KR20060086168A - 폴리 실리콘 제조용 마스크 및 이를 이용한박막트랜지스터의 제조방법 - Google Patents

폴리 실리콘 제조용 마스크 및 이를 이용한박막트랜지스터의 제조방법 Download PDF

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KR20060086168A
KR20060086168A KR1020050007115A KR20050007115A KR20060086168A KR 20060086168 A KR20060086168 A KR 20060086168A KR 1020050007115 A KR1020050007115 A KR 1020050007115A KR 20050007115 A KR20050007115 A KR 20050007115A KR 20060086168 A KR20060086168 A KR 20060086168A
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Abstract

본발명은 폴리 실리콘 제조용 마스크 및 이를 이용한 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다. 본발명에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크는 입사되는 레이저광을 투과시키는 투광부와, 상기 투광부 주위에 마련되어 있으며, 제1부분과 상기 제1부분보다 두께가 작은 제2부분을 가지고 입사되는 레이저를 소광시키는 소광부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 내구성이 향상된 폴리 실리콘 제조용 마스크가 제공된다.

Description

폴리 실리콘 제조용 마스크 및 이를 이용한 박막트랜지스터의 제조방법 {MASK FOR MAKING POLYSILICON AND MAKING METHOD OF THIN FILM TRANSISTOR USING THE SAME}
도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 사용한 레이저 장치에서 비정질 실리콘층에 레이저광을 조사하는 것을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크의 구조를 도시한 도면이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ를 따른 단면도이고,
도 4는 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 통과한 레이저광의 위상변화를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 통과한 레이저광의 강도를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이고,
도 6 내지 도 9는 각각 본발명의 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크의 구조를 도시한 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘 박막트랜지스터의 구조를 도시한 단면도이고,
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘 박막트랜지스터 의 제조방법을 도시한 단면도이고,
도 12는 레이저를 조사하여 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘층으로 결정화하는 순차적 측면 고상 결정 공정을 도시한 개략도이고,
도 13은 순차적 측면 고상 결정 공정을 통하여 비정질 실리콘층이 폴리 실리콘층으로 결정화되는 과정에서 폴리 실리콘층의 미세구조를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 레이저 발생부 20 : 제1광학계
30a, 30b, 30c : 반사 미러 40 : 마스크
41 : 투광부 45 : 소광부
50 : 제2광학계 60 : 프로젝션 렌즈부
70 : 보호 미러
본 발명은, 폴리 실리콘 제조용 마스크와 이를 이용한 폴리 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다.
표시장치 중에서 최근에 평판표시장치(flat display device)가 각광을 받고 있다. 평판표시장치는 액정표시장치(LCD)와 유기전기발광장치(OLED)를 포함한다.
액정표시장치와 유기전기발광 표시장치는 서로 다른 메커니즘에 의해 영상을 표시하지만, 공통적으로 영상을 표시하기 위해 박막트랜지스터를 갖는다.
박막트랜지스터는 채널부, 게이트 전극, 소스 콘택부, 데이터 전극 등으로 이루어져 있다. 이 중 채널부는 비정질 실리콘으로 형성할 수 있다. 그런데 비정질 실리콘은 낮은 이동도로 인해 전기적 특성과 신뢰성이 낮으며, 표시소자를 대면적화하는데 어려움이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 이동도가 대략 20 내지 150㎤/Vsec 정도가 되는 폴리 실리콘을 채널부로 사용하는 폴리 실리콘 박막트랜지스터 액정표시장치가 개발되었다. 폴리 실리콘 박막트랜지스터는 비교적 높은 이동도를 갖고 있어 구동 회로를 액정패널에 직접 내장하는 칩 인 글래스(chip in glass)를 구현할 수 있다.
폴리 실리콘의 박막을 형성하는 기술로서, 기판소재의 상부에 직접 다결정 실리콘을 고온에서 증착하는 방법, 비정질 실리콘을 적층하고 600℃ 정도의 고온으로 결정화하는 고온 결정화 방법, 비정질 실리콘을 적층하고 레이저 등을 이용하여 열처리하는 방법 등이 개발되었다. 그러나 이러한 방법들은 고온 공정이 요구되기 때문에 유리기판에 적용하기는 어려움이 있으며, 불균일한 결정립계로 인하여 박막트랜지스터간의 전기적인 특성이 균일하지 않은 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 결정립계의 분포를 인위적으로 조절할 수 있는 순차적 측면 고상 결정(sequential lateral solidification) 공정이 개발되었다. 이는 다결정 실리콘의 그레인이 레이저가 조사된 액상영역과 레이저가 조사되지 않은 고상영역의 경계에서, 그 경계면에 대하여 수직방향으로 성장한다는 사실을 이용한 기술이다.
이러한 순차적 측면 고상 결정에 사용되는 마스크는 통상 쿼츠(quartz) 기판에 크롬 패턴이 형성되어 있는 구조이다. 크롬 패턴이 형성되어 있는 부분이 레이저가 비정질 실리콘에 조사되는 것이 차단되는 차단영역이 되고, 크롬 패턴이 형성되어 있지 않은 부분이 레이저가 비정질 실리콘에 조사되는 투과영역이 되는 것이다. 투과영역은 슬릿 패턴으로 되어 있다.
크롬은 열흡수율이 높은 금속이고, 순차적 측면 고상 결정화에서 사용하는 레이저는 상당한 고에너지를 가지고 있다. 따라서 마스크의 크롬 패턴은 쉽게 가열된다. 또한 레이저 조사는 단속적으로 이루어지기 때문에, 크롬 패턴은 가열과 냉각을 반복하게 된다. 이 과정에서 크롬 패턴은 스트레스를 받으며, 또한 크롬과 쿼츠 간의 서로 다른 열팽창계수로 인해서도 스트레스를 받는다. 결국 레이저의 샷이 수천만 샷 정도가 되면 크롬 패턴은 변형된다. 이에 따라 주기적으로 마스크를 교환해주어야 하기 때문에 원가가 부담이 크다.
이를 해결하기 위하여 마스크를 냉각시키는 방법이 시도되고 있으나, 이 방법은 마스크의 교체시기를 다소 늦추어 줄 뿐 근본적인 해결책이 되고 있지 않다.
본발명의 목적은 내구성이 향상된 폴리 실리콘 제조용 마스크를 제공하는 것이다.
본발명의 다른 목적은 내구성이 향상된 폴리 실리콘 제조용 마스크를 사용하여 박막트랜지스터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적은, 입사되는 레이저광을 투과시키는 투광부와, 상기 투광부 주위에 마련되어 있으며, 제1부분과 상기 제1부분보다 두께가 작은 제2부분을 가지고 입사되는 레이저를 소광시키는 소광부를 포함하는 폴리 실리콘 제조용 마스크에 의하여 달성될 수 있다.
상기 투광부는 레이저광을 투과시키는 슬릿이 일렬로 배치되어 있으며 상호 평행한 한 쌍의 슬릿열을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 각 슬릿열의 상기 슬릿은 상호 엇갈리게 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 제1부분의 두께는 상기 투광부의 두께와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
상기 제1부분과 상기 제2부분의 면적은 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
상기 제1부분과 상기 제2부분의 두께 차이(d)는 d=λ/2(n-1),(λ은 입사되는 레이저광의 파장, n은 마스크의 굴절율)에 의해 결정되는 것이 바람직하다.
상기 폴리 실리콘 제조용 마스크는 쿼츠로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 제1부분과 상기 제2부분의 두께 차이는 약 2700 내지 3300Å인 것이 바람직하다.
상기 제1부분을 통과한 레이저광과 상기 제2부분을 통과한 레이저광의 위상은 서로 반전되는 것이 바람직하다.
상기 제1부분은 벽 형상인 것이 바람직하다.
상기 제1부분은 기둥 형상인 것이 바람직하다.
상기 본발명의 다른 목적은 기판 소재 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계, 입사되는 레이저광을 투과시키는 투광부와, 상기 투광부 주위에 마련되어 있으며, 제1부분과 상기 제1부분보다 두께가 작은 제2부분을 가지고 입사되는 레이저광을 소광시키는 소광부를 포함하는 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정공정을 통하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하여 폴리 실리콘층을 형성하는 단계, 상기 폴리 실리콘층 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 폴리 실리콘층의 상기 게이트 막의 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 폴리 실리콘층에 불순물을 주입하여 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 상에 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간절연막을 식각하여 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역을 드러내는 접촉구를 각각 형성하는 단계, 상기 접촉구를 통하여 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역과 각각 연결되는 소스 콘택부 및 드레인 콘택부를 각각 형성하는 단계를 포함하는 박막트랜지스터의 제조방법에 의하여 달성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도 1은 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 사용한 레이저 장치에서 비정질 실리콘층에 레이저광을 조사하는 것을 나타낸 개략도이다.
레이저 장치는 크게 레이저 발생부(10), 광학계(20, 50), 반사 미러(30a,30b, 30c), 마스크(40), 프로젝션 렌즈부(60), 보호 미러(70)를 포함한다.
레이저 발생부(10)는 가공되지 않은 원시 레이저광을 발생한다. 레이저 발생부(10)는 레이저 발생 튜브(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 레이저 발생 튜브는 각각 상부전극과 하부전극을 포함하며, 이들 사이에 Ze, Cl, He, Ne 가스 등이 충진되어 있는 구조이다. 원시 레이저광의 크기는 12mm×36mm 정도이며 펄스 유지시간은 약 20ns이다.
레이저 발생부(10)에서 발생한 원시 레이저광은 제1광학계(20)로 공급된다. 제1광학계(20)는 복수의 미러와 렌즈를 포함한다. 제1광학계(20)에는 펄스 유지 시간 연장부(pulse duration extender, PDE)가 마련되어 있어 펄스 유지 시간을 20ns에서 200ns로 증가시킨다. 펄스 유지 시간이 길수록 형성되는 폴리 실리콘의 결정 크기가 커져 품질이 우수해진다. 제1광학계(20)는 또한 레이저광을 원하는 크기로 조절하는 기능도 한다.
제1광학계(20)를 거치면서 펄스유지시간이 증가하고 크기가 조절된 레이저광은 제1반사미러(30a)에 반사된 후 마스크(40)를 지나게 된다. 레이저광은 마스크(40)를 거치면서 일정한 패턴을 가지게 된다.
마스크(40)를 거쳐 일정한 패턴을 가지게 된 레이저광은 제2반사미러(30b), 제2광학계(50), 그리고 제3반사미러(30c)를 거친 후에 프로젝션 렌즈부(60)로 입사된다. 프로젝션 렌즈부(60)는 레이저광의 초점을 맞추고 레이저광의 크기를 축소시킨다. 실제 비정질 실리콘층(210)에 조사되는 레이저광의 크기는 마스크(40)를 통과한 레이저광의 약 1/5가 된다. 이와 같이 실제 사용되는 레이저광보다 마스크(40)의 크기가 큰 것은 마스크(40)의 패턴 형성을 용이하게 하기 위함이다.
프로젝션 렌즈부(60)를 거친 레이저는 보호 미러(70)를 거쳐 비정질 실리콘층(210)에 조사되어 비정질 실리콘을 폴리 실리콘으로 결정화한다.
프로젝션 렌즈부(60)와 비정질 실리콘층(210) 간의 간격(d1)은 약 25mm정도로 매우 작다. 간격이 좁아 실리콘 결정화 과정 중에 실리콘이 튀어서 프로젝션 렌즈부(60)를 손상시킬 수 있는데 보호 미러(70)는 이를 방지하는 역할을 한다. 보호 미러(70) 역시 실리콘에 의해 손상될 수 있으므로 일정 시간 사용 후 교체한다.
보호미러(70)의 하부에는 비정질 실리콘층(210)이 형성되어 있는 기판(200)이 위치하고 있다. 비정질 실리콘층(210)은 플라즈마 강화 화학기상증착(PECVD) 방법으로 기판(200) 상에 증착될 수 있다. 기판(200)은 스테이지(300)에 안착되어 있다. 스테이지(300)는 기판(200)을 X-Y 방향으로 이동시키면서 비정질 실리콘층(210) 전체가 결정화될 수 있도록 한다.
이하 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크(40)를 도 2와 도3을 참조하여 설명한다.
폴리 실리콘 제조용 마스크(40)는 쿼츠로 이루어져 있으며 입사된 레이저광이 투과되는 투광부(41)와 투광부(41)를 둘러싸고 있으며 입사된 레이저광이 소광되는 소광부(45)로 이루어져 있다. 여기서 소광부(45)는 투광부(41)와 일체로 형성되어 있으며 크롬층은 형성되어 있지 않다.
투광부(41)는 슬릿이 일렬로 배치되어 있으며 서로 나란히 배치되어 있는 2개의 슬릿열(42a, 42b)을 가진다. 여기서 각 슬릿열(42a, 42b)의 슬릿은 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 2개 슬릿열(42a, 42b)의 크기(d1×d2)는 약 10mm×90mm정도이 다.
소광부(45)는 서로 두께가 다른 제1부분(45a)과 제2부분(45b)을 포함한다. 제1부분(45a)은 폭(d3)이 일정한 벽과 같은 모습이며 서로 평행하게 복수개가 마련되어 있다. 제1부분(45a)은 투광부(41)와 같은 두께를 가진다. 제2부분(45b)은 제1부분(45a)과 투광부(41) 사이에서 소정 깊이(d5)만큼 함몰되어 있는 부분이다. 제1부분(45a)과 제2부분(45b)의 면적은 실질적으로 대등하며 이에 따라 각각의 폭(d3, d4) 역시 실질적으로 같다. 각각의 폭(d3, d4)은 인접한 투광부(41) 사이에 제1부분(45a)이 4열로 배치되도록 조절되어 있다.
이하에서는 소광부(45)를 통과하는 레이저가 소광되는 이유를 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 통과한 레이저광의 위상변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본발명의 제1실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크를 통과한 레이저광의 강도를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.
소광부(45)에서 제1부분(45a)와 제2부분(45b)의 두께 차이(d5)는 d=λ/2(n-1)로 결정된다. 여기서, λ는 입사되는 레이저광의 파장이고 n은 마스크의 굴절율이다. 즉 두께 차이(d5)는 투과하는 레이저의 위상이 반대가 되도록(위상차가 π만큼 차이가 나도록) 조정되어 있는 것이다. 일 실시예로 레이저의 파장이 308nm이고 쿼츠의 굴절율이 1.5인 경우 두께차이(d5)는 약 3000Å이 되며 2700 내지 3300Å 사이로 형성될 수 있다. 또한 계산에 의해 얻어진 두께차이(d5)의 3배, 5배 등의 홀수정수배 만큼의 두께차이도 레이저광의 위상이 반대가 되도록 할 수 있다.
쿼츠판에서 제2부분(45b)을 형성하는 방법은, 이에 한정되지는 않으나, 쿼츠판에 제2부분(45b)이 마련될 부분을 노출하는 감광막 패턴을 형성하고 식각함으로써 형성할 수 있다.
위와 같은 구성에서 같은 두께를 가지는 투광부(41)와 소광부(45)의 제1부분(45a)을 통과하는 레이저광((a), (b), (c), (e), (g), (h))은 동일한 위상을 가지게 된다. 반면 위상이 반전되도록 두께차이(d5)가 조절되어 있는 소광부(45)의 제2부분(45b)을 통과하는 레이저광((d), (f))은 다른 레이저광((a), (b), (c), (e), (g), (h))과 반대의 위상을 가지게 된다. 서로 반대의 위상을 가지는 제1부분(45a)을 통과한 레이저광((c),(e))과 제2부분(45b)을 통과한 레이저광((d), (f))은 서로 간섭되며 소광된다. 반면 투광부(41)를 지나는 레이저광((a), (b), (g), (h))은 간섭 현상 없이 강도가 그대로 유지된다. 소광부(45)에서의 레이저광의 간섭과 소광은 도 5에 나타낸 시뮬레이션 결과에서 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 제1실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)는 재료인 쿼츠의 형상의 조절만으로 슬릿 패턴을 형성할 수 있다. 쿼츠만으로 구성되어 있기 때문에 레이저광에 의한 발열, 손상, 변형의 문제가 없어 내구성이 향상된다.
도 6 내지 도 9는 각각 본발명의 제2실시예 내지 제5실시예에 따른 폴리 실리콘 제조용 마스크의 구조를 도시한 도면이다.
도 6에 도시한 제2실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)는 소광부(45)의 제1부분(45a)과 제2부분(45b)이 제1실시예와 수직방향으로 마련되어 있다.
도 7에 도시한 제3실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)는 소광부(45)의 제1부분(45a)이 기둥형상으로 마련되어 있다.
도 8에 도시한 제4실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)는 소광부(45)의 제1부분(45a)과 제2부분(45b)이 사선 방향으로 마련되어 있다.
도 9에 도시한 제5실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)는 소광부(45)의 제1부분(45a)이 격자 형상으로 마련되어 있다.
이상의 실시예는 하나의 폴리 실리콘용 마스크(40)에 혼합되어 사용할 수 있다. 제1부분(45a)과 제2부분(45b)의 반복 간격은 레이저광의 효율적인 소광을 위해 좁을수록 좋다.
이하에서는 본발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(40)를 사용하여 제조된 박막트랜지스터에 대하여 설명하겠다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘 박막트랜지스터의 구조를 도시한 단면도이다.
도 10에서 보는 바와 같이, 기판소재(110)의 상에 버퍼층(111)이 형성되어 있으며 버퍼층(111)의 상부에 폴리 실리콘층(130)이 위치하고 있다. 버퍼층(111)은 주로 산화 실리콘으로 되어 있으며 기판소재(110) 중의 알칼리 금속 등이 폴리 실리콘층(130)으로 들어오는 것을 방지한다. 폴리 실리콘층(130)은 채널부(131)를 중심으로 LDD층(lightly doped domain, 132a, 132b)과 소스/드레인 영역(133a,134b)이 형성되어 있다. LDD층(132a, 132b)은 n- 도핑되어 있으며, 핫 캐리어(hot carrier)들을 분산시키기 위해 형성된다. 반면 채널부(131)는 불순물이 도핑되어 있지 않으며 소스/드레인 영역(133a, 133b)은 n+ 도핑되어 있다. 폴리 실리콘층(130)의 상부에는 산화실리콘이나 질화실리콘으로 이루어진 게이트 절연막(141)이 형성되어 있으며, 채널부(131) 상부에 게이트 절연막(141)에는 게이트 전극(151)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(141)의 상부에는 게이트 전극(151)을 덮는 층간절연막(152)이 형성되어 있으며, 게이트 절연막(141)과 층간절연막(152)은 폴리 실리콘층(130)의 소스/드레인 영역(133a, 133b)을 드러내는 접촉구(181, 182)를 가지고 있다. 층간 절연막(152)의 상부에는 접촉구(181)를 통하여 소스 영역(133a)과 연결되어 있는 소스 콘택부(161)와 게이트 전극(151)을 중심으로 소스 콘택부(161)와 마주하며 접촉구(182)를 통하여 드레인 영역(133b)과 연결되어 있는 드레인 콘택부(162)가 형성되어 있다. 층간 절연막(152)은 보호막(171)으로 덮여 있고, 보호막(171)에는 드레인 콘택부(162)를 드러내는 접촉구(183)가 형성되어 있으며, 보호막(171)의 상부에는 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 또는 반사율을 가지는 도전 물질로 이루어진 화소 전극(172)이 형성되어 접촉구(183)를 통해 드레인 콘택부(162)와 연결되어 있다.
이하에서는 본발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법에 대하여 설명하겠다.
도 11a 내지 도 11e는 본 발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한 단면도이고, 도 12은 레이저를 조사하여 비정질 실리콘층을 폴리 실리콘층으로 결정화하는 순차적 측면 고상 결정 공정을 도시한 개략도이고, 도 13은 순차적 측면 고상 결정 공정을 통하여 비정질 실리콘층이 폴리 실리콘층으로 결정화되는 과정에서 폴리 실리콘층의 미세구조를 도시한 도면이다.
우선 도 11a와 같이 기판소재(110)상에 버퍼층(111)과 비정질 실리콘층(121)을 증착하고, 비정질 실리콘층(121)을 순차적 측면 고상 결정 방법으로 결정화한다. 이 때 본 발명의 실시예에 따른 폴리 실리콘용 마스크(10)를 사용한다. 결정화 과정은 다음과 같다.
도 12에서 보는 바와 같이 순차적 측면 고상 결정 공정은 슬릿 패턴으로 형성되어 있는 투광부(41)를 가지는 폴리 실리콘용 마스크(40)를 이용하여 레이저광을 조사하여 비정질 실리콘층(121)을 국부적으로 완전히 녹여 투광부(41)에 대응하는 비정질 실리콘층(121)에 액상영역(122)을 형성한다. 여기서 폴리 실리콘 제조용 마스크(40)의 투광부(41)를 둘러싸고 있는 소광부(45)는 서로 높이가 다른 제1부분(45a)과 제2부분(45b)를 가지고 있다. 또한 폴리 실리콘 제조용 마스크(40)는 크롬층이 없이 쿼츠만으로 이루어져 있다.
이 때 폴리 실리콘층의 결정립은 레이저가 조사된 액상영역(122)과 레이저가 조사되지 않은 고상영역의 경계에서 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다. 결정립들의 성장은 액상 영역(122)의 중앙에서 서로 만나면 멈추게 되고, 슬릿 패턴을 결정립의 성장 방향으로 이동하면서 레이저광을 조사하면 결정립의 측면 성장은 계속 진행하여 원하는 정도로 성장시킬 수 있다.
도 13은 슬릿 패턴이 수평 방향으로 형성되어 있을 경우 폴리 실리콘층(130)의 결정립 구조를 나타내는 것이다. 결정립은 슬릿 패턴에 대하여 수 직하게 성장함을 알 수 있다.
도 11b는 결정화가 완료된 폴리 실리콘층(130)을 패터닝한 것을 나타낸다.
이어 도 11c와 같이 산화실리콘이나 질화실리콘을 증착하여 게이트 절연막(121)을 형성한다. 이어 게이트 배선용 전도성 물질을 증착한 후 패터닝하여 게이트 전극(151)을 형성한다. 이어 게이트 전극(151)을 마스크로 하여 n형 불순물을 이온주입하여 폴리 실리콘층(130)에 채널부(131), LDD층(132a, 132b), 소스/드레인 영역(133a, 133b)을 형성한다. LDD층(132a, 132b)을 제조하는 방법은 여러 가지가 있는데, 예를 들어 게이트 전극(151)을 이중층으로 만든 후 습식식각을 통해 오버행을 만드는 방법을 이용할 수 있다.
이어, 도 11d에서 보는 바와 같이, 게이트 절연막(121)의 상부에 게이트 전극(151)을 덮는 층간 절연막(152)을 형성한 다음, 게이트 절연막(121)과 함께 패터닝하여 폴리 실리콘층(130)의 소스/드레인 영역(133a, 133b)을 드러내는 접촉구(181, 182)를 형성한다.
이어 도 11e에서 보는 바와 같이, 기판 소재(110)의 상부에 데이터 배선용 금속을 증착하고 패터닝하여, 접촉구(181, 182)를 통하여 소스/드레인 영역(133a, 133b)과 각각 연결되는 소스 콘택부(161) 및 드레인 콘택부(162)를 형성한다.
이어 도 10에서 보는 바와 같이, 그 상부에 보호막(171)을 도포한 후, 패터닝하여 드레인 콘택부(162)를 드러내는 접촉구(183)를 형성한다. 이어 ITO 또는 IZO 와 같은 투명 도전 물질 또는 우수한 반사도를 가지는 도전물질을 적층하고 패터닝하여 화소전극(172)을 형성한다.
본발명에 따른 박막트랜지스터 및 이를 이용하는 박막트랜지스터 기판은 액정표시장치 또는 유기전기발광장치(organic light emitting diode) 등의 표시장치에 사용될 수 있다.
유기전기발광장치는 전기적인 신호를 받아 발광하는 유기물을 이용한 자발광형 소자이다. 유기전기발광장치에는 음극층(화소전극), 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층, 양극층(대향전극)이 적층되어 있다. 본발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 드레인 콘택부는 음극층과 전기적으로 연결되어 데이터 신호를 인가할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 내구성이 향상된 폴리 실리콘 제조용 마스크가 제공된다.
또한 내구성이 향상된 폴리 실리콘 제조용 마스크를 사용하여 박막트랜지스터를 제조하는 방법이 제공된다.

Claims (12)

  1. 입사되는 레이저광을 투과시키는 투광부와;
    상기 투광부 주위에 마련되어 있으며, 제1부분과 상기 제1부분보다 두께가 작은 제2부분을 가지고 입사되는 레이저를 소광시키는 소광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 투광부는 레이저광을 투과시키는 슬릿이 일렬로 배치되어 있으며 상호 평행한 한 쌍의 슬릿열을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각 슬릿열의 상기 슬릿은 상호 엇갈리게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부분의 두께는 상기 투광부의 두께와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부분과 상기 제2부분의 면적은 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1부분과 상기 제2부분의 두께 차이(d)는 d=λ/2(n-1),(λ은 입사되는 레이저광의 파장, n은 마스크의 굴절율)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리 실리콘 제조용 마스크는 쿼츠로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1부분과 상기 제2부분의 두께 차이는 약 2700 내지 3300Å인 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부분을 통과한 레이저광과 상기 제2부분을 통과한 레이저광의 위상은 서로 반전되는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부분은 벽 형상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제1부분은 기둥 형상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리 실리콘 제조용 마스크.
  12. 기판 소재 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계;
    입사되는 레이저광을 투과시키는 투광부와, 상기 투광부 주위에 마련되어 있으며, 제1부분과 상기 제1부분보다 두께가 작은 제2부분을 가지고 입사되는 레이저를 소광시키는 소광부를 포함하는 마스크를 이용한 순차적 측면 고상 결정공정을 통하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하여 폴리 실리콘층을 형성하는 단계;
    상기 폴리 실리콘층 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 폴리 실리콘층의 상기 게이트 막의 상부에 게이트 전극을 형성하는 단계;
    상기 폴리 실리콘층에 불순물을 주입하여 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 단계;
    상기 게이트 전극 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막 또는 상기 층간절연막을 식각하여 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역을 드러내는 접촉구를 각각 형성하는 단계;
    상기 접촉구를 통하여 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역과 각각 연결되는 소스 콘택부 및 드레인 콘택부를 각각 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터 제조방법.
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