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KR101040137B1 - Thin film transistor using asymmetric electrode structure and manufacturing method thereof - Google Patents

Thin film transistor using asymmetric electrode structure and manufacturing method thereof Download PDF

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KR101040137B1
KR101040137B1 KR1020090121015A KR20090121015A KR101040137B1 KR 101040137 B1 KR101040137 B1 KR 101040137B1 KR 1020090121015 A KR1020090121015 A KR 1020090121015A KR 20090121015 A KR20090121015 A KR 20090121015A KR 101040137 B1 KR101040137 B1 KR 101040137B1
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thin film
channel layer
film transistor
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electrode
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이상렬
정유진
조경철
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한국과학기술연구원
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Abstract

박막 트랜지스터는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 채널층; 상기 채널층의 한쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제1 면과 접촉하여 위치하는 소스 전극; 상기 채널층의 다른쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제2 면과 접촉하여 위치하는 드레인 전극; 상기 드레인 전극과 접촉하는 게이트 절연막; 및 상기 게이트 절연막과 접촉하는 게이트 전극을 포함할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 소스 전극 및 드레인 전극이 채널층을 사이에 두고 비대칭 전극(asymmetric staggered electrode) 구조로 형성되어 채널을 통한 전자 이동도(mobility) 및 박막 트랜지스터의 턴오프 특성이 향상될 수 있다.The thin film transistor may include a channel layer including a first surface and a second surface; A source electrode positioned at least partially at one end of the channel layer in contact with the first surface; A drain electrode positioned at least partially at the other end of the channel layer in contact with the second surface; A gate insulating layer in contact with the drain electrode; And a gate electrode in contact with the gate insulating layer. The thin film transistor may have an asymmetric staggered electrode structure having a source electrode and a drain electrode interposed between the channel layer, thereby improving electron mobility through the channel and turning off characteristics of the thin film transistor.

Description

비대칭 전극 구조를 적용한 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법{THIN FILM TRANSISTOR WITH ASYMMETRIC STAGGERED ELECTRODE STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Thin film transistor using asymmetric electrode structure and manufacturing method thereof {THIN FILM TRANSISTOR WITH ASYMMETRIC STAGGERED ELECTRODE STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

실시예들은 소스 전극 및 드레인 전극에 비대칭 전극 구조를 적용한 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다. Embodiments relate to a thin film transistor having asymmetric electrode structures applied to a source electrode and a drain electrode, and a method of manufacturing the same.

유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 또는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 등과 같은 표시 장치는 스위칭 소자(switching device)로서 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)를 구비할 수 있다. 이와 같이 박막 트랜지스터는 전자 기기 분야에서 스위칭 소자 또는 구동 소자(driving device)로 널리 사용되고 있다. A display device such as an organic light emitting diode (OLED) or a liquid crystal display (LCD) may include a thin film transistor (TFT) as a switching device. As described above, the thin film transistor is widely used as a switching device or a driving device in the electronic device field.

한편, 박막 트랜지스터의 게이트 채널 길이가 짧아짐에 따라, 전압 인가시 드레인 전극 영역과 소스 전극 영역에 발생되는 공핍층(depletion region)이 합쳐지면서 문턱 전압 이하 기울기(sub-threshold swing)가 증가하고, 오프전류(off-current)의 증가로 인해 턴오프(turn-off) 특성이 나빠지는 현상이 해결해야 할 당면과제로 나타나고 있다. On the other hand, as the gate channel length of the thin film transistor is shortened, the depletion region generated in the drain electrode region and the source electrode region when the voltage is applied increases, thereby increasing the sub-threshold swing and turning off the threshold voltage. The deterioration of the turn-off characteristic due to the increase of off-current has emerged as a problem to be solved.

또한 박막의 계면 특성에 따른 트랜지스터 성능에 지배적인 영향으로 신뢰성 및 구동특성의 저하의 요인으로 나타나고 있다.In addition, due to the dominant effect on the transistor performance according to the interfacial characteristics of the thin film, it appears as a factor of deterioration of reliability and driving characteristics.

또한 박막 트랜지스터의 스위칭 성능의 정도에 따라 박막 트랜지스터를 이용하는 표시 장치의 성능이 달라지므로, 박막 트랜지스터의 스위칭 성능을 향상시키기 위한 많은 연구가 이루어 지고 있다.In addition, since the performance of the display device using the thin film transistor varies according to the degree of switching performance of the thin film transistor, many studies have been made to improve the switching performance of the thin film transistor.

본 발명의 일 측면에 따르면, 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극에 종래의 박막 트랜지스터에는 사용되지 않았던 비대칭 전극(asymmetric staggered electrode) 구조를 적용함으로써 특성을 향상시킨 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a thin film transistor having improved characteristics by applying an asymmetric staggered electrode structure, which has not been used in a conventional thin film transistor, to a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor, and a method of manufacturing the same can be provided. have.

일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는, 제1 면 및 제2 면을 포함하는 채널층; 상기 채널층의 한쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제1 면과 접촉하여 위치하는 소스 전극; 상기 채널층의 다른쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제2 면과 접촉하여 위치하는 드레인 전극; 상기 드레인 전극과 접촉하는 게이트 절연막; 및 상기 게이트 절연막과 접촉하는 게이트 전극을 포함할 수 있다.In one embodiment, a thin film transistor includes: a channel layer including a first surface and a second surface; A source electrode positioned at least partially at one end of the channel layer in contact with the first surface; A drain electrode positioned at least partially at the other end of the channel layer in contact with the second surface; A gate insulating layer in contact with the drain electrode; And a gate electrode in contact with the gate insulating layer.

일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극을 덮는 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막상에 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극을 부분적으로 덮도록 상기 게이트 절연막 및 상기 드레인 전극상에 채널층을 형성하는 단계; 및 상기 채널층을 부분적으로 덮도록 상기 게이트 절연막 및 상기 채널층상에 소스 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one or more exemplary embodiments, a method of manufacturing a thin film transistor includes: forming a gate electrode; Forming a gate insulating film covering the gate electrode; Forming a drain electrode on the gate insulating film; Forming a channel layer on the gate insulating film and the drain electrode to partially cover the drain electrode; And forming a source electrode on the gate insulating layer and the channel layer to partially cover the channel layer.

다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법은, 소스 전극을 형성하는 단계; 상기 소스 전극을 부분적으로 덮도록 채널층을 형성하는 단계; 상기 채널층 을 부분적으로 덮도록 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 드레인 전극을 부분적으로 덮도록 상기 채널층 및 상기 드레인 전극상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. In another embodiment, a method of manufacturing a thin film transistor includes forming a source electrode; Forming a channel layer to partially cover the source electrode; Forming a drain electrode to partially cover the channel layer; Forming a gate insulating film on the channel layer and the drain electrode to partially cover the drain electrode; And forming a gate electrode on the gate insulating layer.

전술한 박막 트랜지스터의 제조 방법들에 있어서, 상기 채널층의 양쪽 끝 부분은 각각 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 접촉할 수 있다.In the above-described methods of manufacturing the thin film transistor, both ends of the channel layer may contact the source electrode and the drain electrode, respectively.

본 발명의 일 측면에 따르면, 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극을 채널층을 사이에 두고 비대칭 전극 구조로 형성함으로써, 온상태(On-State) 에서 채널 형성시 채널의 표면과 채널과 게이트 절연막 사이의 계면 특성에 의한 방해를 받지 않아, 저저항 상태에서 채널이 형성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, the source electrode and the drain electrode of the thin film transistor are formed in an asymmetric electrode structure with the channel layer interposed therebetween, thereby forming a channel between the surface of the channel and the channel and the gate insulating film when the channel is formed in the on-state. Not disturbed by the interfacial properties of the channel can be formed in a low resistance state.

또한, 드레인 전극이 채널층과 게이트 절연막 사이에 위치하여 벌크 효과(bulk effect)로 인해 채널 특성이 저하되는 것을 방지하고, 채널을 통한 전자 이동도(mobility)가 향상될 수 있다. In addition, the drain electrode may be disposed between the channel layer and the gate insulating layer to prevent the channel characteristic from being degraded due to the bulk effect, and the electron mobility through the channel may be improved.

또한, 채널의 계면과 표면의 영향을 적게 받는 상태에서 소스 전극과 드레인 전극 사이에 강한 전기장이 형성되며, 채널로부터 전자가 빠져나가는 드레인 전극이 채널과 동일 평면상에 형성될 수 있어 박막 트랜지스터의 턴오프(turn-off) 특성이 향상될 수 있다. In addition, a strong electric field is formed between the source electrode and the drain electrode under the influence of the interface and the surface of the channel, and the drain electrode from which the electrons escape from the channel can be formed on the same plane as the channel, thereby turning the thin film transistor. Turn-off characteristics can be improved.

상기 박막 트랜지스터에 의하면, 동일한 면적의 소자를 이용하여 종래 기술에 비해 고효율을 얻을 수 있으며 또는/또한 동일한 성능의 소자를 종래 기술에 비해 소형화하여 제조하는 것이 가능한 이점이 있다. According to the thin film transistor, it is possible to obtain a high efficiency compared to the prior art by using a device of the same area, and / or it is possible to manufacture a device having the same performance by miniaturization compared to the prior art.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 도시한 사시도이다. 도 1a는 게이트 전극(11)이 전체 구조의 하부에 위치하는 하부 게이트(bottom gate) 방식의 박막 트랜지스터를 도시한다. 1A is a perspective view illustrating a thin film transistor according to an exemplary embodiment. FIG. 1A illustrates a thin film transistor of a bottom gate type in which the gate electrode 11 is located under the entire structure.

도 1a를 참조하면, 박막 트랜지스터는 게이트 전극(11), 게이트 절연막(12), 채널층(13), 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 각 구성요소의 형상은 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서 박막 트랜지스터의 각 구성요소는 도 1a에 도시된 것과 상이한 형상일 수도 있다.Referring to FIG. 1A, the thin film transistor may include a gate electrode 11, a gate insulating layer 12, a channel layer 13, a source electrode 14a, and a drain electrode 14b. The shape of each component shown in FIG. 1A is exemplary, and in other embodiments, each component of the thin film transistor may be a shape different from that shown in FIG. 1A.

게이트 전극(11)은 기판(100)상에 위치할 수 있다. 기판(100)은 실리콘(Si), 유리, 플라스틱 또는 다른 적당한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한 게이트 전극(11)은 금속 또는 다른 적당한 도전 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 게이트 전극(11)은, 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 갈륨아연산화물(Gallium Zinc Oxide; GZO), 인듐갈륨아연산화물(Indium Gallium Zinc Oxide; IGZO), 인듐갈륨산화물(Indium Gallium Oxide; IGO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide; IZO) 및 산화인듐(In2O3)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수도 있다. The gate electrode 11 may be located on the substrate 100. The substrate 100 may comprise silicon (Si), glass, plastic or other suitable material. The gate electrode 11 may also be made of metal or other suitable conductive material. For example, the gate electrode 11 may be formed of indium tin oxide (ITO), gallium zinc oxide (GZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and indium gallium oxide (Indium Gallium). It may include any one selected from the group consisting of Oxide (IGO), Indium Zinc Oxide (IZO), and Indium Oxide (In 2 O 3 ), or a combination of two or more thereof.

다른 실시예에서는 별도의 게이트 전극(11)을 사용하지 않고 기판(100)이 백 게이트(back gate)로서 게이트 전극의 역할을 할 수도 있다. 이 경우 기판(100)은 도핑된 실리콘(Si) 또는 실리콘 화합물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 폴리 실리콘(poly-silicon) 계열의 물질로 이루어질 수도 있다. In another embodiment, the substrate 100 may serve as a gate electrode as a back gate without using a separate gate electrode 11. In this case, the substrate 100 may be made of doped silicon (Si) or a silicon compound. For example, the substrate 100 may be made of a poly-silicon-based material.

게이트 전극(11)상에는 게이트 절연막(12)이 위치할 수 있다. 게이트 절연막(12)은 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx), 산화지르코늄(ZrO2), 산화하프늄(HfO2), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈륨(Ta2O5), 바륨-스트론튬-티타늄-산소 화합물(Ba-Sr-Ti-O), 비스머스-아연-니오븀-산소 화합물(Bi-Zn-Nb-O) 및 다른 적당한 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수도 있다.The gate insulating layer 12 may be positioned on the gate electrode 11. The gate insulating layer 12 includes silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiNx), zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and barium. Strontium-titanium-oxygen compound (Ba-Sr-Ti-O), bismuth-zinc-niobium-oxygen compound (Bi-Zn-Nb-O) and any other selected from the group consisting of other suitable materials Combinations of two or more may be included.

게이트 절연막(12)상에는 소스 전극(14a), 채널층(13) 및 드레인 전극(14b)이 위치할 수 있다. 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)은 채널층(13)을 사이에 두고 서로 반대편에 위치하는 비대칭 전극(asymmetric staggered electrode) 구조로 형성될 수 있다. 이는 아래에서 도 1b를 참조하여 상세히 설명한다. The source electrode 14a, the channel layer 13, and the drain electrode 14b may be positioned on the gate insulating layer 12. The source electrode 14a and the drain electrode 14b may be formed in an asymmetric staggered electrode structure positioned opposite to each other with the channel layer 13 therebetween. This is described in detail with reference to FIG. 1B below.

도 1b는 도 1a의 박막 트랜지스터에서 채널층(13)만을 도시한 사시도이다. 도 1b를 참조하면, 채널층(13)은 제1 면(131) 및 제2 면(132)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 제1 면(131) 및 제2 면(132)은 채널층(13)의 표면 중 서로 반대편에 위치하는 표면을 지칭하기 위한 것으로서, 반드시 평평한 면을 의미하는 것은 아니며, 부분적으로 함몰 또는 돌출 영역이나 단차 등이 형성되어 있는 경우에도 이를 포함하여 해당 방향의 표면 전체를 제1 면(131) 또는 제2 면(132)으로 지칭한다. FIG. 1B is a perspective view illustrating only the channel layer 13 in the thin film transistor of FIG. 1A. Referring to FIG. 1B, the channel layer 13 may include a first surface 131 and a second surface 132. In the present specification, the first surface 131 and the second surface 132 are intended to refer to surfaces that are opposite to each other among the surfaces of the channel layer 13, and do not necessarily mean flat surfaces, but partially recessed or Even when the protruding region or the step is formed, the entire surface in the corresponding direction, including the same, is referred to as the first surface 131 or the second surface 132.

도 1a 및 1b를 참조하면, 제1 면(131)은 채널층(13)의 상부 표면일 수 있으며, 제2 면(132)은 채널층(13)의 하부 표면일 수 있다. 소스 전극(14a)은 적어도 부분적으로 제1 면(131)과 접촉할 수 있으며, 드레인 전극(14b)은 적어도 부분적으로 제2 면(132)과 접촉할 수 있다. 또한, 소스 전극(14a)은 제1 면(131)과 접촉하여 채널층(13)의 한쪽 끝 부분에 위치할 수 있으며, 드레인 전극(14b)은 제2 면(132)과 접촉하여 채널층(13)의 다른쪽 끝 부분에 위치할 수 있다. 소스 전극(14a)과 드레인 전극(14b)은 서로 접촉되지 않도록 위치할 수 있다. 1A and 1B, the first surface 131 may be an upper surface of the channel layer 13, and the second surface 132 may be a lower surface of the channel layer 13. The source electrode 14a may be at least partially in contact with the first surface 131, and the drain electrode 14b may be at least partially in contact with the second surface 132. In addition, the source electrode 14a may be positioned at one end of the channel layer 13 in contact with the first surface 131, and the drain electrode 14b may be in contact with the second surface 132. It can be located at the other end of 13). The source electrode 14a and the drain electrode 14b may be positioned not to contact each other.

일 실시예에서, 제1 면(131)과 소스 전극(14a)이 접촉되는 제1 영역(1000) 및 제2 면(132)과 드레인 전극(14b)이 접촉되는 제2 영역(2000)은 서로 대향(對向)하지 않도록 위치할 수 있다. 즉, 박막 트랜지스터를 채널층(13)의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 제1 영역(1000)과 제2 영역(2000)이 서로 오버랩(overlap)되지 않도록 소스 전극(14a), 채널층(13) 및 드레인 전극(14b)이 배치될 수 있다.In one embodiment, the first region 1000 in contact with the first surface 131 and the source electrode 14a and the second region 2000 in contact with the second surface 132 and the drain electrode 14b may be in contact with each other. It may be located so as not to face each other. That is, when the thin film transistor is viewed from a direction perpendicular to the surface of the channel layer 13, the source electrode 14a and the channel layer (not to overlap the first region 1000 and the second region 2000) do not overlap each other. 13) and the drain electrode 14b may be disposed.

채널층(13)은 게이트 절연막(12) 및 드레인 전극(14b)상에 드레인 전극(14b)을 부분적으로 덮도록 위치할 수 있다. 이때 드레인 전극(14b)의 일부분은 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속을 위하여 채널층(13)에 의해 덮히지 않고 노출될 수 있어야 한다. 한편, 소스 전극(14a)은 게이트 절연막(12) 및 채널층(13)상에 채널층(13)을 부분적으로 덮도록 위치할 수 있다. 드레인 전극(14b)은 적어도 부분적으로 게이트 절연막(12)과 채널층(13)의 사이에 위치할 수 있다.The channel layer 13 may be positioned to partially cover the drain electrode 14b on the gate insulating layer 12 and the drain electrode 14b. At this time, a part of the drain electrode 14b should be exposed without being covered by the channel layer 13 for external connection when driving the thin film transistor later. The source electrode 14a may be positioned to partially cover the channel layer 13 on the gate insulating layer 12 and the channel layer 13. The drain electrode 14b may be at least partially positioned between the gate insulating layer 12 and the channel layer 13.

채널층(13)은 알루미늄(Al), 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In), 티타늄(Ti), 주 석(Sn), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 및 불소(F)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합과 아연(Zn)을 포함하여 이루어질 수 있다. The channel layer 13 includes aluminum (Al), boron (B), gallium (Ga), indium (In), titanium (Ti), tin (Sn), zirconium (Zr), hafnium (Hf), and fluorine (F). It may comprise any one selected from the group consisting of or a combination of two or more thereof and zinc (Zn).

또한 채널층(13)은 이상에서 나열한 물질을 포함하는 산화물로 이루어질 수 있으며, 산화물 반도체로 이루어질 수도 있다. 산화물 반도체는 비정질일 경우에도 약 10 cm2/Vs 이상의 상대적으로 높은 전자 이동도를 가질 수 있다. 예컨대, 채널층(13)은 ZnO, IZO, IGO, GZO, IGZO, 티타늄아연산화물(TiZnO), 알루미늄아연산화물(AlZnO), 또는 붕소아연산화물(BZnO) 등과 같은 혼합 산화물 또는 다른 적당한 산화물을 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the channel layer 13 may be formed of an oxide including the materials listed above, or may be formed of an oxide semiconductor. The oxide semiconductor may have a relatively high electron mobility of about 10 cm 2 / Vs or more even when amorphous. For example, channel layer 13 may include mixed oxides or other suitable oxides such as ZnO, IZO, IGO, GZO, IGZO, titanium zinc oxide (TiZnO), aluminum zinc oxide (AlZnO), or boron zinc oxide (BZnO), or the like. Can be done.

소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)은, 금속 또는 다른 적당한 도전 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 소스 전극(14a)과 드레인 전극(14b)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 또는 서로 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. The source electrode 14a and the drain electrode 14b may comprise a metal or other suitable conductive material. The source electrode 14a and the drain electrode 14b may be made of the same material or may be made of different materials.

예컨대, 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)은, ITO, GZO, IGZO, IGO, IZO 및 In2O3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함할 수도 있다. 또는, 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b)은 티타늄(Ti), 인듐(In), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 금(Au), 주석산화물(SnOx), 은(Ag) 및 백금(Pt)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 2 이상의 조합과 아연(Zn)이 포함된 금속 또는 산화물을 포함할 수도 있다.For example, the source electrode 14a and the drain electrode 14b may include one or a combination of two or more selected from the group consisting of ITO, GZO, IGZO, IGO, IZO, and In 2 O 3 . Alternatively, the source electrode 14a and the drain electrode 14b may include titanium (Ti), indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), gold (Au), tin oxide (SnO x ), and silver (Ag). And a metal or an oxide containing zinc (Zn) and any one or a combination of two or more selected from the group consisting of platinum (Pt).

이와 같이 구성된 박막 트랜지스터에서 게이트 전극(11)에 전압이 인가되어 채널층(13) 내에 채널이 형성되는 경우, 드레인 전극(14b)이 채널층(13)과 게이트 절연막(12) 사이에 위치하므로 벌크 효과(bulk effect)의 영향을 받지 않아 용이하게 전자 경로(carrier path)가 형성될 수 있으며 채널층(13)을 통한 전자 이동도(mobility)가 향상될 수 있다. In the thin film transistor configured as described above, when a voltage is applied to the gate electrode 11 to form a channel in the channel layer 13, the drain electrode 14b is positioned between the channel layer 13 and the gate insulating layer 12, thereby bulking. The carrier path may be easily formed because it is not affected by the bulk effect, and electron mobility through the channel layer 13 may be improved.

또한, 비대칭 전극 구조로 배열된 소스 전극(14a)과 드레인 전극(14b) 사이에 강한 전기장이 형성될 수 있으며, 전자가 빠져나가는 드레인 전극(14b)과 채널이 동일한 평면상에 위치하여 박막 트랜지스터의 턴오프(turn-off) 특성이 향상될 수 있다.In addition, a strong electric field may be formed between the source electrode 14a and the drain electrode 14b arranged in an asymmetric electrode structure, and the drain electrode 14b through which electrons escape and the channel are located on the same plane to form a thin film transistor. Turn-off characteristics can be improved.

따라서, 이상에서 살펴본 실시예에 따른 박막 트랜지스터는, 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14)이 채널층(13)과 동일한 평면상에 형성되거나, 또는 다중 층 구조라도 드레인 전극(14b)이 채널층(13)과 게이트 절연막(12) 사이에 배치되지 않는 종래의 박막 트랜지스터와 비교하여 향상된 구동 특성을 갖는다.Therefore, in the thin film transistor according to the above-described embodiment, the source electrode 14a and the drain electrode 14 are formed on the same plane as the channel layer 13, or the drain electrode 14b is a channel even in a multilayer structure. Compared with the conventional thin film transistor that is not disposed between the layer 13 and the gate insulating film 12, it has improved driving characteristics.

도 2a 내지 도 2e는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 사시도이다. 2A to 2E are perspective views illustrating each step of a method of manufacturing a thin film transistor, according to an exemplary embodiment.

도 2a를 참조하면, 기판(100)상에 게이트 전극(11)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(11)은, 전도성 물질로 이루어진 박막을 기판(100)상에 증착하고 포토리소그래피(photolithography) 공정 또는 리프트오프(lift-off) 공정을 이용하여 이를 부분적으로 제거함으로써 형성될 수도 있다. 한편 다른 실시예에서는, 별도의 게이트 전극(11) 없이 기판(100) 자체가 백 게이트로서 동작할 수도 있다. Referring to FIG. 2A, a gate electrode 11 may be formed on the substrate 100. For example, the gate electrode 11 may be formed by depositing a thin film made of a conductive material on the substrate 100 and partially removing it using a photolithography process or a lift-off process. It may be. On the other hand, in another embodiment, the substrate 100 itself may operate as a back gate without a separate gate electrode 11.

도 2b를 참조하면, 게이트 전극(11)이 형성된 기판(100)상에 게이트 절연 막(12)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(12)은 스퍼터링(sputtering)에 의하여 형성될 수도 있다. 게이트 절연막(12)은 게이트 전극(11)을 완전히 덮는 형태로 위치할 수도 있다. Referring to FIG. 2B, a gate insulating film 12 may be formed on the substrate 100 on which the gate electrode 11 is formed. For example, the gate insulating film 12 may be formed by sputtering. The gate insulating layer 12 may be positioned to completely cover the gate electrode 11.

도 2c를 참조하면, 게이트 절연막(12)상에 드레인 전극(14b)을 형성할 수 있다. 드레인 전극(14b)은, RF 스퍼터(RF-sputter), 전자빔 증착(E-beam evaporation) 등과 같은 물리 기상 증착법(physical vapor deposition), 열화학 기상 증착법(thermal chemical vapor deposition) 등과 같은 화학 기상 증착법 또는 다른 적당한 방법에 의하여 전도성 물질로 이루어진 박막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 또는 리프트오프 공정에 의해 이를 부분적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2C, a drain electrode 14b may be formed on the gate insulating layer 12. The drain electrode 14b may be a chemical vapor deposition method such as physical vapor deposition such as RF sputter, E-beam evaporation, thermal chemical vapor deposition, or other. It can be formed by forming a thin film of conductive material by a suitable method and partially removing it by a photolithography process or a liftoff process.

도 2d를 참조하면, 게이트 절연막(12) 및 드레인 전극(14b)상에 채널층(13)을 형성할 수 있다. 채널층(13)은 드레인 전극(14b)을 부분적으로 덮도록 형성될 수 있다. 드레인 전극(14b)의 일부분은 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속을 위하여 채널층(13)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 채널층(13)은 다양한 물리 기상 증착법, 화학 기상 증착법 또는 다른 적당한 방법에 의하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2D, the channel layer 13 may be formed on the gate insulating layer 12 and the drain electrode 14b. The channel layer 13 may be formed to partially cover the drain electrode 14b. A portion of the drain electrode 14b may be exposed without being covered by the channel layer 13 for external connection when driving the thin film transistor later. The channel layer 13 may be formed by various physical vapor deposition methods, chemical vapor deposition methods or other suitable methods.

도 2e를 참조하면, 게이트 절연막(12) 및 채널층(13)상에 소스 전극(14a)을 형성할 수 있다. 소스 전극(14a)은 채널층(13)을 부분적으로 덮는 한편 드레인 전극(14b)과 접촉하지 않도록 형성될 수도 있다. 소스 전극(14a)의 형성 공정은 전술한 드레인 전극(14b)의 형성 공정과 동일할 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다. Referring to FIG. 2E, the source electrode 14a may be formed on the gate insulating layer 12 and the channel layer 13. The source electrode 14a may be formed to partially cover the channel layer 13 and not to contact the drain electrode 14b. Since the formation process of the source electrode 14a may be the same as the formation process of the drain electrode 14b mentioned above, detailed description is abbreviate | omitted.

이때 소스 전극(14a)과 드레인 전극(14b)이 각각 채널층(13)의 양쪽 끝 부분에 위치하도록 소스 전극(14a)을 형성할 수 있다. 그 결과, 소스 전극(14a)과 드레인 전극(14b)은 각각 채널층(13)의 상부 및 하부에 위치하며, 또한 서로 채널층(13)의 반대편 끝 부분에 위치하는 비대칭 구조로 형성될 수 있다. In this case, the source electrode 14a may be formed such that the source electrode 14a and the drain electrode 14b are positioned at both ends of the channel layer 13, respectively. As a result, the source electrode 14a and the drain electrode 14b may be formed in an asymmetrical structure which is located on the upper and lower portions of the channel layer 13, respectively, and located at opposite ends of the channel layer 13, respectively. .

일 실시예에서, 채널층(13)과 소스 전극(14a)이 접촉되는 제1 영역(1000) 및 채널층(13) 드레인 전극(14b)이 접촉되는 제2 영역(2000)은 서로 대향하지 않도록 위치할 수 있다. 즉, 채널층(13)의 표면에 수직한 방향으로부터 바라보았을 때 제1 영역(1000)과 제2 영역(2000)이 서로 오버랩(overlap)되지 않도록 드레인 전극(14b), 채널층(13) 및 소스 전극(14a)이 형성될 수 있다.In an exemplary embodiment, the first region 1000 in contact with the channel layer 13 and the source electrode 14a and the second region 2000 in contact with the drain electrode 14b of the channel layer 13 may not face each other. Can be located. That is, when viewed from a direction perpendicular to the surface of the channel layer 13, the drain electrode 14b, the channel layer 13, and the first region 1000 and the second region 2000 do not overlap each other. The source electrode 14a may be formed.

이상에서 살펴본 박막 트랜지스터의 제조 방법에 있어서, 게이트 전극(11), 게이트 절연막(12), 채널층(13), 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b) 중 하나 이상은 스퍼터링에 의하여 형성될 수도 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 제조 공정이 스퍼터링으로 한정되는 것은 아니며, 다른 적절한 물리 기상 증착법 또는 화학 기상 증착법 등이 이용될 수 있다.In the method of manufacturing the thin film transistor described above, at least one of the gate electrode 11, the gate insulating film 12, the channel layer 13, the source electrode 14a, and the drain electrode 14b may be formed by sputtering. have. However, this is merely an example, and the manufacturing process is not limited to sputtering, and other suitable physical vapor deposition or chemical vapor deposition may be used.

또한 이상에서 살펴본 박막 트랜지스터의 제조 방법에 있어서, 게이트 전극(11), 게이트 절연막(12), 채널층(13), 소스 전극(14a) 및 드레인 전극(14b) 각각을 구성하는 구성 물질은, 도 1a 및 1b를 참조하여 전술한 실시예에 따른 박막 트랜지스터에서 대응되는 구성요소의 구성 물질과 동일할 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다. In the method of manufacturing the thin film transistor described above, the constituent materials constituting the gate electrode 11, the gate insulating film 12, the channel layer 13, the source electrode 14a, and the drain electrode 14b are illustrated in FIG. Since the thin film transistor according to the exemplary embodiment described above with reference to 1a and 1b may be the same as a material of a corresponding component, a detailed description thereof will be omitted.

도 3a는 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터를 도시한 사시도이다. 도 3a는 게이트 전극(24)이 상부에 위치하는 상부 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터를 도시한다. 3A is a perspective view illustrating a thin film transistor according to another exemplary embodiment. 3A illustrates a top gate thin film transistor in which a gate electrode 24 is disposed.

도 3a를 참조하면, 박막 트랜지스터는 채널층(21), 소스 전극(22a), 드레인 전극(22b), 게이트 절연막(23) 및 게이트 전극(24)을 포함할 수 있다. 도 3a에 도시된 각 구성요소의 형상은 예시적인 것으로서, 다른 실시예에서 박막 트랜지스터의 각 구성요소는 도 3a에 도시된 것과 상이한 형상일 수도 있다.Referring to FIG. 3A, the thin film transistor may include a channel layer 21, a source electrode 22a, a drain electrode 22b, a gate insulating layer 23, and a gate electrode 24. The shape of each component illustrated in FIG. 3A is exemplary, and in another embodiment, each component of the thin film transistor may have a shape different from that illustrated in FIG. 3A.

채널층(21), 소스 전극(22a) 및 드레인 전극(22b)은 기판(200)상에 위치할 수도 있다. 이때 기판(200)은 실리콘(Si), 유리, 플라스틱 또는 다른 적당한 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 채널층(21)은 소스 전극(22a)과 드레인 전극(22b) 사이에 전자가 이동하는 채널을 형성하기 위한 층이다. 소스 전극(22a) 및 드레인 전극(22b)은 채널층(21)을 사이에 두고 서로 반대편에 위치하는 비대칭 전극 구조로 형성될 수 있다. 이는 아래에서 도 3b를 참조하여 상세히 설명한다.The channel layer 21, the source electrode 22a, and the drain electrode 22b may be positioned on the substrate 200. In this case, the substrate 200 may include silicon (Si), glass, plastic, or another suitable material. The channel layer 21 is a layer for forming a channel through which electrons move between the source electrode 22a and the drain electrode 22b. The source electrode 22a and the drain electrode 22b may be formed in an asymmetric electrode structure positioned opposite to each other with the channel layer 21 therebetween. This will be described in detail with reference to FIG. 3B below.

도 3b는 도 3a의 박막 트랜지스터에서 채널층(21)만을 도시한 사시도이다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 채널층(21)은 서로 반대편에 위치하는 제1 면(211) 및 제2 면(212)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 면(211)은 채널층(21)의 하부 표면일 수 있으며, 제2 면(212)은 채널층(21)의 상부 표면일 수 있다. 3B is a perspective view illustrating only the channel layer 21 in the thin film transistor of FIG. 3A. 3A and 3B, the channel layer 21 may include a first surface 211 and a second surface 212 positioned opposite to each other. For example, the first surface 211 may be a lower surface of the channel layer 21, and the second surface 212 may be an upper surface of the channel layer 21.

소스 전극(22a)은 적어도 부분적으로 제1 면(211)과 접촉할 수 있으며, 드레인 전극(22b)은 적어도 부분적으로 제2 면(212)과 접촉할 수 있다. 또한, 소스 전극(22a)은 제1 면(211)과 접촉하여 채널층(21)의 한쪽 끝 부분에 위치할 수 있으 며, 드레인 전극(22b)은 제2 면(212)과 접촉하여 채널층(21)의 다른쪽 끝 부분에 위치할 수 있다. 소스 전극(22a)과 드레인 전극(22b)은 서로 접촉되지 않도록 위치할 수 있다. The source electrode 22a may be at least partially in contact with the first surface 211, and the drain electrode 22b may be at least partially in contact with the second surface 212. In addition, the source electrode 22a may be positioned at one end of the channel layer 21 in contact with the first surface 211, and the drain electrode 22b may be in contact with the second surface 212. It may be located at the other end of (21). The source electrode 22a and the drain electrode 22b may be positioned not to contact each other.

일 실시예에서, 제1 면(211)과 소스 전극(22a)이 접촉되는 제1 영역(1000) 및 제2 면(212)과 드레인 전극(22b)이 접촉되는 제2 영역(2000)은 서로 대향하지 않도록 위치할 수 있다. 즉, 전술한 박막 트랜지스터를 위에서 바라보았을 때 제1 영역(1000)과 제2 영역(2000)이 서로 오버랩되지 않도록 소스 전극(22a), 드레인 전극(22b) 및 채널층(21)이 배치될 수 있다.In an embodiment, the first region 1000 in contact with the first surface 211 and the source electrode 22a and the second region 2000 in contact with the second surface 212 and the drain electrode 22b may be in contact with each other. It may be located so that it does not face each other. That is, when the above-described thin film transistor is viewed from above, the source electrode 22a, the drain electrode 22b, and the channel layer 21 may be disposed so that the first region 1000 and the second region 2000 do not overlap each other. have.

채널층(21)은 소스 전극(22a)을 부분적으로 덮도록 기판(200)상에 위치할 수 있다. 이때 소스 전극(22a)의 일부분은 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속을 위하여 채널층(21)에 의해 덮히지 않고 노출될 수 있어야 한다. 한편, 드레인 전극(22b)은 채널층(21)을 부분적으로 덮도록 채널층(21) 및 기판(200)상에 위치할 수 있다.The channel layer 21 may be positioned on the substrate 200 to partially cover the source electrode 22a. At this time, a part of the source electrode 22a should be exposed without being covered by the channel layer 21 for external connection when the thin film transistor is driven later. Meanwhile, the drain electrode 22b may be positioned on the channel layer 21 and the substrate 200 to partially cover the channel layer 21.

게이트 절연막(23)은 채널층(21) 및 드레인 전극(22b)상에 드레인 전극(22b)을 부분적으로 덮도록 위치할 수 있다. 또한 드레인 전극(22b)은 적어도 부분적으로 채널층(21)과 게이트 절연막(23) 사이에 위치할 수 있다. 이때 드레인 전극(22b)의 일부분은 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속을 위하여 게이트 절연막(23)에 의해 덮히지 않고 노출될 수 있어야 한다. 게이트 절연막(23)상에는 게이트 전극(24)이 위치할 수 있다. The gate insulating layer 23 may be positioned to partially cover the drain electrode 22b on the channel layer 21 and the drain electrode 22b. In addition, the drain electrode 22b may be at least partially positioned between the channel layer 21 and the gate insulating layer 23. At this time, a part of the drain electrode 22b should be exposed without being covered by the gate insulating film 23 for external connection when the thin film transistor is driven later. The gate electrode 24 may be positioned on the gate insulating layer 23.

도 3a 및 3b에 도시된 실시예에서, 채널층(21), 소스 전극(22a), 드레인 전 극(22b), 게이트 절연막(23) 및 게이트 전극(24) 각각을 구성하는 구성 물질은, 도 1a 및 1b를 참조하여 전술한 실시예에 따른 박막 트랜지스터에서 대응되는 구성요소의 구성 물질과 동일할 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.In the embodiment shown in FIGS. 3A and 3B, the constituent materials constituting each of the channel layer 21, the source electrode 22a, the drain electrode 22b, the gate insulating film 23, and the gate electrode 24 are shown in FIG. Since the thin film transistor according to the exemplary embodiment described above with reference to 1a and 1b may be the same as a material of a corresponding component, a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 살펴본 실시예에 따른 박막 트랜지스터는, 본 발명에 따른 소스 전극(22a)과 드레인 전극(22b)의 비대칭 전극 구조를 상부 게이트 방식에 적용한 박막 트랜지스터를 나타낸 것이다. 상기 박막 트랜지스터는, 도 1a 및 1b를 참조하여 전술한 하부 게이트 방식의 박막 트랜지스터와 마찬가지로, 벌크 효과로 인한 채널 특성의 저하를 방지하여 채널을 통한 전자 이동도가 증가되며, 박막 트랜지스터의 턴오프 특성이 향상될 수 있는 이점이 있다. The thin film transistor according to the exemplary embodiment described above represents a thin film transistor in which the asymmetric electrode structures of the source electrode 22a and the drain electrode 22b according to the present invention are applied to the upper gate method. Like the lower gate type thin film transistor described above with reference to FIGS. 1A and 1B, the thin film transistor prevents a decrease in channel characteristics due to a bulk effect, thereby increasing electron mobility through a channel, and a turn-off characteristic of the thin film transistor. There is an advantage that can be improved.

도 4a 내지 도 4e는 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 사시도이다. 4A to 4E are perspective views illustrating respective steps of a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment.

도 4a를 참조하면, 기판(200)상에 소스 전극(22a)을 형성할 수 있다. 소스 전극(22a)은 RF 스퍼터, 펄스 레이저 증착법 등과 같은 물리 기상 증착법, 열화학 기상 증착법 등과 같은 화학 기상 증착법, 또는 다른 적당한 방법에 의하여 전도성 물질로 이루어진 박막을 형성하고, 포토리소그래피 공정 또는 리프트오프 공정에 의해 이를 부분적으로 제거함으로써 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, a source electrode 22a may be formed on the substrate 200. The source electrode 22a forms a thin film made of a conductive material by physical vapor deposition such as RF sputtering, pulse laser deposition, etc., chemical vapor deposition such as thermochemical vapor deposition, or other suitable method, and is used in a photolithography process or a lift-off process. By partially removing it.

도 4b를 참조하면, 소스 전극(22a)이 형성된 기판(200)상에 채널층(21)을 형성할 수 있다. 채널층(21)은 소스 전극(22a)을 부분적으로 덮도록 형성될 수 있다. 이때 소스 전극(22a)의 일부분은 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속을 위하여 채널층(21)에 의해 덮히지 않고 노출될 수 있다. 채널층(21)은 물리 기상 증 착법, 화학 기상 증착법, 또는 다른 적당한 방법에 의하여 형성될 수 있다. Referring to FIG. 4B, the channel layer 21 may be formed on the substrate 200 on which the source electrode 22a is formed. The channel layer 21 may be formed to partially cover the source electrode 22a. In this case, a portion of the source electrode 22a may be exposed without being covered by the channel layer 21 for external connection when the thin film transistor is driven later. The channel layer 21 may be formed by physical vapor deposition, chemical vapor deposition, or other suitable method.

도 4c를 참조하면, 소스 전극(22a) 및 채널층(21)이 형성된 기판(200)상에 드레인 전극(22b)을 형성할 수 있다. 드레인 전극(22b)은 채널층(21)을 부분적으로 덮는 한편 소스 전극(22a)과 접촉하지 않도록 형성될 수 있다. 이때, 드레인 전극(22b)은 채널층(21)이 소스 전극(22a)과 접촉하는 끝 부분의 반대편 끝 부분에 형성될 수 있다. 결과적으로, 소스 전극(22a)과 드레인 전극(22b)은 각각 채널층(21)의 하부 및 상부에 위치하며, 또한 서로 채널층(21)의 반대편 끝 부분에 위치하는 비대칭 전극 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4C, the drain electrode 22b may be formed on the substrate 200 on which the source electrode 22a and the channel layer 21 are formed. The drain electrode 22b may be formed to partially cover the channel layer 21 and not to contact the source electrode 22a. In this case, the drain electrode 22b may be formed at an end opposite to the end where the channel layer 21 contacts the source electrode 22a. As a result, the source electrode 22a and the drain electrode 22b may be formed in an asymmetric electrode structure, which is located at the lower and upper portions of the channel layer 21, respectively, and located at opposite ends of the channel layer 21, respectively. have.

도 4d를 참조하면, 소스 전극(22a), 채널층(21) 및 드레인 전극(22b)이 형성된 기판(200)상에 게이트 절연막(23)을 형성할 수 있다. 게이트 절연막(23)은 채널층(21) 및 드레인 전극(22b)상에 드레인 전극(22b)을 부분적으로 덮도록 형성될 수 있다. 이때 드레인 전극(22b)의 일부는 추후 박막 트랜지스터의 구동 시 외부 접속이 가능하도록 게이트 절연막(23)에 의해 덮히지 않고 노출될 수 있다. Referring to FIG. 4D, the gate insulating layer 23 may be formed on the substrate 200 on which the source electrode 22a, the channel layer 21, and the drain electrode 22b are formed. The gate insulating layer 23 may be formed to partially cover the drain electrode 22b on the channel layer 21 and the drain electrode 22b. In this case, a part of the drain electrode 22b may be exposed without being covered by the gate insulating layer 23 so that external connection may be possible when the thin film transistor is driven later.

도 4e를 참조하면, 게이트 절연막(23)상에 게이트 전극(24)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(24)은, 전도성 물질로 이루어진 박막을 게이트 절연막(23)상에 증착하고 포토리소그래피 공정 또는 리프트오프 공정에 의하여 이를 부분적으로 제거함으로써 형성될 수도 있다. Referring to FIG. 4E, the gate electrode 24 may be formed on the gate insulating layer 23. For example, the gate electrode 24 may be formed by depositing a thin film of conductive material on the gate insulating film 23 and partially removing it by a photolithography process or a liftoff process.

이상에서 살펴본 박막 트랜지스터의 제조 방법에 있어서, 채널층(21), 소스 전극(22a), 드레인 전극(22b), 게이트 절연막(23) 및 게이트 전극(24) 중 하나 이상은 스퍼터링을 이용하여 형성될 수도 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로서 제 조 공정이 스퍼터링으로 한정되는 것은 아니며, 다른 적절한 물리 기상 증착법 또는 화학 기상 증착법 등이 이용될 수 있다.In the above-described method of manufacturing a thin film transistor, at least one of the channel layer 21, the source electrode 22a, the drain electrode 22b, the gate insulating film 23, and the gate electrode 24 may be formed using sputtering. It may be. However, this is merely an example, and the manufacturing process is not limited to sputtering, and other suitable physical vapor deposition or chemical vapor deposition may be used.

또한 이상에서 살펴본 박막 트랜지스터의 제조 방법에 있어서, 채널층(21), 소스 전극(22a), 드레인 전극(22b), 게이트 절연막(23) 및 게이트 전극(24) 각각을 구성하는 물질은, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 전술한 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 대응되는 구성요소의 구성 물질과 동일할 수 있으므로 자세한 설명을 생략한다.In the method of manufacturing the thin film transistor described above, the material constituting each of the channel layer 21, the source electrode 22a, the drain electrode 22b, the gate insulating film 23, and the gate electrode 24 is illustrated in FIG. 1A. And since it may be the same as the constituent material of the corresponding component of the thin film transistor according to the above-described embodiment with reference to FIG. 1B a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 살펴본 실시예들은 상부 게이트 방식 또는 하부 게이트 방식 중 어느 하나에 따른 박막 트랜지스터에 의해 설명되었으나, 이는 예시적인 것으로서, 실시예들에 따른 박막 트랜지스터 및 이의 제조 방법은 박막 트랜지스터의 특정 형태 및/또는 방식에 제한되지 않는다. 또한 본 명세서에 첨부된 도면들에 도시된 박막 트랜지스터의 구성요소들의 형상 및/또는 이들 사이의 상대적인 크기는 단지 본 발명의 이해를 위하여 예시적으로 도시된 것으로서, 실시예들에 따른 박막 트랜지스터의 구성요소들의 형상 및/또는 이들 사이의 상대적인 크기는 도면들에 도시된 것과 상이할 수 있다.The embodiments described above have been described by the thin film transistor according to any one of the upper gate method and the lower gate method, but this is merely an example, and the thin film transistor and the method of manufacturing the same according to the embodiments are specific types and / or It is not limited in a way. In addition, the shape of the components of the thin film transistor and / or the relative sizes therebetween shown in the accompanying drawings of the present specification are shown by way of example only for understanding of the present invention, the configuration of the thin film transistor according to the embodiments The shape of the elements and / or the relative sizes between them may be different from that shown in the figures.

도 5는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터에서 게이트 전압에 따른 전류를 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터와 비교하여 나타낸 그래프이다. 5 is a graph illustrating a current according to a gate voltage in a thin film transistor according to an exemplary embodiment in comparison with a thin film transistor according to the related art.

도 5에서 그래프(510)는 종래 기술에 따라 비정질(amorphous) IGZO의 상부 전극(top electrode)으로 이루어진 채널 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 전류 특성을 나타낸다. 한편, 그래프(520)는 일 실시예에 따라 드레인 전극이 게이트 절연막 과 채널층 사이에 위치하고, 소스 전극은 채널층의 반대편 표면에 드레인 전극과 비대칭 위치에 형성된 전극 구조를 갖는 박막 트랜지스터의 전류 특성을 나타낸다. In FIG. 5, the graph 510 shows current characteristics of a thin film transistor having a channel structure including a top electrode of an amorphous IGZO according to the related art. Meanwhile, the graph 520 illustrates a current characteristic of the thin film transistor having a drain electrode disposed between the gate insulating layer and the channel layer, and the source electrode having an electrode structure formed at an asymmetrical position with the drain electrode on the opposite surface of the channel layer, according to an exemplary embodiment. Indicates.

도 5로부터 확인되는 바와 같이, 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터는 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터들에 비하여 우수한 전류-전압 특성을 갖는다. 예컨대, 그래프(520)에서 게이트 전압이 음수인 경우 전류 크기가 종래의 박막 트랜지스터에 대응되는 그래프(510)의 경우에 비해 작으며, 이는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터가 우수한 턴오프 특성을 갖는 것을 나타낸다.As can be seen from FIG. 5, the thin film transistor according to the embodiment has excellent current-voltage characteristics compared to the thin film transistors according to the prior art. For example, when the gate voltage is negative in the graph 520, the current magnitude is smaller than that in the graph 510 corresponding to the conventional thin film transistor, which indicates that the thin film transistor has excellent turn-off characteristics. Indicates.

도 6는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 채널층에서 드레인 전압에 따른 출력 특성(output curve)을 나타낸 그래프이다. 6 is a graph illustrating output curves according to drain voltages in a channel layer of a thin film transistor according to an exemplary embodiment.

도 6의 각 그래프(610, 620, 630, 640)는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터에서 게이트 전압이 각각 16, 24, 32 및 40 V인 경우 드레인 전압에 따른 채널의 전류를 나타낸다. 도시되는 바와 같이, 드레인 전압의 증가에 따라 전류의 포화가 잘 이루어지며 전류 크기가 커 박막 트랜지스터의 구동 특성이 향상되었음을 확인할 수 있다.Each of the graphs 610, 620, 630, and 640 of FIG. 6 shows currents of channels according to drain voltages when the gate voltages of the thin film transistors according to the exemplary embodiment are 16, 24, 32, and 40 V, respectively. As shown, it can be seen that as the drain voltage increases, the current is well saturated and the current magnitude is large, thereby improving driving characteristics of the thin film transistor.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention described above has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations may be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1a는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 사시도이다. 1A is a perspective view of a thin film transistor according to an exemplary embodiment.

도 1b는 도 1a의 박막 트랜지스터에서 채널층의 사시도이다. FIG. 1B is a perspective view of a channel layer in the thin film transistor of FIG. 1A.

도 2a 내지 도 2e는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 사시도이다.2A to 2E are perspective views illustrating each step of a method of manufacturing a thin film transistor, according to an exemplary embodiment.

도 3a는 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 사시도이다.3A is a perspective view of a thin film transistor according to another embodiment.

도 3b는 도 3a의 박막 트랜지스터에서 채널층의 사시도이다. 3B is a perspective view of a channel layer in the thin film transistor of FIG. 3A.

도 4a 내지 도 4e는 다른 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 제조 방법의 각 단계를 도시한 사시도이다. 4A to 4E are perspective views illustrating respective steps of a method of manufacturing a thin film transistor according to another embodiment.

도 5는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터에서 게이트 전압에 따른 전류를 종래 기술에 따른 박막 트랜지스터와 비교하여 나타낸 그래프이다. 5 is a graph illustrating a current according to a gate voltage in a thin film transistor according to an exemplary embodiment in comparison with a thin film transistor according to the related art.

도 6는 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터의 채널층에서 드레인 전압에 따른 출력 특성을 나타낸 그래프이다.6 is a graph illustrating output characteristics according to drain voltages in a channel layer of a thin film transistor according to an exemplary embodiment.

Claims (4)

제1 면 및 제2 면을 포함하는 채널층; A channel layer comprising a first side and a second side; 상기 채널층의 한쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제1 면과 접촉하여 위치하는 소스 전극; A source electrode positioned at least partially at one end of the channel layer in contact with the first surface; 상기 채널층의 다른쪽 끝 부분에 적어도 부분적으로 상기 제2 면과 접촉하여 위치하는 드레인 전극; A drain electrode positioned at least partially at the other end of the channel layer in contact with the second surface; 상기 드레인 전극과 접촉하는 게이트 절연막; 및 A gate insulating layer in contact with the drain electrode; And 상기 게이트 절연막과 접촉하는 게이트 전극을 포함하되,A gate electrode in contact with the gate insulating film, 상기 게이트 절연막은, 상기 채널층의 하부에 위치하며, 상기 소스 전극, 상기 채널층의 상기 제2 면 및 상기 드레인 전극과 접촉하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.And the gate insulating layer is disposed under the channel layer and contacts the source electrode, the second surface of the channel layer, and the drain electrode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소스 전극과 상기 제1 면이 접촉하는 제1 영역 및 상기 드레인 전극과 상기 제2 면이 접촉하는 제2 영역은 서로 대향하지 않는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.The first region in which the source electrode and the first surface contact each other, and the second region in which the drain electrode and the second surface contact each other do not face each other. 삭제delete 소스 전극을 형성하는 단계; Forming a source electrode; 상기 소스 전극을 부분적으로 덮도록 채널층을 형성하는 단계; Forming a channel layer to partially cover the source electrode; 상기 채널층을 부분적으로 덮도록 드레인 전극을 형성하는 단계; Forming a drain electrode to partially cover the channel layer; 상기 드레인 전극을 부분적으로 덮도록 상기 채널층 및 상기 드레인 전극상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 및 Forming a gate insulating film on the channel layer and the drain electrode to partially cover the drain electrode; And 상기 게이트 절연막상에 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하되, Forming a gate electrode on the gate insulating film, 상기 채널층의 양쪽 끝 부분은 각각 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 접촉하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조 방법.Both end portions of the channel layer are in contact with the source electrode and the drain electrode, respectively.
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