KR100542990B1 - Method for crystalizing armophous silicon, mask pattern and flat panel display device using polysilicon thin film fabricated by the same method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법, 마스크 패턴 및 이를 사용하여 제조되는 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 동일한 레이저를 조사하여 하나의 마스크에 비정질 실리콘을 결정화시키기 위한 제 1 마스크 패턴과 탈수소화 공정을 행하기 위한 제 2 마스크 패턴을 동시에 갖는 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법 및 이에 사용되는 마스크 패턴과 이 방법에 의하여 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스를 제공함으로써, 공정 시간과 비용을 절감할 수 있으며 전류 특성 우수한 평판 디스플레이 디바이스를 제공할 수 있다. The present invention relates to a method of crystallizing an amorphous silicon thin film, a mask pattern, and a flat panel display device using a polycrystalline silicon thin film manufactured using the same. A first mask pattern for crystallizing amorphous silicon in one mask by irradiating the same laser. And a crystallization method of an amorphous silicon thin film, characterized in that a mask having a second mask pattern for performing a dehydrogenation process and a mask pattern used therein and a flat panel display using a polycrystalline silicon thin film manufactured by the method Providing the device can reduce the process time and cost, and can provide a flat panel display device with excellent current characteristics.

다결정 실리콘, 탈수소화, 마스크 패턴Polycrystalline Silicon, Dehydrogenation, Mask Pattern

Description

비정질 실리콘 박막의 결정화 방법, 마스크 패턴 및 이를 사용하여 제조되는 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스{METHOD FOR CRYSTALIZING ARMOPHOUS SILICON, MASK PATTERN AND FLAT PANEL DISPLAY DEVICE USING POLYSILICON THIN FILM FABRICATED BY THE SAME METHOD}Crystallization method of amorphous silicon thin film, mask pattern and flat panel display device using polycrystalline silicon thin film manufactured using the same.

도 1a 및 도 1b는 통상의 일실시예에 따른 SLS 결정화 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다결정 실리콘의 개략적인 형태를 나타내는 도면이다.1A and 1B are diagrams showing a SLS crystallization method and a schematic form of polycrystalline silicon manufactured by the method according to a conventional embodiment.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 2a의 X에서 Y로 일정한 에너지를 갖는 레이저로 스캔하는 경우 이에 따른 에너지 밀도의 변화를 나타내는 그래프이다. FIG. 2A is a diagram illustrating a mask pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a graph showing a change in energy density when scanning with a laser having a constant energy from X to Y of FIG. 2A.

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a mask pattern according to another exemplary embodiment of the present invention.

[산업상 이용분야][Industrial use]

본 발명은 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법, 마스크 패턴 및 이를 사용하여 제조되는 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비정질 실리콘의 결정화와 탈수소화 공정이 동시에 진행하 는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법, 마스크 패턴 및 이를 사용하여 제조되는 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a method for crystallizing an amorphous silicon thin film, a mask pattern, and a flat panel display device using a polycrystalline silicon thin film manufactured by using the same. A crystal display method of a thin film, a mask pattern, and a flat panel display device using a polycrystalline silicon thin film manufactured using the same.

[종래 기술] [Prior art]

SLS 결정화 기술을 이용하여 기판 상에 다결정 또는 단결정인 입자가 거대 실리콘 그레인(large silicon grain)을 형성할 수 있으며, 이를 이용하여 TFT를 제작하였을 때, 단결정 실리콘으로 제작된 TFT의 특성과 유사한 특성을 얻을 수 있는 것으로 보고되고 있다. Using SLS crystallization technology, polycrystalline or monocrystalline particles can form large silicon grains on a substrate, and when TFTs are manufactured, they exhibit characteristics similar to those of TFTs made of monocrystalline silicon. It is reported that it can be obtained.

이를 구현하는 방법으로는 PCT 국제 특허 WO 97/45827호 및 미국 특허 제6,322,625호에서 개시된 바와 같이, 비정질 실리콘을 증착한 후 SLS 기술로 전체 기판 상의 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 변환하거나, 기판 상의 선택 영역만을 결정화하는 기술이 개시되어 있다. As a method of implementing this, as disclosed in PCT International Patent WO 97/45827 and US Pat. No. 6,322,625, after deposition of amorphous silicon, SLS technology converts amorphous silicon on the entire substrate into polycrystalline silicon, or select regions on the substrate. Techniques for crystallizing bays are disclosed.

이와 같이, 결정화하는 기술에서는 비정질 실리콘 층이 레이저 또는 이와 같은 것으로 에너지 처리되어 결정화되고 그 과정 동안 실리콘 층은 녹고 계속해서 냉각됨으로써 결정화된다. 결정화는 레이저 에너지에 의하여 녹지 않은 작은 결정 시드(seed)가 성장하여 커다란 결정을 형성하는 곳에서 결정 성장 공정을 통하여 일어난다. 복수개의 시드가 녹지 않은 실리콘의 다른 위치에 존재할 때, 그 시드는 성장하여 다결정 실리콘을 형성한다. As such, in the technique of crystallization, the amorphous silicon layer is energy treated with a laser or the like to crystallize, and during the process the silicon layer is crystallized by melting and continuing cooling. Crystallization occurs through the crystal growth process where small crystal seeds that are not dissolved by laser energy grow to form large crystals. When a plurality of seeds are present at different locations in the unmelted silicon, the seeds grow to form polycrystalline silicon.

이 공정에 의해서 형성된 다결정 실리콘의 각 결정은 그 자체의 바운더리를 가지고 있다. 다결정 실리콘이 반도체 디바이스의 채널 영역으로 사용될 때, 전하 이동도는 일반적으로 결정립 경계의 효과에 기인하여 낮다. Each crystal of polycrystalline silicon formed by this process has its own boundary. When polycrystalline silicon is used as the channel region of a semiconductor device, the charge mobility is generally low due to the effect of grain boundaries.

저온 다결정 실리콘으로 이루어진 TFT를 구비하는 액정 디스플레이 디바이스에서, TFT의 활성층은 PECVD(Plazma Enhanced Chemical Vapor Deposition)에 의해 비정질 실리콘 층을 증착하고 계속해서 레이저 어닐 기술을 사용하여 비정질 실리콘 층을 어닐링 또는 결정화함으로써 형성된다. In a liquid crystal display device having a TFT made of low temperature polycrystalline silicon, the active layer of the TFT is deposited by depositing an amorphous silicon layer by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) and then annealing or crystallizing the amorphous silicon layer using laser annealing technology. Is formed.

PECVD를 사용하는 공정의 경우, 약 15 %의 수소를 포함하는 비정질 실리콘이 증착되도록 된다. 따라서, 레이저 어닐링 공정 전에, 400 ℃ 이상의 온도에서 수소를 함유하는 비정질 실리콘 층을 열 처리할 필요가 있다. 즉, 비정질 실리콘 층에 수소 함량이 많을 경우 레이저 조사시 ablation 현상에 의해 실리콘 박막층이 떨어져 나가 다결정 실리콘 층의 표면이 거칠어져서 전류 특성이 나빠진다. For processes using PECVD, amorphous silicon containing about 15% hydrogen is allowed to deposit. Therefore, it is necessary to heat-treat the amorphous silicon layer containing hydrogen at a temperature of 400 ° C. or higher before the laser annealing process. That is, when the amorphous silicon layer contains a large amount of hydrogen, the silicon thin film layer is separated by the ablation phenomenon during laser irradiation, and the surface of the polycrystalline silicon layer is roughened, thereby deteriorating current characteristics.

따라서, PECVD를 이용한 비정질 실리콘 박을 적층한 경우 로나 CVD 챔버내에서 고온 가열에 의해 탈수소 처리를 한다. 특히, 탈수소가 효율적으로 일어나기 위해서는 로에서 450 ℃ 이상의 고온에서 장시간 열처리를 해주어야 하므로 기판의 휨, 축소가 발생할 수 있으며 많은 시간이 소요된다. Therefore, when the amorphous silicon foil using PECVD is laminated, dehydrogenation is performed by high temperature heating in a furnace or CVD chamber. In particular, dehydrogenation requires efficient heat treatment for a long time at a high temperature of 450 ° C. or higher in a furnace, which may cause warpage and shrinkage of the substrate, which takes a lot of time.

한편, LPCVD(Low Pressure CVD)로 비정질 실리콘 층을 형성하는 경우에는 상대적으로 낮은 수소를 함유하게 되므로, 탈수소 공정이 필요없이 레이저 어닐링이 가능하다. 또한, 함유되어 있는 수소의 농도가 낮으므로 결정화되어 형성되는 다결정 실리콘 층의 표면이 거칠기가 작게 된다. On the other hand, when the amorphous silicon layer is formed by low pressure CVD (LPCVD), since it contains relatively low hydrogen, laser annealing is possible without the need for a dehydrogenation process. In addition, since the concentration of hydrogen contained is low, the surface of the polycrystalline silicon layer formed by crystallization becomes small.

그러나, 이 방법은 생산효율이 낮다는 문제점이 있다. However, this method has a problem of low production efficiency.

따라서, 미국 특허 제6,174,790호에서는 탈수소화 및 결정화를 동시에 할 수 있는 방법을 제공하기 위하여 결정화시에 비해 낮은 에너지 밀도의 레이저를 조사 하여 탈수소 처리를 하고, 이후 이보다 높은 에너지 밀도의 레이저를 조사하여 결정화를 행한다. 그러나, 이 방법에서도 공정 시간 및 비용이 많이 든다는 단점이 있다. Therefore, US Patent No. 6,174,790 discloses dehydrogenation by irradiating a laser of lower energy density than crystallization to provide a method for simultaneously dehydrogenation and crystallization, and then crystallizing by irradiating a laser of higher energy density. Is done. However, this method also has the disadvantage of high process time and cost.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탈수소화 및 비정질 실리콘의 결정화를 동시에 진행할 수 있는 마스크 패턴 및 비정질 실리콘 박막의 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems described above, an object of the present invention is to provide a mask pattern and an amorphous silicon thin film manufacturing method that can proceed simultaneously with dehydrogenation and crystallization of amorphous silicon.

또한, 이러한 방법을 이용하여 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용하는 평판 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다. In addition, it is to provide a flat panel display device using a polycrystalline silicon thin film manufactured using such a method.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, The present invention to achieve the above object,

본 발명은 The present invention

동일한 레이저를 조사하여 하나의 마스크에 비정질 실리콘을 결정화시키기 위한 제 1 마스크 패턴과 탈수소화 공정을 행하기 위한 제 2 마스크 패턴을 동시에 갖는 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법을 제공한다. It provides a crystallization method of an amorphous silicon thin film characterized by using a mask having a first mask pattern for crystallizing the amorphous silicon to a single mask to irradiate the same laser and a second mask pattern for performing a dehydrogenation process. do.

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

위의 제조 방법에 의하여 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용하는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 디바이스를 제공한다.It provides a flat panel display device characterized in that using the polycrystalline silicon thin film manufactured by the above manufacturing method.

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

비정질 실리콘을 결정화하기 위한 레이저 결정화에서 동일한 레이저를 사용하여 결정화 및 탈수소화를 동시에 할 수 있도록 하기 식의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 결정화 마스크 패턴을 제공한다.A crystallization mask pattern is provided which satisfies the conditions of the following formula so that crystallization and dehydrogenation can be simultaneously performed using the same laser in crystallization of amorphous silicon.

[식][expression]

a + b 〈 2 ㎛, a + b <2 μm,

여기에서, a는 레이저가 투과하는 패턴 영역의 크기, b는 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 크기를 나타낸다. Here, a represents the size of the pattern region through which the laser transmits, and b represents the size of the pattern region through which the laser does not transmit.

이하, 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1a 및 도 1b는 통상의 SLS 결정화 방법 및 그 방법에 의해 제조된 다결정 실리콘의 개략적인 형태를 나타내는 도면이다. 1A and 1B illustrate a conventional SLS crystallization method and a schematic form of polycrystalline silicon produced by the method.

도 1a에서와 같이 SLS(Sequential Lateral Solidification) 방법으로 비정질 실리콘을 결정화시키는 방법에서 사용되는 마스크는 레이저빔이 투과되는 영역(폭: a)과 투과하지 못하는 영역(폭: b)이 연속적으로 배열된 형태를 가진다. As shown in FIG. 1A, a mask used in a method of crystallizing amorphous silicon by a sequential lateral solidification (SLS) method includes a region in which a laser beam is transmitted (width: a) and a region that is not able to transmit (width: b) are continuously arranged. Has a form.

상기 폭 a, b는 프라이머리 결정립 경계와 수직인 방향으로 직선 길이로 측정하였을 때 마스크에 의해 빛이 투과하는 영역과 투과하지 못하는 영역으로 정의된다. The widths a and b are defined as areas where light is transmitted and areas that are not transmitted by the mask when measured at a straight length in a direction perpendicular to the primary grain boundaries.

위와 같이 레이저빔을 상기 마스크를 통과하여 비정질 실리콘 박막층에 조사하면 레이저빔이 투과한 영역에서는 비정질 실리콘의 용해와 응고에 의해 다결정 실리콘 결정립이 측면 성장이 일어나지 못하게 되므로 한 방향으로 길쭉한 원주형의 결정립을 가지는 다결정 실리콘 박막층이 형성되고 레이저빔이 투과하지 못하는 영역에서는 비정질 실리콘이 남아 있다. When the laser beam is irradiated to the amorphous silicon thin film layer through the mask as described above, the polycrystalline silicon crystal grains are prevented from lateral growth due to the dissolution and solidification of the amorphous silicon in the region where the laser beam is transmitted. The branched polycrystalline silicon thin film layer is formed, and amorphous silicon remains in the region where the laser beam does not transmit.

도 1b와 같이, 스테이지 이동에 의해 마스크를 이동하여 비정질 실리콘 박막층과 이미 결정화된 다결정 실리콘층의 일부가 노출되도록 중첩하여 레이저빔을 조사하면 비정질 실리콘 및 결정질 실리콘이 용해되고 이후 냉각이 되면서 마스크에 가려 용해되지 않은 기 형성된 다결정 실리콘 결정립에 실리콘 원자가 부착되어 결정립이 성장하여 폭이 W인 한 방향으로 길쭉한 원주형 결정립을 가지게 된다.As shown in FIG. 1B, when the mask is moved by the stage movement, the amorphous silicon thin film layer and a portion of the already crystallized polycrystalline silicon layer are overlapped so that the laser beam is irradiated, the amorphous silicon and the crystalline silicon are dissolved and then cooled to cover the mask. Silicon atoms are attached to the undissolved preformed polycrystalline silicon crystal grains so that the crystal grains grow to have elongated columnar crystal grains in one direction having a width W.

한편, 레이저빔을 재차 중첩 조사할 경우, 중첩된 부분의 기형성된 결정립은 다시 용해되고 이 용해되는 영역의 폭(o)에 의해 결정화된 다결정 실리콘 결정립의 폭(W)이 달라지게 된다. On the other hand, when the laser beam is superimposed again, the preformed crystal grains of the overlapped portions are dissolved again and the width W of the crystallized polycrystalline silicon grains is changed by the width o of the region in which the laser beam is dissolved.

도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 도면이고, 도 2b는 도 2a의 A에서 B로 일정한 에너지를 갖는 레이저로 스캔하는 경우 이에 따른 에너지 밀도의 변화를 나타내는 그래프이다. FIG. 2A is a diagram illustrating a mask pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a graph showing a change in energy density when scanning with a laser having a constant energy from A to B of FIG. 2A.

도 2a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 마스크 패턴은 비정질 실리콘을 결정화시키기 위한 마스크 패턴 영역(A)과 탈수소화시키기 위한 마스크 패턴 영역(B)으로 구성되어 있다. Referring to FIG. 2A, a mask pattern according to an exemplary embodiment of the present invention includes a mask pattern region A for crystallizing amorphous silicon and a mask pattern region B for dehydrogenation.

마스크 패턴 중 레이저가 투과되는 영역의 크기의 경우 A의 경우는 a이나 B의 경우에는 b=3a+4로 결정화가 진행되는 영역의 레이저 투과 영역의 크기를 더 크게 하였다. 이러한 경우, 동일한 레이저를 조사하면서, X에서 Y로 레이저를 스캔하면서 진행할 때 도 2b에 도시된 바와 같이, 레이저 에너지 밀도가 변화됨을 알 수 있다. 즉, 레이저가 투과되는 영역의 크기가 작은 경우 빛의 산란이 일어나 에너지 밀도가 감소됨을 알 수 있다. 위의 관계식은 특별한 의미가 있는 것은 아니고 통상적으로 결정화 공정에 사용될 수 있도록 b의 크기를 크게 한 것일 뿐이다. In the mask pattern, the size of the laser penetrating region is larger in the case of A and b = 3a + 4 in the case of A or B, and the size of the laser transmission region of the mask pattern is increased. In this case, it can be seen that the laser energy density changes as shown in FIG. 2B when proceeding while scanning the laser from X to Y while irradiating the same laser. That is, it can be seen that when the size of the region where the laser is transmitted is small, energy scattering occurs due to scattering of light. The above relation is not particularly meaningful and is merely a b size that can be used in the crystallization process.

따라서, 레이저 조사에 의하여 조사된 부분의 비정질 실리콘은 완전히 용해되어야 하나, B 영역의 경우에는 비정질 실리콘이 완전히 용해되지 않고 일부만 용해되어 탈수소화 공정만이 진행되는 것이다. Therefore, the amorphous silicon of the portion irradiated by the laser irradiation must be completely dissolved, but in the case of B region, the amorphous silicon is not completely dissolved but only partially dissolved, so that only the dehydrogenation process is performed.

따라서, X에서 Y 방향으로 마스크를 이동시키면서 레이저를 조사하는 경우 먼저 비정질 실리콘은 결정화가 되고 그리고 나서 탈수소화가 일어난다. 한편, 반대로 Y에서 X 방향으로 마스크를 이동시키면서 레이저를 조사하는 경우에는 먼저 탈수소화가 일어나고 그리고 나서 결정화가 진행됨으로 결정화와 탈수소화가 동시에 진행될 수 있다. Therefore, when irradiating a laser while moving a mask from X to Y direction, amorphous silicon first crystallizes and then dehydrogenation occurs. On the other hand, in the case of irradiating a laser while moving the mask from Y to X direction, dehydrogenation occurs first and then crystallization proceeds, so that crystallization and dehydrogenation may proceed simultaneously.

본 발명에서 사용하는 레이저 결정화법으로는 SLS(Sequential Lateral Solidification) 방법을 사용한다. As the laser crystallization method used in the present invention, a sequential lateral solidification (SLS) method is used.

통상적으로 SLS 결정화법을 사용하는 경우 결정화에 필요한 에너지 밀도는 비정질 실리콘 박막의 두께가 대략 500 내지 1,000 Å인 경우 비정질 실리콘 박막을 완전히 용해하여야 하므로 대략 500 mJ/㎠ 이상이 필요하며, 반면에 탈수소 처리를 위해서는 대략 300 mJ/㎠ 이하의 비교적 낮은 에너지가 필요하다. In general, when the SLS crystallization method is used, the energy density required for crystallization is about 500 mJ / cm 2 or more because the amorphous silicon thin film must be completely dissolved when the thickness of the amorphous silicon thin film is approximately 500 to 1,000 Å, whereas the dehydrogenation treatment is required. For this reason, relatively low energy of about 300 mJ / cm 2 or less is required.

본 발명에서는 결정화할 때의 마스크 패턴과 탈수소화할 때의 마스크 패턴을 동시에 하나의 마스크 패턴에 형성하여 스캔(scan)함으로써 탈수소화 공정의 경우 레이저 스캐터링을 이용하여 탈수소화를 진행시킬 수 있다. In the present invention, the mask pattern for crystallization and the mask pattern for dehydrogenation are simultaneously formed in one mask pattern and scanned to dehydrogenation using laser scattering in the dehydrogenation process.

이때, 탈수소가 일어나는 패턴 영역, 즉, B 영역은 다음 식을 만족하는 마스크 패턴을 갖는다.At this time, the pattern region where dehydrogenation occurs, that is, the B region has a mask pattern that satisfies the following equation.

[식][expression]

a +b 〈 2 ㎛, a + b <2 μm,

여기에서, a는 레이저가 투과하는 패턴 영역의 크기, b는 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 크기를 나타낸다. Here, a represents the size of the pattern region through which the laser transmits, and b represents the size of the pattern region through which the laser does not transmit.

이와 같이, 레이저가 투과하는 패턴 영역의 크기와 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 크기를 조절함으로써 레이저 스캐터링을 이용하여 에너지 밀도가 500 mJ/㎠인 레이저를 사용하더라도 레이저 밀도를 낮출 수 있어 탈수소화가 가능하게 된다. As such, by controlling the size of the pattern region through which the laser penetrates and the size of the pattern region through which the laser does not transmit, even when using a laser having an energy density of 500 mJ / cm 2 using laser scattering, the laser density can be lowered. It becomes possible.

이때, 탈수소화가 일어나는 영역(B)의 레이저가 투과하는 패턴 영역의 형태는 라인 형태일 수 있다. 또한, 탈수소화가 일어나는 영역(B)의 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 형태는 도트 도는 다각형일 수 있다.In this case, the shape of the pattern region through which the laser beam of the region B where dehydrogenation occurs may be in the form of a line. In addition, the shape of the pattern region through which the laser beam of the region B where dehydrogenation occurs may not be transmitted may be a dot or a polygon.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 마스크 패턴을 나타내는 도면이다. 도 3에서도 결정화가 일어나는 마스크 패턴 영역(A)과 탈수소화(B)가 일어나는 마스크 패턴 영역을 동시에 구비하는 마스크 패턴을 사용하여 비정질 실리콘의 결정화와 탈수소화를 동시에 진행시킬 수 있다. 2 is a diagram illustrating a mask pattern according to another exemplary embodiment of the present invention. Also in FIG. 3, crystallization and dehydrogenation of amorphous silicon can be simultaneously performed by using a mask pattern having both a mask pattern region A in which crystallization occurs and a mask pattern region in which dehydrogenation B occurs.

결정화가 일어나는 마스크 패턴 영역(A)의 경우 레이저가 투과되는 영역의 크기(c)와 레이저가 투과되지 않는 영역의 크기(d)를 탈수소화가 일어나는 마스크 패턴 영역(B)의 레이저가 투과되는 영역의 크기(a), 레이저가 투과되지 못하는 영 역의 크기(b)와 비교할 때 월등히 큰 것을 알 수 있다. In the case of the mask pattern region A in which crystallization takes place, the size c of the region through which the laser is transmitted and the size d of the region in which the laser does not penetrate are determined. It can be seen that the size (a), compared with the size (b) of the area where the laser can not transmit.

본 실시예에서도 탈수소화가 일어나는 마스크 패턴 영역(B)의 a 및 b는 위 식을 만족하여야 한다. Also in this embodiment, a and b of the mask pattern region B where dehydrogenation occurs must satisfy the above equation.

즉, a + b 〈 2㎛이어야 한다. That is, it should be a + b <2 mu m.

한편, 결정화가 일어나는 마스크 패턴 영역(A)의 경우, c와 d는 a 및 b보다는 크면 되고 특별한 관계식을 만족할 필요는 없다. 즉, 비정질 실리콘을 완전히 용해시킬 수 있으면 된다. On the other hand, in the mask pattern region A where crystallization takes place, c and d need to be larger than a and b, and there is no need to satisfy a special relational expression. That is, what is necessary is just to be able to melt | dissolve amorphous silicon completely.

한편, 이와 같이 제조된 다결정 실리콘 박막은 탈수소화가 동시에 진행됨으로써 막 표면의 거칠기가 크지 않으므로 전기적 특성이 좋은 박막 트랜지스터를 제공할 수 있다. On the other hand, the polycrystalline silicon thin film manufactured as described above can provide a thin film transistor having good electrical characteristics since dehydrogenation is simultaneously performed, so that the surface roughness of the film is not large.

또한, 본 발명에서는 위의 제조 방법을 제조된 다결정 실리콘 박막을 사용하는 박막 트랜지스터를 이용하여 평판 디스플레이 디바이스를 제조할 수 있다. In the present invention, a flat panel display device can be manufactured using a thin film transistor using a polycrystalline silicon thin film manufactured by the above manufacturing method.

상기 평판 디스플레이 디바이스는 유기 전계 발광 소자 또는 액정 디스플레이 디바이스가 바람직하다. The flat panel display device is preferably an organic electroluminescent element or a liquid crystal display device.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 비정질 실리콘의 결정화와 탈수소화를 동시에 진행시킴으로써 공정 단순화 및 택 타임(tact time)의 감소 효과를 가져오고, 또한 기판이 유리인 경우보다 훨씬 낮은 온도에서 공정이 요구되는 플라스틱 기판을 사용할 수도 있다. As described above, in the present invention, the crystallization and dehydrogenation of amorphous silicon are simultaneously performed, resulting in the process simplification and reduction of the tact time, and the process is required at a much lower temperature than the case where the substrate is glass. Plastic substrates can also be used.

Claims (12)

동일한 레이저를 조사하여 하나의 마스크에 비정질 실리콘을 결정화시키기 위한 제 1 마스크 패턴과 탈수소화 공정을 행하기 위한 제 2 마스크 패턴을 동시에 갖는 마스크를 사용하는 것을 특징으로 하는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.A method of crystallizing an amorphous silicon thin film, characterized in that a mask having a first mask pattern for crystallizing amorphous silicon to a single mask by irradiating the same laser and a second mask pattern for performing a dehydrogenation process are used. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 레이저 조사 중 먼저 제 1 마스크 패턴이 적용되고, 그 후 제 2 마스크 패턴이 적용되는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.A method of crystallizing an amorphous silicon thin film, wherein a first mask pattern is first applied during laser irradiation, and then a second mask pattern is applied. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 레이저 조사 중 먼저 제 2 마스크 패턴이 적용되고, 그 후 제 1 마스크 패턴이 적용되는 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.A method of crystallizing an amorphous silicon thin film, wherein a second mask pattern is first applied during laser irradiation, and then a first mask pattern is applied. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 2 마스크 패턴은 하기 식을 만족하는 것인 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법:Wherein the second mask pattern satisfies the following equation: [식][expression] a + b 〈 2 ㎛, a + b <2 μm, 여기에서, a는 레이저가 투과하는 패턴 영역의 크기, b는 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 크기를 나타낸다. Here, a represents the size of the pattern region through which the laser transmits, and b represents the size of the pattern region through which the laser does not transmit. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 2 마스크 패턴의 레이저가 투과하는 패턴 영역의 형태가 라인 형태인 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.The crystallization method of the amorphous silicon thin film, wherein the pattern region through which the laser beam of the second mask pattern passes is in the form of a line. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제 2 마스크 패턴의 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 형태는 도트 또는 다각형인 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.The pattern region in which the laser beam of the second mask pattern does not transmit is a crystallization method of an amorphous silicon thin film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결정화 방법은 SLS 결정화법인 비정질 실리콘 박막의 결정화 방법.The crystallization method is SLS crystallization method of the amorphous silicon thin film crystallization method. 삭제delete 삭제delete 비정질 실리콘을 결정화하기 위한 레이저 결정화에서 동일한 레이저를 사용하여 결정화를 위한 마스크 패턴과 탈수소화를 시키기 위한 마스크 패턴을 동시에 구비하고 있으며, 상기 탈수소화를 위한 마스크 패턴은 하기 식의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 결정화 마스크 패턴:In the laser crystallization for crystallizing the amorphous silicon, the same laser is used to simultaneously provide a mask pattern for crystallization and a mask pattern for dehydrogenation, and the mask pattern for dehydrogenation satisfies the following formula. Crystallization Mask Pattern: [식][expression] a + b 〈 2 ㎛, a + b <2 μm, 여기에서, a는 레이저가 투과하는 패턴 영역의 크기, b는 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 크기를 나타낸다. Here, a represents the size of the pattern region through which the laser transmits, and b represents the size of the pattern region through which the laser does not transmit. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 탈수소화를 위한 마스크 패턴의 레이저가 투과하는 패턴 영역의 형태가 라인 형태인 결정화 마스크 패턴.The crystallization mask pattern having a line shape of a pattern region through which the laser beam of the mask pattern for dehydrogenation is transmitted. 제 10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 탈수소화를 위한 마스크 패턴의 레이저가 투과하지 못하는 패턴 영역의 형태는 도트 또는 다각형인 결정화 마스크 패턴.The crystal region mask pattern of the pattern region that the laser of the mask pattern for dehydrogenation is not transmitted is a dot or a polygon.
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