DE102018117827A1 - Dünnschichttransistor mit einem zweidimensionalen Halbleiter und Anzeigeeinrichtung mit diesem Dünnschichttransistor - Google Patents

Dünnschichttransistor mit einem zweidimensionalen Halbleiter und Anzeigeeinrichtung mit diesem Dünnschichttransistor Download PDF

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Heesung LEE
Seoyeon IM
Kwon-Shik Park
SungKi Kim
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LG Display Co Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichttransistor, der einen zweidimensionalen Halbleiter enthält, und eine Anzeigeeinrichtung, die diesen Dünnschichttransistor enthält. Der Dünnschichttransistor enthält eine Gate-Elektrode, die auf einem Substrat angeordnet ist, eine Halbleiterschicht, die so angeordnet ist, dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode überlappt in dem Zustand, in dem sie von der Gate-Elektrode isoliert ist, einen Gate-Isolationsfilm, der zwischen der Gate-Elektrode und der Halbleiterschicht angeordnet ist, eine Source-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist, und eine Drain-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist in dem Zustand, in dem sie von der Source-Elektrode beabstandet ist, wobei die Halbleiterschicht eine erste Schicht, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht, die so angeordnet ist, dass sie mit der ersten Schicht in einer Draufsicht überlappt, umfasst, und eine Energiebandlücke der ersten Schicht größer ist als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichttransistor, der einen zweidimensionalen Halbleiter enthält, und eine Anzeigeeinrichtung, die den Dünnschichttransistor enthält.
  • Hintergrund
  • Auf dem Gebiet elektronischer Ausrüstung ist ein Transistor weithin als eine Schaltvorrichtung oder eine Ansteuervorrichtung verwendet worden. Insbesondere ist ein Dünnschichttransistor weithin als eine Schaltvorrichtung einer Anzeigeeinrichtung wie z. B. einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung oder einer organischen lichtemittierten Anzeigeeinrichtung verwendet worden, da der Dünnschichttransistor auf einem Glassubstrat oder einem Kunststoffsubstrat hergestellt werden kann.
  • Basierend auf einem Material, das eine aktive Schicht bildet, kann der Dünnschichttransistor als ein Dünnschichttransistor mit amorphem Silizium, in dem amorphes Silizium als die aktive Schicht verwendet wird, ein Dünnschichttransistor mit polykristallinem Silizium, in dem polykristallines Silizium als die aktive Schicht verwendet wird, oder ein Oxidhalbleiter-Dünnschichttransistor, in dem ein Oxidhalbleiter als die aktive Schicht verwendet wird, klassifiziert sein.
  • Ein Dünnschichttransistor mit amorphem Silizium (a-Si-TFT) weist insofern Vorteile auf, als die Herstellungszeit kurz ist und die Herstellungskosten niedrig sind, da das amorphe Silizium innerhalb einer kurzen Zeit aufgebracht wird, um die aktive Schicht zu bilden. Das Dünnschichttransistor mit amorphem Silizium weist jedoch darin Nacheile auf, dass der Dünnschichttransistor mit amorphem Silizium eine niedrige Beweglichkeit aufweist, wodurch die Stromansteuerfähigkeit des Dünnschichttransistors mit amorphem Silizium nicht gut ist, und dass die Schwellenspannung des Dünnschichttransistors mit amorphem Silizium geändert wird, wodurch die Verwendung des Dünnschichttransistors mit amorphem Silizium in einer organischen lichtemittierenden Aktivmatrixeinrichtung (AMOLED) eingeschränkt ist.
  • Der Dünnschichttransistor mit polykristallinem Silizium (Poly-Si-TFT) wird durch Aufbringen und Kristallisieren von amorphem Silizium hergestellt. Da der Prozess zum Kristallisieren von amorphem Silizium erforderlich ist, um den Dünnschichttransistor mit polykristallinen Silizium herzustellen, wird die Anzahl von Prozessen erhöht, mit dem Ergebnis, dass die Herstellungskosten erhöht sind. Zusätzlich ist es schwierig, da der Kristallisierungsprozess an einer hohen Prozesstemperatur ausgeführt wird, den Dünnschichttransistor mit polykristallinem Silizium auf eine großformatige Einrichtung anzuwenden. Darüber hinaus ist es aufgrund seiner polykristallinen Eigenschaften schwierig, die Gleichmäßigkeit des Dünnschichttransistors mit polykristallinem Silizium sicherzustellen.
  • Für den Oxidhalbleiter-Dünnschichttransistor (Oxidhalbleiter-TFT) kann ein Oxid, das die aktive Schicht bildet, an einer relativ niedrigen Temperatur aufgebracht werden, die Beweglichkeit der Oxidhalbleiter-Dünnschichttransistors ist hoch, und eine Änderung des Widerstands des Oxids ist abhängig von dem Sauerstoffgehalt groß, wodurch gewünschte physikalische Eigenschaften des Oxidhalbleiter-Dünnschichttransistors leicht erhalten werden. Zusätzlich ist der Oxidhalbleiter-Dünnschichttransistor bei der Realisierung einer transparenten Anzeigevorrichtung vorteilhaft, da der Oxidhalbleiter aufgrund der Eigenschaften des Oxids transparent ist. In dem Fall, in dem die Oxidmenge in dem Oxidhalbleiter aufgrund des Kontakts zwischen dem Oxidhalbleiter und einer Isolationsschicht oder einer Passivierungsschicht unzureichend ist, ist jedoch die Zuverlässigkeit des Oxidhalbleiters reduziert.
  • In den letzten Jahren hat der Bedarf für einen Dünnschichttransistor, der ausgezeichnete Stromeigenschaften aufweist, kleinformatig ist und flexibel ist, zugenommen. Zu diesem Zweck ist Forschung nach Halbleitern, die keine Silizium-basierten Halbleiter oder Oxidhalbleiter sind, durchgeführt worden.
  • [Dokument zum Stand der Technik]-[Patentdokument]
  • Patentdokument 001: Koreanische Patentschrift Veröffentlichungs-Nr. 10-2016-0038675 mit dem Titel „SEMICONDUCTOR DEVICE AND CHANNEL STRUCTURE THEREOF“; Patentdokument 002: Koreanische Patentschrift Veröffentlichungs-Nr. 10-2015-0029035 mit dem Titel „THIN-FILM TRANSISTOR“
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die vorstehenden Probleme gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dünnschichttransistor zu schaffen, der einen zweidimensionalen Halbleiter enthält, dünn und vorzugsweise flexibel ist und hervorragende elektrische Eigenschaften zeigt.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dünnschichttransistor zu schaffen, der einen zweidimensionalen Halbleiter und einen Oxidhalbleiter enthält, eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit zeigt und die Verschlechterung elektrischer Eigenschaften, die unter den Bedingungen des Herstellungsprozesses auftritt, verhindert, wodurch die Prozesstoleranz des Dünnschichttransistors hervorragend ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die den vorstehend beschriebenen Dünnschichttransistor enthält.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die vorstehenden und andere Aufgaben gelöst werden durch die Schaffung eines Dünnschichttransistors, der eine Gate-Elektrode, die auf einem Substrat angeordnet ist, eine Halbleiterschicht, die so angeordnet ist, dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode überlappt in dem Zustand, in dem sie von der Gate-Elektrode isoliert ist, einen Gate-Isolationsfilm, der zwischen der Gate-Elektrode und der Halbleiterschicht angeordnet ist, eine Source-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist, und eine Drain-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht in dem Zustand verbunden ist, in dem sie von der Source-Elektrode beabstandet ist, enthält, wobei die Halbleiterschicht eine erste Schicht, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht, die so angeordnet ist, dass sie mit der ersten Schicht überlappt, enthält, und wobei eine Energiebandlücke der ersten Schicht größer ist als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht.
  • Vorzugsweise überlappt die zweite Schicht mit der ersten Halbleiterschicht vollständig. Darüber hinaus weist die zweite Schicht die gleiche Größe oder Fläche wie die erste Schicht auf.
  • Der Dünnschichttransistor kann ferner einen Gate-Isolationsfilm enthalten, der zwischen der Gate-Elektrode und der Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die Gate-Elektrode so angeordnet sein kann, dass sie näher an dem Substrat ist als die Halbleiterschicht auf der Basis des Gate-Isolationsfilms.
  • Der Dünnschichttransistor kann ferner einen Gate-Isolationsfilm enthalten, der zwischen der Gate-Elektrode und der Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei die Halbleiterschicht so angeordnet sein kann, dass sie näher an dem Substrat ist als die Gate-Elektrode auf der Basis des Gate-Isolationsfilms.
  • Die zweite Schicht kann so angeordnet sein, dass sie näher an der Gate-Elektrode ist als die erste Schicht auf der Basis der Gate-Elektrode.
  • Die erste Schicht kann eine Energiebandlücke von 3,0 eV oder mehr aufweisen.
  • Die erste Schicht kann Gallium (Ga) und wenigstens eine ein Metallelement, das nicht Gallium ist, enthalten, und der Gehalt an Gallium kann das 1,5-Fache oder mehr des Gehalts jedes der wenigstens einen Metallelemente sein, basierend auf der Anzahl von Atomen.
  • Der zweidimensionale Halbleiter kann wenigstens eines aus einem Übergangsmetall-Dichalcogenid, Einzelschicht CdTe, GaS, GaSe, GaS1-xSex, CdI2, PbI2, K2Al4(Si6Al2O28)(OH,F)4 und Mg6(Si8O28)(OH)4 sein.
  • Das Übergangsmetall-Dichalcogenid kann wenigstens eines aus Molybdändisulfid (MoS2), Molybdändiselenid (MoSe2), Molybdänditellurid (MoTe2), Wolframdisulfid (WS2), Wolframdiselenid (WSe2), Wolframditellurid (WTe2), Niobdisulfid (NbS2), Niobdiselenid (NbSe2), Niobditellurid (NbTe2), Tantaldisulfid (TaS2), Tantaldiselenid (TaSe2), Tantalditellurid (TaTe2), Hafniumdisulfid (HfS2), Hafniumdiselenid (HfSe2), Hafniumditellurid (HfTe2), Titandisulfid (TiS2), Titandiselenid (TiSe2) und Titanditellurid (TiTe2) enthalten.
  • Die zweite Schicht kann eine Kanalschicht sein.
  • Die zweite Schicht kann eine Energiebandlücke im Bereich von 1,0 bis 1,5 eV aufweisen.
  • Die zweite Schicht kann eine Struktur aufweisen, in der mehrere Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, gestapelt sind.
  • Die zweite Schicht kann eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 5 nm aufweisen.
  • Die Halbleiterschicht kann ferner eine dritte Schicht enthalten, die zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist, wobei die dritte Schicht aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht.
  • Eine Energiebandlücke der dritten Schicht kann kleiner als die Energiebandlücke der ersten Schicht und größer als die Energiebandlücke der zweiten Schicht sein.
  • Die dritte Schicht kann eine Energiebandlücke im Bereich von 1,6 bis 2,5 eV aufweisen.
  • Die dritte Schicht kann aus einer einzigen Schicht bestehen, die aus dem zweidimensionalen Halbleiter hergestellt ist.
  • Die zweite Schicht kann eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 1,4 nm aufweisen.
  • Die dritte Schicht kann irgendeines aus Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2) enthalten.
  • Vorzugsweise kann die Dicke der ersten Schicht im Bereich von 10 bis 50 nm sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Anzeigeeinrichtung geschaffen, die ein Substrat, einen Dünnschichttransistor, der auf dem Substrat angeordnet ist, und eine erste Elektrode, die mit dem Dünnschichttransistor verbunden ist, enthält, wobei der Dünnschichttransistor eine Gate-Elektrode, die auf dem Substrat angeordnet ist, eine Halbleiterschicht, die so angeordnet ist, dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode überlappt in dem Zustand, in dem sie von der Gate-Elektrode isoliert ist, einen Gate-Isolationsfilm, der zwischen der Gate-Elektrode und der Halbleiterschicht angeordnet ist, eine Source-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist, und eine Drain-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist in dem Zustand, in dem sie von der Source-Elektrode beabstandet ist, enthält, wobei die Halbleiterschicht eine erste Schicht, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht, die so angeordnet ist, dass sie mit der ersten Schicht in einer Draufsicht überlappt, enthält, wobei die zweite Schicht einen zweidimensionalen Halbleiter enthält, und wobei eine Energiebandlücke der ersten Schicht größer ist als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht.
  • Vorzugsweise kann die Anzeigeeinrichtung eine flexible Anzeigeeinrichtung sein.
  • Figurenliste
  • Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen klar verstanden; es zeigen:
    • 1 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine schematische perspektivische Ansicht, die die Struktur eines zweidimensionalen Halbleiters zeigt;
    • 3 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6 ein Diagramm einer Energiebandlücke;
    • 7 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 8 eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 9 eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 10 eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigeeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 11 bis 16 Ansichten, die die Ergebnisse einer Messung der Schwellenspannung eines Dünnschichttransistors gemäß Vergleichsbeispielen und Beispielen zeigen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und Implementierungsverfahren dafür werden durch die folgenden Ausführungsformen, die mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben sind, verdeutlicht. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in unterschiedlichen Formen ausgeführt sein sollte nicht so gedeutet werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind diese Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung für Fachleute vollständig vermitteln wird. Ferner ist die vorliegende Erfindung nur durch den Schutzbereich der Ansprüche definiert.
    Die Formen, Größen, Proportionen, Winkel und Zahlen, die in den Zeichnungen zum Beschreiben der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart sind, sind lediglich Beispiele, und somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die darstellten Einzelheiten eingeschränkt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente. In der folgenden Beschreibung wird, wenn bestimmt wird, dass die ausführliche Beschreibung der relevanten bekannten Funktion oder Konfiguration den wichtigen Punkt der vorliegenden Erfindung unnötigerweise verdeckt, die ausführliche Beschreibung weggelassen.
    In dem Fall, in dem „umfassen“, „aufweisen“ und „enthalten“, die in der vorliegenden Spezifikation beschrieben sind, verwendet werden, kann ein weiterer Teil ebenfalls vorhanden sein, sofern nicht „nur“ verwendet ist. Die Begriffe in der Singularform können Pluralformen enthalten, sofern nicht das Gegenteil angegeben ist.
    Bei der Deutung eines Elements ist das Element so gedeutet, dass es einen Fehlerbereich enthält, obwohl keine ausdrückliche Beschreibung dafür vorhanden ist.
    Bei der Beschreibung einer Positionsbeziehung, beispielsweise wenn die Reihenfolge der Positionen als „auf“, „oberhalb“, „unterhalb“ und „neben“ beschrieben ist, kann der Fall enthalten sein, dass dazwischen kein Kontakt vorhanden ist, sofern nicht „unmittelbar“ oder „direkt“ verwendet ist. Falls erwähnt ist, dass ein erstes Element „auf“ einem zweiten Element positioniert ist, bedeutet das nicht, dass das erste Element tatsächlich oberhalb des zweiten Elements in der Figur positioniert ist. Der obere Teil und der untere Teil eines betroffenen Objekts können abhängig von der Orientierung des Objekts vertauscht sein. Folglich enthält der Fall, in dem das erste Element „auf“ einem zweiten Element positioniert ist, sowohl den Fall, in dem das erste Element „unterhalb“ des zweiten Elements positioniert ist, als auch den Fall, in dem das erste Element „oberhalb“ des zweiten Elements in der Figur oder in einer tatsächlichen Konfiguration positioniert ist. Wenn eine Schicht auf einer weiteren Schicht in einer Querschnittsansicht laminiert ist, sagt das aus, dass die zwei Schichten einander überlappen.
    Bei der Beschreibung einer zeitlichen Beziehung, beispielsweise wenn die zeitliche Reihenfolge als „nach“, „danach“, „als Nächstes“ und „vor“ beschrieben ist, kann ein Fall, der nicht kontinuierlich ist, enthalten sein, sofern nicht „unmittelbar“ oder „direkt“ verwendet ist.
    Es ist zu verstehen, dass, obwohl die Begriffe „erstes“, „zweites“ usw. hier verwendet sein können, um verschiedene Element zu beschreiben, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein sollten. Diese Begriffe sind nur verwendet, um ein Element von einem weiteren zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erstes Element als ein zweites Element benannt sein, und ähnlich könnte ein zweites Element als ein erstes Element benannt sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
    Es ist zu verstehen, dass der Begriff „wenigstens eines“ alle Kombinationen enthält, die zu irgendeinem Element gehören. Beispielsweise kann „wenigstens eines unter einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element“ sowohl alle Kombinationen aus zwei oder mehr Elementen, die aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element ausgewählt sind, als auch jedes Element aus dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element enthalten.
    Merkmale verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können teilweise oder insgesamt miteinander gekoppelt oder kombiniert sein und können auf verschiedene Weise miteinander zusammenwirken und technisch angesteuert werden, wie Fachleute ausreichend verstehen können. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unabhängig voneinander ausgeführt werden oder können gemeinsam in einem Abhängigkeitsverhältnis ausgeführt werden.
    Nachstehend werden ein Dünnschichttransistor und eine Anzeigeeinrichtung, die diesen enthält, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genau beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, selbst wenn sie in unterschiedlichen Zeichnungen abgebildet sind.
  • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Der Dünnschichttransistor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Gate-Elektrode 110, die auf einem Substrat 101 angeordnet ist, eine Halbleiterschicht 120, die so angeordnet ist, dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode 110 überlappt in dem Zustand, in dem sie von der Gate-Elektrode 110 isoliert ist, einen Gate-Isolationsfilm 150, der zwischen der Gate-Elektrode 110 und der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, eine Source-Elektrode 130, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist, und eine Drain-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist in einem Zustand, in dem sie von der Source-Elektrode 130 beabstandet ist. Die Halbleiterschicht 120 enthält eine erste Schicht 121, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht 122, die mit der ersten Schicht 121 in einer Draufsicht überlappt und die einen zweidimensionalen Halbleiter enthält. Hier ist eine Energiebandlücke der ersten Schicht 121 größer als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht 122.
  • Nachstehend wird die Struktur des Dünnschichttransistors 100 genau beschrieben.
  • Glas oder Kunststoff können als das Substrat 101 verwendet sein. Transparenter Kunststoff, der Flexibilität zeigt, wie z. B. Polyimid, kann als der Kunststoff verwendet sein.
  • In dem Fall, in dem Polyimid als das Substrat 101 verwendet wird, kann hitzebeständiges Polyimid, das hohen Temperaturen standhält, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Hochtemperaturabscheideprozess auf dem Substrat 101 durchgeführt wird, verwendet werden. In diesem Fall können Prozesse wie z. B. Abscheiden und Ätzen in dem Zustand durchgeführt werden, in dem das Polyimid-Substrat auf einem Trägersubstrat, das aus hochbeständigem Material wie z. B. Glas besteht, angeordnet ist, um den Dünnschichttransistor 100 zu bilden.
  • Eine Pufferschicht 160 kann auf dem Substrat 101 angeordnet sein.
  • Die Pufferschicht 160 kann wenigstens eines aus einem Siliziumoxid und einem Siliziumnitrid enthalten. Die Pufferschicht 160 zeigt eine hohe Isolationseigenschaft, hohe Feuchtigkeits- und Sauerstoff-Sperreigenschaften und eine planare Eigenschaft. Die Pufferschicht 160 schützt die Halbleiterschicht 120. Die Pufferschicht 160 kann so gebildet sein, dass sie eine einzelne Schicht aufweist, oder mehrere Schichten, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind können gestapelt sein, um die Pufferschicht 160 zu bilden. Die Pufferschicht 160, die auf dem Substrat 101 angeordnet ist, kann auch als eine Passivierungsschicht bezeichnet sein. Die Pufferschicht 160 kann weggelassen sein.
  • Die Gate-Elektrode 110 ist auf dem Substrat 101 angeordnet. Die Gate-Elektrode 110 kann wenigstens eines aus einem Aluminium-basierten Metall, wie z. B. (Al) oder eine Aluminiumlegierung, einem Silber-basierten Metall, wie z. B. Silber (Ag) oder eine Silberlegierung, einem Kupfer-basierten Metall wie z. B. Kupfer (Cu) oder eine Kupferlegierung, einem Molybdän-basierten Metall wie z. B. Molybdän (Mo) oder eine Molybdänlegierung, Chrom (Cr), Tantal (Ta), Neodym (Nd) und Titan (Ti) enthalten. Die Gate-Elektrode 110 kann eine Struktur aus mehreren dünnen Schichten aufweisen, die wenigstens zwei leitfähige dünne Schichten enthält, die unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen.
  • Der Gate-Isolationsfilm 150 ist auf der Gate-Elektrode 110 angeordnet. Der Gate-Isolationsfilm 150 dient als ein Isolationsfilm zwischen der Halbleiterschicht 120 und der Gate-Elektrode 110.
  • Der Gate-Isolationsfilm 150 kann wenigstens eines aus einem Siliziumoxid und einem Siliziumnitrid enthalten. Der Gate-Isolationsfilm kann ein Aluminiumoxid (Al2O3) oder ein Hafniumoxid (HfOx) enthalten.
  • Der Gate-Isolationsfilm 150 kann eine einschichtigen Filmstruktur oder eine mehrschichtige Filmstruktur aufweisen. Beispielsweise kann irgendeines aus einer Siliziumoxidschicht, einer Siliziumnitridschicht, einer Aluminiumoxidschicht und einer Hafniumoxidschicht individuell den Gate-Isolationsfilm 150 bilden. Alternativ können die Siliziumoxidschicht, die Siliziumnitridschicht, die Aluminiumoxidschicht und die Hafniumoxidschicht gestapelt sein, um den Gate-Isolationsfilm 150 zu bilden.
  • Die Halbleiterschicht 120 ist auf dem Gate-Isolationsfilm 150 angeordnet. Die Halbleiterschicht 120 ist von der Gate-Elektrode 110 isoliert und überlappt wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode 110. Die Struktur der Halbleiterschicht 120 wird später genau beschrieben.
  • Die Source-Elektrode 130 ist so angeordnet, dass sie mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist. Die Drain-Elektrode 140 ist mit der Halbleiterschicht 120 verbunden, wobei die Drain-Elektrode 140 von der Source-Elektrode 130 beabstandet ist. Bezug nehmend auf 1 sind die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 auf dem Gate-Isolationsfilm 150 angeordnet und überlappen wenigstens mit einem Abschnitt der Halbleiterschicht 120. Sowohl die Source-Elektrode 130 als auch die Drain-Elektrode 140 sind in direktem Kontakt mit der Halbleiterschicht 120 mit einem Abstand zwischen der Source-Elektrode 130 und der Drain-Elektrode 140. Somit überlagern sowohl die Source-Elektrode 130 als auch die Drain-Elektrode 140 die Halbleiterschicht 120 an unterschiedlichen Positionen der Halbleiterschicht 120.
  • Jede aus der Source-Elektrode 130 und der Drain-Elektrode 140 kann wenigstens eines aus Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Chrom (Cr), Gold (Au), Titan (Ti), Nickel (Ni), Neodym (Nd), Kupfer (Cu) und einer Legierung davon enthalten. Jede aus der Source-Elektrode 130 und der Drain-Elektrode 140 kann so gebildet sein, dass sie eine einzelne Schicht aufweist, die aus einem Metall oder einer Legierung aus Metallen hergestellt ist, oder kann so gebildet sein, dass sie mehrere Schichten aufweist, wie z. B. zwei oder mehr Schichten.
  • Die Struktur, in der die Gate-Elektrode 110 unterhalb der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, wie in 1 gezeigt ist, wird als eine Struktur mit unten liegendem Gate bezeichnet. Hier bilden die Halbleiterschicht 120, die Gate-Elektrode 110, die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 den Dünnschichttransistor 100.
  • Nachstehend wird die Struktur der Halbleiterschicht 120 genau beschrieben.
  • Eine Halbleiterschicht 120 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Schicht 121, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht 122, die mit der ersten Schicht 121 überlappt. In einer Draufsicht ist vorzugsweise eine volle oder vollständige Überlappung zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 vorhanden. Die zweite Schicht 122 enthält einen zweidimensionalen Halbleiter. In der vorliegenden Erfindung bedeutet „die zweite Schicht 122 überlappt mit der ersten Schicht 121 in einer Draufsicht“, dass die zweite Schicht 122 in einer Querschnittsansicht auf der ersten Schicht 121 laminiert oder angeordnet ist, oder dass die erste Schicht 121 in einer Querschnittsansicht auf der zweiten Schicht 122 laminiert oder angeordnet ist. Manchmal ist „die zweite Schicht 122 überlappt mit der ersten Schicht in einer Draufsicht“ ausgedrückt als „die zweite Schicht 122 überlappt mit der ersten Schicht 121 in einer Querschnittsansicht“.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Schicht 122 so angeordnet, dass sie näher an der Gate-Elektrode 110 ist als die erste Schicht auf der Basis der Gate-Elektrode 110. Bezug nehmend auf 1 sind die Gate-Elektrode 110, die zweite Schicht 122 und die erste Schicht 121 sequenziell angeordnet. Das heißt, die erste Schicht 121 ist auf der zweiten Schicht 122 angeordnet auf der Basis der Figur.
  • Die erste Schicht 121 enthält einen Oxidhalbleiter. Insbesondere kann die erste Schicht 121 aus einem Oxidhalbleiter bestehen. Die erste Schicht 121 kann auch als eine Oxidhalbleiterschicht bezeichnet sein. Die erste Schicht 121, die einen Oxidhalbleiter enthält, dient als eine Trägerschicht zum Tragen der zweiten Schicht 122 und schützt die zweite Schicht 122.
  • Die erste Schicht 121 enthält Gallium (Ga). Beispielsweise kann die erste Schicht 121 aus einen Gallium-basierten (Ga-basierten) Oxidhalbleiter bestehen. Der Gallium-basierte (Ga-basierte) Oxidhalbleiter zeigt eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Gase, wie z. B. Sauerstoff, und eine hohe Prozessstabilität. Folglich kann die erste Schicht 121, die aus einem Gallium-basierten (Ga-basierten) Oxidhalbleiter gebildet ist, effektiv die zweite Schicht 122 tragen und schützen. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die erste Schicht 121 nur Gallium (Ga) als ein Metallelement. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die erste Schicht 121 kann ferner (ein) Metall(e) enthalten, die nicht Gallium (Ga) sind. Beispielsweise kann die erste Schicht 121 ferner wenigstens eines aus Indium (In), Zink (Zn) und Zinn (Sn) enthalten. Beispielsweise kann die erste Schicht 121 einen InGaZnO- (IGZO)-basierten Oxidhalbleiter, einen InGaZnSnO- (IGZTO)-basierten Oxidhalbleiter, einen GaZnSnO- (GZTO)-basierten Oxidhalbleiter, einen InGaO- (IGO)-basierten Oxidhalbleiter, einen InSnZnO- (ITZO)-basierten Oxidhalbleiter oder einen InSnO- (ITO)-basierten Oxidhalbleiter enthalten.
  • In dem Fall, in dem die erste Schicht 121 ferner Metallelemente enthält, die nicht Gallium (Ga) sind, kann der Gehalt von Gallium (Ga) der erste Schicht 121 das 1,5-Fache oder mehr des Gehalts jedes der anderen Metallelemente basierend auf der Anzahl von Atomen sein. Beispielsweise in dem Fall, in dem die erste Schicht 121 Gallium (Ga) und ein erstes Metallelement enthält, ist der Gehalt von Gallium (Ga) das 1,5-Fache oder mehr des Gehalts des ersten Metallelements basierend auf der Anzahl von Atomen. In diesem Fall kann der Gehalt von Gallium (Ga) 60 % oder mehr des Gesamtgehalts der Metallelemente sein, die in der ersten Schicht 121 enthalten sind, basierend auf der Anzahl von Atomen. Zusätzlich ist in dem Fall, in dem die erste Schicht 121 Gallium (Ga), ein erstes Metallelement und ein zweites Metallelement enthält, der Gehalt von Gallium (Ga) das 1,5-Fache oder mehr des Gehalts des ersten Metallelements basierend auf der Anzahl von Atomen und ist das 1,5-Fache oder mehr des Gehalts des zweiten Metallelements basierend auf der Anzahl von Atomen. Das Gleiche gilt für den Fall, in dem die erste Schicht 121 ferner drei oder mehr Metallelemente zusätzlich zu Gallium (Ga) enthält.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die erste Schicht 121 eine Energiebandlücke von 3,0 eV oder mehr auf. Insbesondere kann die erste Schicht 121 eine Energiebandlücke im Bereich von 3,0 bis 4,0 eV aufweisen.
  • Es ist nicht einfach, eine erste Schicht 121, die eine Energiebandlücke von weniger als 3,0 eV aufweist, unter Verwendung eines Oxidhalbleiters, der eine relativ große Menge Gallium enthält, zu bilden. In dem Fall, in dem die erste Schicht 121 eine Energiebandlücke von weniger als 3,0 eV aufweist, ist die Stabilität der ersten Schicht 121 reduziert, wodurch die Funktion der ersten Schicht 121 als die Schicht zum Tragen der zweiten Schicht 122 verschlechtert sein kann. Folglich ist die erste Schicht 121 so konfiguriert, dass sie eine Energiebandlücke von 3,0 eV oder mehr aufweist. Zusätzlich kann die erste Schicht 121 eine Energiebandlücke von 4,0 eV oder weniger unter Berücksichtigung der Einfachheit bei der Herstellung und von Materialeigenschaften aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die erste Schicht 121 kann eine Energiebandlücke von mehr als 4,0 eV aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Schicht 121 eine Dicke im Bereich von 10 bis 50 nm aufweisen. In dem Fall, in dem die Dicke der ersten Schicht 121 kleiner als 10 nm ist, ist die Stabilität der ersten Schicht 121 reduziert und die erste Schicht 121 kann die zweite Schicht 122 nicht in ausreichendem Maße tragen. Andererseits ist es in einem Fall, in dem die Dicke der ersten Schicht 121 größer als 50 nm ist, schwierig einen dünnen Dünnschichttransistor 100 bereitzustellen.
  • Die zweite Schicht 122 enthält einen zweidimensionalen Halbleiter.
  • Der zweidimensionale Halbleiter weist eine Dicke auf, die in Einheiten einer Atomlage oder eines Atomdurchmessers gemessen wird, und ist im Allgemeinen in einer ebenen Form gebildet. In einer Schicht (z. B. einer Schicht in der Ebene) des zweidimensionalen Halbleiters sind Atome über kovalente Bindung miteinander verbunden, wodurch die Atome eine hohe Bindungskraft aufweisen. Die Bindungskraft zwischen Schichten ist jedoch kleiner als die Bindungskraft innerhalb jeder Schicht. Der zweidimensionale Halbleiter kann in der Form einer einzelnen Schicht isoliert oder mechanisch in der Form eines dünnen Films, der mehrere gestapelte Schichten aufweist, laminiert sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der zweidimensionale Halbleiter als ein Halbleiter definiert, der aus 2D-geschichteten Materialien besteht, in denen Atome miteinander in kovalenter Bindung in einer Schicht verbunden sind, während die Atome nicht schichtübergreifend chemisch gebunden sind, und die Bindung zwischen den Schichten Van-der-Walls-Bindung ist.
  • Der zweidimensionale Halbleiter kann wenigstens eines aus einem Übergangsmetall-Dichalcogenid, Übergangsmetall-Dichalcogenid, einschichtigem CdTe, GaS, GaSe, GaS1-xSex, CdI2, PbI2, K2Al4(Si6Al2O28)(OH,F)4 und Mg6(Si8O28)(OH)4 enthalten.
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Struktur des zweidimensionalen Halbleiters zeigt. Insbesondere stellt 2 einen zweidimensionalen Halbleiter dar, der durch die allgemeine Formel MX2 ausgedrückt ist. Hier gibt M ein Gruppe-IVB-, Gruppe-VB- oder Gruppe-VIB-Übergangsmetall in dem Periodensystem der Elemente an, und X gibt ein Chalcogen-Element wie z. B. Schwefel (S), Selen (Se) oder Tellur (Te) an.
  • Beispielsweise ist ein zweidimensionales Übergangsmetall-Dichalcogenid (TMD) als ein zweidimensionaler Halbleiter durch die allgemeine Formel MX2 ausgedrückt. Die ultradünne Schicht des zweidimensionalen Übergangsmetall-Dichalcogenids, das eine Monoschicht oder mehrere gestapelte Monoschichten enthält, zeigt eine hervorragende Transporteigenschaft. Solche geschichteten Materialien zeigen verschiedene elektrische Eigenschaften. Beispielsweise weisen die geschichteten Materialien eine indirekte Bandlücke in einer Mehrschichtstruktur vom Grundtyp auf und weisen eine direkte Bandlücke in einer Dünnschichtstruktur auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Übergangsmetall-Dichalcogenid als der zweidimensionale Halbleiter verwendet werden. Beispielsweise kann das Übergangsmetall-Dichalcogenid wenigstens eines aus Molybdändisulfid (MoS2), Molybdändiselenid (MoSe2), Molybdänditellurid (MoTe2), Wolframdisulfid (WS2), Wolframdiselenid (WSe2), Wolframditellurid (WTe2), Niobdisulfid (NbS2), Niobdiselenid (NbSe2), Niobditellurid (NbTe2), Tantaldisulfid (TaS2), Tantaldiselenid (TaSe2), Tantalditellurid (TaTe2), Hafniumdisulfid (HfS2), Hafniumdiselenid (HfSe2), Hafniumditellurid (HfTe2), Titandisulfid (TiS2), Titandiselenid (TiSe2) und Titanditellurid (TiTe2) enthalten.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die zweite Schicht 122 wenigstens eines aus Molybdänditellurid (MoTe2), Molybdändiselenid (MoSe2), Wolframdiselenid (WSe2) und Wolframditellurid (WTe2) enthalten. In dem Fall, in dem die zweite Schicht 122 so gebildet ist, dass sie eine Struktur aufweist, in der zwei oder mehr Schichten des zweidimensionalen Halbleiters gestapelt sind, kann die zweite Schicht 122 eine Energiebandlücke im Bereich von 1,0 bis 1,5 eV aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Kanalgebiet des Dünnschichttransistors 100 in der zweiten Schicht 122 der Halbleiterschicht 120 gebildet sein. Das heißt, in dem Dünnschichttransistor 100 von 1 ist die zweite Schicht 122 eine Kanalschicht. In dem Fall, in dem die zweite Schicht als eine Kanalschicht dient, wenn die zweite Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, so angeordnet ist, dass sie näher an der Gate-Elektrode ist als die erste Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, kann die zweite Schicht 122 effektiver als die Kanalschicht dienen und kann durch die erste Schicht 121 effektiver geschützt sein. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Kanalschicht kann in der ersten Schicht 121 gebildet sein.
  • Die zweite Schicht 122 weist eine Energiebandlücke im Bereich von 1,0 bis 1,5 eV auf. Die zweite Schicht 122, die die vorstehend definierte Energiebandlücke aufweist, kann effektiv als eine Kanalschicht dienen. In dem Fall, in dem die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 kleiner als 1,0 eV ist, kann es aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit schwierig sein, dass die zweite Schicht 122 als eine Halbleiterschicht dient. Andererseits kann in dem Fall, in dem die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 größer als 1,5 eV ist, die Beweglichkeit der zweiten Schicht 122 reduziert sein.
  • Die zweite Schicht 122 kann eine Struktur aufweisen, in der mehrere Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, gestapelt sind. Beispielsweise können, wie in 2 gezeigt ist, mehrere Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, der die Zusammensetzung MX2 aufweist, (nachstehend als „zweidimensionale Halbleiterschichten“ bezeichnet) gestapelt sein, um die zweite Schicht 122 zu bilden. Die zweidimensionalen Halbleiterschichten, die die zweite Schicht 122 bilden, können durch Van-der-Waals-Kraft miteinander gekoppelt sein.
  • Spezifischer kann die zweite Schicht 122 eine Struktur aufweisen, in der zwei bis zehn Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, gestapelt sind. Beispielsweise können zwei zweidimensionale Schichten gestapelt sein, um die zweite Schicht 122 zu bilden. Alternativ können drei oder mehr zweidimensionale Schichten gestapelt sein, um die zweite Schicht 122 zu bilden.
  • In dem Fall, in dem mehrere zweidimensionale Halbleiterschichten gestapelt sind, kann die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 reduziert sein. Insbesondere weist ein Stapel, der durch Stapeln von mehreren zweidimensionalen Halbleiterschichten gebildet ist, eine Energiebandlücke auf, die kleiner ist als die Energiebandlücke einer einzelnen zweidimensionalen Halbleiterschicht. Wenn die Anzahl zweidimensionaler Halbleiterschichten, die gestapelt sind, ansteigt, wird die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 reduziert. Folglich kann die zweite Schicht 122, die ein Stapel ist, der durch Stapeln mehrerer zweidimensionaler Halbleiterschichten gebildet ist, eine ausgezeichnete Kanaleigenschaft aufweisen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die zweite Schicht 122 eine Dicke von beispielsweise 1,5 bis 5 nm aufweisen. Es ist nicht einfach, dass die zweite Schicht 122, die durch Stapeln mehrerer zweidimensionaler Halbleiterschichten gebildet ist, eine Dicke von weniger 1,5 nm aufweist. Andererseits, da die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 nicht mehr wesentlich reduziert wird, selbst wenn die Dicke der zweiten Schicht 122 mehr als 5 nm ist, ist es nicht notwendig, dass die Dicke der zweiten Schicht 122 5 nm übersteigt, unter Berücksichtigung des Prozesses des Dünnens einer Vorrichtung und der Kosten für die Herstellung der Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Dicke der zweiten Schicht 122 kann 5 nm übersteigen.
  • Die Halbleiterschicht 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine erste Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, und eine zweite Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, enthält, kann eine ausgezeichnete Beweglichkeit, eine kleine Dicke und Transparenz aufweisen. Der Dünnschichttransistor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die Halbleiterschicht 120 enthält, kann ausgezeichnete Stromeigenschaften, Flexibilität und Transparenz zeigen.
  • Zusätzlich kann die Halbleiterschicht 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen kurzen Kanal bilden, der eine Kanallänge von 4 µm oder weniger aufweist. Hier kann die Kanallänge als der Abstand zwischen der Source-Elektrode 130 und der Drain-Elektrode 140 definiert sein. In dem Fall, in dem die Halbleiterschicht 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann deshalb die Fläche des Dünnschichttransistors 100 reduziert sein. Folglich kann der Dünnschichttransistor 100 verwendet werden, um eine Anzeigeeinrichtung mit ultrahoher Dichte oder ultrahoher Auflösung herzustellen.
  • Spezifisch kann der Dünnschichttransistor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine großflächige Anzeigeeinrichtung oder eine hochauflösende Anzeigeeinrichtung angewandt werden, so dass die Anzeigeeinrichtung eine hervorragende Anzeigeeigenschaft und Flexibilität zeigt. Zusätzlich kann ein Substrat 101, das Flexibilität zeigt, verwendet werden, um eine flexible Anzeigeeinrichtung herzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die zweite Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, durch die erste Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, getragen und geschützt. Als ein Ergebnis wird Beschädigung der zweiten Schicht 122 während der Herstellung der Halbleiterschicht 120 oder während der Verwendung der Anzeigeeinrichtung verhindert, wodurch die zweite Schicht 122 die inhärenten Eigenschaften des zweidimensionalen Halbleiters beibehalten kann. Dementsprechend kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die Halbleiterschicht unter Verwendung nur des zweidimensionalen Halbleiters gebildet ist, der Bereich, in dem Materialien für den Passivierungsfilm oder den Isolationsfilm gewählt werden, erweitert werden, und der Bereich, in dem Prozesstemperaturen wie z. B. diejenigen des Abscheidens oder der Wärmebehandlung gewählt werden, kann ebenfalls erweitert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann deshalb die Prozesszuverlässigkeit und Stabilität verbessert sein.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend wird eine Beschreibung der Komponenten, die vorstehend bereits beschrieben worden sind, weggelassen, um eine Verdoppelung der Beschreibung zu vermeiden.
  • Im Vergleich mit dem in 1 gezeigten Dünnschichttransistor 100 enthält der in 3 gezeigte Dünnschichttransistor 200 ferner eine Ätzsperre 180, die auf der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist. Die Ätzsperre 180 kann wenigstens teilweise mit der Halbleiterschicht 120 und der Gate-Elektrode überlappen. Die Ätzsperre 180 kann aus einem Isoliermaterial wie z. B. Siliziumoxid hergestellt sein. Die Ätzsperre 180 kann ein Kanalgebiet der Halbleiterschicht 120 schützen. Folglich kann die Halbleiterschicht 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Dünnschichttransistor 200, der eine Ätzsperrenstruktur aufweist, angewandt werden.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 300 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Der in 4 gezeigte Dünnschichttransistor 300 enthält eine Pufferschicht 160, die auf einem Substrat 101 angeordnet ist, eine Halbleiterschicht 120, die auf der Pufferschicht 160 angeordnet ist, eine Gate-Elektrode 110, die so angeordnet ist, dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Halbleiterschicht 120 überlappt. Die Gate-Elektrode 110 ist von der Halbleiterschicht 120, einem Gate-Isolationsfilm 150, der zwischen der Gate-Elektrode 100 und der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, einem Zwischenschichtisolationsfilm 170, der auf dem Gate-Isolationsfilm 110 angeordnet ist, einer Source-Elektrode 130, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist, und einer Drain-Elektrode 140, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist, isoliert, wobei die Drain-Elektrode 140 von der Source-Elektrode 130 beabstandet ist.
  • Obwohl nicht gezeigt kann eine Lichtsperrschicht (nicht gezeigt) zwischen dem Substrat 101 und der Pufferschicht 160 oder auf der Pufferschicht 160 angeordnet sein. Die Lichtsperrschicht schützt die Halbleiterschicht 120 vor Licht.
  • Die Halbleiterschicht 120 enthält eine erste Schicht 121, die einen Oxidhalbleiter enthält, und eine zweite Schicht 122, die mit der ersten Schicht 121 in einer Draufsicht überlappt und die einen zweidimensionalen Halbleiter enthält. Die zweite Schicht 122 ist so angeordnet, dass sie näher an der Gate-Elektrode 110 als die erste Schicht 121 ist auf der Basis der Gate-Elektrode 110. Bezug nehmend auf 4 weist die Halbleiterschicht 120 eine Struktur auf, in der die zweite Schicht 122 auf der ersten Schicht 121 angeordnet ist. Die zweite Schicht 122 ist eine Kanalschicht, die ein Kanalgebiet enthält.
  • Die zweite Schicht 122 der Halbleiterschicht 120 kann eine Struktur aufweisen, in der mehrere Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, gestapelt sind. Beispielsweise können, wie in 2 gezeigt ist, mehrere Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, der die Zusammensetzung MX2 aufweist, (d. h. „zweidimensionale Halbleiterschichten“) gestapelt sein, um die zweite Schicht 122 zu bilden.
  • Der Gate-Isolationsfilm 150 ist auf der Halbleiterschicht 120 angeordnet, und die Gate-Elektrode 110 ist auf dem Gate-Isolationsfilm 150 angeordnet. Die Gate-Elektrode 110 ist von der Halbleiterschicht 120 durch den Gate-Isolationsfilm 150 isoliert.
  • Der Zwischenschichtisolationsfilm 170 ist auf der Gate-Elektrode 110 angeordnet. Der Zwischenschichtisolationsfilm 170 besteht aus einem Isolationsmaterial. Insbesondere kann der Zwischenschichtisolationsfilm 170 aus einem organischen Material, einem anorganischen Material oder einem Stapel, der eine organische Materialschicht und eine anorganische Materialschicht enthält, bestehen.
  • Die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 sind auf dem Zwischenschichtisolationsfilm 170 angeordnet. Die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 sind mit der Halbleiterschicht 120 verbunden, wobei beide voneinander beabstandet sind. Bezug nehmend auf 4 sind die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 mit der Halbleiterschicht 120 über Kontaktlöcher verbunden, die durch den Zwischenschichtisolationsfilm 170 gebildet sind.
  • Die Struktur, in der die Gate-Elektrode 110 oberhalb der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, wie in 4 gezeigt ist, wird als eine Struktur mit oben liegendem Gate bezeichnet. Die Halbleiterschicht 120, die Gate-Elektrode 110, die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 bilden den Dünnschichttransistor 300.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 400 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der in 5 gezeigte Dünnschichttransistor 400 enthält ferner eine dritte Schicht 123, die in der Halbleiterschicht 120 vorgesehen ist, im Vergleich zu dem in 1 gezeigten Dünnschichttransistor 100.
  • Insbesondere enthält die Halbleiterschicht 120 des Dünnschichttransistors 400 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine dritte Schicht 123, die zwischen der ersten Schicht 121 und der zweite Schicht 122 angeordnet ist und die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht. Bezug nehmend auf 5 enthält die Halbleiterschicht 120 eine zweite Schicht 122, eine dritte Schicht 123 und eine erste Schicht 121, die sequenziell gestapelt sind.
  • Die dritte Schicht 123 dient als eine Zwischenschicht zwischen der ersten Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, und der zweiten Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht. Zusätzlich dient die dritte Schicht 123 dazu, die Bindungskraft zwischen der ersten Schicht 121, die eine Trägerschicht ist, und der zweiten Schicht 122, die eine Kanalschicht ist, zu erhöhen.
  • In dem Fall, in dem die erste Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, und die zweite Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, direkt miteinander in Kontakt sind, kann eine Wechselwirkung an der Grenzfläche zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 auftreten. Als ein Ergebnis kann die zweite Schicht 122 teilweise beschädigt werden, Atome können sich zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 bewegen, oder es kann eine chemische Kopplung zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 auftreten. In diesem Fall kann der zweidimensionale Halbleiter, der die zweite Schicht 122 bildet, beschädigt werden. Zusätzlich kann die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 vergrößert werden wodurch die Funktion der zweiten Schicht 122 als eine Kanalschicht reduziert werden kann. Insbesondere kann die zweite Schicht 122 aufgrund des Kontakts der zweiten Schicht 122 mit der ersten Schicht 121 beschädigt werden, da der Unterschied der Energiebandlücke zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 groß ist.
  • Zusätzlich können in dem Fall, in dem die erste Schicht 121 und die zweite Schicht 122 in direktem Kontakt miteinander sind, unter einigen harten Bedingungen, die erste Schicht 121 und die zweite 122 voneinander delaminiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Halbleiterschicht 120 reduziert sein kann.
  • Die dritte Schicht 123 kann zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 angeordnet sein, um direkten Kontakt zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 zu verhindern und gleichzeitig zu ermöglichen, dass die erste Schicht 121 und die zweite Schicht 122 stabiler miteinander koppeln.
  • Beispielsweise ist die dritte Schicht 123 in Kontakt mit der ersten Schicht 121, um mit der ersten Schicht 121 zu wechselwirken. Als ein Ergebnis können die dritte Schicht 123 und die erste Schicht 121 stabil miteinander gekoppelt sein. Zusätzlich kann die dritte Schicht 123 stabil an die zweite Schicht 122 gebunden sein, da die dritte Schicht 123 aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, auf die gleiche Weise wie die zweite Schicht 122. Die dritte Schicht 123 und die zweite Schicht 122 können durch eine Van-der-Waals-Kraft aneinander gebunden sein.
  • Indessen sind, selbst in dem Fall, in dem die Struktur des zweidimensionalen Halbleiters, der die dritte Schicht 123 bildet, aufgrund des Kontakts der dritten Schicht 123 mit der ersten Schicht 121 teilweise beschädigt ist, die Ansteuereigenschaften der Halbleiterschicht 120 und des Dünnschichttransistors 400 nicht verschlechtert, da die zweite Schicht 122, die als eine Kanalschicht dient, unabhängig bereitgestellt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Energiebandlücke der dritten Schicht 123 so konstruiert, dass sie kleiner ist als die Energiebandlücke der erste Schicht 121 und größer ist als die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122, so dass die dritte Schicht 123 zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 angeordnet ist, um mit der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 stabil gekoppelt zu sein.
  • Die dritte Schicht 123 kann eine Energiebandlücke von beispielsweise 1,6 bis 2,5 eV aufweisen unter Berücksichtigung der Energiebandlücke der ersten Schicht 121 und der Energiebandlücke der zweiten Schicht 122. Wie früher beschrieben weist die erste Schicht 121 eine Energiebandlücke im Bereich von 3,0 bis 4,0 eV auf, und die zweite Schicht 122 weist eine Energiebandlücke im Bereich von 1,0 bis 1,5 eV auf.
  • 6 ist ein Diagramm der Energiebandlücke. Bezug nehmend auf 6 wird eine plötzliche Änderung der Energiebandlücke zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 verhindert, da die dritte Schicht 123 zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 angeordnet ist. Als ein Ergebnis können die erste Schicht 121, die dritte Schicht 123 und die zweite Schicht 122 stabil miteinander gekoppelt sein, und es kann eine Beschädigung der zweiten Schicht 122, die eine Kanalschicht ist, aufgrund der ersten Schicht 121, die eine Trägerschicht ist, verhindert werden, wodurch der Dünnschichttransistor 400 ausgezeichnete Ansteuereigenschaften zeigen kann.
  • Die dritte Schicht 123 besteht aus einer Schicht, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter hergestellt ist (d. h. einer zweidimensionalen Halbleiterschicht). Beispielsweise kann die dritte Schicht aus einer einzigen Schicht bestehen, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter hergestellt ist. Das heißt, die dritte Schicht 123 kann aus einer einzigen zweidimensionalen Halbleiterschicht bestehen.
  • Eine einzige zweidimensionale Halbleiterschicht weist eine Energiebandlücke auf, die größer ist als die Energiebandlücke eines Stapels, der durch Stapeln mehrerer zweidimensionaler Halbleiterschichten gebildet ist. In dem Fall, in dem die dritte Schicht 123 aus einer einzigen zweidimensionalen Halbleiterschicht besteht, kann deshalb die dritte Schicht 123 eine Energiebandlücke aufweisen, die einem Wert zwischen der Energiebandlücke der ersten Schicht 121 und der Energiebandlücke der zweiten Schicht 122 äquivalent ist. Das heißt, in dem Fall, in dem die dritte Schicht 123 aus einer einzigen zweidimensionalen Halbleiterschicht besteht, kann die dritte Schicht 123 eine Energiebandlücke im Bereich von 1,6 bis 2,5 eV aufweisen.
  • Die dritte Schicht 123 kann eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 1,4 nm aufweisen. Es ist nicht einfach, eine zweidimensionale Halbleiterschicht zu bilden, die eine Dicke von weniger als 0,5 nm aufweist. Es ist ebenfalls nicht einfach, dass eine einzige zweidimensionale Halbleiterschicht eine Dicke von mehr als 1,4 nm aufweist.
  • Die dritte Schicht 123 kann irgendeines aus Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2) enthalten. Eine einschichtige zweidimensionale Halbleiterschicht, die aus Molybdändisulfid (MoS2) besteht, und eine einschichtige zweidimensionale Halbleiterschichten, die aus Wolframdisulfid (WS2) besteht, können als die dritte Schicht 123 verwendet werden, da jede der vorstehend genannten einschichtigen zweidimensionalen Halbleiterschichten eine Energiebandlücke im Bereich von 1,6 bis 2,5 eV aufweisen kann.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Vergleich mit dem in 5 gezeigten Dünnschichttransistor 400 enthält der in 7 gezeigte Dünnschichttransistor 500 ferner eine Ätzsperre 180, die auf der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist. Insbesondere ist die Ätzsperre 180 auf der ersten Schicht 121 der Halbleiterschicht 120 angeordnet. Die Ätzsperre 180 kann aus einem Isoliermaterial wie z. B. Siliziumoxid hergestellt sein. Die Ätzsperre 180 kann ein Kanalgebiet der Halbleiterschicht 120 schützen.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Dünnschichttransistors 600 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Der in 8 gezeigte Dünnschichttransistor 600 enthält ferner eine dritte Schicht 123, die in der Halbleiterschicht 120 vorgesehen ist, anders als der in 4 gezeigte Dünnschichttransistor 300. Insbesondere enthält der Dünnschichttransistor 600 von 8 ferner eine dritte Schicht 123, die zwischen einer ersten Schicht 121 und einer zweiten Schicht 122 der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist und die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht. Bezug nehmend auf 8 enthält die Halbleiterschicht 120 eine erste Schicht 121, eine dritte Schicht 123 und eine zweite Schicht 122, die sequenziell gestapelt sind.
  • Die dritte Schicht 123 dient als eine Zwischenschicht zwischen der ersten Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter besteht, und der zweiten Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht. Zusätzlich dient die dritte Schicht 123 dazu, die Kopplungskraft zwischen der ersten Schicht 121, die eine Trägerschicht ist, und der zweiten Schicht 122, die eine Kanalschicht ist, zu erhöhen.
  • 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigeeinrichtung 700 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Anzeigeeinrichtung 700 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Substrat 101, einen Dünnschichttransistor 400 und eine organische lichtemittierende Vorrichtung 270, die mit dem Dünnschichttransistor 400 verbunden ist.
  • Obwohl in 9 die Anzeigeeinrichtung 700, die den Dünnschichttransistor 400 von 5 enthält, gezeigt ist, können die Dünnschichttransistoren 100, 200, 300, 500 und 600, die in den 1, 3, 4, 7 und 8 gezeigt sind, auf die Anzeigeeinrichtung 700 von 9 angewandt werden, zusätzlich zu dem Dünnschichttransistor 400 von 5.
  • Bezug nehmend auf 9 enthält die Anzeigeeinrichtung 700 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Substrat 101, einen Dünnschichttransistor 400, der auf dem Substrat 101 angeordnet ist, und eine erste Elektrode 271, die mit dem Dünnschichttransistor 400 verbunden ist. Zusätzlich enthält die Anzeigeeinrichtung 700 eine organische Schicht 272, die auf der ersten Elektrode 271 angeordnet ist, und eine zweite Elektrode 273, die auf der organischen Schicht 272 angeordnet ist.
  • Insbesondere kann das Substrat 101 aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein. Für eine flexible Anzeigeeinrichtung kann transparenter Kunststoff, der Flexibilität zeigt, wie z. B. Polyimid, als das Substrat 101 verwendet sein.
  • Eine Pufferschicht 160 kann auf dem Substrat 101 angeordnet sein. Die Pufferschicht 160 kann weggelassen sein.
  • Der Dünnschichttransistor 400 ist auf der Pufferschicht 160, die auf dem Substrat 101 angeordnet ist, angeordnet. Der Dünnschichttransistor 400 enthält eine Gate-Elektrode 110, die auf dem Substrat 101 angeordnet ist, eine Halbleiterschicht 120, die so angeordnet ist dass sie wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode 110 überlappt in dem Zustand, in dem sie von der Gate-Elektrode 110 isoliert ist, einen Gate-Isolationsfilm 150, der zwischen der Gate-Elektrode 110 und der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, eine Source-Elektrode 130, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist, und eine Drain-Elektrode, die mit der Halbleiterschicht 120 verbunden ist in einem Zustand, in dem sie von der Source-Elektrode 130 beabstandet ist.
  • Die Halbleiterschicht 120 enthält eine zweite Schicht 122, eine dritte Schicht 123 und eine erste Schicht 121, die sequenziell gestapelt sind. Die erste Schicht 121 ist eine Oxidhalbleiterschicht, die aus einem Oxidhalbleiter besteht. Die erste Schicht 121 dient als ein Träger. Die zweite Schicht 122 enthält einen zweidimensionalen Halbleiter und dient als eine Kanalschicht. Die zweite Schicht 122 kann eine Struktur aufweisen, in der zwei bis zehn Schichten, von denen jede aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht, gestapelt sind. Die dritte Schicht 123 dient als eine Zwischenschicht zwischen der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122. Die dritte Schicht 123 kann aus einer einzigen Schicht bestehen, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter hergestellt ist. Die Energiebandlücke der dritten Schicht 123 ist kleiner als die Energiebandlücke der ersten Schicht 121 und größer als die Energiebandlücke der zweiten Schicht 122.
  • Ein Passivierungsfilm 190 ist auf dem Dünnschichttransistor 400 angeordnet, um den Dünnschichttransistor 400 zu schützen und den oberen Teil des Substrats 101 zu ebnen. Der Passivierungsfilm 190 kann aus einem organischen Isolationsmaterial bestehen, das Lichtempfindlichkeit zeigt, wie z. B. ein Acrylharz. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die erste Elektrode 271 ist auf dem Passivierungsfilm 190 angeordnet. Die erste Elektrode 271 ist mit der Drain-Elektrode 140 des Dünnschichttransistors 400 über ein Kontaktloch, das durch den Passivierungsfilm 190 gebildet ist, verbunden.
  • Eine Wallschicht 250 ist auf der ersten Elektrode 271 und dem Passivierungsfilm 190 angeordnet, um ein Pixelgebiet oder ein lichtemittierendes Gebiet zu definieren. Beispielsweise kann die Wallschicht 250 an der Grenzfläche zwischen Pixeln in Art einer Matrix angeordnet sein, so dass das Pixelgebiet durch die Wallschicht 250 definiert sein kann.
  • Die organische Schicht 272 ist auf der ersten Elektrode 271 angeordnet. Die organische Schicht 272 kann auf der Wallschicht 250 angeordnet sein. Das heißt, die organische Schicht 272 kann nicht für jedes Pixel unterteilt sein, sondern kann zwischen benachbarten Pixeln kontinuierlich sein.
  • Die organische Schicht 272 enthält eine organische lichtemittierende Schicht. Die organische Schicht 272 kann eine einzige organische lichtemittierende Schicht oder zwei oder mehr organische lichtemittierende Schichten, die in der vertikalen Richtung gestapelt sind, enthalten. Die organische Schicht 272 kann irgendeines aus rotem, grünem und blauem Licht emittieren. Alternativ kann die organische Schicht 272 weißes Licht emittieren.
  • Die zweite Elektrode 273 ist auf der organischen Schicht 272 angeordnet.
  • Die erste Elektrode 271, die organische Schicht 272 und die zweite Elektrode 273 sind gestapelt, um die organische lichtemittierende Vorrichtung 270 zu bilden. Die organische lichtemittierende Vorrichtung 270 kann als eine Lichtmengenanpassungsschicht in der Anzeigeeinrichtung 700 dienen.
  • Obwohl nicht gezeigt kann in dem Fall, in dem die organische Schicht 272 weißes Licht emittiert, jedes Pixel einen Farbfilter zum Filtern des aus der organischen Schicht 272 emittierten weißen Lichts für jede Wellenlänge enthalten. Der Farbfilter ist auf einem Lichtausbreitungsweg gebildet. In einer sogenannten Struktur vom Typ mit Emission von unten, in der sich Licht, das aus der organischen Schicht 272 emittiert wird, zu dem Substrat 101, das unterhalb der organischen Schicht 272 angeordnet ist, ausbreitet, ist der Farbfilter unterhalb der organischen Schicht 272 angeordnet. In einer sogenannten Struktur vom Typ mit Emission von oben, in der sich Licht, das aus der organischen Schicht 272 emittiert wird, zu der zweiten Elektrode 273, die oberhalb der organischen Schicht 272 angeordnet ist, ausbreitet, ist der Farbfilter oberhalb der organischen Schicht 272 angeordnet.
  • 10 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigeeinrichtung 800 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezug nehmend auf 10 enthält die Anzeigeeinrichtung 800 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Substrat 101, einen Dünnschichttransistor 400, der auf dem Substrat 101 angeordnet ist, und eine erste Elektrode 381, die mit dem Dünnschichttransistor 400 verbunden ist. Zusätzlich enthält die Anzeigeeinrichtung 800 eine Flüssigkristallschicht 382, die auf der ersten Elektrode 381 angeordnet ist, und eine zweite Elektrode 383, die auf der Flüssigkristallschicht 382 angeordnet ist.
  • Die Flüssigkristallschicht 382 dient als eine Lichtmengenanpassungsschicht. Wie vorstehend beschrieben ist die in 10 gezeigte Anzeigeeinrichtung 800 eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine Flüssigkristallschicht 382 enthält.
  • Insbesondere enthält die Anzeigeeinrichtung 800 von 10 ein Substrat 101, einen Dünnschichttransistor 400, einen Passivierungsfilm 190, eine erste Elektrode 381, eine Flüssigkristallschicht 382, eine zweite Elektrode 383, eine Sperrschicht 320, Farbfilter 341 und 342, eine Lichtsperreinheit 350 und ein Gegensubstrat 102.
  • Das Substrat 101 kann aus Glas oder Kunststoff hergestellt sein.
  • Der Dünnschichttransistor 400 ist auf dem Substrat angeordnet.
  • Bezug nehmend auf 10 ist eine Pufferschicht 160 auf dem Substrat 101 angeordnet, eine Gate-Elektrode 110 ist auf der Pufferschicht 160 angeordnet, ein Gate-Isolationsfilm 150 ist auf der Gate-Elektrode 110 angeordnet, eine Halbleiterschicht 120 ist auf dem Gate-Isolationsfilm 150 angeordnet, eine Source-Elektrode 130 und eine Drain-Elektrode 140 sind auf der Halbleiterschicht 120 angeordnet, und der Passivierungsfilm 190 ist auf der Source-Elektrode 130 und der Drain-Elektrode 140 angeordnet.
  • 10 zeigt einen Dünnschichttransistor 400, der eine Struktur mit unten liegendem Gate aufweist, in der die Gate-Elektrode 110 unterhalb der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Alternativ kann ein Dünnschichttransistor, der eine Struktur mit oben liegendem Gate aufweist, in der die Gate-Elektrode 110 oberhalb der Halbleiterschicht 120 angeordnet ist, verwendet werden. Zusätzlich können die in den 1, 3, 4, 7 und 8 gezeigten Dünnschichttransistoren 100, 200, 300, 500 und 600 auf die Anzeigeeinrichtung 800 von 10 angewandt werden, zusätzlich zu dem Dünnschichttransistor 400 von 5.
  • Der Passivierungsfilm 190 ist auf dem Dünnschichttransistor 400 angeordnet, um den oberen Teil des Substrats 101 zu ebnen. Der Passivierungsfilm 190 kann aus einem organischen Isolationsmaterial bestehen, das Lichtempfindlichkeit zeigt, wie z. B. einem Acrylharz. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die erste Elektrode 381 ist auf dem Passivierungsfilm 190 angeordnet. Die erste Elektrode 381 ist mit der Drain-Elektrode 140 des Dünnschichttransistors 400 über ein Kontaktloch CH, das durch den Passivierungsfilm 190 gebildet ist, verbunden.
  • Das Gegensubstrat 102 ist so angeordnet, dass es dem Substrat 101 gegenüber ist.
  • Die Lichtsperreinheit 350 ist auf dem Gegensubstrat 102 angeordnet. Die Lichtsperreinheit 350 weist darin mehrere Öffnungen auf. Die Öffnungen sind so angeordnet, dass sie den ersten Elektroden 381, die Pixelelektroden sind, entsprechen. Die Lichtsperreinheit 350 sperrt den Durchgang von Licht durch den verbleibenden Abschnitt davon außerhalb der Öffnungen. Die Lichtsperreinheit 350 ist nicht wesentlich und kann somit weggelassen sein.
  • Die Farbfilter 341 und 342 sind auf dem Gegensubstrat 102 angeordnet und sperren selektiv die Wellenlänge von Licht, das von einer Hintergrundlichteinheit (nicht gezeigt) einfällt. Insbesondere können die Farbfilter 341 und 342 in den Öffnungen angeordnet sein, die durch die Lichtsperreinheit 350 definiert sind.
  • Jeder der Farbfilter 341 und 342 kann irgendeines aus Rot Grün und Blau ausdrücken. Jeder der Farbfilter 341 und 342 kann eine Farbe ausdrücken, die nicht Rot, Grün oder Blau ist.
  • Die Sperrschicht 320 kann auf den Farbfiltern 341 und 342 und der Lichtsperreinheit 350 angeordnet sein. Die Sperrschicht 320 kann weggelassen sein.
  • Die zweite Elektrode 383 ist auf der Sperrschicht 320 angeordnet. Beispielsweise kann die zweite Elektrode 383 vor dem Gegensubstrat 102 angeordnet sein. Die zweite Elektrode 383 kann aus einem transparenten leitfähigen Material wie z. B. ITO oder IZO bestehen.
  • Die erste Elektrode 381 und die zweite Elektrode 383 sind so angeordnet, dass sie einander gegenüber liegen, und die Flüssigkristallschicht 382 ist zwischen der ersten Elektrode 381 und der zweiten Elektrode 383 angeordnet. Die zweite Elektrode 383 legt zusammen mit der ersten Elektrode 381ein elektrisches Feld an die Flüssigkristallschicht 382 an.
  • Unter der Annahme, dass die Oberflächen des Substrats 101 und des Gegensubstrats 102, die zwischen dem ersten Substrat 101 und dem Gegensubstrat 102 zueinander weisen, als Oberseiten des Substrats 101 und des Gegensubstrats 102 definiert sind, und die Oberflächen des Substrats 101 und des Gegensubstrats 102, die deren Oberseiten gegenüber liegen, als Unterseiten des Substrats 101 und des Gegensubstrats 102 definiert sind, kann eine Polarisierungsscheibe auf jeder der Unterseiten des Substrats 101 und des Gegensubstrats 102 angeordnet sein.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung genauer mit Bezug auf Beispiele, Vergleichsbeispiele und experimentelle Beispiele beschrieben. 11 bis 16 sind Ansichten, die die Ergebnisse der Messung der Schwellenspannung Vth eines Dünnschichttransistors gemäß Vergleichsbeispielen und Beispielen zeigt.
  • [Beispiel 1]
  • Eine Gate-Elektrode 110, die aus einer Legierung aus Mo und Ti besteht und eine Dicke von 100 nm aufweist, wurde auf einem aus Glas hergestellten Substrat 101 gebildet, ein aus einem Siliziumoxid hergestellter Gate-Isolationsfilm 150 wurde auf der Gate-Elektrode 110 gebildet, und eine Halbleiterschicht 120 wurde auf dem Gate-Isolationsfilm 150 gebildet. Insbesondere wurde eine zweite Schicht 122, die eine zweidimensionale Halbleiterschicht ist, die aus Molybdänditellurid (MoTe2) besteht und eine zweischichtige Struktur aufweist, auf der Gate-Elektrode 110 gebildet, eine dritte Schicht 123, die eine zweidimensionale Halbleiterschicht ist, die aus Molybdändisulfid (MoS2) besteht und eine einschichtige Struktur aufweist, wurde auf der zweite Schicht 122 gebildet, und eine erste Schicht 121, die eine Oxidhalbleiterschicht ist, die Indium (In), Gallium (Ga) und Zink (Zn) in einem Verhältnis 1:1,5:1 enthält und eine Dicke von 30 nm aufweist, wurde auf der dritten Schicht 123 gebildet, wodurch die Halbleiterschicht 120 gebildet wurde. Danach wurden eine Source-Elektrode 130, die eine Dicke von 100 nm aufweist, und eine Drain-Elektrode 140, die eine Dicke von 100 nm aufweist, unter Verwendung einer Legierung aus Mo und Ti gebildet. Der Dünnschichttransistor, der als das Ergebnis dessen, dass er wie vorstehend beschrieben hergestellt ist, die in 5 gezeigte Struktur aufweist, ist als Beispiel 1 bezeichnet.
  • [Vergleichsbeispiel 1]
  • Ein Dünnschichttransistor wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine Halbleiterschicht, die nur aus einer zweiten Schicht 122 besteht, die ein zweidimensionaler Halbleiter ist, der aus Molybdänditellurid (MoTe2) besteht und eine zweischichtige Struktur aufweist, gebildet wurde. Der wie vorstehend beschrieben hergestellte Dünnschichttransistor ist als Vergleichsbeispiel 1 bezeichnet.
  • [Messung der Schwellenspannung]
  • Die Schwellenspannung Vth der Dünnschichttransistoren gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 wurde gemessen. Um die Schwellenspannung Vth zu messen, wurde der Drain-Strom Ids gemessen, während eine Gate-Spannung Vgs im Bereich von -20 V bis +20 V angelegt war. Eine Spannung von 10 V und eine Spannung von 0,1 V wurden über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt. 11 und 12 zeigen die Ergebnisse der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 und dem Beispiel 1.
  • In 11 gibt A1 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B1 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 11 ist zu sehen, dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung etwa 2,87 V ist und dass die Steigung eines Graphen des Drain-Stroms Ids in einem Gebiet der Schwellenspannung Vth nicht steil ist, wodurch die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 nicht gut sind.
  • In 12 gibt A2 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 1 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B2 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 1 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 12 ist zu sehen, dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung 0,12 V ist, was sehr klein ist, und dass die Steigung eines Graphen des Drain-Stroms Ids in einem Gebiet der Schwellenspannung Vth sehr steil ist, wodurch die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 1 ausgezeichnet sind.
  • [Beispiele 2 und 3 und Vergleichsbeispiele 2 und 3]
  • Eine aus SiO2 hergestellte Passivierungsschicht wurde auf jedem der gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Dünnschichttransistoren gebildet. Insbesondere wurde eine aus SiO2 hergestellte Passivierungsschicht durch Plasmaabscheidung unter Verwendung von He/N2O/SiH4-Gasen gebildet. Zu dieser Zeit wurde Plasmaabscheidung unter Bedingungen ausgeführt, in denen Energie (kW/m2) und Druck pro Einheitsfläche wie nachstehend in Tabelle 1 gezeigt angewandt wurden, um eine Passivierungsschicht auf dem Dünnschichttransistor gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1 zu bilden, wodurch die Dünnschichttransistoren gemäß den Beispielen 2 und 3 und Vergleichsbeispielen 2 und 3 hergestellt wurden. Eine aus SiO2 hergestellte Passivierungsschicht kann als eine Schutzschicht, ein Gate-Isolationsfilm oder ein Zwischenschichtisolationsfilm verwendet werden. [Tabelle 1]
    Beispiel 2 Beispiel 3 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3
    Dünnschichttransistor, auf dem Plasmaabscheidung ausgeführt werden soll Beispiel 1 Beispiel 1 Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 1
    Angewandte Energie (kW/m2) 0,7 1,0 0,7 1,0
    Druck (T) 1,5 1,2 1,5 1,2
  • Danach wurden die Schwellenspannungen Vth des Dünnschichttransistors gemäß den Beispielen 2 und 3 und den Vergleichsbeispielen 2 und 3 gemessen. Um die Schwellenspannung Vth zu messen, wurde der Drain-Strom Ids gemessen, während eine Gate-Spannung Vgs im Bereich von -20 V bis +20 V angelegt war. Eine Spannung von 10 V und eine Spannung von 0,1 V wurden über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt. 13 zeigt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß Vergleichsbeispiel 2, 14 zeigt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß Beispiel 2, 15 zeigt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß Vergleichsbeispiel 3, und 16 zeigt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß Beispiel 3.
  • In 13 gibt A3 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B3 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 13 ist zu sehen, dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung -4,55 V ist, was eine große Verteilung der Schwellenspannung angibt, und dass die Steigung eines Graphen des Drain-Stroms Ids in einem Gebiet der Schwellenspannung Vth sanft ist, wodurch die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 nicht gut sind.
  • Zusätzlich ist im Vergleich zu dem Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 (siehe 11) zu sehen, dass die Verteilung der Schwellenspannung in dem Dünnschichttransistor gemäß dem Vergleichsbeispiel 2 erhöht war. Basierend auf diesem Ergebnis ist zu sehen, dass die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors im Zuge des Bildens der Passivierungsschicht in hohem Maße reduziert wurden.
  • In 14 gibt A4 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 2 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B4 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 2 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 14 ist zu sehen, dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung 0,29 V ist, was sehr klein ist, und dass die Steigung eines Graphen des Drain-Stroms Ids in einem Gebiet der Schwellenspannung Vth sehr steil ist, wodurch die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 2 ausgezeichnet sind.
  • Zusätzlich ist im Vergleich zu dem Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 1 (siehe 12) zu sehen, dass die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 2 nicht in hohem Maße reduziert waren. Basierend auf diesem Ergebnis ist zu sehen, dass in dem Fall, in dem die dritte Schicht 123 auf der zweiten Schicht 122, die aus einem zweidimensionalen Halbleiter hergestellt ist, angeordnet ist, und die erste Schicht 121, die aus einem Oxidhalbleiter hergestellt ist, auf der dritten Schicht 123 gebildet ist, die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß Beispiel 2 nicht in hohem Maße reduziert sind, selbst wenn die Passivierungsschicht auf der Halbleiterschicht 120 durch Plasmabehandlung gebildet wird.
  • In 15 gibt A5 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B5 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 15 ist zu sehen dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung -10,68 V ist, was eine große Verteilung der Schwellenspannung angibt, wobei es schwierig ist, den Dünnschichttransistor gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 als eine Schaltvorrichtung zu verwenden.
  • Zusätzlich waren im Vergleich zu dem Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 (siehe 11) die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Vergleichsbeispiel 3 stark verschlechtert. Folglich ist zu sehen, dass die Zuverlässigkeit des Dünnschichttransistors im Zuge des Bildens der Passivierungsschicht in hohem Maße reduziert wurde.
  • In 16 gibt A6 das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 3 an, wenn eine Spannung von 10 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde, und B6 gibt das Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 3 an, wenn eine Spannung von 0,1 V über die Source-Elektrode 130 und die Drain-Elektrode 140 angelegt wurde. Bezug nehmend auf 16 ist zu sehen, dass eine Änderung ΔVth der Schwellenspannung -1,59 V ist, was sehr klein ist, und dass die Steigung eines Graphen des Drain-Stroms Ids in einem Gebiet der Schwellenspannung Vth sehr steil ist, wodurch die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 3 ausgezeichnet sind.
  • Zusätzlich ist im Vergleich zu dem Ergebnis der Messung der Schwellenspannung Vth des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 1 (siehe 12) zu sehen, dass die Ansteuereigenschaften des Dünnschichttransistors gemäß dem Beispiel 3 nicht in hohem Maße reduziert waren. Basierend auf diesem Ergebnis ist zu sehen, dass die Zuverlässigkeit eines Dünnschichttransistors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht reduziert wird, selbst wenn die Passivierungsschicht auf der Halbleiterschicht 120 durch Plasmabehandlung gebildet wird.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen ist, enthält ein Dünnschichttransistor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Halbleiterschicht, die durch Stapeln eines Oxidhalbleiters und eines zweidimensionale Halbleiters gebildet ist. Folglich ist der Dünnschichttransistor dünn, vorzugsweise flexibel, und zeigt ausgezeichnete elektrische Eigenschaften. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt der Dünnschichttransistor ausgezeichnete Zuverlässigkeit, da der Oxidhalbleiter den zweidimensionalen Halbleiter trägt. Zusätzlich ist die Verschlechterung elektrischer Eigenschaften aufgrund der Herstellungsprozessbedingungen vermieden. Ein Dünnschichttransistor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dünn und flexibel, wodurch der Dünnschichttransistor auf eine Dünnschichtanzeigeeinrichtung und eine flexible Anzeigeeinrichtung anwendbar ist.
  • Zusätzlich zu den Effekten der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend genannt sind, werden zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung durch Fachleute aus der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung klar verstanden. Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung, die vorstehend beschrieben ist, nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und die begleitenden Zeichnungen beschränkt ist und dass verschiedene Ersetzungen, Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindungen abzuweichen. Folglich ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung durch die begleitenden Ansprüche definiert, und es ist vorgesehen, dass alle Variationen und Modifikationen, die aus der Bedeutung, dem Schutzbereich und dem Äquivalenzkonzept der Ansprüche abgeleitet sind, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020150029035 [0008]

Claims (15)

  1. Dünnschichttransistor (100), der Folgendes umfasst: eine Gate-Elektrode (110), die auf einem Substrat (101) angeordnet ist; eine Halbleiterschicht (120), die wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode (110) überlappt, wobei die Halbleiterschicht (120) von der Gate-Elektrode (110) isoliert ist; einen Gate-Isolationsfilm (150), der zwischen der Gate-Elektrode (110) und der Halbleiterschicht (120) angeordnet ist; eine Source-Elektrode (130), die mit der Halbleiterschicht (120) verbunden ist, und eine Drain-Elektrode (140), die mit der Halbleiterschicht (120) verbunden ist, wobei die Drain-Elektrode (140) von der Source-Elektrode (130) beabstandet ist, wobei die Halbleiterschicht (120) Folgendes umfasst: eine erste Schicht (121), die einen Oxidhalbleiter umfasst; und eine zweite Schicht (122), die mit der ersten Schicht (121) überlappt, und wobei eine Energiebandlücke der ersten Schicht (121) größer ist als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht (122).
  2. Dünnschichttransistor nach Anspruch 1, wobei die Gate-Elektrode (110) näher an dem Substrat (101) als die Halbleiterschicht (120) angeordnet ist oder die Halbleiterschicht (120) näher an dem Substrat (101) als die Gate-Elektrode (110) angeordnet ist.
  3. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (122) näher an der Gate-Elektrode (110) angeordnet ist als die erste Schicht (121).
  4. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (121) eine Energiebandlücke von 3,0 eV oder größer aufweist.
  5. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Schicht (121) Gallium (Ga) und wenigstens ein Metallelement, das nicht Gallium ist, umfasst, und/oder ein Gehalt an Gallium in der ersten Schicht (121) das 1,5-Fache oder mehr eines Gehalts jedes der wenigstens einen Metallelemente, die nicht Gallium sind, ist, basierend auf der Anzahl von Atomen.
  6. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiter der zweiten Schicht (122) wenigstens eines aus einem Übergangsmetall-Dichalcogenid, einschichtigem CdTe, GaS, GaSe, GaS1-xSex, CdI2, PbI2, K2Al4(Si6Al2O28)(OH,F)4 und Mg6(Si8O28)(OH)4 umfasst.
  7. Dünnschichttransistor nach Anspruch 6, wobei das Übergangsmetall-Dichalcogenid wenigstens eines aus Molybdändisulfid (MoS2), Molybdändiselenid (MoSe2), Molybdänditellurid (MoTe2), Wolframdisulfid (WS2), Wolframdiselenid (WSe2), Wolframditellurid (WTe2), Niobdisulfid (NbS2), Niobdiselenid (NbSe2), Niobditellurid (NbTe2), Tantaldisulfid (TaS2), Tantaldiselenid (TaSe2), Tantalditellurid (TaTe2), Hafniumdisulfid (HfS2), Hafniumdiselenid (HfSe2), Hafniumditellurid (HfTe2), Titandisulfid (TiS2), Titandiselenid (TiSe2) und Titanditellurid (TiTe2) umfasst.
  8. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (122) eine Kanalschicht ist; und/oder die zweite Schicht (122) eine Energiebandlücke im Bereich von 1,0 bis 1,5 eV aufweist; und/oder die zweite Schicht (122) eine Struktur aufweist, in der mehrere Schichten, von denen jede aus dem Halbleiter der zweiten Schicht (122) besteht, gestapelt sind; und/oder die zweite Schicht (122) eine Dicke im Bereich von 1,5 bis 5 nm aufweist.
  9. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterschicht (120) ferner eine dritte Schicht (123) umfasst, die zwischen der ersten Schicht (121) und der zweiten Schicht (122) angeordnet ist.
  10. Dünnschichttransistor nach Anspruch 9, wobei eine Energiebandlücke der dritten Schicht (123) kleiner als die Energiebandlücke der ersten Schicht (121) und größer als die Energiebandlücke der zweiten Schicht (122) ist.
  11. Dünnschichttransistor nach Anspruch 9 oder 10, wobei die dritte Schicht (123) eine Energiebandlücke im Bereich von 1,6 bis 2,5 eV aufweist; und/oder die dritte Schicht (123) aus einer einzigen Schicht besteht; und/oder die dritte Schicht (123) eine Dicke im Bereich von 0,4 bis 1,4 nm aufweist; und/oder die dritte Schicht (123) eines aus Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2) umfasst.
  12. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke der ersten Schicht (121) im Bereich von 10 bis 50 nm liegt.
  13. Dünnschichttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht (122) einen zweidimensionalen Halbleiter umfasst und/oder die dritte Schicht (123) aus einem zweidimensionalen Halbleiter besteht.
  14. Anzeigeeinrichtung, die Folgendes umfasst: ein Substrat (101); einen Dünnschichttransistor (400), der auf dem Substrat (101) angeordnet ist; und eine erste Elektrode (271), die mit dem Dünnschichttransistor (400) verbunden ist, wobei der Dünnschichttransistor (400) Folgendes umfasst: eine Gate-Elektrode (110), die auf dem Substrat (101) angeordnet ist; eine Halbleiterschicht (120), die wenigstens mit einem Abschnitt der Gate-Elektrode (110) überlappt, wobei die Halbleiterschicht (120) von der Gate-Elektrode (110) isoliert ist; einen Gate-Isolationsfilm (150), der zwischen der Gate-Elektrode (110) und der Halbleiterschicht (120) angeordnet ist; eine Source-Elektrode (130), die mit der Halbleiterschicht (120) verbunden ist, und eine Drain-Elektrode (140), die mit der Halbleiterschicht (120) verbunden ist, wobei die Drain-Elektrode (140) von der Source-Elektrode (130) beabstandet ist, wobei die Halbleiterschicht (120) Folgendes umfasst: eine erste Schicht (121), die einen Oxidhalbleiter umfasst; und eine zweite Schicht (122), die mit der ersten Schicht (121) überlappt, wobei eine Energiebandlücke der ersten Schicht (121) größer ist als eine Energiebandlücke der zweiten Schicht (122).
  15. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 14, wobei die Anzeigeeinrichtung eine flexible Anzeigeeinrichtung ist.
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