KR20050072956A - 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 광투과형 기판 상부에 상호 이격된 제 1 내지 3 게이트를 형성하는 단계와; 상기 제 1 게이트의 일측 상부면을 감싸는 전극라인을 형성하는 단계와; 상기 제 1 내지 3 게이트와 전극라인을 감싸도록 광투과형 기판 상부에 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 내지 3 게이트 각각의 상부 영역에 존재하는 절연막 상부에 제 1 내지 3 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와; 상기 제 3 비정질 실리콘층에 엑시머 레이저(Excimer laser)광을 조사하여, 제 3 비정질 실리콘층을 결정화된 다결정 실리콘층으로 변화시키는 단계와; 상기 제 1과 2 비정질 실리콘층과 다결정 실리콘층 각각의 일측 상부를 감싸는 소스(Source)를 형성하고, 타측 상부를 감싸는 드레인을 형성하며, 상기 제 1 비정질 실리콘층의 드레인과 제 2 비정질 실리콘층의 소스를 연결하는 단계와; 상기 절연막, 제 1과 2 비정질 실리콘층, 다결정 실리콘층, 소스와 드레인을 감싸는 패시베이션층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 비정질 실리콘층 상부에 존재하는 패시베이션층 상부에 광차단막을 형성하는 단계로 이루어진다.
따라서, 본 발명은 지문 인식 센서와 구동소자용 박막 트랜지스터를 일체로 광투과형 기판 상에 형성할 수 있으므로, 지문 인식 시스템의 소형화를 달성할 수 있고, 제조 경비를 낮출 수 있으며, 제작 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지문 인식 센서와 구동소자용 박막 트랜지스터를 일체로 광투과형 기판 상에 형성할 수 있으므로, 지문 인식 시스템의 소형화를 달성할 수 있고, 제조 경비를 낮출 수 있으며, 제작 공정을 단순화시킬 수 있는 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 사람의 지문, 홍채, 얼굴안면, 망막 등 생체적 특성을 이용하여 개인을 식별하는 기술개발이 활발하게 이루어지고 있다.
세계 생체인식 시장은 매년 100%, 아시아-태평양 시장은 매년 300%에 가까운 성장을 보일 것으로 예측되고 있으며, 실제로 아태 시장의 경우 1998년 전세계 시장의 5%에서 2000년 26%를 차지하여 22%의 유럽시장을 추월하고 있는 실정이다.
이 가운데 지문인식 시스템은 사용자의 손가락을 전자적으로 읽어 미리 입력된 데이터와 비교해 본인여부를 판별하여 사용자의 신분을 확인하는 시스템을 말한다.
사용자의 손에 이상이 생기거나 입력을 받는 스캐너의 문제로 인해 정확한 영상이 인식되지 않는 불편함이 있지만, 생체인식기술 분야에서 보편적으로 알려져 있는 방식으로 편리성과 안전성에서 기능이 뛰어나다.
도 1은 일반적인 지문 인식 센서의 동작되는 개념을 설명하기 위한 개념도로서, 광투과형 기판(100) 상부에는 센서용 박막 트랜지스터, 스위치용 박막 트랜지스터와 캐패시터가 형성되어 있고, 센서용 박막 트랜지스터, 스위치용 박막 트랜지스터와 캐패시터는 하나의 지문 인식 셀(Cell)로, 이 지문 인식 셀들이 광투과형 기판(100) 상부에 2차원적으로 어레이되어 지문 인식 센서를 구성하게 된다.
즉, 상기 센서용 박막 트랜지스터는 제 1 게이트(111), 제 1 비정질 실리콘층(121)과 그와 부속된 소스(131) 및 드레인(132)으로 이루어지고, 스위치용 박막 트랜지스터는 제 2 게이트(112), 제 2 비정질 실리콘층(122)과 그와 부속된 소스(133) 및 드레인(134)으로 이루어진다.
여기서, 상기 제 2 비정질 실리콘층(122) 상부에 존재하는 패시베이션층 상부에는 광차단막(150)이 형성되어 있다.
그리고, 캐패시터는 제 1 게이트(111)와 제 2 게이트(112) 사이에 존재하는 전극라인(115), 절연막(120)과 제 1 비정질 실리콘층(121)에 부속된 드레인(132)의 연장부로 구현된다.
이렇게 구성된 지문 인식 센서에 손가락을 접촉시키면, 상기 광투과형 기판(100)을 통하여 조사된 광은 손가락의 지문에 접촉되고, 지문의 굴곡에 따라 다르게 반사되며, 반사된 광은 센서용 박막 트랜지스터의 비정질 실리콘층의 캐리어를 증가시켜 소스(131)와 드레인(132) 사이에 흐르는 전류를 변하게 한다.
이 때, 지문의 굴곡에 따라, 어레이되어 있는 지문 인식 셀들의 전류값은 다르게 되고, 이를 각각의 지문 인식 셀들에 연결된 캐패시터들에 저장하여 순차적으로 전류값을 읽으면, 지문 인식이 완료된다.
여기서, 상기 스위치용 박막트랜지스터는 각각의 지문 인식 셀들의 전류값을 순차적으로 읽기 위하여, 센서용 박막 트랜지스터를 구동을 온(On)/오프(Off)시키는 스위칭 동작을 수행한다.
한편, 상기 센서용 박막 트랜지스터와 스위치용 박막 트랜지스터는 구동부 및 판독부와 같은 구동소자들의 동작으로 구동되거나 또는, 지문 인식을 수행하는데, 이들 구동소자들은 필수적으로 박막 트랜지스터를 구비하고 있다.
이 구동소자용 박막 트랜지스터는 결정화된 다결정 실리콘으로 형성되어야 하고, 센서용 및 스위치용 박막 트랜지스터는 비정질 실리콘으로 형성되어야 하기 때문에, 상기 센서용 및 스위치용 박막 트랜지스터와 구동소자용 박막 트랜지스터는 광투과형 기판에서 일괄공정에 의하여 일체로 형성할 수 없었다.
그러므로, 종래 기술에서는 지문 인식 센서가 형성된 광투과형 기판과 독립된 인쇄회로기판 상에 지문 인식 센서를 구동할 수 있는 구동소자들을 실장하여 지문 인식 시스템을 제작하여 왔다.
따라서, 종래 기술에서는 지문 인식 시스템의 소형화를 달성할 수 없었고, 많은 제조 경비가 소요되고, 제작 공정이 복잡한 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지문 인식 센서와 구동소자용 박막 트랜지스터를 일체로 광투과형 기판 상에 형성할 수 있으므로, 지문 인식 시스템의 소형화를 달성할 수 있고, 제조 경비를 낮출 수 있으며, 제작 공정을 단순화시킬 수 있는 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 광투과형 기판 상부에 상호 이격된 제 1 내지 3 게이트를 형성하는 단계와;
상기 제 1 게이트의 일측 상부면을 감싸는 전극라인을 형성하는 단계와;
상기 제 1 내지 3 게이트와 전극라인을 감싸도록 광투과형 기판 상부에 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 1 내지 3 게이트 각각의 상부 영역에 존재하는 절연막 상부에 제 1 내지 3 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와;
상기 제 3 비정질 실리콘층에 엑시머 레이저(Excimer laser)광을 조사하여, 제 3 비정질 실리콘층을 결정화된 다결정 실리콘층으로 변화시키는 단계와;
상기 제 1과 2 비정질 실리콘층과 다결정 실리콘층 각각의 일측 상부를 감싸는 소스(Source)를 형성하고, 타측 상부를 감싸는 드레인을 형성하며, 상기 제 1 비정질 실리콘층의 드레인과 제 2 비정질 실리콘층의 소스를 연결하는 단계와;
상기 절연막, 제 1과 2 비정질 실리콘층, 다결정 실리콘층, 소스와 드레인을 감싸는 패시베이션층을 형성하는 단계와;
상기 제 2 비정질 실리콘층 상부에 존재하는 패시베이션층 상부에 광차단막을 형성하는 단계로 이루어진 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2a 내지 2h는 본 발명에 따라 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 공정도로서, 먼저, 광투과형 기판(100) 상부에 상호 이격된 제 1 내지 3 게이트(111,112,113)를 형성하고(도 2a), 상기 제 1 게이트(111)의 일측 상부면을 감싸는 전극라인(115)을 형성한다.(도 2b)
상기 전극라인(115)은 ITO막으로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 내지 3 게이트(111,112,113)는 Mo 또는 Cr로 형성하는 것이 바람직하다.
그 후, 상기 제 1 내지 3 게이트(111,112,113)와 전극라인(115)을 감싸도록 광투과형 기판(100) 상부에 절연막(120)을 형성한다.(도 2c)
이 때, 상기 절연막(120)은 SiNx 또는 SiOx로 형성한다.
그 다음, 상기 제 1 내지 3 게이트(111,112,113) 각각의 상부 영역에 존재하는 절연막(120) 상부에 제 1 내지 3 비정질 실리콘층(121,122,123)을 형성한다.(도 2d)
연이어, 상기 제 3 비정질 실리콘층(123)에 엑시머 레이저(Excimer laser)광을 조사 또는 열처리하여, 제 3 비정질 실리콘층(123)을 결정화된 다결정 실리콘층(123a)으로 전이(轉移)시킨다.(도 2e)
계속하여, 상기 제 1과 2 비정질 실리콘층(121,122)과 다결정 실리콘층(123a) 각각의 일측 상부를 감싸는 소스(Source)(131,133,135)를 형성하고, 타측 상부를 감싸는 드레인(132,134,136)을 형성하며, 상기 제 1 비정질 실리콘층(121)의 드레인(132)과 제 2 비정질 실리콘층(122)의 소스(133)를 연결한다.(도 2f)
그 다음, 상기 절연막(120), 제 1과 2 비정질 실리콘층(121,122), 다결정 실리콘층(123a), 소스(131,133,135)와 드레인(132,134,136)을 감싸는 패시베이션층(140)을 형성한다.(도 2g)
그 후, 상기 제 2 비정질 실리콘층(122) 상부에 존재하는 패시베이션층(140) 상부에 광차단막(150)을 형성한다.(도 2h)
상기 패시베이션층(140)은 SiNx 또는 SiOx로 형성하고, 광차단막(150)은 Mo 또는 Cr로 형성한다.
따라서, 제 1 게이트(111), 제 1 비정질 실리콘층(121)과 그와 부속된 소스(131) 및 드레인(132)으로 이루어진 센서용 박막 트랜지스터와; 제 2 게이트(112), 제 2 비정질 실리콘층(122)과 그와 부속된 소스(133) 및 드레인(134)으로 이루어진 스위치용 박막 트랜지스터와; 상기 제 3 게이트(113), 결정질 실리콘층(123a)과 그와 부속된 소스(135) 및 드레인(136)으로 이루어진 구동소자용 박막 트랜지스터와; 상기 제 1 게이트(111)와 제 2 게이트(112) 사이에 존재하는 전극라인(115), 절연막(120)과 제 1 비정질 실리콘층(121)에 부속된 드레인(132)의 연장부로 이루어진 캐패시터가 광투과형 기판(100) 상부에 일체로 형성된다.
이로써, 본 발명은 지문 인식 센서와 구동소자용 박막 트랜지스터를 일체로 제조할 수 있기 때문에, 지문 인식 시스템을 일괄공정을 수행하여 광투과형 기판에서 제조할 수 있게 된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 지문 인식 센서와 구동소자용 박막 트랜지스터를 일체로 광투과형 기판 상에 형성할 수 있으므로, 지문 인식 시스템의 소형화를 달성할 수 있고, 제조 경비를 낮출 수 있으며, 제작 공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 일반적인 지문 인식 센서의 동작되는 개념을 설명하기 위한 개념도
도 2a 내지 2h는 본 발명에 따라 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 공정도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광투과형 기판 111,112,113 : 게이트
115 : 전극라인 120 : 절연막
121,122,123 : 비정질 실리콘층 123a : 다결정 실리콘층
131,133,135 : 소스 132,134,136 : 드레인
140 : 패시베이션(Passivation)층 150 : 광차단막
Claims (4)
- 광투과형 기판 상부에 상호 이격된 제 1 내지 3 게이트를 형성하는 단계와;상기 제 1 게이트의 일측 상부면을 감싸는 전극라인을 형성하는 단계와;상기 제 1 내지 3 게이트와 전극라인을 감싸도록 광투과형 기판 상부에 절연막을 형성하는 단계와;상기 제 1 내지 3 게이트 각각의 상부 영역에 존재하는 절연막 상부에 제 1 내지 3 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와;상기 제 3 비정질 실리콘층에 엑시머 레이저(Excimer laser)광을 조사하여, 제 3 비정질 실리콘층을 결정화된 다결정 실리콘층으로 변화시키는 단계와;상기 제 1과 2 비정질 실리콘층과 다결정 실리콘층 각각의 일측 상부를 감싸는 소스(Source)를 형성하고, 타측 상부를 감싸는 드레인을 형성하며, 상기 제 1 비정질 실리콘층의 드레인과 제 2 비정질 실리콘층의 소스를 연결하는 단계와;상기 절연막, 제 1과 2 비정질 실리콘층, 다결정 실리콘층, 소스와 드레인을 감싸는 패시베이션층을 형성하는 단계와;상기 제 2 비정질 실리콘층 상부에 존재하는 패시베이션층 상부에 광차단막을 형성하는 단계로 이루어진 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 전극라인은 ITO막으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 내지 3 게이트 및 광차단막은,Mo 또는 Cr로 형성하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 절연막 및 패시베이션층은 SiNx 또는 SiOx로 형성하는 것을 특징으로 하는 지문 인식 센서와 일체로 구동소자용 박막 트랜지스터를 제조하는 방법.
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