KR100494038B1 - High voltage thin film transistor having a offset in verticle direction - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고전압에 견디기 위해 수직 방향의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터에 관한 것으로, 게이트 전극, 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상의 소정부위에 형성된 활성층, 활성층 상에 소오스/드레인 전극과의 컨택 특성을 향상시키기 위한, 도핑된 비정질 실리콘층 및 전체 구조상에 형성된 소오스/드레인 전극을 포함하며,활성층 채널의 가장자리 영역과 상기 소오스 및/또는 드레인 전극 사이에 수직방향으로 형성된 비정질 실리콘층의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high voltage amorphous thin film transistor having a vertical offset to withstand high voltage. A source / drain electrode formed on the doped amorphous silicon layer and the entire structure to improve contact characteristics, and the offset of the amorphous silicon layer formed perpendicularly between the edge region of the active layer channel and the source and / or drain electrode. It provides a high voltage amorphous thin film transistor having.
이러한 구성을 통하여, 수평구조의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터가 가지는 엄격한 공정상의 제약이 따르는 문제점을 해결하고, 오프셋을 공정상 용이하게 제어하여, 고전압 박막트랜지스터의 특성을 안정화하며, 저렴한 공정비용을 확보할 수 있도록 하는 것이다. Through this configuration, the problem of the strict process constraints of the high voltage amorphous thin film transistor having the horizontal offset is solved, the offset is easily controlled in the process, the characteristics of the high voltage thin film transistor are stabilized, and the process cost is low. To secure it.
Description
본 발명은 고전압 비정질 박막 트랜지스터에 관한 것으로, 특히 고전압에 견디기 위해 수직 방향의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage amorphous thin film transistor, and more particularly to a high voltage amorphous thin film transistor having a vertical offset to withstand high voltage.
고전압 비정질 박막 트랜지스터는 AMFED(Active Matrix Field Emission Display)등 고전압이 요청되는 디스플레이에 응용되는 소자로, 일반적으로 50 내지 100V의 고전압이 인가된다. A high voltage amorphous thin film transistor is an element applied to a display requiring a high voltage such as an active matrix field emission display (AMFED), and a high voltage of 50 to 100V is generally applied.
이하, 도 1을 참조하여 종래기술에 의한 수평방향의 오프셋을 갖는 AMFED 고전압 비정질 박막 트랜지스터를 설명한다.Hereinafter, an AMFED high voltage amorphous thin film transistor having a horizontal offset according to the related art will be described with reference to FIG. 1.
비정질 막막 트랜지스터는 소자를 형성하기 위한 기판(101), 게이트 전극(102), 게이트 절연막(103), 활성층(104), n+ 비정질 실리콘(105), 소오스/드레인 전극(106)을 포함하여 이루어져 있다. 이 경우, 게이트 전극(102)을 형성한 후, 게이트 절연막(103), 활성층(104) 및 n+ 비정질 실리콘(105)이 연속공정으로 증착되고, 활성층(104) 및 n+ 비정질 실리콘(105)을 패터닝한 후, 소오스/드레인 전극(106)을 형성된다. 그 후, 보호막(107)이 이 전체 구조 상에 형성된다. 또한, 전계방출 물질(108)이 형성되어 있다. The amorphous film transistor includes a substrate 101 for forming a device, a gate electrode 102, a gate insulating film 103, an active layer 104, an n + amorphous silicon 105, and a source / drain electrode 106. . In this case, after the gate electrode 102 is formed, the gate insulating film 103, the active layer 104 and the n + amorphous silicon 105 are deposited in a continuous process, and the active layer 104 and the n + amorphous silicon 105 are patterned. After that, the source / drain electrodes 106 are formed. Thereafter, a protective film 107 is formed on this entire structure. In addition, the field emission material 108 is formed.
이 때, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 게이트 전극(102)과 소오스/드레인 전극(106) 중 드레인 전극에 해당하는 부분에는 중첩영역이 없고, 소오스 전극에 해당하는 부위에는 중첩영역이 있다. 중첩영역이 없으면, 이 부위에서는 공간제한전류(space Charge Limited Current) 현상이 생긴다. 즉, 이 부위에서는 저전압이 걸리면 저항이 작아져서 전류가 많이 흐르게 되고, 고전압이 걸리면 저항이 작아져서 전류가 거의 흐르지 않게 된다. 따라서, 이러한 특성을 이용하면, 고전압을 드레인 전극에 인가하는 경우에 특히 유용하다.At this time, as shown in FIG. 1, there is no overlapping region in the portion corresponding to the drain electrode among the gate electrode 102 and the source / drain electrode 106, and there is an overlapping region in the portion corresponding to the source electrode. If there is no overlapping area, space charge limited current occurs in this area. That is, in this region, when the low voltage is applied, the resistance becomes small and a large amount of current flows. When the high voltage is applied, the resistance becomes small and the current hardly flows. Therefore, using such a characteristic is particularly useful when applying a high voltage to the drain electrode.
그러나, 도 1 에 도시하고 있는 바와 같은 종래 기술에 의한 수평구조의 오프셋을 갖는 AMFED 고전압 비정질 박막 트랜지스터는 공간제한전류 현상이 발생하는 영역인 게이트와 드레인 전극 사이 부분이 포토리소그래피 공정의 정렬에 의해서 결정될 수 밖에 없는 구조이다. 즉, 같은 전압이 인가된다 하더라도, 영역의 길이가 달라지게 되면 인가되는 전계의 크기도 달라지게 된다. 이러한 특성의 차이를 줄이기 위해서는 공정의 엄격한 제어가 뒷받침되어야 한다.However, in the AMFED high voltage amorphous thin film transistor having a horizontal offset according to the prior art as shown in FIG. 1, the portion between the gate and drain electrodes, which is a region where the space limited current phenomenon occurs, is determined by the alignment of the photolithography process. It is a structure that can only be used. That is, even if the same voltage is applied, when the length of the region is changed, the magnitude of the applied electric field is also changed. To reduce these differences, the process must be tightly controlled.
따라서, 이와 같은 종래기술에 위한 수평구조의 오프셋을 갖는 AMFED 고전압 비정질 박막 트랜지스터는 엄격한 공정상의 제약이 따르는 문제점이 있었다. Accordingly, the AMFED high voltage amorphous thin film transistor having a horizontal offset for the prior art has a problem of strict process constraints.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고전압 박막트랜지스터에서 오프셋을 공정상 용이하게 제어하여, 고전압 박막트랜지스터의 특성을 안정화하며, 저렴한 공정비용을 확보할 수 있도록 하는 것이다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to easily control the offset in the high voltage thin film transistor in the process, to stabilize the characteristics of the high voltage thin film transistor, to ensure a low process cost.
상술한 문제점을 해결하기 위한 수단으로, 본 발명의 일태양은 게이트 전극, 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상의 소정부위에 형성된 활성층, 활성층 상에 소오스/드레인 전극과의 컨택 특성을 향상시키기 위한, 도핑된 비정질 실리콘층 및 전체 구조상에 형성된 소오스/드레인 전극을 포함하여 이루어지며, 활성층 채널의 가장자리 영역과 상기 소오스 및/또는 드레인 전극 사이에 수직방향으로 형성된 비정질 실리콘층의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터를 제공한다.As a means for solving the above problems, an aspect of the present invention is to improve the contact characteristics of the gate electrode, the gate insulating film formed on the gate electrode, the active layer formed on a predetermined portion on the gate insulating film, the source and drain electrodes on the active layer A high voltage amorphous having a doped amorphous silicon layer and a source / drain electrode formed on the entire structure, the offset of the amorphous silicon layer formed perpendicularly between the edge region of the active layer channel and the source and / or drain electrode. Provides a thin film transistor.
또한, 본 발명의 다른 태양은 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계, 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 게이트 절연막 상의 반도체층을 형성하고 패터닝하여 소정부위에 활성층을 형성하는 단계, 활성층 상에 소오스/드레인 전극과의 컨택 특성을 향상시키기 위하여, 비정질 실리콘층을 형성하는 단계 및 전체 구조상에 형성된 소오스/드레인 전극을 포함하며, 활성층 채널의 가장자리 영역과 소오스 및/또는 드레인 전극 사이에 수직방향으로 형성된 비정질 실리콘층의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터 제조방법을 제공한다.Further, another aspect of the present invention is to form a gate electrode on a substrate, to form a gate insulating film on the gate electrode, to form and pattern a semiconductor layer on the gate insulating film to form an active layer on a predetermined portion, on the active layer Forming an amorphous silicon layer and a source / drain electrode formed over the entire structure, in order to improve contact characteristics with the source / drain electrodes, in a vertical direction between the edge region of the active layer channel and the source and / or drain electrodes. A method of manufacturing a high voltage amorphous thin film transistor having an offset of an amorphous silicon layer formed thereon is provided.
바람직하게는, 오프셋의 두께는 1000 내지 3000Å 의 두께를 가질 수 있다. Preferably, the thickness of the offset may have a thickness of 1000 to 3000 mm 3.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(제 1 실시예)(First embodiment)
도 2를 참조하면, 고전압 박막트랜지스터는 기판(201)상에 게이트 전극(202), 게이트 절연막(203), 활성층(204), n+ 비정질 실리콘층(205), 에치 스토퍼(206), 공간제한 전류현상을 발생시키기 위한 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(207), n+ 비정질 실리콘층(208), 소오스/드레인 전극(209), 소자를 보호하기 위한 질화막 또는 폴리머로 구성된 보호막(210) 및 전계방출물질(211)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, a high voltage thin film transistor includes a gate electrode 202, a gate insulating film 203, an active layer 204, an n + amorphous silicon layer 205, an etch stopper 206, and a space limited current on a substrate 201. An undoped amorphous silicon layer 207, an n + amorphous silicon layer 208, a source / drain electrode 209 for generating a phenomenon, a protective film 210 composed of a nitride film or a polymer for protecting the device, and a field emission material ( 211).
기판(201)은 예를 들어 유리기판, 석영기판, 또는 플라스틱 기판 등이 가능하며, 게이트 전극(202)은 금속막으로 LPCVD, PECVD 또는 스퍼터링법 등으로 형성되며, 예를 들어 1000 내지 2000Å의 두께로 형성된다.The substrate 201 may be, for example, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, or the like, and the gate electrode 202 may be formed of a metal film by LPCVD, PECVD, sputtering, or the like, and has a thickness of, for example, 1000 to 2000 μs. Is formed.
게이트 절연막(203)은 실리콘 산화막, 또는 실리콘 질화막을 사용하여 형성되며, 예를 들어 500 내지 2000Å의 두께로 형성된다.The gate insulating film 203 is formed using a silicon oxide film or a silicon nitride film, and is formed to have a thickness of, for example, 500 to 2000 GPa.
활성층(204) 및 n+ 비정질 실리콘층(205)은 PECVD 법을 이용하여 연속공정으로 차례로 증착가능하며, 에치 스토퍼(206)는 예를 들어 실리콘 질화막으로 형성되어, 활성층(204)을 형성하기 위한 식각 방지막으로서의 기능을 수행한다.The active layer 204 and the n + amorphous silicon layer 205 can be sequentially deposited in a continuous process using a PECVD method, and the etch stopper 206 is formed of, for example, a silicon nitride film to etch to form the active layer 204. It functions as a protective film.
도핑되지 않은 비정질 실리콘층(207)은 1 ㎛ 이하로 형성되며, 바람직하게는 3000 내지 5000Å두께로 수직방향의 오프셋을 형성한다. 도 2에서는 소오스 전극과 드레인 전극 양쪽 모두에 비정질 실리콘층(207)이 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 소오스 전극 및/또는 드레인 전극에 이와 같은 오프셋이 형성될 수 있음은 당연하다. The undoped amorphous silicon layer 207 is formed to 1 μm or less, and preferably forms an offset in the vertical direction at a thickness of 3000 to 5000 mm 3. In FIG. 2, an amorphous silicon layer 207 is formed on both the source electrode and the drain electrode, but such an offset may be formed on the source electrode and / or the drain electrode.
비정질 실리콘층(207)은 그 증착 두께에 따라서 공간전하 전류현상을 조절할 수 있다. 따라서, 포토리소그래피 정렬공정에 비하여 증착두께로 이 현상을 제어할 수 있게 함으로써 훨씬 정밀한 조정이 가능하고, 재현성 높은 공정을 확보할 수 있다. 통상 포토리소그라피 공정의 오정렬은 수 ㎛ 까지 발생할 수 있기 때문이다. 한편, 비정질 실리콘층(207)은 n+ 비정질 실리콘층(205)을 완전히 덮는 구조를 취하고 있다. 즉, 오프셋의 기능을 수행하기 위해서는 n+ 비정질 실리콘층(205)와 n+ 비정질 실리콘층(208)이 서로 접속되지 않도록 비정질 실리콘층(207)이 이들을 공간적으로 분리될 수 있는 구조를 취한다. 소오스전극과 드레인 전극 중 어느 하나의 전극에만 이를 공간적으로 분리하고, 나머지 다른 하나의 전극에는 이를 접촉할 수 있는 구조를 갖도록 할 수도 있다(제 4 실시예 참조), The amorphous silicon layer 207 can adjust the space charge current phenomenon according to the deposition thickness thereof. Therefore, compared to the photolithography alignment process, this phenomenon can be controlled by the deposition thickness, so that much more precise adjustment is possible and a highly reproducible process can be secured. This is because misalignment of the photolithography process can occur up to several micrometers. On the other hand, the amorphous silicon layer 207 has a structure that completely covers the n + amorphous silicon layer 205. That is, in order to perform the function of offset, the amorphous silicon layer 207 may be spatially separated from each other so that the n + amorphous silicon layer 205 and the n + amorphous silicon layer 208 are not connected to each other. Only one of the source electrode and the drain electrode may be spatially separated from the other electrode, and the other electrode may have a structure capable of contacting it (see the fourth embodiment).
n+ 비정질 실리콘층(208) 및 소오스/드레인 전극(209)은 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(207) 상에 형성되어 있다. 또한, 이 전체 구조상에 보호막(210)이 예를 들어 2000 내지 8000Å 두께로 형성되어 있다.An n + amorphous silicon layer 208 and a source / drain electrode 209 are formed on the undoped amorphous silicon layer 207. In addition, the protective film 210 is formed in this whole structure, for example in thickness of 2000-8000 micrometers.
전계방출물질(211)은 일함수가 작고 기하학적 구조가 날카로와서 높은 전계가 형성될 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 탄소나노튜브등을 사용할 수 있다.The field emission material 211 preferably uses a material having a small work function and a sharp geometry, and thus may form a high electric field, and may use carbon nanotubes or the like.
이하, 제 1실시예에 따른 고전압 비정질 실리콘 박막트랜지스터의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of the high voltage amorphous silicon thin film transistor according to the first embodiment will be described.
게이트 전압이 문턱전압 이상으로 인가되면, 활성층(204)에 인버젼 현상에 의하여 전자층이 형성된다. 이 때, 드레인 전압이 50 내지 100V 정도로 인가되면, n+ 비정질 실리콘층(208)과 n+ 비정질 실리콘층(205) 사이에 전계가 형성된다. 이 때, 형성된 전계에 의해 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(207)에 공간전하전류가 흐를 수 있는 조건이 만족될 수 있다. 이러한 상황이 되면, 전류는 드레인 전극 및 n+ 비정질 실리콘층(208)을 통과하고, 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(207)을 통과하여 n+ 비정질 실리콘층(205)을 통해 인버젼층으로 흐르게 된다. 인버젼층을 통과한 전류는 반대 방향으로 소오스 전극 쪽으로 흐르게 된다. When the gate voltage is applied above the threshold voltage, the electronic layer is formed on the active layer 204 by inversion phenomenon. At this time, when the drain voltage is applied to about 50 to 100V, an electric field is formed between the n + amorphous silicon layer 208 and the n + amorphous silicon layer 205. In this case, a condition in which a space charge current may flow in the amorphous silicon layer 207 that is not doped by the formed electric field may be satisfied. In this situation, current flows through the drain electrode and the n + amorphous silicon layer 208, passes through the undoped amorphous silicon layer 207, and flows through the n + amorphous silicon layer 205 to the inversion layer. Current passing through the inversion layer flows toward the source electrode in the opposite direction.
다음으로, 도 1을 참조하여 제 1 실시시예에 따른 고전압 박막트랜지스터의 제조과정에 대해 상세히 설명한다.Next, a manufacturing process of the high voltage thin film transistor according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1.
먼저, 투명 기판(201)상에 게이트 전극(202)을 형성한 후, 실리콘 산화막(203), 활성층(204), n+ 비정질 실리콘층(205)을 차례로 연속증착한다. 그 후, n+ 비정질 실리콘층(205)을 패터닝하고, 에치 스토퍼(206)를 형성하여 후단공정에서의 식각 방지막으로서의 역할을 하도록 한다. n+ 비정질 실리콘층(205)은 활성층(204)과 컨택저항을 감소시키기 위해서 증착된다. First, after the gate electrode 202 is formed on the transparent substrate 201, the silicon oxide film 203, the active layer 204, and the n + amorphous silicon layer 205 are sequentially deposited in this order. Thereafter, the n + amorphous silicon layer 205 is patterned, and an etch stopper 206 is formed to serve as an etch stopper film in the post-stage process. An n + amorphous silicon layer 205 is deposited to reduce contact resistance with the active layer 204.
다음으로, 비정질 실리콘층(207)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 비정질 실리콘층(207)은 오프셋으로 기능한다. 이 두께는 인가하는 전압(예를 들어, 20 내지 100V)에 따라서, 달라질 수 있다. 그 후, n+ 비정질 실리콘층(208) 및 소오스/드레인 전극(209)을 형성하고, 에치 스토퍼(206)를 채널에 대한 식각 방지막으로 활용하여 활성층의 상부를 제거하고, 그 위 전체 구조상에 보호막(210)을 형성한다. 마지막으로, 전계방출물질(211)을 형성한다.Next, an amorphous silicon layer 207 is formed. As described above, the amorphous silicon layer 207 functions as an offset. This thickness may vary depending on the voltage applied (eg, 20-100V). Thereafter, an n + amorphous silicon layer 208 and a source / drain electrode 209 are formed, and the etch stopper 206 is used as an etch stop layer for the channel to remove the upper portion of the active layer, and a protective film on the entire structure thereon. 210). Finally, the field emission material 211 is formed.
(제 2 실시예)(Second embodiment)
도 3을 참조하면, 고전압 박막트랜지스터는 기판(301)상에 게이트 전극(302), 게이트 절연막(303), 활성층(304), n+ 비정질 실리콘층(305), 소오스/드레인 전극(306), 소자를 보호하기 위한 질화막 또는 폴리머로 구성된 보호막(307) 및 전계방출물질(308)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a high voltage thin film transistor includes a gate electrode 302, a gate insulating film 303, an active layer 304, an n + amorphous silicon layer 305, a source / drain electrode 306, a device on a substrate 301. It comprises a protective film 307 and a field emission material 308 made of a nitride film or a polymer for protecting the.
제 1 실시예와의 차이점을 기준으로 설명하면, 제 1실시예는 비정질 실리콘층(도 2의 207)이 오프셋의 역할을 수행하는 반면, 제 2실시예는 활성층(304)이 채널역할과 오프셋의 역할을 함께 수행한다. 또한, 제 2 실시예에서는 제 1실시예에서와 달리 에치 스토퍼를 채용하지 않은 구조이다. 따라서, 제 2실시예에 대한 상세한 설명은 설명의 편의를 위해 제 1 실시예와의 차이점을 기준으로 설명한다. Referring to the difference from the first embodiment, the first embodiment shows that the amorphous silicon layer (207 in FIG. 2) serves as an offset, whereas the second embodiment shows that the active layer 304 has a channel role and offset. Will play a role together. In addition, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the structure does not employ an etch stopper. Therefore, the detailed description of the second embodiment will be described based on differences from the first embodiment for the convenience of description.
이 경우는 공간전하한계전류가 형성되는 영역과 게이트 전압에 의하여 전하층이 형성되기 위한 영역에 대한 구분이 따로 정해지지 않는다. 따라서, 게이트 전압이 인가됨에 따라 형성된 채널영역과 n+ 도핑된 영역 사이에 고전압이 드레인 지역에 인가되면서 공간전하전류가 발생한다. In this case, there is no distinction between the region where the space charge limit current is formed and the region where the charge layer is formed by the gate voltage. Therefore, as the gate voltage is applied, a high voltage is applied to the drain region between the formed channel region and the n + doped region, thereby generating a space charge current.
제 2 실시예에 따라서 고전압 박막트랜지스터를 제조하면, 공정수를 대폭 감소할 수 있고, 단순화할 수 있다는 장점이 있다. 다만, 채널 백사이드의 식각으로 채널의 길이가 결정되기 때문에 이 식각공정을 정교하게 제어할 필요가 있다.The manufacturing of the high voltage thin film transistor according to the second embodiment has an advantage in that the number of processes can be greatly reduced and simplified. However, since the length of the channel is determined by the etching of the channel backside, it is necessary to precisely control this etching process.
다음으로, 도 3을 참조하여 제 2 실시예에 따른 고전압 박막트랜지스터의 제조과정에 대해 상세히 설명한다.Next, a manufacturing process of the high voltage thin film transistor according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. 3.
먼저, 투명 기판(301)상에 게이트 전극(302)을 형성한 후, 실리콘 이산화막(303), 활성층(304), n+ 비정질 실리콘층(305)을 차례로 연속증착한다. 그 후, n+ 비정질 실리콘층(305)과 활성층(304)를 패터닝하고, 소오스/드레인 전극(306)을 형성한다. 그리고, 이 소오스/드레인 전극(306)을 마스크로 하여 채널 형성 영역의 상부에 있는 n+ 비정질 실리콘층(305)과 활성층(304)을 백에치한다.그 위 전체 구조상에 보호막(307)을 형성한다. 마지막으로, 전계방출물질(308)을 형성한다.First, after the gate electrode 302 is formed on the transparent substrate 301, the silicon dioxide film 303, the active layer 304, and the n + amorphous silicon layer 305 are successively deposited. Thereafter, the n + amorphous silicon layer 305 and the active layer 304 are patterned to form a source / drain electrode 306. Using the source / drain electrodes 306 as a mask, the n + amorphous silicon layer 305 and the active layer 304 in the upper portion of the channel formation region are back etched. A protective film 307 is formed over the entire structure. do. Finally, the field emission material 308 is formed.
(제 3 실시예) (Third embodiment)
도 4를 참조하면, 고전압 박막트랜지스터는 기판(401)상에 게이트 전극(402), 게이트 절연막(403), 활성층(404), n+ 비정질 실리콘층(405), 에치 스토퍼(406), 공간제한 전류현상을 발생시키기 위한 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(407), 소오스/드레인 전극(408), 소자를 보호하기 위한 질화막 또는 폴리머로 구성된 보호막(409) 및 전계방출물질(410)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, a high voltage thin film transistor includes a gate electrode 402, a gate insulating film 403, an active layer 404, an n + amorphous silicon layer 405, an etch stopper 406, and a space limited current on a substrate 401. An undoped amorphous silicon layer 407 for generating a phenomenon, a source / drain electrode 408, a protective film 409 made of a nitride film or a polymer for protecting the device, and a field emission material 410.
이 구조에서는 제 1 실시예와 비교하여, 소오스/드레인 전극(408)과 오프셋으로서의 기능을 수행하는 비정질 실리콘층(407) 사이에 n+ 비정질 실리콘층(도 2의 도면부호 208)이 없다. 즉, n+ 비정질 실리콘층(도 2의 도면부호 208)는 접촉저항을 줄이기 위해서 도입된 한편, 정공의 흐름에 의한 누설전류를 방지하는 효과를 가지고 있다. 그러나, 이러한 기능은 n+ 비정질 실리콘층(405)에서 어느 정도 수행가능하므로, 제 3 실시예에서는 이 층을 없애는 구조를 취할 수 있다. 즉, 소오스/드레인 전극(408)이 전자의 주입을 원할하게 한다면, n+ 도핑층인 n+ 비정질 실리콘층(도 2의 도면부호 208)을 생략할 수 있다.In this structure, there is no n + amorphous silicon layer (reference numeral 208 in Fig. 2) between the source / drain electrode 408 and the amorphous silicon layer 407 serving as an offset as compared with the first embodiment. That is, the n + amorphous silicon layer (reference numeral 208 of FIG. 2) is introduced to reduce contact resistance, and has an effect of preventing leakage current due to the flow of holes. However, since this function can be performed to some extent in the n + amorphous silicon layer 405, the third embodiment can take the structure of eliminating this layer. That is, if the source / drain electrode 408 allows the injection of electrons, the n + amorphous silicon layer (reference numeral 208 of FIG. 2), which is an n + doping layer, may be omitted.
(제 4 실시예)(Example 4)
도 5를 참조하면, 고전압 박막트랜지스터는 기판(501)상에 게이트 전극(502), 게이트 절연막(503), 활성층(504), n+ 비정질 실리콘층(505), 에치 스토퍼(506), 공간제한 전류현상을 발생시키기 위한 도핑되지 않은 비정질 실리콘층(507), n+ 비정질 실리콘층(508), 소오스/드레인 전극(509), 소자를 보호하기 위한 질화막 또는 폴리머로 구성된 보호막(510) 및 전계방출물질(511)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 5, a high voltage thin film transistor includes a gate electrode 502, a gate insulating film 503, an active layer 504, an n + amorphous silicon layer 505, an etch stopper 506, and a space limited current on a substrate 501. An undoped amorphous silicon layer 507, an n + amorphous silicon layer 508, a source / drain electrode 509, a protective film 510 composed of a nitride film or a polymer for protecting the device, and a field emission material 511).
제 1 실시예와 비교하면, 비정질 실리콘층(507)은 소오스 또는 드레인 전극 중 어느 한 쪽의 하부에 있는 n+ 비정질 실리콘층(505)만을 덮는 구조를 취하고 있다. 즉, 제 1 실시예는 오프셋의 기능을 수행하기 위해서 n+ 비정질 실리콘층(도 2의 205)와 n+ 비정질 실리콘층(도 2의 208)이 서로 접속되지 않도록 비정질 실리콘층(507)이 양족 모두 이들을 공간적으로 분리될 수 있는 구조를 취한다. 그러나, 제 4 실시예에서는 소오스전극과 드레인 전극 중 어느 하나의 전극 하부에만 이를 공간적으로 분리하고, 나머지 다른 하나의 전극에는 이를 접촉할 수 있는 구조를 갖도록 되어 있다. Compared with the first embodiment, the amorphous silicon layer 507 has a structure covering only the n + amorphous silicon layer 505 located below either of the source or drain electrodes. That is, in the first embodiment, both of the amorphous silicon layer 507 are formed so that the n + amorphous silicon layer (205 in FIG. 2) and the n + amorphous silicon layer (208 in FIG. 2) are not connected to each other in order to perform the function of offset. Take a structure that can be separated spatially. However, in the fourth exemplary embodiment, only a lower portion of one of the source electrode and the drain electrode is spatially separated from each other, and the other electrode has a structure capable of contacting it.
이는 본 발명의 실제 구현에 있어서는 소오스 전극과 드레인 전극 양쪽 모두에 오프셋을 형성할 필요가 없을 수 있기 때문에, 이 경우는 제 4 실시예가 적절히 적용될 수 있다. 실제로 양쪽 모두에 오프셋이 있는 제 1 실시예에 비해서, 한쪽에만 오프셋을 취하는 경우, 전체 전류면에서 제 4 실시예의 경우가 높은 값을 나타 낼 것이다.This is because in the actual implementation of the present invention, it may not be necessary to form an offset in both the source electrode and the drain electrode, and in this case, the fourth embodiment can be appropriately applied. In fact, in the case where the offset is taken only on one side compared to the first embodiment where both are offset, the fourth embodiment will show a higher value in terms of the total current.
상술한 구성을 통하여, 고전압 박막트랜지스터에서 오프셋을 공정상 용이하게 제어하여, 고전압 박막트랜지스터의 특성을 안정화하며, 저렴한 공정비용을 확보할 수 있는 효과가 있다. Through the above-described configuration, the offset of the high voltage thin film transistor can be easily controlled in the process, thereby stabilizing the characteristics of the high voltage thin film transistor, and securing an inexpensive process cost.
도 1은 종래기술에 의한 수평방향의 오프셋을 갖는 고전압 비정질 박막 트랜지스터를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a high voltage amorphous thin film transistor having a horizontal offset according to the prior art.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 수직방향의 오프셋을 갖는 고전압 박막 트랜지스터를 도시한 도면들이다.2 to 5 are diagrams illustrating a high voltage thin film transistor having a vertical offset according to exemplary embodiments of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명* Brief description of the main parts of the drawing
101, 201, 301, 401, 501 : 기판101, 201, 301, 401, 501: substrate
102, 202, 302, 402, 502 : 게이트 전극102, 202, 302, 402, 502: gate electrode
103, 203, 303, 403, 503 : 게이트 절연막103, 203, 303, 403, 503: gate insulating film
104, 204, 304, 404, 504 : 활성층104, 204, 304, 404, 504: active layer
105, 205, 305, 405, 505 : n+ 비정질 실리콘층105, 205, 305, 405, 505: n + amorphous silicon layer
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