KR102087029B1 - Display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
이중 구조의 광차단층을 적용하여 드레인 전계를 차단함으로써 박막트랜지스터의 오동작을 방지할 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법이 제공된다. 표시장치는, 기판, 기판 상에 형성된 산화물 반도체층 및 기판과 산화물 반도체층 사이에 산화물 반도체층과 대응되도록 형성되며, 금속막과 금속막 상부에 P 타입으로 도핑된 실리콘막의 이중 구조를 가지는 광차단층을 포함한다.Provided are a display device and a method of manufacturing the same, which can prevent a malfunction of a thin film transistor by applying a double layer light blocking layer to block a drain electric field. The display device is formed of a substrate, an oxide semiconductor layer formed on the substrate, and a light blocking layer having a double structure of a silicon film doped with a metal film and a P-type doped on the metal film and between the substrate and the oxide semiconductor layer. It includes.
Description
본 발명은 탑 게이트(Top Gate) 구조의 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 이중 구조의 광차단층을 적용하여 드레인 전계를 차단함으로써 박막트랜지스터의 오동작을 방지할 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device having a top gate structure and a method of manufacturing the same. In particular, a display device capable of preventing malfunction of a thin film transistor by blocking a drain electric field by applying a light blocking layer having a double structure, and a method of manufacturing the same. It is about.
최근 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있으며, 평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 유기 전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display) 등이 있다.Recently, various flat panel displays have been developed to reduce weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes, and the flat panel display includes a liquid crystal display and a field emission display. , Plasma display panels, organic light emitting displays, and the like.
특히, 표시장치는 소형화, 경량화 및 저전력을 소비하는 등의 이점을 가지고 있으며, 일반적으로 능동 매트릭스(active matrix) 타입으로 구성된다. 능동 매트릭스 타입의 표시장치는 복수개의 주사선과 복수개의 데이터선의 교차에 의해 매트릭스 형태로 배치된 각각의 화소들이 정의되고, 상기 화소에는 스위칭 소자로서의 박막트랜지스터가 구비된다. 이러한 박막트랜지스터는 채널영역을 갖는 반도체층, 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 구비한다.In particular, the display device has advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption, and is generally configured as an active matrix type. In an active matrix type display device, pixels arranged in a matrix form are defined by intersections of a plurality of scan lines and a plurality of data lines, and the pixels are provided with a thin film transistor as a switching element. The thin film transistor includes a semiconductor layer having a channel region, a gate electrode, and a source / drain electrode.
표시장치의 박막트랜지스터는 게이트 전극의 형성위치에 따라 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조의 표시장치와 탑 게이트(Top Gate) 구조로 나뉠 수 있다. 바텀 게이트 구조의 표시장치는 게이트 전극이 소스 전극과 드레인 전극의 하부에 위치하는 구조이고, 탑 게이트 구조의 표시장치는 게이트 전극이 소스 전극과 드레인 전극의 상부에 위치하는 구조이다. The thin film transistor of the display device may be divided into a display device having a bottom gate structure and a top gate structure according to a formation position of the gate electrode. The bottom gate structure display device has a structure in which a gate electrode is positioned below the source electrode and a drain electrode, and the top gate structure display device has a structure in which the gate electrode is positioned above the source electrode and the drain electrode.
탑 게이트 구조의 표시장치는 바텀 게이트 구조의 표시장치에 비하여 게이트 전극과 소스/드레인 전극 간의 기생용량을 최소화시킬 수 있다. 그러나, 탑 게이트 구조의 표시장치는 게이트 전극이 상부에 있기 때문에 하부, 즉 표시장치의 백 라이트에서 조사되는 빛 또는 표시장치에서의 반사광 또는 외부광이 반도체층에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 종래의 탑 게이트 구조의 표시장치에서는 하부로부터 유입되는 빛을 차단하기 위한 광차단층이 추가적으로 필요하다.The display device of the top gate structure can minimize parasitic capacitance between the gate electrode and the source / drain electrodes as compared to the display device of the bottom gate structure. However, in the display device having the top gate structure, since the gate electrode is on the upper side, light emitted from the backlight of the display device, or reflected light or external light from the display device may affect the semiconductor layer. Therefore, in the conventional top gate display device, an additional light blocking layer is required to block light flowing from the bottom.
도 1은 종래의 탑 게이트 구조의 표시장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a display device of a conventional top gate structure.
도 1을 참조하면, 종래의 표시장치(1)는 기판(2) 상에 형성된 광차단층(3), 광차단층(3)이 형성된 기판(2)의 전면에 형성된 버퍼층(4) 및 버퍼층(4) 상에 광차단층(3)과 대응되는 영역에 형성된 반도체층(5)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a conventional display device 1 includes a
또한, 반도체층(5) 상에 형성된 게이트 절연막(6)과 게이트 전극(7), 게이트 전극(7)과 반도체층(5)을 덮으며 반도체층(5)을 노출시키는 콘택홀(미도시)이 형성된 층간절연막(8) 및 콘택홀을 통해 반도체층(5)과 접속되는 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 포함한다.In addition, a contact hole (not shown) covering the
또한, 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 덮으며 드레인 전극(10)을 노출시키는 콘택홀(미도시)이 형성된 패시베이션막(11) 및 콘택홀을 통해 드레인 전극(10)과 접속되는 화소전극(12)을 포함한다.In addition, a
상술한 종래의 표시장치(1)의 광차단층(3)은 외부와 전기적으로 연결되어 있지 않은 플로팅(floating)구조의 금속막으로 형성된다. 이러한, 플로팅 구조의 광차단층(3)은 하부로부터의 빛의 유입을 방지하기 위하여 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)이 형성된 영역까지 커버할 수 있도록 형성된다.The
그러나, 종래의 광차단층(3)이 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 커버하도록 형성됨으로써, 드레인 전극(10)으로부터 발생되는 전계에 의해 광차단층(3)으로 전하가 유도되며, 전하의 유도에 따라 반도체층(5)의 전기적 포텐셜이 낮아져 문턱전압(threshold voltage)을 음의 방향으로 이동시킨다.However, since the conventional
이에 따라, 드레인 전극의 전류-전압 특성이 나빠지게 되며, 이는 박막트랜지스터의 오동작을 일으켜 표시장치의 동작 신뢰성을 저하시킨다.As a result, current-voltage characteristics of the drain electrode become poor, which causes malfunction of the thin film transistor, thereby degrading operation reliability of the display device.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 드레인 전극과 광차단층 사이의 전계를 차단시킬 수 있도록 광차단층 상부에 실리콘막을 추가하여 이중 구조로 형성함으로써, 표시장치의 동작 신뢰성을 개선시킬 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by forming a double structure by adding a silicon film on top of the light blocking layer so as to block an electric field between the drain electrode and the light blocking layer, the display which can improve the operation reliability of the display device. An object of the present invention is to provide a device and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 산화물 반도체층; 및 상기 기판과 상기 산화물 반도체층 사이에 상기 산화물 반도체층과 대응되도록 형성되며, 금속막과 상기 금속막 상부에 P 타입으로 도핑된 실리콘막의 이중 구조를 가지는 광차단층을 포함한다.A display device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a substrate; An oxide semiconductor layer formed on the substrate; And a light blocking layer formed between the substrate and the oxide semiconductor layer so as to correspond to the oxide semiconductor layer, and having a double structure of a metal film and a silicon film doped with a P type on the metal film.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법은, 기판 상에 금속물질과 P 타입으로 도핑된 비정질 실리콘을 차례로 증착하고 선택적으로 패터닝하여 금속막과 실리콘막의 이중 구조의 광차단층을 형성하는 단계; 및 상기 광차단층과 대응되도록 상기 광차단층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계를 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device, including sequentially depositing and selectively patterning a metal material and an amorphous silicon doped with a P type on a substrate, thereby forming a dual structure of a metal film and a silicon film. Forming a light blocking layer; And forming an oxide semiconductor layer on the light blocking layer to correspond to the light blocking layer.
본 발명의 표시장치 및 이의 제조방법에 따르면, 광차단층 상부에 P 타입으로 도핑된 비정질 실리콘막을 추가하여 드레인 전극으로부터의 전계를 차단함으로써 박막트랜지스터의 오동작을 개선시킬 수 있다. According to the display device of the present invention and a method of manufacturing the same, a malfunction of the thin film transistor can be improved by blocking an electric field from the drain electrode by adding an amorphous silicon film doped with P type on the light blocking layer.
또한, 광차단층을 플로팅 구조로 형성하여 소스/드레인 전극을 커버함으로써, 표시장치의 하부에서 유입되는 빛뿐만 아니라 상부 빛의 반사를 감소시켜 박막트랜지스터의 동작 신뢰성을 개선시킬 수 있다.In addition, by forming the light blocking layer in a floating structure to cover the source / drain electrodes, it is possible to reduce the reflection of the upper light as well as the light flowing from the lower portion of the display device, thereby improving the reliability of the thin film transistor.
도 1은 종래의 탑 게이트 구조의 표시장치의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탑 게이트 구조의 표시장치의 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 2에 도시된 표시장치의 공정도들이다.
도 4a는 종래의 표시장치의 전류-전압 특성그래프이다.
도 4b는 본 발명에 따른 표시장치의 전류-전압 특성그래프이다.1 is a view of a display device of a conventional top gate structure.
2 is a diagram of a display device having a top gate structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3D are process diagrams of the display device shown in FIG. 2.
4A is a graph of current-voltage characteristics of a conventional display device.
4B is a graph of current-voltage characteristics of the display device according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탑 게이트 구조의 표시장치 및 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a display device and a manufacturing method thereof of the top gate structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 탑 게이트 구조의 표시장치를 나타내는 도면이다.2 illustrates a display device having a top gate structure according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 도 2의 표시장치의 공정도들이다.3A to 3D are process diagrams of the display device of FIG. 2.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치(100)는 기판(101) 상에 형성된 광차단층(105), 산화물 반도체층(107), 게이트 전극(109), 소스 전극(111), 드레인 전극(113) 및 화소전극(117)을 포함할 수 있다.First, referring to FIG. 2, the
또한, 표시장치(100)는 광차단층(105)과 산화물 반도체층(107) 사이에 형성된 버퍼층(106)과, 게이트 전극(109)과 산화물 반도체층(107) 사이에 형성된 게이트 절연막(108)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 표시장치(100)는 게이트 전극(109)과 소스 전극(111) 및 드레인 전극(113) 사이에 형성된 층간절연막(110) 및 소스 전극(111) 및 드레인 전극(113)과 화소전극(117) 사이에 형성된 패시베이션막(115)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
버퍼층(106)을 사이에 두고 산화물 반도체층(107)과 대응되는 광차단층(105)은 산화물 반도체층(107)에 대응되는 위치에 소스 전극(111)과 드레인 전극(113)을 모두 커버할 수 있도록 형성될 수 있다. The
광차단층(105)은 금속막(102)과 실리콘막(103)의 이중막 구조로 형성될 수 있다. 광차단층(105)은 스퍼터링(Sputtering), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 또는 이온주입(Ion Implantation) 등의 공정을 통해 형성될 수 있다.The
도 2 및 도 3a를 참조하면, 광차단층(105)은 기판(101)의 전면에 금속물질(미도시)과 비정질 실리콘(미도시)을 차례로 증착하고, 이를 선택적으로 패터닝하여 형성될 수 있다.2 and 3A, the
금속물질은 빛의 투과율이 낮은 금속, 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta) 등과 같은 금속물질이거나, MoTi, MoTa 또는 MoNb 등과 같은 몰리브덴 합금이 사용될 수 있다. The metal material may be a metal having low light transmittance, such as aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), titanium (Ti), or tantalum (Ta). Molybdenum alloys such as MoTi, MoTa or MoNb may be used.
금속물질은 패터닝 공정을 통해 후술될 비정질 실리콘과 함께 패터닝될 수 있으며, 광차단층(105)의 하부 구조, 즉 하부의 금속막(102)을 형성할 수 있다.The metal material may be patterned together with amorphous silicon, which will be described later, through a patterning process, and may form a lower structure of the
비정질 실리콘은 P 타입으로 도핑된 실리콘(Si)일 수 있으나, 나노결정 또는 마이크로결정 형태의 실리콘이 P 타입으로 도핑되어 사용될 수도 있다. 또한, 실리콘이 아닌 다른 물질, 예컨대, 비정질, 나노결정 또는 마이크로결정 형태의 게르마늄(Ge), 탄화규소(SiC), 산화실리콘(SiOx) 또는 산화아연(ZnO) 등과 같은 물질 중의 하나가 사용될 수도 있다. The amorphous silicon may be silicon (Si) doped with P type, but silicon of nanocrystalline or microcrystalline form may be doped with P type and used. In addition, one of materials other than silicon, such as germanium (Ge), silicon carbide (SiC), silicon oxide (SiOx), zinc oxide (ZnO), or the like in amorphous, nanocrystalline or microcrystalline form, may be used. .
비정질 실리콘은 패터닝 공정을 통해 금속물질과 함께 패터닝될 수 있으며, 광차단층(105)의 상부 구조, 즉 상부의 실리콘막(103)을 형성할 수 있다.The amorphous silicon may be patterned together with the metal material through a patterning process, and the upper structure of the
상술한 바와 같이, 광차단층(105)의 상부 구조를 형성하는 실리콘막(103)은 P 타입으로 도핑된 실리콘막일 수 있다. 이러한 실리콘막(103)은 기판(101) 상에 금속물질을 증착한 후 CVD 공정으로 비정질 실리콘을 증착할 때, 가스(gas), 예컨대 도판트 가스(dopant gas)의 농도를 조절하여 P 타입으로 도핑될 수 있다.As described above, the
예를 들어, 기판(101) 상에 비정질 실리콘을 CVD 공정으로 증착할 때, 다이보레인(diborane; B2H6) 가스와 사일레인(SiH4) 가스가 사용될 수 있고, B2H6와 SiH4의 농도 비율을 조절하여 상기 비정질 실리콘이 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다. 여기서, B2H6 가스는 SiH4 가스에 비하여 0.1~10% 바람직하게는 0.5~1%의 농도 범위를 가지도록 조절될 수 있다. For example, when depositing amorphous silicon on the
본 실시예에서는 비정질 실리콘이 CVD 공정으로 증착될 때 P 타입으로 도핑되는 예를 들어 설명하였으나, 앞서 서술한 바와 같이 비정질, 나노결정 또는 마이크로 결정 형태의 게르마늄, 탄화규소, 산화실리콘 또는 산화아연도 비정질 실리콘과 동일한 CVD 공정을 통해 P 타입으로 도핑될 수도 있다.In the present embodiment, an example in which amorphous silicon is doped to P type when deposited by a CVD process has been described. However, as described above, germanium, silicon carbide, silicon oxide, or zinc oxide in amorphous, nanocrystalline or microcrystalline form is also amorphous. It may be doped to P type through the same CVD process as silicon.
또한, 실리콘막(103)은 이온 주입 공정을 통해 P 타입으로 도핑될 수 있다. 다시 말하면, 기판(101) 상에 금속물질과 비정질 실리콘을 차례로 증착하고, 증착된 실리콘에 P 타입의 도판트 물질을 이온 주입하여 상기 비정질 실리콘이 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 기판(101) 상에 실리콘을 증착한 후 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등을 도판트 물질로 하여 이온 주입함으로써, 상기 실리콘이 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다. For example, after depositing silicon on the
또한, 기판(101) 상에 게르마늄을 증착한 후 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐 등을 도판트 물질로 하여 이온 주입함으로써, 게르마늄이 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다. 또한, 기판(101) 상에 탄화규소를 증착한 후 알루미늄 등을 도판트 물질로 하여 이온 주입함으로써, 탄화규소가 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다. 또한, 기판(101) 상에 산화아연을 증착한 후 질소(N), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 구리(Cu) 등을 도판트 물질로 하여 이온 주입함으로써, 산화아연이 P 타입으로 도핑되도록 할 수 있다. In addition, by depositing germanium on the
상술한 바와 같이, 도판트 물질의 이온 주입 공정을 통해 P 타입으로 도핑된 실리콘막을 형성할 수 있다. 이때, 도판트 물질로 사용되는 원소들은 대략 1017 ~ 1021 atoms/cm3의 농도 범위로 도핑될 수 있으며, 이온 주입 공정 시 적절한 도핑 깊이를 결정할 수 있다. 도판트 물질의 도핑 농도가 높아질수록 형성되는 실리콘막의 두께는 감소될 수 있다.As described above, a silicon film doped with a P type may be formed through an ion implantation process of a dopant material. In this case, elements used as the dopant material may be doped in a concentration range of approximately 10 17 to 10 21 atoms / cm 3 , and an appropriate doping depth may be determined in an ion implantation process. As the doping concentration of the dopant material is increased, the thickness of the silicon film formed may be reduced.
또한, 실리콘막(103)은 P 타입으로 도핑된 실리콘을 타겟으로 하여 스퍼터링 공정을 통해 형성되거나, 또는 P 타입의 도판트 물질을 디퓨전(diffusion)하여 형성될 수도 있다.In addition, the
이어, 상술한 과정을 통해 기판(101) 상에 차례로 증착된 금속물질과 P 타입으로 도핑된 비정질 실리콘을 마스크를 이용한 포토 공정으로 선택적으로 패터닝함으로써 금속막(102)과 실리콘막(103)의 이중막 구조를 가지는 광차단층(105)을 형성할 수 있다.Subsequently, the
한편, 광차단층(105)은 버퍼층(106)을 사이에 두고 상부의 구조들, 즉 산화물 반도체층(107)과 분리되어 있는 플로팅 구조로 형성될 수 있다. 광차단층(105)은 산화물 반도체층(107) 전체 영역을 커버하도록 형성되거나, 또는 산화물 반도체층(107)과 소스/드레인전극(111, 113)의 접속부분을 커버하도록 형성될 수 있다.Meanwhile, the
이에 따라, 본 발명에 따른 광차단층(105)은 상부의 실리콘막(103)이 드레인 전계를 차단하여 전계가 광차단층(105)으로 유도되지 않도록 하기 때문에 산화물 반도체층(107)과의 사이에서 기생 커패시턴스가 형성되지 않게 된다. Accordingly, the
또한, 광차단층(105)이 산화물 반도체층(107) 전체를 커버하도록 형성되기 때문에 표시장치(100)의 하부에서 산화물 반도체층(107)으로 유입되는 빛뿐만 아니라, 상부의 전극들, 예컨대 소스 전극(111) 또는 드레인 전극(113)에 의해 반사되는 빛을 감소시킬 수 있다. 또한, 광차단층(105)의 상부에 형성된 실리콘막(103)이 빛을 흡수하기 때문에 표시장치(100)의 상부에서 유입되는 빛의 반사를 감소시킬 수 있다.In addition, since the
도 2 및 도 3b를 참조하면, 광차단층(105)이 형성된 기판(101)의 전면에 광차단층(105)을 덮도록 버퍼층(106)을 형성할 수 있다. 2 and 3B, the
버퍼층(106)은 Si, Ge, Al, Hf, Ti, In, Ga, La, Ta 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물(oxide) 또는 질화물(nitride) 또는 산질화물(oxynitride)로 형성될 수 있으며, 대략 500~7000Å의 두께로 형성될 수 있다. The
버퍼층(106) 상에는 산화물 반도체층(107)이 형성될 수 있다. 산화물 반도체층(107)은 버퍼층(106) 상에 금속물질을 포함하는 산화물을 증착하고, 이를 선택적으로 패터닝하여 광차단층(105)과 대응되도록 형성될 수 있다.An
산화물 반도체층(107)은 InGaZnO 계열의 물질이 포함되나 이에 한정되지 않고, In, Ga, Zn, Al, 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 불화수소(Hf), 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), Cu 중 선택된 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 산화물로 형성될 수 있다.The
산화물 반도체층(107)은 중앙부, 즉 게이트 전극(109)과 대응되는 부분의 액티브 영역(107a)과, 양측부, 즉 소스 전극(111) 및 드레인 전극(113)과 대응되는 부분의 도체화 영역(107b)을 가질 수 있다.The
산화물 반도체층(107)의 도체화 영역(107b)은 건식 식각(dry etch), 플라즈마(plasma) 처리, 수소 디퓨전, 금속 디퓨전, 도핑 등의 공정을 통해 형성될 수 있으며, 전도도가 높은 영역일 수 있다. 예를 들어, 도체화 영역(107b)은 게이트 절연막(108)의 패터닝 공정 시, 건식 식각의 시간을 증가시켜 오버 에치(over etch)함으로써 자가 얼라인(self align)으로 전도도가 높도록 형성될 수 있다.The
도 2 및 도 3c를 참조하면, 산화물 반도체층(107)을 포함하는 기판(101)의 전면에 실리콘막과 금속막을 차례로 증착하고 패터닝하여 게이트 절연막(108)과 게이트 전극(109)을 형성한다. 2 and 3C, the
게이트 절연막(108)은 Si, Ge, Al, Hf, Ti, In, Ga, La, Ta 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물(oxide) 또는 질화물(nitride) 또는 산질화물(oxynitride)로 형성될 수 있으며, 대략 500~7000Å의 두께로 형성될 수 있다. The
게이트 전극(109)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)의 금속 물질 또는 MoTi, MoW, MoTa 또는 MoNb의 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등의 금속 물질을 CVD 또는 스퍼터링법으로 증착하고, 이를 선택적으로 패터닝하여 형성할 수 있다.The
이어, 게이트 전극(109)을 포함하는 기판(101)의 전면에 층간 절연막(110)을 형성할 수 있다. Subsequently, an
층간 절연막(110)은 Si, Ge, Al, Hf, Ti, In, Ga, La, Ta 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물(oxide) 또는 질화물(nitride) 또는 산질화물(oxynitride)로 형성될 수 있으며, 대략 500~7000Å의 두께로 형성될 수 있다. The interlayer insulating
또한, 층간 절연막(110)에 제1 콘택홀(110a)과 제2 콘택홀(110b)을 형성하여 산화물 반도체층(107)을 노출시킬 수 있다.In addition, the
한편, 도면에서는 게이트 절연막(108)이 게이트 전극(109) 하부에만 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예컨대, 게이트 절연막(108)은 산화물 반도체층(107)이 형성된 기판(101) 전체를 덮도록 형성될 수 있으며, 이때 층간 절연막(110)에 형성되는 제1 콘택홀(110a)과 제2 콘택홀(110b)은 게이트 절연막(108)까지 형성되어 산화물 반도체층(107)을 노출시킬 수도 있다.On the other hand, the
도 2 및 도 3d를 참조하면, 층간 절연막(110)이 형성된 기판(101) 전면에 금속막을 증착하고 패터닝하여 소스 전극(111)과 드레인 전극(113)을 형성할 수 있다.2 and 3D, a metal film may be deposited and patterned on the entire surface of the
소스 전극(111)은 제1 콘택홀(110a)을 덮도록 형성되어 산화물 반도체층(107)에 연결되고, 드레인 전극(113)은 제2 콘택홀(110b)을 덮도록 형성되어 산화물 반도체층(107)에 연결될 수 있다.The
소스 전극(111)과 드레인 전극(113)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)의 금속 물질 또는 MoTi, MoW, MoTa 또는 MoNb의 몰리브덴 합금(Mo alloy) 등의 금속 물질을 CVD 또는 스퍼터링법으로 증착하고, 이를 선택적으로 패터닝하여 형성할 수 있다.The
이어, 소스 전극(111)과 드레인 전극(113)이 형성된 기판(101) 전면에 패시베이션막(115)을 형성할 수 있다. Subsequently, the
패시베이션막(115)은 Si, Ge, Al, Hf, Ti, In, Ga, La, Ta 중 적어도 하나 이상을 포함하는 산화물(oxide) 또는 질화물(nitride) 또는 산질화물(oxynitride)로 형성될 수 있으며, 대략 500~7000Å의 두께로 형성될 수 있다. The
또한, 패시베이션막(115)에 제3 콘택홀(115a)을 형성하여 드레인 전극(113)을 노출시킬 수 있다.In addition, a
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 패시베이션막(115) 상에 금속막을 증착하고 패터닝하여 화소전극(117)을 형성할 수 있다. As shown in FIG. 2, the
화소전극(117)은 제3 콘택홀(115a)을 덮도록 형성되어 드레인 전극(113)에 연결될 수 있다. 화소전극(117)은 투명한 도전성 금속 물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 도전성 금속 물질로 형성될 수 있다.The
도 4a는 종래의 표시장치에서의 전류-전압 특성그래프이고, 도 4b는 본 발명에 따른 표시장치에서의 전류-전압 특성그래프이다.4A is a current-voltage characteristic graph in a conventional display device, and FIG. 4B is a current-voltage characteristic graph in a display device according to the present invention.
도 1 및 도 4a를 참조하면, 종래의 표시장치(1)에서는 기판(2) 상에 형성된 광차단층(3)에 드레인 전계가 유도되기 때문에 높은 드레인 전압(VDS)의 전류-전압 특성이 음(-)의 방향으로 움직인다. 1 and 4A, in the conventional display device 1, since the drain electric field is induced in the
이러한 드레인 전압의 움직임에 의해 높은 드레인 전압(VDS)과 낮은 드레인 전압(Vds)의 전류-전압 특성이 벌어지는 현상이 발생되고, 이는 박막 트랜지스터의 비정상 동작을 야기한다.The movement of the drain voltage causes a phenomenon in which the current-voltage characteristics of the high drain voltage VDS and the low drain voltage Vds are opened, which causes abnormal operation of the thin film transistor.
그러나, 도 2 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 표시장치(100)는 광차단층(105) 상부의 실리콘막(103)에 의해 드레인 전계가 광차단층(105)으로 유도되지 않기 때문에, 높은 드레인 전압(VDS)의 전류-전압 특성이 움직이지 않게 된다. 이에 따라 드레인 전계에 의한 박막 트랜지스터의 비정상 동작을 방지할 수 있다.However, referring to FIGS. 2 and 4B, since the drain electric field is not induced to the
전술한 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.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and their equivalents.
102: 금속막 103: 실리콘막
105: 광차단층 107: 산화물 반도체층
109: 게이트 전극 111: 소스 전극
113: 드레인 전극 117: 화소 전극102: metal film 103: silicon film
105: light blocking layer 107: oxide semiconductor layer
109: gate electrode 111: source electrode
113: drain electrode 117: pixel electrode
Claims (10)
상기 기판 상에 형성된 산화물 반도체층;
상기 산화물 반도체층 상에 형성된 게이트 전극;
상기 게이트 전극 상에 형성되며, 상기 산화물 반도체층을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀이 형성된 층간절연막;
상기 층간절연막 상에 형성되고, 상기 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 산화물 반도체층과 접속되는 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 기판과 상기 산화물 반도체층 사이에 상기 산화물 반도체층과 대응되도록 형성되며, 금속막과 상기 금속막 상부에 P 타입으로 도핑된 실리콘막의 이중 구조를 가지는 광차단층; 및
상기 광차단층과 상기 산화물 반도체층 사이에 배치된 버퍼층을 포함하고,
상기 광차단층은 상기 버퍼층을 사이에 두고 상기 산화물 반도체층과 분리되어 있으며,
상기 광차단층의 P 타입으로 도핑된 실리콘막에 의해, 상기 드레인 전극과 상기 광차단층의 금속막 사이의 전계를 차단시키는, 표시장치. Board;
An oxide semiconductor layer formed on the substrate;
A gate electrode formed on the oxide semiconductor layer;
An interlayer insulating layer formed on the gate electrode and having first and second contact holes exposing the oxide semiconductor layer;
A source electrode and a drain electrode formed on the interlayer insulating film and connected to the oxide semiconductor layer through the first and second contact holes;
A light blocking layer formed between the substrate and the oxide semiconductor layer so as to correspond to the oxide semiconductor layer, and having a double structure of a metal film and a silicon film doped with a P type on the metal film; And
A buffer layer disposed between the light blocking layer and the oxide semiconductor layer,
The light blocking layer is separated from the oxide semiconductor layer with the buffer layer interposed therebetween.
And an electric field between the drain electrode and the metal film of the light blocking layer is blocked by a silicon film doped with a P type of the light blocking layer.
상기 실리콘막은 증착 가스의 농도를 조절하여 P 타입으로 도핑된 표시장치.The method of claim 1,
The silicon layer is doped with a P type by adjusting the concentration of the deposition gas.
상기 실리콘막은 붕소 원소를 포함하는 이온을 주입하여 P 타입으로 도핑된 실리콘막인 표시장치.The method of claim 1,
And the silicon film is a silicon film doped with P type by implanting ions containing a boron element.
상기 소스 전극 및 드레인 전극 상에 형성되며, 상기 드레인 전극을 노출시키는 제3 콘택홀이 형성된 패시베이션막; 및
상기 패시베이션막 상에 형성되고, 상기 제3 콘택홀을 통해 상기 드레인전극에 접속되는 화소 전극을 더 포함하는 표시장치.The method of claim 1,
A passivation layer formed on the source electrode and the drain electrode and having a third contact hole exposing the drain electrode; And
And a pixel electrode formed on the passivation layer and connected to the drain electrode through the third contact hole.
상기 광차단층이 형성된 기판 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
상기 광차단층과 대응되도록 상기 버퍼층 상에 산화물 반도체층을 형성하는 단계;
상기 산화물 반도체층 상에 게이트전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극 상에 상기 산화물 반도체층을 노출시키는 제1 및 제2 콘택홀을 가지는 층간절연막을 형성하는 단계;
상기 층간절연막 상에 상기 제1 및 제2 콘택홀을 통해 상기 산화물 반도체층에 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 버퍼층을 형성하는 단계에 의해, 상기 광차단층이 상기 버퍼층을 사이에 두고 상기 산화물 반도체층과 분리되는 표시장치의 제조방법.Depositing and selectively patterning a metal material and an amorphous silicon doped with P-type on a substrate to form a light blocking layer having a dual structure of a metal film and a silicon film;
Forming a buffer layer on the substrate on which the light blocking layer is formed;
Forming an oxide semiconductor layer on the buffer layer so as to correspond to the light blocking layer;
Forming a gate electrode on the oxide semiconductor layer;
Forming an interlayer insulating film having first and second contact holes exposing the oxide semiconductor layer on the gate electrode;
Forming a source electrode and a drain electrode connected to the oxide semiconductor layer through the first and second contact holes on the interlayer insulating film,
Forming the buffer layer, wherein the light blocking layer is separated from the oxide semiconductor layer with the buffer layer interposed therebetween.
상기 광차단층을 형성하는 단계는, 화학기상층착으로 상기 금속물질 상에 비정질 실리콘을 증착하되, 증착 가스의 농도를 조절하여 상기 P 타입으로 도핑된 비정질 실리콘을 형성하는 표시장치의 제조방법.The method of claim 5,
The forming of the light blocking layer may include depositing amorphous silicon on the metal material by chemical vapor deposition, and controlling the concentration of the deposition gas to form the amorphous silicon doped with the P-type.
상기 증착 가스는 B2H6/SiH4를 0.5~1%의 범위로 농도를 조절하는 표시장치의 제조방법.The method of claim 6,
The deposition gas is a manufacturing method of a display device for adjusting the concentration of B2H6 / SiH4 in the range of 0.5 ~ 1%.
상기 광차단층을 형성하는 단계는, 상기 금속물질 상에 비정질 실리콘을 증착시키고, 상기 비정질 실리콘에 P 타입의 도판트 물질을 이온 주입하여 상기 P 타입으로 도핑된 비정질 실리콘을 형성하는 표시장치의 제조방법.The method of claim 5,
The forming of the light blocking layer may include depositing amorphous silicon on the metal material and ion implanting a P type dopant material into the amorphous silicon to form the P type amorphous silicon. .
상기 P 타입의 도판트 물질은 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐 중에서 하나인 표시장치의 제조방법.The method of claim 8,
The P-type dopant material is one of boron, aluminum, gallium and indium.
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 상에 상기 드레인 전극을 노출시키는 제3 콘택홀을 가지는 패시베이션막을 형성하는 단계; 및
상기 패시베이션막 상에 상기 제3 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극과 접속하는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.The method of claim 5,
Forming a passivation film having a third contact hole exposing the drain electrode on the source electrode and the drain electrode; And
And forming a pixel electrode on the passivation layer, the pixel electrode being connected to the drain electrode through the third contact hole.
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