KR100719548B1 - OTFT and fabrication method thereof and flat panel display device with the sam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판과 절연막의 홈에 형성된 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 별도의 공정없이 잉크젯방식으로 형성할 수 있는 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 구비한 평판표시장치를 개시한다.The present invention discloses an organic thin film transistor capable of forming an electron accepting layer on a source / drain electrode formed in a groove of a substrate and an insulating film by an inkjet method without a separate process, a manufacturing method thereof, and a flat panel display device having the same.
본 발명의 박막 트랜지스터의 제조방법은 베이스부재를 준비하는 단계와; 상기 베이스부재를 식각하여 서로 일정 간격 떨어진 오목부를 형성하는 단계와; 상기 오목부에 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 오목부내의 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 형성하는 단계와; 상기 전자수용층을 통해 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 게이트를 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a thin film transistor of the present invention includes the steps of preparing a base member; Etching the base member to form recesses spaced apart from each other by a predetermined distance; Forming a source / drain electrode in the concave portion; Forming an electron accepting layer on the source / drain electrodes in the recess; Forming a semiconductor layer in contact with the source / drain electrode through the electron accepting layer; Forming a gate insulating film on the semiconductor layer; Forming a gate.
Description
도 1a는 종래의 유기박막 트랜지스터의 단면도,1A is a cross-sectional view of a conventional organic thin film transistor,
도 1b는 종래의 잉크젯방식으로 패턴을 형성하는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면,1B is a view for explaining a problem when forming a pattern by a conventional inkjet method,
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도,2A is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 다른 단면도,2B is another cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도,3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터를 구비한 유기전계 발광표시장치의 단면도,4 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device having an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention;
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도,5A is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to another embodiment of the present invention;
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 다른 단면도,5B is another cross-sectional view of an organic thin film transistor according to another embodiment of the present invention;
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도,6A through 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to another embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도,7 is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention;
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터 의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도,8A to 8D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도,9 is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention;
도 10a 내지 도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도,10A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
200, 400 : 유기 박막 트랜지스터 300 : 유기전계 발광표시장치200 and 400: organic thin film transistor 300: organic light emitting display device
210, 310, 410 : 기판 250, 340, 450 : 반도체층 210, 310, 410:
221, 225, 321, 325, 421, 425, 427, 511, 515, 545, 615, 631, 635 : 오목부221, 225, 321, 325, 421, 425, 427, 511, 515, 545, 615, 631, 635
260, 345, 460, 540, 630 : 게이트 절연막260, 345, 460, 540, 630: gate insulating film
270, 350, 470, 550, 620 : 게이트전극270, 350, 470, 550, 620: gate electrode
231, 235, 331, 335, 431, 435, 521, 525,641, 645 : 소오스/드레인 전극231, 235, 331, 335, 431, 435, 521, 525,641, 645 source / drain electrodes
281, 285, 334, 336, 481, 485, 561, 565, 661, 665 : 전자수용층281, 285, 334, 336, 481, 485, 561, 565, 661, 665: electron accepting layer
본 발명은 유기박막 트랜지스터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기판과 절연막의 홈에 형성된 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 별도의 공정없이 잉크젯방식으로 형성할 수 있는 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic thin film transistor, and more particularly, to an organic thin film transistor capable of forming an electron accepting layer on a source / drain electrode formed in a groove of a substrate and an insulating film by an inkjet method, and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a flat panel display provided.
유기 박막 트랜지스터는 차세대 디스플레이장치의 구동소자로서 활발한 연구가 진행되고 있다. 유기 박막 트랜지스터(OTFT, organic thin film transistor)는 반도체층으로 실리콘막 대신에 유기막을 사용하는 것으로서, 통상적인 실리콘 박막을 형성하기 위한 플라즈마를 이용한 화학증착방법(CVD) 대신에 상압의 프린팅공정으로 박막 형성이 가능하며, 플라스틱 기판을 이용한 연속공정(roll to roll)이 가능하며, 저가의 박막 트랜지스터를 구현할 수 있는 장점이 있다. Organic thin film transistors are being actively researched as driving elements of next generation display devices. The organic thin film transistor (OTFT) uses an organic film instead of a silicon film as a semiconductor layer. Instead of a conventional chemical vapor deposition (CVD) method for forming a silicon film, the organic thin film transistor (OTFT) is a thin film. It is possible to form, to roll (roll to roll) using a plastic substrate, there is an advantage to implement a low-cost thin film transistor.
이에 따라 반도체층으로 유기막을 사용하는 유기 박막 트랜지스터는 저온공정이 가능하므로, 플렉서블 유기전계 발광표시장치의 스위칭소자로서 각광을 받고 있다. 국내특허 공개공보 2004-0028010호에는 박막증착시간을 단축시킬 수 있으며, 정공이동도를 향상시킬 수 있는 펜타센 박막 트랜지스터를 개시하였다. 국내특허공보 2004-0084427호에는 트랜지스터의 전기적 성능을 향상시킬 수 있는 유기 박막 트랜지스터의 소자구조 및 그 제조방법을 개시하였다. 또한, 일본특허 공개공보 2003-92410호에는 채널영역이 라디칼(radical)을 갖는 유기화합물로 구성되어, 캐리어 이동도와 온/오프전류비를 향상시킬 수 있는 박막 트랜지스터를 개시하였다.Accordingly, an organic thin film transistor using an organic film as a semiconductor layer is capable of a low temperature process, and thus has been in the spotlight as a switching element of a flexible organic light emitting display device. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0028010 discloses a pentacene thin film transistor that can shorten thin film deposition time and improve hole mobility. Korean Patent Publication No. 2004-0084427 discloses a device structure of an organic thin film transistor that can improve the electrical performance of the transistor and a method of manufacturing the same. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-92410 discloses a thin film transistor in which a channel region is composed of an organic compound having a radical, thereby improving carrier mobility and on / off current ratio.
유기박막 트랜지스터는 유기막의 재료에 따라 올리고티오펜(oligothiophene), 펜타센(pentacene) 등과 같은 저분자 유기물 박막 트랜지스터와 폴리티오펜(polythiophene) 계열 등과 같은 고분자 유기물 박막 트랜지스터로 분류된다. The organic thin film transistors are classified into low molecular weight organic thin film transistors such as oligothiophene, pentacene, and the like, and polymer organic thin film transistors such as polythiophene series according to the material of the organic film.
또한, 유기 박막 트랜지스터는 게이트 형성위치에 따라 유기 반도체층 상부에 게이트가 배열되는 탑 게이트타입의 박막 트랜지스터와 유기 반도체층 하부에 게이트가 배열되는 바텀 게이트타입의 박막 트랜지스터로 분류된다.In addition, organic thin film transistors are classified into top gate type thin film transistors in which gates are arranged above the organic semiconductor layer and bottom gate type thin film transistors in which gates are arranged below the organic semiconductor layer, depending on the gate formation position.
도 1은 종래의 탑 게이트방식의 유기 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional top gate organic thin film transistor.
도 1을 참조하면, 종래의 탑 게이트방식의 유기박막 트랜지스터(100)는 기판(110)상에 소오스/드레인 전극(121), (125)이 형성되고, 상기 소오스/드레인 전극(121), (125)상에 유기 반도체층(130)이 형성되며, 상기 반도체층(130)상에 게이트 절연막(140)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(140)상에 게이트(150)가 형성된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 1, in the conventional top gate organic
상기한 종래의 유기 박막 트랜지스터(100)에서, 상기 소오스/드레인 전극은 전자의 흐름이 원활하도록 일함수가 낮은 금속으로 이루어지는데, 일함수가 낮은 소오스/드레인 전극의 사용으로 반도체층과 소오스/드레인 전극간의 접촉저항이 증가하게 되고, 이로 인하여 소자의 특성이 저하되는 문제점이 있었다.In the conventional organic
즉, 소오스/드레인 전극으로 사용되는 금속의 일함수와 반도체의 전자친화도 차이로 인하여 포텐셜 배리어가 생기게 되는데, 이러한 포텐셜 배리어가 크게 되면 전자의 흐름이 방해되어 전류의 흐름이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있었다.That is, a potential barrier occurs due to the difference in the work affinity of the metal used as the source / drain electrode and the electron affinity of the semiconductor. If the potential barrier is large, the flow of electrons is disturbed and current flow is not smooth. there was.
종래의 소오스/드레인 전극과 반도체층간의 접촉저항을 감소시키기 위하여 오믹콘택층을 구비하는 유기박막 트랜지스터가 제안되었는데, 이러한 오믹콘택층을 소오스/드레인 전극과 반도체층간의 접촉영역에 형성하여야 한다. 오믹콘택층을 잉크젯방식으로 형성하는 경우에는 도 2에 도시된 바와같이 오믹콘택층의 에지부분이 다른 부분에 비하여 두껍게 형성되어 돌출부(21)가 형성되었다. In order to reduce the contact resistance between the source / drain electrodes and the semiconductor layer, a conventional organic thin film transistor having an ohmic contact layer has been proposed. Such an ohmic contact layer should be formed in the contact region between the source / drain electrode and the semiconductor layer. In the case of forming the ohmic contact layer by the inkjet method, as shown in FIG. 2, the edge portion of the ohmic contact layer is formed thicker than the other portion, thereby forming the
그러므로, 잉크젯방식으로 오믹콘택층을 형성하는 경우에는 오믹콘택층의 에지부분에 형성되는 돌출부에 의해 반도체층중 소오스/드레인 전극과 접촉되는 부분에서 반도체층의 패턴불량이 발생되는 문제점이 있었다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 격벽을 형성하여 잉크젯방식으로 오믹콘택층을 형성하는 경우에는 별도의 격벽형성이 요구되는 문제점이 있었다.Therefore, when the ohmic contact layer is formed by the inkjet method, there is a problem in that a pattern defect of the semiconductor layer is generated in a portion of the semiconductor layer contacting the source / drain electrode by the protrusion formed at the edge portion of the ohmic contact layer. In order to prevent such a phenomenon, when the ohmic contact layer is formed by forming the barrier ribs by the inkjet method, there is a problem that a separate barrier rib is required.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판과 절연막의 홈에 형성된 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 별도의 공정없이 잉크젯방식으로 형성할 수 있는 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 구비한 평판표시장치에 관한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the organic thin film transistor which can form an electron-receiving layer on the source / drain electrode formed in the groove of the substrate and the insulating film by an inkjet method without a separate process and its manufacture A method and a flat panel display device having the same.
본 발명의 다른 목적은 소오스/드레인 전극과 반도체층사이에 루이스 산(Lewis acid)을 포함하는 전자수용층을 개재하여 콘택저항을 감소시킬 수 있는 유기 박막 트랜지스터 및 그의 제조방법과 이를 구비한 평판표시장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an organic thin film transistor capable of reducing contact resistance through an electron accepting layer containing Lewis acid between a source / drain electrode and a semiconductor layer, and a manufacturing method thereof and a flat panel display device having the same. To provide.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스부재를 준비하는 단계와; 상기 베이스부재를 식각하여 서로 일정 간격 떨어진 오목부를 형성하는 단계와; 상기 오목부에 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 오목부내의 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 형성하는 단계와; 상기 전자수용층을 통해 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 반도체층을 형성하는 단계와; 상기 반도체층상에 게이트 절 연막을 형성하는 단계와; 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of preparing a base member; Etching the base member to form recesses spaced apart from each other by a predetermined distance; Forming a source / drain electrode in the concave portion; Forming an electron accepting layer on the source / drain electrodes in the recess; Forming a semiconductor layer in contact with the source / drain electrode through the electron accepting layer; Forming a gate insulating film on the semiconductor layer; It provides a method of manufacturing a thin film transistor comprising the step of forming a gate.
상기 베이스부재는 서로 일정간격 떨어진 오목부를 구비하는 기판을 포함하거나 또는 기판과, 상기 기판상에 형성되어 서로 일정간격 떨어진 오목부를 구비하는 버퍼막을 포함한다. 상기 기판은 금속기판, 플라스틱기판 및 유리기판으로부터 선택되는 기판을 포함하고, 상기 버퍼막은 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막으로부터 선택되는 단일막 또는 다층막을 포함한다.The base member may include a substrate having recesses spaced apart from each other, or a substrate, and a buffer film formed on the substrate and having recesses spaced apart from each other. The substrate includes a substrate selected from a metal substrate, a plastic substrate and a glass substrate, and the buffer layer includes a single layer or a multilayer layer selected from a silicon oxide layer and a silicon nitride layer.
상기 오목부는 이중홈을 구비하고, 하부홈에는 소오스/드레인 전극 및 전자수용층이 형성되고, 상부홈에는 상기 반도체층이 형성된다. 상기 반도체층은 p형 유기반도체물질을 포함한다. The recess has a double groove, a source / drain electrode and an electron accepting layer are formed in the lower groove, and the semiconductor layer is formed in the upper groove. The semiconductor layer includes a p-type organic semiconductor material.
상기 전자수용층을 형성하는 것은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(lewis acid) 화합물을 잉크젯방식을 이용하여 형성하는 것을 포함하고, 상기 전자수용층은 AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함한다. Forming the electron accepting layer includes forming a Lewis acid compound acting as an electron pair using an inkjet method, and the electron accepting layer includes AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, and BBr3. And PF5.
상기 게이트 절연막은 상기 소오스/드레인 전극사이에 대응하는 부분에 홈을 구비하고, 상기 게이트가 상기 홈에 형성된다. 상기 소오스/드레인 전극은 Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다.The gate insulating film has grooves in portions corresponding to the source / drain electrodes, and the gate is formed in the grooves. The source / drain electrodes include Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os, and alloy films thereof.
또한, 본 발명은 베이스부재를 준비하는 단계와; 게이트를 형성하는 단계와; 기판상에 게이트 절연막을 형성하는 단계와; 상기 게이트 절연막을 식각하여 서로 일정간격 떨어진 오목부를 형성하는 단계와; 상기 오목부에 소오스/드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 오목부내의 소오스/드레인 전극상에 전자수용층을 형성하는 단계와; 상기 전자수용층을 통해 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 박막 트랜지스터의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a base member; Forming a gate; Forming a gate insulating film on the substrate; Etching the gate insulating film to form recesses spaced apart from each other by a predetermined distance; Forming a source / drain electrode in the concave portion; Forming an electron accepting layer on the source / drain electrodes in the recess; And forming a semiconductor layer in contact with the source / drain electrodes through the electron accepting layer.
상기 베이스부재는 상기 오목부를 구비하는 기판을 포함하거나 또는 기판과 상기 기판상에 형성되어 상기 오목부를 구비하는 버퍼막을 포함하고, 상기 게이트는 상기 오목부에 형성된다.The base member includes a substrate having the recess or a substrate and a buffer film formed on the substrate and having the recess, and the gate is formed in the recess.
또한, 본 발명은 상기 기재된 제1항 또는 제10항에 기재된 박막 트랜지스터의 제조방법에 의해 제조되는 박막 트랜지스터를 구비하는 평판표시장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized by providing a flat panel display device having a thin film transistor manufactured by the method for manufacturing a thin film transistor according to claim 1 or 10 described above.
또한, 본 발명은 서로 일정간격 떨어진 오목부를 구비하는 베이스부재와; 상기 오목부에 형성된 소오스/드레인 전극과; 상기 오목부내의 소오스/드레인 전극상에 형성된 전자수용층과; 상기 전자수용층을 통해 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 반도체층과; 상기 반도체층상에 형성된 게이트 절연막과; 상기 게이트 절연막상에 형성된 게이트를 포함하는 박막 트랜지스터를 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention and the base member having a recess spaced apart from each other; Source / drain electrodes formed on the recesses; An electron accepting layer formed on the source / drain electrodes in the concave portion; A semiconductor layer in contact with the source / drain electrodes through the electron accepting layer; A gate insulating film formed on the semiconductor layer; A thin film transistor including a gate formed on the gate insulating film is provided.
또한, 본 발명은 베이스부재상에 형성된 게이트와; 기판상에 형성되고 서로 일정 간격 떨어진 홈을 구비하는 게이트 절연막과; 상기 오목부에 형성된 소오스/드레인 전극과; 상기 오목부내의 소오스/드레인 전극상에 형성된 전자수용층과; 상기 전자수용층을 통해 상기 소오스/드레인 전극과 콘택되는 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터를 제공하는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is a gate formed on the base member; A gate insulating film formed on the substrate and having grooves spaced apart from each other by a predetermined distance; Source / drain electrodes formed on the recesses; An electron accepting layer formed on the source / drain electrodes in the concave portion; A thin film transistor including a semiconductor layer in contact with the source / drain electrodes is provided through the electron accepting layer.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 2A is a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(200)는 기판(210)상에 서로 일정간격을 두고 배열되는 홈(221), (225)을 구비하는 절연막(220)을 구비한다. 상기 절연막(220)에 형성된 홈(221), (225)에 소오스/드레인 전극(231), (235)이 형성된다. Referring to FIG. 2A, an organic
상기 홈(221), (225)내의 상기 소오스/드레인 전극(231), (235)상에는 전자수용층(281), (285)이 형성되고, 상기 오믹콘택층(281), (285)과 절연막(220)상에 반도체층(250)이 형성된다. 상기 유기 반도체층(250)상에 게이트절연막(260)이 형성되고, 소오스/드레인 전극(231), (235)사이의 게이트 절연막(260)상에 게이트(270)가 형성된다.
상기 기판(210)은 금속기판, 플라스틱 기판 또는 유리기판을 포함한다. 상기 절연막(220)은 버퍼층으로서, 단일층 또는 다층막을 포함하고, 산화막 또는 질화막과 같은 무기 절연막을 포함한다. 상기 반도체층(250)은 p형 유기 반도체물질을 포함한다.The
상기 기판(210)으로서 금속기판은 바람직하게는 스테인레스강(SUS, steel use stainless)을 포함한다. 또한, 플라스틱 기판은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propinonate: CAP) 등과 같은 플라스틱 필름을 포함한다. As the
상기 반도체층(250)은 펜타센(pentacene), 테트라센(tetracene), 안트라센(anthracene), 나프탈렌(naphthalene), 알파-6-티오펜, 페릴렌(perylene) 및 그 유도체, 루브렌(rubrene) 및 그 유도체, 코로넨(coronene) 및 그 유도체, 페릴렌 테트라카르복실릭디이미드(perylene tetracarboxylic diimide) 및 그 유도체, 페릴렌테트라카르복실릭 디안하이드라이드(perylene tetracarboxylic dianhydride) 및 그 유도체, 폴리티오펜 및 그 유도체, 폴리파라페릴렌비닐렌 및 그 유도체, 폴리플로렌 및 그 유도체, 폴리티오펜비닐렌 및 그 유도체, 폴리파라페닐렌 및 그 유도체, 폴리티오펜-헤테로고리방향족 공중합체 및 그 유도체, 나프탈렌의 올리고아센 및 이들의 유도체, 알파-5-티오펜의 올리고티오펜 및 이들의 유도체, 금속을 함유하거나 함유하지 않은 프탈로시아닌 및 이들의 유도체, 파이로멜리틱 디안하이드라이드 및 그 유도체, 파이로멜리틱 디이미드 및 이들의 유도체, 퍼릴렌테트라카르복실산 디안하이드라이드 및 그 유도체, 나프탈렌 테트라카르복시산 디이미드 및 이들의 유도체, 나프탈렌 테트라카르복시산 디안하이드라이드 및 이들의 유도체로부터 선택되는 적어도 하나의 유기막을 포함한다. The
본 발명의 일 실시예에서는 상기 절연막(220)에 홈이 형성되고 상기 홈에 소 오스/드레인 전극이 형성되는 것을 예시하였으나. 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 상기 절연막(220)에 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 소오스/드레인 전극을 형성하는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, a groove is formed in the insulating
상기 기판(210)으로 글라스기판 또는 플라스틱 기판을 사용하는 경우, 상기 절연막(220)은 버퍼막으로 사용되므로, 소오스/드레인 전극(231), (235)과 전자수용층(281), (285)의 두께의 합과 같거나 큰 두께를 갖는다. When the glass substrate or the plastic substrate is used as the
또한, 상기 기판(210)으로 금속기판을 사용하는 경우, 상기 절연막(220)은 버퍼막 뿐만 아니라 기판(210)과 소오스/드레인 전극(231), (235)간의 절연을 위한 절연막으로 사용되므로, 상기 소오스/드레인 전극(231), (235)과 전자수용층(281), (285)의 두께의 합 뿐만 아니라 절연을 위한 두께를 고려한 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 홈(231), (235)은 소오스/드레인 전극(231), (235)의 두께 뿐만 아니라 절연을 위한 두께를 고려한 깊이를 갖는 것이 바람직하다.In addition, when a metal substrate is used as the
상기 소오스/드레인 전극(231), (235)은 반도체층(250)과의 일함수를 고려하야 5.0eV 이상의 노블메탈(noble metal)을 포함하며, Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다. The source /
상기 전자수용층(electron withdrawing layer) (281), (285)은 전자쌍받게(elctron pair acceptor)로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. 이때, 상기 전자수용층(281), (285)은 상기 반도체층(250)의 전도도를 높이지 않고서도 캐리어 주입효과를 얻을 수 있는 두께로 형성됨이 바람직하며, 5 내지 100??의 두 께를 갖도록 형성된다.The
일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(200a)는 절연막(220)에 형성된 홈(221), (225)내에 소오스/드레인 전극(231), (235)이 형성되므로, 기판과 소오스/드레인 전극(231), (235)간의 단차가 제거되고, 소오스/드레인 전극(231), (235)의 두께에 무관하게 단선 불량없는 반도체층(250)을 형성할 수 있다. In the organic thin film transistor 200a according to the exemplary embodiment, since the source /
또한, 소오스/드레인 전극(231), (235)과 반도체층(250)사이에 전자수용층(281), (285)이 개재되므로, 전자의 흐름을 원활하게 하여 소오스/드레인 전극(231), (235)과 반도체층(250)간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다.In addition, since the
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도를 도시한 것이다.3A to 3D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 기판(210)상에 절연막(220)으로서 버퍼층이 형성된다. 상기 기판(210)은 플라스틱기판, 글라스 기판 또는 금속기판을 포함하고, 상기 버퍼층(220)은 적어도 1층이상의 무기절연막, 유기 절연막 또는 유/무기 하이브리드막을 포함한다. 상기 절연막(220)을 통상적인 사진식각방법을 이용하여 패터닝하여 서로 일정간격만큼 떨어진 홈(221), (225)을 형성한다. Referring to FIG. 3A, a buffer layer is formed as an insulating
도 3b를 참조하면, 상기 홈(221), (225)을 구비한 절연막(220)상에 소오스/드레인 전극물질을 스퍼터방식을 이용하여 증착한 다음, 사진식각하여 상기 홈(221), (225)내에 소오스/드레인 전극(231), (235)을 형성한다. Referring to FIG. 3B, a source / drain electrode material is deposited on the insulating
다른 예로서, 상기 절연막(220)을 레이저 어블레이션법 등과 같은 식각방법을 이용하여 홈(221), (225)을 형성하고 소오스/드레인 전극(231), (235)을 잉크젯 방식으로 형성할 수도 있다.As another example,
도 3c를 참조하면, 상기 홈(221), (225)내의 소오스/드레인 전극(231), (235)상에 전자수용층(281), (285)을 잉크젯방식을 이용하여 형성한다. 상기 전자수용층(281), (285)을 홈(221), (225)내의 소오스/드레인 전극(231), (235)상에 형성되므로, 별도의 격벽 형성등과 같은 추가공정없이 잉크젯방식으로 간단하게 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3C,
이때, 상기 전자수용층(281), (285)은 전자쌍받게(elctron pair acceptor)로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. In this case, the
도 3d를 참조하면, 상기 버퍼층(220)과 전자수용층(281), (285)상에 반도체층(250)을 형성한다. 상기 반도체층(250)은 p형 반도체물질을 포함한다. 상기 반도체층(250)상에 게이트 절연막(260)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(260)상에 게이트(270)를 형성하여 도 2에 도시된 바와같은 본 발명의 유기 박막트랜지스터(200)를 제조한다.Referring to FIG. 3D, a
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 다른 단면도를 도시한 것이다. 도 2b 에 도시된 유기박막 트랜지스터(200)는 기판(210)상에 홈(221), (225)이 형성되고, 상기 홈(221), (225)에 소오스/드레인 전극(231), (235)이 형성된 것만 제외하고는 도 2a에 도시된 유기박막 트랜지스터와 동일하다. 2B illustrates another cross-sectional view of an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention. In the organic
또한, 도 2b에 도시된 유기박막 트랜지스터(200)의 제조방법은 도 3a 내지 도 3d에 도시된 제조방법과 동일한 방법으로 진행되며, 절연막(220)을 패터닝하여 홈(221), (225)을 형성하는 대신에 기판(210)을 패터닝하여 홈(221), (225)를 형성하는 것만이 다르다.In addition, the manufacturing method of the organic
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터를 구비한 유기전계 발광표시장치의 단면도를 도시한 것이다. 도 4는 유기전계 발광표시장치를 구성하는 다수의 화소중 하나의 화소에 대한 단면도로서, 하나의 화소를 구성하는 유기전계 발광소자(EL소자)와 상기 EL소자를 구동하기 위한 구동 박막 트랜지스터 및 캐패시터에 한정하여 도시한 것이다.4 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device having an organic thin film transistor according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view of one pixel among a plurality of pixels constituting an organic light emitting display device, and an organic light emitting diode (EL device) constituting one pixel, and a driving thin film transistor and a capacitor for driving the EL device. It is shown only to.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계 발광표시장치(300)는 기판(310)상에 서로 일정간격을 두고 배열되는 홈(321), (325)을 구비하는 버퍼막으로서 절연막(320)을 구비한다. 상기 절연막(220)의 홈(321), (325)내에 소오스/드레인 전극(331), (335)이 형성되고, 또한 상기 소오스/드레인 전극(331) (335)중 하나, 예를 들어 소오스전극(331)으로부터 연장형성되는 캐패시터의 하부전극(337)이 형성된다. Referring to FIG. 4, an organic light emitting
상기 홈(321), (325)내의 상기 소오스/드레인 전극(331), (335) 및 캐패시터 하부전극(337)상에 전자수용층(334), (336)이 형성된다. 상기 소오스/드레인 전극(331), (335)은 반도체층(340)과의 일함수를 고려하야 5.0eV 이상의 노블메탈(noble metal)을 포함하며, Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다. 상기 전자수용층(381), (385)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스산화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다.
상기 절연막(320)과 전자수용층(334), (336)상에 반도체층(340)이 형성된다. 상기 반도체층(340)상에 게이트 절연막(345)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(345)중 상기 소오스/드레인 전극(331), (335)사이에 대응하는 부분에 게이트(350)가 형성되고, 상기 캐패시터의 하부전극(337)에 대응하는 부분에 캐패시터의 상부전극(357)이 형성된다.The
상기 게이트전극(350)과 캐패시터 상부전극(357) 및 게이트 절연막(345)상에 보호막(360)이 형성되며, 상기 보호막(360)상에 비어홀(365)을 통해 상기 소오스/드레인전극(331), (335)중 다른 하나, 예를 들어 드레인 전극(335)에 연결되는 하부전극(370)으로서 애노드전극이 형성된다.A
상기 하부전극(370)의 일부분을 노출시키는 개구부(375)를 구비하는 화소분리막(380)이 형성되고, 상기 화소분리막(380)의 개구부(37)내에 유기막층(390)을 형성한 다음 기판상에 상부전극(395)으로서 캐소드전극이 형성된다. 상기 유기막층(390)은 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층 및 정공억제층으로부터 선택되는 하나이상의 유기막을 포함한다. A
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터(400)는 도 2에 도시된 유기박막 트랜지스터와 동일하다. 다만, 절연막에 홈이 2중으로 구성되는 것만이 다르다. 5A illustrates a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention. The organic
도 5a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(400)는 기판(410)상에 형성되고, 서로 일정간격만큼 떨어진 제1홈(421), (422)과, 적어도 상기 제1홈(421), (422)에 대응하는 제2홈(427)을 구비하는 절연막(420)을 구비한다. Referring to FIG. 5A, an organic
이때, 상기 제2홈(427)은 제1홈(421), (422)과 오버랩되도록, 상기 제1홈(421), (422) 및 제1홈(421), (422)의 부분에 대응하여 형성된다. 상기 절연막(420)은 버퍼층으로서, 단일막 또는 다층막을 포함하고, 산화막 또는 질화막과 같은 무기 절연막을 포함한다. In this case, the
본 발명의 또 다른 실시예에서는 상기 절연막(420)에 홈이 형성되고 상기 홈에 소오스/드레인 전극이 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 상기 절연막(420)에 개구부가 형성되고, 상기 개구부에 소오스/드레인 전극을 형성하는 것도 가능하다.In another embodiment of the present invention, a groove is formed in the insulating
상기 기판(410)은 글라스 기판, 플라스틱 기판 또는 금속기판을 포함한다. 상기 기판(410)으로 글라스기판 또는 플라스틱 기판을 사용하는 경우, 상기 절연막(420)은 소오스/드레인 전극(431), (435)의 두께와 반도체층(450)의 두께의 합과 같거나 큰 두께를 갖는다. 또한, 상기 기판(410)으로 금속기판을 사용하는 경우, 상기 절연막(420)은 버퍼막 뿐만 아니라 기판(410)과 소오스/드레인 전극(431), (435)간의 절연을 위한 절연막으로 사용되므로, 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)의 두께와 반도체층(450)의 두께 그리고 절연을 위한 두께를 고려한 두께를 갖는 것이 바람직하다. The
상기 절연막(420)의 제1홈(421), (422)에 소오스/드레인 전극(431), (435)이 형성되고, 상기 제2홈(427)에 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)과 오버랩되는 반도체층(450)이 형성된다. 상기 반도체층은 p형 유기 반도체층을 포함한다. 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)은 반도체층(450)과의 일함수를 고려하야 5.0eV 이상의 노블메탈(noble metal)을 포함하며, Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다.Source /
상기 홈(421), (425)내의 소오스/드레인 전극(431), (435)과 반도체층(450)사이에 전자수용층(481), (485)이 개재된다. 상기 전자수용층(481), (485)을 홈(421), (425)내의 소오스/드레인 전극(431), (435)상에 형성된다. 이때, 상기 전자수용층(481), (485)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다.
상기 절연막(420) 및 반도체층(450)상에 게이트 절연막(460)이 형성되고, 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)사이의 채널영역에 대응하는 게이트 절연막(460)상에 게이트(470)가 형성된다.A
다른 실시예에 따르면, 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)은 상기 제1홈(421), (425)에 형성되어 상기 제2홈(427)에 의해 노출되는 절연막(420)과의 단차없이 형성되고, 반도체층(450)이 상기 제2홈(427)내에 형성되므로, 소오스/드레인 전극(431), (435)의 에지부분에서의 정전기(ESD)가 방지되고 상기 반도체층(450)의 패턴불량이 방지되며, 소오스/드레인 전극(431), (435)과 반도체층(450)사이에 전자수용층(481),(485)의 개재로 이들간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다.In some embodiments, the source /
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도를 도시한 것이다.6A through 6D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 6a를 참조하면, 기판(410)상에 절연막(420)을 형성한다. 상기 절연막(420)상에 감광막(도면상에는 도시되지 않음)을 도포한 다음, 상기 감광막이 형성된 기판(410)에 하프톤 마스크(70)을 정렬시킨다. 상기 하프톤 마스크(70)는 입사되는 광을 모두 차단하기 위한 차광부(71)와, 입사되는 광을 부분적으로 통과시켜 주기 위한 반투광부(72)와, 입사되는 광을 모두 통과시켜 주기 위한 투광부(73)를 구비한다. 이때, 투광부(73)를 상기 반투광부(72)보다 많은 광을 투과시킬 수 있는 반투광부(73)로 구성할 수도 있다. Referring to FIG. 6A, an insulating
상기 하프톤 마스크(70)를 이용하여 상기 감광막을 노광 및 현상하여 감광막을 패터닝한 다음, 패터닝된 감광막을 이용하여 상기 절연막(420)을 식각하여 제1홈(421), (425) 및 제2홈(427)을 형성한다. 이때, 상기 제2홈(427)은 제1홈(421), (422)과 오버랩되도록, 상기 제1홈(421), (422) 및 제1홈(421), (422)의 부분에 대응하여 형성된다. The photoresist is exposed and developed using the
이때, 상기 절연막(420)중 상기 하프톤 마스크(70)의 차광부(71)에 대응하는 부분은 광이 모두 차단되므로 식각되지 않고 그대로 유지된다. 상기 절연막(420)중 상기 하프톤 마스크(70)의 반투광부(72)에 대응하는 부분은 광을 일부만 투과시켜 주므로 일정두께만큼 식각되어 제2홈(4270)이 형성된다. 상기 절연막(420)중 상기 투광부(73)에 대응하는 부분은 상기 반투광부(72)보다 많은 량의 광이 투과되므로, 상기 제2홈(420)보다 깊이가 깊은 제1홈(421), (425)이 형성된다.At this time, the portion of the insulating
도 6b를 참조하면, 상기 절연막(420)의 제1홈(421), (425)에 소오스/드레인 전극(431), (435)을 잉크젯방식으로 형성한다. 도 6c를 참조하면, 상기 제1홈(421), (425)내의 소오스/드레인 전극(431), (435)상에 전자수용층(481), (485)을 잉크젯방식으로 형성한다. Referring to FIG. 6B, source /
상기 전자수용층(481), (485)을 홈(421), (425)내의 소오스/드레인 전극(431), (435)상에 형성되므로, 별도의 격벽 형성등과 같은 추가공정없이 잉크젯방식으로 간단하게 형성할 수 있다. 이때, 상기 전자수용층(481), (485)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. The electron-receiving
도 6d를 참조하면, 상기 절연막(420)의 제2홈(427)에 반도체층(450)을 형성한다. 상기 반도체(450)은 상기 절연막(420)의 제1홈(421), (425)에 형성된 소오스/드레인 전극(431), (435)과 오버랩되도록 형성된다. 이어서, 상기 반도체층(450)과 버퍼층(420)상에 게이트 절연막(460)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(460)에 게이트(470)를 형성하여, 도 5에 도시된 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(400)가 제조된다.Referring to FIG. 6D, the
다른 예로서, 상기 제1홈(421), (425) 및 제2홈(427)을 사진식각법으로 형성하는 방법대신 레이저 어블레이션 등과 같은 방법으로 식각하여 홈을 형성하고, 상기 소오스/드레인 전극(431), (435)을 잉크젯방식으로 형성하는 방법 대신에, 소오스/드레인 전극물질을 절연막(420)상에 증착한 다음 통상의 사진식각공정을 통하여 패터닝하여 소오스/드레인 전극(431), (435)을 형성할 수도 있다.As another example, instead of the method of forming the
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 다른 단면도 를 도시한 것이다. 도 5b 에 도시된 유기박막 트랜지스터(400)는 기판(410)상에 홈(421), (425)이 형성되고, 상기 홈(421), (425)에 소오스/드레인 전극(431), (435)이 형성된 것만 제외하고는 도 5a에 도시된 유기박막 트랜지스터와 동일하다. 5B illustrates another cross-sectional view of an organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention. In the organic
또한, 도 5b에 도시된 유기박막 트랜지스터(400)의 제조방법은 도 6a 내지 도 6d에 도시된 제조방법과 동일한 방법으로 진행되며, 절연막(420)을 하프톤 마스크를 이용하여 패터닝하여 이중의 홈(421, 425) 및 (427)을 형성하는 대신에 기판(410)을 패터닝하여 이중의 홈(421, 425), (427)를 형성하는 것만이 다르다.In addition, the manufacturing method of the organic
도면상에는 도시되지 않았으나, 도 5a 및 도 5b 및 도 6a 내지 도 6d 에 도시된 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법은 일 실시예와 마찬가지로 유기전계 발광표시장치에 적용가능하다.Although not shown in the drawings, the organic thin film transistors shown in FIGS. 5A, 5B, and 6A to 6D and a method of manufacturing the same may be applied to an organic light emitting display device as in the exemplary embodiment.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터(500)는 도 2a에 도시된 유기박막 트랜지스터와는 달리 기판과 게이트절연막에 각각 홈을 형성하여 기판의 홈에 소오스/드레인 전극과 게이트전극과 게이트 절연막의 홈에 게이트를 형성한다. 7 illustrates a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention. Unlike the organic thin film transistor illustrated in FIG. 2A, the organic
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 또 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(500)는 서로 일정간격만큼 떨어진 제1홈(511), (515)을 구비한 기판(510)을 구비한다. 상기 제1홈(511), (515)에 소오스/드레인 전극(521), (525)이 형성된다. 상기 기판은 플라스틱기판 또는 유리기판을 포함한다.Referring to FIG. 7, the organic
상기 제1홈(511), (515)내의 소오스/드레인 전극(521), (525)상에 전자수용 층(561), (565)이 형성된다. 이때, 상기 소오스/드레인 전극(521), (525)은 반도체층(530)과의 일함수를 고려하야 5.0eV 이상의 노블메탈(noble metal)을 포함하며, Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다. 상기 전자수용층(561), (565)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. Electron-receiving
기판상에 반도체층(530)이 형성되고, 상기 반도체층(530)상에 제2홈(545)을 구비하는 게이트 절연막(540)이 형성되고, 상기 게이트 절연막(540)의 제2홈(545)에 게이트전극(550)이 형성된다. 상기 반도체층(530)은 p형 유기반도체층을 포함하고, 상기 게이트 절연막(540)은 유기절연막, 무기절연막 또는 하이브리드막을 포함하며, 단일막 또는 다층막을 포함할 수 있다.A
상기 게이트 절연막(540)은 게이트(550)의 두께와 반도체층(530)과 게이트전극(550)간의 절연을 고려한 두께를 고려한 두께를 갖는 것이 바람직하다. The
다른 실시예에 따르면, 상기 소오스/드레인 전극(521), (525)은 상기 제1홈(511), (515)에 형성되어 기판과의 단차가 제거되어 소오스/드레인 전극(521), (525)의 에지부분에서의 정전기(ESD)가 방지되고 상기 반도체층(530)의 패턴불량이 방지된다. 또한, 소오스/드레인 전극(521), (525)과 반도체층(530)사이에 전자수용층(561), (565)의 개재로 이들간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다.According to another exemplary embodiment, the source /
도 8a 내지 도 8d 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 도시한 것이다. 8A to 8D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 8a를 참조하면, 유기 박막 트랜지스터(500)가 제조될 기판(510)이 제공된 다. 상기 기판(510)은 플라스틱 기판 또는 글라스기판을 포함한다. 이어서, 레이저 어블레이션법을 통해 상기 기판(510)으로 레이저를 조사하여 소오스/드레인 전극이 형성될 부분의 기판(510)을 식각하여, 기판(510)에 제1홈(511), (515)을 형성한다. 상기 레이저로는 엑시머(excimer) 레이저 또는 야그(YAG) 레이저 등을 사용한다. Referring to FIG. 8A, a
이때, 제1홈(511), (515)은 형성될 소오스/드레인 전극과 동일한 패턴을 갖으며, 형성될 소오스/드레인 전극의 크기에 따라 제1홈(511), (515)의 크기가 결정되고, 상기 레이저의 종류 및 에너지 등은 기판을 구성하는 물질과 기판에 형성될 소오스/드레인 전극물질에 따라 결정되어진다.In this case, the
도 8b를 참조하면, 상기 기판(510)의 제1홈(511), (515)에 잉크젯방식으로 소오스/드레인 전극(521), (525)을 형성한다. 도 8c를 참조하면, 상기 제1홈(511), (515)의 소오스/드레인 전극(521), (525)상에 전자수용층(561), (565)을 잉크젯방식으로 형성한다.Referring to FIG. 8B, source /
이때, 상기 전자수용층(561), (565)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. In this case, the
도 8d를 참조하면, 상기 전자수용층(561), (565)과 기판(510)상에 반도체층(530)을 형성한다. 상기 반도체층(530)은 p형 반도체층을 포함한다. Referring to FIG. 8D, a
본 발명의 실시예에서는 상기 반도체층(530)이 기판전면에 형성되었으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 일 실시예에서와 같이 기판(510)에 2중 홈을 형성하여 상기 반도체층(530)을 홈에 형성할 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
이어서, 상기 반도체층(530)상에 게이트 절연막(540)을 형성하고, 상기 상기 게이트 절연막(540)으로 레이저를 조사하여 레이저 어블레이션법으로 상기 게이트 절연막(540)에 제2홈(545)를 형성한다. 상기 제2홈(545)은 후속공정에서 형성될 게이트 전극과 동일한 패턴을 갖는다. 마지막으로, 상기 게이트 절연막(540)의 제2홈(545)내에 게이트를 형성하여 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터(500)를 제조한다. Subsequently, a
다른 예로서, 상기 제1홈(511), (515) 및 제2홈(545)을 레이저어블레이션법 대신 사진식각공정 등과 같은 방법으로 식각하여 홈을 형성하고, 상기 소오스/드레인 전극(521), (525)을 잉크젯방식으로 형성하는 방법 대신에, 소오스/드레인 전극물질을 기판상에 증착한 다음 통상의 사진식각공정을 통하여 패터닝하여 소오스/드레인 전극(521), (525)을 형성할 수도 있다.As another example, the
도면상에는 도시되지 않았으나, 도 7 및 도 8a 내지 도 8d 에 도시된 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법은 일 실시예와 마찬가지로 유기전계 발광표시장치에 적용가능하다.Although not shown in the drawings, the organic thin film transistor and the manufacturing method thereof shown in FIGS. 7 and 8A to 8D are applicable to the organic light emitting display device as in the exemplary embodiment.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터의 단면도를 도시한 것이다. 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터(600)는 도 7에 도시된 탑 게이트구조의 유기박막 트랜지스터와 동일하다. 다만, 바텀게이트구조를 갖는 것만이 다르다. 9 illustrates a cross-sectional view of an organic thin film transistor according to still another embodiment of the present invention. The organic
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 또 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터(600)는 제1홈(615)을 구비한 기판(610)을 구비한다. 상기 제1홈(615)에 게이트 (620)를 형성한다. 상기 기판은 플라스틱기판 또는 유리기판을 포함한다.Referring to FIG. 9, the organic
상기 게이트(620)를 구비한 기판상에 게이트 절연막(630)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(630)은 서로 일정간격을 두고 배열된 제2홈(631), (635)를 구비한다. 상기 게이트 절연막(630)은 유기절연막, 무기절연막 또는 하이브리드막을 포함하며, 단일막 또는 다층막을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막(630)은 소오스/드레인 전극(621), (625) 및 전자수용층(661), (665)의 두께와 반도체층(650)과 소오스/드레인 전극(621), (625)간의 절연을 고려한 두께를 고려한 두께를 갖는 것이 바람직하다. A
상기 제2홈(631), (635)내에 소오스/드레인 전극(641), (645)이 형성된다. 상기 제2홈(631), (635)내의 소오스/드레인 전극(641), (645)상에 전자수용층(661), (665)이 형성된다. 상기 전자수용층(661), (665)과 게이트 절연막(630)상에 반도체층(650)이 형성된다. Source /
이때, 상기 소오스/드레인 전극(641), (645)은 반도체층(650)과의 일함수를 고려하야 5.0eV 이상의 노블메탈(noble metal)을 포함하며, Au, Pd, Pt, Ni, Rh, Ru, Ir, Os 및 이들의 합금막을 포함한다. 상기 전자수용층(661), (665)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. 상기 반도체층(630)은 p형 유기반도체층을 포함한다. In this case, the source /
다른 실시예에 따르면, 상기 소오스/드레인 전극(641), (645)은 상기 제1홈(631), (635)에 형성되어 기판과의 단차가 제거되어 소오스/드레인 전극(641), (645)의 에지부분에서의 정전기(ESD)가 방지되고 상기 반도체층(650)의 패턴불량이 방지된다. 또한, 소오스/드레인 전극(641), (645)과 반도체층(650)사이에 전자수용층(661), (665)의 개재로 이들간의 접촉저항을 감소시킬 수 있다.In some embodiments, the source /
도 10a 내지 도 10c 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 도시한 것이다. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 10a를 참조하면, 유기 박막 트랜지스터(600)가 제조될 기판(610)이 제공된다. 상기 기판(610)은 플라스틱 기판 또는 글라스기판을 포함한다. 이어서, 레이저 어블레이션법을 통해 상기 기판(610)으로 레이저를 조사하여 게이트가 형성될 부분의 기판(610)을 식각하여 제1홈(615)을 형성한다.Referring to FIG. 10A, a
상기 제1홈(615)에 게이트(620)를 형성하고, 게이트(620)를 포함하는 기판상에 게이트 절연막(630)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(630)이 형성될 부분의 게이트 절연막(630)을 식각하여, 게이트 절연막(630)에 제2홈(631), (635)을 형성한다. 상기 레이저로는 엑시머(excimer) 레이저 또는 야그(YAG) 레이저 등을 사용한다. A
이때, 상기 제1홈(615)은 게이트와 동일한 패턴을 갖으며, 게이트 전극(620)에 따라 그의 크기가 결정되며, 또한, 제2홈(631), (635)은 형성될 소오스/드레인 전극과 동일한 패턴을 갖으며, 형성될 소오스/드레인 전극의 크기에 따라 제2홈(631), (635)의 크기가 결정된다. 상기 레이저의 종류 및 에너지 등은 기판 및 게이트 절연막을 구성하는 물질과 게이트 전극과 소오스/드레인 전극물질에 따라 결정되어진다.In this case, the
도 10b를 참조하면, 상기 게이트 절연막(630)의 제2홈(631), (635)에 잉크젯방식으로 소오스/드레인 전극(641), (645)을 형성한다. 도 10c를 참조하면, 상기 제2홈(631), (635)의 소오스/드레인 전극(641), (645)상에 전자수용층(661), (665)을 잉크젯방식으로 형성한다.Referring to FIG. 10B, source /
이때, 상기 전자수용층(661), (665)은 전자쌍받게로 작용하는 루이스 산(Lewis acid) 화합물을 포함하며, AsF5, SO3, FeCl3, SbCl5, SbF5, BF3, BCl3, BBr3 및 PF5 로부터 선택된다. In this case, the
이어서, 상기 전자수용층(661), (665)과 게이트 절연막(630)상에 반도체층(650)을 형성하여 다른 실시예에 따른 유기박막 트랜지스터(600)를 제조한다. 상기 반도체층(650)은 p형 반도체층을 포함한다. Subsequently, a
본 발명의 실시예에서는 상기 반도체층(650)이 기판전면에 형성되었으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 일 실시예에서와 같이 게이트 절연막(630)에 2중 홈을 형성하여 상기 반도체층(650)을 홈에 형성할 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
다른 예로서, 상기 제1홈(615) 및 제2홈(631), (635)을 레이저어블레이션법 대신 사진식각공정 등과 같은 방법으로 식각하여 홈을 형성하고, 상기 소오스/드레인 전극(641), (645)을 잉크젯방식으로 형성하는 방법 대신에, 소오스/드레인 전극물질을 기판상에 증착한 다음 통상의 사진식각공정을 통하여 패터닝하여 소오스/드레인 전극(641), (645)을 형성할 수도 있다.As another example, the
도면상에는 도시되지 않았으나, 도 9 및 도 10a 내지 도 10c 에 도시된 유기박막 트랜지스터 및 그의 제조방법은 일 실시예와 마찬가지로 유기전계 발광표시장 치에 적용가능하다.Although not shown in the drawings, the organic thin film transistors shown in FIGS. 9 and 10A to 10C and a method of manufacturing the same may be applied to an organic light emitting display device as in the exemplary embodiment.
본 발명의 실시예에서는 유기 반도체층을 기판전면에 형성하는 것으로 예시되었으나, 이에 반드시 한정되는 것이 아니라 이웃하는 박막 트랜지스터와는 서로 분리되도록 패터닝될 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the organic semiconductor layer is illustrated as being formed on the front surface of the substrate.
본 발명의 실시예에서는 소오스/드레인 전극과 반도체층간의 접촉저항을 감소시키기 위한 유기 박막 트랜지스터를 유기 전계 발광표시장치에 적용한 것을 예시하였으나, 액정표시장치 등과 같이 스위칭소자로서 박막 트랜지스터를 사용하는 평판표시장치에는 모두 적용가능하다.In the exemplary embodiment of the present invention, an organic thin film transistor for reducing contact resistance between a source / drain electrode and a semiconductor layer is applied to an organic light emitting display device, but a flat panel display using a thin film transistor as a switching device such as a liquid crystal display device is illustrated. All are applicable to the device.
본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
먼저, 본 발명의 유기 박막 트랜지스터에서는 절연막에 홈을 형성한 다음 상기 홈에 소오스/드레인 전극을 형성하여 줌으로써, 소오스/드레인 전극과 기판간의 단차를 제거하여 반도체층의 채널영역이 단선되는 불량을 방지할 수 있다. 또한, 소오스/드레인 전극의 에지부분에서의 정전기(ESD)를 방지할 수 있는 이점이 있다.First, in the organic thin film transistor of the present invention, a groove is formed in the insulating film and then a source / drain electrode is formed in the groove to remove the step difference between the source / drain electrode and the substrate, thereby preventing a defect in the channel region of the semiconductor layer. can do. In addition, there is an advantage that can prevent the electrostatic discharge (ESD) at the edge portion of the source / drain electrode.
다음, 본 발명의 유기 박막 트랜지스터에서는 소오스/드레인 전극과 반도체층사이에 Lewis 산을 포함하는 물질을 코팅하여 오믹층을 형성하여 줌으로써, 소오스/드레인 전극과 반도체층간의 콘택저항을 감소시킬 수 있다.Next, in the organic thin film transistor of the present invention, by forming a ohmic layer by coating a material containing Lewis acid between the source / drain electrode and the semiconductor layer, contact resistance between the source / drain electrode and the semiconductor layer may be reduced.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음 을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I can understand that you can.
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