KR20200075618A - 트랜지스터 및 전자장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기판 상에 배치된 제1 절연막, 제1 절연막 상에 배치된 액티브층, 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극, 게이트 전극 상에 배치된 제2 절연막 및 제2 절연막 상에 배치되고 액티브층과 전기적으로 연결되되, 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브층의 제2 영역은 제1 높이를 갖는 제1 부분과, 제1 부분에서 연장되되 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 제2 부분을 포함하고, 제3 영역은 상기 제2 부분 상에 배치될 수 있다. 이를 통해, 트랜지스터의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

트랜지스터 및 전자장치{TRANSISTOR AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 실시예들은 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라, 표시장치, 조명장치 등의 다양한 전자장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 이러한 전자장치는 데이터 라인들과 게이트 라인들이 배치된 패널과, 데이터 라인들을 구동하기 위한 데이터 드라이버와, 게이트 라인들을 구동하기 위한 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
이러한 전자장치의 핵심 구성인 패널은 구동을 위하여 수많은 트랜지스터들이 다양한 기능으로 배치될 수 있다.
또한, 패널의 다양한 적용(Application)을 위하여, 다양한 재료의 기판이 사용될 수 있다. 특히, 유기물이 포함된 기판을 사용하는 경우, 기판 영향으로 인해 트랜지스터의 특성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 온(On) 상태에서 프론트 채널(Front Channel) 하부에 백 채널(Back Channel)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들의 다른 목적은, 액티브층 하부에서 전기장(Electric Field)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 유기물을 포함하는 기판을 사용하더라도 신뢰성이 높은 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들의 또 다른 목적은, 패널 잔상을 억제할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은, 패널과, 패널을 구동하기 위한 구동회를 포함하는 전자장치를 제공할 수 있다.
이러한 전자장치에서, 패널에 배치된 트랜지스터는 기판 상에 배치된 제1 절연막, 제1 절연막 상에 배치된 액티브층, 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극, 게이트 전극 상에 배치된 제2 절연막 및 제2 절연막 상에 배치되고, 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브층은 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제1 영역, 제1 영역에서 연장된 제2 영역 및 제2 영역에서 연장되고 소스 전극과 전기적으로 연결된 제3 영역을 포함하고, 액티브층의 제2 영역은 게이트 전극과 중첩되고 제1 높이를 갖는 제1 부분과, 제1 부분에서 연장되되 제3 영역 하부에 배치되고 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 제2 부분을 포함하고, 제3 영역은 상기 제2 부분 상에 배치될 수 있다.
게이트 절연막은, 액티브층의 제1 영역과 제1 부분 상에 배치된 제1 게이트 절연막 및 제2 부분 및 제3 영역 상에 배치된 제2 게이트 절연막을 포함할 수 있다.
제1 게이트 절연막의 물질과 제2 게이트 절연막의 물질은 서로 다른 물질일 수 있다.
제2 게이트 절연막의 밀도는 제1 게이트 절연막의 밀도보다 높을 수 있다.
제1 게이트 절연막의 물질은 제1 절연막의 물질과 대응되는 물질이 포함될 수 있다.
제2 높이의 최대 값은 제1 높이의 1/2 미만일 수 있다.
제1 영역의 면적과 제3 영역의 면적은 상이할 수 있다.
제2 부분이 제3 영역과 접촉된 면은 라운드진 형상일 수 있다.
기판은 유기물이 포함될 수 있다.
액티브층은 폴리 실리콘 반도체일 수 있다.
액티브층은 채널 영역을 포함하고, 채널 영역은 액티브층의 제2 영역의 제2 부분과 대응되는 영역일 수 있다.
채널 영역의 길이는, 제2 부분의 상면의 폭과 대응될 수 있다.
액티브층의 제1 영역 및 제3 영역은 불순물로 도핑된 영역일 수 있다.
불순물은 최외각 전자의 개수가 3개인 원소이거나, 최외각 전자의 개수가 5개의 원소일 수 있다.
제1 영역에 도핑 영역의 깊이는 제3 영역의 도핑 영역의 깊이보다 깊을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 온(On) 상태에서 프론트 채널(Front Channel) 하부에 백 채널(Back Channel)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 액티브층 하부에서 전기장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 유기물을 포함하는 기판을 사용하더라도 신뢰성이 높은 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 패널 잔상을 억제할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전자장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자장치의 시스템 구현 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 패널이 OLED (Organic Light Emitting Diode) 패널인 경우, 제3 타입의 트랜지스터를 포함하는 서브픽셀을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 패널이 LCD (Liquid Crystal Display) 패널인 경우, 제3 타입의 트랜지스터를 포함하는 서브픽셀을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 패널에 내장된 게이트 구동회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
도 9a는 비교예 1에 따른 트랜지스터 구조를 도시한 도면이다.
도 9b는 비교예 1 및 실시예에 따른 트랜지스터가 온 상태일 때, 게이트 절연막 하부에 발생하는 전기장을 비교한 도면이다.
도 10은 비교예 2 및 실시예에 따른 트랜지스터가 온 상태일 때, 드레인 전류 특성을 비교한 그래프이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터를 형성하기 위한 공정을 간략히 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터가 서브픽셀 내 배치된 경우, 픽셀 전극과 연결된 구조의 트랜지스터를 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '포함된이다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들을 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수 있다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것일 뿐이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서의 특징들(구성들)이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 또는 분리 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예는 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전자장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
본 발명의 실시예들에 따른 전자장치는 표시장치, 조명장치, 발광장치 등을 포함할 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 표시장치를 중심으로 설명한다. 하지만, 표시장치뿐만 아니라, 트랜지스터를 포함하기만 하면, 조명장치, 발광장치 등의 다른 다양한 전자장치에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 전자장치는, 영상을 표시하거나 빛을 출력하는 패널(PNL)과, 이러한 패널(PNL)을 구동하기 위한 구동회로를 포함할 수 있다.
패널(PNL)은, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀(SP)이 매트릭스 타입으로 배열될 수 있다.
패널(PNL)에서 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)은 서로 교차하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 다수의 게이트 라인(GL)은 행(Row) 또는 열(Column)으로 배열될 수 있고, 다수의 데이터 라인(DL)은 열(Column) 또는 행(Row)으로 배열될 수 있다. 아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 다수의 게이트 라인(GL)은 행(Row)으로 배치되고, 다수의 데이터 라인(DL)은 열(Column)로 배치되는 것으로 가정한다.
패널(PNL)에는, 서브픽셀 구조 등에 따라, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL) 이외에, 다른 종류의 신호배선들이 배치될 수 있다. 구동전압 배선, 기준전압 배선, 또는 공통전압 배선 등이 더 배치될 수 있다.
패널(PNL)은 LCD (Liquid Crystal Display) 패널, OLED (Organic Light Emitting Diode) 패널 등 다양한 타입의 패널일 수 있다.
패널(PNL)에 배치되는 신호배선들의 종류는, 서브픽셀 구조, 패널 타입(예: LCD 패널, OLED 패널 등) 등에 따라 달라질 수 있다. 그리고, 본 명세서에서는 신호배선은 신호가 인가되는 전극을 포함하는 개념일 수도 있다.
패널(PNL)은 화상(영상)이 표시되는 액티브 영역(A/A)과, 그 외곽 영역이고 화상이 표시되지 않는 넌-액티브 영역(N/A)을 포함할 수 있다. 여기서, 넌-액티브 영역(N/A)은 베젤 영역이라고도 한다.
액티브 영역(A/A)에는 화상 표시를 위한 다수의 서브픽셀(SP)이 배치될 수 있다.
넌-액티브 영역(N/A)에는 데이터 드라이버(DDR)가 전기적으로 연결되기 위한 패드부가 배치되고, 이러한 패드부와 다수의 데이터 라인(DL) 간의 연결을 위한 다수의 데이터 링크 라인이 배치될 수도 있다. 여기서, 다수의 데이터 링크 라인은 다수의 데이터 라인(DL)이 넌-액티브 영역(N/A)으로 연장된 부분들이거나, 다수의 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된 별도의 패턴들일 수 있다.
또한, 넌-액티브 영역(N/A)에는 데이터 드라이버(DDR)가 전기적으로 연결되는 패드 부를 통해 게이트 드라이버(GDR)로 게이트 구동에 필요한 전압(신호)을 전달해주기 위한 게이트 구동 관련 배선들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 게이트 구동 관련 배선들은, 클럭 신호를 전달해주기 위한 클럭 배선들, 게이트 전압(VGH, VGL)을 전달해주는 게이트 전압 배선들, 스캔신호 생성에 필요한 각종 제어신호를 전달해주는 게이트 구동 제어 신호배선들 등을 포함할 수 있다. 이러한 게이트 구동 관련 배선들은, 액티브 영역(A/A)에 배치되는 게이트 라인들(GL)과 다르게, 넌-액티브 영역(N/A)에 배치될 수 있다.
구동회로는, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하는 데이터 드라이버(DDR)와, 다수의 게이트 라인(GL)을 구동하는 게이트 드라이버(GDR)와, 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR)를 제어하는 컨트롤러(CTR) 등을 포함할 수 있다.
데이터 드라이버(DDR)는 다수의 데이터 라인(DL)으로 데이터 전압을 출력함으로써 다수의 데이터 라인(DL)을 구동할 수 있다.
게이트 드라이버(GDR)는 다수의 게이트 라인(GL)으로 스캔신호를 출력함으로써 다수의 게이트 라인(GL)을 구동할 수 있다.
컨트롤러(CTR)는, 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR)의 구동 동작에 필요한 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR)의 구동 동작을 제어할 수 있다. 또한, 컨트롤러(CTR)는 데이터 드라이버(DDR)로 영상데이터(DATA)를 공급할 수 있다.
컨트롤러(CTR)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상데이터를 데이터 드라이버(DDR)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상데이터(DATA)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
컨트롤러(CTR)는, 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR)를 제어하기 위하여, 수직 동기 신호(Vsync), 수평 동기 신호(Hsync), 입력 데이터 인에이블(DE: Data Enable) 신호, 클럭 신호(CLK) 등의 타이밍 신호를 외부 (예: 호스트 시스템)로부터 입력 받아, 각종 제어 신호들을 생성하여 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR)로 출력한다.
예를 들어, 컨트롤러(CTR)는, 게이트 드라이버(GDR)를 제어하기 위하여, 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블 신호(GOE: Gate Output Enable) 등을 포함하는 각종 게이트 제어 신호(GCS: Gate Control Signal)를 출력한다.
또한, 컨트롤러(CTR)는, 데이터 드라이버(DDR)를 제어하기 위하여, 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블 신호(SOE: Source Output Enable) 등을 포함하는 각종 데이터 제어 신호(DCS: Data Control Signal)를 출력한다.
컨트롤러(CTR)는, 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행할 수 있는 제어장치일 수 있다.
컨트롤러(CTR)는, 데이터 드라이버(DDR)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 드라이버(DDR)와 함께 통합되어 집적회로로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버(DDR)는, 컨트롤러(CTR)로부터 영상데이터(DATA)를 입력 받아 다수의 데이터 라인(DL)로 데이터 전압을 공급함으로써, 다수의 데이터 라인(DL)을 구동한다. 여기서, 데이터 드라이버(DDR)는 소스 드라이버라고도 한다.
데이터 드라이버(DDR)는 다양한 인터페이스를 통해 컨트롤러(CTR)와 각종 신호를 주고받을 수 있다.
게이트 드라이버(GDR)는, 다수의 게이트 라인(GL)로 스캔신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 구동한다. 여기서, 게이트 드라이버(GDR)는 스캔 드라이버라고도 한다.
게이트 드라이버(GDR)는, 컨트롤러(CTR)의 제어에 따라, 온(On) 전압 또는 오프(Off) 전압의 스캔신호를 다수의 게이트 라인(GL)로 순차적으로 공급한다.
데이터 드라이버(DDR)는, 게이트 드라이버(GDR)에 의해 특정 게이트 라인이 열리면, 컨트롤러(CTR)로부터 수신한 영상데이터(DATA)를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인(DL)로 공급한다.
데이터 드라이버(DDR)는, 패널(PNL)의 일 측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 패널(PNL)의 양측(예: 상 측과 하 측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 드라이버(GDR)는, 패널(PNL)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 패널(PNL)의 양측(예: 좌 측과 우 측)에 모두 위치할 수도 있다.
데이터 드라이버(DDR)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다. 데이터 드라이버(DDR)는, 경우에 따라서, 하나 이상의 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, TAB (Tape Automated Bonding) 타입 또는 COG (Chip On Glass) 타입으로 패널(PNL)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나 패널(PNL) 상에 직접 배치될 수도 있다. 경우에 따라서, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 패널(PNL)에 집적화되어 배치될 수도 있다. 또한, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 COF (Chip On Film) 타입으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 회로필름 상에 실장 되어, 회로필름을 통해 패널(PNL)에서의 데이터 라인들(DL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
게이트 드라이버(GDR)는 다수의 게이트 구동회로(GDC)를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 게이트 구동회로(GDC)는 다수의 게이트 라인(GL)과 각각 대응될 수 있다.
각 게이트 구동회로(GDC)는 시프트 레지스터(Shift Register), 레벨 시프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
각 게이트 구동회로(GDC)는 TAB (Tape Automated Bonding) 타입 또는 COG (Chip On Glass) 타입으로 패널(PNL)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결될 수 있다. 또한, 각 게이트 구동회로(GDC)는 COF (Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 게이트 구동회로(GDC)는 회로필름 상에 실장 되어, 회로필름을 통해 패널(PNL)에서의 게이트 라인들(GL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 각 게이트 구동회로(GDC)는 GIP (Gate In Panel) 타입으로 구현되어 패널(PNL)에 내장될 수 있다. 즉, 각 게이트 구동회로(GDC)는 패널(PNL)에 직접 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 전자장치의 시스템 구현 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전자장치에서, 데이터 드라이버(DDR)는 다양한 타입들(TAB, COG, COF 등) 중 COF (Chip On Film) 타입으로 구현되고, 게이트 드라이버(GDR)는 다양한 타입들(TAB, COG, COF, GIP 등) 중 GIP (Gate In Panel) 타입으로 구현될 수 있다.
데이터 드라이버(DDR)는 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)로 구현될 수 있다. 도 2는 데이터 드라이버(DDR)가 다수의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)로 구현된 경우를 예시한 것이다.
데이터 드라이버(DDR)가 COF 타입으로 구현된 경우, 데이터 드라이버(DDR)를 구현한 각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 소스 측 회로필름(SF) 상에 실장 될 수 있다.
소스 측 회로필름(SF)의 일 측은 패널(PNL)의 넌-액티브 영역(N/A)에 존재하는 패드 부 (패드들의 집합체)와 전기적으로 연결될 수 있다.
소스 측 회로필름(SF) 상에는, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)와 패널(PNL)을 전기적으로 연결해주기 위한 배선들이 배치될 수 있다.
전자장치는, 다수의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)와 다른 장치들 간의 회로적인 연결을 위해, 하나 이상의 소스 인쇄회로기판(SPCB)과, 제어 부품들과 각종 전기 장치들을 실장 하기 위한 컨트롤 인쇄회로기판(CPCB)을 포함할 수 있다.
하나 이상의 소스 인쇄회로기판(SPCB)에는 소스 드라이버 집적회로(SDIC)가 실장 된 소스 측 회로필름(SF)의 타 측이 연결될 수 있다.
즉, 소스 드라이버 집적회로(SDIC)가 실장 된 소스 측 회로필름(SF)은, 일 측이 패널(PNL)의 넌-액티브 영역(N/A)과 전기적으로 연결되고, 타 측이 소스 인쇄회로기판(SPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤 인쇄회로기판(CPCB)에는, 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR) 등의 동작을 제어하는 컨트롤러(CTR)가 배치될 수 있다.
또한, 컨트롤 인쇄회로기판(CPCB)에는, 패널(PNL), 데이터 드라이버(DDR) 및 게이트 드라이버(GDR) 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 각종 전압 또는 전류를 제어하는 파워 관리 집적회로(PMIC: Power Management IC) 등이 더 배치될 수도 있다.
소스 인쇄회로기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄회로기판(CPCB)은 적어도 하나의 연결 부재(CBL)를 통해 회로적으로 연결될 수 있다. 여기서, 연결 부재(CBL)는, 일 예로, 가요성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit), 가요성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 등일 수 있다.
하나 이상의 소스 인쇄회로기판(SPCB)과 컨트롤 인쇄회로기판(CPCB)은 하나의 인쇄회로기판으로 통합되어 구현될 수도 있다.
게이트 드라이버(GDR)가 GIP (Gate In Panel) 타입으로 구현된 경우, 게이트 드라이버(GDR)에 포함된 다수의 게이트 구동회로(GDC)는 패널(PNL)의 넌-액티브 영역(N/A) 상에 직접 형성될 수 있다.
다수의 게이트 구동회로(GDC) 각각은 패널(PNL)에서의 액티브 영역(A/A)에 배치된 해당 게이트 라인(GL)으로 해당 스캔신호(SCAN)를 출력할 수 있다.
패널(PNL) 상에 배치된 다수의 게이트 구동회로(GDC)는, 넌-액티브 영역(N/A)에 배치된 게이트 구동 관련 배선들을 통해, 스캔신호 생성에 필요한 각종 신호(클럭신호, 하이 레벨 게이트 전압(VGH), 로우 레벨 게이트 전압(VGL), 스타트 신호(VST), 리셋 신호(RST) 등)를 공급받을 수 있다.
넌-액티브 영역(N/A)에 배치된 게이트 구동 관련 배선들은, 다수의 게이트 구동회로(GDC)에 가장 인접하게 배치된 소스 측 회로필름(SF)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 패널(PNL)이 OLED (Organic Light Emitting Diode) 패널인 경우, 서브픽셀(SP)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, OLED 패널인 패널(PNL)에서의 각 서브픽셀(SP)은, 유기발광다이오드(OLED)와, 유기발광다이오드(OLED)를 구동하는 구동 트랜지스터(DRT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 해당 데이터 라인(DL) 사이에 전기적으로 연결된 스위칭 트랜지스터(O-SWT)와, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결된 스토리지 캐패시터(Cst) 등을 포함하여 구현될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)는 애노드 전극, 유기발광층 및 캐소드 전극 등으로 이루어질 수 있다.
도 3의 회로 예시에 따르면, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극(픽셀전극이라고도 함)은 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)의 캐소드 전극(공통전극이라고도 함)에는 기저전압(EVSS)이 인가될 수 있다.
여기서, 기저전압(EVSS)은, 일 예로, 그라운드 전압이거나 그라운드 전압보다 높거나 낮은 전압일 수 있다. 또한, 기저전압(EVSS)은 구동상태에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 영상 구동 시 기저전압(EVSS)과 센싱 구동 시 기저전압(EVSS)은 서로 다르게 설정될 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)는 유기발광다이오드(OLED)로 구동전류를 공급해줌으로써 유기발광다이오드(OLED)를 구동해준다.
구동 트랜지스터(DRT)는 제1 노드(N1), 제2 노드(N2) 및 제3 노드(N3) 등을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)는 게이트 노드일 수 있으며, 스위칭 트랜지스터(O-SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드와 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제2 노드(N2)는 소스 노드 또는 드레인 노드일 수 있으며, 유기발광다이오드(OLED)의 애노드 전극(또는 캐소드 전극)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DRT)의 제3 노드(N3)는 드레인 노드 또는 소스 노드일 수 있으며, 구동전압(EVDD)이 인가될 수 있고, 구동전압(EVDD)을 공급하는 구동전압 라인(DVL: Driving Voltage Line)과 전기적으로 연결될 수 있다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 전기적으로 연결되어, 영상 신호 전압에 해당하는 데이터 전압(Vdata) 또는 이에 대응되는 전압을 한 프레임 시간 (또는 정해진 시간) 동안 유지해줄 수 있다.
스위칭 트랜지스터(O-SWT)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 해당 데이터 라인(DL)에 전기적으로 연결되고, 스위칭 트랜지스터(O-SWT)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결되고, 스위칭 트랜지스터(O-SWT)의 게이트 노드는 해당 게이트 라인과 전기적으로 연결되어 스캔신호(SCAN)를 인가 받을 수 있다.
스위칭 트랜지스터(O-SWT)는 해당 게이트 라인을 통해 스캔신호(SCAN)를 게이트 노드로 인가 받아 온-오프가 제어될 수 있다.
이러한 스위칭 트랜지스터(O-SWT)는 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어 해당 데이터 라인(DL)으로부터 공급된 데이터 전압(Vdata)을 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)로 전달해줄 수 있다.
한편, 스토리지 캐패시터(Cst)는, 구동 트랜지스터(DRT)의 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 존재하는 내부 캐패시터(Internal Capacitor)인 기생 캐패시터(예: Cgs, Cgd)가 아니라, 구동 트랜지스터(DRT)의 외부에 의도적으로 설계한 외부 캐패시터(External Capacitor)일 수 있다.
구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(O-SWT) 각각은 n 타입 트랜지스터이거나 p 타입 트랜지스터일 수 있다.
도 3에 예시된 각 서브픽셀 구조는 2T(Transistor) 1C (Capacitor) 구조로서, 설명을 위한 예시일 뿐, 1개 이상의 트랜지스터를 더 포함하거나, 경우에 따라서는, 1개 이상의 캐패시터를 더 포함할 수도 있다. 또는, 다수의 서브픽셀들 각각이 동일한 구조로 되어 있을 수도 있고, 다수의 서브픽셀들 중 일부는 다른 구조로 되어 있을 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 패널(PNL)이 LCD (Liquid Crystal Display) 패널인 경우, 서브픽셀(SP)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, LCD 패널인 패널(PNL)에서의 각 서브픽셀(SP)은 픽셀전극(PXL) 및 스위칭 트랜지스터(L-SWT) 등을 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(L-SWT)는, 스캔신호(SCAN)에 의해 제어되며, 데이터 라인(DL)과 픽셀전극(PXL) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(L-SWT)는 스캔신호(SCAN)에 의해 턴-온 되어, 데이터 라인(DL)에서 공급된 데이터 전압(Vdata)을 픽셀전극(PXL)에 전달해준다. 데이터전압(Vdata)이 인가된 픽셀전극(PXL)은 공통전압이 인가되는 공통전극(COM)과 전계를 형성할 수 있다. 즉, 픽셀전극(PXL)과 공통전극(COM) 사이에 캐패시터 (스토리지 캐패시터)가 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 패널(PNL)에 배치된 게이트 구동회로(GDC)를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 각 게이트 구동회로(GDC)는 풀-업 트랜지스터(Tup), 풀-다운 트랜지스터(Tdown) 및 제어 스위치 회로(CSC) 등을 포함할 수 있다.
제어 스위치 회로(CSC)는 풀-업 트랜지스터(Tup)의 게이트 노드에 해당하는 Q 노드의 전압과, 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 노드에 해당하는 QB 노드의 전압을 제어하는 회로로서, 여러 개의 스위치(트랜지스터)를 포함할 수 있다.
풀-업 트랜지스터(Tup)는 게이트 신호 출력 노드(Nout)를 통해 게이트 라인(GL)으로 제1 레벨 전압(예: 하이 레벨 전압(VGH))에 해당하는 게이트 신호(Vgate)를 공급하는 트랜지스터이다. 풀-다운 트랜지스터(Tdown)는 게이트 신호 출력 노드(Nout)를 통해 게이트 라인(GL)으로 제2 레벨 전압(예: 로우 레벨 전압(VGL))에 해당하는 게이트 신호(Vgate)를 공급하는 트랜지스터이다. 풀-업 트랜지스터(Tup)와 풀-다운 트랜지스터(Tdown)는 서로 다른 타이밍에 턴-온 될 수 있다.
풀-업 트랜지스터(Tup)는, 클럭신호(CLK)가 인가되는 클럭신호 인가 노드(Nclk)와 게이트 라인(GL)에 전기적으로 연결된 게이트 신호 출력 노드(Nout) 사이에 전기적으로 연결되고, Q 노드의 전압에 의해 턴 온 또는 턴 오프 될 수 있다.
풀-업 트랜지스터(Tup)의 게이트 노드는 Q 노드에 전기적으로 연결될 수 있다. 풀-업 트랜지스터(Tup)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 클럭신호 인가 노드(Nclk)에 전기적으로 연결될 수 있다. 풀-업 트랜지스터(Tup)의 소스 노드 또는 드레인 노드는 게이트 신호(Vgate)가 출력되는 게이트 신호 출력 노드(Nout)에 전기적으로 연결될 수 있다.
풀-업 트랜지스터(Tup)는, Q 노드의 전압에 의해 턴 온 되어, 클럭신호(CLK)의 하이 레벨 구간에서의 하이 레벨 전압(VGH)을 갖는 게이트 신호(Vgate)를 게이트 신호 출력 노드(Nout)로 출력한다.
게이트 신호 출력 노드(Nout)에 출력된 하이 레벨 전압(VGH)의 게이트 신호(Vgate)는 해당 게이트 라인(GL)에 공급될 수 있다.
풀-다운 트랜지스터(Tdown)는, 게이트 신호 출력 노드(Nout)와 기저 전압 노드(Nvss) 사이에 전기적으로 연결되고, QB 노드의 전압에 의해 턴 온 또는 턴 오프 될 수 있다.
풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 노드는, QB 노드에 전기적으로 연결될 수 있다. 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 드레인 노드 또는 소스 노드는 기저 전압 노드(Nvss)에 전기적으로 연결되어 정 전압에 해당하는 기저 전압(VSS)을 인가받는다. 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 소스 노드 또는 드레인 노드는, 게이트 신호(Vgate)가 출력되는 게이트 신호 출력 노드(Nout)에 전기적으로 연결될 수 있다.
풀-다운 트랜지스터(Tdown)는, QB 노드의 전압에 의해 턴 온 되어, 로우 레벨 전압(VGL)의 게이트 신호(Vgate)를 게이트 신호 출력 노드(Nout)로 출력한다. 이에 따라, 로우 레벨 전압(VGL)의 게이트 신호(Vgate)는 게이트 신호 출력 노드(Nout)를 통해 해당 게이트 라인(GL)으로 공급될 수 있다. 여기서, 로우 레벨 전압(VGL)의 게이트 신호(Vgate)는, 일 예로, 기저 전압(VSS)일 수 있다.
한편, 제어 스위치 회로(CSC)는, 둘 이상의 트랜지스터 등으로 구성될 수 있으며, Q 노드, QB 노드, 세트 노드(S, 스타트 노드라고도 함), 리셋 노드(R) 등의 주요 노드가 있다. 경우에 따라서, 제어 스위치 회로(CSC)는 구동전압(VDD) 등의 각종 전압이 입력되는 입력 노드 등이 더 있을 수 있다.
제어 스위치 회로(CSC)에서, Q 노드는 풀-업 트랜지스터(Tup)의 게이트 노드와 전기적으로 연결되고, 충전과 방전이 반복될 수 있다.
제어 스위치 회로(CSC)에서, QB 노드는 풀-다운 트랜지스터(Tdown)의 게이트 노드와 전기적으로 연결되고, 충전과 방전이 반복될 수 있다.
제어 스위치 회로(CSC)에서, 세트 노드(S)는 해당 게이트 구동회로(GDC)의 게이트 구동의 시작을 지시하기 위한 세트 신호(SET)를 인가 받는다.
여기서, 세트 노드(S)에 인가되는 세트 신호(SET)는 게이트 드라이버(GDR)의 외부에서 입력되는 스타트 신호(VST)일 수도 있고, 현재의 게이트 구동회로(GD)보다 앞선 이전 스테이지(stage)의 게이트 구동 회로(GDC)에서 출력된 게이트 신호(Vgate)가 피드백 된 신호(캐리 신호)일 수도 있다.
제어 스위치 회로(CSC)에서 리셋 노드(R)에 인가되는 리셋 신호(RST)는 모든 스테이지의 게이트 구동회로들(GDC)을 동시에 초기화하기 위한 리셋 신호일 수도 있고, 다른 스테이지(이전 또는 이후 스테이지)로부터 입력된 캐리 신호일 수 있다.
제어 스위치 회로(CSC)는 세트 신호(SET)에 응답하여 Q 노드를 충전하고, 리셋 신호(RST)에 응답하여 Q 노드를 방전한다. 제어 스위치 회로(CSC)는 Q 노드와 QB 노드 각각을 서로 다른 타이밍에 충전 또는 방전시키기 위하여 인버터 회로를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, OLED 패널에 해당하는 패널(PNL)의 액티브 영역(A/A) 내 다수의 서브픽셀(SP) 각각에는 구동 트랜지스터(DRT) 및 스위칭 트랜지스터(O-SWT)가 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, LCD 패널에 해당하는 패널(PNL)의 액티브 영역(A/A) 내 다수의 서브픽셀(SP) 각각에는 스위칭 트랜지스터(L-SWT)가 배치될 수 있다.
이와 같이, OLED 패널 또는 LCD 패널 등일 수 있는 패널(PNL)의 액티브 영역(A/A) 내 다수의 서브픽셀(SP) 각각의 영역에는 트랜지스터(DRT, O-SWT, L-SWT)가 배치될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 구동회로(GDC)가 GIP 타입으로 구현된 경우, 즉, 게이트 구동회로(GDC)가 패널(PNL)에 내장되는 경우, 도 5와 같은 게이트 구동회로(GDC)를 구성하는 각종 트랜지스터(Tup, Tdown, CSC 내부의 트랜지스터들)이 패널(PNL)의 액티브 영역(A/A)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역(N/A)에 배치될 수 있다.
한편, 패널(PNL)의 액티브 영역(A/A) 및 넌-액티브 영역(N/A)에 배치되는 트랜지스터(TR)는 액티브층의 형상에 따라 트랜지스터(TR)의 동작에 영향을 줄 수 있다. 특히, 유기물이 포함된 기판 상에 배치된 트랜지스터(TR)는 액티브층의 형상에 따라 트랜지스터(TR)의 성능이 달라질 수 있다.
이러한 전자장치에서, 패널(PNL)에 배치된 트랜지스터(TR)는 기판 상에 배치된 제1 절연막, 제1 절연막 상에 배치된 액티브층, 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막, 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극, 게이트 전극 상에 배치된 제2 절연막 및 제2 절연막 상에 배치되고 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 액티브층은 액티브층은 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제1 영역, 제1 영역에서 연장된 제2 영역 및 제2 영역에서 연장되고 소스 전극과 전기적으로 연결된 제3 영역을 포함하고, 액티브층의 제2 영역은, 게이트 전극과 중첩되고 제1 높이를 갖는 제1 부분과, 제1 부분에서 연장되되 제3 영역 하부에 배치되고 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 제2 부분을 포함할 수 있다.
이에, 아래에서는 트랜지스터(TR)의 성능을 향상시켜줄 수 있는 액티브층 구조를 갖는 트랜지스터(TR)의 구조에 대하여, 여러 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터(TR)는 액티브층(ACT), 게이트 전극(GATE), 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함한다.
구체적으로, 기판(SUB) 상에 제1 절연막(INS1)이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판(SUB)은 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, PET(polyethylene terephthalate), 폴리에스테르(polyester), PC(Polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PEEK(polyether ether ketone), PAR(polyarylate), PCO(polycylicolefin), 폴리노보넨(polynorbornene), PES(polyethersulphone) 및 COP(cycloolefin polymer) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 6에서는 제1 절연막(INS1)이 단일층인 구성을 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않다. 예를 들면, 제1 절연막(INS1)은 다중층으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제1 절연막(INS1) 상부 또는 하부에 다른 절연막이 더 배치될 수 있다.
제1 절연막(INS1) 상에는 액티브층(ACT)이 배치될 수 있다.
액티브층(ACT)은 제1 영역(A1), 제1 영역(A1)에서 연장되는 제2 영역(A2) 및 제2 영역(A2)에서 연장되되 제2 영역(A2) 상에 배치된 제3 영역(A3)을 포함할 수 있다.
액티브층(ACT)의 제2 영역은 제1 높이(H1)를 갖는 제1 부분(P1)과, 제1 부분(P1)에서 연장되되 제1 높이(H1)보다 낮은 제2 높이(H2)를 갖는 제2 부분(P2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 높이(H2)의 최대 값은 제1 높이(H1)의 1/2 미만일 수 있다.
여기서, 제1 높이(H1)와 제2 높이(H2)는 기판(SUB)과 수직한 방향을 기준으로 한 길이 일 수 있다.
그리고, 제3 영역(A3)은 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2) 상에 배치될 수 있다.
여기서, 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)의 제2 높이(H2)와 제3 영역(A3)의 높이(H3)의 합은 제1 영역(A1)의 높이(H4)와 서로 대응될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 액티브층(ACT)의 도핑된 영역인 제1 영역(A1)의 면적과 제3 영역(A3)의 면적은 서로 상이할 수 있다.
액티브층(ACT) 상에는 게이트 절연막(GI)이 배치될 수 있다.
게이트 절연막(GI) 상에는 게이트 전극(GATE)이 배치될 수 있다.
게이트 전극(GATE) 상에는 제2 절연막(INS2)이 배치될 수 있다.
제2 절연막(INS2) 상에는 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)이 서로 이격되어 배치될 수 있다.
드레인 전극(D)은 게이트 절연막(GI)과 제2 절연막(INS2)에 구비된 제1 홀(HOL1)을 통해 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
소스 전극(S)은 게이트 절연막(GI)과 제2 절연막(INS2)에 구비된 제2 홀(HOL2)을 통해 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도 6에서는 드레인 전극(D)이 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)에 연결되고, 소스 전극(S)이 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)에 연결되는 구성을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 소스 전극(S)이 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)에 연결되고, 드레인 전극(D)이 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)에 연결될 수도 있다. 다만, 후술하는 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 드레인 전극(D)이 제1 영역(A1)에 전기적으로 연결되고, 소스 전극(S)이 제2 영역(A2)에 연결되는 구성을 중심으로 설명한다.
액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)은 불순물로 도핑(Doping)된 영역일 수 있다.
불순물은 최외각 전자의 개수가 3개인 원소이거나, 최외각 전자의 개수가 5개의 원소일 수 있다.
예를 들면, 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에는 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등 최외각 전자가 3개인 원소가 도핑 되거나, 은(Ag), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 등 최외각 전자가 5개인 원소가 도핑될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다만, 후술하는 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In) 등 최외각 전자가 3개인 원소가 도핑되는 구성을 중심으로 설명한다.
이에, 드레인 전극(D) 및 소스 전극(S)과 각각 접촉되는 액티브층(ACT)의 제1 및 제3 영역(A1, A3)의 전도도가 증가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 영역(A1)의 높이(H4)와 제3 영역(A3)의 높이(H3)가 서로 상이하므로, 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3) 각각에 불순물이 도핑된 깊이 역시 서로 상이할 수 있다.
한편, 도 6에 도시하지는 않았으나, 불순물은 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)뿐만 아니라, 제1 영역(A1)의 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)의 일부에도 도핑될 수 있다.
그리고, 제2 영역(A2)은 불순물로 도핑되지 않은 영역일 수 있다.
이러한 제2 영역(A2)은 트랜지스터(TR) 구동 시 형성되는 채널 영역을 포함하는 영역일 수 있다.
채널 영역(CHA)은 액티브층(ACT)과 게이트 전극(GATE)이 중첩되는 영역에 형성될 수 있다. 채널 영역(CHA)은 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제1 부분(P1)에 포함될 수 있다.
예를 들면, 채널 영역(CHA)은 제1 부분(P1)의 상부에 형성될 수 있다. 제1 부분(P1)의 상부는 게이트 절연막(GI)과 인접한 영역일 수 있다. 여기서, 채널 영역(CHA)은 프론트 채널로 명명될 수 있다.
이러한 채널 영역(CHA)의 길이(L)는 제1 부분(P1)의 폭에 해당하는 길이일 수 있다. 여기서, 제1 부분(P1)의 폭은 기판(SUB)과 평행한 방향의 길이를 의미할 수 있다.
한편, 유기물이 포함된 기판(SUB)의 표면과 내부에는 다수의 전하(charge)가 존재할 수 있다. 그리고, 일반적인 트랜지스터(TR)의 구조에서, 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 불순물을 도핑하는 경우, 불순물이 액티브층(ACT)과, 제1 및 제2 영역(A1, A2) 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)의 일부까지 도핑될 수 있다.
따라서, 도핑된 영역과 기판(SUB) 사이의 거리는 매우 가까워질 수 있다.
한편, 이러한 구조에서 트랜지스터(TR)가 온(On) 상태가 되면, 기판(SUB)에 존재하는 다수의 전하들은 전기장(Electric Field)에 의해 액티브층(ACT)의 채널 영역(CHA)의 하부에 전류 경로(Current Path)가 발생될 수 있다. 여기서, 채널 영역(CHA)의 하부에 발생된 전류 경로는 백 채널이라고 명명될 수 있다.
상술한 전류 경로는 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 하부에서 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3)으로 방향으로 전류가 흐르는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 발생된 백 채널에서 전류가 흐르는 방향은 프론트 채널에서 흐르는 전류의 방향과 동일할 수 있다.
이와 같이, 채널 영역(CHA)의 하부에 형성된 전류 경로는 트랜지스터(TR)의 전류 특성에 영향을 주고, 결과적으로는, 트랜지스터(TR)의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제를 유발한다. 이러한 트랜지스터(TR)가 패널(PNL)에 적용될 경우, 패널(PNL)의 잔상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예에서는, 이러한 문제를 해결하기 위해, 제3 영역(A3)의 하부에 도핑되지 않은 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)을 배치함으로써, 도핑영역과 기판(SUB) 사이의 거리가 멀어지게 되어, 채널 영역(CHA)의 하부에 전류 경로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)에 불순물이 도핑되는 깊이와 제3 영역(A3)에 불순물이 도핑되는 깊이를 상이하게 하기 위해 본 발명의 트랜지스터(TR)는 도 7에 도시된 구조를 가질 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트랜지스터를 나타낸 도면이다.
후술하는 설명에서는 앞서 설명한 실시예들과 중복되는 내용(구성, 효과 등)은 생략할 수 있다.
도 7을 참조하면, 기판(SUB) 상에 제3 절연막(INS3)이 배치될 수 있다. 한편, 도 7에서는 제3 절연막(INS3)이 단일층인 구성을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제3 절연막(INS3)은 다중층으로 이루어질 수 있고, 상이한 물질이 포함된 절연막들이 교번하여 배치될 수도 있다.
제3 절연막(INS3) 상에는 제1 절연막(INS1)이 배치되고, 제1 절연막(INS1) 상에는 액티브층(ACT)이 배치될 수 있다.
액티브층(ACT) 상에는 게이트 절연막(GI)이 배치될 수 있다.
게이트 절연막(GI)은 제1 게이트 절연막(GI1)과 제2 게이트 절연막(GI2)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 게이트 절연막(GI1)은 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)의 제1 부분(P1) 상에 배치될 수 있다. 제2 게이트 절연막(GI2)은 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2) 및 제3 영역(A3) 상에 배치될 수 있다.
여기서, 제1 게이트 절연막(GI1)의 물질과 제2 게이트 절연막(GI22)의 물질은 상이할 수 있다. 이 때, 제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도는 제1 게이트 절연막(GI1)의 밀도보다 높을 수 있다.
예를 들면, 제1 게이트 절연막(GI1)은 SiO2로 이루어지고, 제2 게이트 절연막(GI2)은 SiNx로 이루어질 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 본 발명에서, 제1 및 제2 게이트 절연막(GI1, GI2)의 물질은 제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도가 제1 게이트 절연막(GI1)의 밀도보다 높게 형성할 수 있는 물질로 이루어지는 구성이면 충분하다.
한편, 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 불순물을 도핑하는 공정은 제1 및 제2 게이트 절연막(GI1, GI2)을 형성한 후에 진행될 수 있다.
제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도가 제1 게이트 절연막(GI1)의 밀도보다 높으므로, 동일 조건에서 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 불순물을 도핑할 경우, 제1 영역(A1)에 불순물이 도핑된 깊이가 제3 영역(A3)에 불순물이 도핑된 깊이보다 깊을 수 있다.
한편, 액티브층(ACT) 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)은 제1 게이트 절연막(GI1)과 대응되는 물질로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 절연막(INS1)의 밀도는 제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도보다 낮을 수 있다.
이에, 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)을 도핑하는 과정에서, 제1 영역(A1)의 하부에 위치된 제1 절연막(INS1)에도 불순물이 도핑될 수 있다. 즉, 제1 절연막(INS1)은 제1 영역(A1) 하부에 도핑영역(DPA)을 포함할 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같이, 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3) 상에는 제2 게이트 절연막(GI2)이 배치됨으로써, 제3 영역(A3) 하부에 배치된 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)과, 제2 부분(P2) 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)까지 불순물이 도핑되지 않는다.
이에, 도핑영역인 제3 영역(A3)과 기판(SUB) 사이의 거리가 멀어지므로, 트랜지스터(TR)가 온(On) 상태일 때, 채널 영역(CHA)의 하부에 전류 경로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 불순물 도핑 공정에서는, 다수의 불순물들이 이온화 된 후 가속되어 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 도핑될 수 있다. 이때, 불순물들의 운동에너지에 따라 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)에 도핑 프로파일(Doping Profile)이 달라질 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 불순물이 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1) 및 제1 영역(A1) 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)에도 도핑될 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 불순물이 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3)에 도핑되어, 제3 영역(A3) 하부에 배치된 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)의 상부 표면은 기판(SUB)과 평행할 수도 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 다수의 불순물이 제3 영역(A3)에 깊게 도핑되어, 액티브층(ACT)의 제2 부분(P2)의 표면이 라운드(round)진 형상일 수도 있다.
도 8의 구조에서도, 도핑영역인 제3 영역(A3)과 기판(SUB) 사이의 거리가 멀어지므로, 트랜지스터(TR)가 온(On) 상태일 때, 채널 영역(CHA)의 하부에 전류 경로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과를 도 9a, 도 9b 및 도 10을 참조하여 검토하면 다음과 같다.
도 9a는 비교예 1에 따른 트랜지스터 구조를 도시한 도면이다. 도 9b는 비교예 1 및 실시예에 따른 트랜지스터가 온(On) 상태일 때, 게이트 절연막 하부에 발생하는 전기장을 비교한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 비교예 1에 따른 트랜지스터는 유기물이 포함된 기판 상에 배치된 트랜지스터 일 수 있으며, 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 각각 컨택되는 액티브층(ACT)의 제1 영역(B1) 및 제3 영역(B3)에 도핑된 상태인 트랜지스터일 수 있다.
그리고, 비교예 1의 트랜지스터의 액티브층(ACT)은 불순물로 도핑된 영역인 제1 영역(B1)과 제3 영역(B3)의 면적이 대응될 수 있다. 다시 말해, 불순물로 도핑되지 않은 영역인 제2 영역(B2)을 기준으로 제1 영역(B1)과 제3 영역(B3)은 대칭되는 구조일 수 있다.또한, 도 9a에 도시된 바와 같이, 제1 영역(B1)과 제3 영역(B3) 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)의 일부도 도핑된 영역(DPA)을 포함할 수 있다.
그리고, 실시예에 따른 트랜지스터는 도 7의 구조를 갖는 트랜지스터일 수 있다.
여기서, 비교예 1에 따른 트랜지스터와 실시예에 따른 트랜지스터 각각의 액티브층(ACT)의 제1 영역(B1, A1) 및 제3 영역(B3, A3)에는 최외각 전자가 3개인 불순물로 도핑된 상태, 즉, P형 트랜지스터일 수 있다.
도 9b를 참조하면, 비교예 1에 따른 트랜지스터가 온(On) 상태일 때, 본 발명 실시예에 따른 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)의 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)과 대응되는 구성까지 전기장이 발생하는 것을 알 수 있다.
반면, 실시예에 따른 트랜지스터(TR)가 온(On) 상태일 때, 본 발명 실시예에 따른 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1) 및 제3 영역(A3)의 하부에 배치된 제1 절연막(INS1)에 전기장이 거의 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터(TR)가 온(On) 상태일 때, 기판(SUB)에 존재하는 다수의 전하들이 전기장에 의해 액티브층(ACT) 하부에서 전류 경로를 형성하지 않는다.
이에, 트랜지스터(TR)의 신뢰성이 향상될 수 있으며, 본 발명의 트랜지스터(TR)가 패널(PNL)에 적용되더라도, 트랜지스터(TR)의 신뢰성 저하로 인한 패널(PNL)의 잔상을 유발하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터(TR)는 소스 전극(S)과 연결되는 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3)과 제1 절연막(INS1) 사이에 도핑되지 않은 액티브층(ACT)의 영역인 제2 부분(P2)이 배치됨으로써, 트랜지스터(TR)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 액티브층(ACT)의 제2 부분(P2)의 제2 높이(H2)의 최대 값은 제1 부분(P1)의 제1 높이(H1)의 1/2 미만일 수 있다.
여기서, 제2 높이(H2)가 제1 높이(H1)의 1/2 이상이 될 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 소자 특성이 저하될 수 있다.
도 10은 비교예 2 및 실시예에 따른 트랜지스터가 온(On) 상태일 때, 드레인 전류 특성을 비교한 그래프이다.
도 10에서 비교예 2에 따른 트랜지스터는 본 발명의 도 7의 트랜지스터에서, 제2 부분(P2)의 제2 높이(H2)가 제1 부분(P1)의 제1 높이(H1)의 1/2 이상인 구조를 갖는다. 실시예에 따른 트랜지스터는 도 7의 트랜지스터에서, 제2 부분(P2)의 제2 높이(H2)가 제1 부분(P1)의 제1 높이(H1)의 1/2 미만인 구조를 갖는다.
트랜지스터(TR)는 게이트 전극(GATE)에 전압이 가해지면, 드레인 전류가 증가되면서 동작하게 될 수 있다.
그러나, 도 10을 참조하면, 비교예 2에 따른 트랜지스터가 온(On) 상태, 즉, 게이트 전극(GATE)에 전압이 가해지는 상태일 때에도 드레인 전류가 거의 증가하지 않아, 트랜지스터(TR)의 오프(off) 상태가 유지될 수 있다.
반면, 실시예에 따른 트랜지스터는, 게이트 전극(GATE)에 전압이 가해지면, 드레인 전류가 증가되어, 트랜지스터(TR)가 정상적으로 동작될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터는 하기와 같은 공정으로 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터를 형성하기 위한 공정을 간략히 도시한 도면이다.
한편, 도 11 내지 도 15에서는 설명의 편의를 위하여 도 7의 구조를 갖는 트랜지스터(TR)를 형성하는 것을 중심으로 설명한다.
먼저, 도 11을 참조하면, 기판(SUB) 상에 제3 절연막(INS3)이 형성된다. 제3 절연막(INS3) 상에는 제1 절연막(INS1)이 형성된다.
제1 및 제3 절연막(INS1, INS3)은 기판(SUB) 상에 전면 증착될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 절연막(INS1) 상에는 액티브층 물질(ACTM)이 형성될 수 있다.
액티브층 물질(ACTM) 상에는 제1 게이트 절연막 물질(GIM1)이 형성될 수 있다.
제1 게이트 절연막 물질(GIM1) 상에는 게이트 전극(GATE)이 형성될 수 있다.
이후, 도 12에 도시된 바와 같이, 액티브층 물질(ACTM)의 상면의 일부가 노출되도록 제1 게이트 절연막 물질(GIM1)을 패터닝하여 제1 게이트 절연막(GI1)을 형성한다.
이후, 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(SUB) 상에 제2 게이트 절연막 물질을 형성한다. 그리고, 제2 게이트 절연막 물질을 패터닝하여 제1 게이트 절연막(GI1)에 의해 노출된 액티브층 물질(ACTM) 상에 제2 게이트 절연막(GI2)이 형성될 수 있다.
여기서, 제1 게이트 절연막(GI1)의 밀도는 제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도보다 낮을 수 있다.
이와 같은 공정을 통해, 제1 게이트 절연막(GI1)과 제2 게이트 절연막(GI2)을 포함하는 게이트 절연막이 형성될 수 있다.
이후, 도 14에 도시된 바와 같이, 액티브층 물질에 불순물이 도핑된다.
이때, 액티브층 물질이 게이트 전극(GATE)과 중첩된 영역은 불순물 도핑이 되지 않으며, 게이트 전극(GATE)과 미 중첩된 영역에만 불순물이 도핑되어, 액티브층(ACT)이 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)은 일부 영역이 도핑되어 전자 이동도가 폴리 실리콘(Poly Silicon) 반도체일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 액티브층이 폴리 실리콘 반도체로 이루어짐으로써, 도핑된 영역의 높이를 조절하여 트랜지스터가 온(On)인 상태에서, 채널 영역 하부에 전류 경로가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 구조와 같이, 액티브층(ACT) 상에 게이트 절연막(GI)이 배치되고, 게이트 절연막(GI) 상에 게이트 전극(GATE)이 배치되며, 게이트 전극(GATE) 상에 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 배치되는 구조를 갖고, 액티브층(ACT)의 일부에 불순물이 도핑되어 전자 이동도가 높아질 수 있는 구조를 가질 수 있다면, 액티브층(ACT)의 재료는 폴리 실리콘 반도체에 한정되지 않을 수 있다.
또한, 게이트 전극(GATE)과 미 중첩되되, 제1 게이트 절연막(GI1)과 중첩된 액티브층(ACT)의 영역은 제1 영역(A1)이 될 수 있다. 그리고, 게이트 전극(GATE)과 미 중첩되되, 제2 게이트 절연막(GI2)과 중첩된 액티브층(ACT)의 영역은 제3 영역(A3)이 될 수 있다. 또한, 게이트 전극(GATE)과 중첩된 영역과, 제3 영역(A3)의 하부 영역은 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)이 될 수 있다.
제1 영역(A1) 상에는 제2 게이트 절연막(INS2)보다 밀도가 낮은 제1 게이트 절연막(INS1)이 배치되므로, 불순물은 제3 영역(A3)보다 제1 영역(A1)에 더 깊이 도핑될 수 있다.
다시 말해, 제3 영역(A3) 상에는 밀도가 높은 제2 게이트 절연막(INS2)이 배치되므로, 불순물이 액티브층(ACT)의 전체 높이에 해당하는 만큼 깊숙이 침투하지 못하게 된다. 이에, 제3 영역(A3) 하부에는 액티브층(ACT)에 불순물이 도핑되지 않은 제2 부분(P2)이 존재할 수 있다.
이에, 불순물이 도핑된 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)은 제2 영역(A2)의 제1 부분(P1)을 기준으로 비 대칭적으로 형성될 수 있다.
이후, 도 15에 도시된 바와 같이, 게이트 전극(GATE) 상에는 제2 절연막(INS2)이 형성된다.
게이트 절연막(GI)과 제2 절연막(INS2)에는 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 액티브층(ACT)에 연결시키기 위한 제1 홀(HOL1) 및 제2 홀(HOL2)이 형성될 수 있다.
제2 절연막(INS2) 상에는 소스 전극(S)과 드레인 전극(D)이 형성될 수 있다. 이때, 드레인 전극(D)은 제1 홀(HOL1)을 통해 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)에 연결될 수 있으며, 소스 전극(S)은 제2 홀(HOL2)을 통해 액티브층(ACT)의 제3 영역(A3)에 연결될 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 15에서는 제1 게이트 절연막(GI1)과 제2 게이트 절연막(GI2)의 밀도 차이를 이용하여, 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)을 기준으로, 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)을 비 대칭적으로 형성하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 액티브층(ACT) 상에 단일 물질로 이루어진 게이트 절연막(GI)을 형성하고, 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)에 도핑 공정을 따로 진행하여 각 영역에 불순물이 침투하는 깊이를 조절할 수도 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 액티브층(ACT)의 제2 영역(A2)의 제2 부분(P2)을 기준으로, 액티브층(ACT)의 제1 영역(A1)과 제3 영역(A3)이 비 대칭적으로 형성되는 구성이면 충분하다.
한편, 전자장치가 패널(PNL) 등일 경우, 도 6 내지 도 8에 도시된 트랜지스터(TR)는 액티브 영역의 서브픽셀(SP) 내에 배치될 수 있고, 이들은 픽셀 전극과 연결될 수 있다.
이를 도 16을 참조하여 검토하면 다음과 같다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 트랜지스터가 서브픽셀 내 배치된 경우, 픽셀 전극과 연결된 구조의 트랜지스터를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 액티브 영역(A/A)에서 서브픽셀(SP) 내에 배치되는 트랜지스터(TR) 중에는 드레인 전극(D)이 픽셀 전극(PXL)과 전기적으로 연결되어야 하는 트랜지스터(TR)가 존재할 수 있다.
이러한 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GATE)을 전극을 덮으면서 패시베이션층(PAS)이 배치될 수 있다. 도 16에서는 설명의 편의를 위하여 게이트 전극(GATE) 상에 패시베이션층(PAS)이 배치된 구성을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트 전극(GATE)과 패시베이션층(PAS) 사이에 다른 절연막 등의 구성이 추가될 수 있다.
패시베이션층(PAS) 상에 픽셀 전극(PXL)이 위치할 수 있다. 픽셀 전극(PXL)은 패시베이션층(PAS)의 홀을 통해 드레인 전극(D)과 연결될 수 있다.
한편, 도 16에서는 드레인 전극(D)이 픽셀 전극(PXL) 전극과 연결되는 구성을 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 픽셀 전극(PXL)은 소스 전극(S)과 연결될 수도 있다.
도 16에서는 본 발명의 트랜지스터(TR)가 액티브 영역(A/A)에 배치된 구성을 설명하였으나, 본 발명의 실시예들에 따른 트랜지스터(TR)는 패널(PNL)의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에도 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의하면, 온(On) 상태에서 프론트 채널(Front Channel) 하부에 백 채널(Back Channel)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 액티브층 하부에서 전기장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 유기물을 포함하는 기판을 사용하더라도 신뢰성이 높은 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 패널 잔상을 억제할 수 있는 구조를 갖는 트랜지스터 및 전자장치를 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
SUB: 기판
INS1: 제1 절연막
ACT: 액티브층
GI: 게이트 절연막
GATE: 게이트 전극
S: 소스 전극
D: 드레인 전극

Claims (18)

  1. 패널; 및
    상기 패널을 구동하기 위한 구동회로를 포함하고,
    상기 패널에 배치되는 트랜지스터는,
    기판 상에 배치된 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 상에 배치된 액티브층;
    상기 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 배치된 제2 절연막; 및
    상기 제2 절연막 상에 배치되고, 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
    상기 액티브층은 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제1 영역, 상기 제1 영역에서 연장된 제2 영역 및 상기 제2 영역에서 연장되고 상기 소스 전극과 전기적으로 연결된 제3 영역을 포함하고,
    상기 액티브층의 상기 제2 영역은, 상기 게이트 전극과 중첩되고 제1 높이를 갖는 제1 부분과, 상기 제1 부분에서 연장되되 상기 제3 영역 하부에 배치되고 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 제2 부분을 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 절연막은,
    상기 액티브층의 상기 제1 영역과 상기 제1 부분 상에 배치된 제1 게이트 절연막 및 상기 제2 부분 및 상기 제3 영역 상에 배치된 제2 게이트 절연막을 포함하는 전자장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 게이트 절연막의 물질과 상기 제2 게이트 절연막의 물질은 서로 다른 물질인 전자장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 게이트 절연막의 밀도는 상기 제1 게이트 절연막의 밀도보다 높은 전자장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 게이트 절연막의 물질은 상기 제1 절연막의 물질과 대응되는 물질이 포함된 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 높이의 최대 값은 상기 제1 높이의 1/2 미만인 전자장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 유기물이 포함된 전자장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 액티브층은 폴리 실리콘 반도체인 전자장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액티브층은 채널 영역을 포함하고,
    상기 채널 영역은 상기 액티브층의 상기 제2 영역의 제1 부분과 대응되는 영역인 전자장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 채널 영역의 길이는,
    상기 제1 부분의 상면의 폭과 대응되는 전자장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 액티브층의 상기 제1 영역 및 상기 제3 영역은 불순물로 도핑된 영역이고,
    상기 제1 영역에 도핑 영역의 깊이는 상기 제3 영역의 도핑 영역의 깊이보다 깊은 전자장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 불순물은 최외각 전자의 개수가 3개인 원소이거나, 최외각 전자의 개수가 5개의 원소인 전자장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역의 면적과 상기 제3 영역의 면적은 상이한 전자장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부분이 상기 제3 영역과 접촉된 면은 라운드진 형상인 전자장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터가 액티브 영역 내 배치되는 경우,
    상기 트랜지스터의 상기 게이트 전극을 덮으면서 패시베이션층이 배치되고,
    상기 패시베이션층 상에 픽셀 전극이 위치하며,
    상기 픽셀 전극은 상기 패시베이션층의 홀을 통해 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 전자장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 상기 패널의 액티브 영역 내 다수의 서브픽셀 각각의 영역에 배치되는 전자장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 상기 패널의 액티브 영역의 외곽 영역인 넌-액티브 영역에 배치된 게이트 구동회로에 포함되는 전자장치.
  18. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 절연막;
    상기 제1 절연막 상에 배치된 액티브층;
    상기 액티브층 상에 배치된 게이트 절연막;
    상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극;
    상기 게이트 전극 상에 배치된 제2 절연막; 및
    상기 제2 절연막 상에 배치되고, 서로 이격되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
    상기 액티브층은 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결된 제1 영역, 상기 제1 영역에서 연장된 제2 영역 및 상기 제2 영역에서 연장되고 상기 소스 전극과 전기적으로 연결된 제3 영역을 포함하고,
    상기 액티브층의 상기 제2 영역은 상기 게이트 전극과 중첩되고 제1 높이를 갖는 제1 부분과, 상기 제1 부분에서 연장되되 상기 제3 영역 하부에 배치되고 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 갖는 제2 부분을 포함하는 트랜지스터.
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