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KR20080051627A - Thin film transistor and thin film transistor array panel comprising same - Google Patents

Thin film transistor and thin film transistor array panel comprising same Download PDF

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KR20080051627A
KR20080051627A KR1020060123094A KR20060123094A KR20080051627A KR 20080051627 A KR20080051627 A KR 20080051627A KR 1020060123094 A KR1020060123094 A KR 1020060123094A KR 20060123094 A KR20060123094 A KR 20060123094A KR 20080051627 A KR20080051627 A KR 20080051627A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film transistor
region
electrode
angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020060123094A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박철호
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020060123094A priority Critical patent/KR20080051627A/en
Publication of KR20080051627A publication Critical patent/KR20080051627A/en
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Abstract

균일한 표시 특성을 구현할 수 있는 박막 트랜지스터, 이러한 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판을 제공된다. 박막 트랜지스터는, 절연기판 위에 결정화 되어 제1 방향으로 연장된 다수의 돌기열을 구비하고 소스 영역, 드레인 영역 및 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 형성된 채널 영역을 포함하는 반도체층과, 반도체층 상에 제1 방향에 대하여 제2 각도로 기울어져 형성된 게이트 전극을 구비하고 제2 방향으로 배열된 게이트선과, 소스 영역과 드레인 영역과 각각 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다.Provided are a thin film transistor capable of realizing uniform display characteristics, and a thin film transistor array panel including the thin film transistor. The thin film transistor includes a channel region having a plurality of protrusions crystallized on an insulating substrate and extending in a first direction and inclined at a first angle with respect to a source region, a drain region, and a second direction perpendicular to the first direction. A gate line arranged in the second direction, the gate line having a semiconductor layer formed on the semiconductor layer and inclined at a second angle with respect to the first direction, and a source electrode and a drain electrode respectively connected to the source region and the drain region. Include.

Description

박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판{Thin film transistor and thin film transistor panel having the same}Thin film transistor and thin film transistor display panel including same {Thin film transistor and thin film transistor panel having the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이다.1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 A-A'선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the thin film transistor array panel of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판을 제조하기 위해 사용되는 순차적 고상화 장치를 도시한 것이다.3 illustrates a sequential solidification apparatus used to manufacture a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 마스크를 구체적으로 도시한 것이다. 4 illustrates the mask of FIG. 3 in detail.

도 5a 및 도 5b는 도 3의 결정화 장치를 이용하여 비정질 실리콘을 결정화하는 과정을 설명하는 기판의 평면도이다.5A and 5B are plan views illustrating a substrate for explaining a process of crystallizing amorphous silicon using the crystallization apparatus of FIG. 3.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

110: 기판소재 111: 버퍼층110: substrate material 111: buffer layer

130: 반도체층 131: 채널영역130: semiconductor layer 131: channel region

132a, 132b: 저농도 도핑 드레인 영역132a, 132b: low concentration doped drain region

133a: 소스 영역 133b: 드레인 영역133a: source region 133b: drain region

136: 게이트선 137: 돌기열136: gate line 137: projection line

141: 게이트 절연막 151: 게이트 전극141: gate insulating film 151: gate electrode

152: 층간 절연막 161: 소스 전극152: interlayer insulating film 161: source electrode

162: 드레인 전극 171: 보호막162: drain electrode 171: protective film

172: 화소전극 181: 제1 콘택홀172: pixel electrode 181: first contact hole

182: 제2 콘택홀 183: 제3 콘택홀182: second contact hole 183: third contact hole

200; 결정화 장치 210: 광원200; Crystallization device 210: light source

220: 감쇄기 230,232,234: 반사경220: attenuator 230,232,234: reflector

240: 초점 렌즈 250: 마스크240: focusing lens 250: mask

251a: 제1 패턴 251b: 제2 패턴251a: first pattern 251b: second pattern

252: 투과영역 253a, 253b: 경계부분252: transmission region 253a, 253b: boundary portion

255: 차단 영역 257: 결정화 영역255: blocking region 257: crystallization region

260: 이미지 렌즈 270: 기판260: image lens 270: substrate

280: 이동 스테이지280: move stage

본 발명은 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다결정질 실리콘으로 이루어져 균일한 표시 특성을 가지는 박막 트랜지스터, 및 이를 포함한 박막 트랜지스터 표시판에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor and a thin film transistor array panel including the same, and more particularly, to a thin film transistor formed of polycrystalline silicon and having uniform display characteristics, and a thin film transistor array panel including the same.

박막 트랜지스터 기판은 매트릭스 배열의 화소를 구비하는 액정 표시 장치 또는 유기 EL 표시 장치 등의 기판으로 사용된다. The thin film transistor substrate is used as a substrate such as a liquid crystal display device or an organic EL display device having pixels in a matrix array.

액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)는 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 장치로서, 전극에 전달되는 화상 신호를 제어하기 위한 스위칭 소자로 박막 트랜지스터를 사용한다.A liquid crystal display is composed of two substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween, and applies a voltage to the electrodes to rearrange the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer to determine the amount of light transmitted. As a device for adjusting, a thin film transistor is used as a switching element for controlling an image signal transmitted to an electrode.

유기 EL(organic Electro-Luminescence) 표시 장치는 형광성 유기 물질을 전기적으로 여기 발광시켜 화상을 표시하는 표시 장치로서, 각각의 화소에 발광을 위한 전류를 공급하는 구동 박막 트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터를 구비한다. 이러한 유기 EL 표시 장치는 액정 표시 장치와는 달리 자발광형 디스플레이로서, 광시야각, 빠른 응답 속도 등을 구현할 수 있어, 차세대 디스플레이 후보로 주목받고 있다. An organic EL display device displays an image by electrically exciting and emitting a fluorescent organic material, and includes a driving thin film transistor and a switching thin film transistor that supply a current for emitting light to each pixel. Unlike the liquid crystal display device, such an organic EL display device is a self-luminous display, which can realize a wide viewing angle, a fast response speed, and the like, thus attracting attention as a next-generation display candidate.

이러한 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터 기판에서는 채널부의 반도체층으로서 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 구비한다. 이중, 다결정 실리콘은 채널부의 전기적 특성이 우수하며, 안정성이 좋아, 고성능 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치에 사용되고 있다. The thin film transistor substrate used in such a display device includes amorphous silicon or polycrystalline silicon as the semiconductor layer of the channel portion. Among them, polycrystalline silicon has excellent electrical characteristics and good stability in the channel portion, and is used in high-performance liquid crystal display devices and organic EL display devices.

한편, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘으로부터 유도되는데, 그 방법으로는 고온에서 비정질 실리콘을 증착하거나 열처리하는 방법 등이 이용되었으나, 최근에는 저온 공정이 가능한 순차적 측면 고상화 공정(sequential lateral solidification, SLS)이 연구되고 있다. 순차적 측면 고상화 기술은 실리콘 입자가 액상 실리콘과 고상 실리콘의 경계면에서 그 경계면에 대하여 수직 방향으로 성장한다는 사실을 이용한 것으로, 레이저빔 에너지의 크기와 레이저빔의 조사 범위의 이동을 광계(optic system) 및 마스크를 이용하여 적절하게 조절하여 실리콘 입자를 소정의 길이만큼 측면 성장 시킴으로써 비정질 실리콘을 결정화하는 것이다.On the other hand, polycrystalline silicon is derived from amorphous silicon, which is a method of depositing or heat-treating amorphous silicon at a high temperature, but recently, a sequential lateral solidification process (SLS) capable of low temperature processing has been studied. It is becoming. The sequential lateral solidification technique takes advantage of the fact that silicon particles grow at the interface between liquid and solid silicon in a direction perpendicular to the interface, and shift the magnitude of the laser beam energy and the shift of the irradiation range of the laser beam to an optical system. And crystallizing the amorphous silicon by appropriately adjusting the mask to laterally grow the silicon particles by a predetermined length.

이러한 순차적 측면 고상 결정화의 특징은 반대 방향에서 성장해오는 결정이 만나서 돌기를 형성하는데, 돌기는 전류의 흐름을 방해하여 표시 장치의 화질 불량을 유발하거나 특성 불량을 유발한다. The characteristic feature of the sequential side solid crystallization is that the crystals growing in the opposite direction meet and form protrusions, which cause the quality of the display device to be poor due to the interruption of current flow.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 균일한 표시 특성을 구현할 수 있는 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a thin film transistor capable of realizing uniform display characteristics.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a thin film transistor array panel including the thin film transistor.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는, 절연기판 위에 결정화 되어 제1 방향으로 연장된 다수의 돌기열을 구비하고 소스 영역, 드레인 영역 및 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 형성된 채널 영역을 포함하는 반도체층과, 반도체층 상에 제1 방향에 대하여 제2 각도로 기울어져 형성된 게이트 전극을 구비하고 제2 방향으로 배열된 게이트선과, 소스 영역과 드레인 영역과 각각 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a thin film transistor includes a plurality of protrusions that are crystallized on an insulating substrate and extend in a first direction and are perpendicular to a source region, a drain region, and a first direction. A semiconductor layer including a channel region inclined at a first angle with respect to two directions, a gate line having a gate electrode formed at a second angle with respect to the first direction on the semiconductor layer, and arranged in a second direction; A source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region, respectively.

또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판은, 절연기판과 절연기판 위에 결정화되어 제1 방향으로 다수의 돌기열을 구비하고 소스 영역, 드레인 영역 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향과 제1 각도로 기울어져 형성된 채널 영역을 포함하는 반도체층과, 반도체층 상에 형성되는 게이트 절연막과 게이트 절연막 상에 제1 방향에 대하여 제2 각도로 기울어져 형성된 게이트 전극을 구비하고, 제2 방향으로 배열된 게이트 선과, 게이트 전극 상에 형성되고 소스 영역 및 드레인 영역을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀을 구비하는 층간 절연막과 층간 절연막 상에 형성되고 제1 및 제2 콘택홀을 통하여 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극과, 소스 전극 및 드레인 전극 상에 형성되고 드레인 전극을 노출시키는 제3 콘택홀을 구비하는 보호막과 보호막 상에 형성되고 제3 콘택홀을 통하여 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다.In addition, a thin film transistor array panel according to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem is crystallized on the insulating substrate and the insulating substrate and provided with a plurality of protrusions in the first direction, the source region, the drain region and the first direction and the like. A semiconductor layer including a channel region formed to be inclined at a second angle perpendicular to the first direction, a gate insulating film formed on the semiconductor layer, and a gate electrode formed to be inclined at a second angle with respect to the first direction on the gate insulating film; And an interlayer insulating film having a gate line arranged in a second direction, and first and second contact holes formed on the gate electrode and exposing a source region and a drain region. A source electrode and a drain electrode electrically connected to the source region and the drain region through the contact hole, respectively, the source electrode and the drain electrode And a pixel electrode formed on the passivation layer and having a third contact hole exposing the drain electrode, and a pixel electrode formed on the passivation layer and electrically connected to the drain electrode through the third contact hole.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알 려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 박막트랜지스터 표시판의 배치도다. 1 is a layout view of a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이 절연기판(미도시) 위에 결정화 된 반도체층(130)은 제1 방향으로 연장된 다수의 돌기열(137)을 구비하고, 소스 영역(133a), 드레인 영역(133b) 및 제1 방향과 수직인 제2 방향에 제1 각도(θ1)로 기울어진 채널 영역(131)을 포함한다. 또한 게이트선(136)은 제1 방향에 대하여 제2 각도(θ2)로 기울어져 형성된 게이트 전극(151)을 구비한다. 그리고 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)은 소스 영역(133a)과 드레인 영역(133b)을 접속한다. 이때 반도체층(130)은 다결정 실리콘 층으로 이루어지며 돌기열(137)은 다결정 실리콘 층의 결정립 경계에 위치한다. As illustrated in FIG. 1, the semiconductor layer 130 crystallized on an insulating substrate (not shown) includes a plurality of protrusion rows 137 extending in a first direction, and include a source region 133a and a drain region 133b. And a channel region 131 inclined at a first angle θ1 in a second direction perpendicular to the first direction. In addition, the gate line 136 includes a gate electrode 151 formed to be inclined at a second angle θ2 with respect to the first direction. The source electrode 161 and the drain electrode 162 connect the source region 133a and the drain region 133b. In this case, the semiconductor layer 130 is formed of a polycrystalline silicon layer, and the protrusion 137 is located at a grain boundary of the polycrystalline silicon layer.

여기서 제1 방향은 연장된 다수의 돌기열(137)과 일치하는 방향이며 제2 방향은 게이트선(136)과 동일한 방향이다. 이때 제1 각도(θ1)는 0˚ 초과 20˚이하의 범위 내에서 기울어져 형성된다. In this case, the first direction corresponds to the plurality of extended protrusion lines 137 and the second direction is the same as the gate line 136. At this time, the first angle θ1 is formed to be inclined within a range of more than 0 ° and less than 20 °.

채널 영역(131)은 저농도 도핑 드레인 영역(132a, 132b)을 포함하고 있으며, 저농도 도핑 드레인 영역(132a, 132b)은 게이트 전극(151)과 정렬되어 형성된다. The channel region 131 includes the lightly doped drain regions 132a and 132b, and the lightly doped drain regions 132a and 132b are formed to be aligned with the gate electrode 151.

이때 게이트 전극(151)은 제1 방향에 대하여 0˚ 초과 20˚이하의 범위 내에서 제2 각도(θ2)만큼 형성된다. 이렇게 형성된 게이트 전극(151)과 정렬되어 형성된 저농도 도핑 드레인 영역(132a, 132b)은 게이트 전극(151) 양쪽에 형성되고 여 기에는 각각 실질적으로 동일한 개수의 돌기열(137)이 형성되어 있다. 여기서 저농도 도핑 드레인 영역(132a, 132b)의 돌기열(137)은 순차적 측면 고상화 방식에 의해 형성된다. In this case, the gate electrode 151 is formed by the second angle θ2 within a range of greater than 0 ° and less than 20 ° with respect to the first direction. The lightly doped drain regions 132a and 132b formed in alignment with the gate electrode 151 thus formed are formed on both sides of the gate electrode 151, and the protrusions 137 having substantially the same number of protrusions 137 are formed. Here, the projection lines 137 of the lightly doped drain regions 132a and 132b are formed by a sequential lateral solidification method.

여기서 우선 도 3 내지 도 5b를 참조하여 순차적 고상화 방식에 대하여 설명한다. First, the sequential solidification method will be described with reference to FIGS. 3 to 5B.

본 발명을 위해 사용되는 결정화 장치(200)는 광원(210)과 감쇄기(attenuator)(220), 초점 렌즈(focus lens)(240), 마스크(250), 이미징 렌즈(imaging lens)(260), 그리고 비정질 실리콘을 포함하는 기판(270)이 놓이는 이동 스테이지(translation stage)(280)가 순차적으로 배열되어 있으며, 감쇄기(220)와 초점 렌즈(240) 사이 및 이미징 렌즈(260)와 이동 스테이지(280) 사이에는 입사된 빛을 소정의 각도로 반사하여 빛의 방향을 변화시키기 위한 다수의 반사경들(230, 232, 234)이 각각 위치한다. The crystallization apparatus 200 used for the present invention includes a light source 210, an attenuator 220, a focus lens 240, a mask 250, an imaging lens 260, In addition, a translation stage 280 on which the substrate 270 containing amorphous silicon is disposed is sequentially arranged, between the attenuator 220 and the focus lens 240, and between the imaging lens 260 and the movement stage 280. The plurality of reflectors 230, 232, and 234 for reflecting the incident light at a predetermined angle to change the direction of the light are respectively disposed between the?

이하 도 4는 도 3의 마스크를 구체적으로 도시한 것이다. 4 illustrates the mask of FIG. 3 in detail.

여기서 제1 패턴(251a)은 열 방향으로 투과 영역과 차단 영역이 교대로 배치되어 가로 방향으로 연장된 형태로 구성된다. 제2 패턴(251b)은 투과 영역(252)과 차단 영역(255)이 교대로 배치되고 제1 패턴(251a)과 역상으로 형성되어 있다. In this case, the first pattern 251a has a shape in which the transmission region and the blocking region are alternately disposed in the column direction and extend in the horizontal direction. In the second pattern 251 b, the transmission region 252 and the blocking region 255 are alternately disposed, and are formed in a reverse phase with the first pattern 251 a.

투과 영역(252)은 투명하게 되어 있어서 이들은 통하여 레이저 빔이 투과할 수 있다. 차단 영역(255)은 차광막으로 형성되어 있어서 레이저 빔을 조사하였을 때 레이저 빔이 투과하지 못하도록 되어 있다. 레이저 빔을 조사하는 경우, 융용된 비정질 실리콘막의 양측 계면에서 결정이 각각 측면 성장하게 되고, 각 측면 성장 한 결정은 결정 입계가 서로 충돌하면서 성장을 멈추게 된다. The transmission region 252 is made transparent so that the laser beam can pass therethrough. The blocking region 255 is formed of a light shielding film so that the laser beam does not transmit when the laser beam is irradiated. When irradiating a laser beam, crystals grow laterally at both interfaces of the molten amorphous silicon film, and the crystals of each side grown stop the growth as the grain boundaries collide with each other.

이하 도 5a는 레이저빔 조사에 따른 비정질 실리콘 박막의 결정화 방향을 나타내는 평면도이다. 또한 도 5b는 도 3의 레이저빔 조사에 따른 비정질 실리콘 박막의 결정 형상을 나타내는 평면도이다.5A is a plan view illustrating a crystallization direction of an amorphous silicon thin film according to laser beam irradiation. 5B is a plan view illustrating a crystal shape of an amorphous silicon thin film according to the laser beam irradiation of FIG. 3.

도 5a에 도시한 바와 같이 도 4의 마스크로 비정질 실리콘막이 형성된 기판에 레이저 빔을 조사하여 실리콘을 결정화시킨다. 이때, 결정화는 레이저 빔에 노출된 부분에서만 이루어지므로, 마스크의 투과 영역에 대응하는 영역에서만 결정화가 진행되며, 가장자리에서부터 진행하여 서로 다른 결정이 만나는 경계부분에서 멈춘다. 이하 도 5b를 참조하면 레이저 빔을 조사한 후 결정화가 진행되어 성장한 결정 형상이다. 이때 위에서 언급한 바와 같이 서로 다른 결정이 만나는 경계부분에서 결정 성장이 멈춘다. As shown in FIG. 5A, silicon is crystallized by irradiating a laser beam onto a substrate on which an amorphous silicon film is formed using the mask of FIG. 4. At this time, since the crystallization is performed only in the portion exposed to the laser beam, the crystallization proceeds only in the region corresponding to the transmission region of the mask, and stops at the boundary where different crystals meet from the edge. Hereinafter, referring to FIG. 5B, a crystal shape is grown by crystallization after irradiating a laser beam. As mentioned above, crystal growth stops at the boundary where different crystals meet.

이렇게 제조된 다결정 실리콘층을 일부 패터닝하여 반도체층(130)으로 사용하게 된다. The polycrystalline silicon layer manufactured as described above is partially patterned and used as the semiconductor layer 130.

이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판에 대해 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor array panel according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 A-A'선으로 자른 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the thin film transistor array panel of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면 기판소재(110) 위에 버퍼층(111)이 형성되고, 결정화된 제1 방향으로 다수의 돌기열(137)을 구비하며 소스영역(133a), 드레인 영역(133b), 제 1 방향에 수직인 제2 방향과 제1 각도(θ1)로 기울어져 형성된 채널영역(131)을 포함하는 반도체층(130)이 형성된다. 반도체층(130) 상에 게이트 절연 막(141)이 형성되고, 게이트 절연막(141) 상에 제1 방향에 대하여 제1 각도(θ2)로 기울어져 형성된 게이트 전극(151)을 구비하고 제2 방향으로 배열된 게이트선(136)이 형성되어 있다. 1 and 2, the buffer layer 111 is formed on the substrate material 110, and has a plurality of protrusion rows 137 in the crystallized first direction, and includes a source region 133a, a drain region 133b, The semiconductor layer 130 including the channel region 131 formed to be inclined at a first angle θ1 and in a second direction perpendicular to the first direction is formed. A gate insulating film 141 is formed on the semiconductor layer 130, and a gate electrode 151 is inclined at a first angle θ2 with respect to the first direction on the gate insulating film 141, and the second direction is provided. Gate lines 136 arranged in a row are formed.

또한 게이트 전극(151) 상에는 소스 영역(133a) 및 드레인 영역(133b)을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀(181, 182)을 구비하는 층간 절연막(152)이 형성된다. 층간 절연막(152)상에는 제1 및 제2 콘택홀(181, 182)을 통하여 소스 영역(133a) 및 드레인 영역(133b)과 각각 전기적으로 연결되는 소스 전극(161) 및 드레인 전극(162)이 형성되어 있다. In addition, an interlayer insulating layer 152 having first and second contact holes 181 and 182 exposing the source region 133a and the drain region 133b is formed on the gate electrode 151. The source electrode 161 and the drain electrode 162 electrically connected to the source region 133a and the drain region 133b are formed on the interlayer insulating layer 152 through the first and second contact holes 181 and 182, respectively. It is.

드레인 전극(162)을 노출시키는 제3 콘택홀(183)을 구비하는 보호막(171)과, 보호막(171) 상에 형성되고 제3 콘택홀(183)을 통하여 드레인 전극(162)과 전기적으로 연결된 화소 전극(172)이 형성되어 있다.A passivation layer 171 having a third contact hole 183 exposing the drain electrode 162, and formed on the passivation layer 171 and electrically connected to the drain electrode 162 through the third contact hole 183. The pixel electrode 172 is formed.

여기서 반도체층(130) 제조시 사용되는 순차적 측면 고상화 방식의 특징은 반대 방향에서 성장해오는 결정이 만나서 다수의 돌기열(137)을 형성하는데, 이러한 돌기열(137)은 전류의 흐름을 방해하여 표시 장치의 화질 불량을 유발하거나 특성 불량을 유발한다. 이러한 돌기열(137)에 적은 영향을 받기 위하여 순차적 측면 고상화 방식에서 결정화를 형성하는 마스크를 기울이는 방법이 있다. 하지만 이는 설비적 어려움을 가지고 있다. 또한 결정 성장시 결정과 결정이 오버랩되는 부분이 일정하게 지속되어야 하는데 이러한 오버랩 부분이 어긋날 경우 박막 트랜지스터의 특성에 변동을 가져오게 된다. 이를 보완하기 위하여 채널 영역(131)을 일정각도 기울여 패터닝하게 된다. 이러한 패터닝은 순차적 측면 고상화 방식에서 형성된 돌 기열(137)에 의한 화질 불량 및 특성 불량을 줄이게 된다. 또한 순차적 고상화 방식에서 사용되는 마스크를 기울여 사용시 설비적 어려움을 극복하며 오버랩되어 부분이 일정하게 지속되어 채널영역(131)의 우수성이 향상될 수 있다. 또한 저농도 도핑 드레인 영역(132a, 132b)의 각각 실질적으로 동일한 개수의 돌기열(137)이 형성되어 채널 영역(131)의 우수성이 향상된다. 이때 게이트 전극(151) 형성시 채널 영역(131)형성을 위한 패터닝과 사실상 동일한 방법으로 일정 각도 기울여 패터닝해야 돌기열(137)의 영향을 적게 받으면서 채널의 우수성이 향상된다. Here, the characteristic of the sequential lateral solidification method used in manufacturing the semiconductor layer 130 is that the crystals growing in the opposite direction meet to form a plurality of protrusions 137, which prevents the flow of current. It may cause a poor quality of the display device or a bad characteristic. There is a method of tilting a mask to form crystallization in the sequential side-solidification method in order to be less affected by the protrusions 137. However, this has some equipment difficulties. In addition, when the crystal grows, the portion where the crystal overlaps with the crystal must be kept constant. If the overlap portion is misaligned, the characteristics of the thin film transistor are changed. To compensate for this, the channel region 131 is tilted at a predetermined angle to be patterned. Such patterning reduces image quality defects and characteristic defects caused by the protrusions 137 formed in the sequential side solidification method. In addition, the tilting of the mask used in the sequential solidification method overcomes the difficulties in using the equipment and overlaps the parts so that the parts are constantly maintained, thereby improving the superiority of the channel region 131. In addition, substantially the same number of protrusions 137 of the lightly doped drain regions 132a and 132b are formed to improve the superiority of the channel region 131. In this case, when the gate electrode 151 is formed, the pattern of the channel region 131 is patterned at an angle in substantially the same manner as the patterning for forming the channel region 131, thereby reducing the influence of the protrusion 137 and improving the channel superiority.

이상, 본 발명의 실시예들은 각 반도체층내 채널영역(131)에 일정 각도를 기울여 형성하는 것에 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시 될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌것으로 이해해야만 한다.As described above, the embodiments of the present invention have been described to be formed at an angle to the channel region 131 in each semiconductor layer. However, the present invention is not limited thereto and may be manufactured in various forms. Those skilled in the art will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판에 의하면, 실리콘 결정 성장에 의해 형성되는 경계부분이 얼룩으로 인지되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이러한 방법으로 형성된 다결정 실리콘막을 이용하여, 전계효과 이동도가 높으며 균일한 특성을 가지는 박막 트랜지스터를 만들 수 있다.As described above, according to the thin film transistor and the thin film transistor array panel including the same, it is possible to prevent the boundary portion formed by silicon crystal growth from being recognized as unevenness. Therefore, by using the polycrystalline silicon film formed by this method, a thin film transistor having high field effect mobility and uniform characteristics can be made.

또한, 본 발명에 의해 형성된 다결정 실리콘막을 이용하여 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 기판을 제조할 경우 CMOS와 같은 소자를 포함하는 구동 회로를 박막 트랜지스터 기판 상에 함께 형성할 수 있으므로, 제조 비용 및 공정을 감소시킬 수 있다.In addition, when fabricating a thin film transistor substrate of a liquid crystal display using the polycrystalline silicon film formed by the present invention, a driving circuit including a device such as CMOS can be formed together on the thin film transistor substrate, thereby reducing manufacturing costs and processes. You can.

Claims (12)

절연기판 위에 결정화 되어 제1 방향으로 연장된 다수의 돌기열을 구비하고, 소스 영역, 드레인 영역 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대하여 제1 각도로 기울어져 형성된 채널 영역을 포함하는 반도체층;A semiconductor comprising a plurality of protrusions crystallized on an insulating substrate and extending in a first direction, and including a source region, a drain region, and a channel region inclined at a first angle with respect to a second direction perpendicular to the first direction. layer; 상기 반도체층 상에 상기 제1 방향에 대하여 제2 각도로 기울어져 형성된 게이트 전극을 구비하고 상기 제2 방향으로 배열된 게이트선; 및A gate line on the semiconductor layer, the gate line having a gate electrode inclined at a second angle with respect to the first direction and arranged in the second direction; And 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역과 각각 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터.And a source electrode and a drain electrode connected to the source region and the drain region, respectively. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 반도체층은 다결정 실리콘 층으로 이루어지며 상기 돌기열은 상기 다결정 실리콘 층의 결정립 경계에 위치하는 박막 트랜지스터.And the semiconductor layer is formed of a polycrystalline silicon layer, and the protrusions are positioned at grain boundaries of the polycrystalline silicon layer. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 각도는 0˚초과 20˚이하의 범위를 가지는 박막 트랜지스터.The first angle is a thin film transistor having a range of more than 0 ° and less than 20 °. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 반도체층은 상기 채널 영역 내에서 상기 게이트 전극과 정렬되어 형성된 저농도 도핑 드레인 영역을 포함하는 박막 트랜지스터.The semiconductor layer may include a lightly doped drain region formed in alignment with the gate electrode in the channel region. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 저농도 도핑 드레인 영역은 상기 게이트 전극의 양쪽에 형성되고, 상기 한 쌍의 저농도 도핑 드레인 영역에는 각각 실질적으로 동일한 개수의 상기 돌기열이 형성된 박막 트랜지스터.And the lightly doped drain regions are formed on both sides of the gate electrode, and the pair of lightly doped drain regions are formed with substantially the same number of protrusions. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제2 각도는 0˚초과 20˚이하의 범위를 가지는 박막 트랜지스터.The second angle is a thin film transistor having a range of more than 0 ° and less than 20 °. 절연기판;Insulating substrate; 상기 절연기판 위에 결정화되어 제1 방향으로 다수의 돌기열을 구비하고, 소스 영역, 드레인 영역 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향과 제1 각도로 기울어져 형성된 채널 영역을 포함하는 반도체층;A semiconductor layer crystallized on the insulating substrate, the semiconductor layer having a plurality of protrusion rows in a first direction, and including a source region and a drain region inclined at a first angle and a second direction perpendicular to the first direction; 상기 반도체층 상에 형성되는 게이트 절연막;A gate insulating film formed on the semiconductor layer; 상기 게이트 절연막 상에 상기 제1 방향에 대하여 제2 각도로 기울어져 형성된 게이트 전극을 구비하고, 상기 제2 방향으로 배열된 게이트선;A gate line on the gate insulating layer, the gate electrode being inclined at a second angle with respect to the first direction and arranged in the second direction; 상기 게이트 전극 상에 형성되고 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀을 구비하는 층간 절연막;An interlayer insulating layer formed on the gate electrode and having first and second contact holes exposing the source region and the drain region; 상기 층간 절연막 상에 형성되고 상기 제1 및 제2 콘택홀을 통하여 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역과 각각 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 드레인 전 극;A source electrode and a drain electrode formed on the interlayer insulating layer and electrically connected to the source region and the drain region through the first and second contact holes, respectively; 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 상에 형성되고 상기 드레인 전극을 노출시키는 제3 콘택홀을 구비하는 보호막; 및A passivation layer formed on the source electrode and the drain electrode and having a third contact hole exposing the drain electrode; And 상기 보호막 상에 형성되고 상기 제3 콘택홀을 통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.And a pixel electrode formed on the passivation layer and electrically connected to the drain electrode through the third contact hole. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반도체층은 다결정 실리콘 층으로 이루어지며 상기 돌기열은 상기 다결정 실리콘 층의 결정립 경계에 위치하는 박막 트랜지스터 표시판.The semiconductor layer may include a polycrystalline silicon layer, and the projection lines may be disposed at grain boundaries of the polycrystalline silicon layer. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 각도는 0˚초과 20˚이하의 범위를 가지는 박막 트랜지스터 표시판.The first angle has a thin film transistor array panel having a range of more than 0 ° and less than 20 °. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반도체층은 상기 채널 영역 내에서 상기 게이트 전극과 정렬되어 형성된 저농도 도핑 드레인 영역을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.The semiconductor layer may include a lightly doped drain region formed in alignment with the gate electrode in the channel region. 제10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 저농도 도핑 드레인 영역은 상기 게이트 전극의 양쪽에 형성되고, 상기 한쌍의 저농도 도핑 드레인 영역에는 각각 실질적으로 동일한 개수의 상기 돌기열을 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.The low concentration doped drain regions are formed on both sides of the gate electrode, and the pair of low concentration doped drain regions each include a substantially same number of the projection lines. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 각도는 0˚초과 20˚이하의 범위를 가지는 박막 트랜지스터 표시판.The second angle has a range of greater than 0 ° and less than 20 °.
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