KR101820703B1 - Thin film transistor, method for manufacturing the same, and display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor, a method of manufacturing the same, and a display device including the thin film transistor.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기발광다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러가지 표시장치가 활용되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] As an information-oriented society develops, there have been various demands for a display device for displaying images. Recently, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP) Various display devices such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) are being utilized.
표시장치는 표시패널, 게이트 구동회로, 데이터 구동회로, 및 타이밍 콘트롤러를 구비한다. 표시패널은 데이터라인들, 게이트라인들, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부에 형성되어 게이트라인들에 게이트신호들이 공급될때 데이터라인들의 데이터전압들을 공급받는 다수의 화소들을 포함한다. 화소들은 데이터전압들에 따라 소정의 밝기로 발광한다.The display device includes a display panel, a gate driving circuit, a data driving circuit, and a timing controller. The display panel includes a plurality of pixels formed at intersections of the data lines, the gate lines, the data lines and the gate lines, and supplied with the data voltages of the data lines when the gate signals are supplied to the gate lines. The pixels emit light at a predetermined brightness according to the data voltages.
표시장치는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터를 이용하여 화소들과 게이트 구동회로를 구동한다. 박막 트랜지스터는 전계에 의하여 전류의 흐름을 조절하는 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)일 수 있다.The display device uses a thin film transistor as a switching element to drive the pixels and the gate driving circuit. The thin film transistor may be a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) that controls the flow of electric current by an electric field.
표시장치의 게이트 구동회로 또는 데이터 구동회로는 입력되는 신호를 적절하게 출력시키기 위해 인버터(inverter)인 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)를 사용할 수 있다. CMOS는 N형 MOSFET과 P형 MOSFET을 모두 필요로 한다. 즉, CMOS는 적어도 두 개의 박막 트랜지스터를 포함하므로, CMOS의 크기를 줄이는 데 한계가 있다.A complementary metal oxide semiconductor (CMOS), which is an inverter, may be used for a gate driving circuit or a data driving circuit of a display device to appropriately output an input signal. CMOS requires both N-type and P-type MOSFETs. That is, since the CMOS includes at least two thin film transistors, there is a limitation in reducing the size of the CMOS.
본 발명은 N형 반도체층과 P형 반도체층을 모두 포함한 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.A thin film transistor including both an N-type semiconductor layer and a P-type semiconductor layer, a method of manufacturing the same, and a display device including the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 기판 상에 배치된 제1 게이트 전극, 제1 게이트 전극을 덮는 제1 게이트 절연막, 제1 게이트 절연막 상에 배치된 반도체층, 반도체층을 덮는 제2 게이트 절연막, 및 제2 게이트 절연막 상에 배치된 제2 게이트 전극을 구비한다. 반도체층의 일부는 제1 게이트 전극과 중첩되며, 반도체층의 다른 일부는 제2 게이트 전극들과 중첩된다. 반도체층은 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함한다.A thin film transistor according to an embodiment of the present invention includes a first gate electrode disposed on a substrate, a first gate insulating film covering the first gate electrode, a semiconductor layer disposed on the first gate insulating film, a second gate An insulating film, and a second gate electrode disposed on the second gate insulating film. A portion of the semiconductor layer overlaps the first gate electrode and another portion of the semiconductor layer overlaps the second gate electrodes. The semiconductor layer includes an N-type semiconductor layer and a P-type semiconductor layer.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법은 기판 상에 제1 게이트 전극을 형성하는 단계, 제1 게이트 전극을 덮는 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계, 제1 게이트 절연막 상에 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하는 반도체층을 형성하는 단계, 반도체층을 덮는 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계, 및 제2 게이트 절연막 상에 제2 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다. 반도체층을 형성하는 단계는 반도체층의 일부가 제1 게이트 전극과 중첩되도록 형성된다. 제2 게이트 전극을 형성하는 단계는 제2 게이트 전극이 반도체층의 다른 일부와 중첩되도록 형성된다.A method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention includes forming a first gate electrode on a substrate, forming a first gate insulating film covering the first gate electrode, forming an N-type semiconductor Layer and a P-type semiconductor layer, forming a second gate insulating film covering the semiconductor layer, and forming a second gate electrode on the second gate insulating film. The step of forming the semiconductor layer is formed such that a part of the semiconductor layer overlaps with the first gate electrode. The step of forming the second gate electrode is formed such that the second gate electrode overlaps with another part of the semiconductor layer.
본 발명의 실시예는 박막 트랜지스터가 N형 반도체층과 P형 반도체층을 모두 포함하기 때문에, 제1 소스 전극과 제1 드레인 전극 사이에서 제1 게이트 전극과 N형 반도체층이 중첩되는 영역을 제1 채널 영역으로 형성하고, 제2 소스 전극과 제2 드레인 전극 사이에서 제2 게이트 전극과 P형 반도체층이 중첩되는 영역을 제2 채널 영역으로 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖는 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.In the embodiment of the present invention, since the thin film transistor includes both the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer, a region where the first gate electrode and the N-type semiconductor layer overlap between the first source electrode and the first drain electrode And a region where the second gate electrode and the P-type semiconductor layer overlap between the second source electrode and the second drain electrode may be formed as a second channel region. As a result, embodiments of the present invention can realize a thin film transistor having both N-type semiconductor characteristics and P-type semiconductor characteristics.
또한, 본 발명의 실시예는 제1 드레인 전극과 제2 드레인 전극을 연결 전극을 통해 연결한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 박막 트랜지스터를 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구현할 수 있다.In addition, the embodiment of the present invention connects the first drain electrode and the second drain electrode through the connection electrode. As a result, embodiments of the present invention can implement a thin film transistor with a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
또한, 본 발명의 실시예는 N형 반도체층과 P형 반도체층을 챔버에서 진공 상태를 유지하며 연속하여 증착하며, P형 반도체층을 0% 내지 3% 산소 분압 조건에서 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 N형 반도체층과 P형 반도체층의 계면을 안정적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, P형 반도체층을 CuO가 아닌 Cu2O로 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖는 박막 트랜지스터를 제조할 수 있다.Further, in the embodiment of the present invention, the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer are continuously deposited in a vacuum while maintaining the vacuum state in the chamber, and the P-type semiconductor layer is formed under the condition of 0% to 3% oxygen partial pressure. As a result, the embodiment of the present invention not only can stably form the interface between the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer, but also can form the P-type semiconductor layer with Cu 2 O instead of CuO. Therefore, the embodiment of the present invention can manufacture a thin film transistor having both N-type semiconductor characteristics and P-type semiconductor characteristics.
나아가, 본 발명의 실시예는 제1 및 제2 게이트 전극들 중 어느 하나만을 소정의 라인 또는 전극에 연결할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 박막 트랜지스터를 N형 박막 트랜지스터 또는 P형 박막 트랜지스터 중 어느 하나로 선택적으로 구현할 수 있다.Furthermore, the embodiment of the present invention may connect only one of the first and second gate electrodes to a predetermined line or electrode. As a result, the embodiment of the present invention can selectively implement the thin film transistor with either the N-type thin film transistor or the P-type thin film transistor.
나아가, 본 발명의 실시예는 박막 트랜지스터를 게이트 구동부의 풀-업 트랜지스터와 풀-다운 트랜지스터의 기능을 하는 출력 제어 트랜지스터로 활용할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시예는 두 개의 트랜지스터의 기능을 하나의 박막 트랜지스터로 구현할 수 있으므로, 게이트 구동부의 크기를 줄일 수 있다.Furthermore, the embodiment of the present invention can utilize the thin film transistor as a pull-up transistor of the gate driver and an output control transistor serving as a pull-down transistor. In this case, since the functions of the two transistors can be realized by one thin film transistor, the size of the gate driver can be reduced.
위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the effects of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below, or may be apparent to those skilled in the art from the description and the description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 보여주는 그래프이다.
도 4는 P형 반도체층의 두께에 따른 P형 반도체 특성을 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도들이다.
도 9는 N형 반도체층과 P형 반도체층을 형성시 진공 브레이크가 존재하는 경우, 박막 트랜지스터의 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 보여주는 흐름도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치를 보여주는 사시도이다.
도 13은 도 12의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부의 일 예를 보여주는 회로도이다.1 is a plan view showing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing details of I-I 'of FIG.
3 is a graph showing N-type semiconductor characteristics and P-type semiconductor characteristics of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing P-type semiconductor characteristics depending on the thickness of the P-type semiconductor layer.
5 is a plan view showing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing II-II 'of FIG. 5 in detail.
7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
8A to 8F are cross-sectional views taken along line I-I 'for explaining a method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the N-type semiconductor characteristics and the P-type semiconductor characteristics of the thin film transistor when the vacuum brake is present when the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer are formed.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.
11A to 11D are cross-sectional views of II-II 'for explaining a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.
12 is a perspective view showing a display device according to an embodiment of the present invention.
13 is a plan view showing the first substrate, the gate driver, the source drive IC, the flexible film, the circuit board, and the timing controller of Fig.
14 is a circuit diagram showing an example of a pixel of a display device according to an embodiment of the present invention.
15 is a circuit diagram showing another example of a pixel of a display device according to an embodiment of the present invention.
16 is a circuit diagram showing another example of the pixel of the display device according to the embodiment of the present invention.
17 is a circuit diagram showing an example of a gate driver according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. Where the terms "comprises," "having," "consisting of," and the like are used in this specification, other portions may be added as long as "only" is not used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship between two parts is described as 'on', 'on top', 'under', and 'next to' Or " direct " is not used, one or more other portions may be located between the two portions.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if the temporal relationship is described by 'after', 'after', 'after', 'before', etc., May not be continuous unless they are not used.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다. The terms "X-axis direction "," Y-axis direction ", and "Z-axis direction" should not be construed solely by the geometric relationship in which the relationship between them is vertical, It may mean having directionality.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다. It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, May refer to any combination of items that may be presented from more than one.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other, partially or wholly, technically various interlocking and driving, and that the embodiments may be practiced independently of each other, It is possible.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 평면도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'를 상세히 보여주는 단면도이다.1 is a plan view showing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view showing details of I-I 'of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 제1 게이트 전극(110), 반도체층(130), 제1 소스 전극(141), 제1 드레인 전극(142), 제2 소스 전극(143), 제2 드레인 전극(144), 및 제2 게이트 전극(160)을 포함한다.1 and 2, a
박막 트랜지스터(10)는 기판(100) 상에 형성된다. 기판(100)은 플라스틱(plastic) 또는 유리(glass)로 이루어질 수 있다.The
기판(100)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(10)를 보호하기 위해 버퍼막이 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(210)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.A buffer film may be formed on the
박막 트랜지스터(10)의 제1 게이트 전극(110)은 기판(100) 또는 버퍼막 상에 형성될 수 있다. 제1 게이트 전극(110)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.The
제1 게이트 전극(110) 상에는 제1 게이트 절연막(120)이 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(120)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.A first
제1 게이트 전극(110)은 기판(100)으로부터 제1 채널 영역(CH1)에 입사되는 광을 차단하는 역할을 할 수 있다. 이로 인해, 제1 채널 영역(CH1)은 제1 게이트 전극(110)에 의해 광으로부터 보호될 수 있다. 또한, 제2 채널 영역(CH2)에 입사되는 광을 차단하기 위해 제2 채널 영역(CH2)에 대응되는 영역에 도 2와 같이 광 차단층(light shield layer, 111)이 추가로 형성될 수 있다. 광 차단층(111)은 제1 게이트 전극(110)과 동일한 층에 제1 게이트 전극(110)과 동일한 물질로 형성될 수 있다.The
제1 게이트 절연막(120) 상에는 반도체층(130)이 형성될 수 있다. 반도체층(130)의 일부는 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다.A
반도체층(130)은 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 포함할 수 있다. N형 반도체층(131)은 제1 게이트 절연막(120) 상에 형성되고, P형 반도체층(132)은 N형 반도체층(132) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, N형 반도체층(131)과 N형 반도체층(131)의 하부에 배치된 제1 게이트 전극(110)이 중첩되는 영역이 제1 채널 영역(CH1)으로 형성되고, P형 반도체층(132)과 P형 반도체층(132)의 상부에 배치된 제2 게이트 전극(160)이 중첩되는 영역이 제2 채널 영역(CH2)으로 형성될 수 있다.The
N형 반도체층(131)은 N형 산화물 반도체층으로 이루어지고, P형 반도체층(132)은 P형 산화물 반도체층으로 이루어질 수 있다. N형 반도체층(131)이 N형 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우, IGZO, IZO, IGO, ITZO, GTO, ZTO, IAZO, AZO, ITO, ATO, 또는 GZO로 이루어질 수 있다. P형 반도체층(132)이 P형 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우, Cu2O, SnO, NiO, CuMO2(Delafossite, M=Al, Ga, In, Sr, Y, Sc, Cr), ZnM2O4(Spinel, M=Co, Rh, Ir), Ln/Cu/O/Ch (옥시칼코게나이드, Ln=란탄족(La~Lu), Ch=Se, S, Te), 또는 Cu-Nanowire로 형성될 수 있다.The N-
N형 반도체층(131)은 N형 산화물 반도체층으로 이루어지고 P형 반도체층(132)은 P형 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우, P형 반도체층(132)의 두께는 N형 반도체층(132)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 예를 들어, N형 반도체층(131)의 두께는 30㎚ 이하로 형성되고, P형 반도체층(132)의 두께는 10㎚ 이하로 형성될 수 있다. P형 반도체층(132)의 그레인 경계면(grain-boundary)은 소자 특성에 영향을 주며, 구체적으로 그레인 경계면이 증가할수록 소자 특성이 향상될 수 있다. P형 반도체층(132)이 N형 반도체층(131) 상층부에서 10nm 이하 두께의 박막으로 형성될 경우, P형 반도체층(132)의 그레인 사이즈(grain size)가 작아지게 되어 그레인 경계가 증가하게 되며, 그에 따라 P형 반도체층(132)의 특성을 개선하는 효과가 있다. 조금 더 구체적으로는 P형 반도체층(132)의 이온화 결함(ionized defect) 및 그레인 경계면(grain boundary) 특성이 개선되면 도 3에 도시된 것처럼 0V 근처의 낮은 문턱 전압(threshold voltage)를 가지고 포화 상태 이동도(Saturation mobility) 는 4.0 cm2/Vs 이상으로 개선될 수 있다. P형 반도체층(132)의 두께 및 효과에 대한 자세한 설명은 도 3과 4를 결부하여 후술한다.When the N-
또는, N형 반도체층(131)은 N형 폴리 실리콘층으로 이루어지고, P형 반도체층(132)은 P형 폴리 실리콘층으로 이루어질 수 있다.Alternatively, the N-
반도체층(130) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)이 형성될 수 있다. 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다.First and
제1 드레인 전극(142)은 연결 전극(145)을 통해 제2 드레인 전극(144)과 연결될 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(10)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 기능할 수 있다. 연결 전극(145)은 생략될 수 있다.The
반도체층(130), 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144), 및 연결 전극(145) 상에는 제2 게이트 절연막(150)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.A second
제2 게이트 절연막(150) 상에는 제2 게이트 전극(160)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(160)은 제2 소스 전극(143) 및 제2 드레인 전극(144)과 중첩되게 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(160)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.A
제1 게이트 전극(110)은 반도체층(130)의 일부와 중첩되게 형성되며, 제2 게이트 전극(160)은 반도체층(130)의 다른 일부와 중첩되게 형성될 수 있다.The
구체적으로, 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이에서 제1 게이트 전극(110)과 반도체층(130)의 N형 반도체층(131)이 중첩되는 영역은 N형 반도체 특성을 갖는 제1 채널 영역(CH1)으로 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 채널 영역(CH1)의 채널 길이(L1)는 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이의 거리로 정의될 수 있다. 제1 채널 영역(CH1)의 채널 폭(W1)은 제1 소스 및 드레인 전극들(141, 142)의 폭으로 정의될 수 있다.Specifically, a region where the
또한, 제2 소스 전극(144)과 제2 드레인 전극(144) 사이에서 제2 게이트 전극(160)과 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)이 중첩되는 영역은 P형 반도체 특성을 갖는 제2 채널 영역(CH2)으로 정의될 수 있다. 이 경우, 제2 채널 영역(CH2)의 채널 길이(L2)는 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144) 사이의 거리로 정의될 수 있다. 제2 채널 영역(CH2)의 채널 폭(W2)은 제2 소스 및 드레인 전극들(143, 144)의 폭으로 정의될 수 있다.The region where the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 모두 포함함으로써 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이에서 제1 게이트 전극(110)과 N형 반도체층(131)이 중첩되는 영역을 제1 채널 영역(CH1)으로 형성하고, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144) 사이에서 제2 게이트 전극(160)과 P형 반도체층(132)이 중첩되는 영역을 제2 채널 영역(CH2)으로 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖는 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.As described above, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 보여주는 그래프이다. 도 3에는 제1 채널 영역(CH1)의 채널 폭(W1)이 980㎛이고 채널 길이(L1)가 150㎛인 경우, 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따른 제1 채널 영역(CH1)의 전류 값(Ids1)이 나타나 있다. 또한, 도 3에는 제2 채널 영역(CH2)의 채널 폭(W2)이 1960㎛이고 채널 길이(L2)가 960㎛인 경우, 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따른 제2 채널 영역(CH2)의 전류 값(Ids2)이 나타나 있다. 도 3에서 X축은 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 나타내며, Y축은 채널 영역의 전류 값(Ids)을 나타낸다.3 is a graph showing N-type semiconductor characteristics and P-type semiconductor characteristics of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. 3 shows the relationship between the gate-source voltage Vgs of the first channel region CH1 and the current I1 of the first channel region CH1 when the channel width W1 of the first channel region CH1 is 980 mu m and the channel length L1 is 150 mu m. The value Ids1 is shown. 3 shows the second channel region CH2 according to the gate-source voltage Vgs when the channel width W2 of the second channel region CH2 is 1960 mu m and the channel length L2 is 960 mu m. (Ids2). In FIG. 3, the X-axis represents the gate-source voltage (Vgs), and the Y-axis represents the current value (Ids) of the channel region.
도 3을 참조하면, 제1 채널 영역(CH1)은 N 채널 영역에 해당하는 바, 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 포지티브 전압을 갖는 경우 제1 채널 영역(CH1)의 전류값(Ids1)은 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 비례하여 상승하는 N형 반도체 특성을 갖는다.Referring to FIG. 3, the first channel region CH1 corresponds to the N-channel region. When the gate-source voltage Vgs has a positive voltage, the current value Ids1 of the first channel region CH1 is And has an N-type semiconductor characteristic that rises in proportion to the gate-source voltage Vgs.
또한, 제2 채널 영역(CH2)은 P 채널 영역에 해당하는 바, 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 네거티브 전압을 갖는 경우 제2 채널 영역(CH2)의 전류값(Ids2)은 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따라 비례하여 상승하는 P형 반도체 특성을 갖는다. 도 3을 참고하면 전류값(Ids1)의 포화상태 이동도(Saturation mobility)는 7cm2/Vs이고전류값(Ids2)의 포화상태 이동도(Saturation mobility)는 4.5cm2/Vs로서, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 모두 포함한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터가 두 가지 반도체 특성을 효과적으로 나타낸다는 것을 알 수 있다. When the gate-source voltage Vgs has a negative voltage, the current value Ids2 of the second channel region CH2 is higher than the current value Ids2 between the gate and the source, And has a P-type semiconductor characteristic that rises in proportion to the voltage Vgs. Referring to Figure 3 the movement of saturation current value (Ids1) Fig (Saturation mobility) is 7cm 2 / Vs and movement of the saturation current (Ids2) Fig (Saturation mobility) is a 4.5cm 2 / Vs, N-type semiconductor It can be seen that the thin film transistor according to the present invention including both the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이에서 제1 게이트 전극(110)과 N형 반도체층(131)이 중첩되는 영역을 제1 채널 영역(CH1)으로 형성하고, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144) 사이에서 제2 게이트 전극(160)과 P형 반도체층(132)이 중첩되는 영역을 제2 채널 영역(CH2)으로 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 제1 채널 영역(CH1)이 N형 반도체 특성을 가지며, 제2 채널 영역(CH2)을 P형 반도체 특성을 가지도록 구현할 수 있다.The
도 4는 P형 반도체층의 두께에 따른 P형 반도체 특성을 보여주는 그래프이다. 구체적으로, 도 4는 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)이 산화물 반도체인 경우, 예를 들어 N형 반도체층(131)이 IGZO이고, P형 반도체층(132)이 Cu2O인 경우, P형 반도체층의 두께에 따른 P형 반도체 특성에 대한 그래프이다. 도 4에는 드레인-소스간 전압이 -20V인 경우 P형 반도체층(132)의 두께가 10㎚, 20㎚, 및 30㎚일 때 게이트-소스 간 전압(Vgs)에 따른 제2 채널 영역(CH2)의 전류 값(Ids2)이 나타나 있다. 도 4에서 X축은 게이트-소스 간 전압(Vgs)을 나타내며, Y축은 제2 채널 영역(CH2)의 전류 값(Ids)을 나타낸다.4 is a graph showing P-type semiconductor characteristics depending on the thickness of the P-type semiconductor layer. 4, when the N-
도 4를 참조하면, P형 반도체층(132)은 두께가 20㎚ 또는 30㎚일 때 게이트-소스 간 전압(Vgs)이 변하더라도 계속해서 전류를 흘리게 되므로, P형 반도체 특성을 제대로 구현하지 못한다. 이에 비해, P형 반도체층(132)은 두께가 10㎚일 때 게이트-소스간 전압(Vgs)이 0V 근처에서 오프 전류 특성이 나타나므로, P형 반도체 특성을 구현할 수 있다.4, when the thickness of the P-
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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 P형 반도체층(132)의 두께를 10㎚ 이하로 형성하는 경우, P형 반도체 특성을 구현할 수 있다. 이로 인해, P형 반도체층(132)의 두께는 N형 반도체층(131)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.As described above, when the thickness of the P-
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 5의 Ⅱ-Ⅱ'를 상세히 보여주는 단면도이다.5 is a plan view showing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view showing II-II 'of FIG. 5 in detail.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 제1 게이트 전극(110), 반도체층(130), 제1 소스 전극(141), 제1 드레인 전극(142), 제2 소스 전극(143), 제2 드레인 전극(144), 및 제2 게이트 전극(160)을 포함한다.5 and 6, a
도 5 및 도 6에 도시된 박막 트랜지스터(10)의 제1 게이트 전극(110), 광 차단층(111), 및 반도체층(130)은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 게이트 전극(110), 광 차단층(111), 및 반도체층(130)과 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.The
반도체층(130) 상에는 제2 게이트 절연막(150)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.A second
제2 게이트 절연막(150) 상에는 제2 게이트 전극(160)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(160)은 제2 소스 전극(143) 및 제2 드레인 전극(144)과 중첩되게 형성될 수 있다. 제2 게이트 전극(160)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.A
제1 게이트 전극(110)은 반도체층(130)의 일부와 중첩되게 형성되며, 제2 게이트 전극(160)은 반도체층(130)의 다른 일부와 중첩되게 형성될 수 있다.The
제2 게이트 전극(160) 상에는 층간 절연막(170)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(170)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.An interlayer insulating
층간 절연막(170) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144) 각각은 제2 게이트 절연막(160)과 층간 절연막(170)을 관통하여 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)을 노출시키는 콘택홀(CNT)을 통해 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)에 접속될 수 있다.First and
제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다. 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 제2 게이트 전극(120)과 중첩되지 않게 형성될 수 있다.The
제1 드레인 전극(142)은 연결 전극(145)을 통해 제2 드레인 전극(144)과 연결될 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(10)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 기능할 수 있다. 연결 전극(145)은 생략될 수 있다.The
한편, 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이에서 제1 게이트 전극(110)과 반도체층(130)의 N형 반도체층(131)이 중첩되는 영역은 N형 반도체 특성을 갖는 제1 채널 영역(CH1)으로 정의될 수 있다. 이 경우, 제1 채널 영역(CH1)의 채널 길이(L1)는 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이의 거리로 정의될 수 있다. 제1 채널 영역(CH1)의 채널 폭(W1)은 제1 소스 및 드레인 전극들(141, 142)의 폭으로 정의될 수 있다.A region where the
또한, 제2 소스 전극(144)과 제2 드레인 전극(144) 사이에서 제2 게이트 전극(160)과 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)이 중첩되는 영역은 P형 반도체 특성을 갖는 제2 채널 영역(CH2)으로 정의될 수 있다. 이 경우, 제2 채널 영역(CH2)의 채널 길이(L2)는 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144) 사이의 거리로 정의될 수 있다. 제2 채널 영역(CH2)의 채널 폭(W2)은 제2 소스 및 드레인 전극들(143, 144)의 폭으로 정의될 수 있다.The region where the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 모두 포함함으로써 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142) 사이에서 제1 게이트 전극(110)과 N형 반도체층(131)이 중첩되는 영역을 제1 채널 영역(CH1)으로 형성하고, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144) 사이에서 제2 게이트 전극(160)과 P형 반도체층(132)이 중첩되는 영역을 제2 채널 영역(CH2)으로 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖는 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.As described above, the
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 도 3과 같이 제1 채널 영역(CH1)이 N형 반도체 특성을 가지며, 제2 채널 영역(CH2)을 P형 반도체 특성을 가지도록 구현할 수 있다.That is, in the
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터(10)는 도 4와 같이 제2 채널 영역(CH2)의 턴-오프를 제어하기 위해 P형 반도체층(132)의 두께를 10㎚ 이하로 형성하는 것이 바람직하다.4, the thickness of the P-
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도들이다. 도 8a 내지 도 8f에 도시된 단면도들은 전술한 도 1 및 도 2에 도시된 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이므로, 동일한 구성에 대해 동일한 도면부호를 부여하였다. 이하에서는 도 7 및 도 8a 내지 도 8f를 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 상세히 설명한다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. 8A to 8F are cross-sectional views taken along line I-I 'for explaining a method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention. 8A to 8F relate to the manufacturing method of the thin film transistor shown in Figs. 1 and 2 described above, the same reference numerals are given to the same constituents. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7 and FIGS. 8A to 8F.
첫 번째로, 도 8a와 같이 기판(100) 상에 제1 게이트 전극(110)을 형성한다. 구체적으로, 스퍼터링법(sputtering)에 의해 기판(100) 상의 전면에 제1 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 제1 금속층 상에 포토 레지스트 패턴을 형성한 후 제1 금속층을 식각하는 마스크 공정을 이용하여 제1 금속층을 패터닝함으로써 제1 게이트 전극(110)을 형성한다. 제1 게이트 전극(110)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.First, a
기판(100)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(10)를 보호하기 위해 버퍼막이 기판(100) 상에 형성되고, 버퍼막 상에 제1 게이트 전극(110)이 형성될 수 있다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(210)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 PECVD법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)을 이용하여 형성될 수 있다. (도 7의 S101)A buffer film may be formed on the
두 번째로, 도 8b와 같이 제1 게이트 전극(110) 상에 제1 게이트 절연막(120)이 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(120)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다. 제1 게이트 절연막(120)은 PECVD법을 이용하여 형성될 수 있다. (도 7의 S102)Second, a first
세 번째로, 도 8c와 같이 제1 게이트 절연막(120) 상에 반도체층(130)을 형성할 수 있다. 반도체층(130)은 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 포함할 수 있다.Third, the
먼저, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 제1 게이트 절연막(120) 상의 전면에 제1 반도체층을 형성한 후, 제1 반도체층 상의 전면에 제2 반도체층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정을 이용하여 제1 및 제2 반도체층을 동시에 패터닝하여 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 형성한다. 반도체층(130)의 일부는 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다.First, a first semiconductor layer is formed on the entire surface of the first
N형 반도체층(131)은 N형 폴리 실리콘층 또는 N형 산화물 반도체층으로 이루어질 수 있다. N형 반도체층(131)이 N형 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우, IGZO, IZO, IGO, ITZO, GTO, ZTO, IAZO, AZO, ITO, ATO, 또는 GZO로 이루어질 수 있다.The N-
P형 반도체층(132)은 P형 폴리 실리콘층 또는 P형 산화물 반도체층으로 이루어질 수 있다. P형 반도체층(132)이 P형 산화물 반도체층으로 이루어지는 경우, Cu2O, SnO, NiO, CuMO2(Delafossite, M=Al, Ga, In, Sr, Y, Sc, Cr), ZnM2O4(Spinel, M=Co, Rh, Ir), Ln/Cu/O/Ch (옥시칼코게나이드, Ln=란탄족(La~Lu), Ch=Se, S, Te), 또는 Cu-Nanowire로 형성될 수 있다.The P-
이하에서는 P형 반도체층(132)이 Cu2O로 이루어지는 경우를 중심으로 설명한다.Hereinafter, the case where the P-
P형 반도체층(132)이 Cu2O로 이루어지는 경우, 박막 트랜지스터(10)가 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖기 위해서, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)은 진공 상태가 유지된 채 형성되어야 한다. 즉, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)은 하나의 챔버에서 진공 상태를 유지하며 연속하여 증착될 수 있다. 예를 들어, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 형성할 때 진공은 5 내지 10mTorr로 유지될 수 있다.When the P-
N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 형성할 때 진공 상태가 유지되지 않는다면, N형 반도체층(131)이 대기(atmosphere) 중 산소에 의해 산화될 수 있다. 이로 인해, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)의 계면이 불안정할 수 있다.If the vacuum state is not maintained when the N-
또한, P형 반도체층(132)은 산소 분압이 3% 이하인 조건에서 형성될 수 있다. 산소 분압이 3%를 넘는 경우, P형 반도체층(132)이 Cu2O로 이루어지지 않고, CuO로 이루어질 수 있다. 또한, N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)을 형성할 때 진공 상태가 유지되지 않는다면, 대기(atmosphere) 중 산소에 의해 P형 반도체층(132)이 Cu2O로 이루어지지 않고, CuO로 이루어질 수 있다.Further, the P-
P형 반도체층(132)이 CuO로 이루어지는 경우, Cu2O로 이루어지는 경우에 비해 전자 이동도가 크게 낮아질 수 있다. 즉, P형 반도체층(132)이 CuO로 이루어지는 경우 제2 채널 영역(CH2)의 전자 이동도는 1cm2/Vs 이하로 매우 낮다. 이 경우, 박막 트랜지스터(10)는 도 9와 같이 P형 반도체 특성이 매우 저하되므로, 제2 채널 영역(CH2)을 이용하여 P형 반도체 특성을 구현하기 어렵다. When the P-
또한, CuO로 이루어진 P형 반도체층(132)을 Cu2O로 이루어진 P형 반도체층(132)으로 변경하기 위해서 고온에서 열처리할 수 있다. 예를 들어, CuO로 이루어진 P형 반도체층(132)을 진공 상태에서 300도 이상의 고온으로 30분 이상 열처리할 수 있다. 하지만, 진공 상태에서 고온으로 열처리하는 경우, N형 반도체층(131)은 산소가 탈착되어 도전성이 높아지므로, 도 9와 같이 오프 전류(off current)가 증가하는 문제가 발생한다.Further, the P-
N형 반도체층(131)은 산소가 풍부한 상태에서 형성될 수 있다. 예를 들어, N형 반도체층(131)이 형성될 때 산소 분압은 3% 내지 10%일 수 있다. 하지만, N형 반도체층(131)의 재료에 따라 전자 이동도 향상이 필요한 경우 N형 반도체층(131)을 형성하기 위한 산소 분압의 조건은 0% 내지 3%일 수 있다.The N-
한편, 위에서 살펴본 바와 같이 Cu2O를 타겟으로 이용하여 P형 반도체층(132)을 형성하는 경우, 산소 분압이 0% 내지 3%인 것이 바람직하다. 하지만, Cu를 타겟으로 이용하여 O2 반응 방식으로 P형 반도체층(132)을 형성하는 경우, 산소 분압이 40% 이상인 것이 바람직하다.On the other hand, when the P-
N형 반도체층(131)은 전자 이동도 향상을 위해 30㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, P형 반도체층(132)은 두께가 10㎚ 이하로 형성되어야 도 4와 같이 제2 채널 영역(CH2)의 턴-오프를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, P형 반도체층(132)이 Cu2O로 형성되기 쉽다. 따라서, P형 반도체층(132)의 두께는 10㎚ 이하일 수 있다. (도 7의 S103)The N-
네 번째로, 도 8d와 같이 반도체층(130) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 반도체층(130) 상의 전면에 제2 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정을 이용하여 제2 금속층을 패터닝하여 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)을 형성한다. 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다.Fourth, the first and
또한, 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)을 연결하는 연결 전극(145)을 형성할 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(10)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 기능할 수 있다. 연결 전극(145)은 생략될 수 있다.In addition, a
제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144), 및 연결 전극(145)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 하지만, 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)은 P형 반도체층(132)과 접촉되므로, 이를 고려하여 일함수 5.0eV보다 큰 팔라듐(Pd, 5.22eV 내지 5.6eV), 백금(Pt, 5.12eV 내지 5.93eV), 금(Au, 5.1eV 내지 5.47eV), 니켈(Ni, 5.04eV 내지 5.35eV)중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성되는 것이 바람직하다. (도 7의 S104)The first and
다섯 번째로, 도 8e와 같이 반도체층(130), 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144), 및 연결 전극(145) 상에는 제2 게이트 절연막(150)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 PECVD법을 이용하여 형성될 수 있다. (도 7의 S105)Fifthly, on the
여섯 번째로, 도 8f와 같이 제2 게이트 절연막(150) 상에는 제2 게이트 전극(160)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 제2 게이트 절연막(150) 상의 전면에 제3 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정을 이용하여 제3 금속층을 패터닝하여 제2 게이트 전극(160)을 형성한다. 제2 게이트 전극(160)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.Sixth, a
제2 게이트 전극(160)은 제2 소스 전극(143) 및 제2 드레인 전극(144)과 중첩되게 형성될 수 있다. 제1 게이트 전극(110)이 반도체층(130)의 일부와 중첩되게 형성되는 경우, 제2 게이트 전극(160)은 반도체층(130)의 다른 일부와 중첩되게 형성될 수 있다. (도 7의 S106)The
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)은 하나의 챔버에서 진공 상태를 유지하며 연속하여 증착하며, P형 반도체층(132)을 0% 내지 3% 산소 분압 조건에서 형성한다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 N형 반도체층(131)과 P형 반도체층(132)의 계면을 안정적으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, P형 반도체층(132)을 CuO가 아닌 Cu2O로 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 갖는 박막 트랜지스터를 제조할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the N-
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 보여주는 흐름도이다. 도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도들이다. 도 11a 내지 도 11d에 도시된 단면도들은 전술한 도 5 및 도 6에 도시된 박막 트랜지스터의 제조방법에 관한 것이므로, 동일한 구성에 대해 동일한 도면부호를 부여하였다. 이하에서는 도 10 및 도 11a 내지 도 11d를 결부하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법을 상세히 설명한다.10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention. 11A to 11D are cross-sectional views of II-II 'for explaining a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention. 11A to 11D relate to the manufacturing method of the thin film transistor shown in Figs. 5 and 6, and thus the same reference numerals are assigned to the same constitution. Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11A to 11D.
도 10의 S201 내지 S203 단계들은 도 7의 S101 내지 S103 단계들과 실질적으로 동일한 바, 도 10의 S201 내지 S203 단계들에 대한 자세한 설명은 생략한다.Steps S201 to S203 of FIG. 10 are substantially the same as steps S101 to S103 of FIG. 7, and detailed descriptions of steps S201 to S203 of FIG. 10 are omitted.
도 10을 참조하면, 네 번째로, 도 11a와 같이 반도체층(130) 상에는 제2 게이트 절연막(150)이 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다. 제2 게이트 절연막(150)은 PECVD법을 이용하여 형성될 수 있다. (도 10의 S204)Referring to FIG. 10, a fourth
다섯 번째로, 도 11b와 같이 제2 게이트 절연막(150) 상에는 제2 게이트 전극(160)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 제2 게이트 절연막(150) 상의 전면에 제2 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정을 이용하여 제2 금속층을 패터닝하여 제2 게이트 전극(160)을 형성한다. 제2 게이트 전극(160)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.Fifth, a
제1 게이트 전극(110)이 반도체층(130)의 일부와 중첩되게 형성되는 경우, 제2 게이트 전극(160)은 반도체층(130)의 다른 일부와 중첩되게 형성될 수 있다. (도 10의 S205)When the
여섯 번째로, 도 11c와 같이 제2 게이트 전극(160) 상에는 층간 절연막(170)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(170)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다. 층간 절연막(170)은 PECVD법을 이용하여 형성될 수 있다.Sixth, an
그리고 나서, 제2 게이트 절연막(150)과 층간 절연막(170)을 관통하여 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)을 노출시키는 콘택홀들이 형성될 수 있다. (도 10의 S206)Then, contact holes may be formed to penetrate the second
일곱 번째로, 도 11d와 같이 층간 절연막(170) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 스퍼터링법(Sputtering) 또는 MOCVD법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 등을 이용하여 층간 절연막(170) 상의 전면에 제3 금속층을 형성한다. 그리고 나서, 포토 레지스트 패턴을 이용한 마스크 공정을 이용하여 제3 금속층을 패터닝하여 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)을 형성한다. 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143)과 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144) 각각은 콘택홀(CNT)을 통해 반도체층(130)의 P형 반도체층(132)에 접속될 수 있다.7D, the first and
제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 제1 게이트 전극(110)과 중첩되게 형성될 수 있다. 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 제2 게이트 전극(120)과 중첩되지 않게 형성될 수 있다.The
제1 드레인 전극(142)과 제2 드레인 전극(144)을 연결하는 연결 전극(145)이 형성될 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(10)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 기능할 수 있다. 연결 전극(145)은 생략될 수 있다.A
제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144), 및 연결 전극(145)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 하지만, 제1 및 제2 소스 전극들(141, 143), 제1 및 제2 드레인 전극들(142, 144)은 P형 반도체층(132)과 접촉되므로, 이를 고려하여 일함수 5.0eV보다 큰 팔라듐(Pd, 5.22eV 내지 5.6eV), 백금(Pt, 5.12eV 내지 5.93eV), 금(Au, 5.1eV 내지 5.47eV), 니켈(Ni, 5.04eV 내지 5.35eV)중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성되는 것이 바람직하다. (도 10의 S207)The first and
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 사시도이다. 도 13은 도 12의 제1 기판, 게이트 구동부, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.12 is a perspective view showing a display device according to an embodiment of the present invention. 13 is a plan view showing the first substrate, the gate driver, the source drive IC, the flexible film, the circuit board, and the timing controller of Fig.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치(1000)는 표시패널(1100), 게이트 구동부(1200), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(1300), 연성필름(1400), 회로보드(1500), 및 타이밍 제어부(1600)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 전기영동 표시장치(Electrophoresis display) 중에 어느 하나로 구현될 수도 있다.12 and 13, an
표시패널(1100)은 제1 기판(1110)과 제2 기판(1120)을 포함한다. 제2 기판(1120)은 봉지 기판일 수 있다. 제1 기판(1110)과 제2 기판(1120)은 플라스틱 또는 유리(glass)일 수 있다.The
제2 기판(1120)과 마주보는 제1 기판(1110)의 일면 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성된다. 화소들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 구조에 의해 정의되는 영역에 마련된다. 화소들 각각의 구조에 대한 자세한 설명은 도 14 내지 도 16을 결부하여 후술한다.On one side of the
표시패널(1100)은 도 13과 같이 화소들이 형성되어 화상을 표시하는 표시영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비표시영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 게이트 구동부(1200)와 패드들이 형성될 수 있다.The
게이트 구동부(1200)는 타이밍 제어부(1600)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(1200)는 표시패널(1100)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 게이트 구동부(1200)가 GIP 방식으로 형성되는 경우, 게이트 구동부(1200)에 대한 자세한 설명은 도 17을 결부하여 후술한다. 또는, 게이트 구동부(1200)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(1100)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시영역(DA)에 부착될 수도 있다.The
소스 드라이브 IC(1300)는 로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(1300)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(1300)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(1400)에 실장될 수 있다.The
표시패널(1100)의 비표시영역(NDA)에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 형성될 수 있다. 연성필름(1400)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(1300)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(1500)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(1400)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(1400)의 배선들이 연결될 수 있다.In the non-display area NDA of the
회로보드(1500)는 연성필름(1400)들에 부착될 수 있다. 회로보드(1500)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(1500)에는 타이밍 제어부(1600)가 실장될 수 있다. 회로보드(1500)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.The
타이밍 제어부(1600)는 회로보드(1500)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(1600)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(1200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(1300)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(1600)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(1200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(1300)들에 공급한다.The
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다. 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소(P)는 박막 트랜지스터(T), 화소전극(11), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.14 is a circuit diagram showing an example of a pixel of a display device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, a pixel P of a display device according to an embodiment of the present invention may include a thin film transistor T, a
박막 트랜지스터(T)는 제k(k는 2 이상의 양의 정수) 게이트라인(Gk)의 게이트신호에 응답하여 제j(j는 2 이상의 양의 정수) 데이터라인(Dj)의 데이터전압을 화소전극(11)에 공급한다. 이로 인해, 화소(P)들 각각은 화소전극(11)에 공급된 데이터전압과 공통전극(12)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정층(13)의 액정을 구동하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 투과량을 조정할 수 있다. 공통전극(12)은 공통전압라인(VcomL)으로부터 공통전압을 공급받으며, 백라이트 유닛은 표시패널(10)의 아래에 배치되어 표시패널(10)에 균일한 빛을 조사한다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(11)과 공통전극(12) 사이에 마련되어 화소전극(11)과 공통전극(12) 간의 전압차를 일정하게 유지한다.The thin film transistor T applies the data voltage of the jth (j is a positive integer equal to or greater than 2) data line Dj to the pixel electrode Dk in response to the gate signal of the kth (k is a positive integer of 2 or more) (11). Each of the pixels P drives the liquid crystal of the
본 발명의 실시예는 제1 및 제2 게이트 전극들 중 어느 하나만을 소정의 라인 또는 전극에 연결함으로써, 박막 트랜지스터(T)를 N형 박막 트랜지스터 또는 P형 박막 트랜지스터 중 어느 하나로 선택적으로 구현할 수 있다. 도 14에서는 박막 트랜지스터(T)의 제1 게이트 전극(110)만을 제k 게이트라인(Gk)에 접속하여 박막 트랜지스터(T)를 N형 박막 트랜지스터로 구현한 것을 예시하였다.The embodiment of the present invention can selectively implement the thin film transistor T with either the N-type thin film transistor or the P-type thin film transistor by connecting only one of the first and second gate electrodes to a predetermined line or electrode . In FIG. 14, only the
도 14를 참조하면, 박막 트랜지스터(T)가 N형 반도체 특성만 가지면 되므로, N형 반도체 특성을 갖는 제1 채널 영역(CH1)을 이용하여 제j 데이터라인(Dj)과 화소전극(11) 간의 접속을 스위칭한다. 따라서, 박막 트랜지스터(T)의 제1 게이트 전극(110)이 제k 게이트라인(Gk)에 접속되고, 제1 소스 전극(141)이 화소전극(11)에 접속되며, 제1 드레인 전극(142)이 제j 데이터라인(Dj)에 접속된다. 박막 트랜지스터(T)의 제2 게이트 전극(160)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 박막 트랜지스터(T)의 제2 소스 전극(143)은 제j 데이터라인(Dj)에 접속되고, 제2 드레인 전극(144)은 화소전극(11)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.14, since the thin film transistor T has only the N-type semiconductor characteristic, the first channel region CH1 having the N-type semiconductor characteristic is used to connect the j-th data line Dj and the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 가지나, N형 반도체 특성만을 이용함으로써 액정표시장치의 화소(P)의 박막 트랜지스터로 적용될 수 있다.As described above, the thin film transistor according to the embodiment of the present invention has both the N-type semiconductor characteristic and the P-type semiconductor characteristic, but can be applied to the thin film transistor of the pixel P of the liquid crystal display device by using only the N- have.
한편, 도 14에서는 박막 트랜지스터(T)가 N형 반도체 특성만을 이용한 것을 예시하였으나, N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 이용할 수도 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(T)의 제2 게이트 전극(160)은 제k 게이트라인(Gk) 이외에 다른 신호 라인에 접속될 수 있다.On the other hand, in FIG. 14, only the N-type semiconductor characteristic is illustrated as the thin film transistor T, but both the N-type semiconductor characteristic and the P-type semiconductor characteristic can be used. In this case, the
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소(P)는 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(transistor)(DT), 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2), 및 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.15 is a circuit diagram showing another example of a pixel of a display device according to an embodiment of the present invention. 15, a pixel P of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes an organic light emitting diode OLED, a driving transistor DT, first and second transistors ST1 and ST2, And a capacitor Cst.
유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)를 통해 공급되는 전류에 따라 발광한다. 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 제1 전원전압이 공급되는 제1 전원전압라인(VSSL)에 접속될 수 있다. 제1 전원전압라인(VSSL)은 저전위 전원전압이 공급되는 저전위 전압라인일 수 있다.The organic light emitting diode OLED emits light according to the current supplied through the driving transistor DT. The anode electrode of the organic light emitting diode OLED may be connected to the source electrode of the driving transistor DT and the cathode electrode may be connected to the first power supply voltage line VSSL to which the first power supply voltage is supplied. The first power supply voltage line VSSL may be a low potential voltage line to which a low potential power supply voltage is supplied.
유기발광다이오드(OLED)는 애노드 전극(anode electrode), 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer), 및 캐소드 전극(cathode electrode)을 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 애노드전극과 캐소드전극에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.The organic light emitting diode OLED may include an anode electrode, a hole transporting layer, an organic light emitting layer, an electron transporting layer, and a cathode electrode. have. In the organic light emitting diode (OLED), when a voltage is applied to the anode electrode and the cathode electrode, holes and electrons move to the organic light emitting layer through the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively.
구동 트랜지스터(DT)는 제2 전원전압이 공급되는 제2 전원전압라인(VDDL)과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 배치된다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극과 소스 전극의 전압 차에 따라 제2 전원전압라인(VDDL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)로 흐르는 전류를 조정한다. 제2 전원전압라인(VDDL)은 고전위 전원전압이 공급되는 고전위 전압라인일 수 있다.The driving transistor DT is arranged between the second power supply voltage line VDDL to which the second power supply voltage is supplied and the organic light emitting diode OLED. The driving transistor DT adjusts a current flowing from the second power supply voltage line VDDL to the organic light emitting diode OLED in accordance with a voltage difference between the gate electrode and the source electrode. The second power supply voltage line VDDL may be a high potential voltage line to which the high potential power supply voltage is supplied.
제1 트랜지스터(ST1)는 제k 게이트라인(Gk)의 제k 게이트신호에 의해 턴-온되어 제j 데이터라인(Dj)의 전압을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급한다. 제2 트랜지스터(ST2)는 제k 센싱라인(Sk)의 제k 센싱신호에 의해 턴-온되어 제q 기준전압 라인(Rq)을 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 접속시킨다.The first transistor ST1 is turned on by the k-th gate signal of the k-th gate line Gk to supply the voltage of the j-th data line Dj to the gate electrode of the driving transistor DT. The second transistor ST2 is turned on by the kth sensing signal of the kth sensing line Sk to connect the qth reference voltage line Rq to the source electrode of the driving transistor DT.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전압과 소스전압 간의 차전압을 저장한다.The capacitor Cst is formed between the gate electrode and the source electrode of the driving transistor DT. The capacitor Cst stores the difference voltage between the gate voltage of the driving transistor DT and the source voltage.
본 발명의 실시예는 제1 및 제2 게이트 전극들 중 어느 하나만을 소정의 라인 또는 전극에 연결함으로써, 박막 트랜지스터(T)를 N형 박막 트랜지스터 또는 P형 박막 트랜지스터 중 어느 하나로 선택적으로 구현할 수 있다. 도 15에서는 박막 트랜지스터(T)의 제1 게이트 전극(110)만을 소정의 라인 또는 전극에 접속하여 박막 트랜지스터(T)를 N형 박막 트랜지스터로 구현한 것을 예시하였다.The embodiment of the present invention can selectively implement the thin film transistor T with either the N-type thin film transistor or the P-type thin film transistor by connecting only one of the first and second gate electrodes to a predetermined line or electrode . In FIG. 15, only the
도 15를 참조하면, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)은 제1 트랜지스터(ST1)의 제1 소스 전극(141)에 접속되고, 제1 소스 전극(141)은 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속되며, 제1 드레인 전극(142)은 제2 전원전압라인(VDDL)에 접속될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트 전극(160)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 구동 트랜지스터(DT)의 제2 소스 전극(143)은 제2 전원전압라인(VDDL)에 접속되고, 제2 드레인 전극(144)은 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.15, the
또한, 제1 트랜지스터(ST1)의 제1 게이트 전극(110)은 제k 게이트라인(Gk)에 접속되고, 제1 소스 전극(141)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)에 접속되며, 제1 드레인 전극(142)은 제j 데이터라인(Dj)에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(ST1)의 제2 게이트 전극(160)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 제1 트랜지스터(ST1)의 제2 소스 전극(143)은 제j 데이터라인(Dj)에 접속되고, 제2 드레인 전극(144)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.The
또한, 제2 트랜지스터(ST2)의 제1 게이트 전극(110)은 제k 센싱라인(Sk)에 접속되고, 제1 소스 전극(141)은 제q 기준전압 라인(Rq)에 접속되며, 제1 드레인 전극(142)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스 전극(141)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(ST2)의 제2 게이트 전극(160)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 제2 트랜지스터(ST2)의 제2 소스 전극(143)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스 전극(141)에 접속되고, 제2 드레인 전극(144)은 제q 기준전압 라인(Rq)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제2 소스 전극(143)과 제2 드레인 전극(144)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.The
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 가지나, N형 반도체 특성만을 이용함으로써 유기발광표시장치의 화소(P)의 박막 트랜지스터로 적용될 수 있다.As described above, the thin film transistor according to the embodiment of the present invention has both the N-type semiconductor characteristic and the P-type semiconductor characteristic, but can be applied to the thin film transistor of the pixel P of the OLED .
한편, 도 15에서는 구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2)이 N형 반도체 특성만을 이용한 것을 예시하였으나, N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 이용할 수도 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트 전극(160)은 소정의 라인에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2) 각각의 제2 게이트 전극(160)은 제k 게이트라인(Gk)과 제k 센싱라인(Sk) 이외에 다른 신호 라인에 접속될 수 있다.In FIG. 15, the driving transistor DT and the first and second transistors ST1 and ST2 use only N-type semiconductor characteristics. However, both the N-type semiconductor characteristics and the P-type semiconductor characteristics may be used. In this case, the
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소의 또 다른 예를 보여주는 회로도이다. 도 16을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치의 화소(P)는 유기발광다이오드(OLED), 구동 트랜지스터(transistor)(DT), 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2), 및 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.16 is a circuit diagram showing another example of the pixel of the display device according to the embodiment of the present invention. 16, a pixel P of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes an organic light emitting diode OLED, a driving transistor DT, first and second transistors ST1 and ST2, And a capacitor Cst.
유기발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)를 통해 공급되는 전류에 따라 발광한다. 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극은 구동 트랜지스터(DT)의 드레인 전극에 접속되고, 캐소드 전극은 제1 전원전압이 공급되는 제1 전원전압라인(VSSL)에 접속될 수 있다. 제1 전원전압라인(VSSL)은 저전위 전원전압이 공급되는 저전위 전압라인일 수 있다.The organic light emitting diode OLED emits light according to the current supplied through the driving transistor DT. The anode electrode of the organic light emitting diode OLED may be connected to the drain electrode of the driving transistor DT and the cathode electrode may be connected to the first power supply voltage line VSSL to which the first power supply voltage is supplied. The first power supply voltage line VSSL may be a low potential voltage line to which a low potential power supply voltage is supplied.
유기발광다이오드(OLED)는 애노드 전극(anode electrode), 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer), 및 캐소드 전극(cathode electrode)을 포함할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 애노드전극과 캐소드전극에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.The organic light emitting diode OLED may include an anode electrode, a hole transporting layer, an organic light emitting layer, an electron transporting layer, and a cathode electrode. have. In the organic light emitting diode (OLED), when a voltage is applied to the anode electrode and the cathode electrode, holes and electrons move to the organic light emitting layer through the hole transporting layer and the electron transporting layer, respectively.
구동 트랜지스터(DT)는 제2 전원전압이 공급되는 제2 전원전압라인(VDDL)과 유기발광다이오드(OLED) 사이에 배치된다. 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극과 소스 전극의 전압 차에 따라 제2 전원전압라인(VDDL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)로 흐르는 전류를 조정한다. 제2 전원전압라인(VDDL)은 고전위 전원전압이 공급되는 고전위 전압라인일 수 있다.The driving transistor DT is arranged between the second power supply voltage line VDDL to which the second power supply voltage is supplied and the organic light emitting diode OLED. The driving transistor DT adjusts a current flowing from the second power supply voltage line VDDL to the organic light emitting diode OLED in accordance with a voltage difference between the gate electrode and the source electrode. The second power supply voltage line VDDL may be a high potential voltage line to which the high potential power supply voltage is supplied.
제1 트랜지스터(ST1)는 제k 게이트라인(Gk)의 제k 게이트신호에 의해 턴-온되어 제j 데이터라인(Dj)의 전압을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 공급한다. 제2 트랜지스터(ST2)는 제k 센싱라인(Sk)의 제k 센싱신호에 의해 턴-온되어 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 드레인 전극을 접속시킨다.The first transistor ST1 is turned on by the k-th gate signal of the k-th gate line Gk to supply the voltage of the j-th data line Dj to the gate electrode of the driving transistor DT. The second transistor ST2 is turned on by the kth sensing signal of the kth sensing line Sk to connect the gate electrode and the drain electrode of the driving transistor DT.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된다. 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전압과 소스전압 간의 차전압을 저장한다.The capacitor Cst is formed between the gate electrode and the source electrode of the driving transistor DT. The capacitor Cst stores the difference voltage between the gate voltage of the driving transistor DT and the source voltage.
본 발명의 실시예는 제1 및 제2 게이트 전극들 중 어느 하나만을 소정의 라인 또는 전극에 연결함으로써, 박막 트랜지스터(T)를 N형 박막 트랜지스터 또는 P형 박막 트랜지스터 중 어느 하나로 선택적으로 구현할 수 있다. 도 16에서는 박막 트랜지스터(T)의 제2 게이트 전극(160)만을 소정의 라인 또는 전극에 접속하여 박막 트랜지스터(T)를 P형 박막 트랜지스터로 구현한 것을 예시하였다.The embodiment of the present invention can selectively implement the thin film transistor T with either the N-type thin film transistor or the P-type thin film transistor by connecting only one of the first and second gate electrodes to a predetermined line or electrode . In FIG. 16, only the
도 16을 참조하면, 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트 전극(160)은 제1 트랜지스터(ST1)의 제2 드레인 전극(144)에 접속되고, 제2 소스 전극(143)은 제2 전원전압라인(VDDL)에 접속되며, 제2 드레인 전극(144)은 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 구동 트랜지스터(DT)의 제1 소스 전극(141)은 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극에 접속되고, 제1 드레인 전극(142)은 제2 전원전압라인(VDDL)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.16, the
또한, 제1 트랜지스터(ST1)의 제2 게이트 전극(160)은 제k 게이트라인(Gk)에 접속되고, 제2 소스 전극(143)은 제j 데이터라인(Dj)에 접속되며, 제2 드레인 전극(144)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)에 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(ST1)의 제1 게이트 전극(110)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 제1 트랜지스터(ST1)의 제1 소스 전극(141)은 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)에 접속되고, 제1 드레인 전극(142)은 제j 데이터라인(Dj)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.The
또한, 제2 트랜지스터(ST2)의 제2 게이트 전극(160)은 제k 센싱라인(Sk)에 접속되고, 제2 소스 전극(143)은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 드레인 전극(144)에 접속되며, 제2 드레인 전극(144)은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트 전극(160)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(ST2)의 제1 게이트 전극(110)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않는다. 제2 트랜지스터(ST2)의 제1 소스 전극(141)은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 게이트 전극(160)에 접속되고, 제1 드레인 전극(142)은 구동 트랜지스터(DT)의 제2 드레인 전극(144)에 접속될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 소스 전극(141)과 제1 드레인 전극(142)은 어느 라인에도 전기적으로 접속되지 않을 수 있다.The
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 가지나, P형 반도체 특성만을 이용함으로써 유기발광표시장치의 화소(P)의 박막 트랜지스터로 적용될 수 있다.As described above, the thin film transistor according to the embodiment of the present invention has both the N-type semiconductor characteristic and the P-type semiconductor characteristic, but can be applied to the thin film transistor of the pixel P of the OLED .
한편, 도 16에서는 구동 트랜지스터(DT)와 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2)이 P형 반도체 특성만을 이용한 것을 예시하였으나, N형 반도체 특성과 P형 반도체 특성을 모두 이용할 수도 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)의 제1 게이트 전극(110)은 소정의 라인에 전기적으로 접속될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 트랜지스터들(ST1, ST2) 각각의 제1 게이트 전극(110)은 제k 게이트라인(Gk)과 제k 센싱라인(Sk) 이외에 다른 신호 라인에 접속될 수 있다.In FIG. 16, the driving transistor DT and the first and second transistors ST1 and ST2 use only the P-type semiconductor characteristics. However, both the N-type semiconductor characteristics and the P-type semiconductor characteristics may be used. In this case, the
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부의 일 예를 보여주는 회로도이다. 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동부는 순차적으로 게이트신호들을 출력하기 위한 복수의 스테이지들을 포함한다. 복수의 스테이지들 각각은 풀-업 노드(Q), 출력 제어 박막 트랜지스터(PUD), 및 노드 제어 회로(NC)를 포함한다.17 is a circuit diagram showing an example of a gate driver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 17, a gate driver according to an embodiment of the present invention includes a plurality of stages for sequentially outputting gate signals. Each of the plurality of stages includes a pull-up node Q, an output control thin film transistor PUD, and a node control circuit NC.
노드 제어 회로(NC)는 제어 단자를 통해 입력되는 제어 신호에 응답하여 풀-업 노드(Q)의 전압을 고전위 전압 또는 저전위 전압으로 제어한다. 예를 들어, 노드 제어 회로(NC)는 제1 단자(TM1)를 통해 입력되는 신호에 응답하여 풀-업 노드(Q)를 고전위 전압으로 충전한다. 노드 제어 회로(NC)는 제2 단자(TM2)를 통해 입력되는 신호에 응답하여 풀-업 노드(Q)를 저전위 전압으로 방전할 수 있다.The node control circuit (NC) controls the voltage of the pull-up node (Q) to a high-potential voltage or a low-potential voltage in response to a control signal input via a control terminal. For example, the node control circuit NC charges the pull-up node Q to a high potential voltage in response to a signal input through the first terminal TM1. The node control circuit NC can discharge the pull-up node Q to a low potential voltage in response to a signal input through the second terminal TM2.
출력 제어 박막 트랜지스터(PUD)는 풀-업 노드(Q)가 고전위 전압으로 충전되는 경우 제1 채널 영역(CH1)이 턴-온되어 출력 단자(OUT)에 고전위 전압(또는 클럭 단자(CLK)를 통해 공급되는 클럭)을 공급한다. 출력 제어 박막 트랜지스터(PUD)는 풀-업 노드(Q)가 저전위 전압으로 충전되는 경우 제2 채널 영역(CH2)이 턴-온되어 출력 단자(OUT)를 저전위 전압으로 방전한다.The output control thin film transistor PUD is turned on when the pull-up node Q is charged with a high potential voltage and the first channel region CH1 is turned on so that the high potential voltage (or the clock terminal CLK ) Supplied through the clock signal line). The output control thin film transistor PUD discharges the output terminal OUT to a low potential when the pull-up node Q is charged with a low potential voltage, and the second channel region CH2 is turned on.
출력 제어 박막 트랜지스터(PUD)의 제1 게이트 전극(110)과 제2 게이트 전극(160) 각각은 풀-업 노드(Q)에 접속되고, 제1 소스 전극(141)과 제2 드레인 전극(144)은 출력 단자(OUT)에 접속되며, 제1 드레인 전극(142)은 고전위 전압원(VDD)에 접속되며, 제2 소스 전극(143)은 저전위 전압원(VSS)에 접속될 수 있다.Each of the
종래에는 풀-업 노드(Q)가 고전위 전압으로 충전되는 경우 턴-온되어 출력 단자(OUT)에 고전위 전압을 공급하는 풀-업 트랜지스터와 풀-다운 노드가 고전위 전압으로 충전되는 경우 턴-온되어 출력 단자(OUT)를 저전위 전압으로 방전하는 풀-다운 트랜지스터를 이용하여 게이트 신호를 출력하였다. 하지만, 본 발명의 실시예는 N형 반도체 특성을 갖는 제1 채널 영역(CH1)이 풀-업 트랜지스터의 역할을 하고, P형 반도체 특성을 갖는 제2 채널 영역(CH2)이 풀-다운 트랜지스터의 역할을 하므로, 하나의 박막 트랜지스터를 이용하여 게이트 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 풀-다운 노드를 삭제할 수 있으며, 박막 트랜지스터의 크기를 줄일 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 실시예는 게이트 구동부의 크기를 줄일 수 있으므로, 게이트 구동부가 GIP 방식으로 형성되는 경우 표시장치의 비표시영역의 크기를 줄일 수 있다. Up node and a pull-up node that is turned on when the pull-up node Q is charged with a high potential voltage and supplies a high potential voltage to the output terminal OUT, A gate signal is outputted using a pull-down transistor which is turned on and discharges the output terminal OUT to a low potential voltage. However, in the embodiment of the present invention, the first channel region CH1 having the N-type semiconductor characteristic serves as a pull-up transistor and the second channel region CH2 having the P- So that it is possible to output a gate signal by using one thin film transistor. Therefore, the embodiment of the present invention can eliminate the pull-down node and reduce the size of the thin film transistor. Thus, the embodiment of the present invention can reduce the size of the gate driver, and thus the size of the non-display area of the display device can be reduced when the gate driver is formed by the GIP method.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to those embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 박막 트랜지스터 110: 제1 게이트 전극
111: 광 차단층 120: 제1 게이트 절연막
130: 반도체층 141: 제1 소스 전극
142: 제1 드레인 전극 143: 제2 소스 전극
144: 제2 드레인 전극 150: 제2 게이트 절연막
160: 제2 게이트 전극 170: 층간 절연막
CNT: 콘택홀 CH1: 제1 채널 영역
CH2: 제2 채널 영역10: thin film transistor 110: first gate electrode
111: light blocking layer 120: first gate insulating film
130: semiconductor layer 141: first source electrode
142: first drain electrode 143: second source electrode
144: second drain electrode 150: second gate insulating film
160: second gate electrode 170: interlayer insulating film
CNT: Contact hole CH1: First channel region
CH2: second channel region
Claims (21)
상기 제1 게이트 전극을 덮는 제1 게이트 절연막;
상기 제1 게이트 절연막 상에 배치되며, 적층된 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하는 반도체층;
상기 반도체층을 덮는 제2 게이트 절연막; 및
상기 제2 게이트 절연막 상에 배치된 제2 게이트 전극을 구비하고,
상기 반도체층과 상기 제1 게이트 전극이 중첩되는 영역에는 제1 채널 영역이 형성되고, 상기 반도체층과 상기 제2 게이트 전극이 중첩되는 영역에는 제2 채널 영역이 형성되며,
상기 제1 채널 영역과 상기 제2 채널 영역은 서로 중첩되지 않고,
상기 P형 반도체층이 상기 N형 반도체층 상에 배치되는 경우, 상기 N형 반도체층은 적어도 상기 제1 게이트 전극과 중첩되고, 상기 P형 반도체층은 적어도 상기 제2 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제1 채널 영역은 N형 반도체 특성을 가지고, 상기 제2 채널 영역은 P형 반도체 특성을 가지며,
상기 N형 반도체층이 상기 P형 반도체층 상에 배치되는 경우, 상기 N형 반도체층은 적어도 상기 제2 게이트 전극과 중첩되고, 상기 P형 반도체층은 적어도 상기 제1 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제1 채널 영역은 상기 P형 반도체 특성을 가지고, 상기 제2 채널 영역은 상기 N형 반도체 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.A first gate electrode disposed on the substrate;
A first gate insulating film covering the first gate electrode;
A semiconductor layer disposed on the first gate insulating film and including a stacked N-type semiconductor layer and a P-type semiconductor layer;
A second gate insulating film covering the semiconductor layer; And
And a second gate electrode disposed on the second gate insulating film,
A first channel region is formed in a region where the semiconductor layer and the first gate electrode are overlapped with each other, a second channel region is formed in a region where the semiconductor layer and the second gate electrode are overlapped,
The first channel region and the second channel region do not overlap with each other,
Wherein when the P-type semiconductor layer is disposed on the N-type semiconductor layer, the N-type semiconductor layer overlaps at least the first gate electrode, the P-type semiconductor layer overlaps at least the second gate electrode, The first channel region has an N-type semiconductor characteristic, the second channel region has a P-type semiconductor characteristic,
Type semiconductor layer, the N-type semiconductor layer overlaps at least the second gate electrode, the P-type semiconductor layer overlaps at least the first gate electrode, and the P- Wherein the first channel region has the P-type semiconductor characteristic and the second channel region has the N-type semiconductor characteristic.
상기 N형 반도체층 상에 상기 P형 반도체층이 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
And the P-type semiconductor layer is disposed on the N-type semiconductor layer.
상기 제1 게이트 전극과 동일한 물질로 동일한 층에 배치되며, 상기 제2 채널 영역과 중첩되는 광 차단층을 더 구비하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
And a light blocking layer disposed on the same layer as the first gate electrode and overlapping the second channel region.
상기 반도체층 상에 배치된 제1 및 제2 소스 전극들과 제1 및 제2 드레인 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
And first and second source electrodes and first and second drain electrodes disposed on the semiconductor layer.
상기 제1 소스 전극과 상기 제1 드레인 전극은 상기 제1 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제2 소스 전극과 상기 제2 드레인 전극은 상기 제2 게이트 전극과 중첩되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 6,
Wherein the first source electrode and the first drain electrode overlap the first gate electrode, and the second source electrode and the second drain electrode overlap the second gate electrode.
상기 제1 및 제2 소스 전극들과 상기 제1 및 제2 드레인 전극들 중 적어도 하나는 일함수가 5.0eV인 금속 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 6,
Wherein at least one of the first and second source electrodes and the first and second drain electrodes comprises a metal material having a work function of 5.0 eV.
상기 제1 드레인 전극과 상기 제2 드레인 전극을 연결하는 연결 전극을 더 구비하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 6,
And a connection electrode connecting the first drain electrode and the second drain electrode.
상기 제2 게이트 전극을 덮는 층간 절연막; 및
상기 층간 절연막 상에 배치된 제1 및 제2 소스 전극들과 제1 및 제2 드레인 전극들을 더 구비하고,
상기 제1 및 제2 소스 전극들과 제1 및 제2 드레인 전극들 각각은 상기 층간 절연막과 상기 제2 게이트 절연막을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 반도체층과 접속되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
An interlayer insulating film covering the second gate electrode; And
Further comprising first and second source electrodes and first and second drain electrodes disposed on the interlayer insulating film,
Wherein each of the first and second source electrodes and the first and second drain electrodes is connected to the semiconductor layer through a contact hole passing through the interlayer insulating layer and the second gate insulating layer.
상기 제1 및 제2 소스 전극들과 상기 제1 및 제2 드레인 전극들 중 적어도 하나는 일함수가 5.0eV인 금속 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.11. The method of claim 10,
Wherein at least one of the first and second source electrodes and the first and second drain electrodes comprises a metal material having a work function of 5.0 eV.
상기 제1 소스 전극과 상기 제1 드레인 전극은 상기 제1 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제2 게이트 전극은 상기 제2 소스 전극과 상기 제2 드레인 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.11. The method of claim 10,
Wherein the first source electrode and the first drain electrode overlap the first gate electrode, and the second gate electrode is disposed between the second source electrode and the second drain electrode.
상기 제1 드레인 전극과 상기 제2 드레인 전극을 연결하는 연결 전극을 더 구비하는 박막 트랜지스터.11. The method of claim 10,
And a connection electrode connecting the first drain electrode and the second drain electrode.
상기 N형 반도체층은 N형 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 P형 반도체층은 P형 산화물 반도체층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
Wherein the N-type semiconductor layer is made of an N-type oxide semiconductor layer, and the P-type semiconductor layer is made of a P-type oxide semiconductor layer.
상기 P형 반도체층은 Cu2O로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.15. The method of claim 14,
The P-type semiconductor layer is a thin film transistor, characterized in that consisting of Cu 2 O.
상기 N형 반도체층은 N형 폴리 실리콘으로 이루어지고, 상기 P형 반도체층은 P형 폴리 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The method according to claim 1,
Wherein the N-type semiconductor layer is made of N-type polysilicon, and the P-type semiconductor layer is made of P-type polysilicon.
상기 제1 게이트 전극을 덮는 제1 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 제1 게이트 절연막 상에 적층된 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하는 반도체층을 형성하는 단계;
상기 반도체층을 덮는 제2 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 제2 게이트 절연막 상에 제2 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 반도체층과 상기 제1 게이트 전극이 중첩되는 영역에는 제1 채널 영역이 형성되고, 상기 반도체층과 상기 제2 게이트 전극이 중첩되는 영역에는 제2 채널 영역이 형성되며,
상기 제1 채널 영역과 상기 제2 채널 영역은 서로 중첩되지 않고,
상기 P형 반도체층이 상기 N형 반도체층 상에 배치되는 경우, 상기 N형 반도체층은 적어도 상기 제1 게이트 전극과 중첩되고, 상기 P형 반도체층은 적어도 상기 제2 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제1 채널 영역은 N형 반도체 특성을 가지고, 상기 제2 채널 영역은 P형 반도체 특성을 가지며,
상기 N형 반도체층이 상기 P형 반도체층 상에 배치되는 경우, 상기 N형 반도체층은 적어도 상기 제2 게이트 전극과 중첩되고, 상기 P형 반도체층은 적어도 상기 제1 게이트 전극과 중첩되며, 상기 제1 채널 영역은 상기 P형 반도체 특성을 가지고, 상기 제2 채널 영역은 상기 N형 반도체 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조방법.Forming a first gate electrode on the substrate;
Forming a first gate insulating film covering the first gate electrode;
Forming a semiconductor layer including an N-type semiconductor layer and a P-type semiconductor layer stacked on the first gate insulating film;
Forming a second gate insulating film covering the semiconductor layer; And
And forming a second gate electrode on the second gate insulating film,
A first channel region is formed in a region where the semiconductor layer and the first gate electrode are overlapped with each other, a second channel region is formed in a region where the semiconductor layer and the second gate electrode are overlapped,
The first channel region and the second channel region do not overlap with each other,
Wherein when the P-type semiconductor layer is disposed on the N-type semiconductor layer, the N-type semiconductor layer overlaps at least the first gate electrode, the P-type semiconductor layer overlaps at least the second gate electrode, The first channel region has an N-type semiconductor characteristic, the second channel region has a P-type semiconductor characteristic,
Type semiconductor layer, the N-type semiconductor layer overlaps at least the second gate electrode, the P-type semiconductor layer overlaps at least the first gate electrode, and the P- Wherein the first channel region has the P-type semiconductor characteristic and the second channel region has the N-type semiconductor characteristic.
상기 반도체층을 형성하는 단계는,
동일한 챔버 내 동일한 진공 조건에서 상기 N형 반도체층과 상기 P형 반도체층을 연속하여 증착하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조방법.18. The method of claim 17,
Wherein forming the semiconductor layer comprises:
And the N-type semiconductor layer and the P-type semiconductor layer are continuously deposited under the same vacuum condition in the same chamber.
상기 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급하는 데이터 구동회로; 및
상기 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동회로를 구비하고,
상기 화소들 각각은 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 박막 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.A display panel including data lines, gate lines, and pixels disposed at intersections of the data lines and the gate lines;
A data driving circuit for supplying data voltages to the data lines; And
And a gate driving circuit for supplying gate signals to the gate lines,
Wherein each of the pixels includes the thin film transistor according to any one of claims 1, 2, and 5 to 16.
상기 데이터 라인들에 데이터 전압들을 공급하는 데이터 구동회로; 및
상기 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급하는 게이트 구동회로를 구비하고,
상기 게이트 구동회로는,
제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터의 제1 및 제2 게이트 전극들에 연결된 제어 노드; 및
상기 제어 노드의 전압을 충방전하는 충방전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.A display panel including data lines, gate lines, and pixels disposed at intersections of the data lines and the gate lines;
A data driving circuit for supplying data voltages to the data lines; And
And a gate driving circuit for supplying gate signals to the gate lines,
The gate drive circuit includes:
A thin film transistor according to any one of claims 1 to 10;
A control node connected to the first and second gate electrodes of the thin film transistor; And
And a charge / discharge control unit for charging / discharging the voltage of the control node.
상기 N형 반도체층은 N형 산화물 반도체층으로 이루어지고, 상기 P형 반도체층은 P형 산화물 반도체층으로 이루어지며,
상기 P형 반도체층의 두께는 상기 N형 반도체층의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.11. The method according to claim 6 or 10,
The N-type semiconductor layer is made of an N-type oxide semiconductor layer, the P-type semiconductor layer is made of a P-type oxide semiconductor layer,
Wherein the thickness of the P-type semiconductor layer is thinner than the thickness of the N-type semiconductor layer.
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