薄膜トランジスタ、その製造方法及びこれを含む有機電界発光表示装置
【課題】金属触媒を利用して結晶化した半導体層を利用した薄膜トランジスタにおいて、半導体層に残留する残留金属触媒を最小化して特性が向上した薄膜トランジスタとその製造方法、及び有機電界発光表示装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】基板と；基板上に形成されたシリコン膜と；シリコン膜上部に形成された拡散層と；拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；半導体層とゲート電極を絶縁させるためにゲート電極と半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極とを含む。また、基板全面にかけて位置する保護膜；及び保護膜上に位置し、ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極を含む有機電界発光表示装置に関する。
【解決手段】基板と；基板上に形成されたシリコン膜と；シリコン膜上部に形成された拡散層と；拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；半導体層とゲート電極を絶縁させるためにゲート電極と半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極とを含む。また、基板全面にかけて位置する保護膜；及び保護膜上に位置し、ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極を含む有機電界発光表示装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを含む有機電界発光表示装置に係り、さらに詳細には金属触媒を利用して結晶化した半導体層の金属触媒の濃度を調節して電気的特性が優れた薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを具備する有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多結晶シリコン層は、高い電界効果移動度と高速動作回路に適用が可能であって、ＣＭＯＳ回路構成が可能であるという長所があり薄膜トランジスタ用半導体層の用途で多く用いられている。このような多結晶シリコン層を利用した薄膜トランジスタは主に能動マトリックス液晶ディスプレイ装置（ＡＭＬＣＤ）の能動素子と有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）のスイッチング素子及び駆動素子に用いられる。
【０００３】
前記非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する方法は、固相結晶化法（Solid Phase Crystallization）、エキシマレーザ結晶化法（Excimer Laser Crystallization）、金属誘導結晶化法（Metal Induced Crystallization）及び金属誘導側面結晶化法（Metal Induced Lateral Crystallization）等があるが、固相結晶化法は非晶質シリコン層を、薄膜トランジスタが用いられるディスプレイ素子の基板を形成する物質であるガラスの変形温度である約７００℃以下の温度で数時間ないし数十時間にかけてアニーリングする方法であって、エキシマレーザ結晶化法はエキシマレーザを非晶質シリコン層に走査して非常に短時間の間局部的に高い温度で加熱して結晶化する方法であり、金属誘導結晶化法はニッケル、パラジウム、金、アルミニウム等の金属を非晶質シリコン層と接触させたり注入して、前記金属により非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に相変化が誘導される現象を利用する方法であって、金属誘導側面結晶化法は金属とシリコンが反応して生成されたシリサイドが側面に続けて伝播されながら順に非晶質シリコン層の結晶化を誘導する方法を利用する結晶化方法である。
【０００４】
しかし、前記の固相結晶化法は、工程時間があまりに長いだけでなく高温で長時間熱処理することによって基板の変形が生じやすいという短所があり、エキシマレーザ結晶化法は高価のレーザ装置が必要であるだけでなく多結晶化された表面の突起（protrusion）が発生して半導体層とゲート絶縁膜の界面特性が悪いという短所がある。
【０００５】
現在、金属を利用して非晶質シリコン層を結晶化する方法は、固相結晶化（Solid Phase Crystallization）より低い温度で迅速な時間内に結晶化させることができる長所を有しているため多く研究されている。金属を利用した結晶化方法は金属誘導結晶化（ＭＩＣ、Metal Induced Crystallization）方法と金属誘導側面結晶化（ＭＩＬＣ、Metal Induced Lateral Crystallization）方法、ＳＧＳ結晶化（Super Grain Silicon Crystallization）方法等がある。
【０００６】
薄膜トランジスタの特性を決定する重要な要素の一つが漏れ電流であるが、特に前記の金属触媒を利用して結晶化した半導体層では前記金属触媒がチャネル領域に残留して漏れ電流が増加しうる。したがってチャネル領域における残留金属触媒の濃度を制御しないと薄膜トランジスタの漏れ電流が増加して電気的特性が低下する問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国特許第１０−０８３９７３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、金属触媒を利用して結晶化した半導体層を利用した薄膜トランジスタにおいて、前記半導体層に残留する残留金属触媒を最小化して特性が向上した薄膜トランジスタとその製造方法、及び前記薄膜トランジスタを具備する有機電界発光表示装置とその製造方法を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、薄膜トランジスタ、その製造方法及びそれを具備する有機電界発光表示装置に係り、基板と；前記基板上に形成されたシリコン膜と；前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；前記半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ、その製造方法を提供する。
【００１０】
また、基板と；前記基板上に形成されたシリコン膜と；前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；前記半導体層に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と；前記基板全面にかけて位置する保護膜と；前記保護膜上に位置し、前記ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極と、を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、金属触媒を利用して結晶化した半導体層を具備する薄膜トランジスタ及びその製造方法とそれを具備する有機電界発光表示装置において、従来の金属触媒を利用して結晶化した半導体層より結晶粒が大きくて残留金属が少ない優秀な半導体層を形成する方法を提供することによって、しきい電圧、Ｉｏｆｆ特性が向上した薄膜トランジスタ及びその製造方法とそれを具備する有機電界発光表示装置を得ることができ、特性が向上した素子を生産することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｂ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｃ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｄ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｅ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｆ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図２】本発明による有機電界発光表示装置に関する図面である。
【図３Ａ】非晶質シリコン層下部にバッファー層がある場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【図３Ｂ】本発明によって非晶質シリコン層下部にバッファー層が形成されている場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。以下の実施例はこの技術分野で通常的な知識を有する者に本発明が十分に理解されるように提供するものであって、さまざまな形態で変形されることができ、本発明の範囲が次に記述される実施例に限られるのではない。
【００１４】
［実施例１］
図１Ａないし図１Ｆは、本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【００１５】
図１Ａを参照すると、ガラスまたはプラスチックで構成された基板１００上にバッファー層１０５を形成する。前記バッファー層１０５は化学的気相蒸着（Chemical Vapor Deposition）法または物理的気相蒸着（Physical Vapor Deposition）法を利用してシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような絶縁膜を利用して単層またはこれらの積層構造で形成する。この時、前記バッファー層１０５は前記基板１００で発生する水分または不純物の拡散を防止したり、結晶化時の熱の伝達速度を調節することによって、非晶質シリコン層の結晶化が十分に行われることができるようにする役割をする。
【００１６】
そうしてから、図１Ｂを参照すると、前記バッファー層１０５上にシリコン膜１１０を形成する。前記シリコン膜１１０は非晶質シリコン層で形成し、化学的気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition）または物理的気相蒸着法（Physical Vapor Deposition）を利用して形成する。
【００１７】
その後に、前記シリコン膜１１０上に拡散層１１５を形成する。この時、前記拡散層１１５は、以後の工程で形成される金属触媒が熱処理工程を介して拡散することができるシリコン窒化膜で形成することが好ましく、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複層を用いることができる。
【００１８】
そうしてから、拡散層１１５上に非晶質シリコン層１２０ａを形成する。
【００１９】
この時前記非晶質シリコン層１２０ａは化学的気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition）または物理的気相蒸着法（Physical Vapor Deposition）を利用することができる。また、前記非晶質シリコン層１２０ａを形成する時、または、形成した後に脱水素処理して水素の濃度を低める工程を行なうことができる。
【００２０】
次に、前記非晶質シリコン層１２０ａを多結晶シリコン層に結晶化する。本発明ではＭＩＣ（Metal Induced Crystallization）法、ＭＩＬＣ（Metal Induced Lateral Crystallization）法またはＳＧＳ（Super Grain Silicon）法等のような金属触媒を利用した結晶化方法を利用して前記非晶質シリコン層を多結晶シリコン層で結晶化する。
【００２１】
一方、本願発明では以下、前記結晶化法のうち好ましい実施例としてのＳＧＳ結晶化法について説明する。
【００２２】
前記ＳＧＳ法は、非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節して結晶粒の大きさを数μｍないし数百μｍまで調節することができる結晶化方法である。前記非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節するための一実施例では、前記非晶質シリコン層上に拡散層を形成して、前記拡散層上に金属触媒層を形成した後に、熱処理して金属触媒を拡散させることができ、工程によっては拡散層を形成せずに金属触媒層を低濃度で形成すること等により拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節することができる。
【００２３】
図１Ｃを参照すると、前記非晶質シリコン１２０ａ上にキャッピング層１２５を形成する。この時、前記キャッピング層１２５は以後の工程で形成される金属触媒が熱処理工程を介して拡散することができるシリコン窒化膜で形成することが好ましく、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複層を用いることができる。前記キャッピング層１２５は化学的気相蒸着法または物理的気相蒸着法等のような方法で形成する。この時、前記キャッピング層１２５の厚さは１ないし２０００Åに形成する。前記キャッピング層１２５の厚さが１Å未満になる場合には前記キャッピング層１２５が拡散する金属触媒の量を阻止しにくく、２０００Åを超える場合には前記非晶質シリコン層１２０に拡散する金属触媒の量が少なくて多結晶シリコン層に結晶化しにくい。
【００２４】
続いて、前記キャッピング層１２５上に金属触媒を蒸着して金属触媒層１３０を形成する。この時、前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群から選択されるいずれか一つを用いることができるが、好ましくはニッケル（Ｎｉ）を利用する。この時、前記金属触媒層１３０は前記拡散層１３０上に１０１１ないし１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度で形成するが、前記金属触媒が１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より少なく形成された場合には結晶化の核であるシードの量が少なくて前記第１非晶質シリコン層がＳＧＳ法による多結晶シリコン層で結晶化しにくく、前記金属触媒が１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より多く形成された場合には第１非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の量が多くて多結晶シリコン層の結晶粒が小さくなり、また、残留する金属触媒の量が多くなるようになって前記多結晶シリコン層をパターニングして形成される半導体層の特性が低下するようになる。
【００２５】
前記バッファー層１０５、シリコン膜１１０、拡散層１１５、非晶質シリコン層１２０ａ、キャッピング層１２５及び金属触媒層１３０が形成された前記基板１００を熱処理して前記金属触媒層１３０の金属触媒のうち一部を前記非晶質シリコン層１２０ａの表面に移動させる。すなわち、前記熱処理により前記キャッピング層１２５を通過して拡散する金属触媒のうち微量の金属触媒だけが前記非晶質シリコン層１２０ａの表面に拡散するようになって、大部分の金属触媒は前記非晶質シリコン層１２０ａに到達することもできなかったり前記キャッピング層１２５を通過できなくなる。
【００２６】
したがって、前記拡散層１３０の拡散阻止能力により前記第１非晶質シリコン層１２０の表面に到達する金属触媒の量が決定されるが、前記キャッピング層１２５の拡散阻止能力は前記キャッピング層１２５の厚さと密接な関係がある。すなわち、前記キャッピング層１２５の厚さが厚くなるほど拡散する量は少なくなるようになって結晶粒の大きさが大きくなるようになり、厚さが薄くなるほど拡散する量は多くなるようになって結晶粒の大きさは小さくなるようになる。
【００２７】
図１Ｄを参照すると熱処理を続けつつ、前記非晶質シリコン層１２０ａ下部に拡散層１１５及び非晶質シリコン層で構成されたシリコン膜１１０が形成されているので、前記非晶質シリコン層１２０ａ内に到達した金属触媒が下部の拡散層１１５及びシリコン膜１１０に拡散する。
【００２８】
それゆえ、前記非晶質シリコン層１２０ａ層内部の金属触媒の量が減少して、ゲッタリング効果を得ることができる。
【００２９】
図３Ａは、非晶質シリコン層下部にバッファー層がある場合の金属触媒濃度を測定したグラフであって、図３Ｂは本発明のように非晶質シリコン層下部にバッファー層が形成されている場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図３Ａの金属触媒で結晶化した多結晶シリコン層下部にバッファー層がある場合、バッファー層内に金属触媒が拡散したが濃度が低い。しかし図３Ｂを参照すると、金属触媒で結晶化した多結晶シリコン層下部に拡散層とシリコン膜が形成されており、多結晶シリコン層の触媒濃度が図３Ａの多結晶シリコン層より少なく、拡散層とシリコン膜における金属触媒の濃度がバッファー層の場合より高いことが分かる。
【００３１】
それゆえ拡散層とシリコン膜を多結晶シリコン層下部に形成した場合、金属触媒の拡散効果がさらに優秀であり、ゲッタリング効果がさらに優秀なことが分かる。
【００３２】
前記シリコン膜１１０に到達した金属触媒は前記非晶質シリコン層１２０ａと同じ原理で結晶化が生じて多結晶シリコン層に形成することができ、前記シリコン膜１１０の結晶粒は前記非晶質シリコン層１２０ａから拡散した金属触媒で結晶された２次的な結晶粒で、前記非晶質シリコン層１２０ａが結晶化した結晶粒よりさらに大きく、結晶粒境界が曖昧で前記非晶質シリコン層１２０ａが結晶化した結晶粒とは差がある。
【００３３】
この時、前記熱処理工程は２００ないし９００℃、好ましくは３５０ないし５００℃の温度範囲で数秒ないし数時間の間行なって前記金属触媒を拡散させるようになるが、前記温度と時間で行なう場合に過度な熱処理工程による基板の変形等を防止することができ、製造費用及び収率の面でも好ましい。前記熱処理工程は炉（furnace）工程、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）工程、ＵＶ工程またはレーザ（Laser）工程のうちいずれか一つの工程を利用することができる。
【００３４】
図１Ｅを参照すると、前記のような方法で非晶質シリコン層１２０ａを結晶化して多結晶シリコン層に形成した後、パターニングして半導体層１２０を形成する。そうしてから、前記基板１００全面にかけてゲート絶縁膜１４０を形成した後に、前記半導体層１２０に対応されるようにゲート電極１５０を形成する。
【００３５】
前記ゲート絶縁膜１４０はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらの二重層とすることができる。
【００３６】
続いて、前記ゲート絶縁膜１４０上にアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム−ネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金上にアルミニウム合金が積層された多重層をゲート電極用金属層（図示せず）を形成して、フォトエッチング工程で前記ゲート電極用金属層をエッチングして前記半導体層１２０と対応される部分にゲート電極１５０を形成する。
【００３７】
図１Ｆを参照すると、前記ゲート電極１５０を含む基板１００全面にかけて層間絶縁膜１６０を形成する。ここで、前記層間絶縁膜１６０はシリコン窒化膜、シリコン酸化膜またはこれらの多重層であることもある。
【００３８】
続いて、前記層間絶縁膜１６０及び前記ゲート絶縁膜１４０をエッチングして前記半導体層１２０の一部領域を露出させるコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを介して前記ソース／ドレイン領域と連結するソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを形成する。ここで、前記ソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂはモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン合金（Ｍｏ alloy）、アルミニウム合金（Ａｌ alloy）、及び銅合金（Ｃｕ alloy）の中から選択されるいずれか一つで形成することができる。これで前記半導体層１２０、前記ゲート電極１５０及び前記ソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを含む薄膜トランジスタを完成する。
【００３９】
［実施例２］
実施例２は実施例１の薄膜トランジスタを含む有機電界発光表示装置に係り、実施例１と同じ説明は省略する。
【００４０】
図２は、本発明の有機電界発光表示装置に関する図面である。
【００４１】
図２を参照すると、前記のように半導体層１２０、ゲート電極１５０、ゲート絶縁膜１４０及びソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを含む基板１００全面にかけて保護膜１７５を形成する。
【００４２】
保護膜１７５は、無機膜であるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはＳＯＧの中から選択されるいずれか一つまたは有機膜であるポリイミド（polyimide）、ベンゾシクロブテン系樹脂（benzocyclobutene series resin）またはアクリレート（acrylate）の中から選択されるいずれか一つで形成することができる。また前記無機膜と前記有機膜の積層構造で形成することもできる。
【００４３】
前記保護膜１７５をエッチングして前記ソースまたはドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを露出させるビアホールを形成する。前記ビアホールを介して前記ソースまたはドレイン電極１７０ａ、１７０ｂのうちいずれか一つと連結する第１電極１８０を形成する。前記第１電極１８０はアノードまたはカソードとして形成することができる。前記第１電極１８０がアノードである場合、前記アノードはＩＴＯ、ＩＺＯまたはＩＴＺＯのうちからいずれか一つで構成された透明導電膜で形成することができ、カソードである場合、前記カソードはＭｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｂａまたはこれらの合金を用いて形成することができる。
【００４４】
続いて、前記第１電極１８０上に前記第１電極１８０の表面の一部を露出させる開口部を有する画素定義膜１８５を形成して、前記露出した第１電極１８０上に発光層を含む有機膜層１９０を形成する。前記有機膜層１９０には正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子抑制層、電子注入層及び電子輸送層で構成される群から選択される一つまたは複数の層をさらに含むことができる。続いて、前記有機膜層１９０上に第２電極１９５を形成する。これで本発明の一実施例による有機電界発光表示装置を完成する。
【００４５】
本発明は、トップゲート構造の薄膜トランジスタ及び有機電界発光表示装置を例に挙げて説明したが、同じ方法を適用して、基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極を含むボトムゲート構造の薄膜トランジスタ及びそれを含む有機電界発光表示装置でも形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 基板
１０５ バッファー層
１１０ シリコン膜
１１５ 拡散層
１２０ 半導体層
１２０ａ 非晶質シリコン層
１２５ キャッピング層
１３０ 金属触媒層
１４０ ゲート絶縁膜
１５０ ゲート電極
１６０ 層間絶縁膜
１７０ａ ソース／ドレイン電極
１７５ 保護膜
１８５ 画素定義膜
１９０ 有機膜層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを含む有機電界発光表示装置に係り、さらに詳細には金属触媒を利用して結晶化した半導体層の金属触媒の濃度を調節して電気的特性が優れた薄膜トランジスタ、その製造方法、及びこれを具備する有機電界発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多結晶シリコン層は、高い電界効果移動度と高速動作回路に適用が可能であって、ＣＭＯＳ回路構成が可能であるという長所があり薄膜トランジスタ用半導体層の用途で多く用いられている。このような多結晶シリコン層を利用した薄膜トランジスタは主に能動マトリックス液晶ディスプレイ装置（ＡＭＬＣＤ）の能動素子と有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）のスイッチング素子及び駆動素子に用いられる。
【０００３】
前記非晶質シリコンを多結晶シリコンに結晶化する方法は、固相結晶化法（Solid Phase Crystallization）、エキシマレーザ結晶化法（Excimer Laser Crystallization）、金属誘導結晶化法（Metal Induced Crystallization）及び金属誘導側面結晶化法（Metal Induced Lateral Crystallization）等があるが、固相結晶化法は非晶質シリコン層を、薄膜トランジスタが用いられるディスプレイ素子の基板を形成する物質であるガラスの変形温度である約７００℃以下の温度で数時間ないし数十時間にかけてアニーリングする方法であって、エキシマレーザ結晶化法はエキシマレーザを非晶質シリコン層に走査して非常に短時間の間局部的に高い温度で加熱して結晶化する方法であり、金属誘導結晶化法はニッケル、パラジウム、金、アルミニウム等の金属を非晶質シリコン層と接触させたり注入して、前記金属により非晶質シリコン層が多結晶シリコン層に相変化が誘導される現象を利用する方法であって、金属誘導側面結晶化法は金属とシリコンが反応して生成されたシリサイドが側面に続けて伝播されながら順に非晶質シリコン層の結晶化を誘導する方法を利用する結晶化方法である。
【０００４】
しかし、前記の固相結晶化法は、工程時間があまりに長いだけでなく高温で長時間熱処理することによって基板の変形が生じやすいという短所があり、エキシマレーザ結晶化法は高価のレーザ装置が必要であるだけでなく多結晶化された表面の突起（protrusion）が発生して半導体層とゲート絶縁膜の界面特性が悪いという短所がある。
【０００５】
現在、金属を利用して非晶質シリコン層を結晶化する方法は、固相結晶化（Solid Phase Crystallization）より低い温度で迅速な時間内に結晶化させることができる長所を有しているため多く研究されている。金属を利用した結晶化方法は金属誘導結晶化（ＭＩＣ、Metal Induced Crystallization）方法と金属誘導側面結晶化（ＭＩＬＣ、Metal Induced Lateral Crystallization）方法、ＳＧＳ結晶化（Super Grain Silicon Crystallization）方法等がある。
【０００６】
薄膜トランジスタの特性を決定する重要な要素の一つが漏れ電流であるが、特に前記の金属触媒を利用して結晶化した半導体層では前記金属触媒がチャネル領域に残留して漏れ電流が増加しうる。したがってチャネル領域における残留金属触媒の濃度を制御しないと薄膜トランジスタの漏れ電流が増加して電気的特性が低下する問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国特許第１０−０８３９７３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであって、金属触媒を利用して結晶化した半導体層を利用した薄膜トランジスタにおいて、前記半導体層に残留する残留金属触媒を最小化して特性が向上した薄膜トランジスタとその製造方法、及び前記薄膜トランジスタを具備する有機電界発光表示装置とその製造方法を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、薄膜トランジスタ、その製造方法及びそれを具備する有機電界発光表示装置に係り、基板と；前記基板上に形成されたシリコン膜と；前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；前記半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ、その製造方法を提供する。
【００１０】
また、基板と；前記基板上に形成されたシリコン膜と；前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；前記半導体層に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と；前記基板全面にかけて位置する保護膜と；前記保護膜上に位置し、前記ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極と、を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、金属触媒を利用して結晶化した半導体層を具備する薄膜トランジスタ及びその製造方法とそれを具備する有機電界発光表示装置において、従来の金属触媒を利用して結晶化した半導体層より結晶粒が大きくて残留金属が少ない優秀な半導体層を形成する方法を提供することによって、しきい電圧、Ｉｏｆｆ特性が向上した薄膜トランジスタ及びその製造方法とそれを具備する有機電界発光表示装置を得ることができ、特性が向上した素子を生産することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｂ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｃ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｄ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｅ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図１Ｆ】本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【図２】本発明による有機電界発光表示装置に関する図面である。
【図３Ａ】非晶質シリコン層下部にバッファー層がある場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【図３Ｂ】本発明によって非晶質シリコン層下部にバッファー層が形成されている場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。以下の実施例はこの技術分野で通常的な知識を有する者に本発明が十分に理解されるように提供するものであって、さまざまな形態で変形されることができ、本発明の範囲が次に記述される実施例に限られるのではない。
【００１４】
［実施例１］
図１Ａないし図１Ｆは、本発明による薄膜トランジスタに関する図面である。
【００１５】
図１Ａを参照すると、ガラスまたはプラスチックで構成された基板１００上にバッファー層１０５を形成する。前記バッファー層１０５は化学的気相蒸着（Chemical Vapor Deposition）法または物理的気相蒸着（Physical Vapor Deposition）法を利用してシリコン酸化膜、シリコン窒化膜のような絶縁膜を利用して単層またはこれらの積層構造で形成する。この時、前記バッファー層１０５は前記基板１００で発生する水分または不純物の拡散を防止したり、結晶化時の熱の伝達速度を調節することによって、非晶質シリコン層の結晶化が十分に行われることができるようにする役割をする。
【００１６】
そうしてから、図１Ｂを参照すると、前記バッファー層１０５上にシリコン膜１１０を形成する。前記シリコン膜１１０は非晶質シリコン層で形成し、化学的気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition）または物理的気相蒸着法（Physical Vapor Deposition）を利用して形成する。
【００１７】
その後に、前記シリコン膜１１０上に拡散層１１５を形成する。この時、前記拡散層１１５は、以後の工程で形成される金属触媒が熱処理工程を介して拡散することができるシリコン窒化膜で形成することが好ましく、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複層を用いることができる。
【００１８】
そうしてから、拡散層１１５上に非晶質シリコン層１２０ａを形成する。
【００１９】
この時前記非晶質シリコン層１２０ａは化学的気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition）または物理的気相蒸着法（Physical Vapor Deposition）を利用することができる。また、前記非晶質シリコン層１２０ａを形成する時、または、形成した後に脱水素処理して水素の濃度を低める工程を行なうことができる。
【００２０】
次に、前記非晶質シリコン層１２０ａを多結晶シリコン層に結晶化する。本発明ではＭＩＣ（Metal Induced Crystallization）法、ＭＩＬＣ（Metal Induced Lateral Crystallization）法またはＳＧＳ（Super Grain Silicon）法等のような金属触媒を利用した結晶化方法を利用して前記非晶質シリコン層を多結晶シリコン層で結晶化する。
【００２１】
一方、本願発明では以下、前記結晶化法のうち好ましい実施例としてのＳＧＳ結晶化法について説明する。
【００２２】
前記ＳＧＳ法は、非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節して結晶粒の大きさを数μｍないし数百μｍまで調節することができる結晶化方法である。前記非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節するための一実施例では、前記非晶質シリコン層上に拡散層を形成して、前記拡散層上に金属触媒層を形成した後に、熱処理して金属触媒を拡散させることができ、工程によっては拡散層を形成せずに金属触媒層を低濃度で形成すること等により拡散する金属触媒の濃度を低濃度に調節することができる。
【００２３】
図１Ｃを参照すると、前記非晶質シリコン１２０ａ上にキャッピング層１２５を形成する。この時、前記キャッピング層１２５は以後の工程で形成される金属触媒が熱処理工程を介して拡散することができるシリコン窒化膜で形成することが好ましく、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の複層を用いることができる。前記キャッピング層１２５は化学的気相蒸着法または物理的気相蒸着法等のような方法で形成する。この時、前記キャッピング層１２５の厚さは１ないし２０００Åに形成する。前記キャッピング層１２５の厚さが１Å未満になる場合には前記キャッピング層１２５が拡散する金属触媒の量を阻止しにくく、２０００Åを超える場合には前記非晶質シリコン層１２０に拡散する金属触媒の量が少なくて多結晶シリコン層に結晶化しにくい。
【００２４】
続いて、前記キャッピング層１２５上に金属触媒を蒸着して金属触媒層１３０を形成する。この時、前記金属触媒はＮｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群から選択されるいずれか一つを用いることができるが、好ましくはニッケル（Ｎｉ）を利用する。この時、前記金属触媒層１３０は前記拡散層１３０上に１０１１ないし１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度で形成するが、前記金属触媒が１０１１ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より少なく形成された場合には結晶化の核であるシードの量が少なくて前記第１非晶質シリコン層がＳＧＳ法による多結晶シリコン層で結晶化しにくく、前記金属触媒が１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２の面密度より多く形成された場合には第１非晶質シリコン層に拡散する金属触媒の量が多くて多結晶シリコン層の結晶粒が小さくなり、また、残留する金属触媒の量が多くなるようになって前記多結晶シリコン層をパターニングして形成される半導体層の特性が低下するようになる。
【００２５】
前記バッファー層１０５、シリコン膜１１０、拡散層１１５、非晶質シリコン層１２０ａ、キャッピング層１２５及び金属触媒層１３０が形成された前記基板１００を熱処理して前記金属触媒層１３０の金属触媒のうち一部を前記非晶質シリコン層１２０ａの表面に移動させる。すなわち、前記熱処理により前記キャッピング層１２５を通過して拡散する金属触媒のうち微量の金属触媒だけが前記非晶質シリコン層１２０ａの表面に拡散するようになって、大部分の金属触媒は前記非晶質シリコン層１２０ａに到達することもできなかったり前記キャッピング層１２５を通過できなくなる。
【００２６】
したがって、前記拡散層１３０の拡散阻止能力により前記第１非晶質シリコン層１２０の表面に到達する金属触媒の量が決定されるが、前記キャッピング層１２５の拡散阻止能力は前記キャッピング層１２５の厚さと密接な関係がある。すなわち、前記キャッピング層１２５の厚さが厚くなるほど拡散する量は少なくなるようになって結晶粒の大きさが大きくなるようになり、厚さが薄くなるほど拡散する量は多くなるようになって結晶粒の大きさは小さくなるようになる。
【００２７】
図１Ｄを参照すると熱処理を続けつつ、前記非晶質シリコン層１２０ａ下部に拡散層１１５及び非晶質シリコン層で構成されたシリコン膜１１０が形成されているので、前記非晶質シリコン層１２０ａ内に到達した金属触媒が下部の拡散層１１５及びシリコン膜１１０に拡散する。
【００２８】
それゆえ、前記非晶質シリコン層１２０ａ層内部の金属触媒の量が減少して、ゲッタリング効果を得ることができる。
【００２９】
図３Ａは、非晶質シリコン層下部にバッファー層がある場合の金属触媒濃度を測定したグラフであって、図３Ｂは本発明のように非晶質シリコン層下部にバッファー層が形成されている場合の金属触媒濃度を測定したグラフである。
【００３０】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、図３Ａの金属触媒で結晶化した多結晶シリコン層下部にバッファー層がある場合、バッファー層内に金属触媒が拡散したが濃度が低い。しかし図３Ｂを参照すると、金属触媒で結晶化した多結晶シリコン層下部に拡散層とシリコン膜が形成されており、多結晶シリコン層の触媒濃度が図３Ａの多結晶シリコン層より少なく、拡散層とシリコン膜における金属触媒の濃度がバッファー層の場合より高いことが分かる。
【００３１】
それゆえ拡散層とシリコン膜を多結晶シリコン層下部に形成した場合、金属触媒の拡散効果がさらに優秀であり、ゲッタリング効果がさらに優秀なことが分かる。
【００３２】
前記シリコン膜１１０に到達した金属触媒は前記非晶質シリコン層１２０ａと同じ原理で結晶化が生じて多結晶シリコン層に形成することができ、前記シリコン膜１１０の結晶粒は前記非晶質シリコン層１２０ａから拡散した金属触媒で結晶された２次的な結晶粒で、前記非晶質シリコン層１２０ａが結晶化した結晶粒よりさらに大きく、結晶粒境界が曖昧で前記非晶質シリコン層１２０ａが結晶化した結晶粒とは差がある。
【００３３】
この時、前記熱処理工程は２００ないし９００℃、好ましくは３５０ないし５００℃の温度範囲で数秒ないし数時間の間行なって前記金属触媒を拡散させるようになるが、前記温度と時間で行なう場合に過度な熱処理工程による基板の変形等を防止することができ、製造費用及び収率の面でも好ましい。前記熱処理工程は炉（furnace）工程、ＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）工程、ＵＶ工程またはレーザ（Laser）工程のうちいずれか一つの工程を利用することができる。
【００３４】
図１Ｅを参照すると、前記のような方法で非晶質シリコン層１２０ａを結晶化して多結晶シリコン層に形成した後、パターニングして半導体層１２０を形成する。そうしてから、前記基板１００全面にかけてゲート絶縁膜１４０を形成した後に、前記半導体層１２０に対応されるようにゲート電極１５０を形成する。
【００３５】
前記ゲート絶縁膜１４０はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらの二重層とすることができる。
【００３６】
続いて、前記ゲート絶縁膜１４０上にアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム−ネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金上にアルミニウム合金が積層された多重層をゲート電極用金属層（図示せず）を形成して、フォトエッチング工程で前記ゲート電極用金属層をエッチングして前記半導体層１２０と対応される部分にゲート電極１５０を形成する。
【００３７】
図１Ｆを参照すると、前記ゲート電極１５０を含む基板１００全面にかけて層間絶縁膜１６０を形成する。ここで、前記層間絶縁膜１６０はシリコン窒化膜、シリコン酸化膜またはこれらの多重層であることもある。
【００３８】
続いて、前記層間絶縁膜１６０及び前記ゲート絶縁膜１４０をエッチングして前記半導体層１２０の一部領域を露出させるコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを介して前記ソース／ドレイン領域と連結するソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを形成する。ここで、前記ソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂはモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、モリブデンタングステン（ＭｏＷ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−ネオジム（Ａｌ−Ｎｄ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン合金（Ｍｏ alloy）、アルミニウム合金（Ａｌ alloy）、及び銅合金（Ｃｕ alloy）の中から選択されるいずれか一つで形成することができる。これで前記半導体層１２０、前記ゲート電極１５０及び前記ソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを含む薄膜トランジスタを完成する。
【００３９】
［実施例２］
実施例２は実施例１の薄膜トランジスタを含む有機電界発光表示装置に係り、実施例１と同じ説明は省略する。
【００４０】
図２は、本発明の有機電界発光表示装置に関する図面である。
【００４１】
図２を参照すると、前記のように半導体層１２０、ゲート電極１５０、ゲート絶縁膜１４０及びソース／ドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを含む基板１００全面にかけて保護膜１７５を形成する。
【００４２】
保護膜１７５は、無機膜であるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはＳＯＧの中から選択されるいずれか一つまたは有機膜であるポリイミド（polyimide）、ベンゾシクロブテン系樹脂（benzocyclobutene series resin）またはアクリレート（acrylate）の中から選択されるいずれか一つで形成することができる。また前記無機膜と前記有機膜の積層構造で形成することもできる。
【００４３】
前記保護膜１７５をエッチングして前記ソースまたはドレイン電極１７０ａ、１７０ｂを露出させるビアホールを形成する。前記ビアホールを介して前記ソースまたはドレイン電極１７０ａ、１７０ｂのうちいずれか一つと連結する第１電極１８０を形成する。前記第１電極１８０はアノードまたはカソードとして形成することができる。前記第１電極１８０がアノードである場合、前記アノードはＩＴＯ、ＩＺＯまたはＩＴＺＯのうちからいずれか一つで構成された透明導電膜で形成することができ、カソードである場合、前記カソードはＭｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｂａまたはこれらの合金を用いて形成することができる。
【００４４】
続いて、前記第１電極１８０上に前記第１電極１８０の表面の一部を露出させる開口部を有する画素定義膜１８５を形成して、前記露出した第１電極１８０上に発光層を含む有機膜層１９０を形成する。前記有機膜層１９０には正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子抑制層、電子注入層及び電子輸送層で構成される群から選択される一つまたは複数の層をさらに含むことができる。続いて、前記有機膜層１９０上に第２電極１９５を形成する。これで本発明の一実施例による有機電界発光表示装置を完成する。
【００４５】
本発明は、トップゲート構造の薄膜トランジスタ及び有機電界発光表示装置を例に挙げて説明したが、同じ方法を適用して、基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極を含むボトムゲート構造の薄膜トランジスタ及びそれを含む有機電界発光表示装置でも形成することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００ 基板
１０５ バッファー層
１１０ シリコン膜
１１５ 拡散層
１２０ 半導体層
１２０ａ 非晶質シリコン層
１２５ キャッピング層
１３０ 金属触媒層
１４０ ゲート絶縁膜
１５０ ゲート電極
１６０ 層間絶縁膜
１７０ａ ソース／ドレイン電極
１７５ 保護膜
１８５ 画素定義膜
１９０ 有機膜層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と；
前記基板上に形成されたシリコン膜と；
前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；
前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；
前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；
前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；
前記半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記シリコン膜及び前記半導体層は多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記シリコン膜と前記半導体層の結晶粒の大きさは相異なることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記シリコン膜、半導体層及び拡散層は金属触媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記金属触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群の中のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタは、基板と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；前記半導体層上に位置するゲート絶縁膜と；前記ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極と；前記ゲート電極上に位置する層間絶縁膜と；前記ゲート電極と絶縁されて前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
基板を形成して、
前記基板上にシリコン膜を形成して、
前記シリコン膜上に拡散層を形成して、
前記拡散層上に非晶質シリコン層を形成して、
前記非晶質シリコン層上に金属触媒層を形成して、
前記基板を熱処理し前記非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に形成して、
前記金属触媒層を除去して、
前記非晶質シリコン層をパターニングし半導体層に形成して、
前記基板全面にかけてゲート絶縁膜を形成して、
前記半導体層に対応されるようにゲート電極を形成して、
前記基板全面にかけて層間絶縁膜を形成して、
前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記熱処理を実施する方法において、
前記非晶質シリコン層と前記金属触媒層間にキャッピング層をさらに含めた後に、熱処理することをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記熱処理は、３５０ないし５００℃で行なうことを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記金属触媒層は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群から選択されるいずれか一つで形成することを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
基板と；
前記基板上に形成されたシリコン膜と；
前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；
前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；
前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；
前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；
前記半導体層に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と；
前記基板全面にかけて位置する保護膜と；
前記保護膜上に位置し、前記ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極と、を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項１３】
前記シリコン膜及び前記半導体層は、多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１４】
前記シリコン膜と前記半導体層の結晶粒の大きさは、相異なることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１５】
前記シリコン膜、半導体層及び拡散層は、金属触媒を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１６】
前記金属触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群の中のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１７】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；前記半導体層上に位置するゲート絶縁膜と；前記ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極と；前記ゲート電極上に位置する層間絶縁膜；及び前記ゲート電極と絶縁されて前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１８】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１】
基板と；
前記基板上に形成されたシリコン膜と；
前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；
前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；
前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；
前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；
前記半導体層のソース／ドレイン領域に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記シリコン膜及び前記半導体層は多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記シリコン膜と前記半導体層の結晶粒の大きさは相異なることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記シリコン膜、半導体層及び拡散層は金属触媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記金属触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群の中のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項４に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタは、基板と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；前記半導体層上に位置するゲート絶縁膜と；前記ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極と；前記ゲート電極上に位置する層間絶縁膜と；前記ゲート電極と絶縁されて前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
基板を形成して、
前記基板上にシリコン膜を形成して、
前記シリコン膜上に拡散層を形成して、
前記拡散層上に非晶質シリコン層を形成して、
前記非晶質シリコン層上に金属触媒層を形成して、
前記基板を熱処理し前記非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に形成して、
前記金属触媒層を除去して、
前記非晶質シリコン層をパターニングし半導体層に形成して、
前記基板全面にかけてゲート絶縁膜を形成して、
前記半導体層に対応されるようにゲート電極を形成して、
前記基板全面にかけて層間絶縁膜を形成して、
前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極を形成することを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記熱処理を実施する方法において、
前記非晶質シリコン層と前記金属触媒層間にキャッピング層をさらに含めた後に、熱処理することをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記熱処理は、３５０ないし５００℃で行なうことを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１１】
前記金属触媒層は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群から選択されるいずれか一つで形成することを特徴とする請求項８に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
基板と；
前記基板上に形成されたシリコン膜と；
前記シリコン膜上部に形成された拡散層と；
前記拡散層上に形成された金属触媒を利用して結晶化した半導体層と；
前記半導体層のチャネル領域に対応するように位置するゲート電極と；
前記半導体層と前記ゲート電極を絶縁させるために前記ゲート電極と前記半導体層間に位置するゲート絶縁膜と；
前記半導体層に電気的に連結されるソース／ドレイン電極と；
前記基板全面にかけて位置する保護膜と；
前記保護膜上に位置し、前記ソース／ドレイン電極と電気的に連結される第１電極、有機膜層及び第２電極と、を含むことを特徴とする有機電界発光表示装置。
【請求項１３】
前記シリコン膜及び前記半導体層は、多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１４】
前記シリコン膜と前記半導体層の結晶粒の大きさは、相異なることを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１５】
前記シリコン膜、半導体層及び拡散層は、金属触媒を含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１６】
前記金属触媒は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、Ｔｒ、及びＣｄで構成される群の中のいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１７】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；前記半導体層上に位置するゲート絶縁膜と；前記ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極と；前記ゲート電極上に位置する層間絶縁膜；及び前記ゲート電極と絶縁されて前記半導体層と一部が連結されるソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の有機電界発光表示装置。
【請求項１８】
前記薄膜トランジスタは基板と；前記基板上に位置するゲート電極と；前記基板全面にかけて位置するゲート絶縁膜と；前記基板上に位置するシリコン膜と；前記シリコン膜上に位置する拡散層と；前記拡散層上に位置する半導体層と；半導体層の一部を開口させて前記半導体層と連結するソース／ドレイン電極をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機電界発光表示装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図１Ｆ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−２０６１５５（Ｐ２０１０−２０６１５５Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７８４２（Ｐ２００９−１０７８４２）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（３０８０４０３５１）三星モバイルディスプレイ株式會社 (764)
【Ｆターム（参考）】
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