본 연구는 LCD용 비정질 실리콘박막트랜지스터의 제조공정중 가장 중요한 식각 공정에서 각 박막의 특성에 맞는 습식 및 건식식각공정을 개발하여 소자의 특성을 안정시키고자 한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 n+a-Si:H 층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝하여 그것을 마스크로 상부 n+a-Si:H 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거 한다. 그 위 에 Cr층을 증착한 후 패터닝 하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 여기서 각 박막의 패터닝은 식각 공정으로 각단위 박막의 특성에 맞는 건식 및 습식식각 공정이 필요하다. 제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는 주로 식각 공정시 over 및 under etching 이며, 정확한 식각을 위하여 각 박막에 맞는 식각공정을 개발하여 소자의 최적 특성을 제공하고자한다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각 공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다.
본 연구는 LCD용 비정질 실리콘박막트랜지스터의 제조공정중 가장 중요한 식각 공정에서 각 박막의 특성에 맞는 습식 및 건식식각공정을 개발하여 소자의 특성을 안정시키고자 한다. 본 연구의 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 Inverted Staggered 형태로 게이트 전극이 하부에 있다. 실험 방법은 게이트전극, 절연층, 전도층, 에치스토퍼 및 포토레지스터층을 연속 증착한다. 스토퍼층을 게이트 전극의 패턴으로 남기고, 그 위에 n+a-Si:H 층 및 NPR(Negative Photo Resister)을 형성시킨다. 상부 게이트 전극과 반대의 패턴으로 NPR층을 패터닝하여 그것을 마스크로 상부 n+a-Si:H 층을 식각하고, 남아있는 NPR층을 제거 한다. 그 위 에 Cr층을 증착한 후 패터닝 하여 소오스-드레인 전극을 위한 Cr층을 형성시켜 박막 트랜지스터를 제조한다. 여기서 각 박막의 패터닝은 식각 공정으로 각단위 박막의 특성에 맞는 건식 및 습식식각 공정이 필요하다. 제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는 주로 식각 공정시 over 및 under etching 이며, 정확한 식각을 위하여 각 박막에 맞는 식각공정을 개발하여 소자의 최적 특성을 제공하고자한다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각 공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다.
Conventionally, etching is first considered for microelectronics fabrication process and is specially important in process of a-Si:H thin film transistor for LCD. In this paper, we stabilize properties of device by development of wet and dry etching process. The a-Si:H TFTs of this paper is inverted...
Conventionally, etching is first considered for microelectronics fabrication process and is specially important in process of a-Si:H thin film transistor for LCD. In this paper, we stabilize properties of device by development of wet and dry etching process. The a-Si:H TFTs of this paper is inverted staggered type. The gate electrode is lower part. The gate electrode is formed by patterning with length of 8 ${\mu}$m${\sim}$16 ${\mu}$m and width of 80${\sim}$200 ${\mu}$m after depositing with gate electrode (Cr) 1500 ${\AA}$under coming 7059 glass substrate. We have fabricated a-SiN:H, conductor, etch-stopper and photo resistor on gate electrode in sequence, respectively. The thickness of these thin films is formed with a-SiN:H (2000 ${\mu}$m), a-Si:H(2000 ${\mu}$m) and n+a-Si:H (500 ${\mu}$m), We have deposited n-a-Si:H, NPR(Negative Photo Resister) layer after forming pattern of Cr gate electrode by etch-stopper pattern. The NPR layer by inverting pattern of upper gate electrode is patterned and the n+a-Si:H layer is etched by the NPR pattern. The NPR layer is removed. After Cr layer is deposited and patterned, the source-drain electrode is formed. In the fabricated TFT, the most frequent problems are over and under etching in etching process. We were able to improve properties of device by strict criterion on wet, dry etching and cleaning process.
Conventionally, etching is first considered for microelectronics fabrication process and is specially important in process of a-Si:H thin film transistor for LCD. In this paper, we stabilize properties of device by development of wet and dry etching process. The a-Si:H TFTs of this paper is inverted staggered type. The gate electrode is lower part. The gate electrode is formed by patterning with length of 8 ${\mu}$m${\sim}$16 ${\mu}$m and width of 80${\sim}$200 ${\mu}$m after depositing with gate electrode (Cr) 1500 ${\AA}$under coming 7059 glass substrate. We have fabricated a-SiN:H, conductor, etch-stopper and photo resistor on gate electrode in sequence, respectively. The thickness of these thin films is formed with a-SiN:H (2000 ${\mu}$m), a-Si:H(2000 ${\mu}$m) and n+a-Si:H (500 ${\mu}$m), We have deposited n-a-Si:H, NPR(Negative Photo Resister) layer after forming pattern of Cr gate electrode by etch-stopper pattern. The NPR layer by inverting pattern of upper gate electrode is patterned and the n+a-Si:H layer is etched by the NPR pattern. The NPR layer is removed. After Cr layer is deposited and patterned, the source-drain electrode is formed. In the fabricated TFT, the most frequent problems are over and under etching in etching process. We were able to improve properties of device by strict criterion on wet, dry etching and cleaning process.
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문제 정의
본 논문에서는 LCD 용 TFT를 기존의 방식 에 비하여보다 철저한 건식 및 습식식각 공정 및 검사공정을 채택하여 적용함으로써 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정을 안정화하고, 박막 트랜지스터의특성을 개선하고자 한다.
본 논문에서는 TFT를 기존의 방식 에 비하여 보다 철저한 식각 공정 및 검사공정을 채택하여 적용하므로써 수소화 된 비정질 실리콘 박막 트랜지스터의 제조공정을 안정 화하고, 박막 트랜지스터 의 수율을 개선하고자한다.
제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는주로 식 각 공정 시 over 및 under etching 이며, 정확한 식각을 위하여 각 박막에 맞는 식각공정을 개발하여 소자의 최적 특성을 제공하고자한다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다.
제안 방법
이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다. 그러므로 이를 개선하기위해서는 광 식각 공정을 보다 엄격한 기준으로 공정을 수행하였다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의조건 과 절차를 확립하여 소자의 특성을 확실히 개선할 수 있었다.
본 연구와 같은 비정질반도체 공정에서는 비정질실리콘과 TFT의 게이트 절연층인 비정질실리콘 나이트라이 드의 식 각은 RIE(Reactive Ion Etching) 이나 플라즈마식각 과 같은 건식식각 방법을 주로 사용하며, 금속과 투명도전막 그리고 에치 스토퍼 로써의 비정질실리콘 나이트라이드는 습식 식각공정을 하게 된다.
대상 데이터
게이트로써 Cr 은 그 패턴의 모습이 모서 리 부분이경사진 taper etching 이 효과적이다. 이를 위하여 Cr etchant 인 [(湖兀。(人, 이 J, HNOy H2O 의 혼합용액에 다른 화학약품을혼합하여 실험 하였다. G건식 식각 후 세척 간계에 들어가고 이는 이후 연속 증착시 adhesion 을 좋게 하기 위한 필수적 과정 이다.
성능/효과
제조한 박막 트랜지스터에서 가장 흔히 발생되는 문제는주로 식 각 공정 시 over 및 under etching 이며, 정확한 식각을 위하여 각 박막에 맞는 식각공정을 개발하여 소자의 최적 특성을 제공하고자한다. 이와 같이 공정에 보다 엄격한 기준의 건식 및 습식식각공정 그리고 세척 등의 처리공정을 정밀하게 실시하여 소자의 특성을 확실히 개선 할 수 있었다. 그러므로 이를 개선하기위해서는 광 식각 공정을 보다 엄격한 기준으로 공정을 수행하였다.
후속연구
이상의 실험에서 본 논문에서 사용한 방법으로 a-Si:HTFT를 생산 할 경우 TFT 의 특성 및 공정 안정화를 개선하여 현재 많은 소자에 이용되고 있는 a-Si:HTFT의 응용폭을 상당히 확대 시킬 수 있으리라 생각되며 HDTV 의 디스플레이로써 각광을 받고있는 TFT를 사용한 AM LCD FAX. 에 사용되고 있는 Contact Image Sensor등에도 적용 할 수 있으리라 기대된다.
참고문헌 (9)
Chang W. Hur, "Method of Making Thin Film Transistors", United States Patent, Patent No.5,306,653, Apr. (1994)
M.J. Powell, I.D. French, J.R. Hughes, N.C. Bird, O.S. Davies, C. Glasse and J.E..Curran, "Amorphous silicon image sensor array," Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 258, pp.1127~1137 (1992)
S. Polach, D. Horst, G. Maier, T. Kallfass and E. Lueder, 'Matrix of light sensors addressed by a-Si:H TFTs on a flexible plastic substrate,' SPIE 3649, pp.31~39, (1999)
A. Nathan, Correlation between leakage current and overlap capacitance in a-Si:H TFTs, IEEE Workshop on Charge-Coupled Devices and Advanced Image Sensor, Karuizawa, Japan, June 10-12, (1999)
이규정, 류광렬, 허창우, "산화물 반도체 박막 가스센서 어레이의 제조 및 수율 개선", 한국해양정보통신학회 논문지 vol.6, No.2, pp. 315-322, (2002)
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