KR20120010043A - 다결정 실리콘층의 제조 방법 및 상기 다결정 실리콘층 제조 방법을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면은 레이저 빔의 반사를 이용하여 비정질 실리콘층을 선택적으로 결정화시킬 수 있는 다결정 실리콘층의 제조 방법 및 상기 다결정 실리콘층 제조 방법을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명의 일 측면은 다결정 실리콘층의 제조 방법 및 상기 다결정 실리콘층 제조 방법을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 다결정 실리콘층을 포함하는 박막 트랜지스터는 전자 이동도가 높고 CMOS 회로 구성이 가능한 장점이 있어서 고해상도 디스플레이 패널의 스위칭 소자나 빛의 양을 많이 필요로 하는 프로젝션 패널 등에 많이 이용된다.
비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 결정화하는 방법으로는, 비정질 실리콘층을 박막 트랜지스터가 사용된 디스플레이 소자의 기판을 형성하는 물질인 유리의 변형 온도인 약 700℃ 이하의 온도에서 수 시간 내지 수십 시간에 걸쳐 어닐링하는 고상 결정화법(solid phase crystallization; SPC), 엑시머 레이저를 비정질 실리콘층에 주사하여 매우 짧은 시간 동안 국부적으로 높은 온도를 가열하여 결정화하는 엑시머 레이저 어닐링법(eximer laser annealing; ELA), 니켈, 팔라듐, 금, 알루미늄 등의 금속을 비정질 실리콘층과 접촉시키거나 주입하여 상기 금속에 의해 비정질 실리콘층이 다결정 실리콘층으로 상 변화가 유도되는 현상을 이용하는 금속 유도 결정화(metal induced crystallization; MIC)법, 금속과 실리콘이 반응하여 생성된 실리사이드가 측면으로 계속하여 전파되면서 순차로 비정질 실리콘의 결정화를 유도하는 금속 유도 측면 결정화(metal induced lateral crystallization; MILC)법 등이 있다.
본 발명의 일 측면은 비정질 실리콘층을 선택적으로 결정화시킬 수 있는 다결정 실리콘층의 제조 방법 및 상기 다결정 실리콘층 제조 방법을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 실리콘층 제조 방법은, 제1 기판 상에 비정질 실리콘층이 형성된 결정화 기판을 준비하는 단계와, 반사판을 포함하는 반사 기판을 준비하는 단계와, 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계와, 레이저 빔을 조사하고 상기 레이저 빔을 상기 반사판에 반사시켜서 상기 비정질 실리콘층의 소정의 영역을 선택적으로 결정화하는 단계를 구비하며, 상기 반사 기판은 상기 반사판이 배치되는 제1 구역과 상기 반사판이 배치되지 않는 제2 구역으로 구획될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 결정화 기판은 상기 제1 기판과 상기 비정질 실리콘층 사이에 버퍼층을 더 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 기판은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 기판은 유리 기판일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사 기판은, 제2 기판과, 상기 제2 기판 상에 패터닝된 상기 반사판과, 상기 반사판을 덮도록 상기 제2 기판 상에 배치되는 보호막을 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기판은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 기판은 유리 또는 석영으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 반사판은 상기 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 금속은 상기 레이저 빔에 대한 반사율이 50%이상일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보호막은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 산화물, 질화물, 또는 유기물로 이루질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보호막은 상기 산화물, 질화물, 또는 유기물이 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계는, 상기 비정질 실리콘층이 상기 반사판을 향하도록 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 접촉시킬 수 았다.
본 발명에 있어서, 상기 선택 결정화 단계는, 상기 결정화 기판에서 상기 반사 기판을 향하여 상기 레이저 빔을 조사하는 단계와, 상기 반사판을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 반사판에 반사되어 상기 반사판에 대응되는 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역을 결정화하여 상기 다결정 실리콘층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다결정 실리콘층 형성 단계는, 상기 제1 영역을 상기 레이저 빔이 투과하는 단계와, 상기 투과된 레이점 빔이 상기 반사판에 반사되어 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역에 조사되어 상기 제1 영역을 결정화는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 구역을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 투과할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 구역에 대응하는 상기 비정질 실리콘층의 제2 영역은 상기 레이저 빔이 투과되지만 결정화되지 않고 비정질 실리콘층으로 존재할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 레이저 빔은 상기 반사판에 수직이 되도록 조사할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 선택 결정화 후, 상기 반사 기판과 상기 결정화 기판을 분리하는 단계를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 관한 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 제1 기판 상에 비정질 실리콘층이 형성된 결정화 기판을 준비하는 단계와, 반사판을 포함하며, 상기 반사판이 배치되는 제1 구역과 상기 반사판이 배치되지 않는 제2 구역이 구획된 반사 기판을 준비하는 단계와, 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계와, 레이저 빔을 조사하고 상기 레이저 빔을 상기 반사판에 반사시켜서 상기 비정질 실리콘층의 소정의 영역을 선택적으로 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 분리하는 단계와, 상기 다결정 실리콘층을 덮도록 상기 결정화 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와, 상기 게이트 절연막 상에 상기 다결정 실리콘층의 채널 영역에 대응되도록 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극을 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 층간 절연막을 형성하는 단계와, 상기 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 다결정 실리콘층의 소스 영역 및 드레인 영역과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 다결정 실리콘층 형성 단계는, 상기 결정화 기판에서 상기 반사 기판을 향하여 상기 레이저 빔을 조사하는 단계와, 상기 반사판을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 반사판에 반사되어 상기 반사판에 대응되는 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역을 결정화하여 상기 다결정 실리콘층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 구역을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 투과하며, 기 제2 구역에 대응하는 상기 비정질 실리콘층의 제2 영역은 상기 레이저 빔이 투과되지만 결정화되지 않고 비정질 실리콘으로 존재할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 비정질 실리콘층에서 결정화가 요구되는 영역에만 선택적으로 결정화할 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 실리콘층의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 실리콘층의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1은 결정화 기판(110)을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 결정화 기판(110)은 제1 기판(111), 버퍼층(112), 및 비정질 실리콘층(113)을 구비할 수 있다. 제1 기판(111) 상에 버퍼층(112)이 형성되고, 버퍼층(112) 상에 비정질 실리콘층(113)을 형성할 수 있다.
제1 기판(111)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 레이저 빔을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
버퍼층(112)은 제1 기판(111)으로부터 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 버퍼층(112)은 실리콘 나이트라이드 또는 실리콘 옥시나이트라이드로 이루어질 수 있다.
비정질 실리콘층(113)은 버퍼층(112) 상에 형성된다. 비정질 실리콘층(113)은 일반적으로 화학적 기상 증착법(chemical vapor deposition: CVD)에 의해 형성하게 되는데, 화학적 기상 증착법에 의해 형성된 비정질 실리콘층(113)은 수소와 같은 가스를 함유할 수 있다. 이 가스는 전자 이동도를 감소시키는 등의 문제를 발생시킬 수 있으므로 상기 비정질 실리콘층(113) 내에 수소가 잔류하지 않도록 탈수소 공정을 진행할 수 있다. 그러나 이와 같은 탈수소 공정은 필수적인 공정은 아니므로 생략할 수 있음은 물론이다.
도 2는 반사 기판(120)을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 반사 기판(120)은 제2 기판(121), 반사판(122), 및 보호막(123)을 구비할 수 있다.
제2 기판(121)은 투명한 재질인 유리 또는 석영으로 이루어질 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(121)은 제1 구역(121a)과 제2 구역(121b)으로 구획될 수 있다. 제1 구역(121a)에는 반사판(122)이 배치되며, 제 2구역(121b)에는 반사판(122)이 배치되지 않는다. 레이저 빔이 반사판(122)이 배치된 제2 기판(121)의 일면을 향하여 조사된 경우, 제1 구역(121a)을 향하는 레이저 빔은 반사판(122)에 의해 반사되며, 제2 구역(121b)을 향하는 레이저 빔은 제2 기판(121)을 투과하게 된다. 이에 대하여는 이하에서 상술한다.
반사판(122)은 제2 기판(121) 상에 패터닝되어 형성될 수 있다. 즉, 반사판(122)은 제2 기판(121)의 제1 구역(121a) 상에 배치되지만, 제2 구역(121b) 상에는 배치되지 않을 수 있다. 반사판(122)은 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 반사판(122)은 레이저 빔을 50%이상 반사시킬 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 반사판(122)은 제2 기판(121) 상에 금속층을 형성한 후 금속층을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.
보호막(123)은 반사판(122)을 덮도록 제2 기판(121) 상에 형성된다. 보호막(123)은 반사판(122)을 덮을 뿐만 아니라 제2 기판(121)의 제2 구역(121b)을 덮도록 형성된다. 보호막(123)은 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 산화물, 질화물, 또는 유기물로 이루어질 수 있다. 보호막(123)은 산화물, 질화물, 또는 유기물로 이루어진 단일층으로 이루어질 수 있으며, 이들 각각이 다층으로 형성될 수 있다. 보호막(123)은 제2 구역(121b)에 대응하여 형성된 홈(123a)을 구비할 수 있다.
도 3은 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 합착하여 레이저를 조사하는 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 준비한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 포개한다. 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 포개는 단계는 결정화 기판(110)의 비정질 실리콘층(113)이 반사 기판(120)의 반사판(122)을 향하도록 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 합착시킨다. 즉, 보호막(123)을 사이에 두고 비정질 실리콘층(113)과 반사판(122)이 배치될 수 있다.
결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 포갠 후, 레이저 빔을 조사하여 비정질 실리콘층(113)의 일부를 결정화시킨다. 보다 상세하게는, 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 포갠 후, 레이저 빔을 결정화 기판(110)에서 반사 기판(120)을 향하여 조사한다. 레이저 빔은 반사판(122)의 일면에 수직하게 조사하는 것이 바람직하다. 결정화 기판(110)에서 반사 기판(120)을 향하여 조사된 레이저 빔은 결정화 기판(110)을 투과하지만, 반사 기판(120)에서는 일부는 투과되고 일부는 반사된다.
즉, 반사판(122)이 배치된 제1 구역(121a)을 향하는 레이저 빔은 반사판(122)에 반사된다. 이에 반하여, 반사판(122)이 배치되지 않은 제2 구역(121b)을 향하는 레이저 빔은 투과된다.
제1 구역(121a)에 대응되는 비정질 실리콘층(113)의 제1 영역(113a)에서는 레이저 빔(B)의 일부가 흡수되며, 레이저 빔(B)의 일부는 투과하여 반사판(122)에 반사되어 다시 제1 영역(113a)에 조사된다. 비정질 실리콘층(113)의 제1 영역(113a)은 결정화 기판(110)에서 반사 기판(120)으로 향하는 레이저 빔(B)이 조사되어 일부가 흡수되고, 투과된 레이저 빔(B)의 일부가 반사판(122)에 반사되어 다시 흡수됨으로써 결정화될 수 있다. 다시 말하면, 비정질 실리콘층(113)은 결정화 기판(110)에서 반사 기판(120)으로 향하는 레이저 빔(A 또는 B)의 조사만으로는 결정화되지 않으며, 결정화 기판(110)에서 반사 기판(120)으로 향하는 레이저 빔(B)과 반사판(122)에 반사된 레이저 빔(C)의 조사에 의해 결정화가 이루어질 수 있다. 따라서, 제2 기판(121) 상에 반사판(122)이 존재하지 않는 제2 구역(121b)에 대응하는 비정질 실리콘층(113)의 제2 영역(113b)에는 레이저 빔(A) 만이 투과되고 일부가 흡수가 될 뿐이고, 반사되는 레이저 빔이 없으므로, 비정질 실리콘층(113)의 제2 영역(113b)은 결정화되지 않는다.
최초에 조사되는 레이저 빔(A 및 B)의 파워는 레이저 빔(A 및 B)에 의해서는 비정질 실리콘층(113)이 결정화되지 않으며, 레이저 빔(B)과 반사되는 레이저 빔(C)에 의해 비정질 실리콘층(113)이 결정화될 수 있도록 조절한다.
이와 같이, 반사 기판(120)을 향하는 레이저 빔(B)과 반사판(122)에서 반사된 레이저 빔(C)에 의해 결정화가 이루어지므로, 패터닝된 반사판(122)에 의해 비정질 실리콘층(113)을 용이하게 선택적으로 결정화할 수 있으며, 패터닝된 반사판(122)의 형상에 따라 다양한 형태의 비정질 실리콘층(113)의 결정화가 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 종래와 같이 비정질 실리콘층(113) 전체를 결정화한 후 포토 리소그라피 방식에 의해 결정화된 실리콘층을 패터닝할 필요가 없어 제조 공정을 단순화하고 제조 공정 비용을 절감할 수 있다.
이와 더불어, 본 발명은 최초 조사되는 레이저 빔(A 및 B)에 의해 직접적으로 비정질 실리콘층(113)을 결정화할 필요가 없으므로 최초 조사되는 레이저 빔(A 및 B)의 파워량을 감소시켜서 레이저 빔 조사에 따른 비용을 절감할 수 있다.
비정질 실리콘층(113)의 일부를 결정화한 후에는 결정화 기판(110)과 반사 기판(120)을 분리한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정 실리콘층의 제조 방법을 이용하여 박막 트랜지스터(TR)를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 단면도들이고, 도 6은 도 5에 따른 박막 트랜지스터를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4을 참조하면, 상술한 실리콘층의 제조 방법에 따라 제조된 결정화 기판(110)이다. 결정화 기판(110)의 제조 방법은 위에 설명하였으므로 이하에서는 생략한다.
도 5를 참조하면, 다결정 실리콘층(113a)과 비정질 실리콘층(113b)을 덮도록 게이트 절연막(222)을 형성한다. 게이트 절연막(222)으로는 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드와 같은 무기 절연막이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(222) 상에는 다결정 실리콘층(113a)의 채널 영역(114a)에 대응되도록 게이트 전극(223)이 형성되고, 상기 게이트 전극(223)을 덮도록 층간 절연막(224)이 형성된다.
한편, 다결정 실리콘층(113a)은 채널 영역(114a)과 소스 및 드레인 영역(114b, 114c)으로 구획되는데, 이는 게이트 전극(223) 형성 후, 게이트 전극(223)을 셀프 얼라인(self align) 마스크로 하여 소스 및 드레인 영역(114b, 114c)에 N 또는 P 타입 불순물을 도핑하여 형성할 수도 있고, 전술한 도 4에서 다결정 실리콘층(113a)을 형성한 직후에 불순물을 도핑하여 형성할 수도 있다.
상기 층간 절연막(224) 상에는 소스 전극(225a) 및 드레인 전극(225b)이 콘택홀(contact hole)을 통해 상기 소스 영역(114b) 및 드레인 영역(114c)에 콘택된다.
도 6을 참조하면, 상기 층간 절연막(224) 상에 상기 박막 트랜지스터(TR)를 덮도록 패시베이션막(227)이 형성된다. 상기 패시베이션막(227)은 상면이 평탄화된 단일 또는 복수층의 절연막이 될 수 있다. 이 패시베이션막(227)은 무기물 및/또는 유기물로 형성될 수 있다.
상기 평탄화막(227)을 관통하여 박막 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(225b)을 노출시키도록 비아홀(via-hole)이 형성된다. 이 비아홀을 통하여 평탄화막(227) 상에 소정 패턴으로 형성된 화소 전극(310)과 박막 트랜지스터(TR)가 전기적으로 연결된다.
평탄화막(227) 상에는 화소 전극(310)의 가장자리를 덮도록 화소 정의막(pixel define layer: PDL)(320)이 형성된다. 이러한 화소 정의막(320)은 화소 전극(310)의 가장자리를 소정 두께로 덮으면서 화소를 정의하는 역할을 한다. 또한, 화소 전극(310)의 단부와 후술할 대향 전극(340) 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소 전극(310)의 단부에서의 아크 발생을 방지하는 역할을 하기도 한다.
화소 전극(310) 상에는 발광층(331)을 포함하는 유기막(330)과 대향 전극(340)이 순차로 형성된다.
상기 유기막(330)은 저분자 또는 고분자 유기막이 사용될 수 있다. 저분자 유기막을 사용할 경우, 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층(EML: Emission Layer)(331), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다.
한편, 고분자 유기막을 사용할 경우, 발광층(331)을 중심으로 화소 전극(310) 방향으로 홀 수송층(HTL)만이 포함될 수 있다. 홀 수송층(HTL)은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 발광층은 적, 녹, 청색의 화소마다 독립되게 형성되고, 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층 등은 공통층으로서, 적, 녹, 청색의 화소에 공통으로 적용될 수 있다.
밀봉기판(400)은 제1 기판(111) 상에서 접합부재(미도시)에 의해 제1 기판(111)과 접합된다.
한편, 상기 실시예에서는 본 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 포함하는 디스플레이 장치로서 유기 발광 디스플레이 장치를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 액정 디스플레이 장치를 포함하여 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 도면들에 도시된 구성 요소들은 설명의 편의상 확대 또는 축소되어 표시될 수 있으므로, 도면에 도시된 구성요소들의 크기나 형상에 본 발명이 구속되는 것은 아니며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110: 결정화 기판 111: 제1 기판
112: 버퍼층 113: 비정질 실리콘층
120: 반사 기판 121: 제2 기판
122: 반사판 123: 보호막
112: 버퍼층 113: 비정질 실리콘층
120: 반사 기판 121: 제2 기판
122: 반사판 123: 보호막
Claims (21)
- 제1 기판 상에 비정질 실리콘층이 형성된 결정화 기판을 준비하는 단계;
반사판을 포함하는 반사 기판을 준비하는 단계;
상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계; 및
레이저 빔을 조사하고 상기 레이저 빔을 상기 반사판에 반사시켜서 상기 비정질 실리콘층의 소정의 영역을 선택적으로 결정화하는 단계;를 구비하며,
상기 반사 기판은 상기 반사판이 배치되는 제1 구역과 상기 반사판이 배치되지 않는 제2 구역으로 구획되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 결정화 기판은 상기 제1 기판과 상기 비정질 실리콘층 사이에 버퍼층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제1 기판은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 제1 기판은 유리 기판인 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반사 기판은,
제2 기판;
상기 제2 기판 상에 패터닝된 상기 반사판; 및
상기 반사판을 덮도록 상기 제2 기판 상에 배치되는 보호막;을 구비하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 기판은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 제2 기판은 유리 또는 석영으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 반사판은 상기 레이저 빔을 반사시킬 수 있는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 금속은 상기 레이저 빔에 대한 반사율이 50%이상인 것은 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제5항에 있어서,
상기 보호막은 상기 레이저 빔을 투과시킬 수 있는 산화물, 질화물, 또는 유기물로 이루지는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 보호막은 상기 산화물, 질화물, 또는 유기물이 단일층 또는 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계는,
상기 비정질 실리콘층이 상기 반사판을 향하도록 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 접촉시키는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 선택 결정화 단계는,
상기 결정화 기판에서 상기 반사 기판을 향하여 상기 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
상기 반사판을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 반사판에 반사되어 상기 반사판에 대응되는 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역을 결정화하여 상기 다결정 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 다결정 실리콘층 형성 단계는,
상기 제1 영역을 상기 레이저 빔이 투과하는 단계; 및
상기 투과된 레이점 빔이 상기 반사판에 반사되어 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역에 조사되어 상기 제1 영역을 결정화는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제13항에 있어서,
상기 제2 구역을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 투과하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제15항에 있어서,
상기 제2 구역에 대응하는 상기 비정질 실리콘층의 제2 영역은 상기 레이저 빔이 투과되지만 결정화되지 않고 비정질 실리콘층으로 존재하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 레이저 빔은 상기 반사판에 수직이 되도록 조사하는 것을 특징으로 하는 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 선택 결정화 후, 상기 반사 기판과 상기 결정화 기판을 분리하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 다결정 실리콘층의 제조 방법. - 제1 기판 상에 비정질 실리콘층이 형성된 결정화 기판을 준비하는 단계;
반사판을 포함하며, 상기 반사판이 배치되는 제1 구역과 상기 반사판이 배치되지 않는 제2 구역이 구획된 반사 기판을 준비하는 단계;
상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 포개는 단계; 및
레이저 빔을 조사하고 상기 레이저 빔을 상기 반사판에 반사시켜서 상기 비정질 실리콘층의 소정의 영역을 선택적으로 결정화하여 다결정 실리콘층을 형성하는 단계;
상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 분리하는 단계;
상기 다결정 실리콘층을 덮도록 상기 결정화 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 게이트 절연막 상에 상기 다결정 실리콘층의 채널 영역에 대응되도록 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극을 덮도록 상기 게이트 절연막 상에 층간 절연막을 형성하는 단계;
상기 층간 절연막 상에 배치되고, 상기 다결정 실리콘층의 소스 영역 및 드레인 영역과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;를 구비하는 박막 트랜지스터의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 다결정 실리콘층 형성 단계는,
상기 결정화 기판에서 상기 반사 기판을 향하여 상기 레이저 빔을 조사하는 단계; 및
상기 반사판을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 반사판에 반사되어 상기 반사판에 대응되는 상기 비정질 실리콘층의 제1 영역을 결정화하여 상기 다결정 실리콘층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조 방법. - 제20항에 있어서,
상기 제2 구역을 향하여 진행하는 상기 레이저 빔은 상기 결정화 기판과 상기 반사 기판을 투과하며, 상기 제2 구역에 대응하는 상기 비정질 실리콘층의 제2 영역은 상기 레이저 빔이 투과되지만 결정화되지 않고 비정질 실리콘으로 존재하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.
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2011
- 2011-07-20 US US13/186,974 patent/US8865578B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101351856B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2014-01-22 | 희성전자 주식회사 | 이종 기판 접합 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8865578B2 (en) | 2014-10-21 |
| US20120021585A1 (en) | 2012-01-26 |
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