박막트랜지스터와 이를 이용한 박막트랜지스터 기판 및 그제조방법 및 액정표시장치 document_id A220517007611

본 발명은 박막트랜지스터와 이를 이용하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광센서로 사용될 수 있는 박막트랜지스터와 이를 이용하는 박막트랜지스터 기판과 그 제조방법 및 액정표시장치에 관한 것이다. 일반적으로 평판표시장치(FPD; Flat Panel Display)란 두께가 얇고 평평한 화면을 제공하는 표시장치로, 대표적으로 노트북 컴퓨터 모니터로 널리 쓰이는 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display device)나 휴대전화에 사용되는 유기전계발광디스플레이(OELD) 등이 있다. 위와 같은 평판표시장치에는 통상 박막트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)가 사용된다. 일반적으로 박막트랜지스터는 평판표시장치에서 각 화소를 독립적으로 구동하기 위한 스위칭 소자로서 사용된다. 도 1a는 통상의 기술에 의한 박막트랜지스터의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'' 라인을 따라 취해진 단면도이다. 도 1a 및 1b를 참조하면, 통상의 박막트랜지스터는 기판(1)상에 반도체층(2) 및 게이트 전극(6)이 형성된다. 반도체층(2)은 비정질 실리콘이나 폴리 실리콘으로 이루어지며, 반도체층(2)의 소정 영역에는 불순물 이온이 주입된 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)이 형성된다. 반도체층(2)과 게이트 전극(6)의 사이에는 게이트 절연막(5)이 개재되며, 게이트 전극(6)은 소오스 영역(3) 및 드레인 영역(4)과 일부 중첩되게 형성된다. 이 때 게이트 전극(6) 하부의 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4) 사이의 채널 영역에는 외부에서 전압이 인가되면 채널이 형성된다. 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)의 상부에는 금속 전극이 형성된다. 이를 통하여 박막트랜지스터는, 가령 액정표시장치에서 데이터를 전송하는 배선 또는 각 화소 영역에 구비되는 화소전극과 전기적으로 연결되며, 각 화소를 독립적으로 구동한다. 일반적인 평판표시장치에서는, 외부에서 입사되는 빛의 양을 감지하여 화면의 밝기를 조절하기 위한 광센서가 필요하다. 상기 박막트랜지스터는 빛을 감지하는 센서로 사용될 수 있다. 이 경우, 빛이 입사되면 박막트랜지스터가 턴온되지 않은 상태에서도 광전류(light induced current)과 발생되며, 이 때 빛의 입사량과 광전류의 크기가 비례한다는 점을 이용한다. 그런데 종래의 박막트랜지스터를 광센서로 사용하는 경우에는 다음과 같은 문제가 있다. 도 1a를 재차 참조하면, 외부에서 조사된 빛은 게이트 전극(6)에 의해 차단되는 부분을 제외한 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)으로 입사된다. 그런데, 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)상에도 금속 전극이 형성되므로 실질적인 수광 영역은 매우 작다는 문제가 있다. 또한 수광 면적이 작다는 점외에, 종래의 박막트랜지스터는 빛에 대한 감지 능력이 떨어지는 단점이 있는데, 이에 대해 부연하면 다음과 같다. 입사된 빛에 의해 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)에서 전자와 정공 쌍이 생성되고, 상기 전자와 정공이 채널 영역을 따라 이동함으로서 광전류가 발생된다. 그러나 소오스 영역(3)과 드레인 영역(4)에서 생성되는 전자 정공 쌍들은 대부분 채널 영역을 통과할 수 있는 충분한 에너지를 갖지 못하며, 전자 정공간에 재결합으로 소멸된다.