KR100947269B1 - Electrode and Method for fabricating of poly-TFT using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전계-금속유도 결정화방법(FE-MIC)을 이용한 다결정 박막트랜지스터의 형성하는 방법에 관한 것으로 특히, 박막트랜지스터의 액티브층을 형성하는 다결정 실리콘층의 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a polycrystalline thin film transistor using an electric field-metal induced crystallization method (FE-MIC), and more particularly, to a method of forming a polycrystalline silicon layer forming an active layer of a thin film transistor.

본 발명에 따른 다결정 실리콘층 형성방법은 두 개의 기판 상에 촉매금속이 증착된 비정질 선행막을 형성한 후, 각 기판의 비정질 선행막이 서로 맞닿도록 구성하고 소정의 온도에서 상기 비정질 선행막에 고전압을 인가하여 결정화를 진행한다.In the method of forming a polycrystalline silicon layer according to the present invention, after forming an amorphous precursor film on which two catalytic metals are deposited on two substrates, the amorphous precursor films of the respective substrates are brought into contact with each other and a high voltage is applied to the amorphous precursor film at a predetermined temperature. Proceed to crystallization.

이와 같이 하면, 상기 촉매금속이 산화되는 것을 방지할 수 있을 뿐 아니라 열손실을 최소화 할 수 있기 때문에, 상기 비정질 선행막은 결정립이 고른 분포를 가지는 폴리실리콘막으로 형성될 수 있다.
In this way, since the catalytic metal can be prevented from being oxidized and heat loss can be minimized, the amorphous preceding film can be formed of a polysilicon film having an even distribution of crystal grains.

Description

전극과 이를 이용한 다결정 박막트랜지스터의 제조방법{Electrode and Method for fabricating of poly-TFT using the same} Electrode and Method for Fabricating Poly-crystalline Thin Film Transistor Using the Same             

도 1a 내지 도 1d는 종래에 따른 다결정 실리콘 결정화 공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,1A to 1D are cross-sectional views illustrating a conventional polycrystalline silicon crystallization process according to a process sequence;

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 다결정 실리콘 결정화 공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,2A to 2C are cross-sectional views illustrating a polycrystalline silicon crystallization process according to the present invention in a process sequence;

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터의 제조공정을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
3A to 3D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a polycrystalline thin film transistor according to the present invention in a process sequence.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100, 200 : 제 1 기판, 제 2 기판 102, 202 : 버퍼층100, 200: first substrate, second substrate 102, 202: buffer layer

104, 204 : 비정질 선행막 302 : 전극
104, 204: amorphous preceding film 302: electrode

본 발명은 액정표시장치용 다결정 박막트랜지스터에 관한 것으로, 특히 박막트랜지스터의 액티브층을 형성하는 다결정 실리콘막을 형성할 때, 촉매금속의 산화을 방지함과 동시에 열손실을 최소화하여 고른 결정립을 가지는 폴리실리콘을 형성하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline thin film transistor for a liquid crystal display device. In particular, when forming a polycrystalline silicon film forming an active layer of a thin film transistor, polysilicon having even grains is prevented by preventing oxidation of the catalytic metal and minimizing heat loss. It relates to a method of forming.

일반적으로 다결정 실리콘박막을 형성하기 위해서는 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)을 소정의 방법 즉, 플라즈마 기상증착법(Plasma chemical vapor deposition)이나 LPCVD(Low pressure CVD) 방법으로 절연 기판에 500Å의 두께로 비정질 실리콘 막을 증착한 후, 이를 다시 결정화하는 방법을 사용했다. 결정화 방법은 다음과 같이 크게 세가지로 분류될 수 있다.Generally, in order to form a polycrystalline silicon thin film, pure amorphous silicon (intrinsic amorphous silicon) in a predetermined method, that is, plasma silicon vapor deposition (Plasma chemical vapor deposition) or LPCVD (Low pressure CVD) method of amorphous silicon with a thickness of 500 Å on the insulating substrate After the film was deposited, a method of crystallizing it was used. Crystallization methods can be classified into three categories as follows.

첫째, 레이저 열처리(laser annealing) 방법은 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판에 레이저를 가해서 다결정 실리콘을 성장하는 방법이다.First, laser annealing is a method of growing polycrystalline silicon by applying a laser to a substrate on which an amorphous silicon thin film is deposited.

둘째, 고상 결정화(solid phase crystallization : 이하 SPC라 칭한다) 방법은 비정질 실리콘을 고온에서 장시간 열처리하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.Second, solid phase crystallization (hereinafter referred to as SPC) method is a method of forming polycrystalline silicon by heat-treating amorphous silicon for a long time at a high temperature.

셋째, 금속유도 결정화(metal induced crystallization : MIC) 방법은 비정질 실리콘 상에 금속을 증착하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법으로, 대면적의 유리기판을 사용할 수 있다.Third, the metal induced crystallization (MIC) method is a method of forming a polycrystalline silicon by depositing a metal on amorphous silicon, a large-area glass substrate can be used.

첫번째 방법인 레이저 열처리는 현재 널리 연구되고 있는 다결정 실리콘 형성 방법으로 비정질 실리콘이 증착된 기판에 레이저 에너지를 공급하여 상기 비정 질 실리콘을 용융상태로 만든후 냉각에 의해 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.The first method, laser heat treatment, is a method of forming polycrystalline silicon, which is currently widely studied, which supplies laser energy to a substrate on which amorphous silicon is deposited to form the amorphous silicon in a molten state, and then forms polycrystalline silicon by cooling.

두번째 방법인 고상 결정화는 600℃ 이상의 고온을 견딜 수 있는 석영기판에 불순물의 확산을 방지하기 위해 소정의 두께로 완충층(buffer layer)을 형성하고, 상기 완충층 상에 비정질 실리콘을 증착한 후, 퍼니스에서 고온 장시간 열처리 하여 다결정 실리콘을 얻는 방법으로, 전술한 바와 같이 상기 고상 결정화는 고온에서 장시간 수행되므로 원하는 다결정 실리콘 상(phase)을 얻을 수 없으며, 그레인 성장 방향성이 불규칙하여 박막 트랜지스터로의 응용시 다결정 실리콘과 접속될 게이트 절연막이 불규칙하게 성장되어 소자의 항복전압이 낮아지는 문제점이 있고, 다결정 실리콘의 입경(grain)의 크기가 심하게 불균일하여 소자의 전기적 특성을 저하시킬뿐만 아니라, 고가의 석영기판을 사용해야 하는 문제점이 있다.The second method, solid crystallization, forms a buffer layer with a predetermined thickness to prevent diffusion of impurities on a quartz substrate that can withstand high temperatures of 600 ° C. or higher, deposits amorphous silicon on the buffer layer, and then As a method of obtaining polycrystalline silicon by heat treatment at high temperature for a long time, as described above, since the solid phase crystallization is performed for a long time at a high temperature, a desired polycrystalline silicon phase cannot be obtained, and the grain growth direction is irregular, so that the polycrystalline silicon is applied to a thin film transistor. The breakdown voltage of the device is lowered due to the irregular growth of the gate insulating layer to be connected to the gate, and the grain size of the polycrystalline silicon is extremely uneven to degrade the electrical characteristics of the device, and an expensive quartz substrate should be used. There is a problem.

세번째 방법인 금속유도 결정화는 저가의 대면적 유리기판을 사용하여 다결정 실리콘을 형성할 수 있으나, 상기 다결정 실리콘 내부의 네트워크(network) 속에 금속의 잔류물이 존재할 가능성이 많기 때문에 막질의 신뢰성을 보장하기 힘들지만, 상기 MIC 방법을 새로이 응용하여, 결정화된 다결정 실리콘을 박막 트랜지스터 및 액정표시장치의 스위칭 소자에 적용하려는 시도가 진행중이다.The third method, metal-induced crystallization, can form polycrystalline silicon using a low-cost, large-area glass substrate, but it ensures the reliability of the film because metal residues are likely to exist in the network inside the polycrystalline silicon. Although it is difficult, a new application of the MIC method is attempting to apply crystallized polycrystalline silicon to thin film transistors and switching elements of liquid crystal displays.

상기 MIC방법을 좀더 개선한 결정화 방법은 고전압을 걸어주어, 고전압에 의해 금속에서 발생하는 주율열을 이용하여 비정질 실리콘을 결정실 실리콘으로 형성하는 전계-금속유도방법(FE-MIC)이 있다.A more advanced crystallization method of the MIC method is an electric field-metal induction method (FE-MIC) in which amorphous silicon is formed into crystalline chamber silicon by applying a high voltage, and the main heat generated from the metal by the high voltage.

상기 전계유도 결정화 방법이란 비정질실리콘 상에 금속을 증착하고, 상기 금속에 직류 고전압을 인가하여 주율열을 발생하도록 함으로써 상기 비정질실리콘 이 결정화되는데 촉매역활을 하도록 한다. 이때, 상기 금속을 촉매금속이라 한다.The field induction crystallization method is to deposit a metal on the amorphous silicon, and by applying a direct current of a high voltage to the metal to generate a columnar heat to act as a catalyst in the amorphous silicon crystallization. In this case, the metal is called a catalyst metal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, FE-MIC방법으로 비정질 실리콘을 결정화 하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of crystallizing amorphous silicon by the FE-MIC method will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1d는 FE-MIC방법을 이용한 종래의 실리콘 결정화 공정을 공정순서대로 도시한 공정 단면도이다.1A to 1d is It is a process sectional drawing which shows the conventional silicon crystallization process using FE-MIC method in process order.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 기판(10)상에 산화 실리콘(SiO2)과 같은 실리콘 절연물질을 증착하여 버퍼층(12)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a silicon insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the substrate 10 to form a buffer layer 12.

상기 버퍼층(12)은 공정 중 기판(10)표면으로 용출되는 알칼리계 물질을 차단하기 위한 것으로, 기판이 알칼리계 물질로 형성되었을 경우 유용하다.The buffer layer 12 is for blocking an alkali-based material eluted to the surface of the substrate 10 during the process, and is useful when the substrate is formed of an alkali-based material.

다음으로, 상기 버퍼층(12)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착한 후 탈수소화 공정을 진행하여 비정질 선행막(14)을 형성하다.Next, amorphous silicon (a-Si: H) is deposited on the buffer layer 12, and then dehydrogenation is performed to form the amorphous preceding film 14.

상기 탈수소화 공정은 비정질 선행막이 수소를 포함하고 있기 때문에 진행되어야 하는 공정이다. 왜냐하면 상기 수소를 350℃이상에서 박막을 빠져나가는 특성이 있기 때문에 결정화 공정 중 수소가 빠져나가게 되면 결정표면에 수많은 결함을 발생하게 될 것이다. 따라서, 이를 미연에 방지하고자 탈수소화 공정을 진행한다.The dehydrogenation process is a process that should be performed because the amorphous preceding film contains hydrogen. Because hydrogen has a characteristic of leaving the thin film at 350 ° C. or higher, if hydrogen escapes during the crystallization process, numerous defects will occur on the crystal surface. Therefore, the dehydrogenation process is carried out to prevent this in advance.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 선행막(14)의 표면에 니켈(Ni)과 같은 촉매금속(16)을 증착하는 공정을 진행한다.As shown in FIG. 1B, a process of depositing a catalyst metal 16 such as nickel (Ni) on the surface of the amorphous preceding film 14 is performed.

도 1c에 도시한 바와 같이, 소정의 온도에서 상기 촉매금속(16)이 증착된 비정질 선행막(14)의 일측과 타측에 전극(20)을 각각 접촉하고 고전압을 인가하여, 상기 비정질 선행막(14)을 결정화하는 공정을 진행한다.As shown in FIG. 1C, the electrode 20 is contacted to one side and the other side of the amorphous preceding film 14 on which the catalyst metal 16 is deposited at a predetermined temperature, and a high voltage is applied to the amorphous preceding film ( 14) proceed with the crystallization process.

전술한 바와 같은 공정이 완료되면 도 1d에 도시한 바와 같이, 폴리실리콘층(24)을 형성할 수 있다.
When the process as described above is completed, as shown in FIG. 1D, the polysilicon layer 24 may be formed.

그러나, 종래의 결정화 방법은 상기 촉매금속(니켈일 경우)을 장시간 공기중에 노출시킬 경우 NiOX 형태의 산화물 형태로 변하게 되고, 상기 비정질 선행막을 공기에 직접 노출한 상태에서 결정화 공정을 진행하기 때문에 표면의 열손실 효과가 커서 결정화 반응속도가 저하되는 것을 물론, 공정 온도의 불균일성으로 인해 결정화 후 막내 결정의 균일성이 나쁜 심각한 문제점을 가지고 있다.However, in the conventional crystallization method, when the catalyst metal (nickel) is exposed to air for a long time, it is changed into an oxide form of NiO X , and the crystallization process is performed while the amorphous preceding film is directly exposed to air. Because of the large heat loss effect of the crystallization reaction rate is lowered, there is a serious problem that the uniformity of the crystal in the film after crystallization is poor due to the nonuniformity of the process temperature.

또한, 저 진공도에서는 상기 비정질 선행막의 표면이 산화될 가능성이 매우 크며, 이 또한 결정화된 다결정 실리콘막의 결정립이 불균일하게 분포하는 한 원인이 된다.In addition, at low vacuum degree, the surface of the amorphous preceding film is very likely to be oxidized, which is also a cause of uneven distribution of crystallized polycrystalline silicon film.

이러한 다결정 실리콘 박막이 박막트랜지스터의 액티층으로 사용될 경우, 박막트랜지스터의 동작특성을 저하하는 문제가 있다.
When such a polycrystalline silicon thin film is used as an active layer of a thin film transistor, there is a problem of lowering the operating characteristics of the thin film transistor.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다결정 실리콘 형성방법은 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 상에 각각 비정질 실리콘을 증착하여, 비정질 선행막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 형성된 상기 비정질 선행막의 표면에 촉매금속을 증착하는 단계와; 상기 비정질 선행막이 서로 접촉하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와; 소정의 온도에서 상기 서로 접촉된 상기 비정질 선행막에 고전압을 인가하여, 상기 비정질 선행막을 결정화하는 단계를 포함하는 다결정 실리콘 형성방법을 제공한다.
상기 제 1 기판은 제 2 기판에 비해 큰 면적으로 구성되며, 상기 제 1 기판에 형성된 상기 비정질 선행막의 일측과 타측에 각각 전극이 구성된다.
또한, 상기 촉매금속은 니켈이며, 상기 결정화 공정이 완료되면 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 분리하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 본 발명은 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 상에 각각 비정질 실리콘을 증착하여, 비정질 선행막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 형성된 상기 비정질 선행막의 표면에 촉매금속을 증착하는 단계와; 상기 비정질 선행막이 서로 접촉하도록, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와; 소정의 온도에서 상기 서로 접촉된 상기 비정질 선행막에 고전압을 인가하여, 상기 비정질 선행막을 결정화하여 다결정 실리콘을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판과 제 2 판을 각각 분리하여, 다결정 실리콘 박막을 아일랜드 형상으로 패턴하여 액티브층을 형성하는 단계와; 상기 액티브층 상에 제 2 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 액티브층 상부의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 양측의 상기 액티브층에 불순물을 도핑하여, 오믹콘택 영역을 형성하는 단계와; 상기 오믹콘택 영역이 형성된 기판의 전면에 층간절연막을 형성하여, 상기 오믹콘택 영역의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 통해 상기 오믹콘택 영역과 각각 접촉하는 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 다결정 박막트랜지스터 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 제 1 기판은 제 2 기판에 비해 큰 면적으로 구성되며, 상기 제 1 기판에 형성된 상기 비정질 선행막의 일측과 타측에 각각 전극이 구성된다.
또한, 상기 촉매금속은 니켈이다.
Polycrystalline silicon forming method according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a first substrate and a second substrate; Depositing amorphous silicon on the first substrate and the second substrate, respectively, to form an amorphous preceding film; Depositing a catalytic metal on a surface of the amorphous preceding film formed on the first and second substrates; Bonding the first substrate and the second substrate so that the amorphous preceding films contact each other; It provides a method of forming a polycrystalline silicon comprising applying a high voltage to the amorphous preceding film in contact with each other at a predetermined temperature to crystallize the amorphous preceding film.
The first substrate has a larger area than the second substrate, and electrodes are formed on one side and the other side of the amorphous preceding film formed on the first substrate, respectively.
In addition, the catalyst metal is nickel, and further comprising the step of separating the first substrate and the second substrate when the crystallization process is completed.
In addition, the present invention comprises the steps of preparing a first substrate and a second substrate; Depositing amorphous silicon on the first substrate and the second substrate, respectively, to form an amorphous preceding film; Depositing a catalytic metal on a surface of the amorphous preceding film formed on the first and second substrates; Bonding the first substrate and the second substrate so that the amorphous preceding films contact each other; Applying a high voltage to the amorphous preceding films in contact with each other at a predetermined temperature to crystallize the amorphous preceding films to form polycrystalline silicon; Separating the first substrate and the second plate, respectively, and patterning a polycrystalline silicon thin film in an island shape to form an active layer; Forming a gate insulating film, which is a second insulating film, on the active layer; Forming a gate electrode on the gate insulating layer on the active layer; Doping impurities into the active layers on both sides of the gate electrode to form an ohmic contact region; Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact region is formed, thereby forming a first contact hole and a second contact hole exposing a portion of the ohmic contact region; And forming a source electrode and a drain electrode respectively contacting the ohmic contact region through the first contact hole and the second contact hole.
Here, the first substrate has a larger area than the second substrate, and electrodes are formed on one side and the other side of the amorphous preceding film formed on the first substrate, respectively.
In addition, the catalyst metal is nickel.

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이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

-- 실시예 --Example

이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 발명에 따른 폴리실리콘 결정화 공정을 설명한다.Hereinafter, a polysilicon crystallization process according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.

도 2a 내지 도 2c는 비정질 실리콘의 결정화 공정을 본 발명의 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a process of crystallizing amorphous silicon in accordance with a process sequence of the present invention.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)상에 각각 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)을 포함한 실리콘 절연물질을 증착하여 버퍼층(102,202)을 형성한다. First, as shown in FIG. 2A, a silicon insulating material including silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x ) is deposited on the first substrate 100 and the second substrate 200, respectively, to form buffer layers 102 and 202. ).

상기 버퍼층(102,202)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착한 후 탈수소화공정을 진행하여 비정질 선행막(104,204)을 형성한다.After depositing amorphous silicon (a-Si: H) on the buffer layers 102 and 202, a dehydrogenation process is performed to form amorphous preceding films 104 and 204.

이때, 제 2 기판(200)은 제 1 기판(100)에 비해 작은 면적이다.In this case, the second substrate 200 has a smaller area than the first substrate 100.

도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 선행막(104,204)의 상부에 니켈(Ni)과 같은 촉매금속(106,206)을 증착하는 공정을 진행한다. 이때 니켈은 극미량을 흡착시킨다. As shown in FIG. 2B, a process of depositing catalytic metals 106 and 206 such as nickel (Ni) on the amorphous preceding films 104 and 204 is performed. At this time, nickel adsorbs a very small amount.                     

다음으로, 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 촉매금속(106,206)이 증착된 비정질 선행막(104,204)이 각각 접촉하도록 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 합착한다.Next, as shown in FIG. 2C, the first substrate 100 and the second substrate 200 are bonded to each other so that the amorphous preceding films 104 and 204 on which the catalyst metals 106 and 206 are deposited are in contact with each other.

다음으로, 상기 면적인 큰 제 1 기판(100)에 형성된 비정질 선행막(104)의 일측과 타측에 각각 전극(302)을 구성하고, 소정의 온도 예를 들면 500℃~550℃의 온도에서 고전압을 인가하여, 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)에 형성된 비정질 선행막(104,204)을 결정화하는 공정을 진행한다.Next, the electrodes 302 are formed on one side and the other side of the amorphous preceding film 104 formed on the large first substrate 100, respectively, and have a high voltage at a predetermined temperature, for example, 500 ° C. to 550 ° C. Is applied to crystallize the amorphous preceding films 104 and 204 formed on the first substrate 100 and the second substrate 200.

물론, 결정이 완료되며 상기 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)을 분리하는 작업을 진행하여, 각각에 형성된 다결정 실리콘막의 패턴화 공정을 진행한다.Of course, the crystallization is completed and the first substrate 100 and the second substrate 200 are separated, and the patterning process of the polycrystalline silicon film formed on each is performed.

전술한 바와 같은 공정을 통해 비정질 선행막을 결정화하게 되면, 상기 비정질 선행막의 표면이 공기에 노출되지 않기 때문에 촉매금속의 산화를 막을 수 있고, 공정이 진행되는 동안 열손실을 최소화 할 수 있어 균일한 결정립을 가지는 다결정 실리콘막을 형성할 수 있는 장점이 있다.When the amorphous preceding film is crystallized through the above-described process, since the surface of the amorphous preceding film is not exposed to air, oxidation of the catalyst metal can be prevented, and heat loss can be minimized during the process to ensure uniform crystal grains. There is an advantage to form a polycrystalline silicon film having a.

이하, 도 3a 내지 도 3d를 참조하여, 전술한 바와 같은 공정을 통해 형성된 다결정 실리콘막을 액티브층으로 사용한 다결정 박막트랜지스터의 제조공정을 설명한다.3A to 3D, a process of manufacturing a polycrystalline thin film transistor using a polycrystalline silicon film formed through the above process as an active layer will be described.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터의 제조공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a polycrystalline thin film transistor according to the present invention in a process sequence.

도 3a에 도시한 바와 같이, 전술한 바와 같은 공정을 통해 형성된 폴리실리콘층을 패턴하여 섬형상의 액티브층(108)을 형성한다. As shown in FIG. 3A, the island-like active layer 108 is formed by patterning the polysilicon layer formed through the above-described process.                     

연속하여, 상기 액티브층(108)의 상부에 질화 실리콘(SiN2) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 게이트 절연막(110)을 형성한다.Subsequently, silicon nitride (SiN 2 ) or silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the active layer 108 to form a gate insulating layer 110.

상기 액티브층(108)은 두 개의 영역으로 구분될 수 있는데 액티브 채널층의 수단이 되는 제 1 액티브 영역(108a)과, 불순물이 도핑되어 오믹 영역이 될 제 2 액티브영역(108b)이 그것이다.The active layer 108 may be divided into two regions: a first active region 108a serving as an active channel layer and a second active region 108b which is doped with impurities and becomes an ohmic region.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(110)이 형성된 기판(100)의 전면에 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금을 포함하는 저 저항금속을 증착하고 패턴하여, 상기 제 1 액티브 영역(108a)에 대응하는 게이트 절연막(110)상에 게이트 전극(112)을 형성한다.As shown in FIG. 3B, a low resistance metal including aluminum (Al) and an aluminum alloy is deposited and patterned on the entire surface of the substrate 100 on which the gate insulating layer 110 is formed, thereby forming the first active region 108a. The gate electrode 112 is formed on the gate insulating layer 110 corresponding to the gate insulating layer 110.

연속하여, 상기 게이트 전극(112)이 형성된 기판(100)의 전면에 n+ 또는 p+ 불순물 이온을 도핑하여 상기 제 2 액티브 영역(108b)을 오믹영역으로 형성한다.Subsequently, the second active region 108b is formed as an ohmic region by doping n + or p + impurity ions onto the entire surface of the substrate 100 on which the gate electrode 112 is formed.

이때, 상기 불순물 이온은 도핑(doping) 또는 임플란테이션(implantation) 방법을 사용하게 되며, 이러한 방법은 상기 불순물 이온이 도핑된 제 2 액티브 영역(108b)의 표면을 심하게 손상시킨다.In this case, the impurity ions use a doping or implantation method, and this method severely damages the surface of the second active region 108b doped with the impurity ions.

따라서, 소정의 온도를 가하는 활성화 공정을 진행하여, 상기 제 2 액티브 영역(108b)의 표면이 원래의 상태로 회복되도록 하고, 도핑된 이온 또한 골고루 확산되도록 한다.Therefore, an activation process of applying a predetermined temperature is performed to restore the surface of the second active region 108b to its original state, and to spread the doped ions evenly.

상기 게이트 절연막(110)은 경우에 따라, 상기 게이트 전극(112)을 에치 스토퍼(etch stopper)로 하여 식각 할 수 있다. In some cases, the gate insulating layer 110 may be etched using the gate electrode 112 as an etch stopper.                     

다음으로, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(112)이 형성된 기판(100)의 전면에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착하여 층간절연막(114)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3C, the insulating material as described above is deposited on the entire surface of the substrate 100 on which the gate electrode 112 is formed to form the interlayer insulating film 114.

연속하여, 상기 층간절연막(114)을 패턴하여, 상기 제 1 액티브영역(108a)양측의 제 2 액티브 영역(108b)을 각각 노출하는 제 1 콘택홀(116)과 제 2 콘택홀(118)을 형성한다.Subsequently, the interlayer insulating layer 114 is patterned so that the first contact hole 116 and the second contact hole 118 exposing the second active region 108b on both sides of the first active region 108a, respectively. Form.

다음으로, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 층간 절연막(114)이 형성된 기판(100)의 전면에 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti)등을 포함하는 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 노출된 제 2 액티브 영역(108b)과 각각 접촉하는 소스전극(120)과 드레인 전극(122)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3D, copper (Cu), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), and tantalum (Ta) are formed on the entire surface of the substrate 100 on which the interlayer insulating layer 114 is formed. And depositing and patterning one selected from the group of conductive metals including titanium (Ti) and the like to form a source electrode 120 and a drain electrode 122 in contact with the exposed second active region 108b, respectively.

전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터를 제작할 수 있다.
Through the process as described above it can be produced a polycrystalline thin film transistor according to the present invention.

전술한 바와 같은 본 발명의 방법에 따라 비정질 선행막을 결정화하게 되면, 촉매금속의 산화를 방지할 수 있는 동시에, 결정화 동안 열손실을 최소로 할 수 있기 때문에 균일한 결정립으로 구성된 폴리실리콘 박막을 얻을 수 있다.When the amorphous preceding film is crystallized according to the method of the present invention as described above, it is possible to prevent oxidation of the catalytic metal and minimize heat loss during the crystallization, thereby obtaining a polysilicon thin film composed of uniform grains. have.

따라서, 이러한 폴리실리콘 박막을 액티브층으로 사용하는 박막트랜지스터는 동작 특성이 개선되는 효과가 있다.Therefore, a thin film transistor using such a polysilicon thin film as an active layer has an effect of improving operating characteristics.

Claims (9)

제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와;Preparing a first substrate and a second substrate; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 상에 각각 비정질 실리콘을 증착하여, 비정질 선행막을 형성하는 단계와;Depositing amorphous silicon on the first substrate and the second substrate, respectively, to form an amorphous preceding film; 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 형성된 상기 비정질 선행막의 표면에 촉매금속을 증착하는 단계와;Depositing a catalytic metal on a surface of the amorphous preceding film formed on the first and second substrates; 상기 비정질 선행막이 서로 접촉하도록 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와;Bonding the first substrate and the second substrate so that the amorphous preceding films contact each other; 소정의 온도에서 상기 서로 접촉된 상기 비정질 선행막에 고전압을 인가하여, 상기 비정질 선행막을 결정화하는 단계Crystallizing the amorphous preceding film by applying a high voltage to the amorphous preceding film in contact with each other at a predetermined temperature 를 포함하는 다결정 실리콘 형성방법.Polycrystalline silicon forming method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 기판은 제 2 기판에 비해 큰 면적으로 구성되는 다결정 실리콘 형성방법.And the first substrate has a larger area than the second substrate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 1 기판에 형성된 상기 비정질 선행막의 일측과 타측에 각각 전극이 구성되는 다결정 실리콘 형성방법.And forming electrodes on one side and the other side of the amorphous preceding film formed on the first substrate. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 촉매금속은 니켈인 다결정 실리콘 형성방법.Wherein the catalytic metal is nickel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결정화 공정이 완료되면 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 분리하는 단계를 더욱 포함하는 다결정 실리콘 형성방법.And separating the first substrate and the second substrate when the crystallization process is completed. 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 단계와;Preparing a first substrate and a second substrate; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 상에 각각 비정질 실리콘을 증착하여, 비정질 선행막을 형성하는 단계와;Depositing amorphous silicon on the first substrate and the second substrate, respectively, to form an amorphous preceding film; 상기 제 1 및 제 2 기판 상에 형성된 상기 비정질 선행막의 표면에 촉매금속을 증착하는 단계와;Depositing a catalytic metal on a surface of the amorphous preceding film formed on the first and second substrates; 상기 비정질 선행막이 서로 접촉하도록, 상기 제 1 기판과 제 2 기판을 합착하는 단계와;Bonding the first substrate and the second substrate so that the amorphous preceding films contact each other; 소정의 온도에서 상기 서로 접촉된 상기 비정질 선행막에 고전압을 인가하여, 상기 비정질 선행막을 결정화하여 다결정 실리콘을 형성하는 단계와;Applying a high voltage to the amorphous preceding films in contact with each other at a predetermined temperature to crystallize the amorphous preceding films to form polycrystalline silicon; 상기 제 1 기판과 제 2 판을 각각 분리하여, 다결정 실리콘 박막을 아일랜드 형상으로 패턴하여 액티브층을 형성하는 단계와;Separating the first substrate and the second plate, respectively, and patterning a polycrystalline silicon thin film in an island shape to form an active layer; 상기 액티브층 상에 제 2 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와;Forming a gate insulating film, which is a second insulating film, on the active layer; 상기 액티브층 상부의 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와;Forming a gate electrode on the gate insulating layer on the active layer; 상기 게이트 전극 양측의 상기 액티브층에 불순물을 도핑하여, 오믹콘택 영역을 형성하는 단계와;Doping impurities into the active layers on both sides of the gate electrode to form an ohmic contact region; 상기 오믹콘택 영역이 형성된 기판의 전면에 층간절연막을 형성하여, 상기 오믹콘택 영역의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와;Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact region is formed, thereby forming a first contact hole and a second contact hole exposing a portion of the ohmic contact region; 상기 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 통해 상기 오믹콘택 영역과 각각 접촉하는 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계Forming a source electrode and a drain electrode respectively contacting the ohmic contact region through the first contact hole and the second contact hole; 를 포함하는 다결정 박막트랜지스터 제조방법.Polycrystalline thin film transistor manufacturing method comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 1 기판은 제 2 기판에 비해 큰 면적으로 구성되는 다결정 박막트랜지스터 제조방법.The first substrate is a polycrystalline thin film transistor manufacturing method having a larger area than the second substrate. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 기판에 형성된 상기 비정질 선행막의 일측과 타측에 각각 전극이 구성되는 다결정 박막트랜지스터 제조방법.A method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor, wherein electrodes are formed on one side and the other side of the amorphous preceding film formed on the first substrate. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 촉매금속은 니켈인 다결정 박막트랜지스터 제조방법.The catalyst metal is nickel polycrystalline thin film transistor manufacturing method.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000074449A (en) * 1999-05-21 2000-12-15 구본준 Thin film transistor and the method of fabricating the same
KR20020013635A (en) * 2000-08-12 2002-02-21 장 진 Crystallization method of amorphous silicon using metal and electric field
KR20020056109A (en) * 2000-12-29 2002-07-10 구본준, 론 위라하디락사 crystallization method of a silicon film
KR20020058271A (en) * 2000-12-29 2002-07-12 구본준, 론 위라하디락사 Thin film transistor and the method of fabricating the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000074449A (en) * 1999-05-21 2000-12-15 구본준 Thin film transistor and the method of fabricating the same
KR20020013635A (en) * 2000-08-12 2002-02-21 장 진 Crystallization method of amorphous silicon using metal and electric field
KR20020056109A (en) * 2000-12-29 2002-07-10 구본준, 론 위라하디락사 crystallization method of a silicon film
KR20020058271A (en) * 2000-12-29 2002-07-12 구본준, 론 위라하디락사 Thin film transistor and the method of fabricating the same

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