KR101868069B1 - 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
게이트와 소스 전극 및 드레인 전극이 오버랩되는 영역을 제거하여 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있는 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법이 제공된다. 산화물 박막트랜지스터는 절연 기판 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성된 액티브층, 상기 액티브층 내부의 양측에 형성되며, 도체화 된 제1 및 제2 영역, 상기 액티브층의 양쪽 끝단 위에 형성된 반응성 금속층, 상기 반응성 금속층 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극, 상기 액티브층 위에 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩 되도록 형성된 층간절연막 패턴, 상기 층간절연막 패턴을 포함한 상기 기판 전면에 형성되며, 상기 드레인 전극의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 보호막 및 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 콘택홀에 의해 상기 노출된 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다.
Description
본 발명은 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 게이트와 소스 전극 및 드레인 전극이 오버랩되는 영역을 제거하여 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있는 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
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), 유기발광소자 (OLED : organic light emitting diode)와 같은 여러가지 평판표시장치(flat display device)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 유기발광소자는 전자주입전극(음극)과 정공주입전극(양극) 사이에 형성된 유기발광층에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬후, 소멸하면서 빛을 내는 소자로써, 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel)이나 무기발광소자에 비해 낮은 전압(예컨대, 10V 이하)으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다.
도 1은 유기발광소자의 구조를 개략적으로 나타낸 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 유기발광소자는 유리와 같은 투명기판 상에 애노드전극(1)과 캐소드전극(3)이 유기발광층(5)의 개재하에 서로 대향하여 배치되며, 애노드전극(1)과 캐소드전극(3) 사이에 인가되는 전압에 의하여 유기발광층(5)에서 빛이 발광하게 된다. 이때, 애노드전극(1)은 정공을 원할하게 공급함과 아울러 유기발광층에서 발광된 빛이 잘 투과될 수 있도록 투명한 전도성 물질인 ITO(indium-tinoxide) 박막으로 형성되며, 애노드전극은 전자를 원할하게 공급할 수 있도록 일함수가 낮은 금속으로 형성된다.
따라서, 애노드전극(1)과 캐소드전극(3)에 각각 (+), (-) 전압이 인가되면, 애노드전극(1)으로부터 주입되는 정공과 캐소드전극(3)으로부터 주입되는 전자가 유기발광층 내에서 재결합하여 빛이 방출된다. 이때, 상기 유기발광층(5)을 형성하는 물질에 따라 발광색이 달라지게 된다. 즉, 상기 유기발광층(5)에 의해 R(red), G(green), B(blue)발광색이 달라지게 된다.
한편, 유기발광표시소자는 단위 화소가 매트릭스 형태로 배치되며, 각각의 단위 화소에 구비되는 구동소자 및 스위칭 소자를 통해 단위 화소의 유기발광소자를 선택적으로 구동시킴으로써, 영상을 표시하게 되며, 상기 구동소자 및 스위칭소자는 박막트랜지스터로 이루어진다.
도 2는 종래 산화물 박막트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 절연 기판(10) 위에 버퍼층(미도시)이 형성되고, 버퍼층 상에 게이트 전극(12)이 형성되며, 게이트 전극(12) 상에 게이트 절연막(14)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(14) 상에는 액티브층(15)이 형성되고, 액티브층(15) 상에는 에치스토퍼층(18)이 형성되며, 에치스토퍼층(18) 상에는 게이트 전극(12)과 오버랩되는 소스 전극(22) 및 드레인 전극(24)이 형성된다. 여기서, 액티브층(15)은 예를 들면, 징크 옥사이드(Zinc-Oxide) 화합물에 인듐(Indium) 과 갈륨(Gallium)을 도핑한 형태의 화합물인 IGZO로 형성될 수 있다.
소스 전극(22) 및 드레인 전극(24) 상에는 보호막(26)을 형성하고, 보호막(26)에는 드레인 전극(24)의 일부분을 노출시키는 콘택홀(28)이 형성되며, 보호막(26) 상에는 콘택홀(28)에 의해 드레인 전극(24)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(32)이 형성된다.
상기와 같이, 절연 기판(10)의 하부에 게이트 전극(12)이 형성되는 산화물 박막트랜지스터는 게이트 전극(12)의 일부분이 상부에 형성된 소스 전극(22) 및 드레인 전극(24)과 오버랩되는 구조를 갖는다. 즉, 게이트 전극(12)의 일부분과 소스 전극(22)의 일부분이 오버랩되는 제1 영역(a1)과 게이트 전극(12)의 일부분과 드레인 전극(24)의 일부분이 오버랩되는 제2 영역(a2)을 갖는다.
여기서, 제1 및 제2 영역(a1, a2)으로 인해 기생 캐패시턴스(Cgs)가 증가하는 문제가 발생하게 된다. 이로 인해 대면적을 갖는 고해상도 고속 구동 액정표시장치의 성능 저하를 가져오게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 게이트와 소스 전극 및 드레인 전극이 오버랩되는 영역을 제거하여 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있는 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터는 절연 기판 상에 형성된 게이트 전극, 상기 게이트 전극 위에 형성된 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 형성된 액티브층, 상기 액티브층 내부의 양측에 형성되며, 도체화 된 제1 및 제2 영역, 상기 액티브층의 양쪽 끝단 위에 형성된 반응성 금속층, 상기 반응성 금속층 상에 형성된 소스 전극 및 드레인 전극, 상기 액티브층 위에 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩 되도록 형성된 층간절연막 패턴, 상기 층간절연막 패턴을 포함한 상기 기판 전면에 형성되며, 상기 드레인 전극의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 보호막 및 상기 보호막 상에 형성되며, 상기 콘택홀에 의해 상기 노출된 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 포함한다.
상기 반응성 금속층은 상기 액티브층을 환원 시키는 물질이며, 상기 반응성 금속층은 환원제이다.
상기 제1 및 제2 영역은 상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층과 상기 반응성 금속층의 환원 반응을 통해 형성된다.
상기 액티브층의 폭은 상기 게이트 전극의 폭보다 크게 형성된다.
상기 액티브층은 ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된다.
상기 반응성 금속층은 Al, Ti, MoTi로 루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터의 제조방법은 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 액티브층을 형성하는 단계, 상기 액티브층 위에 층간절연막 패턴을 형성하는 단계, 상기 층간절연막 패턴을 포함한 상기 기판 전면에 반응성 금속층과 소스 전극 및 드레인 전극 물질을 순차적으로 형성하는 단계, 상기 액티브층 내부의 양측에 도체화 된 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질과 상기 반응성 금속층을 순차적으로 식각하여 상기 액티브층의 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한 상기 기판 전면에 상기 드레인 전극의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀을 포함하는 보호막을 형성하는 단계 및 상기 보호막 상에 상기 콘택홀에 의해 상기 노출된 드레인 전극과 전기적으로 연결된 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 반응성 금속층은 상기 액티브층을 환원 시키는 물질이고, 상기 반응성 금속층은 환원제이다.
상기 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계는 상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층과 상기 반응성 금속층의 환원 반응을 통해 상기 제1 및 제2 영역을 형성한다.
상기 액티브층의 폭은 상기 게이트 전극의 폭보다 크게 형성된다.
상기 액티브층은 ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된다.
상기 반응성 금속층은 Al, Ti, MoTi로 루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된다.
상기 반응성 금속층은 건식 식각(dry etch)에 의해 제거되고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질은 습식 식각(wet etch)에 의해 제거된다.
상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질을 순차적으로 형성하는 단계와 상기 층간절연막 패턴을 형성하는 단계 사이에 상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질에 식각을 진행하여 상기 액티브층의 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층 내부의 양측에 도체화 된 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계 및 상기 소스 전극 및 드레인 전극 하부의 상기 반응성 금속층을 제외한 나머지 반응성 금속층을 식각하여 제거하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법은 게이트와 소스 전극 및 드레인 전극이 오버랩되는 영역을 제거하여 기생 캐패시턴스를 최소화 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 산화물 박막트랜지스터 및 이의 제조방법은 산화물 박막트랜지스터의 기생 캐패시턴스(Cgs)가 제거됨으로써 액정표시장치가 고속 구동시 발생할 수 있는 액정패널의 잔상 유발 및 구동 불능 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 일반적인 유기발광소자의 개략적인 구성도.
도 2는 종래 산화물 박막트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터를 나타내는 단면도.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도.
도 2는 종래 산화물 박막트랜지스터의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터를 나타내는 단면도.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산화물 박막트랜지스터와 이의 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터를 나타내는 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터는 절연 기판(100) 위에 게이트 전극(102a)이 형성되어 있고, 게이트 전극(102a) 상에 게이트 절연막(104)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(104) 상에 액티브층(106)이 형성되어 있으며, 액티브층(106) 상에 반응성 금속층(110)이 형성되어 있고, 반응성 금속층(110) 상에 소스 전극 및 드레인 전극이 형성되어 있다.
여기서, 액티브층(106)의 폭은 게이트 전극(102a)의 폭보다 크게 형성되어 있으며, 반응성 금속층(110)과 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)은 액티브층의 양쪽 끝단과 오버랩되도록 형성되어 있다. 이때, 액티브층(106)은 예를 들면, ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 반응성 금속층(110)은 예를 들면, Al, Ti, MoTi로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있으며, 액티브층(106)을 도체화시키는 물질이면 사용 가능하다.
액티브층(106) 상에는 층간절연막 패턴(108)이 형성되어 있으며, 층간절연막 패턴(108) 상에는 보호막(116)이 형성되어 있다. 이때, 층간절연막 패턴(108)은 하부에 형성된 게이트 전극(102a)과 오버랩되도록 패턴 형태로 형성되어 있으며, 보호막(116)에는 드레인 전극(114b)의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀(116a)이 형성되어 있다.
보호막(116) 상에는 콘택홀(116a)에 의해 드레인 전극(114b)의 일정 부분과 전기적으로 연결되는 화소 전극(118a)이 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 액티브층(106)을 게이트 전극(102a) 보다 넓게 형성하고, 액티브층(106)의 양쪽 끝단에 반응성 금속층(110)과 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)이 오버랩되도록 형성하고, 기판(100)에 열처리를 실시하여 액티브층(106) 내부의 양측에 도체화 된 제1 및 제2 영역(115a, 115b)을 형성함으로써 게이트 전극(102a)과 소스 전극(114a)이 오버랩되는 영역과, 게이트 전극(102a)과 드레인 전극(114b)이 오버랩되는 영역을 최소화 할 수 있다.
이로 인해 게이트 전극(102a)과 소스 전극(114a)이 오버랩되는 영역과 게이트 전극(102a)과 드레인 전극(114b)이 오버랩되는 영역으로 인해 기생 캐패시턴스(Cgs)가 증가하는 것을 최소화 시킬 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 4a는 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터의 제조방법을 순차적으로 나타내는 공정 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 절연 기판(100)은 박막트랜지스터 형성 영역(a)과 패드 영역(b)을 포함한다. 먼저, 절연 기판(100) 위에 제1 금속 물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 게이트 전극(102a, 102b)을 형성한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(102a, 102b)을 포함한 기판(100) 전면에 게이트 절연막(104)을 형성한다. 여기서, 게이트 절연막(104)은 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기절연막 또는 하프늄(hafnium;Hf) 옥사이드, 알루미늄 옥사이드와 같은 고유전성 산화막으로 이루어질 수 있다. 이때, 예를 들어 게이트 절연막(104)으로 실리콘산화막을 적용하는 경우에는 300 ~ 1000Å의 두께로 형성할 수 있으며, 그 식각에는 건식식각을 이용할 수 있다.
또한, 게이트 절연막(104)은 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition; CVD) 또는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition; PECVD)으로 형성할 수 있다.
그 다음, 게이트 절연막(104) 상에 액티브층 물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 게이트 전극(102a) 보다 넓게 액티브층(106)을 형성한다.
여기서, 액티브층(106)은 예를 들면, ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02 등이 물질이 혼합된 옥사이드 메탈(Oxide metal)로 형성할 수 있다. 또한, 액티브층(106)의 폭은 게이트 전극(102a)의 폭보다 크게 형성되는데, 추후 액티브층(106)의 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 형성하기 위한 것이다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 액티브층(106)을 포함한 기판(100) 전면에 층간절연 물질을 형성한 다음, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 하부에 형성된 게이트 전극(102a)과 오버랩되도록 층간절연막 패턴(108)을 형성한다.
이어서, 층간절연막 패턴(108)을 포함한 기판(100) 전면에 반응성 금속층(110)을 형성한다. 이때, 반응성 금속층(110)은 예를 들면, Al, Ti, MoTi 등과 같은 옥사이드 메탈을 도체화시키는 물질로 형성할 수 있다. 여기서, 반응성 금속층(110)은 액티브층(106)을 환원시키는 물질이면 사용 가능하다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 반응성 금속층(110) 상에 소스 전극 및 드레인 전극 물질을 증착한 다음, 액티브층(106)과 반응성 금속층(110)의 환원 반응을 위해 기판(100)에 열처리(200)를 실시한다. 이렇게 열처리(200)를 실시하게 되면, 반응성 금속층(110)과 액티브층(106)이 환원 반응을 하여 액티브층(106) 내부의 양측에 도체화 된 제1 및 제2 영역(115a, 115b)이 형성된다. 여기서, 반응성 금속층(110)은 액티브층(106)의 환원 반응을 가속화하기 위한 환원제 역할을 한다.
이어서, 소스 전극 및 드레인 전극 물질에 습식 식각(wet etch)을 진행하여 액티브층(106) 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 형성한다. 여기서, 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b) 형성시 패드 영역에 데이터 라인(112)도 함께 형성된다.
그 다음, 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 식각 마스크로 하여 하부의 반응성 금속층(110)에 건식 식각(dry etch)을 진행한다.
여기서, 소스 전극 및 드레인 전극 물질은 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리, 니켈, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 백금, 탄탈 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 소스 전극 및 드레인 전극 물질은 인듐-틴-옥사이드, 인듐-징크-옥사이드와 같은 불투명한 도전물질을 사용할 수 있으며, 도전물질이 두 가지 이상 적층된 다층구조로 형성할 수도 있다. 아울러, 소스 전극 및 드레인 전극 물질로 몰리브덴이나 몰리브덴 합금 등의 도전물질을 직접 적용할 수 있으며, 수소나 아르곤 플라즈마 처리를 한 후 알루미늄이나 구리 등의 저저항 도전물질을 적용할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예서는 액티브층(106) 위에 반응성 금속층(110)과 소스 전극 및 드레인 전극 물질을 순차적으로 증착하고, 기판(100)에 열처리를 진행하여 액티브층(106) 내부에 도체화 된 제1 및 제2 영역(115a, 115)을 형성한 다음, 소스 전극 및 드레인 전극 물질에 습식 식각을 진행하여 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 형성하고, 반응성 금속층(110)에 건식 식각을 진행하는 것에 대해 설명하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 액티브층(106) 위에 반응성 금속층(110)과 소스 전극 및 드레인 전극 물질을 순차적으로 증착하고, 소스 전극 및 드레인 전극 물질에 습식 식각을 진행하여 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 형성한 다음, 기판(100)에 열처리를 진행하여 액티브층(106) 내부에 도체화 된 제1 및 제2 영역(115a, 115)을 형성하고, 반응성 금속층(110)에 건식 식각을 진행하는 것도 가능하다. 이때, 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b) 하부의 반응성 금속층(110)을 제외한 나머지 반응성 금속층(110)은 식각에 의해 제거된다.
도 4e에 도시된 바와 같이, 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)을 포함한 기판(100) 전면에 보호막(116)을 형성한 다음, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 보호막(116)에 드레인 전극(114b)의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀(116a)을 형성한다. 이때, 패드 영역에 형성된 게이트 전극(102b)과 데이터 라인(112)의 일정 영역을 노출시키는 콘택홀(116b, 116c)도 함께 형성된다.
도 4f에 도시된 바와 같이, 보호막(116) 상에 투명한 도전 물질을 증착한 후, 포토리소그래피공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 콘택홀(116a)에 의해 드레인 전극(114b)과 전기적으로 연결되는 화소 전극(118a)을 형성한다. 이때, 패드 영역의 노출된 게이트 전극(102b)과 데이터 라인(112)도 콘택홀(116b, 116c)에 의해 화소 전극(118b, 118c)과 전기적으로 연결된다.
따라서, 상기와 같은 공정을 통해 액티브층(106)의 양쪽 끝단에 오버랩되도록 소스 전극(112) 및 드레인 전극(114)을 형성하고, 액티브층(106) 내부의 양측에 도체화된 제1 및 제2 영역(115a, 115b)을 구비한 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터가 완성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 박막트랜지스터는 액정표시장치(LCD) 또는 유기발광표시소자에 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에서는 액티브층(106)을 게이트 전극(102a) 보다 넓게 형성하고, 액티브층(106)의 양쪽 끝단에 오버랩되도록 소스 전극(112) 및 드레인 전극(114)을 형성하고, 액티브층(106) 내부의 양측에 도체화된 제1 및 제2 영역(115a, 115b)을 형성함으로써 게이트 전극(102a)과 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)이 오버랩되는 영역이 제거할 수 있다.
이에 따라 게이트 전극(102a)과 소스 전극(114a) 및 드레인 전극(114b)이 오버랩되는 영역으로 인해 기생 캐패시턴스(Cgs)가 증가하는 것을 최소화 시킬 수 있다.
또한, 종래 기술에서는 도 2에서와 같이, 게이트 전극(12)이 소스 전극(22) 및 드레인 전극(24)의 하부에 형성되므로, 게이트 전극(12)의 일부분과 소스 전극(22)의 일부분이 오버랩되는 제1 영역(a1)과 게이트 전극(12)의 일부분과 드레인 전극(24)의 일부분이 오버랩되는 제2 영역(a2)으로 인해 기생 캐패시턴스(Cgs)가 증가하는 문제가 발생하게 되고, 그로 인해 액정표시장치가 고속으로 구동되는 경우, 1H 주기 동안 충전 시간이 짧아져 산화물 박막트랜지스터와 연결된 화소 전극에 충전되는 전하가 부족하게 되고, 이에 따라 액정패널의 잔상 유발 및 구동 불능 등의 문제점가 발생하게 되는 단점이 있었다.
반면, 본 발명의 일 실시예에서는 게이트 전극(102a)의 일부분과 소스 전극(114a)의 일부분이 오버랩되는 영역과 게이트 전극(102a)의 일부분과 드레인 전극(114b)의 일부분이 오버랩되는 영역이 제거됨으로 인해 기생 캐패시턴스(Cgs)가 제거됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 산화물 박막트랜지스터의 기생 캐패시턴스(Cgs)가 제거됨으로써 액정표시장치가 고속 구동시 발생할 수 있는 액정패널의 잔상 유발 및 구동 불능 등의 문제점을 해결할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 절연 기판 102a: 게이트 전극
104: 게이트 절연막 106: 액티브층
108: 층간절연막 패턴 110: 반응성 금속층
114a: 소스 전극 114b: 드레인 전극
115a: 제1 영역 115b: 제2 영역
116: 보호막 116a, 116b, 116c: 콘택홀
118a, 118b, 118c: 화소 전극
104: 게이트 절연막 106: 액티브층
108: 층간절연막 패턴 110: 반응성 금속층
114a: 소스 전극 114b: 드레인 전극
115a: 제1 영역 115b: 제2 영역
116: 보호막 116a, 116b, 116c: 콘택홀
118a, 118b, 118c: 화소 전극
Claims (17)
- 절연 기판 상에 형성된 게이트 전극;
상기 게이트 전극 위에 형성된 게이트 절연막;
상기 게이트 절연막 위에 형성된 액티브층;
상기 액티브층 내부의 양측에 형성되며, 도체화 된 제1 및 제2 영역;
상기 액티브층의 양쪽 끝단 위에 형성되고 평면적으로 상기 게이트 전극과 이격된 반응성 금속층;
상기 반응성 금속층 상에 형성되고, 각각이 평면적으로 상기 게이트 전극과 이격된 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 액티브층 위에 형성되며, 상기 게이트 전극과 오버랩 되도록 형성된 층간절연막 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 상기 액티브층을 환원 시키는 물질인 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 환원제인 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 영역은 상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층과 상기 반응성 금속층의 환원 반응을 통해 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 액티브층의 폭은 상기 게이트 전극의 폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 액티브층은 ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 제1항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 Al, Ti, MoTi로 루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터. - 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 게이트 절연막 위에 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층 위에 층간절연막 패턴을 형성하는 단계;
상기 층간절연막 패턴을 포함한 상기 기판 전면에 반응성 금속층과 소스 전극 및 드레인 전극 물질층을 순차적으로 형성하는 단계;
상기 액티브층 내부의 양측에 도체화된 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계;
상기 액티브층 내부의 양측에 도체화된 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계 이후에 상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질층과 상기 반응성 금속층을 순차적으로 식각하여 상기 액티브층의 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 상기 액티브층을 환원 시키는 물질인 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 환원제인 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계는 상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층과 상기 반응성 금속층의 환원 반응을 통해 상기 제1 및 제2 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 액티브층의 폭은 상기 게이트 전극의 폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 액티브층은 ZnO, Ga2O3, In2O3, Sn02로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 Al, Ti, MoTi로 루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 반응성 금속층은 건식 식각(dry etch)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 소스 전극 및 드레인 전극 물질은 습식 식각(wet etch)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법. - 절연 기판 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
상기 게이트 절연막 위에 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층 위에 층간절연막 패턴을 형성하는 단계;
상기 층간절연막 패턴을 포함한 상기 기판 전면에 반응성 금속층을 형성하는 단계;
상기 액티브층의 양쪽 끝단과 오버랩 되도록 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
상기 기판에 열처리 공정을 실시하여 상기 액티브층 내부의 양측에 도체화된 제1 및 제2 영역을 형성하는 단계; 및
상기 소스 전극 및 드레인 전극을 식각마스크로 하여 상기 반응성 금속층을 식각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산화물 박막트랜지스터의 제조방법.
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