KR20160001879A - Display device and method for fabricating the same - Google Patents

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KR20160001879A
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양희정
호원준
김아라
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same. According to an embodiment of the present invention, the display device comprises: data lines disposed on a substrate in a first direction to deliver data signals; gate lines disposed on the substrate in a second direction to deliver gate signals; and thin film transistors disposed in each pixel defined by intersecting the gate lines and data lines. The thin film transistor includes: a crystallized oxide semiconductor including atoms of metal materials inside the thin film; a source electrode and a drain electrode which are in contact with the oxide semiconductor; a gate insulating layer disposed on one side surface of the oxide semiconductor; and a gate disposed on one side surface of the gate insulating layer.

Description

표시장치 및 이를 제조하는 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME

본 발명은 영상을 표시하는 표시장치 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a display device for displaying an image and a method of manufacturing the same.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 다양한 표시장치가 활용되고 있다. 이러한 다양한 표시장치에는, 그에 맞는 표시패널이 포함된다. 2. Description of the Related Art [0002] As an information-oriented society develops, there have been various demands for a display device for displaying images. Recently, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) Various display devices such as an organic light emitting display (OLED) device are being used. Such various display apparatuses include display panels corresponding thereto.

이러한 표시장치에 포함되는 표시패널은 하나의 기판에서 만들어지는 여러 개의 표시패널 중 하나일 수 있다. 즉, 여러 공정 절차에 따라, 하나의 기판에서 화소들을 구성하는 소자들, 신호라인, 또는 전원 라인 등이 표시패널 단위별로 형성되고, 이후, 스크라이브(Scribe) 장비를 이용하여 표시패널 단위로 기판을 절단하여 여러 개의 표시패널을 만들 수 있다. The display panel included in such a display device may be one of a plurality of display panels formed on one substrate. That is, according to various process procedures, elements, signal lines, power supply lines, or the like that constitute pixels in one substrate are formed for each display panel unit, and then a substrate is scribed in units of display panels using a scribe equipment You can cut several display panels.

비정질 실리콘으로 반도체를 구성한 비정질 박막 트랜지스터보다 전자 이동속도가 빠르고 폴리실리콘으로 반도체를 구성한 폴리실리콘 박막 트랜지스터보다 제조공정이 단순하고 제조단가가 상대적으로 낮은 산화물 반도체로 반도체를 구성된 산화물(oxide) 박막 트랜지스터에 대해 활발한 연구가 진행되고 있다. 산화물 박막 트랜지스터의 활성화층(Active layer)을 형성함에 있어서 결정화하는 온도가 공정에 많은 영향을 줄 수 있으므로 이를 저온에서 결정화시키는 기술이 필요하다.
An amorphous silicon thin film transistor has a higher electron mobility than an amorphous silicon semiconductor and has a lower manufacturing cost than a polysilicon thin film transistor. Active research is underway. In forming the active layer of the oxide thin film transistor, the crystallization temperature may have a large influence on the process, and therefore, a technique of crystallizing it at a low temperature is needed.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은 산화물 TFT의 이동성(Mobility)을 향상시키고 TFT의 신뢰성 향상을 위해서 금속물질의 확산을 이용해서 IGZO를 저온에서 결정화 시킨 표시장치 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a display device in which IGZO is crystallized at a low temperature using diffusion of a metal material for improving mobility of the oxide TFT and improving reliability of the TFT, and a method of manufacturing the same .

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은 기판 상에 제1방향에 위치하며 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인, 상기 기판 상에 제2방향에 위치하며 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인, 및 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소에 위치하는 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 박막 트랜지스터는 금속 물질의 원자를 박막 내부에 포함하는 결정화된 산화물 반도체, 상기 산화물 반도체과 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극, 상기 산화물 반도체의 일측면에 위치하는 게이트 절연층, 및 상기 게이트 절연층의 일측면에 위치하는 게이트를 포함하는 표시장치를 제공한다.In order to accomplish the above object, in one aspect, the present invention provides a liquid crystal display device including a data line positioned in a first direction on a substrate and transmitting a data signal, a gate line positioned in a second direction on the substrate, And a thin film transistor positioned in each pixel defined by intersecting the gate line and the data line, wherein the thin film transistor includes a crystallized oxide semiconductor including atoms of a metal material in a thin film, a source electrode And a drain electrode, a gate insulating layer located on one side of the oxide semiconductor, and a gate located on one side of the gate insulating layer.

다른 측면에서, 본 발명은 기판 상에 산화물 반도체를 형성하는 단계, 상기 산화물 반도체 상에 금속 물질층을 도포하는 단계, 상기 금속 물질층 상에서 열처리하는 단계, 및 상기 금속 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 표시장치를 제조하는 방법을 제공한다.
In another aspect, the present invention includes a method of manufacturing a semiconductor device comprising forming an oxide semiconductor on a substrate, applying a layer of metal material on the oxide semiconductor, heat treating the layer of metal material, and removing the layer of metal material To a display device.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, IGZO를 결정화 시키기 위해서 고온의 열처리나, 레이저 어닐링(Laser Annealing)을 실시하지 않고 금속 확산을 이용해서 350℃ 에서 결정화를 시켜 TFT의 성능 및 신뢰성이 향상된 표시장치를 제공하는 효과가 있다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, crystallization is performed at 350 占 폚 using metal diffusion without performing a high-temperature heat treatment or laser annealing to crystallize IGZO, thereby improving the performance and reliability of the TFT. .

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 IGZO 산화물 반도체의 구조를 간략히 보여주는 도면이다.
도 3은 저온증착된 IGZO를 고온 열처리를 수행하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 4는 저온증착된 IGZO를 레이저로 열처리를 수행하는 공정을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 IGZO를 저온에서 결정화시키는 공정을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 탑 게이트 방식의 코플라나 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여주는 도면이다.
도 7는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 탑 게이트 방식의 스태거드 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 바텀 게이트-스캐거드 방식 중 ESL 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여주는 도면이다.
도 9은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 바텀 게이트-스캐거드 방식 중 BCL구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 코플라나 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시킨 공정 및 구조로, 금속 물질층을 완전히 제거하지 않는 실시예를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 물질층을 증착하여 산화물 반도체를 저온에서 결정화시키는 과정을 보여주는 도면이다.
1 is a view schematically showing a display device according to embodiments.
2 is a view showing a simplified structure of an IGZO oxide semiconductor.
FIG. 3 is a view showing a process of performing a high-temperature heat treatment on the low-temperature deposited IGZO.
FIG. 4 is a view showing a process of performing laser annealing of low-temperature deposited IGZO.
5 is a view showing a process of crystallizing IGZO at a low temperature according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a structure of a TFT and a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature in a top gate type coplanar structure according to another embodiment of the present invention. FIG.
7 is a view illustrating a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in a top gate type staggered structure according to another embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in an ESL structure of a bottom gate-scrambler method according to another embodiment of the present invention.
9 is a view illustrating a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in a BCL structure of a bottom gate-scrambled method according to another embodiment of the present invention.
10 is a view showing an embodiment in which a metal material layer is not completely removed by a process and structure in which an oxide semiconductor is crystallized at low temperature in a coplanar structure according to another embodiment of the present invention.
11 is a view illustrating a process of depositing a metal material layer according to an embodiment of the present invention to crystallize an oxide semiconductor at a low temperature.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the components from other components, and the terms do not limit the nature, order, order, or number of the components. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; intervening "or that each component may be" connected, "" coupled, "or " connected" through other components.

도 1은 실시예들에 따른 표시장치를 간략하게 나타낸 도면이다. 1 is a view schematically showing a display device according to embodiments.

도 1을 참조하면, 실시예들에 따른 표시장치(100)는, 제1방향(예: 수직방향)으로 다수의 제1라인(VL1~VLm)이 형성되고, 제2방향(예: 수평방향)으로 다수의 제2라인(HL1~HLn)이 형성되는 표시패널(110)과, 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하는 제1구동부(120)와, 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하는 제2구동부(130)와, 제1구동부(120) 및 제2구동부(130)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(140) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, a display device 100 according to an embodiment includes a plurality of first lines VL1 to VLm formed in a first direction (e.g., a vertical direction) A display panel 110 on which a plurality of second lines HL1 to HLn are formed, a first driver 120 for supplying a first signal to a plurality of first lines VL1 to VLm, A second driver 130 for supplying a second signal to the first and second lines HL1 to HLn and a timing controller 140 for controlling the first and second drivers 120 and 130.

표시패널(110)에는, 제1방향(예: 수직방향)으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)과 제2방향(예: 수평방향)으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)의 교차에 따라 다수의 화소(P: Pixel)가 정의된다.The display panel 110 is provided with a plurality of first lines VL1 to VLm formed in a first direction (e.g., a vertical direction) and a plurality of second lines HL1 to HLn formed in a second direction (e.g., A plurality of pixels (P) are defined according to the intersection of the pixels.

전술한 제1구동부(120) 및 제2구동부(130) 각각은, 영상 표시를 위한 신호를 출력하는 적어도 하나의 구동 집적회로(Driver IC)를 포함할 수 있다. Each of the first driving unit 120 and the second driving unit 130 may include at least one driver IC for outputting a signal for displaying an image.

표시패널(110)에 제1방향으로 형성된 다수의 제1라인(VL1~VLm)은, 일 예로, 수직방향(제1방향)으로 형성되어 수직방향의 화소 열로 데이터 전압(제1신호)을 전달하는 데이터 배선일 수 있으며, 제1구동부(120)는 데이터 배선으로 데이터 전압을 공급하는 데이터 구동부일 수 있다. A plurality of first lines VL1 to VLm formed in the first direction on the display panel 110 are formed in a vertical direction (first direction) to transmit a data voltage (first signal) And the first driver 120 may be a data driver for supplying the data voltage to the data line.

또한, 표시패널(110)에 제2방향으로 형성된 다수의 제2라인(HL1~HLn)은 수평방향(제2방향)으로 형성되어 수평방향의 화소 열로 스캔 신호(제1신호)를 전달하는 게이트 배선일 수 있으며, 제2구동부(130)는 게이트 배선으로 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부일 수 있다.A plurality of second lines HL1 to HLn formed in the second direction on the display panel 110 are formed in a horizontal direction (second direction) to form a gate signal (first signal) And the second driver 130 may be a gate driver for supplying a scan signal to the gate line.

또한, 제1구동부(120)와 제2구동부(130)와 접속하기 위해 표시패널(110)에는 패드부가 구성된다. 패드부는 제1구동부(120)에서 다수의 제1라인(VL1~VLm)으로 제1신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달하며, 마찬가지로 제2구동부(130)에서 다수의 제2라인(HL1~HLn)으로 제2신호를 공급하면 이를 표시패널(110)로 전달한다. 따라서, 표시패널(110)의 화소들의 영역을 형성하는 공정에서 패드부를 함께 형성한다.In addition, a pad portion is formed on the display panel 110 to connect the first driver 120 and the second driver 130. When the first driver 120 supplies a first signal to the plurality of first lines VL1 through VLm, the pad unit transmits the first signal to the display panel 110 and the second driver 130 similarly applies a plurality of second lines HL1 to HLn), and transmits the second signal to the display panel (110). Therefore, the pad portion is formed together in the process of forming the regions of the pixels of the display panel 110. [

본 발명이 적용될 수 있는 산화물 반도체의 구조로는 바텀 게이트(Bottom Gate) 방식의 스태거드(staggered) 방식 중에서 ESL(Etch Stopper Layer) 구조와 BCL(Back Channel Etch) 구조에 적용 가능하지만 이에 한정되지 않는다. 또한 탑 게이트(Top Gate) 방식의 코플라나(Coplanar) 구조와 스태거드(staggered) 구조에도 적용 가능하지만 이에 한정되지 않는다. The structure of the oxide semiconductor to which the present invention can be applied is applicable to an ESL (Etch Stopper Layer) structure and a BCL (Back Channel Etch) structure in a bottom gate type staggered structure, but is not limited thereto Do not. But is not limited to, a top gate type coplanar structure and a staggered structure.

또한, 본 발명은 아연 산화물(ZnO) 반도체, 인듐 아연 산화물(Indium zinc oxide, IZO) 반도체, 인듐 알루미늄 아연 산화물(Indium aluminium zinc oxide, IAZO) 반도체, 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium gallium zinc oxide, IGZO) 반도체, 또는 인듐 틴 아연 산화물(Indium tin zinc oxide, ITZO) 반도체에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라 IGZO를 중심으로 살펴본다. The present invention also relates to a method of manufacturing a semiconductor device, including a zinc oxide (ZnO) semiconductor, an indium zinc oxide (IZO) semiconductor, an indium aluminum zinc oxide (IAZO) semiconductor, an indium gallium zinc oxide (IGZO) Semiconductor, or indium tin zinc oxide (ITZO) semiconductor. However, the present invention is not limited thereto. IGZO will be mainly described according to the embodiment.

IGZO와 같은 산화물 반도체의 경우, Sputtering 방법으로 쉽게 저온에서 ACT IGZO를 증착하여 a-Si 대비 고이동도 또는 ~10cm2/Vs 특성을 확보할 수 있다. 도 2는 IGZO 산화물 반도체의 구조를 간략히 보여주는 도면이다. In the case of oxide semiconductors such as IGZO, ACT IGZO can be easily deposited at low temperatures by sputtering to ensure high mobility versus a-Si or ~ 10 cm2 / Vs. 2 is a view showing a simplified structure of an IGZO oxide semiconductor.

기판(200), 게이트(202)와 게이트 절연층(Gate Insulator, GI, 205) 상에 산화물 반도체로 활성화층을 구성하는 IGZO(210)가 형성되어 있으며 IGZO(210)상에 에치 스토퍼 층(ESL, 220)과 소스/드레인(230)이 형성되어 있다. IGZO(210)는 저온 증착이 가능하며 이는 유리 기판과 플렉서블한 표시장치를 위한 플라스틱 종류의 기판에도 적용할 수 있다. 또한 기판(200) 상에는 버퍼층(Buffer layer, 미도시) 또는 차광층과 같이 표시 장치의 성능을 향상시키기 위해 별도의 물질들이 증착될 수 있다. An IGZO 210 constituting an activation layer made of an oxide semiconductor is formed on a substrate 200, a gate 202 and a gate insulator (GI) 205, and an etch stopper layer (ESL 220 and a source / drain 230 are formed. IGZO 210 can be deposited at low temperatures, which can be applied to substrates of plastic substrates for glass substrates and flexible display devices. Further, other materials may be deposited on the substrate 200 to improve the performance of the display device such as a buffer layer (not shown) or a light shielding layer.

그런데, 대면적의 표시장치를 구현할 경우 고속 응답을 위해서 고이동도와 신뢰성의 확보가 필요하며, 저온증착된 IGZO를 결정화시키는 것이 필요하다. 결정화를 위해서는 고온에서의 열처리를 수행하거나, 또는 별도의 장비를 보유하여 레이저 열처리를 수행하는 것이 필요하다. However, when a large-sized display device is implemented, it is necessary to secure high mobility and reliability for high-speed response, and it is necessary to crystallize low-temperature deposited IGZO. For the crystallization, it is necessary to perform a heat treatment at a high temperature, or to carry out a laser heat treatment with a separate equipment.

도 3은 저온증착된 IGZO를 고온 열처리를 수행하는 공정을 보여주는 도면이다. FIG. 3 is a view showing a process of performing a high-temperature heat treatment on the low-temperature deposited IGZO.

310이 지시하는 바와 같이 게이트 절연층(205) 상에 IGZO(210)가 저온증착되어 있다. 여기에 고온의 열처리를 수행하여 IGZO(210)를 결정화 시키면 315와 같이 결정화된 IGZO(215)가 된다. The IGZO 210 is deposited on the gate insulating layer 205 at a low temperature as indicated by 310. FIG. The high temperature heat treatment is performed to crystallize the IGZO 210 to form the crystallized IGZO 215 as shown in 315.

도 4는 저온증착된 IGZO를 레이저로 열처리를 수행하는 공정을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 기판은 생략한다.FIG. 4 is a view showing a process of performing laser annealing of low-temperature deposited IGZO. The substrate is omitted for convenience of explanation.

게이트 절연층(205) 상에 저온증착된 IGZO(210)로 레이저(405)가 열처리를 하여 IGZO(210)를 결정화 시키면 415와 같이 결정화된 IGZO(215)가 된다.The laser 405 is annealed to the IGZO 210 deposited on the gate insulating layer 205 to crystallize the IGZO 210 to form the crystallized IGZO 215 as shown at 415.

도 3 및 도 4에서 살펴본 IGZO의 결정화는 모두 열처리를 필요로 한다. 그러나 저온 증착한 IGZO에 대해 열처리를 하기 위해서는 별도의 공정 또는 별도의 장비를 필요로 한다. 이에 본 발명의 일 실시예에서는 저온 열처리를 통하여 결정화시키는 공정 및 이를 가능하게 하는 구조에 대해 살펴보고자 한다. Crystallization of IGZO as shown in Figs. 3 and 4 all requires heat treatment. However, in order to heat-treat the low-temperature deposited IGZO, a separate process or separate equipment is required. Accordingly, in one embodiment of the present invention, a process for crystallization through a low-temperature heat treatment and a structure for enabling the crystallization process will be described.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 IGZO를 저온에서 결정화시키는 공정을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 기판은 생략한다.5 is a view showing a process of crystallizing IGZO at a low temperature according to an embodiment of the present invention. The substrate is omitted for convenience of explanation.

502와 같이 IGZO(210)이 게이트 절연막(205)에 증착되어 있다. 여기에 504와 같이 금속 물질층(550)을 증착시킨다. 금속 몰질의 예로는 Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Co, Ru, Pd, Pt, Cu, Ag 등 IGZO와 반응성이 큰 금속 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 IGZO와 반응하여 저온에서 IGZO를 결정화시키는 모든 금속 물질을 포함한다. The IGZO 210 is deposited on the gate insulating film 205 as shown in FIG. A metal material layer 550 is deposited thereon as shown in 504. Examples of the metal molybdenum include reactivity with IGZO such as Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Co, Ru, Pd, May be a large metal material but is not limited thereto and includes all metal materials which react with IGZO to crystallize IGZO at a low temperature.

금속 물질층(550)을 증착시킨 후, 506과 같이 저온 열처리를 수행한다. 저온 열처리를 수행하는 온도는 앞서 도 3 및 도 4의 600~700℃의 고온과 구별되는 온도로, 일 실시예로는 350℃ 이하가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 506의 저온 열처리 결과 520과 같이 IGZO는 결정화가 된다. 여기에 상부의 금속 물질층(550)을 제거한 후 결정화된 IGZO(520)을 활성화층으로 하여 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다. After depositing the metal material layer 550, a low temperature heat treatment such as 506 is performed. The temperature at which the low-temperature heat treatment is performed is different from the high temperature of 600 to 700 ° C in FIG. 3 and FIG. 4, and may be 350 ° C or less in one embodiment, but is not limited thereto. IGZO is crystallized as shown in the low temperature heat treatment 520 of FIG. A thin film transistor can be formed using the crystallized IGZO 520 as an activation layer after removing the upper metal material layer 550. [

도 5의 공정을 수행한 결과 IGZO 활성화층의 박막에 확산(diffusion)된 금속 물질층의 원소가 포함될 수 있다. As a result of performing the process of FIG. 5, the thin film of the IGZO activation layer may include an element of a diffusion metal material layer.

도 5에서 살펴본 공정은 다양한 산화물 반도체의 구조에 적용할 수 있다.The process shown in FIG. 5 can be applied to various oxide semiconductor structures.

이하 각 산화물 반도체의 종류에 따라 적용되는 실시예를 살펴본다.  Hereinafter, an embodiment will be described in accordance with the type of each oxide semiconductor.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 탑 게이트 방식의 코플라나 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여준다. 601과 같이 저온 증착된 IGZO(210) 상에 603과 같이 금속 물질층(650)을 증착시킨 후, 605과 같이 저온 열처리를 수행한다. 저온 열처리의 수행 결과 603의 비결정 IGZO(210)은 620과 같이 결정화된다. 이 과정에서 결정화된 IGZO(620)의 박막에는 금속 물질층(650)의 원소가 포함될 수 있다. 이후 607과 같이 금속 물질층(650)을 제거한 후, 결정화된 IGZO(620)상에는 609와 같이 게이트 절연막(615)와 게이트(617)가 형성되고 층간절연층(Interlayer dielectric, ILD, 619)가 형성된 후, 컨택홀(691)을 통하여 IGZO(620)과 접촉하는 소스/드레인 전극(672, 674)이 형성된다. 도 6에 미도시 되었으나 결정화된 IGZO(620)에서 소스/드레인 전극(672, 674)이 접촉할 영역을 도체화시키는 공정을 추가로 할 수 있다. 6 illustrates a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in a top gate type coplanar structure according to another embodiment of the present invention. 601, a metal material layer 650 is deposited on the IGZO 210 deposited at a low temperature as shown at 603, and a low temperature heat treatment such as 605 is performed. As a result of the low temperature heat treatment, the amorphous IGZO (210) of 603 crystallizes like 620. In this process, the thin film of the crystallized IGZO 620 may include an element of the metal material layer 650. After the metal material layer 650 is removed as in 607, a gate insulating layer 615 and a gate 617 are formed on the crystallized IGZO layer 620 and an interlayer dielectric layer (ILD) 619 is formed on the crystallized IGZO layer 620 Source / drain electrodes 672 and 674 are formed which are in contact with the IGZO 620 through the contact hole 691. [ It is possible to additionally conduct a process of conducting the region to be contacted by the source / drain electrodes 672 and 674 in the crystallized IGZO 620 although not shown in FIG.

도 7는 본 발명의 또다른 실시예에 의한 탑 게이트 방식의 스태거드 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여준다. 701과 같이 소스/드레인 전극(772, 774) 상에 IGZO(210)이 저온 증착된다. IGZO(210) 상에 703과 같이 금속 물질층(750)을 증착시킨 후, 705과 같이 저온 열처리를 수행한다. 저온 열처리의 수행 결과 703의 비결정 IGZO(210)은 720과 같이 결정화된다. 이 과정에서 결정화된 IGZO(720)의 박막에는 금속 물질층(750)의 원소가 포함될 수 있다. 이후 707과 같이 금속 물질층(750)을 제거한 후, 결정화된 IGZO(720)상에는 709와 같이 게이트 절연막(715)와 게이트(717)가 형성된다.7 illustrates a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in a staggered structure of a top gate type according to another embodiment of the present invention. The IGZO 210 is low-temperature deposited on the source / drain electrodes 772 and 774 as shown in 701. [ After the metal material layer 750 is deposited on the IGZO 210 as shown at 703, a low temperature heat treatment such as 705 is performed. As a result of the low temperature heat treatment, the amorphous IGZO (210) of 703 crystallizes like 720. In this process, the thin film of the crystallized IGZO 720 may include an element of the metal material layer 750. After the metal material layer 750 is removed as in 707, a gate insulating film 715 and a gate 717 are formed on the crystallized IGZO 720 as shown in 709.

도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 바텀 게이트-스캐거드 방식 중 ESL 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여준다. 801과 같이 저온 증착된 IGZO(210) 상에 803과 같이 금속 물질층(850)을 증착시킨 후, 805과 같이 저온 열처리를 수행한다. 저온 열처리의 수행 결과 803의 비결정 IGZO(210)은 820과 같이 결정화된다. 이 과정에서 결정화된 IGZO(820)의 박막에는 금속 물질층(850)의 원소가 포함될 수 있다. 이후 807과 같이 금속 물질층(850)을 제거한 후, 결정화된 IGZO(820)상에는 809와 같이 에치 스토퍼 층(880)이 형성되고 그 위에 소스/드레인 전극(872, 874)이 형성된다. 에치 스토퍼층(880) 에는 컨택홀(891)이 형성되는데, 이 컨택홀을 통하여 소스/드레인 전극(872, 874)이 산화물 반도체인 IGZO(820)와 접촉할 수 있다. 후술할 도 10의 오믹 컨택층이 도 8의 컨택홀 상에도 형성될 수 있다. FIG. 8 illustrates a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in an ESL structure of a bottom gate-scrambler method according to another embodiment of the present invention. After the metal material layer 850 is deposited on the low-temperature deposited IGZO 210 as shown in 801, the low-temperature heat treatment is performed as shown in 805. As a result of the low temperature heat treatment, the amorphous IGZO (210) of 803 crystallizes like 820. In this process, the thin film of the crystallized IGZO 820 may contain an element of the metal material layer 850. After the metal material layer 850 is removed as in 807, an etch stopper layer 880 is formed on the crystallized IGZO 820 as shown in 809, and source / drain electrodes 872 and 874 are formed thereon. A contact hole 891 is formed in the etch stopper layer 880 so that the source / drain electrodes 872 and 874 can contact the IGZO 820, which is an oxide semiconductor, through the contact hole. The ohmic contact layer of FIG. 10 to be described later can also be formed on the contact hole of FIG.

도 9은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 바텀 게이트-스캐거드 방식 중 BCL구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시키는 공정 및 TFT의 구조를 보여준다. 901과 같이 저온 증착된 IGZO(210) 상에 903과 같이 금속 물질층(950)을 증착시킨 후, 905과 같이 저온 열처리를 수행한다. 저온 열처리의 수행 결과 903의 비결정 IGZO(210)은 920과 같이 결정화된다. 이 과정에서 결정화된 IGZO(920)의 박막에는 금속 물질층(950)의 원소가 포함될 수 있다. 이후 907과 같이 금속 물질층(950)을 제거한 후, 결정화된 IGZO(920)상에는 909와 같이 소스/드레인 전극(972, 974)이 형성된다. FIG. 9 illustrates a process of crystallizing an oxide semiconductor at a low temperature and a structure of a TFT in a BCL structure of a bottom gate-scrambled method according to another embodiment of the present invention. After the metal material layer 950 is deposited on the low-temperature deposited IGZO 210 as shown in 901, the low-temperature heat treatment is performed as shown in 905. As a result of the low temperature heat treatment, the amorphous IGZO (210) of 903 crystallizes like 920. In this process, the thin film of the crystallized IGZO 920 may include an element of the metal material layer 950. Then, after the metal material layer 950 is removed as in 907, source / drain electrodes 972 and 974 are formed on the crystallized IGZO 920 as shown in 909.

도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 코플라나 구조에서 산화물 반도체를 저온 결정화시킨 공정 및 구조로, 금속 물질층을 완전히 제거하지 않는 실시예를 보여준다. 601 내지 605의 공정 결과는 도 6과 동일하다. 605에 대하여 금속 물질층(650)을 완전히 제거하는 것이 아니라, 소스 전극과 드레인 전극이 접촉할 영역에 금속 물질층을 두고 제거한다. 그 결과 650a와 650b이 남겨져 있으며, 이들은 오믹 컨택층이 된다. 1009와 같이 오믹 컨택층(600a, 600b)를 통하여 소스 전극(672) 및 드레인 전극(674)가 산화물 반도체(620)과 접촉한다. 그 결과 산화물 반도체의 소스 전극(672) 및 드레인 전극(674)이 접촉하는 부분을 별도로 도체화하는 공정을 생략할 수 있다.FIG. 10 shows an embodiment in which a metal material layer is not completely removed by a process and structure in which an oxide semiconductor is crystallized at a low temperature in a coplanar structure according to another embodiment of the present invention. The process results of 601 to 605 are the same as those of Fig. 605, the metal material layer 650 is not removed completely but is removed by removing the metal material layer in a region where the source electrode and the drain electrode are in contact with each other. As a result, 650a and 650b are left, and these become ohmic contact layers. The source electrode 672 and the drain electrode 674 contact the oxide semiconductor 620 through the ohmic contact layers 600a and 600b as shown in FIG. As a result, it is possible to omit the step of separately making the portion of the oxide semiconductor in contact with the source electrode 672 and the drain electrode 674 into a conductor.

도 10과 같이 일부 금속 물질층을 남겨두어 오믹 컨택층으로 두는 것은 도 10의 코플라나 구조 이외에도 다른 산화물 반도체에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 컨택홀 891에 해당하는 영역에도 금속 물질층을 제거하지 않고 그대로 두어 오믹 컨택층을 형성할 수 있으며, 도 9에서도 소스/드레인 전극(972, 974)이 접촉하는 영역의 금속 물질은 그대로 두고 제거하지 않고 오믹 컨택층을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 10, leaving some of the metal material layers as the ohmic contact layer can be applied to other oxide semiconductors other than the coplanar structure of FIG. For example, the ohmic contact layer can be formed without removing the metal material layer in the region corresponding to the contact hole 891 in FIG. 8, and also in the region where the source / drain electrodes 972 and 974 contact with each other The ohmic contact layer can be formed without removing the metal material as it is.

도 5 내지 도 10에서 살펴본 공정을 적용한 산화물 반도체를 포함한 표시 장치에 대해 살펴보면 다음과 같다. A display device including an oxide semiconductor to which the processes shown in FIGS. 5 to 10 are applied will be described below.

표시장치의 표시영역(도 1의 110)에는 기판 상에 제1방향에 위치하며 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인(도 1의 120에서 연장되는 배선)과, 기판 상에 제2방향에 위치하며 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인(도 1의 130에서 연장되는 배선)을 포함하며, 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소에 위치하는 박막 트랜지스터에서 박막 트랜지스터는 도 5 내지 도 10에서 살펴본 구조들을 포함한다. 즉, 박막 트랜지스터는 금속 물질의 원자를 박막 내부에 포함하는 저온 결정화된 산화물 반도체와, 산화물 반도체와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극, 그리고 산화물 반도체의 일측면에 위치하는 게이트 절연층과 게이트 절연층의 일측면에 위치하는 게이트를 포함하는 구조로 되어있다. A display area (110 in FIG. 1) of the display device is provided with a data line (wiring extending in 120 in FIG. 1) which is located in the first direction on the substrate and transmits a data signal, In a thin film transistor including a gate line (wiring extending from 130 in FIG. 1) for transmitting a signal, and located in each pixel defined by intersecting gate lines and data lines, the thin film transistor includes the structures shown in FIGS. 5 to 10 . That is, the thin film transistor includes a low-temperature crystallized oxide semiconductor containing atoms of a metal material in a thin film, a source electrode and a drain electrode in contact with the oxide semiconductor, and a gate insulating layer and a gate insulating layer And has a structure including a gate located on one side surface.

금속 물질은 Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe,Ni, Co, Ru, Pd, Pt, Cu, Ag 중 하나가 될 수 있으며, 또한 게이트, 소스 전극 또는 드레인 전극을 구성하는 물질 중 하나 이상이 될 수 있다. 예를 들어 소스 전극 또는 드레인 전극이 Mo/Ti(몰리브덴/티타늄) 합금으로 구성될 경우, 금속 물질은 티타늄이 될 수 있다. 여기서 금속 물질은 산화물 반도체와의 반응성이 높은 물질이 될 수 있으며, 그 결과 산화물 반도체는 350℃ 이하에서 결정화될 수 있다. The metal material may be one of Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Co, Ru, Pd, Pt, , And a material constituting a gate, a source electrode, or a drain electrode. For example, if the source or drain electrode is comprised of a Mo / Ti (molybdenum / titanium) alloy, the metal material may be titanium. Here, the metal material may be a material highly reactive with the oxide semiconductor, and as a result, the oxide semiconductor may be crystallized at 350 DEG C or less.

금속 물질층을 얇게 증착할 경우에는 별도의 금속 물질층을 제거할 필요가 없다. 또한, 금속 물질층 대신 IGZO와 반응할 수 있는 금속 산화 물질층을 적층하여 산화물 반도체를 저온 결정시킬 수 있다. When the metal material layer is thinly deposited, it is not necessary to remove a separate metal material layer. Further, instead of the metal material layer, a metal oxide material layer capable of reacting with IGZO may be laminated to allow the oxide semiconductor to be crystallized at a low temperature.

그리고 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 산화물 반도체로는 반도체층은 아연 산화물(ZnO) 반도체, 인듐 아연 산화물(Indium zinc oxide, IZO) 반도체, 인듐 알루미늄 아연 산화물(Indium aluminium zinc oxide, IAZO) 반도체, 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium gallium zinc oxide, IGZO) 반도체, 또는 인듐 틴 아연 산화물(Indium tin zinc oxide, ITZO) 반도체 중 어느 하나가 될 수 있으며, 앞서 실시예에서는 IGZO인 경우를 살펴보았으나 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. As the oxide semiconductor to which the embodiment of the present invention can be applied, the semiconductor layer may include at least one of zinc oxide (ZnO) semiconductor, indium zinc oxide (IZO) semiconductor, indium aluminum zinc oxide (IAZO) Gallium zinc oxide (IGZO) semiconductor, or indium tin zinc oxide (ITZO) semiconductor. Although the case of IGZO has been described above, the present invention is not limited thereto. But is not limited to.

도 6에서 살펴본 코플래나 구조의 박막 트랜지스터에서는 산화물 반도체 상에 게이트 절연막, 게이트 및 층간 절연막이 적층하여 위치하며, 층간 절연막의 컨택홀을 통하여 소스 전극 및 드레인 전극이 산화물 반도체와 접촉하게 된다. 층간 절연막의 컨택홀은 도 6의 691과 같은 컨택홀을 의미한다. 또한 도 10에서 살펴본 바와 같이 금속 물질은 산화물 반도체와 소스 전극 또는 드레인 전극과의 접촉면에서 오믹 컨택층(650a 및 650b)을 형성할 수 있다. In the thin film transistor of the coplanar structure shown in FIG. 6, a gate insulating film, a gate and an interlayer insulating film are stacked on the oxide semiconductor, and the source electrode and the drain electrode are in contact with the oxide semiconductor through the contact hole of the interlayer insulating film. The contact hole of the interlayer insulating film means a contact hole like 691 in Fig. 10, the metal material may form the ohmic contact layers 650a and 650b at the interface between the oxide semiconductor and the source electrode or the drain electrode.

도 7에서 살펴본 스캐거드 구조에서 산화물 반도체는 소스 전극 및 드레인 전극과 일부 중첩하여 소스 전극 및 드레인 전극 상에 위치하며 소스 전극과 드레인 전극에 대향하여 산화물 반도체 상에 게이트 절연막 및 게이트가 적층하여 위치할 수 있다. 7, the oxide semiconductor is partially overlapped with the source electrode and the drain electrode, and is positioned on the source and drain electrodes, and the gate insulating film and the gate are stacked on the oxide semiconductor in opposition to the source and drain electrodes .

도 8에서 살펴본 ESL 구조에서 산화물 반도체의 일부가 노출되도록 산화물 반도체 상에 에치 스토퍼 층이 형성되며, 노출된 영역에 소스 전극 및 드레인 전극이 접촉한다. 노출된 영역에서 금속 물질에서 오믹 컨택층을 형성하는 예는 앞서 설명하였다. In the ESL structure shown in FIG. 8, an etch stopper layer is formed on the oxide semiconductor so that a part of the oxide semiconductor is exposed, and the source electrode and the drain electrode are in contact with the exposed region. An example of forming the ohmic contact layer in the metal material in the exposed region has been described above.

도 9의 바텀 게이트 BCE 구조에서 산화물 반도체는 게이트 절연막 상에 위치하며, 게이트 절연막은 게이트 상에 위치하게 된다. 마찬가지로 도 9에서도 금속 물질층의 일부만 제거하고 소스 전극과 드레인 전극이 접촉하는 영역의 금속 물질층을 유지하여 오믹 컨택층을 형성할 수 있다. In the bottom gate BCE structure of FIG. 9, the oxide semiconductor is located on the gate insulating film, and the gate insulating film is located on the gate. Similarly, in FIG. 9, only a part of the metal material layer is removed, and the ohmic contact layer can be formed by holding the metal material layer in a region where the source electrode and the drain electrode are in contact with each other.

본 발명에서 게이트 라인, 데이터 라인과 소스 전극 그리고 드레인 전극 등을 구성하는 배선 재료로는 Cu, Al, Au, Ag, Ti, Mo, W, Ta 및 이들을 포함한 하나 이상의 합금 물질을 이용할 수 있으며, 합금할 수 있는 다른 물질로는 Ca, Mg, Zn, Mn, Ti, Mo, Ni, Nd, Zr, Cd, Au, Ag, Co, Fe, Rh, In, Ta, Hf, W, Cr 등이 될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, at least one alloy material including Cu, Al, Au, Ag, Ti, Mo, W, Ta and alloys thereof may be used as the wiring material constituting the gate line, the data line, the source electrode and the drain electrode. Other materials that can be used include Ca, Mg, Zn, Mn, Ti, Mo, Ni, Nd, Zr, Cd, Au, Ag, Co, Fe, Rh, In, Ta, Hf, However, the present invention is not limited thereto.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 금속 물질층을 증착하여 산화물 반도체를 저온에서 결정화시키는 과정을 보여주는 도면이다. 11 is a view illustrating a process of depositing a metal material layer according to an embodiment of the present invention to crystallize an oxide semiconductor at a low temperature.

기판을 준비한다(S1110). 그리고, 기판 상에 산화물 반도체를 형성한다(S1120). 그리고 산화물 반도체 상에 금속 물질층을 도포하고(S1130), 열처리를 수행한다(S1140). 열처리 단계 후 결정화된 산화물 반도체 상의 금속 물질층을 제거한다(S1150). 열처리 단계는 350℃ 이하에서 열처리하는 공정일 수 있으며, 이는 산화물 반도체와 반응성이 높은 금속 물질로 인해 저온 결정화가 가능하기 때문이다. 금속 물질은 소스 전극 또는 드레인 전극을 구성하는 도전체 물질 또는 합금으로 이루어진 도전체 물질과 동일하거나 그 합금의 구성요소가 되는 금속 물질일 수 있다. A substrate is prepared (S1110). Then, an oxide semiconductor is formed on the substrate (S1120). Then, a metal material layer is coated on the oxide semiconductor (S1130), and heat treatment is performed (S1140). After the heat treatment step, the metal material layer on the crystallized oxide semiconductor is removed (S1150). The heat treatment step may be a step of heat-treating at 350 ° C or less, because low-temperature crystallization is possible due to a metal material highly reactive with the oxide semiconductor. The metal material may be a metal material which is the same as or a constituent element of the conductive material made of the conductive material or the alloy constituting the source electrode or the drain electrode.

앞서 살펴본 바와 같이 금속 물질층은 모두 제거할 수도 있고, 산화물 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터의 구조에 따라 오믹 컨택층을 형성하도록 금속 물질층의 일부를 남겨두고 제거할 수 있다. As described above, all of the metal material layers may be removed or a portion of the metal material layer may be removed to form the ohmic contact layer according to the structure of the thin film transistor including the oxide semiconductor.

코플래나 구조인 경우에 공정을 보다 세밀하게 살펴보면, 기판 상에 버퍼층을 형성할 수 있다. 그리고 금속 물질층을 제거한 이후에 산화물 반도체 상에 게이트 절연막 및 게이트, 그리고 컨택홀을 가지는 층간 절연막을 형성하고, 컨택홀을 통하여 산화물 반도체와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 그리고 금속 물질층을 제거하는 단계(S1150)는 산화물 반도체와 소스 전극 또는 드레인 전극과의 접촉면에서 오믹 컨택층으로 금속 물질을 남겨두고 그 외 금속 물질층을 제거하는 단계를 포함한다. In the case of a coplanar structure, a more detailed examination of the process can form a buffer layer on a substrate. Then, after removing the metal material layer, an interlayer insulating film having a gate insulating film, a gate, and a contact hole is formed on the oxide semiconductor, and a source electrode and a drain electrode which are in contact with the oxide semiconductor through the contact hole can be formed. And removing the metal material layer (S1150) includes removing the metal material layer from the contact surface between the oxide semiconductor and the source electrode or the drain electrode, leaving the metal material in the ohmic contact layer.

도 7에서 살펴본 스캐거드 구조의 산화물 반도체를 결정화하는 공정에 대해 살펴보면, 산화물 반도체를 형성하기 전에 기판상에 버퍼층을 형성하고, 소스 전극과 드레인 전극을 버퍼층 상에 형성할 수 있다. 그리고 금속 물질층을 제거한 이후, 소스 전극, 드레인 전극 및 산화물 반도체 상에 게이트 절연막을 형성할 수 있으며, 게이트 절연막 상에 게이트를 형성할 수 있다. 7, a buffer layer may be formed on a substrate before forming an oxide semiconductor, and a source electrode and a drain electrode may be formed on the buffer layer. After the metal material layer is removed, a gate insulating film can be formed on the source electrode, the drain electrode, and the oxide semiconductor, and a gate can be formed on the gate insulating film.

도 8의 ESL 구조에서 금속 물질층을 제거한 후에 산화물 반도체의 일부가 노출되도록 산화물 반도체 상에 에치 스토퍼 층을 형성하고, 노출된 영역에서 산화물 반도체와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 수 있다. 물론 이 과정에서 앞서 살펴본 오믹 컨택층을 위해 금속 물질층을 일부만 제거할 수 있다. After removing the metal material layer in the ESL structure of FIG. 8, an etch stopper layer may be formed on the oxide semiconductor to expose a part of the oxide semiconductor, and the source electrode and the drain electrode may be formed in contact with the oxide semiconductor in the exposed region. Of course, in this process, only a part of the metal material layer can be removed for the ohmic contact layer.

도 9의 바텀 게이트 BCE 구조에서 산화물 반도체를 형성하기 이전에 게이트를 형성하고 게이트 절연막을 게이트 상에 형성한 후 그 위에 산화물 반도체를 형성할 수 있다. In the bottom gate BCE structure of FIG. 9, a gate may be formed before forming the oxide semiconductor, a gate insulating film may be formed on the gate, and an oxide semiconductor may be formed thereon.

본 발명의 일 실시예를 적용할 경우, 산화물 TFT(Oxide TFT)를 형성함에 있어서, 비정질(Amorphous)의 IGZO를 결정화 시킴에 있어서, 고온에서 열처리를 실시하지 않고 별도의 결정화 장비없이 저온에서 결정화를 가능하게 한다. IGZO 계열의 박막을 증착하여 활성화층으로 적용하는 공정과, 박막 위에 금 물질층(예를 들어 Ti와 같은 금속 물질층)을 증착하는 공정과, IGZO 결정화를 위해서 증착된 박막을 350℃로 열처리하는 공정과, 열처리 후 금속 물질층을 전체 혹은 일부만을 에칭하는 공정과, 결정화된 IGZO를 패터닝하여 활성화층으로 TFT에 적용하는 공정을 포함한다. When an embodiment of the present invention is applied, crystallization of amorphous IGZO in an oxide TFT is performed at a low temperature without any heat treatment at a high temperature and without a separate crystallization equipment. . A process for depositing a thin film of IGZO series as an activation layer, a process for depositing a gold material layer (for example, a metal material layer such as Ti) on the thin film, a process for annealing the thin film deposited for IGZO crystallization at 350 ° C Etching the entire or a part of the metal material layer after the heat treatment, and applying the crystallized IGZO to the TFT as an activation layer by patterning.

도 11에 미도시되었으나 산화물 반도체를 위한 산화물 반도체층을 형성한 후 저온 결정화를 한 후 다시 식각하여 활성화층으로 형성하는 공정이 추가될 수 있다.Although not shown in FIG. 11, a process of forming an oxide semiconductor layer for an oxide semiconductor, forming a low temperature crystallization layer, and then etching the oxide semiconductor layer to form an activation layer may be added.

본 발명의 실시예는 역 스태거드(staggered) 형 중에서 에치 스토퍼 방식의 ESL(Etch Stopper Layer) 구조와 코플라나(Coplanar) 구조를 포함하며 본 발명은 ESL 구조 및 코플라나 구조 모두에 적용 가능하며 이외에도 비정질의 산화물을 결정화시켜 활성화시키는 모든 반도체에 적용 가능하다. Embodiments of the present invention include an etch stopper layer (ESL) structure and a coplanar structure of an inverse staggered type, and the present invention is applicable to both the ESL structure and the coplanar structure In addition, it is applicable to all semiconductors which crystallize and activate amorphous oxides.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. , Separation, substitution, and alteration of the invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 표시장치 110: 표시패널
120: 제1구동부 130: 제2구동부
140: 타이밍 컨트롤러 200: 기판
210: 비정질 IGZO 202: 게이트
205: 게이트 절연막 650a, 650b: 오믹 컨택층
520, 620, 720, 820, 920: 결정화된 IGZO
550, 650, 750, 850, 950: 금속 물질층
100: display device 110: display panel
120: first driving part 130: second driving part
140: timing controller 200: substrate
210: Amorphous IGZO 202: Gate
205: gate insulating films 650a and 650b: ohmic contact layer
520, 620, 720, 820, 920: Crystallized IGZO
550, 650, 750, 850, 950: metal material layer

Claims (13)

기판 상에 제1방향에 위치하며 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인;
상기 기판 상에 제2방향에 위치하며 게이트 신호를 전달하는 게이트 라인; 및
상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소에 위치하는 박막 트랜지스터를 포함하며,
상기 박막 트랜지스터는 금속 물질의 원자를 박막 내부에 포함하는 결정화된 산화물 반도체;
상기 산화물 반도체과 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 산화물 반도체의 일측면에 위치하는 게이트 절연층; 및
상기 게이트 절연층의 일측면에 위치하는 게이트를 포함하는 표시장치.
A data line positioned on a substrate in a first direction and transmitting a data signal;
A gate line positioned on the substrate in a second direction and transmitting a gate signal; And
And a thin film transistor located at each pixel defined by intersecting the gate line and the data line,
Wherein the thin film transistor comprises: a crystallized oxide semiconductor containing atoms of a metal material in a thin film;
A source electrode and a drain electrode in contact with the oxide semiconductor;
A gate insulating layer disposed on one side of the oxide semiconductor; And
And a gate located on one side of the gate insulating layer.
제1항에 있어서,
상기 금속 물질은 Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe,Ni, Co, Ru, Pd, Pt, Cu, Ag 중 하나인 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the metal material is one of Ti, Zr, Hf, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Ni, Co, Ru, Pd, Pt, Cu, .
제1항에 있어서,
상기 금속 물질은 상기 게이트, 소스 전극 또는 드레인 전극을 구성하는 물질 중 하나 이상인 것을 포함하는 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the metal material is at least one of a material constituting the gate, a source electrode or a drain electrode.
제1항에 있어서,
상기 산화물 반도체층은 아연 산화물(ZnO) 반도체, 인듐 아연 산화물(Indium zinc oxide, IZO) 반도체, 인듐 알루미늄 아연 산화물(Indium aluminium zinc oxide, IAZO) 반도체, 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium gallium zinc oxide, IGZO) 반도체, 또는 인듐 틴 아연 산화물(Indium tin zinc oxide, ITZO) 반도체 중 어느 하나인 표시장치.
The method according to claim 1,
The oxide semiconductor layer may include at least one of zinc oxide (ZnO) semiconductor, indium zinc oxide (IZO) semiconductor, indium aluminum zinc oxide (IZO) semiconductor, indium gallium zinc oxide (IGZO) A semiconductor, or an indium tin zinc oxide (ITZO) semiconductor.
제1항에 있어서,
상기 결정화된 산화물 반도체는 350℃ 이하에서 결정화된 산화물 반도체인 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the crystallized oxide semiconductor is an oxide semiconductor crystallized at 350 DEG C or lower.
제1항에 있어서,
상기 산화물 반도체 상에 게이트 절연막, 게이트 및 층간 절연막이 적층하여 위치하며, 상기 층간 절연막의 컨택홀을 통하여 소스 전극 및 드레인 전극이 상기 산화물 반도체와 접촉하는 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein a gate insulating film, a gate and an interlayer insulating film are stacked on the oxide semiconductor, and a source electrode and a drain electrode are in contact with the oxide semiconductor through contact holes of the interlayer insulating film.
제6항에 있어서,
상기 금속 물질은 상기 산화물 반도체와 상기 소스 전극 또는 드레인 전극과의 접촉면에서 오믹 컨택층을 형성하는 표시장치.
The method according to claim 6,
Wherein the metal material forms an ohmic contact layer at a contact surface between the oxide semiconductor and the source electrode or the drain electrode.
제1항에 있어서,
상기 산화물 반도체는 소스 전극 및 드레인 전극과 일부 중첩하여 상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에 위치하며 상기 소스 전극과 드레인 전극에 대향하여 상기 산화물 반도체 상에 게이트 절연막 및 게이트가 적층하여 위치하는 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the oxide semiconductor is partially overlapped with the source electrode and the drain electrode and is positioned on the source electrode and the drain electrode and the gate insulating film and the gate are stacked on the oxide semiconductor in opposition to the source electrode and the drain electrode.
제1항에 있어서,
상기 산화물 반도체의 일부가 노출되도록 상기 산화물 반도체 상에 에치 스토퍼 층이 형성되며, 상기 노출된 영역에 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극이 접촉하는 표시장치.
The method according to claim 1,
An etch stopper layer is formed on the oxide semiconductor so that a part of the oxide semiconductor is exposed, and the source electrode and the drain electrode contact the exposed region.
기판 상에 산화물 반도체를 형성하는 단계;
상기 산화물 반도체 상에 금속 물질층을 도포하는 단계;
상기 금속 물질층 상에서 열처리하는 단계; 및
상기 금속 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 표시장치를 제조하는 방법.
Forming an oxide semiconductor on the substrate;
Applying a layer of a metal material on the oxide semiconductor;
Heat treating the metal material layer; And
And removing the metal material layer.
제10항에 있어서,
상기 열처리하는 단계는 350℃ 이하에서 열처리하는 단계인 표시장치를 제조하는 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the heat-treating step is a step of heat-treating at 350 DEG C or less.
제10항에 있어서,
상기 산화물 반도체를 형성하는 단계 이전에 상기 기판상에 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
상기 금속 물질층을 제거하는 단계 이후에
상기 산화물 반도체 상에 게이트 절연막 및 게이트, 그리고 컨택홀을 가지는 층간 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 컨택홀을 통하여 상기 산화물 반도체와 접촉하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는, 표시장치를 제조하는 방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising forming a buffer layer on the substrate prior to the step of forming the oxide semiconductor,
After the step of removing the metal material layer
Forming an interlayer insulating film having a gate insulating film, a gate, and a contact hole on the oxide semiconductor; And
And forming a source electrode and a drain electrode in contact with the oxide semiconductor through the contact hole.
제12항에 있어서,
상기 금속 물질층을 제거하는 단계는
상기 산화물 반도체와 상기 소스 전극 또는 드레인 전극과의 접촉면에서 오믹 컨택층으로 상기 금속 물질을 남겨두고 그 외 금속 물질층을 제거하는 단계를 포함하는 표시장치를 제조하는 방법.
13. The method of claim 12,
The step of removing the metal material layer
And removing the other metal material layer while leaving the metal material in the ohmic contact layer at a contact surface between the oxide semiconductor and the source electrode or the drain electrode.
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