KR20030057655A - Method for fabricating of poly silicon Thin film transistor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 스윗칭 소자인 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a method for manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor which is a switching element of a liquid crystal display device.
일반적으로 다결정 실리콘박막을 형성하기 위해서는 순수 비정질 실리콘(intrinsic amorphous silicon)을 소정의 방법 즉, 플라즈마 기상증착법(Plasma chemical vapor deposition)이나 LPCVD(Low pressure CVD) 방법으로 절연 기판에 500Å의 두께로 비정질 실리콘 막을 증착한 후, 이를 다시 결정화하는 방법을 사용했다. 결정화 방법은 다음과 같이 크게 네 가지로 분류될 수 있다.Generally, in order to form a polycrystalline silicon thin film, pure amorphous silicon (intrinsic amorphous silicon) in a predetermined method, that is, plasma silicon vapor deposition (Plasma chemical vapor deposition) or LPCVD (Low pressure CVD) method of amorphous silicon with a thickness of 500 Å on the insulating substrate After the film was deposited, a method of crystallizing it was used. Crystallization methods can be classified into four categories as follows.
첫째, 레이저 열처리(laser annealing) 방법은 비정질 실리콘 박막이 증착된 기판에 레이저를 가해서 다결정 실리콘을 성장하는 방법이다.First, laser annealing is a method of growing polycrystalline silicon by applying a laser to a substrate on which an amorphous silicon thin film is deposited.
둘째, 고상 결정화(solid phase crystallization : 이하 SPC라 칭한다) 방법은 비정질 실리콘을 고온에서 장시간 열처리하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.Second, solid phase crystallization (hereinafter referred to as SPC) method is a method of forming polycrystalline silicon by heat-treating amorphous silicon for a long time at a high temperature.
셋째, 금속유도 결정화(metal induced crystallization : MIC) 방법은 비정질 실리콘 상에 금속을 증착하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법으로, 대면적의 유리기판을 사용할 수 있다.Third, the metal induced crystallization (MIC) method is a method of forming a polycrystalline silicon by depositing a metal on amorphous silicon, a large-area glass substrate can be used.
넷째, 금속유도 측면 결정화방법(metal induced lateral crystallization : MILC)방법은 액티브 영역에 산화막 패터을 형성한 후, 금속을 증착하여 다결정 실리콘을 형성하는 방법으로, 상기 산화막 패턴의 하부는 실리콘 결정이 측면으로 성장하기 때문에 캐리어의 이동도를 개선할 수 있는 방법이다.Fourth, the metal induced lateral crystallization method (MILC) is a method of forming an oxide pattern in an active region and then depositing metal to form polycrystalline silicon. Since it grows, it is a method which can improve the mobility of a carrier.
첫번째 방법인 레이저 열처리는 현재 널리 연구되고 있는 다결정 실리콘 형성 방법으로 비정질 실리콘이 증착된 기판에 레이저 에너지를 공급하여 상기 비정질 실리콘을 용융상태로 만든후 냉각에 의해 다결정 실리콘을 형성하는 방법이다.The first method, laser heat treatment, is a method of forming polycrystalline silicon, which is currently widely studied, which supplies laser energy to a substrate on which amorphous silicon is deposited to make the amorphous silicon in a molten state, and then forms polycrystalline silicon by cooling.
두번째 방법인 고상 결정화는 600℃ 이상의 고온을 견딜 수 있는 석영기판에 불순물의 확산을 방지하기 위해 소정의 두께로 완충층(buffer layer)을 형성하고, 상기 완충층 상에 비정질 실리콘을 증착한 후, 퍼니스에서 고온 장시간 열처리 하여 다결정 실리콘을 얻는 방법으로, 전술한 바와 같이 상기 고상 결정화는 고온에서 장시간 수행되므로 원하는 다결정 실리콘 상(phase)을 얻을 수 없으며, 그레인 성장 방향성이 불규칙하여 박막 트랜지스터로의 응용시 다결정 실리콘과 접속될 게이트 절연막이 불규칙하게 성장되어 소자의 항복전압이 낮아지는 문제점이 있고, 다결정 실리콘의 입경(grain)의 크기가 심하게 불균일하여 소자의 전기적 특성을 저하 시킬뿐만 아니라, 고가의 석영기판을 사용해야 하는 문제점이 있다.The second method, solid crystallization, forms a buffer layer with a predetermined thickness to prevent diffusion of impurities on a quartz substrate that can withstand high temperatures of 600 ° C. or higher, deposits amorphous silicon on the buffer layer, and then As a method of obtaining polycrystalline silicon by heat treatment at a high temperature for a long time, as described above, since the solid phase crystallization is performed for a long time at a high temperature, a desired polycrystalline silicon phase cannot be obtained, and the grain growth direction is irregular so that the polycrystalline silicon is applied to a thin film transistor. The breakdown voltage of the device is lowered due to irregular growth of the gate insulating layer to be connected to the gate, and the grain size of the polycrystalline silicon is extremely uneven, which lowers the electrical characteristics of the device and requires the use of an expensive quartz substrate. There is a problem.
세 번째와 네번째 방법인 금속유도 결정화는 저가의 대면적 유리기판을 사용하여 다결정 실리콘을 형성할 수 있으나, 상기 다결정 실리콘 내부의 네트워크(network) 속에 금속의 잔류물이 존재할 가능성이 많기 때문에 막질의 신뢰성을 보장하기 힘들지만, 상기 MIC 방법을 새로이 응용하여, 결정화된 다결정 실리콘을 박막 트랜지스터 및 액정표시장치의 스위칭 소자에 적용하려는 시도가 진행중이다.The third and fourth methods, metal-induced crystallization, can form polycrystalline silicon using a low-cost, large-area glass substrate, but film quality reliability is more likely because metal residues are more likely to exist in the network inside the polycrystalline silicon. Although it is difficult to guarantee the MIC method, attempts are being made to apply crystallized polycrystalline silicon to switching devices of thin film transistors and liquid crystal displays by newly applying the MIC method.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 금속 유도 결정화 공정을 통한 종래의 다결정 실리콘 형성공정을 설명한다.Hereinafter, a conventional polycrystalline silicon forming process through a metal induced crystallization process will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 내지 도 1c는 금속 유도 결정화 방법을 이용한 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조공정을 순서대로 도시한 공정 단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of a polycrystalline silicon thin film transistor using a metal induced crystallization method.
먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 기판(10)상에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함한 실리콘 절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여, 버퍼층(12)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, one selected from a group of silicon insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the substrate 10 to form a buffer layer 12.
상기 버퍼층(12)은 가해진 열에 의해 기판(10)의 내부에서 알칼리 물질의 용출을 방지하기 위함이다.The buffer layer 12 is to prevent the elution of the alkaline substance inside the substrate 10 by the applied heat.
연속하여, 상기 버퍼층(12)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착하여 비정질 실리콘층(14)을 형성한다.Subsequently, amorphous silicon (a-Si: H) is deposited on the buffer layer 12 to form an amorphous silicon layer 14.
다음으로, 도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(14)의 표면에 촉매금속(16)을 흡착한다.Next, as shown in FIG. 1B, the catalyst metal 16 is adsorbed onto the surface of the amorphous silicon layer 14.
대표적인 촉매금속(16)으로 니켈(Ni)을 사용하며, 그 외에 납(Pb)과 코발트(Co)등을 사용한다.Nickel (Ni) is used as a representative catalyst metal (16), and lead (Pb) and cobalt (Co) are used.
상기 촉매금속(16)을 흡착하는 방법은 이온 샤워(ion shower), 이온 도핑(ion doping), 스퍼터링(sputtering)방법, CVD 방법 등을 사용할 수 있다.As the method of adsorbing the catalyst metal 16, an ion shower, ion doping, sputtering, CVD, or the like may be used.
전술한 방법으로 촉매금속(16)이 흡착된 비정질 실리콘에 열을 가하면 도 1c에 도시한 바와 같은 다결정 실리콘층(15)이 형성된다.When heat is applied to amorphous silicon to which the catalytic metal 16 is adsorbed by the above-described method, a polycrystalline silicon layer 15 as shown in FIG. 1C is formed.
도 1d에 도시한 바와 같이, 상기 다결정 실리콘층을 패턴하여 아일랜드(8)를 형성한다.As shown in FIG. 1D, the polycrystalline silicon layer is patterned to form an island 8.
다음, 도 1e에 도시된 공정은 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계로, 상기 아일랜드(8) 상부에 제 2 절연막인 게이트 절연막(10) 및 게이트 전극(12)을 형성한다.Next, the process illustrated in FIG. 1E is a step of forming a gate insulating film and a gate electrode. The gate insulating film 10 and the gate electrode 12, which are second insulating films, are formed on the island 8.
상기 아일랜드(8)는 두 개의 영역으로 구분될 수 있으며, 제 1 액티브 영역(14)은 순수 실리콘 영역이고, 제 2 액티브 영역(16, 17)은 불순물 영역이 그것이다. 상기 제 2 액티브 영역(16, 17)은 상기 제 1 액티브 영역(14)의 양 가장자리에 위치하고 있다.The island 8 may be divided into two regions, in which the first active region 14 is a pure silicon region, and the second active regions 16 and 17 are impurity regions. The second active regions 16 and 17 are located at both edges of the first active region 14.
결과적으로, 상기 게이트 절연막(10)및 상기 게이트 전극(12)은 상기 제 1 액티브 영역(14) 상에 위치하는 형상이다.As a result, the gate insulating layer 10 and the gate electrode 12 have a shape located on the first active region 14.
이때, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiO2), TEOS(Tetra Ethoxy Silane)로 구성된 집단에서 선택된 물질로 형성한다.In this case, the first insulating film and the second insulating film are formed of a material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), and TEOS (Tetra Ethoxy Silane).
연속하여, 상기 제 2 액티브 영역(16,17)에 저항성 접촉층을 형성하기 위해 p+ 불순물 이온(예를 들면; boron)을 도핑 한다.Subsequently, p + impurity ions (eg, boron) are doped to form an ohmic contact layer on the second active regions 16 and 17.
이 때, 상기 게이트 전극(12)은 상기 제 1 액티브 영역(14)에 도펀트가 침투하는 것을 방지하는 이온 스타퍼(Ion-stopper)의 역할을 하게 된다.In this case, the gate electrode 12 serves as an ion stopper to prevent the dopant from penetrating into the first active region 14.
도 1f는 게이트 전극(12)과 제 2 액티브 영역(16, 17) 및 제 2 절연층(10)의 전면에 걸쳐 제 3 절연층인 층간 절연막(Inter layer insulator ;18)을 증착하고 패터닝하는 단계로, 상기 제 2 액티브 영역(16, 17)에 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀(16', 17')을 형성한다.FIG. 1F illustrates depositing and patterning a third insulating layer, an interlayer insulator 18, over the entire surface of the gate electrode 12, the second active regions 16 and 17, and the second insulating layer 10. Thus, first and second contact holes 16 'and 17' are formed in the second active regions 16 and 17.
도 1g에 도시된 도면은 여러 가지 공정을 복합적으로 나타내고 있다.The figure shown in FIG. 1G combines several processes.
먼저, 도 1f에서 형성한 콘택홀(16', 17')을 통해 제 2 액티브 영역(16, 17)과 각각 접촉하는 소스 전극(20)및 드레인 전극(22)을 형성한다.First, the source electrode 20 and the drain electrode 22 contacting the second active regions 16 and 17, respectively, are formed through the contact holes 16 'and 17' formed in FIG. 1F.
전술한 바와 같은 공정으로, 종래의 금속 유도 결정화 방법을 이용한 p+형 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 형성할 수 있다.By the process as described above, it is possible to form a p + type polycrystalline silicon thin film transistor using a conventional metal induced crystallization method.
이를 액정표시장치용 어레이기판에 적용하게 되면, 상기 전극들(20, 22) 및 기판(10)의 전면에 걸쳐 보호층(26)을 증착하고 패터닝하여 상기 드레인 전극(22)의 일부를 노출하는 콘택홀(27)을 형성한다.When applied to the array substrate for a liquid crystal display device, the protective layer 26 is deposited and patterned over the entire surfaces of the electrodes 20 and 22 and the substrate 10 to expose a portion of the drain electrode 22. The contact hole 27 is formed.
그리고, 투명 도전성 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 상기 노출된 드레인 전극(22)과 접촉하는 투명한 화소전극(28)을 형성한다.A transparent conductive metal material is deposited and patterned to form a transparent pixel electrode 28 in contact with the exposed drain electrode 22.
이와 같은 방법으로 본 발명에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 포함한 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.In this manner, an array substrate for a liquid crystal display device including the polycrystalline silicon thin film transistor according to the present invention can be manufactured.
그러나, 전술한 바와 같은 공정으로 제작된 다결정 박막트랜지스터는 상기 액티브 영역에 여전히 촉매금속의 잔사가 남아 있는 상태이다.However, in the polycrystalline thin film transistor fabricated by the above-described process, residues of the catalytic metal still remain in the active region.
상기 액티브 영역에 존재하는 촉매금속의 잔사는 결함으로 작용하여 캐리어를 트랩하는 역할을 하게 된다.Residues of catalytic metal present in the active region act as defects to trap carriers.
따라서, 박막트랜지스터에서 누설전류가 발생하고 문턱전압을 높이는 원인이된다.Therefore, leakage current occurs in the thin film transistor and causes a threshold voltage.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안한 것으로, 상기 다결정 실리콘층의 표면을 불산(HF)으로 얇게 식각하여 금속잔사 및 이온 불순물을 제거하는 제 1 방법과, 상기 다결정 실리콘층에 정의된 액티브 영역에 별도의 산화막 패턴을 형성한 후 이온을 도핑하여 액티브 영역에 남아 있는 촉매금속을 제거하는 제 2 방법을 사용한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-described problems, the first method of removing the metal residue and ionic impurities by thinly etching the surface of the polycrystalline silicon layer with hydrofluoric acid (HF), and the polycrystalline silicon layer After forming a separate oxide film pattern in the defined active region, a second method of removing the catalytic metal remaining in the active region by doping ions is used.
이때, 상기 제 1 방법에서 불소를 이용한 식각공정과, 제 2 방법에서 산화막 패턴을 형성하기 전 질소(N2) 분위기에서 다결정 실리콘층을 활성화 하는 공정을 진행한다.In this case, an etching process using fluorine in the first method and a process of activating the polycrystalline silicon layer in a nitrogen (N 2 ) atmosphere before forming the oxide film pattern in the second method are performed.
이와 같이 하면, 다결정 실리콘층의 표면이 안정화된 상태에서 촉매금속의 잔사를 제거하기 위한 식각공정이 진행되기 때문에 결정층의 표면에 결함 발생확률이 적어지고, 이후 도펀트를 도핑 공정 중 도펀트의 확산을 제어 할 수 있으므로 소자의 열화를 방지할 수 있다.In this case, since the etching process for removing the residue of the catalyst metal is performed while the surface of the polycrystalline silicon layer is stabilized, the probability of defect generation on the surface of the crystal layer is decreased, and then the dopant is diffused during the doping process. Since it can be controlled, deterioration of the device can be prevented.
도 1a 내지 도 1g는 종래의 다결정 실리콘 박막트랜지스터 제조방법을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,1A to 1G are cross-sectional views illustrating a conventional polycrystalline silicon thin film transistor manufacturing method according to a process sequence.
도 2a 내지 도 2g는 다결정 박막트랜지스터의 제조방법을 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이고,2A to 2G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor in a process sequence according to a first embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3i는 다결정 박막트랜지스터의 제조방법을 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이다.3A to 3I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor in a process sequence according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 투명한 절연기판 112 : 버퍼층100: transparent insulating substrate 112: buffer layer
115 : 다결정 실리콘층115: polycrystalline silicon layer
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 액티브층 형성방법은 기판 상에 절연막인 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층이 형성된 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하는 단계와; 상기 비정질 실리콘층의 상부에 촉매금속을 흡착하는 단계와; 상기 촉매금속이흡착된 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층을 질소 분위기에서 소정의 온도로 활성화하는 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 안정화하는 단계와; 상기 안정화된 다결정 실리콘층의 표면을 소정의 수단으로 얇게 식각하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming an active layer of a polycrystalline silicon thin film transistor, the method including forming a buffer layer as an insulating film on a substrate; Depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate on which the buffer layer is formed; Adsorbing a catalyst metal on top of the amorphous silicon layer; Crystallizing the amorphous silicon layer on which the catalyst metal is adsorbed into a polycrystalline silicon layer; Stabilizing the polycrystalline silicon layer by performing a process of activating the polycrystalline silicon layer at a predetermined temperature in a nitrogen atmosphere; Thinly etching the surface of the stabilized polycrystalline silicon layer by a predetermined means.
상기 촉매금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 납(Pb)으로 구성된 금속 그룹 중 선택된 하나로 형성한다.The catalyst metal is formed of one selected from the group of metals consisting of nickel (Ni), cobalt (Co), and lead (Pb).
상기 실리콘층의 표면을 식각하는 수단은 불산(HF)이다.The means for etching the surface of the silicon layer is hydrofluoric acid (HF).
본 발명의 제 1 특징에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법은 기판 상에 절연막인 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층이 형성된 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하는 단계와; 상기 비정질 실리콘층의 상부에 촉매금속을 흡착하는 단계와; 상기 촉매금속이 흡착된 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층을 질소 분위기에서 소정의 온도로 활성화하는 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 안정화하는 단계와; 상기 안정화된 다결정 실리콘층의 표면을 소정의 수단으로 얇게 식각하는 단계와; 상기 표면이 식각된 다결정 실리콘층을 패턴하여, 액티브층을 형성하는 단계와; 상기 액티브층 상에 제 2 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상부의 액티브층 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 양측으로 노출된 액티브층에 불순물을 도핑하여, 상기 액티브층의 양측에 오믹 콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹 콘택층이 형성된 기판의 전면에 제 3 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 3 절연막을 패턴하여, 상기 오믹콘택층을 노출하도록 상기 게이트 전극의양측에 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 제 1 콘택홀을 통해 노출된 오믹콘택층과 접촉하는 소스전극과, 상기 제 2 콘택홀을 통해 오믹콘택층과 접촉하는 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor according to a first aspect of the present invention includes forming a buffer layer as an insulating film on a substrate; Depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate on which the buffer layer is formed; Adsorbing a catalyst metal on top of the amorphous silicon layer; Crystallizing the amorphous silicon layer to which the catalyst metal is adsorbed into a polycrystalline silicon layer; Stabilizing the polycrystalline silicon layer by performing a process of activating the polycrystalline silicon layer at a predetermined temperature in a nitrogen atmosphere; Etching the surface of the stabilized polycrystalline silicon layer thinly by a predetermined means; Patterning the surface-etched polycrystalline silicon layer to form an active layer; Forming a gate insulating film, which is a second insulating film, on the active layer; Forming a gate electrode on the active layer over the gate insulating film; Doping an active layer exposed to both sides of the gate electrode to form an ohmic contact layer on both sides of the active layer; Forming a third insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact layer is formed; Patterning the third insulating film to form first and second contact holes on both sides of the gate electrode to expose the ohmic contact layer; And forming a source electrode contacting the ohmic contact layer exposed through the first contact hole and a drain electrode contacting the ohmic contact layer through the second contact hole.
상기 제 1 및 제 2 절연막은 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiO2), TEOS(Tetra Ethoxy Silane)로 구성된 집단에서 선택된 물질중 하나로 형성한다.The first and second insulating layers are formed of one of materials selected from the group consisting of a silicon nitride film (SiN x ), a silicon oxide film (SiO 2 ), and TEOS (Tetra Ethoxy Silane).
본 발명의 제 2 특징에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 액티브층 형성방법은 기판 상에 절연막인 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층이 형성된 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하는 단계와; 상기 비정질 실리콘층의 상부에 촉매금속을 흡착하는 단계와; 상기 촉매금속이 흡착된 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층에 액티브 영역을 정의하는 단계와; 상기 정의된 액티브 영역과 평면적으로 겹쳐지는 산화막 패턴을 형성하는 단계와; 산화막 패턴이 포함된 결정질 실리콘층에 n+ 이온을 도핑한 후 열처리 하여, 상기 산화막 패턴 하부의 액티브 영역에 존재하는 촉매금속을 제거하는 단계와; 상기 산화막 패턴을 마스크로 하여 노출된 다결정층을 식각하는 단계를 포함한다.A method of forming an active layer of a polycrystalline silicon thin film transistor according to a second aspect of the present invention includes forming a buffer layer as an insulating film on a substrate; Depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate on which the buffer layer is formed; Adsorbing a catalyst metal on top of the amorphous silicon layer; Crystallizing the amorphous silicon layer to which the catalyst metal is adsorbed into a polycrystalline silicon layer; Defining an active region in the polycrystalline silicon layer; Forming an oxide film pattern planarly overlapping the defined active region; Doping n + ions to the crystalline silicon layer including the oxide layer pattern and then performing a heat treatment to remove the catalytic metal present in the active region under the oxide layer pattern; Etching the exposed polycrystalline layer using the oxide layer pattern as a mask.
상기 도핑된 n+ 이온과 다결정 실리콘층의 실리콘이 반응하여, 상기 산화막 패턴이 형성되지 않은 다결정 실리콘층의 표면에 실리사이드가 형성된다.The doped n + ions react with silicon in the polycrystalline silicon layer to form silicide on the surface of the polycrystalline silicon layer on which the oxide layer pattern is not formed.
상기 촉매금속으로 결정화된 다결정 실리콘층을 질소(N2) 분위기에서 소정의 온도로 활성화하여, 다결정 실리콘층을 안정화하는 단계를 포함한다.Activating the polycrystalline silicon layer crystallized with the catalytic metal at a predetermined temperature in a nitrogen (N 2 ) atmosphere to stabilize the polycrystalline silicon layer.
본 발명의 특징에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터 제조방법은 기판 상에 제 1 절연막인 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층이 형성된 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하는 단계와; 상기 비정질 실리콘층의 상부에 촉매금속을 흡착하는 단계와; 상기 촉매금속이 흡착된 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화하는 단계와; 상기 다결정 실리콘층에 액티브 영역을 정의하는 단계와; 상기 정의된 액티브 영역과 평면적으로 겹쳐지는 산화막 패턴을 형성하는 단계와; 산화막 패턴이 포함된 결정질 실리콘층에 n+ 이온을 도핑한 후 열처리 하여, 상기 산화막 패턴의 하부에 존재하는 촉매금속을 제거하는 단계와; 상기 산화막 패턴을 마스크로 하여 노출된 다결정층을 식각하는 단계와; 상기 산화막 패턴을 제거하여 아일랜드 형상의 액티브층을 형성하는 단계와; 상기 액티브층 상에 제 2 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상부의 액티브층 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 양측으로 노출된 액티브층에 불순물을 도핑하여 상기 액티브층의 양측에 오믹 콘택층을 형성하는 단계와; 상기 오믹 콘택층이 형성된 기판의 전면에 제 3 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 3 절연막을 패턴하여, 상기 오믹콘택층을 노출하도록 상기 게이트 전극의 양측에 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와; 기 제 1 콘택홀을 통해 노출된 오믹콘택층과 접촉하는 소스전극과, 상기 제 2 콘택홀을 통해 오믹콘택층과 접촉하는 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor, the method comprising: forming a buffer layer as a first insulating layer on a substrate; Depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate on which the buffer layer is formed; Adsorbing a catalyst metal on top of the amorphous silicon layer; Crystallizing the amorphous silicon layer to which the catalyst metal is adsorbed into a polycrystalline silicon layer; Defining an active region in the polycrystalline silicon layer; Forming an oxide film pattern planarly overlapping the defined active region; Doping n + ions to the crystalline silicon layer including the oxide film pattern and then performing a heat treatment to remove the catalytic metal present in the lower portion of the oxide film pattern; Etching the exposed polycrystalline layer using the oxide film pattern as a mask; Removing the oxide layer pattern to form an island-shaped active layer; Forming a gate insulating film, which is a second insulating film, on the active layer; Forming a gate electrode on the active layer over the gate insulating film; Forming an ohmic contact layer on both sides of the active layer by doping impurities into the active layer exposed to both sides of the gate electrode; Forming a third insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact layer is formed; Patterning the third insulating film to form first and second contact holes on both sides of the gate electrode to expose the ohmic contact layer; And forming a source electrode contacting the ohmic contact layer exposed through the first contact hole and a drain electrode contacting the ohmic contact layer through the second contact hole.
이하, 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and embodiments will be described the present invention in detail.
-- 제 1 실시예 --First Embodiment
본 발명의 제 1 실시예는 촉매금속을 이용하여 결정화한 다결정 실리콘층을 질소 분위기에서 소정의 온도로 활성화하는 것을 특징으로 한다.The first embodiment of the present invention is characterized in that the polycrystalline silicon layer crystallized using the catalytic metal is activated at a predetermined temperature in a nitrogen atmosphere.
이하, 도 2a 내지 도 2g는 다결정 박막트랜지스터의 제조공정을 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공정순서로 도시한 공정 단면도이다.2A to 2G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a polycrystalline thin film transistor in a process sequence according to the first embodiment of the present invention.
먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 기판(100)상에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함한 무기 절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 버퍼층(112)을 형성한다.First, as illustrated in FIG. 2A, one of a group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the substrate 100 to form a buffer layer 112.
상기 버퍼층(112)은 가해진 열에 의해 기판(100)의 내부에서 알칼리 물질의 용출을 방지하기 위함이다.The buffer layer 112 is to prevent the elution of the alkali material in the substrate 100 by the applied heat.
연속하여, 상기 버퍼층(112)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착하여 비정질 실리콘층(114)을 형성한다.Subsequently, amorphous silicon (a-Si: H) is deposited on the buffer layer 112 to form an amorphous silicon layer 114.
다음으로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(114)의 표면에 촉매금속(116)을 흡착한다.Next, as shown in FIG. 2B, the catalyst metal 116 is adsorbed onto the surface of the amorphous silicon layer 114.
대표적인 촉매금속(116)으로 니켈(Ni)을 사용하며, 그 외에 납(Pb)과 코발트(Co)등을 사용한다.Nickel (Ni) is used as a representative catalyst metal 116, and lead (Pb) and cobalt (Co) are used.
상기 촉매금속(116)을 흡착하는 방법은 이온 샤워(ion shower), 이온 도핑(ion doping), 스퍼터링(sputtering)방법, CVD 방법 등을 사용할 수 있다.As the method of adsorbing the catalyst metal 116, an ion shower, ion doping, sputtering, CVD, or the like may be used.
전술한 방법으로 촉매금속(116)이 흡착된 비정질 실리콘층에 열을 가하면 도2c에 도시한 바와 같은 다결정 실리콘층(115)이 형성된다.By applying heat to the amorphous silicon layer to which the catalytic metal 116 is adsorbed by the above-described method, the polycrystalline silicon layer 115 as shown in FIG. 2C is formed.
연속하여, 상기 다결정 실리콘층을 N2분위기에서 소정의 온도로 활성화하는 공정을 진행한다.Subsequently, a process of activating the polycrystalline silicon layer at a predetermined temperature in an N 2 atmosphere is performed.
이와 같이 하면, 상기 다결정 실리콘층의 표면이 안정화된다.In this manner, the surface of the polycrystalline silicon layer is stabilized.
즉, 촉매금속(도 2b의 116)과의 반응에 의해 결정화가 진행된 결정질 실리콘층은 다수의 결함이 존재하게 되는데, 이를 질소(N2)분위기에서 활성화하는 공정을 진행하게 되면, 상기 결함을 복구 할 수 있는 효과가 있다.That is, a plurality of defects are present in the crystalline silicon layer in which crystallization is advanced by reaction with the catalytic metal (116 in FIG. 2B). When the process of activating them in a nitrogen (N 2 ) atmosphere is performed, the defects are repaired. It can work.
다음으로, 상기 다결정 실리콘층(115)의 표면을 불소(HF)를 이용하여 얇게 식각하여, 다결정 실리콘층의 표면에 남아 있는 금속잔사 및 이온 불순물을 제거한다.Next, the surface of the polycrystalline silicon layer 115 is etched thinly using fluorine (HF) to remove metal residues and ionic impurities remaining on the surface of the polycrystalline silicon layer.
이 과정에서, 상기 다결정 실리콘층은 이미 안정화된 상태임으로 식각공정 중 표면에 결함이 발생할 확률이 적다.In this process, since the polycrystalline silicon layer is already stabilized, defects on the surface of the etching process are less likely to occur.
또한, 이후 공정에서 행해지는 도핑 공정에서, 이온의 확산속도를 제어할 수 있으므로 소자의 열화 특성을 방지 할 수 있다.In addition, in the doping step performed in a subsequent step, the diffusion rate of the ions can be controlled to prevent deterioration characteristics of the device.
다음으로, 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 다결정 실리콘 박막을 패턴하여 아일랜드(108)를 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 2D, the island 108 is formed by patterning the polycrystalline silicon thin film.
다음, 도 2e에 도시된 공정은 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계로, 상기 아일랜드(108) 상부에 제 2 절연막인 게이트 절연막(100) 및 게이트 전극(112)을 형성한다.Next, the process illustrated in FIG. 2E is a step of forming a gate insulating film and a gate electrode to form a gate insulating film 100 and a gate electrode 112 as a second insulating film on the island 108.
상기 아일랜드(108)는 두 개의 영역으로 구분될 수 있으며, 제 1 액티브 영역(114)은 순수 실리콘 영역이고, 제 2 액티브 영역(116, 117)은 불순물 영역이 그것이다. 상기 제 2 액티브 영역(116, 117)은 상기 제 1 액티브 영역(114)의 양 가장자리에 위치하고 있다.The island 108 may be divided into two regions, in which the first active region 114 is a pure silicon region, and the second active regions 116 and 117 are impurity regions. The second active regions 116 and 117 are positioned at both edges of the first active region 114.
결과적으로, 상기 게이트 절연막(100)및 상기 게이트 전극(112)은 상기 제 1 액티브 영역(114)상에 위치한 형상이다.As a result, the gate insulating layer 100 and the gate electrode 112 have a shape located on the first active region 114.
이때, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiO2), TEOS(Tetra Ethoxy Silane)로 구성된 집단에서 선택된 물질로 형성한다.In this case, the first insulating film and the second insulating film are formed of a material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), and TEOS (Tetra Ethoxy Silane).
연속하여, 상기 제 2 액티브 영역(116,117)에 저항성 접촉 층을 형성하기 위해 p+ 불순물 이온(예를 들면; boron)을 도핑 한다.Subsequently, p + impurity ions (eg, boron) are doped to form an ohmic contact layer on the second active regions 116 and 117.
이 때, 상기 게이트 전극(112)은 상기 제 1 액티브 영역(114)에 도펀트가 침투하는 것을 방지하는 이온 스타퍼(Ion-stopper)의 역할을 하게 된다.In this case, the gate electrode 112 serves as an ion stopper to prevent the dopant from penetrating into the first active region 114.
도 2f는 게이트 전극(112)과 제 2 액티브 영역(116, 117) 및 제 2 절연층(100)의 전면에 걸쳐 제 3 절연층인 층간 절연막(Inter layer insulator ;18)을 증착하고 패터닝하는 단계로, 상기 제 2 액티브 영역(116, 117)에 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀(116', 117')을 형성한다.2F illustrates depositing and patterning a third insulating layer, an interlayer insulator 18, over the entire surface of the gate electrode 112, the second active regions 116 and 117, and the second insulating layer 100. Thus, first contact holes and second contact holes 116 ′ and 117 ′ are formed in the second active regions 116 and 117.
도 2g에 도시된 도면은 여러 가지 공정을 복합적으로 나타내고 있다.The figure shown in FIG. 2G combines several processes.
먼저, 도 2g에서 형성한 콘택홀(116', 117')을 통해 제 2 액티브 영역(116,117)과 각각 접촉하는 소스 전극(120)및 드레인 전극(122)을 형성한다.First, the source electrode 120 and the drain electrode 122 contacting the second active regions 116 and 117, respectively, are formed through the contact holes 116 ′ and 117 ′ formed in FIG. 2G.
전술한 바와 같은 공정으로, 종래의 금속 유도 결정화 방법을 이용한 p+형 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 형성할 수 있다.By the process as described above, it is possible to form a p + type polycrystalline silicon thin film transistor using a conventional metal induced crystallization method.
이를 액정표시장치용 어레이기판에 적용하게 되면, 상기 전극들(120, 122) 및 기판(100)의 전면에 걸쳐 보호층(126)을 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인 전극(122)의 일부를 노출하는 콘택홀(127)을 형성한다.When applied to the array substrate for a liquid crystal display device, the protective layer 126 is deposited and patterned over the entire surfaces of the electrodes 120 and 122 and the substrate 100 to expose a portion of the drain electrode 122. A contact hole 127 is formed.
그리고, 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 상기 노출된 드레인 전극(122)과 접촉하는 화소전극(128)을 형성한다.In addition, a transparent conductive metal material including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO) is deposited and patterned to form a pixel electrode 128 in contact with the exposed drain electrode 122. .
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 제작할 수 있다.Through the process as described above, it is possible to manufacture a polycrystalline silicon thin film transistor according to the first embodiment of the present invention.
이하, 제 2 실시예는 다결정 실리콘층을 전술한 바와 같은 질소 분위기에서 활성화 한 후, 이온 도핑방법으로 촉매 금속의 잔사를 제거하는 방법을 설명한다.Hereinafter, the second embodiment describes a method of removing the residue of the catalyst metal by ion doping after activating the polycrystalline silicon layer in the nitrogen atmosphere as described above.
-- 제 2 실시예 --Second Embodiment
본 발명의 제 2 실시예는 촉매금속을 이용하여 결정화한 다결정 실리콘층의 표면을 질소 분위기에서 안정화 한 후, 이온 도핑 방법을 이용하여 촉매금속을 제거하는 것을 특징으로 한다.The second embodiment of the present invention is characterized in that the surface of the polycrystalline silicon layer crystallized using the catalyst metal is stabilized in a nitrogen atmosphere, and then the catalyst metal is removed using an ion doping method.
도 3a 내지 도 3i는 다결정 박막트랜지스터 제조공정을 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공정 순서로 도시한 공정 단면도이다.3A to 3I are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a polycrystalline thin film transistor in a process sequence according to a second embodiment of the present invention.
먼저 도 3a에 도시한 바와 같이, 기판(200)상에 질화 실리콘(SiNX)과 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연 물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 버퍼층(202)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, one selected from a group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN X ) and silicon oxide (SiO 2 ) is deposited and patterned on a substrate 200 to form a buffer layer 202. do.
연속하여, 상기 버퍼층(202)의 상부에 비정질 실리콘을 증착하여, 비정질 실리콘층(204)을 형성한다.Subsequently, amorphous silicon is deposited on the buffer layer 202 to form an amorphous silicon layer 204.
연속하여, 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(204)의 상부에 촉매금속(205)을 미량 흡착한다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, a small amount of catalyst metal 205 is adsorbed onto the amorphous silicon layer 204.
상기 촉매금속(205)이 흡착된 비정질 실리콘층(204)에 열을 가하면, 상기 비정질 실리콘층(204)의 표면에서는 상기 흡착된 촉매금속과 실리콘이 반응하여 실리사이드(NiSi2)가 형성되며, 상기 실리 사이드는 비질 실리콘층(204)의 하부로 확산되면서 결정화가 진행된다.When heat is applied to the amorphous silicon layer 204 to which the catalyst metal 205 is adsorbed, silicide (NiSi 2 ) is formed by reacting the adsorbed catalyst metal with silicon on the surface of the amorphous silicon layer 204. As the silicide diffuses to the lower portion of the amorphous silicon layer 204, crystallization proceeds.
따라서, 도 3c에 도시한 바와 같이 다수의 결정립(210)으로 구성된 다결정 실리콘층(206)을 형성할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 3C, the polycrystalline silicon layer 206 including the plurality of crystal grains 210 may be formed.
연속하여, 상기 다결정 실리콘층을 질소(N2) 분위기에서 소정의 온도로 활성화하는 공정을 진행하여 결정층을 안정화한다Subsequently, a process of activating the polycrystalline silicon layer at a predetermined temperature in a nitrogen (N 2 ) atmosphere is performed to stabilize the crystal layer.
상기 결정층의 안정화가 필요한 것은 앞서 설명한 바 있다.The stabilization of the crystal layer has been described above.
다음으로, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 다결정 실리콘층(206)의 상부에 산화막을 형성한 후 패턴하여, 액티브 영역(208)을 정의하는 산화막 패턴(212)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 3D, an oxide film is formed on the polycrystalline silicon layer 206 and then patterned to form an oxide film pattern 212 defining the active region 208.
상기 액티영역(208)은 채널의 역할을 하는 제 1 액티브 영역(214)과, 오믹 콘택층이 되는 제 2 액티브 영역(216,217)으로 구분된다.The active region 208 is divided into a first active region 214 serving as a channel and a second active region 216 and 217 serving as an ohmic contact layer.
연속하여, 상기 산화막 패턴(212)을 포함한 다결정 실리콘층의 상부에 n+이온을 도핑한 후 열처리 공정을 진행하게 되면, 상기 산화막 패턴(212) 하부의 제 1 액티브 영역(214)과 제 2 액티브 영역(216,217)에 남아 있던 촉매금속이 산화막의 바깥쪽으로 확산되어 빠져나와, 상기 도핑된 이온과 반응하게 된다.Subsequently, when the heat treatment process is performed after doping n + ions on the polycrystalline silicon layer including the oxide layer pattern 212, the first active region 214 and the second active region below the oxide layer pattern 212 are performed. The catalytic metal remaining at 216 and 217 diffuses out of the oxide film and exits to react with the doped ions.
상기 촉매금속이 니켈(Ni)이고 상기 도핑 물질이 인(phosphorus)이라면 NiP로 반응하게 된다.If the catalyst metal is nickel (Ni) and the doping material is phosphorus, phosphorus is reacted with NiP.
따라서, 상기 촉매금속의 잔사와 도핑된 이온이 반응한 반응물은 상기 산화막 패턴(212)이 형성되지 않은 다결정 실리콘층(206)에 존재하게 된다.Accordingly, the reactant reacted with the residue of the catalyst metal and the doped ions is present in the polycrystalline silicon layer 206 in which the oxide layer pattern 212 is not formed.
상기 산화막 패턴(212)은 액티브 영역에 이온(n+)이 도핑되는 것을 방지하기 위한 이온스토퍼(ion stopper)로 사용한다.The oxide layer pattern 212 is used as an ion stopper to prevent doping of ions (n +) in the active region.
다음으로, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 산화막 패턴(212)을 마스크로 하여 하부에 노출된 다결정층을 제거한다.Next, as shown in FIG. 3E, the polycrystalline layer exposed below is removed using the oxide film pattern 212 as a mask.
연속하여, 소정의 식각 수단을 이용하여 산화막 패턴(212)을 제거함으로서 비로소 아일랜드 형상으로 패턴된 액티브 영역(208)을 형성할 수 있다.Subsequently, by removing the oxide layer pattern 212 using a predetermined etching means, the active region 208 patterned in an island shape can be formed.
상기 액티브 영역(208)은 도 3f에 도시한 바와 같이, 제 1 액티브영역(214)과 제 2 액티브 영역(216,217)으로 정의된다.As shown in FIG. 3F, the active region 208 is defined as a first active region 214 and a second active region 216 and 217.
다음으로, 도 3h에 도시된 공정은 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계로, 상기 아일랜드 형상의 액티브층(208)상부에 제 2 절연막인 게이트절연막(210)및 게이트 전극(212)을 형성한다.Next, the process shown in FIG. 3H is a step of forming a gate insulating film and a gate electrode to form a gate insulating film 210 and a gate electrode 212 as a second insulating film on the island-shaped active layer 208. .
전술한 구성에서, 상기 제 2 액티브 영역(216, 217)은 상기 제 1 액티브 영역(214)의 양 가장자리에 위치하고 있다.In the above-described configuration, the second active regions 216 and 217 are located at both edges of the first active region 214.
따라서, 상기 게이트 절연막(210)및 상기 게이트 전극(212)은 상기 제 1 액티브 영역(214) 상에 위치한 형상이 된다.Accordingly, the gate insulating layer 210 and the gate electrode 212 have a shape located on the first active region 214.
이때, 상기 제 1 절연막과 제 2 절연막은 질화 실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiO2), TEOS(Tetra Ethoxy Silane)로 구성된 집단에서 선택된 물질로 형성한다.In this case, the first insulating film and the second insulating film are formed of a material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO 2 ), and TEOS (Tetra Ethoxy Silane).
상기 게이트 전극(212)과 게이트 절연막(210)은 마스크의 수를 절감하기 위해 동일 패턴으로 형성된다.The gate electrode 212 and the gate insulating film 210 are formed in the same pattern to reduce the number of masks.
상기 게이트 전극(212) 형성 후에 상기 제 2 액티브 영역에 저항성 접촉층을 형성하기 위해 p+ 이온을 도핑을 한다. 이 때, 상기 게이트 전극(212)은 상기 제 1 액티브 영역(214)에 도펀트가 침투하는 것을 방지하는 이온 스타퍼(Ion-stopper)의 역할을 하게 된다.After forming the gate electrode 212, p + ions are doped to form an ohmic contact layer in the second active region. In this case, the gate electrode 212 serves as an ion stopper to prevent the dopant from penetrating into the first active region 214.
상기 도핑된 도펀트는 B2H6등의 3족 원소이므로 P평 채널을 형성한다.Since the doped dopant is a Group 3 element such as B 2 H 6 , it forms a P planar channel.
이때, 상기 액티브 영역(214, 216, 217)은 미리 질소 분위기에서 안정화 된 상태임으로 상기 도펀트의 빠른 확산을 제어 할 수 있다.In this case, the active regions 214, 216, and 217 may be stabilized in a nitrogen atmosphere in advance to control rapid diffusion of the dopant.
따라서, 소자의 열화를 방지 할 수 있다.Therefore, deterioration of the device can be prevented.
도 3h는 게이트 전극(212)과 제 2 액티브 영역(216, 217) 및 제 2절연층(210)의 전면에 걸쳐 제 3 절연층인 층간 절연막(Inter layer insulator ; 218)을 증착하고 패터닝하는 단계로, 상기 제 2 액티브 영역(216, 217)에 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀(216', 217')을 형성한다.3H illustrates depositing and patterning a third insulating layer, an interlayer insulator 218, over the entire surface of the gate electrode 212, the second active regions 216 and 217, and the second insulating layer 210. The first contact hole and the second contact hole 216 ′ and 217 ′ are formed in the second active regions 216 and 217.
도 3i에 도시된 도면은 여러 가지 공정을 복합적으로 나타내고 있다.The figure shown in FIG. 3I shows a combination of various processes.
먼저, 도 3h에서 형성한 콘택홀(116', 117')을 통해 제 2 액티브 영역(216, 217)과 각각 접촉하는 소스 전극(220) 및 드레인 전극(222)을 형성한다.First, the source electrode 220 and the drain electrode 222 contacting the second active regions 216 and 217, respectively, are formed through the contact holes 116 ′ and 117 ′ formed in FIG. 3H.
이후, 상기 전극들(220, 222) 및 기판의 전면에 걸쳐 보호층(226)을 증착하고 패터닝하여, 상기 드레인 전극(222)의 일부를 노출하는 콘택홀(227)을 형성한다.Thereafter, the protective layer 226 is deposited and patterned over the electrodes 220 and 222 and the entire surface of the substrate to form a contact hole 227 exposing a portion of the drain electrode 222.
연속하여, 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속물질을 증착하고 패터닝하여, 상기 노출된 드레인 전극(222)과 접촉하는 투명한 화소전극(228)을 형성한다.Subsequently, by depositing and patterning a transparent conductive metal material including indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO), the transparent pixel electrode 228 is in contact with the exposed drain electrode 222. Form.
이와 같은 방법으로 본 발명이 제 2 실시예에 따른 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 포함한 액정표시장치용 어레이기판을 제작할 수 있다.In this manner, the present invention can produce an array substrate for a liquid crystal display device including the polycrystalline silicon thin film transistor according to the second embodiment.
본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터 제조방법은, 촉매 금속을 이용하여 결정화된 실리콘층을 질소 분위기에서 소정의 온도로 활성화하기 때문에, 불소로 결정층의 표면을 식각하여 금속 잔사를 제거하는 공정과, 이온 도핑을 행하여 금속잔사를 제거하는 공정 중, 다결정층의 표면에 결함이 발생할 확률을 줄일 수 있다.In the method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor according to the present invention, since the silicon layer crystallized using a catalytic metal is activated at a predetermined temperature in a nitrogen atmosphere, a process of removing metal residue by etching the surface of the crystal layer with fluorine, and During the doping process to remove metal residues, the probability of defects occurring on the surface of the polycrystalline layer can be reduced.
또한, 액티브 영역에 오믹 콘택층을 형성하기 위한 도펀트를 도핑하는 공정 중 도펀트의 확산 속도를 제어 할 수 있으므로 소자의 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the diffusion rate of the dopant may be controlled during the doping of the dopant for forming the ohmic contact layer in the active region, deterioration of the device may be prevented.
따라서, 다결정 박막트랜지스터의 동작 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.Therefore, there is an effect that can improve the operating characteristics of the polycrystalline thin film transistor.
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