KR20040038237A - Electrode and Method for fabricating of poly-TFT using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fabrication method of a polycrystal TFT using an electrode is provided to design a surface of an electrode directly contacted with an amorphous preceding film in projection shape instead of a flat type, in order to supply a uniform contact area between the electrode and the amorphous preceding film, thereby applying a uniform electric field. CONSTITUTION: A silicon insulating material is deposited on a substrate(300), and a buffer layer(302) is formed. After depositing an amorphous silicon on the buffer layer(302), an amorphous preceding film(304) is defined through a dehydrogenation process. On one side and other side of the amorphous preceding film(304) where a catalyst metal is deposited, an electrode is disposed. Sides of the electrode contacted with the amorphous preceding film(304) can be configured as plural projections. The electrode can be divided in plural, so as to independently apply electric fields. A high voltage is applied to the electrode while maintaining a certain temperature, and crystallization is carried out.

Description

전극과 이를 이용한 다결정 박막트랜지스터의 제조방법{Electrode and Method for fabricating of poly-TFT using the same}Electrode and Method for Fabricating Poly-crystalline Thin Film Transistor Using the Same

본 발명은 액정표시장치용 다결정 박막트랜지스터에 관한 것으로, 특히 박막트랜지스터의 액티브층을 결정화 할 때 사용하는 전극의 형상과 이를 이용한 다결정 실리콘층이 제조방법과 이를 포함한 다결정 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polycrystalline thin film transistor for a liquid crystal display device, and more particularly, to a shape of an electrode used when crystallizing an active layer of a thin film transistor, a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor using the same, and a method of manufacturing a polycrystalline thin film transistor including the same. .

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 세가지로 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 three 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.

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 저하시킬뿐만 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 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 the irregular growth of the gate insulating layer to be connected to the gate, and the grain size of the polycrystalline silicon is extremely uneven to degrade the electrical characteristics of the device, and an expensive quartz substrate should be used. There is a problem.

세번째 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 method, metal-induced crystallization, can form polycrystalline silicon using a low-cost, large-area glass substrate, but it ensures the reliability of the film because metal residues are likely to exist in the network inside the polycrystalline silicon. Although it is difficult, a new application of the MIC method is attempting to apply crystallized polycrystalline silicon to thin film transistors and switching elements of liquid crystal displays.

상기 MIC방법을 좀더 개선한 결정화 방법은 고전압을 걸어주어, 고전압에 의해 금속에서 발생하는 주율열을 이용하여 비정질 실리콘을 결정실 실리콘으로 형성하는 전계-금속유도방법(FE-MIC)이 있다.A more advanced crystallization method of the MIC method is an electric field-metal induction method (FE-MIC) in which amorphous silicon is formed into crystalline chamber silicon by applying a high voltage, and the main heat generated from the metal by the high voltage.

상기 전계유도 결정화 방법이란 비정질실리콘 상에 금속을 증착하고, 상기 금속에 직류 고전압을 인가하여 주율열을 발생하도록 함으로써 상기 비정질실리콘이 결정화되는데 촉매역활을 하도록 한다. 이때, 상기 금속을 촉매금속이라 한다.The field induction crystallization method is to deposit a metal on the amorphous silicon, and by applying a direct current high voltage to the metal to generate a columnar heat to play a catalytic role in the amorphous silicon crystallization. In this case, the metal is called a catalyst metal.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, FE-MIC방법으로 비정질 실리콘을 결정화 하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of crystallizing amorphous silicon by the FE-MIC method will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c는 FE-MIC방법을 이용한 종래의 실리콘 결정공정을 순서대로 도시한 공정 단면도이다.1A to 1C is It is process sectional drawing which shows the conventional silicon crystal process using the FE-MIC method in order.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이, 기판(10)상에 산화 실리콘(SiO2)과 같은 실리콘 절연물질을 증착하여 버퍼층(12)을 형성한다.First, as shown in FIG. 1A, a silicon insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the substrate 10 to form a buffer layer 12.

상기 버퍼층(12)은 공정 중 기판(10)으로 용출되는 알칼리계 물질을 차단하기 위한 것으로, 기판이 알칼리계 물질로 형성되었을 경우 유용하다.The buffer layer 12 is for blocking an alkali-based material eluted to the substrate 10 during the process, and is useful when the substrate is formed of an alkali-based material.

다음으로, 상기 버퍼층(12)의 상부에 비정질 실리콘을 증착한 후 탈수소화 공정을 진행하여 비정질 선행막(14)을 형성하다.Next, amorphous silicon is deposited on the buffer layer 12, and then dehydrogenation is performed to form the amorphous preceding film 14.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 선행막(14)의 표면에 니켈(Ni)과 같은 촉매금속(16)을 증착하는 공정을 진행한다.As shown in FIG. 1B, a process of depositing a catalyst metal 16 such as nickel (Ni) on the surface of the amorphous preceding film 14 is performed.

도 1c에 도시한 바와 같이, 소정의 온도에서 상기 촉매금속이 증착된 비정질 선행막의 일측과 타측에 (+)전극(18)과 (-)전극(20)을 각각 접촉하고 전계를 인가하는 동시에, 상기 비정질 선행막(14)을 결정화하는 공정을 진행한다.As shown in FIG. 1C, the positive electrode 18 and the negative electrode 20 are contacted and applied to one side and the other side of the amorphous preceding film on which the catalytic metal is deposited at a predetermined temperature. The process of crystallizing the amorphous preceding film 14 is performed.

전술한 바와 같은 공정이 완료되면 도 1d에 도시한 바와 같이, 다수의 결정립(20)과 그에 따른 결정립계(22)로 구성된 폴리실리콘층(24)을 형성할 수 있다.When the process as described above is completed, as shown in FIG. 1D, the polysilicon layer 24 including the plurality of crystal grains 20 and the grain boundaries 22 may be formed.

그러나, 종래의 결정화 방법은 상기 전극의 표면이 평평하게 구성되었기 때문에 전극과 상기 비정질 선행막은 2차원적인 접촉을 하고 있어 전극 길이방향을 따라 전계의 불균일함을 초래할 수 있다.However, in the conventional crystallization method, since the surface of the electrode is flat, the electrode and the amorphous preceding film are in two-dimensional contact, which may cause non-uniformity of the electric field along the length of the electrode.

결과적으로, 결정상태 또한 불균일하게 분포하는 문제가 발생한다.As a result, a problem arises in that the crystal state is also unevenly distributed.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 목적으로 제안된 것으로, 첫째는 상기 비정질 선행막과 직접 접촉하는 전극의 표면을 평평하게 구성하지 않고 돌기 모양으로 설계함으로서, 상기 전극과 비정질 선행막 사이에 균일한 접촉면적을 제공하여 균일한 전계를 인가하도록 하는 것이고, 둘째는 상기 전극을 다수개로 분활하여 각 분활된 전극마다 독립적으로 전계를 인가한 다중 전원방식을 이용하여, 각 전극 부분에서 전계를 모니터링하여 각 전계를 독립적으로 조절할 수 있도록 하여 결정화 동안 균일한 분포의 전류를 흐르게 하여 결정화의 균일도를 얻고자 한다.The present invention has been proposed for the purpose of solving the above-described problems, firstly, by designing a projection shape without forming a flat surface of the electrode in direct contact with the amorphous preceding film, uniformity between the electrode and the amorphous preceding film By providing a contact area to apply a uniform electric field, and secondly, the electric field is monitored at each electrode part by using a multiple power supply method in which the electrode is divided into a plurality of electrodes and an electric field is independently applied to each divided electrode. In order to control each electric field independently, a uniform distribution of current flows during crystallization to obtain uniformity of crystallization.

도 1a 내지 도 1d는 종래에 따른 다결정 실리콘 결정화 공정을 공정순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,1A to 1D are cross-sectional views illustrating a conventional polycrystalline silicon crystallization process according to a process sequence;

도 2는 FE-MIC방법으로 비정질 실리콘을 결정화하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이고,2 is a view for explaining a method for crystallizing amorphous silicon by the FE-MIC method,

도 3는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrode according to a first embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극을 이용하여 비정질 실리콘을 결정화 하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이고,4 is a view for explaining a method for crystallizing amorphous silicon using an electrode according to a second embodiment of the present invention,

도 5a 내지 도 5h는 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터의 제조공정을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.5A to 5H are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a polycrystalline thin film transistor according to the present invention in a process sequence.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

104 또는 106 : 고전압 인가용 전극104 or 106: electrode for high voltage application

108 : 돌기108: turning

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따른 전계 금속유도 결정화용 전극은 결정화되기 위한 선행막에 접촉되는 면이 다수의 돌기로 구성된다.The electrode for electric field metal induction crystallization according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is composed of a plurality of protrusions in contact with the preceding film for crystallization.

본 발명의 제 2 특징에 따른 전계-금속유도 결정화 전극은 결정화되기 위한 선행막의 일측과 타측에 (+)전극과 (-)전극을 다수개로 분활하여 구성하되, 각각 독립적인 전원이 연결되도록 구성한다.The field-metal-induced crystallization electrode according to the second aspect of the present invention is configured by dividing a plurality of (+) electrodes and (-) electrodes on one side and the other side of the preceding film to be crystallized, and configured to connect independent power sources, respectively. .

전술한 전극을 이용한 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터 제조방법은 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 선행막을 형성하는 단계와; 상기 비정질 실리콘의 상부에 촉매금속을 증착하는 단계와; 상기 촉매금속이 비정질 선행막의 일측과 타측에 위치하고, 비정질 선행막에 고르게 전계가 분포될 수 있도록 하는 고전압 인가용 전극을 구성하는 단계와; 상기 전극에 고전압을 인가하여 비정질 선행막을 결정화하여 다결정 실리콘 박막을 형성하는 단계와; 상기 다결정 실리콘 박막을 아일랜드 형상으로 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 양측의 액티브층에 불순물을 도핑하여, 오믹콘택 영역을 형성하는 단계와; 상기 오믹콘택 영역이 형성된 기판의 전면에 층간절연막을 형성하여, 상기 오믹콘택 영역의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 통해 상기 오믹 영역콘택 영역과 각각 접촉하는 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함한다.Polycrystalline thin film transistor manufacturing method according to the present invention using the above-described electrode comprises the steps of forming an amorphous precursor film by depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate; Depositing a catalytic metal on top of the amorphous silicon; Forming an electrode for high voltage application in which the catalyst metal is located on one side and the other side of the amorphous preceding film and the electric field is evenly distributed on the amorphous preceding film; Applying a high voltage to the electrode to crystallize an amorphous preceding film to form a polycrystalline silicon thin film; Patterning the polycrystalline silicon thin film in an island shape 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 on both sides of the gate electrode to form an ohmic contact region; Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact region is formed, thereby forming a first contact hole and a second contact hole exposing a portion of the ohmic contact region; Forming a source electrode and a drain electrode respectively contacting the ohmic region contact region through the first contact hole and the second contact hole.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

-- 제 1 실시예--Example 1

본 발명의 제 1 실시예는 상기 비정질 선행막과 접촉하는 전극의 표면을 다수의 돌기로 형성하는 것을 특징으로 한다.The first embodiment of the present invention is characterized in that the surface of the electrode in contact with the amorphous preceding film is formed with a plurality of projections.

도 2는 비정질 실리콘을 결정화하기 위한 비정질 선행막과 전극의 형상을 도시한 평면도이다.2 is a plan view showing the shape of an amorphous preceding film and an electrode for crystallizing amorphous silicon.

도시한 바와 같이, 기판(100)상에 앞서 설명한 탈수소화 공정을 진행한 비정질 선행막(102)을 형성한다. 다음으로, 도시하지는 않았지만 상기 비정질 선행막의 상부에는 촉매금속을 증착한다.As shown, the amorphous preceding film 102 subjected to the dehydrogenation process described above is formed on the substrate 100. Next, although not shown, a catalytic metal is deposited on top of the amorphous preceding film.

약 500℃∼550℃의 온도에서 상기 비정질 선행막의 양측에 (-)전극과 (+)전극을 각각 배치하고 고전압을 인가하여 결정화를 진행한다.At temperatures of about 500 ° C. to 550 ° C., negative electrodes and positive electrodes are disposed on both sides of the amorphous preceding film, and a high voltage is applied to perform crystallization.

이때, 상기 비정질 선행막과 접촉하는 전극의 형상은 이하, 도 3의 구성과 같다.At this time, the shape of the electrode in contact with the amorphous preceding film is as follows in the configuration of FIG.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극의 단면구성을 도시한 도면이다.도시한 바와 같이, 전극(104 또는 106)의 표면은 다수개의 돌기(108)로 형성되며, 상기 돌기(108)는 그 끝단의 단면이 원형 또는 삼각형을 포함하는 다양한 형상으로 구성될 수 있다.3 is a view showing a cross-sectional configuration of an electrode according to the first embodiment of the present invention. As shown, the surface of the electrode 104 or 106 is formed of a plurality of projections 108, the projections 108 ) May be configured in various shapes, the cross section of the end of which includes a circle or a triangle.

상기 돌기(108)는 상기 전극(104 또는 106)을 상기 비정질 선행막(도 2의 102)에 접촉하였을 경우, 접촉면이 평평한 형상에 비해 접촉특성이 더 우수할 뿐 아니라, 접촉부분에서의 전계의 분포 또한 균일하도록 할 수 있다.When the projection 108 contacts the electrode 104 or 106 with the amorphous preceding film (102 in FIG. 2), the protrusion 108 has superior contact characteristics as compared with the flat contact surface, The distribution can also be made uniform.

이때, 돌기의 끝이 뾰족할수록 전계가 크게 걸리기 때문에 접촉 모양은 다양하게 변형할 수 있다.At this time, the sharper the end of the projection takes a large electric field, the contact shape can be variously modified.

전술한 바와 같은 형상으로 구성된 전극은 종래의 길이방향으로의 전계의 불균일함을 제거할 수 있는 장점이 있다.The electrode configured in the shape as described above has the advantage that can eliminate the nonuniformity of the electric field in the conventional longitudinal direction.

상기 제 1 실시예의 변형예를 이하, 제 2 실시예를 통해 설명한다.Modifications of the first embodiment will be described below with reference to the second embodiment.

-- 제 2 실시예 --Second Embodiment

본 발명의 제 2 실시예는 상기 전극을 다수개로 분활하여 구성하는 것을 특징으로 한다.A second embodiment of the present invention is characterized in that the electrode is divided into a plurality of configurations.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극의 구성을 설명하기 위한 평면도이다.4 is a plan view for explaining the configuration of an electrode according to a second embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 기판(200)상에 탈수소화 공정을 진행한 후 촉매금속이 증착된 비정질 선행막(202)을 구성하고, 비정질 선행막(202)의 일측과 타측에 다수개로 분활된 (+)전극(204)과 (-)전극(206)을 구성한다.As shown in the drawing, after the dehydrogenation process is performed on the substrate 200, a catalyst metal is deposited on the amorphous precursor film 202, and the number of pieces separated on one side and the other of the amorphous precursor film 202 (+) is increased. The electrode 204 and the negative electrode 206 are formed.

이때, 다수개로 분활된 (+)전극(204)과 (-)전극(206)은 서로 동일수로 대향하여 구성되며, 각각은 독립적으로 전계를 인가하는 방식으로 구성한다.At this time, a plurality of divided (+) electrode 204 and (-) electrode 206 are configured to face each other by the same number, each configured in a manner of applying an electric field independently.

즉, (+)전극(204)과 (-)전극(206)은 분활된 전극마다 독립된 전원(208)으로 구성되며, 이러한 구성은 비정질 선행막(202)의 위치에 따라 인가되는 전계분포를 모니터링 하는 것을 가능하도록 한다.That is, the positive electrode 204 and the negative electrode 206 consist of independent power sources 208 for each of the divided electrodes, and this configuration monitors the electric field distribution applied according to the position of the amorphous preceding film 202. Make it possible.

따라서, 결정화되는 동안 각 전원(208)은 전류량을 각각 측정한 후 각 전극 별로 전계를 다르게 인가하도록 하여 전체적으로 균일한 결정화가 이루어 질 수 있도록 하는 것이다.Therefore, during the crystallization, each power source 208 measures an amount of current, and then applies an electric field differently to each electrode so as to achieve uniform crystallization as a whole.

전술한 바와 같은 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 언급한 전극을 이용한 다결정 박막트랜지스터의 결정화 공정을 이하, 도 5a 내지 도 5h를 참조하여 설명한다.The crystallization process of the polycrystalline thin film transistor using the electrodes mentioned in the first and second embodiments as described above will be described below with reference to FIGS. 5A to 5H.

도 5a 내지 도 5h는 본 발명의 전극을 이용하여 결정화된 액티브층을 포함한 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.5A through 5H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor including an active layer crystallized using an electrode of the present invention, in a process sequence.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이, 기판(300) 상에 실리콘 절연물질을 증착하여 버퍼층(302)을 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, a silicon insulating material is deposited on the substrate 300 to form a buffer layer 302.

상기 버퍼층(302)의 상부에 비정질 실리콘(a-Si:H)을 증착한 후 탈수소화공정을 진행하여 비정질 선행막(304)을 형성한다.After depositing amorphous silicon (a-Si: H) on the buffer layer 302, a dehydrogenation process is performed to form an amorphous preceding film 304.

도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 선행막(304)의 상부에 니켈과 같은 촉매금속(306)을 증착하는 공정을 진행한다.As shown in FIG. 5B, a process of depositing a catalyst metal 306 such as nickel on the amorphous preceding film 304 is performed.

다음으로, 상기 촉매금속(306)이 증착된 비정질 선행막(304)의 일측과 타측에 전극을 구성하게 되는데 상기 전극의 형상은 도 5c에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 선행막(304)과 접촉하는 면이 다수의 돌기(307)로 구성될 수 있고, 도 5d에 도시한 바와 같이 다수개의 전극(310)으로 분활되어 각각이 독립적으로 전계가 인가 되도록 구성될 수 있다.Next, an electrode is formed on one side and the other side of the amorphous preceding film 304 on which the catalytic metal 306 is deposited. The shape of the electrode is in contact with the amorphous preceding film 304 as shown in FIG. 5C. The surface may be composed of a plurality of projections 307, as shown in Figure 5d may be divided into a plurality of electrodes 310 may be configured to apply an electric field independently of each other.

전술한 바와 같이 전극을 구성한 후, 500℃~550℃의 온도를 유지한 상태에서 상기 전극에 고전압을 인가하여 결정화를 진행한다.After the electrode is configured as described above, crystallization is performed by applying a high voltage to the electrode while maintaining a temperature of 500 ° C to 550 ° C.

도시하지는 않았지만, 상기 결정화가 완료되면 촉매금속을 제거하는 공정을 진행한다.Although not shown, when the crystallization is completed, a process of removing the catalytic metal is performed.

도 5e에 도시한 바와 같이, 상기 결정화된 실리콘층을 패턴하여 섬 형상의 액티브층(314)을 형성한다.As shown in FIG. 5E, the crystallized silicon layer is patterned to form an island-shaped active layer 314.

연속하여, 상기 액티브층(314)의 상부에 질화 실리콘(SiN2) 또는 산화 실리콘(SiO2)을 증착하여 게이트 절연막(316)을 형성한다.Subsequently, silicon nitride (SiN 2 ) or silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the active layer 314 to form a gate insulating layer 316.

상기 액티브층(314)은 두 개의 영역으로 구분될 수 있는데 액티브채널층의 수단이 되는 제 1 액티브 영역(314a)과, 불순물이 도핑되어 오믹 영역이 될 제 2 액티브영역(314b)이 그것이다.The active layer 314 may be divided into two regions: a first active region 314a serving as an active channel layer and a second active region 314b which is doped with impurities and becomes an ohmic region.

도 5f에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(316)이 형성된 기판(300)의 전면에 알루미늄(Al)과 알루미늄 합금을 포함하는 저 저항금속을 증착하고 패턴하여, 상기 제 1 액티브 영역에 대응하는 게이트 절연막(316)상에 게이트 전극(318)을 형성한다.As illustrated in FIG. 5F, a low-resistance metal including aluminum (Al) and an aluminum alloy is deposited and patterned on the entire surface of the substrate 300 on which the gate insulating layer 316 is formed to correspond to the first active region. The gate electrode 318 is formed on the gate insulating film 316.

연속하여, 상기 게이트 전극(318)이 형성된 기판(300)의 전면에 n+ 또는 p+ 불순물 이온을 도핑하여 상기 제 2 액티브 영역(314b)을 오믹 영역으로 형성한다.Subsequently, the second active region 314b is formed as an ohmic region by doping n + or p + impurity ions onto the entire surface of the substrate 300 on which the gate electrode 318 is formed.

이때, 상기 이온 도핑은 임플란테이션(implantation) 방법을 사용하게 되면 상기 불순물 이온이 도핑된 제 2 액티브 영역(314b)의 표면을 심하게 손상된 상태이다.In this case, when the ion doping is performed using an implantation method, the surface of the second active region 314b doped with the impurity ions is severely damaged.

따라서, 소정의 온도를 가하여 활성화 공정을 진행하여 상기 제 2 액티브 영역(314b)의 표면이 원래의 상태로 회복되도록 하고, 도핑된 이온 또한 골고루 확산되도록 한다.Accordingly, the activation process is performed at a predetermined temperature to restore the surface of the second active region 314b to its original state, and to spread the doped ions evenly.

경우에 따라, 상기 게이트 절연막(316)은 상기 게이트 전극(318)을 에치 스토퍼(etch stopper)로 하여 식각 할 수 있다.In some cases, the gate insulating layer 316 may be etched using the gate electrode 318 as an etch stopper.

다음으로, 도 5g에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(318)이 형성된 기판(300)의 전면에 전술한 바와 같은 절연물질을 증착하여 층간절연막(320)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5G, the insulating material as described above is deposited on the entire surface of the substrate 300 on which the gate electrode 318 is formed to form the interlayer insulating film 320.

연속하여, 상기 층간절연막(320)을 패턴하여, 상기 제 1 액티브영역(314a)양측의 제 2 액티브 영역(314b)을 각각 노출하는 제 1 콘택홀(322)과 제 2 콘택홀(324)을 형성한다.Subsequently, the interlayer insulating layer 320 is patterned to expose the first contact hole 322 and the second contact hole 324 that respectively expose the second active region 314b on both sides of the first active region 314a. Form.

다음으로, 도 5h에 도시한 바와 같이, 상기 층간절연막(320)이 형성된 기판(300)의 전면에 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti)등을 포함하는 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여, 상기 노출된 제 2 액티브 영역(314b)과 각각 접촉하는 소스전극(326)과 드레인 전극(328)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5H, copper (Cu), tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), and tantalum (Ta) are formed on the entire surface of the substrate 300 on which the interlayer insulating film 320 is formed. And depositing and patterning one selected from the group of conductive metals including titanium (Ti) and the like to form a source electrode 326 and a drain electrode 328 respectively contacting the exposed second active region 314b.

전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 다결정 박막트랜지스터를 제작할 수 있다.Through the process as described above it can be produced a polycrystalline thin film transistor according to the present invention.

전술한 바와 같이 비정질선행막에 고전압을 인가하는 전극의 형상을 변형함으로서, 비정질 선행막의 전면에 대해 전계가 고르게 분포할 수 있도록 하여, 고른 분포의 결정립을 가지는 액티브층을 얻을 수 있기 때문에 동작특성이 개선된 다결정 박막트랜지스터를 제작할 수 있는 효과가 있다.As described above, by modifying the shape of the electrode for applying a high voltage to the amorphous leading film, the electric field can be evenly distributed over the entire surface of the amorphous preceding film, and an active layer having an evenly distributed grain can be obtained. There is an effect to manufacture an improved polycrystalline thin film transistor.

Claims (5)

전계-금속유도 결정화 방법에 의해 비정질 실리콘을 결정화하기 위해 사용되는 전극에 있어서,In the electrode used to crystallize amorphous silicon by a field-metal induced crystallization method, 결정화되기 위한 선행막에 접촉되는 면이 다수의 돌기로 구성된 전계-금속유도 결정화용 전극.An electrode for electric field-metal induction crystallization, in which a surface contacting a preceding film for crystallization is composed of a plurality of protrusions. 전계-금속 유도 결정화 방법에 의해 비정질 실리콘을 결정화하기 위해 사용되는 전극에 있어서,In the electrode used to crystallize amorphous silicon by a field-metal induced crystallization method, 결정화되기 위한 선행막의 일측과 타측에 (+)전극과 (-)전극을 다수개로 분활하여 구성하되, 각각 독립적인 전원이 연결되도록 구성한 전계-금속 유도 결정화용 전극.An electrode for electric field-metal induction crystallization, which is formed by dividing a plurality of (+) electrodes and (-) electrodes on one side and the other side of the preceding film to be crystallized, and configured to connect independent power sources. 기판의 전면에 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 선행막을 형성하는 단계와;Depositing amorphous silicon on the entire surface of the substrate to form an amorphous preceding film; 상기 비정질 실리콘의 상부에 촉매금속을 증착하는 단계와;Depositing a catalytic metal on top of the amorphous silicon; 상기 촉매금속이 비정질 선행막의 일측과 타측에 위치하고, 비정질 선행막에 고르게 전계가 분포될 수 있도록 하는 고전압 인가용 전극을 구성하는 단계와;Forming an electrode for high voltage application in which the catalyst metal is located on one side and the other side of the amorphous preceding film and the electric field is evenly distributed on the amorphous preceding film; 상기 전극에 고전압을 인가하여 비정질 선행막을 결정화하여 다결정 실리콘박막을 형성하는 단계와;Applying a high voltage to the electrode to crystallize an amorphous preceding film to form a polycrystalline silicon thin film; 상기 다결정 실리콘 박막을 아일랜드 형상으로 패턴하여 액티브층을 형성하는 단계와;Patterning the polycrystalline silicon thin film in an island shape to form an active layer; 상기 액티브층 상에 제 2 절연막인 게이트 절연막을 형성하는 단계와;Forming a gate insulating film, which is a second insulating film, on the active layer; 상기 게이트 절연막 상부의 액티브층 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와;Forming a gate electrode on the active layer over the gate insulating film; 상기 게이트 전극 양측의 액티브층에 불순물을 도핑하여, 오믹콘택 영역을 형성하는 단계와;Doping an active layer on both sides of the gate electrode to form an ohmic contact region; 상기 오믹콘택 영역이 형성된 기판의 전면에 층간절연막을 형성하여, 상기 오믹콘택 영역의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 형성하는 단계와;Forming an interlayer insulating film on an entire surface of the substrate on which the ohmic contact region is formed, thereby forming a first contact hole and a second contact hole exposing a portion of the ohmic contact region; 상기 제 1 콘택홀과 제 2 콘택홀을 통해 상기 오믹 영역콘택 영역과 각각 접촉하는 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 단계Forming a source electrode and a drain electrode respectively contacting the ohmic region contact region through the first contact hole and the second contact hole; 를 포함하는 다결정 박막트랜지스터 제조방법.Polycrystalline thin film transistor manufacturing method comprising a. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전극은 표면이 다수개의 돌기로 형성된 다결정 박막트랜지스터 제조방법.The electrode is a polycrystalline thin film transistor manufacturing method of the surface formed with a plurality of projections. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전극은 비정질 선행막의 일측과 타측에 (+)전극과 (-)전극을 다수개로 분활하여 구성하되, 각각 독립적인 전원이 연결되도록 구성한 전계-금속유도 결정화용 전극.The electrode may be configured by dividing a plurality of (+) electrodes and (-) electrodes on one side and the other side of the amorphous preceding layer, and configured to connect independent power sources, respectively.
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