KR20080057415A - Thin film transistor, array substrate having the transistor and display panel having the transistor - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널 중 어레이 기판의 단위화소를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating unit pixels of an array substrate in a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 A부분을 확대해서 도시한 평면도이다.FIG. 2 is an enlarged plan view of portion A of FIG. 1.
도 3은 도 2와 다른 실시예를 도시한 평면도이다.3 is a plan view illustrating another embodiment of FIG. 2.
도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 3.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 어레이 기판 110 : 베이스 기판100: array substrate 110: base substrate
IL1 : 제1 절연막 IL2 : 제2 절연막IL1: 1st insulating film IL2: 2nd insulating film
IL3 : 제3 절연막 120 : 게이트 배선IL3: third insulating film 120: gate wiring
130 : 데이터 배선 140 : 박막 트랜지스터130: data wiring 140: thin film transistor
142 : 반도체 패턴 144 : 게이트 전극142
146 : 소스 전극 148 : 드레인 전극146
CH : 채널부 LD1, LD2 : 저농도 도핑부CH: Channel part LD1, LD2: Low concentration doping part
HD1, HD2 : 고농도 도핑부 150 : 화소전극HD1, HD2: high concentration doping unit 150: pixel electrode
본 발명은 박막 트랜지스터, 이를 갖는 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기적인 특성을 향상시킨 박막 트랜지스터, 이를 갖는 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film transistor, an array substrate having the same, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a thin film transistor having improved electrical characteristics, an array substrate having the same, and a manufacturing method thereof.
액정 표시장치(Liquid Crystal Display)의 스위칭 소자로는 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터가 주로 이용되나, 최근 들어서는 기판 상에 회로를 집적하여 원가를 절감하고 고정세화를 달성하기 위하여 모바일(mobile) 기기용 액정표시장치에는 동작속도가 빠른 다결정 실리콘(poly-Si) 박막 트랜지스터를 많이 채용하고 있다. 특히, 전류에 의해 구동되는 유기발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED)를 갖는 유기발광 표시장치에서 상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터가 주로 채용된다.Amorphous silicon (a-Si) thin film transistors are mainly used as switching elements of liquid crystal displays, but recently, in order to reduce costs and achieve high definition by integrating circuits on a substrate. BACKGROUND ART Liquid crystal displays for devices employ many poly-silicon thin film transistors with high operating speed. In particular, the polycrystalline silicon thin film transistor is mainly employed in an organic light emitting display having an organic light emitting diode (OLED) driven by a current.
일반적으로 상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 쓰이는 다결정 실리콘 박막은 아몰퍼스 실리콘 박막에 레이저빔을 조사하여 결정화시킴으로서 형성된다. 여기서, 상기 레이저빔이 상기 아몰퍼스 실리콘 박막으로 조사될 때, 복수의 슬릿을 갖는 마스크를 경유하여 상기 아몰퍼스 실리콘 박막의 일부에 조사된다.In general, a polycrystalline silicon thin film used in the polycrystalline silicon thin film transistor is formed by crystallizing an amorphous silicon thin film by irradiating a laser beam. Here, when the laser beam is irradiated with the amorphous silicon thin film, a portion of the amorphous silicon thin film is irradiated via a mask having a plurality of slits.
최근에서는 상기 다결정 실리콘 박막을 형성하는 방법으로 SLS(Sequential Lateral Solidification) 결정화 방법이 많이 사용된다. 상기 SLS 결정화 방법은 상기 마스크를 일 방향으로 이동시키면서 상기 레이저빔을 조사하여, 상기 아몰퍼 스 실리콘 박막의 전 영역을 결정화시키는 것을 말한다. 이때, 상기 SLS 결정화 방법으로 상기 다결정 실리콘 박막을 형성할 경우, 상기 다결정 실리콘 박막에는 상기 일 방향으로 따라 그레인 경계(Grain Boundary)들이 형성된다.Recently, a sequential lateral solidification (SLS) crystallization method is widely used as a method of forming the polycrystalline silicon thin film. The SLS crystallization method refers to crystallizing the entire region of the amorphous silicon thin film by irradiating the laser beam while moving the mask in one direction. In this case, when the polycrystalline silicon thin film is formed by the SLS crystallization method, grain boundaries are formed in the polycrystalline silicon thin film in one direction.
한편, 상기 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 상기 다결정 실리콘 박막의 일부를 패터닝하여 반도체 패턴을 형성하고, 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 과정을 통해 형성된다.The polycrystalline silicon thin film transistor is formed by patterning a portion of the polycrystalline silicon thin film to form a semiconductor pattern and forming a source electrode and a drain electrode.
그러나, 상기 반도체 패턴 내에는 상기 그레인 경계들이 존재하여 전기이동도electrical mobility) 등과 같은 전기적인 특성을 저하시킨다. 특히, 상기 패터닝되는 위치가 제조공정에 따라 조금씩 변경될 경우, 상기 반도체 패턴은 이러한 패터닝의 오차로 인해 채널 내의 그레인 경계의 위치나 숫자 등이 변경되어, 전기적인 특성이 변화되는 문제점을 갖는다.However, the grain boundaries exist in the semiconductor pattern, thereby deteriorating electrical characteristics such as electrical mobility. In particular, when the patterned position is changed little by little depending on the manufacturing process, the semiconductor pattern has a problem in that the position or number of grain boundaries in the channel are changed due to the error of the patterning, thereby changing the electrical characteristics.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 패터닝의 오차를 인한 악영향을 방지하여 전기적인 특성을 향상시킨 박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a thin film transistor having improved electrical characteristics by preventing adverse effects due to patterning errors.
본 발명의 다른 목적은 상기한 박막 트랜지스터를 갖는 어레이 기판을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an array substrate having the thin film transistor described above.
본 발명의 또 다른 목적은 상기한 어레이 기판을 갖는 표시패널을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display panel having the above-described array substrate.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 반도체 패턴들, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다.A thin film transistor according to an exemplary embodiment for achieving the above object of the present invention includes semiconductor patterns, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode.
상기 반도체 패턴들은 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 상기 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격되며, 상기 제2 방향으로 복수의 그레인 경계들이 형성된 폴리실리콘(poly-Si)으로 이루어진다.The semiconductor patterns all have the same shape extending in the first direction and are arranged in parallel in a second direction perpendicular to the first direction, and one end corresponding to each other has the same length along the first direction. It is spaced apart and made of poly-Si (poly-Si) formed with a plurality of grain boundaries in the second direction.
상기 게이트 전극은 상기 반도체 패턴들의 중앙과 중첩되도록 상기 제2 방향으로 형성된다. 상기 소스 전극은 상기 게이트 전극으로부터 일측으로 이격되어, 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결된다. 상기 박막 트랜지스터는 상기 게이트 전극으로부터 상기 일측의 반대편인 타측으로 이격되어, 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결된다.The gate electrode is formed in the second direction to overlap the center of the semiconductor patterns. The source electrode is spaced apart from one side of the gate electrode to be electrically connected to the semiconductor patterns. The thin film transistor is spaced apart from the gate electrode to the other side opposite to the one side and electrically connected to the semiconductor patterns.
여기서, 상기 반도체 패턴들의 각각은 채널부, 저농도 도핑부 및 고농도 도핑부를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 채널부는 상기 게이트 전극과 중첩된다. 상기 저농도 도핑부는 상기 채널부의 양측에 형성되고, 저농도로 이온이 도핑된다. 상기 고농도 도핑부는 상기 저농도 도핑부의 양측 외곽에 형성되어 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되고, 고농도로 이온이 도핑된다.Here, each of the semiconductor patterns preferably includes a channel portion, a lightly doped portion and a highly doped portion. The channel portion overlaps the gate electrode. The lightly doped portions are formed on both sides of the channel portion, and are ion-doped at a low concentration. The high concentration doping portion is formed at both outer peripheries of the low concentration doping portion to be electrically connected to the source electrode and the drain electrode, and is ion-doped at a high concentration.
한편, 상기 반도체 패턴들의 각각은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 모두 동일한 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하고, 이때 상기 반도체 패턴들은 상기 그레인 경계들의 이격거리 및 상기 저농도 도핑부의 상기 제1 방향으로의 길이의 최소 공배수 만큼의 개수를 갖는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that each of the semiconductor patterns have substantially the same rectangular shape when viewed in plan view, wherein the semiconductor patterns have a minimum distance between the grain boundaries and a length in the first direction of the lightly doped portion. It is desirable to have as many as the common multiple.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 어레이 기판은 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 교차되는 데이터 배선, 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an array substrate includes a gate wiring, a data wiring crossing the gate wiring, a thin film transistor electrically connected to the gate and the data wiring, and an electrical connection with the thin film transistor. It includes a pixel electrode.
상기 박막 트랜지스터는 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 상기 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격되며, 상기 제2 방향으로 복수의 그레인 경계들이 형성된 폴리실리콘(poly-Si)으로 이루어진 반도체 패턴들과, 상기 게이트 배선으로부터 상기 반도체 패턴들의 중앙과 중첩되도록 상기 제2 방향으로 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선으로부터 돌출되어 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 게이트 전극으로부터 일측으로 이격된 소스 전극과, 상기 게이트 전극으로부터 상기 일측의 반대편인 타측으로 이격되어 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 중첩되도록 연장되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 드레인 전극을 포함한다.The thin film transistors all have the same shape extending in the first direction and are arranged in parallel along a second direction perpendicular to the first direction, and one end of each thin film transistor having the same length along the first direction has the same length. Semiconductor patterns formed of poly-Si, spaced apart from each other, and having a plurality of grain boundaries formed in the second direction, and a gate electrode protruding from the gate wiring in the second direction so as to overlap a center of the semiconductor patterns; And a source electrode spaced apart from the data line to be electrically connected to the semiconductor patterns, and spaced apart from one side of the gate electrode to one side, and spaced apart from the gate electrode to another side opposite to the one side, and electrically connected to the semiconductor patterns. And extend to overlap the pixel electrode and electrically connect the pixel electrode. A drain electrode.
여기서, 상기 게이트, 소스 및 드레인 전극은 모두 상기 반도체 패턴들의 상측에 중첩되도록 형성된 것이 바람직하다.Here, the gate, source and drain electrodes are preferably formed so as to overlap the upper side of the semiconductor patterns.
상기한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 표시패널은 게이트 배선, 상기 게이트 배선과 교차되는 데이터 배선, 상기 게이트 및 데이터 배선과 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 화소전극을 갖는 어레이 기판과, 상기 어레이 기판과 대향하는 대향기 판과, 상기 어레이 기판 및 상기 대향기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display panel including a gate wiring, a data wiring crossing the gate wiring, a thin film transistor electrically connected to the gate and the data wiring, and an electrical connection with the thin film transistor. An array substrate having connected pixel electrodes, an opposing substrate facing the array substrate, and a liquid crystal layer interposed between the array substrate and the opposing substrate.
상기 박막 트랜지스터는 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 상기 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격되며, 상기 제2 방향으로 복수의 그레인 경계들이 형성된 폴리실리콘(poly-Si)으로 이루어진 반도체 패턴들과, 상기 게이트 배선으로부터 상기 반도체 패턴들의 중앙과 중첩되도록 상기 제2 방향으로 돌출된 게이트 전극과, 상기 데이터 배선으로부터 돌출되어 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 게이트 전극으로부터 일측으로 이격된 소스 전극과, 상기 게이트 전극으로부터 상기 일측의 반대편인 타측으로 이격되어 상기 반도체 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 화소전극과 중첩되도록 연장되어 상기 화소전극과 전기적으로 연결된 드레인 전극을 포함한다.The thin film transistors all have the same shape extending in the first direction and are arranged in parallel along a second direction perpendicular to the first direction, and one end of each thin film transistor having the same length along the first direction has the same length. Semiconductor patterns formed of poly-Si, spaced apart from each other, and having a plurality of grain boundaries formed in the second direction, and a gate electrode protruding from the gate wiring in the second direction so as to overlap a center of the semiconductor patterns; And a source electrode spaced apart from the data line to be electrically connected to the semiconductor patterns, and spaced apart from one side of the gate electrode to one side, and spaced apart from the gate electrode to another side opposite to the one side, and electrically connected to the semiconductor patterns. And extend to overlap the pixel electrode and electrically connect the pixel electrode. A drain electrode.
이러한 본 발명에 따르면, 복수 개로 분할되어 형성된 반도체 패턴들이 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격됨에 따라, 그레인 경계의 형성 위치에 따른 악영향을 보다 감소시켜 전기적인 특성을 보다 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the semiconductor patterns formed by dividing into a plurality of all have the same shape extending in the first direction and are arranged in parallel along the second direction, and each one end corresponding to each other is the same along the first direction. As they are spaced apart in length, the adverse effects of the location of the grain boundaries can be further reduced to further improve the electrical characteristics.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시패널 중 어레이 기판의 단위화소를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating unit pixels of an array substrate in a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 표시패널은 어레이 기판(100), 대향기판(미도시) 및 액정층(미도시)을 포함한다. 여기서, 상기 표시패널의 구성요소에 대하여 간단하게 설명한 후, 상기 어레이 기판에 대하여 보다 자세하게 설명하기로 한다.Referring to FIG. 1, the display panel according to the present exemplary embodiment includes an
어레이 기판(100)은 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소전극(150)들, 각 화소전극(150)에 구동전압을 인가하는 박막 트랜지스터(140)들, 박막 트랜지스터(140)들을 각각 구동시키기 위한 신호선(120, 130)들을 포함한다.The
상기 대향기판은 어레이 기판(100)과 마주보도록 배치된다. 상기 대향기판은 기판의 전면에 배치되며 투명하면서 도전성인 공통전극 및 화소전극(150)들과 마주보는 곳에 배치된 컬러필터들을 포함할 수 있다. 상기 컬러필터들은 일례로, 적색 컬러필터들, 녹색 컬러필터들 및 청색 컬러필터들을 포함한다.The opposite substrate is disposed to face the
상기 액정층은 어레이 기판(100) 및 상기 대향기판의 사이에 개재되며, 화소전극(150)들 및 상기 공통전극의 사이에 형성된 전기장에 의하여 재배열된다. 이와 같이 재배열된 상기 액정층은 외부에서 인가된 광의 광투과율을 조절하고, 광투과율이 조절된 광은 상기 컬러필터들을 통과함으로써 영상을 외부로 표시한다.The liquid crystal layer is interposed between the
도 1을 다시 참조하면, 어레이 기판(100)은 게이트 배선(120), 데이터 배선(130), 박막 트랜지스터(140) 및 화소전극(150)을 포함한다.Referring back to FIG. 1, the
게이트 배선(120)은 제1 방향으로 길게 형성되고, 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치된다.The gate lines 120 are formed long in the first direction, and the plurality of
데이터 배선(130)은 제1 방향과 교차되는 제2 방향으로 길게 형성되고, 복수 개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치된다. 이때, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직한 것이 바람직하다. 한편, 게이트 배선(120)들 및 데이터 배선(130)들이 교차되도록 형성됨에 따라, 어레이 기판(100)에는 복수의 단위화소들이 정의된다.The data lines 130 are elongated in a second direction crossing the first direction, and the
박막 트랜지스터(140)는 상기 단위화소 내에 형성되어, 게이트 배선(120) 및 데이터 배선(130)과 전기적으로 연결된다.The
화소전극(150)은 상기 단위화소 내에 형성되어, 박막 트랜지스터(140)와 전기적으로 연결된다. 이때, 화소전극(150)은 투명한 도전성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 화소전극(150)은 박막 트랜지스터(140)로부터 구동전압을 인가받아 충전되고, 상기 대향기판의 공통전극과의 사이에서 전기장을 발생시킨다.The
도 2는 도 1의 A부분을 확대해서 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2와 다른 실시예를 도시한 평면도이며, 도 4는 도 3의 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다. 여기서, 도 2는 종래의 박막 트랜지스터를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 실시예에 의한 박막 트랜지스터를 도시한 평면도이다.FIG. 2 is an enlarged plan view of portion A of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view illustrating an embodiment different from FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 3. 2 is a plan view showing a conventional thin film transistor, and FIG. 3 is a plan view showing a thin film transistor according to the present embodiment.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 어레이 기판(100)은 베이스 기판(110), 제1 절연막(IL1), 제2 절연막(IL2), 제3 절연막(IL3), 게이트 배선(120), 데이터 배선(130), 박막 트랜지스터(140) 및 화소전극(150)을 포함한다.2, 3, and 4, the
베이스 기판(110)은 플레이트 형상을 갖고, 유리, 석영, 투명한 합성수지 등과 같은 투명한 물질로 이루어진다.The
베이스 기판(110)에는 제1 절연막(IL1), 제2 절연막(IL2), 제3 절연막(IL3) 순으로 적층되어 있다. 이때, 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)은 무기 절연막인 것이 바람직하고, 제3 절연막(IL3)은 유기 절연막인 것이 바람직하다.The
게이트 배선(120)은 제1 절연막(IL1) 상에 제1 방향으로 형성된다. 즉, 게이트 배선(120)은 제1 절연막(IL1) 상에 형성되어 제2 절연막(IL2)에 의해 덮여진다.The
데이터 배선(130)은 제2 절연막(IL2) 상에 제2 방향으로 형성된다. 즉, 데이터 배선(130)은 제2 절연막(IL2) 상에 형성되어 제3 절연막(IL3)에 의해 덮여진다.The
박막 트랜지스터(140)는 반도체 패턴(142)들, 게이트 전극(144), 소스 전극(146) 및 드레인 전극(148)을 포함한다.The
반도체 패턴(142)들은 베이스 기판(110) 상에 형성되어, 제1 절연막(IL1)에 의해 덮여지고, 폴리 실리콘(poly-Si)으로 이루어진다. 반도체 패턴(142)들 내에는 제1 방향으로 복수의 그레인 경계(grain boundary, 10)들이 형성된다. 여기서, 복수의 그레인 경계(10)들에는 소정의 높이로 돌출된 돌기가 형성된다.The
게이트 전극(144)은 게이트 배선(120)으로부터 제2 방향으로 돌출되어, 반도체 패턴(142)들의 중앙과 중첩된다.The
소스 전극(146)은 데이터 배선(130)으로부터 반도체 패턴(142)들의 일부와 중첩되도록 제1 방향으로 돌출된다. 소스 전극(146)은 제1 및 제2 절연막(IL1, IL2)에 형성된 제1 콘택홀(CT1)에 의해 반도체 패턴(142)들과 전기적으로 접촉된다. 이때, 소스 전극(146)은 게이트 전극(144)으로부터 일측으로 이격된 위치에 형성된다.The source electrode 146 protrudes from the
드레인 전극(148)은 게이트 전극(144)으로부터 상기 일측의 반대편인 타측으 로 이격되어, 반도체 패턴(142)들의 일부와 중첩된다. 드레인 전극(148)은 제1 및 제2 절연막(IL1, IL2)에 형성된 제2 콘택홀(CT2)에 의해 반도체 패턴(142)들과 전기적으로 접촉된다. 드레인 전극(148)은 제1 방향으로 연장되어 화소전극(150)과 중첩된다.The
화소전극(150)은 제3 절연막(IL3) 상에 형성되고, 제3 절연막(IL3)에 형성된 제3 콘택홀을 통해 드레인 전극(148)과 전기적으로 접촉된다.The
도 2 및 도 3을 다시 참조하여 본 실시예에 의한 박막 트랜지스터(140)를 보다 자세하게 설명하기로 한다. 특히, 박막 트랜지스터(140) 중 반도체 패턴(142)들을 중심으로 자세하게 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 2 and 3 again, the
우선, 반도체 패턴(142)들은 도 2에서 하나로 일체화되지만, 도 3에서는 서로 분리된다.First, the
구체적으로, 본 실시예에 의한 반도체 패턴(142)들은 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 병렬로 배치된다. 여기서, 반도체 패턴(142)들의 각각은 평면적으로 보았을 때, 실질적으로 모두 동일한 직사각형 형상을 갖는 것이 바람직하다.Specifically, all of the
반도체 패턴(142)들의 서로 대응하는 각 일측단이 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격된다. 즉, 반도체 패턴(142)들이 일례로, 제1 반도체 패턴(142a), 제2 반도체 패턴(142b) 및 제3 반도체 패턴(142c)을 포함한다고 할 때, 제2 반도체 패턴(142b)의 일측단은 제1 반도체 패턴(142a)의 일측단으로부터 제1 방향으로 패턴 이격거리(d)만큼 이격되고, 제3 반도체 패턴(142c)의 일측단은 제2 반도체 패 턴(142b)의 일측단으로부터 제1 방향으로 패턴 이격거리(d)만큼 동일하게 이격된다.One end of each of the
반도체 패턴(142)들 내에는 제2 방향으로 복수의 그레인 경계(10)들이 형성된다. 이러한 그레인 경계(10)들은 레이저에 의한 SLS(Sequential Lateral Solidification) 결정화 방법에 의해 형성된 것으로, 복수의 그레인들의 측면 성장으로 인해 반도체 패턴(142)의 표면으로부터 소정의 높이로 돌출시킨다. 이때, 그레인 경계(10)들 사이는 그레인 이격거리(L1)만큼 이격되어 형성된다.A plurality of
한편, 반도체 패턴(142)들의 각각은 채널부(CH), 저농도 도핑부(LD1, LD2) 및 고농도 도핑부(HD1, HD2)를 포함한다.Meanwhile, each of the
채널부(CH)는 게이트 전극(144)과 중첩된다. 즉, 반도체 패턴(142)들 중 게이트 전극(144)과 중첩되는 부분을 채널부(CH)라고 한다.The channel portion CH overlaps with the
저농도 도핑부(LD1, LD2)는 채널부(CH)의 제1 방향으로의 양측에 형성된다. 저농도 도핑부(LD1, LD2)는 채널부(CH)의 일측에 형성된 제1 저농도 도핑부(LD1) 및 채널부(CH)의 타측에 형성된 제2 저농도 도핑부(LD2)를 포함한다. 저농도 도핑부(LD1, LD2)는 폴리 실리콘 내에 불순물 이온이 저농도로 주입되어 형성된다. 여기서, 제1 저농도 도핑부(LD1) 및 제2 저농도 도핑부(LD2)는 제1 방향으로 도핑길이(L2)를 갖는다.The lightly doped portions LD1 and LD2 are formed on both sides of the channel portion CH in the first direction. The lightly doped portions LD1 and LD2 include the first lightly doped portion LD1 formed on one side of the channel portion CH and the second lightly doped portion LD2 formed on the other side of the channel portion CH. The lightly doped portions LD1 and LD2 are formed by implanting impurity ions at low concentration into polysilicon. Here, the first lightly doped part LD1 and the second lightly doped part LD2 have a doping length L2 in the first direction.
고농도 도핑부(HD1, HD2)는 저농도 도핑부(LD1, LD2)의 제1 방향으로의 양측 외곽에 형성되어 소스 전극(146) 및 드레인 전극(148)과 전기적으로 연결된다. 즉, 고농도 도핑부(HD1, HD2)는 제1 저농도 도핑부(LD1)의 일측 외곽에 형성되어, 제1 콘택홀(CT1)을 통해 소스 전극(146)과 전기적으로 연결되는 제1 고농도 도핑부(HD1)와, 제2 저농도 도핑부(LD2)의 타측 외곽에 형성되어, 제2 콘택홀(CT2)을 통해 드레인 전극(148)과 전기적으로 연결되는 제2 고농도 도핑부(HD2)를 포함한다. 고농도 도핑부(HD1, HD2)는 폴리 실리콘 내에 불순물 이온이 고농도로 주입되어 형성된다. 그로 인해, 고농도 도핑부(HD1, HD2)는 거의 금속과 비슷한 전기이동도를 갖는 것이 바람직하다.The high concentration doping parts HD1 and HD2 are formed at both outer sides of the low concentration doping parts LD1 and LD2 in the first direction to be electrically connected to the
한편, 게이트 전극(144)은 게이트 배선(120)으로부터 제2 방향으로 돌출되고, 반도체 패턴(142)들의 각 채널부(CH)와 대응되게 복수의 단차들이 제1 방향으로의 양단에 형성된 형상을 갖는다. 또한, 소스 전극(146)의 일단과 이와 마주보는 드레인 전극의 일단에는 복수의 단차들이 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
이하, 도 2 및 도 3을 비교하면서 본 실시예에 의한 주요 특징을 설명하겠다.Hereinafter, the main features according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
우선, 반도체 패턴(142)들은 그레인 경계(10)들의 그레인 이격거리(L1) 및 저농도 도핑부(LD1, LD2)의 도핑길이(L2)의 최소 공배수(K) 만큼의 개수를 갖는 것이 바람직하다. 그 결과, 반도체 패턴(142)들 각각의 제2 방향으로 폭은 도 2에서의 일체화된 반도체 패턴(142)의 전체의 폭(W)을 최소 공배수(K)만큼 나눈 값을 갖는다.(단, K는 1보다 큰 자연수)First, it is preferable that the
예를 들어 구체적으로 설명하면, 그레인 이격거리(L1)가 3um이고 도핑길이(L2)가 2um이라고 한다면, 반도체 패턴(142)들의 개수는 6개인 것이 바람직하다. 그 결과, 반도체 패턴(142)들 각각의 제2 방향으로 폭은 도 2의 반도체 패턴(142) 의 전체의 폭(W)이 1um이라고 할 때, 1/6um의 값을 갖는다.For example, in detail, if the grain separation distance L1 is 3um and the doping length L2 is 2um, the number of the
한편, 더욱 바람직하게는 그레인 이격거리(L1)는 도핑길이(L2)의 N 배이고, 그 결과 반도체 패턴(142)들의 개수는 N 개다.(단, N은 1보다 큰 자연수)On the other hand, more preferably, the grain separation distance L1 is N times the doping length L2, and as a result, the number of the
예를 들어 구체적으로 설명하면, 그레인 이격거리(L1)가 6um이고 도핑길이(L2)가 2um이라고 한다면, 반도체 패턴(142)들의 개수는 3개인 것이 바람직하다. 그 결과, 반도체 패턴(142)들 각각의 제2 방향으로 폭은 도 2의 반도체 패턴(142)의 전체의 폭(W)이 1um이라고 할 때, 1/3um의 값을 갖는다.For example, in detail, if the grain separation distance L1 is 6um and the doping length L2 is 2um, the number of the
마지막으로, 반도체 패턴(142)들의 각 일측단 사이의 패턴 이격거리(d)는 저농도 도핑부(LD1, LD2)의 도핑길이(L2)와 동일한 것이 바람직하다.Finally, the pattern spacing d between the one end of each of the
구체적으로 예를 들면, 도핑길이(L2)가 2um일 때, 반도체 패턴(142)들의 각 일측단은 제1 방향으로 2um만큼 이격되는 것이 바람직하다.Specifically, for example, when the doping length L2 is 2um, each one end of the
이와 같이 본 실시예처럼, 복수 개로 분할되어 형성된 반도체 패턴(142)들이 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격됨에 따라, 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, all of the
우선, 도 2를 참조하면, 반도체 패턴(142)들이 분리되지 않고 종래와 같이 일체화되었을 경우, 그레인 경계(10)들의 형성위치에 따라 박막 트랜지스터(140)의 전기적인 특성이 변경된다.First, referring to FIG. 2, when the
구체적으로 설명하면, 도 2에서 제1 저농도 도핑부(LD1)에는 그레인 경계가 형성되는 반면, 제2 저농도 도핑부(LD2)에서는 그레인 경계(10)가 형성되어 있지 않다. 즉, 제1 저농도 도핑부(LD1)의 전기이동도와 제2 저농도 도핑부(LD2)의 전기이동도가 서로 달라지게 되고, 그로 인해 박막 트랜지스터(140)의 전기적인 특성이 저하될 수 있다.Specifically, in FIG. 2, grain boundaries are formed in the first lightly doped portion LD1, whereas
그러나, 도 3에서와 같이 반도체 패턴(142)들이 분리되어 형성될 경우, 각 제1 저농도 도핑부(LD1)에서의 그레인 경계(10)의 형성면적과, 각 제2 저농도 도핑부(LD2)에서의 그레인 경계(10)의 형성면적이 동일해진다.However, when the
구체적으로 예를 들어 설명하면, 도 3에서 제1 반도체 패턴(142a)의 제1 저농도 도핑부(LD1)에만 그레인 경계(10)가 형성되고, 제2 및 제3 반도체 패턴(142b, 142c)의 제1 저농도 도핑부(LD1)에는 그레인 경계(10)가 형성되어 있지 않았다.Specifically, in FIG. 3,
반면, 제2 반도체 패턴(142b)의 제2 저농도 도핑부(LD2)에만 그레인 경계(10)가 형성되고, 제1 및 제3 반도체 패턴(142a, 142c)의 제2 저농도 도핑부(LD2)에는 그레인 경계(10)가 형성되어 있지 않았다.On the other hand, the
따라서, 하나의 박막 트랜지스터(140) 전체를 기준으로 보았을 때, 각 제1 저농도 도핑부(LD1)에서의 그레인 경계(10)의 형성면적과, 각 제2 저농도 도핑부(LD2)에서의 그레인 경계(10)의 형성면적은 서로 동일해지고, 더욱이 반도체 패턴(142)들의 패터닝 위치가 그레인 경계(10)에 대하여 변경되더라도 동일해진다.Accordingly, the area of formation of the
즉, 반도체 패턴(142)들의 패터닝 위치가 그레인 경계(10)에 대하여 변경되더라도 박막 트랜지스터(140)의 전기적인 특성이 변경되지 않는다.That is, even if the patterning position of the
이와 같은 본 발명에 의하면, 복수 개로 분할되어 형성된 반도체 패턴들이 모두 동일하게 제1 방향으로 연장된 형상을 갖으며 제2 방향을 따라 병렬로 배치되고, 서로 대응하는 각 일측단이 제1 방향을 따라 동일한 길이로 이격됨에 따라, 그레인 경계의 형성위치에 따른 박막 트랜지스터의 특성을 변화를 방지할 수 있고, 그 결과 반도체 패턴들의 패터닝 위치가 변경되어도 안정적인 박막 트랜지스터의 특성을 구현할 수 있다.According to the present invention, the semiconductor patterns formed by dividing into a plurality of all have the same shape extending in the first direction and are arranged in parallel along the second direction, and one end corresponding to each other along the first direction. As the same length is spaced apart, the characteristics of the thin film transistor according to the formation position of the grain boundary can be prevented, and as a result, the characteristics of the stable thin film transistor can be realized even if the patterning position of the semiconductor patterns is changed.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary knowledge in the scope of the invention described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060130671A KR20080057415A (en) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | Thin film transistor, array substrate having the transistor and display panel having the transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060130671A KR20080057415A (en) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | Thin film transistor, array substrate having the transistor and display panel having the transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=39803195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101483629B1 (en) * | 2008-11-17 | 2015-01-19 | 삼성디스플레이 주식회사 | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
US9991288B2 (en) | 2010-02-05 | 2018-06-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
-
2006
- 2006-12-20 KR KR1020060130671A patent/KR20080057415A/en not_active Application Discontinuation
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US11469255B2 (en) | 2010-02-05 | 2022-10-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
US11749686B2 (en) | 2010-02-05 | 2023-09-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
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