KR20060074052A - Array substrate for liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구동소자 및 스위칭소자로 다결정실리콘 박막트랜지스터를 사용하는 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display device using a polysilicon thin film transistor as a driving element and a switching element, and a manufacturing method thereof.
본 발명은 다결정실리콘 박막트랜지스터의 소스 및 드레인전극 형성 시 콘택홀 크기의 증가로 인한 개구율 감소 문제와, 게이트전극과 소스 및 드레인전극 사이의 거리 축소에 의한 기생용량(parasitic capacitance)의 증가 문제를 해결한 액정표시장치용 어레이기판과 그 제조방법을 제공한다.
The present invention solves the problem of decreasing the aperture ratio due to the increase of the contact hole size when forming the source and drain electrodes of the polysilicon thin film transistor and the increase of parasitic capacitance by reducing the distance between the gate electrode and the source and drain electrodes. An array substrate for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same are provided.
Description
도 1은 다결정박막트랜지스터가 구성된 액정표시장치의 개략적인 평면도.1 is a schematic plan view of a liquid crystal display device having a polycrystalline thin film transistor.
도 2a ~ 도 2f는 종래기술의 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한 공정 단면도.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polysilicon thin film transistor of the prior art.
도 3은 도 2f의 A를 확대 도시한 단면도.3 is an enlarged cross-sectional view of A of FIG. 2F;
도 4a ~ 도 4h는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한 공정 단면도.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polysilicon thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4g의 B를 확대 도시한 단면도. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of B of FIG. 4G; FIG.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다결정실리콘 박막트랜지스터를 구동소자와 스위칭소자로 구성한 어레이기판의 일부를 확대한 단면도.
6 is an enlarged cross-sectional view of a part of an array substrate including a driving device and a switching device of a polysilicon thin film transistor according to a second embodiment of the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
111 : 절연기판 113 : 버퍼층111: insulating substrate 113: buffer layer
115 : 다결정실리콘층 117 : 게이트절연막115: polysilicon layer 117: gate insulating film
119 : 게이트전극 121 : 층간절연막 119: gate electrode 121: interlayer insulating film
123 : 보호층 125 : 소스전극123: protective layer 125: source electrode
127 : 드레인전극 129 : 화소전극
127: drain electrode 129: pixel electrode
본 발명은 액정표시장치용 어레이기판에 관한 것으로, 특히 액정표시장치의 스위칭소자 또는 구동소자로 사용되는 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an array substrate for a liquid crystal display device, and more particularly to a method for manufacturing a polysilicon thin film transistor used as a switching element or driving element of a liquid crystal display device.
액정표시장치에 형성되는 박막트랜지스터는 액티브층으로 비정질실리콘이 주로 이용되나 전자 및 정공의 이동도가 낮아, 상보형(CMOS : Complemental Mental-Oxide Silicon)트랜지스터로의 구현이 가능한 다결정실리콘으로 대체되는 추세이다. Thin-film transistors formed in liquid crystal displays are mainly used for amorphous silicon as an active layer, but have a low mobility of electrons and holes, and are replaced by polycrystalline silicon that can be implemented as complementary (CMOS: Complemental Mental-Oxide Silicon) transistors. to be.
도 1은 다결정실리콘 박막트랜지스터를 스위칭소자 및 구동소자로 구성한 액정표시장치의 개략적인 평면도이다. 1 is a schematic plan view of a liquid crystal display device having a polysilicon thin film transistor composed of a switching element and a driving element.
도시한 바와 같이, 절연기판(3)은 크게 표시부(D1)와 비표시부(D2)로 정의될 수 있으며, 상기 표시부(D1)에는 다수의 화소(P)가 매트릭스 형태로 위치하고 각 화소 마다 스위칭소자(T) 및 이와 연결된 화소전극(21)이 구성된다. As illustrated, the
또한, 상기 화소(P)의 일 측을 따라 연장된 게이트배선(GL)과 이와는 수직하게 교차하는 데이터배선(DL)이 구성된다. In addition, the gate line GL extending along one side of the pixel P and the data line DL perpendicular to the gate line GL.
상기 비표시부(D2)에는 구동회로부(DP, GP)가 구성되는데, 구동회로부(DP, GP)는 기판(3)의 일측에 위치하며, 상기 게이트배선(GL)에 신호를 인가하는 게이트 구동회로부(GP)와 이와는 평행하지 않은 기판(3)의 타측에 위치하여 상기 데이터배선(DL)에 신호를 인가하는 데이터 구동회로부(DP)로 구성된다. The non-display part D2 includes driving circuit parts DP and GP, and the driving circuit parts DP and GP are located on one side of the
또한, 상기 게이트 및 데이터 구동회로부(GP, DP)는 외부신호 입력단(OL)과 연결되어 있다. In addition, the gate and data driving circuit units GP and DP are connected to an external signal input terminal OL.
상기 게이트 및 데이터 구동회로부(GP, DP)는 상기 외부신호 입력단(OL)을 통하여 입력된 외부신호를 내부에서 조절하여 각각 게이트 및 데이터배선(GL, DL)을 통해 화소부(P)로 디스플레이 컨트롤 신호 및 데이터신호를 공급하기 위한 수단이다. The gate and data driving circuit units GP and DP control an internal signal input through the external signal input terminal OL therein and control the display to the pixel unit P through the gate and data lines GL and DL, respectively. Means for supplying signals and data signals.
도 2a ~ 도 2g는 종래기술에 따른 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조공정을 도시한 공정단면도이다. 2A to 2G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a polysilicon thin film transistor according to the prior art.
종래기술에 따른 박막트랜지스터는 도 2a와 같이, 투명한 절연기판(3)을 준비하고 이 절연기판(3) 상에 버퍼층(5)을 형성한다.In the thin film transistor according to the related art, as shown in FIG. 2A, a transparent
다음으로 도 2b에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼층(5)이 형성된 기판(3) 상에 비정질실리콘(a-Si)을 증착하고 탈수소화 과정을 거친 후, 결정화 공정 및 마스크공정을 통해 아일랜드 형상의 액티브패턴(7)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2B, after depositing amorphous silicon (a-Si) on the
다음으로 도 2c에 도시한 바와 같이, 상기 액티브패턴(7)이 형성된 기판(3) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선 택된 하나와, 금속층(미도시)을 연속해서 증착하여 게이트절연막(9) 및 게이트전극(11)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2C, one selected from the group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ) on the
다음으로 도시하지는 않았지만, 상기 게이트전극(11)의 양측에 대응하는 상기 액티브패턴(7)에 불순물(n+ 또는 p+)이온을 도핑하여 오믹영역을 형성한다. Next, although not shown, an ohmic region is formed by doping impurity (n + or p +) ions into the
다음으로 도 2d에 도시한 바와 같이, 상기 액티브패턴(7)이 형성된 기판(3) 상에 산화실리콘(SiO2) 및 질화실리콘(SiNx)을 포함하는 무기절연물질 그룹중 하나를 증착하여 콘택홀(23a, 23b)을 포함하는 층간절연막(13)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2D, one of an inorganic insulating material group including silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (SiN x ) is deposited on the
다음은 도 2e에 도시한 바와 같이, 상기 콘택홀(23a, 23b)을 통해 노출된 불순물이 도핑된 액티브패턴(7)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(15, 17)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 2E, source and
다음으로 도 2f에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인전극(15, 17)이 형성된 기판(3) 상에 보호층(19)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2F, a
도 3은 도 2f의 A를 확대 도시한 단면도이다. 3 is an enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2F.
일반적으로 ICP(Inductively Coupled Plasma)장비의 경우 층간절연막(13)의 콘택홀을 형성 할 때, 하나의 식각공정만을 진행하여 식각하지만, ICP장비가 고가이므로 사용이 제한되는 단점이 있다. 때문에, 저렴한 RIE(Reactive Ion Etching)장비를 사용하여 층간절연막(13)에 콘택홀을 형성한다. In general, in the case of inductively coupled plasma (ICP) equipment, when forming the contact hole of the
그러나, RIE장비는 상기 콘택홀 형성부위의 층간절연막(13) 두께의 { 1 } over { 2 } 은 건식식각공정으로, 또 나머지 { 1 } over { 2 } 은 습식식각공정을 사용하여 각기 다른 두 가지 식각공정을 진행해야 한다.
However, RIE equipment uses two different dry etching processes, {1} over {2} of the thickness of the
이는 RIE장비에서 건식식각공정만으로는 시간이 너무 오래 걸리는 단점이 있으며 또한, 습식식각공정만으로 진행할 경우에는 형성되는 콘택홀의 크기가 커지게 되는 단점이 있어, 이 두가지의 식각공정을 같이 병행하여 사용한다. This is a disadvantage that takes too long time only by the dry etching process in the RIE equipment, and also has the disadvantage that the size of the contact hole is formed when the wet etching process only proceeds, these two etching processes are used in parallel.
상기 두가지의 식각공정으로 인해, 마스크 패턴과는 다른 크기로 식각되는 씨디바이어스(Critical Dimension Bias)가 발생하는데, 이에 의해 콘택홀의 면적(D)이 설계치 면적보다 더 넓게 형성된다.Due to the two etching processes, a critical dimension bias is etched to a size different from that of the mask pattern, whereby the area D of the contact hole is wider than the design value area.
상기 콘택홀의 면적(D)은 약 4㎛ㅧ 4㎛에서 크게는 약 8㎛ㅧ 8㎛까지 형성된다. The area D of the contact hole is formed from about 4 μm × 4 μm to about 8 μm × 8 μm.
따라서, 상기 콘택홀에 형성되는 소스 및 드레인전극(17) 역시 넓게 형성되어, 이로 인한 개구율의 감소문제를 가져온다. Therefore, the source and
또한, 상기 씨디바이어스에 의해 소스 및 드레인전극(17)과 게이트전극(11)과의 거리가 부분적으로 가까워짐에 따라 디스플레이의 화질을 저하시키는 기생용량(parasitic capacitance)이 커지는 문제점이 발생하게 된다.
In addition, as the distance between the source and
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명은 콘택홀의 크기를 작게 하여 개구율 감소 문제를 해결하는 것을 제1 목적으로 하고 또한, 기생용량의 증가를 최소화하는 것을 제2 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above-described problem, and the present invention has a first object to solve the problem of reducing the aperture ratio by reducing the size of the contact hole, and a second object to minimize the increase of the parasitic capacity. .
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 절연기판과; 상기 기판 상부에 형성된 액티브패턴과; 상기 액티브패턴 상부에 순차적으로 형성된 게이트절연막 및 게이트전극과; 상기 게이트전극을 덮고, 상기 액티브패턴 양단이 일부 노출되는 제1 콘택홀을 포함한 층간절연막과; 상기 층간절연막 상부에 형성되며, 상기 제1 콘택홀의 내부를 감싸며, 액티브패턴 양단의 일부를 재노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 보호층과; 상기 제2 콘택홀을 통해 노출된 액티브패턴과 접촉하는 소스 및 드레인전극을 포함하는 액정표시장치용 박막트랜지스터을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides an insulating substrate; An active pattern formed on the substrate; A gate insulating film and a gate electrode sequentially formed on the active pattern; An interlayer insulating layer covering the gate electrode and including a first contact hole partially exposed at both ends of the active pattern; A protective layer formed on the interlayer insulating layer and surrounding the inside of the first contact hole and including a second contact hole to re-expose portions of both ends of the active pattern; A thin film transistor for a liquid crystal display device includes a source and a drain electrode contacting an active pattern exposed through the second contact hole.
절연기판과; 상기 기판 상부에 형성된 액티브패턴과; 상기 액티브패턴 상부에 순차적으로 형성된 게이트절연막 및 게이트전극과; 상기 게이트전극을 덮고 상기 액티브패턴 양단이 일부 노출되는 제1 콘택홀을 포함한 층간절연막과; 상기 층간절연막 상부에 형성되며, 상기 제1 콘택홀의 내부를 감싸며, 액티브패턴 양단의 일부를 재노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 보호층과; 상기 제2 콘택홀을 통해 노출된 액티브패턴과 접촉하는 소스 및 드레인전극과; 상기 드레인전극과 접촉하는 화소전극을 포함하는 액정표시장치용 어레이기판을 제공한다. An insulating substrate; An active pattern formed on the substrate; A gate insulating film and a gate electrode sequentially formed on the active pattern; An interlayer insulating layer covering the gate electrode and including a first contact hole partially exposed at both ends of the active pattern; A protective layer formed on the interlayer insulating layer and surrounding the inside of the first contact hole and including a second contact hole to re-expose portions of both ends of the active pattern; Source and drain electrodes in contact with the active pattern exposed through the second contact hole; An array substrate for a liquid crystal display device including a pixel electrode in contact with the drain electrode is provided.
스위칭영역을 포함하는 화소영역과, 구동영역이 정의된 기판과; 상기 기판의 스위칭영역에 형성된 제1액티브패턴과, 상기 구동영역에 형성된 제2 및 제3 액티브패턴과; 상기 각 액티브패턴 상부에 형성된 게이트절연막과; 상기 게이트절연막 상부에 형성된 각각의 게이트전극과; 상기 각 게이트전극 상부에 형성되며, 상기 각 액티브패턴 양단이 일부 노출되는 제1 콘택홀을 포함하는 층간절연막과; 상기 층간 절연막 상부에 형성되며, 상기 제1 콘택홀의 내부를 감싸며, 각 액티브패턴 양단을 일부 재노출하는 각각의 제2 콘택홀을 포함한 보호층과; 상기 제2 콘택홀을 통해 노출된 각 액티브패턴과 접촉하는 각 소스 및 드레인전극과; 상기 스위칭영역의 드레인전극과 접촉하는 화소전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로일체형 액정표시장치용 어레이기판을 제공한다. A pixel region including a switching region and a substrate in which a driving region is defined; First active patterns formed in the switching region of the substrate, second and third active patterns formed in the driving region; A gate insulating layer formed on each of the active patterns; Respective gate electrodes formed on the gate insulating film; An interlayer insulating layer formed on the gate electrodes and including first contact holes partially exposed at both ends of the active patterns; A protective layer formed on the interlayer insulating layer, surrounding the inside of the first contact hole, and including a second contact hole to partially re-expose both ends of the active pattern; Source and drain electrodes in contact with each active pattern exposed through the second contact hole; An array substrate for driving integrated circuit liquid crystal display devices includes a pixel electrode in contact with a drain electrode of the switching region.
상기 기판과 상기 게이트전극 사이에 버퍼층을 포함하는 하며, 상기 보호층과 층간절연막은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 중 동일한 물질로 각각 형성가능하며 또는, 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 중 서로 다른 물질로 각각 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.A buffer layer is formed between the substrate and the gate electrode, and the protective layer and the interlayer insulating layer may be formed of the same material of silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ), respectively, or silicon nitride (SiN x ). Alternatively, silicon oxide (SiO 2 ) may be formed of different materials, respectively.
또한, 상기 제1 및 제2 액티브패턴은 제1 액티브영역(채널영역)과 제2 액티브영역(오믹영역) 및 LDD영역으로 구분 되며, 상기 제2 액티브영역(오믹영역)에는 n+이온이 도핑되어 있으며, LDD영역에는 n-이온이 도핑되어 있으며, 제1 액티브영역(채널영역)에는 불순물이 도핑되어 있지 않은 것을 특징으로 하며, 상기 제3 액티브패턴은 제1 액티브영역(채널영역)과 제2 액티브영역(오믹영역)으로 형성되며, 상기 제1 액티브영역(채널영역)에는 도핑되어 있지 않으며, 제2 액티브영역(오믹영역)에는 p+이온이 도핑되어 있는 것을 특징으로 한다.The first and second active patterns are divided into a first active region (channel region), a second active region (omic region), and an LDD region, and n + ions are doped in the second active region (omic region). N-ion is doped in the LDD region, and impurities are not doped in the first active region (channel region), and the third active pattern includes a first active region (channel region) and a second region. It is formed as an active region (ohmic region), and is not doped in the first active region (channel region), and the p + ion is doped in the second active region (ohmic region).
또한, 상기 게이트전극은 상기 액티브패턴의 제1 액티브영역(채널영역)에 대응되는 영역에 위치하는 것을 특징으로 한다.The gate electrode may be positioned in a region corresponding to the first active region (channel region) of the active pattern.
절연기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상부에 비정질실리콘층을 형성한 후 결정화하여 액티브패턴을 형성하는 단계와; 상기 액티브패턴의 상부에 게이트절연막 및 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 노출된 액티브패턴의 양단에 불순물을 도핑하여 오믹영역을 형성하는 단계와; 상기 불순물이 도핑된 액티브패턴 양단이 일부 노출되는 제1 콘택홀을 포함하는 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 상부에 형성되며, 상기 노출된 제1 콘택홀의 내부를 감싸며, 액티브패턴 양단 일부를 재노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제2 콘택홀을 통해 노출된 액티브패턴과 접촉하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 박막트랜지스터 제조방법을 제공한다.Preparing an insulating substrate; Forming an active pattern by forming an amorphous silicon layer on the substrate and crystallizing it; Forming a gate insulating film and a gate electrode on the active pattern; Forming an ohmic region by doping impurities at both ends of the exposed active pattern; Forming an interlayer insulating film including a first contact hole partially exposed at both ends of the doped active pattern; Forming a protective layer formed on the interlayer insulating layer, surrounding the exposed first contact hole and including a second contact hole re-exposing a part of both ends of the active pattern; And forming a source and a drain electrode contacting the active pattern exposed through the second contact hole.
절연기판을 준비하는 단계와; 상기 기판의 상부에 비정질실리콘층을 형성한 후 결정화하여 액티브패턴을 형성하는 단계와; 상기 액티브패턴의 상부에 게이트절연막 및 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 노출된 액티브패턴의 양단에 불순물을 도핑하여 오믹영역을 형성하는 단계와; 상기 불순물이 도핑된 액티브패턴 양단이 일부 노출되는 제1 콘택홀을 포함하는 층간절연막을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 상부에 형성되며, 상기 노출된 제1 콘택홀의 내부를 감싸며, 액티브패턴 양단 일부를 재노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 제2 콘택홀을 통해 노출된 액티브패턴과 접촉하는 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계Preparing an insulating substrate; Forming an active pattern by forming an amorphous silicon layer on the substrate and crystallizing it; Forming a gate insulating film and a gate electrode on the active pattern; Forming an ohmic region by doping impurities at both ends of the exposed active pattern; Forming an interlayer insulating film including a first contact hole partially exposed at both ends of the doped active pattern; Forming a protective layer formed on the interlayer insulating layer, surrounding the exposed first contact hole and including a second contact hole re-exposing a part of both ends of the active pattern; Forming source and drain electrodes in contact with the active pattern exposed through the second contact hole; Forming a pixel electrode in contact with the drain electrode
을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 어레이기판 제조방법을 제공한다.It provides an array substrate manufacturing method for a liquid crystal display device comprising a.
기판을 스위칭영역을 포함하는 화소영역과, 구동영역으로 정의하는 단계와; 상기 기판의 스위칭영역과 구동영역에 액티브패턴을 형성하는 단계와; 상기 각각의 액티브패턴 상부에 게이트절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트절연막 상부에 각각의 게이트전극을 형성하는 단계와; 상기 액티브패턴 상부에 n-, n+, p+불순물이온을 도핑하는 단계와; 상기 각각의 불순물이 도핑된 액티브패턴 상부에 형성되는 층간절연막과, 상기 층간절연막을 식각하여 각각의 액티브패턴 양단을 노출하는 제1 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 층간절연막 상부에 형성되며, 상기 노출된 각각의 제1 콘택홀의 층간절연막 측면을 감싸며, 각 액티브패턴 양단을 일부 재노출하는 각각의 제2 콘택홀을 포함하는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 노출된 각각의 제2 콘택홀을 통해 각 액티브패턴과 접촉하는 각각의 소스 및 드레인전극을 형성하는 단계와; 상기 스위칭영역의 드레인전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동회로일체형 액정표시장치용 어레이기판 제조방법을 제공한다.Defining a substrate as a pixel region including a switching region and a driving region; Forming an active pattern in the switching region and the driving region of the substrate; Forming a gate insulating film on each of the active patterns; Forming respective gate electrodes on the gate insulating film; Doping n-, n + and p + impurity ions on the active pattern; Forming an interlayer insulating layer formed on the active pattern doped with each impurity and a first contact hole that exposes both ends of each active pattern by etching the interlayer insulating layer; Forming a protective layer on the interlayer insulating layer, surrounding the exposed sidewalls of each of the exposed first contact holes, and including a second contact hole to partially re-expose both ends of the active pattern; Forming respective source and drain electrodes in contact with each active pattern through the exposed second contact holes; And forming a pixel electrode in contact with a drain electrode of the switching region.
상기 기판의 전면에 질화실리콘 또는 산화실리콘을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 형성된 버퍼층을 포함하며, 상기 보호층과 층간절연막은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 중 동일한 물질로 각각 형성가능하며 또는, 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2) 중 서로 다른 물질로 각각 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.And a buffer layer formed on the front surface of the substrate as one selected from a group of inorganic insulating materials including silicon nitride or silicon oxide, wherein the protective layer and the interlayer insulating film are made of the same material of silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ). Each can be formed or can be formed of a different material of silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ), respectively.
또한, 상기 제1 및 제2 액티브패턴은 제1 액티브영역(채널영역)과 제2 액티브영역(오믹영역) 및 LDD영역으로 형성되며, 상기 제2 액티브영역(오믹영역)에는 n+이온을 도핑하며, LDD영역에는 n-이온을 도핑하며, 제1 액티브영역(채널영역)에는 도핑하지 않는 것을 특징으로 하며, 상기 제3 액티브패턴은 제1 액티브영역(채널영역)과 제2 액티브영역(오믹영역)으로 형성되며, 상기 제1 액티브영역(채널영역)에는 도핑하지 않으며, 제2 액티브영역(오믹영역)에는 p+이온을 도핑하는 것을 특징으로 한다.The first and second active patterns may be formed of a first active region (channel region), a second active region (omic region), and an LDD region, and doped n + ions in the second active region (omic region). And n-ion in the LDD region and not in the first active region (channel region), wherein the third active pattern includes a first active region (channel region) and a second active region (omic region). Is doped in the first active region (channel region) and doped with p + ions in the second active region (omic region).
또한, 상기 게이트전극은 상기 액티브패턴의 제1 액티브영역(채널영역)에 대응되는 영역에 형성하는 것을 특징으로 한다. The gate electrode may be formed in a region corresponding to the first active region (channel region) of the active pattern.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4a ~ 도 4h는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법을 도시한 공정단면도이다. 4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a polysilicon thin film transistor according to a first embodiment of the present invention.
도 4a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연기판(111)을 준비하고, 상기 절연기판(111) 상에 버퍼층(113)을 형성한다. As shown in FIG. 4A, a transparent insulating
상기 버퍼층(113)은 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 사용한다.The
다음으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 버퍼층(113)이 형성된 기판(111) 상에 비정질실리콘(a-Si)을 증착하고 탈수소화 과정을 거친 후 아일랜드 형상의 액티브패턴(115)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4B, amorphous silicon (a-Si) is deposited on the
다음으로 도 4c에 도시한 바와 같이, 게이트절연막(117) 및 게이트전극(119)을 형성하는데, 이 공정에서는 상기 액티브패턴(115)이 형성된 기판(111) 상에 질 화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하여 게이트절연막(117)을 형성하고, 게이트절연막(117)의 상부에 금속을 증착하고 패터닝하여 게이트전극(119)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, a
다음으로 도시하지는 않았지만, 상기 게이트전극(119)의 양측에 대응하는 상기 액티브패턴(115)에 불순물(n+ 또는 p+)이온을 도핑하여 오믹영역을 형성한다. Next, although not shown, an ohmic region is formed by doping impurity (n + or p +) ions into the
다음으로 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 게이트절연막(117) 및 게이트전극(119)이 형성된 기판(111) 상에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질을 증착하여 층간절연막(121)을 형성하고, 이를 패터닝하여 상기 게이트전극(119)의 양측에 대응하여 불순물이 도핑된 액티브패턴(115)을 노출하는 제1 콘택홀(131a, 131b)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4D, an inorganic insulating material such as silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ) is deposited on the
다음으로 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 제1 콘택홀이 형성된 층간절연막(121) 상부에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 증착하며 보호층(123)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4E, the
상기 층간절연막(121)과 보호층(123)은 동일한 무기절연물질 그룹중 하나로 형성할 수 있으며 또한, 서로 다른 무기절연물질로도 형성가능하다. The interlayer insulating
즉, 상기 층간절연막(121)과 보호층(123)을 같은 산화실리콘(SiO2)으로 형성할 수 있으며 또는, 질화실리콘(SiNx)으로 상기 층간절연막(121)과 보호층(123)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 층간절연막(121)을 산화실리콘(SiO2)으로 형성하고, 상 기 보호층(123)을 질화실리콘(SiNx)으로 형성할 수 있으며, 이와 반대로도 형성할 수 있다. That is, the
다음으로 도 4f에 도시한 바와 같이, 상기 보호층(123)을 패터닝하여, 상기 불순물이 도핑된 액티브패턴(115)을 재노출하는 제2 콘택홀(132a, 132b)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4F, the
이때, 상기 보호층(123)은 상기 제1 콘택홀(도 4d의 131a, 131b)의 내부를 감싸는 형태로 구성된다. 따라서, 종래의 제1 콘택홀의 면적에 비해 훨씬 작아진 제2 콘택홀을 형성할 수 있다. In this case, the
이때, 제2 콘택홀(132a, 132b)의 면적은 약 3㎛ㅧ 3㎛ 이하의 크기로 형성된다. At this time, the areas of the
다음은 도 4g에 도시한 바와 같이, 상기 크기가 작아진 제2 콘택홀(도 4f의 132a, 132b)을 포함한 보호층(123)이 형성된 기판(111) 상에 금속층을 증착한 후 패터닝하여, 상기 제2 콘택홀(도 4f의 132a, 132b)을 통해 노출된 불순물이 도핑된 액티브패턴(115)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(125, 127)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4G, a metal layer is deposited and patterned on the
다시 말하면, 상기 소스 및 드레인전극(125, 127)은 보호층(123)의 제2 콘택홀(132a, 132b)을 통해 노출된 액티브패턴(115)과 접촉되도록 형성되며, 상기 보호층(123)의 상부에 형성된다. In other words, the source and drain
다음은 도 4h에 도시한 바와 같이, 화소전극(129)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 4H, the
상기 화소전극(129)은 상기 드레인전극(127)과 접촉하며, 기판(111)의 전면 에 투과율이 뛰어난 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 구성된 투명 도전성 금속그룹 중 선택된 하나를 증착하여 형성한다. The
도 5는 도 4g의 B를 확대 도시한 단면도이다. 5 is an enlarged cross-sectional view of B of FIG. 4G.
도시한 바와 같이, 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)을 포함하는 무기절연물질 그룹중 선택된 하나로, 상기 제1 콘택홀(도 4d의 131a, 131b)의 내부를 감싸며, 상기 기판의 전면에 보호층(123)을 형성한다. As illustrated, one selected from the group of inorganic insulating materials including silicon nitride (SiN x ) or silicon oxide (SiO 2 ), surrounding the inside of the first contact hole (131a and 131b of FIG. 4D), and The
다음으로, 상기 보호층(123)의 E영역을 패터닝하여, 상기 액티브패턴(미도시)을 재노출 시키는 제2 콘택홀(도 4f의 132a, 132b)을 형성함으로써, 상기 콘택홀의 내부를 감싸는 보호층(123)에 의해 콘택홀의 면적이 줄어들게 된다. Next, by patterning the E region of the
상기 줄어든 콘택홀에 소스 및 드레인전극(127)을 형성하면, 도시한 바와 같이 소스 및 드레인전극(127)의 형성면적이 작아지게 되고, 소스 및 드레인전극의 전체적인 평면 역시 작아지게 된다. When the source and drain
또한, 상기 콘택홀의 면적이 작아지는 만큼 소스 및 드레인전극과 게이트전극 사이의 거리가 멀어지므로 이로 인해, 기생용량(parastic capacitance)을 줄일 수 있다. In addition, as the area of the contact hole decreases, the distance between the source and drain electrodes and the gate electrode is increased, thereby reducing the parasitic capacitance.
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 다결정실리콘 박막트랜지스터를 구동소자와 스위칭소자로 구성한 어레이기판의 일부를 확대한 단면도이다. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion of an array substrate including a driving device and a switching device of a polysilicon thin film transistor according to a second embodiment of the present invention.
기판(211)의 구동회로영역(A, B)과 스위칭영역(C)에는 각각 CMOS소자와 n형 박막트랜지스터가 위치하고, 화소영역(P)에는 상기 n형 박막트랜지스터와 접촉하는 화소전극(227)이 구성된다.CMOS elements and n-type thin film transistors are disposed in the driving circuit regions A and B and the switching region C of the
도시한 바와 같이, 절연기판(211) 상에 버퍼층(213)이 구성되고, 상기 버퍼층(213) 상부의 구동회로영역(A, B)과 스위칭영역(C)에는 각각의 제1 내지 제3 액티브패턴(215a, 215b, 215c)이 구성된다. As illustrated, a
상기 제1 내지 제3 액티브패턴(215a, 215b, 215c)은 액티브층을 패터닝 한 것이며, 각각은 제1 액티브영역(V1 : 채널영역)과 제2 액티브영역(V2 : 오믹영역)으로 정의될 수 있다. The first to third
상기 제1 내지 제3 액티브패턴(215a, 215b, 215c)이 구성된 기판(211)의 전면에는 게이트절연막(217)이 형성되고, 게이트절연막(217) 상부에는 상기 각 액티브패턴(215a, 215b, 215c)의 제1 액티브영역(V1 : 채널영역)에 대응하여 각각의 게이트전극(219)이 형성된다. A
상기 게이트전극(219)이 형성된 기판(211)의 전면에 층간절연막(221)이 형성되고, 상기 층간절연막(221)과 그 하부의 게이트절연막(217)이 식각되어 상기 각 액티브패턴(215a, 215b, 215c)의 각 제2 액티브영역(V2 : 오믹영역)을 노출하는 각각의 제1 콘택홀(미도시)이 형성된다. An interlayer insulating
상기 각각의 제1 콘택홀(미도시)을 포함한 층간절연막(221)의 상부에 보호층(223)이 형성된다. 상기 보호층(223)은 각각의 제1 콘택홀의 내부를 감싸는 형태로 형성된다. A
다음으로, 상기 보호층(223)을 식각하여, 상기 각 액티브패턴(215a, 215b, 215c)의 각 제2 액티브영역(V2 : 오믹영역)을 재노출하는 각각의 제2 콘택홀(미도 시)을 형성된다. Next, each of the second contact holes (not shown) may be etched to re-expose each of the second active regions V2: the ohmic regions of the
상기 각각의 제2 콘택홀을 통해 각 노출된 액티브패턴(215a, 215b, 215c)의 각 제2 액티브영역(V2 : 오믹영역)과 접촉하는 각 소스 및 드레인전극(225a, 225b)이 형성된다. Source and
전술한 구성에서, 구동회로영역(A, B)과 스위칭영역(C)의 제1 액티브패턴(215a)과 제2 액티브패턴(215b)의 제2 액티브영역(V2 : 오믹영역)은 게이트전극(219)과 근접한 양측에 n-이온이 도핑된 LDD(Lightly Doped Drain)영역(F)과, LDD영역(F)을 제외한 영역에 n+이온이 도핑된 오믹영역으로 구성된다. In the above-described configuration, the first
상기 화소영역(P)에는 상기 스위칭영역(C)의 드레인전극(225a)과 연결된 화소전극(227)이 구성된다.In the pixel region P, a
상기 콘택홀의 크기를 줄임으로써, 콘택홀에 접촉하여 형성되는 소스 및 드레인전극의 금속층 역시 작은 면적으로 형성되기 때문에, 이로 인해 개구율이 향상되게 된다. By reducing the size of the contact hole, the metal layer of the source and drain electrodes formed in contact with the contact hole is also formed in a small area, thereby improving the aperture ratio.
또한, 보호층에 의해 게이트전극과 소스 및 드레인전극 사이의 거리가 확보되므로 기생용량이 줄어들게 된다. In addition, since the distance between the gate electrode and the source and drain electrodes is secured by the protective layer, the parasitic capacitance is reduced.
본 발명은 상기 실시 예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
The present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 콘택홀의 내부를 감싸는 보호층에 의해 콘택홀의 크기가 축소되므로, 콘택홀에 의한 개구율 감소 문제를 해결하는 효과가 있다. As described above, since the size of the contact hole is reduced by the protective layer surrounding the inside of the contact hole according to the present invention, there is an effect of solving the problem of reducing the aperture ratio caused by the contact hole.
또한, 소스 및 드레인전극과 게이트전극 사이의 가까운 거리로 인해 발생했던 기생용량(capacitance)을 줄이는 효과가 있다. In addition, there is an effect of reducing the parasitic capacitance caused by the close distance between the source and drain electrodes and the gate electrode.
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|---|---|---|---|---|
| KR20180029030A (en) | 2015-07-10 | 2018-03-19 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | Food composition for weight management |
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2004
- 2004-12-27 KR KR1020040112666A patent/KR20060074052A/en not_active Withdrawn
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