KR0154817B1 - 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법 - Google Patents
액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법Info
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 낮은 오프 전류(Ioff)를 유지하면서, 높은 전계 효과 이동도를 갖도록 하여 온전류(Ion)를 높일 수 있도록 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
게이트 절연막 위에 채널층인 미세 결정질 실리콘막이 형성되어 있으며, 상기 미세 결정질 실리콘막 위에 비정질 실리콘막이 형성되어 있으며, 상기 비정질 실리콘막 위에 중아부가 식각된 형태로 외인성 반도체막이 형성되어 있고, 상기 외인성 반도체 막 위에 중앙부가 식각된 형태로 형성되어 있는 도전 물질로 형성되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
제1도는 종래의 비정질 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이고,
제2도는 종래의 미세 결정질을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이고,
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이고,
제4도는 (a)-(f)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히 말하자면 낮은 오프 전류(Ioff)를 유지하면서, 높은 전계효과 이동도(field effect mobility)를 갖도록 하여 온 전류(Ion)를 높일 수 있도록 한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는,
박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있는 다수의 화소 단위가 행렬의 형태로 형성되어 있으며, 게이트 라인 및 데이터 라인이 각각 화소 행과 화소 열을 따라 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판,
공통 전극이 형성되어 있는 컬러 필터 기판,
그리고 그 사이에 봉입되어 있는 액정 물질을 포함하고 있다.
이때, 상기 박막 트랜지스터 기판의 게이트 전극은 상기 게이트 라인을 통해 게이트 구동 드라이브로부터 게이트 구동 신호를 전달받아 반도체층에 채널을 형성시키고, 이에 따라 데이터 구동 드라이브로부터의 데이터 신호가 상기 데이터 라인을 통해 소스 전극에 전달되고, 반도체층과 드레인 전극을 거쳐 화소 전극에 전달된다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 설명한다.
제1도는 종래의 비정질 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 비정질 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터는,
기판(10),
상기 기판(10)위에 도전 물질로 형성되어 있는 게이트 전극(12),
상기 게이트 전극(12)위에 형성되어 있는 게이트 절연막(14),
상기 게이트 절연막(14)위에 형서되어 있는 채널층인 비정질 실리콘막(16),
상기 비정질 실리콘막(16) 위에 중앙부가 식각된 형태로 형성되어 있는 외인성 반도체막(16-1),
상기 외인성 반도체막(16-1) 위에 중앙부가 식각된 형태로 형성되어 있는 도전 물질로 형성되어 있는 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)을 포함하고 있다.
이러한 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터는 반도체층으로 비정질 실리콘을 사용하기 때문에 캐리어(carrier)의 전계 효과 이동도가 낮은 특성이 있다.
따라서, 온 전류가 낮아진다. 왜냐하면, 온 전류의 크기는 전계 효과 이동도에 비례하기 때문이다.
제2도는 종래의 미세 결정질 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
제2도에 도시한 바와 같이, 종래의 미세 결정질 실리콘을 이용한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터는,
기판(10),
상기 기판(10위에 도전 물질로 형성되어 있는 게이트 전극(12),
상기 게이트 전극(12) 위에 형성되어 있는 게이트 절연막(14),
상기 게이트 절연막(14) 위에 형성되어 있는 미세 결정질 실리콘막(26),
상기 미세 결정질 실리콘 막(26) 위에 중앙부가 식각된 형태로 형성되어 있는 외인성 반도체막(16-1),
상기 외인성 반도체막(16-1) 위에 중앙부가 식각된 형태로 형성되어 있는 도전 물질로 형성되어 있는 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)을 포함하고 있다.
이러한 종래의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터는 반도체층으로 미세 결정질 실리콘을 사용하기 때문에 캐리어(carrier)의 전계 효과 이동도가 커지게 된다.
따라서, 오프 전류가 커진다. 왜냐하면, 오프 전류의 크기는 전계 효과 이동도에 비례하기 때문이다.
그러므로 본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 낮은 오프 전류(Ioff)를 유지하면서, 높은 전계 효과 이동도를 갖도록 하여 온 전류(Ion)를 높일 수 있도록 한 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터는,
기판,
상기 기판 위에 도전 물질로 형성되어 있는 게이트 전극,
상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 게이트 절연막,
상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 채널층인 미세 결정질 실리콘막,
상기 미세 결정질 실리콘막 위에 형성되어 있는 비정질 실리콘막,
상기 비정질 실리콘막과 접하고 있으며 서로 분리되어 있으며 도전 물질로 형성되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법은,
기판 위에 도전 물질로 게이트 전극을 형성하는 제 1공정,
상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 제2공정,
상기 게이트 절연막 위에 미세 결정질 실리콘막 및 비정질 실리콘막을 연속하여 적층하고 식각하여 채널층을 형성하는 제3공정,
상기 비정질 실리콘막 위에 외인성 반도체막을 적층하고 식각하는 제4공정,
도전 물질을 적층하고 상기 외인성 반도체막과 함께 식각하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 제6공정을 포함하고 있다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도이고,
제4도의 (a)-(f)는 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치용 박막트랜지스터의 제조 공정 순서를 나타낸 단면도이다.
먼저, 제4도의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(10) 위에 도전 물질인 알루미늄으로 게이트 전극(12)을 형성한다.
다음, 제4도의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 전극(12) 위에 SiNx로 게이트 절연막(14)을 형성한다.
다음, 제4도의 (c)에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 절연막(14) 위에 채널층인 미세 결정질 실리콘막(μC-Si:H)(36), 비정질 실리콘막(46)을 형성한다.
이때 상기 미세 결정립 실리콘막(36)의 형성은 수소 희석법에 의해 형성된다. 도포 방법은 RF 화학 기상 증착(RF-PECVD)법을 이용한다.
또한, 도포 조건은 RF파워는 300W 이상으로 하고, 사용 가스는 SiH4:H2를 15sccm:1000sccm으로 하고 온도는 250℃ 내지 350℃, 바람직하게는 250℃로 하고, 압력은 80Pa 내지 150Pa, 바람직하게는 110Pa로 한다.
그리고 상기 미세 결정립 실리콘막의 도포 두계는 300Å 내지 700Å, 특히, 500Å으로 하고, 상기 비정질 실리콘막(46)의 도포 두께는 700Å 내지 2000Å, 특히 1500Å으로 한다.
다음, 상기 비정질 실리콘막(46)과 상기 미세 결정질 실리콘막(36)을 식각한다.
다음, 제4도의 (d)에 도시한 바와 같이, 상기 비정질 실리콘막(46) 위에 외인성 반도체막(47)을 형성한다.
다음, 제4도의 (f)에 도시한 바와 같이 상기 외인성 반도체막(47) 위에 도전 물질을 적층하고, 상기 외인성 반도체막(47)과 함께 식각하여 소스 전극(17) 및 드레인 전극(18)을 형성한다.
그러므로 본 발명은 낮은 오프 전류(Ioff)를 유지하면서, 온 전류(Ion)를 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.
Claims (17)
- 기판, 상기 기판 위에 도전 물질로 형성되어 있는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성되어 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성되어 있는 채널층인 미세 결정질 실리콘막, 상기 미세 결정질 실리콘막 위에 형성되어 있는 비정질 실리콘막, 상기 비정질 실리콘막과 접하고 있으며 서로 분리되어 있는 도전 물질로 형성되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 게이트 전극과 상기 게이트 절연막 사이에 형성되어 있는 양극 산화막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 비정질 실리콘막 위에 서로 분리되게 형성되어 있는 외인성 반도체막을 더 포하하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 게이트 전극은 알류미늄으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 크롬으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막의 두께는 300Å 내지 700Å인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 제1항에서, 상기 비정질 실리콘막의 도포 두께는 700Å 내지 2000Å인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터.
- 기판 위에 도전 물질로 게이트 전극을 형성하는 제1공정, 상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 제2공정, 상기 게이트 절연막 위에 미세 결정질 실리콘막 및 비정질 실리콘막을 연속하여 적층하고 식각하여 채널층을 형성하는 제3공정, 상기 비정질 실리콘막 위에 외인성 반도체막을 형성하는 제4공정, 상기 외인성 반도체막 위에 도전 물질을 적층하고 상기 외인성 반도체막과 함께 식각하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 제6공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제7항에서, 상기 제1공정과 상기 제2공정 사이에 상기 게이트 전극을 양극 산화 시켜 양극 산화막을 형성하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제7항에서, 상기 미세 결정립 설리콘막 형성시 수소 희석법을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제9항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 RF 화학 기상 증착법을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제10항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 RF파워를 300W 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제11항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 사용 가스를 SiH4:H2를 15sccm1000sccm으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제12항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 온도를 250℃ 내지 350℃로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제13항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 압력은 80Pa 내지 150Pa으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제7항에서, 상기 미세 결정립 실리콘막 형성시 두께를 300Å 내지 700Å 으로 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
- 제7항 또는 제15항에서, 상기 비정질 실리콘막 형성시 두께를 700Å 내지 2000Å으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터의 제조 방법.
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