KR100815894B1 - Manufacturing Method of CMOS Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor of Ldd Structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연기판 상에 버퍼층 및 비정질 실리콘층을 순서대로 적층하는 단계; 상기 비정질 실리콘을 N2 분위기하에서 400 내지 500℃ 온도에서 2시간 동안 열처리하여 탈수소화 및 결정화 한 후, 패터닝하여 제1 반도체층 및 제2 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 반도체층의 소정 영역만 1012~ 9×1012, 9×1013 ~ 1014 원자개수/㎠ 의 도핑 농도를 가지는 n-도핑(LDD도핑)을 행하고 활성화하는 단계; 상기 제1 반도체층의 LDD도핑층 중 일부영역 및 미도핑영역 위에 게이트 절연막과 게이트 전극을 순차적으로 형성시킨 후, 1015 원자개수/㎠의 도핑 농도를 가지는 n+ 도핑을 행하여 제1 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제2 반도체층의 소정 영역 위에 게이트 절연막과 게이트 전극을 순차적을 형성시킨 후, p+도핑을 행하여 제2 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역을 활성화하는 단계; 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역과 연결되는 소스/드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 GOLDD구조의 CMOS형 박막트랜지스터 제조방법에 관한 것으로서,The present invention comprises the steps of stacking the buffer layer and the amorphous silicon layer on the insulating substrate in order; Heat treating the amorphous silicon at 400 to 500 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere to dehydrogenate and crystallize, and then patterning to form a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; Performing and activating n-doping (LDD doping) having a doping concentration of 10 12 to 9 × 10 12 , 9 × 10 13 to 10 14 atomic number / cm 2 only in the predetermined region of the first semiconductor layer; After sequentially forming a gate insulating film and a gate electrode on the partial region and the undoped region of the LDD doped layer of the first semiconductor layer, n + doping having a doping concentration of 10 15 atomic number / cm 2 is performed to form the first source / drain region. Forming a; Sequentially forming a gate insulating film and a gate electrode over a predetermined region of the second semiconductor layer, and then performing p + doping to form a second source / drain region; Activating the first and second source / drain regions; A method of manufacturing a CMOS thin film transistor having a GOLDD structure, comprising: forming a source / drain electrode connected to the first and second source / drain regions;
본 발명은 LDD도핑 영역사이, 도핑영역과 채널층 사이, 및 반도체층 전체영역사이에 결정립 특성의 차이가 없어 누설전류 저하 등 우수한 소자의 특성과 균일도 특성을 구비한 GOLDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 제공한다. In the present invention, there is no difference in grain characteristics between the LDD doped region, the doped region and the channel layer, and the entire region of the semiconductor layer, and thus, a GOLDD structure CMOS polycrystalline silicon thin film transistor having excellent device characteristics and uniformity characteristics, such as leakage current reduction, is provided. To provide.
박막트랜지스터, 다결정 실리콘, CMOS, LDDThin Film Transistors, Polycrystalline Silicon, CMOS, LDD
Description
도 1a 내지 도 1f는 종래 LDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조 공정단면도이다. 1A to 1F are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a CMOS polycrystalline silicon thin film transistor having a conventional LDD structure.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명에 따른 LDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조 공정단면도이다. 2A to 2G are cross-sectional views of a manufacturing process of a LDD structure CMOS polycrystalline silicon thin film transistor according to the present invention.
도 3a는 종래 LDD구조의 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 소자 특성을 보여주는 그래프이다.3A is a graph showing device characteristics of a polycrystalline silicon thin film transistor of a conventional LDD structure.
도 3b는 본 발명에 따른 LDD구조의 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 소자 특성을 보여주는 그래프이다.3B is a graph showing device characteristics of a polycrystalline silicon thin film transistor having an LDD structure according to the present invention.
<도면의 주요부에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1, 100 : 절연기판 1, 100: insulation board
2, 102 : 버퍼층2, 102: buffer layer
3a, 106a : LDD 도핑층 3a, 106a: LDD doped layer
3b, 4b, 106b, 108b : 채널층3b, 4b, 106b, 108b: channel layer
3c, 106c : n+ 도핑층(소스/드레인 영역) 3c, 106c: n + doped layer (source / drain region)
4a, 108a : p+ 도핑층 4a, 108a: p + doped layer
9, 112 : 게이트 절연막 9, 112: gate insulating film
11, 114 : 게이트 전극 11, 114: gate electrode
19, 122 : 소스/드레인 전극 19, 122: source / drain electrodes
본 발명은 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 GOLDD(Gate Overlapped Lightly Doped Drain)구조의 CMOS(Complementary Metal Oxdie semiconductor) 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a polycrystalline silicon thin film transistor, and more particularly, to a method of manufacturing a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) polycrystalline silicon thin film transistor having a gated overlapped lightly doped drain (GOLDD) structure.
스위칭 소자로서 박막트랜지스터를 사용하는 액티브매트릭스 방식의 액정표시장치에는 각 화소마다 형성되어 상기 각 화소를 구동하는 화소구동용 박막트랜지스터와, 상기 화소구동용 박막트랜지스터를 작동하며 주사선(gate line)과 신호선(data line)에 신호를 인가하는 구동회로용 박막트랜지스터가 형성되어 있다. In an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor as a switching element, a pixel driving thin film transistor is formed for each pixel to drive each pixel, and a thin film transistor for driving the pixel driving is used to operate a scan line and a signal line. A thin film transistor for a driving circuit that applies a signal to a data line is formed.
상기 박막트랜지스터 중 다결정 실리콘 박막트랜지스터는 레이저를 이용한 결정화 기술의 발전으로 비정질 실리콘 박막트랜지스터와 비슷한 온도에서 제작이 가능하게 되었고, 비정질 실리콘 박막트랜지스터에 비해 전자나 정공의 이동도가 높으며, n채널과 p채널을 구비하는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 박막트랜지스터 구현이 가능하여 대형 유리기판 상에 상기 구동회 로용과 화소구동용으로 동시에 형성될 수 있게 되었다. Among the thin film transistors, polycrystalline silicon thin film transistors can be manufactured at a temperature similar to that of amorphous silicon thin film transistors due to the development of laser crystallization technology, and have higher electron or hole mobility than the amorphous silicon thin film transistors. Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS) thin film transistors having a channel can be implemented to be simultaneously formed on the large glass substrate for the driving circuit and the pixel driving.
그러나, 상기 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터 중 NMOS 트랜지스터의 경우 일반적으로 도핑이온으로 인(P)을 사용함에 따라서 PMOS 박막트랜지스터 제작 시 도핑이온으로 사용하는 붕소(B)보다 질량 면에서 상대적으로 크기 때문에 실리콘 결정이 파괴되어 손상영역이 발생되게 되며, 그 손상영역은 후속 활성화 공정에서도 완전히 회복되지 못하게 된다. However, in the case of NMOS transistors among the CMOS polycrystalline silicon thin film transistors, since silicon (P) is generally used as a doping ion, silicon crystals are relatively larger in terms of mass than boron (B) used as a doping ion when fabricating a PMOS thin film transistor. The damage zones are generated to cause damage zones, which are not completely recovered even in a subsequent activation process.
이와 같은 손상영역의 존재로 인해 소스 영역에서 드레인 영역으로 전자가 가속될 때 게이트 절연막 또는 모스계면으로 전자들이 유입되는 핫 캐리어 스트레스(Hot Carrier Stress)가 발생되어 전자 이동도가 감소됨으로써 패널구동시 회로동작의 안정성에 치명적인 영향을 주며, 또한 오프전류(Off Current)가 크게 되는 문제점이 있다. Due to the presence of such a damaged region, when the electron is accelerated from the source region to the drain region, a hot carrier stress, in which electrons flow into the gate insulating layer or the MOS interface, is generated and the electron mobility is reduced, thereby reducing the circuit driving. It has a fatal effect on the stability of the operation, and also has a problem that the off current (Off Current) is large.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 게이트와 소스/드레인 영역 사이의 일정 부분에 미도핑 영역을 형성하는 오프셋을 주어 이 부분의 큰 저항으로 인해 접합부위에 걸리는 전기장을 감소시켜 오프 전류를 줄이는 방법(off-set 구조), 소스/드레인 영역의 일정 부분을 저농도로 도핑하여 오프 전류를 줄이고 온 전류의 감소를 최소화 할 수 있도록 LDD(Lightly Doped Drain)를 형성하는 방법(LDD 구조)등이 제안되고 있다. In order to solve this problem, the offset between the gate and the source / drain region to form an undoped region is provided to reduce the off current by reducing the electric field applied to the junction due to the large resistance of this region. Structure), a method of forming a lightly doped drain (LDD) to reduce off current and minimize on current reduction by doping a portion of a source / drain region at low concentration (LDD structure).
이하, 도면을 참조로 종래의 LDD 구조, 특히 GOLDD(Gate Overlapped Lightly Doped Drain)구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 일반적인 제조방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a general manufacturing method of a CMOS polycrystalline silicon thin film transistor having a conventional LDD structure, particularly a GOLDD (Gate Overlapped Lightly Doped Drain) structure, will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 GOLDD, 즉 게이트와 LDD영역이 중첩되는 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 일반적인 제조공정 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a general manufacturing process of a CMOS polycrystalline silicon thin film transistor in which a GOLDD, that is, a gate and an LDD region overlap.
우선, 도 1a와 같이, 기판(1) 상에 버퍼층(2)을 형성하고, 상기 버퍼층(2) 상에 비정질 실리콘을 증착한 후 두 개의 섬모양으로 패터닝하여 반도체층(5)을 형성한다. 이때, 상기 패터닝된 두 개의 반도체층(3, 4)에는 후공정을 통해 각각 n형 박막트랜지스터(TFT)와 p형 박막트랜지스터(TFT)가 형성되게 된다. First, as shown in FIG. 1A, a
상기 버퍼층(2)은 실리콘 산화물(SiOx)과 같은 절연물질로 이루어진 것으로서, 후속 공정에서 기판(1)의 이물질이 비정질 실리콘으로 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. The
그 후, 도 1b와 같이, 기판전면에 제1 포토레지스트층(7)을 형성한 후, n형 TFT영역의 반도체층(3) 중 소정의 중앙부영역과 p형 TFT영역의 반도체층(4)의 전영역을 덮도록 패터닝한다. 그 후, 기판 전면에 저농도의 n- 도핑 즉, LDD(Lightly Doped Drain) 도핑을 실시하여 n-도핑층(3a)을 형성한다. 이때, 도핑되지 않은 영역은 채널층(3b)이 된다. Thereafter, as shown in FIG. 1B, after the first
그 후, 도 1c와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(7)을 제거한 후, 상기 반도체층(5)으로 형성된 비정질 실리콘을 레이저 어닐링 공정으로 결정화시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 1C, after the first
그 후, 도 1d와 같이, 게이트 절연막(9), 게이트 전극(11), 및 제2 포토레지스트층(13)을 순차적으로 형성한 후, n형 TFT영역의 경우 상기 채널층(3b) 및 n- 도핑층(3a) 중 소정의 영역이 겹치도록 상기 게이트 절연막(9), 및 게이트 전극(11)을 패터닝하고, p형 TFT영역의 경우 전체 반도체층 영역(4)이 겹치도록 패터닝한다.Thereafter, as shown in FIG. 1D, the
상기 게이트 절연막(9)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물(SiNx)등의 절연물질층이고, 상기 게이트 전극(11)은 AlNd 또는 AlNd와 Mo의 이중층으로 형성될 수 있다.The
그 후, 기판 전면에 n+ 이온을 도핑하여 n형 TFT영역에 제 1 소스/드레인 영역(3c)을 형성한다. 이와 같은 공정으로, n형 TFT영역은 게이트 전극(11)과 LDD도핑영역(3a)이 중첩하게 되어 GOLDD구조가 된다.Thereafter, the first source /
그 후, 상기 제2 포토레지스트층(13)을 제거하고, 도 1e에 도시한 바와 같이, 제3 포토레지스트층(15)을 적층한 후, n형 TFT영역은 전영역이 겹치도록 패터닝하고, p형 TFT영역은 상기 반도체층(4) 중 중앙부의 소정의 영역만 남도록 상기 게이트절연막(9), 및 게이트 전극(11)을 패터닝하다.Thereafter, the second
그 후, p+ 이온을 도핑하여 p형 TFT 영역에 제 2 소스/드레인 영역(4a)을 형성하고, 도핑되지 않은 영역은 채널층(4b)이 된다. 그리고, 상기 제1 소스/드레인 영역(3c) 및 제2 소스/드레인 영역(4a)을 활성화시킨다.Thereafter, the second source /
그 후, 도 1f와 같이, 기판 전면에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물등의 절연물질을 증착하여 층간절연막(17)을 형성한 후, 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역(3c, 4a)의 소정부위가 드러나도록 상기 층간절연막(17)에 콘택홀을 형성한다. 그 후, 상기 콘택홀을 통해 제1 및 제2 소스/드레인 영역(3c, 4a)과 연결되는 소스/드레인 전극(19)을 형성하여 GOLDD구조 및 p형 박막트랜지스터를 구비한 CMOS 박막트랜지스터를 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 1F, an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride is deposited on the entire surface of the substrate to form the
이와 같은 종래의 GOLDD구조의 CMOS 박막트랜지스터 제조방법의 경우 반도체층을 형성한 후 GOLDD의 n형 TFT영역에서 LDD도핑을 한 후에 비정질실리콘을 결정화를 하게 됨으로써, LDD도핑 영역의 중심부와 말단부 사이에 결정립 특성에 차이가 발생되어 누설전류 증가 및 불균일의 원인이 되고, 결정화에너지가 높을 경우에 도핑영역의 도판트가 분리(segregation)되어 결국 소자의 균일성이 저하되는 문제점이 발생된다.In the conventional GOLDD CMOS thin film transistor manufacturing method, the amorphous silicon is crystallized after LDD doping in the n-type TFT region of the GOLDD after forming the semiconductor layer, thereby crystallizing between the center and the end of the LDD doped region. Characteristic differences occur, causing leakage current and nonuniformity, and when the crystallization energy is high, dopants in the doped regions are segregated, resulting in a problem of deterioration of device uniformity.
도 3a는 상기 문제점으로 인해 발생되는 종래의 GOLDD구조의 CMOS 박막트랜지스터의 소자 특성저하를 보여주기 위한 그래프로서, 문턱전압, S-factor 및 누설전류가 모두 크게 나타남을 알 수 있다. Figure 3a is a graph showing the deterioration of the device characteristics of the conventional GOLDD CMOS thin film transistor caused by the problem, it can be seen that the threshold voltage, S-factor and leakage current are all large.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 LDD도핑 영역사이에, 및 도핑영역과 채널층 사이에 결정립 특성의 차이가 없어 누설전류 저하 등 우수한 소자의 특성과 균일도 특성을 구비한 GOLDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is that there is no difference in grain characteristics between LDD doped regions and between doped regions and channel layers. The present invention provides a GOLDD structure CMOS polycrystalline silicon thin film transistor.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 절연기판 상에 버퍼층 및 비정질 실리콘층을 순서대로 적층하는 단계; 상기 비정질 실리콘을 N2 분위기하에서 400 내지 500℃ 온도에서 2시간 동안 열처리하여 탈수소화 및 결정화 한 후, 패터닝하여 제1 반도체층 및 제2 반도체층을 형성하는 단계; 상기 제1 반도체층의 소정 영역만 1012~ 9×1012, 9×1013 ~ 1014 원자개수/㎠ 의 도핑 농도를 가지는 n-도핑(LDD도핑)을 행하고 활성화하는 단계; 상기 제1 반도체층의 LDD도핑층 중 일부영역 및 미도핑영역 위에 게이트 절연막과 게이트 전극을 순차적으로 형성시킨 후, 1015 원자개수/㎠의 도핑 농도를 가지는 n+ 도핑을 행하여 제1 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제2 반도체층의 소정 영역 위에 게이트 절연막과 게이트 전극을 순차적을 형성시킨 후, p+도핑을 행하여 제2 소스/드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역을 활성화하는 단계; 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역과 연결되는 소스/드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 GOLDD구조의 CMOS형 박막트랜지스터 제조방법을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of laminating a buffer layer and an amorphous silicon layer on the insulating substrate in order; Heat treating the amorphous silicon at 400 to 500 ° C. for 2 hours in an N 2 atmosphere to dehydrogenate and crystallize, and then patterning to form a first semiconductor layer and a second semiconductor layer; Performing and activating n-doping (LDD doping) having a doping concentration of 10 12 to 9 × 10 12 , 9 × 10 13 to 10 14 atomic number /
즉, 본 발명은 비정질실리콘을 결정화한 후에 LDD도핑을 행함으로써, LDD도핑영역간 및 LDD도핑영역과 채널층 간의 결정립 특성 차이가 없게 되며, 도판트의 분리가 발생되지 않으므로 안정된 소자 특성을 구현이 가능하다.That is, in the present invention, by performing LDD doping after crystallizing the amorphous silicon, there is no difference in grain characteristics between the LDD doping region and between the LDD doping region and the channel layer, and the separation of the dopant does not occur, thereby enabling stable device characteristics. Do.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a CMOS polycrystalline silicon thin film transistor having an LDD structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a 내지 2f는 본 발명에 따른 LDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 나타내는 공정단면도이다. 2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a CMOS polycrystalline silicon thin film transistor having an LDD structure according to the present invention.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이, 화학기상증착법등을 이용하여 절연기판(100) 상에 버퍼층(102)과 비정질 실리콘층(a-Si:H)(104)을 순차적으로 적층한다.First, as shown in FIG. 2A, the
상기 버퍼층(102)은 절연기판(100)의 불순물 성분이 비정질 실리콘층(104)으로 확산되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화 물(SiNx)등으로 형성하는 것이 바람직하다. The
상기 비정질 실리콘층(104)은 SiH4 와 H2 혼합가스를 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법을 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. The
그 후, 상기 비정질 실리콘층(104)에 함유되어 있는 수소(H2)는 향후 결정화 공정에 있어서 결함의 원인이 되므로 상기 비정질 실리콘층에 탈수소화 공정을 행한다. 이때, 상기 비정질 실리콘(a-Si:H)은 화학적으로 약한 결합을 하고 있어 열처리에 의해 비정질 실리콘 내에 함유되어 있는 수소 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 상기 탈수소화 공정은 N2 분위기하에서 400 내지 500℃의 온도에서 2시간 정도 열처리를 하여 상기 비정질 실리콘 내의 수소성분들이 기체 상태로 날아가도록 하는 것이 바람직하다. Thereafter, hydrogen (H 2 ) contained in the
상기 탈수소화 공정 후, 상기 비정질 실리콘층(104)을 레이저를 이용하여 다결정화 시킨 후, 도 2b와 같이, 두 개의 섬모양으로 패터닝하여 반도체층(106, 108)을 형성한다. 이때, 상기 패터닝된 두 개의 반도체층(106, 108)에는 후공정을 통해 각각 n형 TFT와 p형 TFT가 형성되게 된다. After the dehydrogenation process, the
그 후, 도 2c와 같이, 기판전면에 제1 포토레지스트층(110)을 형성한 후, n형 TFT영역의 반도체층(106) 중 소정의 중앙부영역과 p형 TFT영역의 반도체층(108)의 전영역을 덮도록 패터닝한다. 그 후, 기판 전면에 저농도의 n- 도핑 즉, LDD(Lightly Doped Drain) 도핑을 실시하여 n-도핑층(106a)을 형성한다. 이때, 도 핑되지 않은 영역은 채널층(106b)이 된다. Thereafter, as shown in FIG. 2C, after forming the
상기 LDD 도핑 물질은 인(P)인 것이 바람직하고, 도핑 농도는 1012 내지 1014 원자개수/cm2인 것이 바람직하다.The LDD doping material is preferably phosphorus (P), and the doping concentration is preferably 10 12 to 10 14 atoms / cm 2 .
그 후, 도 2d와 같이, 상기 제1 포토레지스트층(110)을 제거하고 LDD도핑층을 활성화시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the
그 후, 도 2e와 같이, 게이트 절연막(112), 게이트 전극(114), 및 제2 포토레지스트층(116)을 순차적으로 형성한 후, n형 TFT영역의 경우 상기 채널층(106b) 및 n- 도핑층(106a) 중 소정의 영역이 겹치도록 상기 게이트 절연막(112), 게이트 전극(114)을 패터닝하고, p형 TFT영역의 경우 전체 반도체층 영역(108)이 겹치도록 패터닝한다.Thereafter, as shown in FIG. 2E, the
이때, 상기 게이트 절연막(112)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물등의 절연물질을 화학기상증착법을 이용하여 증착하는 것이 바람직하고, 상기 게이트 전극(114)은 AlNd, Mo, 또는 AlNd와 Mo의 합금과 같은 도전성 물질을 스퍼터링법을 이용하여 증착하는 것이 바람직하다. In this case, the
그 후, 기판 전면에 n+ 도핑을 실시하여 n형 TFT영역에 제1 소스/드레인 영역(106c)을 형성한다. 이와 같은 공정으로, n형 TFT영역은 게이트 전극(112)과 LDD도핑영역(106a)이 중첩하게 되어 GOLDD구조가 된다.Thereafter, n + doping is performed on the entire surface of the substrate to form the first source /
이때, 상기 n+ 도핑은 1015 원자개수/cm2의 농도인 것이 바람직하다.In this case, the n + doping is preferably a concentration of 10 15 atomic number / cm 2 .
그 후, 상기 제2 포토레지스트층(116)을 제거하고, 도 2f에 도시한 바와 같이, 제3 포토레지스트층(118)을 적층한 후, n형 TFT영역은 전영역이 겹치도록 패터닝하고, p형 TFT영역은 상기 반도체층(108) 중 중앙부의 소정의 영역만 남도록 상기 게이트절연막(112), 및 게이트 전극(114)을 패터닝한다. 그 후, p+ 이온을 도핑하여 p형 TFT 영역에 제 2 소스/드레인 영역(108a)을 형성한다. 이때, 도핑되지 않은 영역은 채널층(108b)이 된다.Thereafter, the
이때, 상기 p+ 도핑물질은 붕소(B)인 것이 바람직하고, 도핑 농도는 1015 원자개수/cm2인 것이 바람직하다. In this case, the p + doping material is preferably boron (B), the doping concentration is preferably 10 15 atoms / cm 2 .
그 후, 상기 제3 포토레지스트층(118)을 제거하고, 제1 소스/드레인 영역(106c) 및 제 2 소스/드레인 영역(108a)을 활성화시킨다.Thereafter, the
그 후, 도 2g와 같이, 기판 전면에 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물등의 절연물질을 증착하여 층간절연막(120)을 형성한 후, 상기 제1 및 제2 소스/드레인 영역(106c, 108a)의 소정부위가 드러나도록 상기 층간절연막(120)에 콘택홀을 형성한다. 그 후, 상기 콘택홀을 통해 제1 및 제2 소스/드레인 영역(106c, 108a)과 연결되는 소스/드레인 전극(122)을 형성하여 GOLDD구조 및 p형 박막트랜지스터를 구비한 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터를 완성한다. Thereafter, as shown in FIG. 2G, an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride is deposited on the entire surface of the substrate to form the
이때, 상기 소스/드레인 전극은 AlNd, Mo, 또는 AlNd와 Mo의 이중층으로 이루어질 수 있다.In this case, the source / drain electrodes may be formed of AlNd, Mo, or a double layer of AlNd and Mo.
이와 같은 형성된 본 발명에 따른 LDD구조의 박막트랜지스터의 소자특성은 도 3b에 도시된 그래프와 같다. 즉, 본 발명에 따른 LDD구조의 박막트랜지스터는 도핑영역과 채널영역에 있어서 결정립 특성이 차이가 없어 도 3b와 같이, 문턱전압, S-factor 및 누설전류 모두 작아 우수한 소자 특성을 갖게 됨을 알 수 있다. The device characteristics of the LDD structured thin film transistor according to the present invention as described above are shown in the graph shown in FIG. That is, the thin film transistor of the LDD structure according to the present invention has no difference in grain characteristics in the doped region and the channel region, and thus, as shown in FIG. 3B, the threshold voltage, the S-factor, and the leakage current are small, and thus excellent device characteristics are obtained. .
상기와 같은 본 발명에 따른 LDD구조의 CMOS 다결정 실리콘 박막트랜지스터는 박막트랜지스터의 채널층으로 사용되는 비정질 실리콘층을 LDD 도핑을 수행하기 전에 다결정 실리콘층으로 결정화함으로써, 도핑영역의 중앙부와 주변부간에, 및 도핑영역과 채널영역간에 있어서 결정립 특성이 차이가 없어 우수한 소자 특성 및 균일성을 갖게 된다. CMOS polycrystalline silicon thin film transistor of the LDD structure according to the present invention as described above crystallizes the amorphous silicon layer used as the channel layer of the thin film transistor with a polycrystalline silicon layer before performing the LDD doping, between the central portion and the peripheral portion of the doped region, and There is no difference in grain characteristics between the doped region and the channel region, resulting in excellent device characteristics and uniformity.
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