[go: up one dir, main page]

KR100434314B1 - Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD - Google Patents

Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD Download PDF

Info

Publication number
KR100434314B1
KR100434314B1 KR10-2001-0027623A KR20010027623A KR100434314B1 KR 100434314 B1 KR100434314 B1 KR 100434314B1 KR 20010027623 A KR20010027623 A KR 20010027623A KR 100434314 B1 KR100434314 B1 KR 100434314B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
amorphous silicon
forming
thin film
silicon layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR10-2001-0027623A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020088276A (en
Inventor
김빈
김해열
배종욱
Original Assignee
엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 엘지.필립스 엘시디 주식회사
Priority to KR10-2001-0027623A priority Critical patent/KR100434314B1/en
Publication of KR20020088276A publication Critical patent/KR20020088276A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100434314B1 publication Critical patent/KR100434314B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/13439Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/674Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
    • H10D30/6741Group IV materials, e.g. germanium or silicon carbide
    • H10D30/6743Silicon
    • H10D30/6745Polycrystalline or microcrystalline silicon

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

본 발명은 결정화 이후 다결정 실리콘층 상에 잔류하는 금속의 양을 최소화하여 박막트랜지스터의 소자 특성을 향상시키는 다결정화 방법 및 이를 액정표시장치 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다결정화 방법은 절연기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계와, 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 단계와, 상기 비정질 실리콘층과 미반응 금속박막층을 제거하는 단계와, 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a polycrystallization method for improving the device characteristics of a thin film transistor by minimizing the amount of metal remaining on the polycrystalline silicon layer after crystallization, and a method for manufacturing the liquid crystal display device according to the present invention. Forming a buffer layer on the buffer layer, forming an amorphous silicon layer on the buffer layer, and forming a metal thin film layer on the amorphous silicon layer in a temperature range of 100 to 300 ° C. to react with the amorphous silicon layer to react with the metal silicide. Forming a layer, removing the amorphous silicon layer and the unreacted metal thin film layer, forming electrodes in left and right predetermined regions on the metal silicide layer, applying an electric field to the electrode, and simultaneously heat treating the substrate. Crystallizing the amorphous silicon layer.

Description

다결정화 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 제조방법 {Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD}Polycrystallization method and manufacturing method of liquid crystal display using the same {Process for crystallizing amorphous silicon and its application-fabricating method of TFT-LCD}

본 발명은 다결정 실리콘 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것으로 특히, 전계인가 금속유도결정화 방법을 이용한 다결정화 방법 및 그를 이용한 액정표시장치 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor, and more particularly, to a polycrystallization method using an electric field applied metal induction crystallization method and a liquid crystal display device manufacturing method using the same.

박막트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)가 고밀도, 대면적화되고 디스플레이 부분과 구동회로 부분을 동일 기판 위에 제작하기 위해서는 스위칭 소자인 박막트랜지스터의 이동도(Mobility) 증가가 절실히 요구되고 있지만, 비정질 수소화 실리콘 박막트랜지스터(a-Si:H TFT)로는 이점을 만족하기가 어렵다.Although TFT-LCDs have high density and large area, and display and driving circuits are fabricated on the same substrate, there is an urgent need for increasing mobility of thin film transistors, which are switching elements. It is difficult to satisfy this advantage with a thin film transistor (a-Si: H TFT).

최근에 이런 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 방법으로 다결정 실리콘 박막트랜지스터(Polycrystalline silicon TFT ; Poly-Si TFT)가 많은 주목을 받고 있다. 다결정 실리콘 TFT는 이동도가 크기 때문에 유리기판 위에 주변회로를 집적할 수 있는 장점이 있어서 생산비용 절감 측면에서도 많은 관심을 끌고 있다.Recently, polycrystalline silicon TFTs (Poly-Si TFTs) have attracted much attention as a method for effectively solving these problems. Since polycrystalline silicon TFTs have high mobility, they have the advantage of allowing peripheral circuits to be integrated on glass substrates, thus attracting much attention in terms of reducing production costs.

또한, 다결정 실리콘 TFT는 비정질 실리콘 TFT보다 이동도가 높아 고해상도 패널의 스위칭 소자로 유리하고, 비정질 실리콘 TFT에 비하여 광전류가 적어 빛이 많이 쪼이는 프로젝션 패널에 적합하다.In addition, polycrystalline silicon TFTs have higher mobility than amorphous silicon TFTs, and are advantageous as switching elements of high-resolution panels, and are suitable for projection panels in which a lot of light is emitted due to less photocurrent compared to amorphous silicon TFTs.

다결정 실리콘을 제작하는 방법은 여러 가지가 보고되어 있는데, 크게 다결정 실리콘을 직접 증착하는 방법과 비정질 실리콘을 증착한 후, 결정화하는 단계를 거쳐서 다결정질 실리콘을 만드는 방법이 있다.There have been many reports on the method of fabricating polycrystalline silicon, and there are largely a method of directly depositing polycrystalline silicon and a method of forming polycrystalline silicon by depositing amorphous silicon and then crystallizing.

전자의 방법에는 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition ; LPCVD)법, 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition ; PECVD)법 등이 있는데, 이중 LPCVD법은 그 증착 온도가 550℃이상으로 기판 재료로 고가의 실리카(silica) 또는 석영(quartz)을 사용하기 때문에 제작 단가가 높아 대량 생산용으로는 적합하지 못하다. 그리고 PECVD법은 경우 SiF4/SiH4/H2혼합 가스를 사용하여 400℃ 이하에서 증착이 가능하지만, 결정립을 억제하기 힘들며, 특히 증착시의 결정립 성장 방향의 불균일성 때문에 다결정 실리콘 박막의 표면 특성에 심각한 문제점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.The former methods include Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) and Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). Among them, the LPCVD method has a substrate temperature of 550 ° C. or higher. Due to the use of expensive silica or quartz, the manufacturing cost is high, which is not suitable for mass production. In the case of PECVD, the SiF 4 / SiH 4 / H 2 mixed gas can be deposited at 400 ° C. or lower, but it is difficult to suppress the grains. It is known to have serious problems.

후자의 방법 즉, 비정질 실리콘을 증착하여 결정화하는 방법에는 고상결정화(Solid Phase Crystallization ; SPC)법, 엑시머 레이저(Excimer Laser Annealing ; ELA)법 등이 있다.The latter method, that is, a method of depositing and crystallizing amorphous silicon includes a solid phase crystallization (SPC) method and an excimer laser annealing (ELA) method.

상기 ELA법은 강한 에너지를 갖는 엑시머 레이저(eximer laser)를 비정질 실리콘 박막에 펄스 형태로 투여하여 순식간에 박막을 결정화시키는 방법으로 박막 내 결정립의 크기가 크고 우수한 결정성을 갖는 다결정 실리콘 박막의 제조가 가능한 방법이다. 그러나, ELA법은 엑시머 레이저라는 고가의 부대 장비를 필요로 하기 때문에 대량 생산 및 대면적용의 LCD 구동용 TFT용으로는 한계점을 가지고 있는 방법이라 할 수 있다.The ELA method is a method of crystallizing a thin film in an instant by administering an excimer laser having a strong energy in an amorphous silicon thin film to form a polycrystalline silicon thin film having a large crystal grain size and excellent crystallinity. This is possible. However, the ELA method requires an expensive accessory equipment, such as an excimer laser, and thus can be said to have a limitation in mass production and large area LCD driving TFTs.

고상결정화법은 주로 반응로(furnace)속에서 로 가열법을 이용하여 비정질 실리콘 박막을 결정화시키는 방법으로, 마찬가지로 우수한 결정성을 갖는 다결정 실리콘 박막의 제조가 가능하나, 고상 반응에 의해서 진행되기 때문에 결정화 반응 속도가 느려 600℃ 이상의 고온에서 수십 시간 이상의 오랜 결정화 시간이 요구된다는 단점을 가진다.Solid phase crystallization is mainly a method of crystallizing an amorphous silicon thin film by using a furnace heating method in a furnace. Likewise, polycrystalline silicon thin film having excellent crystallinity can be produced, but is crystallized because it proceeds by solid phase reaction. Due to the slow reaction rate, a long crystallization time of several tens of hours or more is required at a high temperature of 600 ° C. or more.

상기와 같은 방법 외에, 최근에는 대면적의 액정표시장치 제작에 다결정 실리콘을 사용하기 위하여 결정화 온도를 낮추기 위한 많은 연구가 진행되고 있는데, 그 중 하나가 금속유도결정화(Metal Induced Crystallization)방법이고 나아가 금속유도결정화법에 전계를 인가하여 결정화 속도를 향상시키는 전계인가 금속유도결정화(Electric Field Enhanced Metal Induced Crystallization)법도 연구 진행 중이다.In addition to the above methods, a lot of research has recently been conducted to lower the crystallization temperature in order to use polycrystalline silicon in the manufacture of large-area liquid crystal display devices, one of which is a metal induced crystallization method and furthermore, Electric field enhanced metal induced crystallization (ESD), which applies an electric field to induction crystallization and improves the rate of crystallization, is also being studied.

이 방법들에 의하면, 특정한 종류의 금속을 비정질 실리콘과 접촉시키면 비정질 실리콘의 결정화 온도를 500℃ 이하로 낮출 수 있으며, 이러한 금속유도결정화 효과는 여러 종류의 금속에서 나타나는 것으로 알려져 있다.According to these methods, when a specific type of metal is contacted with amorphous silicon, the crystallization temperature of the amorphous silicon can be lowered to 500 ° C. or lower, and the metal induction crystallization effect is known to occur in various kinds of metals.

금속유도결정화는 금속의 종류에 따라 결정화를 일으키는 원인이 다르다. 즉, 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)에 접하는 금속의 종류에 따라 결정화 현상이 달라질 수 있다.Metal-induced crystallization differs in causing crystallization depending on the type of metal. That is, the crystallization phenomenon may vary depending on the type of metal in contact with the hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H).

예를 들면, 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag) 등의 금속은 비정질 실리콘과의 경계면에서 실리콘(Si)의 확산(diffusion)에 의해서 지배된다. 즉, 금속과 실리콘의 경계면에서 실리콘의 확산에 의한 준안정상태의 실리사이드(silicide)상을 형성하는데, 이 실리사이드는 결정화 에너지를 낮추는 역할을 하게 되어 실리콘의 결정화를 촉진한다.For example, metals such as aluminum (Al), gold (Au), and silver (Ag) are governed by the diffusion of silicon (Si) at the interface with amorphous silicon. In other words, at the interface between the metal and the silicon, a metastable silicide phase is formed by diffusion of silicon, and the silicide lowers the crystallization energy to promote the crystallization of silicon.

이에 반하여 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 등의 금속은 어닐링(annealing)에 의한 금속의 확산이 지배적이다. 즉, 금속과 실리콘 경계면에서 실리콘층 방향으로의 금속 확산에 의하여 실리사이드상을 형성하고, 이러한 실리사이드가 결정화를 촉진하여 결정화 온도를 낮춘다.In contrast, in metals such as nickel (Ni) and titanium (Ti), diffusion of metals by annealing is dominant. That is, a silicide phase is formed by metal diffusion from the metal and silicon interface in the direction of the silicon layer, and the silicide promotes crystallization and lowers the crystallization temperature.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 다결정화 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a polycrystallization method according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 1c는 종래 기술에 따른 비정질 실리콘 박막을 결정화하는 방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing an amorphous silicon thin film according to the prior art.

도 1a에 도시한 바와 같이, 절연기판(101) 상에 실리콘 산화막(SiO2)으로 버퍼층(102)을 형성하고 상기 버퍼층상에 비정질 실리콘(103)을 증착한 후, 결정화 촉매로 작용하는 금속박막층(104)을 비정질 실리콘층에 형성한다. 여기서, 상기 금속박막층(104)으로는 니켈(Ni) 등이 사용된다.As shown in FIG. 1A, a buffer layer 102 is formed of a silicon oxide film (SiO 2 ) on an insulating substrate 101, an amorphous silicon 103 is deposited on the buffer layer, and then a metal thin film layer serving as a crystallization catalyst. 104 is formed in the amorphous silicon layer. Here, nickel (Ni) or the like is used as the metal thin film layer 104.

도 1b에 도시한 바와 같이, 상기 금속 박막층에 전계를 인가하기 위한 전극(105)을 부가한다. 상기 전극용 물질로는 몰리브덴(Mo)등이 사용된다.As shown in Fig. 1B, an electrode 105 for applying an electric field to the metal thin film layer is added. Molybdenum (Mo) is used as the material for the electrode.

이어서, 상기 전극(105)에 소정의 전계를 인가하고 동시에 열처리공정을 진행하며, 도 1c에 도시한 바와 같이, 도 1b의 결정화 작업 결과로 실리콘(Si)층 방향으로의 니켈(Ni)의 확산에 의하여 실리사이드상(NiSi2)이 형성된다. 그리고, 이 실리사이드(NiSi2)가 실리콘 박막의 결정화를 촉진하여 결정화 온도를 낮춘 상태에서 비정질 실리콘 박막을 다결정 실리콘 박막(106)으로 결정화한다.Subsequently, a predetermined electric field is applied to the electrode 105, and at the same time, a heat treatment is performed. As shown in FIG. 1C, as a result of the crystallization of FIG. As a result, a silicide phase (NiSi 2 ) is formed. The silicide (NiSi 2 ) promotes crystallization of the silicon thin film to crystallize the amorphous silicon thin film into the polycrystalline silicon thin film 106 in a state where the crystallization temperature is lowered.

그러나 상기와 같은 종래 다결정화 방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional polycrystallization method as described above has the following problems.

비정질 실리콘층의 다결정 실리콘으로의 결정화 공정이 완료된 시점에서, 다결정 실리콘층 상에 비정질 실리콘과 반응하지 못한 금속이 잔류하게 됨으로써 누설전류 유발 등 박막트랜지스터 소자의 특성에 악영향을 미치는 단점이 있다.When the crystallization process of the amorphous silicon layer to the polycrystalline silicon is completed, the metal that does not react with the amorphous silicon remains on the polycrystalline silicon layer has a disadvantage that adversely affects the characteristics of the thin film transistor element, such as causing leakage current.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 결정화 이후 다결정 실리콘층 상에 잔류하는 금속의 양을 최소화하여 박막트랜지스터의 소자 특성을 향상시키는 다결정화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a polycrystallization method for improving the device characteristics of the thin film transistor by minimizing the amount of metal remaining on the polycrystalline silicon layer after crystallization.

본 발명의 다른 목적은 상기 다결정화 방법을 이용하여 박막트랜지스터 및 액정표시장치를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor and a liquid crystal display using the polycrystallization method.

도 1a 내지 1c는 종래 기술에 따른 비정질 실리콘층의 결정화 방법을 설명하기 위한 공정단면도.1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of crystallizing an amorphous silicon layer according to the prior art.

도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 비정질 실리콘층의 결정화 방법을 설명하기 위한 공정단면도.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method for crystallizing an amorphous silicon layer according to the present invention.

도 3a 내지 3g는 본 발명의 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor using the polycrystallization method of the present invention.

도 4a 내지 4f는 본 발명의 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor using the polycrystallization method of the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

201 : 절연 기판 202 : 버퍼층201: insulating substrate 202: buffer layer

203 : 비정질 실리콘층 204a : 미반응 금속203: amorphous silicon layer 204a: unreacted metal

204b : 금속 실리사이드204b: metal silicide

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다결정화 방법은 절연기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계와, 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계와, 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 단계와, 상기 비정질 실리콘층과 미반응 금속박막층을 제거하는 단계와, 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 단계와, 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 단계를 포함하여 이루어진다.The polycrystallization method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a buffer layer on an insulating substrate, forming an amorphous silicon layer on the buffer layer, the temperature range of 100 ~ 300 ℃ on the amorphous silicon layer Forming a metal thin film layer and reacting with the amorphous silicon layer to form a metal silicide layer, removing the amorphous silicon layer and an unreacted metal thin film layer, and forming electrodes on left and right predetermined regions on the metal silicide layer. And crystallizing the amorphous silicon layer by applying an electric field to the electrode and heat treating the substrate.

그리고 상기와 같은 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조방법은 절연기판 상에 버퍼층을 형성하는 공정과, 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층과 미반응 금속박막층을 제거하는 단계와, 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층을 결정화한 후, 섬 모양의 반도체층을 형성하는 공정과, 상기 반도체층을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 게이트 절연막 상의 소정부위에 게이트 전극을 형성하는 공정과, 상기 반도체층에서 상기 게이트 전극과 중첩되지 않는 영역을 이온 도핑하여 소스/드레인 영역을 형성하는 공정과, 상기 반도체층을 활성화시키는 공정과, 상기 반도체층과 게이트 전극 상에 층간절연막을 형성한 후, 상기 소스/드레인 영역의 일부를 노출시키는 공정과, 노출된 상기 소스/드레인 영역과 연결되도록 소스 전극과 드레인 전극을 형성하는 공정을 포함하여 이루어진다.The method of manufacturing a thin film transistor using the above polycrystallization method includes forming a buffer layer on an insulating substrate, forming an amorphous silicon layer on the buffer layer, and a temperature of 100 to 300 ° C. on the amorphous silicon layer. Forming a metal thin film layer within a range to react with the amorphous silicon layer to form a metal silicide layer, removing the amorphous silicon layer and an unreacted metal thin film layer, and forming electrodes on left and right predetermined regions on the metal silicide layer And crystallizing the amorphous silicon layer by applying an electric field to the electrode and heat-treating the substrate, crystallizing the amorphous silicon layer, and then forming an island-like semiconductor layer; Forming a gate insulating film on the entire surface including a portion thereof; Forming a gate electrode, forming a source / drain region by ion doping a region in the semiconductor layer that does not overlap with the gate electrode, activating the semiconductor layer, and over the semiconductor layer and the gate electrode And forming a portion of the source / drain region after forming the interlayer insulating layer in the insulating layer, and forming a source electrode and a drain electrode to be connected to the exposed source / drain region.

또한, 상기와 같은 박막트랜지스터를 이용한 액정표시장치 제조방법은 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 공정과, 상기 제 1 기판 상에 버퍼층을 형성하는 공정과, 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층과 미반응 금속박막층을 제거하는 공정과, 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 공정과, 상기 비정질 실리콘층을 결정화한 후, 섬 모양의 반도체층을 형성하는 공정과, 상기 반도체층을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과, 상기 게이트 절연막 상의 소정부위에 게이트 전극 및 게이트 라인들을 형성하는 공정과, 상기 반도체층에서 상기 게이트 전극과 중첩되지 않는 영역을 도핑하여 소스/드레인 영역을 형성하는 공정과, 상기 반도체층을 활성화시키는 공정과, 상기 반도체층과 게이트 전극 상에 제 1 절연막을 형성한 후, 상기 소스/드레인 영역을 노출시키는 공정과, 노출된 상기 소스/드레인 영역과 연결되도록 소스/드레인 전극 및 데이터 라인들을 형성하는 공정과, 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 공정과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a liquid crystal display device using the thin film transistor as described above may include preparing a first substrate and a second substrate, forming a buffer layer on the first substrate, and forming an amorphous silicon layer on the buffer layer. And forming a metal thin film layer on the amorphous silicon layer at a temperature in a range of 100 to 300 ° C. to react with the amorphous silicon layer to form a metal silicide layer, and removing the amorphous silicon layer and the unreacted metal thin film layer. Forming an electrode in left and right predetermined regions on the metal silicide layer, applying an electric field to the electrode, and heat treating a substrate to crystallize the amorphous silicon layer, and crystallizing the amorphous silicon layer. Thereafter, forming an island-like semiconductor layer, and forming a gate insulating film on the entire surface including the semiconductor layer. Forming a source / drain region by forming a gate electrode and gate lines at a predetermined portion on the gate insulating layer, doping a region not overlapping with the gate electrode in the semiconductor layer, and Forming a first insulating layer on the semiconductor layer and the gate electrode, exposing the source / drain region, and connecting the source / drain electrode and the data lines to be connected to the exposed source / drain region. And forming a pixel electrode electrically connected to the drain electrode, and forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다결정화 방법 및 그를 이용한 박막트랜지스터 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a polycrystallization method and a method of manufacturing a thin film transistor using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2a 내지 2d는 본 발명에 따른 다결정화 방법을 설명하기 위한 공정단면도이고, 도 3a 내지 3g는 본 발명의 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.2A through 2D are cross-sectional views illustrating a polycrystallization method according to the present invention, and FIGS. 3A through 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor using the polycrystallization method of the present invention.

도 2a에 도시한 바와 같이, 절연기판(201) 상에 실리콘 산화막 재질의 버퍼층(202)을 형성한 후, 상기 버퍼층(202) 상에 SiH4와 H4혼합가스를 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 비정질 실리콘(a-Si:H)층(203)을 형성한다. 이어, 상기 비정질 실리콘(203)층 상에 금속박막층(204)을 100∼300℃에서 스퍼터링법을 이용하여 형성한다. 이때, 상기 금속박막층(204)의 으로는 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등이 사용하고, 소자 완성 후 소자의 동작 특성에 악영향을 주지 않기 위해서 증착 두께는 1.25Å~100Å의 극미량으로 제한한다.As shown in FIG. 2A, after forming the silicon oxide film buffer layer 202 on the insulating substrate 201, plasma chemical vapor deposition of SiH 4 and H 4 mixed gas on the buffer layer 202 is performed. The amorphous silicon (a-Si: H) layer 203 is formed using a chemical vapor deposition method. Subsequently, the metal thin film layer 204 is formed on the amorphous silicon 203 layer by using a sputtering method at 100 to 300 ° C. In this case, as the metal thin film layer 204, chromium (Cr), palladium (Pd), nickel (Ni), platinum (Pt), or the like is used, and the deposition thickness in order not to adversely affect the operation characteristics of the device after completion of the device. Is limited to trace amounts of 1.25 Å to 100 극.

이때, 상기 금속박막층의 증착은 100∼300℃ 정도에서 진행하는데, 그 이유는 금속이 비정질 실리콘층 상에 증착됨과 동시에 비정질 실리콘과의 반응을 촉진하기 위해서이다.At this time, the deposition of the metal thin layer proceeds at about 100 to 300 ° C., because the metal is deposited on the amorphous silicon layer and to promote the reaction with the amorphous silicon.

여기서, 상기 금속과 비정질 실리콘의 반응 메카니즘은, 금속이 비정질 실리콘층으로 확산(diffusion)하여 금속과 비정질 실리콘이 금속 실리사이드라는 화합물을 형성하는 것이다.Here, the reaction mechanism between the metal and the amorphous silicon is that the metal diffuses into the amorphous silicon layer to form a compound called the metal and the amorphous silicon as the metal silicide.

참고로 상기 금속은 상온에서도 비정질 실리콘과 반응을 하여 금속 실리사이드를 형성하나, 그 반응 속도가 매우 느리다.For reference, the metal reacts with amorphous silicon even at room temperature to form metal silicide, but the reaction rate is very slow.

이후, 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 100∼300℃ 의 온도하에서 증착된 금속박막층(204)은 비정질 실리콘과 반응하여 금속 실리사이드층(204b)을 형성하나 일부 금속(204a)은 반응을 하지 못해 금속 상태로 잔류하게 된다.Thereafter, as shown in FIG. 2B, the metal thin film layer 204 deposited under the temperature of 100 to 300 ° C. reacts with amorphous silicon to form a metal silicide layer 204b, but some metals 204a do not react. It remains in the metal state.

상기 미반응 금속(204a)은 향후 박막트랜지스터 소자 특성에 악영향을 미치는 역할을 하게 되어 이에 대한 처리가 필요하다.The unreacted metal 204a plays a role of adversely affecting the characteristics of the thin film transistor device in the future, and thus needs to be processed.

본 발명은 그에 대한 처리에 한 특징이 있으며, 그 과정은 다음과 같다.The present invention is characterized in its processing, and the process is as follows.

금속박막층을 형성하기 전, 비정질 실리콘층은 대기 중의 산화분위기에 의해 산소(O2)와 반응하여 표면에 얇은 두께의 산화막(SiO2)을 형성하는데, 이를 통칭 네이티브 산화막(Native SiO2)라 한다.Before forming the metal thin film layer, the amorphous silicon layer reacts with oxygen (O 2 ) by an oxidizing atmosphere in the air to form a thin oxide film (SiO 2 ) on the surface, commonly referred to as a native oxide film (Native SiO 2 ). .

상기 비정질 실리콘층(103) 상에 형성되는 금속박막층(104)은 미세 두께로 증착되기 때문에, 정확히는 상기 네이티브 산화막 또는 네이티브 산화막과 비정질 실리콘층(103)의 계면에 금속 원자들이 박혀 있는 형태로 형성되는 것이다.Since the metal thin film layer 104 formed on the amorphous silicon layer 103 is deposited to have a fine thickness, the metal thin film 104 is formed in a form in which metal atoms are embedded in the interface between the native oxide film or the native oxide film and the amorphous silicon layer 103. will be.

따라서, 상기 네이티브 산화막을 제거하면 미반응 금속을 추출해 낼 수 있다.Therefore, by removing the native oxide film, it is possible to extract the unreacted metal.

상기 네이티브 산화막은 제거는, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합산을 에천트(etchant)로 사용한 습식식각을 이용한다.The native oxide film is removed using wet etching using a mixed acid of hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as an etchant.

도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 금속 실리사이드층(204b) 상의 좌우 소정 영역에 전계를 인가하기 위한 전극(205)을 부가한다. 상기 전극(205)용 물질로는 몰리브덴(Mo), 그라파이트(Graphite) 등이 이용된다.As shown in FIG. 2C, an electrode 205 for applying an electric field to the left and right predetermined regions on the metal silicide layer 204b is added. Molybdenum (Mo), graphite (Graphite) and the like are used as the material for the electrode 205.

상기 전극(205)에 일정 조건의 전계를 인가하고 동시에 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층을 결정화시킨다. 이때, 인가 전압은 30~100V/cm, 인가 시간은 15분~2시간, 기판의 열처리 온도는 300∼580℃ 로 설정하는 것이 바람직하다.The amorphous silicon layer is crystallized by applying an electric field having a predetermined condition to the electrode 205 and simultaneously heat-treating the substrate. At this time, it is preferable that the applied voltage is 30 to 100 V / cm, the application time is 15 minutes to 2 hours, and the heat treatment temperature of the substrate is set to 300 to 580 ° C.

도 2d에 도시한 바와 같이, 도 2c의 결정화 공정에 의해 비정질 실리콘층이 다결정 실리콘층(206)으로 결정화되는데 그 결정화 과정은 다음과 같다.As shown in FIG. 2D, the amorphous silicon layer is crystallized into the polycrystalline silicon layer 206 by the crystallization process of FIG. 2C. The crystallization process is as follows.

상기 금속박막층이 비정질 실리콘층으로 고상 확산(Solid Phase Diffusion)하여 금속 실리사이드를 형성한다. 예를 들어, 니켈(Ni)의 경우 니켈 실리사이드(NiSi2)를 형성한다. 이때, 상기 비정질 실리콘의 수소성분을 제거했기 때문에 금속과 비정질 실리콘의 반응을 최대화할 수 있다.The metal thin film layer is solid phase diffused to an amorphous silicon layer to form metal silicide. For example, nickel (Ni) forms nickel silicide (NiSi 2 ). At this time, since the hydrogen component of the amorphous silicon is removed, the reaction between the metal and the amorphous silicon can be maximized.

상기 금속 실리사이드는 비정질 실리콘의 결정화의 촉매 즉, 결정화핵으로 작용하게 되고 상기 결정화핵으로 인해 빠른 결정화 속도로 비정질 실리콘의 균일한 결정화가 진행된다.The metal silicide acts as a catalyst for crystallization of amorphous silicon, that is, a crystallization nucleus, and uniform crystallization of amorphous silicon proceeds at a high crystallization rate due to the crystallization nucleus.

이와 같은 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조공정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the thin film transistor manufacturing process using the polycrystallization method as follows.

도 3a 내지 3g는 본 발명에 따른 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.3A to 3G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a thin film transistor using a polycrystallization method according to the present invention.

도 3a에 도시한 바와 같이, 절연기판(201) 상에 화학기상증착법을 이용하여 실리콘 산화막(SiO2) 재질의 버퍼층(202)과 비정질 실리콘층(a-Si:H)(203)을 순차적으로 형성한다. 상기 버퍼층(202)은 유리기판의 불순물 성분이 비정질 실리콘층(203)으로 확산되는 것을 방지한다.As shown in FIG. 3A, the buffer layer 202 and the amorphous silicon layer (a-Si: H) 203 made of silicon oxide (SiO 2 ) material are sequentially formed on the insulating substrate 201 using chemical vapor deposition. Form. The buffer layer 202 prevents the impurity component of the glass substrate from diffusing into the amorphous silicon layer 203.

도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(203) 상에 금속박막층(204)을 100∼300℃ 정도에서 스퍼터링법을 이용하여 형성한다. 이때, 상기 금속박막층(204) 으로는 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 백금(Pt) 등이 사용하고, 소자 완성 후 소자의 동작 특성에 악영향을 주지 않기 위해서 증착 두께는 1.25~100Å의 극미량으로 제한한다.As shown in FIG. 3B, the metal thin film layer 204 is formed on the amorphous silicon layer 203 using a sputtering method at about 100 to 300 ° C. In this case, as the metal thin film layer 204, chromium (Cr), palladium (Pd), nickel (Ni), platinum (Pt), and the like are used, and in order not to adversely affect the operation characteristics of the device after the completion of the deposition thickness is It is limited to the trace amount of 1.25 ~ 100Å.

이때, 상기 금속박막층(204)의 증착은 100∼300℃ 정도에서 진행하는데, 그 이유는 금속이 비정질 실리콘층(203) 상에 증착됨과 동시에 비정질 실리콘과의 반응을 촉진하기 위해서이다.At this time, the deposition of the metal thin film layer 204 proceeds at about 100 to 300 ° C., because the metal is deposited on the amorphous silicon layer 203 and at the same time to promote the reaction with the amorphous silicon.

상기와 같은 온도 조건하에서 비정질 실리콘층(203)과 금속박막층(204)이 반응하여 실리사이드층(204b)을 형성한다.Under the above temperature conditions, the amorphous silicon layer 203 and the metal thin film layer 204 react to form the silicide layer 204b.

이어서, 도 3c에 도시한 바와 같이, 실리사이드층(204b) 상의 미반응 금속(204a)을 제거한다. 즉, 비정질 실리콘층의 자연산화막인 네이티브 산화막을불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합산을 에천트(etchant)로 하여 제거하여 미반응 금속(204a)을 추출해 낸다.Next, as shown in FIG. 3C, the unreacted metal 204a on the silicide layer 204b is removed. That is, the unreacted metal 204a is extracted by removing the native oxide film, which is a natural oxide film of the amorphous silicon layer, by using an etchant as a mixed acid of hydrofluoric acid (HF) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).

도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 실리사이드층 상의 좌우 영역에 전계를 인가하기 위한 전극(205)을 부가한다. 이때, 상기 전극(205)용 물질로는 몰리브덴(Mo), 그라파이트(Graphite) 등을 사용한다.As shown in FIG. 3D, an electrode 205 for applying an electric field to the left and right regions on the silicide layer is added. At this time, as the material for the electrode 205, molybdenum (Mo), graphite (Graphite) and the like are used.

이후, 상기 전극(205)에 일정 조건의 전계를 인가하고, 동시에 절연 기판을 열처리하여 상기 비정질 실리콘층(203)을 결정화시킨다. 이때, 상기 전극(205)에 인가되는 전압은 30~100V/cm, 인가 시간은 15분~2시간, 기판의 열처리 온도는 300∼580℃ 로 설정하는 것이 바람직하다.Thereafter, an electric field having a predetermined condition is applied to the electrode 205, and at the same time, the insulating substrate is heat-treated to crystallize the amorphous silicon layer 203. At this time, the voltage applied to the electrode 205 is 30 ~ 100V / cm, the application time is 15 minutes to 2 hours, the heat treatment temperature of the substrate is preferably set to 300 ~ 580 ℃.

이와 같은 과정을 통해 비정질 실리콘층(203)을 다결정 실리콘층(206)으로 결정화한 후, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 다결정 실리콘층(206)을 섬모양으로 패터닝한 다음, 상기 다결정 실리콘층(206)을 포함한 기판 전면에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 재질의 게이트 절연막(207)을 형성한다. 이후, 상기 게이트 절연막(207) 상에 AlNd, Mo 의 이중의 금속층을 스퍼터링(Sputtering)법을 이용하여 차례로 적층한 후, 패터닝하여 이중막 구조의 게이트 전극(208)을 형성한다.After the crystallization of the amorphous silicon layer 203 into the polycrystalline silicon layer 206 through this process, as shown in FIG. 3E, the polycrystalline silicon layer 206 is patterned into islands, and then the polycrystalline silicon layer A gate insulating film 207 made of silicon oxide film or silicon nitride film is formed on the entire surface of the substrate including 206. Subsequently, a double metal layer of AlNd and Mo is sequentially stacked on the gate insulating layer 207 by sputtering, and then patterned to form a gate electrode 208 having a double layer structure.

이어, 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(208)을 마스크로 하는 이온주입 공정을 통해 상기 게이트 전극(208) 양측의 다결정 실리콘층(206)에 n+ 이온을 주입하여 소스/드레인 영역을 형성하고, 결정화 온도보다 낮은 온도에서 활성화시킨 다음, 상기 게이트 전극(208)을 포함한 기판 전면에 층간절연막(209)을형성한다.3F, n + ions are implanted into the polycrystalline silicon layer 206 on both sides of the gate electrode 208 through an ion implantation process using the gate electrode 208 as a mask to form a source / drain region. After the formation and activation at a temperature lower than the crystallization temperature, an interlayer insulating film 209 is formed on the entire surface of the substrate including the gate electrode 208.

이어서, 도 3g에 도시한 바와 같이, 상기 n+ 이온이 도핑된 다결정 실리콘층(206)의 소정영역이 노출되도록 층간절연막(209)과 게이트 절연막(207)을 식각하여 비아 홀(Via hole)을 형성하고, 상기 비아 홀이 충분히 채워지도록 AlNd, Mo의 이중의 금속층을 차례로 적층한 후, 패터닝하여 소스/드레인 전극(210, 211)을 형성하면, 본 발명에 따른 다결정화 방법을 이용한 박막트랜지스터 제조공정이 완료된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3G, a via hole is formed by etching the interlayer insulating film 209 and the gate insulating film 207 to expose a predetermined region of the n + ion-doped polycrystalline silicon layer 206. After stacking the metal layers of AlNd and Mo in order to sufficiently fill the via holes, and forming the source / drain electrodes 210 and 211 by patterning, the thin film transistor manufacturing process using the polycrystallization method according to the present invention is performed. Is complete.

이하에서는 상기와 같은 박막트랜지스터 제조공정을 이용한 액정표시장치 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display using the above-described thin film transistor manufacturing process will be described.

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.4A to 4F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.

도 4a에 도시한 바와 같이, 제 1 기판(201a) 상에 실리콘 산화막 재질의 버퍼층(202)을 형성한 후, 상기 버퍼층(202) 상에 SiH4와 H4혼합가스를 이용한 플라즈마 화학기상증착법으로 비정질 실리콘층(203)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, after forming the buffer layer 202 made of silicon oxide film on the first substrate 201a, the plasma chemical vapor deposition method using SiH 4 and H 4 mixed gas is performed on the buffer layer 202. An amorphous silicon layer 203 is formed.

이후, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘층(203)을 전술한 결정화공정을 통해 다결정 실리콘층(206)으로 결정화한 다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터의 채널층으로 사용될 수 있도록 섬모양으로 패터닝한다. 이후, 상기 섬모양의 다결정 실리콘층(206)을 포함한 전면에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 재질의 게이트 절연막(207)을 형성한 후, 상기 게이트 절연막 상에 AlNd, Mo 의 이중의 금속층을 적층한 후, 패터닝하여 박막트랜지스터의 게이트 전극(208) 및 게이트 라인(도시하지 않음)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4B, the amorphous silicon layer 203 is crystallized into the polycrystalline silicon layer 206 through the above-described crystallization process, and then used as a channel layer of the thin film transistor, as shown in FIG. 4C. It is patterned into islands to make it possible. Thereafter, after forming the gate insulating film 207 made of silicon nitride film or silicon oxide film on the entire surface including the island-like polycrystalline silicon layer 206, after laminating a double metal layer of AlNd and Mo on the gate insulating film, Patterning forms a gate electrode 208 and a gate line (not shown) of the thin film transistor.

이후, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(208)을 마스크로 상기 다결정 실리콘층(206)에 n+ 이온을 주입하여 소스/드레인 영역을 형성하고 활성화시킨 후, 상기 게이트 전극(208) 및 게이트 라인을 포함한 전면에 층간절연막(209)을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4D, n + ions are implanted into the polycrystalline silicon layer 206 using the gate electrode 208 as a mask to form and activate a source / drain region, and then the gate electrode 208 and An interlayer insulating film 209 is formed on the entire surface including the gate line.

이어, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 n+ 이온이 주입된 다결정 실리콘층(206)의 소스/드레인 영역의 소정부위가 노출되도록 층간절연막(209) 및 게이트 절연막(207)을 차례로 제거하여 비아 홀을 형성한 후, 상기 비아 홀이 충분히 채워지도록 AlNd, Mo의 이중의 금속막을 형성한 다음 패터닝하여 박막트랜지스터의 소스 전극(210)과 드레인 전극(211)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 4E, the interlayer insulating film 209 and the gate insulating film 207 are sequentially removed so that a predetermined portion of the source / drain region of the polysilicon layer 206 implanted with the n + ion is exposed. After the formation, the AlNd and Mo double metal films are formed to sufficiently fill the via holes, and then patterned to form the source electrode 210 and the drain electrode 211 of the thin film transistor.

이후, 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 소스/드레인 전극(210, 211)을 포함한 전면에 실리콘 질화막 재질의 제 1 보호막(212)과 BCB(Benzocyclobutene) 재질의 제 2 보호막(213)을 차례로 적층한 후, 상기 드레인 전극(211)이 노출되도록 콘택홀을 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 4F, the first passivation layer 212 made of silicon nitride and the second passivation layer 213 made of benzocyclobutene (BCB) are sequentially stacked on the entire surface including the source / drain electrodes 210 and 211. After that, a contact hole is formed to expose the drain electrode 211.

이후, 상기 콘택홀을 포함한 기판 전면에 투명도전막 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide)를 형성한 후, 패터닝하여 상기 콘택홀을 통해 드레인 전극(211)과 전기적으로 연결되는 화소전극(214)을 형성한다.Thereafter, a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO) is formed on the entire surface of the substrate including the contact hole, and then patterned to form a pixel electrode 214 electrically connected to the drain electrode 211 through the contact hole. .

이후, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 제 1 기판(201a)과 대향되는 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하면 본 발명에 따른 액정표시장치 제조공정이 완료된다.Subsequently, although not shown in the drawings, a liquid crystal layer is formed between the first substrate 201a and the second substrate opposite to the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention.

여기서, 상기 제 2 기판에는 색상을 표현하기 위한 칼라필터층이 형성되고, 상기 제 1 기판(201a) 상에 형성된 박막트랜지스터와 게이트 라인 및 데이터 라인으로 빛이 투과되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스 패턴이 형성되며, 상기 화소전극(214)과 함께 액정층에 전기적 신호를 인가하는 공통전극이 형성된다.Here, a color filter layer for expressing color is formed on the second substrate, and a black matrix pattern is formed to prevent light from being transmitted to the thin film transistor, the gate line, and the data line formed on the first substrate 201a. The common electrode for applying an electrical signal to the liquid crystal layer is formed together with the pixel electrode 214.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 다결정화 방법 및 이를 이용한 액정표시장치 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the polycrystallization method of the present invention and the manufacturing method of the liquid crystal display device using the same have the following effects.

결정화 공정 이후에 다결정 실리콘층 상에 잔류하는 금속의 양을 최소화함으로써 박막트랜지스터의 소자 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.By minimizing the amount of metal remaining on the polycrystalline silicon layer after the crystallization process, there is an advantage of improving device characteristics of the thin film transistor.

Claims (14)

절연기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계;Forming a buffer layer on the insulating substrate; 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon layer on the buffer layer; 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 단계;Forming a metal thin film layer on the amorphous silicon layer at a temperature in a range of 100 to 300 ° C. to react with the amorphous silicon layer to form a metal silicide layer; 상기 비정질 실리콘층과 미반응 금속박막층을 제거하는 단계;Removing the amorphous silicon layer and the unreacted metal thin film layer; 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 단계;Forming electrodes in left and right predetermined regions on the metal silicide layer; 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 열처리 공정을 수행하여 비정질 실리콘층을 결정화하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.And applying an electric field to the electrode and performing a heat treatment process to crystallize the amorphous silicon layer. 제 1 항에 있어서, 상기 미반응 금속박막층은 불산과 과산화수소의 혼합산을 이용하여 추출해 내는 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.The polycrystallization method according to claim 1, wherein the unreacted metal thin film layer is extracted using a mixed acid of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide. 제 1 항에 있어서, 상기 금속박막층의 두께는 1.25∼100Å 정도인 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.The polycrystallization method according to claim 1, wherein the metal thin film layer has a thickness of about 1.25 to about 100 GPa. 제 1 항에 있어서, 상기 금속박막층은 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.The polycrystallization method according to claim 1, wherein the metal thin film layer is formed of any one of chromium (Cr), palladium (Pd), nickel (Ni), and platinum (Pt). 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 몰리브덴(Mo), 그라파이트(Graphite) 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.The method of claim 1, wherein the electrode is formed of molybdenum (Mo) or graphite (Graphite). 제 1 항에 있어서, 상기 비정질 실리콘을 결정화하는 단계는,The method of claim 1, wherein crystallizing the amorphous silicon, 상기 전극에 인가되는 전압이 30∼100V/cm, 인가하는 시간은 15분∼2시간, 열처리 온도는 300∼580℃의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 다결정화 방법.The voltage applied to the electrode is 30 to 100V / cm, the time to apply is 15 minutes to 2 hours, the heat treatment temperature is in the range of 300 to 580 ℃ characterized in that the polycrystallization method. 제 1 기판과 제 2 기판을 준비하는 공정과,Preparing a first substrate and a second substrate, 상기 제 1 기판 상에 버퍼층을 형성하는 공정과,Forming a buffer layer on the first substrate; 상기 버퍼층 상에 비정질 실리콘층을 형성하는 공정과,Forming an amorphous silicon layer on the buffer layer; 상기 비정질 실리콘층 상에 100∼300℃의 온도 범위하에서 금속박막층을 형성하여 상기 비정질 실리콘층과 반응시키어 금속 실리사이드층을 형성하는 공정과,Forming a metal silicide layer by forming a metal thin film layer on the amorphous silicon layer at a temperature in a range of 100 to 300 ° C. and reacting with the amorphous silicon layer; 상기 비정질 실리콘층과 미반응된 금속박막층을 제거하는 공정과,Removing the amorphous silicon layer and the unreacted metal thin film layer; 상기 금속 실리사이드층상의 좌우 소정영역에 전극을 형성하는 공정과,Forming electrodes in left and right predetermined regions on the metal silicide layer; 상기 전극에 전계를 인가함과 동시에 기판을 열처리하여 비정질 실리콘층을 결정화하는 공정과,Applying an electric field to the electrode and heat treating the substrate to crystallize the amorphous silicon layer; 상기 비정질 실리콘층을 결정화한 후, 섬 모양의 반도체층을 형성하는 공정과,Crystallizing the amorphous silicon layer, and then forming an island-like semiconductor layer; 상기 반도체층을 포함한 전면에 게이트 절연막을 형성하는 공정과,Forming a gate insulating film on the entire surface including the semiconductor layer; 상기 게이트 절연막 상의 소정부위에 게이트 전극 및 게이트 라인들을 형성하는 공정과,Forming gate electrodes and gate lines at predetermined portions on the gate insulating film; 상기 반도체층에 이온을 도핑하여 소스/드레인 영역을 형성하는 공정과,Forming a source / drain region by doping ions in the semiconductor layer; 상기 반도체층을 활성화시키는 공정과,Activating the semiconductor layer; 상기 반도체층과 게이트 전극 상에 층간절연막을 형성한 후, 상기 소스/드레인 영역의 일부를 노출시키는 공정과,Forming an interlayer insulating film on the semiconductor layer and the gate electrode, and then exposing a portion of the source / drain region; 상기 노출된 반도체층과 연결되도록 소스/드레인 전극 및 데이터 라인들을 형성하는 공정과,Forming source / drain electrodes and data lines to be connected to the exposed semiconductor layer; 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 화소전극을 형성하는 공정과,Forming a pixel electrode electrically connected to the drain electrode; 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 액정층을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.And forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate. 제 7 항에 있어서, 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 공정은,The method of claim 7, wherein the step of crystallizing the amorphous silicon layer, 상기 전극에 인가되는 전압이 30∼100V/cm, 인가하는 시간이 15분∼2시간, 열처리 온도는 300∼580℃의 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the voltage applied to the electrode is in the range of 30 to 100 V / cm, the application time is 15 minutes to 2 hours, and the heat treatment temperature is in the range of 300 to 580 ° C. 제 7 항에 있어서, 상기 금속박막층의 두께는 1.25∼100Å의 범위로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.The method of claim 7, wherein the metal thin film layer has a thickness in the range of 1.25 to 100 GPa. 제 7 항에 있어서, 상기 금속박막층은 크롬(Cr), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.The method of claim 7, wherein the metal thin film layer is formed of any one of chromium (Cr), palladium (Pd), nickel (Ni), and platinum (Pt). 제 7 항에 있어서, 상기 전극은 몰리브덴(Mo), 그라파이트(Graphite) 중 어느 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.The method of claim 7, wherein the electrode is formed of one of molybdenum (Mo) and graphite. 제 7 항에 있어서, 상기 미반응 금속박막층은 불산과 과산화수소의 혼합산을 이용하여 추출해 내는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.The method of claim 7, wherein the unreacted metal thin film layer is extracted using a mixed acid of hydrofluoric acid and hydrogen peroxide. 제 7 항에 있어서, 상기 소스/드레인 전극은 AlNd, Mo의 이중층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.The method of claim 7, wherein the source / drain electrodes are formed of a double layer of AlNd and Mo. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 소스/드레인 전극을 포함한 전면에 실리콘 질화막과 BCB의 이중절연막을 형성하는 공정과,Forming a silicon nitride film and a double insulating film of BCB on the entire surface including the source / drain electrodes; 상기 이중절연막을 일부 식각하여 드레인 전극을 노출시켜서 상기 화소전극과 전기적으로 연결하는 공정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.And partially connecting the pixel electrode to the pixel electrode by partially etching the double insulating layer to expose the drain electrode.
KR10-2001-0027623A 2001-05-21 2001-05-21 Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD Expired - Fee Related KR100434314B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0027623A KR100434314B1 (en) 2001-05-21 2001-05-21 Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0027623A KR100434314B1 (en) 2001-05-21 2001-05-21 Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020088276A KR20020088276A (en) 2002-11-27
KR100434314B1 true KR100434314B1 (en) 2004-06-05

Family

ID=27705651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0027623A Expired - Fee Related KR100434314B1 (en) 2001-05-21 2001-05-21 Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100434314B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709184B (en) * 2011-05-13 2016-08-17 京东方科技集团股份有限公司 Thin film transistor (TFT), its manufacture method and array base palte containing polysilicon active layer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920007151A (en) * 1990-09-14 1992-04-28 아오이 죠이찌 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH09107100A (en) * 1995-08-04 1997-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device
KR19980058413A (en) * 1996-12-30 1998-10-07 김영환 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR19980083962A (en) * 1997-05-20 1998-12-05 문정환 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20000027496A (en) * 1998-10-28 2000-05-15 김영환 Method for manufacturing semiconductor device
KR20010003444A (en) * 1999-06-23 2001-01-15 김영환 Method of manufacturing semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920007151A (en) * 1990-09-14 1992-04-28 아오이 죠이찌 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH09107100A (en) * 1995-08-04 1997-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device
KR19980058413A (en) * 1996-12-30 1998-10-07 김영환 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR19980083962A (en) * 1997-05-20 1998-12-05 문정환 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20000027496A (en) * 1998-10-28 2000-05-15 김영환 Method for manufacturing semiconductor device
KR20010003444A (en) * 1999-06-23 2001-01-15 김영환 Method of manufacturing semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020088276A (en) 2002-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100191091B1 (en) Thin film semiconductor device and manufacturing method thereof
US6835608B2 (en) Method for crystallizing amorphous film and method for fabricating LCD by using the same
US6841433B2 (en) Method of fabricating polysilicon thin film transistor
KR100607768B1 (en) Thin film transistor and method for manufacturing same
US20020009835A1 (en) Process for forming polycrystalline thin film transistor liquid crystal display
KR20020057382A (en) Method and apparatus for fabricating a semiconductor device
US20070026555A1 (en) Method of fabricating array substrate for liquid crystal display device
KR100525436B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
US6695955B2 (en) Method of forming polycrystalline silicon for liquid crystal display device
KR100965980B1 (en) Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor Using Metal-Induced Lateral Crystallization and Its Manufacturing Method
KR100425156B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100434314B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100504538B1 (en) Method For Crystallizing Amorphous Layer And Method For Fabricating Liquid Crystal Display Device By Using Said Method
KR100525434B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100421907B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100421906B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100442289B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and fabricating method of liquid crystal display device
KR100525435B1 (en) Process for crystallizing amorphous silicon and its application - fabricating method of TFT-LCD
KR100452445B1 (en) Method for fabricating of poly silicon Thin film transistor
KR100489167B1 (en) Thin film transistor and its manufacturing method
KR100452443B1 (en) Method for fabricating of poly silicon Thin film transistor
KR101031702B1 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device by metal induced crystallization
KR100934328B1 (en) Polycrystalline silicon thin film transistor having a lower gate and manufacturing method thereof
KR20030057655A (en) Method for fabricating of poly silicon Thin film transistor
KR100452446B1 (en) Method for fabricating of poly silicon Thin film transistor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20010521

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20030520

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20040124

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20030520

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
PJ0201 Trial against decision of rejection

Patent event date: 20040219

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event code: PJ02012R01D

Patent event date: 20040124

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PJ02011S01I

Appeal kind category: Appeal against decision to decline refusal

Decision date: 20040428

Appeal identifier: 2004101000685

Request date: 20040219

PB0901 Examination by re-examination before a trial

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20040219

Patent event code: PB09011R02I

Comment text: Request for Trial against Decision on Refusal

Patent event date: 20040219

Patent event code: PB09011R01I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20030714

Patent event code: PB09011R02I

B701 Decision to grant
PB0701 Decision of registration after re-examination before a trial

Patent event date: 20040428

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event code: PB07012S01D

Patent event date: 20040329

Comment text: Transfer of Trial File for Re-examination before a Trial

Patent event code: PB07011S01I

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20040524

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20040525

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20070402

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20080401

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090323

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20100318

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110329

Start annual number: 8

End annual number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120330

Start annual number: 9

End annual number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130329

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130329

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150429

Year of fee payment: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150429

Start annual number: 12

End annual number: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160428

Year of fee payment: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160428

Start annual number: 13

End annual number: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170413

Year of fee payment: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170413

Start annual number: 14

End annual number: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180416

Start annual number: 15

End annual number: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190417

Year of fee payment: 16

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190417

Start annual number: 16

End annual number: 16

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20210304