KR100983525B1 - Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor - Google Patents
Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor Download PDFInfo
- Publication number
- KR100983525B1 KR100983525B1 KR1020030097288A KR20030097288A KR100983525B1 KR 100983525 B1 KR100983525 B1 KR 100983525B1 KR 1020030097288 A KR1020030097288 A KR 1020030097288A KR 20030097288 A KR20030097288 A KR 20030097288A KR 100983525 B1 KR100983525 B1 KR 100983525B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- region
- ntft
- ptft
- silicon
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 title claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 40
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 117
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 26
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 20
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 claims description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 abstract description 11
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-AKLPVKDBSA-N silicon-31 atom Chemical compound [31Si] XUIMIQQOPSSXEZ-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- -1 i.e. Substances 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-RNFDNDRNSA-N silicon-32 atom Chemical compound [32Si] XUIMIQQOPSSXEZ-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1237—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a different composition, shape, layout or thickness of the gate insulator in different devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
- H01L27/127—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement
- H01L27/1274—Multistep manufacturing methods with a particular formation, treatment or patterning of the active layer specially adapted to the circuit arrangement using crystallisation of amorphous semiconductor or recrystallisation of crystalline semiconductor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은, 액정표시장치의 기판 상에 nTFT영역과 pTFT영역을 가지는 상보형 박막트랜지스터를 형성하는 방법과 이에 의한 상보형 박막트랜지스터에 관한 것이다. 본 발명에 의한 상보형 박막트랜지스터의 제조방법은, 기판 소재 상에 버퍼층을 형성하는 단계, 상기 버퍼층의 상부에 연속된 결정화 실리콘층을 형성하는 단계, 상기 결정화 실리콘층의 상부에 산화실리콘층과 질화실리콘층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 질화실리콘층의 상부에 게이트 패턴을 형성하는 단계, 상기 nTFT영역 상의 상기 게이트 패턴의 하부에 위치하는 질화실리콘층을 제외한 상기 nTFT영역 상의 질화실리콘층을 제거하는 단계, 상기 nTFT영역과 상기 pTFT영역에 각각의 불순물 이온을 주입하는 단계, 상기 결정화 실리콘층을 열활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 연속된 단일의 결정화 실리콘 상에 상보형 박막트랜지스터를 형성할 수 있게 된다.
The present invention relates to a method of forming a complementary thin film transistor having an nTFT region and a pTFT region on a substrate of a liquid crystal display, and a complementary thin film transistor thereby. In the method of manufacturing a complementary thin film transistor according to the present invention, forming a buffer layer on a substrate material, forming a continuous crystallization silicon layer on the buffer layer, the silicon oxide layer and nitride on the crystallization silicon layer Sequentially forming a silicon layer, forming a gate pattern on the silicon nitride layer, and removing a silicon nitride layer on the nTFT region except for the silicon nitride layer positioned below the gate pattern on the nTFT region And implanting impurity ions into the nTFT region and the pTFT region, and thermally activating the crystalline silicon layer. This makes it possible to form a complementary thin film transistor on a single continuous crystallized silicon.
Description
도 1은 종래의 상보형 박막트랜지스터를 나타낸 평면도,1 is a plan view showing a conventional complementary thin film transistor,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ의 단면도,2 is a cross-sectional view of II-II of FIG.
도 3은 본 발명의 상보형 박막트랜지스터를 나타낸 평면도,3 is a plan view showing a complementary thin film transistor of the present invention;
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ부분의 단면도,4 is a cross-sectional view of the IV-IV portion of FIG.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ부분의 단면도,5 is a cross-sectional view of the V-V portion of FIG.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 상보형 박막트랜지스터를 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.6A through 6D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming a complementary thin film transistor of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : nTFT 게이트 11 : pTFT 게이트10: nTFT gate 11: pTFT gate
20 : nTFT 소스 21 : 콘택20: nTFT Source 21: Contact
22 : 드레인 23 : pTFT 소스22: drain 23: pTFT source
30 : 결정화 실리콘층 40 : 기판 소재30: crystallized silicon layer 40: substrate material
41 : 버퍼층 42 : 산화실리콘층41: buffer layer 42: silicon oxide layer
43 : 질화실리콘층 44 : 층간 절연막43
본 발명은, 상보형 박막트랜지스터의 형성방법과 이에 의한 상보형 박막트랜지스터에 관한 것으로서, 더 자세하게는, nTFT와 pTFT를 연속된 단일의 결정화 실리콘 상에 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a complementary thin film transistor and a complementary thin film transistor thereby, and more particularly, to a method of forming nTFT and pTFT on a continuous single crystallized silicon.
액정표시장치는 박막트랜지스터 기판과 칼라필터 기판사이에 액정이 주입되어 있는 액정패널을 포함한다. 액정표시장치는 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 후면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치하고 있다. 백라이트에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.The liquid crystal display device includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is injected between the thin film transistor substrate and the color filter substrate. Since the liquid crystal display is a non-light emitting device, a backlight unit for supplying light is located at the rear of the thin film transistor. Light transmitted from the backlight is adjusted according to the arrangement of liquid crystals.
박막트랜지스터(TFT)의 채널을 형성하는 방법에는 비정질 실리콘(a-Si)을 이용하는 방법과 결정화 실리콘(폴리 실리콘)을 이용하는 방법이 있다. 이 중 결정화 실리콘을 이용하는 방법은 결정화 실리콘의 높은 이동도(mobility)로 인하여 높은 해상도의 고화질 제품을 제조하는데 사용되어지고 있다. 특히 결정화 실리콘을 채널로 사용하여 형성된 상보형 박막트랜지스터(이하 cTFT)는 액정패널 내에 형성되어 구동회로로 사용될 수 있다.As a method of forming a channel of a thin film transistor (TFT), there are a method using amorphous silicon (a-Si) and a method using crystallized silicon (polysilicon). Among them, the method using crystallized silicon has been used to manufacture high resolution high quality products due to the high mobility of crystallized silicon. In particular, a complementary thin film transistor (hereinafter referred to as cTFT) formed by using crystalline silicon as a channel may be formed in a liquid crystal panel and used as a driving circuit.
구동회로를 액정패널 내에 형성하는 것을 SOG(system on glass)라 한다. SOG 형태로 구동회로를 형성하면 원가를 절감할 수 있으며 패널의 크기가 감소된 제품을 구현할 수 있다.Forming the driving circuit in the liquid crystal panel is called a system on glass (SOG). Forming a drive circuit in the form of SOG can reduce costs and enable products with reduced panel size.
SOG를 위해서는 게이트 구동회로부에 형성시키는 시프트 레지스터/버퍼 회로 뿐만 아니라 소스 구동회로부 쪽에 형성되는 시프트 레지스터, DAC 및 래치 회로와 같은 다양한 회로 형성이 필요하다. 이러한 회로를 형성시키기 위해서는 cTFT의 크기 감소가 요구된다.SOG requires various circuit formation such as a shift register / buffer circuit formed in the gate driving circuit portion, as well as a shift register, a DAC, and a latch circuit formed on the source driving circuit portion. In order to form such a circuit, the size reduction of the cTFT is required.
도 1은 종래의 cTFT의 평면도이다.1 is a plan view of a conventional cTFT.
nTFT 게이트(100)를 사이에 두고 nTFT 소스(200)와 드레인(210)이 위치한다. pTFT 게이트(110)의 양쪽에는 상기의 드레인(210)과 pTFT 소스(230)가 있다. nTFT영역의 결정화 실리콘층(300)과 pTFT영역의 결정화 실리콘층(350)은 드레인(210)의 하부영역에서 서로 분리되어 있다. 도 1에서 원으로 표시한 부분은 콘택(210)을 나타낸다. 각 소스(200, 230)와 드레인은 콘택(210)을 통하여 결정화 실리콘층(300, 350)과 접촉되어 있다.The
이하 도 1의 Ⅱ-Ⅱ의 단면도를 나타낸 도 2를 참조하여 종래의 cTFT를 상세히 설명하겠다.Hereinafter, a conventional cTFT will be described in detail with reference to FIG. 2, which shows a cross-sectional view of II-II of FIG. 1.
nTFT영역을 보면 기판 소재(400)위에 버퍼층(410), 결정화 실리콘층(300, 350), 그리고 게이트 절연막(420)이 순차적으로 적층되어 있다. nTFT영역의 결정화 실리콘층(300)과 pTFT영역의 결정화 실리콘층(350)사이에는 분리 영역(A부분)이 형성되어 있다.In the nTFT region, the
게이트 절연막(420)의 상부에는 nTFT게이트 (100)가 위치한다. 게이트 절연막(420) 하부의 결정화 실리콘 영역(320)은 불순물 이온이 주입되지 않았고 그 외의 결정화 실리콘 영역(310, 330)은 불순물 이온이 주입되어 있다. nTFT 게이트(100)와 게이트 절연막(420)의 상부에는 층간 절연막(440)이 위치한다.The
nTFT 소스(200)는 컨택(210)을 통하여 불순물 이온이 주입된 결정화 실리콘(310)과 접하며 드레인(220) 역시 불순물 이온이 주입된 결정화 실리콘층(330)과 접하여 있다. The
pTFT의 구성은 3부분(360, 370, 380)으로 이루어진 결정화 실리콘층(350), pTFT 게이트(110), pTFT 소스(230) 등 nTFT와 유사하다. 다만 pTFT 소스(230)와 드레인(220)이 접하는 결정화 실리콘층(360, 380)에 주입되는 불순물 이온은 nTFT영역과 다르다.The structure of the pTFT is similar to the nTFT such as the crystallized
이상에서 살펴본 종래의 cTFT구성에서는 nTFT영역과 pTFT영역의 결정화 실리콘이 분리되어 있다. 이는 동일 결정화 실리콘층에 nTFT와 pTFT를 형성하게 되면 이온 주입 후의 레이저 활성화 과정에서 nTFT영역과 pTFT영역의 경계면에서 높은 에너지가 발생되어 불순물 이온들이 섞이는 문제가 있기 때문이다. 또한 크롬 마스크나 감광액 마스크를 사용하여 nTFT영역과 pTFT영역 각각에 이온 주입을 할 경우 크롬 마스크의 휨 발생 및 감광액 들림의 발생에 의하여 nTFT영역과 pTFT영역 사이의 경계영역을 제대로 형성할 수 없기 때문이다.In the conventional cTFT configuration described above, the crystallized silicon of the nTFT region and the pTFT region is separated. This is because when nTFT and pTFT are formed on the same crystallized silicon layer, high energy is generated at the interface between the nTFT region and the pTFT region during laser activation after ion implantation, and impurity ions are mixed. In addition, when ion implantation is performed in each of the nTFT region and the pTFT region using a chrome mask or a photoresist mask, the boundary region between the nTFT region and the pTFT region cannot be formed properly due to the warpage of the chrome mask and the occurrence of photoresist lifting. .
따라서 본 발명의 목적은, cTFT제조에 있어서, 연속된 단일의 결정화 실리콘층에 nTFT와 pTFT를 형성하여 cTFT의 크기를 감소하는 방법과 이에 의해 형성된 cTFT를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for reducing the size of a cTFT by forming nTFT and pTFT in a single continuous crystallized silicon layer in cTFT production and a cTFT formed thereby.
상기의 목적은, 액정표시장치의 기판 상에 nTFT영역과 pTFT영역을 가지는 상보형 박막트랜지스터를 형성하는 방법에 있어서, 기판 소재 상에 버퍼층을 형성하 는 단계, 상기 버퍼층의 상부에 연속된 결정화 실리콘층을 형성하는 단계, 상기 결정화 실리콘층의 상부에 산화실리콘층과 질화실리콘층을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 질화실리콘층의 상부에 게이트 패턴을 형성하는 단계, 상기 nTFT영역 상의 상기 게이트 패턴의 하부에 위치하는 질화실리콘층을 제외한 상기 nTFT영역 상의 질화실리콘층을 제거하는 단계, 상기 nTFT영역과 상기 pTFT영역에 각각의 불순물 이온을 주입하는 단계, 상기 결정화 실리콘층을 열활성화시키는 단계를 포함하는 것에 의하여 달성될 수 있다.The above object is a method of forming a complementary thin film transistor having an nTFT region and a pTFT region on a substrate of a liquid crystal display device, the method comprising the steps of forming a buffer layer on a substrate material; Forming a layer, sequentially forming a silicon oxide layer and a silicon nitride layer on the crystallized silicon layer, forming a gate pattern on the silicon nitride layer, and a lower portion of the gate pattern on the nTFT region Removing the silicon nitride layer on the nTFT region excluding the silicon nitride layer located at, implanting respective impurity ions into the nTFT region and the pTFT region, and thermally activating the crystalline silicon layer. Can be achieved.
상기 열활성화 단계의 온도는 400 내지 550℃의 범위인 것이 공정 시간과 기판변형을 고려하여 바람직하다.The temperature of the thermal activation step is preferably in the range of 400 to 550 ℃ considering the process time and substrate deformation.
상기 산화실리콘층과 상기 질화실리콘층의 두께는 각각 300 내지 600Å의 범위인 것이 식각 공정의 안정성과 이온 주입 공정의 안정성을 고려하여 바람직하다..The thickness of the silicon oxide layer and the silicon nitride layer is preferably in the range of 300 to 600 kPa, considering the stability of the etching process and the stability of the ion implantation process.
상기 nTFT영역에 이온을 주입하는 단계에서 이온 소스의 가속에너지는 10 내지 20 KeV의 범위인 것이 효과적으로 이온을 주입하는데 바람직하다.In the implantation of ions into the nTFT region, the acceleration energy of the ion source is preferably in the range of 10 to 20 KeV, in order to effectively implant ions.
상기 열활성화 단계 후에 상기 nTFT영역과 pTFT영역의 경계에 컨택홀을 형성하는 것이 동일 컨택을 nTFT와 pTFT 모두에 사용할 수 있어 바람직하다.It is preferable to form a contact hole at the boundary between the nTFT region and the pTFT region after the thermal activation step, since the same contact can be used for both nTFT and pTFT.
또한 상기의 목적은 액정표시장치의 기판 상에 위치하며 nTFT영역과 pTFT영역을 가지는 상보형 박막트랜지스터에 있어서, 기판 소재의 상부에 형성된 버퍼층과, 상기 버퍼층의 상부에 위치하는 연속된 결정화 실리콘층과, 상기 nTFT영역의 상기 결정화 실리콘층과 접하는 nTFT소스와, 상기 pTFT영역의 상기 결정화 실리콘층에 접하는 pTFT소스와, 상기 nTFT영역과 상기 pTFT영역의 경계에 접하는 드레인과, 상기 nTFT상의 상기 결정화 실리콘층의 상부에 위치하며 산화실리콘층으로 이루어진 nTFT 불순물 이온 주입 블로킹막과, 상기 pTFT상의 상기 결정화 실리콘층의 상부에 순차적으로 위치하며 산화실리콘층과 질화실리콘층으로 이루어진 pTFT 불순물 이온 주입 블로킹막과, 상기 각각의 불순물 이온 주입 블로킹막 상부에 위치하는 게이트와, 상기 게이트의 상부에 위치하는 층간절연막을 포함하는 것에 의하여도 달성될 수 있다. In addition, the above object is a complementary thin film transistor positioned on a substrate of a liquid crystal display device having an nTFT region and a pTFT region, the buffer layer formed on the substrate material, the continuous crystallization silicon layer located on the buffer layer and An nTFT source in contact with the crystallized silicon layer in the nTFT region, a pTFT source in contact with the crystallized silicon layer in the pTFT region, a drain in contact with a boundary between the nTFT region and the pTFT region, and the crystallized silicon layer on the nTFT region An nTFT impurity ion implantation blocking film, positioned on top of the silicon oxide layer, a pTFT impurity ion implantation blocking film, sequentially placed on top of the crystallization silicon layer on the pTFT, and consisting of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer; A gate located above each impurity ion implantation blocking film, and an upper portion of the gate It can also be achieved by including an interlayer insulating film located.
상기 산화실리콘층과 상기 질화실리콘층의 두께는 각각 300 내지 600Å의 범위로 형성되어 있는 것이 식각 공정의 안정성과 이온 주입 공정의 안정성을 고려하여 바람직하다.The thickness of the silicon oxide layer and the silicon nitride layer is preferably in the range of 300 to 600 kPa, in consideration of the stability of the etching process and the stability of the ion implantation process.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 cTFT를 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a cTFT of the present invention.
nTFT 게이트(10)를 사이에 두고 nTFT 소스(20)와 드레인(22)이 위치한다. pTFT 게이트(11)의 양쪽에는 상기의 드레인(22)과 pTFT 소스(23)가 있다. 종래와 달리 결정화 실리콘층(30)은 nTFT영역과 pTFT영역에 걸쳐 연결되어 있다. pTFT 게이트(11)를 사이에 두고 pTFT 소스(23)와 드레인(22)이 위치한다. 그림에서 원으로 표시된 부분은 콘택(21)을 나타낸다.The
종래에 비해 드레인(22)의 크기가 작아지고 이에 따라 nTFT 게이트(10)와 pTFT 게이트(11)간의 거리가 가까워져 cTFT의 크기가 작아졌다. 또한 드레인에 위치하는 콘택은 nTFT영역과 pTFT영역이 같이 사용하게 된다.
Compared with the prior art, the size of the
이하 도 3의 Ⅳ-Ⅳ의 단면을 나타낸 도 4와 Ⅴ-Ⅴ의 단면을 나타낸 도 5를 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5, which illustrate a cross section of IV-IV of FIG. 3.
도 4를 보면 기판 소재(40)상에 버퍼층(41), 연결된 단일의 결정화 실리콘층(30), 게이트 절연막인 산화실리콘층(42)과 질화실리콘층(43)이 형성되어 있다. 질화실리콘층(43)의 상부에는 nTFT 게이트(10)와 pTFT 게이트(11)가 위치한다. pTFT영역과는 달리 nTFT영역에서의 질화실리콘층(43)은 nTFT 게이트(10)의 하부에만 존재한다. 상기 산화실리콘층(42)과 질화실리콘층(43)은 결정화 실리콘층(30)에 불순물 이온을 주입할 시 블로킹층 역할을 한다.Referring to FIG. 4, a
결정화 실리콘층(30)은 보론 등이 주입된 nTFT 결정화 실리콘(31, 33)과 인 등이 주입된 pTFT 폴리실리콘(34, 36), 그리고 이온이 주입되지 않은 결정화 실리콘(32, 35)으로 구성되어 있다. The crystallized
nTFT소스(20)와 pTFT소스(23)는 컨택(21)을 통하여 각각의 결정화 실리콘층(31,36)과 접촉한다. 드레인(22)은 nTFT 폴리 실리콘(33)과 pTFT 폴리 실리콘(34)의 경계에 접촉하고 있다.The
게이트(10,11)의 상부에는 층간 절연막(44)이 위치한다.An interlayer insulating
도 5를 보면 드레인(22)의 한쪽 콘택은 게이트 절연막, 즉 불순물 이온 주입 블로킹막이 산화실리콘층(42)뿐인 nTFT 결정화 실리콘층(33)에 접하여 있으며, 다른 콘택은 게이트 절연막, 즉 불순물 이온 주입 블로킹막이 산화실리콘층(42)과 질화실리콘층(43)의 이중층인 pTFT 결정화 실리콘층(34)에 접하여 있음을 알 수 있다. 이는 단면이 지나가는 경로에 따른 것으로 콘택이 nTFT영역과 pTFT영역 모두 에 접하여 있음과 함께 콘택이 nTFT영역과 pTFT영역의 경계에 존재함을 나타내는 것이다.5, one contact of the
이하 본 발명의 cTFT의 형성과정을 나타낸 도 6a 내지 도 6d를 참조로 하여 자세히 설명하겠다.Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. 6A to 6D, which illustrate a process of forming a cTFT of the present invention.
도 6a는 기판 소재(40)상부에 버퍼층(41)과 결정화 실리콘층(30)이 형성되어 있는 것을 나타낸다. 버퍼층(41)은 주로 산화실리콘으로 이루어져 있으며 공정 중에 기판에서 발생되는 불순물이 결정화 실리콘층(30)으로 침투하는 것을 방지한다. 결정화 실리콘층(30)은 비정질 실리콘층을 증착한 후, 비정질 실리콘층에 레이저 등을 가하여 결정화한 후 패터닝하여 형성된다.6A shows that the
도 6b는 상기 결정화 실리콘층(30)의 상부에 게이트 절연막(42, 43)과 게이트(10, 11)를 형성한 것을 나타낸다. 결정화 실리콘층(30)을 형성한 후 게이트 절연막으로서 산화실리콘층(42)과 질화실리콘층(43)을 증착시킨다. 질화실리콘층(43)상부에 게이트(10, 11)를 형성한 후 nTFT영역의 질화실리콘층(43)을 제거한다. 이로써 pTFT층의 게이트 절연막은 산화실리콘층(42)과 질화실리콘층(43)의 2중막이 되며 nTFT층의 게이트 절연막은 산화실리콘층(42)만의 단일막이 된다. 이렇게 pTFT영역과 nTFT영역의 게이트 절연막에 단차를 두는 것은 후술할 이온 주입공정에서 주입되는 불순물 이온의 양을 조절하고, 열활성화 공정에서 불순물 이온의 이동도를 조절하기 위함이다. FIG. 6B shows that
상기 산화실리콘층(42)과 상기 질화실리콘층(43)의 두께는 각각 300 내지 600Å의 범위인 것이 바람직하다. 300Å이하인 경우 이어지는 게이트 절연막의 식각 공정에서 신뢰성이 떨어지며, 600Å이상이면 불순물 이온 주입 공정시 불순물 이온의 활성화에너지가 지나치게 커야 되는 문제가 있다.The thickness of the
도 6c는 게이트(10,11)를 마스크로 하여 nTFT영역과 pTFT영역에 불순물 이온을 주입한 것을 나타낸다. nTFT영역에는 주로 5족원소인 인(P)을 주입하는데 PH3이온이 주로 사용된다. pTFT영역에는 주로 3족원소인 보론(B)이 주입되는데 B2H6이온이 주로 사용된다. nTFT영역의 불순물 이온 주입 시에는 pTFT영역을 마스크로 가리고 진행되며 pTFT영역의 불순물 이온 주입시에는 nTFT영역을 마스크로 가린다. 6C shows that impurity ions are implanted into the nTFT region and the pTFT region using the
nTFT영역의 결정화 실리콘은 인이 주입된 영역(31,33)과 인이 주입되지 않은 영역(32)이 형성된다. 이는 nTFT 게이트(10)가 마스크 역할을 하기 때문이다. 인이 주입되지 않은 영역(32)은 채널부가 된다. 그림에는 도시하지 않았지만 인이 주입된 영역(31,33)과 인이 주입되지 않은 영역(32)의 경계부에는 박막트랜지스터의 오프 전류특성을 향상시키기 위한 LLD(lightly doped drain)가 형성되는 것이 바람직하다. nTFT영역의 결정화 실리콘의 구성은 pTFT영역에도 마찬가지로 적용된다.The crystallized silicon of the nTFT region is formed with
nTFT영역에서의 불순물 이온 주입 시에는 산화실리콘층(42)만이 불순물 이온 주입의 블로킹층이 된다. 이때 PH3이온의 가속에너지는 10 내지 20 KeV의 범위인 것이 바람직하다. 가속에너지가 10KeV이하인 경우에는 원하는 불순물 이온 농도를 얻기 위한 공정 시간이 매우 길어지며, 20KeV이상인 경우에는 결정화 실리콘이 파괴될 수 있다. 인 이온은 nTFT영역의 결정화 실리콘(31, 33)의 표면부근에 많이 주입되는 것이 바람직하다.
In the impurity ion implantation in the nTFT region, only the
이에 반하여 pTFT영역에서의 불순물 이온 주입 시에는 산화실리콘층(42)뿐만 아니라 질화실리콘층(43)도 불순물 이온 주입 블로킹층이 된다. 이에 의하여 pTFT영역의 결정화 실리콘(34,36)의 불순물 이온의 농도는 nTFT영역의 결정화 실리콘(31,33)에 비하여 주입된 불순물 이온 농도가 낮아진다.On the contrary, during the impurity ion implantation in the pTFT region, not only the
레이저 등으로 결정화된 결정화 실리콘층은 게이트 절연막의 증착과 불순물 이온주입에 의하여 일부 비정질화 된다. 이는 활성화를 통하여 다시 결정화시키는데, 활성화는 이뿐 아니라 주입된 불순물 이온이 기능을 제대로 수행하도록 하는 역할도 한다. The crystallized silicon layer crystallized by a laser or the like is partially amorphous by deposition of a gate insulating film and implantation of impurity ions. It is crystallized again through activation, which not only activates the implanted impurity ions to function properly.
활성화의 방법은 레이저를 이용하는 방법과 열을 이용하는 방법이 있다. 이중 레이저를 이용하는 방법은 nTFT영역과 pTFT영역을 구분하지 않기 때문에 이동도가 큰 보론이 nTFT영역으로 이동하는 문제가 발생한다. 열활성화도 nTFT영역과 pTFT영역의 온도를 별도로 조정하지 않기 때문에 같은 문제가 발생한다. 그러나 본 발명의 pTFT영역은 nTFT영역에 비하여 게이트 절연막이 두껍기 때문에 같은 온도로 열활성화를 하더라도 pTFT영역의 보론은 nTFT의 인에 비하여 열에 의한 영향을 작게 받는다. 또한 불순물 이온 주입과정에서 보론의 주입량은 인의 주입량에 비하여 상대적으로 적다. 따라서 활성화 과정을 거치더라도 nTFT영역과 pTFT영역사이의 이온이 혼합되는 현상이 발생하지 않는 것이다.The activation method includes a method using a laser and a method using heat. Since the dual laser method does not distinguish between the nTFT region and the pTFT region, a problem arises in that boron having a high mobility moves to the nTFT region. The same problem occurs because thermal activation does not adjust the temperature of the nTFT region and the pTFT region separately. However, in the pTFT region of the present invention, since the gate insulating film is thicker than that of the nTFT region, even though thermal activation is performed at the same temperature, the boron of the pTFT region is less affected by heat than the phosphorus of the nTFT. In addition, the implantation amount of boron in the impurity ion implantation process is relatively small compared to that of phosphorus. Therefore, even after the activation process, the phenomenon of mixing ions between the nTFT region and the pTFT region does not occur.
열활성화 공정에서의 온도는 400 내지 550℃사이인 것이 바람직하다. 400℃이하이면 활성화시간이 매우 길어지며 550℃이상이면 기판으로 사용하는 유리가 변형된다. The temperature in the thermal activation process is preferably between 400 and 550 ° C. If it is below 400 ℃, the activation time becomes very long. If it is above 550 ℃, the glass used as the substrate is deformed.
도 6d는 층간절연막(44)을 형성하고 컨택홀을 형성한 후 소스/드레인(20,22,23)을 형성한 것을 나타낸다. 층간절연막(44)으로는 산화실리콘나 질화실리콘 등이 사용된다.FIG. 6D shows that the source / drains 20, 22, and 23 are formed after the
이상과 같이 본 발명에서는 nTFT영역과 pTFT영역의 불순물 이온 주입 블로킹층에 단차를 형성한 후, 불순물 이온을 주입을 하고 열활성화를 시킴으로써 단일 결정화 실리콘 영역에 nTFT영역과 pTFT영역 모두를 형성하였다.As described above, in the present invention, after forming a step in the impurity ion implantation blocking layer of the nTFT region and the pTFT region, impurity ions are implanted and thermally activated to form both the nTFT region and the pTFT region in the single crystallized silicon region.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일의 연속된 결정화 실리콘 막에 cTFT를 형성함으로써 cTFT의 크기를 줄일 수 있다. 이에 의하여 cTFT를 이용한 SOG형태의 액정표시장치의 제조가 용이해진다.As described above, according to the present invention, the size of the cTFT can be reduced by forming the cTFT on a single continuous crystallized silicon film. This facilitates the manufacture of the SOG type liquid crystal display device using the cTFT.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030097288A KR100983525B1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030097288A KR100983525B1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050066079A KR20050066079A (en) | 2005-06-30 |
KR100983525B1 true KR100983525B1 (en) | 2010-09-24 |
Family
ID=37257196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030097288A KR100983525B1 (en) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100983525B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100777742B1 (en) * | 2006-08-03 | 2007-11-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Thin film transistor and method of manufacturing the thin film transistor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000223714A (en) | 1998-11-25 | 2000-08-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
JP2001028340A (en) | 1993-06-12 | 2001-01-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Device comprising thin-film transistor |
-
2003
- 2003-12-26 KR KR1020030097288A patent/KR100983525B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001028340A (en) | 1993-06-12 | 2001-01-30 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Device comprising thin-film transistor |
JP2000223714A (en) | 1998-11-25 | 2000-08-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050066079A (en) | 2005-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7572685B2 (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
KR100878240B1 (en) | A poly-crystallization mask, and a method for manufacturing a thin film transistor using the mask | |
JP2004214615A (en) | Method for amorphous silicon film crystallization, mask for amorphous silicon crystallization, and method for manufacturing array substrate | |
KR100492727B1 (en) | A method of doping semiconductor without remaining inferiority of photoresist and a liquid crystal display device fabricating method using thereof | |
JP4638115B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor device | |
KR100983525B1 (en) | Complementary Thin Film Transistor Formation Method and Complementary Thin Film Transistor | |
US9041001B2 (en) | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof | |
KR100552296B1 (en) | Manufacturing Method of Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor Board | |
KR100324871B1 (en) | Method for fabricating TFT | |
KR100188090B1 (en) | Fabrication method of thin film transistor panel for lcd | |
KR100838752B1 (en) | Semiconductor device with thin-film transistors and method of fabricating the same | |
KR100504537B1 (en) | Method for Manufacturing Thin Film Transistors | |
JPH08316487A (en) | Manufacture of thin-film semiconductor device | |
JP3477836B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor | |
KR100429234B1 (en) | Method for Manufacturing Thin Film Transistors | |
JP2001274413A (en) | Method of manufacturing thin film transistor | |
JP3466165B2 (en) | Method of manufacturing thin film transistor having LDD | |
JP4300247B2 (en) | Method for manufacturing thin film transistor device | |
KR20040059158A (en) | Method for Manufacturing Thin Film Transistors in Liquid Crystal Display Device | |
JPH1197696A (en) | Thin-film semiconductor device | |
KR0156179B1 (en) | Method for producing lcd device | |
JP3953605B2 (en) | Thin film transistor manufacturing method | |
JP2798318B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR20050105869A (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JP2003298058A (en) | Thin film transistor and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130830 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140901 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160831 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180829 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190822 Year of fee payment: 10 |