KR100480192B1 - Method of manufacturing semiconductor device and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
개선된 신뢰성을 갖는 TFT들이 개시되어 있다. TFT들을 형성하는 층간 유전막은 질화 규소막으로 구성된다. 다른 층간 유전막도 또한 질화 규소로 구성된다. 이러한 층간 유전막을 형성하는 질화 규소막 내에서의 응력은 -5 x 109 내지 5 x 109 dyn/cm2 사이에서 설정된다. 이것은 층간 유전막들의 박리(peeling)와 접촉홀(contact hole)들 형성에서의 어려움을 억제시킬 수 있다. 더욱이, 활성층으로부터의 수소 방출이 억제될 수 있다. 이러한 방법으로 매우 확실한 TFT들이 얻어질 수 있다.TFTs with improved reliability are disclosed. The interlayer dielectric film forming the TFTs is composed of a silicon nitride film. Other interlayer dielectric films also consist of silicon nitride. The stress in the silicon nitride film forming such an interlayer dielectric film is set between -5 x 10 9 and 5 x 10 9 dyn / cm 2 . This can suppress the difficulty in peeling and forming contact holes of the interlayer dielectric films. Moreover, hydrogen evolution from the active layer can be suppressed. In this way very reliable TFTs can be obtained.
Description
발명의 배경Background of the Invention
1. 발명의 분야1. Field of Invention
본 발명은 박막 트랜지스터 구조와 그를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor structure and a method of manufacturing the same.
2. 관련기술의 설명2. Description of related technology
유리 기판이나 절연 표면상에 제조된 박막 트랜지스터(TFT)들이 공지되어 있다. 이러한 종류의 TFT들은 특히 활성 매트릭스 액정 디스플레이들에서 사용하기 위해 개발되었다.Thin film transistors (TFTs) fabricated on glass substrates or insulating surfaces are known. TFTs of this kind have been especially developed for use in active matrix liquid crystal displays.
액티브 매트릭스 액정 디스플레이에는 수백만 개의 픽셀 전극이 행(row)과 열(column)들로 배열되고, TFT들이 이러한 픽셀 전극과 접속된다. 픽셀 전극들에 출입하는 전하들은 각각의 TFT들에 의해 제어된다.In an active matrix liquid crystal display, millions of pixel electrodes are arranged in rows and columns, and TFTs are connected to these pixel electrodes. Charges entering and exiting the pixel electrodes are controlled by respective TFTs.
이러한 종류의 액티브 매트릭스 액정 디스플레이의 제조에는 적어도 수 제곱 센티미터인 유리 기판 또는 수정 기판상에 수만 개의 TFT를 제조하는 기술이 필요하다.The manufacture of this type of active matrix liquid crystal display requires a technique for producing tens of thousands of TFTs on glass substrates or quartz substrates that are at least several square centimeters.
오늘날의 기술로는 적어도 수 제곱 센티미터인 유리 또는 수정 기판상에 단결정 규소 박막을 제조하는 것이 불가능하다. 따라서, 일반적으로 제조된 규소막들은 비결정성 규소막, 다결정성 규소막, 및 결정성 규소막으로 대표된다.Today's technology makes it impossible to produce single crystal silicon thin films on glass or quartz substrates that are at least several square centimeters. Therefore, generally manufactured silicon films are represented by an amorphous silicon film, a polycrystalline silicon film, and a crystalline silicon film.
비결정성 규소막이 사용되는 경우, P-채널형은 실행될 수 없다. 또한, 고속 동작도 달성될 수 없다. 그러므로, 비결정성 규소막을 이용한 TFT들로부터 수 MHz 이상에서 동작하도록 요구되는 주변 구동기 회로를 제조하는 것이 불가능하다.When an amorphous silicon film is used, the P-channel type cannot be executed. Also, high speed operation cannot be achieved. Therefore, it is impossible to manufacture a peripheral driver circuit required to operate at several MHz or more from TFTs using an amorphous silicon film.
한편, 다결정성 및 결정성 규소막으로 특징화되는 결정성 규소막이 채용되는 경우에는 P-채널 TFT가 실용화될 수 있다. 따라서, CMOS 회로들이 만들어질 수 있다. 또한, 수 MHz 이상에서의 고속 동작들이 가능해진다. 이러한 특성들을 이용하면, 주변 구동기 회로가 같은 기판상에 액티브 매트릭스 회로와 집적될 수 있다.On the other hand, when a crystalline silicon film characterized by a polycrystalline and crystalline silicon film is employed, the P-channel TFT can be put to practical use. Thus, CMOS circuits can be made. In addition, high speed operations over several MHz are possible. Using these characteristics, the peripheral driver circuit can be integrated with the active matrix circuit on the same substrate.
그러나, 결정성 규소막을 이용하는 TFT들은 그 신뢰성 문제와 특성 변화들을 받는다. 이것들은 디스플레이된 영상의 품질을 저하시킨다.However, TFTs using crystalline silicon films suffer from reliability problems and property changes. These deteriorate the quality of the displayed image.
이들 신뢰성 및 특성 변화 문제들은 활성층을 형성하는 결정성 규소막의 상태에 포함되는 불안정한 요소들뿐만 아니라 접촉홀(contact hole)들을 생성하기 위한 처리 단계에 포함되는 불안정한 요소들에 의해 발생된다.These reliability and property change problems are caused by the unstable elements included in the processing step for creating contact holes as well as the unstable elements included in the state of the crystalline silicon film forming the active layer.
TFT들에 산화 규소막이 층간 유전막으로서 사용되는 것이 일반적으로 공지되어 있다. 그러나, 산화 규소막은 이하 설명되는 바와 같은 문제들을 갖는다.It is generally known that a silicon oxide film is used as the interlayer dielectric film in the TFTs. However, the silicon oxide film has problems as described below.
산화 규소막은 건식 에칭(dry etching) 처리 과정 동안 낮은 에칭 레이트를 나타낸다. 실제 에칭 레이트를 얻기 위해서는 자체 바이어스(self-bias) 전압을 약 600V로 증가시킬 필요가 있다. 이것은 종종 전도성 배선들이 형성될 때 다층 금속화에 걸쳐 유도된 전압으로 인해 정전기 방전 손상을 유발한다.The silicon oxide film exhibits a low etching rate during the dry etching process. To get the actual etch rate, it is necessary to increase the self-bias voltage to about 600V. This often causes electrostatic discharge damage due to the voltage induced across the multilayer metallization when conductive wires are formed.
더욱이, 증가된 자체 바이어스 전압을 이용해 에칭 처리가 실행되므로, 에칭 처리가 불안정한 경향이 있다. 그래서, 충분한 처리 마진을 보장하는 것이 어렵다.Moreover, since the etching process is performed using the increased self bias voltage, the etching process tends to be unstable. Thus, it is difficult to ensure sufficient processing margin.
예를 들면, 에칭 조건들을 고안함으로써, 접촉홀의 끝부분들을 점차 가늘게 하기 어렵다.For example, by devising etching conditions, it is difficult to gradually taper the ends of the contact holes.
일반적으로, 결정성 규소막을 이용하여, TFT의 활성층이 형성되는 경우, 활성층을 수소화시킬 필요가 있다. 즉, 결정성 규소막내에서 규소의 결합되어 있지 않은 화학 결합손(dangling bond)들이 수소로 중화되어, 전기적인 특성을 안정화시킨다.Generally, when an active layer of a TFT is formed using a crystalline silicon film, it is necessary to hydrogenate the active layer. That is, chemically bound dangling bonds of silicon in the crystalline silicon film are neutralized with hydrogen to stabilize electrical characteristics.
TFT들의 종류에 관계없이, 활성층의 형성 이후에 층간 유전막을 형성할 필요가 있다.Regardless of the type of TFTs, it is necessary to form an interlayer dielectric film after the formation of the active layer.
산화 규소막이 층간 유전막으로서 사용되는 경우, 산화 규소막내에서 수소에 대해 약한 배리어(barrier)만이 존재하기 때문에, 활성층에 포함된 수소가 쉽게 자유로이 되는 문제점이 발생된다. 이것은 막대하게 TFT 특성들을 불안정화시킨다.When the silicon oxide film is used as an interlayer dielectric film, since only a weak barrier to hydrogen exists in the silicon oxide film, a problem arises in that hydrogen contained in the active layer becomes free easily. This greatly destabilizes the TFT characteristics.
산화 규소막이 층간 유전막으로 사용되는 경우, 에칭이 건식 에칭 처리인 경우의 에칭의 끝점을 검출하는 것이 어렵다. 일반적으로, 기판을 유지하는 홀더(holder)나 스테이지(stage)로 수정 지그(jig)들이 사용된다.When the silicon oxide film is used as the interlayer dielectric film, it is difficult to detect the end point of etching when the etching is a dry etching process. Generally, quartz jigs are used as holders or stages for holding the substrate.
이 경우, 건식 에칭 처리 과정 동안, 산화규소 성분이 수정 지그로부터 에칭 주변으로 방출된다. 이는 산화 규소막 에칭의 끝점을 검출하기 어렵게 한다.In this case, during the dry etching process, the silicon oxide component is released from the quartz jig to the vicinity of the etching. This makes it difficult to detect the end point of silicon oxide film etching.
특히, 주변내에서의 산화규소 성분의 검출은 산화 규소막 에칭의 끝점을 명확하게 검출하기 어렵게 한다.In particular, the detection of the silicon oxide component in the surroundings makes it difficult to clearly detect the end point of the silicon oxide film etching.
이것은 제조 과정에서 불안정한 요소들의 수가 증가한다는 것을 의미한다.This means that the number of unstable elements in the manufacturing process increases.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명의 목적은 TFT들의 제조에서의 어려움들을 제거함으로써, 안정된 특성을 나타내고 높은 수율(yield)로 제조될 수 있는 TFT를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a TFT that exhibits stable characteristics and can be manufactured with high yield by eliminating difficulties in the manufacture of TFTs.
본 발명의 또 다른 목적은 고품질의 영상을 안정되게 나타내고 높은 수율로 제조될 수 있는 액티브 매트릭스 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an active matrix display device which can stably display high quality images and can be manufactured with high yield.
여기서 개시된 반도체 장치는 반도체로 구성된 활성층, 활성층상에 형성된 산화 규소막, 및 제 1 유전막상에 형성된 다층 질화 규소막을 포함한다. 산화 규소막은 게이트 절연막으로서 작용한다. 질화 규소막은 층간 유전막으로서 작용한다.The semiconductor device disclosed herein includes an active layer composed of a semiconductor, a silicon oxide film formed on the active layer, and a multilayer silicon nitride film formed on the first dielectric film. The silicon oxide film acts as a gate insulating film. The silicon nitride film acts as an interlayer dielectric film.
본 발명은 또한 결정성 규소막으로 구성된 활성층과 모두가 질화 규소로 만들어지는 층간 유전막들을 포함하는 TFT들로 구성되는 반도체 장치를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor device composed of TFTs including an active layer composed of a crystalline silicon film and interlayer dielectric films all made of silicon nitride.
질화 규소막이 층간 유전막으로서 사용되는 경우, 다음의 이점들을 얻을 수 있다.When the silicon nitride film is used as the interlayer dielectric film, the following advantages can be obtained.
우선, 건식 에칭 레이트가 높다. 또한, 자체 바이어스 전압이 대략 1500V의 낮은 값으로 설정될 수 있다. 따라서, 에칭이 안정되게 이루어질 수 있다. 더욱이, 큰 처리 마진이 얻어질 수 있다.First, the dry etching rate is high. In addition, the self bias voltage can be set to a low value of approximately 1500V. Thus, etching can be made stable. Moreover, large processing margins can be obtained.
그 외에, 수소에 대해 높은 배리어가 존재하고, 활성층내에 포함된 수소의 방출이 방지될 수 있다. 결과적으로, TFT의 특성들이 이전보다 더 작은 정도로 노화된다.In addition, there is a high barrier to hydrogen, and the release of hydrogen contained in the active layer can be prevented. As a result, the characteristics of the TFT are aged to a smaller extent than before.
또한, 상대 유전상수가 높다. 그러므로, 층간 유전막을 이용하여 캐패시터들이 용이하게 형성될 수 있다. 특히, 액티브 매트릭스 액정 디스플레이에서는 보조 캐패시터를 픽셀(pixel)들에 배치된 TFT들의 출력들에 접속시키는 것이 필요하다. 층간 유전막들을 형성하는 질화 규소막으로부터 이들 보조 캐패시터들을 형성하는 것이 유리하다.In addition, the relative dielectric constant is high. Therefore, capacitors can be easily formed using an interlayer dielectric film. In particular, in an active matrix liquid crystal display, it is necessary to connect an auxiliary capacitor to the outputs of TFTs arranged in pixels. It is advantageous to form these auxiliary capacitors from the silicon nitride film forming interlayer dielectric films.
바람직하게, 여기서 개시된 본 발명에서 층간 유전막들을 형성하는 질화 규소막의 품질은 내부 응력이 -5 x 109 내지 5 x 109 dyn/cm2의 범위내에 놓이도록 설정된다.Preferably, in the present invention disclosed herein, the quality of the silicon nitride film forming the interlayer dielectric films is set so that the internal stress lies in the range of -5 x 10 9 to 5 x 10 9 dyn / cm 2 .
이는 다층 구조가 형성될 때 막의 박리(peeling)를 방지하는데 중요하다. 또한, 이는 층간 유전막상에 형성된 전도성 배선들의 박리를 방지하는데 중요하다. 더욱이, 이것은 응력에 기인한 접촉 전극들의 단선(斷線)과 불량한 접촉들을 방지하는데 중요하다.This is important to prevent peeling of the film when the multilayer structure is formed. This is also important for preventing peeling of the conductive wires formed on the interlayer dielectric film. Moreover, this is important for preventing disconnection and bad contacts of the contact electrodes due to stress.
특히, 픽셀 전극들을 생성하는 ITO 전극들이 층간 유전막들 상에 형성되는 경우, 상술된 조건은 ITO 전극들의 박리를 방지하는데 중요하다.In particular, in the case where ITO electrodes generating pixel electrodes are formed on the interlayer dielectric films, the above-described condition is important for preventing peeling of the ITO electrodes.
응력에 대한 이러한 한정들은 액티브 매트릭스 영역의 면적이 증가될 때 보다 중요해진다. 관찰 화면의 면적이 증가됨에 따라, 액티브 매트릭스 영역의 면적도 증가된다.These limitations on stress become more important when the area of the active matrix area is increased. As the area of the observation screen increases, the area of the active matrix area also increases.
층간 유전막을 형성하는 질화 규소막들은 내부 응력이 -5 x 109 내지 5 x 109 dyn/cm2의 범위내에 놓이고 모든 질화 규소막이 압축적으로 응력이 가해지도록 설계되는 것이 유리하다. 이것은 작용하는 응력의 방향이 모든 층간 유전막들에 대해 균일하게 하여, 실제로 층간 유전막들의 박리를 방지하는데 효과적이다. 또한, 불량한 접촉들과 접촉 전극들 및 전도성 배선들에서의 단선들이 효과적으로 방지될 수 있다.The silicon nitride films forming the interlayer dielectric film are advantageously designed such that the internal stress lies in the range of -5 x 10 9 to 5 x 10 9 dyn / cm 2 , and all silicon nitride films are compressively stressed. This makes the direction of the stress acting uniform for all the interlayer dielectric films, which is effective in actually preventing the interlayer dielectric films from peeling off. In addition, bad contacts and disconnections in the contact electrodes and the conductive wirings can be effectively prevented.
유사하게, 모든 층간 유전막이 압축력적으로 응력이 가해지는 경우에도 이점들이 발생된다.Similarly, advantages arise even when all interlayer dielectric films are compressively stressed.
더욱이, 층간 유전막들을 형성하는 각종 질화 규소층들의 내부 응력의 편차들은 ± 50%보다 작게 억제되는 것이 유리하다.Moreover, it is advantageous that the deviations in the internal stresses of the various silicon nitride layers forming the interlayer dielectric films are suppressed to be less than ± 50%.
부가하여, 1/10 완충 불화 수소산에 대한 에칭 레이트가 30 내지 1500 Å/min의 범위내에 놓이도록 하는 층간 유전막을 형성하는 산화 규소막이 사용되는 것이 유리하다.In addition, it is advantageous to use a silicon oxide film which forms an interlayer dielectric film such that the etching rate for 1/10 buffered hydrofluoric acid is in the range of 30 to 1500 mW / min.
본 발명은 또한 화학적 증착에 의해 질화 규소막을 형성하는 단계가 포함된, 질화 규소막을 이용하여 반도체 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 성막(聖幕) 분위기로 수소를 주입함으로써 성장된 질화 규소막의 내부 응력이 -5 x 109 내지 5 x 109 dyn/cm2의 범위내에 있고, 1/10 완충된 불화 수소산에 대한 그 에칭 레이트가 30 내지 1500 Å/min의 범위내에 있는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device using a silicon nitride film, comprising the step of forming a silicon nitride film by chemical vapor deposition. In this method, the internal stress of the silicon nitride film grown by injecting hydrogen into the deposition atmosphere is in the range of -5 x 10 9 to 5 x 10 9 dyn / cm 2 , with respect to 1/10 buffered hydrofluoric acid. The etching rate is characterized in that it is in the range of 30 to 1500 Pa / min.
실시예 1Example 1
본 발명은 액티브 매트릭스 액정 디스플레이의 픽셀들에 배열된 박막 트랜지스터(TFT)들을 제조하기 위한 처리 단계들에 관한 것이다.The present invention relates to processing steps for manufacturing thin film transistors (TFTs) arranged in pixels of an active matrix liquid crystal display.
TFT들을 제조하기 위한 본 실시예의 처리 단계들은 도1(A) 내지 도3(B)에 도시된다. 먼저, 도1(A)에 도시된 바와 같이, 산화 규소막이 플라스마 CVD(plasma chemical vapor deposition)나 스퍼터링(sputtering)에 의해 3000Å의 두께로 유리기판(101)상에 버퍼막(102)으로 형성된다. 버퍼막은 또한 산화규소으로 구성될 수 있다.Processing steps of this embodiment for manufacturing TFTs are shown in Figs. 1A to 3B. First, as shown in FIG. 1A, a silicon oxide film is formed as a buffer film 102 on a glass substrate 101 with a thickness of 3000 kPa by plasma chemical vapor deposition (CVD) or sputtering. . The buffer film may also be composed of silicon oxide.
기판은 유리 기판(101)에 제한되지 않는다. 적절한 유전막이 피착되는 석영 기판이나 다른 기판(예를 들면, 반도체 기판)이 또한 사용될 수 있다. 다중 레벨 금속화나 다층 구조를 갖는 집적 회로에서는 적절한 절연막이 기판으로서 사용될 수 있다.The substrate is not limited to the glass substrate 101. Quartz substrates or other substrates (eg, semiconductor substrates) on which a suitable dielectric film is deposited may also be used. In an integrated circuit having a multilevel metallization or a multilayer structure, a suitable insulating film can be used as the substrate.
그 후, 추후 TFT들의 활성층을 형성하게 될 규소막(도시되지 않은)이 침착된다. 본 실시예에서는 500Å 두께의 비결정성 규소막이 플라스마 CVD에 의해 형성된다. 비결정성 규소막은 LPCVD에 의해 만들어질 수 있다.Then, a silicon film (not shown) is deposited which will later form the active layer of TFTs. In this embodiment, a 500 Å thick amorphous silicon film is formed by plasma CVD. The amorphous silicon film can be made by LPCVD.
그 후, 비결정성 규소막을 결정화하도록 열 처리와 레이저 조사가 실행되어, 결정성 규소막(도시되지 않은)이 얻어진다.Thereafter, heat treatment and laser irradiation are performed to crystallize the amorphous silicon film, thereby obtaining a crystalline silicon film (not shown).
결정성 규소막이 얻어진 후, TFT들의 활성층(103)을 형성하도록 패턴화된다. 게이트 절연막으로서 작용하는 산화 규소막(104)은 플라스마 CVD에 의해 1000Å의 두께로 침착된다.After the crystalline silicon film is obtained, it is patterned to form the active layer 103 of the TFTs. The
게이트 전극을 형성하기 위한 금속 재료나 규소 재료는 막으로서 침착된다. 이 막은 그후 게이트 전극들(105)과 주사선들(또한 게이트선들로 공지됨)(106)을 생성하도록 패턴화된다. 명확하게 도시되지는 않았지만, 게이트 전극들(105)이 통상적으로 주사선들(106)로부터 확장되도록 실행된다.The metal material or silicon material for forming the gate electrode is deposited as a film. This film is then patterned to produce gate electrodes 105 and scan lines (also known as gate lines) 106. Although not explicitly shown, the gate electrodes 105 are typically implemented to extend from the scan lines 106.
심하게 도핑(heavily doping)되어 감소된 저항률들을 갖는 규소 재료들은 게이트 전극들(105)과 주사선들(106)의 재료로서 사용될 수 있다. 또한, 알루미늄과 몰리브덴으로 대표되는 금속 재료들과 다양한 규소 재료들이 채용될 수 있다.Silicon materials that are heavily doped and have reduced resistivities can be used as the material of the gate electrodes 105 and the scan lines 106. In addition, metal materials represented by aluminum and molybdenum and various silicon materials may be employed.
이런 식으로, 도1(A)에 도시된 상태가 얻어진다. 이 조건하에서, 소스 및 드레인 영역들을 생성하도록 불순물 이온(dopant ion)들이 주입된다. 본 실시예에서는 인(P) 이온들이 N-채널 TFT들을 제조하도록 플라스마 도핑에 의해 주입된다.In this way, the state shown in Fig. 1A is obtained. Under this condition, dopant ions are implanted to create source and drain regions. In this embodiment, phosphorus (P) ions are implanted by plasma doping to produce N-channel TFTs.
불순물 주입 후, 불순물이 주입된 영역을 어닐링하고 활성화하도록 레이저 광이나 다른 강한 빛의 조사가 행해진다. 이 처리 단계는 열처리에 의존하는 방법을 이용할 수 있다.After impurity implantation, laser light or other strong light irradiation is performed to anneal and activate the region into which the impurity has been implanted. This treatment step can use a method that depends on the heat treatment.
이 방법으로, 소스 영역들(11), 드레인 영역들(13), 및 채널 형성 영역들(12)이 자기 정렬 방법으로 형성된다.In this way,
그 후, 도1(B)에 도시된 바와 같이, 질화 규소막이 플라스마 CVD에 의해 3000Å의 두께로 제 1 층간 유전막(107)으로서 침착된다. 이 질화 규소막의 두께는 대략 3000 내지 5000Å 사이에서 설정될 수 있다. 질화 규소막이 성장되는 조건들중 한 예가 아래 표1에 주어진다.Thereafter, as shown in Fig. 1B, a silicon nitride film is deposited as the first
표1Table 1
표1에서 주어진 에칭 레이트는 하시모토 카세이사(Hashimoto Kasei Corporation)에 의해 제조된 습식 에천트(etchant) LAL500이 사용될 때 얻어진 값이다. 막의 내부 응력은 수소 내용물을 변화시킴으로서 발견될 수 있다.The etch rate given in Table 1 is the value obtained when the wet etchant LAL500 manufactured by Hashimoto Kasei Corporation is used. The internal stress of the film can be found by changing the hydrogen content.
표1은 비교를 위해, 수소가 분위기로 부가되지 않은 성막 조건들을 도시한다. 내부 응력과 에칭 레이트는 수소가 부가되지 않은 분위기에서 성장된 질화 규소막이 질화 규소막인 것으로 언급될 수 없음을 고려하게 한다.Table 1 shows the deposition conditions in which hydrogen is not added to the atmosphere for comparison. The internal stress and the etching rate allow to consider that the silicon nitride film grown in the atmosphere in which no hydrogen is added cannot be mentioned as the silicon nitride film.
활성층(103)은 이 질화 규소막이 성장될 때 수소화된다. 즉, 분위기에 혼합된 수소와 암모니아의 분해에 의해 발생된 수소가 플라스마 에너지에 의해 활성화 되고, 활성층(103)을 형성하는 결정성 규소막으로 침식된다. 이것은 활성층을 형성하는 결정성 규소막을 어닐링하여 막이 수소화된다.The active layer 103 is hydrogenated when this silicon nitride film is grown. That is, hydrogen generated by decomposition of hydrogen and ammonia mixed in the atmosphere is activated by plasma energy and eroded by the crystalline silicon film forming the active layer 103. This anneals the crystalline silicon film forming the active layer so that the film is hydrogenated.
상술된 바와 같이, 질화 규소막은 수소에 대해 배리어를 제공한다. 따라서, 제 1 층간 유전막(107)의 형성이 활성층(103)내에 수소를 한정하도록 작용한다고 말할 수 있다.As described above, the silicon nitride film provides a barrier against hydrogen. Therefore, it can be said that the formation of the first
그 후, 건식 에칭 방법에 의해 제 1 층간 유전막(107)에 접촉홀들(108)이 생성된다(도1(C)).Thereafter, contact holes 108 are generated in the first
이 처리 단계에서 이용되는 건식 에칭 방법은 에천트 가스로서 CF4와 O2의 혼합 가스를 이용하는 RIE(reactive ion etching) 방법이다.The dry etching method used in this processing step is a reactive ion etching (RIE) method using a mixed gas of CF 4 and O 2 as an etchant gas.
이 단계에서, 에칭 스토퍼(etch stopper)로서 산화 규소막(104)을 이용함으로써 과도 에칭이 방지될 수 있다.In this step, excessive etching can be prevented by using the
그 후, 산화 규소막(104)으로부터 확장하는 접촉홀들(109)은 습식 에칭 방법에 의해 생성된다. 달리 말해서, 산화 규소막(104)이 노출된 접촉홀들(108)의 하부들은 에칭되어, 접촉홀들(109)이 형성된다.Thereafter, contact holes 109 extending from the
본 실시예에서, 습식 에칭은 불화 수소산, 불화 암모니아, 및 계면 활성제의 혼합물인 에천트를 이용해 행해진다.In this embodiment, the wet etching is performed using an etchant which is a mixture of hydrofluoric acid, ammonia fluoride, and a surfactant.
접촉홀들(109)을 생성하기 위한 산화 규소막(104)의 이러한 제거는 마스크(mask)를 이용하지 않고 실행될 수 있다. 특히, 접촉홀들(108)의 형성에 사용되는 레지스트 마스크는 그대로 사용될 수 있다.This removal of the
선택적으로, 레지스트 마스크가 존재하지 않으면, 접촉홀들(109)은 앞서 형성된 접촉홀들(108)을 이용함으로써 자기 정렬 방법으로 형성될 수 있다.Optionally, if no resist mask is present, the contact holes 109 can be formed in a self-aligning manner by using the contact holes 108 formed previously.
일반적으로, HF 기본의 에천트에 대한 질화 규소막의 에칭 레이트는 약 10이상 정도로 산화 규소막보다 더 낮다. 그러므로, 산화 규소막의 에칭은 상술된 단계 동안에 문제를 거의 발생시키지 않는다.In general, the etching rate of the silicon nitride film on the HF based etchant is lower than that of the silicon oxide film by about 10 or more. Therefore, etching of the silicon oxide film hardly causes a problem during the above-described steps.
본 실시예에서는, 접촉홀들(109)을 형성하는데 습식 에칭이 사용된다. 건식 에칭에 따른 방법도 또한 사용될 수 있다. 이 경우, 접촉홀들(109)이 접촉홀들(108)의 형성에 이어서 형성된다. 그러나, 건식 에칭 단계에서는 에천트 가스는 CHF3로 대치되어야 한다(도1(D)).In this embodiment, wet etching is used to form the contact holes 109. Methods according to dry etching may also be used. In this case, contact holes 109 are formed following the formation of the contact holes 108. However, in the dry etching step, the etchant gas must be replaced with CHF 3 (FIG. 1 (D)).
도1(D)에 도시된 상태를 얻은 후, 소스 전극이나 소스 영역들과의 접촉을 이루는 소스 배선들(110)이 적절한 금속 재료로부터 제조된다(도2(A)).After obtaining the state shown in Fig. 1D, the source wirings 110 which make contact with the source electrode or the source regions are made from a suitable metal material (Fig. 2A).
그 후, 질화 규소막이 플라스마 CVD에 의해 3000Å의 두께로 제 2 층간 유전막(111)으로서 형성된다. 제 2 층간 유전막(111)을 형성하는 질화 규소막의 두께는 2000 내지 5000Å 사이에서 설정될 수 있다(도2(B)).Thereafter, a silicon nitride film is formed as the second interlayer dielectric film 111 by a thickness of 3000 kPa by plasma CVD. The thickness of the silicon nitride film forming the second interlayer dielectric film 111 can be set between 2000 and 5000 kPa (FIG. 2B).
이 제 2 층간 유전막(111)은 제 1 층간 유전막(107)과 같은 조건하에서 성장된다. 막 두께가 변하는 경우, 막 두께와 연관된 조건들만이 수정된다.The second interlayer dielectric film 111 is grown under the same conditions as the first
따라서, 제 1 층간 유전막(107)과 제 2 층간 유전막(111)을 각각 형성하는 질화 규소막들에 접촉홀들(112)이 생성된다(도2(C)).Thus, contact holes 112 are formed in the silicon nitride films forming the first
이 건식 에칭은 도1(C)에 도시된 접촉홀들(108)의 형성과 같은 조건하에서 실행된다. 그러나, 에칭 깊이가 다르므로, 에칭 시간을 결정하기 위해 준비 실험이 실행될 필요가 있다.This dry etching is performed under the same conditions as the formation of the contact holes 108 shown in Fig. 1C. However, since the etching depths are different, preparation experiments need to be performed to determine the etching time.
또한, 이 단계 동안, 산화 규소막(104)이 에칭 스토퍼로서 사용될 수 있다.Also during this step, the
이 방법으로, 도2(C)에 도시된 상태가 주어진다. 그 후, 접촉홀들(112)의 하부들에 노출된 산화 규소막(104)이 습식 에칭 방법에 의해 에칭된다. 그 결과, 접촉홀들(113)이 생성된다. 이들 접촉홀들(113)은 또한 건식 에칭에 의해서도 형성될 수 있다.In this way, the state shown in Fig. 2C is given. Thereafter, the
도2(D)에 도시된 상태를 얻은 후, 픽셀 전극을 형성하는 ITO막이 스퍼터링 방법에 의해 형성되고, 픽셀 전극들(114)을 형성하도록 패턴화된다(도3(A)).After obtaining the state shown in Fig. 2D, an ITO film forming the pixel electrode is formed by a sputtering method and patterned to form the pixel electrodes 114 (Fig. 3A).
최종 보호막(115)은 또한 질화 규소막으로 형성된다(도3(B)).The final protective film 115 is also formed of a silicon nitride film (Fig. 3 (B)).
액정 재료를 배향시키기 위한 배향막(orientation film)(도시되지 않음)은 보호막(115)상에 형성되고, 배향된다.An orientation film (not shown) for orienting the liquid crystal material is formed on the protective film 115 and is oriented.
이 방법으로, 액티브 매트릭스 액정 디스플레이의 픽셀 부분들에 배치된 TFT들이 완성된다.In this way, TFTs arranged in the pixel portions of the active matrix liquid crystal display are completed.
이들 TFT들에서, 질화 규소막이 층간 유전막으로 사용되어, 건식 에칭 처리를 이용하여, 높은 재생력을 갖는 접촉홀들이 생성될 수 있다.In these TFTs, a silicon nitride film is used as the interlayer dielectric film so that contact holes having a high regeneration force can be generated using a dry etching process.
층간 유전막으로 사용된 질화 규소막은 활성층내에 존재하는 수소를 한정하도록 작용하므로, TFT들의 특성의 불안정성과 노화가 억제될 수 있다.Since the silicon nitride film used as the interlayer dielectric film acts to limit the hydrogen present in the active layer, instability and aging of the characteristics of the TFTs can be suppressed.
실시예 2Example 2
본 실시예는 LDD(lightly doped drain) 영역들이 TFT들에 배열되는 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명된 구성과 유사하다. 본 실시예에서의 처리 순서는 도 4(A) 내지 도 4(D), 도 5(A) 내지 도 5(D), 및 도 6(A) 내지 도 6(B)에 도시된다. 본 실시예는 실시예 1에서 사용된 바와 같은 처리 조건들 및 상세한 사항을 갖는다.This embodiment is similar to the configuration described in Embodiment 1 except that lightly doped drain (LDD) regions are arranged in the TFTs. The processing sequence in this embodiment is shown in Figs. 4A to 4D, 5A to 5D, and 6A to 6B. This embodiment has the processing conditions and details as used in the first embodiment.
먼저, 산화 규소막(402)이 3000Å의 두께로 유리 기판(401)상의 버퍼막으로서 형성된다. 이어서, 비결정성 규소막(도시되지 않음)이 플라스마 CVD에 의해 성장된다. 비결정성 규소막은 결정성 규소막(도시되지 않음)을 얻도록 레이저 광의 조사와 열 처리의 조합으로 결정화된다.First, the silicon oxide film 402 is formed as a buffer film on the glass substrate 401 with a thickness of 3000 kPa. Subsequently, an amorphous silicon film (not shown) is grown by plasma CVD. The amorphous silicon film is crystallized by a combination of laser light irradiation and heat treatment to obtain a crystalline silicon film (not shown).
상술된 결정성 규소막은 추후 TFT의 활성층이 될 영역(403)(도4(A))의 아일랜드(island)를 형성하도록 패턴화된다.The crystalline silicon film described above is patterned to form an island of a region 403 (Fig. 4 (A)), which will later be an active layer of the TFT.
활성층(403)을 만든 후, 게이트 절연막으로 작용하는 산화 규소막(404)이 플라스마 CVD에 의해 1000Å의 두께로 형성된다.After the active layer 403 is formed, a silicon oxide film 404 serving as a gate insulating film is formed to a thickness of 1000 占 by plasma CVD.
게이트 전극을 형성하기 위한 알루미늄막(도시되지 않음)은 스퍼터링에 의해 4000Å의 두께로 형성된다.An aluminum film (not shown) for forming the gate electrode is formed to a thickness of 4000 kPa by sputtering.
이 알루미늄막은 나중의 처리 단계에서 낮은 힐록(hillock)들과 위스커(wisker)들의 발생을 방지하도록 스칸듐을 0.1 중량% 포함한다. 이러한 힐록들과 위스커들은 열처리 단계에서 알루미늄의 비정상적인 성장에 의해 형성된 바늘같이 높여진 부분과 뾰족한 부분이다.This aluminum film contains 0.1 weight percent scandium to prevent the occurrence of low hillocks and whiskers in later processing steps. These hillocks and whiskers are needle-like raised and pointed portions formed by abnormal growth of aluminum in the heat treatment step.
알루미늄막(도시되지 않음)을 성장시킨 후, 이는 게이트 전극들(405)을 형성하도록 패턴화된다. 동시에 주사선들(406)이 형성된다.After growing an aluminum film (not shown), it is patterned to form gate electrodes 405. At the same time scan lines 406 are formed.
그 후, 다공질 양극 산화막(407 및 408)을 형성하도록 양극화가 실행된다. 이 다공질 양극 산화막(407 및 408)은 알루미늄막 패턴 부분(405 및 406)으로 구성된 양극들과 백금의 음극을 이용하여, 전해 용액내에서 양극처리를 실행함으로써 형성된다. 본 실시예에서, 전해 용액으로 3% 옥살산을 포함하는 수용액이 사용된다.Thereafter, anodization is performed to form the porous anodic oxide films 407 and 408. The porous anodic oxide films 407 and 408 are formed by performing anodization in an electrolytic solution using the anodes composed of the aluminum film pattern portions 405 and 406 and the cathode of platinum. In this embodiment, an aqueous solution containing 3% oxalic acid is used as the electrolytic solution.
이 양극처리 과정 동안, 양극처리 시간을 제어함으로써 다공질 양극 산화막이 수 μ m까지 성장될 수 있다. 본 실시예에서는 이 다공질 양극 산화막이 5000Å의 두께로 성장된다.During this anodization process, the porous anodic oxide film can be grown up to several micrometers by controlling the anodization time. In this embodiment, this porous anodic oxide film is grown to a thickness of 5000 kPa.
그 후, 전해 용액으로서 3% 타르타르산을 포함하는 에틸렌 글리콜 용액을 이용해 양극처리가 다시 실행된다. 이 처리 단계의 결과로서, 양극 산화막(409 및 410)이 형성된다. 이러한 양극 산화막은 배리어형이고 성질이 조밀하다.Thereafter, anodization is again performed using an ethylene glycol solution containing 3% tartaric acid as the electrolytic solution. As a result of this processing step, anodization films 409 and 410 are formed. This anodic oxide film is barrier type and has a dense property.
이 조밀한 양극 산화막(409 및 410)의 성장 거리는 인가되는 전압에 의해 제어될 수 있다. 본 실시예에서는 막의 두께가 700Å로 설정된다. 이 양극 산화막은 약 3000Å까지 성장될 수 있다.The growth distances of the dense anodic oxide films 409 and 410 can be controlled by the applied voltage. In this embodiment, the film thickness is set to 700 mm 3. This anodic oxide film can be grown up to about 3000 GPa.
이 조밀한 양극 산화막의 두께가 증가되는 경우, 증가된 두께는 오프셋(offset) 게이트 영역의 형성을 허용한다. 유효한 오프셋 게이트 영역이 형성되는 경우, 양극 산화막의 두께를 2000Å 이상으로 설정할 필요가 있다.When the thickness of this dense anodic oxide film is increased, the increased thickness allows the formation of an offset gate region. When the effective offset gate region is formed, it is necessary to set the thickness of the anodic oxide film to 2000 GPa or more.
전해 용액이 다공질의 조밀한 양극 산화막(409 및 410)으로 진입하므로, 이 막은 도 4(A)에 도시된 상태에서 생성된다.Since the electrolyte solution enters the porous dense anodic oxide films 409 and 410, this film is produced in the state shown in Fig. 4A.
도 4(A)에 도시된 상태를 얻은 후, 노출된 산화 규소막(404)이 제거된다. 다공질 양극 산화막(407 및 408)은 아세트산, 질산, 및 인산의 혼합산을 이용해 선택적으로 제거된다.After obtaining the state shown in Fig. 4A, the exposed silicon oxide film 404 is removed. The porous anodic oxide films 407 and 408 are selectively removed using a mixed acid of acetic acid, nitric acid, and phosphoric acid.
그 후, 불순물 이온들이 주입된다. 본 실시예에서는 각 N-채널 TFT를 형성하기 위해 P-형 이온들이 주입된다. 이 처리 단계에서, 소스 영역(41), 채널 형성 영역(42), 약간 도핑된(LDD) 영역(43), 및 드레인 영역(44)이 자기 정렬 방법으로 형성된다(도 4(B)).Thereafter, impurity ions are implanted. In this embodiment, P-type ions are implanted to form each N-channel TFT. In this processing step, the source region 41, the
상술된 불순물 이온들의 주입 후, 불순물 주입된 영역들을 어닐링 처리하고 활성화시키도록 레이저 광이나 다른 강한 광이 조사된다.After implantation of the impurity ions described above, laser light or other strong light is irradiated to anneal and activate the impurity implanted regions.
제 1 층간 유전막(412)이 형성된다. 질화 규소막(412)은 플라스마 CVD에 의해 3000Å의 두께를 갖는 제 1 층간 유전막(412)으로 형성된다. 질화 규소막이 성장되는 분위기의 수소 내용물은 막내의 응력이 -5 x 109 내지 5 x 109 dyn/cm2 내에 놓이도록 제어된다.The first interlayer dielectric film 412 is formed. The silicon nitride film 412 is formed of a first interlayer dielectric film 412 having a thickness of 3000 kPa by plasma CVD. The hydrogen content of the atmosphere in which the silicon nitride film is grown is controlled so that the stress in the film lies within -5 x 10 9 to 5 x 10 9 dyn / cm 2 .
이 처리 단계 동안, 활성층(403)은 동시에 수소 패시베이션(hydrogen-passivation)된다.During this processing step, the active layer 403 is hydrogen-passivated at the same time.
이 방법으로, 도 4(B)에 도시된 상태가 얻어진다. 그 후, 접촉홀들(413)이 건식 에칭 방법에 의해 생성된다(도 4(C)).In this way, the state shown in Fig. 4B is obtained. Thereafter, contact holes 413 are created by a dry etching method (FIG. 4C).
이 방법으로, 도 4(C)에 도시된 상태가 얻어진다. 접촉홀들(414)은 습식 에칭에 의해 산화 규소막(411)에 형성된다. 접촉홀은 또한 건식 에칭에 의해서도 생성될 수 있다.In this way, the state shown in Fig. 4C is obtained. The contact holes 414 are formed in the silicon oxide film 411 by wet etching. Contact holes can also be created by dry etching.
그러므로, 도 4(D)에 도시된 상태가 유도된다. 그 후, 도 5(A)에 도시된 바와 같이, 소스 전극들(415)이나 소스 영역들과 접하는 소스 배선들(415)이 형성된다. 본 실시예에서, 이 전극들이나 배선들이 티타늄/알루미늄/티타늄 적층막으로 만들어진다(도 5(A)).Therefore, the state shown in Fig. 4D is derived. Thereafter, as shown in FIG. 5A,
그 후, 3000Å 두께의 질화 규소막이 플라스마 CVD에 의해 제 2층간 유전막(416)으로 형성된다. 이 질화 규소막은 제 1 층간 유전막(412)과 같은 조건하에서 성장된다(도 5(B)).Thereafter, a 3000 nm thick silicon nitride film is formed as the second interlayer dielectric film 416 by plasma CVD. This silicon nitride film is grown under the same conditions as the first interlayer dielectric film 412 (Fig. 5 (B)).
질화 규소막(412 및 416)을 통해 확장되는 접촉홀들(417)은 건식 에칭 방법에 의해 형성된다(도5(C)).Contact holes 417 that extend through the silicon nitride films 412 and 416 are formed by a dry etching method (FIG. 5C).
그 후, 드레인 영역(44)에 이르는 접촉홀들(418)을 형성하도록 습식 에칭이 실행된다. 접촉홀들(418)은 또한 건식 에칭 방법에 의해서도 생성될 수 있다.Thereafter, wet etching is performed to form contact holes 418 leading to the
이 방법으로, 제 1 및 제 2 층간 유전막들(412 및 416)을 통해 드레인 영역들(44)로 확장되는 접촉홀들이 형성될 수 있다(도 5(D)).In this way, contact holes extending through the first and second interlayer dielectric films 412 and 416 to the
그 후, 픽셀 전극들을 형성하기 위한 ITO막이 형성되고, 도 6(A)에 도시된 바와 같이 픽셀 전극들(419)을 생성하도록 패턴화된다.Thereafter, an ITO film for forming pixel electrodes is formed and patterned to produce
산화 규소막(420)의 최종 보호막으로서 형성되고, 그러므로 도 6(B)에 도시된 상태를 얻는다.It is formed as the final protective film of the
본 실시예에서 설명된 TFT에서는, 약간 도핑된(LDD) 영역(43)이 채널 형성 영역(42)과 드레인 영역(44) 사이에 배열되어 이 두 영역간의 전계 강도를 완화시킨다. 이 영역은 일반적으로 LDD 영역이라 불리고 OFF 전류를 낮추는데 효과적이다.In the TFT described in this embodiment, a slightly doped (LDD)
본 실시예에서 설명된 TFT들은 픽셀 전극들(419)에 저장된 전하를 유지시키는데 뛰어난 기능을 가질 수 있다. 이 기능은 더 놓은 품질의 영상을 디스플레이하는데 유용하다.The TFTs described in this embodiment can have an excellent function in maintaining charge stored in the
실시예 3Example 3
본 실시예는 블랙 매트릭스(black matrix)가 TFT 패널 기판상에 배치된 구성에 관한 것이다. 본 실시예에 대한 처리 순서는 도 7(A) 내지 도 7(C)에 도시된다. 먼저, 산화 규소막이나 질화 규소막이 유리 기판(701)상에 버퍼막(702)으로 형성된다.This embodiment relates to a configuration in which a black matrix is disposed on a TFT panel substrate. The processing sequence for this embodiment is shown in Figs. 7A to 7C. First, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed on the
그 후, 결정성 규소막이 되는 활성층이 형성된다. 도 7(A)에서는 영역(703-705)의 아일랜드가 활성층을 형성한다. 추후 명백해질 바와 같이, (703), (704), 및 (705)로 나타내진 영역들은 각각 드레인 영역, 채널 형성 영역, 및 소스 영역이 된다.Thereafter, an active layer serving as a crystalline silicon film is formed. In FIG. 7A, the islands of the regions 703-705 form an active layer. As will be apparent later, the regions indicated by 703, 704, and 705 become drain regions, channel forming regions, and source regions, respectively.
그 후, 게이트 절연막(706)으로 기능하는 산화 규소막이 형성된다. 금속 재료나 규소 재료를 이용하여, 게이트 전극들(707) 및 주사선들(게이트 선들)(708)이 형성된다.Thereafter, a silicon oxide film that functions as the
이 조건하에서, 소스 영역(705), 드레인 영역(703), 및 채널 형성 영역(704)을 자기 정렬 방법으로 형성하도록 불순물 이온들이 주입된다.Under this condition, impurity ions are implanted to form the
질화 규소막이 제 1 층간 유전막(709)으로서 형성된다. 접촉홀들은 건식 에칭 방법에 의해 제 1 층간 유전막(709)에 형성된다.A silicon nitride film is formed as the first
그 후, 소스 전극들이나 소스 배선들(710)이 적절한 금속 재료로부터 형성된다. 질화 규소막은 제 2 층간 유전막(711)으로서 형성된다.Thereafter, source electrodes or
그 후, 드레인 영역(703)에 이르는 접촉홀들(712)이 건식 에칭 방법에 의해 형성된다. 이러한 방법으로 도 7(A)에 도시된 상태가 얻어진다.Thereafter, contact holes 712 leading to the
도 7(A)에 도시된 상태를 얻은 후, 블랙 매트릭스(BM) 재료가 막으로 침착된다. 이러한 블랙 매트릭스 재료는 티타늄막, 크로미늄막, 또는 티타늄/크로미늄 침착막이 될 수 있다.After obtaining the state shown in FIG. 7A, a black matrix (BM) material is deposited into the film. This black matrix material can be a titanium film, chromium film, or a titanium / chromium deposited film.
이 블랙 매트릭스 재료막은 블랙 매트릭스(713 및 715)를 형성하도록 패턴화 된다. 동시에, 드레인 영역(713)과 접하는 전극(714)이 형성된다. 즉, 전극(714)은 블랙 매트릭스와 같은 재료로 구성된다(도7(B)).This black matrix material film is patterned to form
도 7(B)에 도시된 상태를 얻은 후, 제 1 층간 유전막(709)과 제 2 층간 유전막(711) 모두와 같은 막질(膜質)을 갖는 제 3 층간 유전막(716)으로서 질화 규소막이 형성된다. 이 질화 규소막은 500Å의 두께를 갖는다(도 7(C)).After obtaining the state shown in FIG. 7B, a silicon nitride film is formed as the third
전극(714)에 이르는 접촉홀이 형성된다. 픽셀 전극(717)은 ITO로 형성된다. 질화 규소막은 최종 보호막(718)으로서 형성된다(도 7(C)).A contact hole reaching the electrode 714 is formed. The
본 실시예에서 설명된 구성에서, 블랙 매트릭스(713)와 픽셀 전극(717)간의 오버랩(overlap)이 보조 캐패시터를 형성한다. 질화 규소막은 약 6 내지 7의 높은 상대 유전상수를 갖는다. 그러므로, 질화 규소로 구성된 제 3 층간 유전막(716)을 캐패시터의 유전체로 사용하는 것이 유리하다. 산화 규소막의 상대 유전상수는 대략 4이다.In the configuration described in this embodiment, an overlap between the
실시예 4Example 4
본 실시예는 블랙 매트릭스가 TFT 기판상에 배열되는 구성를 제외하고는 실시예 3과 유사하다. 먼저, 산화 규소막(702)이 유리 기판(701)상에 버퍼층으로서 형성된다. 그 후, 활성층(703-705)이 형성된다. 또한, 게이터 절연막으로 작용하는 산화 규소막(706)이 침착된다.This embodiment is similar to the third embodiment except for the configuration in which the black matrix is arranged on the TFT substrate. First, a
게이트 전극(707)과 주사선(708)은 적절한 금속 재료나 규소 재료로 형성된다. 그 후, 질화 규소막이 제 1 층간 유전막(709)으로서 침착된다. 접촉홀들은 건식 에칭 방법에 의해 제 1 층간 유전막(709)에 형성된다. 본 실시예에서, 접촉홀들은 소스 영역(705)과 드레인 영역(703)에 형성된다.The
제 1 유전막(709)에 접촉홀들을 형성한 후, 소스 전극(710)과 드레인 전극(800)이 같은 구성 재료로 형성된다.After forming contact holes in the
그 후, 질화 규소막이 제 2 층간 유전막(711)으로서 침착된다. 접촉홀(801)은 건식 에칭에 의해 제 2 층간 유전막에 생성된다. 이 처리 단계 동안, 전극(800)은 에칭 스토퍼로 작용한다.Thereafter, a silicon nitride film is deposited as the second
이 방법으로 도8(A)에 도시된 상태가 얻어진다. 그 후, 블랙 매트릭스를 형성하는 재료는 막으로서 침착되고, 추출기 전극으로 작용하는 부분(804)뿐만 아니라 블랙 매트릭스 부분들(713, 715)을 형성하도록 패턴화된다(도 8(B)).In this way, the state shown in Fig. 8A is obtained. Thereafter, the material forming the black matrix is deposited as a film and patterned to form the
그 후, 질화 규소막이 제 3 층간 유전막(716)으로 형성된다. 전극(804)에 도달하는 접촉홀이 생성되고, ITO의 픽셀 전극 형성들(717)이 형성된다. 그리고, 질화 규소막(718)이 최종 보호막으로 형성된다(도 8(C)).Thereafter, a silicon nitride film is formed of the third
실시예 5Example 5
본 실시예는 블랙 매트릭스가 TFT 기판상에 배열되고 픽셀 전극이 드레인 영역과 직접 접하는 구성에 관한 것이다.This embodiment relates to a configuration in which a black matrix is arranged on a TFT substrate and a pixel electrode is in direct contact with the drain region.
본 실시예에 대한 처리 순서는 도 9(A) 내지 도 9(D)에서 설명된다. 먼저, 산화 규소막(902)이 유리 기판(901)상에 버퍼막으로 형성된다. 그 후, 활성층(903-905)이 결정성 규소막으로부터 형성된다. 그 후, 게이트 절연막으로 작용하는 산화 규소막(90)이 침착된다.The processing sequence for this embodiment is described in Figs. 9A to 9D. First, a silicon oxide film 902 is formed on the glass substrate 901 as a buffer film. Thereafter, an active layer 903-905 is formed from the crystalline silicon film. Thereafter, a silicon oxide film 90 serving as a gate insulating film is deposited.
게이트 전극들(906)과 주사선들(907)은 적절한 금속 재료이나 규소 재료로부터 동시에 형성된다. 질화 규소막은 제 1 층간 유전막(908)으로서 형성된다.Gate electrodes 906 and scan lines 907 are formed simultaneously from a suitable metal or silicon material. The silicon nitride film is formed as the first interlayer dielectric film 908.
제 1 층간 유전막(908)의 형성 후, 각 소스 영역(903)으로의 액세스를 얻기 위한 접촉홀이 건식 에칭 방법에 의해 형성된다. 각 소스 전극(909)은 적절한 금속재료로 형성된다.After formation of the first interlayer dielectric film 908, contact holes for gaining access to each source region 903 are formed by a dry etching method. Each source electrode 909 is formed of a suitable metal material.
소스 전극(909)의 형성 후, 질화 규소막이 제 2 층간 유전막(910)으로서 침착된다. 이 방법으로 도 9(A)에 도시된 상태가 얻어진다.After formation of the source electrode 909, a silicon nitride film is deposited as the second interlayer dielectric film 910. In this way, the state shown in Fig. 9A is obtained.
도 9(A)에 도시된 상태를 얻은 후, 티타늄이나 크롬, 또는 티타늄/크롬 침착막으로 블랙 매트릭스(BM)막(911 및 912)이 형성된다. 이 방법으로 도 9(B)에 도시된 상태가 얻어진다.After obtaining the state shown in Fig. 9A, black matrix (BM) films 911 and 912 are formed of titanium, chromium, or titanium / chromium deposition films. In this way, the state shown in Fig. 9B is obtained.
도 9(B)에 도시된 상태를 얻은 후, 산화 규소막이나 질화 규소막이 제 3 층간 유전막(913)으로서 형성된다. 그 후, 건식 에칭 방법에 의해 접촉홀들(914)이 형성되어 도 9(C)에 도시된 상태가 된다.After obtaining the state shown in FIG. 9B, a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed as the third interlayer dielectric film 913. Thereafter, the contact holes 914 are formed by a dry etching method to be in the state shown in Fig. 9C.
그 후, 픽셀 전극들(915)이 ITO로부터 형성된다. 질화 규소막은 최종 보호막(916)으로서 침착된다.Thereafter, pixel electrodes 915 are formed from ITO. The silicon nitride film is deposited as the final protective film 916.
또한 본 실시예에서 설명된 구성에서, 각 픽셀 전극(915)과 블랙 매트릭스막(911 및 912) 사이의 오버랩은 층간 유전막(913)에 의해 유전체가 형성되는 캐패시터를 형성한다.Also, in the configuration described in this embodiment, the overlap between each pixel electrode 915 and the black matrix films 911 and 912 forms a capacitor in which a dielectric is formed by the interlayer dielectric film 913.
실시예 6Example 6
본 실시예는 반도체로 구성된 활성층과, 활성층상에 형성된 산화 규소막과, 제 1 유전층상에 형성된 다층 질화 규소막을 포함하는 구성에 관한 것이다. 산화 규소막은 게이터 절연막으로서 작용한다. 질화 규소막은 층간 유전막으로서 작용한다. 층간 유전막내의 다층들은 더 낮은 층이 더 높은 에칭 레이트를 갖도록 설계된다.This embodiment relates to a configuration including an active layer composed of a semiconductor, a silicon oxide film formed on the active layer, and a multilayer silicon nitride film formed on the first dielectric layer. The silicon oxide film acts as a gator insulating film. The silicon nitride film acts as an interlayer dielectric film. The multilayers in the interlayer dielectric film are designed such that the lower layer has a higher etch rate.
본 실시예에 대한 처리 순차는 도 1(A) 내지 도 1(D), 도 2(A) 내지 도 2(D), 및 도 3(A) 내지 도 3(B)에서 설명된다. 처리 순서의 처리 조건들은 달리 지정되지 않으면 실시예 1과 유사하다. 본 실시예는 질화 규소로 만들어진 층간 유전막들(107 및 111)이 서로 다른 에칭 레이트들을 갖는 것을 특징으로 한다.The processing sequence for this embodiment is explained in Figs. 1A to 1D, Figs. 2A to 2D, and Figs. 3A to 3B. Processing conditions of the processing order are similar to those of the first embodiment unless otherwise specified. This embodiment is characterized in that the interlayer
특히, 층간 유전막(107)은 더 작은 에칭 레이트를 갖는 반면, 층간 유전막(111)은 더 높은 에칭 레이트를 갖는다.In particular, the
이것은 각 접촉홀(112)이 생성될 때 지름이 내부적으로 증가되는 경향을 억제할 수 있다. 즉, 홀이 원뿔형으로 되는 경향이 억제될 수 있다.This can suppress the tendency for the diameter to increase internally when each contact hole 112 is created. That is, the tendency for the hole to be conical can be suppressed.
이 구성은 층간 유전막들이 다층들에 형성되고 다층들을 통해 확장되는 접촉홀들이 필요한 경우 유리하다.This configuration is advantageous when interlayer dielectric films are formed in multiple layers and contact holes are needed to extend through the multiple layers.
TFT의 제조시 어려움들은 여기서 개시된 본 발명의 사용에 의해 제거될 수 있다. 안정된 특성들을 갖는 TFT들은 높은 제조 수율로 얻어질 수 있다. 또한, 고품질의 안정된 디스플레이를 제공하는 액티브 매트릭스 액정 디스플레이들이 높은 수율로 제조될 수 있다.Difficulties in the manufacture of TFTs can be eliminated by the use of the invention disclosed herein. TFTs with stable characteristics can be obtained with high production yield. In addition, active matrix liquid crystal displays that provide a stable display of high quality can be manufactured with high yield.
도1(A) 내지 도1(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.1A to 1D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도2(A) 내지 도2(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.2A to 2D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도3(A) 및 도3(B)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.3A and 3B illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도4(A) 내지 도4(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.4A to 4D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도5(A) 내지 도5(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.5A to 5D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도6(A) 내지 도6(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.6A to 6D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도7(A) 내지 도7(C)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.7A to 7C illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도8(A) 내지 도8(C)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.8A to 8C illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
도9(A) 내지 도9(D)는 TFT를 제조하기 위한 처리 단계를 설명하는 도면.9A to 9D illustrate processing steps for manufacturing a TFT.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 소스 영역 12 : 채널 형성 영역11 source region 12 channel forming region
13 : 드레인 영역13: drain area
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Citations (2)
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KR100288039B1 (en) * | 1994-06-02 | 2001-05-02 | 야마자끼 순페이 | Display and Electro-Optical Devices |
KR100297063B1 (en) * | 1993-12-03 | 2001-10-22 | 야마자끼 순페이 | Display device and electronic device having the display device |
-
1997
- 1997-04-12 KR KR1019970013761A patent/KR100480192B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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