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KR101302481B1 - Oxide semiconductor target, thin-film transistor having active layer deposited by the same and display device having the same - Google Patents

Oxide semiconductor target, thin-film transistor having active layer deposited by the same and display device having the same Download PDF

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KR101302481B1
KR101302481B1 KR1020120007181A KR20120007181A KR101302481B1 KR 101302481 B1 KR101302481 B1 KR 101302481B1 KR 1020120007181 A KR1020120007181 A KR 1020120007181A KR 20120007181 A KR20120007181 A KR 20120007181A KR 101302481 B1 KR101302481 B1 KR 101302481B1
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Abstract

본 발명은 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 단일상(single phase)을 가지는 산화 주석 기반의 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은, 박막 트랜지스터의 액티브층을 증착시키기 위한 스퍼터링 공정에 사용되는 타겟에 있어서, 단일상(single phase)을 가지며, 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 산화물 반도체 타겟을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide semiconductor target, a thin film transistor having an active layer deposited thereon, and a display device having the same, and more particularly, to an oxide semiconductor target based on tin oxide having a single phase. A thin film transistor having an active layer and a display device having the same.
To this end, the present invention, in the target used in the sputtering process for depositing the active layer of the thin film transistor, an oxide semiconductor target, characterized in that it has a single phase, made of a material based on tin oxide To provide.

Description

산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치{OXIDE SEMICONDUCTOR TARGET, THIN-FILM TRANSISTOR HAVING ACTIVE LAYER DEPOSITED BY THE SAME AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}OXIDE SEMICONDUCTOR TARGET, THIN-FILM TRANSISTOR HAVING ACTIVE LAYER DEPOSITED BY THE SAME AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME

본 발명은 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 단일상(single phase)을 가지는 산화 주석 기반의 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide semiconductor target, a thin film transistor having an active layer deposited thereon, and a display device having the same, and more particularly, to an oxide semiconductor target based on tin oxide having a single phase. A thin film transistor having an active layer and a display device having the same.

박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)는 SRAM이나 ROM에도 응용되지만, 주로 능동 행렬형 평판 디스플레이(active matrix flat panel display)의 화소(pixel) 스위칭 소자로 사용되는데, 예를 들어, 액정 디스플레이나 유기 전계 발광 디스플레이의 스위치 소자나 전류 구동 소자로 사용되고 있다. 여기서, 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터는 개별 화소를 독립적으로 제어할 수 있도록 하여 각 화소가 각기 다른 전기 신호를 표현할 수 있도록 하는 역할을 한다.Thin film transistors (TFTs) are also applied to SRAM and ROM, but are mainly used as pixel switching elements in active matrix flat panel displays, for example, liquid crystal displays or organic electric fields. It is used as a switch element and a current drive element of a light emitting display. Here, the thin film transistor used as a switching element is capable of independently controlling individual pixels, so that each pixel can display different electric signals.

현재, 액정 디스플레이나 유기 전계 발광 디스플레이는 모두 실리콘에 기반한 액티브층을 가지는 박막 트랜지스터를 사용하고 있다. 그러나 액정 디스플레이에 사용되는 비정질 실리콘(amorphous Si)의 경우 대략 0.5㎠/Vs 정도의 낮은 전자 이동도(mobility)로 인한 낮은 동작 속도와 불안정(instability)한 특성 때문에 UD(ultra high definition) 구현에 한계가 있다. 그리고 유기 전계 발광 디스플레이에 사용되는 다결정 실리콘(poly-Si)의 경우 엑시머 레이저(excimer laser)를 통하여 결정화시키기 때문에, 전자 이동도 등에서 비정질 실리콘보다 우수한 성능을 나타내지만 대면적 제조가 불가능한 단점이 있다.Currently, both liquid crystal displays and organic electroluminescent displays use thin film transistors having an active layer based on silicon. However, the amorphous Si used in the liquid crystal display has a limitation in implementing ultra high definition (UD) due to low operating speed and instability due to low electron mobility of about 0.5 cm 2 / Vs. There is. In addition, since poly-Si used in an organic electroluminescent display is crystallized through an excimer laser, it exhibits better performance than amorphous silicon in electron mobility, but has a disadvantage in that large area manufacturing is impossible.

최근, 이에 대한 해결책으로 산화물 기반의 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터가 차세대 디스플레이 장치의 구동 소자로 많은 관심을 받고 있으나 실제 공정 상에서는 낮은 수율과 신뢰성 그리고 다결정 실리콘 대비 낮은 전자 이동도로 아직까지 상용화된 제품에 적용된 사례는 거의 없는 실정이다.
Recently, as a solution for this, thin film transistors having an oxide-based active layer have been attracting much attention as driving devices of next-generation display devices, but have been applied to products that are still commercialized with low yield, reliability, and low electron mobility compared to polycrystalline silicon. There are few examples.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일상(single phase)을 가지는 산화 주석 기반의 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is a thin film transistor having a tin oxide-based oxide semiconductor target having a single phase and an active layer deposited thereon. And to provide a display device having the same.

이를 위해, 본 발명은, 박막 트랜지스터의 액티브층을 증착시키기 위한 스퍼터링 공정에 사용되는 타겟에 있어서, 단일상(single phase)을 가지며, 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 산화물 반도체 타겟을 제공한다.To this end, the present invention, in the target used in the sputtering process for depositing the active layer of the thin film transistor, an oxide semiconductor target, characterized in that it has a single phase, made of a material based on tin oxide To provide.

여기서, 상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되, 상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%일 수 있다.Here, the oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide, the tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide may be 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% relative to the total content, respectively.

한편, 본 발명은, 기판 상에 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 전극에 상응되는 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 채널 영역을 구비하고, 단일상(single phase)을 가지며, 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층; 및 상기 채널 영역을 사이에 두고 상기 게이트 절연막 상에 이격 배열되어 상기 액티브층과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터를 제공한다.On the other hand, the present invention, the gate electrode formed on the substrate; A gate insulating film formed on the substrate including the gate electrode; An active layer formed on the gate insulating layer corresponding to the gate electrode and having a channel region, a single phase, and deposited through a sputtering process using an oxide semiconductor target made of a tin oxide-based material ; And a source electrode and a drain electrode arranged on the gate insulating layer with the channel region therebetween and electrically connected to the active layer.

여기서, 상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되, 상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%일 수 있다.Here, the oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide, the tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide may be 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% relative to the total content, respectively.

한편, 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향되며 상기 화소 영역에 대응하여 컬러필터를 구비한 제2 기판; 및 상기 제1 기판의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트를 포함하되, 상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하고 단일상(single phase)을 가지며 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.On the other hand, a first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by crossing a plurality of gate lines and data lines; A second substrate facing the first substrate and having a color filter corresponding to the pixel region; And a backlight disposed on a rear surface of the first substrate to irradiate light, wherein the thin film transistor has a channel region, has a single phase, and uses an oxide semiconductor target made of a tin oxide-based material. Provided is a display device having an active layer deposited through a sputtering process.

또한, 본 발명은 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 및 상기 제1 기판과 합착되고 합착면에 유기 발광 소자를 구비한 제2 기판을 포함하되, 상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하고 단일상(single phase)을 가지며 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention also includes a first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by crossing a plurality of gate lines and data lines; And a second substrate bonded to the first substrate and having an organic light emitting element on the bonding surface, wherein the thin film transistor has a channel region, has a single phase, and is formed of a tin oxide-based material. Provided is a display device having an active layer deposited through a sputtering process using an oxide semiconductor target.

여기서, 상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되, 상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%일 수 있다.Here, the oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide, the tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide may be 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% relative to the total content, respectively.

또한, 상기 제2 기판의 전면에 배치되는 광학필름을 더 포함할 수 있다.
In addition, it may further include an optical film disposed on the front surface of the second substrate.

본 발명에 따르면, 단일상을 가지는 산화 주석 기반의 4성분계 반도체 물질로 타겟을 형성하고, 이를 통해 박막 트랜지스터의 액티브층을 증착시킴으로써, 종래 발생되던 노쥴(nodule) 현상을 저감시킬 수 있고, 종래 산화 아연 계열의 액티브층보다 높은 전자 이동도를 나타내어 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, by forming a target with a tin oxide-based four-component semiconductor material having a single phase, and by depositing an active layer of the thin film transistor through this, it is possible to reduce the nodule phenomenon that has occurred conventionally, conventional oxidation As the electron mobility is higher than that of the zinc-based active layer, the performance of the thin film transistor and the display device including the same may be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 타겟을 구성하는 단일상을 가지는 산화 주석 기반의 산화물 반도체 타겟의 조성 분포도를 나타내는 상평형도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단일상을 가지는 산화 주석 기반의 물질로 이루어진 타겟을 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터를 나타낸 단면도.1 is a phase diagram showing the composition distribution of a tin oxide-based oxide semiconductor target having a single phase constituting a target according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a thin film transistor having an active layer deposited through a target made of a tin oxide based material having a single phase according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 산화물 반도체 타겟, 이를 통해 증착된 액티브층을 갖는 박막 트랜지스터 및 이를 구비하는 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an oxide semiconductor target according to an exemplary embodiment of the present disclosure, a thin film transistor having an active layer deposited thereon, and a display device having the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시 예에 따른 산화물 반도체 타겟은, 박막 트랜지스터(도 2의 100)의 액티브층(도 2의 130)을 증착시키기 위한 스퍼터링(sputtering) 공정에 사용되는 타겟이다. 여기서, 스퍼터링은 플라즈마 입자를 타겟에 빠른 속도로 충돌시켜, 튀어 나오는 타겟의 입자를 타겟 맞은 편에 있는 기판 위에 증착시키는 방법이다.An oxide semiconductor target according to an embodiment of the present invention is a target used in a sputtering process for depositing an active layer (130 in FIG. 2) of a thin film transistor (100 in FIG. 2). Here, sputtering is a method of colliding plasma particles with a target at a high speed so as to deposit the particles of protruding target onto a substrate opposite the target.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 타겟은 단일상(single phase)을 가진다. 그리고 타겟은 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진다. 이때, 타겟이 단일상을 나타내기 위해서는 하기와 같이 타겟을 이루는 물질들의 함량비를 제어할 수 있다. 즉, 타겟은 산화 주석을 기반으로, 산화 갈륨 및 산화 인듐을 포함하여 이루어지는데, 이 경우, 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt% 비율로 포함될 수 있다.Meanwhile, the target according to the embodiment of the present invention has a single phase. And the target is made of a material based on tin oxide. In this case, in order for the target to represent a single phase, the content ratio of the materials forming the target may be controlled as follows. That is, the target is based on tin oxide, and comprises gallium oxide and indium oxide, in which case tin oxide, gallium oxide and indium oxide are 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% of the total content, respectively. May be included.

여기서, 스퍼터링 증착 과정에서 노쥴(nodule)이 발생되면, 기판이 파티클(particle)로 인하여 정상적이 작동이 어려워져 수율이 급격히 저하되는데, 본 발명의 실시 예에 따른 타겟은 이상(two phase)에 비해 노쥴 발생이 적은 단일상을 나타냄으로써, 액티브층(도 2의 130) 증착 시 노쥴 현상을 저감시킬 수 있고, 이를 통해 증착된 액티브층(도 2의 130)은 종래보다 높은 전자 이동도를 나타낼 수 있어, 궁극적으로, 이를 포함하는 박막 트랜지스터(100) 및 이를 구비하는 디스플레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.Herein, when nodules are generated in the sputtering deposition process, the substrate becomes difficult to operate normally due to particles, and thus the yield is sharply lowered. The target according to the embodiment of the present invention is compared with two phases. By representing a single phase with less generation of nodules, it is possible to reduce the nodule phenomenon when the active layer (130 of FIG. 2) is deposited, and the active layer (130 of FIG. 2) deposited through this may exhibit higher electron mobility than the conventional one. Therefore, ultimately, the performance of the thin film transistor 100 including the same and the display device including the same may be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 타겟을 구성하는 단일상을 가지는 산화물 반도체 타겟 즉, 산화 주석(SnO2), 산화 갈륨(GaO1.5) 및 산화 인듐(InO1.5)의 조성 분포도를 나타낸 상평형도로, 도면에 표시된 “1”, “2”, “3”, “4” 영역이 상기 조성이 단일상을 나타내는 영역 즉, 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐 각각이 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt% 비율로 혼합된 영역이다. 1 is a phase equilibrium diagram showing a composition distribution diagram of an oxide semiconductor target having a single phase constituting a target according to an embodiment of the present invention, that is, tin oxide (SnO 2 ), gallium oxide (GaO 1.5 ), and indium oxide (InO 1.5 ). The areas “1”, “2”, “3”, and “4” shown on the road and the drawing show areas in which the composition shows a single phase, that is, tin oxide, gallium oxide, and indium oxide, respectively, are 0.2wt%, 0.2 It is a mixed region in the wt% and 0.6wt% ratio.

이와 같은 조성과 함량비로 이루어진 타겟은 산화 주석 분말, 산화 갈륨 분말 및 산화 인듐 분말을 상기 함량비에 맞게 혼합한 다음 건식가압성형(cold press), 슬립 캐스팅(slip casting), 필터 프레스(filter press), 정수압 성형(cold isostatic press), 겔 캐스팅(gel casting), 강제침강(centrifugal sedimentation), 자연침강(gravimetric sedimentation) 등의 성형법을 통해 성형한 후 이에 대한 소결을 통해 제조될 수 있다. 아울러, 이와 같이 제조된 타겟은 예컨대, 금속재로 이루어진 백킹 플레이트(backing plate)와 접합되어 지지된 상태로 스퍼터링 공정에 사용될 수 있다.
A target composed of such a composition and content ratio is a mixture of tin oxide powder, gallium oxide powder, and indium oxide powder in accordance with the content ratio, followed by dry press, slip casting, and filter press. It may be manufactured by molding through a molding method such as cold isostatic press, gel casting, centrifugal sedimentation, gravimetric sedimentation, and then sintering the same. In addition, the target thus prepared may be used in the sputtering process, for example, in a state of being bonded to and supported by a backing plate made of a metal material.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 게이트 전극(110), 게이트 절연막(120), 액티브층(130), 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)을 포함하여 형성된다.
2, the thin film transistor 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may include a gate electrode 110, a gate insulating layer 120, an active layer 130, a source electrode 140, and a drain electrode ( 150).

게이트 전극(110)은 기판(10) 상에 형성되는데, 디스플레이 장치에 적용되는 경우, 기판(10) 상에 제1 방향, 예컨대, 가로 방향을 따라 배열되는 게이트 라인(미도시)으로부터 분기되어 형성된다. 이러한 게이트 전극(110)에는 박막 트랜지스터(100)를 온/오프하기 위한 전압이 인가된다. 이를 위해, 게이트 전극(110)은 금속, 또는 금속 산화물과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(110)은 Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W 또는 Cu와 같은 금속 또는 IZO(InZnO) 또는 AZO(AlZnO)와 같은 금속 또는 전도성 산화물로 형성될 수 있다. 즉, 게이트 전극(110)은 기판(10) 상에 상기의 전도성 물질을 박막으로 증착한 후 이를 패터닝하여 형성되는데, 게이트 라인(미도시)과 한 공정을 통해 동시에 형성된다.The gate electrode 110 is formed on the substrate 10. When applied to a display device, the gate electrode 110 is formed on the substrate 10 by being branched from a gate line (not shown) arranged in a first direction, do. A voltage for turning on / off the thin film transistor 100 is applied to the gate electrode 110. For this purpose, the gate electrode 110 may be formed of a conductive material such as a metal or a metal oxide. For example, the gate electrode 110 may be formed of a metal such as Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W, or Cu, or a metal or conductive oxide such as IZO (InZnO) or AZO (AlZnO). That is, the gate electrode 110 is formed by depositing the conductive material as a thin film on the substrate 10 and then patterning the same by a process with a gate line (not shown).

이러한 게이트 전극(110)은 확산 방지막(미도시) 및 확산 방지막(미도시)에 증착된 구리막의 구조로 이루어질 수 있다. 확산 방지막(미도시)은 구리 원자가 기판(10)으로 확산되는 것을 방지하여, 구리의 결합력 및 전기적 특성을 향상시키기 위한 것으로, 티타늄, 탄탈늄, 몰리브덴, 크롬, 니켈 또는 백금 중 어느 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The gate electrode 110 may have a structure of a copper film deposited on a diffusion barrier (not shown) and a diffusion barrier (not shown). The diffusion preventing film (not shown) is formed to prevent copper atoms from diffusing into the substrate 10 and to improve the bonding force and electrical characteristics of copper. The diffusion preventing film includes any one of titanium, tantalum, molybdenum, chromium, Lt; / RTI >

한편, 기판(10)은 박막 트랜지스터(100)를 위한 열역학적 및 기계적 요구사항을 만족시킬 수 있는 유리, 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer), 금속 산화물, 세라믹 물질, 플라스틱 등이 사용될 수 있다. 특히, 기판(10)은 유리 또는 플라스틱인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
The substrate 10 may be a glass, a semiconductor wafer, a metal oxide, a ceramic material, a plastic, or the like, which can satisfy the thermodynamic and mechanical requirements for the thin film transistor 100. In particular, the substrate 10 is preferably glass or plastic, but is not limited thereto.

게이트 절연막(120)은 통상적인 반도체 소자에 사용되는 절연 물질로 형성될 수 있는데, 특히, 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(120)은 SiO2 또는 SiO2보다 유전율이 높은 High-K 물질인 HfO2, Al2O3, Si3N4 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 이러한 게이트 절연막(120)은 게이트 전극(110), 게이트 라인(미도시)을 포함한 기판(10)의 상부 전면에 걸쳐 적층 형성된다.
The gate insulating film 120 may be formed of an insulating material used in a typical semiconductor device, and may be formed of silicon oxide or silicon nitride in particular. For example, the gate insulating film 120 may be made of SiO 2 or HfO 2 , Al 2 O 3 , Si 3 N 4, or a mixture thereof, which is a high-K material having a higher dielectric constant than SiO 2 . The gate insulating layer 120 is stacked on the entire upper surface of the substrate 10 including the gate electrode 110 and a gate line (not shown).

액티브층(130)은 게이트 전극(110)에 상응되는 게이트 절연막(120) 상에 형성되어 채널 영역(CH)을 구비한다. 그리고 본 발명의 실시 예에서, 액티브층(130)은 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 산화물 반도체 타겟 즉, 단일상을 가지며 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐이 각각 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt% 함량비를 나타내는 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 게이트 절연막(120) 상에 증착되고, 패터닝되어 형성된다.The active layer 130 is formed on the gate insulating layer 120 corresponding to the gate electrode 110 and has a channel region CH. In an embodiment of the present invention, the active layer 130 has an oxide semiconductor target according to the above-described embodiment of the present invention, that is, a single phase, and contains 0.2 wt%, 0.2 wt% of tin oxide, gallium oxide, and indium oxide, respectively. It is deposited and patterned on the gate insulating film 120 through a sputtering process using a target having a content ratio of 0.6 wt%.

이와 같이, 액티브층(130)이 상기의 조성 및 함량비를 갖는 박막으로 이루어지면, 증착 과정에서 노쥴 현상을 저감시킬 수 있고, 이를 통해 증착된 액티브층(130)은 종래보다 높은 전자 이동도를 나타낼 수 있어, 궁극적으로, 이를 포함하는 박막 트랜지스터(100) 및 이를 구비하는 디스플레이 장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
As such, when the active layer 130 is formed of a thin film having the above composition and content ratio, it is possible to reduce the nodule phenomenon during the deposition process, and the active layer 130 deposited through the active layer 130 may have a higher electron mobility than before. As a result, the performance of the thin film transistor 100 including the same and the display device including the same may be improved.

소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 액티브층(130)의 채널 영역(CH)을 사이에 두고 게이트 절연막(120) 상에 이격 배열된다. 그리고 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 액티브층(130)에 전기적으로 접속된다. 이러한 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150)은 금속 등 도전 물질로 이루어질 수 있고, 게이트 전극(110)과 같이 확산 방지막(미도시) 및 확산 방지막(미도시)에 증착된 구리막의 구조로 이루어질 수 있다.The source electrode 140 and the drain electrode 150 are spaced apart on the gate insulating layer 120 with the channel region CH of the active layer 130 interposed therebetween. The source electrode 140 and the drain electrode 150 are electrically connected to the active layer 130. The source electrode 140 and the drain electrode 150 may be formed of a conductive material such as a metal and may have a copper film structure such as a diffusion barrier film (not shown) and a diffusion barrier film (not shown) .

여기서, 소스 및 드레인 전극(140, 150)은 금속 박막을 게이트 절연막(120)과 액티브층(130) 상부에 증착한 후 이를 패터닝하여 형성된다. 이때, 패터닝을 통해 형성되는 소스 및 드레인 전극(140, 150)은 하부로 게이트 전극(110)에 일정부분 오버랩 되고, 횡 방향으로 서로 간에 서로 마주하도록, 즉, 액티브층(130)의 채널 영역(CH)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된다. 이때, 소스 전극(140)은 기판(10) 상에서, 게이트 라인(미도시)과 직교하는 제2 방향, 예컨대, 세로 방향을 따라 배열되는 데이터 라인(미도시)과 연결된다. 그리고 드레인 전극(150)은 소스 및 드레인 전극(140, 150)의 상부에 형성되는 보호층(미도시) 형성 시 드레인 전극(150)의 일부를 노출시키도록 형성되는 드레인 콘택홀(미도시)을 통해, 보호층(미도시)의 상부에 투명 도전물질을 패터닝하여 형성되는 화소전극(미도시)과 연결된다.Here, the source and drain electrodes 140 and 150 are formed by depositing a metal thin film on the gate insulating layer 120 and the active layer 130 and patterning it. In this case, the source and drain electrodes 140 and 150 formed through the patterning are overlapped with the gate electrode 110 by a portion and face each other in the lateral direction, that is, the channel regions of the active layer 130 ( Spaced apart from each other with CH) therebetween. In this case, the source electrode 140 is connected to a data line (not shown) arranged along a second direction, for example, a vertical direction, orthogonal to the gate line (not shown) on the substrate 10. The drain electrode 150 may include a drain contact hole (not shown) formed to expose a portion of the drain electrode 150 when a protective layer (not shown) formed on the source and drain electrodes 140 and 150 is formed. The pixel electrode is connected to a pixel electrode (not shown) formed by patterning a transparent conductive material on the protective layer (not shown).

한편, 액티브층(130)과 소스 및 드레인 전극(140, 150) 사이에는 불순물 반도체층인 오믹 콘택층(135)이 형성될 수 있다. 이때, 액티브층(130)의 채널 영역(CH) 상에 증착되어 있는 오믹 콘택층(135)은 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150) 형성을 위한 패터닝 공정 시 이의 상부에 증착되어 있는 금속 박막과 함께 제거된다.
An ohmic contact layer 135, which is an impurity semiconductor layer, may be formed between the active layer 130 and the source and drain electrodes 140 and 150. At this time, the ohmic contact layer 135 deposited on the channel region CH of the active layer 130 is deposited on top of the metal thin film deposited during the patterning process for forming the source electrode 140 and the drain electrode 150. Are removed together.

이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 박막 트랜지스터(100)는 각종 디스플레이 장치의 스위칭 소자나 전류 구동 소자로 사용된다. 예를 들어, 도시하진 않았지만, 박막 트랜지스터(100)가 서로 대향되게 마주하는 상, 하부 기판과, 그 사이에 개재되어 있는 액정층 및 하부 기판의 배면에 배치되어 전방으로 광을 조사하는 백라이트를 구비하는 액정 디스플레이 장치(LED)에 사용되는 경우, 박막 트랜지스터(100)는 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 배열된 하부 기판 중 이들 라인이 교차하여 정의되는 화소(pixel) 영역에 형성된다. 이때, 상부 기판에는 화소 영역에 대응하여 컬러필터가 구비된다. 그리고 상부 기판의 상면에는 액정 디스플레이 장치의 광학적 특성을 보완해주는 광학필름이 배치될 수 있다.The thin film transistor 100 according to the embodiment of the present invention is used as a switching element or a current driving element of various display devices. For example, although not shown, the thin film transistor 100 includes the upper and lower substrates facing each other, a liquid crystal layer interposed therebetween, and a backlight disposed on the rear surface of the lower substrate to irradiate light forward. When used in a liquid crystal display (LED), the thin film transistor 100 is formed in a pixel region in which these lines are defined by crossing of a lower substrate on which a plurality of gate lines and data lines are arranged. At this time, the upper substrate is provided with a color filter corresponding to the pixel region. And an optical film for compensating the optical characteristics of the liquid crystal display device may be disposed on the upper surface of the upper substrate.

아울러, 이러한 박막 트랜지스터(100)는 액정 디스플레이 장치 외에도 유기 전계 발광 디스플레이 장치(OLED)에도 사용될 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터(100)는 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 배열된 하부 기판 중 이들 라인이 교차하여 정의되는 화소(pixel) 영역에 형성된다. 이때, 상부 기판에는 유기 발광 소자가 형성되는데, 이러한 상, 하부 기판이 합착되어 유기 전계 발광 디스플레이 장치의 유기 발광 패널을 이루게 된다. 여기서, 유기 발광 소자는 애노드 전극(anode electrode)과 캐소드 전극(cathode electrode) 그리고 이들 사이에 위치하는 정공수송층(hole transporting layer), 발광층(emission layer) 및 전자수송층(electron transporting layer)을 포함한다. 이때, 정공(hole)과 전자(electron)를 좀더 효율적으로 주입하기 위해, 애노드 전극과 정공수송층 사이로 정공주입층(hole injection layer)이, 그리고 전자수송층과 캐소드 전극 사이로 전자주입층(electron injection layer)이 각각 포함될 수 있다. 이에 따라, 애노드 전극으로부터 정공주입층 및 정공수송층을 통해 발광층으로 주입된 정공과, 캐소드 전극으로부터 전자주입층 및 전자수송층을 통해 발광층으로 주입된 전자가 엑시톤(exciton)를 형성하는데, 이 엑시톤은 정공과 전자 사이의 에너지 갭(gap)에 해당하는 빛을 발광하게 된다. 이때, 애노드 전극은 일함수(work function)가 높고 투명한 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)와 같은 물질로, 캐소드 전극은 일함수가 낮고 화학적으로 안정한 알루미늄(Al)이나 칼슘(Ca), 알루미늄 합금과 같은 물질로 이루어질 수 있다.In addition, the thin film transistor 100 may be used in an organic light emitting display device (OLED) in addition to the liquid crystal display device. In this case, the thin film transistor 100 is formed in a pixel region where the plurality of gate lines and the data lines are arranged, the lower substrate being defined by the intersection of these lines. In this case, an organic light emitting device is formed on the upper substrate, and the upper and lower substrates are bonded to form an organic light emitting panel of the organic light emitting display device. The organic light emitting diode includes an anode electrode, a cathode electrode, and a hole transporting layer, an emission layer, and an electron transporting layer disposed therebetween. In order to inject holes and electrons more efficiently, a hole injection layer is formed between the anode electrode and the hole transport layer, and an electron injection layer is formed between the electron transport layer and the cathode electrode. Respectively. Accordingly, holes injected from the anode to the light emitting layer through the hole injection layer and the hole transport layer and electrons injected from the cathode to the light emitting layer through the electron injection layer and the electron transport layer form excitons, And emits light corresponding to an energy gap between the electron and the electron. In this case, the anode electrode is made of a material having a high work function and transparent indium-tin-oxide (ITO) or indium-zinc-oxide (IZO) May be made of a material having a low work function and chemically stable such as aluminum (Al), calcium (Ca), or an aluminum alloy.

한편, 유기 전계 발광 디스플레이 장치의 상부 기판 상면에도 이의 광학적 특성을 보완해주는 광학필름이 배치될 수 있다.
On the other hand, an optical film that complements its optical characteristics may be disposed on the upper surface of the upper substrate of the organic electroluminescent display device.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims as well as the appended claims.

100: 박막 트랜지스터 110: 게이트 전극
120: 게이트 절연막 130: 액티브층
135: 오믹 콘택층 140: 소스 전극
150: 드레인 전극 10: 기판
CH: 채널 영역100: thin film transistor 110: gate electrode
120: gate insulating film 130: active layer
135: ohmic contact layer 140: source electrode
150: drain electrode 10: substrate
CH: channel area

Claims (8)

박막 트랜지스터의 액티브층을 증착시키기 위한 스퍼터링 공정에 사용되는 타겟에 있어서,
단일상(single phase)을 가지며, 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되,
상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%인 것을 특징으로 하는 산화물 반도체 타겟.
In the target used in the sputtering process for depositing an active layer of a thin film transistor,
Has a single phase and consists of tin oxide, gallium oxide and indium oxide,
The tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide are 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% relative to the total content, respectively.
삭제delete 기판 상에 형성되는 게이트 전극;
상기 게이트 전극을 포함하는 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막;
상기 게이트 전극에 상응되는 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 채널 영역을 구비하고, 단일상(single phase)을 가지며, 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층; 및
상기 채널 영역을 사이에 두고 상기 게이트 절연막 상에 이격 배열되어 상기 액티브층과 전기적으로 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극;
을 포함하고,
상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되,
상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터.
A gate electrode formed on the substrate;
A gate insulating film formed on the substrate including the gate electrode;
An active layer formed on the gate insulating layer corresponding to the gate electrode and having a channel region, a single phase, and deposited through a sputtering process using an oxide semiconductor target made of a tin oxide-based material ; And
A source electrode and a drain electrode arranged on the gate insulating layer with the channel region therebetween and electrically connected to the active layer;
/ RTI >
The oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide,
The tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide are 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% of the total content, respectively.
삭제delete 다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판;
상기 제1 기판과 대향되며 상기 화소 영역에 대응하여 컬러필터를 구비한 제2 기판; 및
상기 제1 기판의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트;
를 포함하되,
상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하고 단일상(single phase)을 가지며 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층을 가지며,
상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되,
상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
A first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by crossing a plurality of gate lines and data lines;
A second substrate facing the first substrate and having a color filter corresponding to the pixel region; And
A backlight disposed on a rear surface of the first substrate to irradiate light;
Including but not limited to:
The thin film transistor has a channel region, a single phase, and an active layer deposited through a sputtering process using an oxide semiconductor target made of a tin oxide-based material.
The oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide,
The tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide are 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% of the total content, respectively.
다수개의 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하여 정의되는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 구비한 제1 기판; 및
상기 제1 기판과 합착되고 합착면에 유기 발광 소자를 구비한 제2 기판;
을 포함하되,
상기 박막 트랜지스터는 채널 영역을 구비하고 단일상(single phase)을 가지며 산화 주석을 기반으로 하는 물질로 이루어진 산화물 반도체 타겟을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 증착된 액티브층을 가지며,
상기 산화물 반도체 타겟은 산화 주석, 산화 갈륨 및 산화 인듐으로 이루어지되,
상기 산화 주석, 상기 산화 갈륨 및 상기 산화 인듐은 각각 전체 함량 대비 0.2wt%, 0.2wt% 및 0.6wt%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
A first substrate having a thin film transistor formed in a pixel region defined by crossing a plurality of gate lines and data lines; And
A second substrate bonded to the first substrate and having an organic light emitting element on the bonding surface;
Including,
The thin film transistor has a channel region, a single phase, and an active layer deposited through a sputtering process using an oxide semiconductor target made of a tin oxide-based material.
The oxide semiconductor target is made of tin oxide, gallium oxide and indium oxide,
The tin oxide, the gallium oxide and the indium oxide are 0.2wt%, 0.2wt% and 0.6wt% of the total content, respectively.
삭제delete 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제2 기판의 전면에 배치되는 광학필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 5 or 6,
Display device further comprises an optical film disposed on the front surface of the second substrate.
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