KR20030010559A - 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, TFT 제조공정에서의 설계를 제약하는 일없이, 또한 추가공정을 부가하는 일없이 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 갖는 복수의 TFT의 활성층을 형성하기 위한 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크를 제공한다.
본 발명에 따른 어레이기판을 제조하는 방법에 이용되는 포토마스크는, 비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키고, 서로 거의 평행하게 연신(延伸)하는 길이방향(긴 쪽 방향)선(330) 및 길이방향선(335)과, 길이방향선 각각의 일단에 있어서 길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있고, 길이방향선보다도 짧은 경사방향선(340) 및 경사방향선(345)과, 길이방향선 각각의 타단에 있어서 길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있으며, 보다 짧은 경사방향선 (350) 및 경사방향선(355)에 의해 둘러싸인 투과영역(310) 및, 투과영역의 주위에 있어서 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖춘다.
Description
본 발명은 어레이기판을 제조하는 방법 및 포토마스크(photomask)에 관한 것이다.
근래, 액정표시소자(이하, LCD라고도 칭함)는 퍼스널 컴퓨터, 투영형 텔레비전, 소형 텔레비전, 휴대정보단말 등에 널리 이용되고 있다. 현재의 LCD에 있어서는, 화소마다 반도체소자인 박막 트랜지스터(이하, TFT라고도 칭함)를 설치한 액티브 매트릭스(active matrix)형 LCD가 주류로 되고 있다.
액티브 매트릭스형 LCD는 표시전극을 갖춘 어레이기판과 표시전극에 대향하는 공통전극을 갖춘 필터기판 사이에 액정을 밀봉한 구성을 갖는다. 어레이기판으로서는, TFT가 매트릭스모양으로 형성되어 있는 TFT 어레이기판이 빈번하게 사용된다. TFT 어레이기판에는 TFT의 소스와 접속되어 있는 복수의 신호선과 TFT의 게이트와 접속되어 있는 복수의 주사선이 격자모양으로 형성된다. TFT의 활성층으로서는, 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘이 사용된다.
반도체재료로서 비정질 실리콘보다도 이동도가 큰 다결정 실리콘을 채용함으로써, 화상을 표시하기 위한 구동회로의 일부를 어레이기판상에 형성할 수 있다. 이에 따라, 종래에 있어서는 셀패널(cell panel)에 외부부착되어 있었던 부품이 불필요하게 되어 제조비용이 삭감되고, LCD 디스플레이의 외부 틀을 작게 할 수 있게 되었다.
보다 많은 구동회로를 어레이기판상에 만들어 넣음으로써 비용이 보다 삭감되고 고기능으로 할 수 있다.
그러나, 현재 실용화되고 있는 다결정 실리콘을 반도체재료로 한 어레이기판에 탑재할 수 있는 구동회로의 수는 아직은 제한되어 있다. 따라서, 어레이기판에 완전히 탑재할 수 없는 그 밖의 회로는 여전히 어레이기판에 외부부착된다.
많은 구동회로를 어레이기판상에 만들어 넣기 위해서는, 다결정 실리콘의 이동도를 높이는 것이 바람직하다. 다결정 실리콘의 이동도를 향상시키기 위해서는, 다결정 실리콘의 결정입자의 입자지름을 크게 하는 것을 생각할 수 있다.
다결정 실리콘의 결정입자의 입자지름을 크게 하는 수단으로서, 비정질 실리콘막에 레이저광 등의 에너지선을 조사하고, 고체/액체의 계면(界面)을 발생시키며, 이 계면에서의 온도 경사를 이용하여 결정을 어레이기판과 평행하게 횡방향 성장시키는 방법이 있다. 이것은 래터럴(lateral) 성장법으로 불리고 있다.
래터럴 성장법은, 예컨대 포토마스크를 매개로 레이저광 등의 에너지선을 기판상의 초기막에 조사한다. 이 경우, 결정성장의 방향은 포토마스크에 의해 형성되는 에너지선의 형상에 의존한다.
도 7a는 종래의 포토마스크(100)의 부분적 확대도이다. 포토마스크(100)는 직사각형의 투과영역(10)과 차단영역(20)으로 이루어진다. 개구부(10)를 통과한 에너지선은 비정질 실리콘(또는 다결정 실리콘)을 용융한다. 에너지선의 조사가 종료하면, 실리콘의 고체와 액체의 계면(이하, 고액(固液)계면이라고도 칭함)으로부터 내측으로 향해 결정이 성장한다.
도 7b는 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 각 결정입자의 확대평면도이다. 래터럴 성장법에 있어서는, 고액계면으로부터 결정이 성장하기 때문에, 투과영역(10)의 경사방향선과 길이방향선에서는 결정성장의 방향이 다르다. 따라서, 투과영역(10)의 경사방향선으로부터 성장한 결정입자(30)와 길이방향선으로부터 성장한 결정입자(40)는 각각의 결정입자의 길이방향이 다르다. 특히, 종래부터 투과영역(10)은 직사각형이었기 때문에, 결정입자(30)와 결정입자(40)의 길이방향은 90도 근방의 각도로 교차되고 있었다.
도 8은 종래의 다결정 실리콘을 활성층(50)으로서 사용하여 TFT(60, 70, 80, 90)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도이다. TFT(60, 70, 80, 90)는 각각 게이트전극(110)과 소스전극(120) 및 드레인전극(130)을 갖추고 있다.
게이트전극(110)에 전압을 인가함으로써, TFT가 온(ON)으로 된다. 즉, 게이트전극(110) 아래에 있는 활성층이 반전하여 채널이 형성된다. 이 채널에 의해 소스전극(120)과 드레인전극(130) 사이에 전류가 흐를 수 있다.
TFT(60, 70, 80, 90)가 오프(OFF)일 때에는, 소스전극(120)과 드레인전극 (130) 사이에 누설되는 전류가 적은 편이 좋다. 한편, TFT(60, 70, 80, 90)가 온일 때에는, 소스전극(120)과 드레인전극(130) 사이의 저항값(이하, 온저항이라 칭함)이 낮은 편이 좋다. 또, TFT(60, 70, 80, 90)는 일정한 성능을 갖는 것이 바람직하다.
일반적으로, TFT의 캐리어의 흐르는 방향과 다결정 실리콘의 결정입자의 길이방향이 거의 일치할 때에 캐리어의 이동도가 높아진다. 캐리어의 이동도가 높아지면, 온저항이 낮아진다. 한편, 캐리어의 흐르는 방향이 결정입자의 길이방향에 대해 90도에 가까울수록 캐리어의 이동도가 낮아져 버린다. 캐리어가 통과하는 입계(粒界)의 수가 많아지고, 산란되는 캐리어가 많아져 버리기 때문이다.
종래의 다결정 실리콘의 활성층(50)에는, 포토마스크(100)의 투과영역(10)에 의해, 결정입자(30)와 결정입자(40)의 각 결정입자의 길이방향이 거의 90도로 직교해 버린다. 따라서, 활성층(50)에 형성된 TFT(60, 70, 80, 90)중 TFT(60, 70, 80)의 캐리어 이동도는 비교적 높지만, TFT(90)의 캐리어 이동도는 비교적 낮아져 버린다는 문제가 있었다.
또, TFT(60, 70, 80, 90)는 일정한 성능을 가질 수 없다는 문제가 있었다.
이들 문제를 회피하기 위해서는, 결정입자(30)가 존재하는 영역에 TFT를 형성할 수 없다는 설계에서의 제약이 생긴다. 또, 결정입자(30)가 존재하는 영역에 TFT가 형성되는 것을 회피하기 위해, 제조공정에 위치맞춤공정을 추가할 필요가 있다는 다른 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 TFT 제조공정에서의 설계를 제약하는 일없이, 또한 추가공정을 부가하는 일없이 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 갖는 복수의 TFT를 형성할 수 있는 활성층을 형성하기 위한 포토마스크를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 TFT 제조공정에서의 설계를 제약하는 일없이, 또한 추가공정을 부가하는 일없이 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 갖는 TFT를 갖춘 어레이기판의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 액정표시소자 및 TFT 어레이기판의 실시형태의 개략을 나타낸 확대단면도이고,
도 1b는 본 발명에 따른 TFT 어레이기판에 사용되는 TFT의 확대단면도,
도 2a는 비정질 실리콘에 조사되는 에너지선이 통과하는 포토마스크의 부분적 확대도,
도 2b는 포토마스크를 사용하여 형성된 다결정 실리콘의 결정덩어리 1개를 나타낸 확대평면도,
도 3a는 도 2a에 나타낸 포토마스크에 있어서, 투과영역을 복수개 나타낸 부분적 확대평면도,
도 3b는 도 3a에 나타낸 포토마스크를 사용하여 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 부분적 확대평면도,
도 4는 본 실시형태에서의 다결정 실리콘을 활성층으로서 사용하여 TFT(560, 570, 580, 590)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도,
도 5a는 도 8에 나타낸 종래의 TFT에서의 채널부분을 캐리어 이동도가 이해되기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면,
도 5b는 도 4에 나타낸 본 발명에 따른 TFT에서의 채널부분을 캐리어 이동도가 이해되기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면,
도 6은 도 2a에 나타낸 포토마스크의 투과영역의 다른 형태를 나타낸 도면,
도 7a는 종래의 포토마스크의 부분적 확대도,
도 7b는 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘의 각 결정입자의 확대평면도,
도 8은 종래의 다결정 실리콘을 활성층으로서 사용하여 TFT를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도,
도 9는 본 발명에 따른 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법의 흐름도,
도 10은 엑시머 레이저 발생장치(1000)가 비정질 실리콘(229)을 갖춘 유리기판(210)으로 에너지선을 조사하는 상태를 나타낸 모식도,
도 11은 유리기판(210)상에 있어서 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)이 주사되는 상태를 나타낸 도면이다.
<도면부호의 간단한 설명>
100 -- 액정표시소자, 110 -- 액정,
120 -- 컬러필터기판, 130 -- TFT 어레이기판,
60, 70, 80, 90, 200, 560, 570, 580, 590 -- TFT,
230 -- 다결정 실리콘, 250 -- 게이트전극,
255 -- 채널부분, 300 -- 포토마스크,
31 -- 투과영역, 320 -- 차단영역,
330, 335, 430, 435 -- 길이방향선,
340, 345, 350, 355, 440, 445, 450, 455 -- 경사방향선,
400 -- 결정덩어리, 410 -- 결정입자,
404 -- 입계선, 411 -- 지그재그영역,
420 -- 평행영역,
640a, 640b, 645a, 645b, 650a, 650b, 655a, 655b -- 단변(短邊),
640, 645, 650, 655 -- 경사방향선,
1000 -- 엑시머 레이저 발생장치, 1010 -- 엑시머 레이저광원,
1020 -- 조명광학계, 1030 -- 투영렌즈,
1040 -- XYZ 틸트 스테이지, 300p -- 마스크 패턴.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 어레이기판의 제조방법은,
투명기판상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와,
서로 거의 평행하게 연신(延伸)하는 제1길이방향선 및 제2길이방향선과, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선 각각의 일단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선, 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선 각각의 타단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및, 상기투과영역의 주위에 있어서 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고, 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이보다도 긴 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사하여 상기 비정질재료를 상기 다결정재료로 변질시키는 변질단계로,
상기 투과영역을 통과하여 에너지선이 상기 비정질재료에 조사되었을 때에 그 비정질 재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정 간격 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 포함하는 변질단계를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법이다.
바람직하게는, 상기 제1경사방향선 및 상기 제2경사방향선은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다도 짧고, 상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다도 짧다.
바람직하게는, 상기 제1길이방향선의 길이 및 상기 제2길이방향선의 길이가 거의 같다.
바람직하게는, 상기 투과영역은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선의 중심선을 경계로 대칭의 형상이다.
바람직하게는, 상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선이 모두 직선이다.
바람직하게는, 상기 투과영역은 육각형이 되도록 구성해도 좋다.
상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 또는 상기 제4경사방향선의 어느 하나가, 활형상 또는 90도 이상의 각도로 굴절된 형상이 되도록 구성해도 좋다.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 어레이기판이 제조방법은,
투명기판상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와,
에너지원으로부터 방사되어 비정질재료를 결정입자로 이루어진 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로, 상기 에너지선을 투과시켜 상기 비정질재료에 조사했을 때에 각각의 상기 결정입자의 성장이 서로 직행하지 않는 방향으로 개시되도록 성형되고, 가늘고 긴 형상을 한 투과영역과, 상기 투과영역의 주변에 있어서 상기 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고 있는 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사하여 상기 비정질재료를 상기 다결정재료로 변질시키는 변질단계로,
상기 에너지선이 상기 투과영역을 투과하여 상기 비정질재료에 조사되었을 때에 그 비정질재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정 간격 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 포함하는 변질단계를 구비하고 있다.
바람직하게는, 상기 조사단계에 있어서, 상기 에너지선을 조사했을 때에 각각의 상기 결정입자의 성장이 서로 거의 평행한 방향으로 개시된다.
본 발명에 따른 실시형태에 의한 포토마스크는, 에너지원으로부터 방사되어비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로,
서로 거의 평행하게 연신하는 제1길이방향선 및 제2길이방향선과,
그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선 각각의 일단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선,
상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선 각각의 타단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및,
상기 투과영역의 주위에 있어서 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고,
상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이보다도 길다.
(발명의 실시형태)
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시형태를 설명한다. 한편, 본 실시형태는 본 발명을 한정시키는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명에 따른 액정표시소자(100) 및 TFT 어레이기판(130)의 실시형태의 개략을 나타낸 확대단면도이다.
액정표시소자(100)는 액정(110)을 컬러필터기판(120)과 TFT 어레이기판(130) 사이에 밀봉하고 있다. 컬러필터기판(120)에는 공통전극(140)이 형성되고, TFT 어레이기판(130)에는 표시전극(150)이 형성되어 있다. 공통전극(140) 및 표시전극 (150)에 의해 액정(110)에 전계가 제공되는 구조로 되어 있다.
더욱이, 표시전극(150)은 TFT 어레이기판(130)에 배설된 TFT(200)의 드레인에 접속되어 있다. TFT(200)는 TFT 어레이기판(130)상에 매트릭스모양으로 다수 형성되어 있다.
또, 본 실시형태에 있어서, TFT(200)는 정(正)스태커(stagger)형이지만, 역(逆)스태거형의 TFT가 사용되어도 좋다. 또, 본 실시형태에 따른 TFT 어레이기판 (130)은 액정표시소자에 사용되고 있지만, TFT 어레이기판(130)은 EL(electrolumin escence) 디스플레이 등에 사용되어도 좋다.
도 1b는 본 발명에 따른 TFT 어레이기판(130)에 사용되는 TFT(200)의 확대단면도이다. TFT(200)는 절연성의 유리기판(210)상에 형성된다. 또, TFT 어레이기판(130)의 제조방법에 대해서는 도 9에서 설명한다.
TFT(200)를 형성하기 위해, 절연성의 유리기판(210)상에 절연막(220)이 퇴적되고, 절연막(220)상에 다결정 실리콘(230)이 형성된다. 다결정 실리콘(230)은 다음과 같이 형성된다. 먼저, 비정질 실리콘이 절연막(220)상에 퇴적된다. 다음으로, 비정질 실리콘에 에너지원으로부터 방사된 에너지선, 예컨대 엑시머 레이저가 포토마스크(도 2a, 도 2b 또는 도 3a, 도 3b를 참조)를 매개로 조사된다. 이에 따라, 비정질 실리콘은 융해되어 고체/액체의 계면을 발생시키고, 고체/액체의 계면에서의 온도경사를 이용하여 재차 결정화된다(래터럴성장). 따라서, 비정질 실리콘은 에너지선에 의해 다결정 실리콘(230)으로 변질되고, TFT의 채널부분(255)을형성한다.
더욱이, 다결정 실리콘(230)상에 게이트 절연막(240)이 퇴적되고, 게이트전극(250)이 형성된다. 다음으로, 게이트전극(250)을 마스크로 하여 불순물이 주입되고, 채널부분(255)의 양측에 자기정합적으로 소스영역(260) 및 드레인영역(270)이 다결정 실리콘(230)에 형성된다. 다음으로, 소스영역(260) 및 드레인영역(270)으로 관통하는 콘택트홀을 형성한다. 더욱이, 소스영역(260)에 접속되는 소스전극 (280) 및 드레인영역(270)에 접속되는 드레인전극(290)이 형성된다.
도 2a는 비정질 실리콘에 조사되는 에너지선이 통과하는 포토마스크(30 0)의 부분적 확대도이다. 포토마스크(300)는 에너지선을 투과시키는 투명한 투과영역(310)과 에너지선을 차단시키도록 Cr(크롬)이 부착되어 있는 차단영역(320)으로 이루어진다. 도 2a에는 1개의 투과영역(310)과 그 주변의 차단영역(320)이 도시되어 있다.
본 실시형태에 따른 포토마스크(300)의 투과영역(310)은 서로 거의 평행하게 연신하는 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)과, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335) 각각의 일단(330a, 335a)에 있어서, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 서로 마주 보는 방향으로, 각각 90도보다도 큰 각도(θ1) 및 각도(θ2)로 굴절되어 연결되어 있는 경사방향선(340) 및 경사방향선(345)과, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335) 각각의 타단(330b, 335b)으로부터 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다도 큰 각도(θ3) 및 각도(θ4)로 굴절되도록 각각 연결되어 있는 경사방향선(350) 및 경사방향선(355)에 의해 둘러싸여 있다. 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)이 연신하는 길이방향의 투과영역(310)의 길이(L)는 길이방향에 대해 수직인 방향의 투과영역(310)의 길이(폭; W)보다도 길다.
본 실시형태에 있어서는, 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 길이방향선(330, 335)보다도 짧게 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서는, 길이방향선(330)과 길이방향선(335) 및 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 모두 직선형상이다. 또, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)는 모두 같고, 90도보다 큰 둔각이다. 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 길이는 서로 거의 같다. 경사방향선(340, 345, 350, 355)의 길이도 서로 거의 같다.
따라서, 본 실시형태에 있어서 투과영역(310)은 길이방향(X)을 갖춘 육각형이고, 길이방향선(330) 및 길이방향선(335)의 중심선(360)을 경계로 대칭의 형상으로 되어 있다.
또, 투과영역(310)의 길이방향(X)의 길이(L) 및 폭(W)은 에너지원으로부터의 에너지선을 가공하는 광학계나 에너지원의 장치 등에 의해 제한된다.
본 실시형태에 따른 포토마스크(300)는, 더욱이 투과영역(310)의 주위에 에너지선을 차단시키는 차단영역(320)을 갖춘다.
따라서, 본 실시형태에 따른 포토마스크(300)에 의해 에너지원으로부터 방사된 에너지선이 포토마스크(300)를 투과하고, 정형된다. 이 포토마스크(300)를 투과한 에너지선이 비정질 재료를 결정입자로 이루어진 다결정 재료로 변질시킨다.
일반적으로, 결정입자는 에너지선을 조사한 후의 고체/액체의 계면에서의 온도 경사를 이용하여 성장하기 때문에, 결정입자는 포토마스크의 투과영역의 주연으로부터 성장이 개시된다.
또, 투과영역(310)의 주연은 길이방향을 갖춘 가늘고 긴 육각형의 형상을 하고 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 포토마스크(300)를 사용하여 결정화된 다결정 실리콘은 도 2b와 같은 복수의 결정입자의 집합에 의해 형성된 결정덩어리(400)로 형성된다. 이와 같이, 결정덩어리(400)는 복수의 결정입자의 집합이고, 포토마스크(300)의 투과영역의 형상에 기초한 평면형상을 갖춘 것이다.
도 2b는 포토마스크(300)를 사용하여 형성된 다결정 실리콘의 결정덩어리 1개를 나타낸 확대평면도이다. 결정덩어리(400)는 투과영역(310)과 마찬가지의 형상을 갖춘다. 즉, 본 실시형태에서의 결정덩어리(400)는 서로 거의 평행하게 연신하는 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)과, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435) 각각의 일단(430a, 435a)에 있어서, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)이 서로 마주 보는 방향으로, 각각 90도보다도 큰 각도(θ1) 및 각도(θ2)로 굴절되어 연결되어 있고, 각각 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)보다도 짧은 경사방향선(440) 및 경사방향선(445)과, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435) 각각의 타단(430b, 435b)으로부터 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다도 큰 각도(θ3) 및 각도(θ4)로 굴절되도록 각각 연결되어 있으며, 길이방향선(430) 및 길이방향선(435)보다도 짧은 경사방향선(450) 및 경사방향선(455)에 의해 주연이 둘러싸여 있다.
길이방향선(430, 435)이 연신하는 길이방향의 투과영역(320)의 길이(L)는 길이방향에 대해 수직인 방향의 투과영역(320)의 길이(폭; W)보다도 길다.
본 실시형태에 있어서는, 경사방향선(440, 445, 450, 455)은 길이방향선(430, 435)보다도 짧게 형성되어 있다.
또, 도 2b에 나타낸 결정덩어리(400)는 길이방향(Y0, Y1, Y2)의 어느 하나를 갖춘 복수의 결정입자(410)에 의해 형성된다. 결정입자(410)는 각각 길이방향(Y0, Y1, Y2)의 어느 하나를 갖춘 형상이고, 각각의 길이방향(Y0, Y1, Y2)은 각각의 결정입자(410)의 성장방향에 거의 일치한다. 각도(θ1), 각도(θ2), 각도(θ3) 및 각도(θ4)는 모두 90도 이상의 둔각이기 때문에, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y1) 및 길이방향(Y2)은 서로 직교하지 않는다.
또, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y1) 사이의 각도 θ5= 180°- θ1이고, 길이방향(Y0)과 길이방향(Y2) 사이의 각도 θ6= 180°- θ2이며, 길이방향(Y2)과 길이방향(Y0) 사이의 각도 θ7= 180°- θ3이다.
따라서, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)가 180도에 가까워질수록 길이방향(Y0, Y1,Y2)은 서로 평행하게 가까워진다. 단, 본 실시형태에 있어서는, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)가 180도에 가까워짐에 따라 경사방향선(440, 445, 450, 455) 각각의 길이, 즉 경사방향선(340, 345, 350, 355) 각각의 길이를 보다 길게 하지 않으면 안된다. 그러나, 상기와 같이 투과영역(310)의 길이방향(X)의 길이(L)는 에너지선을 가공하는 광학계나 에너지원의 장치 등에 의해 제한되기 때문에, 각도(θ1, θ2, θ3, θ4)는 제한된다. 이 제한은 길이방향(X)의 길이(L), 폭(W), 사용하는 에너지선 등에 의해 결정된다.
도 3a는 도 2a에 나타낸 포토마스크(300)에 있어서, 투과영역(31 0)을 복수개 나타낸 부분적 확대평면도이다.
도 3a에 나타낸 투과영역(31)은 그 길이방향에 대해 수직방향(폭방향)에 횡렬로 배열되어 있다. 더욱이, 투과영역(31)의 폭방향으로의 배열이 투과영역(31)의 길이방향에도 폭방향으로 어긋나게 배열되어 있다. 그러나, 도 11에 나타낸 바와 같이, 포토마스크(300)는 길이방향이 매우 긴 가늘고 긴 형상을 한 투과영역(31)을 폭방향으로만 배열한 것이어도 좋다.
도 3b는 도 3a에 나타낸 포토마스크(300)를 사용하여 에너지선을 조사한 후의 다결정 실리콘(230)의 부분적 확대평면도이다.
포토마스크(300)를 매개로 에너지선을 조사했을 때에 유리기판(210; 도 1b 참조)이 조사마다 이동한다. 이에 따라, 도 3b에 나타낸 바와 같은 다결정 실리콘(230)이 얻어진다.
다결정 실리콘(230)은 도 3b에 나타낸 바와 같이, 길이방향(X)을 갖춘 가늘고 긴 형상을 하고 있고, 또 거의 동일 형상을 한 다수의 결정덩어리(400)가 길이방향(X)을 거의 일치하도록 나열한 결정덩어리열(402)을 인접하도록 다수 평행하게 늘어놓음으로써 형성되어 있다.
다결정 실리콘(230)은 TFT(200)의 채널부를 형성하는 활성층에 사용된다.
각 결정덩어리(400) 사이에는 다수의 결정덩어리(400)의 경사방향선에 의해 형성된 지그재그모양의 입계선(404)이 형성된다. 따라서, 다결정 실리콘(230)은 입계선(404)이 형성되어 있는 지그재그영역(411)과, 결정덩어리(400)의 길이방향선에 의해 형성되고, 각 입계의 길이방향이 각각 거의 평행한 평행영역(420)을 갖춘다. 또, 입계선(404)이 굴절하는 각도 θ8은 각도 θ1, 각도 θ2, 각도 θ3, 각도 θ4에 의존한다. 즉, 각도 θ8= 2(180-θ1), θ8= 2(180-θ2), θ8= 2(180- θ3), 또는 θ8= 2(180-θ4)중 어느 하나이다.
도 4는 본 실시형태에서의 다결정 실리콘(230)을 활성층으로서 사용하여 TFT(560, 570, 580, 590)를 형성했을 때의 배치를 모식적으로 나타낸 평면도이다.
TFT(560) 및 TFT(580)는 지그재그영역(411)에 배치되고, TFT(570) 및 TFT (590)는 평행영역(420)에 배치되어 있다.
TFT(570) 및 TFT(590)의 채널을 캐리어가 흐르는 방향과, 평행영역(420)에서의 결정입자의 길이방향이 거의 일치하고 있다.
TFT(560) 및 TFT(580)는 캐리어의 채널을 캐리어가 흐르는 방향과, 지그재그영역(411)에서의 결정입자의 길이방향은 비스듬히 교차한다.
일반적으로, 다결정 실리콘을 TFT의 반도체재료로서 이용하는 경우, 캐리어는 결정입자의 입계에 있어서 산란된다. 캐리어가 산란됨으로써 이동도가 저하되어 버린다. 따라서, 캐리어가 TFT의 소스-드레인 사이를 흐를 때에 통과하는 입계의 수는 적을수록 바람직하다. 따라서, 캐리어의 흐르는 방향과 다결정 실리콘의 결정입자의 길이방향은 평행한 것이 바람직하다. 이에 따라, 캐리어의 이동도가 보다 높은 TFT를 얻을 수 있다.
따라서, TFT(570, 590)에 있어서는 캐리어 이동도가 비교적 높아, 도 8에 나타낸 TFT(60, 80)와 같은 정도의 캐리어 이동도가 얻어진다.
TFT(560, 580)에서의 캐리어 이동도에 대해서는 도 5a와 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a는 도 8에 나타낸 종래의 TFT(90)에서의 채널부분을 캐리어 이동도가 이해되기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 5b는 도 4에 나타낸 본 발명에 따른 TFT(560, 580)에서의 채널부분을 캐리어 이동도가 이해되기 쉽도록 모식적으로 나타낸 도면이다.
TFT의 채널길이 및 채널폭은 각각 L 및 W로 나타내어져 있다. 다결정 실리콘의 결정입자의 입계가 파선으로 나타내어져 있다. 각 결정입자의 폭은 p로 한다. 또, G는 게이트전극이고, S는 다결정 실리콘이다. 더욱이, 화살표 Z는 캐리어가 채널내를 흐르는 방향을 나타낸다.
도 5a에 있어서는, 캐리어의 흐르는 방향에 대해 입계가 90°의 각도를 이루고 있다. 한편, 도 5b에 있어서는 캐리어의 흐르는 방향에 대해 각도 η로 교차하고 있다. 각도 η는 도 2a와 도 2b에서의 각도 θ1, 각도 θ2, 각도 θ3, 각도 θ4에 의존한다. 즉, 각도 η= 180-θ1, η= 180-θ2, η= 180-θ3, 또는 η= 180-θ4중 어느 하나이다.
TFT(90)의 채널부에 있어서 캐리어가 통과하는 결정입자의 수는 L/p개이다. 한편, TFT(560) 또는 TFT(580)의 채널부에 있어서 캐리어가 통과하는 결정입자의 수는 sin(η)ㆍL/p개이다. 0°< η< 90°이기 때문에, 캐리어의 통과하는 결정입자의 수는 TFT(90)에 비해 TFT(560) 또는 TFT(580)쪽이 적다. 따라서, 캐리어가 가로지르는 입계의 수는 TFT(90)에 비해 TFT(560) 또는 TFT(580)쪽이 적다. 따라서, TFT(560) 또는 TFT(580)는 TFT(90)에 비해 캐리어의 이동도가 높다. 또, 설계에 있어서 요구되는 캐리어의 이동도가 얻어지도록 각도 η는 임의로 설정해도 좋다. 더욱이, 도 2a와 도 2b에 나타낸 경사방향선(340, 345, 350, 355)의 길이를 길게 함으로써 η를 제로에 보다 가까이해도 좋다. 이에 따라, TFT(560) 또는 TFT(580)의 캐리어 이동도는 TFT(570) 및 TFT(590)의 캐리어 이동도와 같은 정도로 할 수 있다.
도 6은 도 2a에 나타낸 포토마스크(300)의 투과영역(310)의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)에 있어서, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355)은 각각 길이방향선(330, 335)이 마주 보는 투과영역(310)의 내측 방향으로 왜곡되어 타원의 활형상을 이루고 있다.
도 6의 (b)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355)이 각각 길이방향선(330, 335)이 마주 보는 방향과는 반대인 투과영역(310)의 외측 방향으로 왜곡되어 있다. 이에 따라, 투과영역(310)은 타원형상을 이루고 있다.
도 6의 (c)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345)은 투과영역(310)의 내측 방향으로 왜곡되어 타원의 활형상을 이루고, 경사방향선(350, 355)은 투과영역(310)의 외측 방향으로 왜곡되어 있다.
도 6의 (d)에 있어서는, 투과영역(310)에서의 경사방향선(340, 345, 350, 355) 대신에 복수의 단변(短邊; 640a, 640b)으로 이루어진 경사방향선(640)과, 단변(645a, 645b)으로 이루어진 경사방향선(645), 단변(650a, 650b)으로 이루어진 경사방향선(650) 및, 단변(655a, 655b)으로 이루어진 경사방향선(655)이 형성되어 있다.
이에 따라, 투과영역(310)은 육각형뿐만 아니라 십각형으로 할 수도 있다. 더욱이, 단변을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 투과영역(310)은 육각형 및 십각형 이외의 다각형으로 할 수도 있다.
도 6의 (a), 도 6의 (b), 도 6의 (c) 또는 도 6의 (d)에 의한 투과영역을 갖춘 실시형태에 의한 포토마스크를 사용하는 경우에는 단변 또는 경사방향선의 부분의 투과영역에 해당하는 다결정 실리콘에는 다른 투과영역의 단변 또는 경사방향선의 부분과 중복하여 에너지선이 조사된다. 이에 따라, 에너지선이 조사되지 않고채널부가 비정질인 채로 잔존해 버리는 일이 없다.
또, 경사방향선은 단변을 포함하는 개념이다. 즉, 경사방향선은 복수의 단변으로 형성될 뿐만 아니라, 단일의 단변으로 형성되어도 좋다.
도 3a 또는 도 6의 (a) 내지 도 6의 (d)에 나타낸 포토마스크(300)를 이용하여 TFT 어레이기판(130)은 제조된다. 도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)는 본 발명에 따른 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법의 흐름도이다.
도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 먼저 절연성의 유리기판(210)상에 PE-CVD(P lasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여, 불순물의 확산을 막는 절연막(220)을 형성한다.
도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 절연막(220)상에 활성층으로 되는 비정질 실리콘(229)을 약 50nm의 막두께로 PE-CVD법을 이용하여 퇴적시킨다. 다음으로, 500℃로 어닐함으로써 비정질 실리콘(229)내의 수소를 이탈시킨다. 비정질 실리콘(229)에 저농도의 붕소(B)를 이온주입시킴으로써, 비정질 실리콘(229)을 저농도의 불순물층으로 해도 좋다.
도 9의 (c)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 에너지원을 갖춘 엑시머 레이저 발생장치(1000)로부터 방사된 에너지선, 예컨대 ELA(Excimer Laser Anneal)법에 의한 엑시머 레이저광이 포토마스크(300)를 매개로 비정질 실리콘(229)에 조사된다. 엑시머 레이저의 강도는 비정질 실리콘(229)이 용융할 수 있을 정도의 강도로, 예컨대 400mj/㎠∼600mj/㎠이다. 이에 따라, 도 2b에 있어서도 설명한 바와 같이 비정질 실리콘(229)은 용융되고, 더욱이 재차 결정화된다. 이에 따라, 비정질 실리콘(229)은 다결정 실리콘(230)으로 변질된다. 비정질 실리콘(229)에 에너지선을 조사하는 공정의 상세는 도 10과 도 11을 참조하여 후술한다.
도 9의 (d)에는 절연막(220)의 표면상에 있는 비정질 실리콘(229) 모두가 다결정 실리콘(230)으로 결정화된 상태를 나타낸다.
다음으로, 다결정 실리콘(230)을 사진식각법에 의해 패터닝된 레지스트 패턴(도시하지 않음)을 형성한다.
도 9의 (e)에 나타낸 바와 같이, 다음으로 레지스트 패턴을 마스크로 하여 CDE법을 이용하여 다결정 실리콘(230)을 선택적으로 제거한다.
도 9의 (f)에 나타낸 바와 같이, 더욱이 절연막(220)의 표면상에 남겨진 다결정 실리콘(230)에 TFT(200)가 형성된다. TFT(200)의 형성은 도 1b에 나타낸 바와 같다.
이와 같이, 도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)의 흐름에 따라 TFT 어레이기판(130)이 제조된다.
여기에서, 도 10과 도 11을 참조하여 도 9의 (c)에 나타낸 비정질 실리콘 (229)에 에너지선을 조사하는 공정에 대해 설명한다.
도 10은 엑시머 레이저 발생장치(1000)가 비정질 실리콘(229)을 갖춘 유리기판(210)으로 에너지선을 조사하는 상태를 나타낸 모식도이다. 엑시머 레이저광원 (1010)으로부터 발생한 레이저광은 조명광학계(1020), 포토마스크(300) 및 투영렌즈(1030)를 통과하여 유리기판(210)상의 비정질 실리콘(229)에 도달한다.
유리기판(210)은 XYZ 틸트 스테이지(tilt stage; 1040)에 고정되어 있고, 이틸트 스테이지(1040)를 구동시킴으로써, 3차원적(XYZ방향)으로 이동시킬 수 있다. 유리기판(210)을 X방향으로 일정 간격만큼 이동시킬(이하, 스테핑(stepping) 동작이라고도 칭함) 때마다 엑시머 레이저 발생장치(1000)는 비정질 실리콘(229)으로 레이저광을 조사한다. 또, 포토마스크(300)를 통과한 레이저광은 투영렌즈(1030)에서 축소되어 비정질 실리콘(229)으로 조사된다.
도 11은 유리기판(210)상에 있어서 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)이 주사되는 상태를 나타낸 도면이다. 도 11에 나타낸 X-Y축은 도 10에 나타낸 틸트 스테이지(1040)의 동작면의 X-Y축과 같다. 마스크 패턴(300p)은 레이저광을 비정질 실리콘(229)으로 조사했을 때에 비정질 실리콘(229)의 표면에 투사되는 패턴이다.
일반적으로, 스테핑 동작에서는 틸트 스테이지(1040)에 탑재된 유리기판 (210)을 이동시킨다. 그러나, 이해를 용이하게 하기 위해 도 11에서는 유리기판 (210)은 고정되고, 포토마스크(300)의 마스크 패턴이 동작하는 것으로 하여 도시한다. 물론, 실제로 포토마스크(300)를 동작시킴으로써 마스크 패턴을 주사시켜도 좋다.
유리기판(210)의 면내에 있어서, 포토마스크(300)의 마스크 패턴(300p)은 X축방향으로 주사한다. 이 주사는 스테핑 동작을 연속하여 반복함으로써 실행되는 동작이고, 스테핑 동작마다 레이저광이 비정질 실리콘(229)으로 조사된다. 마스크 패턴(300p)이 유리기판(210)의 단까지 주사하면, 마스크 패턴(300p)은 Y축방향으로 이동하고, X축방향을 반복하여 주사한다.
본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은, 포토마스크(300)을 이용하여 비정질 실리콘(229)으로 레이저광을 조사함으로써 다결정 실리콘(230)으로 결정화한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은 포토마스크(300)를 사용했을 때의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 어레이기판의 제조방법은 TFT 제조공정에서의 설계를 제약하는 일없이, 또한 추가공정을 부가하는 일없이 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 갖는 복수의 TFT를 갖춘 어레이기판을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 어레이기판의 제조방법 및 포토마스크에 의하면, TFT 제조공정에서의 설계를 제약하는 일없이, 또한 추가공정을 부가하는 일없이 캐리어 이동도가 높고 일정한 성능을 갖는 복수의 TFT를 형성할 수 있는 활성층을 형성할 수 있다.
Claims (10)
- 투명기판상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와,서로 거의 평행하게 연신하는 제1길이방향선 및 제2길이방향선과, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선 각각의 일단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선, 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선 각각의 타단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및, 상기 투과영역의 주위에 있어서 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고, 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이보다도 긴 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사하여 상기 비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 변질단계로,상기 투과영역을 통과하여 에너지선이 상기 비정질재료에 조사되었을 때에 그 비정질 재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정 간격 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 포함하는 변질단계를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1경사방향선 및 상기 제2경사방향선은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다도 짧고,상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선은, 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선보다도 짧은 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1길이방향선의 길이 및 상기 제2길이방향선의 길이가 거의 같은 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 투과영역은 상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선의 중심선을 경계로 대칭의 형상인 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 및 상기 제4경사방향선이 모두 직선인 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 투과영역이 육각형인 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1경사방향선, 상기 제2경사방향선, 상기 제3경사방향선 또는 상기 제4경사방향선의 어느 하나가, 활형상 또는 90도 이상의 각도로 굴절된 형상인 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 투명기판상에 비정질재료를 퇴적시키는 단계와,에너지원으로부터 방사되어 비정질재료를 결정입자로 이루어진 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로, 상기 에너지선을 투과시켜 상기 비정질재료에 조사했을 때에 각각의 상기 결정입자의 성장이 서로 직행하지 않는 방향으로 개시되도록 성형되고, 가늘고 긴 형상을 한 투과영역과, 상기 투과영역의 주변에 있어서 상기 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고 있는 포토마스크를 사용하여, 에너지선을 조사하여 상기 비정질재료를 상기 다결정재료로 변질시키는 변질단계로,상기 에너지선이 상기 투과영역을 투과하여 상기 비정질재료에 조사되었을 때에 그 비정질재료의 표면에 투사되는 평면패턴의 길이방향에 대해 수직인 방향으로 상기 투명기판을 일정 간격 이동시키는 이동단계와, 그 이동단계마다 상기 에너지선을 상기 비정질재료로 조사하는 조사단계를 포함하는 변질단계를 구비한 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 제8항에 있어서, 상기 조사단계에 있어서, 상기 에너지선을 조사했을 때에각각의 상기 결정입자의 성장이 서로 거의 평행한 방향으로 개시되는 것을 특징으로 하는 어레이기판을 제조하는 방법.
- 에너지원으로부터 방사되어 비정질재료를 다결정재료로 변질시키는 에너지선을 투과시키는 포토마스크로,서로 거의 평행하게 연신하는 제1길이방향선 및 제2길이방향선과,그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선 각각의 일단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제1경사방향선 및 제2경사방향선,상기 제1길이방향선 및 상기 제2길이방향선 각각의 타단에 있어서, 그 제1길이방향선 및 그 제2길이방향선이 서로 마주 보는 방향으로 90도보다 큰 각도로 굴절하도록 각각 연결되어 있는 제3경사방향선 및 제4경사방향선에 의해 둘러싸여 에너지선을 투과시키는 투과영역 및,상기 투과영역의 주위에 있어서 에너지선을 차단시키는 차단영역을 갖추고,상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향의 상기 투과영역의 길이가 상기 제1 및 제2길이방향선이 연신하는 방향에 대해 수직인 방향의 상기 투과영역의 길이보다도 긴 것을 특징으로 하는 포토마스크.
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| JP2669142B2 (ja) * | 1990-11-15 | 1997-10-27 | 日本電気株式会社 | ウィンドウ構造半導体レーザの製造方法 |
| JP3469337B2 (ja) * | 1994-12-16 | 2003-11-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| JP3642546B2 (ja) * | 1997-08-12 | 2005-04-27 | 株式会社東芝 | 多結晶半導体薄膜の製造方法 |
| KR100660814B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2006-12-26 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막트랜지스터의 반도체층 형성방법 |
| KR100558678B1 (ko) * | 2001-06-01 | 2006-03-10 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 폴리실리콘 결정화방법 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100985771B1 (ko) * | 2008-04-17 | 2010-10-06 | 한국콘베어공업주식회사 | 오버헤드 컨베이어의 캐리어 완충스토퍼 |
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