KR101893992B1 - Thin film transistor having active layer consisting of five component material and display device having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 트랜지스터에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 높은 전자 이동도를 나타내는 산화 주석 기반의 5성분계 물질로 이루어진 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 기판 상에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 전극에 상응되는 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 채널 영역을 구비하고, In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층; 및 상기 채널 영역을 사이에 두고 상기 게이트 절연막 상에 이격 배열되어 상기 액티브층과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.The present invention relates to a thin film transistor, and more particularly, to a thin film transistor having a channel layer made of a tin oxide-based five-component material exhibiting high electron mobility and a display device having the thin film transistor.
To this end, the present invention provides a semiconductor device comprising: a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating film formed on the substrate including the gate electrode; An active layer formed on the gate insulating layer corresponding to the gate electrode and having a channel region and made of a five-component material based on an In, Sn, and O composition; And a source electrode and a drain electrode which are arranged on the gate insulating film with the channel region therebetween and are electrically connected to the active layer.

Description

5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치{THIN FILM TRANSISTOR HAVING ACTIVE LAYER CONSISTING OF FIVE COMPONENT MATERIAL AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a thin film transistor having an active layer made of a five-component material and a display device having the active layer. [0002]

본 발명은 박막 트랜지스터에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 높은 전자 이동도를 나타내는 산화 주석 기반의 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a thin film transistor, and more particularly, to a thin film transistor having an active layer made of a tin oxide-based five-component material exhibiting high electron mobility and a display device having the thin film transistor.

박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)는 SRAM이나 ROM에도 응용되지만, 주로 능동 행렬형 평판 디스플레이(active matrix flat panel display)의 화소(pixel) 스위칭 소자로 사용되는데, 예를 들어, 액정 디스플레이나 유기 전계 발광 디스플레이의 스위치 소자나 전류 구동 소자로 사용되고 있다. 여기서, 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터는 개별 화소를 독립적으로 제어할 수 있도록 하여 각 화소가 각기 다른 전기 신호를 표현할 수 있도록 하는 역할을 한다.Thin film transistors (TFTs) are also applied to SRAMs and ROMs, but they are mainly used as pixel switching elements in active matrix flat panel displays. For example, liquid crystal displays or organic electroluminescent And is used as a switching element or a current driving element of a light emitting display. Here, the thin film transistor used as a switching element is capable of independently controlling individual pixels, so that each pixel can display different electric signals.

현재, 액정 디스플레이나 유기 전계 발광 디스플레이는 모두 실리콘에 기반한 액티브층을 가지는 박막 트랜지스터를 사용하고 있다. 그러나 액정 디스플레이에 사용되는 비정질 실리콘(amorphous Si)의 경우 대략 0.5㎠/Vs 정도의 낮은 전자 이동도(mobility)로 인한 낮은 동작 속도와 불안정(instability)한 특성 때문에 UD(ultra high definition) 구현에 한계가 있다. 그리고 유기 전계 발광 디스플레이에 사용되는 다결정 실리콘(poly-Si)의 경우 엑시머 레이저(excimer laser)를 통하여 결정화시키기 때문에, 전자 이동도 등에서 비정질 실리콘보다 우수한 성능을 나타내지만 대면적 제조가 불가능한 단점이 있다.Currently, liquid crystal displays and organic electroluminescent displays all use thin film transistors having an active layer based on silicon. However, in the case of amorphous Si used for a liquid crystal display, due to a low operating speed and instability due to low electron mobility of about 0.5 cm 2 / Vs, there is a limit to the implementation of ultra high definition (UD) . In addition, polycrystalline silicon (poly-Si) used in an organic electroluminescence display has a disadvantage in that it is superior to amorphous silicon in electron mobility because it crystallizes through an excimer laser, but can not be manufactured in a large area.

최근, 이에 대한 해결책으로 산화 아연 또는 산화 주석계 화합물을 박막 트랜지스터의 액티브층으로 하는 연구가 활발히 진행되고 있으나 아직까지 전자 이동도와 광 신뢰성, 수명 등 여러 측면에서 완벽한 조성은 나오지 않고 있다.
In recent years, zinc oxide or tin oxide-based compound has been actively studied as an active layer of a thin film transistor as a solution to this problem. However, there is no complete composition in terms of electron mobility, optical reliability, and life span.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 전자 이동도를 나타내는 산화 주석 기반의 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a thin film transistor having an active layer made of a tin oxide-based five-component material exhibiting high electron mobility and a display Device.

이를 위해, 본 발명은 기판 상에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 전극에 상응되는 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 채널 영역을 구비하고, In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층; 및 상기 채널 영역을 사이에 두고 상기 게이트 절연막 상에 이격 배열되어 상기 액티브층과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.To this end, the present invention provides a semiconductor device comprising: a gate electrode formed on a substrate; A gate insulating film formed on the substrate including the gate electrode; An active layer formed on the gate insulating layer corresponding to the gate electrode and having a channel region and made of a five-component material based on an In, Sn, and O composition; And a source electrode and a drain electrode which are arranged on the gate insulating film with the channel region therebetween and are electrically connected to the active layer.

여기서, 상기 5성분계 물질은 Ga 또는 Ge 중 어느 하나의 제1 원소 및 Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Na, Ti 및 Zr 중 어느 하나의 제2 원소를 포함할 수 있다.The five-component material may be any one of Ga and Ge and one of Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Of the second element.

이때, 상기 5성분계 물질에서 상기 제1 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 15~20wt%일 수 있다.At this time, the ratio of the first element in the 5-component material may be 15 to 20 wt% to the total content.

또한, 상기 5성분계 물질에서 상기 제2 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 0.1~5wt%일 수 있다.In addition, the ratio of the second element in the five-component material may be 0.1 to 5 wt% to the total content.

아울러, 본 발명은 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향되며 상기 화소 영역에 대응하여 컬러필터를 구비한 제2 기판; 및 상기 제1 기판의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트를 포함하되, 상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하며 In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by intersecting a plurality of gate lines and data lines; A second substrate facing the first substrate and having a color filter corresponding to the pixel region; And a backlight disposed on a rear surface of the first substrate to emit light, wherein the thin film transistor has a channel region and an active layer made of a five-component material based on an In, Sn, and O composition A display device is provided.

더불어, 본 발명은 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 및 상기 제1 기판과 합착되고 합착면에 유기 발광 소자를 구비한 제2 기판을 포함하되, 상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하며 In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by intersecting a plurality of gate lines and data lines; And a second substrate bonded to the first substrate and having an organic light emitting device on a bonding surface, wherein the thin film transistor has an active layer having a channel region and composed of a five-component material based on an In, Sn, O composition And a display device.

여기서, 상기 제2 기판의 전면에 배치되는 광학필름을 더 포함할 수 있다.
Here, the optical device may further include an optical film disposed on the front surface of the second substrate.

본 발명에 따르면, 인듐을 포함하는 산화 주석 기반의 5성분계 물질로 채널 영역을 구비하는 액티브층을 형성함으로써, 높은 전자 이동도를 나타낼 뿐만 아니라 타겟의 소결 밀도를 증가시켜 산화 금속 화합물 타겟 사용 시 주로 발생하는 노쥴(nodule) 현상을 제거할 수 있다.
According to the present invention, by forming an active layer having a channel region with a tin oxide-based five-component material containing indium, not only high electron mobility is shown but also the sintered density of the target is increased, It is possible to eliminate the nodule phenomenon that occurs.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터와 종래기술에 따른 박막 트랜지스터의 이력현상(hysteresis)을 비교하여 나타낸 그래프.1 is a cross-sectional view illustrating a thin film transistor having an active layer made of a five-component material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph illustrating a comparison of hysteresis between a thin film transistor according to an embodiment of the present invention and a conventional thin film transistor.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a thin film transistor having an active layer made of a five-component material according to an embodiment of the present invention and a display device having the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 액정 디스플레이나 유기 전계 발광 디스플레이의 스위칭 소자나 전류 구동 소자로 사용된다. 이러한 박막 트랜지스터(100)는 게이트 전극(110), 게이트 절연막(120), 액티브층(130), 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)을 포함하여 형성된다.
As shown in FIG. 1, the thin film transistor 100 according to the embodiment of the present invention is used as a switching element or a current driving element of a liquid crystal display or an organic electroluminescence display. The thin film transistor 100 includes a gate electrode 110, a gate insulating film 120, an active layer 130, a source electrode 140, and a drain electrode 150.

게이트 전극(110)은 기판(10) 상에 형성되는데, 디스플레이 장치에 적용되는 경우, 기판(10) 상에 제1 방향, 예컨대, 가로 방향을 따라 배열되는 게이트 라인(미도시)으로부터 분기되어 형성된다. 이러한 게이트 전극(110)에는 박막 트랜지스터(100)를 온/오프하기 위한 전압이 인가된다. 이를 위해, 게이트 전극(110)은 금속, 또는 금속 산화물과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(110)은 Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W 또는 Cu와 같은 금속 또는 IZO(InZnO) 또는 AZO(AlZnO)와 같은 금속 또는 전도성 산화물로 형성될 수 있다. 즉, 게이트 전극(110)은 기판(10) 상에 상기의 전도성 물질을 박막으로 증착한 후 이를 패터닝하여 형성되는데, 게이트 라인(미도시)과 한 공정을 통해 동시에 형성된다.The gate electrode 110 is formed on the substrate 10. When applied to a display device, the gate electrode 110 is formed on the substrate 10 by being branched from a gate line (not shown) arranged in a first direction, do. A voltage for turning on / off the thin film transistor 100 is applied to the gate electrode 110. For this purpose, the gate electrode 110 may be formed of a conductive material such as a metal or a metal oxide. For example, the gate electrode 110 may be formed of a metal such as Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W, or Cu or a metal or conductive oxide such as IZO (InZnO) or AZO (AlZnO). That is, the gate electrode 110 is formed by depositing the conductive material as a thin film on the substrate 10 and then patterning the same by a process with a gate line (not shown).

이러한 게이트 전극(110)은 확산 방지막(미도시) 및 확산 방지막(미도시)에 증착된 구리막의 구조로 이루어질 수 있다. 확산 방지막(미도시)은 구리 원자가 기판(10)으로 확산되는 것을 방지하여, 구리의 결합력 및 전기적 특성을 향상시키기 위한 것으로, 티타늄, 탄탈늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈 또는 백금 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The gate electrode 110 may have a structure of a copper film deposited on a diffusion prevention film (not shown) and a diffusion prevention film (not shown). The diffusion preventing film (not shown) is formed to prevent copper atoms from diffusing into the substrate 10 and to improve the bonding force and electrical characteristics of copper. The diffusion preventing film includes any one of titanium, tantalum, molybdenum, chromium, Lt; / RTI >

한편, 기판(10)은 박막 트랜지스터(100)를 위한 열역학적 및 기계적 요구사항을 만족시킬 수 있는 유리, 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer), 금속 산화물, 세라믹 물질, 플라스틱 등이 사용될 수 있다. 특히, 기판(10)은 유리 또는 플라스틱인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
The substrate 10 may be a glass, a semiconductor wafer, a metal oxide, a ceramic material, a plastic, or the like, which can satisfy the thermodynamic and mechanical requirements for the thin film transistor 100. In particular, the substrate 10 is preferably glass or plastic, but is not limited thereto.

게이트 절연막(120)은 통상적인 반도체 소자에 사용되는 절연 물질로 형성될 수 있는데, 특히, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(120)은 SiO2 또는 SiO2보다 유전율이 높은 High-K 물질인 HfO2, Al2O3, Si3N4 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 이러한 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(110), 게이트 라인(미도시)을 포함한 기판(10)의 상부 전면에 걸쳐 적층 형성된다.
The gate insulating film 120 may be formed of an insulating material used in a typical semiconductor device, and may be formed of silicon oxide or silicon nitride in particular. For example, the gate insulating film 120 may be made of SiO 2 or HfO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4, or a mixture thereof, which is a high-K material having a higher dielectric constant than SiO 2 . The gate insulating film 120 is formed over the entire upper surface of the substrate 10 including the gate electrode 110 and the gate line (not shown).

액티브층(130)은 게이트 전극(110)에 상응되는 게이트 절연막(120) 상에 형성되어 채널 영역(CH)을 구비한다. 그리고 본 발명의 실시 예에서, 액티브층(130)은 In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진다. 즉, 액티브층(130)은 In, Sn, O 조성에, Ga 또는 Ge 중 어느 하나의 제1 원소 및 Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Na, Ti 및 Zr 중 어느 하나의 제2 원소를 포함하는 5성분계 물질로 이루어진다. 여기서, 제1 원소는 In, Sn의 추가적인 캐리어(carrier) 생성을 억제하는 역할을 담당하게 된다. 그리고 제2 원소는 In, Sn 및 제1 원소를 혼합하여 타겟을 제조할 시 단일상(single phase)으로 소결(sintering)할 수 있도록 도와주고, 타겟의 조성비가 박막의 조성비와 유사할 수 있도록 도와주는 역할을 담당하게 된다. 이때, 이와 같은 5성분계 물질에서 제1 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 15~20wt%인 것이 바람직하고. 제2 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 0.1~5wt%인 것이 바람직하다. 이러한 액티브층(130)은 본 발명의 실시 예에 따른 5성분계 물질로 제조된 타겟을 이용한 스퍼터링을 통해 게이트 절연막(120) 상에 증착되고, 패터닝되어 형성된다.The active layer 130 is formed on the gate insulating layer 120 corresponding to the gate electrode 110 and has a channel region CH. In an embodiment of the present invention, the active layer 130 is made of a five-component material based on In, Sn, O composition. In other words, the active layer 130 may be formed of any one of a first element of Ga or Ge and a second element of Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg , And a five-component material containing a second element of any one of Na, Ti and Zr. Here, the first element plays a role of suppressing the generation of additional carriers of In and Sn. The second element can be sintered in a single phase when the target is manufactured by mixing In, Sn and the first element, and the composition of the target may be similar to the composition ratio of the thin film The state is in charge of the role. At this time, the proportion of the first element in the five-component material is preferably 15 to 20 wt% of the total content. The ratio of the second element is preferably 0.1 to 5 wt% to the total content. The active layer 130 is deposited and patterned on the gate insulating layer 120 through sputtering using a target made of a five-component material according to an embodiment of the present invention.

이와 같이, 액티브층(130)이 5성분계 물질로 이루어지면, 종래에 보고된 In-Ga-Zn-O와 같은 4성분계 물질로 이루어진 액티브층에 비하여 높은 전자 이동도를 가질 뿐만 아니라 타겟의 소결 밀도를 증가시켜 산화 금속 화합물 타겟에서 주로 발생하는 노쥴(nodule) 현상의 제거가 가능해진다.As described above, when the active layer 130 is made of a five-component material, it has a higher electron mobility than the active layer made of a four-component material such as In-Ga-Zn-O, The nodule phenomenon mainly occurring in the metal oxide compound target can be removed.

즉, 도 2의 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터와 종래기술에 따른 박막 트랜지스터의 이력현상(hysteresis)을 비교하여 나타낸 그래프에서 보여주는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 5성분계 물질을 타겟으로 하여 액티브층(130)을 증착할 경우(a) 종래 4성분계 물질(b)에 비해 뛰어난 성능을 나타낸다. 이와 같이 우수한 성능은 추가로 첨가되는 제2 원소가 박막에서 전기적 영향을 통하여 성능을 향상시킨 것 보다는 타겟 내에서 밀도 향상과 표면에서 노쥴 발생 억제, 표면에서 아크(arc) 저감을 통한 박막의 균일도 향상을 통하여 달성된 것으로 볼 수 있다. 이는, 도 2의 5성분계 물질로 이루어진 타겟으로 증착된 액티브층(130)의 특성 곡선(a)이 4성분계 특성 곡선(b)에 비하여 작은 이력현상(hysteresis)을 나타냄을 통해 확인할 수 있다.
That is, as shown in a graph illustrating a comparison between the hysteresis of the thin film transistor according to the embodiment of the present invention and the thin film transistor according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, (A) exhibits superior performance to the conventional four-component material (b) when the active layer 130 is deposited. Such superior performance can be achieved by improving the density in the target, suppressing the generation of nodules on the surface, and improving the uniformity of the thin film by reducing the arc on the surface, rather than improving the performance of the second element added through the electrical effect in the thin film As shown in Fig. This is confirmed by the fact that the characteristic curve (a) of the active layer 130 deposited on the target made of the five-component material of FIG. 2 shows a small hysteresis compared with the four-component characteristic curve (b).

소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 액티브층(130)의 채널 영역(CH)을 사이에 두고 게이트 절연막(120) 상에 이격 배열된다. 그리고 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 액티브층(130)에 전기적으로 접속된다. 이러한 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 금속 등 도전 물질로 이루어질 수 있고, 게이트 전극(110)과 같이 확산 방지막(미도시) 및 확산 방지막(미도시)에 증착된 구리막의 구조로 이루어질 수 있다.The source electrode 140 and the drain electrode 150 are arranged on the gate insulating film 120 with the channel region CH of the active layer 130 interposed therebetween. The source electrode 140 and the drain electrode 150 are electrically connected to the active layer 130. The source electrode 140 and the drain electrode 150 may be formed of a conductive material such as a metal and may have a copper film structure such as a diffusion barrier film (not shown) and a diffusion barrier film (not shown) .

여기서, 소스 및 드레인 전극(140, 150)은 금속 박막을 게이트 절연막(120)과 액티브층(130) 상부에 증착한 후 이를 패터닝하여 형성된다. 이때, 패터닝을 통해 형성되는 소스 및 드레인 전극(140, 150)은 하부로 게이트 전극(110)에 일정부분 오버랩 되고, 횡 방향으로 서로 간에 서로 마주하도록, 즉, 액티브층(130)의 채널 영역(CH)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 이때, 소스 전극(140)은 기판(10) 상에서, 게이트 라인(미도시)과 직교하는 제2 방향, 예컨대, 세로 방향을 따라 배열되는 데이터 라인(미도시)과 연결된다. 그리고 드레인 전극(150)은 소스 및 드레인 전극(140, 150)의 상부에 형성되는 보호층(미도시) 형성 시 드레인 전극(150)의 일부를 노출시키도록 형성되는 드레인 콘택홀(미도시)을 통해, 보호층(미도시)의 상부에 투명 도전물질을 패터닝하여 형성되는 화소전극(미도시)과 연결된다.The source and drain electrodes 140 and 150 are formed by depositing a metal thin film on the gate insulating layer 120 and the active layer 130 and then patterning the same. At this time, the source and drain electrodes 140 and 150 formed through the patterning are overlapped with the gate electrode 110 to a certain extent to face each other in the transverse direction, that is, the channel region of the active layer 130 CH) are interposed therebetween. At this time, the source electrode 140 is connected to a data line (not shown) arranged on the substrate 10 in a second direction orthogonal to the gate line (not shown), for example, in the longitudinal direction. The drain electrode 150 may include a drain contact hole (not shown) formed to expose a portion of the drain electrode 150 when a protective layer (not shown) is formed on the source and drain electrodes 140 and 150 (Not shown) formed by patterning a transparent conductive material on a protective layer (not shown).

한편, 액티브층(130)과 소스 및 드레인 전극(140, 150) 사이에는 불순물 반도체층인 오믹 콘택층(135)이 형성될 수 있다. 이때, 액티브층(130)의 채널 영역(CH) 상에 증착되어 있는 오믹 콘택층(135)은 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150) 형성을 위한 패터닝 공정 시 이의 상부에 증착되어 있는 금속 박막과 함께 제거된다.
Meanwhile, an ohmic contact layer 135, which is an impurity semiconductor layer, may be formed between the active layer 130 and the source and drain electrodes 140 and 150. At this time, the ohmic contact layer 135 deposited on the channel region CH of the active layer 130 is formed on the metal thin film deposited on the upper portion of the ohmic contact layer 135 during the patterning process for forming the source electrode 140 and the drain electrode 150 .

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 각종 디스플레이 장치의 스위칭 소자나 전류 구동 소자로 사용된다. 예를 들어, 도시하진 않았지만, 박막 트랜지스터(100)가 서로 대향되게 마주하는 상, 하부 기판과, 그 사이에 개재되어 있는 액정층 및 하부 기판의 배면에 배치되어 전방으로 광을 조사하는 백라이트를 구비하는 액정 디스플레이 장치(LED)에 사용되는 경우, 박막 트랜지스터(100)는 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 배열된 하부 기판 중 이들 라인이 교차하여 정의되는 화소(pixel) 영역에 형성된다. 이때, 상부 기판에는 화소 영역에 대응하여 컬러필터가 구비된다. 그리고 상부 기판의 상면에는 액정 디스플레이 장치의 광학적 특성을 보완해주는 광학필름이 배치될 수 있다.The thin film transistor 100 according to the embodiment of the present invention is used as a switching element or a current driving element of various display devices. For example, although not shown, the thin film transistors 100 may include upper and lower substrates facing each other, a liquid crystal layer interposed therebetween, and a backlight disposed on the back surface of the lower substrate to irradiate light forward The thin film transistor 100 is formed in a pixel region where a plurality of gate lines and a data line are arranged and these lines are defined in a crossing manner in a lower substrate. At this time, the upper substrate is provided with a color filter corresponding to the pixel region. And an optical film for compensating the optical characteristics of the liquid crystal display device may be disposed on the upper surface of the upper substrate.

아울러, 이러한 박막 트랜지스터(100)는 액정 디스플레이 장치 외에도 유기 전계 발광 디스플레이 장치(OLED)에도 사용될 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(100)는 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 배열된 하부 기판 중 이들 라인이 교차하여 정의되는 화소(pixel) 영역에 형성된다. 이때, 상부 기판에는 유기 발광 소자가 형성되는데, 이러한 상, 하부 기판이 합착되어 유기 전계 발광 디스플레이 장치의 유기 발광 패널을 이루게 된다. 여기서, 유기 발광 소자는 애노드 전극(anode electrode)과 캐소드 전극(cathode electrode) 그리고 이들 사이에 위치하는 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emission layer) 및 전자수송층(electron transporting layer)을 포함한다. 이때, 정공(hole)과 전자(electron)를 좀더 효율적으로 주입하기 위해, 애노드 전극과 정공수송층 사이로 정공주입층(hole injection layer)이, 그리고 전자수송층과 캐소드 전극 사이로 전자주입층(electron injection layer)이 각각 포함될 수 있다. 이에 따라, 애노드 전극으로부터 정공주입층 및 정공수송층을 통해 발광층으로 주입된 정공과, 캐소드 전극으로부터 전자주입층 및 전자수송층을 통해 발광층으로 주입된 전자가 엑시톤(exciton)를 형성하는데, 이 엑시톤은 정공과 전자 사이의 에너지 갭(gap)에 해당하는 빛을 발광하게 된다. 이때, 애노드 전극은 일함수(work function)가 높고 투명한 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 물질로, 캐소드 전극은 일함수가 낮고 화학적으로 안정한 알루미늄(Al)이나 칼슘(Ca), 알루미늄 합금과 같은 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the thin film transistor 100 may be used in an organic electroluminescent display device (OLED) in addition to a liquid crystal display device. In this case, the thin film transistor 100 is formed in a pixel region where the plurality of gate lines and the data lines are arranged, the lower substrate being defined by the intersection of these lines. At this time, an organic light emitting device is formed on the upper substrate, and the upper and lower substrates are bonded together to form an organic light emitting panel of the organic light emitting display device. Here, the organic light emitting device includes an anode electrode, a cathode electrode, and a hole transporting layer, an emission layer, and an electron transporting layer disposed between the anode electrode and the cathode electrode. In order to inject holes and electrons more efficiently, a hole injection layer is formed between the anode electrode and the hole transport layer, and an electron injection layer is formed between the electron transport layer and the cathode electrode. Respectively. Accordingly, holes injected from the anode to the light emitting layer through the hole injection layer and the hole transport layer and electrons injected from the cathode to the light emitting layer through the electron injection layer and the electron transport layer form excitons, And emits light corresponding to an energy gap between the electron and the electron. In this case, the anode electrode is made of a material having a high work function and transparent indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) May be made of a material having a low work function and chemically stable such as aluminum (Al), calcium (Ca), or an aluminum alloy.

한편, 유기 전계 발광 디스플레이 장치의 상부 기판 상면에도 이의 광학적 특성을 보완해주는 광학필름이 배치될 수 있다.
On the other hand, an optical film for compensating the optical characteristics of the organic electroluminescence display device may be disposed on the upper surface of the upper substrate.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims as well as the appended claims.

100: 박막 트랜지스터 110: 게이트 전극
120: 게이트 절연막 130: 액티브층
135: 오믹 콘택층 140: 소스 전극
150: 드레인 전극 10: 기판
CH: 채널 영역100: thin film transistor 110: gate electrode
120: gate insulating film 130: active layer
135: ohmic contact layer 140: source electrode
150: drain electrode 10: substrate
CH: channel area

Claims (10)

기판 상에 형성되는 게이트 전극;
상기 게이트 전극을 포함하는 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막;
상기 게이트 전극에 상응되는 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 채널 영역을 구비하고, In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층; 및
상기 채널 영역을 사이에 두고 상기 게이트 절연막 상에 이격 배열되어 상기 액티브층과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극;
을 포함하고,
상기 5성분계 물질은 Ga 또는 Ge 중 어느 하나의 제1 원소 및 Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Na, Ti 및 Zr 중 어느 하나의 제2 원소를 포함하되,
상기 5성분계 물질에서 상기 제1 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 15~20wt%인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed on the substrate including the gate electrode;
An active layer formed on the gate insulating layer corresponding to the gate electrode and having a channel region and made of a five-component material based on an In, Sn, and O composition; And
A source electrode and a drain electrode which are arranged on the gate insulating film with the channel region therebetween and are electrically connected to the active layer;
/ RTI >
The five-component material may be any one of a first element of Ga or Ge, and one of Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, 2 elements,
Wherein the proportion of the first element in the five-component material is 15 to 20 wt% based on the total content.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 5성분계 물질에서 상기 제2 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 0.1~5wt%인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.
The method according to claim 1,
Wherein a ratio of the second element in the five-component material is 0.1 to 5 wt% based on the total content.
다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판;
상기 제1 기판과 대향되며 상기 화소 영역에 대응하여 컬러필터를 구비한 제2 기판; 및
상기 제1 기판의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트;
를 포함하되,
상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하며 In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 가지며,
상기 5성분계 물질은 Ga 또는 Ge 중 어느 하나의 제1 원소 및 Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Na, Ti 및 Zr 중 어느 하나의 제2 원소를 포함하되,
상기 5성분계 물질에서 상기 제1 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 15~20wt%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
A first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by intersecting a plurality of gate lines and data lines;
A second substrate facing the first substrate and having a color filter corresponding to the pixel region; And
A backlight disposed on a back surface of the first substrate to emit light;
, ≪ / RTI &
The thin film transistor has an active layer having a channel region and composed of a five-component material based on an In, Sn, and O composition,
The five-component material may be any one of a first element of Ga or Ge, and one of Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, 2 elements,
Wherein a content of the first element in the five-component material is 15 to 20 wt% based on the total content.
다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 및
상기 제1 기판과 합착되고 합착면에 유기 발광 소자를 구비한 제2 기판;
을 포함하되,
상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하며 In, Sn, O 조성을 기반으로 하는 5성분계 물질로 이루어진 액티브층을 가지며,
상기 5성분계 물질은 Ga 또는 Ge 중 어느 하나의 제1 원소 및 Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, Na, Ti 및 Zr 중 어느 하나의 제2 원소를 포함하되,
상기 5성분계 물질에서 상기 제1 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 15~20wt%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
A first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by intersecting a plurality of gate lines and data lines; And
A second substrate bonded to the first substrate and having an organic light emitting device on a bonding surface;
≪ / RTI >
The thin film transistor has an active layer having a channel region and composed of a five-component material based on an In, Sn, and O composition,
The five-component material may be any one of a first element of Ga or Ge, and one of Sb, Pb, Cu, Zn, Fe, Ba, Ni, Cr, Bi, Al, K, Mg, 2 elements,
Wherein a content of the first element in the five-component material is 15 to 20 wt% based on the total content.
삭제delete 삭제delete 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 5성분계 물질에서 상기 제2 원소가 차지하는 비율은 전체 함량 대비 0.1~5wt%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein a ratio of the second element in the five-component material is 0.1 to 5 wt% to the total content.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제2 기판의 전면에 배치되는 광학필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 5 or 6,
And an optical film disposed on a front surface of the second substrate.
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