KR20160063446A - Array substrate - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an array substrate having a thin film transistor having an oxide semiconductor layer having excellent device characteristic stability, and having a structure capable of suppressing generation of hump while controlling a movement of a threshold voltage in a negative voltage direction. The array substrate includes an oxide semiconductor layer including an active region and conducted regions on both sides of the active region on a substrate in which a plurality of pixel regions are defined, and a first part having a first width a second part having a second width smaller than the first width; a gate insulating layer and a gate electrode sequentially formed on the oxide semiconductor layer corresponding to the active region; an interlayer insulating layer having a first semiconductor layer contact hole exposing the conducted regions positioned on both sides of the active region, and provided in the first part to have a first length in a first width direction, and a second semiconductor layer contact hole provided in the second part to have a second length smaller than the first length in a second width direction; and a source electrode and a drain electrode contacting the oxide semiconductor layer through the first and second semiconductor layer contact holes on the interlayer insulating layer, and formed to be spaced apart from each other.

Description

어레이 기판{Array substrate} [0001]

본 발명은 어레이 기판에 관한 것이며, 특히 소자 특성 안정성이 우수한 산화물 반도체층을 가지며, 나아가 문턱전압의 음의 전압 방향으로의 이동을 억제하는 동시에 험프(hump) 발생을 억제할 수 있는 구조를 갖는 박막트랜지스터를 구비한 어레이 기판에 관한 것이다.
The present invention relates to an array substrate and more particularly to a thin film transistor having an oxide semiconductor layer excellent in stability of device characteristics and capable of suppressing the movement of a threshold voltage in a negative voltage direction and suppressing the generation of a hump To an array substrate having transistors.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치 또는 유기전계 발광소자가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.Recently, the display field for processing and displaying a large amount of information has been rapidly developed as society has entered into a full-fledged information age. Recently, flat panel display devices having excellent performance such as thinning, light weight, and low power consumption have been developed A liquid crystal display or an organic electroluminescent device has been developed to replace a conventional cathode ray tube (CRT).

액정표시장치 중에서는 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on), 오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 어레이 기판을 포함하는 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.Among liquid crystal display devices, an active matrix liquid crystal display device including an array substrate having a thin film transistor, which is a switching device capable of controlling voltage on and off for each pixel, The ability is excellent and is getting the most attention.

또한, 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하므로 최근 평판표시장치로서 주목 받고 있다. In addition, since the organic electroluminescent device has a high luminance and a low operating voltage characteristic and is a self-luminous type that emits light by itself, it has a large contrast ratio, can realize an ultra-thin display, has a response time of several microseconds Mu s), has no limitation of viewing angles, is stable at low temperatures, and is driven at a low voltage of 5 to 15 V DC, making it easy to manufacture and design a driving circuit, and has recently attracted attention as a flat panel display device.

이러한 액정표시장치와 유기전계 발광소자에 있어서 공통적으로 화소 각각을 온(on)/오프(off) 제어하기 위해서 필수적으로 스위칭 소자인 박막트랜지스터를 구비한 어레이 기판이 구비되고 있다. In such a liquid crystal display device and an organic electroluminescent device, an array substrate including a thin film transistor, which is a switching element, is provided in order to commonly control ON / OFF of each pixel.

도 1은 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 평면도이다. FIG. 1 is a plan view of a portion of a conventional array substrate where a thin film transistor, which is a switching element, is formed in one pixel region.

도시한 바와 같이, 어레이 기판(1)에는 다수의 게이트 배선(미도시)과 다수의 데이터 배선(미도시)이 교차하여 포획되는 영역으로 정의되는 다수의 화소영역이 구비되고 있으며, 이러한 각 화소영역 내부에는 적어도 하나 이상의 박막트랜지스터(Tr)가 구비되고 있다.As shown in the drawing, the array substrate 1 is provided with a plurality of pixel regions which are defined as regions where a plurality of gate wirings (not shown) and a plurality of data wirings (not shown) cross each other and are captured. At least one thin film transistor Tr is provided inside.

이러한 박막트랜지스터(Tr)는 통상적으로 순수 비정질 실리콘과 불순물 비정질 실리콘의 이중층 구조를 갖는 반도체층이 구비된 것이 이용되었으나, 근래 들어서는 이러한 비정질 실리콘계 반도체층을 구비한 박막트랜지스터 대비 이동도 특성이 우수한 산화물 반도체층(5)이 구비된 박막트랜지스터(Tr)가 주로 이용되고 있다.Although the thin film transistor Tr is typically provided with a semiconductor layer having a bilayer structure of pure amorphous silicon and impurity amorphous silicon, in recent years, an oxide semiconductor having excellent mobility characteristics compared with a thin film transistor having such an amorphous silicon- A thin film transistor Tr provided with a layer 5 is mainly used.

이러한 산화물 반도체층(5)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)는 도시한 바와같이 산화물 반도체 물질로 이루어지며 제 1 폭(w1)을 갖는 직사각형 또는 정사각형 형태의 산화물 반도체층(5)이 구비되고 있으며, 상기 산화물 반도체층(5)의 중앙부에 대응하여 게이트 절연막(미도시)을 개재하여 게이트 전극(16)이 형성되고 있다.The thin film transistor Tr having the oxide semiconductor layer 5 is provided with a rectangular or square oxide semiconductor layer 5 made of an oxide semiconductor material and having a first width w1, A gate electrode 16 is formed through a gate insulating film (not shown) in correspondence with the central portion of the oxide semiconductor layer 5.

이때, 상기 게이트 절연막(미도시) 외측으로 노출된 산화물 반도체층(5) 부분은 도전 특성이 부여됨으로서 상기 게이트 전극(16)과 대응하는 산화물 반도체층 부분과 반도체적 특성을 달리하는 것이 특징이다. 이렇게 산화물 반도체층(5) 중 도전 특성이 부여되지 않은 부분을 액티브 영역(5a), 그리고 도전 특성이 부여된 부분을 소스 및 드레인 영역(5b, 5c)이라 한다.At this time, the oxide semiconductor layer 5 exposed to the outside of the gate insulating film (not shown) is electrically conductive and has a semiconductor characteristic different from that of the oxide semiconductor layer corresponding to the gate electrode 16. The portion of the oxide semiconductor layer 5 to which no conductive property is imparted is referred to as the active region 5a and the portion to which the conductive characteristic is imparted is referred to as the source and drain regions 5b and 5c.

그리고 상기 게이트 전극(16)과 상기 게이트 절연막(미도시) 외측으로 노출된 상기 소스 및 드레인 영역(5b, 5c)을 덮으며 무기절연물질로 이루어진 층간절연막(미도시)이 구비되고 있다. 상기 층간절연막(미도시)에는 상기 게이트 전극(16)을 기준으로 이의 양측으로 상기 소스 영역(5b) 및 드레인 영역(5c)을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(22a, 22b)이 구비되고 있으며, 상기 층간절연막(미도시) 위로 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(22a, 22b)을 통해 각각 상기 소스 영역(5b) 및 드레인 영역(5c)과 각각 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(33, 36)이 구성되고 있다. An interlayer insulating film (not shown) is formed of an inorganic insulating material to cover the gate electrode 16 and the source and drain regions 5b and 5c exposed to the outside of the gate insulating film (not shown). First and second semiconductor layer contact holes 22a and 22b exposing the source region 5b and the drain region 5c to both sides of the gate electrode 16 are formed in the interlayer insulating film (not shown) And are in contact with the source region 5b and the drain region 5c via the first and second semiconductor layer contact holes 22a and 22b on the interlayer insulating film (not shown) Source and drain electrodes 33 and 36 are formed.

이때, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(22a, 22b)은 박막트랜지스터(Tr)의 채널 비(채널의 폭 대비 길이 비)를 극대화시키기 위해 채널의 폭(서로 마주하는 소스 및 드레인 전극(33, 36) 간의 이격 방향에 수직한 방향) 방향 즉, 게이트 전극(16)의 길이 방향으로 상기 산화물 반도체층(5)을 최대로 노출시키고 있다. At this time, the first and second semiconductor layer contact holes 22a and 22b are formed to have a width of a channel (source and drain electrodes facing each other) to maximize the channel ratio (ratio of length to channel width) of the thin film transistor Tr 33, and 36), that is, the longitudinal direction of the gate electrode 16. The oxide semiconductor layer 5 is exposed at the maximum.

이러한 구성을 갖는 박막트랜지스터(Tr)는 통상적으로 상기 액티브 영역(5a)을 기준으로 이의 양측에 각각 위치하는 상기 소스 영역(5b) 및 드레인 영역(5c)은 대칭적으로 동일한 면적을 갖도록 구성되고 있으며, 상기 소스 영역(5b) 및 드레인 영역(5c)을 각각 노출시키는 제 1 반도체층 콘택홀(22a)과 제 2 반도체층 콘택홀(22b) 또한 서로 동일한 면적 더욱 정확히는 동일한 제 2 폭(w2)과 동일한 제 1 길이(l1)를 갖도록 형성되고 있다.In the thin film transistor Tr having such a structure, the source region 5b and the drain region 5c located on both sides of the active region 5a as a reference are symmetrically configured to have the same area The first semiconductor layer contact hole 22a and the second semiconductor layer contact hole 22b which respectively expose the source region 5b and the drain region 5c are also formed with the same area and more exactly the same second width w2 And is formed to have the same first length 11.

도면에 있어서 게이트 전극(16)의 길이 방향을 제 1 방향(dn1), 이와 수직한 방향 즉, 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(33, 36)간의 이격 방향을 제 2 방향(dn2)으로 정의할 때, 상기 제 1 반도체층 콘택홀(22a)과 제 2 반도체층 콘택홀(22b)은 상기 제 1 방향(dn1)으로 동일한 제 1 길이(l1)를 가지며, 상기 제 2 방향(dn2)으로 동일한 제 2 폭(w2)을 가지며 형성되고 있다. In the figure, the longitudinal direction of the gate electrode 16 is defined as a first direction dn1 and the spacing direction between the source and drain electrodes 33 and 36 which are perpendicular to the first direction dn1 is defined as a second direction dn2 The first semiconductor layer contact hole 22a and the second semiconductor layer contact hole 22b have the same first length l1 in the first direction dn1 and are the same in the second direction dn2. And has a second width w2.

하지만, 이러한 구성을 갖는 박막트랜지스터(Tr)는 상기 층간절연막(미도시)에 대해 건식식각을 진행하여 상기 산화물 반도체층(5)의 소스 및 드레인 영역(5b)을 노출시키는 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(22a, 22b)을 형성하는 과정에서 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(22a, 22b)로 다수의 전자(electron)가 유입되고, 이러한 유입된 다수의 전자는 상기 게이트 전극(16)과 인접하는 상기 산화물 반도체층(5)의 측면에 집중되며, 최종적으로 정전기 발생 등에 의해 상기 산화물 반도체층(5)에 전기적 충격 또는 손상을 가하게 된다.However, in the thin film transistor Tr having such a structure, the dry etching is performed on the interlayer insulating film (not shown) to expose the source and drain regions 5b of the oxide semiconductor layer 5, A plurality of electrons are introduced into the first and second semiconductor layer contact holes 22a and 22b in the process of forming the semiconductor layer contact holes 22a and 22b, Is concentrated on the side surface of the oxide semiconductor layer (5) adjacent to the oxide semiconductor layer (16), and finally, the oxide semiconductor layer (5) is subjected to electric shock or damage due to generation of static electricity or the like.

따라서 전술한 구성을 갖는 박막트랜지스터(Tr)는 그 전압-전류 특성 커브를 나타낸 그래프인 도 2를 참조하면, 전압-전류 특성 커브가 음의 방향으로 이동되는 경향을 갖게 되며, 이에 의해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 문턱전압이 음의 방향으로 이동하게 하게 되어 박막트랜지스터(Tr)의 특성이 저하되는 문제가 발생되고 있다.2, which is a graph showing the voltage-current characteristic curve of the thin film transistor Tr having the above-described configuration, the voltage-current characteristic curve has a tendency to move in the negative direction, The threshold voltage of the transistor Tr is shifted in the negative direction, and the characteristics of the thin film transistor Tr are deteriorated.

이때, 도면에 있어서는 박막트랜지스터의 문턱전압(Vth)이 -3.5V 근방에서 형성됨을 일례로 보이고 있지만, 상기 문턱전압(Vth)은 최대 도체화 수준까지 쉬프트 되는 경향을 보임을 실험적으로 알 수 있었다.At this time, although it is shown in the drawing that the threshold voltage (Vth) of the thin film transistor is formed near -3.5 V, it has been experimentally found that the threshold voltage (Vth) tends to be shifted to the maximum degree of conductorization.

한편, 전압-전류 특성 곡선을 자세히 살며보면, 산화물 반도체층이 손상되거나 혹은 전자 축적에 의해 상기 전압-전류 곡선에 있어 선형적으로 변화되어야 할 부분에서 그 변화가 선형적이지 않고 급격한 부분이 존재함을 알 수 있으며, 이러한 부분이 험프(hump)가 발생되는 부분이 되며, 이러한 험프 발생 시 박막트랜지스터(Tr)가 스위칭 소자로서 동작하는데 있어서 온(on)/오프(off) 시 지연되는 시간이 길어지게 됨으로서 스위칭 소자로서의 특성 저하가 발생하고 있는 실정이다.
On the other hand, when the voltage-current characteristic curve is studied in detail, the change is not linear but the abrupt portion exists in the portion where the oxide semiconductor layer is damaged or linearly changed in the voltage-current curve due to electron accumulation And this portion becomes a portion where a hump is generated. In such a hump, when the thin film transistor Tr operates as a switching element, it takes a long time to be delayed on / off The characteristics of the switching device deteriorate.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀을 형성하는 과정에서 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀과 인접하여 위치하는 게이트 전극의 일 끝단 주변에의 전자 축적에 의한 산화물 반도체층 자체의 손상을 억제하고, 나아가 문턱전압이 음의 전압 방향으로 쉬프트되는 현상 및 험프 현상 발생을 억제할 수 있는 구조를 갖는 박막트랜지스터(Tr)를 포함하는 어레이 기판을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device, There is provided an array substrate including a thin film transistor (Tr) having a structure capable of suppressing damage to the oxide semiconductor layer itself due to accumulation and further suppressing the occurrence of a phenomenon in which a threshold voltage shifts in a negative voltage direction and the occurrence of a hump phenomenon For that purpose.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 어레이 기판은, 다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 상기 각 화소영역에 액티브 영역과 상기 액티브 영역의 양측으로 도체화 된 영역으로 이루어지며 제 1 폭을 갖는 제 1 부분 및 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 갖는 제 2 부분을 구비한 산화물 반도체층과, 상기 산화물 반도체층 위로 상기 액티브 영역에 대응하여 순차 적층 형성된 게이트 절연막과 게이트 전극과, 상기 게이트 전극 위로 상기 액티브 영역 양측에 위치하는 도체화 된 영역을 각각 노출시키며 상기 제 1 부분에 구비되어 상기 제 1 폭 방향으로 제 1 길이를 갖는 제 1 반도체층 콘택홀과 상기 제 2 부분에 구비되어 상기 제 2 폭 방향으로 상기 제 1 길이 보다 작은 제 2 길이를 갖는 제 2 반도체층 콘택홀을 구비하며 형성된 층간절연막과, 상기 층간절연막 위로 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀을 통해 상기 산화물 반도체층과 각각 접촉하며 서로 이격하며 형성된 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an array substrate comprising a plurality of pixel regions on a substrate on which a plurality of pixel regions are defined, the active regions being formed on both sides of the active region, A gate insulating film and a gate electrode sequentially formed on the oxide semiconductor layer in correspondence with the active region, and a gate electrode formed on the gate insulating film and the gate electrode, A first semiconductor layer contact hole exposing the conductive region located on both sides of the active region on the gate electrode and provided in the first portion and having a first length in the first width direction and a second semiconductor layer contact hole provided in the second portion, And a second semiconductor layer contact hole having a second length smaller than the first length in the second width direction; Includes the first and the second semiconductor layer and the oxide semiconductor layer and source and drain electrodes contact and spaced from each other and each of which is formed through a contact hole over the interlayer insulating film group.

이때, 상기 제 1 부분은 상기 액티브 영역과 상기 액티브 영역의 양측 중 일측에 위치하는 하나의 도체화된 영역을 포함하며, 상기 제 2 부분은 상기 액티브 영역의 타측에 위치하는 하나의 도체화된 영역이 되는 것이 특징이다.Wherein the first portion includes one conductive region located on one side of the active region and the opposite side of the active region and the second portion includes one conductive region located on the other side of the active region, .

그리고 상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이의 30 내지 80%인 것이 특징이다.And the second length is 30 to 80% of the first length.

또한, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로 그 각각의 일측단 혹은 타측단 중 어느 하나의 측단이 동일한 선상에 위치하도록 구성되거나, 또는 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로, 그 각각의 일측단은 서로 다른 선상에 위치하며, 동시에 그 각각의 타측단 또한 서로 다른 선상에 위치하도록 배치된 구성을 갖는 것이 특징이다.The first and second semiconductor layer contact holes may be configured such that one side end or one side end of each of the first and second semiconductor layer contact holes is located on the same line in the first and second longitudinal directions, 2 semiconductor layer contact holes are arranged in the first and second longitudinal directions with their respective one ends on different lines and at the same time their respective other ends are also arranged on different lines .

나아가 상기 소스 및 드레인 전극은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로, 상기 제 1 부분과 접촉하는 전극의 폭이 상기 제 2 부분과 접촉하는 전극의 폭보다 큰 것이 특징이다.
Furthermore, the source and drain electrodes are characterized in that, in the first and second longitudinal directions, the width of the electrode contacting the first portion is greater than the width of the electrode contacting the second portion.

본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은 상기 박막트랜지스터의 문턱전압이 음의 전압 방향으로의 쉬프트하는 현상이 억제되며, 박막트랜지스터 자체의 전압-전류 특성 커브에 있어 험프 발생이 억제됨으로서 종래의 어레이 기판 대비 우수한 박막트랜지스터의 특성을 갖는 효과를 갖는다. In the array substrate according to the embodiment of the present invention, the phenomenon that the threshold voltage of the thin film transistor shifts in the negative voltage direction is suppressed and hump generation is suppressed in the voltage-current characteristic curve of the thin film transistor itself, It has an effect of having characteristics of an excellent thin film transistor.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판은 상기 박막트랜지스터의 면적이 종래의 어레이 기판대비 줄어들었음에도 불구하고 종래의 박막트랜지스터와 동일한 수준의 채널비를 갖게 됨으로서 스위칭 또는 구동 소자로서의 동작은 원활하게 이루어지는 바 박막트랜지스터 면적 저감에 따른 박막트랜지스터의 특성 저하는 발생되지 않으면서 박막트랜지스터의 면적 저감에 의해 화소영역 내에서 상기 박막트랜지스터가 차지하는 면적이 줄어듦으로서 개구율이 향상되는 효과를 갖는다.
In addition, the array substrate according to the embodiment of the present invention has the same channel ratio as that of the conventional thin film transistor, even though the area of the thin film transistor is reduced compared to the conventional array substrate, so that the operation as a switching or driving element is smooth The area of the thin film transistor occupied by the thin film transistor in the pixel region is reduced due to the area reduction of the thin film transistor without lowering the characteristics of the thin film transistor due to the decrease in the area of the thin film transistor.

도 1은 종래의 어레이 기판에 있어 하나의 화소영역에 있어 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 평면도.
도 2는 종래의 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터의 전압-전류 특성 커브를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산화물 반도체층을 포함하는 어레이 기판의 하나의 화소영역에 구비된 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터의 전압-전류 특성을 나타낸 그래프.
도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예 따른 어레이 기판에 구비되는 박막트랜지스터의 다양한 평면 형태를 도시한 도면.
도 6은 도 3을 절단선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도.
FIG. 1 is a plan view of a portion of a conventional array substrate where a thin film transistor, which is a switching element, is formed in one pixel region. FIG.
2 is a graph showing a voltage-current characteristic curve of a thin film transistor provided in a conventional array substrate.
FIG. 3 is a plan view of a portion where a thin film transistor is provided in one pixel region of an array substrate including an oxide semiconductor layer according to an embodiment of the present invention. FIG.
4 is a graph showing voltage-current characteristics of a thin film transistor provided in an array substrate according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B illustrate various plan views of a thin film transistor provided in an array substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion cut along line VI-VI of FIG. 3; FIG.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산화물 반도체층을 포함하는 어레이 기판의 하나의 화소영역에 구비된 박막트랜지스터가 형성된 부분에 대한 평면도이다. 이때 설명의 편의를 위해 상기 박막트랜지스터의 일 구성요소인 게이트 전극의 길이 방향을 제 1 방향, 상기 제 1 방향과 수직한 소스 전극과 드레인 전극의 이격 방향을 제 2 방향이라 정의하며, 상기 제 1 방향에 대해서는 dn1, 제 2 방향에 대해서는 dn2의 도면부호를 부여하였다. FIG. 3 is a plan view of a portion where a thin film transistor is provided in one pixel region of an array substrate including an oxide semiconductor layer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. For convenience of explanation, the longitudinal direction of the gate electrode, which is one component of the thin film transistor, is defined as a first direction, and the direction of separation between the source electrode and the drain electrode perpendicular to the first direction is defined as a second direction, Dn1 for the direction and dn2 for the second direction are given.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 산화물 반도체층(105)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)를 포함하는 어레이 기판(101)에는 서로 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)이 구비되고 있다. As shown in the drawing, an array substrate 101 including a thin film transistor (Tr) having an oxide semiconductor layer 105 according to an embodiment of the present invention includes a gate wiring (not shown) And data lines (not shown) are provided.

이때, 부가하여 공통배선(미도시)과 전원배선(미도시)이 더욱 구비될 수도 있다. 이는 액정표시장치용 어레이 기판으로 사용되느냐, 아니면 유기전계 발광소자로 사용되느냐에 기인하는 것이며, 나아가 액정표시장치 중 어떠한 모드로 동작하느냐에 따라 상기 배선의 구성은 달라질 수 있다. At this time, in addition, common wiring (not shown) and power wiring (not shown) may be further provided. This is due to the fact that it is used as an array substrate for a liquid crystal display device or an organic electroluminescent device. Further, the configuration of the wiring can be changed depending on which mode of the liquid crystal display device is operated.

상기 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)은 기본적으로 액정표시장치용 어레이 기판과 유기전계 발광소자용 어레이 기판에 관계없이 공통적으로 구비되는 배선이 되며, 공통배선(미도시)은 액정표시장치 중 횡전계 모드로 구동하는 액정표시장치용 어레이 기판인 경우 구비되며, 상기 전원배선(미도시)은 유기전계 발광소자용 어레이 기판에 구비되며, 공통배선(미도시)은 그 명칭이 스캔배선 등으로 불리며 유기전계 발광소자용 어레이 기판에 구비된다.The gate wirings (not shown) and the data wirings (not shown) are basically wirings that are commonly provided regardless of the array substrate for a liquid crystal display device and the array substrate for an organic electroluminescent device, and common wirings (not shown) (Not shown) is provided on an array substrate for an organic electroluminescent device, and a common wiring (not shown) is provided in the case of an array substrate for a liquid crystal display Wiring or the like and is provided on an array substrate for an organic electroluminescence element.

그리고 각 화소영역 내부에는 산화물 반도체층(105)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고 있다. A thin film transistor Tr having an oxide semiconductor layer 105 is formed in each pixel region.

상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 어레이 기판(101)이 액정표시장치용 어레이 기판인 경우, 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결되고 있다. The thin film transistor Tr is connected to the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown) when the array substrate 101 is an array substrate for a liquid crystal display device.

또한, 상기 어레이 기판(101)이 유기전계 발광소자용 어레이 기판인 경우, 유기전계 발광소자는 각 화소영역 내에 스위칭 소자로서의 역할을 하는 스위칭 박막트랜지스터와 구동 소자로서의 역할을 하는 구동 박막트랜지스터의 최소 2개의 박막트랜지스터(Tr)가 구비되므로 상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과 연결될 수도 있으며, 또는 상기 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)과는 연결되지 않고 상기 스위칭 소자의 역할을 하는 박막트랜지스터의 일 전극 및 전원배선(미도시) 혹은 상기 스캔배선(미도시)과 연결될 수도 있다.When the array substrate 101 is an array substrate for an organic electroluminescent device, the organic electroluminescent device includes a switching thin film transistor serving as a switching element and a driving thin film transistor serving as a driving element in each pixel region. The thin film transistor Tr may be connected to the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown), or the gate wiring (not shown) and the data wiring (not shown) (Not shown) or the scan line (not shown) without being connected to the scan line, and may be connected to one electrode of the thin film transistor and the power line (not shown) or the scan line

따라서 상기 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(116)은 상기 게이트 배선(미도시)과 연결된 구성이 될 수도 있고, 또는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되지 않고 타 구성요소와 연결된 구성이 될 수도 있다. Therefore, the gate electrode 116 of the thin film transistor Tr may be connected to the gate wiring (not shown) or may be connected to other components without being connected to the gate wiring (not shown) have.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)에 있어 가장 특징적인 구성을 갖는 상기 산화물 반도체층(105)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)는 상기 산화물 반도체층(105)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루는 구성요소 중 최하부에 형성되고 있다.The thin film transistor Tr having the oxide semiconductor layer 105 having the most characteristic structure in the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention is a thin film transistor having the oxide semiconductor layer 105, Tr at the bottom of the constituent elements.

이때, 상기 산화물 반도체층(105)의 평면 형태는 동일한 제 1 폭(도 1의 w1)을 갖는 직사각형 혹은 정사각형 형태를 갖는 종래의 어레이 기판(도 1의 1)과는 달리 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)과 상기 제 3 폭(w3)보다 작은 제 4 폭(w4)을 갖는 제 2 부분(A2)으로 이원화되어 구성되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 3 폭(w3)은 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 구비되는 박막트랜지스터(Tr)의 산화물 반도체층(105)의 게이트 전극(116)의 길이 방향인 제 1 방향(dn1)으로의 제 1 폭(도 1의 w1)과 동일한 수준이 되고 있다.In this case, the planar shape of the oxide semiconductor layer 105 has a third width w3 different from that of a conventional array substrate (1 in Fig. 1) having a rectangular or square shape having the same first width (w1 in Fig. 1) And a second portion A2 having a fourth width w4 that is smaller than the third width w3. At this time, the third width w3 is set in the first direction dn1, which is the longitudinal direction of the gate electrode 116 of the oxide semiconductor layer 105 of the thin film transistor Tr included in the conventional array substrate (1 in Fig. 1) (W1 in Fig. 1).

상기 산화물 반도체층(105)이 전술한 바와같은 이원화된 폭(w3, w4)을 갖는 형태를 갖도록 구비된 것에 대해서는 추후 상세히 설명한다.The oxide semiconductor layer 105 is provided so as to have a shape having the two-dimensional width w3 and w4 as described above, will be described later in detail.

다음, 이러한 구성을 갖는 상기 산화물 반도체층(105)과 중첩하며 게이트 절연막(미도시)을 개재하여 게이트 전극(116)이 위치하고 있다. 이때, 상기 게이트 전극(116)은 상기 산화물 반도체층(105) 중 상기 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)에 대응하여 구성되고 있는 것이 특징이다. Next, the gate electrode 116 overlaps with the oxide semiconductor layer 105 having such a structure and through a gate insulating film (not shown). At this time, the gate electrode 116 is formed corresponding to the first portion A1 having the third width w3 of the oxide semiconductor layer 105.

상기 산화물 반도체층(105)에 있어 상기 게이트 전극(116)과 중첩되는 부분이 실질적으로 채널이 형성되는 영역이 된다. In the oxide semiconductor layer 105, a portion overlapping the gate electrode 116 is a region where a channel is formed.

이때, 도시한 바와같이 직사각형 형태의 게이트 전극(116)이 구비되는 경우, 상기 산화물 반도체층(105) 내에 형성되는 채널에 있어 상기 게이트 전극(116)의 길이 방향 즉, 제 1 방향이 채널의 폭이 되며 이러한 채널의 폭은 박막트랜지스터(Tr)의 특성에 매우 중요한 인자가 된다. 채널의 폭이 클수록 채널의 폭을 채널의 길이(제 2 방향으로의 게이트 전극과 산화물 반도체층이 중첩하는 영역의 폭)로 나눈 값으로 정의되는 채널비가 증가하므로 우수한 박막트랜지스터(Tr) 특성을 갖게 된다. In this case, when the gate electrode 116 is formed in a rectangular shape as shown in the drawing, the longitudinal direction of the gate electrode 116 in the channel formed in the oxide semiconductor layer 105, that is, And the width of such a channel is a very important factor for the characteristics of the thin film transistor Tr. As the channel width increases, the channel ratio defined by the width of the channel divided by the channel length (the width of the region where the gate electrode and the oxide semiconductor layer overlap in the second direction overlap) increases, do.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)에 있어 상기 게이트 전극(116)을 상기 산화물 반도체층(105) 중 상기 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)과 중첩하도록 배치하는 것은 채널 비가 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 구비되는 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 수준이 되도록 하기 위함이다.Therefore, in the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention, the gate electrode 116 is disposed so as to overlap with the first portion A1 having the third width w3 of the oxide semiconductor layer 105 This is to make the channel ratio equal to that of the thin film transistor Tr provided in the conventional array substrate (1 in FIG. 1).

그리고 상기 게이트 전극(116) 위로 상기 어레이 기판(101) 전면에 층간절연막(미도시)이 구비되고 되고 있다. 이때, 상기 층간절연막(미도시)에는 상기 게이트 전극(116)을 기준으로 이의 양측으로 노출된 상기 산화물 반도체층(105)에 대해 이를 각각 노출시키는 제 1 반도체층 콘택홀(122a) 및 제 2 반도체층 콘택홀(122b)이 구비되고 있다. An interlayer insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the array substrate 101 above the gate electrode 116. A first semiconductor layer contact hole 122a and a second semiconductor layer contact hole 122b are formed in the interlayer insulating layer (not shown) to expose the oxide semiconductor layer 105 exposed on both sides of the gate electrode 116, Layer contact hole 122b.

이때, 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)은 상기 산화물 반도체층(105)의 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)에 대응하여 위치하고 있으며, 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)은 상기 산화물 반도체층(105)의 상기 제 4 폭(w4)을 갖는 제 2 부분(A2)에 위치하고 있는 것이 특징이다.At this time, the first semiconductor layer contact hole 122a is located corresponding to the first portion A1 having the third width w3 of the oxide semiconductor layer 105, and the second semiconductor layer contact hole 122b ) Is located in the second portion (A2) having the fourth width (w4) of the oxide semiconductor layer (105).

또한, 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)은 상기 산화물 반도체층(105)의 제 1 부분(A1)에 있어 상기 제 1 방향(dn1)으로 제 2 길이(l2)를 갖는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 2 길이(l2)는 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 있어 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(도 1의 22a, 22b)의 제 1 길이(도 1의 l1)와 동일한 수준이 되고 있다.The first semiconductor layer contact hole 122a has a second length 12 in the first direction dn1 in the first portion A1 of the oxide semiconductor layer 105. [ 1) of the first and second semiconductor layer contact holes (22a and 22b in FIG. 1) and the second length (12 in FIG. 1) of the first and second semiconductor layer contact holes The same level.

그리고 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)은 상기 산화물 반도체층(105)의 제 2 부분(A2)에 있어 상기 제 1 방향(dn1)으로 상기 제 2 길이(l2)보다 작은 제 3 길이(l3)를 갖는 것이 특징이다. 이 경우, 상기 제 3 길이(l3)는 상기 제 2 길이(l2)의 30 내지 80%인 것이 바람직하다. The second semiconductor layer contact hole 122b may have a third length l3 smaller than the second length l2 in the second direction A2 of the oxide semiconductor layer 105 in the first direction dn1. ). In this case, the third length 13 is preferably 30 to 80% of the second length 12.

상기 제 3 길이(l3)가 상기 제 2 길이(l2)의 30%보다 작은 경우, 채널 폭이 감소하게 됨으로서 종래의 박막트랜지스터(도 1의 Tr)와 동일한 수준의 채널비를 갖지 못함으로서 스위칭 또는 구동소자로서의 원하는 수준의 특성이 나오지 않으며, 상기 제 2 길이(l2)의 80%보다 큰 경우 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 구비된 박막트랜지스터(도 1의 Tr)와 유사한 수준으로 문턱전압(Vth)이 음의 전압으로 쉬프트하거나, 혹은 험프(hump)가 발생됨을 실험적으로 알 수 있었다. When the third length 13 is smaller than 30% of the second length 12, the channel width is reduced, so that it does not have the same channel ratio as the conventional thin film transistor (Tr in FIG. 1) 1) is provided at a level similar to that of the thin film transistor (Tr in FIG. 1) provided in the conventional array substrate (1 in FIG. 1) when the second length is larger than 80% It has been experimentally found that the voltage Vth is shifted to a negative voltage or a hump occurs.

따라서 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 제 3 길이(l3)는 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)의 제 2 길이(l2)의 30 내지 80%가 되는 것이 스위칭 또는 구동 소자로서 원하는 수준의 특성이 발현되는 동시에 박막트랜지스터(Tr)의 문턱전압이 음의 전압 방향으로 쉬프트하는 현상 및 험프 발생을 억제하는 효과가 구현을 위해 가장 바람직함을 알 수 있었다. The third length 13 of the second semiconductor layer contact hole 122b is 30 to 80% of the second length 12 of the first semiconductor layer contact hole 122a, Level characteristic and a threshold voltage of the thin film transistor Tr are shifted in the negative voltage direction and suppresses the occurrence of a hump.

이때, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122b)에 있어 상기 제 2 길이(l2) 및 제 3 길이(l3)와 수직한 방향으로 크기 즉 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122b) 각각의 폭은 제 5 폭(w5)으로 동일한 크기를 갖는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 제 5 폭(w5)은 종래 어레이 기판(도 1의 1)의 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(도 1의 22a, 22b)의 제 2 폭(도 1의 w2)과 동일한 수준이 되고 있다. At this time, the first and second semiconductor layer contact holes 122b are formed in the first and second semiconductor layer contact holes 122b in the direction perpendicular to the second and first lengths 12 and 13, And each width has the same size as the fifth width w5. At this time, the fifth width w5 is equal to the second width (w2 in Fig. 1) of the first and second semiconductor layer contact holes (22a and 22b in Fig. 1) of the conventional array substrate .

한편, 이렇게 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)과 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 길이(l2, l3)를 달리하여 형성한 것은 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b) 형성 시 발생되는 게이트 전극(116) 주변에서의 전자 축적을 저감시킴으로서 정전기 발생 시 축적된 전자에 기인하여 상기 산화물 반도체층(105) 자체가 손상되는 것을 억제시킴과 동시에 박막트랜지스터(Tr) 자체의 전압-전류 특성 커브 자체 또는 문턱전압이 음의 전압 방향(네거티브 방향)으로 쉬프트 되는 현상 억제 및 상기 박막트랜지스터(Tr)의 전압-전류 특성 커브에서 험프가 발생되는 것을 억제시키기 위함이다. The first semiconductor layer contact hole 122a and the second semiconductor layer contact hole 122b have different lengths 12 and 13 in the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b The oxide semiconductor layer 105 itself is prevented from being damaged due to the electrons accumulated in the generation of static electricity, and at the same time, the oxide film of the thin film transistor Tr itself Suppresses the development of the voltage-current characteristic curve itself or the threshold voltage to shift in the negative voltage direction (negative direction), and suppresses the generation of the hump in the voltage-current characteristic curve of the thin film transistor Tr.

종래의 어레이 기판(도 1의 1)의 경우, 건식식각 진행에 의해 산화물 반도체층(도 1의 5)을 노출시키는 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(도 1의 22a, 22b) 형성 시 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(도 1의 22a, 22b)의 길이 방향의 양 끝단이 위치하는 근방에 게이트 전극(도 1의 16)의 길이 방향으로의 양 끝단이 각각 인접하여 위치함으로서 전자의 게이트 전극(도 1의 16) 양 끝단으로의 축적이 상대적으로 용이하게 진행되었다.In the case of the conventional array substrate (1 in FIG. 1), when forming the first and second semiconductor layer contact holes (22a and 22b in FIG. 1) for exposing the oxide semiconductor layer (5 in FIG. 1) 1) are positioned adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate electrode (16 in Fig. 1) near both ends of the first and second semiconductor layer contact holes (22a, 22b in Fig. 1) The accumulation at both ends of the gate electrode (16 in Fig.

하지만, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)의 경우, 도시한 바와같이, 제 2 반도체층 콘택홀(122b)은 제 3 길이(l3)를 가지며 이러한 제 2 반도체층 콘택홀(122b)이 구비되는 산화물 반도체층(105)의 제 2 부분(A2)은 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 구성된 박막트랜지스터(도 1의 Tr) 대비 게이트 전극(116)의 일 끝단으로부터 상대적으로 매우 큰 이격간격을 가지며 위치하게 된다.However, in the case of the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention, the second semiconductor layer contact hole 122b has the third length 13 and the second semiconductor layer contact hole 122b, The second portion A2 of the oxide semiconductor layer 105 provided therein is relatively very thin from one end of the gate electrode 116 to the thin film transistor (Tr in FIG. 1) configured in the conventional array substrate 1 It is positioned with a large spacing.

따라서 상기 산화물 반도체층(105)의 표면을 노출시키는 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)을 형성하는 과정에서 상기 게이트 전극(116)의 양끝단에 대해 축적되는 전자의 양을 줄일 수 있으며, 이에 의해 정전기에 의한 상기 산화물 반도체층(105)의 손상을 억제할 수 있으며, 박막트랜지스터(Tr) 자체의 전압-전류 특성 커브 즉, 문턱전압이 음의 전압 방향으로 쉬프트 하는 것을 억제하는 동시에 전압-전류 특성 곡선에 있어 선형적으로 증가 및 감소가 이루어짐으로서 험프의 발생을 억제하는 효과를 갖는다.Accordingly, in the process of forming the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b exposing the surface of the oxide semiconductor layer 105, the amount of electrons accumulated on both ends of the gate electrode 116 is reduced Thereby preventing damage to the oxide semiconductor layer 105 due to static electricity and suppressing the voltage-current characteristic curve of the thin film transistor Tr itself, that is, suppressing the shift of the threshold voltage in the negative voltage direction At the same time, the voltage-current characteristic curve is linearly increased and decreased, thereby suppressing the occurrence of the hump.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터의 전압-전류 특성을 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating voltage-current characteristics of a thin film transistor provided in an array substrate according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와같이 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터의 전압-전류 특성 커브를 살펴보면, 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압의 변화에 의해 급격한 전류가 발생되는 부분, 즉 전류 값이 10의 -12승 내지 10의 -7승 A(1E-12 내지 1E-07(A) 구간) 정도의 크기를 갖는 부분이 0V 부근 더욱 정확히는 0.2V에 위치하고 있음을 알 수 있다. As shown in the figure, a voltage-current characteristic curve of a thin film transistor provided in an array substrate according to an embodiment of the present invention includes a portion where a sudden current is generated due to a change in gate voltage applied to a gate electrode, A portion having a magnitude of about -12 to -10 W-7 A (1E-12 to 1E-07 (A)) is located at about 0 V and more precisely at about 0.2 V.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판에 구비된 박막트랜지스터는 그 전압-전류 특성 커브 자체 혹은 박막트랜지스터를 온(on) 상태로 할 수 있는 최소 게이트 전압인 문턱전압(Vth)이 0V 근방인 0.2V 수준에서 형성됨을 보이고 있으므로 이는 음의 전압 방향으로 쉬프트 되지 않았음을 의미함을 알 수 있다. Therefore, the thin film transistor provided on the array substrate according to the embodiment of the present invention has a voltage-current characteristic curve or a threshold voltage (Vth) which is a minimum gate voltage capable of turning on the thin film transistor, V level, which means that it is not shifted in the negative voltage direction.

또한, 게이트 전압 변화에 따라 전류값이 선형적으로 변화되는 부분 즉, 전류값이 10의 -7승 내지 10의 -4승 A(1E-07 내지 1E-04(A) 구간) 정도의 크기를 갖는 부분에 있어 커브가 선형적으로 변하지 않는 부분이 발생되지 않음을 알 수 있다. 이는 곧 험프가 발생되지 않았음을 의미하고 있다 할 것이다. In addition, in the portion where the current value linearly changes according to the gate voltage change, that is, the current value is about -7 V to 10 -4 V-A (1E-07 to 1E-04 (A) It can be seen that a portion where the curve does not change linearly is not generated in the portion having the curve. This would mean that the hump was not generated.

다음, 도 3을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)이 구비된 상기 층간절연막(미도시) 위로 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b) 각각을 통해 상기 산화물 반도체층(105)과 각각 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 구비되고 있다.Next, referring to FIG. 3, the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b are formed on the interlayer insulating layer (not shown) having the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b, And source and drain electrodes 133 and 136 which are in contact with the oxide semiconductor layer 105 and are spaced apart from each other.

도면에 있어서는 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)을 통해 상기 산화물 반도체층(105)과 접촉하며 상기 소스 전극(133)이 형성되고, 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)을 통해 상기 산화물 반도체층(105)과 접촉하며 드레인 전극(136)이 형성됨을 일례로 보이고 있지만, 상기 소스 전극(133)과 드레인 전극(136)은 서로 그 위치를 바꾸어 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)에 대응하여 드레인 전극(136)이 형성되고 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)에 대응하여 소스 전극(133)이 구비될 수도 있음은 자명하다 할 것이다.The source electrode 133 is formed in contact with the oxide semiconductor layer 105 through the first semiconductor layer contact hole 122a and the oxide semiconductor layer 105 is formed through the second semiconductor layer contact hole 122b, The source electrode 133 and the drain electrode 136 may be arranged to correspond to the first semiconductor layer contact hole 122a by changing the positions of the source electrode 133 and the drain electrode 136. [ The drain electrode 136 may be formed and the source electrode 133 may be provided corresponding to the second semiconductor layer contact hole 122b.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)은 상기 산화물 반도체층(105)이 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)과 제 4 폭(w4)을 갖는 제 2 부분(A2)으로 이원화되고 있는 구성적 특징에 의해 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136) 중 상기 산화물 반도체층(105)의 제 1 부분(A1)과 중첩하는 전극 도면에 있어서는 소스 전극(133)이 되며, 이러한 상기 산화물 반도체층(105)의 제 1 부분(A1)과 중첩하는 소스 전극(133)의 폭(w6)이 상기 산화물 반도체층(105)의 제 2 부분(A2)과 중첩하는 드레인 전극(136)의 폭(w7) 대비 큰 크기를 갖는 것이 또 다른 특징이 되고 있다.In this case, the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention is formed such that the oxide semiconductor layer 105 has a first portion A1 having a third width w3 and a second portion w2 having a fourth width w4 The source electrode 133 is formed in the electrode diagram of the source and drain electrodes 133 and 136 overlapped with the first portion A1 of the oxide semiconductor layer 105 And the width w6 of the source electrode 133 overlapping with the first portion A1 of the oxide semiconductor layer 105 overlaps the drain electrode of the oxide semiconductor layer 105 overlapping the second portion A2 of the oxide semiconductor layer 105 136 has a larger size than the width w7 of the first and second electrodes 136 and 136. [

도면에 있어서는 소스 전극(133)의 폭(w6)이 드레인 전극(136)의 폭(w7)보다 더 큰 값을 가짐을 일례로 보이고 있지만, 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 그 위치를 바꿔 형성되는 경우 드레인 전극(136)이 소스 전극(133)의 폭보다 큰 폭을 갖게 된다.Although the width w6 of the source electrode 133 is larger than the width w7 of the drain electrode 136 in the figure, the source and drain electrodes 133 and 136 The drain electrode 136 has a width larger than the width of the source electrode 133. [

한편, 각 화소영역에 순차 적층 구비된 상기 산화물 반도체층(105)과 게이트 절연막(미도시)과 게이트 전극(116)과 층간절연막(미도시) 및 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.On the other hand, the oxide semiconductor layer 105, the gate insulating film (not shown), the gate electrode 116, the interlayer insulating film (not shown), and the source and drain electrodes 133 and 136, Film transistor Tr.

이러한 구성을 갖는 박막트랜지스터(Tr)가 구비된 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)의 경우, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 문턱전압이 음의 전압 방향으로의 쉬프트하는 현상이 억제되며, 박막트랜지스터(Tr) 자체의 전압-전류 특성 커브(도 4 참조)에 있어 험프 발생이 억제됨으로서 종래의 어레이 기판(도 1의 1) 대비 우수한 박막트랜지스터(Tr)의 특성을 갖는 효과를 구현하게 됨을 알 수 있다.In the case of the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention having the thin film transistor Tr having such a structure, the phenomenon that the threshold voltage of the thin film transistor Tr shifts in the negative voltage direction is suppressed, The hump occurrence is suppressed in the voltage-current characteristic curve (see FIG. 4) of the thin film transistor Tr itself, thereby realizing the advantageous effect of the characteristics of the thin film transistor Tr as compared with the conventional array substrate 1 Able to know.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)의 경우, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 면적 더욱 정확히는 산화물 반도체층(105)의 면적과 더불어 소스 및 드레인 전극(133, 136) 중 어느 한 전극의 면적이 종래의 어레이 기판(도 1의 1)에 구비된 박막트랜지스터(도 1의 Tr) 대비 줄어들게 됨으로서 화소영역 내에서 상기 박막트랜지스터(Tr)가 차지하는 면적이 줄어듦에 의해 종래의 어레이 기판(도 1의 1) 대비 개구율이 향상되는 효과를 갖는다.In the case of the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention, the area of the thin film transistor Tr is more precisely the sum of the area of the oxide semiconductor layer 105 and one of the source and drain electrodes 133 and 136 The area occupied by the thin film transistor Tr in the pixel region is reduced by reducing the area of the pixel region compared with the thin film transistor (Tr in FIG. 1) provided on the conventional array substrate (1 in FIG. 1) 1) of the first embodiment.

박막트랜지스터(Tr)에 있어 그 자체의 면적이 작아지게 되면 채널비 등의 변경됨에 의해 스위칭 또는 구동 소자로서 원하는 수준의 특성이 나오지 않을 수 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)은 박막트랜지스터(Tr)의 면적이 종래 대비 줄어들었음에도 불구하고 종래의 박막트랜지스터(도 1의 Tr)와 동일한 수준의 채널비를 갖게 됨으로서 스위칭 또는 구동 소자로서의 동작은 원활하게 이루어지는 바 박막트랜지스터(Tr) 면적 저감에 따른 문제는 발생되지 않는다.When the area of the thin film transistor Tr itself becomes small, a desired level of characteristics may not be obtained as a switching or driving element due to a change in a channel ratio. However, the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention Though the area of the thin film transistor Tr is reduced compared to the conventional one, the TFT has the same channel ratio as that of the conventional thin film transistor (Tr in FIG. 1), so that the thin film transistor Tr, There is no problem caused by area reduction.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)에 있어 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 보호층(미도시)이 형성되고 있다.Meanwhile, in the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention, a protective layer (not shown) is formed to cover the thin film transistor Tr.

또한, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 보호층(미도시) 위로 각 화소영역 별로 상기 박막트랜지스터(Tr)의 일 전극 즉, 소스 및 드레인 전극(133, 136) 중 어느 하나의 전극과 연결되며 화소전극(미도시) 또는 제 1 전극(미도시)이 더욱 구비될 수 있다. Although not shown in the figure, the pixel electrode (not shown) is connected to one electrode of the thin film transistor Tr, that is, one of the source and drain electrodes 133 and 136, (Not shown) or a first electrode (not shown).

즉, 상기 어레이 기판(101)이 액정표시장치용 어레이 기판을 이룰 경우 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)과 접촉하며 상기 화소전극(미도시)이 형성될 수 있다.That is, when the array substrate 101 is an array substrate for a liquid crystal display device, the pixel electrode (not shown) may be formed in contact with the drain electrode 136 of the thin film transistor Tr.

또한, 상기 어레이 기판(101)이 유기전계 발광소자용 어레이 기판을 이룰 경우, 상기 박막트랜지스터(Tr)가 구동용 박막트랜지스터인 경우 상기 소스 또는 드레인 전극(133, 136)과 연결되며 제 1 전극(미도시)이 구비될 수 있으며, 나아가 상기 제 1 전극(미도시)과 더불어 유기전계 발광 다이오드(미도시)를 이루도록 상기 제 1 전극(미도시) 위로 유기 발광층(미도시) 및 제 2 전극(미도시)이 더욱 구비될 수 있다.In the case where the array substrate 101 is an array substrate for an organic electroluminescent device, when the thin film transistor Tr is a driving thin film transistor, the source electrode or the drain electrode 133 and 136 are connected to the first electrode An organic light emitting layer (not shown) and a second electrode (not shown) may be formed on the first electrode (not shown) so as to form an organic light emitting diode (not shown) together with the first electrode Not shown) may be further provided.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서 상기 박막트랜지스터(Tr)의 평면 구성은 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 일끝단과 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)의 일 끝단은 동일한 선상에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b) 각각의 타 끝단은 동일한 선상에 위치하지 않음을 일례로 보이고 있지만, 이는 다양한 형태로 변형될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, one end of the second semiconductor layer contact hole 122b and one end of the first semiconductor layer contact hole 122a are arranged on the same line And the other ends of the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b are not located on the same line, this can be modified in various forms.

즉, 본 발명의 실시예 따른 어레이 기판(101)에 구비되는 박막트랜지스터(Tr)의 다양한 평면 형태를 도시한 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 도 5a에 도시한 바와같이, 박막트랜지스터(Tr)는 그 평면 형태에 있어 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)이 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)의 중앙부에 위치하도록 함으로서 제 1 반도체층 콘택홀(122a)의 일 끝단 및 타 끝단과 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 일 끝단 및 타끝단이 모두 동일한 선상에 위치하지 않는 구성을 가질 수도 있다. 5A and 5B showing various plan views of the thin film transistor Tr included in the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention, The second semiconductor layer contact hole 122b is located at the center of the first semiconductor layer contact hole 122a so that the first and second semiconductor layer contact holes 122a, 2 semiconductor layer contact holes 122b may not be located on the same line.

또한, 도 5b에 도시한 바와같이, 상기 박막트랜지스터(Tr)의 평면 구성은 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 타 끝단과 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)의 타 끝단은 동일한 선상에 위치하고, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b) 각각의 일 끝단은 동일한 선상에 위치하지 않는 구성을 이룰 수도 있다. 5B, the other end of the second semiconductor layer contact hole 122b and the other end of the first semiconductor layer contact hole 122a are formed in the same linear shape as the planar structure of the thin film transistor Tr, And one end of each of the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b may not be located on the same line.

이때, 이러한 실시예의 변형예에 따른 어레이 기판(도 5a의 201, 도 5b의 301)의 경우, 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 위치 변화와 더불어 이러한 제 2 반도체층 콘택홀(122b)의 위치 변화를 구현을 위해 필요한 상기 산화물 반도체층(105)의 제 2 부분(A2)의 위치 및 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)을 통해 상기 산화물 반도체층(105)과 접촉하는 전극(도면에서는 드레인 전극(136))의 위치 변화 이외에 이들 구성요소(산화물 반도체층(105)의 제 2 부분(A2)과 제 2 반도체층 콘택홀(122b) 및 드레인 전극(136))의 크기와 이들 구성요소를 제외한 타 구성요소의 위치 및 크기 등은 전술한 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(도 3의 101)과 동일하므로 그 설명은 생략한다.In this case, in the case of the array substrate (301 in FIG. 5A, 301 in FIG. 5B) according to the modified example of this embodiment, the second semiconductor layer contact hole 122b is formed with the change in the position of the second semiconductor layer contact hole 122b. The position of the second portion A2 of the oxide semiconductor layer 105 necessary for realizing the positional change of the oxide semiconductor layer 105 and the electrode contacting the oxide semiconductor layer 105 through the second semiconductor layer contact hole 122b (The second portion A2 of the oxide semiconductor layer 105 and the second semiconductor layer contact hole 122b and the drain electrode 136) in addition to the positional change of the component (the drain electrode 136 in FIG. The positions and sizes of the other components except for the elements are the same as those of the array substrate 101 (refer to FIG. 3) according to the embodiment of the present invention.

이러한 도 5a 및 도 5b에 제시된 박막트랜지스터(Tr)의 평면 형태를 갖는 본 발명의 실시예의 다양한 변형예에 따른 어레이 기판(도 5a의 201, 도 5b의 301)의 경우도 도 3에 개시된 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)과 동일한 효과를 구현함은 자명하다 할 것이다.In the case of the array substrate (301 in FIG. 5A, 301 in FIG. 5B) according to various modifications of the embodiment of the present invention having the planar shape of the thin film transistor Tr shown in FIGS. 5A and 5B, It is obvious that the same effects as those of the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention are realized.

이후에는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 단면 구조에 대해 설명한다. 이때, 본 발명의 실시예의 다양한 변형예에 따른 어레이 기판도 그 단면 구성은 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판과 동일하므로 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판의 단면 구성을 위주로 설명한다. Hereinafter, the cross-sectional structure of the array substrate according to the embodiment of the present invention will be described. Since the sectional structure of the array substrate according to various modified embodiments of the present invention is the same as that of the array substrate according to the embodiment of the present invention, the sectional structure of the array substrate according to the embodiment of the present invention will be mainly described.

도 6은 도 3을 절단선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 절단한 부분에 대한 단면도이다. 이때, 편의를 위해 각 화소영역에 있어 박막트랜지스터(Tr)가 형성되는 영역을 소자영역(DA)이라 정의한다. Fig. 6 is a cross-sectional view of the portion cut along the cutting line VI-VI of Fig. 3; Fig. At this time, for convenience, a region where the thin film transistor Tr is formed in each pixel region is defined as an element region DA.

도시한 바와같이, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)은 베이스를 이루는 유리 또는 플라스틱 재질의 투명한 절연 기판(100) 상의 각 소자영역(DA)에는 차광패턴(102)이 구비되고 있으며, 상기 차광패턴(102)을 덮으며 상기 기판(100) 전면에 버퍼층(103)이 구비되고 있다.As shown in the drawing, the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention is provided with a light shielding pattern 102 in each device area DA on a transparent insulating substrate 100 made of glass or plastic, A buffer layer 103 is formed on the entire surface of the substrate 100 so as to cover the light shielding pattern 102.

산화물 반도체층(105)을 구비한 박막트랜지스터(Tr)는 빛에 매우 민감하게 반응하는 경향이 있으며 이러한 빛에 산화물 반도체층(105)이 지속적으로 노출될 경우 상기 산화물 반도체층(105) 내부에 빛에 기인된 기생 전류를 발생시켜 박막트랜지스터(Tr)의 온/오프 특성을 변경시키는 경향이 있으므로 외부광이 산화물 반도체층(105)으로 입사되는 것을 방지하기 위해 상기 차광패턴(102)을 형성하는 것이다.The thin film transistor Tr having the oxide semiconductor layer 105 tends to react sensitively to light and when the oxide semiconductor layer 105 is continuously exposed to the light, The ON / OFF characteristic of the thin film transistor Tr tends to be changed by generating a parasitic current caused by the light incident on the oxide semiconductor layer 105. Therefore, the light shielding pattern 102 is formed to prevent external light from entering the oxide semiconductor layer 105 .

하지만, 상기 차광패턴(102)은 반드시 구비될 필요는 없으며, 즉 생략가능하며, 상기 차광패턴(102)이 생략되는 경우 이의 상부에 구비되는 상기 버퍼층(103) 또한 생략될 수 있다. However, the light-shielding pattern 102 is not necessarily provided, and may be omitted. If the light-shielding pattern 102 is omitted, the buffer layer 103 provided on the light-shielding pattern 102 may be omitted.

본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)에 있어서는 상기 차광패턴(102)과 버퍼층(103)이 구비됨을 일례로 보이고 있지만, 앞서 설명한 바와같이 상기 차광패턴(102)과 버퍼층(103)은 생략될 수 있다.The shielding pattern 102 and the buffer layer 103 are shown as an example in the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention. However, as described above, the shielding pattern 102 and the buffer layer 103 are omitted .

다음, 상기 버퍼층(103) 위로 각 소자영역(DA)에는 그 중앙부에 대응해서는 도체화가 이루어지지 않은 액티브 영역(105a)이 구비되며, 상기 액티브 영역(105a) 양측으로 각각 도체화된 것을 특징으로 하는 소스 및 드레인 영역(105b, 105c)으로 이루어진 산화물 반도체층(105)이 구비되고 있다. The device region DA above the buffer layer 103 is provided with an active region 105a corresponding to a central portion of the device region DA and is made conductive on both sides of the active region 105a. And an oxide semiconductor layer 105 composed of source and drain regions 105b and 105c.

이러한 산화물 반도체층(105)은 도 3을 참조하면, 평면 형태 상으로 상기 액티브 영역(105a)과 소스 영역(105b)은 제 3 폭(w3)을 갖는 제 1 부분(A1)을 이루며, 상기 드레인 영역(105c)은 상기 제 3 폭(w3)보다 작은 제 4 폭(w4)을 갖는 제 2 부분(A2)을 이루는 것이 특징이다. 이러한 산화물 반도체층(105)의 평면 형태에 대해서는 앞서 도 3을 통해 상세히 설명하였으므로 더 이상의 설명은 생략한다.3, the active region 105a and the source region 105b form a first portion A1 having a third width w3 in plan view, and the drain region 105a and the source region 105b form a first portion A1, And the region 105c forms a second portion A2 having a fourth width w4 that is smaller than the third width w3. Since the planar shape of the oxide semiconductor layer 105 has been described in detail with reference to FIG. 3, further description is omitted.

이때, 도 6을 참조하면, 이러한 구성을 갖는 산화물 반도체층(105)은 산화물 반도체 물질 예를들면, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나로 이루어지고 있는 것이 특징이다. 6, the oxide semiconductor layer 105 having such a structure may be formed of any one of oxide semiconductor materials such as IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), and ZIO (Zinc Indium Oxide) .

이러한 산화물 반도체 물질은 특정 반응가스 예를들면 헬륨(He), 아르곤(Ar), 질소(N2) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 반응 분위기를 갖는 플라즈마에 노출 시 도전 특성이 향상되는 것이 특징이다. Such an oxide semiconductor material is characterized in that the conductive characteristic is improved upon exposure to a plasma having a reaction atmosphere containing any one or more of a specific reaction gas such as helium (He), argon (Ar), and nitrogen (N 2 ) to be.

다음, 액티브 영역(105a)과 소스 및 드레인 영역(105b, 105c)으로 이루어진 상기 산화물 반도체층(105)의 액티브 영역(105a)과 상기 기판(100) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 게이트 절연막(109)이 구비되고 있다. Next, an active region (105a) and the source and drain regions (105b, 105c), wherein the oxide semiconductor active region (105a) and the substrate 100 over the inorganic insulating material, for example silicon oxide layer 105 is made of a (SiO 2 ) Or a silicon nitride (SiNx) film.

이때, 상기 게이트 절연막(109)은 이의 상부에 위치하는 게이트 전극(116) 및 게이트 배선(미도시)과 동일한 평면 형태를 이루는 것이 특징이다. 이는 상기 게이트 절연막(109)과 이의 상부에 위치하는 상기 게이트 전극(116) 및 게이트 배선(미도시)은 동일한 마스크 공정에 의해 패터닝 되었기 때문이며, 이렇게 게이트 절연막(109)과, 게이트 전극(116)을 동일한 평면 형태를 갖도록 형성한 것은 상기 산화물 반도체층(105)의 일 구성요소인 상기 소스 및 드레인 영역(105b, 105c)을 도체화하기 위함이다. At this time, the gate insulating film 109 is formed in the same plane shape as the gate electrode 116 and the gate wiring (not shown) positioned on the gate insulating film 109. This is because the gate insulating film 109 and the gate electrode 116 and the gate wiring (not shown) located on the gate insulating film 109 are patterned by the same mask process. Thus, the gate insulating film 109 and the gate electrode 116 The source and drain regions 105b and 105c, which are a component of the oxide semiconductor layer 105, are formed to have the same planar shape.

다음, 상기 소자영역(DA)에는 상기 산화물 반도체층(105)의 중앙부 즉 상기 제 1 부분(A1) 중 액티브 영역(105a)에 대응하여 이와 완전 중첩하며 직사각형 형태의 게이트 전극(116)이 구비되고 있다.Next, the device region DA is provided with a rectangular gate electrode 116 which overlaps the center portion of the oxide semiconductor layer 105, that is, the active region 105a of the first portion A1, have.

한편, 상기 게이트 전극(116)은 게이트 배선(미도시)에서 분기한 형태를 이룰 수도 있고, 유기전계 발광소자용 어레이 기판의 경우 상기 게이트 전극(116)은 게이트 배선(미도시)과 연결되지 않고 스위칭 소자로 동작하는 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 일 전극과 연결될 수도 있다.The gate electrode 116 may be branched from a gate line (not shown). In the case of an array substrate for an organic electroluminescent device, the gate electrode 116 is not connected to a gate line (not shown) And may be connected to one electrode of a switching thin film transistor (not shown) operating as a switching element.

다음, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(116) 위로 상기 기판(100) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(120)이 구비되고 있다. Next, an interlayer insulating film 120 made of an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiNx) is formed on the entire surface of the substrate 100 over the gate wiring (not shown) and the gate electrode 116 .

상기 층간절연막(120)에는 상기 산화물 반도체층(105)의 액티브 영역(105a) 양측에 각각 위치하는 상기 소스 영역(105b) 및 드레인 영역(105c)을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)이 구비되고 있다. The first and second semiconductor layer contact holes are formed in the interlayer insulating layer 120 to expose the source region 105b and the drain region 105c respectively located on both sides of the active region 105a of the oxide semiconductor layer 105, (122a, 122b).

이때, 도 3을 참조하면, 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)은 상기 게이트 전극(116)의 길이 방향 즉, 제 1 방향(dn1)으로 제 2 길이(l2)를 갖는 것이 특징이며, 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)은 상기 제 2 길이(l2) 보다 작은 제 3 길이(l3)를 가지며 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)과 나란하게 형성된 것이 특징이다. 이러한 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)의 평면 형태 또한 앞서 도 3을 통해 상세히 설명했으므로 더 이상의 설명은 생략한다.3, the first semiconductor layer contact hole 122a has a second length 12 in the longitudinal direction of the gate electrode 116, that is, in the first direction dn1, The second semiconductor layer contact hole 122b has a third length 13 smaller than the second length 12 and is formed in parallel with the first semiconductor layer contact hole 122a. Since the planar shapes of the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b are also described in detail with reference to FIG. 3, further description is omitted.

그리고 도 6을 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀(122a, 122b)을 구비한 상기 층간절연막(120) 위로는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 데이터 배선(미도시)이 형성되고 있다. Referring to FIG. 6, on the interlayer insulating layer 120 having the first and second semiconductor layer contact holes 122a and 122b, data defining the pixel region intersect with the gate wiring (not shown) Wiring (not shown) is formed.

다음, 상기 소자영역(DA)에는 상기 제 2 길이(도 3의 l2)를 갖는 상기 제 1 반도체층 콘택홀(122a)을 통해 상기 산화물 반도체층(105)의 소스 영역(105b)과 접촉하며 소스 전극(133)이 형성되고 있으며, 상기 소스 전극(133)과 이격하며 상기 제 3 길이(도 3의 l3)를 갖는 상기 제 2 반도체층 콘택홀(122b)을 통해 상기 산화물 반도체층(105)의 드레인 영역(105c)과 접촉하며 드레인 전극(136)이 형성되고 있다.Next, in the element region DA, the source region 105b of the oxide semiconductor layer 105 is exposed through the first semiconductor layer contact hole 122a having the second length (12 in FIG. 3) An electrode 133 is formed on the first semiconductor layer 105 and the second semiconductor layer contact hole 122b which is spaced apart from the source electrode 133 and has the third length (13 in FIG. 3) And the drain electrode 136 is formed in contact with the drain region 105c.

이때, 상기 소스 전극(133)은 상기 데이터 배선(미도시)과 연결될 수도 있으며, 상기 어레이 기판(101)이 유기전계 발광소자용 어레이 기판(미도시)인 경우, 스위칭 박막트랜지스터의 일 전극 또는 전원배선(미도시) 등과 연결될 수도 있다. 상기 전원배선(미도시)이 구비되는 경우 상기 전원배선(미도시)은 상기 게이트 배선(미도시) 혹은 상기 데이터 배선(미도시)이 형성된 동일한 층에 형성된다.In this case, the source electrode 133 may be connected to the data line (not shown). When the array substrate 101 is an array substrate (not shown) for an organic light emitting diode, (Not shown) or the like. When the power wiring (not shown) is provided, the power wiring (not shown) is formed on the same layer on which the gate wiring (not shown) or the data wiring (not shown) is formed.

한편, 상기 소자영역(DA)에 순차 적층된 상기 산화물 반도체층(105)과, 게이트 절연막(109)과, 게이트 전극(116)과, 상기 제 2 길이(도 3의 l2)를 갖는 제 1 반도체층 콘택홀(122a) 및 제 3 길이(도 3의 l3)를 갖는 제 1 반도체층 콘택홀(122a)이 구비된 층간절연막(120)과, 서로 이격하는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.On the other hand, the oxide semiconductor layer 105, the gate insulating film 109, the gate electrode 116, and the first semiconductor having the second length (12 in Fig. 3), which are sequentially stacked in the device region DA, An interlayer insulating film 120 provided with a first semiconductor layer contact hole 122a having a first contact hole 122a and a third contact hole 123 and a source electrode 133 and a drain electrode 136 Form a thin film transistor Tr.

다음, 상기 박막트랜지스터(Tr) 위로 상기 기판(100) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지거나, 또는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어진 보호층(140)이 구비되고 있다. Next, an inorganic insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ) or silicon nitride (SiN x) or an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB) is formed on the entire surface of the substrate 100 over the thin film transistor Tr. ) Or a photo-acryl.

한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 보호층(140)에는 상기 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀이 구비되고 있으며, 상기 드레인 콘택홀이 구비된 상기 보호층(140) 위로 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하며 각 화소영역에는 화소전극 또는 제 1 전극이 형성될 수 있다. Although not shown, a drain contact hole is formed in the passivation layer 140 to expose the drain electrode 136. The drain contact hole may be formed on the passivation layer 140 having the drain contact hole. And the pixel electrode or the first electrode may be formed in each pixel region.

더불어, 상기 어레이 기판(101)이 횡전계 구동을 하는 액정표시장치용 어레이 기판을 이루는 경우, 상기 어레이 기판(101)에는 공통전극이 더욱 구비될 수도 있으며, 이때, 상기 화소전극은 바(bar) 형태를 가지며 각 화소영역 내에 다수 형성되며, 상기 공통전극은 상기 각 화소영역 내에서 상기 바(bar) 형태의 화소전극과 교대하는 형태로 구성될 수도 있다.In addition, when the array substrate 101 is an array substrate for a liquid crystal display device that performs lateral electric field driving, a common electrode may be further provided on the array substrate 101. In this case, And a plurality of common electrodes are formed in each pixel region, and the common electrode may be configured to alternate with the bar-shaped pixel electrode in each pixel region.

나아가 상기 어레이 기판(101)이 프린지 전계 구동을 하는 액정표시장치용 어레이 기판을 이루는 경우, 상기 화소전극 위로 절연층이 더욱 구비되며 상기 절연층 상부로 표시영역 전면에 대응하여 공통전극 형성되며, 이때 상기 공통전극에는 상기 각 화소영역에 구비된 화소전극에 대응하여 바(bar) 형태를 갖는 다수의 개구가 구비된 구성을 이룰 수도 있다. 이때, 상기 화소전극과 공통전극은 그 위치가 바뀔 수 있으며, 이 경우 공통전극에는 바(bar) 형태의 개구가 생략되며 상기 공통전극 상부에 위치하는 화소전극에 바(bar) 형태의 개구가 형성된다.In addition, when the array substrate 101 is an array substrate for a liquid crystal display device that performs fringe field driving, an insulating layer is further provided on the pixel electrodes, and a common electrode is formed on the entire surface of the insulating layer, The common electrode may include a plurality of openings having a bar shape corresponding to the pixel electrodes provided in the pixel regions. At this time, the positions of the pixel electrode and the common electrode may be changed. In this case, a bar-shaped opening is omitted in the common electrode, and a bar-shaped opening is formed in the pixel electrode located above the common electrode do.

또한, 상기 어레이 기판(101)이 유기전계 발광소자용 어레이 기판을 이루는 경우, 상기 제 1 전극 위로 순차 적층되며 유기 발광층과 제 2 전극이 더욱 형성될 수 있다. In addition, when the array substrate 101 is an array substrate for an organic electroluminescence device, the organic light emitting layer and the second electrode may be further formed on the first electrode.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 문턱전압이 음의 전압 방향으로의 쉬프트하는 현상이 억제되며, 박막트랜지스터(Tr) 자체의 전압-전류 특성 커브에 있어 험프 발생이 억제됨으로서 종래의 어레이 기판(도 1의 1) 대비 우수한 박막트랜지스터(Tr)의 특성을 갖는 효과를 갖는다. In the array substrate 101 according to the embodiment of the present invention having such a configuration, the phenomenon that the threshold voltage of the thin film transistor Tr shifts in the negative voltage direction is suppressed, and the voltage-current The occurrence of the hump in the characteristic curve is suppressed, so that it has an advantageous effect of the characteristics of the thin film transistor Tr as compared with the conventional array substrate (1 in Fig. 1).

또한, 본 발명의 실시예에 따른 어레이 기판(101)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 면적이 종래의 어레이 기판(도 1의 1) 대비 줄어들었음에도 불구하고 종래의 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 수준의 채널비를 갖게 됨으로서 스위칭 또는 구동 소자로서의 동작은 원활하게 이루어지는 바 박막트랜지스터(Tr) 면적 저감에 따른 박막트랜지스터(Tr)의 특성 저하는 발생되지 않으면서 박막트랜지스터(Tr)의 면적 저감에 의해 화소영역 내에서 상기 박막트랜지스터(Tr)가 차지하는 면적이 줄어듦으로서 개구율이 향상되는 효과를 갖는다.
The array substrate 101 according to the embodiment of the present invention has the same level as the conventional thin film transistor Tr even though the area of the thin film transistor Tr is smaller than that of the conventional array substrate 1 The operation as a switching or driving element can be smoothly performed. As a result, the characteristics of the thin film transistor Tr are not deteriorated due to the reduction of the area of the thin film transistor Tr, The area occupied by the thin film transistor Tr in the region is reduced and the aperture ratio is improved.

본 발명은 전술한 실시예 및 변형예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

101 : 어레이 기판
105 : 산화물 반도체층
105a : (산화물 반도체층의)액티브 영역
105b, 105c : (산화물 반도체층의)소스 영역 및 드레인 영역
116 : 게이트 전극
122a, 122b : 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀
133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극
A1, A2 : (산화물 반도체층의) 제 1 및 제 2 부분
dn1, dn2 : 제 1 및 제 2 방향
l2, l3 : 제 2 및 제 3 길이
Tr : 박막트랜지스터
w3 : 제 1 부분의 폭(제 3 폭)
w4 : 제 2 부분의 폭(제 4 폭)
w5 : 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀의 폭(제 5 폭)
w6 : 소스 전극의 폭(제 6 폭)
w7 : 드레인 전극의 폭(제 7 폭)
101: array substrate
105: oxide semiconductor layer
105a: active region (of the oxide semiconductor layer)
105b and 105c: source and drain regions (of the oxide semiconductor layer)
116: gate electrode
122a and 122b: first and second semiconductor layer contact holes
133: source electrode
136: drain electrode
A1, A2: first and second portions (of the oxide semiconductor layer)
dn1, dn2: first and second directions
l2, l3: the second and third lengths
Tr: thin film transistor
w3: width of the first part (third width)
w4: width of the second part (fourth width)
w5: width of the first and second semiconductor layer contact holes (fifth width)
w6: width of the source electrode (sixth width)
w7: width of the drain electrode (seventh width)

Claims (6)

다수의 화소영역이 정의된 기판 상의 상기 각 화소영역에 액티브 영역과 상기 액티브 영역의 양측으로 도체화 된 영역으로 이루어지며 제 1 폭을 갖는 제 1 부분 및 제 1 폭보다 작은 제 2 폭을 갖는 제 2 부분을 구비한 산화물 반도체층과;
상기 산화물 반도체층 위로 상기 액티브 영역에 대응하여 순차 적층 형성된 게이트 절연막과 게이트 전극과;
상기 게이트 전극 위로 상기 액티브 영역 양측에 위치하는 도체화 된 영역을 각각 노출시키며 상기 제 1 부분에 구비되어 상기 제 1 폭 방향으로 제 1 길이를 갖는 제 1 반도체층 콘택홀과 상기 제 2 부분에 구비되어 상기 제 2 폭 방향으로 상기 제 1 길이 보다 작은 제 2 길이를 갖는 제 2 반도체층 콘택홀을 구비하며 형성된 층간절연막과;
상기 층간절연막 위로 상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀을 통해 상기 산화물 반도체층과 각각 접촉하며 서로 이격하며 형성된 소스 전극 및 드레인 전극
을 포함하는 어레이 기판.
A first portion having a first width and a second portion having a second width smaller than the first width, the first portion having a first width and a second portion having a second width smaller than the first width, the pixel portion having an active region and a region made conductive on both sides of the active region, An oxide semiconductor layer having two portions;
A gate insulating film and a gate electrode sequentially formed on the oxide semiconductor layer in correspondence with the active region;
A first semiconductor layer contact hole exposing a conductive region located on both sides of the active region on the gate electrode and provided in the first portion and having a first length in the first width direction, And a second semiconductor layer contact hole having a second length smaller than the first length in the second width direction;
A source electrode and a drain electrode which are in contact with the oxide semiconductor layer through the first and second semiconductor layer contact holes,
≪ / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분은 상기 액티브 영역과 상기 액티브 영역의 양측 중 일측에 위치하는 하나의 도체화된 영역을 포함하며, 상기 제 2 부분은 상기 액티브 영역의 타측에 위치하는 하나의 도체화된 영역이 되는 것이 특징인 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the first portion includes one active region and one electrically conductive region located on one side of the active region and the second portion is a conductive region located on the other side of the active region .
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 길이는 상기 제 1 길이의 30 내지 80%인 것이 특징인 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the second length is 30-80% of the first length.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로 그 각각의 일측단 혹은 타측단 중 어느 하나의 측단이 동일한 선상에 위치하도록 구성된 것이 특징인 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second semiconductor layer contact holes are configured so that one side end or one side end of each one of the first and second semiconductor layer contact holes is positioned on the same line in the first and second longitudinal directions.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 반도체층 콘택홀은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로, 그 각각의 일측단은 서로 다른 선상에 위치하며, 동시에 그 각각의 타측단 또한 서로 다른 선상에 위치하도록 배치된 구성을 갖는 것이 특징인 어레이 기판.
The method according to claim 1,
The first and second semiconductor layer contact holes are arranged in the first and second longitudinal directions with their respective one ends on different lines and at the same time their respective other ends are also arranged on different lines And an array substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 소스 및 드레인 전극은 상기 제 1 및 제 2 길이 방향으로, 상기 제 1 부분과 접촉하는 전극의 폭이 상기 제 2 부분과 접촉하는 전극의 폭보다 큰 것이 특징인 어레이 기판.
The method according to claim 1,
Wherein the source and drain electrodes are arranged such that the width of the electrode in contact with the first portion in the first and second longitudinal directions is greater than the width of the electrode in contact with the second portion.
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