[发明专利]包括二维半导体的薄膜晶体管以及包括其的显示设备

说明书

本发明涉及包括二维半导体的薄膜晶体管以及包括其的显示设备。该薄膜晶体管包括：设置在基底上的栅电极；半导体层，以与栅电极隔离的状态设置成与栅电极的至少一部分交叠；设置在栅电极与半导体层之间的栅极绝缘膜；连接至半导体层的源电极；以及漏电极，以与源电极间隔开的状态连接至半导体层，其中所述半导体层包括：第一层，包含氧化物半导体；以及被设置成在截面图中与第一层交叠的第二层，第二层包含二维半导体，以及第一层的能带隙大于第二层的能带隙。

技术领域

本发明涉及包括二维半导体的薄膜晶体管以及包括该薄膜晶体管的显示设备。

背景技术

在电子设备领域中，晶体管已经被广泛地用作开关装置或驱动装置。特别是，薄膜晶体管已经被广泛地用作诸如液晶显示设备或有机发光显示设备之类的显示设备的开关装置，这是因为薄膜晶体管能够被制造在玻璃基底或塑料基底上。

基于构成有源层的材料，薄膜晶体管可以被分类为其中非晶硅用作有源层的非晶硅薄膜晶体管、其中多晶硅用作有源层的多晶硅薄膜晶体管或者其中氧化物半导体用作有源层的氧化物半导体薄膜晶体管。

非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)的优点在于制造时间短以及制造成本低，这是因为非晶硅能够在短时间内沉积形成有源层。然而，非晶硅薄膜晶体管的缺点在于：非晶硅薄膜晶体管具有低的迁移率，由此非晶硅薄膜晶体管的电流驱动能力不佳；并且非晶硅薄膜晶体管的阈值电压改变，由此在有源矩阵有机发光装置(AMOLED)中使用非晶硅薄膜晶体管受到限制。

多晶硅薄膜晶体管(poly-Si TFT)通过沉积并使非晶硅结晶来制造。由于为了制造多晶硅薄膜晶体管需要使非晶硅结晶的工艺，所以工艺数量增加，结果制造成本增加。另外，由于结晶过程在高处理温度下进行，因此难以将多晶硅薄膜晶体管应用于大尺寸设备。此外，由于其多晶特性，难以确保多晶硅薄膜晶体管的均匀性。

对于氧化物半导体薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)，构成有源层的氧化物可以在相对低的温度下沉积，氧化物半导体薄膜晶体管的迁移率高，并且根据氧的含量，氧化物的电阻变化很大，由此容易获得氧化物半导体薄膜晶体管的期望的物理特性。另外，氧化物半导体薄膜晶体管在实现透明显示器方面是有利的，因为由于氧化物的特性氧化物半导体是透明的。然而，在由于氧化物半导体与绝缘层或钝化层之间的接触而导致氧化物半导体中的氧的量不足的情况下，氧化物半导体的可靠性降低。

近年来，对小尺寸且柔性的表现出优异电流特性的薄膜晶体管的需求正在增加。为此，已经对除了基于硅的半导体或氧化物半导体之外的半导体进行了研究。

【相关技术文件】

【专利文件】

专利文件001：题为“半导体器件及其沟槽结构”的韩国专利申请公开第10-2016-0038675号

专利文件002：题为“薄膜晶体管”的韩国专利申请公开第10-2015-0029035号

发明内容

考虑到上述一个或更多个问题而完成了本发明，并且本发明的目的是提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括二维半导体，是薄且优选地为柔性的，并且表现出优异的电特性。

本发明的另一目的是提供一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括二维半导体和氧化物半导体，表现出优异的可靠性并且防止在制造工艺条件下发生的电特性的劣化，由此薄膜晶体管的工艺裕度(process margin)优异。

本发明的另一目的是提供一种包括上述薄膜晶体管的显示设备。