KR20050054261A - Manufacturing method of thin film transistor array panel - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 절연 기판 위에 비정질 규소막을 형성하는 단계, 비정질 규소막을 결정화하여 다결정 규소막을 형성하는 단계, 다결정 규소막 위에 산화막을 형성하는 단계, 다결정 규소막이 노출될 때까지 산화막을 식각하는 단계, 다결정 규소막을 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계, 반도체층을 덮도록 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 반도체층과 일부분이 중첩하는 게이트선을 형성하는 단계, 반도체층의 소정 영역에 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역을 형성하는 단계, 게이트선 및 반도체층을 덮도록 제1 층간 절연막을 형성하는 단계, 제1 층간 절연막 위에 소스 영역과 연결되는 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극을 형성하는 단계, 데이터선 및 드레인 전극 위에 제2 층간 절연막을 형성하는 단계, 제2 층간 절연막 위에 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a thin film transistor array panel according to the present invention includes the steps of forming an amorphous silicon film on an insulating substrate, crystallizing the amorphous silicon film to form a polycrystalline silicon film, forming an oxide film on the polycrystalline silicon film, until the polycrystalline silicon film is exposed Etching the oxide film, patterning the polycrystalline silicon film to form a semiconductor layer, forming a gate insulating film to cover the semiconductor layer, forming a gate line partially overlapping the semiconductor layer on the gate insulating film, and Forming a source region and a drain region by highly doping conductive impurities in a predetermined region, forming a first interlayer insulating layer to cover the gate line and the semiconductor layer, and a source electrode connected to the source region on the first interlayer insulating layer A drain electrode connected to the data line and the drain region having Stage, forming a second interlayer insulating film on the data line and the drain electrode, and forming a second pixel electrode connected to the drain electrode on the second interlayer insulating film.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법으로 특히 다결정 규소를 반도체층으로 가지는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor array panel, in particular, a method of manufacturing a thin film transistor array panel having polysilicon as a semiconductor layer.
일반적으로 규소는 결정 상태에 따라 비정질 규소(amorphous silicon)와 결정질 규소(crystalline silicon)로 나눌 수 있다. 비정질 규소는 낮은 온도에서 증착하여 박막(thin film)을 형성하는 것이 가능하여, 주로 낮은 용융점을 가지는 유리를 기판으로 사용하는 표시 장치의 스위칭 소자의 반도체층에 많이 사용한다. Generally, silicon may be divided into amorphous silicon and crystalline silicon according to the crystal state. Amorphous silicon can be deposited at a low temperature to form a thin film, and is mainly used in semiconductor layers of switching elements of display devices that use glass having a low melting point as a substrate.
그러나 비정질 규소 박막은 낮은 전계 효과 이동도 등의 문제점으로 표시 소자의 대면적화에 어려움이 있다. 그래서 높은 전계 효과 이동도와 고주파 동작 특성 및 낮은 누설 전류(leakage current)의 전기적 특성을 가진 다결정 규소(poly crystalline silicon)의 응용이 요구되고 있다. However, the amorphous silicon thin film has difficulty in large area of the display device due to problems such as low field effect mobility. Therefore, there is a demand for the application of polycrystalline silicon having high field effect mobility, high frequency operating characteristics, and low leakage current electrical characteristics.
이러한 다결정 규소를 형성하는 방법에는 ELA(eximer laser anneal, 이하 ELA이라 함)방법, 로 열처리(chamber annal) 방법 등이 있으며 최근에는 레이저로 규소 결정의 측면 성장을 유도하여 다결정 규소를 제조하는 SLS(sequential lateral solidification, 이하 SLS이라 함) 방법이 제안되었다. Methods of forming such polycrystalline silicon include ELA (eximer laser anneal, ELA) method, furnace annealing (chamber annal) method, and recently, SLS (induced lateral growth of silicon crystals by laser to produce polycrystalline silicon) sequential lateral solidification (hereinafter referred to as SLS) method has been proposed.
SLS 방법은 규소 입자가 액상 규소와 고상 규소의 경계면에서 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용한 것으로, 레이저빔 에너지의 크기와 레이저빔의 조사 범위의 이동을 광계(optic system) 및 마스크를 이용하여 적절하게 조절하여 규소 입자를 소정의 길이만큼 측면 성장시킴으로써 비정질 규소를 결정화하는 것이다.The SLS method takes advantage of the fact that silicon particles grow at the interface between liquid silicon and solid silicon in a direction perpendicular to the interface, and shift the size of the laser beam energy and the range of irradiation of the laser beam to the optical system and the mask. It is appropriately used to crystallize the amorphous silicon by lateral growth of the silicon particles by a predetermined length.
그리고 ELA 방법은 광원으로 엑시머 레이저로 비정질 규소막에 조사하여 다결정화하는 것으로 비정질 규소막을 부분적으로 녹여서 결정화하는 방법이다. The ELA method is a method of irradiating an amorphous silicon film with an excimer laser with a light source to polycrystallize, and is a method of partially melting and crystallizing the amorphous silicon film.
이러한 방법으로 형성한 다결정 규소막의 표면에는 다양한 크기 및 형태의 돌기가 형성되어 있다. 이러한 돌기는 돌기 부분에 전계를 집중시켜 게이트 절연막의 항복 전압(breakdown voltage)을 감소시키고, 상부막의 단차 피복도(step coverage)를 저하시킨다. 따라서 박막 트랜지스터의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있다. Projections of various sizes and shapes are formed on the surface of the polycrystalline silicon film formed in this manner. This protrusion concentrates an electric field on the protrusion to reduce the breakdown voltage of the gate insulating film, and reduces the step coverage of the upper film. Therefore, there is a problem of lowering the reliability of the thin film transistor.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 다결정 규소막의 표면에 형성된 돌기를 최소화할 수 있는 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법을 제공한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and provides a method of manufacturing a thin film transistor array panel capable of minimizing protrusions formed on a surface of a polycrystalline silicon film.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 절연 기판 위에 비정질 규소막을 형성하는 단계, 비정질 규소막을 결정화하여 다결정 규소막을 형성하는 단계, 다결정 규소막 위에 산화막을 형성하는 단계, 다결정 규소막이 노출될 때까지 산화막을 식각하는 단계, 다결정 규소막을 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계, 반도체층을 덮도록 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 반도체층과 일부분이 중첩하는 게이트선을 형성하는 단계, 반도체층의 소정 영역에 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역을 형성하는 단계, 게이트선 및 반도체층을 덮도록 제1 층간 절연막을 형성하는 단계, 제1 층간 절연막 위에 소스 영역과 연결되는 소스 전극을 가지는 데이터선 및 드레인 영역과 연결되는 드레인 전극을 형성하는 단계, 데이터선 및 드레인 전극 위에 제2 층간 절연막을 형성하는 단계, 제2 층간 절연막 위에 드레인 전극과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a thin film transistor array panel according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming an amorphous silicon film on an insulating substrate, forming a polycrystalline silicon film by crystallizing the amorphous silicon film, forming an oxide film on the polycrystalline silicon film, Etching the oxide film until the polycrystalline silicon film is exposed, patterning the polycrystalline silicon film to form a semiconductor layer, forming a gate insulating film to cover the semiconductor layer, and forming a gate line overlapping a portion of the semiconductor layer on the gate insulating film Forming a source region and a drain region by doping a predetermined amount of conductive impurities in a predetermined region of the semiconductor layer, forming a first interlayer insulating film to cover the gate line and the semiconductor layer, and over the first interlayer insulating film Data line and drain region having a source electrode connected to the source region And forming a drain electrode connected, forming a second interlayer insulating film on the data line and the drain electrode, forming a pixel electrode connected to the drain electrode on the second interlayer insulating film.
또는 절연 기판 위에 비정질 규소막을 형성하는 단계, 비정질 규소막을 결정화하여 다결정 규소막을 형성하는 단계, 다결정 규소막 위에 산화막을 형성하는 단계, 다결정 규소막이 노출될 때까지 산화막을 식각하는 단계, 다결정 규소막을 패터닝하여 반도체층을 형성하는 단계, 반도체층을 덮도록 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 위에 반도체층과 일부분이 중첩하는 게이트선 및 데이터 금속편을 형성하는 단계, 반도체층의 소정 영역에 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 영역, 드레인 영역을 형성하는 단계, 반도체층을 덮도록 층간 절연막을 형성하는 단계, 층간 절연막 위에 소스 영역 및 데이터 금속편과 연결되는 데이터 연결부, 드레인 영역과 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다. Or forming an amorphous silicon film on an insulating substrate, crystallizing the amorphous silicon film to form a polycrystalline silicon film, forming an oxide film on the polycrystalline silicon film, etching the oxide film until the polycrystalline silicon film is exposed, patterning the polycrystalline silicon film Forming a semiconductor layer; forming a gate insulating film to cover the semiconductor layer; forming a gate line and a data metal piece partially overlapping the semiconductor layer on the gate insulating film; and conducting impurities in a predetermined region of the semiconductor layer. Doping at a high concentration to form a source region and a drain region, forming an interlayer insulating film to cover the semiconductor layer, forming a data connection portion connected to the source region and the data metal piece on the interlayer insulating layer, and forming a pixel electrode connected to the drain region. Steps.
그리고 산화막을 형성하는 단계에서 산화막은 산화 규소로 형성하는 것이 바람직하다. In the step of forming the oxide film, the oxide film is preferably formed of silicon oxide.
이때, 산화막은 Si를 포함하는 기체가 O2 기체량보다 많은 분위기에서 형성하며, Si를 포함하는 기체는 SiHxCly, SiHxFy, SiH4, Si2H6, TEOS 등인 것이 바람직하다.At this time, the oxide film is formed in an atmosphere in which the gas containing Si is larger than the amount of O 2 gas, and the gas containing Si is preferably SiH x Cly, SiH x Fy, SiH 4 , Si 2 H 6 , TEOS, or the like.
또한, 산화막을 식각하는 단계에서 산화막은 Si와 SiO2의 식각 선택비가 거의 없는 식각 기체로 식각하는 것이 바람직하다.In the etching of the oxide film, the oxide film is preferably etched with an etching gas having little etching selectivity between Si and SiO 2 .
또한, 반도체층에 도전형 불순물을 소스 및 드레인 영역보다 저농도로 도핑하여 저농도 도핑 영역을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때 도전형 불순물은 P형 또는 N형 반도체 이온인 것이 바람직하다. In addition, the method may further include forming a lightly doped region by doping the semiconductor layer at a lower concentration than the source and drain regions, wherein the conductive dopant is preferably a P-type or an N-type semiconductor ion.
또한, 절연 기판 위에 차단막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include forming a blocking film on the insulating substrate.
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.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
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 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 '바로 위'에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is directly above another part, there is no other part in the middle.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판 및 그의 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a thin film transistor array panel and a method of manufacturing the same according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[제1 실시예][First Embodiment]
도 1은 본 발명의 한 실시예를 설명하기 위한 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 단면도이다. 1 is a layout view of a thin film transistor array panel for explaining an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1.
도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 산화 규소 등으로 이루어진 차단막(111)이 형성되어 있다. 차단막(111) 위에는 불순물이 도핑되어 있는 소스 영역(153), 드레인 영역(155) 및 이들 사이에 형성되어 있으며, 진성 반도체(intrinsic semiconductor)로 이루어지는 채널 영역(154)을 포함하는 반도체층(150)이 형성되어 있다. 그리고 반도체층(150)의 소스 영역(153)과 채널 영역(154) 사이, 드레인 영역(155)과 채널 영역(154) 사이에는 저농도 도핑 영역(lightly doped drain)(152)이 형성되어 있다. As illustrated, a blocking film 111 made of silicon oxide or the like is formed on the transparent insulating substrate 110. The semiconductor layer 150 is formed on the blocking layer 111 and includes a source region 153 and a drain region 155 doped with impurities and a channel region 154 formed of an intrinsic semiconductor. Is formed. A lightly doped drain 152 is formed between the source region 153 and the channel region 154 and the drain region 155 and the channel region 154 of the semiconductor layer 150.
저농도 도핑 영역(152)은 누설 전류(leakage current)나 펀치스루(punch through) 현상이 발생하는 것을 방지한다. 소스 영역(153)과 드레인 영역(155)은 도전형 불순물이 고농도로 도핑되어 있고, 저농도 도핑 영역(152)에는 도전형 불순물이 소스 영역(153) 및 드레인 영역(155)보다 저농도로 도핑되어 있다. The lightly doped region 152 prevents leakage current or punch through. In the source region 153 and the drain region 155, conductive impurities are heavily doped, and in the lightly doped region 152, the conductive impurities are less doped than the source region 153 and the drain region 155. .
여기서 도전형 불순물은 P형 또는 N형 도전형 불순물로, P형 도전형 불순물로는 붕소(B), 갈륨(Ga) 등이 사용되고, N형 불순물로는 인(P), 비소(As) 등이 사용될 수 있다. The conductive impurity is a P-type or N-type impurity, and boron (B) and gallium (Ga) are used as the P-type impurity, and phosphorus (P), arsenic (As), etc. are used as the N-type impurity. This can be used.
반도체층(150) 위에는 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 이루어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 절연막(140) 위에는 일 방향으로 긴 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부가 연장되어 반도체층(150)의 채널 영역(154)과 중첩되어 있다. 저농도 도핑 영역(152)은 게이트선(121)과 중첩(도시하지 않음)하여 형성할 수도 있다. 채널 영역(154)과 중첩된 부분은 박막 트랜지스터의 게이트 전극(124)으로 사용된다. A gate insulating layer 140 made of silicon nitride, silicon oxide, or the like is formed on the semiconductor layer 150. In addition, a gate line 121 extending in one direction is formed on the gate insulating layer 140, and a portion of the gate line 121 extends to overlap the channel region 154 of the semiconductor layer 150. The lightly doped region 152 may be formed to overlap (not shown) the gate line 121. The portion overlapping the channel region 154 is used as the gate electrode 124 of the thin film transistor.
또한, 화소의 유지 용량을 증가시키기 위한 유지 전극선(131)이 게이트선 (121)과 평행하며, 동일한 물질로 동일한 층에 형성되어 있다. 반도체층(150)과 중첩하는 유지 전극선(131)의 일 부분은 유지 전극(133)이 되며, 유지 전극(133)과 중첩하는 반도체층(150)은 유지 전극 영역(157)이 된다. 게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 게이트선(121) 폭보다 넓게 형성(도시하지 않음)할 수 있다. In addition, the storage electrode line 131 for increasing the storage capacitance of the pixel is parallel to the gate line 121 and is formed in the same layer with the same material. A portion of the storage electrode line 131 overlapping the semiconductor layer 150 becomes the storage electrode 133, and the semiconductor layer 150 overlapping the storage electrode 133 becomes the storage electrode region 157. One end of the gate line 121 may be formed wider than the width of the gate line 121 in order to connect to an external circuit (not shown).
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 절연막(140) 위에 제1 층간 절연막(601)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(601)은 소스 영역(153)과 드레인 영역(155)을 각각 노출하는 제1 및 제2 접촉구(161, 162)를 포함하고 있다. The first interlayer insulating layer 601 is formed on the gate insulating layer 140 including the gate line 121 and the storage electrode line 131. The first interlayer insulating layer 601 includes first and second contact holes 161 and 162 exposing the source region 153 and the drain region 155, respectively.
제1 층간 절연막(601) 위에 게이트선(121)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터선(171)이 형성되어 있다. 데이터선(171)의 일부분 또는 분지형 부분은 제1 접촉구(161)를 통해 소스 영역(153)과 연결되어 있으며 소스 영역(153)과 연결되어 있는 부분(173)은 박막 트랜지스터의 소스 전극(173)으로 사용된다. 데이터선(171)의 한쪽 끝부분은 외부 회로와 연결하기 위해서 데이터선(171) 폭보다 넓게 형성할 수 있다. A data line 171 is formed on the first interlayer insulating layer 601 to cross the gate line 121 to define a pixel area. A portion or branched portion of the data line 171 is connected to the source region 153 through the first contact hole 161, and the portion 173 connected to the source region 153 is a source electrode (eg, a thin film transistor). 173). One end of the data line 171 may be formed wider than the width of the data line 171 to connect to an external circuit.
그리고 데이터선(171)과 동일한 층에는 소스 전극(173)과 일정거리 떨어져 형성되어 있으며 제2 접촉구(162)를 통해 드레인 영역(155)과 연결되어 있는 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. A drain electrode 175 is formed on the same layer as the data line 171 and is separated from the source electrode 173 and connected to the drain region 155 through the second contact hole 162.
드레인 전극(175) 및 데이터선(171)을 포함하는 제1 층간 절연막(601) 위에 제2 층간 절연막(602)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(602)은 드레인 전극(175)을 노출하는 제3 접촉구(163)를 가진다. A second interlayer insulating layer 602 is formed on the first interlayer insulating layer 601 including the drain electrode 175 and the data line 171. The second interlayer insulating layer 602 has a third contact hole 163 exposing the drain electrode 175.
제2 층간 절연막(602) 위에는 제3 접촉구(163)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되어 있는 화소 전극(190)이 형성되어 있다. 화소 전극(190) 위에는 배향막(11)이 형성되어 있으며, 배향막(11)은 러빙되어 있다. The pixel electrode 190 connected to the drain electrode 175 is formed on the second interlayer insulating layer 602 through the third contact hole 163. An alignment layer 11 is formed on the pixel electrode 190, and the alignment layer 11 is rubbed.
이상 기술한 본 발명의 제1 실시예 따른 박막트랜지스터 표시판을 제조하는 방법을 도 3 내지 도 8b와 함께 기 설명한 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. A method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the first embodiment of the present invention described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 described above with reference to FIGS. 3 to 8B.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고, 도 4a 는 도 3의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 4b는 도 4a의 IVb-IVb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 4b의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 6a는 도 5의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 6b는 도 6a의 VIb-VIb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 7a는 도 6a의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'선을 따라 자른 단면도이고, 도 8a는 도 7a의 다음 단계에서의 배치도이고, 도 8b는 도 8a의 VIIIb-VIIIb'선을 따라 자른 단면도이고,3 is a cross-sectional view at an intermediate stage of manufacturing a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention, FIG. 4A is a layout view at a next stage of FIG. 3, and FIG. 4B is a line IVb-IVb ′ of FIG. 4A. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line of FIG. 4B, FIG. 6A is a layout view at the next step of FIG. 5, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ of FIG. 6A, and FIG. 7A 6A is a layout view at the next step of FIG. 6A, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb ′ of FIG. 7A, FIG. 8A is a layout view at the next step of FIG. 7A, and FIG. 8B is a VIIIb-VIIIb of FIG. 8A 'It's a cross section along the line,
먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단막(111)을 형성한다. 이때 사용되는 투명 절연 기판(110)으로는 유리, 석영 또는 사파이어 등을 사용할 수 있으며, 차단막은 산화 규소(SiO2) 또는 질화 규소(SiNx)를 약1,000Å의 두께로 증착하여 형성한다. 이후, 세정으로 차단막(111) 상의 자연 산화막과 같은 불순물을 제거한다.First, as shown in FIG. 3, the blocking layer 111 is formed on the transparent insulating substrate 110. In this case, glass, quartz, sapphire, or the like may be used as the transparent insulating substrate 110, and the blocking layer is formed by depositing silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) to a thickness of about 1,000 GPa. Subsequently, impurities such as a native oxide film on the blocking film 111 are removed by cleaning.
다음 화학 기상 증착 등의 방법으로 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막을 500Å이상의 두께로 형성한다. 바람직하게는 500~1,200Å의 두께로 형성한다. Next, an amorphous silicon film not doped with impurities is formed to a thickness of 500 kPa or more by a method such as chemical vapor deposition. Preferably it is formed to a thickness of 500 ~ 1,200Å.
그런 다음 비정질 규소막을 ELA(eximer laser anneal)방법, 로 열처리 (chamber annal) 방법, SLS(sequential lateral solidification) 방법 등의 열처리로 결정화하여 다결정 규소막(150A)을 형성한다. Then, the amorphous silicon film is crystallized by heat treatment such as an eximer laser anneal (ELA) method, a furnace annealing method, a sequential lateral solidification method, and the like to form the polycrystalline silicon film 150A.
이후 다결정 규소막(150A) 위에 돌기(10)의 높이 보다 두껍게 산화 규소(SiO2)로 이루어지는 산화막(150B)을 형성한다.Thereafter, an oxide film 150B made of silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the polycrystalline silicon film 150A to be thicker than the height of the protrusion 10.
이때 산화막(150B)은 단차 피복도(step coverage)를 떨어뜨리는 조건으로 형성한다. 즉, 산화막이 하부의 돌기(10) 표면을 따라 증착되는 것이 아니라, 기판 전체에 평탄하게 증착한다. In this case, the oxide film 150B is formed under a condition of decreasing step coverage. That is, the oxide film is not deposited along the surface of the lower protrusion 10, but is deposited flat on the entire substrate.
이처럼 산화막(150B)의 단차 피복도를 떨어뜨리기 위해서는 산화막(150B) 형성시에 Si를 포함하는 기체를 O2 기체보다 양이 많도록 주입한다. Si를 포함하는 기체로는 SiHxCly, SiHxFy, SiH4, Si2H6, TEOS(tetraethyl orthosilicate) 등을 사용할 수 있다.In order to reduce the step coverage of the oxide film 150B, a gas containing Si is injected in a larger amount than the O 2 gas when the oxide film 150B is formed. As the gas containing Si, SiHxCly, SiHxFy, SiH 4 , Si 2 H 6 , tetraethyl orthosilicate (TEOS), or the like can be used.
그런 다음 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 반도체층(150)이 노출될 때까지 건식 식각으로 식각하여 산화막(150B)을 제거한다. 이때 돌기(10)는 Si로 이루어져 있고, 산화막은 SiO2로 이루어져 있기 때문에 Si와 SiO2의 식각 선택비가 Si:SiO 2 = 1~1.5:1로 선택비가 거의 없는 기체, 예를 들어 C4F8, Ar, H2가 혼합된 기체를 이용하여 식각한다.4A and 4B, the oxide layer 150B is removed by dry etching until the semiconductor layer 150 is exposed. The projections 10 may consist of Si, the oxide film is an etching selection ratio Si of the Si and SiO 2, because made of SiO 2: SiO 2 = 1 ~ 1.5: 1 ratio with little gas, selected to, for example C 4 F Etch using a mixture of 8 , Ar, H 2 .
따라서 산화막(150B)과 함께 돌기(10)가 제거되기 때문에 평탄화 표면을 형성할 수 있다. 반도체층(150)의 표면 손상을 최소화하기 위해서 산화막(150B)을 일부 남길 수 있다. 이때는 돌기(10)도 일부 잔존(도시하지 않음)할 수 있으나 돌기(10)의 높이가 매우 낮기 때문에 문제시 되지 않는다. 또한, 이후에 형성되는 게이트 절연막(140)과 동일한 물질로 형성하여 잔존하는 산화막(150B)을 게이트 절연막으로 사용할 수 있다. 따라서 반도체층(150)이 외부에 노출되지 않아 반도체층(150)과 게이트 절연막의 계면 특성이 향상된다. Therefore, since the protrusions 10 are removed together with the oxide film 150B, the planarized surface can be formed. In order to minimize surface damage of the semiconductor layer 150, a portion of the oxide film 150B may be left. At this time, the protrusions 10 may also remain (not shown), but the height of the protrusions 10 is very low, so it does not matter. In addition, the remaining oxide film 150B formed of the same material as the gate insulating film 140 to be formed later may be used as the gate insulating film. Therefore, since the semiconductor layer 150 is not exposed to the outside, the interface property between the semiconductor layer 150 and the gate insulating layer is improved.
이후 다결정 규소막(150A)을 광마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 다결정 규소로 이루어진 반도체층(150)을 형성한다.Thereafter, the polycrystalline silicon film 150A is patterned by a photolithography process using a photomask to form a semiconductor layer 150 made of polycrystalline silicon.
반도체층(150) 위에 화학 기상 증착 방법으로 질화 규소 또는 산화 규소 등의 절연 물질을 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. An insulating material such as silicon nitride or silicon oxide is deposited on the semiconductor layer 150 by chemical vapor deposition to form a gate insulating layer 140.
다음 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 이후 게이트 절연막(140) 위에 은(Ag), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금을 단층 또는 복수층으로 증착하여 금속막을 형성한다. Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a single layer of silver (Ag), copper (Cu), titanium (Ti), aluminum (Al), tungsten (W), or an alloy thereof may be formed on the gate insulating layer 140. It deposits in multiple layers, and forms a metal film.
그리고 금속막 위에 감광막을 도포한 후 광마스크를 이용한 사진 공정으로 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 식각 공정으로 금속막을 습식 또는 건식 식각하여 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 형성한다. 이때, 금속막을 과식각하여 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 폭이 감광막 패턴(PR)의 폭보다 적게 형성한다. After the photoresist is coated on the metal layer, the photoresist pattern PR is formed by a photo process using a photomask. The gate layer 121 and the storage electrode line 131 are formed by wet or dry etching the metal layer by an etching process. At this time, the metal film is over-etched to form a width of the gate line 121 and the storage electrode line 131 smaller than that of the photoresist pattern PR.
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 측면은 테이퍼지도록 형성하여 상부층과의 밀착성을 증가시킨다. 그리고 유지 용량이 충분할 경우 유지 전극선(131)을 형성하지 않는다. Side surfaces of the gate line 121 and the storage electrode line 131 are formed to be tapered to increase adhesion to the upper layer. If the storage capacitor is sufficient, the storage electrode line 131 is not formed.
이후 감광막 패턴(PR)을 마스크로 반도체층(150)에 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 형성한다. Thereafter, the semiconductor layer 150 is doped with a high concentration of conductive impurities using the photoresist pattern PR as a mask to form source and drain regions 153 and 155.
다음 도 6에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 제거한 후 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 마스크로 반도체층(150)에 도전형 불순물을 저농도로 도핑하여 저농도 도핑 영역(152)을 가지는 반도체층(150)을 완성한다. 그리고 게이트선(121)을 티타늄과 같은 고내열, 고화학성 물질로 형성하지 않은 경우에는 배선의 손상을 줄이기 위해서 감광막 패턴(PR)을 형성한 후 불순물을 도핑할 수 있다. Next, as shown in FIG. 6, after removing the photoresist pattern PR, the semiconductor layer 150 is lightly doped with a conductive dopant in a low concentration doped region 152 using the gate line 121 and the storage electrode line 131 as a mask. The semiconductor layer 150 having () is completed. When the gate line 121 is not formed of a high heat resistant and high chemical material such as titanium, an impurity may be doped after forming the photoresist pattern PR to reduce damage to the wiring.
저농도 도핑 영역(152)은 이상 설명한 바와 같은 감광막 패턴(PR) 이외에 서로 다른 식각 비를 가지는 금속층을 이용하거나, 게이트선(121)의 측벽에 스페이서 등을 형성하여 형성할 수 있다. The lightly doped region 152 may be formed by using metal layers having different etching ratios in addition to the photoresist pattern PR as described above, or by forming spacers or the like on sidewalls of the gate line 121.
또한, 반도체층(150)과 유지 전극선(131, 133)의 길이 및 폭의 차이 때문에 유지 전극선(131, 133) 바깥에 노출되는 반도체층(150A)이 생길 수 있다. 이들 영역도 도핑되어 있으며 유지 전극 영역(157)에 인접하며 드레인 영역(155)과는 분리되어 있다.In addition, the semiconductor layer 150A may be exposed to the outside of the storage electrode lines 131 and 133 because of the difference in length and width of the semiconductor layer 150 and the storage electrode lines 131 and 133. These regions are also doped, adjacent to the sustain electrode region 157 and separated from the drain region 155.
이후 도 7a 및 도 7b에서와 같이, 기판(110) 전면에 제1 층간 절연막(601)을 형성하고 사진 식각 공정으로 식각하여 소스 영역 및 드레인 영역(153, 155)을 노출하는 제1 및 제2 접촉구(161, 162)를 형성한다. 7A and 7B, a first interlayer insulating film 601 is formed on the entire surface of the substrate 110 and etched by a photolithography process to expose the source and drain regions 153 and 155. The contact holes 161 and 162 are formed.
층간 절연막(160)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위로 형성할 수 있다. The interlayer insulating layer 160 has excellent planarization characteristics, and is formed of a-Si: C: O, a-Si: O: organic material having photosensitivity, and plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Low dielectric constant insulating materials, such as F, or an inorganic material, such as silicon nitride can be formed.
다음 제1 층간 절연막(601) 위에 텅스텐, 티타늄, 알루미늄 또는 이들의 합금을 단층 또는 복수층으로 증착하여 금속막을 형성한다. 이후 금속막을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 접촉구(161, 162)를 통해 각각 소스 영역(153) 및 드레인 영역(155)과 연결되는 소스 전극(173)을 가지는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 형성한다. Next, tungsten, titanium, aluminum, or an alloy thereof is deposited on the first interlayer insulating film 601 in a single layer or a plurality of layers to form a metal film. Subsequently, the metal layer is patterned by a photolithography process, and the data line 171 and the drain electrode 175 having the source electrode 173 connected to the source region 153 and the drain region 155 through the contact holes 161 and 162, respectively. ).
데이터선(171) 및 드레인 전극(175)의 측벽은 테이퍼지도록 형성하여 상부층과의 밀착성을 향상시킬 수 있다. Sidewalls of the data line 171 and the drain electrode 175 may be formed to be tapered to improve adhesion to the upper layer.
도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 덮는 제2 층간 절연막(602)을 형성한다. 이후 제2 층간 절연막(602)을 사진 식각 공정으로 패터닝하여 드레인 전극(175)을 노출하는 제3 접촉구(163)를 형성한다. 제2 층간 절연막(602)도 제1 층간 절연막(601)과 동일한 물질로 형성할 수 있다. As shown in FIGS. 8A and 8B, a second interlayer insulating film 602 covering the data line 171 and the drain electrode 175 is formed. Thereafter, the second interlayer insulating layer 602 is patterned by a photolithography process to form a third contact hole 163 exposing the drain electrode 175. The second interlayer insulating film 602 may also be formed of the same material as the first interlayer insulating film 601.
이후 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 층간 절연막 위에 IZO(indium zinc oxide), ITO(indium tin oxide) 등과 같은 투명한 도전막을 형성한 후 패터닝하여 제3 접촉구(163)를 통해 드레인 전극(175)과 연결되는 화소 전극(190)을 형성한다. 그런 다음 화소 전극(190)을 덮는 배향막(11)을 형성한 후 러빙한다. 1 and 2, a transparent conductive film such as indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide (ITO), or the like is formed on the second interlayer insulating film, and then patterned and drained through the third contact hole 163. The pixel electrode 190 connected to the electrode 175 is formed. Then, the alignment layer 11 covering the pixel electrode 190 is formed and then rubbed.
제2 층간 절연막(602)을 저유전율의 유기 물질로 형성하는 경우에는 화소 전극(190)을 데이터선 및 게이트선과 중첩하여 화소 영역의 개구율을 향상시킬 수 있다. When the second interlayer insulating layer 602 is formed of an organic material having a low dielectric constant, the pixel electrode 190 may overlap the data line and the gate line to improve the aperture ratio of the pixel region.
[제2 실시예] Second Embodiment
도 9 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 10는 도 9의 절단선 X-X'-X"선에 대한 단면도이다.9 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line X-X′-X ″ of FIG. 9.
실시예2 에서는 동일 물질로 데이터 연결부(171b)와 화소 전극(190)을 동일층에 형성하고 화소 전극(190)과 데이터 연결부(171b)를 반도체층(150)의 소스 및 드레인 영역(153, 155)에 각각 연결하기 위한 접촉구들(161, 162)을 동시에 형성하기 때문에 제1 실시예에 비해 마스크 수를 줄일 수 있다.In Embodiment 2, the data connection part 171b and the pixel electrode 190 are formed on the same layer using the same material, and the pixel electrode 190 and the data connection part 171b are formed on the source and drain regions 153 and 155 of the semiconductor layer 150. ), Since the contact holes 161 and 162 for connecting to the plurality of holes are simultaneously formed, the number of masks can be reduced as compared with the first embodiment.
좀더 구체적으로 설명하면 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단막(111)이 형성되어 있다. 차단막(111) 위에는 도전형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 소스 영역(153), 드레인 영역(155) 및 이들 사이에 형성되어 있으며 진성 반도체(intrinsic semiconductor)로 이루어지는 채널 영역(154)을 포함하는 반도체층(150)이 형성되어 있다. 그리고 반도체층(150)의 소스 영역(153)과 채널 영역(154) 사이, 드레인 영역(155)과 채널 영역(154) 사이에는 도전형 불순물이 소스 및 드레인 영역보다 저농도로 도핑되어 있다. More specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, the blocking layer 111 is formed on the transparent insulating substrate 110. A semiconductor layer including a source region 153, a drain region 155, and a channel region 154 formed of an intrinsic semiconductor between the conductive layer and the dopant having a high concentration of conductive impurities on the blocking layer 111. 150 is formed. Further, conductive impurities are doped at a lower concentration than the source and drain regions between the source region 153 and the channel region 154 and the drain region 155 and the channel region 154 of the semiconductor layer 150.
반도체층(150)을 포함하여 기판(110) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 가로 방향으로 긴 게이트선(121)이 형성되어 있고, 게이트선(121)의 일부가 세로 방향으로 연장되어 반도체층(150)과 일부 중첩되며, 반도체층(150)과 중첩된 게이트선(121)의 일부분은 게이트 전극(124)으로 사용된다. The gate insulating layer 140 is formed on the substrate 110 including the semiconductor layer 150. A gate line 121 extending in the horizontal direction is formed on the gate insulating layer 140, and a portion of the gate line 121 extends in the vertical direction to partially overlap the semiconductor layer 150, and overlaps the semiconductor layer 150. A portion of the gate line 121 is used as the gate electrode 124.
게이트선(121)의 한쪽 끝부분은 외부 회로(도시하지 않음)로부터 주사 신호를 인가 받기 위해 게이트선(121) 폭보다 확대 형성할 수 있다. One end of the gate line 121 may be formed larger than the width of the gate line 121 to receive a scan signal from an external circuit (not shown).
또, 유지 전극선(131)이 게이트선(121)과 일정거리 떨어져 형성되며 평행하게 위치하도록, 게이트선(121)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성되어 있다. 반도체층(150)과 중첩되는 유지 전극선(131)의 일 부분은 유지 전극(133)이 되며, 유지 전극(133) 아래에 위치한 반도체층 (150)은 유지 전극 영역(157)이 된다.In addition, the storage electrode line 131 is formed in the same layer with the same material as the gate line 121 so that the storage electrode line 131 is formed to be parallel to the gate line 121 and is positioned in parallel. A portion of the storage electrode line 131 overlapping the semiconductor layer 150 becomes the storage electrode 133, and the semiconductor layer 150 disposed under the storage electrode 133 becomes the storage electrode region 157.
그리고 게이트선(121)과 일정 거리 떨어져 형성되어 있으며 게이트선(121)과 수직한 방향으로 신장되며, 게이트선(121)과 동일한 층에 데이터 금속편(171a)이 형성되어 있다. 데이터 금속편(171a)은 인접한 두 게이트선(121) 사이에 게이트선(121)과 연결되지 않도록 형성되어 있다. 또, 데이터 금속편(171a)은 외부회로(도시하지 않음)으로부터 화상 신호를 인가받기 위해 가장 바깥에 위치한 한 행의 데이터 금속편(171a)의 한쪽 끝부분을 확대 형성할 수 있다. The data metal piece 171a is formed at a distance from the gate line 121 and extends in a direction perpendicular to the gate line 121, and is formed on the same layer as the gate line 121. The data metal piece 171a is formed not to be connected to the gate line 121 between two adjacent gate lines 121. In addition, the data metal piece 171a may enlarge and form one end of the data metal piece 171a in the outermost row in order to receive an image signal from an external circuit (not shown).
게이트선(121) 및 유지 전극선(131)을 포함하는 게이트 절연막(140) 위에는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다.An interlayer insulating layer 160 is formed on the gate insulating layer 140 including the gate line 121 and the storage electrode line 131.
층간 절연막(160) 위에는 데이터 연결부(171b), 화소 전극(190), 접촉 보조 부재(82)가 형성되어 있다. 데이터 연결부(171b)는 세로 방향으로 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)과 교차하도록 형성되어 있다.The data connection part 171b, the pixel electrode 190, and the contact auxiliary member 82 are formed on the interlayer insulating layer 160. The data connection part 171b is formed to cross the gate line 121 and the storage electrode line 131 in the vertical direction.
데이터 금속편(171a)은 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 제3 접촉구(163)를 통해 데이터 연결부(171b)와 연결되어 있으며, 데이터 연결부(171b)는 제1 접촉구(161)를 통해 소스 영역(153)과 연결되어 있다. 즉, 데이터 연결부(171b)에 의하여 분리되어 있는 데이터 금속편(171a)들이 게이트선(121) 및 유지 전극선 (131)을 건너 연결된다. 그리고 화소 전극(190)은 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에 걸쳐 형성되어 있는 제2 접촉구(162)를 통해 드레인 영역(155)과 연결되어 있으며, 접촉 보조 부재(82)는 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 제4 접촉구(164)를 통해 각각 게이트선(121) 및 데이터 금속편(171a)의 한쪽 끝부분과 연결되어 있다. The data metal piece 171a is connected to the data connecting portion 171b through the third contact hole 163 formed in the interlayer insulating layer 160, and the data connecting portion 171b is connected to the source through the first contact hole 161. It is connected to the area 153. That is, the data metal pieces 171a separated by the data connection part 171b are connected across the gate line 121 and the storage electrode line 131. The pixel electrode 190 is connected to the drain region 155 through a second contact hole 162 formed over the interlayer insulating layer 160 and the gate insulating layer 140, and the contact auxiliary member 82 is interlayered. The fourth contact hole 164 formed in the insulating layer 160 is connected to one end of the gate line 121 and the data metal piece 171a, respectively.
접촉 보조 부재(82)는 데이터선(171a)의 끝 부분과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호하는 역할을 하는 것으로 필수적인 것은 아니며, 이들의 적용 여부는 선택적이다. 특히, 구동 회로를 표시 영역의 박막 트랜지스터와 함께 형성할 경우에는 형성하지 않는다. The contact auxiliary member 82 is not essential to serve to protect adhesion between the end of the data line 171a and the external device and to protect them, and application thereof is optional. In particular, when the driving circuit is formed together with the thin film transistor in the display area, it is not formed.
이상 기술한 본 발명의 제2 실시예 따른 박막트랜지스터 표시판을 제조하는 방법을 도 11a 내지 도 14b와 함께 기 설명한 도 9 및 도 10을 참조하여 상세히 설명한다. A method of manufacturing the thin film transistor array panel according to the second embodiment of the present invention described above will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10 described with reference to FIGS. 11A to 14B.
도 11a, 도 12a, 도 14a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 배치도이고, 도 11b 는 도 11a의 XIb-XIb'-XIb"선을 따라 자른 단면도이고, 도 12b는 도 12a의 XIIb-XIIb'-XIIb"선을 따라 자른 단면도이고, 도 13은 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이고, 도 14b는 도 14a의 XIVb-XIVb'-XIVb"선을 따라 자른 단면도이다. 11A, 12A, and 14A are layout views in an intermediate step of manufacturing a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XIb-XIb′-XIb ″ of FIG. 11A. 12B is a cross-sectional view taken along the line XIIb-XIIb'-XIIb "in FIG. 12A, FIG. 13 is a cross-sectional view at the next step in FIG. 12B, and FIG. 14B is taken along the line XIVb-XIVb'-XIVb" in FIG. 14A. It is a cut section.
먼저 도 3에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(110) 위에 차단막(111)을 형성한다. 이때 사용되는 투명 절연 기판(110)으로는 유리, 석영 또는 사파이어 등을 사용할 수 있으며, 차단막은 산화 규소(SiO2) 또는 질화 규소(SiNx)를 약1,000Å의 두께로 증착하여 형성한다. 이후, 세정으로 차단막(111) 상의 자연 산화막과 같은 불순물을 제거한다.First, as shown in FIG. 3, the blocking layer 111 is formed on the transparent insulating substrate 110. In this case, glass, quartz, sapphire, or the like may be used as the transparent insulating substrate 110, and the blocking layer is formed by depositing silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) to a thickness of about 1,000 GPa. Subsequently, impurities such as a native oxide film on the blocking film 111 are removed by cleaning.
다음 화학 기상 증착 등의 방법으로 불순물이 도핑되지 않은 비정질 규소막을 500Å이상의 두께로 형성한다. 바람직하게는 500~1,200Å의 두께로 형성한다. Next, an amorphous silicon film not doped with impurities is formed to a thickness of 500 kPa or more by a method such as chemical vapor deposition. Preferably it is formed to a thickness of 500 ~ 1,200Å.
그런 다음 비정질 규소막을 ELA방법, 로 열처리 방법, SLS 방법 등의 열처리로 결정화하여 다결정 규소막을 형성한다. Then, the amorphous silicon film is crystallized by heat treatment such as an ELA method, a furnace heat treatment method, or an SLS method to form a polycrystalline silicon film.
이후 다결정 규소막(150A) 위에 돌기(10)의 높이 보다 두껍게 산화 규소(SiO2)로 이루어지는 산화막(150B)을 형성한다. Thereafter, an oxide film 150B made of silicon oxide (SiO 2) is formed on the polycrystalline silicon film 150A to be thicker than the height of the protrusion 10.
이때 산화막(150B)은 제1 실시예와 동일한 조건으로 형성한다. 즉, 산화막 형성시에 Si를 포함하는 기체를 O2 기체량 보다 많이 주입한다.At this time, the oxide film 150B is formed under the same conditions as in the first embodiment. In other words, a lot of injecting gas containing Si at the time of forming the oxide film than the O 2 gas amount.
그런 다음 도 11a 및 도 11b에서와 같이, 산화막(150B)을 건식 식각으로 제거한다. 이때 돌기(10)는 Si로 이루어져 있고, 산화막(150B)은 SiO2로 이루어져 있기 때문에 Si와 SiO2의 식각 선택비가 Si:SiO2 = 1~1.5:1로 선택비가 거의 없는 기체, 예를 들어 C4F8, Ar, H2가 혼합된 기체를 이용하여 식각한다.11A and 11B, the oxide film 150B is removed by dry etching. The projections 10 may consist of Si, the oxide film (150B) is selected etching of the Si and SiO 2, because made of SiO 2 ratio of Si: SiO 2 = 1 ~ 1.5 : for 1 ratio with little gas, selected as examples Etch using C 4 F 8 , Ar, H 2 mixed gas.
이후 광마스크를 이용한 사진 식각 공정으로 패터닝하여 다결정 규소로 이루어진 반도체층(150)을 형성한다.Thereafter, a semiconductor layer 150 made of polycrystalline silicon is formed by patterning the photolithography process using a photomask.
반도체층(150) 위에 화학 기상 증착 방법으로 질화 규소 또는 산화 규소 등의 절연물질을 증착하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. The gate insulating layer 140 is formed by depositing an insulating material such as silicon nitride or silicon oxide on the semiconductor layer 150 by chemical vapor deposition.
그런 다음 도 12a 및 도 12b에서와 같이 이후 게이트 절연막(140) 위에 구리(Cu), 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금을 단층 또는 복수층으로 증착하여 금속막을 형성한다. Then, as shown in FIGS. 12A and 12B, a single layer or a plurality of layers of copper (Cu), silver (Ag), titanium (Ti), aluminum (Al), tungsten (W), or an alloy thereof are subsequently formed on the gate insulating layer 140. Vapor deposition to form a metal film.
그리고 금속막 위에 감광막을 도포한 후 광마스크를 이용한 사진 공정으로 감광막 패턴(PR)을 형성한다. 식각 공정으로 금속막을 습식 또는 건식 식각하여 게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 데이터 금속편(171a)을 형성한다. 이때, 금속막을 과식각하여 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)의 폭이 감광막 패턴(PR)의 폭보다 적게 형성한다. After the photoresist is coated on the metal layer, the photoresist pattern PR is formed by a photo process using a photomask. The metal film is wet or dry etched by the etching process to form the gate line 121, the storage electrode line 131, and the data metal piece 171a. At this time, the metal film is over-etched to form a width of the gate line 121 and the storage electrode line 131 smaller than that of the photoresist pattern PR.
게이트선(121), 유지 전극선(131) 및 데이터 금속편(171a) 의 측면은 테이퍼지도록 형성하여 상부층과의 밀착성을 증가시킨다. 그리고 유지 용량이 충분할 경우 유지 전극선(131)을 형성하지 않는다. Side surfaces of the gate line 121, the storage electrode line 131, and the data metal piece 171a are formed to be tapered to increase adhesion to the upper layer. If the storage capacitor is sufficient, the storage electrode line 131 is not formed.
이후 감광막 패턴(PR)을 마스크로 반도체층(150)에 도전형 불순물을 고농도로 도핑하여 소스 및 드레인 영역(153, 155)을 형성한다. Thereafter, the semiconductor layer 150 is doped with a high concentration of conductive impurities using the photoresist pattern PR as a mask to form source and drain regions 153 and 155.
다음 도 13에 도시한 바와 같이, 감광막 패턴(PR)을 제거한 후 게이트선 (121), 유지 전극선(131)을 마스크로 반도체층(150)에 도전형 불순물을 저농도로 도핑하여 저농도 도핑 영역(152)을 가지는 반도체층(150)을 완성한다. 그리고 게이트선(121)을 티타늄과 같은 고내열, 고화학성 물질로 형성하지 않은 경우에는 배선의 손상을 줄이기 위해서 감광막 패턴(PR)을 형성한 후 불순물을 도핑할 수 있다. Next, as shown in FIG. 13, after removing the photoresist pattern PR, the semiconductor layer 150 is lightly doped with a conductive dopant in the low concentration doped region 152 using the gate line 121 and the storage electrode line 131 as a mask. The semiconductor layer 150 having () is completed. When the gate line 121 is not formed of a high heat resistant and high chemical material such as titanium, an impurity may be doped after forming the photoresist pattern PR to reduce damage to the wiring.
저농도 도핑 영역(152)은 이상 설명한 바와 같은 감광막 패턴(PR) 이외에 서로 다른 식각 비를 가지는 금속층을 이용하거나, 게이트선(121)의 측벽에 스페이서 등을 형성하여 형성할 수 있다. The lightly doped region 152 may be formed by using metal layers having different etching ratios in addition to the photoresist pattern PR as described above, or by forming spacers or the like on sidewalls of the gate line 121.
또한, 반도체층(150)과 유지 전극선(131, 133)의 길이 및 폭의 차이 때문에 유지 전극선(131, 133) 바깥에 노출되는 반도체층(150A)이 생길 수 있다. 이들 영역도 도핑되어 있으며 유지 전극 영역(157)에 인접하며 드레인 영역(155)과는 분리되어 있다.In addition, the semiconductor layer 150A may be exposed to the outside of the storage electrode lines 131 and 133 because of the difference in length and width of the semiconductor layer 150 and the storage electrode lines 131 and 133. These regions are also doped, adjacent to the sustain electrode region 157 and separated from the drain region 155.
도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 소스 영역(153), 드레인 영역(155) 및 채널 영역(154)이 형성된 기판 전면에 절연 물질로 층간 절연막(160)을 형성한다. 층간 절연막(160)은 평탄화 특성이 우수하며 감광성을 가지는 유기 물질, 플라스마 화학 기상 증착으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 또는 무기 물질인 질화 규소 따위로 형성할 수 있다. As shown in FIGS. 14A and 14B, an interlayer insulating layer 160 is formed of an insulating material on the entire surface of the substrate on which the source region 153, the drain region 155, and the channel region 154 are formed. The interlayer insulating layer 160 is an organic material having excellent planarization characteristics and a photosensitive property, a low dielectric constant insulating material such as a-Si: C: O, a-Si: O: F, or inorganic material formed by plasma chemical vapor deposition. It may be formed of silicon nitride or the like.
이후 층간 절연막(160)에 사진 식각 방법으로 소스 영역(153)을 노출하는 제1 접촉구(161), 드레인 영역(155)을 노출하는 제2 접촉구(162), 데이터 금속편(171a)을 노출하는 제3 접촉구(163), 데이터 금속편(171a)의 한쪽 끝부분을 노출하는 제4 접촉구(164)를 형성한다. Thereafter, the first contact hole 161 exposing the source region 153, the second contact hole 162 exposing the drain region 155, and the data metal piece 171a are exposed on the interlayer insulating layer 160. The third contact hole 163 and the fourth contact hole 164 exposing one end of the data metal piece 171a are formed.
감광성을 가지는 유기 물질로 층간 절연막을 형성하는 경우에는 사진 공정만으로 접촉구를 형성할 수 있다. When the interlayer insulating film is formed of an organic material having photosensitivity, the contact hole may be formed only by a photographic process.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4 접촉구(161~164) 내부를 포함하는 층간 절연막(160) 위에 투명한 도전 물질로 도전층을 형성한 후 패터닝하여 데이터 연결부(171b) 및 화소 전극(190), 접촉 보조 부재(82)를 형성한다. 9 and 10, a conductive layer is formed of a transparent conductive material on the interlayer insulating layer 160 including the first to fourth contact holes 161 to 164 and then patterned to form a data connection part 171b. And the pixel electrode 190 and the contact assistant member 82.
여기서 데이터 금속편(171a)은 제3 접촉구(163)를 통해 데이터 연결부(171b)와 연결하며, 데이터 연결부(171b)는 제1 접촉구(161)를 통해 소스 영역(153)과 연결한다. 그리고 화소 전극(190)은 제2 접촉구(162)를 통해 드레인 영역(155)과 연결하고, 접촉 보조 부재는(82)는 제4 접촉구(164)를 통해 데이터 금속편(171a)과 연결한다. The data metal piece 171a is connected to the data connector 171b through the third contact hole 163, and the data connector 171b is connected to the source region 153 through the first contact hole 161. The pixel electrode 190 is connected to the drain region 155 through the second contact hole 162, and the contact auxiliary member 82 is connected to the data metal piece 171a through the fourth contact hole 164. .
이때 층간 절연막(160)을 저유전율의 유기 물질로 형성하는 경우에는 화소 전극(190)을 게이트선(121) 및 데이터 금속편(171b)과 중첩하여 화소 영역의 개구율을 향상시킬 수 있다. In this case, when the interlayer insulating layer 160 is formed of an organic material having a low dielectric constant, the pixel electrode 190 may overlap the gate line 121 and the data metal piece 171b to improve the aperture ratio of the pixel region.
이후 화소 전극(190) 위에 배향막(11)을 형성한 후 러빙한다.After that, the alignment layer 11 is formed on the pixel electrode 190 and then rubbed.
본 발명은 첨부된 도면에 도시한 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be defined only by the appended claims.
이상 기술한 본 발명에서와 같이 산화막을 형성한 후 산화막과 함께 돌기를 식각함으로써 표면이 평탄한 반도체층을 형성할 수 있으므로, 반도체층과 게이트 절연막의 계면 특성이 향상된다. As in the present invention described above, a semiconductor layer having a flat surface can be formed by etching the protrusion together with the oxide film after forming the oxide film, thereby improving the interface characteristics between the semiconductor layer and the gate insulating film.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 설명하기 위한 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 1 is a layout view of a thin film transistor array panel for describing an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 절단한 단면도이고,FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 단면도이고, 3 is a cross-sectional view at an intermediate stage of manufacturing a thin film transistor array panel according to a first exemplary embodiment of the present invention.
도 4a 는 도 3의 다음 단계에서의 배치도이고, 4A is a layout view in the next step of FIG. 3,
도 4b는 도 4a의 IVb-IVb'선을 따라 자른 단면도이고, 4B is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb ′ of FIG. 4A;
도 5는 도 4b의 다음 단계에서의 단면도이고, 5 is a cross-sectional view at the next step of FIG. 4B,
도 6a는 도 5의 다음 단계에서의 배치도이고, FIG. 6A is a layout view in the next step of FIG. 5;
도 6b는 도 6a의 VIb-VIb'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line VIb-VIb ′ of FIG. 6A;
도 7a는 도 6a의 다음 단계에서의 배치도이고, FIG. 7A is a layout view at the next step of FIG. 6A,
도 7b는 도 7a의 VIIb-VIIb'선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line VIIb-VIIb ′ of FIG. 7A;
도 8a는 도 7a의 다음 단계에서의 배치도이고, FIG. 8A is a layout view at the next step of FIG. 7A, and FIG.
도 8b는 도 8a의 VIIIb-VIIIb'선을 따라 자른 단면도이고,FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb ′ of FIG. 8A;
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 9 is a layout view of a thin film transistor array panel for a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 도 9의 X-X'-X"선을 따라 자른 단면도이고,FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line X-X'-X "of FIG. 9;
도 11a, 도 12a, 도 14a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 중간 단계에서의 배치도이고, 11A, 12A, and 14A are layout views in an intermediate step of manufacturing a thin film transistor array panel according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 11b 는 도 11a의 XIb-XIb'-XIb"선을 따라 자른 단면도이고, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line XIb-XIb′-XIb ″ of FIG. 11A;
도 12b는 도 12a의 XIIb-XIIb'-XIIb"선을 따라 자른 단면도이고, 12B is a cross-sectional view taken along the line XIIb-XIIb′-XIIb ″ of FIG. 12A, and
도 13은 도 12b의 다음 단계에서의 단면도이고,FIG. 13 is a sectional view at the next step of FIG. 12B,
도 14b는 도 14a의 XIVb-XIVb'-XIVb"선을 따라 자른 단면도이다. FIG. 14B is a cross-sectional view taken along the line XIVb-XIVb′-XIVb ″ of FIG. 14A.
※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※※ Explanation of symbols on main parts of drawing ※
110 : 절연 기판 121 : 게이트선110: insulated substrate 121: gate line
124 : 게이트 전극 131 : 유지 전극선124: gate electrode 131: sustain electrode line
133 : 유지 전극 140 : 게이트 절연막133 sustain electrode 140 gate insulating film
150 : 반도체층 153 : 소스 영역 150: semiconductor layer 153: source region
154 : 채널 영역 155 : 드레인 영역154: channel region 155: drain region
171 : 데이터선 173 : 소스 전극171: data line 173: source electrode
175 : 드레인 전극 190 : 화소 전극175: drain electrode 190: pixel electrode
Claims (9)
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