KR101067526B1 - Thin Film Transistor and the fabrication method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 전기적인 특성을 향상시킨 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and to a thin film transistor having improved electrical characteristics and a manufacturing method thereof.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터는, 기판 상에 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 형성된 비정질 실리콘, n- 비정질 실리콘, 비정질 실리콘이 적층된 구조의 액티브층과; 상기 액티브층 상에 양측에 형성된 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층과; 상기 오믹 콘택층 상에 형성된 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A thin film transistor according to the present invention includes a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating film formed on the gate electrode; An active layer having a structure in which amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon formed on the gate insulating film are stacked; An ohmic contact layer made of n + amorphous silicon formed on both sides of the active layer; And a source / drain electrode formed on the ohmic contact layer.
따라서, 본 발명은 박막 트랜지스터에서 액티브층을 비정질 실리콘, n-비정질 실리콘, 비정질 실리콘을 연속적으로 변화시켜 적층시킨 구조로 형성함으로써 채널 영역의 전자의 이동도를 향상시켜 동작 전류를 증가시키고 문턱 전압을 감소시킴으로써 소비 전력을 절감하고, 장시간 구동에 의해 받는 전기적 스트레스에 의한 열화(heating) 현상이 개선되어 안정된 특성을 가지므로 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.Accordingly, the present invention forms an active layer in a thin film transistor in which a structure in which amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon is continuously changed and stacked is formed to improve mobility of electrons in a channel region, thereby increasing operating current and increasing threshold voltage. By reducing the power consumption, the phenomenon of deterioration due to electrical stress caused by long-term driving is improved, and thus, it has a stable characteristic, thereby improving reliability.
액티브층, 채널, n-비정질 실리콘Active Layer, Channel, n-Amorphous Silicon
Description
도 1a 내지 도 1e는 종래 박막 트랜지스터의 제조 공정을 보여주는 수순단면도.1A to 1E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional thin film transistor.
도 2는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a thin film transistor according to the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조 공정을 보여주는 수순단면도.3A to 3E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 확대하여 보여주는 단면도.Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of a thin film transistor according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 드레인 전류의 특성을 보여주는 그래프.5 is a graph showing the characteristics of the drain current according to the gate voltage of the thin film transistor according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>Description of the Related Art [0002]
200 : 기판 220 : 게이트 절연막200: substrate 220: gate insulating film
222 : 게이트 전극 240 : 액티브층222: gate electrode 240: active layer
240a, 240c : 비정질 실리콘 240b : n-비정질 실리콘240a, 240c:
250 : n+비정질 실리콘 251, 252 : 오믹 콘택층250: n +
262 : 소스 전극 264 : 드레인 전극262: source electrode 264: drain electrode
270 : 보호막 281 : 화소 전극270
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 전기적인 특성을 향상시킨 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and to a thin film transistor having improved electrical characteristics and a manufacturing method thereof.
최근, 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.Recently, with the development of the electronics industry, display devices, which have been limitedly used for TV CRTs, have been widely used in personal computers, notebooks, wireless terminals, automobile dashboards, electronic displays, and the like, so that a large amount of image information can be transmitted with the development of information and communication technology. As a result, the importance of the next generation display device that can process and implement this is increasing.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력 및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치(LCD)가 주목을 받고 있다.Such next-generation display devices should be able to realize light and small, high brightness, large screen, low power consumption, and low cost. In response, recently, liquid crystal display devices (LCDs), plasma display panels (PDPs), and electro luminescent displays (ELDs) have been developed. And various flat panel display devices such as a vacuum fluorescent display (VFD) have been studied, and one of them has recently attracted attention.
상기 액정 표시 장치는 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.The liquid crystal display device is superior in resolution to other flat panel display devices, and exhibits characteristics such that the response speed is faster than that of a CRT when a moving image is realized.
또한, 상기 액정 표시 장치는 고휘도, 고콘트라스트, 저소비전력성 등이 우수한 특성을 가지므로 데스크탑 컴퓨터 모니터, 노트북 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 차량 탑재용 TV 수상기, 네비게이션 등 광범위한 분야에서 활용되고 있다.In addition, the liquid crystal display device has excellent characteristics such as high brightness, high contrast, low power consumption, and so is used in a wide range of fields such as a desktop computer monitor, a notebook computer monitor, a TV receiver, a vehicle-mounted TV receiver, and navigation.
일반적으로 액정 표시 장치는 일측에 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을, 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.In general, a liquid crystal display device is formed by arranging two substrates having electrodes formed on one side thereof so that the surfaces on which the two electrodes are formed face each other, injecting a liquid crystal material between the two substrates, and then applying voltage to the two electrodes. By moving the liquid crystal molecules by the electric field is a device that represents the image by the transmittance of light that varies accordingly.
보다 구체적으로는, 액정 표시 장치는, 화상을 표시하는 액정 패널과 상기 액정 패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정 패널은 일정 공간을 가지고 합착된 제 1, 2 기판과, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.More specifically, the liquid crystal display may be largely divided into a liquid crystal panel displaying an image and a driving unit for applying a driving signal to the liquid crystal panel, wherein the liquid crystal panel has a predetermined space and is bonded to the first and second substrates. And a liquid crystal layer injected between the two substrates.
여기서, 상기 제 1 기판에는, 일정 간격을 갖고 일 방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소 전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성된다.The first substrate may include a plurality of gate lines arranged in one direction at a predetermined interval, a plurality of data lines arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the gate lines, and each of the gate lines and the data lines. A plurality of pixel electrodes formed in a matrix form in the cross-defined pixel regions and a plurality of thin film transistors that are switched by signals of the gate lines and transfer the signals of the data lines to the pixel electrodes are formed.
그리고 제 2 기판에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙 매트릭스층과, R, G, B 컬러 색상을 표현하기 위한 컬러 필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성된다.The second substrate includes a black matrix layer for blocking light in portions other than the pixel region, a color filter layer for expressing R, G, and B color colors, and a common electrode for implementing an image.
이와 같이 상기 액정패널의 제 1 유리 기판에 형성되는 게이트 라인, 데이터 라인 및 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 전극 및 소스/드레인 전극은 신호 전달 속도를 향상시키기 위하여 금속으로 형성한다.As such, the gate electrode and the source / drain electrode constituting the gate line, the data line, and the thin film transistor formed on the first glass substrate of the liquid crystal panel are formed of metal to improve a signal transfer speed.
도 1a 내지 도 1e는 종래 박막 트랜지스터의 제조 공정을 보여주는 수순단면도이다.1A to 1E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional thin film transistor.
도 1a에 도시된 바와 같이, 유리 기판(100)의 상부 전면에 금속을 증착하고,사진 식각 공정으로 패터닝하여 상기 유리 기판(100)의 상부 일부에 게이트 전극(122)을 형성한다.As shown in FIG. 1A, a metal is deposited on the entire upper surface of the
이어서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(122) 상부 전면에 게이트 절연막(120)과 비정질 실리콘과, 불순물(n+)이 함유된 비정질 실리콘을 순차적으로 증착한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1B, the
그리고, 상기 불순물이 함유된 비정질 실리콘과 비정질 실리콘을 패터닝하여 상기 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 상에 액티브층(active layer)(140)을 형성하고, 상기 액티브층(150) 상에 불순물이 함유된 비정질 실리콘(150)이 형성되어 있다.In addition, the amorphous silicon and the amorphous silicon containing the impurity is patterned to form an
이어서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(140) 상부 전면에 금속 물질을 증착하고, 상기 금속 물질을 패터닝하여 상기 액티브층(140)의 중앙부에서 상호 소정 거리 이격되며 상기 액티브층(140)의 측면까지 이르는 소스 전극(162)과 드레인 전극(164)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 1C, a metal material is deposited on the entire upper surface of the
그리고, 상기 소스 전극(162)과 드레인 전극(164) 사이의 상기 불순물이 함유된 비정질 실리콘(150)을 식각하여 상기 소스 전극(162)과 드레인 전극(164) 하 부에서 상기 액티브층(140)과 접촉되는 오믹 콘택층(ohmic contact layer)(151, 152)을 형성함으로써 채널(channel)이 이루어진다.In addition, the
이어서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 소스 전극(162)과 드레인 전극(164) 상부 전면에 보호막(170)을 증착하고, 상기 보호막(170)에 드레인 콘택홀을 형성하여 상기 드레인 전극(164)의 일부를 노출시킨다.Subsequently, as illustrated in FIG. 1D, a
최종적으로, 도 1e에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(170) 상부 전면에 투명한 도전성 물질을 증착하고 패터닝하여 상기 노출된 드레인 전극(164)과 접촉하는 화소 전극(181)을 형성한다.Finally, as illustrated in FIG. 1E, a transparent conductive material is deposited and patterned on the entire upper surface of the
상기와 같은 제조 공정 순서로 제조되는 박막 트랜지스터는 소스 전극(162)에 신호 전압이 인가된 상태에서 게이트 전극(122)에 문턱 전압(threshold voltage) 이상이 인가되게 되면 상기 게이트 절연막(120)과 액티브층(140)의 계면에 채널이 형성되어 전자가 소스 전극(162)에서 채널을 통하여 드레인 전극(164)으로 흘러 동작된다.The thin film transistor manufactured according to the manufacturing process sequence as described above is active with the
이때, 상기 액티브층(140)에서 비정질 실리콘의 비저항이 크므로, 상기 액티브층(140) 이후에 형성될 소스 및 드레인 전극(162, 164)인 금속층과의 접촉저항의 감소를 위해 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 이용하여 오믹 콘택층(151, 152)을 형성하였다.In this case, since the specific resistance of amorphous silicon is large in the
이와 같이 채널을 형성하기 위해서는 게이트 전극(122)에 2~3V의 문턱 전압이 인가되어야 하고 액티브층(140)의 비저항이 커서 전력 소비가 증가하고 동작 전류의 손실이 큰 문제점이 있다.In order to form a channel as described above, a threshold voltage of 2 to 3 V must be applied to the
본 발명은 액정 표시 장치에서 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층 사이에 저농도의 이온(n-) 도핑된 비정질 실리콘층을 형성시킴으로써 채널의 전기적 특성을 향상시키는 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thin film transistor for improving the electrical characteristics of a channel by forming a low concentration of ion (n-) doped amorphous silicon layer between an active layer made of amorphous silicon in a liquid crystal display, and a method of manufacturing the same. have.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터는, 기판 상에 형성된 게이트 전극과; 상기 게이트 전극 상에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막 상에 형성된 비정질 실리콘, n- 비정질 실리콘, 비정질 실리콘이 적층된 구조의 액티브층과; 상기 액티브층 상에 양측에 형성된 n+ 비정질 실리콘으로 이루어진 오믹 콘택층과; 상기 오믹 콘택층 상에 형성된 소스/드레인 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a thin film transistor according to the present invention includes a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating film formed on the gate electrode; An active layer having a structure in which amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon formed on the gate insulating film are stacked; An ohmic contact layer made of n + amorphous silicon formed on both sides of the active layer; And a source / drain electrode formed on the ohmic contact layer.
상기 비정질 실리콘, n-비정질 실리콘, 비정질 실리콘은 연속 증착된 것을 특징으로 한다.The amorphous silicon, n-amorphous silicon, amorphous silicon is characterized in that the continuous deposition.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계와; 상기 게이트 전극 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막 상에 비정질 실리콘, n-비정질 실리콘, 비정질 실리콘, n+비정질 실리콘을 연속 증착하고 패터닝하여 비정질 실리콘, n-비정질 실리콘, 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층을 형성하는 단계와; 상기 액티브층, n+비정질 실리콘 상에 금속 물질을 증착하고 패터닝하여 소스 및 드레인 전극을 형성하고 식각하여 오믹 콘택층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film transistor according to the present invention comprises the steps of forming a gate electrode on a substrate; Forming a gate insulating film on the gate electrode; Continuously depositing and patterning amorphous silicon, n-amorphous silicon, amorphous silicon, and n + amorphous silicon on the gate insulating film to form an active layer made of amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon; And depositing and patterning a metal material on the active layer and n + amorphous silicon to form source and drain electrodes and etching to form an ohmic contact layer.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a thin film transistor according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터는 기판(200) 상에 게이트 전극(222)이 형성되어 있고, 상기 게이트 전극(222) 상의 전면에 게이트 절연막(220)이 형성된다.As shown in FIG. 2, in the thin film transistor according to the present invention, a
그리고, 상기 게이트 절연막(220) 상의 상기 게이트 전극(222) 위치에 비정질 실리콘(240a), n- 비정질 실리콘(240b), 비정질 실리콘(240c)으로 순차적으로 적층된 액티브층(240)이 형성되어 있다.In addition, an
그리고, 상기 액티브층(240) 상의 양측에 소정 간격 이격하여 형성된 n+ 비정질 실리콘(250)으로 이루어진 오믹 콘택층(251, 252)과, 상기 오믹 콘택층(251, 252)과 접촉하며 상기 액티브층(240) 중앙에서 서로 소정 간격 이격한 소스 전극(262) 및 드레인 전극(264)이 형성되어 있다.In addition, the
그리고, 상기 소스 및 드레인 전극(262, 264) 상부 전면에 상기 드레인 전극(264)을 노출시키는 드레인 콘택홀을 포함하는 보호막(270)이 형성되어 있으며, 상기 드레인 콘택홀을 통하여 상기 드레인 전극(264)과 전기적으로 접촉하는 화소 전극(281)이 형성되어 있다.In addition, a
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. Hereinafter, the manufacturing method of the thin film transistor according to the present invention configured as described above will be described in detail.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조 공정을 보여주는 수순단면도이다.3A to 3E are cross-sectional views showing a manufacturing process of a thin film transistor according to the present invention.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(200)의 상부 전면에 금속을 증착하고,사진 식각 공정으로 패터닝하여 상기 기판(200)의 상부 일부에 게이트 전극(222)을 형성한다.As shown in FIG. 3A, a metal is deposited on the entire upper surface of the
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 게이트 전극(222) 상부 전면에 게이트 절연막(220)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, a
그리고, 상기 게이트 절연막(220) 상에 상기 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition : CVD) 또는 저압 화학 기상 증착법(low pressure CVD; LPCVD) 또는 플라즈마 화학 기상 증착법(plasma enhanced CVD; PECVD)등의 방법으로 비정질 실리콘(240a)과, n- 비정질 실리콘(240b)과, 비정질 실리콘(240c)과, n+ 비정질 실리콘(250)을 순차적으로 증착한다.In addition, an amorphous phase is formed on the
여기서, n- 비정질 실리콘(240b)은 비정질 실리콘에 저농도 이온(n-) 도핑된 것이고, n+ 비정질 실리콘(250)은 비정질 실리콘에 고농도(n+) 이온 도핑된 것이다.Here, n-
그리고, 상기 비정질 실리콘(240a)과, n- 비정질 실리콘(240b)과, 비정질 실리콘(240c)과, n+ 비정질 실리콘(250)을 패터닝하여 상기 게이트 전극(222) 상부의 게이트 절연막(220) 상에 비정질 실리콘(240a)과, n- 비정질 실리콘(240b)과, 비정질 실리콘(240c)이 순차적으로 적층된 액티브층(active layer)(240)을 형성하고, 상기 액티브층(240) 상에 n+ 비정질 실리콘(250)이 형성되어 있다.
The
이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 액티브층(240) 상부 전면에 금속 물질을 증착하고, 상기 금속 물질을 패터닝하여 상기 액티브층(240)의 중앙부에서 상호 소정 거리 이격되며 상기 액티브층(240)의 측면까지 이르는 소스 전극(262)과 드레인 전극(264)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3C, a metal material is deposited on the entire upper surface of the
그리고, 상기 소스 전극(262)과 드레인 전극(264) 사이의 상기 n+ 비정질 실리콘(250)을 식각하여 상기 소스 전극(262)과 드레인 전극(264) 하부에서 상기 액티브층(240)과 접촉되는 오믹 콘택층(ohmic contact layer)(251, 252)을 형성함으로써 채널(channel)을 형성한다.The n +
상기 액티브층(240)에서 비정질 실리콘의 비저항이 크므로, 상기 액티브층(240) 이후에 형성될 소스 및 드레인 전극(262, 264)인 금속층과의 접촉저항의 감소를 위해 불순물이 함유된 비정질 실리콘을 이용하여 오믹 콘택층(251, 252)을 형성하였다.Since the specific resistance of the amorphous silicon in the
이어서, 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 소스 전극(262)과 드레인 전극(264) 상부 전면에 보호막(270)을 증착하고, 상기 보호막(270)에 드레인 콘택홀을 형성하여 상기 드레인 전극(264)의 일부를 노출시킨다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3D, a
최종적으로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 보호막(270) 상부 전면에 투명한 도전성 물질을 증착하고 패터닝하여 상기 노출된 드레인 전극(264)과 접촉하는 화소 전극(281)을 형성한다.Finally, as illustrated in FIG. 3E, a transparent conductive material is deposited and patterned on the entire upper surface of the
이와 같이 형성되는 액티브층(240)은 비정질 실리콘층(240a)과 n- 비정질 실리콘층(240b)과 비정질 실리콘층(240c)이 순차적으로 적층된 구조이며, 상기 액티 브층(240)과 이후에 형성될 소스 및 드레인 전극(262, 264)과의 접촉 저항을 감소시키기 위해 n+비정질 실리콘이 오믹 콘택층(251, 252)으로 형성된다.The
여기서, 상기 비정질 실리콘(240a, 240c)과 n- 비정질 실리콘(240b)과 n+ 비정질 실리콘(250)은 한 챔버내에서 이온 도핑 농도를 변화시키면서 연속적으로 증착할 수 있다.Here, the
그리고, 상기 액티브층(240)의 채널 영역의 n- 비정질 실리콘층(240b)은 비정질 실리콘보다 도핑 농도가 높으므로 채널에서의 전하의 이동도를 향상시키게 된다.In addition, since the n−
상기와 같은 제조 공정 순서로 제조되는 박막 트랜지스터는 소스 전극(262)에 신호 전압이 인가된 상태에서 게이트 전극(222)에 문턱 전압(threshold voltage) 이상이 인가되게 되면 상기 게이트 절연막(220)과 액티브층(240)의 계면에 채널이 형성되고, n-비정질 실리콘(240b)에 또 다른 채널이 형성되어 전자가 소스 전극에서 상기 채널들을 통하여 드레인 전극(264)으로 흘러 동작된다.The thin film transistor manufactured according to the manufacturing process sequence as described above is active with the
본 발명에 따른 박막 트랜지스터는 도 4에 도시된 바와 같이, 액티브층(240)을 비정질 실리콘(240a), n- 비정질 실리콘(240b), 비정질 실리콘층(240c)을 순차적으로 적층한 구조로서, 상기 n-비정질 실리콘(240b)을 채널 영역에 형성시켜 전자의 이동도를 향상시킴으로써 게이트 전압 인가 없이도 신호 전류가 항상 소량 흐르게 하여 상기 게이트 전압 인가 시 낮은 전압으로도 채널이 쉽게 형성되게 한다.As shown in FIG. 4, the thin film transistor according to the present invention has a structure in which an
도 5는 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 게이트 전압에 따른 드레인 전류의 특성을 보여주는 그래프이다. 5 is a graph showing the characteristics of the drain current according to the gate voltage of the thin film transistor according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 게이트 전압은 -16V에서 20V 까지 일정한 값을 두고 점차적으로 인가하면서, 이때 상기 액티브층의 채널에 흐르는 드레인 전류(drain current)의 변화량을 측정하였다.As shown in FIG. 5, the gate voltage was gradually applied at a constant value from −16 V to 20 V, and at this time, the amount of change of the drain current flowing through the channel of the active layer was measured.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 곡선(B)은 비정질 실리콘으로만 이루어진 액티브층을 가지는 박막 트랜지스터(A)의 곡선보다 문턱 전압이 약 2V 감소한다.The curve B of the thin film transistor according to the present invention decreases the threshold voltage by approximately 2 V from the curve of the thin film transistor A having the active layer made of only amorphous silicon.
그리고, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 곡선(B)은 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층을 가지는 박막 트랜지스터(A)보다 동작 전류가 증가함을 알 수 있다.In addition, it can be seen that the curve B of the thin film transistor according to the present invention increases the operating current than the thin film transistor A having the active layer made of amorphous silicon.
따라서, 상기 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 곡선(B)은 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층을 가지는 박막 트랜지스터(A)의 곡선보다 좌측으로 이동(shift)함을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the curve B of the thin film transistor according to the present invention shifts to the left side than the curve of the thin film transistor A having the active layer made of amorphous silicon.
이와 같이, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터는 액티브층을 비정질 실리콘, n- 비정질 실리콘, 비정질 실리콘층을 순차적으로 적층한 구조로서, 상기 n-비정질 실리콘을 채널 영역에 형성시켜 전자의 이동도를 향상시킴으로써 게이트 전압 인가 없이도 신호 전류가 항상 소량 흐르게 하여 상기 게이트 전압 인가 시 낮은 전압으로도 채널이 쉽게 형성되게 한다.As described above, the thin film transistor according to the present invention has a structure in which an active layer is formed by sequentially stacking amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon layers, and the n-amorphous silicon is formed in a channel region to improve electron mobility. A small amount of signal current always flows even without a gate voltage, so that a channel is easily formed even at a low voltage when the gate voltage is applied.
따라서, 상기 채널에 흐르는 동작 전류는 n- 비정질 실리콘층으로 흐르는 전류로 인하여 전체적으로 증가된다.Thus, the operating current flowing in the channel is increased overall due to the current flowing into the n- amorphous silicon layer.
이상 전술한 바와 같이, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.As described above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, which are intended to specifically describe the present invention, and the thin film transistor and its manufacturing method according to the present invention are not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.
본 발명은 박막 트랜지스터에서 액티브층을 비정질 실리콘, n-비정질 실리콘, 비정질 실리콘을 연속적으로 변화시켜 적층시킨 구조로 형성함으로써 채널 영역의 전자의 이동도를 향상시켜 동작 전류를 증가시키고 문턱 전압을 감소시킴으로써 소비 전력을 절감하는 효과가 있다.According to the present invention, an active layer is formed in a thin film transistor in a structure in which amorphous silicon, n-amorphous silicon, and amorphous silicon are continuously stacked and stacked, thereby improving the mobility of electrons in the channel region, thereby increasing the operating current and reducing the threshold voltage. It is effective to reduce power consumption.
또한, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터는 장시간 구동에 의해 받는 전기적 스트레스에 의한 열화(heating) 현상이 개선되어 안정된 특성을 가지므로 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.In addition, the thin film transistor according to the present invention has an effect of improving the reliability because the phenomenon of deterioration (heating) due to the electrical stress received by long time driving is improved and has a stable characteristic.
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