KR102235421B1 - Array substrate and method of fabricating the same - Google Patents
Array substrate and method of fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102235421B1 KR102235421B1 KR1020130151307A KR20130151307A KR102235421B1 KR 102235421 B1 KR102235421 B1 KR 102235421B1 KR 1020130151307 A KR1020130151307 A KR 1020130151307A KR 20130151307 A KR20130151307 A KR 20130151307A KR 102235421 B1 KR102235421 B1 KR 102235421B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- region
- regions
- semiconductor layer
- concentration
- goldd
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 193
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 120
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 91
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 10
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 57
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910016027 MoTi Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100269674 Mus musculus Alyref2 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100537098 Mus musculus Alyref gene Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150095908 apex1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021478 group 5 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
- H01L29/78621—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure with LDD structure or an extension or an offset region or characterised by the doping profile
Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 각 화소영역에 형성되며 액티브영역과 상기 액티브영역 양측으로 제 1 농도로 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역 외측으로 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도로 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역을 구비한 폴리실리콘의 반도체층과; 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 액티브영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 중첩하며 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 위로 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 층간절연막과; 상기 층간절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하며 형성된 소스 및 드레인 전극을 포함하는 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 제공한다. In the present invention, first and second GOLDD regions and the first and second GOLDD regions formed in each pixel region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, and doped with impurities at a first concentration at both sides of the active region and the active region. A polysilicon semiconductor layer having source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than the first concentration outside the region; A gate insulating film formed over the semiconductor layer of polysilicon; A gate electrode formed over the gate insulating layer and overlapping the active region and the first and second GOLDD regions; An interlayer insulating layer having a semiconductor layer contact hole exposing the source and drain regions over the gate electrode, respectively; An array substrate including source and drain electrodes formed on the interlayer insulating layer and in contact with the source region and the drain region, respectively, and spaced apart from each other through the semiconductor layer contact hole, and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 어레이 기판에 관한 것으로, 특히 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 구비하며 상기 박막트랜지스터의 오프 전류(Ioff)를 저감시켜 소자 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 어레이 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an array substrate, in particular, an array substrate comprising a thin film transistor having a semiconductor layer of polysilicon, and capable of improving device characteristics and reliability by reducing the off current (Ioff) of the thin film transistor, and a method of manufacturing the same It is about.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.In recent years, as society enters the era of full-fledged information, the field of display processing and displaying a large amount of information has developed rapidly. Liquid crystal displays or organic electroluminescent devices have been developed to replace the existing cathode ray tube (CRT).
액정표시장치 중에서는 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 어레이 기판을 포함하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Among liquid crystal display devices, an active matrix liquid crystal display device including an array substrate equipped with a thin film transistor, which is a switching element capable of adjusting the voltage on and off for each pixel, realizes resolution and video. It is attracting the most attention because of its ability.
또한, 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하므로 최근 평판표시장치로서 주목 받고 있다. In addition, the organic light emitting device has high luminance and low operating voltage characteristics, and is a self-luminous type that emits light by itself, so the contrast ratio is large, it is possible to implement an ultra-thin display, and the response time is several microseconds ( ㎲) is easy to implement a moving image, there is no limit on the viewing angle, it is stable even at low temperatures, and it is driven with a low voltage of 5 to 15V DC, so that it is easy to manufacture and design a driving circuit, and thus, it has recently attracted attention as a flat panel display device.
이러한 액정표시장치와 유기전계 발광소자에 있어서 공통적으로 화소영역 각각을 온(on)/오프(off) 제거하기 위해서 필수적으로 스위칭 소자로서의 역할을 하는 박막트랜지스터를 구비한 어레이 기판이 구성되고 있다. In such a liquid crystal display device and an organic light emitting device, an array substrate having a thin film transistor essentially serving as a switching device is constructed in order to remove each pixel region on/off in common.
한편, 상기 박막트랜지스터는 통상적으로 게이트 전극과 반도체층과 소스 및 드레인 전극을 주요 구성요소하고 있으며, 이때, 상기 반도체층은 주로 비정질 실리콘을 주로 이용하고 있다. Meanwhile, the thin film transistor generally includes a gate electrode, a semiconductor layer, and source and drain electrodes, and the semiconductor layer mainly uses amorphous silicon.
이러한 비정질 실리콘을 이용한 반도체층은 통상 순수 비정질 실리콘의 액티브영역과 상기 액티브영역 상부에서 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹콘택층의 이중층 구조를 이루는데, 서로 이격하는 형태의 오믹콘택층 형성 시 채널이 형성되어 박막트랜지스터의 특성을 좌우하는 액티브영역의 중앙부도 함께 식각됨으로서 그 특성이 저하되는 문제가 발생되고 있다.The semiconductor layer using such amorphous silicon generally forms a double-layer structure of an active region of pure amorphous silicon and an ohmic contact layer made of impurity amorphous silicon, spaced apart from each other above the active region. As a result of the formation of the thin film transistor, the central portion of the active region, which influences the characteristics of the thin film transistor, is also etched, resulting in a problem of deteriorating the characteristics.
나아가 소자 특성을 좌우하는 캐리어 이동도 특성이 0.1 내지 1.0㎠/V·s 정도가 되어 스위칭 소자로서 이용하는 데에는 문제되지 않지만, 구동소자로 이용하는 데에는 무리가 있다.Furthermore, the carrier mobility characteristics that influence the device characteristics are about 0.1 to 1.0 cm 2 /V·s, so it is not a problem to use as a switching device, but it is unreasonable to use it as a driving device.
따라서 비정질 실리콘에 비해 캐리어 이동도가 100 내지 200배 정도 더 빠른 폴리실리콘을 이용하여 이를 반도체층으로 구현한 박막트랜지스터 구비함으로서 이를 스위칭 및 구동소자로서 이용하는 어레이 기판이 제안되었다. Accordingly, an array substrate using polysilicon, which has a carrier mobility of 100 to 200 times faster than that of amorphous silicon, is provided as a semiconductor layer and a thin-film transistor implemented as a semiconductor layer, has been proposed.
하지만, 이러한 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 있어서, 상기 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층을 구비한 박막트랜지스터는 오프 전류 값(박막트랜지스터의 오프(off) 동작 동안 흐르는 드레인 전류)이 증가하는 것이 문제가 되고 있다.However, in an array substrate including a thin film transistor having a semiconductor layer made of polysilicon, the thin film transistor having a semiconductor layer made of polysilicon has an off current value (drain flowing during the off operation of the thin film transistor). The increase in current) is a problem.
즉, 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터는 비정질실리콘을 반도체층으로 한 박막트랜지스터에 비해 온(on) 전류와 오프(off) 전류가 모두 큰 값을 갖는데, 그 이유는 캐리어(carrier)의 이동도가 커서 소스-드레인의 도핑영역과 액티브 영역(채널)의 도핑되지 않은 영역의 경계면에서 누설전류가 증가하기 때문이다.That is, a thin film transistor having a semiconductor layer of polysilicon has a higher value for both on and off currents than a thin film transistor made of amorphous silicon as a semiconductor layer. This is because the leakage current increases at the interface between the source-drain doped region and the undoped region of the active region (channel) due to its high mobility.
따라서, 어레이 기판 내에서 상기 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터가 스위칭 박막트랜지스터로서 역할을 하는 경우, 스위칭 소자로서 작동하는 박막트랜지스터에 대해 요구되는 특성으로서 오프 전류값을 충분히 낮추는 것이 중요하다.Therefore, when the thin film transistor including the polysilicon semiconductor layer in the array substrate serves as a switching thin film transistor, it is important to sufficiently lower the off current value as a characteristic required for the thin film transistor operating as a switching element.
이러한 문제 즉 폴리실리콘의 반도체층 내부에서 누설전류가 증가하는 문제를 해결하기 위해 가장 일반적으로 많이 쓰이는 방법은 고농도 도핑된 소스 및 드레인 영역과 게이트 전극 하부에 대응하는 도핑되지 않는 액티브영역 사이에 불순물을 저 농도로 도핑하여 저농도 도핑 영역(lightly doped drain: LDD)을 형성하고 있다. In order to solve this problem, that is, the leakage current increases inside the semiconductor layer of polysilicon, the most commonly used method is to remove impurities between the heavily doped source and drain regions and the undoped active region corresponding to the lower portion of the gate electrode. By doping at a low concentration, a lightly doped drain (LDD) is formed.
도 1a 내지 도 1b는 종래의 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 어레이 기판에 있어 상기 폴리실리콘의 반도체층에 소스 및 드레인 영역과 LDD 영역을 형성하는 단계를 나타낸 제조 단계별 공정 단면도이다.1A to 1B are cross-sectional views of manufacturing steps showing steps of forming source and drain regions and LDD regions in the polysilicon semiconductor layer in a conventional array substrate including a polysilicon semiconductor layer.
도 1a에 도시한 바와같이, 기판(10) 상에 비정질 실리콘 물질층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 결정화 공정을 진행함으로서 폴리실리콘층을 이루도록 한다.As shown in FIG. 1A, a polysilicon layer is formed by forming an amorphous silicon material layer (not shown) on the
이후, 상기 폴리실리콘층(미도시)을 패터닝함으로서 아일랜드 형태로서 폴리실리콘의 반도체층(15)을 형성한다.Thereafter, the polysilicon layer (not shown) is patterned to form a
다음, 상기 폴리실리콘의 반도체층(15) 위로 게이트 절연막(18)을 형성하고, 나아가 상기 게이트 절연막(18) 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층(15)의 중앙부에 대응하여 게이트 전극(20)을 형성한다.Next, a
다음, 상기 게이트 전극(20)이 형성된 상태의 기판(10)에 대해 불순물을 제 1 농도(저농도)로 도핑함으로서 상기 게이트 전극(20) 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층(15) 부분을 모두 LDD영역(15b, 15c)이 되도록 한다. Next, by doping the
다음, 도 1b에 도시한 바와같이, 상기 게이트 전극(20) 위로 상기 게이트 전극(20)의 상면과 양측면을 완전히 덮는 형태로 상기 게이트 전극(20)의 폭보다 더 큰 폭을 갖는 포토레지스트 패턴(92)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist pattern having a width greater than the width of the
이후, 상기 포토레지스트 패턴(92)이 형성된 상태의 기판(10)에 대해 불순물을 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도(고농도)로 도핑함으로서 상기 포토레지스트 패턴(92) 외측으로 노출된 부분에 대응되는 LDD영역(도 1a의 15b, 15c)이 소스 및 드레인 영역(15d, 15e)을 이루도록 한다. Thereafter, the
이후 상기 게이트 전극(20) 상부에 위치하는 상기 포토레지스트 패턴(92)을 스트립(strip)을 진행하여 제거함으로서 상기 게이트 전극(20)을 노출시킨다.Thereafter, the
이러한 공정 진행에 의해 상기 폴리실리콘의 반도체층(15)은 게이트 전극(20)과 대응되는 영역은 순수 폴리실리콘의 액티브영역(15a)을 이루게 되며, 상기 게이트 전극(20) 외측으로 노출된 폴리실리콘의 반도체층(15) 중 제 1 농도의 불순물만이 도핑된 영역 즉, 상기 액티브영역(15a)과 이의 양측으로 인접한 소정폭은 LDD영역(15b, 15c)층을 이루며, 상기 각 LDD영역(15b, 15c) 외측으로 제 1 및 제 2 농도의 불순물이 2회 도핑된 영역은 불순물이 고농도 도핑된 소스 및 드레인 영역(15d, 15e)을 이루게 된다.Through this process, the area corresponding to the
전술한 바와같이 게이트 전극(20) 외측으로 노출된 폴리실리콘의 반도체층(15) 중 일부에 대해 상대적으로 저 농도의 불순물 도핑이 이루어져 LDD영역(15b, 15c)을 이룸으로서 이러한 구조를 갖는 폴리실리콘의 반도체층(15)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)는 오프 전류 특성을 저감시킬 수 있다. As described above, a relatively low concentration of impurity doping is performed on some of the
하지만, 폴리실리콘의 반도체층(15) 내부에 전술한 방식에 의해 저 농도(제 1 농도)의 불순물이 도핑된 LDD 영역(15b, 15c)은 상기 소스 및 드레인 영역(15d, 15e) 대비 고 저항 영역을 이루게 되며, 이로 인해 캐리어의 이동도 특성 또한 저감되는 현상이 발생되고 있다.
However, the
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 폴리실리콘의 반도체층에 있어 캐리어의 이동도 특성을 저하시키지 않으면서도 오프전류 값을 낮출 수 있는 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide an array substrate capable of lowering an off-current value without deteriorating the mobility characteristics of carriers in a polysilicon semiconductor layer.
본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은, 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 각 화소영역에 형성되며 액티브영역과 상기 액티브영역 양측으로 제 1 농도로 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역 외측으로 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도로 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역을 구비한 폴리실리콘의 반도체층과; 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 위로 상기 액티브영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 중첩하며 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 위로 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 층간절연막과; 상기 층간절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하며 형성된 소스 및 드레인 전극을 포함한다. The array substrate according to an exemplary embodiment of the present invention includes first and second GOLDD regions formed in each pixel region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, and doped with impurities at a first concentration on both sides of the active region and the active region. A polysilicon semiconductor layer having source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than the first concentration outside the first and second GOLDD regions; A gate insulating film formed over the semiconductor layer of polysilicon; A gate electrode formed over the gate insulating layer and overlapping the active region and the first and second GOLDD regions; An interlayer insulating layer having a semiconductor layer contact hole exposing the source and drain regions over the gate electrode, respectively; And source and drain electrodes formed on the interlayer insulating layer to be in contact with the source region and the drain region, respectively, and spaced apart from each other through the semiconductor layer contact hole.
이때, 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역은 각각 그 폭이 0.5 내지 2㎛인 것이 특징이다.In this case, each of the first and second GOLDD regions has a width of 0.5 to 2 μm.
그리고 상기 제 1 GOLDD 영역과 상기 소스 영역 사이에는 상기 제 2 농도보다 작은 제 3 농도의 제 1 LDD 영역이 구비되며, 상기 제 2 GOLDD 영역과 상기 드레인 영역사이에는 상기 제 3 농도의 제 2 LDD 영역이 더 구비될 수 있으며, 이때, 상기 제 1 GOLDD 영역 및 상기 제 1 LDD 영역의 폭과 상기 제 2 GOLDD 영역 및 상기 제 2 LDD 영역의 폭은 각각 0.5 내지 2㎛인 것이 특징이며, 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역의 각각의 폭은 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역의 폭과 같거나 작은 것이 특징이다.In addition, a first LDD region having a third concentration smaller than the second concentration is provided between the first GOLDD region and the source region, and a second LDD region having the third concentration is provided between the second GOLDD region and the drain region. In this case, widths of the first GOLDD area and the first LDD area, and the widths of the second GOLDD area and the second LDD area are each 0.5 to 2 μm, and the first And widths of each of the second LDD regions are equal to or smaller than the widths of the first and second GOLDD regions.
또한, 상기 제 1 및 제 3 농도의 도핑은 각각 불순물이 1*1012 내지 9*1013 의 도즈(dose)량으로 도핑된 것이 특징이며, 상기 제 2 농도의 도핑은 불순물이 1*1017 내지 9*1018의 도즈(dose)량으로 도핑된 것이 특징이다.In addition, the doping of the first and third concentrations is characterized in that the impurities are doped with a dose of 1*10 12 to 9*10 13 , respectively, and the doping of the second concentration is characterized in that the impurities are 1*10 17 It is characterized by doping with a dose of 9*10 18.
또한, 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역은 동일한 불순물로 동일한 농도를 가지며 도핑되거나, 또는 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역은 동일하거나 서로 다른 불순물로 도핑되며, 상기 제 1 농도와 상기 제 2 농도는 서로 다른 것이 특징이다. In addition, the first and second GOLDD regions and the first and second LDD regions are doped with the same impurities and have the same concentration, or the first and second GOLDD regions and the first and second LDD regions are the same. Or doped with different impurities, and the first concentration and the second concentration are different from each other.
한편, 상기 박막트랜지스터 위로 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층과; 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 더 포함한다. Meanwhile, a protective layer having a drain contact hole exposing the drain electrode on the thin film transistor; The protective layer further includes a pixel electrode in contact with the drain electrode through the drain contact hole for each pixel region.
본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판의 제조 방법은, 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 각 화소영역에 액티브영역과 상기 액티브영역 양측으로 제 1 농도로 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역 외측으로 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도로 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역을 구비한 폴리실리콘의 반도체층과, 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 액티브영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 중첩하는 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 위로 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다. In the manufacturing method of an array substrate according to an embodiment of the present invention, an active region in each pixel region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, and first and second GOLDD doped with impurities at a first concentration at both sides of the active region. A semiconductor layer of polysilicon having a source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than the first concentration outside the first and second GOLDD regions, and a gate insulating layer over the semiconductor layer of the polysilicon; And forming a gate electrode over the gate insulating layer and overlapping the active region and the first and second GOLDD regions; Forming an interlayer insulating film having a semiconductor layer contact hole over the gate electrode to expose the source and drain regions, respectively; And forming source and drain electrodes on the interlayer insulating layer and spaced apart from each other while in contact with the source region and the drain region, respectively, through the semiconductor layer contact hole.
이때, 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 각 화소영역에 액티브영역과 상기 액티브영역 양측으로 제 1 농도로 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역 외측으로 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도로 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역을 구비한 폴리실리콘의 반도체층과, 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 액티브영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 중첩하는 게이트 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상의 각 화소영역에 아일랜드 형태의 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층의 중앙부에 대해 제 1 폭을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층에 대해 상기 제 1 농도의 불순물을 도핑함으로서 저 도핑영역을 형성하는 동시에 도핑이 이루어지지 않은 액티브영역을 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 순차 적층된 형태로 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 게이트 전극과 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 저 도핑영역에 대해 상기 제 2 농도의 불순물을 도핑함으로서 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하는 동시에 상기 게이트 전극과 중첩하는 소정폭에 대해 상기 제 1 농도의 불순물이 도핑된 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역을 형성하는 단계를 포함한다. At this time, in each pixel region on the substrate in which a plurality of pixel regions are defined, the active region and the first and second GOLDD regions doped with impurities at a first concentration at both sides of the active region, and the first and second GOLDD regions outside the active region. A semiconductor layer of polysilicon having source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than a first concentration, a gate insulating layer over the semiconductor layer of polysilicon, and the active region and the first and second layers over the gate insulating layer. The forming of the gate electrode overlapping the second GOLDD region may include forming an island-shaped polysilicon semiconductor layer in each pixel region on the substrate; Forming a gate insulating film over the semiconductor layer; Forming a photoresist pattern having a first width with respect to the central portion of the semiconductor layer of the polysilicon over the gate insulating layer; Forming a low-doped region by doping an impurity of the first concentration on the semiconductor layer of the polysilicon exposed outside the first photoresist pattern, and simultaneously forming an active region in which doping is not performed; Removing the first photoresist pattern; Forming a gate electrode and a second photoresist pattern having a second width greater than the first width in a sequentially stacked form on the gate insulating layer; The second photoresist pattern is used as a doping blocking mask to form the source and drain regions by doping the second concentration of impurities on the low-doped region exposed outside the second photoresist pattern, while simultaneously forming the source and drain regions, and the gate electrode and the gate electrode. And forming the first and second GOLDD regions doped with the impurities of the first concentration for a predetermined overlapping width.
또한, 상기 제 1 GOLDD 영역과 상기 소스 영역 사이에는 상기 제 2 농도보다 작은 제 3 농도의 제 1 LDD 영역이 구비되며, 상기 제 2 GOLDD 영역과 상기 드레인 영역사이에는 상기 제 3 농도의 제 2 LDD 영역이 더 구비되도록 하는 것이 특징이다.In addition, a first LDD region having a third concentration smaller than the second concentration is provided between the first GOLDD region and the source region, and a second LDD region having the third concentration is provided between the second GOLDD region and the drain region. It is characterized in that the area is further provided.
그리고 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 각 화소영역에 액티브영역과 상기 액티브영역 양측으로 제 1 농도로 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역 외측으로 상기 제 1 농도보다 큰 제 2 농도로 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역과 상기 제 1 GOLDD 영역과 상기 소스 영역 사이에 상기 제 2 농도보다 작은 제 3 농도의 제 1 LDD 영역이 구비되며, 상기 제 2 GOLDD 영역과 상기 드레인 영역사이에는 상기 제 3 농도의 제 2 LDD 영역이 더 구비된 폴리실리콘의 반도체층과, 상기 폴리실리콘의 반도체층 위로 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 위로 상기 액티브영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역과 중첩하는 게이트 전극을 형성하는 단계는, 상기 기판 상의 각 화소영역에 아일랜드 형태의 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층 위로 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층의 중앙부에 대해 제 1 폭을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층에 대해 상기 제 1 농도의 불순물을 도핑함으로서 저 도핑영역을 형성하는 동시에 도핑이 이루어지지 않은 액티브영역을 단계와; 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와; 상기 게이트 절연막 위로 순차 적층된 형태로 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 게이트 전극과 상기 제 2 폭보다 큰 제 3 폭의 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 저 도핑영역에 대해 상기 제 2 농도의 불순물을 도핑함으로서 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하며, 상기 게이트 전극과 중첩하는 소정폭에 대해 상기 제 1 농도의 불순물이 도핑된 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역을 형성하고, 동시에 상기 게이트 전극 외측으로 상기 제 2 포토레지스트 패턴과 중첩하는 부분에 대해서는 각각 상기 제 2 농도의 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 LDD 영역을 이루도록 하는 단계와; 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.In addition, in each pixel region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, the active region and the first and second GOLDD regions doped with impurities at a first concentration at both sides of the active region, and the first and second GOLDD regions outside the first and second GOLDD regions. A first LDD region having a third concentration smaller than the second concentration is provided between the source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than 1 concentration, and the first GOLDD region and the source region, and the second GOLDD Between the region and the drain region, a semiconductor layer of polysilicon further provided with a second LDD region of the third concentration, a gate insulating layer over the semiconductor layer of polysilicon, and the active region and the first and over the gate insulating layer The forming of the gate electrode overlapping the second GOLDD region may include forming an island-shaped polysilicon semiconductor layer in each pixel region on the substrate; Forming a gate insulating film over the semiconductor layer; Forming a photoresist pattern having a first width with respect to the central portion of the semiconductor layer of the polysilicon over the gate insulating layer; Forming a low-doped region by doping an impurity of the first concentration on the semiconductor layer of the polysilicon exposed outside the first photoresist pattern, and simultaneously forming an active region in which doping is not performed; Removing the first photoresist pattern; Forming a gate electrode having a second width greater than the first width and a second photoresist pattern having a third width greater than the second width in a form sequentially stacked on the gate insulating layer; Using the second photoresist pattern as a doping blocking mask, the source and drain regions are formed by doping an impurity of the second concentration on the low doped region exposed outside the second photoresist pattern, and the gate electrode and The first and second GOLDD regions doped with impurities of the first concentration for a predetermined overlapping width are formed, and at the same time, the second concentration for portions overlapping the second photoresist pattern outside the gate electrode. Forming the first and second LDD regions doped with impurities of And removing the second photoresist pattern.
이때, 상기 게이트 전극을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 3 농도의 불순물을 상기 게이트 전극 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층 부분에 도핑함으로서 상기 제 1 및 제 2 LDD영역이 상기 제 3 농도의 불순물이 도핑된 상태를 이루도록 하는 단계를 포함한다. At this time, the first and second LDD regions are doped with the third concentration of impurities on the portion of the semiconductor layer of the polysilicon exposed outside the gate electrode using the gate electrode as a doping blocking mask. And achieving this doped state.
또한, 상기 박막트랜지스터 위로 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 상기 각 화소영역별로 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
In addition, forming a protective layer having a drain contact hole exposing the drain electrode on the thin film transistor; And forming a pixel electrode on the passivation layer for each pixel region to contact the drain electrode through the drain contact hole.
본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은 폴리실리콘의 반도체층이 액티브영역과 이의 양측으로 저농도의 불순물이 도핑되며 게이트 전극과 중첩하는 형태의 제 1, 2 GOLDD 영역과, 상기 제 1, 2 GOLDD 영역 양측으로 고 농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역으로 이루어짐으로서 상기 게이트 전극과 중첩하는 부분의 제 1, 2 GOLDD영역에는 소정의 채널이 구비되어 캐리어의 이동을 원활하게 한다.In the array substrate according to an embodiment of the present invention, the first and second GOLDD regions in which the semiconductor layer of polysilicon is doped with a low concentration of impurities on both sides of the active region and the gate electrode, and the first and second GOLDD regions Since the source and drain regions are doped with high-concentration impurities on both sides, predetermined channels are provided in the first and second GOLDD regions overlapping the gate electrode to facilitate the movement of carriers.
따라서 저 농도의 불순물이 도핑된 제 1, 2 GOLDD 영역이 구비됨으로서 박막트랜지스터 자체의 이동도 특성이 저하되지 않으면서, 동시에 나아가 상기 제 1, 2 GOLDD 영역은 상기 게이트 전극의 영향으로 고 저항 특성이 저감될 수 있으므로 박막트랜지스터의 오프 전류값을 낮추는 효과가 있다.
Therefore, since the first and second GOLDD regions doped with low concentration impurities are provided, the mobility characteristics of the thin film transistor itself are not degraded, and at the same time, the first and second GOLDD regions have high resistance characteristics due to the influence of the gate electrode. Since it can be reduced, there is an effect of lowering the off-current value of the thin film transistor.
도 1a 내지 도 1b는 종래의 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 어레이 기판에 있어 상기 폴리실리콘의 반도체층에 소스 및 드레인 영역과 LDD 영역을 형성하는 단계를 나타낸 제조 단계별 공정 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역 내의 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역 내의 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 단면도.
도 4a 내지 도 4m은 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도.1A to 1B are cross-sectional views of manufacturing steps showing a step of forming source and drain regions and LDD regions in the polysilicon semiconductor layer in a conventional array substrate including a polysilicon semiconductor layer.
2 is a cross-sectional view of a portion in which a thin film transistor is formed in one pixel region in an array substrate including a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a portion in which a thin film transistor is formed in one pixel region in an array substrate including a thin film transistor including a semiconductor layer of polysilicon according to a modified example of the embodiment of the present invention.
4A to 4M are cross-sectional views of manufacturing steps of an array substrate including a thin film transistor having a semiconductor layer of polysilicon according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are cross-sectional views of manufacturing steps of an array substrate including a thin film transistor having a semiconductor layer of polysilicon according to a modified example of the embodiment of the present invention.
이하, 캐리어 이동도 특성 저하없이 오프 전류값을 낮출 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 어레이 기판 및 이의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
Hereinafter, an array substrate including a semiconductor layer of polysilicon and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention capable of lowering an off current value without deteriorating carrier mobility characteristics will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역 내의 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a portion in which a thin film transistor is formed in one pixel region in an array substrate including a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 기판(110) 상의 각 화소영역(P)내의 박막트랜지스터가 형성되는 소자영역(TrA)에는 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층(115)과, 상기 반도체층(115) 위로 상기 기판(110) 전면에 게이트 절연막(118)이 형성되어 있으며, 상기 게이트 절연막(118) 위로 상가 반도체층(115) 중 중앙부에 대응하여 게이트 전극(120)이 형성되어 있다. As shown, in the device region TrA in which the thin film transistor is formed in each pixel region P on the
또한, 상기 게이트 전극(120) 위로 상기 기판(110) 전면에 상기 게이트 전극(120) 외부로 노출된 반도체층(115) 중 고농도 도핑 된 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 구비한 층간절연막(123)이 형성되어 있다.In addition, a semiconductor layer exposing the heavily doped source and
또한, 상기 층간절연막(123) 위로 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 소스 영역(115d) 및 드레인 영역(115e)과 각각 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있으며, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 위로 상기 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(153)을 갖는 보호층(150)이 형성되어 있으며, 상기 보호층(150) 상부에는 상기 드레인 콘택홀(153)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소전극(160)이 형성되어 있다. In addition, source and drain
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에 있어서 가장 특징적인 것은 상기 폴리실리콘으로 이루어진 반도체층(115)(이하 폴리실리콘의 반도체층으로 칭함)의 구조에 있다.The most characteristic of the
상기 폴리실리콘의 반도체층(115)에 있어서는, 상기 게이트 전극(120)에 대응해서는 도핑되지 않은 순수한 폴리실리콘만으로 이루어진 액티브 영역(115a)이 구비되며, 상기 게이트 전극(120)과 중첩하는 부분 중 상기 액티브 영역(115a)의 양측 각각의 소정폭에 대해서는 저 농도의 불순물이 도핑되어 LDD영역의 역할을 하는 동시에 상기 게이트 전극(120)과 중첩되는 것을 특징으로 한 제 1 및 제 2 GOLDD(gate overlapped lightly dopped drain) 영역(115b, 155c)이 구비되고 있다. In the
이때, 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c) 각각의 폭은 0.5 내지 2㎛가 되는 것이 누설전류 저감과 이동도 특성 저하 방지를 위하 바람직함을 알 수 있었다.At this time, it was found that the width of each of the first and
한편, 도 3(본 발명의 실시예의 일 변형예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역 내의 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 단면도)을 참조하면, 상기 폴리실리콘의 반도체층(115)에는 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c) 각각의 외측으로 고 농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)이 구비되고 있으며, 상기 소스 영역(115d)과 제 1 GOLDD 영역(115b) 사이에는 제 1 LDD 영역(115f)이, 상기 제 2 GOLDD 영역(115c)과 드레인 영역(115e) 사이에는 제 2 LDD 영역(115g)이 더욱 구비될 수도 있다. Meanwhile, referring to FIG. 3 (a cross-sectional view of a portion in which a thin film transistor is formed in one pixel region in an array substrate including a thin film transistor having a semiconductor layer of polysilicon according to a modified example of the present invention), The
이때, 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역(115f, 115g)은 종래의 어레이 기판에 구비되는 LDD 영역 대비 그 폭이 1/2 이하가 되는 것이 특징이다.In this case, the first and
서로 인접하는 상기 제 1 LDD 영역(115f)과 제 1 GOLDD 영역(115b)의 토탈 폭(또는(및) 상기 제 2 LDD 영역(115g)과 제 2 GOLDD 영역(115c))은 0.5 내지 2㎛ 정도가 되는 것이 가장 바람직함을 실험적으로 알 수 있었으며, 이때, 상기 제 1 LDD 영역(115f)의 폭은 상기 제 1 GOLDD 영역(115b)의 폭과 같거나 또는 이보다 작은 폭을 갖는 것이 바람직함을 알 수 있었다. The total width of the
한편, 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역(115f, 115g)은 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c)과 동일한 불순물이 동일한 농도로 도핑될 수도 있으며, 또는 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c)과 동일 또는 다른 불순물로 형성되며, 나아가 그 농도 또한 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c)과 달리할 수도 있다.Meanwhile, the first and
이는 제조 방법에 기인한 것으로 추후 제조 방법을 통해 상세히 설명한다.This is due to the manufacturing method and will be described in detail later through the manufacturing method.
한편, 도 2를 참조하면, 이렇게 상기 폴리실리콘의 반도체층(115)이 종래의 어레이 기판(도 1b의 10)과는 달리 불순물이 상기 소스 및 드레인 영역(115d, 115e) 대비 저농도의 불순물이 도핑되며 상기 게이트 전극(120)과 중첩하도록 형성되도록 하여 GOLDD 영역(115b, 115c)을 이루는 경우, 상기 GOLDD 영역(115b, 115c)은 게이트 전극(120)의 영향으로 그 내부에 채널이 형성됨으로서 캐리어의 이동도 특성이 일반 LDD 영역 대비 크기 증가함으로서 상기 폴리실리콘의 반도체층(115) 내에서의 이동도 특성이 종래의 LDD영역(도 1b의 15b, 15d)이 구비된 폴리실리콘의 반도체층(도 1b의 15) 대비 향상된다.Meanwhile, referring to FIG. 2, unlike the conventional array substrate (10 of FIG. 1B), the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에 구비된 폴리실리콘의 반도체층(115)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)의 경우, 이동도 특성은, LDD영역이 구비된 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터 대비 우수하며, LDD영역이 없이 액티브영역과 불순물이 고 농도 도핑된 소스 및 드레인 영역만으로 이루어진 폴리실리콘의 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터와 유사한 수준이 되는 것이 특징이다.Therefore, in the case of the thin film transistor Tr including the
나아가 오프전류(Ioff) 저감 측면에 있어서도 LDD 영역이 없이 폴리실리콘의 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터 대비 크게 향상됨을 알 수 있었다.Furthermore, in terms of reducing the off-current (Ioff), it can be seen that it is significantly improved compared to a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer without an LDD region.
표 1은 종래의 어레이 기판과 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 있어 박막트랜지스터의 이동도 특성과 오프전류 특성을 측정한 결과를 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing the results of measuring the mobility characteristics and off-current characteristics of a thin film transistor in a conventional array substrate and an array substrate according to an embodiment of the present invention.
Ref1은 LDD 영역이 없는 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 나타내며, Ref2는 종래의 어레이 기판의 박막트랜지스터(일반적인 LDD 영역을 구비함)이며, GOLDD는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 박막트랜지스터를 나타내며, 각 수치는 다수의 측정된 결과의 평균값을 나타내었다. Ref1 denotes a thin film transistor having a polysilicon semiconductor layer without an LDD region, Ref2 denotes a thin film transistor (with a general LDD region) of a conventional array substrate, and GOLDD denotes the array substrate according to an embodiment of the present invention. It represents a thin film transistor, and each value represents an average value of a number of measured results.
이때, Ref2 및 본 발명에 있어서 LDD영역 및 GOLDD 영역에 주입된 불순물은 동일한 종류이며, 동일하게 6.0*1013 도즈량으로 도핑되었으며, 상기 LDD영역과 GOLDD 영역은 동일한 크기의 폭을 갖는 박막트랜지스터를 이용하여 측정하였다.
At this time, Ref2 and the impurities implanted into the LDD region and the GOLDD region in the present invention are of the same type, and are doped with the same dose of 6.0*10 13 , and the LDD region and the GOLDD region use thin film transistors having the same width. It was measured using.
상기 표 1을 참조하면, 이동도 특성에 있어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 GOLDD 영역이 구비된 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터는 142.8㎠/V·s가 됨으로서, 134.4㎠/V·s 의 크기를 갖는 LDD영역이 없는 반도체층을 구비한 박막트랜지스터(Ref 1)와 유사한 수준이 됨을 알 수 있으며, 나아가 83.6㎠/V·s 의 크기를 갖는 종래의 LDD영역이 구비된 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터 대비 30%정도 향상되었음을 알 수 있다. Referring to Table 1, in terms of mobility characteristics, a thin film transistor including a semiconductor layer provided with a GOLDD region provided on an array substrate according to an embodiment of the present invention is 142.8 cm2/V·s, which is 134.4 cm2. It can be seen that the level is similar to that of a thin film transistor (Ref 1) with a semiconductor layer without an LDD region having a size of /V·s, and furthermore, a conventional LDD region having a size of 83.6 cm2/V·s is provided. It can be seen that it is improved by about 30% compared to the thin film transistor including the semiconductor layer.
한편, 오프전류(Ioff) 특성을 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터(GOLDD)는 1.59*10-11A가 되어, 비록 LDD 영역을 구비한 반도체층을 포함하는 박막트랜지스터(Ref 2, 4.68*10-12A) 대비 크지만, LDD영역이 없는 반도체층을 구비한 박막트랜지스터(Ref 1, 5.47*10-11A) 대비 작은 값을 가짐을 알 수 있다. On the other hand, looking at the off-current (Ioff) characteristics, the thin film transistor GOLDD provided on the array substrate according to the embodiment of the present invention is 1.59 * 10 -11 A, although a thin film including a semiconductor layer having an LDD region It can be seen that it is larger than the transistor (Ref 2, 4.68 * 10 -12 A), but has a smaller value compared to the thin film transistor (Ref 1, 5.47 * 10 -11 A) having a semiconductor layer without an LDD region.
따라서 오프전류 특성에 있어서도 LDD 영역이 구비된 박막트랜지스터(Ref 2) 보다는 저감되지만 LDD영역이 없는 박막트랜지스터(Ref 1) 대비 향상되는 효과를 갖는다.Accordingly, the off-current characteristics are also reduced compared to the thin film transistor Ref 2 provided with the LDD region, but improved compared to the thin film transistor Ref 1 without the LDD region.
다음, 전술한 구조를 갖는 본 발명의 실시예 및 이의 변형예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing an array substrate including a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer according to an embodiment of the present invention having the above-described structure and a modified example thereof will be described.
도 4a 내지 도 4m은 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 부분을 소자영역(TrA)이라 정의한다. 4A to 4M are cross-sectional views of manufacturing steps of an array substrate including a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer according to an exemplary embodiment of the present invention. In this case, for convenience of description, a portion in which the thin film transistor Tr is formed in each pixel region P is defined as a device region TrA.
우선, 도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(110) 예를들면 유리재질 또는 유연한 특성을 갖는 플라스틱 재질의 기판 상의 전면에 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 실리콘층(미도시)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, an amorphous silicon layer (not shown) is formed by depositing amorphous silicon on the entire surface of a transparent insulating
이후, 상기 비정질 실리콘층(미도시)을 열처리하거나, 또는 레이저 빔을 조사하는 등의 결정화 공정을 진행함으로서 폴리실리콘층(112)을 이루도록 한다. Thereafter, the
다음, 도 4b에 도시한 바와같이, 상기 폴리실리콘층(도 4a의 112)에 대해 포토레지스트의 도포를 통한 포토레지스트층(미도시) 형성, 노광 마스크(미도시)를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트층(미도시)의 현상을 통한 포토레지스트 패턴(미도시) 형성, 상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 이용한 상기 폴리실리콘층(도 4a의 112)의 식각, 및 상기 포토레지스트 패턴(미도시)의 스트립(strip) 등의 다수의 단위 공정을 포함하는 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 각 화소영역(P) 내의 소자영역(TrA)에 아일랜드 형태의 폴리실리콘의 반도체층(115)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4B, the polysilicon layer (112 in FIG. 4A) is coated with a photoresist to form a photoresist layer (not shown), exposure using an exposure mask (not shown), and exposed photos. Formation of a photoresist pattern (not shown) through development of a resist layer (not shown), etching of the polysilicon layer (112 in FIG. 4A) using the photoresist pattern (not shown), and the photoresist pattern (not shown) A mask process including a plurality of unit processes such as a strip of) is performed and patterned to form an island-shaped
다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 폴리실리콘의 반도체층(115) 위로 상기 기판(110)의 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 게이트 절연막(118)을 형성한다. Next, as shown in Fig. 4c, by depositing an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) on the entire surface of the
다음, 도 4d에 도시한 바와같이, 상기 게이트 절연막(118) 위로 포토레지스트를 도포하여 상기 기판(110) 전면에 제 1 포토레지스트층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 노광 마스크(미도시)를 이용한 노광 및 현상 공정을 진행함으로서 상기 각 소자영역(TrA)에 있어 상기 각 폴리실리콘의 반도체층(115)의 중앙부에 대응하여 제 1 폭을 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(191)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4D, a photoresist is applied over the
이후, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191)을 도핑 블록킹 마스크로 하여 불순물의 저 농도 도핑을 실시함으로서 상기 폴리실리콘의 반도체층(115) 중 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191) 외측으로 노출된 부분에 대해 저 농도의 불순물이 주입되도록 한다.Thereafter, by performing low-concentration doping of impurities using the
이렇게 저농도의 불순물이 주입된 폴리실리콘의 반도체층(115) 부분은 현 상태에서는 저농도 영역(116)을 이루게 되며, 상기 저농도 영역(116) 사이로 상기 제 1 포토레지스트 패턴(191)에 대응된 부분은 불순물의 도핑이 이루어지지 않음으로서 액티브 영역(115a)을 이루게 된다. In this way, the portion of the
이때, 상기 저 농도 도핑은 불순물이 1*1012 내지 9*1013 의 도즈(dose)량으로 도핑되는 것이 바람직하며, 추후 실시되는 고 농도 도핑은 불순물이 1*1017 내지 9*1018의 도즈(dose)량으로 도핑되는 것이 바람직하다.In this case, the low-concentration doping is preferably doped with an impurity at a dose of 1*10 12 to 9*10 13 , and the high-concentration doping carried out later includes impurities of 1*10 17 to 9*10 18 . It is preferred to be doped in a dose amount.
그리고 상기 불순물은 n타입의 경우 5족 원소인 안티몬(Sb), 비소(As), 인(P) 중 어느 하나가 될 수 있으며, p타입의 경우 3족 원소인 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In) 중 어느 하나가 될 수 있다. In the case of n-type, the impurity may be any one of antimony (Sb), arsenic (As), and phosphorus (P), which are Group 5 elements, and in the case of the p-type, boron (B) and gallium (Ga), which are Group 3 elements. ), indium (In).
다음, 도 4e에 도시한 바와같이, 상기 폴리실리콘의 반도체층(115) 내부에 액티브영역(115a)과 저농도 영역(116)이 형성된 상태에서 상기 게이트 절연막(118) 상의 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 4d의 191)을 스트립(strip)을 진행하여 제거한다. Next, as shown in FIG. 4E, the first photoresist pattern on the gate insulating layer 118 ( 191 of FIG. 4D is removed by performing a strip.
다음, 도 4f에 도시한 바와같이, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 4d의 191)이 제거된 상태에서 상기 게이트 절연막(118) 위로 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi), 구리(Cu), 구리합금 중 하나를 증착하거나, 또는 둘 이상을 연속하여 증착함으로서 단일층 또는 다중층 구조의 제 1 금속층(119)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4F, a metal material having a low resistance characteristic above the
도면에 있어서는 상기 제 1 금속층(119)이 단일층 구조를 갖도록 형성한 것을 일례로 을 단일층으로 구성한 것을 일례로서 설명한다. In the drawings, an example in which the
다음, 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 금속층(도 4f의 119) 위로 포토레지스트를 전면에 도포하여 제 2 포토레지스트층(미도시)을 형성하고, 상기 제 2 포토레지스트층(미도시) 위로 노광 마스크(미도시)를 위치시킨 후, 상기 노광 마스크(미도시)를 통해 상기 제 2 포토레지스트층(미도시)에 대해 노광을 실시하고, 상기 노광된 포토레지스트층(미도시)을 현상함으로써 게이트 전극(120)이 형성되어야 할 부분 및 게이트 배선(미도시)을 형성해야 할 부분에 대응하여 상기 제 1 금속층(도 4f의 119) 위로 제 2 포토레지스트 패턴(192)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4G, a photoresist is applied on the entire surface over the first metal layer (119 in FIG. 4F) to form a second photoresist layer (not shown), and the second photoresist layer (not shown) ) After placing an exposure mask (not shown) above, exposure is performed on the second photoresist layer (not shown) through the exposure mask (not shown), and the exposed photoresist layer (not shown) is By developing, a
이후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192) 외측으로 노출된 상기 제 1 금속층(도 4f의 119)을 식각하여 제거함으로서 상기 게이트 절연막(118) 위로 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 각 소자영역(TrA) 내에 상기 폴리실리콘의 반도체층(115)의 중앙부에 대응하여 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 게이트 전극(120)을 형성한다.Thereafter, a gate wiring (not shown) extending in one direction over the
전술한 바와같이 형성된 상기 게이트 전극(120)은 상기 폴리실리콘의 반도체층(115) 중 액티브영역(115a)과 이의 양측에 위치하는 저 농도영역(116)에 대응하여 이를 완전히 덮는 형태가 되는 것이 특징이다.The
다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(120)과 이의 상부에 위치한 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192)을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 반도체층(115) 외측으로 노출된 저농도 영역(도 4g의 116)에 대해 고 농도의 불순물을 도핑함으로서 고 농도의 불순물이 주입된 소스 영역(115d) 및 드레인 영역(115e)을 이루도록 한다.Next, as shown in FIG. 4H, a low-concentration region exposed to the outside of the
따라서 현 단계의 진행에 의해 상기 폴리실리콘의 반도체층(115)은 상기 게이트 전극(120)과 중첩되는 영역은 불순물의 도핑이 전혀 이루어지지 않은 액티브영역(115a)과 이의 양측으로 각각 저 농도의 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c)을 이루게 되며, 상기 게이트 전극(120) 외측으로 위치하는 영역은 고 농도의 불순물이 도핑된 소스 영역(115d) 및 드레인 영역(115e)을 이루게 된다.Accordingly, the
이때, 상기 제 1 포토레지스트 패턴(도 4d의 191)의 제 1 폭과 상기 게이트 전극(120)의 제 2 폭을 적절히 조절함으로서 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 115c)이 각각이 0.5 내지 2㎛의 폭을 이루도록 하는 것이 특징이다.At this time, by appropriately adjusting the first width of the first photoresist pattern (191 in FIG. 4D) and the second width of the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 폴리실리콘의 반도체층(115)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)를 포함하는 어레이 기판(110)의 제조 방법의 경우, 상기 폴리실리콘의 반도체층(115)이 액티브영역(115a)과 제 1, 2 GOLDD 영역(115b, 155c)과 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)으로 이루어지는 것을 형성하는 방법을 제시하고 있지만, 이러한 제 1, 2 GOLDD 영역(115b, 155c)이 구비된 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 방법은 다양하게 변형될 수 있다. On the other hand, in the case of the manufacturing method of the
본 발명의 실시예의 변형예에 따른 어레이 기판(도 3의 110)의 경우, 폴리실리콘의 반도체층(115)은 제 1 GOLDD 영역(115b)과 소스 영역(115d) 사이에 제 1 LDD 영역(115f)이 구비되며, 제 2 GOLDD 영역(115c)과 드레인 영역(115e) 사이에 제 2 LDD 영역(115g)이 더욱 구비된 구성을 가지므로 이러한 구성의 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.In the case of the array substrate (110 in FIG. 3) according to a modified example of the embodiment of the present invention, the
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 폴리실리콘의 반도체층을 구비한 박막트랜지스터를 포함하는 어레이 기판의 제조 단계별 공정 단면도이다. 이때, 상기 실시예에 변형예의 어레이 기판 제조 방법에 있어서, 폴리실리콘의 반도체층(115)과 게이트 절연막(118)과 제 1 폭을 갖는 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 저 농도 도핑을 실시하는 단계까지는 전술한 실시예에 따른 어레이 기판의 제조 방법(도 4a 내지 도 4f 참조)과 동일하게 진행되므로 이에 대해서는 생략한다.5A to 5C are cross-sectional views of manufacturing steps of an array substrate including a thin film transistor including a polysilicon semiconductor layer according to a modified example of the embodiment of the present invention. In this case, in the method of manufacturing an array substrate according to the modification of the above embodiment, a
도 5a에 도시한 바와같이, 게이트 절연막(118) 위로 제 1 금속층(미도시)을 형성하고, 상기 제 1 금속층(미도시) 위로 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 제 2 포토레지스트 패턴(192)을 형성한다. As shown in FIG. 5A, a second photoresist pattern having a first metal layer (not shown) formed over the
이후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192) 외측으로 노출된 상기 제 1 금속층(미도시)을 식각을 진행하여 제거함으로서 일 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 각 소자영역(TrA)에는 게이트 전극(120)을 형성한다.Thereafter, the first metal layer (not shown) exposed to the outside of the
이때, 실시예의 변형예에 따른 제조 방법의 가장 특징적인 것 중 하나로 상기 제 1 금속층(미도시)의 식각 시 과 식각(over etch)을 진행함으로서 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192) 하부에 형성되는 상기 게이트 전극(120)은 상기 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)의 제 1 폭보다는 크고 상기 제 2 폭보다는 작은 제 3 폭을 갖도록 형성한다. In this case, as one of the most characteristic features of the manufacturing method according to the modified example of the embodiment, over-etching is performed when the first metal layer (not shown) is etched to form under the
따라서 상기 게이트 전극(120)은 상기 제 1 금속층(미도시)의 과 식각 진행에 의해 상기 제 2 포토레지스트(192) 하부로 언더컷(under cut) 형태를 이루는 것이 특징이다.Accordingly, the
다음, 도 5b에 도시한 바와같이, 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192)을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192) 외측으로 노출된 저 농도 영역(도 5a의 116)에 대해 불순물의 고 농도 도핑을 실시함으로서 고 농도의 불순물이 주입된 소스 영역(115d) 및 드레인 영역(115e)을 이루도록 한다.Next, as shown in FIG. 5B, impurities are applied to the low-concentration region (116 in FIG. 5A) exposed outside the
이러한 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 어레이 기판의 제조 방법에 의해서 형성되는 폴리실리콘의 반도체층(115)은 상기 게이트 전극(120)과 중첩하는 액티브영역(115a)과 이의 양측으로 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c)이 구비되며, 상기 게이트 전극(120)과 중첩되지 않고 이의 외측으로 위치하는 것으로 상기기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역(115b, 155c) 각각의 외측으로 저 농도의 불순물이 도핑된 제 1 및 제 2 LDD 영역(115f, 115g)이 구비되며, 상기 제 1 및 2 LDD 영역(115f, 115g) 외측으로 고 농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)이 구비된 구성을 이루게 된다. The
이때, 상기 제 1, 2 GOLDD 영역(115b, 155c) 및 제 1, 2 LDD 영역(115f, 115g)은 실질적으로 동일한 불순물로 동일한 도증량이 주입된 상태를 이루는 것이 특징이다. In this case, the first and
이러한 본 발명의 실시예의 변형예에 따른 어레이 기판의 제조 방법에 있어서도 상기 제 1 포토레지스트 패턴(미도시)의 제 1 폭과 상기 제 2 포토레지스트 패턴(192)의 제 2 폭 및 상기 게이트 전극(120)의 제 3 폭을 적절히 조절함으로서 상기 제 1 GOLDD 영역(115b)과 제 1 LDD 영역(115f)을 합한 폭과 상기 제 2 GOLDD 영역(115c)과 제 2 LDD 영역(115g)을 합한 폭이 각각 0.5 내지 2㎛ 정도의 크기를 이도록 하는 것이 특징이다.In the method of manufacturing an array substrate according to a modification of the embodiment of the present invention, the first width of the first photoresist pattern (not shown), the second width of the
한편, 이렇게 상기 제 1, 2 LDD 영역(115f, 115g)과 상기 제 1, 2 GOLDD 영역(115b, 155c)에 있어 불순물의 차이 또는(및) 불순물이 주입된 농도에 있어 차이가 있도록 하기 위해서는 선택적으로 도 5c에 도시된 공정을 더욱 진행할 수 있다.Meanwhile, in order to make a difference in impurity or (and) a difference in the implanted concentration between the first and
즉, 도 5c에 도시한 바와같이, 상기 제 3 폭을 갖는 상기 게이트 전극(120) 상부에 위치하는 제 2 폭을 갖는 상기 제 2 포토레지스트 패턴(도 5b의 192)을 스트립(strip)을 진행하여 제거함으로서 상기 게이트 전극(120)을 노출시킨다.That is, as shown in FIG. 5C, the second photoresist pattern (192 in FIG. 5B) having a second width positioned above the
이후, 상기 게이트 전극(120)을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 게이트 전극(120) 외측으로 노출된 상기 제 1, 2 LDD 영역(115f, 115g)과 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)에 대해 저 농도의 불순물을 도핑을 실시한다. Thereafter, low concentrations of the first and
이때, 이 단계에서 사용되는 불순물은 앞서 저 농도 영역 형성을 위해 진행한 저 농도의 불순물 도핑 시 이용된 불순물과 동일하거나 또는 서로 다른 타입의 불순물이 될 수 있다. In this case, the impurities used in this step may be the same or different types of impurities as the impurities used during the doping of the low concentration impurities previously performed to form the low concentration region.
이렇게 추가적으로 저농도의 불순물 도핑을 1회 더 진행함으로서 상기 게이트 전극(120) 외측으로 노출된 제 1, 2 LDD 영역(115f, 115g)의 불순물 도핑량과 상기 제 1,2 GOLDD 영역(115b, 115c)의 불순물 도핑량을 달리할 수 있으며, 나아가 저농도 도핑된 불순물의 타입까지 달리 할 수 있는 것이다.In this way, the doping amount of impurities in the first and
이렇게 저 농도의 불순물 도핑이 2회 진행되더라도 이의 도즈량보다 수 만배 이상 더 큰 도즈량으로 고 농도 도핑된 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)은 별 영향이 없이 여전히 고 농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)을 이루게 된다.Even if the doping of impurities with a low concentration is performed twice, the source and
이렇게 2회의 저농도 도핑을 진행하는 경우, 상기 게이트 전극(120)을 형성하기 위해 형성된 제 2 포토레지스트 패턴(도 5b의 192)을 이용함으로서 추가적인 마스크 공정을 필요로 하지 않는 것이 특징이다.In the case of performing two low-concentration doping, the second photoresist pattern (192 in FIG. 5B) formed to form the
다음, 도 4i에 도시한 바와같이, 상기 게이트 전극(120) 상부에 남아있는 제 2 포토레지스트 패턴(도 4h의 192)을 스트립(strip)을 통해 제거함으로서 상기 게이트 전극(120)과 게이트 배선(미도시)을 노출시킨다.Next, as shown in FIG. 4I, by removing the second photoresist pattern (192 in FIG. 4H) remaining on the
다음, 도 4j에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(120) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착함으로써 상기 기판 전면에 층간절연막(123)을 형성한다. Next, as shown in Figure 4j, by depositing an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) over the gate wiring (not shown) and the
이후, 상기 층간절연막(123)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 폴리실리콘의 반도체층 중 상기 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(125)을 형성한다. Thereafter, the
다음, 도 4k에 도시한 바와 같이, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 구비한 층간절연막(123) 위로 전면에 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi), 구리(Cu), 구리합금 중에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 증착하여 단일층 또는 다중층 구조의 제 2 금속층(미도시)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4K, a low-resistance metal material such as aluminum (Al), aluminum alloy (AlNd), molybdenum (Mo ), molybdenum alloy (MoTi), copper (Cu), one or two or more selected from a copper alloy is deposited to form a second metal layer (not shown) having a single layer or multilayer structure.
이후, 상기 제 2 금속층(미도시)을 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 층간절연막(123) 위로 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(미도시)을 형성하고, 동시에 상기 소자영역(TrA)에 있어서는 상기 층간절연막(123) 위로 상기 일 반도체층 콘택홀(125a)을 통해 상기 소스 영역(115d)과 접촉하는 소스 전극(133)과, 상기 소스 전극(133)과 이격하며, 상기 또 다른 일 반도체층 콘택홀(125)을 통해 상기 드레인 영역(115e)과 접촉하는 드레인 전극(136)을 형성한다.Thereafter, the second metal layer (not shown) is patterned by performing a mask process, so that a data line (not shown) crossing the gate line (not shown) on the
이때, 전술한 부분까지 진행함으로써 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)에 있어 제 1, 2 GOLDD 영역(115b, 115c)을 포함하는 폴리실리콘의 반도체층(115)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)를 완성하게 된다.At this time, by proceeding to the above-described part, a thin film transistor having a
이러한 박막트랜지스터(Tr)는 상기 기판(110)상의 소자영역(TrA)에 폴리실리콘의 반도체층(115)과, 게이트 절연막과, 게이트 전극(120)과, 반도체층 콘택홀(125)이 구비된 층간절연막(123)과, 상기 반도체층 콘택홀(125)을 통해 각각 소스 및 드레인 영역(115d, 115e)과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)의 적층 구성을 이루게 된다. The thin film transistor Tr includes a
다음, 도 4l에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 위로 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)을 증착하거나, 또는 유기절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl)을 도포함으로써 보호층(150)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4L, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is deposited on the entire surface over the source and drain
이후, 상기 보호층(150)을 패터닝함으로써 상기 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(153)을 형성한다.Thereafter, the
다음, 도 4m에 도시한 바와 같이, 상기 드레인 콘택홀(153)을 구비한 보호층(150) 위로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 전면에 증착하여 투명 도전성 물질층을 형성하고, 이를 패터닝함으로써 상기 드레인 콘택홀(153)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 화소전극(160)을 각 화소영역(P)별로 형성함으로서 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(110)을 완성한다.
Next, as shown in FIG. 4M, a transparent conductive material, for example, indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO), is deposited on the
본 발명은 전술한 실시예 및 변형예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
110 : 어레이 기판
115 : 반도체층
115a : 액티브 영역
115b, 115c : GOLDD 영역
115d, 115e : 소스 및 드레인 영역
118 : 게이트 절연막
120 : 게이트 전극
123 : 층간절연막
125 : 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
150 : 보호층
153 : 드레인 콘택홀
160 : 화소전극
P : 화소영역
Tr : 박막트랜지스터
TrA : 소자영역 110: array substrate
115: semiconductor layer
115a: active area
115b, 115c: GOLDD area
115d, 115e: source and drain regions
118: gate insulating film
120: gate electrode
123: interlayer insulating film
125: semiconductor layer contact hole
133: source electrode
136: drain electrode
150: protective layer
153: drain contact hole
160: pixel electrode
P: pixel area
Tr: thin film transistor
TrA: element area
Claims (18)
b) 상기 게이트 전극 위로 상기 소스 및 드레인 영역을 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비한 층간절연막을 형성하는 단계와;
c) 상기 층간절연막 위로 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 제 1 GOLDD 영역과 상기 소스 영역 사이에는 상기 제 2 농도보다 작은 제 3 농도의 제 1 LDD 영역이 구비되며, 상기 제 2 GOLDD 영역과 상기 드레인 영역 사이에는 상기 제 3 농도의 제 2 LDD 영역이 더 구비되며,
상기 제 1 및 제 2 LDD 영역은 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역의 폭 보다 좁은 폭을 가지며,
상기 a) 단계에서, 제 1 포토레지스트 패턴을 통해 저 도핑영역과 액티브영역을 형성한 후, 상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 제 2 포토레지스트 패턴을 통해 상기 소스 및 드레인 영역과 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역을 형성한 후, 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 더욱 포함하며,
상기 제 2 포토레지스트 패턴이 제거된 후, 상기 게이트 전극을 도핑 블록킹 마스크로 하여, 상기 제 1 및 제 2 GOLDD영역과 상기 소스 및 드레인영역 사이로 각각 상기 제 1 농도의 불순물을 도핑하는 어레이 기판의 제조 방법.
a) In each pixel region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, the active region and the first and second GOLDD regions doped with impurities at a first concentration at both sides of the active region, and the first and second GOLDD regions outside the active region. A semiconductor layer of polysilicon having source and drain regions doped with impurities at a second concentration greater than a first concentration, a gate insulating layer over the semiconductor layer of polysilicon, and the active region and the first and second layers over the gate insulating layer. Forming a gate electrode overlapping the second GOLDD region;
b) forming an interlayer insulating layer having a semiconductor layer contact hole over the gate electrode to expose the source and drain regions, respectively;
c) forming source and drain electrodes on the interlayer insulating layer and spaced apart from each other in contact with the source region and the drain region, respectively, through the semiconductor layer contact hole.
Including,
A first LDD region having a third concentration smaller than the second concentration is provided between the first GOLDD region and the source region, and a second LDD region having the third concentration is provided between the second GOLDD region and the drain region. More equipped,
The first and second LDD regions have a width narrower than that of the first and second GOLDD regions,
In the step a), after forming a low-doped region and an active region through a first photoresist pattern, removing the first photoresist pattern, and the source and drain regions and the source through a second photoresist pattern After forming the first and second GOLDD regions, further comprising the step of removing the second photoresist pattern,
After the second photoresist pattern is removed, the gate electrode is used as a doping blocking mask, and the first and second GOLDD regions and the source and drain regions are each doped with impurities of the first concentration. Way.
상기 a) 단계에서, 상기 기판 상의 상기 각 화소영역에 아일랜드 형태의 상기 폴리실리콘의 반도체층을 형성하는 단계와;
상기 반도체층 위로 상기 게이트 절연막을 형성하는 단계와;
상기 게이트 절연막 위로 상기 폴리실리콘의 반도체층의 중앙부에 대해 제 1 폭을 갖는 상기 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 1 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층에 대해 상기 제 1 농도의 불순물을 도핑함으로서 상기 저 도핑영역을 형성하는 동시에 도핑이 이루어지지 않은 상기 액티브영역을 단계와;
상기 제 1 포토레지스트 패턴을 제거한 후, 상기 게이트 절연막 위로 순차 적층된 형태로 상기 제 1 폭보다 큰 제 2 폭을 갖는 상기 게이트 전극과 상기 제 2 폭보다 큰 제 3 폭의 상기 제 2 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와;
상기 제 2 포토레지스트 패턴을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 2 포토레지스트 패턴 외측으로 노출된 상기 저 도핑영역에 대해 상기 제 2 농도의 불순물을 도핑함으로서 상기 소스 및 드레인 영역을 형성하며, 상기 게이트 전극과 중첩하는 소정폭에 대해 상기 제 1 농도의 불순물이 도핑된 상기 제 1 및 제 2 GOLDD 영역을 형성하는 단계와;
상기 게이트 전극 외측으로 상기 제 2 포토레지스트 패턴과 중첩하는 부분에 대해서는 각각 상기 제 3 농도의 불순물이 도핑된 상기 제 1 및 제 2 LDD 영역을 이루도록 하는 단계
를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 10,
In the step a), forming an island-shaped semiconductor layer of the polysilicon in each of the pixel regions on the substrate;
Forming the gate insulating layer over the semiconductor layer;
Forming the photoresist pattern having a first width with respect to the central portion of the semiconductor layer of the polysilicon over the gate insulating layer;
Forming the low-doped region by doping an impurity of the first concentration on the semiconductor layer of the polysilicon exposed outside the first photoresist pattern, and simultaneously forming the doped active region;
After removing the first photoresist pattern, the gate electrode having a second width greater than the first width in a form sequentially stacked on the gate insulating layer and the second photoresist pattern having a third width greater than the second width Forming a;
Using the second photoresist pattern as a doping blocking mask, the source and drain regions are formed by doping an impurity of the second concentration on the low doped region exposed outside the second photoresist pattern, and the gate electrode and Forming the first and second GOLDD regions doped with the impurities of the first concentration for a predetermined overlapping width;
Forming the first and second LDD regions doped with the impurities of the third concentration, respectively, at a portion overlapping the second photoresist pattern outside the gate electrode
Method of manufacturing an array substrate comprising a.
상기 게이트 전극을 도핑 블록킹 마스크로 하여 상기 제 3 농도의 불순물을 상기 게이트 전극 외측으로 노출된 상기 폴리실리콘의 반도체층 부분에 도핑함으로서 상기 제 1 및 제 2 LDD영역이 상기 제 3 농도의 불순물이 도핑된 상태를 이루도록 하는 단계
를 포함하는 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 13,
The first and second LDD regions are doped with impurities of the third concentration by doping the semiconductor layer portion of the polysilicon exposed outside the gate electrode with the impurities of the third concentration using the gate electrode as a doping blocking mask. To achieve the state of being
Method of manufacturing an array substrate comprising a.
상기 소스 및 드레인전극 위로 상기 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀을 갖는 보호층을 형성하는 단계와;
상기 보호층 위로 상기 각 화소영역 별로 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계
를 더 포함하는 어레이 기판의 제조 방법.
The method of claim 10,
Forming a protective layer having a drain contact hole exposing the drain electrode over the source and drain electrodes;
Forming a pixel electrode on the protective layer and in contact with the drain electrode through the drain contact hole for each pixel region
Method of manufacturing an array substrate further comprising a.
상기 게이트 전극은 상기 소스 및 드레인전극과 중첩되어 위치하지 않는 어레이기판 제조방법.
The method of claim 10,
The method of manufacturing an array substrate in which the gate electrode is not positioned to overlap with the source and drain electrodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130151307A KR102235421B1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Array substrate and method of fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130151307A KR102235421B1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Array substrate and method of fabricating the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150066134A KR20150066134A (en) | 2015-06-16 |
KR102235421B1 true KR102235421B1 (en) | 2021-04-01 |
Family
ID=53514594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130151307A KR102235421B1 (en) | 2013-12-06 | 2013-12-06 | Array substrate and method of fabricating the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102235421B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102436715B1 (en) * | 2017-11-10 | 2022-08-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film trnasistor having doping portion for blocking hydrogen, method for manufacturing the same and display device comprising the same |
KR102537352B1 (en) * | 2017-12-08 | 2023-05-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Thin film trnasistor having doped oxide semiconductor layer, method for manufacturing the same and display device comprising the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005346053A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Lg Philips Lcd Co Ltd | Liquid crystal display device with integrated driver circuit part |
KR101131793B1 (en) * | 2005-05-31 | 2012-03-30 | 삼성전자주식회사 | Thin Film Transistor Of Poly Sillicon Type, Thin Film Transistor Substrate Having The Same, And Method of Fabricating The Same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100390522B1 (en) * | 2000-12-01 | 2003-07-07 | 피티플러스(주) | Method for fabricating thin film transistor including a crystalline silicone active layer |
-
2013
- 2013-12-06 KR KR1020130151307A patent/KR102235421B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005346053A (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Lg Philips Lcd Co Ltd | Liquid crystal display device with integrated driver circuit part |
KR101131793B1 (en) * | 2005-05-31 | 2012-03-30 | 삼성전자주식회사 | Thin Film Transistor Of Poly Sillicon Type, Thin Film Transistor Substrate Having The Same, And Method of Fabricating The Same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150066134A (en) | 2015-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100437475B1 (en) | Method for fabricating display device used in flat display device | |
KR101019048B1 (en) | Array substrate and method of fabricating the same | |
KR101131793B1 (en) | Thin Film Transistor Of Poly Sillicon Type, Thin Film Transistor Substrate Having The Same, And Method of Fabricating The Same | |
KR101856221B1 (en) | Method of fabricating a thin film transistor and method of fabricating an organic light-emitting display device | |
US9947691B2 (en) | Array substrate, manufacturing method thereof and display panel | |
US20140361276A1 (en) | Thin film transistor and active matrix organic light emitting diode assembly and method for manufacturing the same | |
KR102465559B1 (en) | Thin Film Transistor Substrate And Display Using The Same | |
US20170117304A1 (en) | Thin film transistor substrate, display device including a thin film transistor substrate, and method of forming a thin film transistor substrate | |
US20170329163A1 (en) | Preparation method for thin film transistor, preparation method for array substrate, array substrate, and display apparatus | |
TWI495111B (en) | Display panel and method of making the same | |
KR102123529B1 (en) | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof | |
KR101604480B1 (en) | Method of fabricating the thin film transistor array substrate using a oxidized semiconductor | |
KR102235421B1 (en) | Array substrate and method of fabricating the same | |
KR101397125B1 (en) | array substrate for organic electro luminescent device and method of fabricating the same | |
KR20140083150A (en) | Organic electro luminescent device and method of fabricating the same | |
KR101898247B1 (en) | Organic light emitting diode display device and fabricating method of the same | |
KR20120053770A (en) | Method for fabricating array substrate having thin film transistor | |
KR102161585B1 (en) | Method of fabricating array substrate | |
KR102092544B1 (en) | Array substrate for liquid crystal display device and method of fabricating the same | |
JP2006024610A (en) | Thin-film transistor and display device | |
KR102142477B1 (en) | Array substrate and method of fabricating the same | |
KR102007832B1 (en) | Array substrate and method of fabricating the same | |
KR102467402B1 (en) | Method for crystallizing silicon and method for manufacturing a thin film transistor substrate | |
KR102068960B1 (en) | Method of fabricating array substrate | |
KR101977667B1 (en) | Organic light emitting diode display device and fabricating method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |