KR20080022841A - Method for solidification of semi conductor layer - Google Patents

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Abstract

A method for crystallizing a semiconductor layer is provided to suppress film penetration due to flow of a liquid semiconductor layer by blocking the flow of the liquid semiconductor layer molten by laser beam irradiation. A semiconductor layer is formed on a substrate(S10), and then a surface layer is formed on the semiconductor layer through a plasma enhanced chemical vapor deposition method using a source gas comprising at least one selected from a nitrogen gas, an oxygen gas, and a nitrous oxide gas(S20). The semiconductor layer and the surface layer are crystallized through lateral solidification having orientation(S30). The semiconductor layer is made of amorphous silicon, and the surface layer is made of any one selected from the group consisting of a silicon nitride layer, a silicon oxide layer and a silicon nitride oxide layer.

Description

반도체막의 결정화 방법{METHOD FOR SOLIDIFICATION OF SEMI CONDUCTOR LAYER}Crystallization Method of Semiconductor Film {METHOD FOR SOLIDIFICATION OF SEMI CONDUCTOR LAYER}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다.1 is a flow chart sequentially describing a crystallization method of a semiconductor film according to a first embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 도시한 공정도이다. 2 and 3 are process charts showing a crystallization method of a semiconductor film according to a first embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of crystallizing a semiconductor film according to a second embodiment of the present invention in order.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of crystallizing a semiconductor film according to a third exemplary embodiment of the present invention in order.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

BS : 베이스 기판 10 : 보호막BS: Base Substrate 10: Protective Film

20 : 비정질 실리콘막 30 : 표면막20: amorphous silicon film 30: surface film

40 : 실리콘막 50 : 레이저 공급부 40: silicon film 50: laser supply unit

60 : 마스크 SLIT : 슬릿 60: mask SLIT: slit

본 발명은 반도체막의 결정화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비정질 실리콘막의 결정화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a crystallization method of a semiconductor film, and more particularly, to a crystallization method of an amorphous silicon film.

비정질 실리콘막을 다결정 실리콘막으로 결정화하는 레이저 결정화 방법 중 방향성을 갖는 측면 고상화 방법(Directional Lateral Solidification, 이하 DLS)은 비정질 실리콘막의 폭 방향으로 길게 연장된 레이저빔을 이용하여 비정질 실리콘의 일부 영역을 완전히 용융시킨 후, 용융된 영역의 가장자리로부터 중앙 방향으로 결정립이 자라게 하는 방법이다. Directional Lateral Solidification (DLS) is one of the laser crystallization methods in which an amorphous silicon film is crystallized into a polycrystalline silicon film. After melting, the crystal grains grow from the edge of the molten region toward the center.

이때, 1 회의 레이저 빔 조사로 인해 성장한 다결정 실리콘의 측면 성장 폭보다 좁은 폭으로 기판을 이동시키면서 반복적으로 레이저 빔을 조사하여 결정립을 길게 이어 나간다. DLS 방법에서는 낮은 에너지의 레이저빔을 발사하되 레이저 발사율이 높은 레이저 공급부를 이용하여 비정질 실리콘막의 결정화를 진행한다.At this time, the laser beam is repeatedly irradiated with the laser beam while moving the substrate to a width narrower than the lateral growth width of the polycrystalline silicon grown by one laser beam irradiation, thereby continuing the crystal grains. In the DLS method, the laser beam of low energy is emitted, but the crystallization of the amorphous silicon film is performed by using a laser supply unit having a high laser emission rate.

한편, 비정질 실리콘막의 일부 영역에 레이저 빔이 조사되면, 상기 레이저 빔 조사 영역의 비정질 실리콘막이 완전히 용융되어 액상(Liquid Phase)이 된다. 이때, 레이저빔이 조사되지 않은 주변 영역은 용융되지 않아 고상(Solid Phase)으로 유지된다. On the other hand, when a laser beam is irradiated to a portion of the amorphous silicon film, the amorphous silicon film of the laser beam irradiation area is completely melted to become a liquid phase. At this time, the peripheral region not irradiated with the laser beam is not melted and is maintained in a solid phase.

용융된 영역 중에서도 중앙부는 상대적으로 높은 에너지의 레이저빔이 조사되므로, 가장자리 영역에 비해 온도가 높다. 따라서, 용융된 영역 내에서도 국부적인 온도 차가 발생하며, 모세관 현상에 의해 상대적으로 온도가 높은 중앙부의 액상 실리콘들이 상대적으로 온도가 낮은 가장자리 영역으로 이동한다. Among the molten regions, the center portion is irradiated with a laser beam of relatively high energy, and thus the temperature is higher than that of the edge region. Therefore, a local temperature difference occurs even in the molten region, and the liquid silicones in the central portion having a relatively high temperature are moved to a relatively low temperature edge region by the capillary phenomenon.

이에 따라, 레이저 빔 조사 영역 중 가장자리 영역의 두께는 점차 두꺼워지고 중앙부는 완전히 뚫려버리는 막 뚫림 현상이 나타나는 문제점이 있다. Accordingly, there is a problem in that the thickness of the edge region of the laser beam irradiation area is gradually thickened and a film puncture phenomenon occurs in which the center part is completely opened.

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 막 뚫림 현상을 감소시키기 위한 반도체막의 결정화 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a crystallization method of a semiconductor film for reducing the film puncture phenomenon.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법은 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계와, 질소 가스, 산소 가스, 아산화 질소 가스 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 소스 가스를 이용한 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 상기 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계 및 방향성을 갖는 측면 고상화 방법을 이용하여 상기 반도체막 및 상기 표면막을 결정화시키는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, the method of crystallizing a semiconductor film according to the first embodiment includes forming a semiconductor film on a substrate, and using a source gas including at least one selected from nitrogen gas, oxygen gas, and nitrous oxide gas. Forming a surface film on the semiconductor film by using the plasma chemical vapor deposition method; and crystallizing the semiconductor film and the surface film by using a lateral solidification method having a directivity.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 제2 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법은 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계와, 질소 가스, 산소 가스, 아산화 질소 가스 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 소스 가스를 이용한 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 상기 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계와, 불화 수소 수용액을 이용한 제1 세정으로 상기 표면막을 제거하는 단계; 및In order to realize the above object of the present invention, the method for crystallizing a semiconductor film according to the second embodiment includes forming a semiconductor film on a substrate, and using a source gas including at least one selected from nitrogen gas, oxygen gas, and nitrous oxide gas. Forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method, and removing the surface film by first cleaning using an aqueous hydrogen fluoride solution; And

방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 상기 제1 세정되어 노출된 상기 반도체막을 결정화하는 단계를 포함한다.Crystallizing the first cleaned and exposed semiconductor film by a lateral solidification method having directivity.

이러한 반도체막의 결정화 방법에 의하면, 레이저 빔 조사에 의해 용융된 액상 반도체막의 유동이 저지되므로, 액상 반도체막의 유동으로 인한 막뚫림을 억제할 수 있다. According to the crystallization method of such a semiconductor film, since the flow of the molten liquid semiconductor film is prevented by laser beam irradiation, the film puncture due to the flow of the liquid semiconductor film can be suppressed.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail the present invention.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다.1 is a flow chart sequentially describing a crystallization method of a semiconductor film according to a first embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 도시한 공정도이다. 2 and 3 are process charts showing a crystallization method of a semiconductor film according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법은 베이스 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계(S10)와, 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계(S20)와, 방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 표면막이 제거된 반도체막을 결정화하는 단계(S30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, in the method of crystallizing a semiconductor film according to the first embodiment of the present invention, forming a semiconductor film on a base substrate (S10) and forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method ( S20) and crystallizing the semiconductor film from which the surface film has been removed by the directional solidification method having directivity (S30).

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 더욱 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the crystallization method of the semiconductor film according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 3.

도 1을 참조하면, 베이스 기판(BS) 상에 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Deposition)방법으로 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 보호막(10)을 증착한다. Referring to FIG. 1, a protective film 10 made of silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) is deposited on a base substrate BS by a plasma enhanced chemical deposition method.

상기 보호막(10)은 레이저 빔을 조사하는 고온의 후속 공정 중에 상기 베이스 기판으로(BS)부터 불순물이 유출되는 것을 방지하기 위하여 형성하는 막이다.The protective film 10 is a film formed to prevent impurities from flowing out of the base substrate BS during a subsequent high temperature process of irradiating a laser beam.

이어서, 상기 보호막(10) 상에 반도체막(20)을 형성한다. 본 발명의 제1 실시예에서 상기 반도체막(20)은 비정질 실리콘막(Amorphous Silicon,a-Si:H)이다.Subsequently, a semiconductor film 20 is formed on the protective film 10. In the first embodiment of the present invention, the semiconductor film 20 is an amorphous silicon film (a-Si: H).

(이하, 상기 반도체막(20)은 비정질 실리콘막(20)으로 명명한다.)(Hereinafter, the semiconductor film 20 will be referred to as an amorphous silicon film 20.)

상기 비정질 실리콘막(20)은 플라즈마 화학 기상 증착 방법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)으로 형성할 수 있다. The amorphous silicon film 20 may be formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition method.

일례로, 상기 비정질 실리콘막(20)은 400 내지 600Å의 두께로 형성하며, 상기 비정질 실리콘막(20)을 형성하기 위한 제1 소스 가스로는 사일렌 가스(SiH4) 및 수소 가스(H4)가 이용될 수 있다. For example, the amorphous silicon film 20 is formed to have a thickness of 400 to 600 kPa, and as the first source gas for forming the amorphous silicon film 20, xylene gas (SiH 4) and hydrogen gas (H 4) are used. Can be.

다음으로, 산소 가스(O2), 아산화 질소 가스(N2O) 및 질소 가스(N2) 중에서 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 제2 소스 가스를 이용하여, 상기 비정질 실리콘막(20) 상에 표면막(30)을 형성한다.Next, a surface film (not shown) is formed on the amorphous silicon film 20 by using a second source gas including at least one gas selected from oxygen gas (O 2), nitrous oxide gas (N 2 O), and nitrogen gas (N 2). 30).

일례로, 상기 제2 소스 가스는 상기 제1 소스 가스에 산소 가스(O2), 아산화 질소 가스(N2O) 및 질소 가스(N2) 중에서 선택된 적어도 하나의 가스를 더 포함한다. 이에 따라, 상기 표면막(30)은 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화-산화막(SiON)중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.For example, the second source gas further includes at least one gas selected from oxygen gas (O 2), nitrous oxide gas (N 2 O), and nitrogen gas (N 2) in the first source gas. Accordingly, the surface film 30 is made of any one selected from silicon nitride film (SiNx), silicon oxide film (SiOx), and silicon nitride-oxide film (SiON).

상기 표면막(30)은 상기 플라즈마 화학 증착 방법에 의해 형성되므로, 대기 중에서의 산화로 인해 상기 비정질 실리콘막(20)에 자연적으로 형성되는 표면막에 비해 구조가 치밀하게 형성된다.Since the surface film 30 is formed by the plasma chemical vapor deposition method, the structure is denser than the surface film naturally formed in the amorphous silicon film 20 due to oxidation in the atmosphere.

상기 표면막(30)은 20Å 내지 100Å의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 50Å 내지 100Å의 두께로 형성한다. The surface film 30 is preferably formed in a thickness of 20 kPa to 100 kPa. More preferably, it is formed in the thickness of 50 micrometers-100 micrometers.

이에 따라, 베이스 기판(BS) 상에는 상기 비정질 실리콘막(20) 및 상기 표면막(30)을 포함하는 실리콘막(40)이 형성된다. Accordingly, the silicon film 40 including the amorphous silicon film 20 and the surface film 30 is formed on the base substrate BS.

도 2를 참조하면, 방향성을 갖는 측면 고상화법(Directional Lateral Solidification, 이하 DLS 방법)을 이용하여 상기 실리콘막(40)을 결정화시킨다. Referring to FIG. 2, the silicon film 40 is crystallized by using a directional lateral solidification method (hereinafter, referred to as a DLS method).

상기 DLS 방법은 연속 측면 고상화법(Sequential Lateral Solidification, 이하 SLS법)의 일종이다. 그러나, 베이스 기판(BS)의 국소 영역으로부터 순차적으로 결정화를 진행하는 일반적인 SLS 방법과 달리 DLS 방법은 베이스 기판(BS)의 폭 방향으로 길게 연장된 레이저빔을 조사하여 상기 실리콘막(40)을 결정화시킨다.The DLS method is a kind of sequential lateral solidification (SLS method). However, unlike the general SLS method of sequentially crystallizing from the local region of the base substrate BS, the DLS method crystallizes the silicon film 40 by irradiating a laser beam extended in the width direction of the base substrate BS. Let's do it.

또한, 높은 에너지의 레이저빔을 발사하되 레이저 발사율이 낮은 레이저 공급부를 이용하여 결정화를 진행하는 SLS 방법과 달리, DLS 방법은 낮은 에너지의 레이저빔을 발사하되 레이저 발사율이 높은 레이저 공급부를 이용하여 결정화를 진행한다. In addition, unlike the SLS method, in which a laser beam of high energy is emitted but crystallization is performed by using a laser supply having a low laser emission rate, the DLS method emits a laser beam of low energy but uses a laser supply having a high laser emission rate. Proceed with crystallization.

이하, DLS 방법을 이용한 실리콘막(40)의 결정화 단계를 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, the crystallization step of the silicon film 40 using the DLS method will be described in detail.

상기 베이스 기판(BS) 상에 레이저 공급부(50)를 배치한다. 상기 레이저 공급부(50)는 일례로, 엑시머 레이저(EXIMER LASER), 이산화탄소(CO2) 레이저와 같은 기체 레이저일 수도 있고, Nd-YAG 레이저와 같은 고체 레이저일 수도 있다. The laser supply unit 50 is disposed on the base substrate BS. The laser supply unit 50 may be, for example, a gas laser such as an excimer laser, a carbon dioxide (CO2) laser, or a solid state laser such as an Nd-YAG laser.

바람직하게는, 상기 레이저 공급부(50)는 높은 에너지의 레이저빔을 발사하고, 레이저 발사율이 낮은 엑시머 레이저(EXIMER LASER)를 이용한다. Preferably, the laser supply unit 50 emits a high energy laser beam, and uses an excimer laser having a low laser emission rate.

이때, 상기 레이저 공급부(50)는 상기 베이스 기판(BS)의 폭 방향으로 길게 연장되도록 레이저 빔을 조사한다. In this case, the laser supply unit 50 irradiates a laser beam to extend in the width direction of the base substrate BS.

상기 베이스 기판(BS)과 상기 레이저 공급부(50) 사이에는 슬릿(SLIT)이 형성된 마스크(60)가 배치된다.A mask 60 having a slit SLIT is disposed between the base substrate BS and the laser supply unit 50.

상기 레이저 공급부(50)는 상기 마스크 상(60)에서 레이저 빔을 조사하며, 상기 슬릿(SLIT)을 통해 상기 레이저 빔이 조사된 영역의 실리콘막(40)은 레이저 빔 에너지에 의해 완전히 용융되었다가 고체화된다. The laser supply unit 50 irradiates a laser beam on the mask 60, and the silicon film 40 in the region irradiated with the laser beam through the slit SLIT is completely melted by laser beam energy. Solidifies.

상기 마스크에 형성된 슬릿(SLIT)은 상기 레이저 빔과 마찬가지로, 베이스 기판(BS)의 폭 방향으로 길게 연장 형성되며, 일례로 2 내지 6㎛의 폭을 갖는다. Like the laser beam, the slit SLIT formed in the mask extends in the width direction of the base substrate BS and has a width of 2 to 6 μm.

구체적으로 예를 들어 설명하면, 상기 레이저 공급부(50)로부터 공급된 레이저 빔이 상기 슬릿(SLIT)을 투과하여 실리콘막(40) 상에 조사되면 첫 번째 스캔(1st scan)이 이루어진다. 이어서, 상기 스캔 방향에 수직하도록 베이스 기판(BS)이 소정 간격 이동한다. In detail, for example, when the laser beam supplied from the laser supply unit 50 passes through the slit SLIT and is irradiated onto the silicon film 40, the first scan is performed. Subsequently, the base substrate BS is moved at a predetermined interval so as to be perpendicular to the scan direction.

바람직하게는 상기 슬릿(SLIT) 폭의 절반 가량의 폭에 해당하는 간격을 이동한다. 일례로 상기 베이스 기판(BS)은 1 내지 3㎛의 폭으로 이동한다.  Preferably, the interval corresponding to about half the width of the slit (SLIT) is moved. In one example, the base substrate BS moves in a width of 1 to 3 μm.

다음으로, 상기 슬릿(SLIT)을 투과한 레이저 빔이 상기 첫 번째 스캔(1st scan) 영역으로부터 소폭 이동한 영역의 실리콘막(40)에 조사되면서 두 번째 스캔(2nd scan)이 이루어진다. Next, a second scan (2nd scan) is performed while the laser beam passing through the slit SLIT is irradiated onto the silicon film 40 in a region slightly moved from the first scan region.

이와 같은 과정이 반복적으로 진행되면서 상기 실리콘막(40) 내의 결정립이 상기 베이스 기판(BS)의 길이 방향으로 길게 성장한다. 이에 따라, 상기 실리콘막(40)이 전체적으로 결정화되어 다결정 실리콘막이 형성된다. As this process is repeatedly performed, crystal grains in the silicon film 40 grow long in the longitudinal direction of the base substrate BS. Accordingly, the silicon film 40 is crystallized as a whole to form a polycrystalline silicon film.

한편, 슬릿(SLIT)을 통해 상기 실리콘 막(40)의 국부 영역에 레이저 빔이 조사되면 상기 국부 영역의 실리콘 막(40)이 순간적으로 완전히 용융되어 액상(Liquid Phase)이 된다. 이때, 상기 레이저 빔이 조사되지 않은 주변 영역은 용융되지 않아 고상(Solid Phase)으로 유지된다.On the other hand, when the laser beam is irradiated to the localized region of the silicon film 40 through the slit SLIT, the silicon film 40 of the localized area is instantaneously completely melted to become a liquid phase. At this time, the peripheral area not irradiated with the laser beam is not melted and is maintained in a solid phase.

용융된 영역 중에서도 중앙부는 상대적으로 높은 에너지의 레이저 빔이 조사되므로, 가장자리 영역에 비해 온도가 높다. 따라서, 용융된 영역 내에서도 국소 영역 별로 온도 차가 발생하며, 모세관 현상에 의해 상대적으로 온도가 높은 중앙부의 액상 실리콘들이 상대적으로 온도가 낮은 가장자리 영역으로 이동한다. Among the molten regions, the center portion is irradiated with a laser beam of relatively high energy, and thus the temperature is higher than that of the edge region. Therefore, even in the molten region, a temperature difference occurs for each local region, and the liquid silicon in the central portion having a relatively high temperature moves to a relatively low temperature edge region by a capillary phenomenon.

이에 따라, 레이저 빔 조사 영역 중 가장자리 영역의 두께는 점차 두꺼워지고 중앙부는 완전히 뚫려버리는 막 뚫림 현상이 나타날 수 있다. Accordingly, the thickness of the edge region of the laser beam irradiation area may become thicker, and a film puncture phenomenon may occur in which the center part is completely opened.

그러나, 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 표면막(30)에 포함된 질소 및 산소가 상술한 용융 과정 중에 상기 비정질 실리콘막(20) 내부로 유입되며, 비정질 실리콘막(20) 내부에 유입된 질소 및 산소는 상기 액상 실리콘의 이동을 저해한다. However, in the first embodiment of the present invention, nitrogen and oxygen contained in the surface film 30 are introduced into the amorphous silicon film 20 during the above-described melting process, and introduced into the amorphous silicon film 20. Nitrogen and oxygen inhibit the movement of the liquid silicon.

이에 따라, 상술한 막 뚫림 현상이 억제되므로 막뚫림으로 인한 다결정 실리콘막의 형성 불량을 감소시킬 수 있다. As a result, since the above-described film puncture phenomenon is suppressed, poor formation of the polycrystalline silicon film due to the puncture can be reduced.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of crystallizing a semiconductor film according to a second embodiment of the present invention in order.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법은 베이스 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계(S110)와, 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계(S120)와, 불화 수소(HF) 수용액을 이용한 세정 공정으로 표면막을 제거하는 단계(S130)와, 방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 표면막이 제거된 반도체막을 결정화하는 단계(S140)를 포함한다.Referring to FIG. 4, in the method of crystallizing a semiconductor film according to the second embodiment of the present invention, forming a semiconductor film on a base substrate (S110) and forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method ( S120), removing the surface film by a cleaning process using an aqueous hydrogen fluoride (HF) solution (S130), and crystallizing the semiconductor film from which the surface film has been removed by a lateral solidification method having a directivity (S140).

이때, 상기 반도체막을 형성하는 단계(S110)와, 표면막을 형성하는 단계(S120)까지는 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로 도 2를 참조하도록 하고 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다. In this case, the step of forming the semiconductor film (S110) and the step of forming the surface film (S120) are the same as in the first embodiment of the present invention, so refer to FIG. 2 and the detailed description thereof will be omitted.

제1 실시예와 달리, 제2 실시예에서는 비정질 실리콘막(20) 상에 상기 표면막(30)을 형성한 후, 결정화 공정을 수행하기 전에 상기 표면막(30)을 제거하기 위한 세정 공정을 수행한다.Unlike the first embodiment, in the second embodiment, after the surface film 30 is formed on the amorphous silicon film 20, a cleaning process for removing the surface film 30 is performed before performing the crystallization process. Perform.

상기 세정 공정은, 결정화 공정에 의해 형성된 다결정 실리콘막 상에 별도의 박막 형성 공정을 수행할 경우 상기 결정화된 반도체막과 별도의 박막 간의 계면 특성을 향상시키기 위하여 수행한다. The cleaning process is performed to improve the interfacial properties between the crystallized semiconductor film and the separate thin film when the separate thin film forming process is performed on the polycrystalline silicon film formed by the crystallization process.

상기 세정 공정은 일례로 불화 수소(HF) 수용액을 이용하여 수행되며, 상기 세정 공정에 의해 상기 표면막(30)이 제거된다. The cleaning process is performed using, for example, an aqueous hydrogen fluoride (HF) solution, and the surface film 30 is removed by the cleaning process.

그러나, 상기 표면막(30)을 형성하기 위한 플라즈마 화학 기상 증착 공정 중에는 도 2에서 상술한 제2 소스 가스로부터 비정질 실리콘막(20)의 표면으로 질소 또는 산소가 소량 유입되므로, 상기 표면막(30)이 모두 제거되더라도 상기 비정질 실리콘막(20)의 표면에는 소량의 질소 및 산소가 잔류한다. However, since a small amount of nitrogen or oxygen flows into the surface of the amorphous silicon film 20 from the second source gas described above with reference to FIG. 2 during the plasma chemical vapor deposition process for forming the surface film 30, the surface film 30 ) Is removed, but a small amount of nitrogen and oxygen remain on the surface of the amorphous silicon film 20.

이에 따라, 상술한 세정 공정 이후에 방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 결정화 공정을 수행하여도 막 뚫림으로 이한 다결정 실리콘막의 형성불량을 억제할 수 있다.Accordingly, even if the crystallization process is performed by the lateral solidification method having the orientation after the above-described cleaning process, it is possible to suppress the formation failure of the polycrystalline silicon film due to the film puncture.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법을 순서대로 기재한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of crystallizing a semiconductor film according to a third exemplary embodiment of the present invention in order.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체막의 결정화 방법은 베이스 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계(S210)와, 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계(S220)와, 불화 수소 수용액을 이용한 제1 세정으로 표면막을 제거하는 단계(S230)와, 표면막이 제거되어 노출된 반도체막 상에 오존수를 이용한 제2 세정을 진행하는 단계(S240) 및 방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 제2 세정된 반도체막을 결정화하는 단계(S250)를 포함한다.Referring to FIG. 5, in the method of crystallizing a semiconductor film according to the third embodiment of the present invention, forming a semiconductor film on a base substrate (S210) and forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method ( (S220), removing the surface film by the first cleaning using an aqueous hydrogen fluoride solution (S230), and performing the second cleaning using ozone water on the exposed semiconductor film by removing the surface film (S240) and having a directivity. Crystallizing the second cleaned semiconductor film by the side-solidification method (S250).

본 발명의 제3 실시예는, 표면막을 제거하는 단계 이후에 오존수를 이용한 제2 세정을 추가적으로 진행하는 것 이외에는 본 발명의 제2 실시예와 동일하다.The third embodiment of the present invention is the same as the second embodiment of the present invention except that the second washing with ozone water is further performed after the step of removing the surface film.

상기 오존수를 이용한 제2 세정(S240)에 의해 표면막이 제거된 비정질 실리콘막 상에는 산화막이 형성된다. An oxide film is formed on the amorphous silicon film from which the surface film is removed by the second cleaning (S240) using the ozone water.

이어서, 방향성을 갖는 측면 고상화법으로 결정화 공정을 진행하면 상기 산화막의 산소들이 비정질 실리콘막으로 유입되어 액상 실리콘의 유동으로 인한 막뚫림을 억제한다. 이에 따라, 다결정 실리콘막의 형성 불량을 감소시킬 수 있다. Subsequently, when the crystallization process is performed by the lateral solidification method having a directionality, oxygen of the oxide film flows into the amorphous silicon film to suppress the membrane puncture due to the flow of the liquid silicon. As a result, formation failure of the polycrystalline silicon film can be reduced.

한편, 본 발명의 제1, 제2 및 제3 실시예에서는 비정질 실리콘막을 결정화하여 다결정 실리콘막을 형성하는 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 비정질 실리콘막 뿐만 아니라, 여타의 반도체막의 결정화 방법에도 적용될 수 있다. Meanwhile, in the first, second and third embodiments of the present invention, an example in which a polycrystalline silicon film is formed by crystallizing an amorphous silicon film has been described, but the present invention is not limited thereto, and the crystallization of not only the amorphous silicon film but also other semiconductor films is described. The method may also be applied.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 비정질 실리콘막 상에 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화-산화막 중에서 선택된 하나로 이루어진 표면막을 형성함으로써, 방향성을 갖는 측면 고상화법을 이용한 결정화 공정 시 레이저 빔에 의해 용융된 액상 실리콘의 유동을 억제할 수 있다. 이에 따라, 액상 실리콘의 유동으로 인해 발생하는 막 뚫림 현상을 억제할 수 있으므로 다결정 실리콘막의 형성 불량을 감소시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, a crystallization process using a lateral solidification method having a directivity is formed by forming a surface film selected from a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride-oxide film on the amorphous silicon film by a plasma chemical vapor deposition method. It is possible to suppress the flow of the liquid silicon melted by the laser beam at the time. Accordingly, it is possible to suppress the puncture phenomenon caused by the flow of the liquid silicon, thereby reducing the formation failure of the polycrystalline silicon film.

이상에서는 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 the embodiments, those skilled in the art can 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.

Claims (10)

기판 상에 반도체막을 형성하는 단계;Forming a semiconductor film on the substrate; 질소 가스, 산소 가스, 아산화 질소 가스 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 소스 가스를 이용한 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 상기 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계; 및Forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method using a source gas including at least one selected from nitrogen gas, oxygen gas, and nitrous oxide gas; And 방향성을 갖는 측면 고상화 방법을 이용하여 상기 반도체막 및 상기 표면막을 결정화시키는 단계를 포함하는 반도체막의 결정화 방법.And crystallizing the semiconductor film and the surface film using a lateral solidification method having a directionality. 제1항에 있어서, 상기 반도체막은 비정질 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 1, wherein the semiconductor film is made of amorphous silicon. 제2항에 있어서, 상기 표면막은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화-산화막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 2, wherein the surface film is one selected from a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride-oxide film. 제1항에 있어서, 상기 방향성을 갖는 측면 고상화 방법은The method of claim 1, wherein the directional solidification method having the directivity 상기 기판의 폭 방향으로 길게 연장된 레이저 빔을 조사하는 레이저 공급부를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The crystallization method of the semiconductor film characterized by using a laser supply part which irradiates a laser beam extended in the width direction of the said board | substrate. 제1항에 있어서, 상기 표면막은 20 내지 100Å의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 1, wherein the surface film is formed to a thickness of 20 to 100 GPa. 제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 반도체막 사이에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 1, further comprising forming a protective film between the substrate and the semiconductor film. 기판 상에 반도체막을 형성하는 단계;Forming a semiconductor film on the substrate; 질소 가스, 산소 가스, 아산화 질소 가스 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 소스 가스를 이용한 플라즈마 화학 기상 증착 방법으로 상기 반도체막 상에 표면막을 형성하는 단계;Forming a surface film on the semiconductor film by a plasma chemical vapor deposition method using a source gas including at least one selected from nitrogen gas, oxygen gas, and nitrous oxide gas; 불화 수소 수용액을 이용한 제1 세정으로 상기 표면막을 제거하는 단계; 및Removing the surface film by first cleaning using an aqueous hydrogen fluoride solution; And 방향성을 갖는 측면 고상화 방법으로 상기 제1 세정되어 노출된 상기 반도체막을 결정화하는 단계를 포함하는 반도체막의 결정화 방법.Crystallizing the first washed and exposed semiconductor film by a lateral solidification method having a directionality. 제7항에 있어서, 상기 반도체막은 비정질 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 7, wherein the semiconductor film is made of amorphous silicon. 제7항에 있어서, 상기 표면막은 실리콘 질화막, 실리콘 산화막, 실리콘 질화-산화막 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 7, wherein the surface film is one selected from a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a silicon nitride-oxide film. 제7 항에 있어서, 상기 제1 세정이 종료된 상기 기판 상에 오존수를 이용한 제2 세정을 수행하는 단계를 더 포함하는 반도체막의 결정화 방법.The method of claim 7, further comprising performing a second cleaning using ozone water on the substrate on which the first cleaning is completed.
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