KR102655208B1 - Thin film trnasistor having multi-layered gate insulating layer, method of manufacturing the same and display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 액티브층, 게이트 절연막 및 게이트 전극을 포함하며, 상기 게이트 절연막은 상기 제1 절연막 및 제2 절연막을 포함하고, 상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하는 영역은 상기 제1 절연막에 의하여 커버되며, 상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는 박막 트랜지스터를 제공한다. 본 발명의 일 실시예는 또한, 상기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시장치를 제공한다.One embodiment of the present invention includes an active layer, a gate insulating film, and a gate electrode, wherein the gate insulating film includes the first insulating film and the second insulating film, and a region of the active layer overlapping with the gate electrode is the first insulating film. 1 is covered by an insulating film, and at least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating film to provide a thin film transistor in contact with the second insulating film. One embodiment of the present invention also provides a method of manufacturing the thin film transistor and a display device including the thin film transistor.
Description
본 발명은 다층의 게이트 절연막을 갖는 박막 트랜지스터, 그 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치에 대한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 제1 절연막 및 제2 절연막을 포함하는 게이트 절연막을 갖는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터의 제조방법 및 상기 박막 트랜지스터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor having a multilayer gate insulating film, a manufacturing method thereof, and a display device including the same. More specifically, the present invention relates to a thin film transistor having a gate insulating film including a first insulating film and a second insulating film, a method of manufacturing the thin film transistor, and a display device including the thin film transistor.
박막 트랜지스터(thin film transistor)는 유리 기판이나 플라스틱 기판 상에 제조될 수 있기 때문에, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device) 또는 유기 발광장치(Organic Light Emitting Device) 등과 같은 표시장치의 스위칭 소자 또는 구동 소자로 널리 이용되고 있다.Since a thin film transistor can be manufactured on a glass or plastic substrate, it is used as a switching element or driving element in a display device such as a liquid crystal display device or an organic light emitting device. It is widely used.
박막 트랜지스터는, 액티브층을 구성하는 물질을 기준으로 하여, 비정질 실리콘이 액티브층으로 사용되는 비정질 실리콘 박막 트랜지스터, 다결정 실리콘이 액티브층으로 사용되는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터, 및 산화물 반도체가 액티브층으로 사용되는 산화물 반도체 박막 트랜지스터로 구분될 수 있다.Based on the material constituting the active layer, the thin film transistor is an amorphous silicon thin film transistor in which amorphous silicon is used as the active layer, a polycrystalline silicon thin film transistor in which polycrystalline silicon is used as the active layer, and an oxide semiconductor in which an oxide semiconductor is used as the active layer. It can be classified into an oxide semiconductor thin film transistor.
짧은 시간에 비정질 실리콘이 증착되어 액티브층이 형성될 수 있으므로, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터(a-Si TFT)는 제조 공정 시간이 짧고 생산 비용이 적게 드는 장점을 가지고 있다. 반면, 이동도(mobility)가 낮아 전류 구동 능력이 좋지 않고, 문턱전압의 변화가 발생하기 때문에, 비정질 실리콘 박막 트랜지스터는 능동 매트릭스 유기 발광소자(AMOLED) 등에는 사용이 제한되는 단점을 가지고 있다.Since amorphous silicon can be deposited to form an active layer in a short time, amorphous silicon thin film transistors (a-Si TFTs) have the advantage of short manufacturing process time and low production costs. On the other hand, amorphous silicon thin film transistors have disadvantages that limit their use in active matrix organic light emitting devices (AMOLED), etc., due to low mobility, poor current driving ability, and changes in threshold voltage.
다결정 실리콘 박막 트랜지스터(poly-Si TFT)는, 비정질 실리콘이 증착된 후 비정질 실리콘이 결정화되어 만들어진다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 전자 이동도가 높고 안정성이 뛰어나며, 두께가 얇고 고해상도를 구현할 수 있을 뿐 아니라 전력효율이 높다는 장점을 가지고 있다. 이러한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터로, 저온실리콘다결정화(Low Temperature Poly Silicon, LTPS) 박막 트랜지스터, 또는 폴리실리콘 박막 트랜지스터가 있다. 그러나, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 제조 과정에서 비정질 실리콘이 결정화되는 공정이 필요하기 때문에, 공정 수가 증가하여 제조비용이 상승하며, 높은 온도에서 결정화가 이루어져야 하는 단점이 있다. 따라서, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 대면적 장치에 적용되는 데에 어려움이 있다. A polycrystalline silicon thin film transistor (poly-Si TFT) is made by depositing amorphous silicon and then crystallizing the amorphous silicon. Polycrystalline silicon thin film transistors have the advantages of high electron mobility, excellent stability, thin thickness, high resolution, and high power efficiency. Such polycrystalline silicon thin film transistors include low temperature polysilicon (LTPS) thin film transistors, or polysilicon thin film transistors. However, since a process for crystallizing amorphous silicon is required in the manufacturing process of a polycrystalline silicon thin film transistor, the number of processes increases, increasing manufacturing costs, and crystallization must occur at a high temperature. Therefore, it is difficult to apply polycrystalline silicon thin film transistors to large-area devices.
높은 이동도(mobility)를 가지며, 산소의 함량에 따라 큰 저항 변화를 갖는 산화물 반도체 박막 트랜지스터(Oxide semiconductor TFT)는 원하는 물성을 용이하게 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 산화물 반도체 박막 트랜지스터의 제조 과정에서 비교적 낮은 온도에서 액티브층을 구성하는 산화물이 성막될 수 있기 때문에 제조비용이 저렴하다. 산화물의 특성상, 산화물 반도체는 투명하기 때문에, 투명 디스플레이를 구현하는 데도 유리하다. Oxide semiconductor TFTs, which have high mobility and a large change in resistance depending on the oxygen content, have the advantage of being able to easily obtain desired physical properties. In addition, the manufacturing cost is low because the oxide constituting the active layer can be formed at a relatively low temperature during the manufacturing process of the oxide semiconductor thin film transistor. Due to the nature of oxide, oxide semiconductors are transparent, so they are advantageous for implementing transparent displays.
최근, 고해상도 또는 모바일 표시장치의 화소 밀도가 높아져, 좁은 공간에 많은 화소들이 배치됨에 따라, 박막 트랜지스터의 면적이 작아지고 있다. 전기적 특성뿐만 내구성을 위해 다층의 배선이 사용되고 있으며, 다층 구조의 전극들이 사용되고 있다. 그런데, 다층 구조의 전극들이 사용된 경우, 절연층에 심(seam)과 같은 흠결이 발생하여 절연성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 박막 트랜지스터 및 이를 이용하는 표시장치의 품질향상을 위해 절연층의 안정성을 확보하는 것이 필요하다.Recently, the pixel density of high-resolution or mobile display devices has increased, and as many pixels are placed in a small space, the area of the thin film transistor is decreasing. Multilayer wiring is used for durability as well as electrical characteristics, and electrodes with a multilayer structure are used. However, when electrodes with a multi-layer structure are used, there are cases where defects such as seams occur in the insulating layer and the insulating properties deteriorate. Therefore, it is necessary to ensure the stability of the insulating layer to improve the quality of thin film transistors and display devices using them.
본 발명의 일 실시예는 다층 구조의 게이트 절연막을 갖는 박막 트랜지스터를 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention seeks to provide a thin film transistor having a gate insulating film with a multilayer structure.
본 발명의 다른 일 실시예는, 게이트 전극과 다른 전극 또는 배선 사이의 절연 파괴를 방지할 수 있는 게이트 절연막을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention seeks to provide a gate insulating film that can prevent dielectric breakdown between a gate electrode and another electrode or wiring.
본 발명의 또 다른 일 실시예에는, 게이트 전극이 다층의 적층 구조를 가지더라도, 게이트 전극과 소스 전극 또는 드레인 전극 사이의 절연성이 안정적으로 확보될 수 있도록 하는 게이트 절연막을 제공하고자 한다. In another embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a gate insulating film that can stably ensure insulation between the gate electrode and the source electrode or drain electrode, even if the gate electrode has a multi-layer stacked structure.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 안정성 및 신뢰성이 향상된 박막 트랜지스터를 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention seeks to provide a thin film transistor with improved stability and reliability.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기와 같은 박막 트랜지스터를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention seeks to provide a display device including the above thin film transistor.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 상기와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하고자 한다.Another embodiment of the present invention seeks to provide a method of manufacturing the above thin film transistor.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 액티브층, 상기 액티브층과 이격되어 상기 액티브층과 적어도 일부 중첩하는 게이트 전극 및 상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이의 게이트 절연막을 포함하며, 상기 게이트 절연막은 상기 액티브층 상의 제1 절연막 및 상기 제1 절연막과 상의 제2 절연막을 포함하고, 상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하며, 상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 박막 트랜지스터를 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above-described technical problem includes an active layer, a gate electrode spaced apart from the active layer and at least partially overlapping the active layer, and a gate insulating film between the active layer and the gate electrode, , the gate insulating film includes a first insulating film on the active layer and a second insulating film on the first insulating film, and an area where the gate electrode and the active layer overlap is an area defined by the first insulating film in a plan view. It provides a thin film transistor in which at least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating layer and is in contact with the second insulating layer.
상기 액티브층 상에서 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는다. 여기서, 상기 제1 절연막의 폭 및 상기 게이트 전극의 폭은, 상기 박막 트랜지스터가 온 되었을 때, 상기 액티브층으로 흐르는 전류의 방향과 동일한 방향을 따라 상기 제1 절연막 및 상기 게이트 전극을 건너지르는 거리로 각각 정의된다.The first insulating layer on the active layer has a width greater than that of the gate electrode. Here, the width of the first insulating layer and the width of the gate electrode are the distance across the first insulating layer and the gate electrode along the same direction as the direction of the current flowing through the active layer when the thin film transistor is turned on. Each is defined.
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 배치된다. The first insulating film is disposed inside an area defined by the active layer in a plan view.
상기 게이트 전극은 순차적으로 적층된 티타늄(Ti)막, 알루미늄(Al)막 및 티타늄(Ti)막을 포함한다. The gate electrode includes a titanium (Ti) film, an aluminum (Al) film, and a titanium (Ti) film sequentially stacked.
상기 제1 절연막의 가장자리의 테이퍼 각은 60° 이하이다. The taper angle of the edge of the first insulating film is 60° or less.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질을 포함한다. The active layer includes an oxide semiconductor material.
상기 액티브층은, 제1 산화물 반도체층 및 상기 제1 산화물 반도체층 상의 제2 산화물 반도체층을 포함한다.The active layer includes a first oxide semiconductor layer and a second oxide semiconductor layer on the first oxide semiconductor layer.
본 발명의 다른 일 실시예는, 기판, 상기 기판 상의 화소 구동부 및 상기 화소 구동부와 연결된 표시 소자를 포함하고, 상기 화소 구동부는 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 박막 트랜지스터는 액티브층, 상기 액티브층과 이격되어 상기 액티브층과 적어도 일부 중첩하는 게이트 전극 및 상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이의 게이트 절연막을 포함하며, 상기 게이트 절연막은 상기 액티브층 상의 제1 절연막 및 상기 제1 절연막과 상의 제2 절연막을 포함하고, 상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하며, 상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 표시장치를 제공한다.Another embodiment of the present invention includes a substrate, a pixel driver on the substrate, and a display element connected to the pixel driver, wherein the pixel driver includes a thin film transistor, and the thin film transistor has an active layer and is spaced apart from the active layer. and a gate electrode that at least partially overlaps the active layer and a gate insulating film between the active layer and the gate electrode, wherein the gate insulating film includes a first insulating film on the active layer and a second insulating film on the first insulating film. The area where the gate electrode and the active layer overlap is located in an area defined by the first insulating film on a planar surface, and at least a portion of the area of the active layer that does not overlap the gate electrode is the first insulating film. A display device is provided that is exposed from and contacts the second insulating film.
상기 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는다. The first insulating layer has a width greater than that of the gate electrode.
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 배치된다. The first insulating film is disposed inside an area defined by the active layer in a plan view.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질을 포함한다. The active layer includes an oxide semiconductor material.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 기판 상에 산화물 액티브 물질층 및 제1 절연 물질층을 순차적으로 적층하는 단계, 상기 액티브 물질층 및 상기 제1 절연 물질층을 선택적으로 식각하여 액티브층 및 상기 액티브층 상의 제1 절연막을 형성하는 단계, 상기 액티브층 및 상기 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 단계 및 상기 제2 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 게이트 전극은 상기 액티브층과 중첩하며, 상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하는, 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention includes sequentially stacking an oxide active material layer and a first insulating material layer on a substrate, selectively etching the active material layer and the first insulating material layer to form the active layer and the first insulating material layer. Forming a first insulating film on the active layer, forming a second insulating film on the active layer and the first insulating film, and forming a gate electrode on the second insulating film, wherein the gate electrode is A method of manufacturing a thin film transistor is provided, wherein the active layer overlaps, and the area where the gate electrode and the active layer overlap is located in an area defined by the first insulating film in a plan view.
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉한다. At least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating layer and contacts the second insulating layer.
상기 액티브층 상에서 상기 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는다. On the active layer, the first insulating layer has a width greater than that of the gate electrode.
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 형성된다. The first insulating film is formed inside a region defined by the active layer in a planar view.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질에 의해 형성된다. The active layer is formed of an oxide semiconductor material.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 다층 구조의 게이트 절연막을 가져, 게이트 절연막의 테이퍼 각도가 감소되며, 게이트 절연막의 테일(tail)이 충분히 확보될 수 있다. 박막 트랜지스터를 제공하고자 한다.The thin film transistor according to an embodiment of the present invention has a gate insulating film with a multi-layer structure, so that the taper angle of the gate insulating film is reduced and the tail of the gate insulating film can be sufficiently secured. The object is to provide a thin film transistor.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트 절연막이 다층 구조를 가져 게이트 절연막의 테이퍼(taper) 각도가 감소될 수 있기 때문에, 게이트 전극과 소스 전극 또는 게이트 전극과 드레인 전극 사이를 절연하는 층간 절연막에 심(seam)과 같은 결함이 발생되는 것이 방지되어, 게이트 전극에 대한 절연성이 향상된다. 그 결과, 게이트 전극과 소스 전극 사이 또는 게이트 전극과 드레인 전극 사이에서의 절연 파괴가 방지되어, 박막 트랜지스터의 안정성 및 신뢰성이 향상된다.According to one embodiment of the present invention, since the gate insulating film has a multilayer structure and the taper angle of the gate insulating film can be reduced, the interlayer insulating film insulating between the gate electrode and the source electrode or the gate electrode and the drain electrode is interlayered. Defects such as seams are prevented from occurring, and the insulation of the gate electrode is improved. As a result, insulation breakdown between the gate electrode and the source electrode or between the gate electrode and the drain electrode is prevented, improving the stability and reliability of the thin film transistor.
본 발명의 일 실시예에는, 게이트 전극이 다층의 적층 구조를 가지더라도, 게이트 전극과 소스 전극 또는 드레인 전극 사이의 절연성이 안정적으로 확보되어, 박막 트랜지스터의 안정성 및 신뢰성이 향상된다.In one embodiment of the present invention, even if the gate electrode has a multi-layer stacked structure, insulation between the gate electrode and the source electrode or drain electrode is stably secured, thereby improving the stability and reliability of the thin film transistor.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 마스크 고정의 추가 없이 다층의 게이트 절연막을 갖는 박막 트랜지스터가 만들어질 수 있다.Additionally, according to one embodiment of the present invention, a thin film transistor having a multi-layered gate insulating film can be produced without adding a mask fixation.
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터가 표시장치에 사용되는 경우, 표시장치의 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.When the thin film transistor according to an embodiment of the present invention is used in a display device, the stability and reliability of the display device can be improved.
위에서 언급된 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 mentioned above, other features and advantages of the present invention are described below, or can be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 단면도이다.
도 5는 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터의 평면도이다.
도 6a는 도 5의 III-III'를 따라 자른 단면도이고, 도 6b는 도 5의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다.
도 7은 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터의 일부분에 대한 사진이다.
도 8a 및 8b는 박막 트랜지스터의 문턱전압에 대한 그래프이다.
도 9a 및 9b는 박막 트랜지스터의 문턱 전압 변화 그래프이다.
도 10a 내지 도 10j는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 공정에 대한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 개략도이다.
도 12는 도 11의 어느 한 화소에 대한 회로도이다.
도 13은 도 12의 화소에 대한 평면도이다.
도 14는 도 13의 V-V'를 따라 자른 단면도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 화소에 대한 회로도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 화소에 대한 회로도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 화소의 일부분에 대한 단면도이다.1 is a plan view of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II' of FIG. 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 1.
Figure 4 is a cross-sectional view of a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a top view of a thin film transistor according to related technology.
FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line III-III' of FIG. 5, and FIG. 6b is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of FIG. 5.
Figure 7 is a photograph of a portion of a thin film transistor according to related technology.
Figures 8a and 8b are graphs of the threshold voltage of a thin film transistor.
9A and 9B are graphs of changes in threshold voltage of a thin film transistor.
10A to 10J are cross-sectional views of the manufacturing process of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a schematic diagram of a display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram of one pixel of FIG. 11.
Figure 13 is a top view of the pixel of Figure 12.
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line V-V' of FIG. 13.
Figure 15 is a circuit diagram of a pixel of a display device according to another embodiment of the present invention.
Figure 16 is a circuit diagram of a pixel of a display device according to another embodiment of the present invention.
Figure 17 is a cross-sectional view of a portion of a pixel of a display device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms, but the present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and are within the scope of common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to inform those who have the scope of the invention. The invention is defined only by the scope of the claims.
본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로, 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 구성 요소는 동일 참조 부호로 지칭될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략된다. The shape, size, ratio, angle, number, etc. shown in the drawings for explaining embodiments of the present invention are illustrative, and the present invention is not limited to the matters shown in the drawings. Like components may be referred to by the same reference numerals throughout the specification. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description is omitted.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소가 단수로 표현된 경우, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함한다. When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless the expression 'only' is used. If a component is expressed in the singular, the plural is included unless specifically stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.When interpreting a component, it is interpreted to include the margin of error even if there is no separate explicit description.
예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.For example, when the positional relationship between two parts is described as ‘on top’, ‘on the top’, ‘on the bottom’, ‘next to’, etc., the expressions ‘immediately’ or ‘directly’ are used. Unless otherwise specified, one or more other parts may be located between the two parts.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 마찬가지로, 예시적인 용어인 "위" 또는 "상"은 위와 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다.Spatially relative terms such as “below, beneath,” “lower,” “above,” and “upper” refer to one element or component as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation with other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element during use or operation in addition to the direction shown in the drawings. For example, if an element shown in the drawings is turned over, an element described as “below” or “beneath” another element may be placed “above” the other element. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Likewise, the illustrative terms “up” or “on” can include both up and down directions.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal relationship is described as 'after', 'successfully after', 'after', 'before', etc., 'immediately' or 'directly' Unless the expression is used, non-continuous cases may also be included.
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.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Accordingly, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.
"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. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, “at least one of the first, second, and third items” means each of the first, second, or third items, as well as two of the first, second, and third items. It can mean a combination of all items that can be presented from more than one.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be combined or combined with each other, partially or entirely, and various technical interconnections and operations are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other or may be implemented together in a related relationship. It may be possible.
본 발명의 실시예들을 설명하는 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.In adding reference numerals to components in each drawing for explaining embodiments of the present invention, the same components may have the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings.
본 발명의 실시예들에 있어서, 소스 전극과 드레인 전극은 설명의 편의를 위하여 구별한 것일 뿐, 소스 전극과 드레인 전극은 서로 바뀔 수 있다. 소스 전극이 드레인 전극이 되고, 드레인 전극이 소스 전극이 될 수 있다. 또한, 어느 한 실시예의 소스 전극은 다른 실시예에서 드레인 전극이 될 수 있고, 어느 한 실시예의 드레인 전극은 다른 실시예에서 소스 전극이 될 수 있다.In embodiments of the present invention, the source electrode and the drain electrode are distinguished only for convenience of explanation, and the source electrode and the drain electrode may be interchanged. The source electrode may become a drain electrode, and the drain electrode may become a source electrode. Additionally, the source electrode in one embodiment may become a drain electrode in another embodiment, and the drain electrode in one embodiment may become a source electrode in another embodiment.
본 발명의 어떤 실시예에서는, 설명의 편의를 위해 소스 영역과 소스 전극을 구별하고 드레인 영역과 드레인 전극을 구별하기도 하지만, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다. 소스 영역이 소스 전극이 될 수 있고, 드레인 영역이 드레인 전극이 될 수 있다. 또한, 소스 영역이 드레인 전극이 될 수도 있고, 드레인 영역이 소스 전극이 될 수도 있다.In some embodiments of the present invention, for convenience of explanation, a source region and a source electrode and a drain region and a drain electrode are distinguished, but the embodiments of the present invention are not limited thereto. The source region can be a source electrode, and the drain region can be a drain electrode. Additionally, the source region may be a drain electrode, and the drain region may be a source electrode.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(100)의 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이고, 도 3은 도 1의 II-II'를 따라 자른 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of a
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 액티브층(130), 게이트 절연막(120) 및 게이트 전극(140)을 포함한다. The
도 1을 참조하면, 액티브층(130)은 기판(110) 상에 배치된다.Referring to FIG. 1, the
기판(110)으로 유리 또는 플라스틱이 이용될 수 있다. 플라스틱으로 플렉서블 특성을 갖는 투명 플라스틱, 예를 들어, 폴리이미드가 이용될 수 있다. Glass or plastic may be used as the
기판(110) 상에 버퍼층(115)이 배치될 수 있다. 버퍼층(115)은 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(115)은 단일막으로 이루어질 수도 있고, 2개 이상의 막이 적층된 적층 구조를 가질 수도 있다. 버퍼층(115)은 우수한 절연성 및 평탄화 특성을 가지며, 액티브층(130)을 보호할 수 있다. 버퍼층(115)은 생략될 수 있다.A
도 2 및 도 3을 참조하면, 기판(110) 상의 버퍼층(115) 상에 액티브층(130)이 배치될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액티브층(130)은 산화물 반도체 물질을 포함하는 산화물 반도체층이다. According to one embodiment of the present invention, the
액티브층(130)은, 예를 들어, IZO(InZnO)계, IGO(InGaO)계, ITO(InSnO)계, IGZO(InGaZnO)계, IGZTO(InGaZnSnO)계, ITZO(InSnZnO)계 IGTO(InGaSnO)계, GO(GaO)계, GZTO(GaZnSnO)계 및 GZO(GaZnO)계 산화물 반도체 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 다른 산화물 반도체 물질에 의하여 액티브층(130)이 만들어질 수도 있다.The
액티브층(130)은 게이트 전극(140)과 중첩하는 채널부(131) 및 채널부(131)를 중심으로 서로 이격된 도체화부(132, 133)을 포함할 수 있다. 도체화부(132, 133)는 산화물 반도체층의 선택적 도체화에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어, 채널부(131)를 제외한 산화물 반도체층에 대한 플라즈마 처리 또는 수소 처리 등에 의하여, 도체화부(132, 133)가 만들어질 수 있다. The
채널부(131)의 어느 한 쪽에 위치하는 제1 도체화부(132)는 소스 전극(150)과 연결된다. 따라서, 제1 도체화부(132)를 소스 영역이고도 한다.The first
채널부(131)의 다른 한 쪽에 위치하는 제2 도체화부(133)는 드레인 전극(160)과 연결된다. 따라서, 제2 도체화부(133)를 드레인 영역이라고도 한다.The second
본 발명의 일 실시예에서, 설명의 편의를 위해 소스 영역과 소스 전극을 구별하고 드레인 영역과 드레인 전극을 구별한다. 그러나, 본 발명의 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니며, 소스 영역이 소스 전극이 될 수 있고, 드레인 영역이 드레인 전극이 될 수 있다. 또한, 소스 영역이 드레인 전극이 될 수도 있고, 드레인 영역이 소스 전극이 될 수도 있다.In one embodiment of the present invention, for convenience of explanation, a source region and a source electrode are distinguished, and a drain region and a drain electrode are distinguished. However, embodiments of the present invention are not limited to this, and the source region may be a source electrode and the drain region may be a drain electrode. Additionally, the source region may be a drain electrode, and the drain region may be a source electrode.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 도체화부(132)가 소스 전극이 되고, 제2 도체화부(133)가 드레인 전극이 될 수 있다. 또한, 제1 도체화부(132)가 드레인 전극이 되고, 제2 도체화부(133)가 소스 전극이 될 수도 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the first
액티브층(130) 상에 게이트 절연막(120)이 배치된다. 게이트 절연막(120)은 액티브층(130)과 게이트 절연막(120) 사이에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트 절연막(120)은 액티브층(130) 상의 제1 절연막(121) 및 제1 절연막(121) 상의 제2 절연막(122)을 포함한다.A
구체적으로, 제1 절연막(121)은 액티브층(130) 상에 배치된다. Specifically, the first insulating
제1 절연막(121)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 절연물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연막(121)은 SiO2와 같은 실리콘 산화물로 만들어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 절연막(121)은 평면상으로 액티브층(130)에 의하여 정의되는 영역 내에 배치된다. The first
제1 절연막(121) 상에 제2 절연막(122)이 배치된다. The second
제2 절연막(122)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등과 같은 절연물질을 포함할 수 있다. 제2 절연막(122)은 제1 절연막(121)과 동일한 물질로 만들어질 수도 있고, 다른 물질로 만들어질 수도 있다. 예를 들어, 제2 절연막(122)은 SiO2와 같은 실리콘 산화물로 만들어질 수 있다. The second
게이트 전극(140)은 게이트 절연막(120) 상에 배치된다. 구체적으로, 게이트 전극(140)은 액티브층(130)과 이격되어, 액티브층(130)과 적어도 일부 중첩한다. The
게이트 전극(140)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 네오듐(Nd) 및 티타늄(Ti) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 게이트 전극(140)은 물리적 성질이 다른 두 개 이상의 도전막을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.The
게이트 절연막(120) 및 게이트 전극(140)에 대한 상세한 구조는 후술된다.Detailed structures of the
도 2를 참조하면, 게이트 전극(140) 및 제2 절연막(122) 상에 층간 절연막(170)이 배치된다. 층간 절연막(170)은 절연물질로 이루어진다. 층간 절연막(170)은 유기물로 이루어질 수도 있고, 무기물로 이루어질 수도 있으며, 유기물층과 무기물층의 적층체로 이루어질 수도 있다.Referring to FIG. 2, an
본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)을 포함한다. 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)은 층간 절연막(170) 상에 배치된다. 소스 전극(150)과 드레인 전극(160)은 서로 이격되어 각각 액티브층(130)과 연결된다. 도 2를 참조하면, 층간 절연막(170)에 형성된 콘택홀을 통하여 소스 전극(150)과 드레인 전극(160)이 각각 액티브층(130)과 연결된다.The
소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)은 각각 금속 또는 금속의 합금으로 만들어진 단일층으로 이루어질 수도 있고, 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수도 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 액티브층(130), 게이트 전극(140), 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)은 박막 트랜지스터(100)를 구성한다.The
그러나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 액티브층(130) 중 채널부(131)를 제외한 다른 영역의 도체화에 의하여 형성된 제1 도체화부(132) 및 제2 도체화부(133)가 각각 소스 전극 및 드레인 전극 역할이 될 수도 있다.However, one embodiment of the present invention is not limited thereto. The first
이하, 게이트 절연막(120) 및 게이트 전극(140)를 보다 상세히 설며한다.Hereinafter, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 신뢰성 향상을 위하여 게이트 전극(140)이 3층막 구조를 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
박막 트랜지스터(100)에 있어서, 게이트 전극(140)과 이웃한 절연층 또는 게이트 전극(140) 상부의 절연층에 포함되어 있던 수소(H)가 액티브층(130)으로 이동하는 경우 액티브층(130)의 전기적 특성이 변할 수 있다. 액티브층(130)의 전기적 특성이 변하는 경우 박막 트랜지스터(100)의 전기적 특성이 변하여 박막 트랜지스터(100)의 신뢰성이 저하된다. 따라서, 박막 트랜지스터(100)의 신뢰성 확보를 위해, 액티브층(130)으로 이동되는 수소(H)를 차단하여 액티브층(130)의 전기적 특성이 변하는 것을 방지하는 것이 필요하다.In the
액티브층(130)으로 이동되는 수소(H)를 차단하기 위해, 게이트 전극(140)이 티타늄(Ti)층, 알루미늄(Al)층 및 티타늄(Ti)층이 순차적으로 적층된 3층막 구조를 가질 수 있다. 3층막 구조의 게이트 전극(140)에 포함된 포함된 티타늄(Ti)층은 수소(H)를 차단 또는 흡착하여, 수소(H)가 액티브층(130)으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.In order to block hydrogen (H) moving to the
그런데, 티타늄(Ti)의 식각률로 인해, 티타늄(Ti)층, 알루미늄(Al)층 및 티타늄(Ti)층을 포함하는 게이트 전극(140)의 가장자리는 90°에 가까운 테이프 각(θ1)을 가질 수 있다. 게이트 전극(140)의 가장자리의 경사각을 테이퍼(taper) 각(θ1)이라고 한다. However, due to the etching rate of titanium (Ti), the edge of the
게이트 절연막(120)이 게이트 전극(140)과 일괄 에칭되는 경우, 게이트 전극(140) 가장자리의 테이퍼 각(θ1)이 커지면, 게이트 절연막(120)의 가장자리에서의 테이퍼 각 역시 증가할 수 있다. 게이트 절연막(120) 가장자리의 테이퍼 각이 증가하는 경우, 게이트 전극(140)의 상부에 배치되는 층간 절연막(170)에 심(seam)과 같은 흠결이 발생되어, 게이트 전극(140)과 다른 전극 또는 배선 사이의 절연성이 저하되어 단락(short)이 발생될 수 있다.When the
예를 들어, 층간 절연막(170)에 심(seam)이 발생되는 경우, 게이트 전극(140)과 소스 전극(150) 사이 및 게이트 전극(140)과 드레인 전극(160) 사이에 단락(short)이 발생되어, 박막 트랜지스터(100)의 신뢰성이 저하될 수 있다.For example, when a seam occurs in the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트 절연막(120)의 구조가 개선되어, 게이트 전극(140)과 소스 전극(150) 사이 및 게이트 전극(140)과 드레인 전극(160) 사이에 단락(short)이 방지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the structure of the
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 절연막(121) 및 제1 절연막(121) 상의 제2 절연막(122)에 의하여 게이트 절연막(120)이 형성된다.Specifically, according to one embodiment of the present invention, the
도 2를 참조하면, 액티브층(130) 중 게이트 전극(140)과 중첩하는 영역은 제1 절연막(121)에 의하여 커버된다. 구체적으로, 게이트 전극(140)과 액티브층(130)이 중첩하는 영역은, 평면상으로 제1 절연막(121)에 의하여 정의되는 영역 내에 위치한다. 예를 들어, 게이트 전극(140)과 액티브층(130)이 중첩하는 영역은 채널부(131)일 수 있다. 채널부(131)의 폭은 제1 절연막(121)의 폭보다 작거나 같을 수 있다. 게이트 전극(140)과 액티브층(130) 사이에는 제1 절연막(121) 및 제2 절연막(122)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(140)은 제1 절연막(121)과 액티브층(130)이 중첩하는 영역 내에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the area of the
액티브층(130) 중 게이트 전극(140)과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 제1 절연막(121)으로부터 노출되어 제2 절연막(122)과 접촉한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 액티브층(130) 중 게이트 전극(140)과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 제2 절연막(122)이 액티브층(130)과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다. 그리고, 액티브층(130) 중 게이트 전극(140)과 중첩하지 않는 영역에서 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)이 액티브층(130)과 접촉할 수 있다. 액티브층(130)의 양측 상부면은 제2 절연막(122)의 하부면과 직접 접촉할 수 있다.At least a portion of the area of the
또한, 제1 절연막(121)은 평면상으로 액티브층(130)에 의하여 정의되는 영역 내부에 배치된다. 이러한 제1 절연막(121)은 게이트 전극(140)과의 일괄 공정에 의하여 형성되지 않고, 액티브층(130)과의 일괄 공정에 의하여 형성될 수 있다.Additionally, the first insulating
그 결과, 제1 절연막(121)의 가장자리의 테이퍼 각(θ2)은 게이트 전극(140) 가장자리의 테이퍼 각(θ1)에 영향을 받지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 절연막(121)의 가장자리의 테이퍼 각(θ2)은 완만한 경사각을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 절연막(121)의 가장자리의 테이퍼 각(θ2)은 60° 이하의 경사각을 가질 수 있다. 제1 절연막(121)의 가장자리의 테이퍼 각(θ2)이 60° 이하인 경우, 이어지는 층간 절연막(170) 형성 과정에서 심(seam) 발생이 방지될 수 있다.As a result, the taper angle θ2 of the edge of the first insulating
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 액티브층(130) 상에서 제1 절연막(121)은 게이트 전극(140)보다 큰 폭을 가질 수 있다. 여기서, 제1 절연막(121)의 폭 및 게이트 전극(140)의 폭은, 박막 트랜지스터(100)가 온 되었을 때, 액티브층(130)으로 흐르는 전류의 방향과 동일한 방향을 따라 제1 절연막(121) 및 게이트 전극(140)을 건너지르는 거리로 각각 정의된다. 구체적으로, 도 1의 x축 방향이 제1 절연막(121) 및 게이트 전극(140)의 폭 방향이다.Additionally, referring to FIGS. 1 and 2 , the first insulating
참고로, 도 3을 참고하면, 폭 방향과 수직한 y축 방향을 따라 절단된 단면에서, 게이트 전극(140)은 액티브층(130)과 중첩되는 영역 이외의 영역으로 연장될 수 있다. 그러나, 제1 절연막(121)은 액티브층(130) 영역 이외의 영역으로 연장되지 않는다. 반면, 제2 절연막(121)은 액티브층(130) 영역 이외의 영역으로 연장되어 배치될 수 있다.For reference, referring to FIG. 3 , in a cross section cut along the y-axis direction perpendicular to the width direction, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 절연막(121)의 가장자리의 테이퍼 각(θ2)이 완만하고, 도 1의 x축 방향을 따라 제1 절연막(121)이 게이트 전극(140)보다 큰 폭을 가져, 제1 절연막(121)이 게이트 전극(140)의 외부로 노출되어 있기 때문에, 게이트 전극(140)의 하부에서 게이트 절연막(120)의 경사가 완만하다.According to one embodiment of the present invention, the taper angle θ2 of the edge of the first insulating
따라서, 게이트 전극(140) 또는 게이트 절연막(120)과의 경계부에서 층간 절연막(170)에 심(seam)과 같은 흠결이 발생되는 것이 방지된다. 그 결과, 게이트 전극(140)과 다른 전극 또는 배선 사이의 절연성이 저하되어 단락(short)이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트 전극(140)에 대한 절연성이 향상되고, 게이트 전극(140)과 소스 전극(150) 사이 또는 게이트 전극(140)과 드레인 전극(160) 사이에 우수한 절연성이 확보되어, 박막 트랜지스터(100)의 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.Accordingly, defects such as seams are prevented from occurring in the
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 박막 트랜지스터(100)는 표시장치의 스위칭 트랜지스터로 사용될 수 있다.The
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(200)의 단면도이다. 이하, 중복을 피하기 위하여, 이미 설명된 구성요소에 대한 설명은 생략된다. Figure 4 is a cross-sectional view of a
도 4의 박막 트랜지스터(200)는, 도 2에 도시된 박막 트랜지스터(100)와 비교하여, 기판(110)과 버퍼층(115) 사이에 배치된 광차단층(180)을 더 포함한다. 광차단층(180)은 액티브층(130)과 중첩한다. Compared to the
광차단층(180)은 외부로부터 박막 트랜지스터(200)의 액티브층(130)으로 입사되는 광을 차단하여, 외부 입사 광에 의한 액티브층(130)의 손상을 방지한다.The
광차단층(180)은 금속과 같은 전기 전도성 물질로 만들어질 수 있다. 버퍼층(115)은 광차단층(180)과 액티브층(130)을 절연시킨다. 광차단층(180)은 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수도 있다.The
또한, 도 4를 참조하면, 액티브층(130)은 제1 산화물 반도체층(130a) 및 제1 산화물 반도체층(130a) 상의 제2 산화물 반도체층(130b)을 포함한다. 제1 산화물 반도체층(130a)은 제2 산화물 반도체층(130b)을 지지하는 지지층 역할을 하고, 제2 산화물 반도체층(130b)은 채널층 역할을 한다. 액티브층(130)의 채널은 주로 제2 산화물 반도체층(130b)에 형성된다.Additionally, referring to FIG. 4 , the
지지층 역할을 하는 제1 산화물 반도체층(130a)은 우수한 막 안정성 및 기계적 특성을 갖는다. 막 안정성을 위해 제1 산화물 반도체층(130a)은 갈륨(Ga)를 포함할 수 있다. 갈륨(Ga)은 산소와 안정적인 결합을 형성하며, 갈륨 산화물은 우수한 막 안정성을 갖는다. The first
제1 산화물 반도체층(130a)은, 예를 들어, IGZO(InGaZnO)계, IGO(InGaO)계, IGTO(InGaSnO)계, IGZTO(InGaZnSnO)계, GZTO(GaZnSnO)계, GZO(GaZnO)계 및 GO(GaO)계 산화물 반도체 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The first
채널층 역할을 하는 제2 산화물 반도체층(130b)은, 예를 들어, IZO(InZnO)계, IGO(InGaO)계, ITO(InSnO)계, IGZO(InGaZnO)계, IGZTO(InGaZnSnO)계, GZTO (GaZnSnO)계 및 ITZO(InSnZnO)계 산화물 반도체 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 당업계에 알려진 다른 산화물 반도체 물질에 의하여 제2 산화물 반도체층(130b)이 만들어질 수도 있다.The second
도 5는 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터(10)의 평면도이고, 도 6a는 도 5의 III-III'를 따라 자른 단면도이고, 도 6b는 도 5의 IV-IV'를 따라 자른 단면도이다. 도 7은 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터의 일부분에 대한 사진이다.FIG. 5 is a plan view of a
도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터(10)의 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(140)과 동일한 패턴 형상을 갖는다. Referring to FIGS. 5, 6A, and 6B, the
도 6a 및 6b를 참조하면, 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터(10)의 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(140)과 액티브층(130) 사이에 배치되며(도 6a), 게이트 전극(140)이 액티브층(130)의 외부 영역으로 연장된 경우 게이트 절연막(120) 역시 액티브층(130)의 외부 영역으로 연장된다(도 6b). Referring to FIGS. 6A and 6B, the
관련 기술에 따른 박막 트랜지스터(10)의 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(140)과 함께 일괄 공정으로 형성될 수 있다. The
관련 기술에 따르면, 액티브층(130)으로 이동되는 수소(H)를 차단하기 위해, 티타늄(Ti)층, 알루미늄(Al)층 및 티타늄(Ti)층이 순차적으로 적층된 3층막 구조의 게이트 전극(140)이 사용된다. 3층막 구조의 게이트 전극(140)에 포함된 포함된 티타늄(Ti)층은 수소(H)를 차단 또는 흡착하여, 수소(H)가 액티브층(130)으로 이동하는 것을 차단할 수 있다.According to related technology, in order to block hydrogen (H) moving to the
티타늄(Ti)의 식각률로 인해, 티타늄(Ti)층, 알루미늄(Al)층 및 티타늄(Ti)층을 포함하는 게이트 전극(140)은 90°에 가까운 테이프 각(θ3)을 갖는다. 도 7의 참조하면, 티타늄(Ti)층, 알루미늄(Al)층 및 티타늄(Ti)층을 포함하는 게이트 전극(140)의 가장자리에서 테이프 각(θ3)이 약 90° 정도임을 확인할 수 있다.Due to the etch rate of titanium (Ti), the
관련 기술에 따르면 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(140)과 일괄 에칭되어 형성된다. 도 6a 및 도 7을 참조하면, 게이트 전극(140) 가장자리의 테이퍼 각(θ3)이 약 90° 정도이고, 그에 따라, 게이트 절연막(120)의 가장자리에서의 테이퍼 각(θ4) 역시 90° 정도가 된다. According to related technology, the
도 7을 참조하면, 게이트 절연막(120) 가장자리의 테이퍼 각(θ4) 이 증가하는 경우, 게이트 전극(140)의 상부에 배치되는 층간 절연막(170)에 심(seam)과 같은 흠결이 발생되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, when the taper angle θ4 of the edge of the
도 7에 도시된 바와 같이 층간 절연막(170)에 심(seam)이 발생되는 경우, 게이트 전극(140)과 소스 전극(150) 사이 및 게이트 전극(140)과 드레인 전극(160) 사이에 단락(short)이 발생될 수 있으며, 박막 트랜지스터(100)의 신뢰성이 저하된다. 이러한 불량을 방지하기 위해, 게이트 절연막(120) 가장자리의 테이퍼 각도(θ4)를 줄이는 것이 필요하다. 그러나, 관련 기술에 따를 경우, 게이트 절연막(120) 가장자리의 테이퍼 각도(θ4)를 줄이기 위해, 2차에 걸쳐 게이트 절연막(120)을 패터닝하는 것이 필요하다. 따라서, 이 경우, 마스크를 사용하는 공정의 수가 증가하며, 공정 비용이 증가한다.As shown in FIG. 7, when a seam occurs in the
도 8a 및 8b는 박막 트랜지스터의 문턱전압에 대한 그래프이다. Figures 8a and 8b are graphs of the threshold voltage of a thin film transistor.
구체적으로, 도 8a는 200nm 두께의 몰리브덴(Mo) 층이 게이트 전극(140)으로 사용된 박막 트랜지스터에 대한 문턱전압 그래프이고, 8b는 50nm 두께의 알루미늄(Al)층, 100nm 두께의 몰리브덴(Mo)층 및 50nm 두께의 알루미늄(Al)층 적층되어 이루어진 게이트 전극(140)을 포함하는 박막 트랜지스터에 대한 문턱전압 그래프이다.Specifically, Figure 8a is a threshold voltage graph for a thin film transistor in which a 200 nm thick molybdenum (Mo) layer was used as the
도 8b를 참고하면, 알루미늄(Al)층, 몰리브덴(Mo)층 및 알루미늄(Al)층 적층되어 이루어진 게이트 전극(140)을 포함하는 박막 트랜지스터는 우수한 문턱전압 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 8B, it can be seen that the thin film transistor including the
도 9a 및 9b는 박막 트랜지스터의 문턱 전압 변화 그래프이다.9A and 9B are graphs of changes in threshold voltage of a thin film transistor.
구체적으로, 도 9a는 200nm 두께의 몰리브덴(Mo) 층이 게이트 전극(140)으로 사용된 박막 트랜지스터에 대한 문턱전압 변화 그래프이고, 9b는 50nm 두께의 알루미늄(Al)층, 100nm 두께의 몰리브덴(Mo)층 및 50nm 두께의 알루미늄(Al)층 적층되어 이루어진 게이트 전극(140)을 포함하는 박막 트랜지스터에 대한 문턱전압 변화 그래프이다.Specifically, Figure 9a is a graph of the threshold voltage change for a thin film transistor in which a 200 nm thick molybdenum (Mo) layer was used as the
보다 구체적으로, 도 9a 및 9b는 관련 기술에 따른 박막 트랜지스터에 대하여, NBTS(Negative Bias Temperature Stress) 조건에서 측정된 문턱전압 변화(ΔVth)를 나타낸다. 90℃의 온도에서, 10V의 게이트 전압 및 OV의 드레인 전압(Vd)이 인가될 때, 90분동안 시간에 따른 문턱전압 변화(ΔVth)가 측정되었다. 문턱전압 변화(ΔVth)는 복수회 측정되었다.More specifically, FIGS. 9A and 9B show the threshold voltage change (ΔVth) measured under NBTS (Negative Bias Temperature Stress) conditions for a thin film transistor according to related technology. At a temperature of 90°C, when a gate voltage of 10V and a drain voltage (Vd) of OV were applied, the change in threshold voltage (ΔVth) over time was measured for 90 minutes. The threshold voltage change (ΔVth) was measured multiple times.
도 9a 및 9b를 참조하면, 200nm 두께의 몰리브덴(Mo) 층이 게이트 전극(140)으로 사용된 박막 트랜지스터와 비교하여, 50nm 두께의 알루미늄(Al)층, 100nm 두께의 몰리브덴(Mo)층 및 50nm 두께의 알루미늄(Al)층 적층되어 이루어진 게이트 전극(140)을 포함하는 박막 트랜지스터에서 문턱전압 변화가 작다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 9A and 9B, compared to the thin film transistor in which a 200 nm thick molybdenum (Mo) layer was used as the
이하, 도 10a 내지 도 10j를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(100)의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the
도 10a 내지 도 10j는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터(100)의 제조 공정에 대한 단면도이다.10A to 10J are cross-sectional views of the manufacturing process of the
도 10a를 참조하면, 기판(110) 상에 버퍼층(115), 액티브 물질층(130m) 및 제1 절연 물질층(121a)이 형성된다. 액티브 물질층(130m)은 산화물 반도체 물질에 의하여 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액티브 물질층(130m)은 산화물 반도체 물질층이다. 액티브 물질층(130m)이 패터닝되어 액티브층(130)이 된다.Referring to FIG. 10A, a
제1 절연 물질층(121a)은 절연 물질로 만들어질 수 있다. 제1 절연 물질층(121a) 형성을 위한 절연 물질로, 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 사용될 수 있다. 제1 절연 물질층(121a)이 패터닝되어 제1 절연막(121)이 된다.The first insulating
도 10b를 참조하면, 제1 절연 물질층(121a) 상에 포토 레지스트 패턴(310)이 형성된다. 포토 레지스트 패턴(310)은 두께 단차를 갖는다. 이러한 포토 레지스트 패턴(310)은 하프톤 마스크를 이용하는 노광 및 현상에 의해 만들어질 수 있다. Referring to FIG. 10b, a
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하프톤 마스크를 이용하는 선택적 노광 및 식각에 의하여 액티브층(130) 및 제1 절연막(121)이 형성된다.As such, according to an embodiment of the present invention, the
도 10c를 참조하면, 포토 레지스트 패턴(310)을 마스크로 하는 식각에 의하여 제1 절연 물질층(121a)이 식각된다. 제1 절연 물질층(121a)의 식각을 위하여 습식 식각 또는 건식 식각이 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 식각이 적용될 수 있다.Referring to FIG. 10C, the first insulating
도 10d를 참조하면, 포토 레지스트 패턴(310)을 마스크로 하는 식각에 의하여 액티브 물질층(130m)이 식각된다. 액티브 물질층(130m)의 식각을 위하여 습식 식각 또는 건식 식각이 적용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 습식 식각이 적용될 수 있다. 그 결과, 액티브층(130)이 형성된다.Referring to FIG. 10D, the
제1 절연 물질층(121a)의 식각과 액티브 물질층(130m)의 식각은 공정으로 이루어질 수 있다.Etching of the first insulating
도 10e를 참조하면, 애싱(ashing)에 의하여 포토 레지스트 패턴(310)의 일부가 제거되어, 2차 포토 레지스트 패턴(312)이 형성된다. Referring to FIG. 10E, a portion of the photo resist
도 10f를 참조하면, 2차 포토 레지스트 패턴(312)을 마스크로 하는 식각에 의하여 제1 절연 물질층(121a)의 일부가 제거된다. 이를 제1 절연 물질층(121a)의 2차 식각이라고 한다. 제1 절연 물질층(121a)의 2차 식각에 의하여 제1 절연막(121)이 형성된다.Referring to FIG. 10F, a portion of the first insulating
예를 들어, 건식 식각 방법에 의하여 제1 절연 물질층(121a)의 2차 식각이 이루어질 수 있다. 제1 절연 물질층(121a)의 2차 식각에 별도의 패턴 마스크가 사용되는 것이 아니며, 2차 포토 레지스트 패턴(312)이 마스크 기능을 한다.For example, secondary etching of the first insulating
제1 절연 물질층(121a)의 2차 식각 과정에서 액티브층(130)의 일부가 도체화된다. 구체적으로, 액티브층(130) 중 제1 절연막(121)에 의해 보호되지 않은 영역이 도체화되어 제1 도체화부(132) 및 제2 도체화부(133)가 형성될 수 있다. During the secondary etching process of the first insulating
도 10g를 참조하면, 애싱(ashing)에 의하여 2차 포토 레지스트 패턴(312)이 제거된다.Referring to FIG. 10g, the secondary photo resist
도 10h를 참조하면, 액티브층(130) 및 제1 절연막(121) 상에 제2 절연막(122)이 형성된다. 제2 절연막(122)은 절연 물질로 만들어질 수 있다. 제2 절연막(122) 형성을 위한 절연 물질로, 예를 들어, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 10H, a second insulating
도 10h를 참조하면. 액티브층(130)의 적어도 일부는 제1 절연막(121)으로부터 노출되어 제2 절연막(122)과 접촉한다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예 따르면, 하나의 하프톤 마스크 공정에 의하여, 액티브층(130) 및 게이트 절연막(120)이 형성되며, 게이트 절연막(120)은 완만한 경사각을 가질 수 있다. 특히, 제1 절연막(121)의 가장자리가 완만한 경사각을 가질 수 있다.Referring to Figure 10h. At least a portion of the
도 10i를 참조하면, 제2 절연막(122) 상에 게이트 전극(140)이 형성된다.Referring to FIG. 10I, a
게이트 전극(140)은 상기 액티브층과 중첩한다. 게이트 전극(140)과 액티브층(130)이 중첩하는 영역은, 평면상으로 제1 절연막(121)에 의하여 정의되는 영역 내에 위치한다. The
도 10j를 참조하면, 제2 절연막(122) 상에 층간 절연막(170)이 형성되고, 층간 절연막(170) 상에 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)이 형성되어 박막 트랜지스터(100)가 완성된다.Referring to FIG. 10J, an
이하, 도 11 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(300)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(300)는, 기판(110), 기판(110) 상의 화소 구동부(PDC) 및 화소 구동부(PDC)와 연결된 표시 소자(710)를 포함한다. 화소 구동부(PDC)는 박막 트랜지스터를 포함한다. The
박막 트랜지스터로, 도 2 및 도 4에 도시된 박막 트랜지스터들(100, 200)이 각각 사용될 수 있다. 따라서, 중복 설명을 피하기 위하여, 박막 트랜지스터들(100, 200)에 대한 설명은 이하에서 생략된다.As a thin film transistor, the
도 11는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(300)의 개략도이다.Figure 11 is a schematic diagram of a
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(300)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상의 화소(P), 게이트 드라이버(220), 데이터 드라이버(230) 및 제어부(240)를 포함한다.As shown in FIG. 11, the
기판(110) 상에 게이트 라인(GL)들 및 데이터 라인(DL)들이 배치되고, 게이트 라인(GL)들과 데이터 라인(DL)들의 교차 영역에 화소(P)가 배치된다. 화소(P)는, 표시 소자(710) 및 표시 소자(710)를 구동하는 화소 구동부(PDC)를 포함한다. 화소(P)의 구동에 의해 영상이 표시된다. Gate lines GL and data lines DL are disposed on the
제어부(240)는 게이트 드라이버(220)와 데이터 드라이버(230)를 제어한다.The
제어부(240)는 외부 시스템(미도시)으로부터 공급되는 수직/수평 동기신호와 클럭 신호를 이용하여, 게이트 드라이버(220)를 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS) 및 데이터 드라이버(230)를 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 출력한다. 또한, 제어부(240)는 외부 시스템으로부터 입력되는 입력영상데이터를 샘플링한 후 이를 재정렬하여, 재정렬된 디지털 영상데이터(RGB)를 데이터 드라이버(230)에 공급한다. The
게이트 제어신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP), 게이트 쉬프트 클럭(GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE), 스타트 신호(Vst) 및 게이트 클럭(GCLK) 등을 포함한다. 또한, 게이트 제어신호(GCS)에는 쉬프트 레지스터를 제어하기 위한 제어신호들이 포함될 수 있다.The gate control signal (GCS) includes a gate start pulse (GSP), gate shift clock (GSC), gate output enable signal (GOE), start signal (Vst), and gate clock (GCLK). Additionally, the gate control signal (GCS) may include control signals for controlling the shift register.
데이터 제어신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP), 소스 쉬프트 클럭신호(SSC), 소스 출력 이네이블 신호(SOE), 극성제어신호(POL) 등을 포함한다. The data control signal (DCS) includes a source start pulse (SSP), source shift clock signal (SSC), source output enable signal (SOE), and polarity control signal (POL).
데이터 드라이버(230)는 기판(110) 상의 데이터 라인(DL)들로 데이터 전압을 공급한다. 구체적으로, 데이터 드라이버(230)는 제어부(240)로부터 입력된 영상데이터(RGB)를 아날로그 데이터 전압으로 변환하여, 데이터 전압을 데이터 라인(DL)들에 공급한다. The
게이트 드라이버(220)는 1 프레임 동안 게이트 라인(GL)들에 게이트 펄스(GP)를 순차적으로 공급한다. 여기서, 1 프레임이란, 표시 패널을 통해 하나의 이미지가 출력되는 기간을 말한다. 또한, 게이트 드라이버(220)는 1 프레임 중 게이트 펄스(GP)가 공급되지 않는 나머지 기간 동안에는, 스위칭 소자를 턴오프시킬 수 있는 게이트 오프 신호(Goff)를 게이트 라인(GL)에 공급한다. 이하, 게이트 펄스(GP)와 게이트 오프 신호(Goff)를 총칭하여 스캔신호(SS)라 한다. The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 게이트 드라이버(220)는 표시 패널에 실장될 수 있다. 이와 같이, 게이트 드라이버(220)가 기판(110)에 직접 실장되어 있는 구조를 게이트 인 패널(Gate In Panel: GIP) 구조라고 한다.According to one embodiment of the present invention, the
도 12는 도 11의 어느 한 화소(P)에 대한 회로도이고, 도 13는 도 12의 화소(P)에 대한 평면도이고, 도 14는 도 13의 V-V'를 따라 자른 단면도이다.FIG. 12 is a circuit diagram of a pixel (P) in FIG. 11, FIG. 13 is a plan view of a pixel (P) in FIG. 12, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line V-V' of FIG. 13.
도 12의 회로도는 발광 소자(710)로 유기발광 다이오드(OLED)를 포함하는 표시장치(300)의 한 화소(P)에 대한 등가 회로도이다. 도 12의 화소 구동부(PDC)는 스위칭 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(TR1) 및 구동 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(TR2)를 포함한다. The circuit diagram of FIG. 12 is an equivalent circuit diagram for one pixel (P) of the
제1 박막 트랜지스터(TR1) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)로, 도 2 및 도 4에 도시된 박막 트랜지스터들(100, 200)이 각각 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 스위칭 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(TR1)로 도 2 및 도 3의 박막 트랜지스터들(100, 200)이 사용될 수 있다. As the first thin film transistor TR1 and the second thin film transistor TR2, the
제1 박막 트랜지스터(TR1)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 연결되어 있으며, 게이트 라인(GL)을 통해 공급되는 스캔신호(SS)에 의해 턴온 또는 턴오프된다. The first thin film transistor TR1 is connected to the gate line GL and the data line DL, and is turned on or off by the scan signal SS supplied through the gate line GL.
데이터 라인(DL)은 화소 구동부(PDC)로 데이터 전압(Vdata)을 제공하며, 제1박막 트랜지스터(TR1)는 데이터 전압(Vdata)의 인가를 제어한다. The data line DL provides the data voltage Vdata to the pixel driver PDC, and the first thin film transistor TR1 controls the application of the data voltage Vdata.
구동 전압 라인(PL)은 표시 소자(710)로 구동 전압(Vdd)을 제공하며, 제2 박막 트랜지스터(TR2)는 구동 전압(Vdd)을 제어한다. 구동 전압(Vdd)은 표시 소자(710)인 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 화소 구동 전압이다.The driving voltage line PL provides a driving voltage (Vdd) to the
게이트 드라이버(220)로부터 게이트 라인(GL)을 통하여 인가된 스캔신호(SS)에 의해 제1 박막 트랜지스터(TR1)가 턴온될 때, 데이터 라인(DL)을 통해 공급된 데이터 전압(Vdata)이 발광 소자(710)와 연결된 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)으로 공급된다. 데이터 전압(Vdata)은 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)과 소스 전극(S2) 사이에 형성된 제1 커패시터(C1)에 충전된다. 제1 커패시터(C1)는 스토리지 캐패시터(Cst)이다. 제1 커패시터(C1)는 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)과 연결된 제1 커패시터 전극(C11) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 소스 전극(S2)과 연결된 제2 커패시터 전극(C12)을 포함한다.When the first thin film transistor TR1 is turned on by the scan signal SS applied from the
데이터 전압(Vdata)에 따라 제2 박막 트랜지스터(TR2)를 통해 표시 소자(710)인 유기발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류의 양이 제어되며, 이에 따라, 표시 소자(710)로부터 출력되는 광의 계조가 제어될 수 있다.The amount of current supplied to the organic light emitting diode (OLED), which is the
도 13 및 도 14를 참조하면, 화소 구동부(PDC)는 기판(110) 상에 배치된다.Referring to FIGS. 13 and 14 , the pixel driver (PDC) is disposed on the
기판(110)은 유리 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. The
화소 구동부(PDC)는, 기판(110) 상의 광차단층(180), 광차단층(180) 상의 버퍼층(115), 버퍼층(115) 상의 액티브층(130)(A1, A2), 액티브층(130)(A1, A2)과 적어도 일부 중첩하는 게이트 전극(G1, G2) 및 액티브층(130)(A1, A2)과 각각 연결된 소스 전극(S1, S2) 및 드레인 전극(D1, D2)을 포함한다.The pixel driver (PDC) includes a
광차단층(180)은 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진다. 광차단층(180)은 외부로부터 입사되는 광을 차단하여 액티브층(130)을 보호한다. The
광차단층(180) 상에 버퍼층(115)이 배치된다. 버퍼층(115)은 절연성 물질로 이루어지며, 외부로부터 유입되는 수분이나 산소 등으로부터 액티브층(130)을 보호한다. A
버퍼층(115) 상에 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 제1 액티브층(A1) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 제2 액티브층(A2)이 배치된다. 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 제1 액티브층(A1) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 제2 액티브층(A2) 중 적어도 하나는 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. The first active layer A1 of the first thin film transistor TR1 and the second active layer A2 of the second thin film transistor TR2 are disposed on the
액티브층(130) 상에 게이트 절연막(120)이 배치된다. 게이트 절연막(120)은 제1 절연막(121) 및 제2 절연막(122)을 포함한다. A
게이트 절연막(129) 상에 게이트 전극(G1, G2)이 배치된다. 게이트 전극(G1, G2)은 게이트 라인(GL)으로부터 연장된 부분일 수도 있고, 게이트 라인(GL)의 일부일 수도 있다. Gate electrodes G1 and G2 are disposed on the gate insulating film 129. The gate electrodes G1 and G2 may be extended from the gate line GL or may be a part of the gate line GL.
게이트 전극(G1, G2) 상에 층간 절연막(170)이 배치된다.An interlayer insulating
층간 절연막(170) 상에 소스 전극(S1, S2) 및 드레인 전극(D1, D2)이 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스 전극(S1, S2)과 드레인 전극(D1, D2)은 설명의 편의를 위하여 구별한 것일 뿐, 소스 전극(S1, S2)과 드레인 전극(D1, D2)은 서로 바뀔 수 있다. 따라서, 소스 전극(S1, S2)은 드레인 전극(D1, D2)이 될 수 있고, 드레인 전극(D1, 2)은 소스 전극(S1, S2)이 될 수도 있다. Source electrodes (S1, S2) and drain electrodes (D1, D2) are disposed on the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 소스 전극(S1)과 드레인 전극(D1)은 서로 이격되어 각각 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 제1 액티브층(A1)과 연결된다. 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 소스 전극(S2)과 드레인 전극(D2)은 서로 이격되어 각각 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 제2 액티브층(A2)과 연결된다.According to one embodiment of the present invention, the source electrode (S1) and the drain electrode (D1) of the first thin film transistor (TR1) are spaced apart from each other and are respectively connected to the first active layer (A1) of the first thin film transistor (TR1). do. The source electrode S2 and the drain electrode D2 of the second thin film transistor TR2 are spaced apart from each other and are respectively connected to the second active layer A2 of the second thin film transistor TR2.
또한, 층간 절연막(170) 상에 데이터 라인(DL)과 구동 전원 라인(PL)이 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 소스 전극(S1)은 데이터 라인(DL)과 연결된다. 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극(D2)은 구동 전원 라인(PL)과 연결된다.Additionally, a data line DL and a driving power line PL are disposed on the
소스 전극(S1, S2), 드레인 전극(D1, D2), 데이터 라인(DL) 및 구동 전원 라인(PL) 상에 평탄화층(750)이 배치된다. 평탄화층(190)은 제1 박막 트랜지스터(TR1) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 상부를 평탄화하며, 제1 박막 트랜지스터(TR1) 및 제2 박막 트랜지스터(TR2)를 보호한다.A
평탄화층(190) 상에 표시 소자(710)의 제1 전극(711)이 배치된다. 표시 소자(710)의 제1 전극(711)은 평탄화층(190)에 형성된 콘택홀을 통하여, 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 소스 전극(S2)과 연결된다.The
제1 전극(711)의 가장자리에 뱅크층(750)이 배치된다. 뱅크층(750)은 표시 소자(710)의 발광 영역을 정의한다.A
제1 전극(711) 상에 유기 발광층(712)이 배치되고, 유기 발광층(712) 상에 제2 전극(713)이 배치된다. 그에 따라, 표시 소자(710)가 완성된다. 도 14에 도시된 표시 소자(710)는 유기발광 다이오드(OLED)이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(300)는 유기발광 표시장치이다.An
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(400)의 화소(P)에 대한 회로도이다. 도 15는 유기발광 표시장치의 화소(P)에 대한 등가 회로도이다.Figure 15 is a circuit diagram of a pixel P of the
도 15에 도시된 표시장치(400)의 화소(P)는, 표시 소자(710)인 유기발광 다이오드(OLED) 및 표시 소자(710)를 구동하는 화소 구동부(PDC)를 포함한다. 표시 소자(710)는 화소 구동부 (PDC)와 연결된다.The pixel P of the
화소(P)에는, 화소 구동부(PDC)에 신호를 공급하는 신호 라인들(DL, GL, PL, RL, SCL)이 배치되어 있다. In the pixel P, signal lines DL, GL, PL, RL, and SCL that supply signals to the pixel driver PDC are disposed.
데이터 라인(DL)으로 데이터 전압(Vdata)이 공급되고, 게이트 라인(GL)으로 스캔신호(SS)가 공급되고, 구동 전압 라인(PL)으로 화소를 구동하는 구동 전압(Vdd)이 공급되고, 레퍼런스 라인(RL)으로는 레퍼런스 전압(Vref)이 공급되고, 센싱 제어 라인(SCL)으로 센싱 제어 신호(SCS)가 공급된다. A data voltage (Vdata) is supplied to the data line (DL), a scan signal (SS) is supplied to the gate line (GL), and a driving voltage (Vdd) for driving the pixel is supplied to the driving voltage line (PL). The reference voltage (Vref) is supplied to the reference line (RL), and the sensing control signal (SCS) is supplied to the sensing control line (SCL).
도 15을 참조하면, n번째 화소(P)의 게이트 라인을 "GLn"이라 할 때, 이웃한 n-1번째 화소(P)의 게이트 라인은 "GLn-1"이며, n-1번째 화소(P)의 게이트 라인 "GLn-1"은 n번째 화소(P)의 센싱 제어 라인(SCL) 역할을 한다.Referring to FIG. 15, when the gate line of the n-th pixel (P) is called "GLn", the gate line of the neighboring n-1th pixel (P) is "GLn-1", and the gate line of the n-1th pixel (P) is "GLn-1". The gate line “GLn-1” of P) serves as the sensing control line (SCL) of the nth pixel (P).
화소 구동부(PDC)는, 예를 들어, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 연결된 제1 박막 트랜지스터(TR1)(스위칭 트랜지스터), 제1 박막 트랜지스터(TR1)를 통해 전송된 데이터 전압(Vdata)에 따라 표시 소자(710)로 출력되는 전류의 크기를 제어하는 제2 박막 트랜지스터(TR2)(구동 트랜지스터), 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 특성을 감지하기 위한 제3 박막 트랜지스터(TR3)(레퍼런스 트랜지스터)를 포함한다. For example, the pixel driver PDC may include a first thin film transistor TR1 (switching transistor) connected to the gate line GL and the data line DL, and a data voltage transmitted through the first thin film transistor TR1 ( A second thin film transistor (TR2) (driving transistor) that controls the size of the current output to the
제1 박막 트랜지스터(TR1)는 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔신호(SS)에 의해 턴온되어, 데이터 라인(DL)으로 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)으로 전송한다. The first thin film transistor TR1 is turned on by the scan signal SS supplied to the gate line GL, and the data voltage Vdata supplied to the data line DL is connected to the gate electrode of the second thin film transistor TR2. Send to (G2).
제3 박막 트랜지스터(TR3)는 제2 박막 트랜지스터(TR2)와 발광 소자(710) 사이의 제1노드(n1) 및 레퍼런스 라인(RL)에 연결되어, 센싱 제어 신호(SCS)에 의해 턴온 또는 턴오프되며, 센싱 기간에 구동 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 특성을 감지한다. The third thin film transistor TR3 is connected to the first node (n1) and the reference line (RL) between the second thin film transistor (TR2) and the
제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)과 연결된 제2 노드(n2)는 제1 박막 트랜지스터(TR1)와 연결된다. 제2 노드(n2)와 제1 노드(n1) 사이에 제1 커패시터(C1)가 형성된다. 제1 커패시터(C1)를 스토리지 커패시터(Cst)라고도 한다. The second node (n2) connected to the gate electrode (G2) of the second thin film transistor (TR2) is connected to the first thin film transistor (TR1). A first capacitor C1 is formed between the second node n2 and the first node n1. The first capacitor (C1) is also called a storage capacitor (Cst).
제1 박막 트랜지스터(TR1)가 턴온될 때 데이터 라인(DL)을 통해 공급된 데이터 전압(Vdata)이 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)으로 공급된다. 데이터 전압(Vdata)은 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)과 소스 전극 사이에 형성된 제1 캐패시터(C1)에 충전된다. When the first thin film transistor TR1 is turned on, the data voltage Vdata supplied through the data line DL is supplied to the gate electrode G2 of the second thin film transistor TR2. The data voltage Vdata is charged in the first capacitor C1 formed between the gate electrode G2 and the source electrode of the second thin film transistor TR2.
제2 박막 트랜지스터(TR2)가 턴온되면, 화소를 구동하는 구동 전압(Vdd)에 의해, 전류가 제2 박막 트랜지스터(TR2)를 통하여 발광 소자(710)로 공급되어, 발광 소자(710)에서 광이 출력된다. When the second thin film transistor TR2 is turned on, current is supplied to the
도 15의 제1 박막 트랜지스터(TR1), 제2 박막 트랜지스터(TR2) 및 제3 박막 트랜지스터(TR2)는 각각 도 2 및 도 4에 도시된 박막 트랜지스터들(100, 200) 중 어느 하나와 동일한 구조를 가질 수 있다.The first thin film transistor TR1, second thin film transistor TR2, and third thin film transistor TR2 of FIG. 15 have the same structure as any one of the
도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(500)의 화소(P)에 대한 회로도이다. FIG. 16 is a circuit diagram of a pixel P of the
도 16에 도시된 표시장치(500)의 화소(P)는, 표시 소자(710)인 유기발광 다이오드(OLED) 및 표시 소자(710)를 구동하는 화소 구동부(PDC)를 포함한다. 표시 소자(710)는 화소 구동부 (PDC)와 연결된다.The pixel P of the
화소 구동부 (PDC)는 박막 트랜지스터(TR1, TR2, TR3, TR4)를 포함한다. The pixel driver (PDC) includes thin film transistors (TR1, TR2, TR3, and TR4).
화소(P)에는, 화소 구동부(PDC)에 구동 신호를 공급하는 신호 라인들(DL, EL, GL, PL, SCL, RL)이 배치되어 있다. In the pixel P, signal lines DL, EL, GL, PL, SCL, and RL that supply driving signals to the pixel driver PDC are disposed.
도 16의 화소(P)는 도 15의 화소(P)와 비교하여, 발광 제어 라인(EL)을 더 포함한다. 발광 제어 라인(EL)으로 발광 제어 신호(EM)가 공급된다. Compared to the pixel P in FIG. 15, the pixel P in FIG. 16 further includes an emission control line EL. The emission control signal (EM) is supplied to the emission control line (EL).
또한, 도 16의 화소 구동부(PDC)는 도 15의 화소 구동부(PDC)와 비교하여, 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 발광 시점을 제어하기 위한 발광 제어 트랜지스터인 제4 박막 트랜지스터(TR4)를 더 포함한다. In addition, compared to the pixel driver PDC of FIG. 15, the pixel driver PDC of FIG. 16 further includes a fourth thin film transistor TR4, which is a light emission control transistor for controlling the timing of light emission of the second thin film transistor TR2. Includes.
도 16을 참조하면, n번째 화소(P)의 게이트 라인을 "GLn"이라 할 때, 이웃한 n-1번째 화소(P)의 게이트 라인은 "GLn-1"이며, n-1번째 화소(P)의 게이트 라인 "GLn-1"은 n번째 화소(P)의 센싱 제어 라인(SCL) 역할을 한다.Referring to FIG. 16, when the gate line of the n-th pixel (P) is called "GL n ", the gate line of the neighboring n-1th pixel (P) is "GL n-1 ", and the gate line of the n-1th pixel (P) is "GL n-1". The gate line “GL n-1 ” of the pixel (P) serves as the sensing control line (SCL) of the nth pixel (P).
제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)과 표시 소자(710) 사이에 제1 커패시터(C1)가 위치한다. 또한, 제4 박막 트랜지스터(TR4)의 단자들 중 구동 전압(Vdd)이 공급되는 단자와, 표시 소자(710)의 한 전극 사이에 제2 커패시터(C2)가 위치한다. The first capacitor C1 is located between the gate electrode G2 of the second thin film transistor TR2 and the
제1 박막 트랜지스터(TR1)는 게이트 라인(GL)으로 공급되는 스캔신호(SS)에 의해 턴온되어, 데이터 라인(DL)으로 공급되는 데이터 전압(Vdata)을 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극(G2)으로 전송한다. The first thin film transistor TR1 is turned on by the scan signal SS supplied to the gate line GL, and the data voltage Vdata supplied to the data line DL is connected to the gate electrode of the second thin film transistor TR2. Send to (G2).
제3 박막 트랜지스터(TR3)는 레퍼런스 라인(RL)에 연결되어, 센싱 제어 신호(SCS)에 의해 턴온 또는 턴오프되며, 센싱 기간에 구동 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 특성을 감지한다. The third thin film transistor TR3 is connected to the reference line RL, is turned on or off by the sensing control signal SCS, and detects the characteristics of the second thin film transistor TR2, which is a driving transistor, during the sensing period.
제4 박막 트랜지스터(TR4)는 에미젼 제어 신호(EM)에 따라, 구동 전압(Vdd)을 제2 박막 트랜지스터(TR2)로 전달하거나, 구동 전압(Vdd)을 차단한다. 제4 박막 트랜지스터(TR4)가 턴온될 때, 제2 박막 트랜지스터(TR2)로 전류가 공급되어, 표시 소자(710)로부터 광이 출력된다. The fourth thin film transistor TR4 transfers the driving voltage (Vdd) to the second thin film transistor (TR2) or blocks the driving voltage (Vdd) according to the emision control signal (EM). When the fourth thin film transistor TR4 is turned on, current is supplied to the second thin film transistor TR2, and light is output from the
도 16의 제1 박막 트랜지스터(TR1), 제2 박막 트랜지스터(TR2), 제3 박막 트랜지스터(TR3) 및 제4 박막 트랜지스터(TR4)는 각각 도 2 및 도 4에 도시된 박막 트랜지스터들(100, 200) 중 어느 하나와 동일한 구조를 가질 수 있다.The first thin film transistor TR1, the second thin film transistor TR2, the third thin film transistor TR3, and the fourth thin film transistor TR4 of FIG. 16 are the
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 화소 구동부(PDC)는, 이상에서 설명된 구조 이외의 다른 다양한 구조로 형성될 수 있다. 화소 구동부(PDC)는, 예를 들어, 5개 이상의 박막 트랜지스터를 포함할 수도 있다.The pixel driver (PDC) according to another embodiment of the present invention may be formed in various structures other than those described above. The pixel driver (PDC) may include, for example, five or more thin film transistors.
도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(600)의 화소의 일부분에 대한 단면도이다. Figure 17 is a cross-sectional view of a portion of a pixel of a
도 17의 표시장치(600)는 산화물 반도체 박막 트랜지스터와 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 모두 포함한다. 산화물 반도체 박막 트랜지스터 스위칭 트랜지스터로 사용될 수 있고, 및 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 구동 트랜지스터로 사용될 수 있다.The
구체적으로, 도 17의 표시장치(600)은 스위칭 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(TR1) 및 구동 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(TR2)를 포함한다. Specifically, the
제1 박막 트랜지스터(TR1)는 산화물 반도체 박막 트랜지스터이다. 도 2 및 도 4에 도시된 박막 트랜지스터들(100, 200)이 제1 박막 트랜지스터(TR1)로 사용될 수 있다. The first thin film transistor TR1 is an oxide semiconductor thin film transistor. The
제2 박막 트랜지스터(TR2)로 다결정 실리콘 박막 트랜지스터이다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 "폴리실리콘 박막 트랜지스터"라고도 한다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터, 예를 들어, 저온실리콘다결정화(LTPS) 박막 트랜지스터가 사용된다. 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 다결정 실리콘 반도체층을 포함한다.The second thin film transistor (TR2) is a polycrystalline silicon thin film transistor. Polycrystalline silicon thin film transistors are also called “polysilicon thin film transistors.” Polycrystalline silicon thin film transistors, for example low temperature silicon polycrystallization (LTPS) thin film transistors, are used. A polycrystalline silicon thin film transistor includes a polycrystalline silicon semiconductor layer.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제1 박막 트랜지스터(TR1)과 제2 박막 트랜지스터(TR2)는 상하로 적층된다. 도 17을 참조하면, 다결정 실리콘 박막 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(TR2)는 산화물 반도체 박막 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(TR1)보다 하부층에 배치되고, 제1 박막 트랜지스터(TR1)는 상대적으로 상부층에 배치된다.According to another embodiment of the present invention, the first thin film transistor TR1 and the second thin film transistor TR2 are stacked vertically. Referring to FIG. 17, the second thin film transistor TR2, which is a polycrystalline silicon thin film transistor, is disposed on a lower layer than the first thin film transistor TR1, which is an oxide semiconductor thin film transistor, and the first thin film transistor TR1 is relatively disposed on an upper layer. do.
이와 같이, 박막 트랜지스터들이 상하부에 적층 배치되는 경우, 박막 트랜지스터들 및 배선들을 보다 조밀하게 배치할 수 있다. 이러한 적층 구조는 고해상도 표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.In this way, when thin film transistors are stacked on the top and bottom, the thin film transistors and wiring can be arranged more densely. This stacked structure can be usefully applied to high-resolution display devices.
도 17을 참조하면, 기판(110) 상에 광차단층(180)이 배치되고, 광차단층(180) 버퍼층(115)이 배치된다. 버퍼층(115) 상에 다결정 실리콘 반도체층으로 이루어진 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 액티브층(530)이 배치된다. 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 액티브층(530)은 채널부(531) 및 도체화부(532, 533)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17, a
액티브층(530) 상에 게이트 절연층(125)이 배치되고, 게이트 절연층(125) 상에 게이트 전극(540)이 배치된다. 게이트 절연층(125) 상에 연결전극(512)이 배치될 수도 있다.A
게이트 전극(540) 및 연결전극(512) 상에 버퍼층(175)이 배치되고, 버퍼층 상에 산화물 반도체층으로 이루어진 제1 박막 트랜지스터(TR1)의 액티브층(130)이 배치된다. 액티브층(130) 상에 제1 절연막(121)과 제2 절연막(122)으로 이루어진 게이트 절연막(120)이 배치되고, 게이트 절연막(120) 상에 게이트 전극(140)이 배치된다. 게이트 전극(140) 상에 층간 절연막(170)이 배치되고, 층간 절연막(170) 상에 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160)이 배치된다. 층간 절연막(170) 상에 제2 박막 트랜지스터(TR2)의 소스/드레인 전극(560) 및 다른 전극 또는 배선들(511, 513)이 배치될 수 있다. 소스 전극(150) 및 드레인 전극(160) 상에 패시베이션층(172)이 배치되고, 패시베이션층(172) 상에 평탄화층(190)이 배치된다. 평탄화층(190) 상에 표시소자(710) 및 뱅크층(750)이 배치된다. 표시소자는, 화소 전극인 제1 전극(711), 제1 전극(711) 상의 유기 발광층(712) 및 유기 발광층(712) 상의 제2 전극(713)을 포함한다.A
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes can be made without departing from the technical details of the present invention in the technical field to which the present invention pertains. It will be obvious to anyone with ordinary knowledge. Therefore, the scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100, 200, 300, 400: 박막 트랜지스터
110: 기판 115: 버퍼층
120: 게이트 절연막
121: 제1 절연막 122: 제2 절연막
130: 액티브층 140: 게이트 전극
150: 소스 전극 160: 드레인 전극
170: 층간 절연막 180: 광차단층
190: 평탄화층 710: 표시 소자
711: 제1 전극 712: 유기 발광층
713: 제2 전극 750: 뱅크층
220: 게이트 드라이버 230: 데이터 드라이버
240: 제어부 A1, A2: 액티브층100, 200, 300, 400: thin film transistor
110: substrate 115: buffer layer
120: Gate insulating film
121: first insulating film 122: second insulating film
130: active layer 140: gate electrode
150: source electrode 160: drain electrode
170: Interlayer insulating film 180: Light blocking layer
190: Planarization layer 710: Display element
711: first electrode 712: organic light emitting layer
713: second electrode 750: bank layer
220: gate driver 230: data driver
240: Control unit A1, A2: Active layer
Claims (16)
상기 액티브층과 이격되어 상기 액티브층과 적어도 일부 중첩하는 게이트 전극; 및
상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이의 게이트 절연막;을 포함하며,
상기 게이트 절연막은,
상기 액티브층 상의 제1 절연막; 및
상기 제1 절연막 상의 제2 절연막;을 포함하고,
상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은, 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하며,
상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막은 모두 상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 제2 절연막은 상기 제1 절연막과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 박막 트랜지스터.active layer;
a gate electrode spaced apart from the active layer and at least partially overlapping the active layer; and
It includes a gate insulating film between the active layer and the gate electrode,
The gate insulating film is,
a first insulating layer on the active layer; and
It includes a second insulating film on the first insulating film,
The area where the gate electrode and the active layer overlap is located in an area defined by the first insulating film in a plan view,
Both the first insulating film and the second insulating film are disposed between the active layer and the gate electrode,
The second insulating film is disposed between the first insulating film and the gate electrode,
A thin film transistor, wherein at least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating film and contacts the second insulating film.
상기 액티브층 상에서 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는, 박막 트랜지스터:
여기서, 상기 제1 절연막의 폭 및 상기 게이트 전극의 폭은, 상기 박막 트랜지스터가 온 되었을 때, 상기 액티브층으로 흐르는 전류의 방향과 동일한 방향을 따라 상기 제1 절연막 및 상기 게이트 전극을 건너지르는 거리로 각각 정의된다.According to paragraph 1,
A thin film transistor wherein the first insulating film on the active layer has a width greater than the gate electrode:
Here, the width of the first insulating layer and the width of the gate electrode are the distance across the first insulating layer and the gate electrode along the same direction as the direction of the current flowing through the active layer when the thin film transistor is turned on. Each is defined.
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 배치된, 박막 트랜지스터.According to paragraph 1,
A thin film transistor, wherein the first insulating film is disposed inside a region defined by the active layer in a plan view.
상기 게이트 전극은 순차적으로 적층된 티타늄(Ti)막, 알루미늄(Al)막 및 티타늄(Ti)막을 포함하는, 박막 트랜지스터.According to paragraph 1,
A thin film transistor wherein the gate electrode includes a titanium (Ti) film, an aluminum (Al) film, and a titanium (Ti) film sequentially stacked.
상기 제1 절연막의 가장자리의 테이퍼 각은 60° 이하인, 박막 트랜지스터.According to paragraph 1,
A thin film transistor wherein the taper angle of the edge of the first insulating film is 60° or less.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질을 포함하는, 박막 트랜지스터. According to paragraph 1,
A thin film transistor, wherein the active layer includes an oxide semiconductor material.
상기 액티브층은,
제1 산화물 반도체층; 및
상기 제1 산화물 반도체층 상의 제2 산화물 반도체층;을 포함하는, 박막 트랜지스터.According to paragraph 1,
The active layer is,
A first oxide semiconductor layer; and
A thin film transistor comprising; a second oxide semiconductor layer on the first oxide semiconductor layer.
상기 기판 상의 화소 구동부; 및
상기 화소 구동부와 연결된 표시 소자;를 포함하고,
상기 화소 구동부는 박막 트랜지스터를 포함하며,
상기 박막 트랜지스터는,
액티브층;
상기 액티브층과 이격되어 상기 액티브층과 적어도 일부 중첩하는 게이트 전극; 및
상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이의 게이트 절연막;을 포함하며,
상기 게이트 절연막은,
상기 액티브층 상의 제1 절연막; 및
상기 제1 절연막 상의 제2 절연막;을 포함하고,
상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은, 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하며,
상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막은 모두 상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 제2 절연막은 상기 제1 절연막과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 표시장치.Board;
a pixel driver on the substrate; and
Includes a display element connected to the pixel driver,
The pixel driver includes a thin film transistor,
The thin film transistor is,
active layer;
a gate electrode spaced apart from the active layer and at least partially overlapping the active layer; and
It includes a gate insulating film between the active layer and the gate electrode,
The gate insulating film is,
a first insulating layer on the active layer; and
It includes a second insulating film on the first insulating film,
The area where the gate electrode and the active layer overlap are located in an area defined by the first insulating film on a planar view,
Both the first insulating film and the second insulating film are disposed between the active layer and the gate electrode,
The second insulating film is disposed between the first insulating film and the gate electrode,
At least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating layer and contacts the second insulating layer.
상기 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는, 표시장치.According to clause 8,
The display device wherein the first insulating film has a width greater than the gate electrode.
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 배치된, 표시장치.According to clause 8,
The display device wherein the first insulating film is disposed inside an area defined by the active layer in a plan view.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질을 포함하는, 표시장치. According to clause 8,
A display device, wherein the active layer includes an oxide semiconductor material.
상기 액티브 물질층 및 상기 제1 절연 물질층을 선택적으로 식각하여, 액티브층 및 상기 액티브층 상의 제1 절연막을 형성하는 단계;
상기 액티브층 및 상기 제1 절연막 상에 제2 절연막을 형성하는 단계; 및
상기 제2 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 게이트 전극은 상기 액티브층과 중첩하며,
상기 게이트 전극과 상기 액티브층이 중첩하는 영역은, 평면상으로 상기 제1 절연막에 의하여 정의되는 영역 내에 위치하며,
상기 제1 절연막과 상기 제2 절연막은 모두 상기 액티브층과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 제2 절연막은 상기 제1 절연막과 상기 게이트 전극 사이에 배치되며,
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 박막 트랜지스터의 제조방법.sequentially stacking an oxide active material layer and a first insulating material layer on a substrate;
selectively etching the active material layer and the first insulating material layer to form an active layer and a first insulating film on the active layer;
forming a second insulating layer on the active layer and the first insulating layer; and
It includes forming a gate electrode on the second insulating film,
The gate electrode overlaps the active layer,
The area where the gate electrode and the active layer overlap is located in an area defined by the first insulating film in a plan view,
Both the first insulating film and the second insulating film are disposed between the active layer and the gate electrode,
The second insulating film is disposed between the first insulating film and the gate electrode,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein at least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating film and contacts the second insulating film.
상기 액티브층 중 상기 게이트 전극과 중첩하지 않는 영역의 적어도 일부는 상기 제1 절연막으로부터 노출되어 상기 제2 절연막과 접촉하는, 박막 트랜지스터의 제조방법.According to clause 12,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein at least a portion of a region of the active layer that does not overlap the gate electrode is exposed from the first insulating film and contacts the second insulating film.
상기 액티브층 상에서 상기 제1 절연막은 상기 게이트 전극보다 큰 폭을 갖는, 박막 트랜지스터의 제조방법,According to clause 12,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the first insulating film on the active layer has a width greater than the gate electrode,
상기 제1 절연막은 평면상으로 상기 액티브층에 의하여 정의되는 영역 내부에 형성되는, 박막 트랜지스터의 제조방법.According to clause 12,
The method of manufacturing a thin film transistor, wherein the first insulating film is formed inside a region defined by the active layer in a planar view.
상기 액티브층은 산화물 반도체 물질에 의해 형성되는, 박막 트랜지스터의 제조방법. According to clause 12,
A method of manufacturing a thin film transistor, wherein the active layer is formed of an oxide semiconductor material.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2023101002542; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20231124 Effective date: 20240117 |
|
GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
GRNT | Written decision to grant |