KR20060055062A - Thin film transistor and method for fabricating the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 희생층을 도입하여 유기물 잔사를 제거한 박막트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 게이트 절연막 상부에 희생층을 도입하여 상기 희생층 상부에 남아 있는 유기물 잔사를 완전히 없애 불량이 발생되지 않도록 한 기술이다.The present invention relates to a thin film transistor in which organic residues are removed by introducing a sacrificial layer, and a method of manufacturing the same. A technique of introducing a sacrificial layer over a gate insulating layer to completely remove organic residues remaining on the sacrificial layer to prevent defects from occurring. to be.

Description

박막트랜지스터 및 그 제조 방법{Thin Film transistor and method for fabricating the same}Thin film transistor and its manufacturing method {Thin Film transistor and method for fabricating the same}

도 1은 종래의 따른 박막트랜지스터를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional thin film transistor.

도 2는 종래에 따른 박막트랜지스터의 유기물 잔사가 남겨진 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the organic residue of the thin film transistor according to the related art.

도 3a 내지 도 3c은 본 발명의 제 1실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4d은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.4A to 4D are cross-sectional views schematically illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>          <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10, 110 : 기판 20, 120 : 버퍼층      10, 110: substrate 20, 120: buffer layer

30, 130 : 반도체층 패턴 40, 140 : 게이트 절연막      30 and 130: semiconductor layer pattern 40 and 140: gate insulating film

50 : 게이트 전극 150 : 금속막 패턴      50 gate electrode 150 metal film pattern

60, 160 : 층간 절연막 70, 170 : 콘텍홀       60, 160: interlayer insulating film 70, 170: contact hole

80, 180 : 소스/드레인 전극 90 : 포토레지스트 잔사      80, 180: source / drain electrode 90: photoresist residue

190 : 포토 레지스트 패턴 200 : 희생층       190: photoresist pattern 200: sacrificial layer

205 : 희생층 패턴 210 : LDD 영역       205: sacrificial layer pattern 210: LDD region

본 발명은 희생층을 도입한 유기물 잔사제거 기법으로 제조된 박막트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 희생층을 형성하고 포토 레지스트를 마스크로 하여 폴리 실리콘막을 이온 도핑한 후, 포토 레지스트 제거시 발생되는 포토 레지스트 잔사를 완전히 없애기 위한 박막트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor prepared by the organic residue removal technique incorporating a sacrificial layer, and more particularly, to a photoresist after forming a sacrificial layer and ion doping a polysilicon film using a photoresist as a mask. The present invention relates to a thin film transistor for completely eliminating photoresist residues generated during removal and a method of manufacturing the same.

최근, 박막트랜지스터(이하에서는 'TFT's라고 칭함)는 기판 상에 어레이(array)의 상태로 형성되어, 액티브-매트릭스형 기판(active-matrix substrate)으로서 액정 표시 장치(liquid crystal dispaly device), 유기전계 발광소자(organic electroluminescent elemnets)를 사용한 표시 장치에 널리 이용된다. TFT는 일반적으로 기판 상에 형성된 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극을 포함하여 구성된다. TFT는 게이트 전극에서 제공된 전계(electro field)를 이용하는 비정질 실리콘(a-Si), 다결정 실리콘(p-Si) 또는 단결정 실리콘과 같은 활성 재료내에 캐리어를 이동시켜서 스위칭 동작을 실행한다.Recently, thin film transistors (hereinafter referred to as' TFT's) are formed in an array on a substrate to form an active-matrix substrate as a liquid crystal display device (liquid crystal dispaly device), an organic field It is widely used in display devices using organic electroluminescent elemnets. The TFT generally includes a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode formed on a substrate. The TFT performs a switching operation by moving a carrier in an active material such as amorphous silicon (a-Si), polycrystalline silicon (p-Si), or monocrystalline silicon using an electric field provided at the gate electrode.

도 1은 종래의 박막트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다.1 is a cross-sectional view of a conventional thin film transistor.

도 1을 참조하면, 종래의 박막트랜지스터는 먼저, 절연 기판(10) 및 버퍼층(20) 상부에 소정의 위치에 비정질 실리콘막(a-Si)을 도포한 후 결정화시킨 다음, 패터닝하여 폴리 실리콘막(p-Si)을 형성한다.Referring to FIG. 1, a conventional thin film transistor is first coated with an amorphous silicon film (a-Si) at a predetermined position on an insulating substrate 10 and a buffer layer 20, and then crystallized, and then patterned to form a polysilicon film. to form (p-Si).

이 후, 상기 폴리 실리콘막과 버퍼층(20) 상부에 게이트 절연막(40)을 형성하고 상기 게이트 절연막(40)의 기판 전면에 걸쳐 포토 레지스트를 형성하고 사진 식각을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 도핑 마스크로 하여 상기 박막트랜지스터의 폴리 실리콘막을 이온 도핑함으로써, 소스 영역, 드레인 영역을 정의하고 채널 영역을 포함하는 반도체층 패턴(30)을 형성한다.Thereafter, a gate insulating film 40 is formed on the polysilicon film and the buffer layer 20, a photoresist is formed on the entire surface of the substrate of the gate insulating film 40, and the photoresist patterned through photo etching is used as a doping mask. By ion doping the polysilicon film of the thin film transistor, a source layer and a drain region are defined, and the semiconductor layer pattern 30 including the channel region is formed.

이 후, 상기 포토 레지스트를 산소 플라즈마(plasma)로 제거하고 상기 폴리 실리콘막의 채널 영역과 대응되는 부분에 게이트 전극 물질을 증착하고 패터닝하여 게이트 전극(50)을 형성하고 상기 기판 전면에 걸쳐 층간 절연막(60)을 형성한 다음 상기 게이트 절연막(40)과 층간 절연막(60)을 관통시켜 상기 반도체층 패턴(30)의 소스 영역과 드레인 영역의 소정의 부분이 노출되도록 콘텍홀(70)을 형성한다.Thereafter, the photoresist is removed by an oxygen plasma, and a gate electrode material is deposited and patterned on a portion corresponding to the channel region of the polysilicon film to form a gate electrode 50, and an interlayer insulating film over the entire surface of the substrate. The contact hole 70 is formed through the gate insulating layer 40 and the interlayer insulating layer 60 to expose a predetermined portion of the source region and the drain region of the semiconductor layer pattern 30.

이 후, 상기 콘텍홀(70)을 통하여 층간 절연막 상부에 반도체층 패턴(30)의 소스/드레인 영역과 각각 연결되어지도록 소스/드레인 전극(80) 물질을 적층한 후, 패턴하여 소스/드레인 전극(80)을 형성한다. Thereafter, a source / drain electrode 80 material is laminated on the interlayer insulating layer to be connected to the source / drain regions of the semiconductor layer pattern 30 through the contact hole 70, and then patterned to form a source / drain electrode. Form 80.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 종래의 박막트랜지스터의 제조 방법과 이에 따른 문제점은 다음과 같다.The manufacturing method and the problems according to the conventional thin film transistor having the structure as described above are as follows.

도 2는 종래에 따른 박막트랜지스터의 게이트 절연막 상부에 포토 레지스트 잔사가 남겨진 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a photoresist residue remaining on an upper portion of a gate insulating layer of a thin film transistor according to the related art.

도 2를 참조하면, 상기 폴리 실리콘막을 이온 도핑한 다음, 게이트 절연막(40) 상부에 상기 반도체층의 채널영역과 대응되도록 패터닝된 포토 레지스트를 플 라즈마 애싱하여 포토 레지스트를 제거하는 경우 유기물인 포토 레지스트가 모두 제거되지 않고 포토 레지스트 잔사(90), 즉 유기물 잔사가 게이트 절연막 상에 남게 되어 박막트랜지스터의 불량이 발생한다는 문제점이 있다.Referring to FIG. 2, when the photoresist is removed by ion doping the polysilicon layer and plasma ashing the patterned photoresist on the gate insulating layer 40 to correspond to the channel region of the semiconductor layer. The resist is not removed, and thus the photoresist residue 90, that is, the organic residue remains on the gate insulating layer, which causes a problem in that the thin film transistor is defective.

본 발명의 목적은 폴리 실리콘막을 포토 레지스트를 사용하여 이온 도핑한 후, 게이트 절연막 상부에 형성된 포토 레지스트를 플라즈마 애싱를 통해 제거하더라도 게이트 절연막 상부에 포토 레지스트 잔사가 제거되어 유기물 잔사로 인한 불량이 생기지 않는 박막트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is that after ion doping a polysilicon film using a photoresist, even if the photoresist formed on the gate insulating film is removed through plasma ashing, the photoresist residue is removed on the gate insulating film so that a defect due to organic residue does not occur. The present invention provides a thin film transistor and a method of manufacturing the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 방법은In order to achieve the above object, the manufacturing method of the thin film transistor according to the first embodiment of the present invention

기판이 제공되는 단계와;Providing a substrate;

상기 기판 상에 폴리 실리콘막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a polysilicon film pattern on the substrate;

기판 전면에 걸쳐 상기 폴리 실리콘막 패턴 상부에 게이트 절연막이 형성되는 단계와;Forming a gate insulating film on the polysilicon film pattern over the entire substrate;

상기 게이트 절연막 상부에 희생층이 형성되는 단계와;Forming a sacrificial layer on the gate insulating film;

상기 폴리 실리콘막 패턴에 형성된 채널 영역에 대응되도록 포토 레지스트 패턴이 상기 희생층 상부에 형성되는 단계와;Forming a photoresist pattern on the sacrificial layer to correspond to the channel region formed on the polysilicon layer pattern;

상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 폴리 실리콘막 패턴에 이온 도핑하여 소스/드레인 영역이 정의되는 단계와;Ion doping the polysilicon layer pattern using the photoresist pattern as a mask to define a source / drain region;

상기 포토 레지스트 패턴이 제거되는 단계와;Removing the photoresist pattern;

상기 희생층을 제거하고, 상기 채널 영역에 대응되도록 금속막 패턴이 형성되는 단계를 포함하는 제조 방법인 것을 특징으로 한다.And removing the sacrificial layer and forming a metal film pattern to correspond to the channel region.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 2실시예에 따른 박막트랜지스터의 구조는In order to achieve the above object, the structure of the thin film transistor according to the second embodiment of the present invention is

기판과;A substrate;

상기 기판 상부에 소스/드레인 영역 및 채널 영역을 구비하는 반도체층 패턴과;A semiconductor layer pattern having a source / drain region and a channel region over the substrate;

기판 전면에 걸쳐 상기 반도체층 패턴 상부에 형성되는 게이트 절연막과;A gate insulating film formed over the semiconductor layer pattern over the entire substrate;

상기 채널 영역에 대응되며 상기 게이트 절연막 상부에 형성되는 희생층 패턴과;A sacrificial layer pattern corresponding to the channel region and formed on the gate insulating layer;

상기 희생층 패턴 상부에 형성되는 금속막 패턴과;A metal film pattern formed on the sacrificial layer pattern;

다수 개의 콘텍홀을 구비하며 상기 금속막 패턴 상부에 형성되는 층간 절연막 및 상기 콘텍홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 콘텍하는 소스/드레인 전극이 형성된 것을 특징으로 한다.The semiconductor device may include a plurality of contact holes and a source / drain electrode contacting the source / drain region through the interlayer insulating layer formed on the metal layer pattern and the contact hole.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 2실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 방법은In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention

기판이 제공되는 단계와;Providing a substrate;

상기 기판 상에 폴리 실리콘막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a polysilicon film pattern on the substrate;

기판 전면에 걸쳐 상기 폴리 실리콘막 패턴 상부에 게이트 절연막이 형성되는 단계와;Forming a gate insulating film on the polysilicon film pattern over the entire substrate;

상기 게이트 절연막 상부에 희생층이 형성되는 단계와;Forming a sacrificial layer on the gate insulating film;

상기 폴리 실리콘막 패턴에 형성될 채널 영역에 대응되도록 금속막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a metal film pattern so as to correspond to a channel region to be formed in the polysilicon film pattern;

기판 전면에 걸쳐 포토 레지스트를 적층한 후 상기 금속막 패턴 상부에 포토 레지스트 패턴이 형성되고 나머지 포토 레지스트는 제거되는 단계와;Stacking photoresist over the entire substrate and then forming a photoresist pattern on the metal film pattern and removing the remaining photoresist;

상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 폴리 실리콘막 패턴에 이온 도핑하여 소스/드레인 영역이 정의되는 단계와;Ion doping the polysilicon layer pattern using the photoresist pattern as a mask to define a source / drain region;

상기 포토 레지스트 패턴이 제거되고, 상기 금속막 패턴 하부의 상기 희생층을 제외한 나머지 희생층은 제거되는 단계를 포함하는 제조 방법인 것을 특징으로 한다.The photoresist pattern is removed, and the remaining sacrificial layer except for the sacrificial layer under the metal layer pattern is characterized in that the manufacturing method comprising the step of removing.

이하, 본 발명의 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings of the present invention.

도 3a내지 도 3c은 본 발명의 제 1실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 공정을 순서적으로 도시한 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a에서 보는 바와 같이 상기 박막트랜지스터는 절연 기판(110)과 상기 기판(110) 상부로부터 유출되는 불순물을 막아 주기 위해 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막/질화막(SiO2/SiNx)의 적층막 중에 하나를 선택하여 버퍼층(120)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, the thin film transistor includes a silicon oxide film (SiO 2), a silicon nitride film (SiN x), a silicon oxide film / nitride film (SiO 2) to prevent impurities from flowing out of the insulating substrate 110 and the substrate 110. One of the stacked layers of / SiNx) is selected to form the buffer layer 120.

상기 버퍼층(120)은 반드시 형성되어야 하는 것은 아니며, 선택적으로 형성 하는 것이 바람직하다.The buffer layer 120 does not have to be formed, but is preferably formed selectively.

그리고 나서, 상기 버퍼층(120) 상부에 비정질 실리콘막을 도포하고 결정화시킨 후, 패터닝하여 폴리 실리콘막을 형성하고 상기 폴리 실리콘막과 버퍼층(120) 상부 전면에 걸쳐 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막/질화막(SiO2/SiNx)의 적층막 중에 하나를 선택하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연막(140) 상부에 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 중에 하나를 선택하여 희생층(200)을 형성한다. Then, an amorphous silicon film is coated and crystallized on the buffer layer 120, and then patterned to form a polysilicon film, and a silicon oxide film (SiO 2) and a silicon nitride film (SiNx) are formed over the entire upper surface of the poly silicon film and the buffer layer 120. The gate insulating layer 140 is formed by selecting one of the stacked layers of the silicon oxide film / nitride film (SiO 2 / SiN x). Next, the sacrificial layer 200 is formed on the gate insulating layer 140 by selecting one of a silicon oxide film SiO2 and a silicon nitride film SiNx.

단, 여기서 상기 희생층(200)은 게이트 절연막(140) 하부에 형성되어 접하게 됨에 따라 서로 다른 물질을 사용한다. 예를 들면, 상기 게이트 절연막(140) 물질이 실리콘 산화막(SiO2)이면 희생층(200) 물질은 실리콘 질화막(SiNx)으로, 실리콘 질화막(SiNx)이면 실리콘 산화막(SiO2)으로 희생층(200)이 선택된다.However, as the sacrificial layer 200 is formed under the gate insulating layer 140 and comes into contact with each other, different materials are used. For example, when the gate insulating layer 140 is made of silicon oxide (SiO 2), the sacrificial layer 200 is made of silicon nitride (SiNx), and if the silicon nitride is made of silicon nitride (SiNx), the sacrificial layer 200 is made of silicon oxide (SiO 2). Is selected.

다음, 도 3b에서 보는 바와 같이 상기 희생층(200) 전면에 걸쳐 포토 레지스트를 형성하고 사진 식각을 통해 패터닝된 포토 레지스트를 도핑 마스크로 하여 상기 박막트랜지스터의 폴리 실리콘막을 이온 도핑함으로써, 소스 영역, 드레인 영역을 정의하고 채널 영역을 포함하는 반도체층 패턴(130)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3B, a photoresist is formed over the entire sacrificial layer 200, and the polysilicon layer of the thin film transistor is ion-doped using a photoresist patterned through photolithography as a doping mask. A region is defined and a semiconductor layer pattern 130 including a channel region is formed.

여기서, 상기 폴리 실리콘막을 이온 도핑을 실시한 후, 상기 포토 레지스트를 산소 플라즈마(plasma)로 제거한다. 이 때, 유기물인 포토 레지스트가 모두 제거되지않고 상기 희생층 상부에 포토 레지스트 잔사가 남을 수 있다. 따라서, 이러한 포토 레지스트 잔사를 제거하기 위하여 HF를 포함하는 식각액인 DHF 또는 BOE으로 상기 희생층(200) 물질을 습식 식각 방법을 통해 제거한다.In this case, after the polysilicon film is ion-doped, the photoresist is removed by an oxygen plasma. At this time, all of the organic photoresist may not be removed and a photoresist residue may remain on the sacrificial layer. Therefore, in order to remove the photoresist residue, the sacrificial layer 200 material is removed by a wet etching method using DHF or BOE, which is an etchant including HF.

또한, 상기 희생층(200) 물질을 PE(plasma etch), ICP(inductively coupled plasma)모드를 사용한 건식 식각 방법을 통해서 제거할 수 있다.In addition, the sacrificial layer 200 material may be removed through a dry etching method using plasma etch (PE) and inductively coupled plasma (ICP) modes.

다음, 도 3c에서 보는 바와 같이 상기 희생층(200)을 제거한 게이트 절연막 상부에 박막트랜지스터를 형성하기 위한 게이트 전극 물질을 증착 및 패터닝하여 금속막 패턴(150)을 형성하고 상기 기판 전면에 걸쳐 층간 절연막(160)을 형성하고 상기 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)을 관통시켜, 상기 반도체층 패턴(130)의 소스 영역과 드레인 영역의 소정 부분이 노출되도록 콘텍홀(170)을 형성하고 상기 박막트랜지스터의 콘텍홀(170)을 통하여 상기 층간 절연막(160) 상부에 소스/드레인 영역이 각각 연결되도록 소스/드레인 전극(180) 물질을 증착하고 패터닝하여 소스/드레인 전극(180)을 형성한다. Next, as illustrated in FIG. 3C, a gate electrode material for forming a thin film transistor is deposited and patterned on the gate insulating layer from which the sacrificial layer 200 is removed to form a metal layer pattern 150, and an interlayer insulating layer is formed over the entire surface of the substrate. And forming a contact hole 170 through the interlayer insulating layer 160 and the gate insulating layer 140 to expose a predetermined portion of the source region and the drain region of the semiconductor layer pattern 130. A source / drain electrode 180 is formed by depositing and patterning a source / drain electrode 180 material on the interlayer insulating layer 160 to connect the source / drain regions, respectively, through the contact hole 170 of the thin film transistor.

여기서, 게이트 전극 물질은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 형성하고, 소스/드레인 전극 물질은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 형성한다. Here, the gate electrode material is formed of an alloy including a metal material such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), or aluminum (Al), and the source / drain electrode material is tungsten (W) and molybdenum (Mo). Or an alloy including a metal material such as aluminum (Al).

도 4a내지 도 4d은 본 발명의 제 2실시예에 따른 박막트랜지스터의 제조 공정을 순서적으로 도시한 단면도이다.4A through 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a manufacturing process of a thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.

먼저, 도 4a에서 보는 바와 같이 상기 박막트랜지스터는 유리나 합성 수지 등으로 이루어진 절연 기판(110)과 상기 기판(110) 상부로부터 유출되는 불순물을 막아 주기 위해 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막/질화막(SiO2/SiNx)의 적층막 중에 하나를 선택하여 버퍼층(120)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, the thin film transistor includes an insulating substrate 110 made of glass or synthetic resin, a silicon oxide film (SiO 2), a silicon nitride film (SiN x), to prevent impurities from flowing out from the top of the substrate 110. The buffer layer 120 is formed by selecting one of the laminated films of silicon oxide film / nitride film (SiO 2 / SiN x).

상기 버퍼층(120)은 반드시 형성되어야 하는 것은 아니며, 선택적으로 형성하는 것이 바람직하다.The buffer layer 120 does not have to be formed, but is preferably formed selectively.

그리고 나서, 상기 버퍼층(120) 상부에 비정질 실리콘막을 도포하고 결정화시킨 후, 패터닝하여 폴리 실리콘막을 형성하고 상기 폴리 실리콘막과 버퍼층(120) 상부 전면에 걸쳐 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 중에 하나를 선택하여 게이트 절연막(140)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트 절연막(140) 상부에 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx) 중에 하나를 선택하여 희생층(200)을 형성한다. Then, an amorphous silicon film is coated and crystallized on the buffer layer 120, and then patterned to form a polysilicon film, and a silicon oxide film (SiO 2) and a silicon nitride film (SiNx) are formed over the entire upper surface of the poly silicon film and the buffer layer 120. One of them is selected to form the gate insulating layer 140. Next, the sacrificial layer 200 is formed on the gate insulating layer 140 by selecting one of a silicon oxide film SiO2 and a silicon nitride film SiNx.

단, 여기서 상기 희생층(200)은 게이트 절연막(140) 하부에 형성되어 접하게 됨에 따라 서로 다른 물질을 사용한다. 예를 들면, 상기 게이트 절연막(140) 물질이 실리콘 산화막(SiO2)이면 희생층(200) 물질은 실리콘 질화막(SiNx)으로, 실리콘 질화막(SiNx)이면 실리콘 산화막(SiO2)으로 희생층(200)이 선택된다. However, as the sacrificial layer 200 is formed under the gate insulating layer 140 and comes into contact with each other, different materials are used. For example, when the gate insulating layer 140 is made of silicon oxide (SiO 2), the sacrificial layer 200 is made of silicon nitride (SiNx), and if the silicon nitride is made of silicon nitride (SiNx), the sacrificial layer 200 is made of silicon oxide (SiO 2). Is selected.

다음, 도 4b에서 보는 바와 같이 상기 박막트랜지스터에 정의된 폴리 실리콘막의 채널 영역과 대응되는 위치인 상기 희생층(200) 상부에 게이트 전극 물질을 증착 및 패터닝하여 금속막 패턴(150)을 형성하고 상기 금속막 패턴(150) 상부에 사진 식각을 통해 패터닝된 포토 레지스트 패턴(190)를 도핑 마스크로 하여 상기 박막트랜지스터의 폴리 실리콘막을 이온 도핑함으로써, 소스 영역, 드레인 영역을 정의하고 채널 영역을 포함하는 반도체층 패턴(130)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, a metal layer pattern 150 is formed by depositing and patterning a gate electrode material on the sacrificial layer 200, which is a position corresponding to the channel region of the polysilicon layer defined in the thin film transistor. Ion doping the polysilicon layer of the thin film transistor using the photoresist pattern 190 patterned by photolithography on the metal layer pattern 150 as a doping mask, thereby defining a source region and a drain region and including a channel region. The layer pattern 130 is formed.

여기서, 상기 게이트 전극 물질은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 형성한다.The gate electrode material may be formed of an alloy including a metal material such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), or aluminum (Al).

다음, 도 4c에서 보는 바와 같이 상기 폴리 실리콘막을 이온 도핑을 실시한 후, 상기 포토 레지스트 패턴(190)를 산소 플라즈마(plasma)로 제거하고 상기 금속막 패턴(150)의 하부에 정의된 희생층 패턴(205)을 제외한 기판 전면에 걸쳐 HF를 포함하는 식각액인 DHF 또는 BOE으로 상기 희생층(200) 물질을 습식 식각 방법을 통해 제거하여 포토 레지스트 잔사가 없도록 완전히 제거한다.Next, as shown in FIG. 4C, after the polysilicon layer is ion-doped, the photoresist pattern 190 is removed with an oxygen plasma, and a sacrificial layer pattern defined below the metal layer pattern 150 is formed. The sacrificial layer 200 material is removed by a wet etching method using DHF or BOE, an etchant including HF, over the entire surface of the substrate except for 205 to completely remove photoresist residues.

한편, 상기 반도체층 패턴(130)에 LDD(lightly doped drain)영역(210)을 형성하는 경우에는 포토 레지스트 패턴(190)을 게이트 전극(150)을 둘러싸도록 형성하여 우선, 이온 도핑을 실시하여 소소/드레인 영역을 정의하고 이어서, 상기 포토 레지스트 패턴을 제거한 후 저농도 이온 도핑을 실시한다. 이때, 포토 레지스트 패턴(190)을 앞에 설명한 방법과 동일한 방법으로 제거하게 된다. 또한 상기 포토 레지스트가 모두 제거되지 않고 희생층(200) 상부에 포토 레지스트 잔사가 남을 수 있으므로 상기 금속막 패턴 하부의 희생층 패턴(205)만은 제외하고 나머지 희생층(200)은 제거된다. On the other hand, when the lightly doped drain (LDD) region 210 is formed in the semiconductor layer pattern 130, the photoresist pattern 190 is formed to surround the gate electrode 150. / Drain regions are defined, followed by removal of the photoresist pattern followed by low concentration ion doping. At this time, the photoresist pattern 190 is removed in the same manner as described above. In addition, since the photoresist residue may remain on the sacrificial layer 200 without removing all of the photoresist, the remaining sacrificial layer 200 except for the sacrificial layer pattern 205 below the metal layer pattern is removed.

여기서, 상기 희생층(200) 물질을 PE(plasma etch), ICP(inductively coupled plasma)모드를 사용한 건식 식각 방법을 통해서 제거할 수도 있다.The sacrificial layer 200 material may be removed by a dry etching method using plasma etch (PE) and inductively coupled plasma (ICP) modes.

다음, 도 4d에서 보는 바와 같이 상기 금속막 패턴(150) 상부에 기판 전면에 걸쳐 층간 절연막(160)을 형성하고 상기 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)을 관통시켜, 상기 반도체층 패턴(130)의 소스 영역과 드레인 영역의 소정 부분이 노출되도록 콘텍홀(170)을 형성하고 상기 박막트랜지스터의 콘텍홀(170)을 통하여 상기 층간 절연막 상부에 소스/드레인 영역이 각각 연결되도록 소스/드레인 전극 물 질을 증착하고 패터닝하여 소스/드레인 전극(180)을 형성한다.       Next, as shown in FIG. 4D, an interlayer insulating layer 160 is formed over the entire surface of the metal layer pattern 150, and the interlayer insulating layer 160 and the gate insulating layer 140 are formed to pass through the semiconductor layer pattern ( The contact hole 170 may be formed to expose a predetermined portion of the source region and the drain region of the 130, and the source / drain electrode may be connected to the source / drain region on the interlayer insulating layer through the contact hole 170 of the thin film transistor. The material is deposited and patterned to form the source / drain electrode 180.

여기서, 소스/드레인 전극 물질은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 형성한다.Here, the source / drain electrode material is formed of an alloy including a metal material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or aluminum (Al).

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

상기 게이트 절연막 상부에 희생층을 도입하여 소스/드레인 영역 및 채널 영역을 구비한 반도체층 패턴을 형성한 후, 포토 레지스트를 산소 플라즈마로 제거하고 HF를 포함하는 용액으로 희생층을 제거하여 상기 희생층 상부에 남아 있는 유기물 잔사를 완전히 없애 불량이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.A sacrificial layer is formed on the gate insulating layer to form a semiconductor layer pattern including a source / drain region and a channel region. Then, the photoresist is removed by oxygen plasma and the sacrificial layer is removed by a solution containing HF. It is characterized by completely eliminating the organic residue remaining on the top so that no defect occurs.

Claims (27)

기판이 제공되는 단계와;Providing a substrate; 상기 기판 상에 폴리 실리콘막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a polysilicon film pattern on the substrate; 기판 전면에 걸쳐 상기 폴리 실리콘막 패턴 상부에 게이트 절연막이 형성되는 단계와;Forming a gate insulating film on the polysilicon film pattern over the entire substrate; 상기 게이트 절연막 상부에 희생층이 형성되는 단계와;Forming a sacrificial layer on the gate insulating film; 상기 폴리 실리콘막 패턴에 형성된 채널 영역에 대응되도록 포토 레지스트 패턴이 상기 희생층 상부에 형성되는 단계와;Forming a photoresist pattern on the sacrificial layer to correspond to the channel region formed on the polysilicon layer pattern; 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 폴리 실리콘막 패턴에 이온 도핑하여 소스/드레인 영역이 정의되는 단계와;Ion doping the polysilicon layer pattern using the photoresist pattern as a mask to define a source / drain region; 상기 포토 레지스트 패턴이 제거되는 단계와;Removing the photoresist pattern; 상기 희생층을 제거하고, 상기 채널 영역에 대응되도록 금속막 패턴이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.And removing the sacrificial layer and forming a metal film pattern to correspond to the channel region. 제 1항에 있어서, 상기 희생층은 상기 게이트 절연막과는 다른 종류의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial layer is formed of a material different from that of the gate insulating layer. 제 2항에 있어서, 상기 희생층 물질이 SiO2이면 상기 게이트 절연막 물질은 SiNx으로, SiNx이면 SiO2으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 2, wherein the gate insulating material is formed of SiNx if the sacrificial layer material is SiO 2, and SiO 2 if the sacrificial layer material is SiO 2. 제 1항에 있어서, 상기 금속막 패턴은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질로 형성된 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the metal layer pattern is an alloy including a metal material such as chromium (Cr), molybdenum (Mo), or aluminum (Al), and is a gate electrode formed of at least one metal material. Method of manufacturing a thin film transistor. 제 4항에 있어서, 상기 금속막 패턴을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 층간 절연막이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.5. The method of claim 4, wherein an interlayer insulating film is formed over the entire substrate including the metal film pattern. 제 5항에 있어서, 상기 층간 절연막은 상기 게이트 절연막과 관통되어 상기 폴리 실리콘막 패턴의 소스/드레인 영역과 연결된 콘텍홀에 소스/드레인 전극 물질을 증착하고 패터닝하여 소스/드레인 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 5, wherein the interlayer insulating layer penetrates through the gate insulating layer to deposit and pattern a source / drain electrode material in a contact hole connected to the source / drain region of the polysilicon layer pattern to form a source / drain electrode. A method of manufacturing a thin film transistor. 제 6항에 있어서, 상기 소스/드레인 전극 물질은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The thin film of claim 6, wherein the source / drain electrode material is an alloy including a metal material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or aluminum (Al). Method of manufacturing a transistor. 제 1항에 있어서, 상기 희생층 물질은 습식 식각방법에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial layer material is removed by a wet etching method. 제 8항에 있어서, 상기 습식 식각에 사용되는 용액은 HF를 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.      The method of claim 8, wherein the solution used for the wet etching is a solution containing HF. 제 9항에 있어서, 상기 HF를 포함하는 용액은 DHF 또는 BOE인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 9, wherein the solution containing HF is DHF or BOE. 제 1항에 있어서 상기 희생층 물질은 건식 식각 방법으로 제거되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the sacrificial layer material is removed by a dry etching method. 제 11항에 있어서 상기 건식 식각에 사용되는 모드는 PE, ICP인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 11, wherein the mode used for dry etching is PE or ICP. 기판과;A substrate; 상기 기판 상부에 소스/드레인 영역 및 채널 영역을 구비하는 반도체층 패턴과;A semiconductor layer pattern having a source / drain region and a channel region over the substrate; 기판 전면에 걸쳐 상기 반도체층 패턴 상부에 형성되는 게이트 절연막과;A gate insulating film formed over the semiconductor layer pattern over the entire substrate; 상기 채널 영역에 대응되며 상기 게이트 절연막 상부에 형성되는 희생층 패턴과;A sacrificial layer pattern corresponding to the channel region and formed on the gate insulating layer; 상기 희생층 패턴 상부에 형성되는 금속막 패턴과;A metal film pattern formed on the sacrificial layer pattern; 다수 개의 콘텍홀을 구비하며 상기 금속막 패턴 상부에 형성되는 층간 절연막 및 상기 콘텍홀을 통하여 상기 소스/드레인 영역과 콘텍하는 소스/드레인 전극이 형성된 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터.And a source / drain electrode contacting the source / drain region through the interlayer insulating layer formed on the metal layer pattern and the contact hole. 제 13항에 있어서, 상기 금속막 패턴은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질로 형성된 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터      The method of claim 13, wherein the metal layer pattern is an alloy including a metal material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or aluminum (Al), and is a gate electrode formed of at least one metal material. Thin film transistor 제 13항에 있어서, 상기 소스/드레인 전극은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터.      The thin film transistor of claim 13, wherein the source / drain electrode is an alloy including a metal material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or aluminum (Al). . 기판이 제공되는 단계와;Providing a substrate; 상기 기판 상에 폴리 실리콘막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a polysilicon film pattern on the substrate; 기판 전면에 걸쳐 상기 폴리 실리콘막 패턴 상부에 게이트 절연막이 형성되는 단계와;Forming a gate insulating film on the polysilicon film pattern over the entire substrate; 상기 게이트 절연막 상부에 희생층이 형성되는 단계와;Forming a sacrificial layer on the gate insulating film; 상기 폴리 실리콘막 패턴에 형성될 채널 영역에 대응되도록 금속막 패턴이 형성되는 단계와;Forming a metal film pattern so as to correspond to a channel region to be formed in the polysilicon film pattern; 기판 전면에 걸쳐 포토 레지스트를 적층한 후 상기 금속막 패턴 상부에 포토 레지스트 패턴이 형성되고 나머지 포토 레지스트는 제거되는 단계와;Stacking photoresist over the entire substrate and then forming a photoresist pattern on the metal film pattern and removing the remaining photoresist; 상기 포토 레지스트 패턴을 마스크로 하여 상기 폴리 실리콘막 패턴에 이온 도핑하여 소스/드레인 영역이 정의되는 단계와;Ion doping the polysilicon layer pattern using the photoresist pattern as a mask to define a source / drain region; 상기 포토 레지스트 패턴이 제거되고, 상기 금속막 패턴 하부의 상기 희생층을 제외한 나머지 희생층은 제거되는 단계인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.And removing the photoresist pattern and removing the remaining sacrificial layer except for the sacrificial layer below the metal layer pattern. 제 16항에 있어서, 상기 금속막 패턴을 포함하는 기판 전면에 걸쳐 LDD 이온 도핑하여 상기 폴리 실리콘막 패턴의 채널 영역 양편으로 LDD 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법. The method of claim 16, wherein LDD regions are formed on both sides of the channel region of the polysilicon layer pattern by LDD ion doping over the entire surface of the substrate including the metal layer pattern. 제 17항에 있어서, 상기 LDD 영역의 이온 도핑 농도는 상기 폴리 실리콘막 패턴의 소스/드레인 영역 이온 도핑 농도보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법. 18. The method of claim 17, wherein the ion doping concentration of the LDD region is lower than the source / drain region ion doping concentration of the polysilicon layer pattern. 제 16항에 있어서, 상기 희생층은 상기 게이트 절연막과는 다른 종류의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 16, wherein the sacrificial layer is formed of a material different from that of the gate insulating layer. 제 19항에 있어서, 상기 희생층 물질이 SiO2이면 상기 게이트 절연막 물질은 SiNx으로, SiNx이면 SiO2으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.     20. The method of claim 19, wherein the gate insulating material is formed of SiNx if the sacrificial layer material is SiO2, and SiO2 if the sacrificial layer material is SiO2. 제 16항에 있어서, 상기 금속막 패턴은 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질로 형성되는 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 16, wherein the metal film pattern is an alloy containing a metal material such as chromium (Cr), molybdenum (Mo) or aluminum (Al) is a gate electrode formed of at least one metal material. A method of manufacturing a thin film transistor. 제 16항에 있어서, 상기 소스/드레인 전극 물질은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질을 포함하는 합금(alloy)으로 적어도 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The thin film of claim 16, wherein the source / drain electrode material is an alloy including a metal material such as tungsten (W), molybdenum (Mo), or aluminum (Al). Method of manufacturing a transistor. 제 16항에 있어서, 상기 희생층 물질은 습식 식각방법에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.The method of claim 16, wherein the sacrificial layer material is removed by a wet etching method. 제 23항에 있어서, 상기 습식 식각에 사용되는 용액은 HF를 포함하는 용액인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.      24. The method of claim 23, wherein the solution used for the wet etching is a solution containing HF. 제 24항에 있어서, 상기 HF를 포함하는 용액은 DHF 또는 BOE인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.25. The method of claim 24, wherein the solution containing HF is DHF or BOE. 제 16항에 있어서 상기 희생층 물질은 건식 식각 방법으로 제거되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.     The method of claim 16, wherein the sacrificial layer material is removed by a dry etching method. 제 26항에 있어서 상기 건식 식각에 사용되는 모드는 PE, ICP인 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.     27. The method of claim 26, wherein the mode used for the dry etching is PE, ICP.
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