KR940008013B1 - Manufacturing method of silicon thin film - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 종래 박막형 트랜지스터의 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional thin film transistor.
제 2 도는 본 발명의 실리콘 박막 제조공정을 나타낸 단면도로서2 is a cross-sectional view showing a silicon thin film manufacturing process of the present invention.
제 3 도의 a,b는 본 발명에 따른 실리콘박막을 이용한 트랜지스터의 구조도.3 is a structural diagram of a transistor using a silicon thin film according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 게이트 11 : 게이트 산화물10
12 : 채널부 13 : 절연체12
14 : 실리콘기판 20 : 산화막14
30 : 비정질 실리콘 31 : 실리콘섬30: amorphous silicon 31: silicon island
본 발명은 실리콘 박막 제조방법에 관한 것으로, 특히 박막형 트랜지스터에 적당하도록 한 실리콘 박막의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a silicon thin film, and more particularly to a method for producing a silicon thin film suitable for a thin film transistor.
종래의 실리콘박막 제조방법은 제 1 도에 도시한 바와 같이 절연체(13) 위에 Si2H4가스를 소오스로 하여 LPCVD방법에 의해 실리콘 박막(12)을 80-500Å의 두께로 증착시키고 600-800℃의 온도로 장시간 열처리함으로써 실리콘의 결정립 크기를 크게 한다.In the conventional silicon thin film manufacturing method, as shown in FIG. 1, Si 2 H 4 gas is used as the source on the
이와 같이 실리콘의 결정립을 크게 하고 게이트 절연막(11)을 형성한 다음 게이트 전극(10)과 소오스 및 드레인 영역을 형성하여 트랜지스터를 만들었다.As described above, the silicon grains were enlarged, the
따라서 종래 실리콘 박막 제조방법은 채널부의 결정립수를 최대한 줄이므로써 결정임계에 의한 특성저하를 감소시키도록 하였다.Therefore, the conventional silicon thin film manufacturing method is to reduce the decrease in characteristics due to the crystal threshold by reducing the number of grains in the channel portion as much as possible.
그러나 채널부의 결정립수를 감소시켰으나 채널부의 결정임계가 존재하게 되므로 트랜지스터의 누설전류가 많이 흐르게 되고 안정동작에 문제가 있는 단점이 있었다.However, the number of crystal grains in the channel portion is reduced, but the crystal threshold of the channel portion is present, so that a large amount of leakage current flows in the transistor and there is a problem in the stable operation.
본 발명은 상기한 단점을 개선하기 위한 것으로 채널영역에 결정임계가 존재하지 않는 단결정 실리콘을 형성하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described disadvantages, and an object of the present invention is to provide a method for forming single crystal silicon having no crystal threshold in a channel region.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열산화막 위에 실리콘 섬 형태로 제 1 비정질 실리콘을 얇게 증착시키고 1차 열처리하여 각각 다른 결정학적 면을 갖는 단결정 실리콘 섬을 형성시킨 공정과, 상기 단결정 실리콘 섬이 형성된 전면에 제 2 비정질 실리콘을 증착시키고 2차 열처리하여 상기 단결정 실리콘 섬 사이에 다른 결정학적 면을 갖는 실리콘 형성하는 공정과, 상기 실리콘을 식각하여 부분적으로 남기는 공정과, 전면에 제 3 비정질 실리콘을 증착하고 3차 열처리하여 재 결정시키는 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 실리콘 박막 제조방법으로 이루어진 것이다.The present invention for achieving the above object is a process of thinly depositing first amorphous silicon in the form of silicon islands on the thermal oxide film and the first heat treatment to form a single crystal silicon island having a different crystallographic plane, and the single crystal silicon island Depositing a second amorphous silicon on the formed front surface and performing a second heat treatment to form silicon having a different crystallographic surface between the single crystal silicon islands, etching the silicon partially to leave the third amorphous silicon on the front surface It is made of a silicon thin film manufacturing method comprising the step of depositing and recrystallization by the third heat treatment.
이와 같은 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 2 도는 본 발명의 실리콘 박막 공정 단면도로서, 먼저 열산화막 표면과 CVD산화막 표면을 비교해 보면, CVD산화막 표면에 비해 열산화막 표면이 본질적으로 치밀한 구조를 갖고 있으므로 평탄하여 CVD산화막 보다 증착속도가 느리다.When described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention as follows. 2 is a cross-sectional view of the silicon thin film process of the present invention. First, when the surface of the thermal oxide film is compared with the surface of the CVD oxide film, the surface of the thermal oxide film is inherently more dense than the surface of the CVD oxide film, and thus is flat and slower than the CVD oxide film.
그러므로 CVD산화막 보다 열산화막 위에서 실리콘을 증착하면 박막을 얻을 수 있다.Therefore, a thin film can be obtained by depositing silicon on a thermal oxide film rather than a CVD oxide film.
따라서 제 2 도 a와 같이 열산화막(20) 위에 500-580℃의 온도에 Si2H4가스를 소오스로 하여 LPCVD방법으로 약 50-100Å정도의 비정질 실리콘(30)을 증착 시킨다.Thus also the second depositing a
이때 비정질 실리콘(30)이 얇게 증착되므로 실리콘 섬 모양으로 증착된다.At this time, since the
그리고, 비정질 실리콘(30)은 600-750℃의 온도에서 열처리하여 제 4 도의 b에 도시한 바와 같이 각각 다른 결정학적 면을 갖는 단결정 실리콘 섬(31)을 형성시킨다.The
여기서, 각각의 단결정 실리콘 섬(31)은 체적이 매우 작고 단결화가 용이하며 600℃에서 12시간 이상 충분히 열처리하면 모두 단결정이 된다.Here, each of the single
제 2 도 c와 같이 상기 단결정실리콘 섬(31) 위에 500-580℃의 온도에서 다시 Si2H4가스를 소오스로 하여 LPCVD방법으로 약 150-250Å의 두께를 갖도록 비정질 실리콘을 재 증착시켜 600-750℃의 온도로 재 결정화시키면 실리콘섬과 실리콘섬 사이의 열산화막 위에 다른 결정학적 면을 갖는 실리콘이 형성된다.As shown in FIG. 2C, amorphous silicon is re-deposited to have a thickness of about 150-250 Pa by LPCVD using Si 2 H 4 gas as a source again at a temperature of 500-580 ° C. on the single
이때 형성된 실리콘 박막은 몇개의 결정학적면을 갖는 실리콘 결정으로 구성되며 실리콘박막을 결정학적 식각을 하면 결정방향에 따라 식각속도가 다르므로 결국 제일 안정된 면을 갖는 결정방향의 실리콘 섬만 남게 된다.In this case, the formed silicon thin film is composed of silicon crystals having several crystallographic planes. When the silicon thin film is crystallographically etched, the etching rate varies depending on the crystallization direction, and thus only the silicon islands in the crystallographic direction having the most stable plane remain.
따라서 제 2 도 d와 같이 실리콘을 식각하면, 제일 안정된 면을 갖는 〈111〉방향의 실리콘 섬만 선택적으로 남는다.Therefore, as shown in FIG. 2, when silicon is etched, only silicon islands in the < 111 > direction having the most stable surface remain selectively.
이때 결정학적 면지수(111)면을 갖는 실리콘 섬(32)에 비정질 실리콘(21)을 500-580℃의 온도에 다시 증착하여 600-750℃의 온도에 재결정시키면 제 2 도 e와 같이 단결정 실리콘 박막을 얻을 수 있다.At this time, when the
따라서 제 3 도는 본 발명의 실리콘 박막을 이용한 트랜지스터 구조도로서 본 발명에 의해 형성된 실리콘 박막위에 게이트 절연막과 게이트 전극(10)을 형성하고 소오스 및 드레인 이온주입하여 트랜지스터를 형성하면 채널부에 결정임계가 존재하지 않으므로서 누설전류가 감소하고 안정된 동작을 우수한 특성의 박막형 트랜지스터를 얻을 수 있는 효과가 있다.3 is a transistor structure diagram using the silicon thin film of the present invention, when the gate insulating film and the
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KR1019910000481A KR940008013B1 (en) | 1991-01-15 | 1991-01-15 | Manufacturing method of silicon thin film |
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KR1019910000481A KR940008013B1 (en) | 1991-01-15 | 1991-01-15 | Manufacturing method of silicon thin film |
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KR920015432A KR920015432A (en) | 1992-08-26 |
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