KR100698691B1 - Crystallization of amorphous-Silicon film using an Excimer-Laser and Method for fabricating of poly Transparent Thin Film Transistor - Google Patents

Crystallization of amorphous-Silicon film using an Excimer-Laser and Method for fabricating of poly Transparent Thin Film Transistor Download PDF

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Abstract

A method for crystallizing amorphous silicon using an excimer laser and a method for fabricating a polycrystalline thin film transistor including the same are provided to form polycrystalline silicon having uniform crystallization by irradiating the excimer laser onto amorphous silicon formed on a conductive substrate. A conductive substrate(200) is prepared. A buffer layer(210) and an amorphous silicon layer(220a) are deposited on the conductive substrate. An laser beam irradiation process is performed to irradiate laser beams from one side of the amorphous silicon layer to the other side at a scanning speed within a range of 0.18mm/sec to 2.5mm/sec in order to crystallize the amorphous silicon layer to a uniform polysilicon layer. The scanning speed is 0.54mm/sec.

Description

엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법 및 이를 포함한 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법{Crystallization of amorphous-Silicon film using an Excimer-Laser and Method for fabricating of poly Transparent Thin Film Transistor} Crystallization of amorphous-Silicon film using an Excimer-Laser and Method for fabricating of poly Transparent Thin Film Transistor}

도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 비정질 실리콘의 결정화 방법을 나타낸 공정 단면도.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing amorphous silicon according to the prior art.

도 2a는 종래기술에 따른 기판의 열전도도를 나타내는 광학 사진.Figure 2a is an optical photograph showing the thermal conductivity of the substrate according to the prior art.

도 2b 및 도 2c는 도 2a의 "A" 및 "B" 영역을 확대한 SEM 사진.2B and 2C are enlarged SEM photographs of regions “A” and “B” of FIG. 2A.

도 3은 유리와 전도성 기판의 열적 특성 비교표.3 is a comparative table of thermal properties of glass and conductive substrates.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 비정질 실리콘의 결정화 방법을 나타내는 공정 단면도. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing amorphous silicon according to the present invention.

도 5a는 본 발명에 따른 기판의 열전도도를 나타내는 광학 사진.5A is an optical photograph showing the thermal conductivity of a substrate according to the present invention.

도 5b 및 도 5c는 도 5a의 "A" 및 "B" 영역을 확대한 SEM 사진.5B and 5C are enlarged SEM photographs of regions “A” and “B” of FIG. 5A.

도 6은 본 발명에 의해 제조된 다결정 실리콘층을 이용하여 박막 트랜지스터를 제조하는 공정 단면도. 6 is a cross-sectional view of a process for manufacturing a thin film transistor using the polycrystalline silicon layer produced by the present invention.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

200 : 기판 210 : 버퍼층   200: substrate 210: buffer layer

220 : 비정질 실리콘층 230 : 레이저    220: amorphous silicon layer 230: laser

본 발명은 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법 및 이를 포함한 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게 엑시머 레이저의 스캔 속도를 감소시켜 전도성 기판 상에 형성된 비정질 실리콘의 결정립을 균일하게 형성할 수 있는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법 및 이를 포함한 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of crystallizing amorphous silicon using an excimer laser and a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor including the same. More specifically, the scanning speed of the excimer laser is reduced to uniformly form the crystal grains of the amorphous silicon formed on the conductive substrate. The present invention relates to a method of crystallizing amorphous silicon using an excimer laser and a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor including the same.

일반적으로 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘으로 결정화하는 방법은 유리 기판 상에 버퍼층 및 비정질 실리콘을 증착한 후, 비정질 실리콘층 상부에서 레이저를 비정질 실리콘층의 일측에서 타측으로 조사하여 결정화시킨다. In general, a method of crystallizing an amorphous silicon layer with polysilicon is to deposit a buffer layer and amorphous silicon on a glass substrate, and then crystallize by irradiating a laser from one side of the amorphous silicon layer to the other side on the amorphous silicon layer.

최근 들어 가요성을 갖는 디스플레이에 대한 관심이 높아지면서, 가요성을 갖는 기판인 전도성 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 이하에서는 전도성 기판 상에 형성된 비정질 실리콘층을 엑시머 레이저를 이용하여 결정화 시키는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.Recently, with increasing interest in flexible displays, research on conductive substrates, which are flexible substrates, is being actively conducted. Accordingly, hereinafter, a method of crystallizing the amorphous silicon layer formed on the conductive substrate using an excimer laser will be described in detail.

도 1a 내지 도 1c는 종래기술에 따른 비정질 실리콘의 결정화 방법을 나타내는 공정 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing amorphous silicon according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 비정질 실리콘을 결정화하기 위해서는 우선 기판(100)을 준비한다. 이때, 상기 기판(100)은 스테인레스 스틸(SUS) 또는 티타늄(Ti) 등을 이용하여 형성되는데, 플렉서블한 박막(Metal foil) 형태로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1A, in order to crystallize amorphous silicon, a substrate 100 is first prepared. In this case, the substrate 100 is formed using stainless steel (SUS) or titanium (Ti), etc., preferably formed in the form of a flexible foil.

상기 기판(100) 상부에 버퍼층(110)이 형성된다. 상기 버퍼층(110) 상부에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon)을 증착하여 비정질 실리콘층(120a)을 형성한다. 이 때, 상기 비정질 실리콘층(120)은 후 공정될 레이저 조사시에 들뜸(films ablation) 현상을 방지하기 위해 탈수소화 공정을 진행한다. A buffer layer 110 is formed on the substrate 100. Amorphous silicon is deposited on the buffer layer 110 to form an amorphous silicon layer 120a. At this time, the amorphous silicon layer 120 undergoes a dehydrogenation process to prevent films ablation during laser irradiation.

도 1b를 참조하면, 탈수소화 공정이 진행된 상기 비정질 실리콘층(120a)의 전면에 엑시머 레이저(eximer laser:130)를 대략 3mm/sec의 스캔 속도로 조사한다.Referring to FIG. 1B, an excimer laser 130 is irradiated onto the entire surface of the amorphous silicon layer 120a subjected to the dehydrogenation process at a scan speed of approximately 3 mm / sec.

도 1c를 참조하면, 상기 비정질 실리콘층(120a) 상부에 레이저(130)를 조사하여 결정화된 다결정 실리콘층(120b)은 결정립을 갖게 된다. 그러나 상기 결정립계 영역의 표면은 결정립이 균일하게 결정화되지 않아 뾰족해지는 현상을 나타낸다.Referring to FIG. 1C, the polycrystalline silicon layer 120b crystallized by irradiating the laser 130 on the amorphous silicon layer 120a has crystal grains. However, the surface of the grain boundary region shows a phenomenon that the grains are not uniformly crystallized and sharpened.

도 2a는 종래기술에 따른 기판의 열전도도를 나타내는 광학 사진이다. 도 2b 및 도 2c는 도 2a의 "(a)" 및 "(b)" 영역을 확대한 SEM 사진이다. 도 3은 유리와 전도성 기판의 열적 특성 비교표이다. Figure 2a is an optical photograph showing the thermal conductivity of the substrate according to the prior art. 2B and 2C are enlarged SEM photographs of regions "(a)" and "(b)" of FIG. 2A. 3 is a comparative table of thermal properties of glass and conductive substrates.

도 2a를 참조하면, 전도성 기판 상에 일반적인 엑시머 레이저 결정화 진행시 나타나는 기판의 온도 변화를 확인할 수 있다. 특히, "(a)" 영역을 살펴보면, "(a)" 영역에서의 온도는 레이저 결정화 진행시 레이저를 조사받은 처음의 영역 즉 "(b)"에서의 온도 보다 상대적으로 높게 나타난다. Referring to Figure 2a, it can be seen that the temperature change of the substrate appears when the general excimer laser crystallization proceeds on the conductive substrate. In particular, when looking at the area "(a)", the temperature in the area "(a)" is relatively higher than the temperature in the first area irradiated with the laser, that is, "(b)" during the laser crystallization process.

도 2b 및 도 2c를 참조하면, 패턴 영역에 따른 그레인 상태를 확인할 수 있다. 특히, 패턴 영역을 부분적으로 확대한 영역 "(a)" 및 "(b)"를 살펴보면, 영역 "(b)"에서의 그레인 사이즈는 전체적으로 균일한 반면, 영역 "(a)"에서의 그레인 사이즈는 영역 "(b)"에 비해서 균일하지 않다. 이와 같은 그레인 결정립의 결정성 차이는 전도성 기판이 유리 기판 보다 열전도도가 10배 이상 높으며, 비열이 낮으며 두께가 얇기 때문이다.(도 3 참조) 즉, 전도성 기판 상에 형성된 비정질 실리콘층에 레이저가 가장 먼저 조사된 영역에서부터 마지막으로 레이저가 조사된 영역 사이에서 발생하는 시간차에 따라 전술한 전도성 기판의 특성에 의해 기판의 영역 마다 온도가 다르게 분포된다. 이에 따라 기판의 각 영역마다 그레인의 형상 및 크기가 다르게 결정화되는 문제점을 갖는다. 2B and 2C, the grain state according to the pattern region may be confirmed. In particular, looking at the regions "(a)" and "(b)" in which the pattern region is partially enlarged, the grain size in the region "(b)" is generally uniform, while the grain size in the region "(a)" Is not uniform compared to the area "(b)". This grain crystalline difference is because the conductive substrate is 10 times higher in thermal conductivity, lower in specific heat, and thinner than the glass substrate (see FIG. 3). That is, the laser is formed on the amorphous silicon layer formed on the conductive substrate. The temperature is differently distributed for each region of the substrate by the above-described characteristics of the conductive substrate according to the time difference occurring between the first irradiated region and the last laser irradiated region. Accordingly, there is a problem in that the shape and size of grains are crystallized differently in each area of the substrate.

따라서, 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해소하기 위해 도출된 발명으로, 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec범위의 스캔 속도로 엑시머 레이저를 전도성 기판 상에 형성된 비정질 실리콘층에 조사함으로써 결정성이 균일한 다결정 실리콘으로 결정화시킬 수 있는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법 및 이를 포함한 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention is derived to solve the above-mentioned conventional problems, and the crystallinity is determined by irradiating an amorphous silicon layer formed on a conductive substrate with an excimer laser at a scan speed in the range of 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec. It is an object of the present invention to provide a method of crystallizing amorphous silicon using an excimer laser capable of crystallizing into uniform polycrystalline silicon and a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor including the same.

전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법은 전도성 기판을 준비하는 단계와, 상기 전도성 기판 상에 버퍼층 및 비정질 실리콘층을 증착시키는 단계와, 상기 비정질 실리콘층이 균일한 폴리 실리콘층으로 결정화되도록 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec범위의 스캔 속도로 상기 비정질 실리콘층의 일측에서 타측 방향으로 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, to achieve the above object, the crystallization method of amorphous silicon using the excimer laser of the present invention comprises the steps of preparing a conductive substrate, and depositing a buffer layer and an amorphous silicon layer on the conductive substrate And irradiating a laser beam from one side of the amorphous silicon layer to the other direction at a scan speed in a range of 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec so that the amorphous silicon layer is crystallized into a uniform polysilicon layer.

바람직하게, 상기 스캔 속도는 0.54mm/sec이다. 상기 레이저빔의 주사주파수는 10Hz 내지 150Hz 및 에너지밀도는 360mJ/cm2 내지 400mJ/cm2이며, 상기 주사주파수는 30Hz 및 상기 에너지밀도는 380mJ/cm2이다.Preferably, the scan speed is 0.54 mm / sec. Scanning frequency of the laser beam is 10Hz to 150Hz, and the energy density is 360mJ / cm 2 to 400mJ / cm 2, the scanning frequency is 30Hz, and the energy density of 380mJ / cm 2.

이하에서는, 본 발명의 실시 예들을 도시한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings showing embodiments of the present invention, the present invention will be described in more detail.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 비정질 실리콘의 결정화 방법을 나타낸 공정 단면도이다. 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing amorphous silicon according to the present invention.

도 4a를 참조하면, 비정질 실리콘을 결정화하기 위해서는 우선 기판(200)을 준비한다. 이때, 상기 기판(200)은 스테인레스 스틸(SUS) 또는 티타늄(Ti) 등을 이용하여 형성되는데, 플렉서블한 박막(Metal foil) 형태로 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4A, in order to crystallize amorphous silicon, a substrate 200 is first prepared. At this time, the substrate 200 is formed using stainless steel (SUS) or titanium (Ti), it is preferably formed in the form of a flexible thin film (Metal foil).

상기 기판(200) 상부에 버퍼층(210)을 형성한다. 상기 버퍼층(210)은 상기 기판(200) 상에 형성된 비정질 실리콘층을 엑시머 레이저 방법을 이용하여 폴리 실리콘층으로 변환시키는 과정에서, 불순물이 폴리 실리콘층으로 결정화된 반도체층(220b)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다. A buffer layer 210 is formed on the substrate 200. In the buffer layer 210, impurities are diffused into the semiconductor layer 220b crystallized into the polysilicon layer in the process of converting the amorphous silicon layer formed on the substrate 200 into the polysilicon layer using an excimer laser method. You can prevent it.

상기 버퍼층(210) 상부에 비정질 실리콘(Amorphous Silicon)을 증착하여 비정질 실리콘층(220a)을 형성한다. 이 때, 상기 비정질 실리콘층(220a)은 후 공정될 레이저 조사시에 들뜸(films ablation) 현상을 방지하기 위해 탈수소화 공정을 진행한다. Amorphous silicon is deposited on the buffer layer 210 to form an amorphous silicon layer 220a. At this time, the amorphous silicon layer 220a undergoes a dehydrogenation process to prevent films ablation during laser irradiation.

도 4b를 참조하면, 탈수소화 공정이 진행된 상기 비정질 실리콘층(220a)의 전면에 엑시머 레이저(eximer laser:230)를 일측에서 타측으로 조사하여 상기 비정질 실리콘층(220a)을 다결정 실리콘층(220b)으로 결정화시킨다. Referring to FIG. 4B, an excimer laser 230 is irradiated from one side to the other side of the amorphous silicon layer 220a on which the dehydrogenation process is performed, thereby irradiating the amorphous silicon layer 220a to the polycrystalline silicon layer 220b. Crystallize.

여기서, 상기 엑시머 레이저(230)는 상기 비정질 실리콘층(220a)의 일측에서부터 화살표 방향으로 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec범위의 스캔 속도로 엑시머 레이저(eximer laser:230)를 이용하여 스캐닝하며, 가장 바람직하게 0.54mm/sec의 스캔 속도를 갖는다. 또한, 상기 레이저(230)로부터 발생되는 레이져빔은 10Hz 내지 150Hz의 주사주파수 및 360mJ/cm2 내지 400mJ/cm2의 에너지 밀도로 이루어지며, 가장 바람직하게 30Hz의 주사주파수 및 380mJ/cm2의 에너지밀도로 이루어진다. 이와 같은 상기 레이저(230)의 주사주파수가 높을수록 해상도나 동시발색수(同時發色數)가 높아져, 고해상도의 화상을 얻을 수 있다. 또한, 상기 레이저(230)로부터 발생되는 레이저빔이 조사된 후 다시 조사되는 레이저빔이 중첩되는 영역 즉, 오버랩(overlap)이 90% 내지 97.5%으로 이루어지며, 가장 바람직하게 95.9%로 이루어진다. 이와 같이 상기 레이저(230)의 오버랩을 95.9%로 중첩하여 조사함으로써 결정 립의 입자를 고르게 분포할 수 있다. 또한, 상기 레이저(230)로부터 발생되는 레이저빔이 조사된 후 다음 레이저빔이 조사되는 동안 기판이 움직인 거리 즉, 피치폭(pitch width)은 5μm 내지 30μm으로 이루어지며, 가장 바람직하게 18μm의 피치폭으로 이루어진다. 이와 같이 피치폭을 18μm로 형성함으로써, 기판 한 매에 대한 조사시간을 종래의 레이저 조사시간 보다 줄일 수 있다. Here, the excimer laser 230 scans using an excimer laser 230 at a scan speed ranging from 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec in the direction of the arrow from one side of the amorphous silicon layer 220a, Most preferably it has a scan speed of 0.54 mm / sec. Further, the laser beam generated from the laser 230 is 10Hz to be made to the scanning frequency and the energy density of 360mJ / cm 2 to 400mJ / cm 2 of 150Hz, and most preferably the scanning frequency of 30Hz, and the energy of 380mJ / cm 2 It is made of density. As the scanning frequency of the laser 230 is higher, the resolution and the number of simultaneous colors are increased, so that a high resolution image can be obtained. In addition, the laser beam generated from the laser 230 is irradiated after the laser beam is irradiated again, that is, overlap (overlap) is made of 90% to 97.5%, most preferably made of 95.9%. In this way, by overlapping and irradiating the overlap of the laser 230 at 95.9%, particles of the crystal grains may be evenly distributed. In addition, the distance that the substrate is moved during the next laser beam irradiation after the laser beam generated from the laser 230 is irradiated, that is, the pitch width is 5 μm to 30 μm, most preferably 18 μm pitch Made of width. By forming the pitch width at 18 µm in this manner, the irradiation time for one substrate can be shorter than the conventional laser irradiation time.

전술한 바와 같이 엑시머 레이저빔의 조건은 기존의 유리 기판 상에 형성된 엑시머 레이저의 스캔 속도 보다 상대적으로 감소되어 즉 1초 동안 발생되는 레이저의 조사주파수 및 비정질 실리콘을 결정화시키는 에너지 밀도를 감소시킴에 따라 스캔 속도가 감소된다. 이에 따라 상기 기판(200)의 일측으로부터 타측으로 발생되는 열전도 현상이 최소화되어 상기 다결정 실리콘층(220b)의 결정성이 균일하게 나타난다. As described above, the condition of the excimer laser beam is relatively lower than the scanning speed of the excimer laser formed on the conventional glass substrate, that is, as it reduces the irradiation frequency of the laser generated for one second and the energy density that crystallizes the amorphous silicon. The scan speed is reduced. Accordingly, the thermal conduction phenomenon generated from one side of the substrate 200 to the other side is minimized, so that the crystallinity of the polycrystalline silicon layer 220b appears uniformly.

도 4c를 참조하면, 상기 비정질 실리콘층(220a)에 전술한 조건의 스캔 범위를 갖는 레이저빔을 조사하여 다결정 실리콘층(220b)으로 결정화시킨다. 이 때, 상기 다결정 실리콘층(220b) 결정립 장측의 길이는 대략 0.4μm의 균일한 결정립으로 나타난다. Referring to FIG. 4C, the amorphous silicon layer 220a is irradiated with a laser beam having a scan range of the above-described conditions to crystallize the polycrystalline silicon layer 220b. At this time, the length of the crystal grain long side of the polycrystalline silicon layer 220b is represented as a uniform grain of approximately 0.4 μm.

이와 같은 엑시머 레이저 조사법에 의해 형성된 상기 다결정 실리콘층(220b)은 균일한 결정성을 갖게 되어 후 공정될 박막 트랜지스터의 특성 향상을 가져올 수 있을 것이다. The polycrystalline silicon layer 220b formed by the excimer laser irradiation method may have uniform crystallinity and may improve characteristics of the thin film transistor to be processed later.

도 5a는 본 발명에 따른 기판의 열전도도를 나타내는 광학 사진이고 도 5b 및 도 5c는 도 5a의 "(a)" 및 "(b)" 영역을 확대한 SEM 사진이다.5A is an optical photograph showing thermal conductivity of a substrate according to the present invention, and FIGS. 5B and 5C are enlarged SEM photographs of regions "(a)" and "(b)" of FIG. 5A.

도 5a를 참조하면, 전도성 기판 상에 일반적인 엑시머 레이저 결정화 진행시 나타나는 기판의 온도 변화를 확인할 수 있다. 이와 같은 전도성 기판의 비정질 실리콘층 상부에서 엑시머 레이저 결정화 진행시 레이저를 조사받은 처음 영역 즉 "(b)" 영역 및 "(b)" 영역 보다 상대적으로 나중에 레이저를 조사 받은 영역 "(a)"의 온도 차이는 거의 나타나지 않는다. Referring to Figure 5a, it can be seen that the temperature change of the substrate appearing when the general excimer laser crystallization proceeds on the conductive substrate. When the excimer laser crystallization proceeds on the amorphous silicon layer of the conductive substrate, the area of (a) which is irradiated with the laser relatively later than the first area irradiated with the laser, that is, the regions "(b)" and "(b)". Little difference in temperature is seen.

도 5b 내지 도 5c를 참조하면, 패턴영역에 따른 그레인 상태를 확인할 수 있다. 특히, 패턴 영역을 부분적으로 확대한 영역 "(a)" 및 "(b)"를 살펴보면, "(a)" 및 "(b)" 영역 모두 그레인의 사이즈가 전체적으로 정사각형 모양으로 균일하게 나타난다. 이와 같이, 영역 "(a)" 및 "(b)"의 그레인 사이즈를 비교해 본 바에 따르면, 각 영역마다 그레인 형상, 사이즈 및 그 분포가 균일함을 알 수 있다. 5B to 5C, the grain state according to the pattern region may be confirmed. In particular, when the areas "(a)" and "(b)" in which the pattern area is partially enlarged are examined, the sizes of the grains are uniformly formed in a square shape as a whole in the areas "(a)" and "(b)". Thus, as a result of comparing the grain sizes of the regions "(a)" and "(b)", it can be seen that the grain shape, size and distribution thereof are uniform in each region.

도 6은 본 발명에 의해 제조된 다결정 실리콘층을 이용하여 박막 트랜지스터를 제조하는 공정 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a thin film transistor using a polycrystalline silicon layer manufactured according to the present invention.

도 6을 참조하면, 전도성 기판(200) 상에 형성된 버퍼층(210) 상에 도 4c에서 보는 바와 같이 열처리 공정에 의해 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화한 후, 상기 결정화된 다결정 실리콘층을 패터닝하여 반도체층(220)으로 형성한다. Referring to FIG. 6, after the amorphous silicon layer is crystallized into a polycrystalline silicon layer by a heat treatment process on the buffer layer 210 formed on the conductive substrate 200, as shown in FIG. 4C, the crystallized polycrystalline silicon layer is patterned. Thus, the semiconductor layer 220 is formed.

이어서, 상기 반도체층(220) 상에 상기 게이트 절연층(230)이 형성된다. 상기 게이트 절연층(230)은 산화막 및 질화막을 이용하여 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법으로 대략 500Å~1000Å 정도의 두께로 도포한다. Subsequently, the gate insulating layer 230 is formed on the semiconductor layer 220. The gate insulating layer 230 is coated with a thickness of approximately 500 kV to 1000 kV using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) method using an oxide film and a nitride film.

상기 게이트 절연층(230) 상에는 게이트 전극(240)이 형성된다. 구체적으로, 상기 게이트 전극(240)은 상기 게이트 절연층(230) 상에 도전성 금속, 예컨대 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 티탄(Ti) 또는 구리(Cu) 등의 메탈 중 하나를 스퍼터링에 의해 대략 2000Å~4000Å 정도의 두께로 증착한 뒤, 이를 소정형상으로 패터닝한다. The gate electrode 240 is formed on the gate insulating layer 230. Specifically, the gate electrode 240 is a conductive metal on the gate insulating layer 230, such as aluminum (Al), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium (Ti) or copper ( One of metals such as Cu) is deposited to a thickness of about 2000 kPa to 4000 kPa by sputtering, and then patterned into a predetermined shape.

상기 게이트 전극(240) 상에는 층간 절연층(250)이 형성된다. 상기 층간 절연층(250)은 상기 게이트 절연층(230)의 재료 및 형성 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. An interlayer insulating layer 250 is formed on the gate electrode 240. The interlayer insulating layer 250 may be formed by the same method as the material and the method of forming the gate insulating layer 230.

상기 층간 절연층(250) 상에는 소스/드레인 전극(260)이 형성되며, 상기 게이트 절연층(230)과 상기 층간 절연층(250)에 형성된 콘택 홀을 통하여 상기 반도체층(220)의 양측에 각각 전기적으로 연결되도록 형성된다. 상기 반도체층(220) 상에 형성된 소스/드레인 전극(260)은 금속층 상부에 포토레지스트를 도포한 후 소정 형태로 패터닝하여 형성될 수 있다.Source / drain electrodes 260 are formed on the interlayer insulating layer 250, and contact holes formed in the gate insulating layer 230 and the interlayer insulating layer 250, respectively, on both sides of the semiconductor layer 220. It is formed to be electrically connected. The source / drain electrodes 260 formed on the semiconductor layer 220 may be formed by applying a photoresist on the metal layer and patterning the photoresist.

전술한 실시 예에서는, 탑게이트(코플라나)의 구조를 설명하였으나, 바텀게이트(역스태거드)구조 및 스태거드 구조에 적용될 수 있음은 물론이다. In the above-described embodiment, the structure of the top gate (coplanar) has been described, but it can be applied to the bottom gate (reverse staggered) structure and the staggered structure.

이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 물론이다. Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec 범위의 스캔 속 도로 엑시머 레이저를 전도성 기판 상에 형성된 비정질 실리콘 상에 조사함으로써 결정성이 균일한 다결정 실리콘으로 결정화시킬 수 있다. 이에 따라 플렉서블한 전도성 기판 상에 형성된 폴리 실리콘 박막의 품질을 향상시켜 영상을 표시하는데 필요한 박막 트랜지스터의 품질을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, the excimer laser is irradiated onto amorphous silicon formed on the conductive substrate at a scan speed in the range of 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec to crystallize into polycrystalline silicon having uniform crystallinity. Accordingly, the quality of the thin film transistor required to display an image may be improved by improving the quality of the polysilicon thin film formed on the flexible conductive substrate.

Claims (7)

전도성 기판을 준비하는 단계;Preparing a conductive substrate; 상기 전도성 기판 상에 버퍼층 및 비정질 실리콘층을 증착시키는 단계;Depositing a buffer layer and an amorphous silicon layer on the conductive substrate; 상기 비정질 실리콘층이 균일한 폴리 실리콘층으로 결정화되도록 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec 범위의 스캔 속도로 상기 비정질 실리콘층의 일측에서 타측 방향으로 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법. Irradiating a laser beam from one side of the amorphous silicon layer to the other direction at a scan speed in a range of 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec so that the amorphous silicon layer is crystallized into a uniform polysilicon layer. Crystallization method of amorphous silicon. 제1 항에 있어서, 상기 스캔 속도는 0.54mm/sec인 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법.  The method of claim 1, wherein the scanning speed is 0.54mm / sec crystallization method of amorphous silicon using an excimer laser. 제1 항에 있어서, 상기 레이저빔의 주사주파수는 10Hz 내지 150Hz 및 에너지밀도는 360mJ/cm2 내지 400mJ/cm2인 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법. The method of claim 1, wherein the scanning frequency of the laser beam is 10Hz to 150Hz, and the energy density of 360mJ / cm 2 to 400mJ / cm 2 of the amorphous silicon crystallization method using an excimer laser, characterized in that. 제3 항에 있어서, 상기 주사주파수는 30Hz 및 상기 에너지밀도는 380mJ/cm2인 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법. The method of claim 3, wherein the scanning frequency is 30 Hz and the energy density is 380 mJ / cm 2. 5 . 제1 항에 있어서, 상기 전도성 기판은 스테인리스 스틸, 티타늄 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법. The method of claim 1, wherein the conductive substrate is made of any one of stainless steel, titanium, crystallization method of amorphous silicon using an excimer laser. 제1 항에 있어서, 상기 전도성 기판은 가요성을 가진 것을 특징으로 하는 엑시머 레이저를 이용한 비정질 실리콘의 결정화 방법. The method of claim 1, wherein the conductive substrate has flexibility. 전도성 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the conductive substrate; 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon layer on the buffer layer; 상기 비정질 실리콘층 상부에서 상기 비정질 실리콘층을 균일하게 결정화시키는 0.18mm/sec 내지 2.5mm/sec범위의 스캔 속도로 레이저 빔을 조사하여 상기 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화시킨 후 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계와;The semiconductor layer is crystallized and patterned into a polycrystalline silicon layer by irradiating a laser beam at a scan speed ranging from 0.18 mm / sec to 2.5 mm / sec to uniformly crystallize the amorphous silicon layer on the amorphous silicon layer. Forming a; 상기 반도체층이 형성된 기판 상에 게이트 절연층, 게이트 전극, 층간 절연층 및 소스/드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 박막 트랜지스터의 제조방법. And forming a gate insulating layer, a gate electrode, an interlayer insulating layer, and a source / drain electrode on the substrate on which the semiconductor layer is formed.
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