KR0175408B1 - 액정표시장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
이 발명은 액티브 레이어 내부에 형성되어 있는 n+ 이온 주입 영역 안쪽에 n- 이온 주입 영역을 형성함으로써, 누설 전류를 억제할 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 박막 트랜지스터의 다결정 실리콘막의 내부에 게이트 전극에 대응하는 위치의 좌우에 제1 불순물 이온 주입 영역이 형성되어 있고, 제1 불순물 이온 주입 영역의 안쪽으로 제2 불순물 이온 주입 영역이 형성되어 있어, 제 1 불순물 이온 주입 영역과 제2 불순믈 이온 주입 영역의 접합면에 공핍층이 형성되어 누설 전류를 억제하는 특징을 갖는다.
Description
제1도는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 단면도이고,
제2도의 (a)-(d)는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정순서를 나타낸 단면도이고,
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 단면도이고,
제4도의 (a)-(d)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하면 ONO(oxide/nitride/oxide) 절연막을 게이트 절연막으로 사용하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 액티브층의 LDD(light doped drain) 구조를 형성하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있는 다수의 화소 단위가 행렬의 형태로 형성되어 있고, 게이트라인 및 데이타 라인이 각각 화소 행과 화소 열을 따라 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판, 공통 전극이 형성되어 있는 컬러 필터 기관, 그리고 그 사이에 봉입되어 있는 액정 물질을 포함하고 있다. 이때, 상기 박막 트랜지스터 기판의 게이트 전극은 게이트 라인을 통해 게이트 구동 드라이부로부터 게이트 구동 신호를 전달받아 액티브층에 채널을 형성하고, 이에 따라 데이타 구동 드라이브로부터 데이타 신호는 상기 데이타 라인을 통해 소스 전극에 전달되고 액티브층과 드레인 전극을 거쳐 화소 전극에 전달된다.
이와 같은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 아몰퍼스 실리콘을 사용하는 것과 폴리 실리콘을 사용하는 것으로 나눌 수 있다.
먼저, 아몰퍼스 실리콘을 사용하는 박막 트랜지스터 액정디스플레이는 공정 온도를 유리의 스트레인 포인트(strain point) 보다 낮게 가져갈 수 있기 때문에 유리 기판위에 스위칭 소자를 형성하여 동작을 시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나 이동도가 낮아 소자의 특성이 떨어지므로 고속 동작을 요구하는 회로에는 응용이 될 수 없는 단점이 있다. 또한 구동 직접 회로를 기판 외부에 별도로 구성해야 되므로 구동 실장을 위한 비용이 상승된다.
다음, 폴리 실리콘을 사용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 이동도가 아몰퍼스 실리콘 보다 크므로 고정세가 가능하고 광특성도 안정한 정점이 있다. 또한, 폴리 실리콘을 사용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치는 자기 접합 구조로 되어 있어 게이트 전극과 소스/드레인 전극 사이의 기생 용량이 작아 기생 용량이 큰 경우에 문제가 되는 레벨 시프트(level shift)를 줄일 수 있다. 또한 폴리 실리콘을 이용하면 기판에 직접 구동 회로를 내재할 수 있어 구동 회로가 별도로 필요하지 않은 장점이 있다.
상기한 폴리 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 제조 공정에서 특히, 주입시의 에너지 크기가 박막 트랜지스터의 특성과 밀접한 관계를 갖는다.
제1도는 종래 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나다낸 단면도이고, 제2도의 (a)-(d)는 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판은 액티브층(2) 안에 n- 불순물 이온이 주입되어 있는 저농도 이온 주입 영역(18)이 게이트 전극(10)에 대응하는 위치의 좌우에 각각 형성되어 있고, 액티브층(2) 내부에 n+ 불순물 이온이 주입되어 있는 고농도 이온 주입영역(20)이 각각 형성되어 있다.
한편, 제2도의 (a)-(d)에 도시한 바와 같이, 공정 순서는 다음과 같다.
먼저, 제도의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(1) 위에 다결정 실리콘으로 액티브층(2)을 적층하고, 상기 액티브층(2) 위에 하층 열산화막(4)을 형성하고, 상기 하층 열산화막(4) 상부에 절연막(6)을 적층하고, 상기 절연막(6) 위에 상층 열산화막(8)을 형성하고, 상기 상층 열산화막(8)의 상부에 게이트 전극(10)을 형성한다. 그리고, 나서 상기 게이트 전극(10)을 패터닝한다.
다음, 제2도의 (b)에 도사한 바와 같이, 상기 게이트 전극(10)의 둘레에 열산화막(12)을 형성한 다음, 상기 액티브층(2)에 이온 주입하여 저농도 이온 주입 영역(18)을 형성한다.
다음, 제2도의 (c)에 도시한 바와 같이, 스페이서(14)를 적층한 다음, 패터닝하여 상기 열산화막(8)의 일부가 드러나게 한다.
다음, 제2도의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 액티브층(2)에 이온 주입하여 고농동의 이온 주입 영역(20)을 형성한다.
상기한 방법은 이온 주입하기 위해서는 이온 주입 에너지가 비교적 커야하며 그에 따른 몇가지 문제점이 발생한다.
즉, 상기 저농도 이온 주입 및 고농도 이온 주입은 모두 상기 하층 열산화막(4), 절연막(6), 그기고 상층 열산화막(8)을 통과시켜야 하므로 이온 주입 에너지가 커야 한다. 따라서 포토 레지스트 버닝 및 포토 레지스트 잔류 현상이 일어나기 쉬운 단점이 있다.
그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액티브 레이어 내부에 저농도 이온 주입 영역과 고농도 이온 주입 영역을 형성할 때 이온 주입 에너지를 낮추어 주고, 액티브층의 절연 내압을 좋게하여 누설 전류를 억제할 수 있는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명은, 기판 위에 액티브층인 다결정 실리콘막을 증착하는 단계, 상기 다결정 산화막 위에 CVD 산화막을 증착하는 단계, 열산화하여 하층 열산화막을 형성하는 단계, 상기 CVD 산화막 위에 절연막을 증착하는 단계, 상기 절연막 위에 상층 열산화막을 형성하는 단계, 상기 상층 열산화막 위에 다결정 실리콘막을 적층한 다음 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 둘레에 열산화막을 형성하는 단계, 상기 열산화막을 마스크로하여 상기 CVD막의 일부가 드러나도록 상기 상층 열산화막과 상기 절연막을 패터닝하는 단계, 상기 액티브층에 이온 주입하여 저농도 이온 주입 영역을 형성하는 단계, 스페이서를 적층한 후 상기 CVD막의 일부가 드러나도록 패터닝하는 단계, 이온 주입하여 고농도 이온 주입 영역을 형성하는 단계, 상기 스페이서를 제거하는 단계를 포함하고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법을 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판을 나타낸 단면도이고, 제4도의 (a)-(e)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
먼저, 제4도의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(1) 위에 액티브층(2)인 다결정 실리콘막을 적층한 다음, CVD 산화막(16)을 증착하고, 다음 하층 열산화막(4)을 형성한다. 다음, 상기 CVD 산화막(16) 위에 절연막(6)을 증착한다. 다음, 습식 분위기에서 상기 절연막(6) 위에 상층 열산화막(8)을 형성한다. 다음, 상기 상층 열산화막(8) 위에 다결정 실리콘막을 2000Å 내지 4000Å 바람직하게로는 3000Å을 적층한 다음 패터닝하여 게이트 전극(10)을 형성한다.
다음, 제4도의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(10) 둘레에 열산화막(12)을 500Å 내지 700Å으로 형성한다.
다음, 제4도의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 열산화막(12)을 마스크로하여 상기 CVD 산화막(16)의 일부가 드러나도록 상기 상층 열산화막(8)과 상기 절연막(6)을 상기 열산화막(12)을 마스크로 하여 건식 식각으로 패터닝한 다음, 이온 주입하여 상기 액티브층(2)에 저농도 이온 주입 영역(18)을 형성한다.
다음, 제4도의 (d)에 도시한 바와 같이, 스페이서(14)를 적층한 후 상기 CVD 산화막(16)의 일부가 드러나도록 패터닝한 다음, 이온 주입하여 고농도 이온 주입영역(20)을 형성한다.
다음, 제4도의 (e)에 도시한 바와 같이, 상기 스페이서(14)를 제거한다.
그러므로 이발명은 액티브 레이어 내부에 저농도 이온 주입 영역과 고농도 이온 주입 영역을 형성할 때 이온 주입 에너지가 낯추어 주고, 액티브층의 절연 내압을 좋게하여 누설 전류를 억제할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 기판 위에 액티브층인 다결정 실리콘막을 증착하는 단계, 상기 다결정 산화막 위에 CVD 산화막을 증착하는 단계, 열산화하여 하층 열산화막을 형성하는 단계, 상기 CVD 산화막 위에 절연막을 증착하는 단계, 상기 절연막 위에 열산화막을 형성하는 단계, 상기 상층 열산화막 위에 다결정 실리콘막을 적층한 다음 패터닝하여 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 둘레에 열산화막을 형성하는 단계, 상기 열산화막을 마스크로하여 상기 CVD막의 일부가 드러나도록 상기 상층 열산화막과 상기 절연막을 패터닝하는 단계, 상기 액티브층에 이온 주입하여 저농도 이온 주입 영역을 형성하는 단계, 스페이서를 적층한 후 상기 CVD막의 일부가 드러나도록 패터닝하는 단계, 이온 주입하여 고농도 이온 주입 영역을 형성하는 단계, 상기 스페이서를 제거하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법.
- 제1항에서, 상기 절연막 위에 상층 열산화막을 형성할 때 습식 분위기에서 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법.
- 제1항에서, 상기 상층 열산화막 위에 다결정 실리콘막을 적층할 때 그 두께를 2000Å 내지 4000Å으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법.
- 제1항에서, 상기 게이트 전극 둘레에 열산화막을 형성할 때 그 두께를 500Å 내지 700Å으로 형성하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법.
- 제1항에서, 상기 열산화막을 마스크로하여 상기 CVD 산화막의 일부가 드러나도록 패터닝 할 때 건식 식각으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조방법.
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| KR970024305A (ko) | 1997-05-30 |
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