KR100491990B1 - Method for manufacturing array substrate and photomask - Google Patents
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Abstract
본 발명은, TFT 제조공정에서 설계에 제약을 받지 않고, 또 추가의 공정이 더해지지 않고도 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 가진 복수의 TFT의 활성층을 형성하기 위한 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크를 제공한다.The present invention provides a method and a photomask for manufacturing an array substrate for forming an active layer of a plurality of TFTs having high carrier mobility and constant performance without being constrained by design in a TFT manufacturing process and without further processing. To provide.
본 발명에 따른 어레이기판을 제조하는 방법에 이용되는 포토마스크는, 비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키고, 서로 대략 평행하게 뻗은 길이(세로)방향선(330) 및 길이방향선(335)과, 길이방향선의 각 일단에서 길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있으면서 길이방향선보다 짧은 경사방향선(340) 및 경사방향선(345), 길이방향선의 각 타단에서 길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있으며, 보다 짧은 경사방향선(350) 및 경사방향선(355)에 의해 둘러싸인 투과영역(310) 및, 투과영역의 주위에서 에너지선을 차단하는 차단영역을 갖추고 있다.The photomask used in the method of manufacturing the array substrate according to the present invention is a length (vertical) direction line 330 and a length line (transmitting energy beams for transforming the amorphous material into a polycrystalline material and extending substantially parallel to each other. 335 and the inclination direction line 340 and the inclination direction line 345, which are shorter than the length direction line, are connected to each other so that the length lines at each end of the longitudinal line are refracted at an angle greater than 90 degrees in the direction facing each other. Longitudinal lines at each other end of the direction line are connected to each other so as to be refracted at an angle greater than 90 degrees, and the transmissive region 310 surrounded by the shorter inclination direction line 350 and the inclination direction line 355. And a blocking area for blocking energy rays around the transmission area.
Description
본 발명은 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크(photomask)에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an array substrate and a photomask.
근래, 액정표시소자(이하, LCD라고도 칭함)는 퍼스널 컴퓨터, 투영형 텔레비전, 소형 텔레비전, 휴대정보단말 등에 널리 이용되고 있다. 현재의 LCD에 있어서는, 화소마다 반도체소자인 박막 트랜지스터(이하, TFT라고도 칭함)를 설치한 액티브 매트릭스(active matrix)형 LCD가 주류로 되고 있다.In recent years, liquid crystal display elements (hereinafter also referred to as LCDs) are widely used in personal computers, projection televisions, small televisions, portable information terminals, and the like. In the current LCD, an active matrix LCD having a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as a semiconductor element for each pixel is becoming mainstream.
액티브 매트릭스형 LCD는 표시전극을 갖춘 어레이기판과 표시전극에 대향하는 공통전극을 갖춘 필터기판 사이에 액정을 밀봉한 구성을 갖는다. 어레이기판으로서는, TFT가 매트릭스모양으로 형성되어 있는 TFT 어레이기판이 빈번하게 사용된다. TFT 어레이기판에는 TFT의 소스와 접속되어 있는 복수의 신호선과 TFT의 게이트와 접속되어 있는 복수의 주사선이 격자모양으로 형성된다. TFT의 활성층으로서는, 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘이 사용된다.The active matrix LCD has a structure in which a liquid crystal is sealed between an array substrate having display electrodes and a filter substrate having a common electrode opposite to the display electrodes. As the array substrate, a TFT array substrate in which TFTs are formed in a matrix form is frequently used. On the TFT array substrate, a plurality of signal lines connected to the source of the TFT and a plurality of scan lines connected to the gate of the TFT are formed in a lattice shape. As the active layer of the TFT, amorphous silicon or polycrystalline silicon is used.
반도체재료로서 비정질 실리콘보다도 이동도가 큰 다결정 실리콘을 채용함으로써, 화상을 표시하기 위한 구동회로의 일부를 어레이기판 상에 형성할 수 있다. 그에 따라, 종래에 있어서는 셀패널(cell panel)에 외부적으로 부착되고 있던 부품이 불필요하게 되어 제조비용이 삭감되고, LCD 디스플레이의 외부 틀을 작게 할 수 있게 되었다.By employing polycrystalline silicon having greater mobility than amorphous silicon as the semiconductor material, a part of the driving circuit for displaying an image can be formed on the array substrate. As a result, in the related art, components externally attached to a cell panel become unnecessary, thereby reducing manufacturing costs and making the external frame of the LCD display small.
보다 많은 구동회로를 어레이기판 상에 만들어 넣음으로써, 비용이 보다 삭감되고, 고기능으로 할 수 있다.By making more drive circuits on the array substrate, the cost can be further reduced and higher functionality can be achieved.
그러나, 현재 실용화되고 있는 다결정 실리콘을 반도체재료로 한 어레이기판에 탑재할 수 있는 구동회로의 수는 아직은 제한되어 있다. 따라서, 어레이기판에 완전히 탑재할 수 없는 그 밖의 회로는 여전히 어레이기판에 외부적으로 부착된다.However, the number of driving circuits that can be mounted on an array substrate using polycrystalline silicon as a semiconductor material, which is currently used, is still limited. Thus, other circuits that cannot be fully mounted on the array substrate are still externally attached to the array substrate.
많은 구동회로를 어레이기판 상에 만들어 넣기 위해서는, 다결정 실리콘의 이동도를 높이는 것이 바람직하다. 다결정 실리콘의 이동도를 향상시키기 위해서는, 다결정 실리콘의 결정입자의 입자지름을 크게 하는 것을 생각할 수 있다.In order to make many driving circuits on the array substrate, it is desirable to increase the mobility of the polycrystalline silicon. In order to improve the mobility of the polycrystalline silicon, it is conceivable to increase the particle diameter of the crystal grains of the polycrystalline silicon.
다결정 실리콘의 결정입자의 입자지름을 크게 하는 수단으로서, 비정질 실리콘막에 레이저광 등의 에너지선을 조사하고, 고체/액체의 계면(界面)을 발생시키며, 이 계면에서의 온도구배를 이용하여 결정을 어레이기판과 평행하게 횡방향 성장시키는 방법이 있다. 이것은 래터럴(lateral: 횡형) 성장법으로 불리고 있다.As a means for increasing the particle diameter of the crystal grains of polycrystalline silicon, energy rays such as laser light are irradiated to the amorphous silicon film to generate a solid / liquid interface, and crystallization is performed using a temperature gradient at this interface. Is grown laterally parallel to the array substrate. This is called the lateral growth method.
래터럴 성장법은, 예컨대 포토마스크를 매개로 레이저광 등의 에너지선을 기판 상의 초기막에 조사한다. 이 경우, 결정성장의 방향은 포토마스크에 의해 형성되는 에너지선의 형상에 의존한다.In the lateral growth method, for example, energy rays such as laser light are irradiated onto the initial film on the substrate via a photomask. In this case, the direction of crystal growth depends on the shape of the energy ray formed by the photomask.
도 7a는 종래의 포토마스크(100)의 부분적 확대도이다. 포토마스크(100)는 직사각형의 투과영역(10)과 차단영역(20)으로 이루어진다. 개구부(10)를 통과한 에너지선은 비정질 실리콘(또는 다결정 실리콘)을 용융한다. 에너지선의 조사가 종료되면, 실리콘의 고체와 액체의 계면(이하, 고액(固液)계면이라고도 칭함)으로부터 내측으로 향해 결정이 성장한다.7A is a partially enlarged view of a conventional photomask 100. The photomask 100 includes a rectangular transmission region 10 and a blocking region 20. The energy ray passing through the opening 10 melts amorphous silicon (or polycrystalline silicon). When the irradiation of energy rays is completed, crystals grow inward from the interface between the solid of silicon and the liquid (hereinafter also referred to as a solid-liquid interface).
도 7b는 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 각 결정입자의 확대평면도이다. 래터럴 성장법에 있어서는, 고액계면으로부터 결정이 성장하기 때문에, 투과영역(10)의 경사방향선과 길이(세로)방향선에서는 결정성장의 방향이 다르다. 따라서, 투과영역(10)의 경사방향선으로부터 성장한 결정입자(30)와 길이방향선으로부터 성장한 결정입자(40)는 각각의 결정입자의 길이방향이 다르다. 특히, 종래부터 투과영역(10)은 직사각형이었기 때문에, 결정입자(30)와 결정입자(40)의 길이방향은 90도 근방의 각도로 교차되고 있었다.7B is an enlarged plan view of each crystal grain of polycrystalline silicon after irradiation with energy rays. In the lateral growth method, since the crystal grows from the solid-liquid interface, the direction of crystal growth is different in the oblique direction line and the length (length) direction line of the transmission region 10. Therefore, the crystal grains 30 grown from the oblique direction line of the transmission region 10 and the crystal grains 40 grown from the longitudinal direction line have different length directions of the respective crystal grains. In particular, since the transmission region 10 has been rectangular in the past, the longitudinal direction of the crystal grains 30 and the crystal grains 40 has been crossed at an angle of about 90 degrees.
도 8은 종래의 다결정 실리콘을 활성층(50)으로서 사용하여 TFT(60, 70, 80, 90)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도이다. TFT(60, 70, 80, 90)는 각각 게이트전극(110)과 소스전극(120) 및 드레인전극(130)을 갖추고 있다.Fig. 8 is a plan view schematically showing the arrangement when the TFTs 60, 70, 80, and 90 are formed using conventional polycrystalline silicon as the active layer 50. Figs. The TFTs 60, 70, 80, and 90 have a gate electrode 110, a source electrode 120, and a drain electrode 130, respectively.
게이트전극(110)에 전압을 인가함으로써, TFT가 온(ON)으로 된다. 즉, 게이트전극(110) 아래에 있는 활성층이 반전하여 채널이 형성된다. 이 채널에 의해 소스전극(120)과 드레인전극(130) 사이에 전류가 흐를 수 있다.The TFT is turned ON by applying a voltage to the gate electrode 110. That is, the active layer under the gate electrode 110 is inverted to form a channel. This channel allows current to flow between the source electrode 120 and the drain electrode 130.
TFT(60, 70, 80, 90)가 오프(OFF)일 때에는, 소스전극(120)과 드레인전극 (130) 사이에 누설되는 전류가 적은 편이 좋다. 한편, TFT(60, 70, 80, 90)가 온일 때에는, 소스전극(120)과 드레인전극(130) 사이의 저항값(이하, 온저항이라 칭함)이 낮은 편이 좋다. 또, TFT(60, 70, 80, 90)는 일정한 성능을 가진 것이 바람직하다.When the TFTs 60, 70, 80, and 90 are OFF, less current is leaked between the source electrode 120 and the drain electrode 130. As shown in FIG. On the other hand, when the TFTs 60, 70, 80, and 90 are on, the resistance value (hereinafter, referred to as on resistance) between the source electrode 120 and the drain electrode 130 may be lower. In addition, the TFTs 60, 70, 80, and 90 preferably have a certain performance.
일반적으로, TFT의 캐리어의 흐르는 방향과 다결정 실리콘의 결정입자의 길이방향이 거의 일치할 때에 캐리어의 이동도가 높아진다. 캐리어의 이동도가 높아지면, 온저항이 낮아진다. 한편, 캐리어의 흐르는 방향이 결정입자의 길이방향에 대해 90도에 가까울수록 캐리어의 이동도가 낮아져 버린다. 캐리어가 통과하는 입계(粒界)의 수가 많아지고, 산란되는 캐리어가 많아져 버리기 때문이다.In general, the mobility of the carrier is increased when the flowing direction of the carrier of the TFT substantially coincides with the longitudinal direction of the crystal grains of the polycrystalline silicon. The higher the mobility of the carrier, the lower the on resistance. On the other hand, the mobility of the carrier decreases as the carrier flow direction approaches 90 degrees with respect to the longitudinal direction of the crystal grains. This is because the number of grain boundaries that the carrier passes through increases and the scattered carriers increase in number.
종래의 다결정 실리콘의 활성층(50)에는, 포토마스크(100)의 투과영역(10)에 의해 결정입자(30)와 결정입자(40)의 각 결정입자의 길이방향이 대략 90도로 직교해 버린다. 따라서, 활성층(50)에 형성된 TFT(60, 70, 80, 90)중 TFT(60, 70, 80)의 캐리어 이동도는 비교적 높지만, TFT(90)의 캐리어 이동도는 비교적 낮아져 버린다는 문제가 있었다.In the conventional active layer 50 of polycrystalline silicon, the longitudinal direction of each of the crystal grains 30 and the crystal grains of the crystal grains 40 is orthogonal to each other by approximately 90 degrees by the transmission region 10 of the photomask 100. Therefore, the carrier mobility of the TFTs 60, 70, 80 among the TFTs 60, 70, 80, and 90 formed in the active layer 50 is relatively high, but the carrier mobility of the TFT 90 becomes relatively low. there was.
또, TFT(60, 70, 80, 90)는 일정한 성능을 가질 수 없다는 문제가 있었다.In addition, there is a problem that the TFTs 60, 70, 80, and 90 cannot have constant performance.
이들 문제를 회피하기 위해서는, 결정입자(30)가 존재하는 영역에 TFT를 형성할 수 없다는 설계에서의 제약이 생긴다. 또, 결정입자(30)가 존재하는 영역에 TFT가 형성되는 것을 회피하기 위해, 제조공정에 위치맞춤공정을 추가할 필요가 있다는 다른 문제가 생긴다.In order to avoid these problems, there is a restriction in the design that the TFT cannot be formed in the region where the crystal grains 30 are present. Further, another problem arises in that it is necessary to add a positioning step to the manufacturing step in order to avoid the formation of the TFT in the region where the crystal grains 30 are present.
따라서, 본 발명의 목적은 TFT 제조공정에서 설계에 제약을 받지 않고, 또 추가의 공정이 더해지지 않고도 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 가진 복수의 TFT를 형성할 수 있는 활성층을 형성하기 위한 포토마스크를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is a photomask for forming an active layer capable of forming a plurality of TFTs having high carrier mobility and constant performance without being restricted by design in a TFT manufacturing process and without additional processing. To provide.
또, 본 발명의 목적은 TFT 제조공정에서 설계에 제약을 받지 않고, 또 추가의 공정이 더해지지 않고도 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 가진 TFT를 갖춘 어레이기판의 제조방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method of manufacturing an array substrate having TFTs having high carrier mobility and constant performance without being restricted in design in the TFT manufacturing process and without additional processing.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 어레이기판의 제조방법은,Method for manufacturing an array substrate according to an embodiment of the present invention,
투명기판 상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와;Depositing an amorphous material on the transparent substrate;
서로 대략 평행하게 뻗은 제1길이방향선 및 제2길이방향선과, 이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선의 각 일단에서 이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선, 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선의 각 타단에서 이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및, 이 투과영역의 주위에서 에너지선을 차단하는 차단영역을 갖추고서, 상기 제1 및 제2길이방향선이 뻗은 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1 및 제2길이방향선이 뻗은 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이 보다 긴 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사해서 상기 비정질재료를 상기 다결정재료로 변질시키는 변질단계로서, 상기 에너지선이 상기 투과영역을 통과하여 상기 비정질재료에 조사되었을 때 당해 비정질재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정한 간격으로 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 가진 변질단계를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법이다.A first length direction line and a second length direction line extending substantially parallel to each other, and at each end of the first length direction line and the second length direction line in a direction in which the first length direction line and the second length direction line face each other; These first length direction lines and second lengths at each other end of the first inclination direction line and the second inclination direction line, the first length direction line and the second length direction line, respectively connected to bend at an angle greater than 90 degrees. A transmission region surrounded by a third inclination direction line and a fourth inclination direction line which are respectively connected such that the direction lines are refracted at an angle greater than 90 degrees in a direction facing each other, and a transmission region for transmitting an energy ray, and energy around the transmission region The transmission region in a direction perpendicular to the direction in which the first and second length direction lines extend, the length of the transmission region in a direction in which the first and second length direction lines extend, Length of A deterioration step of transforming the amorphous material into the polycrystalline material by irradiating energy rays with a longer photomask, wherein the energy ray passes through the transmission region and is irradiated to the amorphous material to the surface of the amorphous material. And a deterioration step of moving the transparent substrate at regular intervals in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the projected plane pattern, and an irradiation step of irradiating the energy ray with the amorphous material for each of the moving steps. It is a method of manufacturing an array substrate characterized in that.
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바람직하게는, 상기 제1경사방향선 및 상기 제2경사방향선은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다 짧고, 상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다 짧다.Preferably, the first slope direction line and the second slope direction line are shorter than the first length direction line and the second length direction line, and the third slope direction line and the fourth slope direction line are the first slope direction line. It is shorter than the longitudinal line and the second longitudinal line.
바람직하게는, 상기 제1길이방향선의 길이 및 상기 제2길이방향선의 길이가 거의 같다.Preferably, the length of the first length direction line and the length of the second length direction line are substantially the same.
바람직하게는, 상기 투과영역은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선의 중심선을 경계로 대칭형상이다.Preferably, the transmission area is symmetrical with respect to the center line of the first length direction line and the second length direction line.
바람직하게는, 상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선이 모두 직선이다.Preferably, the first slope direction line, the second slope direction line, the third slope direction line and the fourth slope direction line are all straight lines.
바람직하게는, 상기 투과영역은 육각형이도록 구성해도 좋다.Preferably, the transmission region may be configured to be hexagonal.
상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 또는 상기 제4경사방향선중 어느 하나가, 원호형상 또는 90도 이상의 각도로 굴절된 형상이도록 구성해도 좋다.The first inclined direction line, the second inclined direction line, the third inclined direction line or the fourth inclined direction line may be configured to have an arc shape or a shape refracted at an angle of 90 degrees or more.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 어레이기판의 제조방법은,Method for manufacturing an array substrate according to an embodiment of the present invention,
투명기판 상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와;Depositing an amorphous material on the transparent substrate;
에너지원으로부터 방사되어 비정질재료를 결정입자로 이루어진 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로서, 상기 에너지선을 투과시켜 상기 비정질재료에 조사했을 때 상기 각 결정입자의 성장이 서로 직행하지 않는 방향으로 개시되도록 성형되어 가늘고 긴 형상을 한 투과영역 및 이 투과영역의 주변에 있어서 상기 에너지선을 차단하는 차단영역을 가진 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사해서 상기 비정질재료를 상기 다결정재료로 변질시키는 변질단계로서, 상기 에너지선이 상기 투과영역을 투과하여 상기 비정질재료에 조사되었을 때 당해 비정질재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정한 간격으로 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 가진 변질단계를 갖추어 이루어져 있다.A photomask that transmits energy rays that radiate from an energy source to deform an amorphous material into a polycrystalline material made of crystal grains, wherein the growth of each crystal grain does not go directly to each other when the energy rays are transmitted to the amorphous material. A photomask having a transmission region shaped to start in a direction and having an elongated shape and a blocking region for blocking the energy beam in the vicinity of the transmission region, and irradiating energy rays to convert the amorphous material into the polycrystalline material. A deterioration step of deterioration, wherein the transparent substrate is moved at regular intervals in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the planar pattern projected on the surface of the amorphous material when the energy ray is transmitted through the transmission region and irradiated to the amorphous material. A moving step of causing the energy beam to The alteration step consists equipped with an irradiation step of irradiating an amorphous material.
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바람직하게는, 상기 조사단계에서 상기 에너지선을 조사했을 때 상기 각 결정입자의 성장이 서로 거의 평행한 방향으로 개시되도록 된다.Preferably, when the energy ray is irradiated in the irradiation step, the growth of each crystal grain is started in a direction substantially parallel to each other.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 포토마스크는, 에너지원으로부터 방사되어 비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로서,A photomask according to an embodiment according to the present invention is a photomask that radiates from an energy source and transmits an energy ray that transforms an amorphous material into a polycrystalline material.
서로 대략 평행하게 뻗은 제1길이방향선 및 제2길이방향선과,A first length direction line and a second length direction line extending substantially parallel to each other,
이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선의 각 일단에서 이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선,A first inclination direction line which is respectively connected such that at each end of the first length direction line and the second length direction line, the first length direction line and the second length direction line are refracted at an angle greater than 90 degrees in a direction facing each other; And a second direction of inclination,
상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선의 각 타단에서 이들 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및,Third inclination directions that are respectively connected such that the first length direction lines and the second length direction lines are refracted at angles greater than 90 degrees in directions facing each other at each other end of the first length direction line and the second length direction line; A transmission region surrounded by the line and the fourth inclination direction line for transmitting the energy ray,
상기 투과영역의 주위에서 에너지선을 차단하는 차단영역을 갖추고서,And a blocking area for blocking energy rays around the transmission area,
상기 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 뻗은 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1길이방향선 및 제2길이방향선이 뻗은 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이 보다 길도록 되어 있다.The length of the transmission area in the direction in which the first length direction line and the second length direction line extend is longer than the length of the transmission area in the direction perpendicular to the direction in which the first length direction line and the second length direction line extend. It is supposed to be.
(발명의 실시형태)Embodiment of the Invention
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시형태를 설명한다. 한편, 본 실시형태는 본 발명을 한정시키는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which concerns on this invention is described with reference to drawings. In addition, this embodiment does not limit this invention.
도 1a는 본 발명에 따른 액정표시소자(100) 및 TFT 어레이기판(130)의 실시형태의 개략을 나타낸 확대단면도이다.1A is an enlarged cross-sectional view showing an outline of an embodiment of a liquid crystal display device 100 and a TFT array substrate 130 according to the present invention.
액정표시소자(100)는 액정(110)을 컬러필터기판(120)과 TFT 어레이기판(130) 사이에 밀봉하고 있다. 컬러필터기판(120)에는 공통전극(140)이 형성되고, TFT 어레이기판(130)에는 표시전극(150)이 형성되어 있다. 공통전극(140) 및 표시전극 (150)에 의해 액정(110)에 전계가 제공되는 구조로 되어 있다.The liquid crystal display device 100 seals the liquid crystal 110 between the color filter substrate 120 and the TFT array substrate 130. The common electrode 140 is formed on the color filter substrate 120, and the display electrode 150 is formed on the TFT array substrate 130. An electric field is provided to the liquid crystal 110 by the common electrode 140 and the display electrode 150.
더욱이, 표시전극(150)은 TFT 어레이기판(130)에 배설된 TFT(200)의 드레인에 접속되어 있다. TFT(200)는 TFT 어레이기판(130) 상에 매트릭스모양으로 다수 형성되어 있다.Furthermore, the display electrode 150 is connected to the drain of the TFT 200 disposed on the TFT array substrate 130. A plurality of TFTs 200 are formed in a matrix on the TFT array substrate 130.
또, 본 실시형태에 있어서, TFT(200)는 정(正)스태커(stagger)형이지만, 역(逆)스태거형의 TFT가 사용되어도 좋다. 또, 본 실시형태에 따른 TFT 어레이기판 (130)은 액정표시소자에 사용되고 있지만, TFT 어레이기판(130)은 EL(electrolumin escence) 디스플레이 등에 사용되어도 좋다.In the present embodiment, the TFT 200 is a positive stacker type, but a reverse stacker type TFT may be used. The TFT array substrate 130 according to the present embodiment is used for a liquid crystal display element, but the TFT array substrate 130 may be used for an EL (electroluminescence) display or the like.
도 1b는 본 발명에 따른 TFT 어레이기판(130)에 사용되는 TFT(200)의 확대단면도이다. TFT(200)는 절연성의 유리기판(210) 상에 형성된다. 또, TFT 어레이기판(130)의 제조방법에 대해서는 도 9에서 설명한다.1B is an enlarged cross-sectional view of the TFT 200 used in the TFT array substrate 130 according to the present invention. The TFT 200 is formed on an insulating glass substrate 210. In addition, the manufacturing method of the TFT array substrate 130 is demonstrated in FIG.
TFT(200)를 형성하기 위해, 절연성의 유리기판(210) 상에 절연막(220)이 퇴적되고, 절연막(220) 상에 다결정 실리콘(230)이 형성된다. 다결정 실리콘(230)은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 비정질 실리콘이 절연막(220) 상에 퇴적된다. 다음으로, 비정질 실리콘에 에너지원으로부터 방사된 에너지선, 예컨대 엑시머 레이저가 포토마스크(도 2a, 도 2b 또는 도 3a, 도 3b를 참조)를 매개로 조사된다. 이에 따라, 비정질 실리콘이 융해되어 고체/액체의 계면을 발생시키고, 고체/액체의 계면에서의 온도구배를 이용하여 재차 결정화된다(래터럴성장). 따라서, 비정질 실리콘은 에너지선에 의해 다결정 실리콘(230)으로 변질되어 TFT의 채널부분(255)을 형성한다.In order to form the TFT 200, an insulating film 220 is deposited on the insulating glass substrate 210, and polycrystalline silicon 230 is formed on the insulating film 220. Polycrystalline silicon 230 is formed as follows. First, amorphous silicon is deposited on the insulating film 220. Next, an energy ray, such as an excimer laser, radiated from the energy source onto the amorphous silicon is irradiated through a photomask (see FIGS. 2A, 2B or 3A, 3B). As a result, the amorphous silicon is melted to generate a solid / liquid interface, and crystallized again by using a temperature gradient at the solid / liquid interface (lateral growth). Thus, amorphous silicon is deteriorated to polycrystalline silicon 230 by energy rays to form the channel portion 255 of the TFT.
더욱이, 다결정 실리콘(230) 상에 게이트 절연막(240)이 퇴적되고, 게이트전극(250)이 형성된다. 다음으로, 게이트전극(250)을 마스크로 하여 불순물이 주입되고, 채널부분(255)의 양측에 자기정합적으로 소스영역(260) 및 드레인영역(270)이 다결정 실리콘(230)에 형성된다. 다음으로, 소스영역(260) 및 드레인영역(270)으로 관통하는 콘택트홀을 형성한다. 더욱이, 소스영역(260)에 접속되는 소스전극 (280) 및 드레인영역(270)에 접속되는 드레인전극(290)이 형성된다.Further, a gate insulating film 240 is deposited on the polycrystalline silicon 230, and a gate electrode 250 is formed. Next, impurities are implanted using the gate electrode 250 as a mask, and the source region 260 and the drain region 270 are formed in the polycrystalline silicon 230 on both sides of the channel portion 255. Next, a contact hole penetrating through the source region 260 and the drain region 270 is formed. Further, a source electrode 280 connected to the source region 260 and a drain electrode 290 connected to the drain region 270 are formed.
도 2a는 비정질 실리콘에 조사되는 에너지선이 통과하는 포토마스크(300)의 부분적 확대도이다. 포토마스크(300)는 에너지선을 투과시키는 투명한 투과영역(310)과 에너지선을 차단시키도록 Cr(크롬)이 부착되어 있는 차단영역(320)으로 이루어진다. 도 2a에는 1개의 투과영역(310)과 그 주변의 차단영역(320)이 도시되어 있다.2A is a partially enlarged view of a photomask 300 through which energy rays irradiated to amorphous silicon pass. The photomask 300 includes a transparent transmission region 310 for transmitting energy rays and a blocking region 320 in which Cr (chromium) is attached to block energy rays. 2A illustrates one transmission region 310 and a blocking region 320 around the transmission region 310.
본 실시형태에 따른 포토마스크(300)의 투과영역(310)은 서로 대략 평행하게 뻗은 길이(세로)방향선(330) 및 길이방향선(335)과, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 각 일단(330a, 335a)에서 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 서로 마주보는 방향으로 각각 90도 보다 큰 각도(θ1) 및 각도(θ2)로 굴절되어 연결되어 있는 경사방향선(340) 및 경사방향선(345)과, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 각 타단(330b, 335b)으로부터 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도(θ3) 및 각도(θ4)로 굴절되도록 각각 연결되어 있는 경사방향선(350) 및 경사방향선(355)에 의해 둘러싸여 있다. 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 뻗은 길이방향의 투과영역(310)의 길이(L)는 길이방향에 대해 수직인 방향의 투과영역(310)의 길이(폭; W)보다 길다.The transmissive region 310 of the photomask 300 according to the present embodiment has a length (vertical) direction line 330 and a length line 335 extending in parallel to each other, a length line 330 and a length line At each end 330a, 335a of 335, the longitudinal line 330 and the longitudinal line 335 are refracted at an angle θ 1 and an angle θ 2 greater than 90 degrees in the direction facing each other, respectively. The longitudinal direction line 330 and the longitudinal direction line from the inclination direction line 340 and the inclination direction line 345 which are connected, and the other ends 330b and 335b of the longitudinal direction line 330 and the longitudinal direction line 335, respectively. 335 is surrounded by the inclination direction line 350 and the inclination direction line 355 which are respectively connected to be refracted at an angle θ 3 and an angle θ 4 greater than 90 degrees in the direction facing each other. The length L of the transmissive region 310 in the longitudinal direction in which the longitudinal line 330 and the longitudinal line 335 extends is greater than the length (width W) of the transmissive region 310 in the direction perpendicular to the longitudinal direction. long.
본 실시형태에 있어서는, 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 길이방향선(330, 335)보다도 짧게 형성되어 있다.In the present embodiment, the inclination direction lines 340, 345, 350, and 355 are formed shorter than the length direction lines 330 and 335.
본 실시형태에 있어서는, 길이방향선(330)과 길이방향선(335) 및 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 모두 직선형상이다. 또, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)는 모두 같고, 90도 보다 큰 둔각이다. 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 길이는 서로 거의 같다. 경사방향선(340, 345, 350, 355)의 길이도 서로 거의 같다.In this embodiment, the longitudinal direction line 330, the longitudinal direction line 335, and the inclination direction lines 340, 345, 350, and 355 are all linear. Moreover, angles (theta) 1 , (theta) 2 , (theta) 3 , and (theta) 4 are all the same, and are obtuse angles larger than 90 degree | times. The lengths of the length lines 330 and the length lines 335 are substantially the same. The lengths of the inclination directions 340, 345, 350 and 355 are also substantially the same.
따라서, 본 실시형태에 있어서 투과영역(310)은 길이방향(X)을 갖는 육각형으로서, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 중심선(360)을 경계로 대칭의 형상으로 되어 있다.Therefore, in the present embodiment, the transmissive region 310 is a hexagon having a longitudinal direction X, and has a symmetrical shape bordering the center line 360 of the longitudinal line 330 and the longitudinal line 335. .
또, 투과영역(310)의 길이방향(X)의 길이(L) 및 폭(W)은 에너지원으로부터의 에너지선을 가공하는 광학계나 에너지원의 장치 등에 의해 제한된다.In addition, the length L and the width W of the longitudinal direction X of the transmission region 310 are limited by the optical system, the device of the energy source, etc. which process the energy beam from an energy source.
본 실시형태에 따른 포토마스크(300)는, 투과영역(310)의 주위에 에너지선을 차단하는 차단영역(320)을 더 갖춘다.The photomask 300 according to the present embodiment further includes a blocking region 320 for blocking energy rays around the transmission region 310.
따라서, 본 실시형태에 따른 포토마스크(300)에 의해 에너지원으로부터 방사된 에너지선이 포토마스크(300)를 투과하여 정형된다. 이 포토마스크(300)를 투과한 에너지선이 비정질재료를 결정입자로 이루어진 다결정 재료로 변질시킨다.Therefore, the energy ray radiated from the energy source by the photomask 300 according to the present embodiment passes through the photomask 300 and is shaped. The energy ray that has passed through the photomask 300 transforms the amorphous material into a polycrystalline material made of crystal grains.
일반적으로, 결정입자는 에너지선을 조사한 후의 고체/액체의 계면에서의 온도구배를 이용하여 성장하기 때문에, 결정입자는 포토마스크의 투과영역의 주연(周緣)으로부터 성장이 개시된다.In general, since crystal grains grow using a temperature gradient at the interface of the solid / liquid after irradiation with energy rays, growth of the crystal grains starts from the periphery of the transmission region of the photomask.
또, 투과영역(310)의 주연은 길이방향을 가진 가늘고 긴 육각형의 형상을 하고 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 포토마스크(300)를 사용하여 결정화된 다결정 실리콘은 도 2b와 같은 복수의 결정입자의 집합에 의해 형성된 결정덩어리(400)로 형성된다. 이와 같이, 결정덩어리(400)는 복수의 결정입자의 집합으로서, 포토마스크(300)의 투과영역의 형상에 기초한 평면형상을 갖는 것이다.Moreover, the periphery of the permeation | transmission area | region 310 has the shape of the elongate hexagon which has a longitudinal direction. Therefore, the polycrystalline silicon crystallized using the photomask 300 according to the present embodiment is formed of the crystal mass 400 formed by the collection of a plurality of crystal grains as shown in FIG. 2B. As described above, the crystal mass 400 is a collection of a plurality of crystal particles, and has a planar shape based on the shape of the transmission region of the photomask 300.
도 2b는 포토마스크(300)를 사용하여 형성된 다결정 실리콘의 결정덩어리 1개를 나타낸 확대평면도이다. 결정덩어리(400)는 투과영역(310)과 마찬가지의 형상을 가진다. 즉, 본 실시형태에서의 결정덩어리(400)는 서로 대략 평행하게 뻗은 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)과, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)의 각 일단(430a, 435a)에서 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)이 서로 마주보는 방향으로 각각 90도 보다 큰 각도(θ1) 및 각도(θ2)로 굴절되어 연결되어 있으며, 각각 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)보다 짧은 경사방향선(440) 및 경사방향선(445)과, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)의 각 타단(430b, 435b)으로부터 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)이 서로 마주보는 방향으로 90도 보다 큰 각도(θ3) 및 각도(θ4)로 굴절되도록 각각 연결되어 있으며, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)보다 짧은 경사방향선(450) 및 경사방향선(455)에 의해 주연이 둘러싸여 있다.FIG. 2B is an enlarged plan view illustrating one crystal mass of polycrystalline silicon formed using the photomask 300. The crystal mass 400 has the same shape as the transmission region 310. That is, the crystal mass 400 in the present embodiment includes the longitudinal lines 430 and the longitudinal lines 435 extending substantially parallel to each other, and each end of the longitudinal lines 430 and the longitudinal lines 435 ( In the directions 430a and 435a, the longitudinal line 430 and the longitudinal line 435 are refracted and connected at an angle θ 1 and an angle θ 2 larger than 90 degrees, respectively, in directions facing each other. From the inclination direction line 440 and the inclination direction line 445 shorter than the line 430 and the longitudinal direction line 435, and the other end 430b, 435b of the longitudinal direction line 430 and the longitudinal direction line 435, respectively. The lengthwise line 430 and the lengthwise line 435 are connected to each other such that the lengthwise line 430 and the lengthwise line 435 are refracted at an angle θ 3 and an angle θ 4 larger than 90 degrees, respectively, and the lengthwise line 430 and the length thereof. The peripheral edge is surrounded by the inclined direction line 450 and the inclined direction line 455 that are shorter than the direction line 435.
길이방향선(430, 435)이 뻗은 길이방향의 투과영역(320)의 길이(L)는 길이방향에 대해 수직인 방향의 투과영역(320)의 길이(폭; W)보다도 길다.The length L of the transmissive region 320 in the longitudinal direction in which the longitudinal lines 430 and 435 extend is longer than the length (width W) of the transmissive region 320 in the direction perpendicular to the longitudinal direction.
본 실시형태에 있어서는, 경사방향선(440, 445, 450, 455)은 길이방향선(430, 435)보다도 짧게 형성되어 있다.In the present embodiment, the inclination direction lines 440, 445, 450, and 455 are formed shorter than the longitudinal direction lines 430 and 435.
또, 도 2b에 나타낸 결정덩어리(400)는 길이방향(Y0, Y1, Y2)의 어느 하나를 갖는 복수의 결정입자(410)에 의해 형성된다. 결정입자(410)는 각각 길이방향(Y0, Y1, Y2)의 어느 하나를 갖는 형상이고, 각각의 길이방향(Y0, Y1, Y2)은 각각의 결정입자(410)의 성장방향과 거의 일치한다. 각도(θ1), 각도(θ2), 각도(θ3) 및 각도(θ4)는 모두 90도 이상의 둔각이기 때문에, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y1) 및 길이방향(Y2)은 서로 직교하지 않는다.In addition, the crystal mass 400 shown in FIG. 2B is formed by the plurality of crystal grains 410 having any one of the longitudinal directions (Y 0 , Y 1 , Y 2 ). Crystal grain 410 is the longitudinal direction, and (Y 0, Y 1, Y 2), a shape having any one of, respectively, the longitudinal direction (Y 0, Y 1, Y 2) is in each crystal grain 410 It is almost identical to the growth direction. Since the angle θ 1 , the angle θ 2 , the angle θ 3 , and the angle θ 4 are all obtuse angles of 90 degrees or more, the longitudinal direction (Y 0 ), the longitudinal direction (Y 1 ), and the longitudinal direction (Y 2 ) are not orthogonal to each other.
또, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y1) 사이의 각도 θ5 = 180°- θ1이고, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y2) 사이의 각도 θ6 = 180°- θ2이며, 길이방향(Y2)과 길이방향(Y0) 사이의 각도 θ7 = 180°- θ3이다.Further, the longitudinal direction (Y 0) to the longitudinal direction (Y 1) an angle θ 5 = 180 ° between - and θ 1, the longitudinal direction (Y 0) to the longitudinal direction (Y 2) the angle between θ 6 = 180 ° - θ 2 , and the angle θ 7 = 180 ° -θ 3 between the longitudinal direction Y 2 and the longitudinal direction Y 0 .
따라서, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)가 180도에 가까워질수록 길이방향(Y0, Y1, Y2)은 서로 평행에 가까워진다. 단, 본 실시형태에 있어서는, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)가 180도에 가까워짐에 따라 경사방향선(440, 445, 450, 455) 각각의 길이, 즉 경사방향선(340, 345, 350, 355) 각각의 길이를 보다 길게 하지 않으면 안된다. 그러나, 상기와 같이 투과영역(310)의 길이방향(X)의 길이(L)가 에너지선을 가공하는 광학계나 에너지원의 장치 등에 의해 제한되기 때문에, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)는 제한된다. 이 제한은 길이방향(X)의 길이(L), 폭(W), 사용하는 에너지선 등에 의해 결정된다.Therefore, as the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 get closer to 180 degrees, the longitudinal directions Y 0 , Y 1 , Y 2 become closer to each other in parallel. However, in the present embodiment, as the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , and θ 4 approach 180 degrees, the lengths of the inclination direction lines 440, 445, 450, and 455, that is, the inclination direction lines ( 340, 345, 350, 355) each length must be longer. However, as described above, the length L of the longitudinal direction X of the transmission region 310 is limited by the optical system for processing the energy ray, the device of the energy source, or the like, so that the angles θ 1 , θ 2 , θ 3 , θ 4 ) is limited. This limit is determined by the length L in the longitudinal direction X, the width W, the energy beam to be used, and the like.
도 3a는 도 2a에 나타낸 포토마스크(300)에 있어서, 투과영역(310)을 복수개 나타낸 부분적 확대평면도이다.FIG. 3A is a partially enlarged plan view of a plurality of transmission regions 310 in the photomask 300 shown in FIG. 2A.
도 3a에 나타낸 투과영역(31)은 그 길이(세로)방향에 대해 수직방향(폭(가로)방향)으로 나란히 배열되어 있다. 더욱이, 투과영역(31)의 폭방향으로의 배열이 투과영역(31)의 길이방향에도 폭방향으로 어긋나게 배열되어 있다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 포토마스크(300)는 길이방향이 매우 긴 가늘고 긴 형상을 한 투과영역(31)을 폭방향으로만 배열한 것이어도 좋다.The transmission areas 31 shown in FIG. 3A are arranged side by side in the vertical direction (width direction) with respect to the length (length) direction. Furthermore, the arrangement in the width direction of the transmission region 31 is arranged to shift in the width direction also in the longitudinal direction of the transmission region 31. However, as shown in FIG. 11, the photomask 300 may arrange | position only the transmissive area | region 31 of the elongate shape with a very long longitudinal direction only in the width direction.
도 3b는 도 3a에 나타낸 포토마스크(300)를 사용하여 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘(230)의 부분적 확대평면도이다.FIG. 3B is a partially enlarged plan view of the polycrystalline silicon 230 after irradiation with energy rays using the photomask 300 shown in FIG. 3A.
포토마스크(300)를 매개로 에너지선을 조사했을 때에 유리기판(210; 도 1b 참조)이 조사마다 이동한다. 이에 따라, 도 3b에 나타낸 바와 같은 다결정 실리콘(230)이 얻어진다.When the energy ray is irradiated through the photomask 300, the glass substrate 210 (see FIG. 1B) moves for each irradiation. As a result, polycrystalline silicon 230 as shown in FIG. 3B is obtained.
다결정 실리콘(230)은 도 3b에 나타낸 바와 같이, 길이방향(X)을 갖는 가늘고 긴 형상을 하고 있으면서 거의 동일 형상을 한 다수의 결정덩어리(400)가 길이방향(X)을 거의 일치하도록 나열한 결정덩어리열(402)을 인접하도록 다수 평행하게 나열함으로써 형성되어 있다.As shown in FIG. 3B, the polycrystalline silicon 230 has a thin and elongated shape having a longitudinal direction (X), and the crystals arranged in such a manner that a large number of lumps of crystals (400) having substantially the same shape substantially match the longitudinal direction (X). It is formed by arranging the lump rows 402 in parallel so as to be adjacent to each other.
다결정 실리콘(230)은 TFT(200)의 채널부를 형성하는 활성층에 사용된다.The polycrystalline silicon 230 is used for the active layer forming the channel portion of the TFT 200.
각 결정덩어리(400) 사이에는 다수의 결정덩어리(400)의 경사방향선에 의해 형성된 지그재그모양의 입계선(입자 경계선; 404)이 형성된다. 따라서, 다결정 실리콘(230)은 입계선(404)이 형성되어 있는 지그재그영역(411)과, 결정덩어리(400)의 길이방향선에 의해 형성되고, 각 입계의 길이방향이 각각 거의 평행한 평행영역(420)을 가진다. 또, 입계선(404)이 굴절하는 각도 θ8은 각도 θ1, 각도 θ2, 각도 θ3, 각도 θ4에 의존한다. 즉, 각도 θ8 = 2(180-θ1), θ8 = 2(180-θ2), θ8 = 2(180- θ3), 또는 θ8 = 2(180-θ4)중 어느 하나이다.A zigzag boundary line (particle boundary line) 404 is formed between each crystal mass 400 by the inclined direction lines of the plurality of crystal masses 400. Therefore, the polycrystalline silicon 230 is formed by the zigzag region 411 in which the grain boundary line 404 is formed and the longitudinal line of the crystal mass 400, and the parallel region in which the longitudinal direction of each grain boundary is substantially parallel, respectively. Has 420. Incidentally, the angle θ 8 that the grain boundary line 404 refracts depends on the angle θ 1 , the angle θ 2 , the angle θ 3 , and the angle θ 4 . That is, the angle θ 8 = 2 (180-θ 1 ), θ 8 = 2 (180-θ 2 ), θ 8 = 2 (180-θ 3 ), or θ 8 = 2 (180-θ 4 ). .
도 4는 본 실시형태에서의 다결정 실리콘(230)을 활성층으로서 사용하여 TFT(560, 570, 580, 590)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도이다.4 is a plan view schematically showing an arrangement when the TFTs 560, 570, 580, and 590 are formed using the polycrystalline silicon 230 as the active layer in the present embodiment.
TFT(560) 및 TFT(580)는 지그재그영역(411)에 배치되고, TFT(570) 및 TFT (590)는 평행영역(420)에 배치되어 있다.The TFT 560 and the TFT 580 are disposed in the zigzag region 411, and the TFT 570 and the TFT 590 are disposed in the parallel region 420.
TFT(570) 및 TFT(590)의 채널을 캐리어가 흐르는 방향과, 평행영역(420)에서의 결정입자의 길이방향이 거의 일치하고 있다.The direction in which the carrier flows through the channels of the TFTs 570 and 590 substantially coincides with the longitudinal direction of the crystal grains in the parallel region 420.
TFT(560) 및 TFT(580)는 캐리어의 채널을 캐리어가 흐르는 방향과, 지그재그영역(411)에서의 결정입자의 길이방향은 비스듬히 교차한다.The TFT 560 and the TFT 580 cross the obliquely the direction in which the carrier flows through the channel of the carrier and the longitudinal direction of the crystal grains in the zigzag region 411.
일반적으로, 다결정 실리콘을 TFT의 반도체재료로서 이용하는 경우, 캐리어는 결정입자의 입계에 있어서 산란된다. 캐리어가 산란됨으로써 이동도가 저하되어 버린다. 따라서, 캐리어가 TFT의 소스-드레인 사이를 흐를 때에 통과하는 입계의 수는 적을수록 바람직하다. 따라서, 캐리어의 흐르는 방향과 다결정 실리콘의 결정입자의 길이방향은 평행한 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐리어의 이동도가 보다 높은 TFT를 얻을 수 있다.In general, when polycrystalline silicon is used as a semiconductor material of a TFT, carriers are scattered at grain boundaries of crystal grains. Mobility decreases by scattering carriers. Therefore, the smaller the number of grain boundaries passing through when the carrier flows between the source and the drain of the TFT, the better. Therefore, it is preferable that the flow direction of a carrier and the longitudinal direction of the crystal grain of polycrystal silicon are parallel. Thereby, TFT with higher mobility of a carrier can be obtained.
따라서, TFT(570, 590)에 있어서는 캐리어 이동도가 비교적 높아, 도 8에 나타낸 TFT(60, 80)와 같은 정도의 캐리어 이동도가 얻어진다.Therefore, in the TFTs 570 and 590, carrier mobility is relatively high, and the carrier mobility similar to the TFTs 60 and 80 shown in FIG. 8 is obtained.
TFT(560, 580)에서의 캐리어 이동도에 대해서는 도 5a와 도 5b를 참조하여 설명한다.Carrier mobility in the TFTs 560 and 580 will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.
도 5a는 도 8에 나타낸 종래의 TFT(90)에서의 채널부분을 캐리어 이동도를 이해하기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면이다.FIG. 5A is a diagram schematically showing a channel portion of the conventional TFT 90 shown in FIG. 8 so as to easily understand carrier mobility.
도 5b는 도 4에 나타낸 본 발명에 따른 TFT(560, 580)에서의 채널부분을 캐리어 이동도를 이해하기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면이다.FIG. 5B is a diagram schematically showing a channel portion of the TFTs 560 and 580 according to the present invention shown in FIG. 4 so as to easily understand carrier mobility.
TFT의 채널길이 및 채널폭은 각각 L 및 W로 나타내어져 있다. 다결정 실리콘의 결정입자의 입계가 파선으로 나타내어져 있다. 각 결정입자의 폭은 p로 한다. 또, G는 게이트전극이고, S는 다결정 실리콘이다. 더욱이, 화살표 Z는 캐리어가 채널내를 흐르는 방향을 나타낸다.The channel length and channel width of the TFT are indicated by L and W, respectively. The grain boundaries of the crystal grains of polycrystalline silicon are shown by broken lines. The width of each crystal grain is p. In addition, G is a gate electrode and S is polycrystalline silicon. Moreover, arrow Z indicates the direction in which the carrier flows in the channel.
도 5a에 있어서는, 캐리어의 흐르는 방향에 대해 입계가 90°의 각도를 이루고 있다. 한편, 도 5b에 있어서는 캐리어의 흐르는 방향에 대해 각도 η로 교차하고 있다. 각도 η는 도 2a와 도 2b에서의 각도 θ1, 각도 θ2, 각도 θ3, 각도 θ4에 의존한다. 즉, 각도 η= 180-θ1, η= 180-θ2, η= 180-θ3, 또는 η= 180-θ4중 어느 하나이다.In FIG. 5A, the grain boundary forms an angle of 90 ° with respect to the flow direction of the carrier. In addition, in FIG. 5B, it crosses with the angle (eta) with respect to the flow direction of a carrier. The angle η depends on the angle θ 1 , the angle θ 2 , the angle θ 3 , and the angle θ 4 in FIGS. 2A and 2B. That is, any one of angle (eta) = 180- (theta) 1 , (eta) = 180- (theta) 2 , (eta) = 180- (theta) 3 , or (eta) = 180- (theta) 4 .
TFT(90)의 채널부에 있어서 캐리어가 통과하는 결정입자의 수는 L/p개이다. 한편, TFT(560) 또는 TFT(580)의 채널부에 있어서 캐리어가 통과하는 결정입자의 수는 sin(η)ㆍL/p개이다. 0°< η< 90°이기 때문에, 캐리어가 통과하는 결정입자의 수는 TFT(90)에 비해 TFT(560) 또는 TFT(580)쪽이 적다. 따라서, 캐리어가 가로지르는 입계의 수는 TFT(90)에 비해 TFT(560) 또는 TFT(580)쪽이 적다. 따라서, TFT(560) 또는 TFT(580)는 TFT(90)에 비해 캐리어의 이동도가 높다. 또, 설계에 있어서 요구되는 캐리어의 이동도가 얻어지도록 각도 η는 임의로 설정해도 좋다. 더욱이, 도 2a와 도 2b에 나타낸 경사방향선(340, 345, 350, 355)의 길이를 길게 함으로써 η를 제로에 보다 가깝게 해도 좋다. 그에 따라, TFT(560) 또는 TFT(580)의 캐리어 이동도는 TFT(570) 및 TFT(590)의 캐리어 이동도와 같은 정도로 할 수 있다.In the channel portion of the TFT 90, the number of crystal grains through which the carrier passes is L / p. On the other hand, in the channel portion of the TFT 560 or the TFT 580, the number of crystal grains through which the carrier passes is sin (η) · L / p. Since 0 ° <η <90 °, the number of crystal grains through which the carrier passes is smaller in the TFT 560 or TFT 580 than in the TFT 90. Therefore, the number of grain boundaries that the carrier crosses is smaller in the TFT 560 or the TFT 580 than in the TFT 90. Therefore, the TFT 560 or the TFT 580 has a higher mobility of the carrier than the TFT 90. In addition, angle (eta) may be arbitrarily set so that the mobility of the carrier calculated | required in a design may be obtained. Further, eta may be closer to zero by increasing the length of the inclination direction lines 340, 345, 350, and 355 shown in Figs. 2A and 2B. Accordingly, the carrier mobility of the TFT 560 or the TFT 580 can be about the same as the carrier mobility of the TFT 570 and the TFT 590.
도 6은 도 2a에 나타낸 포토마스크(300)의 투과영역(310)의 다른 형태를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating another embodiment of the transmission region 310 of the photomask 300 illustrated in FIG. 2A.
도 6의 (a)에 있어서, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 각각 길이방향선(330, 335)이 마주보는 투과영역(310)의 내측 방향으로 왜곡되어 타원의 호(弧)의 형상을 이루고 있다.In FIG. 6A, the inclination direction lines 340, 345, 350, and 355 in the transmission region 310 are respectively in the inward direction of the transmission region 310 facing the longitudinal lines 330 and 335. It is distorted to form an elliptic arc.
도 6의 (b)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355)이 각각 길이방향선(330, 335)이 마주보는 방향과는 반대인 투과영역(310)의 외측 방향으로 왜곡되어 있다. 그에 따라, 투과영역(310)은 타원형상을 이루고 있다.In FIG. 6B, the inclined direction lines 340, 345, 350, and 355 in the transmissive area 310 are opposite to the directions in which the longitudinal lines 330 and 335 face, respectively. Is distorted in the outward direction. Accordingly, the transmission region 310 has an elliptical shape.
도 6의 (c)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345)은 투과영역(310)의 내측 방향으로 왜곡되어 타원의 호의 형상을 이루며, 경사방향선(350, 355)은 투과영역(310)의 외측 방향으로 왜곡되어 있다.In FIG. 6C, the inclination direction lines 340 and 345 in the transmission region 310 are distorted in the inward direction of the transmission region 310 to form an arc of an ellipse, and the inclination direction lines 350 and 355. ) Is distorted in the outward direction of the transmission region 310.
도 6의 (d)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355) 대신에 복수의 단변(短邊; 640a, 640b)으로 이루어진 경사방향선(640)과, 단변(645a, 645b)으로 이루어진 경사방향선(645), 단변(650a, 650b)으로 이루어진 경사방향선(650) 및, 단변(655a, 655b)으로 이루어진 경사방향선(655)이 형성되어 있다.In FIG. 6D, instead of the inclination direction lines 340, 345, 350, and 355 in the transmission region 310, the inclination direction line 640 formed of a plurality of short sides 640a and 640b and , The inclined direction line 645 composed of the short sides 645a and 645b, the inclined direction line 650 composed of the short sides 650a and 650b, and the inclined direction line 655 composed of the short sides 655a and 655b. .
이에 따라, 투과영역(310)은 육각형뿐만 아니라 십각형으로 할 수도 있다. 더욱이, 단변을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 투과영역(310)은 육각형 및 십각형 이외의 다각형으로 할 수도 있다.Accordingly, the transmissive region 310 may have a hexagon as well as a hexagon. Furthermore, by increasing or decreasing the short sides, the transmission region 310 may be made into polygons other than hexagons and decagons.
도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 6의 (c) 또는 도 6의 (d)에 따른 투과영역을 가진 실시형태에 의한 포토마스크를 사용하는 경우에는 단변 또는 경사방향선의 부분의 투과영역에 해당하는 다결정 실리콘에는 다른 투과영역의 단변 또는 경사방향선의 부분과 중복하여 에너지선이 조사된다. 그에 따라, 에너지선이 조사되지 않고 채널부가 비정질인 채로 잔존해 버리는 일이 없다.In the case of using the photomask according to the embodiment having a transmission region according to Figs. 6A, 6B, 6C, or 6D, a portion of a short side or an inclined direction line is used. The polycrystalline silicon corresponding to the transmissive region of is irradiated with energy rays overlapping with the short side of the other transmissive region or the portion of the oblique direction line. As a result, the energy beam is not irradiated and the channel portion does not remain amorphous.
또, 경사방향선은 단변을 포함하는 개념이다. 즉, 경사방향선은 복수의 단변으로 형성될 뿐만 아니라, 단일의 단변으로 형성되어도 좋다.Incidentally, the inclination direction line is a concept including a short side. That is, the inclination direction line may be formed not only by a plurality of short sides but also by a single short side.
도 3a 또는 도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)에 나타낸 포토마스크(300)를 이용하여 TFT 어레이기판(130)이 제조된다. 도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)는 본 발명에 관계된 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법의 흐름도이다.The TFT array substrate 130 is manufactured using the photomask 300 shown in Fig. 3A or Figs. 6A to 6D. 9A to 9F are flowcharts of a method of manufacturing an array substrate according to the embodiment of the present invention.
도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 먼저 절연성의 유리기판(210) 상에 PE-CVD(P lasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여, 불순물의 확산을 막는 절연막(220)을 형성한다.As shown in FIG. 9A, first, an insulating film 220 is formed on the insulating glass substrate 210 to prevent diffusion of impurities by using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) method.
도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 절연막(220) 상에 활성층으로 되는 비정질 실리콘(229)을 약 50nm의 막두께로 PE-CVD법을 이용하여 퇴적시킨다. 다음으로, 500℃로 어닐함으로써 비정질 실리콘(229)내의 수소를 이탈시킨다. 비정질 실리콘(229)에 저농도의 붕소(B)를 이온주입시킴으로써, 비정질 실리콘(229)을 저농도의 불순물층으로 해도 좋다.As shown in Fig. 9B, amorphous silicon 229, which becomes an active layer, is then deposited on the insulating film 220 by a PE-CVD method at a film thickness of about 50 nm. Next, the hydrogen in the amorphous silicon 229 is released by annealing at 500 ° C. By implanting the low concentration of boron (B) into the amorphous silicon 229, the amorphous silicon 229 may be a low concentration impurity layer.
도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 에너지원을 갖춘 엑시머 레이저 발생장치(1000)로부터 방사된 에너지선, 예컨대 ELA(Excimer Laser Anneal)법에 의한 엑시머 레이저광이 포토마스크(300)를 매개로 비정질 실리콘(229)에 조사된다. 엑시머 레이저의 강도는 비정질 실리콘(229)이 용융될 수 있는 정도의 강도로, 예컨대 400mj/㎠∼600mj/㎠이다. 그에 따라, 도 2b에 있어서도 설명한 바와 같이 비정질 실리콘(229)은 용융되고, 더욱이 재차 결정화된다. 그에 따라, 비정질 실리콘(229)이 다결정 실리콘(230)으로 변질된다. 비정질 실리콘(229)에 에너지선을 조사하는 공정의 상세는 도 10과 도 11을 참조하여 후술한다.As shown in (c) of FIG. 9, energy beams emitted from an excimer laser generator 1000 equipped with an energy source, for example, an excimer laser light by an Excimer Laser Anneal (ELA) method, may cause the photomask 300 to be exposed. Irradiated to amorphous silicon 229 as a medium. The intensity of the excimer laser is such that the amorphous silicon 229 can be melted, for example, 400mj / cm 2 to 600mj / cm 2. Therefore, as described in FIG. 2B, the amorphous silicon 229 is melted and further crystallized again. As a result, the amorphous silicon 229 is changed into the polycrystalline silicon 230. Details of the process of irradiating the energy ray to the amorphous silicon 229 will be described later with reference to FIGS. 10 and 11.
도 9의 (d)에는 절연막(220)의 표면상에 있는 비정질 실리콘(229) 모두가 다결정 실리콘(230)으로 결정화된 상태를 나타낸다.9D illustrates a state in which all of the amorphous silicon 229 on the surface of the insulating film 220 is crystallized into the polycrystalline silicon 230.
다음으로, 다결정 실리콘(230)을 사진식각법에 의해 패터닝된 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.Next, a resist pattern (not shown) patterned with polycrystalline silicon 230 by photolithography is formed.
도 9의 (e)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 레지스트 패턴을 마스크로 하여 CDE법을 이용하여 다결정 실리콘(230)을 선택적으로 제거한다.As shown in Fig. 9E, the polycrystalline silicon 230 is selectively removed using the CDE method with the resist pattern as a mask.
도 9의 (f)에 나타낸 바와 같이, 더욱이 절연막(220)의 표면상에 남겨진 다결정 실리콘(230)에 TFT(200)가 형성된다. TFT(200)의 형성은 도 1b에 나타낸 바와 같다.As shown in FIG. 9F, the TFT 200 is further formed on the polycrystalline silicon 230 left on the surface of the insulating film 220. The formation of the TFT 200 is as shown in Fig. 1B.
이와 같이, 도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)의 흐름에 따라 TFT 어레이기판(130)이 제조된다.In this manner, the TFT array substrate 130 is manufactured in accordance with the flow of FIGS. 9A to 9F.
여기에서, 도 10과 도 11을 참조하여 도 9의 (c)에 나타낸 비정질 실리콘 (229)에 에너지선을 조사하는 공정에 대해 설명한다.Here, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the process of irradiating an energy ray to the amorphous silicon 229 shown to FIG. 9 (c) is demonstrated.
도 10은 엑시머 레이저 발생장치(1000)가 비정질 실리콘(229)을 가진 유리기판(210)으로 에너지선을 조사하는 상태를 나타낸 모식도이다. 엑시머 레이저 광원 (1010)으로부터 발생한 레이저광은 조명광학계(1020), 포토마스크(300) 및 투영렌즈(1030)를 통과하여 유리기판(210) 상의 비정질 실리콘(229)에 도달한다.FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a state in which the excimer laser generator 1000 irradiates energy rays to the glass substrate 210 having amorphous silicon 229. The laser light generated from the excimer laser light source 1010 passes through the illumination optical system 1020, the photomask 300, and the projection lens 1030 to reach the amorphous silicon 229 on the glass substrate 210.
유리기판(210)은 XYZ 틸트 스테이지(tilt stage; 1040)에 고정되어 있고, 이 틸트 스테이지(1040)를 구동시킴으로써, 3차원적(XYZ방향)으로 이동시킬 수 있다. 유리기판(210)을 X방향으로 일정 간격만큼 이동시킬(이하, 스테핑(stepping) 동작이라고도 칭함) 때마다 엑시머 레이저 발생장치(1000)는 비정질 실리콘(229)으로 레이저광을 조사한다. 또, 포토마스크(300)를 통과한 레이저광은 투영렌즈(1030)에 의해 축소되어 비정질 실리콘(229)으로 조사된다.The glass substrate 210 is fixed to the XYZ tilt stage 1040, and can be moved three-dimensionally (XYZ direction) by driving the tilt stage 1040. Whenever the glass substrate 210 is moved in the X direction by a predetermined interval (hereinafter, also referred to as a stepping operation), the excimer laser generator 1000 irradiates the laser light with the amorphous silicon 229. In addition, the laser light passing through the photomask 300 is reduced by the projection lens 1030 and irradiated to the amorphous silicon 229.
도 11은 유리기판(210) 상에 있어서 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)이 주사되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 11에 나타낸 X-Y축은 도 10에 나타낸 틸트 스테이지(1040)의 동작면의 X-Y축과 같다. 마스크 패턴(300p)은 레이저광을 비정질 실리콘(229)으로 조사했을 때에 비정질 실리콘(229)의 표면에 투사되는 패턴이다.FIG. 11 illustrates a state in which a mask pattern 300p of the photomask 300 is scanned on the glass substrate 210. The X-Y axis shown in FIG. 11 is the same as the X-Y axis of the operating surface of the tilt stage 1040 shown in FIG. The mask pattern 300p is a pattern projected onto the surface of the amorphous silicon 229 when the laser light is irradiated with the amorphous silicon 229.
일반적으로, 스테핑 동작에서는 틸트 스테이지(1040)에 탑재된 유리기판 (210)을 이동시킨다. 그러나, 이해를 용이하게 하기 위해 도 11에서는 유리기판 (210)은 고정되고, 포토마스크(300)의 마스크 패턴이 동작하는 것으로 하여 도시한다. 물론, 실제로 포토마스크(300)를 동작시킴으로써 마스크 패턴을 주사시켜도 좋다.In general, in the stepping operation, the glass substrate 210 mounted on the tilt stage 1040 is moved. However, in order to facilitate understanding, the glass substrate 210 is fixed and the mask pattern of the photomask 300 is illustrated in FIG. 11. Of course, the mask pattern may be scanned by actually operating the photomask 300.
유리기판(210)의 면내에 있어서, 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)은 X축 방향으로 주사한다. 이 주사는 스테핑 동작을 연속하여 반복함으로써 실행되는 동작이고, 스테핑 동작마다 레이저광이 비정질 실리콘(229)으로 조사된다. 마스크 패턴(300p)이 유리기판(210)의 단까지 주사되면, 마스크 패턴(300p)은 Y축 방향으로 이동하고, X축 방향을 반복하여 주사한다.In the surface of the glass substrate 210, the mask pattern 300p of the photomask 300 scans in the X-axis direction. This scanning is performed by successively repeating the stepping operation, and the laser light is irradiated onto the amorphous silicon 229 for each stepping operation. When the mask pattern 300p is scanned to the end of the glass substrate 210, the mask pattern 300p moves in the Y-axis direction and is repeatedly scanned in the X-axis direction.
본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은, 포토마스크(300)을 이용하여 비정질 실리콘(229)으로 레이저광을 조사함으로써 다결정 실리콘(230)으로 결정화한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은 포토마스크(300)를 사용했을 때의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은 TFT 제조공정에서 설계에 제약을 받지 않고, 또 추가의 공정이 더해지지 않고도 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 가진 복수의 TFT를 갖춘 어레이기판을 제조할 수 있다.In the method of manufacturing the array substrate according to the present embodiment, the photomask 300 is used to crystallize the polycrystalline silicon 230 by irradiating the laser light with the amorphous silicon 229. Therefore, the manufacturing method of the array substrate which concerns on this embodiment can acquire the effect when the photomask 300 is used. That is, the manufacturing method of the array substrate according to the present embodiment is not restricted in design in the TFT manufacturing process, and an array substrate having a plurality of TFTs having a high carrier mobility and constant performance is manufactured without further processing. can do.
본 발명에 따른 어레이기판의 제조방법 및 포토마스크에 의하면, TFT 제조공정에서 설계에 제약을 받지 않고, 또 추가의 공정이 더해지지 않고도 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 가진 복수의 TFT를 형성할 수 있는 활성층을 형성할 수 있다.According to the manufacturing method and the photomask of the array substrate according to the present invention, it is possible to form a plurality of TFTs having high carrier mobility and constant performance without being restricted by design in the TFT manufacturing process and adding additional processes. Active layer can be formed.
도 1a는 본 발명에 따른 액정표시소자 및 TFT 어레이기판의 실시형태의 개략을 나타낸 확대단면도이고,1A is an enlarged cross-sectional view showing an outline of an embodiment of a liquid crystal display device and a TFT array substrate according to the present invention;
도 1b는 본 발명에 따른 TFT 어레이기판에 사용되는 TFT의 확대단면도,1B is an enlarged cross-sectional view of a TFT used in a TFT array substrate according to the present invention;
도 2a는 비정질 실리콘에 조사되는 에너지선이 통과하는 포토마스크의 부분적 확대도,2A is a partially enlarged view of a photomask through which an energy ray irradiated to amorphous silicon passes;
도 2b는 포토마스크를 사용하여 형성된 다결정 실리콘의 결정덩어리 1개를 나타낸 확대평면도,2B is an enlarged plan view showing one lump of polycrystalline silicon formed using a photomask;
도 3a는 도 2a에 나타낸 포토마스크의 투과영역을 복수개 나타낸 부분적 확대평면도,3A is a partially enlarged plan view showing a plurality of transmission regions of the photomask shown in FIG. 2A;
도 3b는 도 3a에 나타낸 포토마스크를 사용하여 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 부분적 확대평면도,3B is a partially enlarged plan view of polycrystalline silicon after irradiation with energy rays using the photomask shown in FIG. 3A;
도 4는 본 실시형태에서의 다결정 실리콘을 활성층으로서 사용하여 TFT(560, 570, 580, 590)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도,4 is a plan view schematically showing the arrangement when the TFTs 560, 570, 580, 590 are formed using polycrystalline silicon as an active layer in the present embodiment;
도 5a는 도 8에 나타낸 종래의 TFT에서의 채널부분을 캐리어 이동도를 이해하기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면,FIG. 5A is a diagram schematically showing a channel portion of the conventional TFT shown in FIG. 8 so as to understand carrier mobility; FIG.
도 5b는 도 4에 나타낸 본 발명에 따른 TFT에서의 채널부분을 캐리어 이동도를 이해하기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면,FIG. 5B is a view schematically showing a channel portion of a TFT according to the present invention shown in FIG. 4 so as to understand carrier mobility; FIG.
도 6은 도 2a에 나타낸 포토마스크의 투과영역의 다른 형태를 나타낸 도면,6 is a view showing another embodiment of the transmission region of the photomask shown in FIG.
도 7a는 종래의 포토마스크의 부분적 확대도,7A is a partially enlarged view of a conventional photomask,
도 7b는 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 각 결정입자의 확대평면도,7B is an enlarged plan view of each crystal grain of polycrystalline silicon after irradiation with energy rays;
도 8은 종래의 다결정 실리콘을 활성층으로서 사용하여 TFT를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도,8 is a plan view schematically showing an arrangement when a TFT is formed using a conventional polycrystalline silicon as an active layer;
도 9는 본 발명에 따른 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법의 흐름도,9 is a flowchart of a method of manufacturing an array substrate according to an embodiment of the present invention;
도 10은 엑시머 레이저 발생장치(1000)가 비정질 실리콘(229)을 가진 유리기판(210)으로 에너지선을 조사하는 상태를 나타낸 모식도,10 is a schematic diagram showing a state in which the excimer laser generator 1000 irradiates energy rays to the glass substrate 210 having amorphous silicon 229,
도 11은 유리기판(210) 상에 있어서 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)이 주사되는 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 11 illustrates a state in which a mask pattern 300p of the photomask 300 is scanned on the glass substrate 210.
<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>
100 -- 액정표시소자, 110 -- 액정,100-liquid crystal display, 110-liquid crystal,
120 -- 컬러필터기판, 130 -- TFT 어레이기판,120-color filter substrate, 130-TFT array substrate,
60, 70, 80, 90, 200, 560, 570, 580, 590 -- TFT,60, 70, 80, 90, 200, 560, 570, 580, 590-TFT,
230 -- 다결정 실리콘, 250 -- 게이트전극,230-polycrystalline silicon, 250-gate electrode,
255 -- 채널부분, 300 -- 포토마스크,255-channel section, 300-photomask,
31 -- 투과영역, 320 -- 차단영역,31-transmissive zone, 320-blocked zone,
330, 335, 430, 435 -- 길이방향선,330, 335, 430, 435-longitudinal lines,
340, 345, 350, 355, 440, 445, 450, 455 -- 경사방향선,340, 345, 350, 355, 440, 445, 450, 455-oblique line,
400 -- 결정덩어리, 410 -- 결정입자,400-Crystalline, 410-Crystalline,
404 -- 입계선, 411 -- 지그재그영역,404-boundary line, 411-zigzag zone,
420 -- 평행영역,420-parallel area,
640a, 640b, 645a, 645b, 650a, 650b, 655a, 655b -- 단변(短邊),640a, 640b, 645a, 645b, 650a, 650b, 655a, 655b-short side,
640, 645, 650, 655 -- 경사방향선,640, 645, 650, 655-oblique line,
1000 -- 엑시머 레이저 발생장치, 1010 -- 엑시머 레이저 광원,1000-excimer laser generator, 1010-excimer laser light source,
1020 -- 조명광학계, 1030 -- 투영렌즈,1020-illumination optical system, 1030-projection lens,
1040 -- XYZ 틸트 스테이지, 300p -- 마스크 패턴.1040-XYZ Tilt Stage, 300p-Mask Pattern.
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6226884A (en) * | 1985-07-26 | 1987-02-04 | Nec Corp | Semiconductor laser |
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| JPH1164883A (en) * | 1997-08-12 | 1999-03-05 | Toshiba Corp | Production of polycrystalline semiconductor thin film and manufacturing device therefor |
| KR20010066253A (en) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 구본준, 론 위라하디락사 | method for fabricating semiconductor layer for thin film transistor |
| KR20020091896A (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | A method of crystallizing Si |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6226884A (en) * | 1985-07-26 | 1987-02-04 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPH04180686A (en) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser of window structure |
| JPH08172049A (en) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
| JPH1164883A (en) * | 1997-08-12 | 1999-03-05 | Toshiba Corp | Production of polycrystalline semiconductor thin film and manufacturing device therefor |
| KR20010066253A (en) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 구본준, 론 위라하디락사 | method for fabricating semiconductor layer for thin film transistor |
| KR20020091896A (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | A method of crystallizing Si |
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