KR20000014192A - Thin film transistor manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 박막트랜지스터의 채널영역에 오프셋 또는 LDD 영역을 형성하여 박막트랜지스터의 오프시 박막트랜지스터의 채널을 통해 흐르는 누설전류를 감소시키는 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, and more particularly, to a method of manufacturing a thin film transistor which reduces leakage current flowing through a channel of a thin film transistor when the thin film transistor is formed by forming an offset or LDD region in a channel region of the thin film transistor. .
비정질 실리콘(Amorphous Silicon)에 비해 캐리어(Carrier) 이동도가 큰 다결정실리콘을 이용한 박막트랜지스터(Thin film Transistor; TFT)는 스위칭(Switching) 특성이 뛰어나 비정질 실리콘을 이용한 박막트랜지스터에 비해 보다 대면적화 할 수 있고, 액정표시장치의 화소를 구동하는 구동회로를 박막트랜지스터와 동일한 기판에 형성할 수 있다.Thin film transistors (TFTs) using polysilicon, which have greater carrier mobility than amorphous silicon, have excellent switching characteristics and can be more large-area compared to thin film transistors using amorphous silicon. The driving circuit for driving the pixels of the liquid crystal display device can be formed on the same substrate as the thin film transistor.
다결정실리콘 박막 트랜지스터를 사용한 액정표시장치는 개구율 및 구동회로를 동일 기판에 형성할 수 있는 반면에 박막트랜지스터의 오프시 박막트랜지스터의 드레인과 소스간에 흐르는 큰 누설전류(Leakage Current), 즉 오프 전류(Off-Current)가 발생되는 문제점이 있다.In the liquid crystal display using the polysilicon thin film transistor, the aperture ratio and the driving circuit can be formed on the same substrate, while the large leakage current flowing between the drain and the source of the thin film transistor when the thin film transistor is off, that is, the off current (Off) There is a problem that (Current) occurs.
박막트랜지스터의 채널영역에 비도핑된 오프셋(Offset) 영역 또는 저농도의 불순물로 도핑된 LDD(Lightly doped drain) 영역을 형성함으로써 박막트랜지스터의 오프시 누설전류인 오프 전류를 감소시킬 수 있다.By forming an undoped offset region or a lightly doped drain (LDD) region doped with a low concentration of impurities in the channel region of the thin film transistor, an off current, which is a leakage current when the thin film transistor is turned off, can be reduced.
박막트랜지스터에서 누설전류를 저감시키기 위한 오프셋 또는 LDD 영역을 형성하기 위한 종래의 박막트랜지스터를 첨부된 도면을 이용하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a conventional thin film transistor for forming an offset or LDD region for reducing leakage current in a thin film transistor is as follows.
도 2a 및 도 2b는 두 번의 감광막 패턴을 사용한 종래의 박막트랜지스터의2A and 2B illustrate a conventional thin film transistor using two photoresist patterns.
단면 구조도 이다.It is a cross-sectional structure diagram.
도 2a 및 도 2b의 종래의 박막트랜지스터의 제조방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a conventional thin film transistor of FIGS. 2A and 2B is as follows.
도 2a에 도시된 바와 같이, 유리 재질로 형성된 기판(1)에 버퍼(Buffer)층(2) 및 다결정실리콘을 형성한 후 사진식각공정을 이용하여 다결정실리콘을 패터닝하여 활성층(3)을 형성한다. 활성층(3) 상에 절연물질인 실리콘 산화막을 전면 증착하여 게이트 산화막(4)을 형성한다. 게이트 산화막(4) 상에 금속막을 전면에 증착한 후 사진식각공정을 이용하여 금속막 상에 제1감광막 패턴(PR1)을 형성한 후 제1감광막 패턴(PR1)을 식각 마스크로 금속막을 식각하여 금속 게이트 전극(5)을 형성하고, 제1감광막 패턴(PR1)을 마스크로 하여 활성층(3)에 저농도의 불순물을 도핑하여 저농도의 불순물로 도핑된 활성층(3a) 및 채널영역(Ⅰ)을 형성한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1감광막 패턴(PR1)을 제거하고, 게이트 산화막(4) 상에 사진공정을 이용하여 제2감광막 패턴(PR2)을 형성하고, 제2감광막 패턴(PR2)을 마스크로 하여 활성층(3)의 양측에 고농도의 불순물을 도핑한다. 따라서 저농도 및 고농도의 불순물 도핑에 의해 활성층(3)은 금속 게이트 전극(5)의 측벽에 형성된 제2감광막 패턴(PR2)의 두께만큼의 저농도로 도핑된 LDD 영역(Ⅱ), 고농도로 도핑된 드레인 및 소스 영역(3b) 및 비도핑된 채널영역(Ⅰ)이 형성된다.As shown in FIG. 2A, after forming the buffer layer 2 and the polysilicon on the glass substrate 1, the polysilicon is patterned using a photolithography process to form the active layer 3. . A gate oxide film 4 is formed by entirely depositing a silicon oxide film as an insulating material on the active layer 3. After depositing a metal film on the entire surface of the gate oxide film 4 to form a first photosensitive film pattern PR1 on the metal film using a photolithography process, the metal film is etched using the first photosensitive film pattern PR1 as an etch mask. The metal gate electrode 5 is formed, and the active layer 3 is doped with a low concentration of impurities in the active layer 3 using the first photoresist pattern PR1 as a mask to form the active layer 3a and the channel region I. do. As shown in FIG. 2B, the first photoresist pattern PR1 is removed, a second photoresist pattern PR2 is formed on the gate oxide film 4 using a photolithography process, and the second photoresist pattern PR2 is formed. As a mask, high concentrations of impurities are doped on both sides of the active layer 3. As a result, the active layer 3 is lightly doped in the LDD region II and the heavily doped drain by the thickness of the second photoresist pattern PR2 formed on the sidewall of the metal gate electrode 5 by the low concentration and the high concentration of impurity doping. And a source region 3b and an undoped channel region I are formed.
또한 제1감광막 패턴(PR1)을 마스크로 하여 활성층(3)에 저농도의 불순물을 도핑하는 단계를 진행하지 않고 그 이후의 공정을 진행함으로써 저농도로 도핑된 LDD 영역(Ⅱ) 대신에 비도핑된 오프셋 영역(Ⅱ)을 형성할 수 있다.In addition, instead of doping a low concentration of impurities into the active layer 3 using the first photoresist pattern PR1 as a mask, a subsequent process is performed, thereby undoping offset instead of the low concentration doped LDD region (II). Region (II) can be formed.
도 3은 양극 산화처리를 사용한 종래의 다른 박막트랜지스터의 단면 구조도 이다.3 is a cross-sectional structure diagram of another conventional thin film transistor using anodization.
도 3의 종래의 다른 박막트랜지스터는 도 2a에 도시된 바와 같이 제1감광막 패턴을 사용하여 금속 게이트 전극(5)을 형성하고, 제1감광막 패턴을 마스크로 하여 활성층(3)에 저농도의 불순물을 도핑하고, 제1감광막 패턴(PR1)을 제거한 후, 제2감광막 패턴(PR2)을 형성하지 않고, 암모늄 타르타르산염(Ammonium Tartrate) 용액에 금속 게이트 전극(5)이 형성된 기판 및 스테인리스강을 넣고 기판과 스테인리스강 사이에 바이어스를 인가하는 양극 산화처리(Anodization)에 의하여 금속 게이트 전극(5) 양 측벽과 상부 표면에 양극 산화(Anodic Oxidation)막(6)을 형성하고, 양극 산화막(6)을 마스크로 사용하여 활성층(3)의 양측에 고농도의 불순물을 도핑시켜 저농도로 도핑된 LDD 영역(Ⅱ), 고농도로 도핑된 드레인 및 소스 영역(3c) 및 비도핑된 채널영역(Ⅰ)이 형성된다.In another conventional thin film transistor of FIG. 3, as shown in FIG. 2A, a metal gate electrode 5 is formed using a first photoresist pattern, and a low concentration of impurities are formed in the active layer 3 using the first photoresist pattern as a mask. After the doping, the first photoresist pattern PR1 is removed, and the second photoresist pattern PR2 is not formed, the substrate on which the metal gate electrode 5 is formed and the stainless steel are placed in an ammonium tartrate solution. An anodization film 6 is formed on both sidewalls and the upper surface of the metal gate electrode 5 by anodization applying a bias between the stainless steel and the stainless steel, and the anodization film 6 is masked. The doped impurities are doped with high concentrations on both sides of the active layer 3 to form the LDD region II, which is lightly doped, the drain and source region 3c that are heavily doped, and the undoped channel region I.
따라서 도 2a, 도 2b 및 도 3의 종래의 박막트랜지스터에 있어서, 활성층(3)에 형성된 오프셋 또는 LDD 영역(Ⅱ)에 의해서 드레인 및 소스 영역(3b,3c)과 게이트 전극(5)간에 미치는 전계의 영향이 감소되므로 박막트랜지스터가 오프일 때 드레인 단자와 소스 단자 간의 누설전류는 감소되어 박막트랜지스터의 오프 전류 특성을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the conventional thin film transistors of FIGS. 2A, 2B, and 3, an electric field applied between the drain and source regions 3b and 3c and the gate electrode 5 by the offset or LDD region II formed in the active layer 3 is formed. Therefore, the leakage current between the drain terminal and the source terminal is reduced when the thin film transistor is off, thereby improving off current characteristics of the thin film transistor.
상기의 제1감광막 패턴 및 제2감광막 패턴을 사용하여 오프셋 또는 LDD 영역을 형성하는 종래의 박막트랜지스터 제조방법은 오프셋 또는 LDD 영역을 형성하기 위해 두 번의 마스크 공정을 진행하여야 하므로 박막트랜지스터 제조 공정이 복잡하고, 제1 및 제2감광막을 패터닝하기 위하여 두 번의 노광장비를 사용하여야 하나 노광장비의 한계로 인해 미스얼라인이 발생될 수 있는 문제점을 가지고 있다.In the conventional thin film transistor manufacturing method of forming an offset or LDD region using the first photoresist pattern and the second photoresist pattern, the process of manufacturing a thin film transistor is complicated because two mask processes must be performed to form an offset or LDD region. In addition, two exposure apparatuses should be used to pattern the first and second photoresist layers, but there is a problem in that misalignment may occur due to limitations of the exposure apparatus.
상기의 양극 산화막을 사용하여 오프셋 또는 LDD 영역을 형성하는 종래의 박막트랜지스터 제조방법은 양극 산화막을 형성하기 위한 별도의 장비가 필요한 문제점을 가지고 있다.The conventional thin film transistor manufacturing method of forming an offset or LDD region using the anodic oxide film has a problem in that separate equipment for forming the anodic oxide film is required.
본 발명의 목적은 게이트 전극을 형성하기 위한 감광막 패턴을 열처리하여 리플로우 시킨 후 리플로우 된 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 활성층의 양측에 고농도의 불순물을 도핑시켜 LDD 영역 또는 오프셋 영역을 형성함으로써 한 번의 마스크 공정이 요구되므로 미스얼라인의 발생을 방지할 수 있고, 박막트랜지스터 제조 공정이 단순해지고, 이로 인해 제조비용을 절감시킬 수 있는 박막트랜지스터 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to heat the photoresist pattern for forming the gate electrode and to reflow, and then use the reflowed photoresist pattern as a mask to dope a high concentration of impurities on both sides of the active layer to form an LDD region or an offset region. Since a mask process is required, the occurrence of misalignment can be prevented, and the thin film transistor manufacturing process is simplified, thereby providing a thin film transistor manufacturing method that can reduce manufacturing costs.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막트랜지스터 제조방법은 기판에 버퍼층, 활성층 및 게이트 절연층을 순차적으로 형성하는 단계; 게이트 절연층의 전면에 도전층을 형성하고, 도전층 상에 감광막을 도포한 후 패터닝하여 패터닝된 감광막을 식각 마스크로 도전층을 식각하여 게이트 전극을 형성하는 단계; 패터닝된 감광막을 열처리하여 리플로우 시키는 감광막 열처리 단계; 감광막 열처리 단계에서 리플로우된 감광막을 마스크로 하여 활성층에 고농도의 불순물을 도핑하여 드레인 및 소스 영역을 형성하는 단계; 및 드레인 및 소스 영역 형성 후, 리플로우된 감광막을 제거하는 단계를 구비하여 게이트 전극 하부의 활성층 내에는 채널 영역이 형성되고, 드레인 영역과 채널 영역 사이와 소스 영역과 채널 영역 사이에 오프셋 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.The thin film transistor manufacturing method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of sequentially forming a buffer layer, an active layer and a gate insulating layer on the substrate; Forming a conductive layer on the entire surface of the gate insulating layer, applying a photosensitive film on the conductive layer, and then patterning the conductive layer by etching the patterned photosensitive film with an etch mask to form a gate electrode; A photoresist heat treatment step of reflowing the patterned photoresist by heat treatment; Forming a drain and source region by doping a high concentration of impurities into the active layer using the photoresist film reflowed in the photoresist heat treatment step as a mask; And removing the reflowed photoresist after forming the drain and source regions, such that a channel region is formed in the active layer under the gate electrode, and an offset region is formed between the drain region and the channel region and between the source region and the channel region. It is characterized by.
상기의 본 발명의 박막트랜지스터 제조방법은 게이트 전극 형성 후 패터닝된 감광막을 마스크로 하여 활성층에 저농도의 불순물을 도핑하는 단계를 더 구비하여 드레인 영역과 채널 영역 사이와 소스 영역과 채널 영역 사이에 LDD 영역을 형성할 수 있다.The method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention further comprises doping an active layer with a low concentration of impurities using a patterned photoresist as a mask after forming a gate electrode, thereby forming an LDD region between a drain region and a channel region, and between a source region and a channel region. Can be formed.
감광막 열처리 단계는 120도에서 250도의 온도 범위로 열처리하며, 도전층은 다결정 실리콘 또는 금속의 재질로 이루어진다.The photoresist heat treatment step is a heat treatment in a temperature range of 120 degrees to 250 degrees, the conductive layer is made of polycrystalline silicon or metal.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명에 따른 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한1A to 1G illustrate a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
공정 순서도,Process flow chart,
도 2a 및 도 2b는 두 번의 감광막 패턴을 사용한 종래의 박막트랜지스터의 단면 구조도,2A and 2B are cross-sectional structural diagrams of a conventional thin film transistor using two photosensitive film patterns;
도 3은 양극 산화처리를 사용한 종래의 다른 박막트랜지스터의 단면 구조도이다.3 is a cross-sectional structural view of another conventional thin film transistor using anodization.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 박막트랜지스터의 제조방법을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명에 따른 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한 공정 순서도 이다.1A to 1G are flowcharts illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention.
본 발명의 박막트랜지스터의 제조방법은 기판(11)에 버퍼층(12), 활성층(13) 및 게이트 절연층(14)을 순차적으로 형성하는 단계, 게이트 절연층(14)의 전면에 도전층(15)을 형성하고 도전층(15) 상에 감광막을 도포한 후 패터닝하여 패터닝된 감광막(PR)을 식각 마스크로 도전층(15)을 식각하여 게이트 전극(15a)을 형성하는 단계, 패터닝된 감광막(PR)을 열처리하여 리플로우(Reflow) 시키는 감광막 열처리 단계, 감광막 열처리 단계에서 리플로우된 감광막(RPR)을 마스크로 하여 활성층(13)에 고농도의 불순물을 도핑하여 드레인 및 소스 영역(13b)을 형성하는 단계 및 드레인 및 소스 영역(13b) 형성 후 리플로우된 감광막(RPR)을 제거하는 단계를 구비하여 게이트 전극(15a) 하부의 활성층(13) 내에는 채널 영역(Ⅰ)이 형성되고, 드레인 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이와 소스 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이에 오프셋 영역(Ⅱ)이 형성된다.In the method of manufacturing the thin film transistor of the present invention, the buffer layer 12, the active layer 13, and the gate insulating layer 14 are sequentially formed on the substrate 11, and the conductive layer 15 is formed on the entire surface of the gate insulating layer 14. ) To form a gate electrode 15a by etching the conductive layer 15 using the patterned photoresist film PR as an etch mask after patterning the photoresist film on the conductive layer 15. The photoresist heat treatment step of reflowing by heat treatment of PR) and the photoresist film (RPR) reflowed in the photoresist heat treatment step as a mask doped with a high concentration of impurities in the active layer 13 to form the drain and source region 13b. And removing the reflowed photoresist film RRP after the drain and source regions 13b are formed, and thus the channel region I is formed in the active layer 13 under the gate electrode 15a. Between source 13b and channel region I The station (13b) and the offset region between the channel region (Ⅰ) (Ⅱ) is formed.
상기의 본 발명의 박막트랜지스터 제조방법에 있어서, 게이트 전극(15a) 형성 후 패터닝된 감광막(PR)을 마스크로 하여 활성층(13)에 저농도의 불순물을 도핑하는 단계를 더 구비하여 드레인 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이와 소스 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이에 LDD 영역(Ⅱ)을 형성할 수 있다.In the method of manufacturing the thin film transistor of the present invention, after the gate electrode 15a is formed, a step of doping a low concentration of impurities in the active layer 13 using the patterned photoresist film PR as a mask is further provided for the drain region 13b. LDD region (II) can be formed between the channel region (I) and between the source region 13b and the channel region (I).
감광막 열처리 단계는 120도에서 250도의 온도 범위로 열처리하며, 도전층(15)은 다결정 실리콘 또는 금속의 재질로 이루어질 수 있다.The photoresist heat treatment step is a heat treatment in a temperature range of 120 to 250 degrees, the conductive layer 15 may be made of a material of polycrystalline silicon or metal.
활성층(13)은 버퍼층(12) 상부에 다결정 실리콘을 전면 증착한 후 패터닝하여 형성하거나, 버퍼층(12) 상부에 비정질 실리콘을 증착한 후 비정질 실리콘을 재결정화 시켜 다결정 실리콘을 형성하고 다결정 실리콘을 패터닝 하여 형성할 수 있다.The active layer 13 is formed by depositing polycrystalline silicon on top of the buffer layer 12 and patterning it, or depositing amorphous silicon on the buffer layer 12 and then recrystallizing amorphous silicon to form polycrystalline silicon and patterning polycrystalline silicon. Can be formed.
본 발명의 박막트랜지스터의 제조방법을 첨부된 도 1a 내지 도 1g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.A method of manufacturing the thin film transistor of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 1G.
도 1a에 도시된 바와 같이, 유리기판(11)에 버퍼층(12), 활성층(13) 및 게이트 절연막(14)을 순차적으로 형성한다. 버퍼층(12)은 화학적 증착법(Chemical Vapor Deposition) 또는 물리적 증착법(Physical Vapor Deposition)을 사용하여 유리기판(11) 전면에 500Å 내지 2500Å 두께로 형성한다. 활성층(13)은 직접 다결정실리콘을 증착하여 패터닝하거나, 저온에서 비정질 실리콘을 500Å 내지 1000Å 두께로 증착하고 레이저 빔을 조사하는 레이저 어닐링(Laser Annealing) 하여 비정질 실리콘을 재결정화 시켜 형성된 다결정실리콘을 패터닝하여 형성할 수 있다. 따라서 활성층(13)은 비정질 실리콘을 재결정화 시켜 형성된 다결정실리콘을 패터닝하여 형성하는 방법은 저온에서 가능하므로 기판(11)은 가격이 저렴한 유리기판을 사용할 수 있으므로 대량생산 및 제조원가 측면에서 유리하다. 게이트 절연막(14)은 화학적 증착법 또는 물리적 증착법을 사용하여 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(SiNx) 등의 절연물질로 500Å 내지 2000Å 두께로 형성한다.As shown in FIG. 1A, the buffer layer 12, the active layer 13, and the gate insulating layer 14 are sequentially formed on the glass substrate 11. The buffer layer 12 is formed to have a thickness of 500 kV to 2500 kV on the entire surface of the glass substrate 11 by using chemical vapor deposition or physical vapor deposition. The active layer 13 is directly patterned by depositing polysilicon or patterning polysilicon formed by recrystallizing amorphous silicon by laser annealing which deposits amorphous silicon to a thickness of 500 Å to 1000 Å at low temperature and irradiates a laser beam. Can be formed. Therefore, since the active layer 13 can be formed at low temperature by patterning polycrystalline silicon formed by recrystallization of amorphous silicon, the substrate 11 can use an inexpensive glass substrate, which is advantageous in terms of mass production and manufacturing cost. The gate insulating layer 14 is formed of an insulating material, such as a silicon oxide film (SiO 2 ) or a silicon nitride film (SiNx), by using a chemical vapor deposition method or a physical vapor deposition method, to a thickness of 500 kPa to 2000 kPa.
도 1b에 도시된 바와 같이, 게이트 절연막(14)의 전면에 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 망간(Mn), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd) 및 납(Pt) 중 어느 한 금속이거나 또는 텅스텐(W) 금속과 몰리브덴(Mo) 금속과의 혼합금속 또는 다결정 실리콘으로 이루어진 도전층(15)을 2000Å 내지 5000Å 두께로 증착하고, 사진공정을 이용하여 도전층(15) 상에 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 도전층(15)은 후공정에서 게이트 전극으로 사용되므로 게이트 전극에 인가되는 신호의 지연시간을 작게 하기 위해서 도전층(15)을 다결정 실리콘 보다 금속의 재질로 형성하는 것이 유리하다.As shown in FIG. 1B, aluminum (Al), chromium (Cr), cobalt (Co), iridium (Ir), manganese (Mn), nickel (Ni), and palladium (Pd) are formed on the entire surface of the gate insulating layer 14. And a conductive layer 15 made of any one of lead (Pt) or a mixed metal of tungsten (W) metal and molybdenum (Mo) metal, or polycrystalline silicon, at a thickness of 2000 kPa to 5000 kPa, and using a photographic process. The photosensitive film pattern PR is formed on the conductive layer 15. Since the conductive layer 15 is used as a gate electrode in a later step, it is advantageous to form the conductive layer 15 with a metal material rather than polycrystalline silicon in order to reduce the delay time of the signal applied to the gate electrode.
도 1c에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 식각 마스크로 도전층(15)을 불화탄소가스(CF4,CHF3) 및 불활성가스들(He, Ar)로 이루어진 식각 가스들로 식각하여 게이트 전극(15a)을 형성한다.As illustrated in FIG. 1C, the conductive layer 15 is etched with etching gases including carbon fluoride gases CF 4 and CHF 3 and inert gases He and Ar, using the photoresist pattern PR as an etching mask. The gate electrode 15a is formed.
도 1d에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 마스크로 하여 LDD 영역 및 채널영역을 형성하기 위하여 활성층(13)에 약 1013/㎠ 정도의 저농도의 불순물을 이온 주입하여 저농도의 불순물로 도핑된 활성층(13a)을 형성한다.As shown in FIG. 1D, a low concentration of about 10 13 / cm 2 is ion-implanted into the active layer 13 to form an LDD region and a channel region using the photoresist pattern PR as a mask and doped with a low concentration of impurities. The active layer 13a is formed.
도 1e에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(PR)이 형성된 기판(11)을 120도에서 250도의 온도 분위기에서 열처리하여 감광막 패턴(PR)을 게이트 전극(15a) 양측벽으로 리플로우 시켜 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)이 게이트 전극(15a) 양측벽 및 상부에 형성되도록 한다.As shown in FIG. 1E, the substrate 11 on which the photoresist pattern PR is formed is heat-treated in a temperature atmosphere of 120 to 250 degrees to reflow the photoresist pattern PR to both sidewalls of the gate electrode 15a. The photoresist pattern RRP may be formed on both sidewalls and the upper portion of the gate electrode 15a.
그 후 도 1f에 도시된 바와 같이, 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)을 마스크로 하는 셀프 얼라인 방법에 의하여 약 1016/㎠ 정도의 고농도의 불순물을 이온 주입하여 활성층(13) 내에 드레인 및 소스 영역(13b)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 1F, a high concentration of impurities of about 10 16 / cm 2 is ion-implanted by a self-aligned method using the reflowed photoresist pattern RRP as a mask to drain and source the active layer 13. The region 13b is formed.
따라서 감광막 패턴(PR)을 마스크로 하여 활성층(13)에 저농도의 불순물을 이온주입하고, 감광막 패턴(PR)을 리플로우 시켜 형성된 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)을 마스크로 사용하여 활성층(13)에 고농도의 불순물을 이온 주입함으로써 활성층(13)에는 고농도의 불순물로 도핑된 드레인 및 소스 영역(13b)이 형성되고, 게이트 전극(15a) 하부의 활성층(13) 내에는 채널 영역(Ⅰ)이 형성되고, 드레인 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이와 소스 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이에는 저농도의 불순물로 도핑된 LDD 영역(Ⅱ)이 형성된다.Therefore, a low concentration of impurities are ion-implanted into the active layer 13 using the photoresist pattern PR as a mask, and the reflowed photoresist pattern RRP formed by reflowing the photoresist pattern PR is used as a mask. A high concentration of impurities are implanted into the active layer 13 to form a drain and source region 13b doped with a high concentration of impurities, and a channel region I is formed in the active layer 13 under the gate electrode 15a. The LDD region II doped with a low concentration of impurities is formed between the drain region 13b and the channel region I and between the source region 13b and the channel region I.
도 1g에 도시된 바와 같이, 활성층(13) 내에 드레인, 소스 영역(13b), 채널 영역(Ⅰ) 및 LDD 영역(Ⅱ)이 형성된 후 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)을 제거하고, 게이트 전극(15a) 및 게이트 절연층(14) 전면에 패시베이션(Passivation) 층(16)을 형성하고, 활성층(13) 내의 드레인 및 소스 영역(13b)과의 전기적 신호를 인가시키기 위하여 드레인 및 소스 영역(13b) 상부의 게이트 절연층(14)과 패시베이션 층(16)에 콘택 홀(Contact Hole)을 형성하고, 패시베이션 층(16) 전면에 도전층을 형성하고 패터닝하여 드레인 및 소스 전극(17)을 형성한다.As shown in FIG. 1G, after the drain, the source region 13b, the channel region I and the LDD region II are formed in the active layer 13, the reflowed photoresist pattern RRP is removed, and the gate electrode ( 15a) and a passivation layer 16 over the gate insulating layer 14, and drain and source regions 13b for applying electrical signals with the drain and source regions 13b in the active layer 13; Contact holes are formed in the upper gate insulating layer 14 and the passivation layer 16, and a conductive layer is formed on the entire surface of the passivation layer 16 and then patterned to form drain and source electrodes 17.
상기의 본 발명의 박막트랜지스터 제조 공정 중 도 1d에 도시된 감광막 패턴(PR)을 마스크로 하여 저농도의 불순물을 이온 주입하는 공정을 진행하지 않고, 도 1c에 도시된 바와 같이 감광막 패턴(PR)을 식각 마스크로 하여 도전층(15)을 식각하여 게이트 전극(15a)을 형성하고, 도 1e 및 도 1f에 도시된 바와 같이 감광막 패턴(PR)을 리플로우 시켜 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)을 마스크로 하여 활성층(13)에 고농도의 불순물을 이온 주입하면 활성층(13) 내의 드레인 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이와 소스 영역(13b)과 채널 영역(Ⅰ) 사이에 오프셋 영역(Ⅱ)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 1C, the photoresist pattern PR may be formed as shown in FIG. 1C without using the photoresist pattern PR illustrated in FIG. 1D as a mask. The conductive layer 15 is etched using the etching mask to form the gate electrode 15a, and the reflowed photoresist pattern RRP is masked by reflowing the photoresist pattern PR as shown in FIGS. 1E and 1F. In this case, when a high concentration of impurities are implanted into the active layer 13, the offset region II between the drain region 13b and the channel region I and between the source region 13b and the channel region I in the active layer 13. Can be formed.
따라서 본 발명의 박막트랜지스터 제조방법은 게이트 전극(15a)을 형성하기 위한 감광막 패턴(PR)을 리플로우 시켜 형성된 리플로우 된 감광막 패턴(RPR)을 마스크로 고농도의 불순물을 도핑시켜 활성층(13) 내에 채널영역(Ⅰ) 및 저농도의 불순물로 도핑된 LDD 영역 또는 오프셋 영역(Ⅱ)을 형성함으로써 박막트랜지스터의 누설전류를 감소시킬 수 있다.Therefore, according to the method of manufacturing the thin film transistor of the present invention, a high concentration of impurities are doped into the active layer 13 using a reflowed photoresist pattern RRP formed by reflowing the photoresist pattern PR for forming the gate electrode 15a. The leakage current of the thin film transistor can be reduced by forming the channel region (I) and the LDD region or offset region (II) doped with a low concentration of impurities.
본 발명은 게이트 전극을 형성하기 위한 감광막 패턴을 열처리하여 리플로우 시킨 후 리플로우 된 감광막 패턴을 마스크로 사용하여 활성층의 양측에 고농도의 불순물을 도핑시켜 LDD 영역 또는 오프셋 영역을 형성함으로써 한 번의 마스크 공정이 요구되므로 미스얼라인의 발생을 방지할 수 있고, 박막트랜지스터 제조 공정이 단순해지고, 이로 인해 제조비용을 절감시킬 수 있다.According to the present invention, a mask process is performed by heat-treating a photoresist pattern for forming a gate electrode and then reflowing the photoresist pattern to form an LDD region or an offset region by doping a high concentration of impurities on both sides of the active layer using the reflowed photoresist pattern as a mask. Because of this requirement, the occurrence of misalignment can be prevented, and the thin film transistor manufacturing process can be simplified, thereby reducing the manufacturing cost.
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