[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

权利要求书

1.一种薄膜晶体管，包括：

设置在基底上的栅电极；

半导体层，所述半导体层以与所述栅电极隔离的状态设置成与所述栅电极的至少一部分交叠；

设置在所述栅电极与所述半导体层之间的栅极绝缘膜；

连接至所述半导体层的源电极；以及

漏电极，所述漏电极以与所述源电极分开的状态连接至所述半导体层，其中，

所述半导体层包括：

包含氧化物半导体的第一层；以及

设置成在截面图中与所述第一层交叠的第二层，所述第二层包含二维半导体，以及其中，

所述第二层设置在所述第一层和所述栅极绝缘膜之间，

所述第二层接触所述源电极和所述漏电极二者，以及所述第二层被所述第一层支承和保护，

所述第一层的能带隙大于所述第二层的能带隙，并且其中所述第一层具有3.0eV或更大的能带隙；以及

其中所述第二层是沟道层，所述第二层具有在1.0eV至1.5eV的范围内的能带隙。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述栅电极设置成比所述半导体层更靠近所述基底。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述半导体层设置成比所述栅电极更靠近所述基底。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第二层设置成比所述第一层更靠近所述栅电极。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述第一层包含镓(Ga)和除镓以外的至少一种金属元素，以及

基于原子数，镓的含量是除镓以外的所述至少一种金属元素中的每一种的含量的1.5倍或更多。

6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述二维半导体包含以下至少之一：过渡金属二硫族化合物、CdTe、GaS、GaSe、GaS_1-xSe_x、CdI₂、PbI₂、K₂Al₄(Si₆Al₂O₂₈)(OH，F)₄和Mg₆(Si₈O₂₈)(OH)₄。

7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管，其中所述过渡金属二硫族化合物包括以下至少之一：二硫化钼(MoS₂)、二硒化钼(MoSe₂)、二碲化钼(MoTe₂)、二硫化钨(WS₂)、二硒化钨(WSe₂)、二碲化钨(WTe₂)、二硫化铌(NbS₂)、二硒化铌(NbSe₂)、二碲化铌(NbTe₂)、二硫化钽(TaS₂)、二硒化钽(TaSe₂)、二碲化钽(TaTe₂)、二硫化铪(HfS₂)、二硒化铪(HfSe₂)、二碲化铪(HfTe₂)、二硫化钛(TiS₂)、二硒化钛(TiSe₂)和二碲化钛(TiTe₂)。

8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第二层具有堆叠有多个层的结构，所述多个层中的每个层由所述二维半导体构成。

9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中所述第二层具有在1.5nm至5nm的范围内的厚度。

10.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述半导体层还包括设置在所述第一层与所述第二层之间的第三层，所述第三层由二维半导体构成，所述第三层中的二维半导体与所述第二层中的二维半导体相同或者不同。