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KR100615202B1 - Thin film transistor, method of the TFT, and flat panel display device with the TFT - Google Patents

Thin film transistor, method of the TFT, and flat panel display device with the TFT Download PDF

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Publication number
KR100615202B1
KR100615202B1 KR1020040000563A KR20040000563A KR100615202B1 KR 100615202 B1 KR100615202 B1 KR 100615202B1 KR 1020040000563 A KR1020040000563 A KR 1020040000563A KR 20040000563 A KR20040000563 A KR 20040000563A KR 100615202 B1 KR100615202 B1 KR 100615202B1
Authority
KR
South Korea
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layer
semiconductor active
source
active layer
catalyst material
Prior art date
Application number
KR1020040000563A
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Korean (ko)
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KR20050072518A (en
Inventor
배성식
이상걸
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
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    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel

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Abstract

본 발명은, 기판의 일면 상부에 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 박막 트랜지스터에 있어서, 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에는 사전 설정된 깊이로 함입된 식각부가 구비되는 것과, 상기 반도체 활성층의, 상기 식각부에 대응하는 영역은 대체적으로 MILC 결정을 갖고, 그 이외의 영역은 대체적으로 MIC 결정을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터, 이를 제조하는 방법 및 이를 구비한 평면 디스플레이 소자, 특히 유기 전계 발광 디스프레이 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thin film transistor including a gate electrode formed on an upper surface of a substrate, a semiconductor active layer formed on an upper portion of the gate electrode, and a source and drain electrode formed on an upper surface of the semiconductor active layer. One side facing the source and drain electrodes is provided with an etched portion having a predetermined depth, and a region corresponding to the etched portion of the semiconductor active layer generally has a MILC crystal, and other regions generally have a MIC crystal. Provided are a thin film transistor, a method of manufacturing the same, and a flat panel display device having the same, particularly an organic electroluminescent display device.

Description

박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터를 제조하는 방법 및 이를 구비한 평판 디스플레이 소자{Thin film transistor, method of the TFT, and flat panel display device with the TFT}Thin film transistor, method of manufacturing thin film transistor, and flat panel display device having the same {Thin film transistor, method of the TFT, and flat panel display device with the TFT}

도 1a 내지 도 1e는 종래 기술에 따른 상부 게이트 구조의 박막 트랜지스터 제조 공정도,1A to 1E are a process diagram of manufacturing a thin film transistor having an upper gate structure according to the prior art,

도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일실시예에 따른 하부 게이트 구조의 박막 트랜지스터 및 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 제조 공정도,2a to 2e is a manufacturing process diagram of a thin film transistor and an organic electroluminescent display device having a lower gate structure according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 하부 게이트 구조의 박막 트랜지스터의 제조 공정의 일 개략도.3 is a schematic diagram of a manufacturing process of a thin film transistor having a bottom gate structure according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 박막 트랜지스터를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히, 금속 유도 결정 방법을 사용하여 반도체 활성층이 결정화된 하부 게이트 구조(bottom gate)의 박막 트랜지스터(Thin-Film Transistor, TFT) 및 이를 제조하는 방법과, 이 박막 트랜지스터를 구비한 평판 디스플레이 소자, 특히 유기 전계 발광 디스플레이 소자(electroluminescent display)에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, and more particularly, to a thin-film transistor (TFT) of a bottom gate structure in which a semiconductor active layer is crystallized using a metal induction crystallization method and a method of manufacturing the same. And a flat panel display device, in particular an organic electroluminescent display, comprising the thin film transistor.

액정 디스플레이 소자나 유기 전계 발광 디스플레이 소자 등과 같은 평판 디스플레이 소자에는, 이러한 소자들을 구동시키기 위한 박막 트랜지스터 등 다양한 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된다. In flat panel display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescent display devices, various thin film transistors (TFTs) such as thin film transistors for driving such devices are provided.

박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 및 드레인 전극, 그리고 게이트 전극의 구동에 따라 활성화되는 반도체 층을 구비하며, 박막 트랜지스터는 이러한 층들의 적층 순서에 따라 , 상부 게이트 구조(top gate 또는 normal staggered)의 박막 트랜지스터와 하부 게이트 구조(bottom gate 또는 inverted staggered)의 박막 트랜지스터로 분류될 수 있다. 박막 트랜지스터를 구성하는 반도체 층은 대체적으로 실리콘 층으로 이루어지는데, 종래의 기술에 따르면 반도체 활성층을 비정질 실리콘(amorphous silicon, a-Si)으로 구성하였지만, 비정질 실리콘은, 예를 들어 1㎠/Vs 이하의 낮은 전자 이동도(electron mobility)를 갖는 반면, 다결정 실리콘(poly-silicon)은 약 100㎠/Vs 정도의 전자 이동도를 갖는다는 점과, 점차 소형화됨과 동시에 개구율이 점차 감소하는 기술 추이를 충족시켜야 하는 점에서, 근래에는 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 결정화하는 기술이 개발되고 있다. The thin film transistor has a gate electrode, a source and a drain electrode, and a semiconductor layer activated by driving of the gate electrode, and the thin film transistor has a top gate or normal staggered thin film transistor according to the stacking order of these layers. And a thin film transistor having a bottom gate structure (bottom gate or inverted staggered). The semiconductor layer constituting the thin film transistor is generally composed of a silicon layer. According to the prior art, the semiconductor active layer is composed of amorphous silicon (a-Si), but the amorphous silicon is, for example, 1 cm 2 / Vs or less. While it has a low electron mobility of, poly-silicon has an electron mobility of about 100 cm 2 / Vs, and satisfies the technology trend of decreasing size and gradually decreasing aperture ratio. In view of this, in recent years, a technique for crystallizing amorphous silicon into polycrystalline silicon has been developed.

상기와 같은 다결정 실리콘을 여러 가지 방법으로 제작할 수 있는데, 이는 다결정 실리콘을 직접 증착하는 방법과, 비정질 실리콘을 증착한 후 결정화하는 방법으로 크게 두 가지로 구분될 수 있다.The polycrystalline silicon as described above may be manufactured by various methods, which may be classified into two methods, a method of directly depositing polycrystalline silicon and a method of depositing amorphous silicon and then crystallizing it.

다결정 실리콘을 직접 증착하는 방법에는 열화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD), Photo CVD, HR(hydrogen radical) CVD, ECR(electron cyclotron resonance) CVD, PE(Plasma Enhanced) CVD, LP(Low Pressure) CVD 등의 방법이 있 다.Direct deposition of polycrystalline silicon includes chemical vapor deposition (CVD), photo CVD, hydrogen radical (HR) CVD, electron cyclotron resonance (ECR) CVD, plasma enhanced (CVD) CVD, and low pressure (CVD) CVD. Etc.

한편, 비정질 실리콘을 증착한 후 결정화하는 방법에는 고상결정화(Solid Phase Crystallization: SPC)법, 엑시머 레이저(Excimer Laser Annealing)법, 연속측면고상화(Sequential Lateral Solidification: SLS)법, 금속 유도 결정화(Metal Induced Crystallization: MIC)법, 및 금속 유도 측면 결정화(Metal Induced Lateral Crystallization: MILC)법 등이 있다. Meanwhile, the method of crystallizing amorphous silicon after deposition includes solid phase crystallization (SPC), excimer laser annealing, sequential lateral solidification (SLS), and metal induced crystallization (metal). Induced Crystallization (MIC), and Metal Induced Lateral Crystallization (MILC).

그런데, 상기 고상결정화법은 600℃이상의 고온에서 장시간 유지되어야 하므로 그 실용성이 현저히 떨어진다. However, since the solid phase crystallization method must be maintained at a high temperature of 600 ° C. or more for a long time, its practicality is remarkably inferior.

엑시머 레이저법은 저온 결정화를 이룰 수 있다는 장점이 있으나, 레이저 광선을 광학계를 이용해 넓힘으로써 균일성이 떨어진다는 문제점이 야기된다. The excimer laser method has an advantage of achieving low temperature crystallization, but causes a problem of inferior uniformity by widening the laser beam using an optical system.

연속 측면 고상화법은 비정질 실리콘에 쉐브론 모양의 마스크를 통과한 레이저를 주사하여 비정질 실리콘을 결정화시키면서 국부적인 영역에 다결정 실리콘을 형성하는 방법인 데, 이는 레이저광의 주사를 정교하게 제어하는 데 기술적인 곤란이 따르고, 균일한 특성의 다결정 실리콘 박막을 얻는 데 한계가 있다. Continuous lateral solidification is a method of forming a polycrystalline silicon in a local region while crystallizing the amorphous silicon by scanning the laser through a chevron-shaped mask to the amorphous silicon, which is a technical difficulty in precisely controlling the scanning of the laser light. As a result, there is a limit to obtaining a polycrystalline silicon thin film with uniform characteristics.

한편, 금속 유도 결정화법은 비정질 실리콘의 표면에 금속 박막을 증착한 후 이를 결정화 촉매로 삼아 실리콘막의 결정화를 진행해 나가는 것으로 결정화 온도를 낮출 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나, 이 금속 유도 결정화법 또한 다결정질 실리콘막이 금속에 의해 오염되어 있어 이 실리콘 막으로 형성한 박막 트랜지스터 소자의 특성이 불량하게 되며, 형성되는 결정 또한 크기가 작고 무질서한 문제가 있었다.On the other hand, the metal induction crystallization method has the advantage that the crystallization temperature can be lowered by depositing a metal thin film on the surface of the amorphous silicon and using it as a crystallization catalyst to proceed with the crystallization of the silicon film. However, this metal-induced crystallization method also causes the polycrystalline silicon film to be contaminated by metal, resulting in poor characteristics of the thin film transistor element formed from this silicon film, and the crystals formed also have small size and disordered problems.

최근에 이러한 종래 비정질 실리콘 결정화 방법들의 문제를 해결하기 위해 금속과 실리콘이 반응하여 생성된 실리사이드가 측면으로 계속 전파하면서 순차적으로 결정화를 유도하는 금속 유도 측면 결정화법이 제안되고 있다. 이 금속 유도 측면 결정화법은 비정질 실리콘층을 결정화시키기 위해 사용된 금속 성분이 반도체 활성층 영역에는 거의 잔류하지 않고, 형성되는 결정의 크기가 크고 방향성이 있기 때문에 잔류 금속 성분에 의한 전류의 누설 및 기타 전기적 특성의 열화가 없고, 300 내지 500℃의 비교적 저온에서 결정화를 유도할 수 있는 장점이 있다.Recently, in order to solve the problems of the conventional amorphous silicon crystallization methods, a metal-induced side crystallization method which sequentially induces crystallization while silicide generated by reacting metal and silicon continues to propagate to the side has been proposed. This metal-induced lateral crystallization method is characterized by the fact that the metal component used to crystallize the amorphous silicon layer hardly remains in the semiconductor active layer region, and because the crystal is large and directional, the leakage of current due to the residual metal component and other electrical There is no deterioration of the properties, there is an advantage that can induce crystallization at a relatively low temperature of 300 to 500 ℃.

일본 특개평7-58339호에는, 도 1a 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 금속 유도 측면 결정화를 이용한 상부 게이트 구조의 박막 트랜지스터 제조 방법이 개시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에서, 기판(101) 상에 버퍼층(102)을 형성하고, 개구(100)가 형성된 마스크(103)를 이용하여 개구(100) 영역에 금속층을 도포한 후, 그 상부에 비정질 실리콘 층을 성막하여 어닐링함으로써 비정질 실리콘 층을 다결정 실리콘 층으로 결정화시켰다. 다결정화된 실리콘 층을 패터닝하고(도 1c 참조), 그 상부에 게이트 절연층(106) 및 게이트 전극(107) 등을 형성함으로써 박막 트랜지스터를 제조하는데(도 1d 및 도 1e 참조), 다결정화된 실리콘 층을 별도의 패턴화 공정을 거쳐 식각해야 하는 등 공정 시간이 상당히 소요된다는 문제점이 야기된다. 종래 기술에 있어, 비정질 실리콘 층에 금속 층을 형성한 후 바로 열처리하기 때문에, 금속 층에 인접한 부분뿐만 아니라 비정질 실리콘 층의 상당한 부분까지 금속 층의 금속 성분이 짙은 농도로 인입 잔류되어 전류 누설을 야기할 수도 있다는 문제점을 내포한다. 이러한 종래 기술에 의한 문제점들은 이러한 기술 이 하부 게이트 구조의 박막 트랜지스터에 적용되는 경우 더욱 두드러지게 나타난다. Japanese Patent Laid-Open No. 7-58339 discloses a method for manufacturing a thin film transistor having an upper gate structure using metal induced side crystallization, as shown in FIGS. 1A to 1E. 1A and 1B, a buffer layer 102 is formed on a substrate 101, a metal layer is applied to a region of the opening 100 using a mask 103 having the opening 100 formed thereon, and then an amorphous layer thereon. The amorphous silicon layer was crystallized into a polycrystalline silicon layer by depositing and annealing the silicon layer. A thin film transistor is fabricated by patterning a polycrystalline silicon layer (see FIG. 1C) and forming a gate insulating layer 106 and a gate electrode 107 thereon (see FIGS. 1D and 1E). There is a problem that the process time is considerably longer, such as the silicon layer must be etched through a separate patterning process. In the prior art, since the metal layer is formed on the amorphous silicon layer and then heat treated immediately, not only the portion adjacent to the metal layer but also a substantial portion of the amorphous silicon layer, the metal component of the metal layer is retained at a high concentration, causing current leakage. The problem is that it can be done. These problems caused by the prior art are more prominent when the technique is applied to a thin film transistor having a bottom gate structure.

하부 게이트 구조 박막 트랜지스터의 비정질 실리콘 층을 다결정 실리콘 층으로 결정화시키는 경우, 구조적인 특징으로 인하여 엑시머 레이저법 등의 레이저 조사법이 주로 사용되는데, 일예로서 한국 특허 공보 제 269350호에는, 기판 상에 게이트 전극을 형성하고, 절연층을 형성한 후, 게이트 전극 위에 비정질 실리콘 막을 형성하고, 이를 레이저 빔을 사용하여 스캐닝하는 단계로 구성되는 방법이 개시되어 있다. 하지만 이러한 종래 기술에 따른 방법은 공정을 복잡하게 하고 각종 장비들이 수반되어야 하고 번거로운 작업 공정으로 인한 생산 수율을 현저히 저감시킨다는 문제점을 수반한다. When the amorphous silicon layer of the lower gate structure thin film transistor is crystallized into a polycrystalline silicon layer, a laser irradiation method such as an excimer laser method is mainly used due to its structural characteristics. For example, Korean Patent Publication No. 269350 discloses a gate electrode on a substrate. Is formed, an insulating layer is formed, and then an amorphous silicon film is formed over the gate electrode and scanned using a laser beam. However, these prior art methods involve a problem that the process is complicated, various equipments are involved, and the production yield due to the cumbersome work process is significantly reduced.

본 발명은, 단순한 공정을 통하여 종래 기술로 인한 문제점을 해결하고자, 결정 촉매 성분의 미량을 반도체 활성층에 인입시킴으로써 소스 및 드레인 영역을 결정화시키고, 이로부터 채널 영역을 측면 유도 결정화시킨 박막 트랜지스터 및 이를 제조하는 방법과, 이러한 박막 트랜지스터를 구비한 평면 표시 소자, 특히 유기 전계 발광 소자를 제공함을 목적으로 한다. The present invention, in order to solve the problems caused by the prior art through a simple process, crystallization of the source and drain regions by introducing a trace amount of the crystalline catalyst component into the semiconductor active layer, and from the side-induced crystallization of the channel region therefrom and fabrication thereof It is an object of the present invention to provide a flat display device, in particular an organic electroluminescent device, having such a thin film transistor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일면에 따르면, 기판의 일면 상부에 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비 하는 박막 트랜지스터에 있어서, 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에는 사전 설정된 깊이로 함입된 식각부가 구비되는 것과, 상기 반도체 활성층의, 상기 식각부에 대응하는 영역은 대체적으로 MILC 결정을 갖고, 그 이외의 영역은 대체적으로 MIC 결정을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a gate electrode formed on one side of the substrate, a semiconductor active layer formed on the gate electrode, and a source and drain electrode formed on the one surface of the semiconductor active layer In the thin film transistor having the semiconductor active layer, one surface facing the source and drain electrodes is provided with an etched portion embedded in a predetermined depth, the region corresponding to the etched portion of the semiconductor active layer is generally a MILC crystal And other regions generally have MIC crystals.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 MILC 결정을 갖는 영역은 상기 반도체 활성층의 채널 영역이고, 상기 MIC 결정을 갖는 영역은 소스 및 드레인 영역인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다. According to another aspect of the present invention, a region having a MILC crystal is a channel region of the semiconductor active layer, and a region having the MIC crystal is a source and a drain region.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 반도체 활성층의 상부 면의 적어도 일부에는 결정 촉매 물질층이 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다. According to another aspect of the invention, at least a portion of the upper surface of the semiconductor active layer is provided with a thin film transistor, characterized in that the crystal catalyst material layer is provided.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 결정 촉매 물질은 Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.According to another aspect of the invention, the crystalline catalyst material is Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, and Pt Provided is a thin film transistor, characterized in that any one or more of metal materials.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 결정 촉매 물질층은 상기 식각부를 제외한 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the crystalline catalyst material layer provides a thin film transistor, characterized in that provided in the region excluding the etching portion.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 상부에 이와 절연되도록 비정질 실리콘 층을 형성하는 단계, 상기 비정질 실리콘 층의 상부 면에 결정 촉매 물질을 확산시키는 단계, 상기 비정질 실리콘 층의 상부에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 비정질 실리콘 층 의 일부를 사전 설정된 깊이로 식각하는 단계, 그리고 상기 비정질 실리콘 층을 열처리하여 결정화시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, forming a gate electrode on a substrate, forming an amorphous silicon layer on the gate electrode so as to be insulated from it, and diffusing a crystalline catalyst material on the upper surface of the amorphous silicon layer Forming a source and drain electrode on top of the amorphous silicon layer, etching a portion of the amorphous silicon layer to a predetermined depth, and heat treating the amorphous silicon layer to crystallize it. A method of manufacturing a thin film transistor is provided.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 소스 및 드레인 전극 형성 단계는 상기 소스 및 드레인 물질 층을 도포하는 단계 및 패터닝하는 단계를 구비하고, 상기 비정질 실리콘 층의 일부를 식각하는 단계는 상기 소스 및 드레인 전극의 패터닝 단계와 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the forming of the source and drain electrodes includes applying and patterning the source and drain material layers, and etching the portion of the amorphous silicon layer comprises: A thin film transistor manufacturing method is performed at the same time as patterning of an electrode.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 식각 단계는 상기 비정질 실리콘 층의 채널 영역에 대응하는 영역을 식각하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the etching step provides a method for manufacturing a thin film transistor, characterized in that for etching the region corresponding to the channel region of the amorphous silicon layer.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 식각 단계에 의해 상기 비정질 실리콘 층의 적어도 일부분에서의 결정 촉매 물질이 제거되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that by the etching step, the crystalline catalyst material in at least a portion of the amorphous silicon layer is removed.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 열처리하여 결정화시키는 단계는 상기 소스 및 드레인 전극의 상부에 절연층을 형성한 이후에 실행되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the step of crystallizing by the heat treatment provides a method for manufacturing a thin film transistor, characterized in that is performed after forming an insulating layer on top of the source and drain electrodes.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 확산 단계는 상기 결정 촉매 물질을 증착 후 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the diffusion step provides a method of manufacturing a thin film transistor, characterized in that it comprises the step of depositing and removing the crystalline catalyst material.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 확산 단계는 상기 비정질 실리콘 층 위에 절연층을 형성하는 단계, 상기 결정 촉매 물질을 증착시키는 단계, 상기 증착된 결정 촉매 물질을 확산시키기 위해 열처리하는 단계, 그리고 열처리 후 잔류한 결정 촉매 물질을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the invention, the diffusion step comprises the steps of forming an insulating layer on the amorphous silicon layer, depositing the crystalline catalyst material, heat treatment to diffuse the deposited crystalline catalyst material, and heat treatment And then removing the remaining crystalline catalyst material.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 기판의 일면 상부에 형성된 박막 트랜지스터를 구비하는 평판 디스플레이 소자로서, 상기 박막 트랜지스터가, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 평판 디스플레이 소자에 있어서, 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에는 사전 설정된 깊이로 함입된 식각부가 구비되는 것과, 상기 반도체 활성층의, 상기 식각부에 대응하는 영역은 대체적으로 MILC 결정을 갖고, 그 이외의 영역은 대체적으로 MIC 결정을 갖는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자를 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a flat panel display device including a thin film transistor formed on one surface of a substrate, wherein the thin film transistor includes a gate electrode, a semiconductor active layer formed on the gate electrode, and one surface of the semiconductor active layer. A flat panel display device having a source and a drain electrode formed thereon, wherein one surface of the semiconductor active layer facing the source and drain electrodes is provided with an etched portion having a predetermined depth, and the etching portion of the semiconductor active layer A flat area display device is characterized in that the corresponding regions generally have MILC crystals, and the other regions generally have MIC crystals.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 MILC 결정을 갖는 영역은 상기 반도체 활성층의 채널 영역이고, 상기 MIC 결정을 갖는 영역은 소스 및 드레인 영역인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, a region having the MILC crystal is a channel region of the semiconductor active layer, and a region having the MIC crystal is a source and drain region.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 반도체 활성층의 상부 면의 적어도 일부에는 결정 촉매 물질층이 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자를 제공한다.According to another aspect of the invention, at least a portion of the upper surface of the semiconductor active layer is provided with a flat display device, characterized in that the crystal catalyst material layer is provided.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 결정 촉매 물질은 Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자를 제공한다.According to another aspect of the invention, the crystalline catalyst material is Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, and Pt Provided is a flat panel display device characterized in that any one or more of the metal materials.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 상기 결정 촉매 물질층은 상기 식각부를 제외한 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the crystal catalyst material layer is provided in a region except for the etching portion provides a flat panel display device.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 기판의 일면 상부에 형성된 박막 트랜지스터를 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 소자로서, 상기 박막 트랜지스터가, 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 소자에 있어서, 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에는 사전 설정된 깊이로 함입된 식각부가 구비되는 것과, 상기 반도체 활성층의, 상기 식각부에 대응하는 영역은 대체적으로 MILC 결정을 갖고, 그 이외의 영역은 대체적으로 MIC 결정을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 디스플레이 소자를 제공한다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided an organic electroluminescent display device having a thin film transistor formed on one surface of a substrate, wherein the thin film transistor comprises a gate electrode, a semiconductor active layer formed on the gate electrode, and the semiconductor. An organic electroluminescent display device having source and drain electrodes formed on one surface of an active layer, wherein one surface of the semiconductor active layer facing the source and drain electrodes is provided with an etched portion having a predetermined depth, and the semiconductor active layer includes: The region corresponding to the etch portion generally has a MILC crystal, and the other regions generally have a MIC crystal.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다 . Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2e에는 본 발명의 일실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 유기 전계 발광 소자의 제작 공정이 개략적으로 도시되어 있다. 2A to 2E schematically illustrate a manufacturing process of a thin film transistor and an organic EL device according to an embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(201) 상에 예를 들어, Cu, Al, Mo, MoW, Cr, 또는 MoTa 등과 같은 물질로 게이트 메탈 층을 형성한 후, 게이트 패턴화하여 게이트 전극(210)을 형성하는데, 향후 결정화 단계에서의 열처리에 대해 내열성을 보유하기 위하여 MoW로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 게이트 전극(210)을 형성하는 경우, 게이트 전극(210)과 인접한 위치에 동일한 재료로 커패시터 전극을 형성할 수도 있다. As shown in FIG. 2A, a gate metal layer is formed on a substrate 201 using a material such as, for example, Cu, Al, Mo, MoW, Cr, or MoTa, and then gate patterned to form a gate electrode 210. ), Which is preferably formed of MoW in order to retain the heat resistance to the heat treatment in the future crystallization step. Although not shown in the drawing, when the gate electrode 210 is formed, the capacitor electrode may be formed of the same material at a position adjacent to the gate electrode 210.

게이트 전극(210)을 절연시키기 위하여, 게이트 절연층(220)을 증착하는데, 게이트 절연층(220)은 예를 들어 SiO2, SiNx 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 게이트 절연층(230)의 일면 상에는 비정질 실리콘 층(amorphous silicon layer, a-Si:H, 230)이 형성된다. 차후에 형성될 소스 및 드레인 전극과 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)과의 저항을 줄이고 정공 전도에 의한 누설 전류를 줄이기 위하여, 비정질 실리콘 층(230)의 일면 상에는 예를 들어 고농도로 도핑된 n+ 비정질 실리콘 층(231)이 증착될 수 있는데, 이들 비정질 실리콘 층(230/231)은 차후 결정화 단계를 거쳐 다결정질 실리콘 층으로 결정화되어, 반도체 활성층으로 작동하고, 이들 비정질 실리콘 층(230, 231)은 동일한 마스크를 이용하여 패턴화될 수 있다. In order to insulate the gate electrode 210, the gate insulating layer 220 is deposited. The gate insulating layer 220 is preferably made of SiO 2, SiN x, or the like. An amorphous silicon layer (a-Si: H, 230) is formed on one surface of the gate insulating layer 230. In order to reduce the resistance between the source and drain electrodes to be formed later and the undoped amorphous silicon layer 230 and to reduce the leakage current due to hole conduction, on one surface of the amorphous silicon layer 230, for example, highly doped n + amorphous Silicon layer 231 may be deposited, which is subsequently crystallized into a polycrystalline silicon layer through a crystallization step, acting as a semiconductor active layer, and these amorphous silicon layers 230 and 231 It can be patterned using the same mask.

n+ 비정질 실리콘 층(231)의 일면 상에는 사전 설정된 결정 촉매 물질로서의 예를 들어, Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 또는 그 이상으로 구성되는 금속 층(231a)이 증착된 후 다시 제거된다. 바람직하게는, 금속 층(231a)은 Ni로 구성되지만, 이러한 결정 촉매 물질은 순수 금속에 한정되는 것은 아니고, 규화 니켈과 같은 물질이 사용될 수도 있다. 금속 층(231a)의 증착 과정에 의하여, 금속 층(231a)이 제거된, n+ 비정질 실리콘 층(231)의 일면 상에는 금속 층(231a)을 구성하는 금속 성분이 미량 잔류하거나, 증착 과정 중 소량의 금속이 n+ 비정질 실리콘 층(231)의 내부, 경우에 따라서 는 n+ 비정질 실리콘 층(231)을 넘어 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)의 적어도 일부분까지 인입 또는 확산될 수도 있다. On one surface of the n + amorphous silicon layer 231, for example, Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, The metal layer 231a composed of any one or more of Ag, Cu, and Pt is deposited and then removed again. Preferably, the metal layer 231a is made of Ni, but this crystal catalyst material is not limited to pure metal, and a material such as nickel silicide may be used. Due to the deposition process of the metal layer 231a, a small amount of metal constituting the metal layer 231a remains on one surface of the n + amorphous silicon layer 231 from which the metal layer 231a has been removed, The metal may be introduced or diffused into the n + amorphous silicon layer 231, in some cases beyond the n + amorphous silicon layer 231, to at least a portion of the undoped amorphous silicon layer 230.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 금속 성분의 인입 내지 확산 과정은 도 3에 도시된다. n+ 비정질 실리콘 층(231)의 일면 상에는 먼저 인슐레이터 층(절연층)(231b)이 형성되고, 인슐레이터 층(231b)의 일면 상에 사전 설정된 결정 촉매 물질로서의 예를 들어, Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 또는 그 이상으로 구성되는 금속 층(231a)이 증착된다. 그런 후 금속 층(231a)의 금속 성분이 n+ 비정질 실리콘 층(231)의 적어도 일부분에, 또는 경우에 따라서는 n+ 비정질 실리콘 층(231)을 넘어 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)의 적어도 일부분까지 인입, 즉 확산될 수 있도록 열처리된다. 열처리 후, 금속 층(231a) 및 인슐레이터 층(231b)은 제거된다. 인슐레이터 층(231b)의 두께와 열처리 온도 및 시간 등을 적절히 조절함으로써 비정질 실리콘 층(230 또는 231)에 인입되는 결정 촉매 물질의 양을 조절할 수 있다. In addition, the introduction or diffusion of the metal component according to another embodiment of the present invention is shown in FIG. 3. An insulator layer (insulating layer) 231b is first formed on one surface of the n + amorphous silicon layer 231, and Ni, Pd, Au, Sn as a predetermined crystal catalyst material is formed on one surface of the insulator layer 231b. A metal layer 231a composed of any one or more of Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, and Pt is deposited. The metal component of the metal layer 231a then extends to at least a portion of the n + amorphous silicon layer 231, or in some cases beyond the n + amorphous silicon layer 231 to at least a portion of the undoped amorphous silicon layer 230. It is heat-treated so that it can be drawn in, or diffused. After the heat treatment, the metal layer 231a and the insulator layer 231b are removed. The amount of the crystalline catalyst material introduced into the amorphous silicon layer 230 or 231 may be controlled by appropriately adjusting the thickness of the insulator layer 231b and the heat treatment temperature and time.

이와 같은 과정을 통하여, 차후에 다결정화될 반도체 활성층의 적어도 일부에는 결정 촉매 물질 또는 결정 촉매 물질층이 구비될 수 있다. Through this process, at least a portion of the semiconductor active layer to be later polycrystallized may be provided with a crystalline catalyst material or a crystalline catalyst material layer.

결정 촉매 성분으로서 사전 설정된 금속 성분의 인입 과정 후, 도 2b에 도시된 바와 같이, n+ 비정질 실리콘 층(231)의 일면 상에는 소스 및 드레인 전극(240a, b)이 패턴화되어 형성된다. 즉, 소스 및 드레인 전극(240a,b)을 구성하는 물질로 도포하여 층을 형성한 후 패턴화될 수 있다. 소스 및 드레인 전극(240a, b)을 형성한 후, 소스 및 드레인 전극(240a,b) 사이로서 게이트 전극(210)의 위치에 대응되는 위치(소위, 백 채널)를 식각하는데, 식각부(232)의 측면(232a)에 언터 컷(undercut)을 유발하지 않고 분해능을 향상시키기 위하여 건식 식각(dry etching)하는 것이 바람직하다. 이러한 식각부(232)는 n+ 비정질 실리콘 층(231) 및/또는 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)의 적어도 일부분까지 함입되는 것이 바람직하다. 즉 식각부(232)의 밑면(232b)은 소스 및 드레인 전극(240a,b)으로부터 게이트 전극(210)을 향한 방향에 있어 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)의 적어도 일부분까지 진입하는 것이 바람직하다. 이러한 식각부(232)의 깊이는 결정 촉매 물질로서의 금속 성분의 인입 또는 확산 정도(농도)에 따라 결정될 수 있는데, 식각부(232)의 밑면(232b)은 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(230)에 있어 결정 촉매 물질이 적어도 일부분이 제거되는 영역까지 도달하는 것이 바람직하고, 거의 존재하지 않는 영역까지 도달하는 것이 가장 바람직하다. 따라서, 이러한 과정을 통하여, 결정 촉매 물질 또는 결정 촉매 물질층은 비정질 실리콘 층(230, 231)에 있어 식각부(232)를 제외한 영역에 구비될 수 있다. After the introduction process of the metal component preset as the crystal catalyst component, as shown in FIG. 2B, the source and drain electrodes 240a and b are patterned and formed on one surface of the n + amorphous silicon layer 231. That is, it may be patterned after forming a layer by applying a material constituting the source and drain electrodes 240a and b. After the source and drain electrodes 240a and b are formed, a portion (so-called back channel) corresponding to the position of the gate electrode 210 is etched between the source and drain electrodes 240a and b. Dry etching is preferably performed to improve the resolution without causing an undercut on the side surface 232a. The etch 232 is preferably embedded in at least a portion of the n + amorphous silicon layer 231 and / or the undoped amorphous silicon layer 230. That is, the bottom surface 232b of the etching portion 232 preferably enters at least a portion of the undoped amorphous silicon layer 230 in the direction from the source and drain electrodes 240a and b toward the gate electrode 210. . The depth of the etched portion 232 may be determined according to the extent (concentration) of the metal component as the crystal catalyst material, or the depth of the etched portion 232. The bottom surface 232b of the etched portion 232 may be formed in the undoped amorphous silicon layer 230. Therefore, it is preferable that the crystal catalyst material reaches a region where at least a part is removed, and most preferably reaches a region where it is hardly present. Therefore, through this process, the crystalline catalyst material or the crystalline catalyst material layer may be provided in a region excluding the etching portion 232 in the amorphous silicon layers 230 and 231.

그런 후, 비정질 실리콘 층(230, 231)은 열처리와 같은 어닐링 과정을 통하여 결정화되어 다결정 실리콘 층(230', 231')으로 변하는데, 어닐링 과정 동안 소스 및 드레인 전극(240a,b) 이하의 적층 구조를 보호하고 소자 특성을 개선하기 위하여, 하나 이상의 페시베이션 층(250, 260, 도 2d 참조)이 더 구비될 수도 있다. Thereafter, the amorphous silicon layers 230 and 231 are crystallized through an annealing process such as heat treatment to turn into polycrystalline silicon layers 230 'and 231', which are stacked below the source and drain electrodes 240a and b during the annealing process. One or more passivation layers 250, 260 (see FIG. 2D) may be further provided to protect the structure and improve device characteristics.

도 2c에 도시된 바와 같이, 이러한 어닐링, 즉 열처리 과정 동안, 도핑되지 않은 비정질 실리콘 층(231)에 인입, 즉 잔류 또는 확산된 결정 촉매 물질, 예를 들어 Ni과 같은 금속 성분에 의하여 비정질 실리콘 층(230, 231)에 결정이 성장된 다. 따라서, 소스 및 드레인 전극(240a,b)에 대응하는, 비정질 실리콘 층(230, 231)의 소스 및 드레인 영역(230'a,b)에는 금속 유도 결정화(Metal induced crystallization, MIC)가 이루어지고, MIC에 의하여 결정화된 소스 및 드레인 영역 사이의 채널 영역(230'c)은, 소스 및 드레인 영역(230'a,b)으로부터의 금속 측면 유도 결정화(Metal induced lateral crystallization, MILC)가 이루어진다. 경우에 따라서는, 채널 영역(230'c)에서 식각부(232)의 밑면(232b)에 잔류하는 결정 촉매 물질로 인하여 금속 유도 결정화가 이루어질 수도 있으나, 이는 소스 및 드레인 영역(230'a,b)으로부터의 측면 결정화에 대하여 무시할 수 있을 정도로 상당히 작은 부분을 차지한다. 따라서, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법을 통하여, 비결정질 실리콘 층(230)의 소스 및 드레인 영역과 채널 영역의 결정화 은 서로 상이한 유형에 의해 결정화가 이루어진다. 즉, 비결정질 실리콘 층의 소스 및 드레인 영역은 MIC 형성되고, 채널 영역은 MILC 형성될 수 있다. As shown in FIG. 2C, during this annealing, ie, heat treatment, an amorphous silicon layer is introduced into the undoped amorphous silicon layer 231, ie by a residual or diffused crystalline catalyst material, for example a metal component such as Ni. Crystals grow at (230, 231). Accordingly, metal induced crystallization (MIC) is performed in the source and drain regions 230'a and b of the amorphous silicon layers 230 and 231 corresponding to the source and drain electrodes 240a and b, The channel region 230'c between the source and drain regions crystallized by the MIC is subjected to metal induced lateral crystallization (MILC) from the source and drain regions 230'a and b. In some cases, metal induced crystallization may occur due to the crystal catalyst material remaining on the bottom surface 232b of the etching portion 232 in the channel region 230'c, but the source and drain regions 230'a and b may be formed. Occupies a considerably small portion for lateral crystallization from Therefore, through the thin film transistor and the manufacturing method thereof according to the present invention, the crystallization of the source and drain regions and the channel region of the amorphous silicon layer 230 is crystallized by different types. That is, the source and drain regions of the amorphous silicon layer may be MIC formed, and the channel region may be MILC formed.

한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따르면, 상기한 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법은 평판 디스플레이 소자, 바람직하게는 유기 전계 발광 디스플레이 소자 및 이의 제조 방법에 구비될 수 있다. 예를 들어, 유기 전계 발광 디스플레이 소자의 경우, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제 1 전극층(270)과, 화소 정의 층(280)과, 유기 전계 발광부(290)와, 그리고 제 2 전극층(295)을 포함하는 화소부를 더 구비한다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the thin film transistor and its manufacturing method may be provided in a flat panel display device, preferably an organic electroluminescent display device and a manufacturing method thereof. For example, in the case of the organic electroluminescent display device, as shown in FIG. 2E, the first electrode layer 270, the pixel defining layer 280, the organic electroluminescent unit 290, and the second electrode layer ( And a pixel portion including 295.

소스 및 드레인 전극(240a,b)의 일면 상에는 하나 이상의 페시베이션 층(250, 260)이 형성되고, 페시베이션 층(250,260)에는 드레인 전극(240b)까지 연 장되는 콘택홀(261)이 형성된다. 그 후, 상기 콘택홀(261)에 형성되는 제 1 전극 연결부(271)를 구비하는 양극으로서의 제 1 전극층(270)이 페시베이션층(260)의 일면 상으로 적어도 일부분, 예를 들어 게이트 전극에 인접한 영역의 위치에 형성된다. 제 1 전극층(270)이 형성된 후에는, 페시베이션 층(260)과 그리고 제 1 전극 층(270)의 적어도 일부분을 덮도록 화소 정의 층(280)이 형성되는데, 이 화소 정의 층(280)은 일정한 개구 영역, 즉 화소 영역을 구비함과 동시에 평탄화 층으로서의 역할도 수행한다. 화소 영역으로서 제 1 전극 층(270)의 일면 상에는 유기 전계 발광부(290)가 형성된다. 화소 정의 층(280)과 화소 영역, 상세하게는 유기 전계 발광부(290)를 덮도록 음극으로서의 제 2 전극층(295)이 형성된다. One or more passivation layers 250 and 260 are formed on one surface of the source and drain electrodes 240a and b, and contact holes 261 are formed in the passivation layers 250 and 260 to extend to the drain electrode 240b. . Thereafter, a first electrode layer 270 serving as an anode having a first electrode connecting portion 271 formed in the contact hole 261 is formed on at least a portion of the passivation layer 260, for example, at a gate electrode. It is formed at the location of the adjacent area. After the first electrode layer 270 is formed, a pixel defining layer 280 is formed to cover the passivation layer 260 and at least a portion of the first electrode layer 270, which is defined as a pixel defining layer 280. It has a constant opening area, that is, a pixel area, and also serves as a planarization layer. An organic light emitting unit 290 is formed on one surface of the first electrode layer 270 as the pixel region. A second electrode layer 295 as a cathode is formed to cover the pixel defining layer 280 and the pixel region, specifically the organic electroluminescent portion 290.

따라서, 본 발명에 따른 하부 게이트 구조의 박막 트랜지스터에 의해 구동되는 제 1 전극층과 제 2 전극층에 의하여 제어된 정공 또는 전자가 유기 전계 발광부(290)의 유기 발광부에서 재결합되어 유기 발광부가 자발광함으로써, 빛이 외부로 취출될 수 있다. Accordingly, holes or electrons controlled by the first electrode layer and the second electrode layer driven by the thin film transistor having the lower gate structure according to the present invention are recombined in the organic light emitting part of the organic electroluminescent part 290 so that the organic light emitting part is self-luminous. By this, light can be taken out to the outside.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 비정질 실리콘 층의 일면 상에 결정 촉매 물질의 소량을 인입 한 후 비정질 실리콘 층의 채널 영역의 적어도 일부분을 식각하는 단순한 공정을 통하여, 비정질 실리콘 층의 채널 영역이 측면 유도 결정화되어 채널 영역을 다결정화시킴으로써, 누설 전류가 상당히 저감된 하부 게이트 구조의 박막 트랜지스터를 제조할 수도 있다. According to the present invention as described above, the channel region of the amorphous silicon layer is lateral through a simple process of drawing a small amount of the crystalline catalyst material on one surface of the amorphous silicon layer and then etching at least a portion of the channel region of the amorphous silicon layer. By inductively crystallizing the polycrystallized channel region, it is possible to fabricate a thin film transistor having a lower gate structure with a significantly reduced leakage current.

또한, 비정질 실리콘 층의 일면 상에 결정 촉매 물질을 인입시키는 경우, 단 지 결정 촉매 물질 층을 증착 후 제거하거나 또는 인슐레이터 층을 통하여 열처리함으로써 비정질 실리콘 층의 소스 및 드레인 영역에 미량의 결정 촉매 물질만을 잔류 또는 확산시켜, 소스 및 드레인 영역 인접부의 채널 영역에서의 결정 촉매 물질 제거에 의한 박막 트랜지스터의 구동 효율을 상당히 증대시킬 수도 있다. In addition, in the case where the crystalline catalyst material is introduced onto one surface of the amorphous silicon layer, only a small amount of the crystalline catalyst material in the source and drain regions of the amorphous silicon layer may be removed by depositing and removing the crystalline catalyst material layer or heat treatment through the insulator layer. Residual or diffusion may significantly increase the driving efficiency of the thin film transistor by removing the crystalline catalyst material in the channel region adjacent the source and drain regions.

그리고, 상기한 바와 같은 박막 트랜지스터를 사용하여 평판 디스플레이 소자, 특히 유기 전계 발광 디스플레이 소자를 제조함으로써, 종래 기술, 특히 ELA(Excimer Laser Annealing)을 통하여 제조된 박막 트랜지스터를 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 소자에서와는 달리, 생산 공정의 안정성, 공정 흐름의 단순화 및 수율 증대를 도출할 수도 있다.In addition, by manufacturing a flat panel display device, in particular an organic electroluminescent display device using the above-described thin film transistor, and in the organic electroluminescent display device having a thin film transistor manufactured by the prior art, in particular, Excimer Laser Annealing (ELA) Alternatively, it may lead to stability of the production process, simplification of the process flow and increased yield.

특히, 박막 트랜지스터 상에 형성된 페시베이션 층에 개구부를 형성하고 제 1 전극층을 형성하는 공정까지, 5개의 마스크를 이용한 5 Mask 공정이 가능하기 때문에, 기존의 a-Si 박막 트랜지스터 공정에 상기한 바와 같은 단순한 공정의 추가만으로 poly-Si 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 평판 디스플레이 소자를 생산할 수 있다는 점에서, 기존의 a-Si 박막 트랜지스터 생산 장치를 이용하여 생산 단가의 특별한 증대없이 효과적인 구동 성능을 구비하는 박막 트랜지스터를 생산할 수도 있다. In particular, since the 5 Mask process using five masks is possible up to the process of forming an opening in the passivation layer formed on the thin film transistor and forming the first electrode layer, the same as described above in the conventional a-Si thin film transistor process. Since a poly-Si thin film transistor and a flat panel display device having the same can be produced by the addition of a simple process, a thin film transistor having an effective driving performance using a conventional a-Si thin film transistor production apparatus without any increase in production cost is provided. It can also produce.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (18)

기판의 일면 상부에 형성된 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 박막 트랜지스터에 있어서,A thin film transistor comprising a gate electrode formed on an upper surface of a substrate, a semiconductor active layer formed on an upper portion of the gate electrode, and a source and drain electrode formed on an upper surface of the semiconductor active layer. 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에 채널 영역에 함입된 식각부 및An etching portion embedded in a channel region on one surface of the semiconductor active layer facing the source and drain electrodes; 상기 반도체 활성층 상부 면 중 상기 식각부를 제외한 면의 일부에 결정 촉매 물질층을 포함하고,A portion of the upper surface of the semiconductor active layer except for the etching portion includes a crystal catalyst material layer, 상기 반도체 활성층의 소스 및 드레인 영역은 MIC결정을 가지고 채널 영역은 MILC결정을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.Wherein the source and drain regions of the semiconductor active layer have a MIC crystal and the channel region has a MILC crystal. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 결정 촉매 물질은 Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터. The method of claim 1, wherein the crystal catalyst material is any one of Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, and Pt. The thin film transistor characterized by the above-mentioned metal substance. 삭제delete 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;Forming a gate electrode on the substrate; 상기 게이트 전극 상부에 이와 절연되도록 비정질 실리콘 층을 형성하는 단계;Forming an amorphous silicon layer over and insulated from the gate electrode; 상기 비정질 실리콘 층의 상부 면에 결정 촉매 물질을 확산시키는 단계;Diffusing a crystalline catalyst material on an upper surface of the amorphous silicon layer; 상기 비정질 실리콘 층의 상부에 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계;Forming source and drain electrodes on top of the amorphous silicon layer; 상기 비정질 실리콘 층의 일부를 상기 결정 촉매 물질이 제거되도록 식각하는 단계 및 Etching a portion of the amorphous silicon layer to remove the crystalline catalyst material; and 상기 비정질 실리콘 층을 열처리하여 결정화시키는 단계를 포함하고,Thermally treating the amorphous silicon layer to crystallize, 상기 결정 촉매 물질을 확산시키는 단계는 상기 비정질 실리콘 층의 상부 면에 절연층을 형성하고, 상기 절연층의 상면에 상기 결정 촉매 물질을 형성한 후에 결정 촉매 물질을 확산시키는 것을 포함하는 박막 트랜지스터 제조 방법.The diffusing of the crystalline catalyst material may include forming an insulating layer on an upper surface of the amorphous silicon layer and diffusing the crystalline catalyst material after forming the crystalline catalyst material on the upper surface of the insulating layer. . 제 6항에 있어서, 상기 소스 및 드레인 전극 형성 단계는 상기 소스 및 드레인 물질 층을 도포하는 단계 및 패터닝하는 단계를 구비하고, 상기 비정질 실리콘 층의 일부를 식각하는 단계는 상기 소스 및 드레인 전극의 패터닝 단계와 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein forming the source and drain electrodes comprises applying and patterning the source and drain material layers, and etching a portion of the amorphous silicon layer comprises patterning the source and drain electrodes. A thin film transistor manufacturing method characterized in that the step is carried out simultaneously. 제 6항에 있어서, 상기 식각 단계는 상기 비정질 실리콘 층의 채널 영역에 대응하는 영역을 식각하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.The method of claim 6, wherein the etching comprises etching an area corresponding to a channel region of the amorphous silicon layer. 삭제delete 제 6항에 있어서, 상기 열처리하여 결정화시키는 단계는 상기 소스 및 드레인 전극의 상부에 절연층을 형성한 이후에 실행되는 것을 특징으로 하는 박막트랜지스터의 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the step of crystallizing by heat treatment is performed after forming an insulating layer on top of the source and drain electrodes. 제 6항에 있어서, 상기 확산 단계는 상기 결정 촉매 물질을 증착 후 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.The method of claim 6, wherein the diffusing step comprises depositing and removing the crystalline catalyst material. 제 6항에 있어서, 상기 확산 단계는 상기 비정질 실리콘 층 위에 절연층을 형성하는 단계, 상기 결정 촉매 물질을 증착시키는 단계, 상기 증착된 결정 촉매 물질을 확산시키기 위해 열처리하는 단계, 그리고 열처리 후 잔류한 결정 촉매 물질을 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein the diffusing step comprises forming an insulating layer over the amorphous silicon layer, depositing the crystalline catalyst material, heat treatment to diffuse the deposited crystalline catalyst material, and remaining after the heat treatment. Removing the crystalline catalyst material. 기판의 일면 상부에 형성된 박막 트랜지스터를 구비하는 평판 디스플레이 소자로서, 상기 박막 트랜지스터가:A flat panel display device having a thin film transistor formed on an upper surface of a substrate, the thin film transistor comprising: 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 평판 디스플레이 소자에 있어서, A flat panel display device comprising a gate electrode, a semiconductor active layer formed over the gate electrode, and a source and drain electrode formed over one surface of the semiconductor active layer. 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에 채널 영역에 함입된 식각부 및An etching portion embedded in a channel region on one surface of the semiconductor active layer facing the source and drain electrodes; 상기 반도체 활성층 상부 면 중 상기 식각부를 제외한 면의 일부에 결정 촉매 물질층을 포함하고,A portion of the upper surface of the semiconductor active layer except for the etching portion includes a crystal catalyst material layer, 상기 반도체 활성층의 소스 및 드레인 영역은 MIC결정을 가지고 채널 영역은 MILC결정을 가지는 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자.And the channel region of the semiconductor active layer has a MIC crystal, and the channel region has a MILC crystal. 삭제delete 삭제delete 제 13항에 있어서, 상기 결정 촉매 물질은 Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, 및 Pt 중의 어느 하나 이상의 금속 물질인 것을 특징으로 하는 평판 디스플레이 소자. The method of claim 13, wherein the crystal catalyst material is any one of Ni, Pd, Au, Sn, Sb, Cr, Mo, Tr, Ru, Rh, Fe, Co, V, Ti, Al, Ag, Cu, and Pt. The flat metal display element characterized by the above-mentioned metal substance. 삭제delete 기판의 일면 상부에 형성된 박막 트랜지스터를 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 소자로서, 상기 박막 트랜지스터가:An organic electroluminescent display device having a thin film transistor formed on an upper surface of a substrate, the thin film transistor comprising: 게이트 전극과, 상기 게이트 전극의 상부에 형성된 반도체 활성층과, 그리고 상기 반도체 활성층 일면 상부에 형성된 소스 및 드레인 전극을 구비하는 유기 전계 발광 디스플레이 소자에 있어서, An organic electroluminescent display device comprising a gate electrode, a semiconductor active layer formed over the gate electrode, and a source and drain electrode formed over one surface of the semiconductor active layer. 상기 반도체 활성층의 상기 소스 및 드레인 전극을 향한 일면에 채널 영역에 함입된 식각부 및An etching portion embedded in a channel region on one surface of the semiconductor active layer facing the source and drain electrodes; 상기 반도체 활성층 상부 면 중 상기 식각부를 제외한 면의 일부에 결정 촉매 물질층을 포함하고,A portion of the upper surface of the semiconductor active layer except for the etching portion includes a crystal catalyst material layer, 상기 반도체 활성층의 소스 및 드레인 영역은 MIC결정을 가지고 채널 영역은 MILC결정을 가지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 디스플레이 소자.Wherein the source and drain regions of the semiconductor active layer have a MIC crystal and the channel region has a MILC crystal.
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