KR20050052764A - 결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 다결정 규소박막 트랜지스터의 제조 방법 - Google Patents

결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 다결정 규소박막 트랜지스터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사 장치는 절연 기판 상에 형성된 비정질 규소의 박막에 주파수를 발진하여 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 장치로서, 레이저빔을 일정하게 생성하는 레이저 발진부, 레이저빔을 박막으로 집적하여 유도하는 투과 렌즈, 다결정 공정을 실시하면서 박막에 자외선을 조사하여 어닐링을 실시하는 자외선 조사부를 포함한다.

Description

결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 다결정 규소 박막 트랜지스터의 제조 방법{laser irradiation apparatus for crystallization and manufacturing method for polysilicon thin film transistor using the apparatus}
이 발명은 결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 자세하게는 비정질 규소에 레이저를 조사하여 다결정 규소로 결정화하기 위해 사용하는 결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 기판 및 그 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 두 기판은 가장자리에 둘레에 인쇄되어 있으며 액정 물질을 가두는 봉인재로 결합되어 있으며, 두 기판 사이에 산포되어 있는 간격재에 의해 지지되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전극을 이용하여 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다. 이때, 전극에 전달되는 신호를 제어하기 위해 박막 트랜지스터를 사용한다.
액정 표시 장치에 사용되는 가장 일반적인 박막 트랜지스터는 비정질 규소를 반도체층으로 사용한다.
이러한 비정질 규소 박막 트랜지스터는 대략 0.5-1 ㎠/Vsec 정도의 이동도(mobility)를 가지고 있는 바, 액정 표시 장치의 스위칭 소자로는 사용이 가능하지만, 이동도가 작아 액정 패널의 상부에 직접 구동 회로를 형성하기는 부적합한 단점이 있다.
따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해 전류 이동도가 대략 20-150 ㎠/Vsec 정도가 되는 다결정 규소를 반도체층으로 사용하는 다결정 규소박막 트랜지스터 액정 표시 장치가 개발되었는바, 다결정 규소 박막 트랜지스터는 비교적 높은 전류 이동도를 갖고 있으므로 구동 회로를 액정 패널에 내장하는 칩 인 글라스(Chip In Glass)를 구현할 수 있다.
다결정 규소의 박막을 형성하는 기술로는, 기판의 상부에 직접 다결정 규소를 고온에서 증착하는 방법, 비정질 규소를 적층하고 600℃ 정도의 고온으로 결정화하는 고상 결정화 방법, 비정질 규소를 적층하고 레이저 등을 이용하여 열처리하는 방법 등이 개발되었다. 그러나 이러한 방법들은 고온 공정이 요구되기 때문에 액정 패널용 유리 기판에 적용하기는 어려움이 있으며, 불균일한 결정입계로 인하여 박막 트랜지스터의 전기적인 특성에 대한 균일도를 저하시키는 단점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 결정립계의 분포를 인위적으로 조절할 수 있는 순차적 측면 고상 결정(sequential lateral solidification : SLS) 공정이 개발되었다. 이는 다결정 규소의 그레인이 레이저가 조사된 액상 영역과 레이저가 조사되지 않은 고상 영역의 경계에서 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용한 기술이다.
하지만, 이러한 측면 고상 결정 공정에서 결정립이 성장하면서 고온의 액상 규소가 고상의 규소를 빠르게 식기 때문에 결정립을 크게 형성할 수 없고, 뎅글링 본드가 발생하는 등의 결함이 있어 박막 트랜지스터의 특성을 양호하게 확보하기 어렵다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 측면 고상 결정 공정에서 고온의 액상의 규소를 천천히 식도록 유도하여 다결정 규소의 결정립을 크게 형성하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 측면 고상 결정 공정에서 기판을 가열하고 기판과 함께 다결정 규소층을 서서히 식히는 방법이 사용된다.
하지만, 기판은 600℃ 이하의 낮은 용융점으로 인하여 오랜 시간 동안 기판을 가열하는데는 한계가 있으며 가열기를 이용하여 기판을 가열하는 경우에는 기판이 휘어지는 문제점이 발생한다. 또한, 600℃ 이하의 범위에서 어닐링하면서 다결정 규소층을 형성하였을 때에는 결정립의 크기 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.
본 발명의 목적은 박막 트랜지스터의 특성을 양호하게 확보하기 위해 다결정 규소의 결정립을 크게 형성할 수 있는 결정화용 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사 장치 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법에서는 자외선을 조사하여 짧은 시간 동안에 다결정 규소층을 어닐링하여 결정화한다.
본 발명의 실시예에 따른 다결정용 레이저빔 조사 장치는, 절연 기판 상에 형성된 비정질 규소의 박막에 주파수를 발진하여 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 장치로서, 레이저빔을 일정하게 생성하는 레이저 발진부, 레이저빔을 박막으로 집적하여 유도하는 투과 렌즈, 박막에 자외선을 조사하여 어닐링을 실시하는 자외선 조사부를 포함한다.
자외선 조사부는 자외선 램프로 이루어질 수 있으며, 자외선 조사부를 통하여 주사되는 자외선은 200-400nm 범위를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 다결정용 레이저빔 조사 장치는 레이저빔을 상기 투과 렌즈로 유도하는 하나 이상의 반사체를 더 포함할 수 있다.
이러한 다결정용 레이저빔 조사 장치를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법에서는, 우선 절연 기판의 상부에 비정질 규소 박막을 적층하고, 레이저빔을 투과 영역을 정의하는 슬릿을 가지는 다결정 규소용 마스크를 통과시켜 상기 비정질 규소 박막을 다결정 규소층으로 결정화하는 순차적 고상 결정 공정을 진행한다. 이때, 순차적 고상 결정 공정 진행시 다결정 규소층에 자외선을 조사하여 다결정 규소층을 어닐링한다. 이어, 다결정 규소층을 패터닝하여 반도체층을 형성하고, 반도체층을 덮는 게이트 절연막을 형성한 다음, 반도체층의 게이트 절연막 상부에 게이트 전극을 형성한다. 이어, 반도체층에 불순물을 주입하여 소스 및 드레인 영역을 형성한 다음, 게이트 전극을 덮는 층간 절연막을 형성한다. 이어, 게이트 절연막 또는 층간 절연막을 식각하여 소스 및 드레인 영역을 드러내는 접촉 구멍을 각각 형성한 다음, 접촉 구멍을 통하여 소스 및 드레인 전극과 각각 연결되는 소스 및 드레인 전극을 각각 형성한다.
이때, 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 화소 전극은 투명한 도전 물질 또는 반사율을 가지는 도전 물질로 형성하는 것이 바람직하며, 자외선은 200-400nm의 범위로 조사하는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사 장치 및 이를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 마스크의 슬릿에 레이저를 통과시켜 비정질 규소를 다결정 규소로 결정화하는 공정을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 순차적 측면 고상 결정 공정을 통하여 비정질 규소가 다결정 규소로 결정화되는 과정에서 다결정 규소의 미세 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 비정질 규소를 다결정 규소로 결정화하는 순차적 측면 고상 결정 공정에서 단위 스캐닝 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 순차적 측면 고상 결정 공정에서는 슬릿 패턴으로 형성되어 있는 마스크(300)의 투과 영역(310)에 레이저빔을 투과시켜 절연 기판의 상부에 형성되어 있는 비정질 규소층(200)을 국부적으로 완전히 녹여 투과 영역(310)에 대응하는 비정질 규소층(200)에 액상 영역(210)을 형성한다. 이때, 도 2에서 보는 바와 같이 다결정 규소의 그레인은 레이저가 조사된 액상 영역(210)과 레이저가 조사되지 않은 고상 영역(220)의 경계에서 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다. 그레인들의 성장은 액상 영역의 중앙에서 서로 만나면 멈추게 되며, 이러한 공정을 그레인의 성장 방향으로 진행하면 그레인의 측면 성장을 원하는 정도의 다양한 입자 크기로 형성할 수 있다.
하나의 예로, 그레인의 입자 크기를 마스크의 슬릿 패턴의 폭만큼 성장시키기 위해서 측면 고상 결정 공정에서는 도 3에서 보는 바와 같이 투과 영역(310)인 슬릿 패턴이 두 영역(301, 302)으로 분리되어 있으며, 서로 다른 두 영역에서 엇갈리게 배치되어 있는 마스크(300)를 사용한다. 측면 고상 결정 공정에서 마스크(300)를 기판에 대하여 가로(x축) 방향으로 영역(301, 302)의 폭만큼 이동하면서 샷(shot) 단위로 레이저빔을 조사하는데, 두 영역(301, 302)에서 서로 엇갈리게 배치되어 있는 투과 영역(310)을 통하여 레이저빔은 y축 방향으로 연속적으로 조사되어 비정질 규소층의 액상 영역에서 그레인은 세로(y축) 방향으로 슬릿 패턴의 폭만큼 성장하게 된다.
이러한 측면 고상 결정 공정을 기판의 전체 영역으로 실시하기 위해서는 가로 방향으로 샷(shot) 단위로 레이저빔을 조사하는 단위 스캐닝 단계를 세로 방향으로 순차적 고상 결정 고정을 반복하여 실시하며, 통상적으로 공정 진행시에 레이저빔을 조사하는 레이저 조사 장치의 위치는 고정시킨 상태에서 기판이 탑재되어 있는 스테이지를 이동하면서 진행한다.
이때, 결정립을 크게 형성하고, 다결정 규소층에 결함을 최소화하기 위해서는 완전히 녹은 액상의 비정질 규소를 가열하고 서서히 냉각하는 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법에서는 비정질 규소층에 레이저빔을 조사하기 전 또는 후 또는 레이저빔을 조사하면서 200-400nm 범위의 자외선을 조사하여 어닐링하면서 비정질 규소를 다결정 규소로 결정화한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 본 발명에 따른 다결정용 레이저 조사 장치는 자외선 조사 장치를 포함하며, 이에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다결정용 레이저 조사 장치의 구조를 도시한 구성도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다결정용 레이저 조사 장치는, 글라스 기판 등의 절연 기판(100)상에 형성된 비정질 규소의 반도체 박막에 주파수를 발진하여 레이저빔을 조사하기 위한 장치로서, 발진을 통하여 일정한 주파수의 레이저빔(900)을 일정하게 생성하는 레이저 발진부(500)와 레이저빔을 기판(100) 상부의 비정질 규소 박막으로 조사하기 전에 레이저빔(900)에 원하는 에너지를 부여하거나, 레이저빔의 잔상을 제거하거나 균일한 주파수를 가지도록 하는 등의 기능을 가지도록 하는 광학부(600)와 레이저빔이 기판(100) 상부의 비정질 규소 박막에 정확한 위치에 조사되도록 레이저빔을 집적하는 투과 렌즈(700, projection lens)와 기판(100)에 형성되어 있는 비정질 규소 박막을 가열하여 어닐링하기 위해 자외선을 조사하는 자외선 조사부(800)를 포함한다. 이때, 자외선 조사부(800)의 위치는 다양하게 변경될 수 있으며, 이를 통하여 레이저빔(900)이 조사되기 전에 비정질 규소 박막에 자외선을 조사할 수도 있으며, 레이저빔(900)이 조사된 후에 비정질 규소 박막에 자외선을 조사할 수도 있으며, 레이저빔(900)과 함께 비정질 규소 박막에 자외선을 조사할 수 있다. 레이저빔(900) 조사전 또는 레이저빔(900) 조사시에 자외선으로 어닐링을 실시할 때에는 기판(100)이 자외선 조사를 통하여 가열된 상태이기 때문에 레이저빔 조사시에 발생한 열이 서서히 방출되면서 결정화가 이루어진다. 따라서, 결함이 발생하지 않고 결정화가 양호하기 이루어지는 장점이 있다. 레이저빔(900) 조사후 자외선으로 어닐링을 실시할 때에는 결정화시에 발생하는 결함을 어닐링을 통하여 제거하는 특징을 가진다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사 장치는 선택적으로 레이저빔(900)을 투과시켜 기판(100)에 형성되어 있는 비정질 박막에 국부적으로 액상 영역을 형성하기 위한 마스크(300)와 광학부(600) 사이에 배치되어 있으며, 광학부(600)를 통과한 빛을 마스크(300)로 유도하는 제1 반사체(M1)와 마스크(300)를 통과한 레이저빔(900)을 투과 렌즈(700)로 유도하는 제2 및 제3 반사체(M2, M3)를 포함하며, 탑재되어 있는 기판(100)의 위치를 고정하여 지지하는 스테이지(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 레이저빔 조사 장치를 이용하여 순차적 측면 고상 결정을 실시할 때에는 순간적으로 짧은 시간에 자외선을 조사하여 기판(100) 및 액상의 비정질 규소 박막을 가열하여 어닐링을 실시함으로써 600℃ 이상의 범위로 어닐링을 실시하더라도 기판(100)이 휘어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 자외선 조사부(800)는 가격이 저렴하고 차지하는 면적이 작기 때문에 다결정용 레이저빔 조사 장치에 용이하게 탈착이 가능하여 용이하게 사용할 수 있다. 또한, 자외선 조사를 통하여 어닐링을 실시할 때에는 짧은 시간 동안에 1,000℃ 이상의 범위까지 어닐링을 실시할 수 있어 기판을 충분히 가열할 수 있어, 결정립의 크기를 충분히 크게 형성할 수 있다. 이때, 다결정 규소층의 결정립은 10㎛ 이상의 크기로 결정화할 수 있어 하나의 박막 트랜지스터의 채널 안에 그레인 경계가 없거나 하나의 그레인 경계만이 있을 수 있어 단결정에 가까운 다결정 규소 박막 트랜지스터를 형성할 수 있어, 박막 트랜지스터의 특성을 균일하고 안정적으로 확보할 수 있다.
다음은, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 이용하여 완성한 박막 트랜지스터 및 그의 제조 방법에 대하여 설명하기 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다결정 규소 박막 트랜지스터의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 다결정 규소 박막 트랜지스터의 제조 방법을 그 공정 순서에 따라 도시한 단면도이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 절연 기판(110)의 채널 영역(154)과 채널 영역(154)을 중심으로 양쪽에 각각 형성되어 있는 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 가지며 다결정 규소로 이루어진 반도체층(150)이 형성되어 있다. 여기서, 소스 및 드레인 영역(153, 155)은 n형 또는 p형의 불순물이 도핑되어 있으며 실리사이드층을 포함할 수 있으며, 채널 영역(154)과 소스 및 드레인 영역(153, 155) 사이에는 불순물이 저농도로 도핑되어 있는 저농도 영역이 형성될 수 있다. 기판(110)의 상부에는 반도체층(150)을 덮는 산화 규소(SiO2)나 질화 규소(SiNx)로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있으며, 채널 영역(154) 상부의 게이트 절연막(140) 상부에는 주사 신호 또는 스캐닝 신호등을 전달하는 게이트선(도시하지 않음)의 일부인 게이트 전극(124)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)의 상부에는 게이트 전극(124)을 덮는 층간 절연막(130)이 형성되어 있으며 게이트 절연막(140)과 층간 절연막(130)은 반도체층(150)의 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 드러내는 접촉구(143, 145)를 가지고 있다. 층간 절연막(130)의 상부에는 접촉구(143)를 통하여 소스 영역(153)과 연결되어 있는 소스 전극(173)과 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주하며 접촉구(145)를 통하여 드레인 영역(155)과 연결되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 층간 절연막(130)은 보호 절연막(180)으로 덮여 있고, 보호 절연막(180)에는 드레인 전극(1753)을 드러내는 접촉구(185)가 형성되어 있으며, 보호 절연막(180)의 상부에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 또는 반사율을 가지는 도전 물질로 이루어진 화소 전극(190)이 형성되어 접촉구(185)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되어 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치에서 각각의 화소를 구동하는 스위칭 소자로 사용될 수 있으며, 전류를 제어하는 구동 소자 등으로 사용될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법에서는, 우선 도 6a에서 보는 바와 같이 기판(110)의 상부에 비정질 규소를 저압 화학 기상 증착 또는 플라스마 화학 기상 증착 또는 스퍼터링 방법으로 적층하고 비정질 규소 박막(150)을 형성한다. 이어, 슬릿 패턴을 가지는 마스크를 이용한 순차적 고상 결정 공정을 실시하여 비정질 규소 박막을 다결정 규소층(25)으로 결정화한다. 이때, 도 4에서 보는 바와 같은 자외선 조사부(800)를 가지는 레이저빔 조사 장치를 이용하여 순차적 고상 결정을 실시하는데, 레이저 조사시에 자외선도 함께 조사하여 어닐링을 실시하면서 결정화를 실시한다. 이렇게 하면, 비정질 규소 박막을 결함 없이 다결정 규소층으로 결정화할 수 있으며, 결정립의 크기를 충분히 확보할 수 있으며, 이를 통하여 완성되는 박막 트랜지스터의 특성을 균일하고 안정적으로 확보할 수 있다.
이어, 도 6b에서 보는 바와 같이, 마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 다결정 규소층(150)을 패터닝하여 다결정 규소의 반도체층(150)을 형성한다.
이어, 도 6c에서 보는 바와 같이, 산화 규소(SiN2)나 질화 규소를 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 이어, 게이트 배선용 전도성 물질을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극(124)을 형성한다. 이어, 도 8c에서 보는 바와 같이, 게이트 전극(124)을 마스크로 하여 반도체층(150)에 n형 또는 p형의 불순물을 이온 주입하고 활성화하여 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 형성한다. 이때, 소스 및 드레인 영역(153, 155)의 사이는 채널 영역(154)으로 정의된다.
이어, 도 6d에서 보는 바와 같이, 게이트 절연막(140)의 상부에 게이트 전극(124)을 덮는 층간 절연막(130)을 형성한 다음, 게이트 절연막(140)과 함께 패터닝하여 반도체층(150)의 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 드러내는 접촉구(143, 145)를 형성한다.
이어, 도 6e에서 보는 바와 같이, 절연 기판(110)의 상부에 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여, 접촉구(143, 145)를 통하여 소스 및 드레인 영역(153, 155)과 각각 연결되는 소스 및 드레인 전극(173, 175)을 형성한다.
이어, 도 5에서 보는 바와 같이, 그 상부에 보호 절연막(180)을 도포한 후, 패터닝하여 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉구(185)를 형성한다. 이어, ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질 또는 우수한 반사도를 가지는 도전 물질을 적층하고 패터닝하여 화소 전극(190)을 형성한다.
이처럼, 본 발명에서는 레이저 조사 장치의 자외선 조사부를 이용하여 결정화시 어닐링을 실시함으로써 다결정 규소의 결정립을 크게 확보할 수 있으며, 결정립의 결함을 제거할 수 있다. 이를 통하여 박막 트랜지스터의 특성을 균일하고 안정적으로 확보할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 마스크의 슬릿에 레이저를 통과시켜 비정질 규소를 다결정 규소로 결정화하는 공정을 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 2는 순차적 측면 고상 결정 공정(sequential lateral solidification)을 통하여 비정질 규소가 다결정 규소로 결정화되는 과정에서 다결정 규소의 미세 구조를 도시한 도면이고,
도 3은 비정질 규소를 다결정 규소로 결정화하는 순차적 측면 고상 결정 공정에서 단위 스캐닝 단계를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사 장치의 구성 및 조사 방법을 도시한 구성도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 이용하여 제조한 박막 트랜지스터의 구조를 도시한 단면도이고,
도 6a 내지 도6e는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 이용한 박막 트랜지스터의 제조 공정을 그 순서에 따라 도시한 단면도이다.

Claims (8)

  1. 절연 기판 상에 형성된 비정질 규소의 박막에 주파수를 발진하여 레이저빔을 조사하는 레이저빔 조사 장치로서,
    레이저빔을 일정하게 생성하는 레이저 발진부,
    레이저빔을 상기 박막으로 집적하여 유도하는 투과 렌즈,
    상기 박막에 자외선을 조사하여 어닐링을 실시하는 자외선 조사부
    를 포함하는 다결정용 레이저빔 조사 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 자외선 조사부는 자외선 램프로 이루어진 다결정용 레이저빔 조사 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 자외선 조사부를 통하여 주사되는 자외선은 200-400nm 범위를 가지는 다결정용 레이저빔 조사 장치.
  4. 제1항에서,
    레이저빔을 상기 투과 렌즈로 유도하는 하나 이상의 반사체를 더 포함하는 다결정용 레이저빔 조사 장치.
  5. 절연 기판의 상부에 비정질 규소 박막을 적층하는 단계,
    레이저빔을 투과 영역을 정의하는 슬릿을 가지는 다결정 규소용 마스크를 통과시켜 상기 비정질 규소 박막을 다결정 규소층으로 결정화하는 순차적 고상 결정 공정을 진행하는 단계,
    상기 순차적 고상 결정 공정 진행시 상기 다결정 규소층에 자외선을 조사하여 상기 다결정 규소층을 어닐링하는 단계,
    상기 다결정 규소층을 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계,
    상기 반도체층의 상기 게이트 절연막의 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계,
    상기 반도체층에 불순물을 주입하여 소스 및 드레인 영역을 형성하는 단계,
    상기 게이트 전극을 덮는 층간 절연막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막을 식각하여 상기 소스 및 드레인 영역을 드러내는 접촉 구멍을 각각 형성하는 단계,
    상기 접촉 구멍을 통하여 상기 소스 및 드레인 전극과 각각 연결되는 소스 및 드레인 전극을 각각 형성하는 단계
    를 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 화소 전극은 투명한 도전 물질 또는 반사율을 가지는 도전 물질로 형성하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
  8. 제5항에서,
    상기 자외선은 200-400nm의 범위로 조사하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
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