KR100269290B1 - Method for fabricating a Thin Film Transistor having a self-aligned offset structure and method for fabricating a Liquid Crystal Display using the same - Google Patents
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Abstract
완전 자기정합된(fully self-aligned) 오프셋 구조를 갖는 박막 트랜지스터와 이를 이용한 액정 표시장치의 제조방법에 대해 개시되어 있다. 이 박막 트랜지스터의 제조방법은 기판위에 게이트전극과, 게이트전극으로부터 소정거리 이격된 축적용량 전극을 형성하는 단계와, 결과물위에 게이트절연막 및 반도체막을 차례로 형성하는 단계와, 결과물위에 게이트전극 및 축적용량 전극이 형성된 부위를 오픈(open)시키는 절연막패턴을 형성하는 단계와, 절연막패턴을 마스크로 사용하여 반도체막에 불순물이온을 주입하여 소오스/ 드레인을 형성하는 단계와, 결과물 상에 절연막을 형성한 후, 소오스 및 드레인의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계, 및 콘택홀을 통해 소오스/ 드레인과 접속되는 소오스전극/ 드레인전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are a thin film transistor having a fully self-aligned offset structure and a method of manufacturing a liquid crystal display using the same. The manufacturing method of the thin film transistor includes the steps of forming a gate electrode on the substrate, a storage capacitor electrode spaced a predetermined distance from the gate electrode, forming a gate insulating film and a semiconductor film on the resultant in turn, and a gate electrode and the storage capacitor electrode on the resultant. Forming an insulating film pattern for opening the formed region, implanting impurity ions into the semiconductor film using the insulating film pattern as a mask, forming a source / drain, and forming an insulating film on the resultant, Forming a contact hole exposing a portion of the source and the drain, and forming a source electrode / drain electrode connected to the source / drain through the contact hole.
Description
본 발명은 액정 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 완전 자기정합된 오프셋 구조를 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 액정 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display, and more particularly, to a thin film transistor having a fully self-aligned offset structure and a method of manufacturing a liquid crystal display using the same.
박막 트랜지스터를 능동소자로 사용하는 박막 트랜지스터 - 액정 표시장치(Thin Film Transistor - LCD; 이하, "TFT - LCD"라 칭함)는 저소비전력, 저전압 구동력, 박형, 경량의 장점을 갖추고 있다. 박막 트랜지스터 중 폴리실리콘을 활성층의 재료로 사용하는 폴리실리콘 TFT는, 이동도(mobility)와 온 전류(on current)가 커서 액티브 매트릭스형 액정 표시장치 (Active Matrix LCD; 이하 "AMLCD"라 칭함)에 널리 사용되고 있다.Thin Film Transistors (LCDs) using thin film transistors as active elements (hereinafter referred to as "TFT-LCDs") have the advantages of low power consumption, low voltage driving force, thinness, and light weight. Among the thin film transistors, polysilicon TFTs using polysilicon as an active layer material have a high mobility and an on current, and thus are used in an active matrix LCD (hereinafter referred to as "AMLCD"). It is widely used.
대면적의 폴리실리콘 TFT LCD 기술을 실현하기 위해서는 레이저 결정화기술, 게이트산화막 증착기술, 이온도핑 주입기술 등의 단위 공정뿐만 아니라 높은 콘트라스트(contrast) 확보를 위해 TFT의 누설전류 안정화가 필요하다. 특히, 폴리실리콘 TFT는 높은 이동도(mobility) 및 온(on) 전류에도 불구하고 누설전류가 매우 커서 실제 화소의 스위칭소자로 적용하기에 많은 문제점을 가지고 있다. 이러한 폴리실리콘 TFT의 누설전류의 주요 메카니즘으로는, 드레인(drain) 근처에 강한 전계가 형성됨으로써 자유전자의 방출이 생기기 때문이라는 것이 유력하게 알려져 있다. 이렇게 드레인에 강한 전계가 형성되는 것을 억제하기 위하여, 오프-셋 (off-set) 게이트 구조 또는 엘디디(LDD; Lightly Doped Drain) 구조, 다중 게이트 (Multi-gate) 구조 등이 제시된 바 있으나, 대부분 오프셋 구조를 채용하는 추세이다. 상기 오프셋 또는 LDD 구조는 자기정합(self-align) 방식으로 형성하여야 기생 캐패시턴스에 의한 화질의 저하를 최소화할 수 있으므로, 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.In order to realize a large-area polysilicon TFT LCD technology, not only the unit processes such as laser crystallization technology, gate oxide film deposition technology, and ion doping implantation technology but also high contrast are required to stabilize the leakage current of the TFT. In particular, polysilicon TFTs have a lot of problems to be applied as a switching device of a real pixel because the leakage current is very large despite high mobility and on current. As the main mechanism of the leakage current of such polysilicon TFTs, it is known that a strong electric field is formed near the drain, which causes the release of free electrons. In order to suppress the formation of a strong electric field in the drain, an off-set gate structure, a lightly doped drain (LDD) structure, a multi-gate structure, and the like have been proposed. The trend is to employ an offset structure. Since the offset or LDD structure must be formed in a self-aligned manner to minimize degradation of image quality due to parasitic capacitance, much research has been conducted on this.
도 1a 내지 도 1c는 상부 게이트(Top gate)형 TFT의 자기정합된 오프셋 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A to 1C are cross-sectional views for explaining a method of forming a self-aligned offset structure of a top gate type TFT.
도 1a를 참조하면, 예컨대 유리 또는 석영(Quartz)으로 이루어진 투광성 기판(2)위에, 예컨대 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD) 방법을 사용하여 약 350℃ 정도의 저온에서 비정질실리콘을 소정 두께 증착하고 증착된 비정질실리콘막을 통상의 방법으로 결정화한 후, 사진식각 공정으로 패터닝하여 반도체막(4)을 형성한다.Referring to FIG. 1A, amorphous silicon is deposited on a light
이어서, 상기 반도체막(4)이 형성된 결과물상에, 예컨대 PECVD 방법을 사용하여 소정 두께의 산화막을 증착하여 게이트절연막(6)을 형성하고, 상기 게이트절연막(6)위에 게이트전극 물질로써, 예컨대 알루미늄(Al)(8)을 증착한 후 증착된 알루미늄막을 양극산화하여 상기 알루미늄막의 표면에 제1 양극산화막(10)을 형성한다.Subsequently, an oxide film having a predetermined thickness is deposited on the resultant on which the
도 1b를 참조하면, 제1 양극산화막(10)이 형성된 결과물 상에 포토레지스트를 도포하고, 마스크 노광 및 현상을 거쳐 포토레지스트 패턴(12)을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴(12)을 마스크로 사용하여 상기 제1 양극산화막(10) 및 알루미늄막(8)을 패터닝한다. 다음에, 노출된 상기 알루미늄막(8)의 측면을 양극산화시켜 제2 양극산화막(14)을 형성한다.Referring to FIG. 1B, a photoresist is applied on a resultant on which the
도 1c를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴을 제거한 후 적절한 오프셋 길이를 확보하기 위하여 추가의 양극산화를 실시하여 상기 게이트를 완전히 감싸는 모양의 최종적인 양극산화막(15)을 형성한다. 이어서, 상기 반도체층(4)에 예컨대 인(P)과 같은 N형의 불순물을 주입함으로써, 상기 알루미늄 게이트(8)로부터 일정 거리 이격된 소오스(4a)/ 드레인(4b)을 형성한다. 상기 알루미늄 게이트(8)의 측면에 형성된 양극산화막(15)의 두께가 오프셋 길이가 된다. 이후의 공정은 통상의 폴리실리콘 TFT 제조공정과 동일하게 진행된다.Referring to FIG. 1C, after the photoresist pattern is removed, additional anodization is performed to secure an appropriate offset length to form a
상기한 종래의 방법은 2∼3회의 양극산화 공정이 요구되어 공정시간이 길어지고, 마스크가 추가되는 단점이 있다.The conventional method described above has the disadvantage of requiring two to three anodization processes, which increases the processing time and adds a mask.
도 2a 내지 도 2e는 하부 게이트(Bottom gate)형 TFT의 자기정합된 오프셋 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of forming a self-aligned offset structure of a bottom gate type TFT.
도 2a를 참조하면, 예컨대 유리와 같은 투광성 기판(20) 위에 알루미늄(Al), 또는 알루미늄 합금 등의 금속을 증착한 후 증착된 금속막을 패터닝하여 게이트전극(22)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, a
도 2b를 참조하면, 게이트전극(22)이 형성된 결과물위에 예컨대 질화막, 산화막 또는 질화막과 산화막의 복합막을 적층하여 게이트절연막(24)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트절연막(24) 위에 비정질실리콘과, 불순물이 도우프된 비정질실리콘을 차례로 증착하여 활성층으로 사용될 반도체막(26)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, a
도 2c를 참조하면, 상기 반도체막(26)위에 산화막을 형성한 후 이를 패터닝하여 식각저지층(etching stopper)(28)을 형성한 후, 상기 식각저지층을 이온주입 마스크로 사용하여 상기 결과물에 불순물이온을 저농도로 주입함으로써 상기 반도체막(26)을 도우프시킨다.Referring to FIG. 2C, an oxide film is formed on the
도 2d를 참조하면, 결과물 상에 포토레지스트를 도포한 후 마스크 노광 및 현상을 실시하여 채널영역 및 저농도 소오스/ 드레인 영역을 덮는 포토레지스트 패턴(30)을 형성한 후, 상기 포토레지스트 패턴(30)을 이온주입 마스크로 사용하여 불순물이온을 고농도 주입함으로써, 상기 게이트전극(22)으로부터 일정거리 이격된 고농도의 소오스/ 드레인(26a)을 형성한다.Referring to FIG. 2D, after the photoresist is coated on the resultant, a mask exposure and development are performed to form a
도 2e를 참조하면, 결과물 상에 PECVD 방법을 사용하여 실리콘질화막(SiNx)을 증착하여 층간절연막(32)을 형성한 후, 상기 층간절연막(32)을 선택적으로 식각하여 고농도의 소오스/ 드레인(26a)을 노출시키는 콘택홀을 형성한다. 다음에, 콘택홀이 형성된 결과물 상에 전극물질로써 알루미늄(Al)을 증착한 후, 증착된 알루미늄막을 패터닝한 다음 400℃의 온도에서 30분 정도 어닐링함으로써 소오스전극/ 드레인전극(34)을 형성한다. 이 후 보호막(36) 및 화소전극(38)을 형성하는 공정은 통상의 폴리실리콘 TFT 제조공정과 동일하게 진행된다.Referring to FIG. 2E, a silicon nitride film (SiNx) is deposited on the resultant to form an interlayer
언급한 바와 같이 종래의 방법은 LDD를 형성하기 위하여 2회의 이온주입 공정이 요구되므로 공정이 복잡하고 제조단가가 높다. 또한, 소오스/ 드레인영역을 한정하기 위한 상기 포토레지스트 패턴 형성시 최소한 0.5㎛ 이상의 미스얼라인(misalign)의 발생이 불가피한 단점이 있다.As mentioned, the conventional method requires two ion implantation processes to form LDD, which makes the process complicated and high production cost. In addition, at least 0.5 μm or more of misalignment is inevitable in forming the photoresist pattern for defining the source / drain region.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정의 추가없이 자기정합된 오프셋 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 사상은 상기 박막 트랜지스터를 채용한 액정 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film transistor having a self-aligned offset structure without the addition of a process. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device employing the thin film transistor.
도 1a 내지 도 1c는 상부 게이트(Top gate)형 TFT의 자기정합된 오프셋 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.1A to 1C are cross-sectional views for explaining a method of forming a self-aligned offset structure of a top gate type TFT.
도 2a 내지 도 2e는 하부 게이트(Bottom gate)형 TFT의 자기정합된 오프셋 구조를 형성하는 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.2A to 2E are cross-sectional views illustrating a method of forming a self-aligned offset structure of a bottom gate type TFT.
도 3은 본 발명에 의한 박막 트랜지스터- 액정 표시장치를 제조하기 위한 간략한 평면도이다.3 is a simplified plan view for manufacturing a thin film transistor-liquid crystal display device according to the present invention.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 의한 박막 트랜지스터-액정 표시장치의 제조방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.4A through 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor-liquid crystal display device according to the present invention, according to a process sequence.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 자기정합된 오프셋 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 제조방법은, 기판위에 게이트전극과, 상기 게이트전극으로부터 소정거리 이격된 도전막 패턴들을 형성하는 단계; 결과물위에 게이트절연막 및 반도체막을 차례로 형성하는 단계; 결과물위에, 상기 게이트전극 및 도전막패턴이 형성된 부위를 오픈(open)시키는 절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 절연막패턴을 마스크로 사용하여 상기 반도체막에 불순물이온을 주입하여 소오스/ 드레인영역을 형성하는 단계; 결과물 상에 절연막을 형성한 후, 상기 소오스영역 및 드레인영역의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 및 상기 콘택홀을 통해 상기 소오스영역/ 드레인영역과 접속되는 소오스전극/ 드레인전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor having a self-aligned offset structure, the method including: forming a gate electrode on a substrate and conductive layer patterns spaced a predetermined distance from the gate electrode; Sequentially forming a gate insulating film and a semiconductor film on the resultant material; Forming an insulating film pattern on the resultant product to open a portion where the gate electrode and the conductive film pattern are formed; Implanting impurity ions into the semiconductor layer using the insulating layer pattern as a mask to form a source / drain region; After forming an insulating film on the resultant, forming a contact hole exposing a portion of the source region and the drain region; And forming a source electrode / drain electrode connected to the source region / drain region through the contact hole.
본 발명에 있어서, 상기 도전막패턴들은 상기 게이트전극으로부터 오프셋영역의 길이만큼 이격되도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 도전막패턴중 어느 하나는 축적용량 전극으로 사용된다.In the present invention, the conductive film patterns may be formed to be spaced apart from the gate electrode by the length of an offset region, and one of the conductive film patterns may be used as a storage capacitor electrode.
그리고, 상기 절연막패턴을 형성하는 단계는, 반도체막이 형성된 결과물위에 절연막을 형성하는 단계와, 상기 절연막위에 포토레지스트를 도포하여 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트막을 노광 및 현상하여 게이트전극 및 도전막패턴이 형성된 부위를 오픈(open)시키는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 사용하여 상기 절연막을 패터닝하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 포토레지스트 패턴은 네가티브 포토레지스트를 사용하여 형성하고, 상기 기판으로부터 빛을 조사하는 후면노광으로 노광하는 것이 바람직하다.The forming of the insulating layer pattern may include forming an insulating layer on the resultant semiconductor layer, forming a photoresist layer by applying photoresist on the insulating layer, exposing and developing the photoresist layer, and forming a gate electrode and It is preferable to form a photoresist pattern for opening a portion where the conductive film pattern is formed, and patterning the insulating film using the photoresist pattern as a mask. In this case, it is preferable that the photoresist pattern is formed using a negative photoresist and exposed by back exposure to irradiate light from the substrate.
그리고, 상기 절연막패턴은 산화막 또는 질화막으로 형성하는 것이 바람직하다.The insulating film pattern is preferably formed of an oxide film or a nitride film.
상기 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 액정 표시장치의 제조방법은, 기판위에 게이트전극과, 상기 게이트전극으로부터 소정거리 이격된 도전막패턴을 형성하는 단계; 결과물위에 게이트절연막 및 반도체막을 차례로 형성하는 단계; 결과물위에, 상기 게이트전극 및 도전막패턴이 형성된 부위를 오픈(open)시키는 절연막패턴을 형성하는 단계; 상기 절연막패턴을 마스크로 사용하여 상기 반도체막에 불순물이온을 주입하여 소오스영역/ 드레인영역을 형성하는 단계; 결과물 상에 절연막을 형성한 후, 상기 소오스영역 및 드레인영역의 일부를 노출시키는 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 콘택홀을 통해 상기 소오스영역/ 드레인영역과 접속되는 소오스전극/ 드레인전극을 형성하는 단계; 결과물위에 보호막을 형성한 후 상기 드레인전극의 일부를 노출시키는 비아홀을 형성하는 단계; 및 결과물위에 투명 도전막을 형성한 후 이를 패터닝하여 상기 드레인전극과 접속되는 화소전극을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal display device, including: forming a gate electrode on a substrate and a conductive film pattern spaced apart from the gate electrode by a predetermined distance; Sequentially forming a gate insulating film and a semiconductor film on the resultant material; Forming an insulating film pattern on the resultant product to open a portion where the gate electrode and the conductive film pattern are formed; Implanting impurity ions into the semiconductor film using the insulating film pattern as a mask to form a source region / drain region; After forming an insulating film on the resultant, forming a contact hole exposing a portion of the source region and the drain region; Forming a source electrode / drain electrode connected to the source region / drain region through the contact hole; Forming a via layer exposing a portion of the drain electrode after forming a passivation layer on the resultant material; And forming a transparent conductive film on the resultant, and then patterning the transparent conductive film to form a pixel electrode connected to the drain electrode.
본 발명에 따르면, 게이트전극 양측에 오프셋영역 형성을 위한 마스크층을 형성하고 네가티브 포토레지스트를 이용한 후면노광을 채용함으로써 완전 자기정합된(fully self-aligned) 오프셋구조를 실현할 수 있다. 이는, 종래의 양극산화공정을 이용한 상부 게이트형 TFT 제조공정에 비해 공정을 단순화시킬 수 있고, 종래의 사진공정을 이용하는 하부 게이트형 TFT 제조공정에 비해 미스얼라인을 방지할 수 있으며, 이온주입을 낮은 에너지로 실현할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, a fully self-aligned offset structure can be realized by forming a mask layer for forming an offset region on both sides of the gate electrode and employing back exposure using a negative photoresist. This can simplify the process compared to the upper gate type TFT manufacturing process using the conventional anodization process, can prevent misalignment compared to the lower gate type TFT manufacturing process using the conventional photo process, and prevent ion implantation. There is an advantage that can be realized with low energy.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 박막 트랜지스터- 액정 표시장치를 제조하기 위한 간략한 평면도이다.3 is a simplified plan view for manufacturing a thin film transistor-liquid crystal display device according to the present invention.
도면참조 부호 "P1"은 게이트라인을 형성하기 위한 마스크패턴을, "P2"는 축적용량 전극을 형성하기 위한 마스크패턴을, "P3"은 오프셋영역을 한정하기 위한 마스크패턴을, "P4"는 반도체막 패턴을 형성하기 위한 마스크패턴을, "P5"는 소오스/ 드레인영역과 전극을 접속시키기 위한 콘택홀을 형성하기 위한 마스크패턴을, "P6"은 소오스/ 드레인전극 등의 금속배선층을 형성하기 위한 마스크패턴을, 그리고 "P7"은 드레인전극과 화소전극을 접속시키는 비아홀을 형성하기 위한 마스크패턴을 각각 나타낸다.Reference numeral "P1" denotes a mask pattern for forming a gate line, "P2" denotes a mask pattern for forming a storage capacitor electrode, "P3" denotes a mask pattern for defining an offset region, and "P4" denotes A mask pattern for forming a semiconductor film pattern, " P5 " for forming a contact hole for connecting a source / drain region and an electrode, and " P6 " for forming a metal wiring layer such as a source / drain electrode, etc. And a mask pattern for forming a via hole for connecting the drain electrode and the pixel electrode, respectively.
도 3을 참조하면, 게이트라인(P3)으로부터 오프셋영역의 길이만큼 이격되도록 축적용량 전극(P2) 및 도전막패턴(P3)이 형성되도록 레이아웃되어 있다. 상기 도전막패턴(P3)은 오프셋영역을 자기정합적으로 형성하기 위한 패턴으로서, 상기 게이트라인(P1) 및 축적용량 전극(P2)과 동시에 형성됨을 알 수 있다. 따라서, 오프셋영역을 한정하기 위한 추가의 사진공정이 필요하지 않게 된다.Referring to FIG. 3, the storage capacitor electrode P2 and the conductive film pattern P3 are laid out to be spaced apart from the gate line P3 by the length of the offset region. The conductive layer pattern P3 is a pattern for forming the offset region in a self-aligned manner, and the conductive layer pattern P3 is formed simultaneously with the gate line P1 and the storage capacitor electrode P2. Thus, no further photographic process for defining the offset area is required.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 의한 자기정합된 오프셋 구조를 갖는 박막트랜지스터를 이용한 액정 표시장치의 제조방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.4A through 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display using a thin film transistor having a self-aligned offset structure according to the present invention.
도 4a를 참조하면, 투광성 기판(40)위에 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 금속을 증착한 후, 도 3의 마스크패턴 P1, P2 및 P3을 이용한 사진식각 공정을 실시하여 증착된 금속막을 패터닝함으로써 게이트전극(42), 축적용량 전극(43) 및 도전막패턴(44)을 형성한다. 이 때, 도시된 바와 같이 상기 축적용량 전극(43)과 도전막패턴(44)은 상기 게이트전극(42)으로부터 오프셋영역의 길이만큼 이격되어 형성되도록 한다.Referring to FIG. 4A, after depositing a metal such as aluminum or an aluminum alloy on the
도 4b를 참조하면, 결과물의 전면에 예를 들어 산화막 또는 산화막과 질화막의 이중막을 증착하여 게이트절연막(46)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트절연막(46)위에 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced CVD; PECVD) 또는 LPCVD 방법을 사용하여 비정질실리콘막을 증착한 후 소정 펄스(pulse)의 레이저(laser)를 조사하여 상기 비정질실리콘막을 결정화시킨다. 다음에, 도 3의 마스크패턴 P4를 이용한 사진식각 공정을 실시하여 결정화된 상기 비정질실리콘막을 패터닝함으로써 TFT의 활성층으로 사용될 반도체막(48)을 형성한다.Referring to FIG. 4B, a
도 4c를 참조하면, 반도체막(48)이 형성된 결과물 전면에 산화막 또는 질화막을 증착하여 절연막(50)을 형성한다. 상기 절연막(50)은 이후에 진행될 소오스/ 드레인영영 형성을 위한 이온주입시 이온주입 마스크로 사용되어 오프셋영역에 불순물이 주입되는 것을 방지한다. 이어서, 절연막(50)이 형성된 결과물 전면에 포토레지스트를 도포하는데, 이 때 상기 포토레지스트로는 현상시 비노광 부위가 제거되는 네가티브 포토레지스트(negative photoresist)를 사용한다.Referring to FIG. 4C, an insulating
다음에, 도포된 상기 포토레지스트막에 노광 및 현상을 실시하는데, 도시된 바와 같이 상기 기판(40)의 후면으로부터 빛을 조사하는 후면노광을 실시한다. 이렇게 하면, 상기 게이트전극(42), 축적용량 전극(43) 및 도전막패턴(44)이 형성되어 있는 부위는 빛이 통과하지 못하고 그 외의 부분에만 빛이 투과한다. 노광된 상기 포토레지스트막을 현상하면, 도시된 바와 같이 게이트전극(42), 축적용량 전극(43) 및 도전막패턴(44)이 형성된 부위를 오픈(open)시키는 모양, 즉 오프셋영역을 덮는 모양의 포토레지스트 패턴(52)이 형성된다.Next, exposure and development are performed on the coated photoresist film, and as shown, back exposure is performed to irradiate light from the rear surface of the
도 4d를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(52)을 마스크로 사용하여 상기 절연막을 이방성식각함으로써 절연막패턴(50a)을 형성한다. 상기 절연막패턴(50a)은 게이트전극(42), 축적용량 전극(43) 및 도전막패턴(44)이 형성된 부위를 오픈(open)시킨 모양으로 형성된다.Referring to FIG. 4D, the insulating
도 4e를 참조하면, 절연막패턴(50a)이 형성된 상기 결과물에 불순물이온을 고농도로 주입하여 소오스/ 드레인영역(48a)을 형성한다. 이 때, 오프셋영역은 상기 절연막 패턴(50a)에 의해 마스킹되어 불순물이온이 주입되지 않는다. 미설명된 도면부호 "54"는 고농도(N+) 소오스/ 드레인 형성을 위한 이온주입시 마스크로 사용되는 물질층을 나타내고, 상기 게이트전극(42) 상부의 반도체막(48) 중에서 상기 물질층(54)에 의해 마스킹된 영역이 TFT의 채널이 된다.Referring to FIG. 4E, the source /
도 4f를 참조하면, 상기 물질층을 제거한 후 결과물의 전면에 절연물질을 증착하여 층간절연막(56)을 형성한다. 이어서, 도 3의 마스크패턴 P5를 이용한 사진공정을 적용하여 상기 층간절연막(56)을 부분적으로 식각하여 소오스/ 드레인(48a)을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 그 결과물위에 금속막을 형성한 후 도 3의 마스크패턴 P6을 이용하여 상기 금속막을 패터닝하여 소오스전극/ 드레인전극(58)을 형성한다.Referring to FIG. 4F, after removing the material layer, an insulating material is deposited on the entire surface of the resultant to form an
다음에, 소오스전극/ 드레인전극(58)이 형성된 결과물의 전면에 예를 들어 질화막을 증착하여 보호막(60)을 형성한 후 드레인전극(58)의 일부가 노출되도록 상기 보호막(60)을 패터닝하고, 그 결과물의 전면에 투명도전막, 예를 들어 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO)을 증착한 후 패터닝함으로써 상기 드레인전극(58)과 연결되는 화소전극(62)을 형성한다. 이로써, 게이트전극(42)의 양측에 소정 길이의 오프셋영역을 갖는 TFT-LCD가 완성된다.Next, a
이상 본 발명을 상세히 설명하였으나 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술적 사상내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and many modifications are possible by those skilled in the art within the technical idea to which the present invention pertains.
상술한 본 발명에 의한 자기정합된 오프셋 구조를 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 액정 표시장치의 제조방법에 따르면, 네가티브 포토레지스트를 이용한 후면노광을 채용하여 오프셋영역이 형성될 부위의 반도체막위에 이온주입 마스크층을 형성함으로써, 마스크의 추가없이 완전 자기정합된(fully self-aligned) 오프셋구조를 실현할 수 있다. 이는, 종래의 양극산화공정을 이용한 상부 게이트형 TFT 제조공정에 비해 공정을 단순화시킬 수 있으며, 종래의 사진공정을 이용하는 하부 게이트형 TFT 제조공정에 비해 미스얼라인을 방지하여 정확한 오프셋길이를 확보할 수 있는 이점이 있다. 또한, 반도체막위에 다른 물질층이 없이 그대로 이온주입이 이루어지므로 낮은 에너지로 이온주입을 실현할 수 있다.According to the above-described thin film transistor having a self-aligned offset structure according to the present invention and a method of manufacturing a liquid crystal display device using the same, an ion implantation mask is formed on a semiconductor film at a portion where an offset region is to be formed by employing a back exposure using a negative photoresist. By forming the layer, a fully self-aligned offset structure can be realized without the addition of a mask. This can simplify the process compared to the upper gate type TFT manufacturing process using the conventional anodizing process, and prevents misalignment compared to the lower gate type TFT manufacturing process using the conventional photo process to secure accurate offset length. There is an advantage to this. In addition, since ion implantation is performed as it is without any other material layer on the semiconductor film, ion implantation can be realized with low energy.
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