KR20080102665A - 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents
박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080102665A KR20080102665A KR1020070049382A KR20070049382A KR20080102665A KR 20080102665 A KR20080102665 A KR 20080102665A KR 1020070049382 A KR1020070049382 A KR 1020070049382A KR 20070049382 A KR20070049382 A KR 20070049382A KR 20080102665 A KR20080102665 A KR 20080102665A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gate insulating
- semiconductor layer
- oxide
- electrode
- insulating layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Chemical compound [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910015801 BaSrTiO Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- CZXRMHUWVGPWRM-UHFFFAOYSA-N strontium;barium(2+);oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Sr+2].[Ba+2] CZXRMHUWVGPWRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910007717 ZnSnO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N oxotin;zinc Chemical compound [Zn].[Sn]=O KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 9
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UBSJOWMHLJZVDJ-UHFFFAOYSA-N aluminum neodymium Chemical compound [Al].[Nd] UBSJOWMHLJZVDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATMLPEJAVWINOF-UHFFFAOYSA-N acrylic acid acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C.OC(=O)C=C ATMLPEJAVWINOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical class C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/01—Manufacture or treatment
- H10D30/021—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
- H10D30/031—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT]
- H10D30/0321—Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of thin-film transistors [TFT] comprising silicon, e.g. amorphous silicon or polysilicon
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
- H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
- H10D86/40—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates characterised by multiple TFTs
- H10D86/441—Interconnections, e.g. scanning lines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은 기판, 상기 기판 상에 위치하는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층, 상기 반도체층 상에 위치하는 제 1 게이트 절연막, 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 반도체층의 측면을 덮도록 상기 제 1 게이트 절연막 상에 위치하는 제 2 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층의 일정 영역과 대응되게 위치한 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 제공한다.
산화물 반도체, 박막 트랜지스터
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 표시장치를 도시한 단면도.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 기판 205a : 소오스 전극
205b : 드레인 전극 210 : 반도체층
215 : 제 1 게이트 절연막 220 : 제 2 게이트 절연막
225 : 게이트 전극 230a, 230b : 콘택홀들
235a, 235b : 제 1 및 제 2 연결배선
240 : 패시베이션막 245 : 비어홀
250 : 제 1 전극 255 : 절연막
260 : 개구부 265 : 발광층
270 : 제 2 전극
본 발명은 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 전계발광표시장치(Light Emitting Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.
이들 중, 액정표시장치는 음극선관에 비하여 시인성이 우수하고, 평균소비전력 및 발열량이 작으며, 또한, 전계발광표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
표시장치를 구동하는 방식에는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 이용한 능동 매트릭스(active matrix) 방식이 있다. 수동 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 매트릭스 방식은 박막 트랜지스터를 각 화소 전극에 연결하고 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 연결된 커패시터 용량에 의해 유지된 전압에 따라 구동하는 방식이다.
표시장치를 구동하기 위한 박막 트랜지스터는 이동도, 누설전류 등과 같은 기본적인 박막 트랜지스터의 특성뿐만 아니라, 오랜 수명을 유지할 수 있는 내구성 및 전기적 신뢰성이 매우 중요하다. 여기서, 박막 트랜지스터의 반도체층은 주로 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 형성되는데, 비정질 실리콘은 성막 공정이 간단하고 생산 비용이 적게 드는 장점이 있지만 전기적 신뢰성이 확보되지 못하는 문제가 있다. 또한 다결정 실리콘은 높은 공정 온도로 인하여 대면적 응용이 매우 곤란하며, 결정화 방식에 따른 균일도가 확보되지 못하는 문제점이 있다.
한편, 산화물로 반도체층을 형성할 경우, 낮은 온도에서 성막하여도 높은 이동도를 얻을 수 있으며 산소의 함량에 따라 저항의 변화가 커서 원하는 물성을 얻기가 매우 용이하기 때문에 최근 박막 트랜지스터로의 응용에 있어 큰 관심을 끌고 있다. 특히, 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 산화물(InZnO) 또는 인듐 갈륨 아연 산화물(InGaZnO4) 등을 그 예로 들 수 있다.
종래 산화물을 포함하는 반도체층으로 이루어진 박막 트랜지스터의 제조방법의 일례를 간단히 설명하면 다음과 같다.
기판 상에 알루미늄(Al) 등의 금속막을 증착하고 패터닝하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성한다. 그리고, 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층을 형성한다.
상기 반도체층을 포함하는 기판 전면에 게이트 절연막을 형성하고, 게이트 절연막 상에 반도체층과 일정 영역이 대응되는 게이트 전극을 형성하여 박막 트랜 지스터를 완성한다.
상기와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법은 반도체층 형성 후, 게이트 절연막 등의 공정이 개별의 처리 장치로 행해진다. 따라서, 긴 제조시간을 필요로 하여 제조비용이 증가되는 문제점이 있었다.
특히, 반도체층 형성 후에 게이트 절연막을 증착하기 위해 다른 챔버로 이동하는 동안 대기중에 반도체층 표면에 노출되기 때문에 오염물들이 흡착되어 반도체층의 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 박막 트랜지스터의 특성을 향상시킬 수 있고, 표시장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있는 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판, 상기 기판 상에 위치하는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층, 상기 반도체층 상에 위치하는 제 1 게이트 절연막, 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 반도체층의 측면을 덮도록 상기 제 1 게이트 절연막 상에 위치하는 제 2 게이트 절연막 및 상기 제 2 게이트 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층의 일정 영역과 대응되게 위치한 게이트 전극을 포함하는 박 막 트랜지스터를 제공한다.
또한, 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 위치하는 소오스 전극 및 드레인 전극, 상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층, 상기 반도체층 상에 위치하는 제 1 게이트 절연막, 상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 반도체층의 측면을 덮도록 상기 제 1 게이트 절연막 상에 위치하는 제 2 게이트 절연막, 상기 제 2 게이트 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층의 일정 영역과 대응되게 위치한 게이트 전극 및 상기 소오스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 전극을 포함하는 표시장치를 제공한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세하게 설명하도록 한다.
<실시예>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 표시장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100) 상에 소오스 전극(105a) 및 드레인 전극(105b)이 위치한다. 소오스 전극(105a) 및 드레인 전극(105b)과 전기적으로 연결된 산화물을 포함하는 반도체층(110)이 위치한다. 반도체층(110) 상에 반도체층(110) 표면 상에 제 1 게이트 절연막(115)이 위치한다. 반도체층(110) 표면 상에 제 1 게이트 절연막(115)은 반도체층(110)과 제 1 게이트 절연막(115)을 일괄 식각함으로써 형성된다. 제 1 게이트 절연막(115)을 포함하는 기판(100) 전면에 제 2 게이트 절연 막(120)이 위치한다.
여기서, 반도체층(110)과 제 1 게이트 절연막(115)은 10 내지 80°의 테이퍼 각을 갖을 수 있다. 여기서, 반도체층(110)과 제 1 게이트 절연막(115)의 테이퍼 각이 10°이상이면, 패턴 간의 간격이 너무 멀어져 집적화에 불리한 점을 방지할 수 있고, 80°이하이면, 단차가 커져 후속 게이트 절연막 등의 형성시 스텝커버리지가 좋지 않게 되어 절연성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
제 2 게이트 절연막(120) 상에 반도체층(110)의 일정 영역과 대응하는 게이트 전극(125)이 위치하고, 소오스 전극(105a) 및 드레인 전극(105b)의 일부 영역을 노출시키는 콘택홀들(130a, 130b)을 통해 소오스 전극(105a) 및 드레인 전극(105b)과 전기적으로 연결된 제 1 연결배선(135a) 및 제 2 연결배선(135b)이 위치함으로 박막 트랜지스터를 구성한다.
소오스 전극(105a), 드레인 전극(105b), 반도체층(110), 게이트 전극(125)을 포함하는 박막 트랜지스터를 보호 및 절연하는 패시베이션막(140)이 위치한다. 패시베이션막(140) 상에는 제 1 및 제 2 연결배선(135a, 135b) 중 어느 하나를 노출시키는 비어홀(145)을 통해 제 1 또는 제 2 연결배선(135a, 135b)과 전기적으로 연결된 제 1 전극(150)이 위치한다.
제 1 전극(150)을 포함하는 기판(100) 전면 상에는 제 1 전극(150)의 일부 영역을 노출시키는 개구부(160)를 갖는 절연막(155)이 위치하고, 상기 절연막(155)에 의해 노출된 제 1 전극(150) 상에 발광층(165)이 위치한다. 발광층(165)을 포함하는 기판(100) 상에 제 2 전극(170)이 위치함으로써, 박막 트랜지스터 및 이를 포 함하는 표시장치가 구성된다.
이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치는 반도체층과 제 1 게이트 절연막이 일정 테이퍼 각을 갖도록 일괄 식각함으로써 박막 트랜지스터의 특성을 향상시키고, 박막 트랜지스터 및 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2f를 참조하여, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치의 공정별 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 유리, 플라스틱 또는 금속을 포함하는 기판(200) 상에 소오스 전극(205a) 및 드레인 전극(205b)을 형성한다. 소오스 전극(205a) 및 드레인 전극(205b)은 ITO, IZO, Al-doped ZnO 및 SnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다.
이어, 소오스 전극(205a) 및 드레인 전극(205b) 상에 반도체층 물질(210a)을 적층한다. 반도체층 물질(210a)은 산화물로 형성할 수 있으며, 아연 산화물(ZnO), 인듐 아연 산화물(InZnO), 아연 주석 산화물(ZnSnO) 또는 인듐 갈륨 아연 산화 물(InGaZnO4)을 포함할 수 있다.
다음, 반도체층 물질(210a)을 덮도록 제 1 게이트 절연막 물질(215a)을 적층한다. 제 1 게이트 절연막 물질(215a)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질산화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx), 하프늄 산화물(HfOx), 이리듐 산화물(YOx), 티타늄 산화물(TiOx), 스트론튬 산화물(SrOx), 갈륨 산화물(GaOx) 및 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(BST : BaSrTiO)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이때, 상기 제 1 게이트 절연막 물질(215a)은 1 내지 500nm의 두께로 형성할 수 있다. 여기서, 제 1 게이트 절연막 물질(215a)의 두께가 1nm 이상이면, 박막 트랜지스터의 누설전류가 커지는 것을 방지할 수 있고, 500nm 이하이면, 공정 시간이 너무 오래 걸려 생산성 및 제조원가효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
여기서, 상기 반도체층 물질(210a) 및 제 1 게이트 절연막 물질(215a)은 클러스터(Cluster) 타입의 챔버에서 형성할 수 있는데, 클러스터 타입의 챔버는 공통 진공실에 복수의 진공 챔버를 기밀하게 연결시켜 기판이 대기 중에 노출시키지 않는 공정 방식으로, 대기 중의 오염물이 기판에 흡착되는 것을 방지할 수 있으며, 각 공정이 끝나고 진공 분위기를 새로 조성해야 하는 문제점을 해소할 수 있다.
즉, 기판(200) 상에 반도체층 물질(210a)을 적층한 후, 기판(200)을 공기 중에 노출시키지 않고 진공상태에서 기판을 이동하여 제 1 게이트 절연막 물질(215a) 을 형성할 수 있다. 따라서, 공기 중에 노출된 반도체층 표면에 오염물이 흡착되어 추후 박막 트랜지스터의 특성을 저하시키는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이어서, 도 2b를 참조하면, 반도체층 물질(210a) 및 제 1 게이트 절연막 물질(215a)을 하나의 마스크를 이용하여 일괄 식각하여 반도체층(210) 및 제 1 게이트 절연막(215)을 형성한다. 이때, 반도체층(210) 및 제 1 게이트 절연막(215)은 동일하게 10 내지 80°의 테이퍼 각을 갖도록 형성할 수 있다.
도 2c는 도 2b의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 2c를 참조하면, 반도체층(210)과 제 1 게이트 절연막(215)은 일괄 식각함으로써 동일 테이퍼 각을 나타낸다. 이때, 반도체층(210)의 테이퍼 각(θ1)과 제 1 게이트 절연막(215)의 테이퍼 각(θ2)은 10 내지 80°일 수 있다. 여기서, 반도체층(210) 및 제 1 게이트 절연막(215)의 테이퍼 각이 10°이상이면, 패턴 간의 간격이 너무 멀어져 집적화에 불리한 점을 방지할 수 있고, 80°이하이면, 단차가 커져 후속 게이트 절연막 등의 형성시 스텝 커버리지가 좋지 않게 되어 절연성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
다음, 도 2d를 참조하면, 제 1 게이트 절연막(215)을 포함하는 기판(200) 전면에 제 2 게이트 절연막(220)을 형성한다. 제 2 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질산화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx), 하프늄 산화물(HfOx), 이리듐 산화물(YOx), 티타늄 산화물(TiOx), 스트론튬 산화물(SrOx), 갈륨 산화물(GaOx) 및 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(BST : BaSrTiO)로 이루어진 군에 서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
이때, 상기 제 2 게이트 절연막 (220)은 1 내지 500nm의 두께로 형성할 수 있다. 여기서, 제 2 게이트 절연막 물질(220)의 두께가 1nm 이상이면, 박막 트랜지스터의 누설전류가 커지는 것을 방지할 수 있고, 500nm 이하이면, 공정 시간이 너무 오래 걸려 생산성 및 제조원가효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이어서, 제 2 게이트 절연막(220) 상에 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속막을 적층한다. 그런 다음, 반도체층(210)과 일정 영역이 대응되도록 포토리소그래피(photolithography) 공정을 이용해서 이를 패터닝하여 게이트 전극(225)을 형성함으로써, 소오스 전극 및 드레인 전극(205a,205b), 반도체층(210), 제 1 및 제 2 게이트 절연막(215, 220) 및 게이트 전극(225)을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조를 완성한다.
상술한 공정에 따라 제조된 박막 트랜지스터는 클러스터 타입의 챔버에서 반도체층 물질을 적층하고, 제 1 게이트 절연막 물질을 적층한 후에 일괄 식각하여 반도체층 및 제 1 게이트 절연막을 형성하기 때문에, 대기 중에 노출되어 반도체층이 오염되는 것을 방지함으로써 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 반도체층 및 제 1 게이트 절연막이 일정 테이퍼 각을 갖기 때문에, 박막 트랜지스터의 집적화를 이루고, 절연특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점 이 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하였지만, 이와는 달리, 게이트 전극 및 게이트 절연막을 형성한 다음 반도체층을 형성하는 바텀 게이트 구조의 박막 트랜지스터로 제조할 수도 있다.
다음, 도 2e를 참조하면, 제 2 게이트 절연막(220)의 일정 영역을 식각하여 소오스 전극(205a) 및 드레인 전극(205b)의 일부를 노출시키는 콘택홀들(230a, 230b) 형성한다. 이어, 콘택홀들(230a, 230b)에 의해 노출된 소오스 전극(205a) 및 드레인 전극(205b) 상에 제 1 및 제 2 연결배선(235a, 235b)을 형성한다.
제 1 및 제 2 연결배선(235a, 235b)을 포함하는 기판(200) 전면에 패시베이션막(240)을 형성한다. 패시베이션막(240)은 후속하여 형성될 제 1 전극과 게이트 전극을 절연시키기 위한 것으로 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물과 같은 무기물로 형성할 수 있다. 이와는 달리, 하부 구조의 단차를 완화시키기 위한 평탄화막일 수 있으며, 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 또는 실리콘 산화물을 액상 형태로 코팅한 다음 경화시키는 SOG(spin on glass)와 같은 무기물을 사용하여 형성할 수도 있다.
그런 다음, 패시베이션막(240)을 식각하여, 제 1 및 제 2 연결배선(235a, 235b) 중 어느 하나를 노출시키는 비어홀(245)을 형성한다. 비어홀(245)을 통하여 제 1 및 제 2 연결배선(235a, 235b) 중 어느 하나와 연결되는 제 1 전극(250)을 형성한다. 따라서, 제 1 전극(250)은 제 1 및 제 2 연결배선(235a, 235b) 중 어느 하 나와 연결되어 소오스 전극(205a) 또는 드레인 전극(205b)과 전기적으로 연결된다.
제 1 전극(250)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전막으로 형성할 수 있다. 또한, 전면발광형 구조로 형성할 경우에는 투명도전막의 하부에 알루미늄(Al), 알루미늄-네오디움(Al-Nd), 은(Ag), 은 합금(Ag alloy)등과 같은 고반사율의 특성을 갖는 반사금속막을 더 포함할 수 있다.
이어, 도 2f를 참조하면, 제 1 전극(250) 상에 인접하는 제 1 전극을 절연시키기 위한 절연막(255)을 형성한다. 그런 다음, 절연막(255)을 식각하여 제 1 전극(250)을 노출시키는 개구부(260)를 형성한다.
제 1 전극(250)을 노출시키는 개구부(260) 내에 발광층(265)을 형성한다. 발광층(265)은 진공증착법, 레이저 열 전사법, 스크린 프린팅법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 발광층(265)의 상부 또는 하부에 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 어느 하나 이상의 층을 추가로 포함할 수 있다.
이어, 발광층(265)을 포함한 기판(200) 전면 상에, 제 2 전극(270)을 형성하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치를 완성한다.
본 발명의 일 실시예에서는 제 1 전극(250)과 제 2 전극(270) 사이에 발광층(265)을 포함하는 유기전계발광표시장치를 개시하지만, 이와는 달리, 제 1 전극(250)과 제 2 전극(270) 사이에 액정층을 포함하는 액정표시장치에도 적용 가능하다.
상술한 공정에 따라 제조된 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치는 클러스터 타입의 챔버에서 반도체층 물질을 적층하고, 제 1 게이트 절연막 물질을 적층한 후에 일괄 식각하여 반도체층 및 제 1 게이트 절연막을 형성하기 때문에, 대기 중에 노출되어 반도체층이 오염되는 것을 방지함으로써 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 반도체층 및 제 1 게이트 절연막이 일정 테이퍼 각을 이루기 때문에, 박막 트랜지스터의 집적화를 이루고 절연특성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치는 박막 트랜지스터의 특성 저하를 방지하고 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Claims (7)
- 기판;상기 기판 상에 위치하는 소오스 전극 및 드레인 전극;상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층;상기 반도체층 상에 위치하는 제 1 게이트 절연막;상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 반도체층의 측면을 덮도록 상기 제 1 게이트 절연막 상에 위치하는 제 2 게이트 절연막; 및상기 제 2 게이트 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층의 일정 영역과 대응되게 위치한 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 반도체층은 아연산화물(ZnO), 인듐아연산화물(InZnO), 인듐갈륨아연산화물(InGaZnO) 및 아연주석산화물(ZnSnO)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 박막 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 게이트 절연막은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질산화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx), 하프늄 산화물(HfOx), 이리듐 산화물(YOx), 티타늄 산화물(TiOx), 스트론튬 산화물(SrOx), 갈륨 산화물(GaOx) 및 바륨 스트론튬 티타늄 산화물(BST : BaSrTiO)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 박막 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 게이트 절연막의 두께는 1 내지 500nm인 박막 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 반도체층의 에지영역의 테이퍼 각은 10 내지 80도인 박막 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 게이트 절연막의 에지영역의 테이퍼 각은 10 내지 80도인 박막 트랜지스터.
- 기판;상기 기판 상에 위치하는 소오스 전극 및 드레인 전극;상기 소오스 전극 및 드레인 전극과 전기적으로 연결되며, 산화물을 포함하는 반도체층;상기 반도체층 상에 위치하는 제 1 게이트 절연막;상기 제 1 게이트 절연막 및 상기 반도체층의 측면을 덮도록 상기 제 1 게이트 절연막 상에 위치하는 제 2 게이트 절연막;상기 제 2 게이트 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층의 일정 영역과 대응되게 위치한 게이트 전극; 및상기 소오스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 전극을 포함하는 표시장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070049382A KR20080102665A (ko) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070049382A KR20080102665A (ko) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080102665A true KR20080102665A (ko) | 2008-11-26 |
Family
ID=40288310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070049382A Withdrawn KR20080102665A (ko) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20080102665A (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8592809B2 (en) | 2010-01-07 | 2013-11-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light-emitting display device and method of manufacturing the same |
| KR101375855B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2014-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 |
| CN105576017A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 浙江大学 | 一种基于氧化锌薄膜的薄膜晶体管 |
| KR20200120762A (ko) * | 2009-12-25 | 2020-10-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
-
2007
- 2007-05-21 KR KR1020070049382A patent/KR20080102665A/ko not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101375855B1 (ko) * | 2008-11-27 | 2014-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 산화물 박막 트랜지스터의 제조방법 |
| KR20200120762A (ko) * | 2009-12-25 | 2020-10-21 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
| US11676975B2 (en) | 2009-12-25 | 2023-06-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US12426373B2 (en) | 2009-12-25 | 2025-09-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US12426374B2 (en) | 2009-12-25 | 2025-09-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US8592809B2 (en) | 2010-01-07 | 2013-11-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light-emitting display device and method of manufacturing the same |
| CN105576017A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 浙江大学 | 一种基于氧化锌薄膜的薄膜晶体管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107680993B (zh) | Oled面板及其制作方法 | |
| US9379170B2 (en) | Organic light emitting diode display device and method of fabricating the same | |
| KR102180037B1 (ko) | 가요성 표시 장치 및 그 제조 방법 | |
| KR101019048B1 (ko) | 어레이 기판 및 이의 제조방법 | |
| US8729538B2 (en) | Organic light emitting diode device and method for fabricating the same | |
| WO2018227750A1 (zh) | 柔性tft基板的制作方法 | |
| US8633479B2 (en) | Display device with metal oxidel layer and method for manufacturing the same | |
| CN108493195B (zh) | 柔性tft背板的制作方法及柔性tft背板 | |
| WO2016176886A1 (zh) | 柔性oled及其制作方法 | |
| CN105280669A (zh) | 显示装置 | |
| WO2018040608A1 (zh) | 氧化物薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板、显示装置 | |
| WO2019146264A1 (ja) | 表示装置及びその製造方法 | |
| CN104966718B (zh) | Amoled背板的制作方法及其结构 | |
| WO2018049744A1 (zh) | Amoled像素驱动电路的制作方法 | |
| KR101689886B1 (ko) | 산화물 반도체를 이용한 박막트랜지스터 기판의 제조방법 | |
| WO2013170574A1 (zh) | 氧化物薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板和显示装置 | |
| US20210366943A1 (en) | Manufacturing method of thin film transistor substrate and thin film transistor substrate | |
| US10504731B2 (en) | TFT substrate and manufacturing method thereof | |
| CN1259807C (zh) | 光发射器以及其制造方法 | |
| KR101604480B1 (ko) | 산화물 반도체를 이용한 박막트랜지스터 어레이 기판의 제조방법 | |
| KR20080102665A (ko) | 박막 트랜지스터 및 이를 포함하는 표시장치 | |
| KR20080097056A (ko) | 박막 트랜지스터 및 그 제조방법, 이를 포함하는평판표시장치 | |
| CN106992189A (zh) | 氧化物半导体tft基板结构及氧化物半导体tft基板的制作方法 | |
| KR100659756B1 (ko) | 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| KR20080095540A (ko) | 박막 트랜지스터 및 그 제조방법, 이를 포함하는평판표시장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070521 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |