 obtained by melting and solidifying a thin film of amorphous silicon as ELA. Other than this point, it is the same as that of the manufacturing method demonstrated in FIG.

도 7에 나타낸 바와 같이, 각 Vds가 약 0.1V일 때의 전자의 이동도는 모두 약 50㎠/V·s이었지만, 본 발명에 따른 다결정 실리콘층에 n-ch TFT를 형성한 경우, 전자의 이동도의 변동은 35㎠/V·s 정도의 범위내로 들어간 것에 반해, 다결정 성장법을 이용하여 형성한 다결정 실리콘층에 n-ch TFT를 형성한 경우에는, 전자의 이동도의 변동은 40㎠/V·s 정도의 범위내까지 확대되었다. 따라서, 본 발명에 따른 다결정 실리콘층에 n-ch TFT를 형성한 경우에는, 다결정 성장법을 이용하여 형성한 다결정 실리콘층에 n-ch TFT를 형성한 경우와 비교하여, 전자의 이동도의 변동이 대략 10% 저감했다. 이 결과로부터, 응집화 결정을 결정핵으로 하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법이, 플랫 패널형상의 기판 전면에서 능동소자의 균일성을 높이는 효과가 있다.As shown in Fig. 7, the mobility of electrons when each Vds was about 0.1V was about 50 cm 2 / V · s. However, when the n-ch TFT was formed in the polycrystalline silicon layer according to the present invention, While the variation in mobility is within the range of about 35 cm 2 / V · s, when the n-ch TFT is formed in the polycrystalline silicon layer formed by the polycrystalline growth method, the variation in the mobility of the electron is 40 cm 2. It has been expanded to the extent of / V · s. Therefore, in the case where the n-ch TFT is formed in the polycrystalline silicon layer according to the present invention, the variation in electron mobility is compared with the case in which the n-ch TFT is formed in the polycrystalline silicon layer formed by the polycrystalline growth method. This was reduced by approximately 10%. From this result, the method of forming polycrystalline silicon using agglomerated crystals as crystal nuclei has the effect of increasing the uniformity of active elements on the entire surface of the flat panel substrate.

더욱이, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 상술한 다결정 실리콘(129)을 패터닝하여 TFT(202)의 활성층(101) 및 임플레인 전극(102)을 섬형상으로 분리형성하였다.Further, as shown in Fig. 8A, the polycrystalline silicon 129 described above was patterned to form the active layer 101 and the impurity electrode 102 of the TFT 202 in an island shape.

그 다음에, APCVD법, PECVD법 또는 ECR-PECVD법 등에 의해 게이트 절연막을 70㎚∼100㎚ 정도의 두께로 되도록 형성하고, 게이트 절연막상에 Mo, Al, Ta, W, Cu 및 이들의 합금 또는 도프한 실리콘막 등의 금속막을 두께가 200㎚∼400㎚ 정도로 되도록 형성하여, 도 8b에 나타낸 바와 같이 게이트 전극선(103) 및 화소전극(104)을 패터닝하였다.Next, the gate insulating film is formed to have a thickness of about 70 nm to 100 nm by APCVD method, PECVD method, ECR-PECVD method, or the like, and Mo, Al, Ta, W, Cu and alloys thereof or the like are formed on the gate insulating film. Metal films, such as a doped silicon film, were formed so that thickness might be about 200 nm-400 nm, and the gate electrode line 103 and the pixel electrode 104 were patterned as shown in FIG. 8B.

이어서, 게이트 전극선(103)을 마스크로 하여 TFT의 소스·드레인으로 되는 영역 및 임플레인 전극(102)에 불순물, 예컨대 n-ch TFT인 경우에는 1×1022-3개 정도의 인을 이온주입법이나 이온도핑법에 의해 도입하였다. 즉, 도 8b에 나타낸 사선의 영역에 불순물을 주입하였다. 그 다음에, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들을 적층한 구조의 층간 절연막을 APCVD법, PECVD법 또는 ECR-PECVD법 등에 의해 전면에 형성하고, 먼저 주입한 불순물을, 엑시머레이저 어닐 또는 450℃∼550℃ 정도의 열어닐에 의해 활성화 및 저저항화하였다.Subsequently, in the region which becomes the source / drain of the TFT using the gate electrode line 103 as a mask and the impurity electrode 102, for example, an n-ch TFT, about 1 × 10 22 cm -3 phosphorus is ionized. It was introduced by the implantation method or the ion doping method. That is, impurities were implanted into the diagonal region shown in Fig. 8B. Next, a silicon oxide film, a silicon nitride film or an interlayer insulating film having a stacked structure thereof is formed on the entire surface by APCVD, PECVD, or ECR-PECVD, and the first implanted impurities are excimer laser anneal or 450 ° C to 550 ° C. Activation and low resistance were achieved by degree opening.

이어서, 도 9a에 나타낸 바와 같이, 콘택트 홀(107,108,109,111)을 개구하고, 전면에 Mo, Al, Ta, W, Cu 및 이들의 합금 또는 도프한 실리콘막 등의 금속막을 두께가 300㎚∼600㎚ 정도로 되도록 형성하고, 도 9b에 나타낸 바와 같이 패터닝하여 신호선(105), 임플레인 전극선(106) 및 전극패턴(110)을 형성하였다. 금속막의 두께는, 커버리지의 관계로부터 층간 절연막보다 두꺼운 것이 바람직하다. 또, 상술한 바와 같이, 임플레인 전극선(106) 및 임플레인 전극(102)은 콘택트 홀(107)을 매개로 하여 접속되고, 화소전극(104)과 활성층(101)은 콘택트 홀(108, 109)을 매개로 하여 전극패턴(110)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또, 신호선(105)과 활성층(101)은 콘택트 홀(111)에 의해 접속되어 있다.Next, as shown in Fig. 9A, the contact holes 107, 108, 109, 111 are opened, and metal films such as Mo, Al, Ta, W, Cu, and alloys or doped silicon films on the entire surface are about 300 nm to 600 nm in thickness. 9B, the signal line 105, the impurity electrode line 106, and the electrode pattern 110 were formed by patterning as shown in FIG. It is preferable that the thickness of a metal film is thicker than an interlayer insulation film from a relationship of coverage. In addition, as described above, the impedance plane line 106 and the impedance plane 102 are connected via the contact hole 107, and the pixel electrode 104 and the active layer 101 are contact holes 108 and 109. Is electrically connected by the electrode pattern 110 via the? In addition, the signal line 105 and the active layer 101 are connected by a contact hole 111.

마지막으로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 화소전극(ITO)(201)에 접속한 TFT(202) 등을 형성한 어레이 기판(300)과, 칼라 필터나 블랙 매트릭스(도시하지 않음)가 형성되고, 표면에 대향전극(204)이 형성된 대향기판(205)과의 사이에 액정분자(206)가 밀봉되며, 화소전극(201)과 대향전극(204)과의 사이에 전계(E1)를 인가하여 액정분자(206)를 배향시키고, 빛의 투과성을 변화시킴으로써 표시를 행하는 방식의 액정표시장치를 얻었다. 필요에 따라 보호막(207)을 형성하고 패터닝하였다. 이 액정표시장치에 대해, 인터페이스장치를 이용하여 텔레비전 화면을 표시시킨 바, 각 화소의 특성이 균일화되었기 때문에, 구동전압±6∨에서 양호한 동화상을 표시할 수 있고, 표시 얼룩 등이 해소된 화질이 높은 표시가 장기간에 걸쳐 달성되었다.Finally, as shown in FIG. 10, an array substrate 300 on which a TFT 202 connected to the pixel electrode (ITO) 201 is formed, and a color filter or a black matrix (not shown) is formed. The liquid crystal molecules 206 are sealed between the counter substrate 205 on which the counter electrode 204 is formed, and the liquid crystal is applied by applying an electric field E1 between the pixel electrode 201 and the counter electrode 204. The liquid crystal display device of the system which displays by making the orientation of the molecule | numerator 206 and changing the light transmittance was obtained. The protective film 207 was formed and patterned as needed. In this liquid crystal display device, when a television screen is displayed using an interface device, since the characteristics of each pixel are uniform, a good moving picture can be displayed at a driving voltage of ± 6 kV, and image quality in which display unevenness is eliminated is eliminated. High marks have been achieved over a long period of time.

한편, 도 6에서 설명한 ELA법에 의해 다결정화한 폴리실리콘을 갖춘 TFT를 탑재한 이외는, 상기 실시형태와 마찬가지의 액정표시장치를 준비하고, 인터페이스회로를 이용하여 텔레비전 화면을 표시시킨 바, 각 화소의 특성이 불균일하기 때문에, 구동전압±6∨에서도 양호한 동화상을 표시할 수 없고, 표시된 화상에는 휘도 얼룩 등이 확인되며, 내구성도 약간 떨어지는 것으로 되었다.On the other hand, except that the TFTs with polysilicon polycrystallized by the ELA method described in Fig. 6 were mounted, a liquid crystal display device similar to the above embodiment was prepared, and a television screen was displayed using an interface circuit. Since the characteristics of the pixels are nonuniform, a good moving picture cannot be displayed even at a driving voltage of ± 6 kV, luminance unevenness or the like is confirmed in the displayed image, and the durability is also slightly inferior.

또한, 본 실시형태에서는, 능동소자를 코플래너형의 TFT로 하였지만, TFT 등의 반도체소자는 스태거형, 역스태거형 등의 다른 TFT를 채용해도 좋다. 이 TFT는, 본 발명의 요지를 이탈하지 않은 범위에서 변형하는 것이 가능하다.In the present embodiment, the active element is a coplanar TFT, but a semiconductor element such as a TFT may employ other TFTs such as stagger type and reverse stagger type. This TFT can be modified without departing from the gist of the present invention.

또, 미세한 화소 피치에도 충분히 대응할 수 있는 동시에, 외부부착 드라이버와 그 실장부에 요하는 면적과 비교하여 구동회로에 요하는 면적을 현저히 저감할 수 있고 액정표시장치의 협액연화(狹額緣化)를 달성할 수 있는 등의 이점을 갖기 때문에, 도 11에 나타낸 바와 같이 액정표시장치를 제어하는 주변구동회로를 액정표시장치에 내장할 수도 있다. 도 11에 있어서는, 액정표시장치는 상기 다결정을 갖는 P-채널 TFT(120)와 N-채널 TFT(121)로 이루어진 CMOS 구동회로(122)를 갖추고 있고, 화소의 일예로서 상술한 도 1 또는 도 2에 나타낸 화소로 구성되어 있다. 참조부호 117a, 117b는 게이트전극, 118, 119는 폴리실리콘층, 116a는 드레인 전극, 116c는 소스전극, 116b는 P-채널 TFT(120)와 N-채널 TFT(121)를 접속하는 전극이다.In addition, it is possible to cope with fine pixel pitches sufficiently, and it is possible to significantly reduce the area required for the driving circuit as compared with the area required for the external driver and its mounting portion, and to narrow the liquid crystal display device. Since it is possible to achieve the above, the peripheral drive circuit for controlling the liquid crystal display device may be incorporated in the liquid crystal display device as shown in FIG. In FIG. 11, the liquid crystal display device is provided with the CMOS driver circuit 122 which consists of the P-channel TFT 120 and the N-channel TFT 121 which have the said polycrystal, The above-mentioned FIG. 1 or FIG. It consists of the pixel shown in FIG. Reference numerals 117a and 117b denote gate electrodes, 118 and 119 denote polysilicon layers, 116a denote drain electrodes, 116c denote source electrodes, and 116b denote electrodes for connecting the P-channel TFT 120 and the N-channel TFT 121.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 따른 다결정층에 의하면, 다결정을 TFT 등의 반도체소자에 적용하면 반도체소자의 전기특성 등을 향상시킬 수 있는 동시에 반도체소자의 제조수율을 향상시킬 수 있기 때문에 우수한 반도체소자를 경제적으로 제공하는 것이 가능하게 된다. 또, 다결정 실리콘의 형성에 필요한 열처리온도의 저하를 실현할 수 있고, 열처리조건의 변동에 기인하는 프로세스 마진을 확대할 수 있다.As described above, according to the polycrystalline layer according to the present embodiment, when the polycrystal is applied to a semiconductor device such as a TFT, it is possible to improve the electrical characteristics of the semiconductor device and at the same time improve the manufacturing yield of the semiconductor device. It is possible to provide economically. In addition, the lowering of the heat treatment temperature required for the formation of the polycrystalline silicon can be realized, and the process margin due to the variation of the heat treatment conditions can be expanded.

더욱이, 본 발명에 따른 액정표시장치에 의하면, 거의 균일한 결정입자로 구성된 다결정의 채널영역을 갖춘 TFT를 구비함으로써, 채널영역을 통하여 소스영역과 드레인영역 사이에서 전자 등의 캐리어를 고속이면서 또한 균일하게 이동시킬 수 있다. 따라서, 표시화면의 휘도의 변화가 억제되어 화질이 높은 화상을 표시할 수 있고, 또 내구성면에서도 우수한 액정표시장치를 제공할 수 있다. 또, 각 화소의 휘도가 균일하고, 색 얼룩이 억제된 표시를 가능하게 하므로, 화면의 시인성(視認性)이 우수하기 때문에 눈의 피로 등을 저감할 수 있다. 또, 상기 다결정층은,화소 외에, 주변구동회로에 탑재할 수도 있으므로, 더 고속으로 응답가능한 액정표시장치를 제공할 수 있다.Moreover, according to the liquid crystal display device according to the present invention, by providing a TFT having a polycrystalline channel region composed of almost uniform crystal grains, carriers such as electrons are rapidly and uniformly formed between the source region and the drain region through the channel region. Can be moved. Therefore, the change in the brightness of the display screen can be suppressed to display an image with high image quality, and a liquid crystal display device excellent in durability can be provided. In addition, since the luminance of each pixel is made uniform and the color unevenness can be suppressed, the eye visibility and the like can be reduced because the visibility of the screen is excellent. In addition, since the polycrystalline layer can be mounted in a peripheral drive circuit in addition to the pixel, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of responding at a higher speed.

제2실시형태Second embodiment

다음에, 도 1에 나타낸 구성을 갖춘 액정표시장치에 있어서, 제1실시형태와는 별도의 제조방법을 채용한 제2실시형태를 설명한다. 이 실시형태에서 설명하는 다결정층을 액정표시장치에 적용한 경우의 구성은 제1실시형태와 마찬가지이다.Next, in the liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 1, a second embodiment employing a manufacturing method different from the first embodiment will be described. The configuration in the case where the polycrystalline layer described in this embodiment is applied to the liquid crystal display device is the same as in the first embodiment.

미리 유리기판(123)상에 실리콘 산화막(124)을 형성한 후, 유리기판(123)의 근방에 준비한 슬릿(130)을 설치하고 나서, 비정질 실리콘층(125)을 형성하였다. 이때, 가스(126)는 지향성을 갖고 유리기판(123)에 대해 거의 수직한 방향으로부터 유리기판(123)상으로 도달하므로, 슬릿(130)은 기판(123)으로부터 1mm 사이를 두고 설치하였다(도 12a).After the silicon oxide film 124 was formed on the glass substrate 123 in advance, the prepared slit 130 was provided in the vicinity of the glass substrate 123, and then the amorphous silicon layer 125 was formed. At this time, since the gas 126 has directivity and reaches onto the glass substrate 123 from a direction substantially perpendicular to the glass substrate 123, the slit 130 is provided between 1 mm and 1 mm from the substrate 123 (FIG. 12a).

이 후, 유리기판(123)을 가열처리함으로써, 소망하는 위치에 응집화한 실리콘의 미결정(127)을 형성하였다. 이때, 가스(126)의 공급을 노즐 등을 이용하여 유리기판(123)상의 임의의 위치에 직접 퇴적시킨 경우라도, 소망하는 위치에 응집화한 실리콘의 미결정(127)을 형성할 수 있었다. 또, 미리 다른 개구부를 갖는 슬릿에 의해 패터닝을 실시해 두면, 패턴에 따라 미결정의 배치를 임의로 제어하는 것이 가능하다(도 12b).Thereafter, the glass substrate 123 was heat-treated to form microcrystals 127 of silicon aggregated at desired positions. At this time, even when the supply of the gas 126 was directly deposited at an arbitrary position on the glass substrate 123 by using a nozzle or the like, the microcrystalline 127 of silicon aggregated to a desired position could be formed. Moreover, if patterning is performed by the slits having different openings in advance, it is possible to arbitrarily control the arrangement of the microcrystals according to the pattern (Fig. 12B).

그 다음에, 실리콘의 미결정(127)을 유리기판(123)상에 형성할 때에 이용한 슬릿(130)을 상기 위치에 재차 배치하고, 비정질 실리콘층(128)을 슬릿(130)을 매개로 하여 형성하였다(도 12c). 한편, 통상의 플라즈마 CVD법에서는, 도 12a와 같이 지향성이 있는 비정질 실리콘층(128)의 형성은 불가능하므로, 슬릿(130)과 유리기판(123)과의 간격을 좁힘에 따라, 소망하는 위치에만 비정질 실리콘(128)을 형성할 수 있다. 그리고, 비정질 실리콘층(128)을 ELA법에 의해 미결정(127)을 핵으로 하여 다결정화함으로써, 소망하는 위치에 거의 균일한 입자직경을 갖는 결정입자(129)로 구성된 섬형상의 다결정 실리콘층을 형성할 수 있었다. 그리고, 이 도 12에 나타낸 다결정 실리콘층의 제조방법을 이용하여 액정표시장치를 형성한 경우, 화소부 또는 주변구동회로의 TFT를 작성하는 위치에만, 결정입자의 입자직경이 크고 각 결정입자의 형태가 거의 균일한 다결정을 제조할 수 있는 효과가 있다. 그 외, 본 실시형태는 제1실시형태에서 얻어지는 효과를 발휘하는 것은 말할 것도 없다.Next, the slits 130 used when the silicon microcrystals 127 are formed on the glass substrate 123 are again placed at the positions, and the amorphous silicon layer 128 is formed via the slits 130. (FIG. 12C). On the other hand, in the conventional plasma CVD method, since it is impossible to form the oriented amorphous silicon layer 128 as shown in Fig. 12A, as the gap between the slit 130 and the glass substrate 123 is narrowed, only in a desired position. Amorphous silicon 128 may be formed. Then, the amorphous silicon layer 128 is subjected to polycrystallization using the microcrystalline 127 as the nucleus by the ELA method, thereby forming an island-like polycrystalline silicon layer composed of crystal grains 129 having a substantially uniform particle size at a desired position. Could form. In the case where the liquid crystal display device is formed using the method of manufacturing the polycrystalline silicon layer shown in FIG. 12, the crystal grains have a large particle diameter only at the position where the TFTs of the pixel portion or the peripheral driving circuit are prepared, and the shape of each crystal grain. Has the effect of producing an almost uniform polycrystal. In addition, needless to say, this embodiment exhibits the effect obtained in the first embodiment.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 거의 균일하고 입자직경이 큰 결정입자로 구성되고 경제성면에서도 우수한 다결정을 제공할 수 있고, 반도체소자를 기판 전면에 어레이형상으로 규칙성을 갖고 소자형성한 플랫 패널의 반도체소자의 특성균일화를 도모할 수 있으며, 디스플레이를 목적으로 한 플랫 패널의 표시화면의 면내의 휘도를 균일화할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide polycrystals which are composed of crystal grains having substantially uniform and large particle diameters and are excellent in economical efficiency. The characteristics of the semiconductor device can be made uniform, and the luminance in the plane of the display screen of the flat panel for display purposes can be made uniform.

Claims (21)

표면이 절연성을 나타내는 플랫 패널형상의 제1기판상에 함유산소량이 10%∼1×10-5%인 제1비결정 반도체층을 형성하는 제1막 형성공정과,A first film forming step of forming a first amorphous semiconductor layer having an oxygen content of 10% to 1 × 10 -5 % on a flat panel substrate having an insulating surface, and 상기 비결정 반도체층을 그 표면이 산화되지 않는 조건에서 가열용융하여 복수의 미세한 결정으로 이루어진 응집화 결정을 형성하는 응집화공정,An agglomeration process of heating the amorphous semiconductor layer under a condition that its surface is not oxidized to form an agglomerated crystal composed of a plurality of fine crystals, 상기 응집화 결정의 표면을 덮도록 제2비결정 반도체층을 형성하는 제2막 형성공정,A second film forming step of forming a second amorphous semiconductor layer so as to cover the surface of the agglomerated crystal, 상기 제2비결정 반도체층을 가열용융하여 상기 응집화 결정을 핵으로 하여 결정화층으로 하는 가열공정 및,A heating step of heating and melting the second amorphous semiconductor layer to form a crystallization layer using the agglomerated crystal as a nucleus, and 상기 결정화층의 일부를 에칭하여 매트릭스형상의 섬영역으로 분리하고, 이 섬영역에 반도체소자를 형성하는 소자형성공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.And a device forming step of etching a part of the crystallization layer into a matrix island region and forming a semiconductor element in the island region. 제1항에 있어서, 제1비결정 반도체층은, Si, SiGe, Ge, C, SiC, In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP 및 InP로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The flat panel of claim 1, wherein the first amorphous semiconductor layer is selected from Si, SiGe, Ge, C, SiC, In, As, InAs, Ga, GaAsAl, AlAs, InAlGaAs, InAlAs, InAlP, and InP. Method of forming the panel. 제1항에 있어서, 제2비결정 반도체층은 비정질 실리콘인 것을 특징으로 하는플랫 패널의 형성방법.The method of claim 1, wherein the second amorphous semiconductor layer is amorphous silicon. 제1항에 있어서, 제1기판의 표면은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, Al막, F를 첨가한 실리콘 산화막 및 W(텅스텐)막으로부터 선택되는 막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of forming a flat panel according to claim 1, wherein the surface of the first substrate is formed of a film selected from a silicon oxide film, a silicon nitride film, an Al film, a silicon oxide film containing F, and a W (tungsten) film. . 제3항에 있어서, 상기 반도체소자는, 상기 섬영역에 활성층을 형성하는 TFT인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.4. The method according to claim 3, wherein the semiconductor element is a TFT which forms an active layer in the island region. 제3항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐온도는 600℃∼900℃인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method for forming a flat panel according to claim 3, wherein the annealing temperature of the heating step is 600 ° C to 900 ° C. 제6항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐온도는 700℃∼800℃인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.7. The method for forming a flat panel according to claim 6, wherein the annealing temperature of the heating step is 700 ° C to 800 ° C. 제6항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐시간은 1분∼10시간인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.7. The method for forming a flat panel according to claim 6, wherein the annealing time of the heating step is 1 minute to 10 hours. 제8항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐시간은 30분∼1시간인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method for forming a flat panel according to claim 8, wherein the annealing time of the heating step is 30 minutes to 1 hour. 제1항에 있어서, 제1비결정 반도체층의 함유산소량은 1%∼1×10-5%인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of forming a flat panel according to claim 1, wherein the oxygen content of the first amorphous semiconductor layer is 1% to 1 × 10 -5 %. 제3항에 있어서, 상기 응집화공정은, 진공, 질소 또는 불활성 가스로부터 선택되는 분위기중에서 행하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method for forming a flat panel according to claim 3, wherein the coagulation step is performed in an atmosphere selected from vacuum, nitrogen, or an inert gas. 제3항에 있어서, 상기 가열공정은 ELA법으로 행하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method for forming a flat panel according to claim 3, wherein the heating step is performed by an ELA method. 제3항에 있어서, 상기 응집화공정 전에, 제1비결정 반도체층의 표면을 불산으로 세정하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of forming a flat panel according to claim 3, wherein the surface of the first amorphous semiconductor layer is washed with hydrofluoric acid before the agglomeration step. 제3항에 있어서, 제1비결정 반도체층을 형성함에 즈음하여, 소정의 형상으로 개구된 마스크상으로부터 제1비결정 반도체층을 섬형상에 퇴적형성하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.4. The method of forming a flat panel according to claim 3, wherein, on forming the first amorphous semiconductor layer, the first amorphous semiconductor layer is formed on an island shape from a mask opening in a predetermined shape. 표면이 절연성을 나타내는 플랫 패널형상의 제1기판상에 함유산소량이 10%∼1×10-5%인 제1비결정 반도체층을 형성하는 제1막 형성공정과,A first film forming step of forming a first amorphous semiconductor layer having an oxygen content of 10% to 1 × 10 -5 % on a flat panel substrate having an insulating surface, and 상기 비결정 반도체층을 그 표면이 산화되지 않는 조건에서 가열용융하여 복수의 미세한 결정으로 이루어진 응집화 결정을 형성하는 응집화공정,An agglomeration process of heating the amorphous semiconductor layer under a condition that its surface is not oxidized to form an agglomerated crystal composed of a plurality of fine crystals, 상기 응집화 결정의 표면을 덮도록 제2비결정 반도체층을 형성하는 제2막형성 공정,A second film forming step of forming a second amorphous semiconductor layer to cover the surface of the agglomerated crystal, 상기 제2비결정 반도체층을 가열용융하여 상기 응집화 결정을 핵으로 하여 결정화층으로 하는 가열공정,A heating step of heating and melting the second amorphous semiconductor layer to form a crystallization layer using the agglomerated crystal as a nucleus, 상기 용융·재결정화층의 일부를 에칭하여 매트릭스형상의 섬영역으로 분리하고, 이 섬영역에 반도체소자를 형성하는 소자형성공정,An element forming step of etching a part of the molten recrystallization layer into an island region of a matrix shape, and forming a semiconductor element in the island region; 상기 제1기판에 형성되고, 상기 반도체소자에 의해 인가전압이 제어되는 화소전극 형성공정,A pixel electrode forming step formed on the first substrate and controlled by an applied voltage by the semiconductor device; 상기 화소전극에 대향하는 위치에 대향전극이 형성된 제2기판을 형성하는 공정 및,Forming a second substrate on which a counter electrode is formed at a position facing the pixel electrode; 상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 갖춘 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate. 제15항에 있어서, 제2비결정 반도체층은 비정질 실리콘인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of claim 15, wherein the second amorphous semiconductor layer is amorphous silicon. 제15항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐온도는 700℃∼800℃인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method for forming a flat panel according to claim 15, wherein the annealing temperature of the heating step is 700 ° C to 800 ° C. 제17항에 있어서, 상기 가열공정의 어닐시간은 30분∼1시간인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.18. The method for forming a flat panel according to claim 17, wherein the annealing time of the heating step is 30 minutes to 1 hour. 제16항에 있어서, 제1비결정 반도체층의 함유산소량은 1%∼1×10-5%인 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of forming a flat panel according to claim 16, wherein the oxygen content of the first amorphous semiconductor layer is 1% to 1x10 -5 %. 제16항에 있어서, 상기 응집화공정 전에, 제1비결정 반도체층의 표면을 불산으로 세정하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.The method of forming a flat panel according to claim 16, wherein, before the coagulation step, the surface of the first amorphous semiconductor layer is washed with hydrofluoric acid. 제16항에 있어서, 소자형성공정중에, 상기 결정화층으로부터 매트릭스형상의 섬영역의 형성과 동시에 임플레인 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 플랫 패널의 형성방법.17. The method of forming a flat panel according to claim 16, wherein during the device forming step, an impurity electrode is formed simultaneously with the formation of a matrix island region from the crystallization layer.
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