CN101685845B - 半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法，其中，形成半导体薄膜的方法包括以下步骤：(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层，以及(b)将半导体微粒层浸入溶液中以形成半导体薄膜。通过本发明，可以使用无机半导体微粒作为起始材料通过简单方便的湿处理来以低成本地形成具有期望特性的半导体薄膜，从而提供具有期望特性的电子设备。

Description

半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法
相关申请的交叉参考
本发明包含于2008年9月26日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-247636所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及半导体薄膜的形成方法和使用半导体薄膜的形成方法来制造电子设备的方法。
背景技术
近年来，大力开发了使用半导体微粒的薄膜的电子设备，具体地，诸如半导体设备、发光设备和太阳能电池的电子设备引起了关注。这些电子设备的最终目标包括低成本、轻重量、柔性和高性能。据称，开发的关键在于由用作起始材料的半导体微粒形成的半导体薄膜的物理特性。与诸如硅的无机材料相比，由作为起始材料的半导体微粒形成的半导体薄膜具有以下多个优点。
(1)可以以低成本和低温度通过简单处理来制造大面积的电子设备。
(2)可以制造具有柔性的电子设备。
(3)可以通过所使用的半导体微粒来控制电子设备的性能和物理特性。
具体地，作为低温简单处理，例如，日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译)第2004-515081号公开了通过诸如印刷法的涂布沉积法来形成由无机半导体颗粒构成的半导体层的技术。
发明内容
然而，已经发现，难以仅通过在基底上涂敷无机半导体颗粒的分散溶液以形成膜随后简单地对膜进行干燥来形成具有所期望特性并由无机半导体微粒构成的半导体层。
期望提供使用无机半导体微粒作为起始材料来形成具有所期望特性的半导体薄膜的方法以及使用形成半导体薄膜的方法来制造电子设备的方法。
根据本发明的一个实施方式，半导体薄膜的形成方法包括以下步骤：(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层，以及(b)将半导体微粒层浸入溶液(可以称为“半导体薄膜形成溶液”)中以形成半导体薄膜。
根据本发明的第一实施方式，电子设备的制造方法是三端电子设备的制造方法，该三端电子设备包括(A)控制电极、(B)第一电极和第二电极以及(C)由半导体薄膜构成并设置在第一电极和第二电极之间以通过绝缘层面对控制电极的活性层。
根据本发明的第二实施方式，制造电子设备的方法是制造两端电子设备的方法，该两端电子设备包括(A)第一电极和第二电极以及(B)由半导体薄膜构成并设置在第一电极和第二电极之间的活性层。
在根据本发明的第一或第二实施方式的电子设备的制造方法中，半导体薄膜通过以下步骤形成：(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层，以及(b)将半导体微粒层浸入溶液(可以称为“半导体薄膜形成溶液”)中。
在通过根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法获得的三端电子设备中，从第一电极流过活性层到第二电极的电流可以由施加给控制电极的电压来控制。具体地，电子设备可以被配置为控制电极对应于栅电极、第一和第二电极对应于源/漏电极、绝缘层对应于栅极绝缘层以及活性层对应于沟道形成区域的场效应晶体管。可选地，电子设备可以被配置为通过向控制电极以及第一和第二电极施加电压使活性层发光的发光元件(发光晶体管)。在该发光元件中，由于基于施加给控制电极的电压的调节和注入电子和空穴的再结合，构成活性层的半导体薄膜基于电荷存储具有发光功能。在发光元件(发光晶体管)中，发射强度与漏极电流的绝对值成比例，并且可以由栅极电压和源/漏电极之间的电压来调节。电子设备表现为场效应晶体管的功能还是发光元件的功能取决于对第一和第二电极的电压施加的状态(偏压)。首先，当在不从第二电极注入电子的范围中施加偏压时，通过调节控制电极使电流从第一电极流到第二电极。这是晶体管操作。另外，当在充分存储了空穴的条件下增加施加给第一电极和第二电极的偏压时，开始电子注入，并通过与空穴的再结合来发光。可选地，电子设备可以被配置为通过活性层的照射使电流在第一电极和第二电极之间流动的光电转换器。当电子设备被配置为光电转换器时，具体地，可以根据光电转换器来构成太阳能电池或图像传感器。在这种情况下，可以向控制电极不施加或施加电压。当施加电压时，可以通过向控制电极施加电压来调节流动电流。当电子设备被配置成发光元件或光电转换器时，更具体地，发光元件或光电转换器的配置和结构可以(例如)与以下所述四种场效应晶体管的配置和结构的任一个相同。
具体地，通过根据本发明第二实施方式的制造电子设备的方法获得的两端电子设备用作太阳能电池。在这种情况下，第一电极可以由具有高功函(例如，φ＝4.5eV～5.5eV)的金属构成，并且第二电极可以由具有低功函(例如，φ＝3.5eV～4.5eV)的金属构成。在这种配置下，从提高电力生成效率的观点来看，优选形成第二电极、活性层和第一电极依次形成在基板上的所谓的垂直设备结构。电子设备的结构并不限于垂直结构，而是可以形成所谓的水平结构，其中，第一和第二电极形成在基板上，并且活性层形成在基板的一部分上，其位于第一和第二电极之间。在这些情况下，当半导体薄膜具有p型导电性时，可以选择具有相对接近于由构成半导体薄膜的半导体原子和半导体分子的HOMO(最高被占分子轨道)所占有的能级的功函的传导金属作为构成第一电极的材料。这种材料的实例包括金(Au)和银(Ag)以及用于形成透明电极的ITO和STO。在通过根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法所获得的电子设备中，当使作为电子设备的光电转换器用作太阳能电池时，第一和第二电极的每一个均优选由上述材料构成。
在本发明的半导体薄膜的形成方法、包括上述优选形式的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法或者根据本发明第二实施方式的电子设备的制造方法中，优选地，无机半导体微粒由从由硒化铅(PbSe)、硒化锡(SnSe)、硒化锗(GeSe)、硒化镉(CdSe)、硒化锌(ZnSe)、硫化铅(PbS)、硫化锡(SnS)、硫化锗(GeS)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、碲化铅(PbTe)、碲化锡(SnTe)、碲化锗(GeTe)、碲化镉(CdTe)和碲化锌(ZnTe)构成的组中选出的至少一种构成。此外，可以使用具有包括这些材料的组合的核心-壳结构、并入有机分子的泡结构等的无机半导体微粒。
在包括上述优选构造的本发明的半导体薄膜的形成方法、包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法或者包括上述优选形式和构造的根据本发明第二实施方式的电子设备的制造方法中，溶液(半导体薄膜形成溶液)可以由含有二硫醇化合物的乙醇构成。在这种情况下，二硫醇化合物优选由烷烃二硫醇、苯二硫醇或噻吩二硫醇构成。
可以将包括上述优选形式和构造的半导体薄膜的形成方法、包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法或者包括上述优选形式和构造的根据本发明第二实施方式的电子设备的制造方法简单地统称为“本发明”。
在本发明中，将无机半导体微粒分散溶液涂布到基板，并且可以没有问题地使用通用涂敷方法中的任何一种。涂敷方法的具体实例包括旋涂法；各种印刷法，诸如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶板印刷法、反向胶板印刷法、凹版印刷法和微接触法；各种涂布法，诸如气刀涂布机法、刮片涂布机法、棒式涂布机法、刮刀涂布机法、挤压涂布机法、逆辊式涂布机法、转送辊涂布机法、凹板涂布机法、吻合式涂布机法、铸涂机法、喷涂机法、裂缝涂布机法、压延涂布机法、毛细管涂布机法和浸渍法；喷雾法；使用分散器的方法；浇铸法；压印法；以及涂敷液体材料的方法，诸如Langmuir-Blodgett法。基板上无机半导体微粒分散液体的涂敷和干燥的次数并不限于一次，而是可以为两次以上。在这种情况下，获得厚半导体微粒层(包括高密度的无机半导体微粒的半导体微粒层)，使得可以控制最终所得到的半导体薄膜的均匀性和厚度。可以根据所用的无机半导体微粒分散溶液的沸点和所用材料来适当选择干燥温度和时间。
无机半导体微粒分散溶液是其中分散有无机半导体微粒的溶液(分散溶液)。该分散溶液的实例包括己烷/辛烷、二氯甲烷、己烷、戊烷和辛烷。
此外，将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成半导体薄膜。浸渍时间取决于构成半导体微粒层的无机半导体微粒的类型和半导体薄膜形成溶液的类型。因此，可以基于各种试验来适当地确定浸渍时间。这同样适用于诸如半导体薄膜形成溶液的温度等的其他浸渍条件。在浸渍之后，执行干燥以去除半导体薄膜形成溶液。可以根据所用的半导体薄膜形成溶液的沸点和所用材料来适当选择干燥温度和时间。
在基板上形成半导体微粒层，并且可以以密集或粗糙含有无机半导体微粒的状态形成基板上的半导体微粒层。具体地，通过使半导体微粒层向基板垂直凸出所获得的凸出图像优选具有基板每单位面积80％以上的比率OR1。即，(100-OR1)的值表示基板上不存在无机半导体微粒的比率。当在基板上几次形成半导体微粒层时，通过使最终所得到的半导体微粒层凸出所获得的凸出图像优选具有基板每单位面积80％以上的比率OR1。将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成半导体薄膜。具体地，通过使半导体薄膜向基板垂直凸出获得的凸出图像优选具有基板每单位面积95％以上的比率OR2。即，(100-OR2)的值表示基板上不存在无机半导体薄膜的比率。然而，优选地，在基板上的半导体薄膜中不存在岛状半导体薄膜(与其他半导体薄膜部分分离并独立存在的部分)。
无机半导体微粒的平均粒径RAVE范围并没有限制，但优选为1×10-9m≤RAVE≤1×10-6m，更优选为1×10-9m≤RAVE≤1×10-8m。无机半导体微粒的形状可以为球形，但不限于此。形状的其他实例包括三角形、四面体、立方体、长方体、圆锥体、圆柱(杆)、三角柱、纤维形、丸状纤维等。当无机半导体微粒的形状不是球形时，估算与对于具有除球形之外形状的无机半导体微粒测量的具有相同体积的球体，并且可以将该球体的平均直径作为无机半导体微粒的平均粒径RAVE。例如，可通过测量通过透射电子显微镜(TEM)观测的无机半导体微粒的直径来确定无机半导体微粒的平均粒径RAVE。
此外，可以在半导体微粒的表面上形成保护层。构成保护层的材料实例包括三辛基磷(TOP)、三辛基氧化磷(TOPO)、油胺和油酸。然而，材料并不限于这些材料，而是可以使用任何材料，只要是具有可结合到半导体微粒的官能团的分子即可。
通过包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法获得的三端电子设备可以具有任何结构，只要是可以形成半导体薄膜的结构即可，诸如底部接触型半导体设备、顶部接触型半导体设备、具有垂直结构的半导体设备等。
包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法能够制造底栅/底部接触型半导体设备。具体地，该方法包括以下步骤：
(a)在支撑体上形成栅电极，然后在整个表面上形成栅极绝缘层；
(b)在栅极绝缘层上形成源/漏电极；以及
(c)在栅极绝缘层(对应于基板，位于源电极和漏电极之间)的至少一部分上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液，以形成半导体微粒层，随后将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域。
所得到的底栅/底部接触型半导体设备(具体地，底栅/底部接触型场效应晶体管FET，更具体地，底栅/底部接触型薄膜晶体管TFT)包括：
(α)形成在支撑体上的栅电极；
(β)形成在栅电极和支撑体上的栅极绝缘层(对应于基板)；
(γ)形成在栅极绝缘层上的源/漏电极；以及
(δ)包括形成在栅极绝缘层上的源电极和漏电极之间的半导体薄膜的沟道形成区域。
包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法能够制造底栅/顶部接触型半导体设备。具体地，该方法包括以下步骤：
(a)在支撑体上形成栅电极，随后在整个表面上形成栅极绝缘层；
(b)在栅极绝缘层(对应于基板)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层，随后将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部(extension)；以及
(c)在沟道形成区域延伸部上形成源/漏电极。
所得到的底栅/顶部接触型半导体设备(具体地，底栅/顶部接触型场效应晶体管FET，更具体地，底栅/顶部接触型薄膜晶体管TFT)包括以下部件：
(α)形成在支撑体上的栅电极；
(β)形成在栅电极和支撑体上的栅极绝缘层(对应于基板)；
(γ)包括形成在栅极绝缘层上的半导体薄膜的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部；以及
(δ)形成在沟道形成区域延伸部上的源/漏电极。
包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法能够制造顶栅/底部接触型半导体设备。具体地，该方法包括以下步骤：
(a)在支撑体上形成源/漏电极；
(b)在支撑体以及源/漏电极(对应于基板)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层，随后将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域；以及
(c)在整个表面上形成栅极绝缘层，随后在设置在沟道形成区域上的栅极绝缘层的一部分上形成栅电极。
所得到的顶栅/底部接触型半导体设备(具体地，顶栅/底部接触型场效应晶体管FET，更具体地，顶栅/底部接触型薄膜晶体管TFT)包括：
(α)形成在支撑体上的源/漏电极；
(β)包括形成在支撑体(对应于基板)上的源电极和漏电极之间的半导体薄膜的沟道形成区域；
(γ)形成在源/漏电极和沟道形成区域上的栅极绝缘层；以及
(δ)形成在栅极绝缘层上的栅电极。
包括上述优选形式和构造的根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法能够制造顶栅/顶部接触型半导体设备。具体地，该方法包括以下步骤：
(a)在支撑体(对应于基板)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层，随后将半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部；
(b)在沟道形成区域延伸部上形成源/漏电极；以及
(c)在整个表面上形成栅极绝缘层，随后在设置在沟道形成区域上的栅极绝缘层的一部分上形成栅电极。
所得到的顶栅/顶部接触型半导体设备(具体地，顶栅/顶部接触型场效应晶体管FET，更具体地，顶栅/顶部接触型薄膜晶体管TFT)包括以下部件：
(α)包括形成在支撑体(对应于基板)上的半导体薄膜的沟道形成区域和沟道形成区域延伸部；
(β)形成在沟道形成区域延伸部上的源/漏电极；
(γ)形成在源/漏电极和沟道形成区域上的栅极绝缘层；以及
(δ)形成在栅极绝缘层上的栅电极。
基板可以由氧化硅材料(例如，SiOX或旋涂玻璃(SOG))、硅氮化物(SiNY)、氧氮化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)、金属氧化物高介电性绝缘膜或金属盐绝缘体构成。当基板由这种材料构成时，可以在由从以下给出的材料中适当选出的材料构成的支撑体上(或支撑体上方)形成基板。用于支撑体的材料或除上述基板之外的基板的材料的实例包括：有机聚合物(诸如具有柔性并由聚合物材料构成的塑料膜、塑料片和塑料基板的聚合物材料类型)，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚苯醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二酸乙二醇酯(PEN)；以及诸如云母等的天然矿物绝缘体。当使用由具有柔性的这种有机聚合物或聚合物材料构成基板时，可以将电子设备或半导体设备并入(例如)具有弯曲表面形状的显示设备或电子装置中或与其集成。基板(或支撑体)的实例包括各种玻璃基板、包括形成在其表面上的绝缘膜的各种玻璃基板、石英基板、包括形成其表面的绝缘膜的石英基板、包括形成其表面的绝缘膜的硅基板、蓝宝石基板以及由各种合金或金属构成的金属基板(诸如不锈钢基板等)。作为电绝缘支撑体，可以从上述材料中选出适当材料。作为支撑体，可以使用导电基板(由诸如金或铝的金属构成的基板、由高取向性石墨构成的基板、不锈钢基板等)。根据电子设备的构造和结构在支撑体上设置电子设备。支撑体由上述材料构成。尽管基板的表面优选具有平滑性，但其可以具有不影响半导体薄膜的导电性的粗糙度。为了提高基板和半导体薄膜之间的粘着性，可通过硅烷结合法在基板表面上形成硅烷醇介电层。可选地，可以制备部分进行了表面处理以具有与无机半导体微粒的亲和性的基板，并且可以在基板上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以最终容易地制备图样化的半导体薄膜。作为具有与无机半导体微粒的亲和性的表面处理，例如，在基板的一部分上粘着和吸附具有可结合到半导体微粒的官能团(诸如硫醇基、磷酸基、羰基等)的分子。
构成控制电极、第一电极、第二电极、栅电极和源/漏电极的材料实例包括诸如铂(Pt)、金(Au)、钯(Pd)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)、钽(Ta)、钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、铟(In)、锡(Sn)、铁(Fe)、钴(Co)、锌(Zn)、镁(Mg)等的金属；含有这些金属元素的合金；由这些金属构成的导电颗粒；含有这些金属的合金的导电颗粒；以及诸如含有杂质的多晶硅和含碳材料的导电材料。可以形成含有这些元素的层的层压结构。构成控制电极、第一电极、第二电极、栅电极和源/漏电极的材料的其他实例包括有机材料(导电聚合物)，诸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]和聚苯胺。构成控制电极、第一电极、第二电极、栅电极和源/漏电极的材料可以相同或不同。
形成控制电极、第一电极、第二电极、栅电极和源/漏电极的方法取决于构成材料，但根据要求可以是图样化技术和上述各种涂布方法中的任一个的组合；物理气相沉积法(PVD法)；包括MOCVD方法的各种化学气相沉积法(CVD方法)；剥离法；遮光掩模法；以及镀法，诸如电镀法、无电镀法和其组合。PVD法的实例包括(a)各种真空蒸发法，诸如电子束加热法、电阻加热法、闪蒸法、加热坩埚的方法等；(b)等离子体蒸发法；(c)各种溅射法，诸如双极溅射法、直流溅射法、直流磁控管溅射法、高频溅射法、磁控管溅射法、离子束溅射法、偏压溅射法等；以及(d)各种离子电镀法，诸如DC(直流)法、RF法、多阴极法、活化反应法、电场蒸发法、高频离子电镀法、反应离子镀法等。
构成栅极绝缘层的材料实例包括无机绝缘材料，例如，氧化硅类材料；硅氮化物(SiNY)；氧化铝(Al2O3)的金属氧化物高介电性绝缘膜等；有机绝缘材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、诸如N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(AEAPTMS)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)等的硅醇衍生物(硅烷结合剂)；在末端各自具有可结合到控制电极的官能团的直链烃，例如，有机绝缘材料(有机聚合物)，诸如十八烷硫醇、十二烷基异氰酸盐等；以及这些材料的组合。氧化硅类材料的实例包括氧化硅(SiOX)、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氧氮化硅(SiON)、SOG(旋涂玻璃)以及低介电性材料(例如，聚芳基乙醚、环全氟化碳聚合物、苯并环丁烯、环状碳氟树脂、聚四氟乙烯、氟芳基乙醚、聚酰亚胺、非晶碳和有机SOG)。
作为栅极绝缘层的形成方法，可以使用上述各种PVD法、各种CVD法、旋涂法、上述各种印刷法、上述各种涂布法、浸渍法、浇铸法、溶胶凝胶法、电极沉积法、遮光掩模法和喷射法中的任何一种。
可以通过氧化或氮化控制电极和栅电极的表面或在控制电极和栅电极的表面上形成氧化膜或氮化膜来形成栅极绝缘层。用于氧化控制电极和栅电极的表面的方法取决于构成控制电极和栅电极的材料，但是，例如可以使用利用O2等离子体的氧化方法或阳极化方法。用于氮化控制电极和栅电极的表面的方法取决于构成控制电极和栅电极的材料，但是，例如可以使用利用N2等离子体的氮化方法。可选地，可以通过诸如以自组织方式对控制电极和栅电极的表面涂布绝缘分子(其具有可化学结合到控制电极和栅电极的官能团)的浸渍方法的方法来在控制电极和栅电极的表面上形成栅极绝缘层。可以通过利用硅醇衍生物(硅烷耦合剂)修饰控制电极和栅电极的表面来形成栅极绝缘层。
当将在本发明中获得的电子设备应用于显示设备和各种电子装置时，可以在支撑体上集成许多电子设备以形成单片集成电路，或者可以将电子设备切割成独立设备并将其用作分立元件。此外，可以用树脂来密封电子设备。
根据本发明，尽管尚未阐明机制，但是可以通过不仅在基板上涂敷和干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层，而且还将半导体微粒层浸入溶液中来形成半导体薄膜。因此，可以使用无机半导体微粒作为起始材料通过简单方便的湿处理来以低成本地形成具有期望特性的半导体薄膜，从而提供具有期望特性的电子设备。用于形成半导体薄膜的处理对于基板和支撑体的形状和材料没有大的限制，因此可以在各种基板上形成期望的半导体薄膜。因此，可通过简单处理在各种支撑体的任一个上形成诸如晶体管、发光元件或太阳能电池的电子设备。
附图说明
图1A和图1B分别是实施例1和实施例2的电子设备(半导体设备)的示意性部分截面图；
图2A和图2B分别是实施例3和实施例4的电子设备(半导体设备)的示意性部分截面图；
图3是实施例6的电子设备(半导体设备)的示意性部分截面图；
图4A和图4B是示出了在实施例6中获得的样本A和样本B的导电性的测量结果的示图和示出了样本A的光电流的测量结果的示图；
图5是在实施例1中获得的半导体微粒层的扫描电子显微镜照片的代用图；
图6是在实施例1中获得的半导体薄膜的扫描电子显微镜照片的代用图；
图7A～图7D是各自示了出通过将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中形成的半导体薄膜的吸收频谱的测量结果的示图；以及
图8是示出了在通过光电转换设备的制造的参考例方法获得的连接分子的引入之前和之后(浸入丙二硫醇的乙腈溶液之前和之后)的光电转换设备的光响应性的示图。
具体实施方式
参考附图基于实施例来描述本发明。
实施例1
实施例1涉及本发明的半导体薄膜的形成方法和根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法。
如图1A的示意性部分截面图所示，通过实施例1的电子设备的制造方法获得的电子设备是包括以下部件的三端电子设备：
(A)控制电极14；
(B)第一和第二电极16；以及
(C)包括被设置在第一和第二电极16之间通过绝缘层15面对控制电极14的半导体薄膜的活性层17。
更具体地，实施例1的电子设备是从第一电极流过活性层到第二电极的电流通过施加给控制电极的电压所控制的场效应晶体管(TFT)。此外，控制电极对应于栅电极，第一和第二电极对应于源/漏电极，绝缘层对应于栅极绝缘层，且活性层对应于沟道形成区域。
实施例1的电子设备包括设置在支撑体11上的栅电极14、栅极绝缘层15、源/漏电极16和沟道形成区域17。具体地，实施例1的电子设备是底栅/底部接触型场效应晶体管(更具体地，薄膜晶体管(TFT))。即，电子设备包括以下部件：
(α)形成在支撑体11上的栅电极14(对应于控制电极)；
(β)形成在栅电极14和支撑体11上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层且对应于基板)；
(γ)形成在栅极绝缘层15上的源/漏电极16(对应于第一和第二电极)；以及
(δ)包括形成在栅极绝缘层15上的源电极和漏电极16之间的半导体薄膜的沟道形成区域17(对应于活性层)。
在实施例1中，控制电极(栅电极)14和第一和第二电极(源/漏电极)16由金(Au)构成，绝缘层(栅极绝缘层)15由SiO2构成，以及活性层(沟道形成区域)17由半导体薄膜构成，该半导体薄膜通过由PbSe构成并用作起始材料的无机半导体微粒形成。换言之，在实施例1中，无机半导体微粒由硒化铅(PbSe)构成。无机半导体微粒的平均粒径RAVE是10nm。溶液(半导体薄膜形成溶液)是含有二硫醇化合物的乙醇，具体地，含有烷烃二硫醇的乙醇，更具体地，丙烷二硫醇的乙醇溶液。在实施例1中，支撑体11包括玻璃基板12和形成在其表面上的绝缘膜13。
在实施例1中，首先，通过以下描述的机制制备PbSe微粒。在氩气环境中执行以下描述的所有处理。实施例2～6中所使用的PbSe微粒是通过相同处理制备的。
步骤10
首先，在两颈茄型烧瓶中混合Pb(Ac)2三水合物、二苯醚(DPE)、油酸和三辛基膦(TOP)，并在真空下将所得到的混合物在100℃～120℃下加热2小时。随后，将溶液的温度降至室温。
步骤20
接着，将在步骤10中制备的10毫升溶液置于两颈茄型烧瓶中并加热至180℃。随后，将硒(Se)的TOP溶液的1摩尔溶液的一部分灌入两颈茄型烧瓶中，并迅速混合所得到的混合物。随后，将剩余溶液迅速灌入两颈茄型烧瓶中。此时，溶液变成黑色。随后，将反应温度从180℃迅速降至135℃，接着反应10分钟。随后，将两颈茄型烧瓶放在冰浴中以终止反应，从而获得产品。
步骤30
随后，将所得到的产品放在离心管中，并向其添加少量丁醇。随后，在25℃和20,000G下执行20分钟离心。随后，去除透明溶液，并在甲苯中再次分散纳米颗粒，然后向其添加少量丁醇。随后，在0℃和20,000G下执行1小时离心。在离心之后，再次将透明溶液与纳米颗粒分离，并在含有己烷和辛烷(9∶1)的分散溶液中分散纳米颗粒，以制备无机半导体微粒分散溶液。所得到的无机半导体微粒分散溶液是己烷/辛烷(9∶1)溶液，其中，分散有按重量计约1％的由PbSe构成并在表面上形成有TOP保护层的无机半导体微粒。
基于所得到的无机半导体微粒，通过下述方法形成半导体薄膜并制造电子设备(半导体设备)。在以下描述中，为了方便，控制电极和栅电极统称为“栅电极”，第一和第二电极以及源/漏电极统称为“源/漏电极”，以及绝缘层和栅极绝缘层统称为“栅极绝缘层”，以及活性层和沟道形成区域统称为“沟道形成区域”。
步骤100
首先，在支撑体11上形成栅电极14。具体地，在由SiO2构成并基于光刻技术在玻璃基板12的表面上形成的绝缘膜13上形成包括被去除以形成栅电极14的部分的抗蚀剂层(未示出)。随后，通过真空蒸发法在整个表面上按顺序沉积作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和作为栅电极14的金(Au)层，随后去除抗蚀剂层。结果，基于所谓的剥离法形成了栅电极14。
步骤110
接着，在整个表面上，具体地，包括栅电极14的支撑体11(更具体地，形成在玻璃基板12的表面上的绝缘膜13)上形成栅极绝缘层15。具体地，基于溅射法在栅电极14和绝缘膜13上形成由SiO2构成的栅极绝缘层15。当沉积栅极绝缘层15时，可以用硬掩膜覆盖栅电极14的一部分，以使得栅电极14的输出部分(未示出)形成而不进行光刻处理。
步骤120
随后，在栅极绝缘层15上形成由金(Au)层构成的源/漏电极16。具体地，通过真空蒸发法按顺序形成具有约0.5nm厚度的作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和具有约25nm厚度的作为源/漏电极16的金(Au)层。当沉积这些层时，可以用硬掩膜覆盖栅极绝缘层15的一部分以使得形成源/漏电极16而不进行光刻处理。
步骤130
接着，在设置在源/漏电极16之间的栅极绝缘层15(对应于基板)的至少一部分上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液。具体地，基于浇铸法将在步骤30中制备的无机半导体微粒分散溶液，即，包括己烷/辛烷(9∶1)的分散溶液(分散有由PbSe构成并在表面上形成有TOP保护层的无机半导体微粒)涂敷到基板(具体地，栅极绝缘层15和源/漏电极16)上，随后以22℃干燥10分钟以形成具有10nm～20nm厚度的半导体微粒层。
步骤140
随后，将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域17(活性层)。具体地，在22℃下将包括半导体微粒层的支撑体11的整体浸入丙烷二硫醇的乙醇溶液中24小时，以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域17(活性层)。随后，通过在22℃下干燥10分钟来去除半导体薄膜形成溶液。
步骤150
最后，在整个表面上形成钝化膜(未示出)，以制造底栅/底部接触型FET(具体地，TFT)。
在实施例1的三端电子设备(具体地，底栅/底部接触型TFT)中，测量源/漏电极之间的电流/电压曲线的栅极电压相关性。结果，观测到随着漏极电压的增加产生的漏极电流的饱和现象，因此确认了作为晶体管的操作。
另一方面，在与实施例1的步骤140相同的步骤中，以与实施例1相同的温度将包括半导体微粒层的支撑体11的整体浸入乙醇溶液(不含有丙烷二硫醇)相同时间，以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域17(活性层)。随后，通过在与实施例1相同的条件下干燥来去除乙醇。在比较例A所得到的底栅/底部接触型TFT中，未确认作为晶体管的操作。此外，在通过步骤130且随后步骤150而不通过步骤140制造的比较例B的底栅/底部接触型TFT中，未确认作为晶体管的操作。
为了确认步骤130和步骤140，基于浇铸方法，向形成在硅半导体基板的表面上的SiO2层涂敷在步骤30中制备的无机半导体微粒分散溶液，随后在与步骤130相同的条件下干燥以形成半导体微粒层。图5示出了半导体微粒层的扫描电子显微镜照片。半导体微粒层由无数的无机半导体微粒的集合构成。随后，通过与步骤140相同的方法将所得到的半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成半导体薄膜。图6示出了半导体薄膜的扫描电子显微镜照片。在图6中，岛状半导体薄膜从右侧延伸到照片中心。尽管尚未阐明机制，但显然仅通过将半导体微粒浸入溶液中来形成半导体薄膜。
此外，基于浇铸法，将在步骤30中制备的无机半导体微粒分散溶液涂敷到玻璃基板，随后在与步骤130相同的条件下干燥以形成半导体微粒层。通过与步骤140相同的方法将玻璃基板浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中以形成半导体薄膜。改变浸入时间以制备样本(由0小时(无浸入)的浸入和1小时、3小时和19小时的浸入制备总共四种样本)，并测量每个样本的吸收频谱。图7A～图7D示出了结果。图7A示出了0小时的浸入时间(即，无浸入)的吸收频谱的测量结果。图7B示出了1小时的浸入时间的吸收频谱的测量结果。图7C示出了3小时的浸入时间的吸收频谱的测量结果。图7D示出了19小时的浸入时间的吸收频谱的测量结果。在无浸入(参考图7A)的样本中，观测到基于归因于PbSe微粒的0维结构的量子化能级的吸收峰值。另外，相对于浸入的样本，确认基于量子化能级的吸收峰值随浸入时间的增加而减少(参考图7B、图7C和图7D)，并且吸收峰值的位置偏向低能量侧。这表示半导体微粒层通过浸入半导体薄膜形成溶液而变为半导体薄膜。即，这表示形成了半导体微粒的薄膜，并且半导体微粒接近块状态。
在实施例1中，通过不仅在基板上涂敷并无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层而且将半导体微粒层浸入溶液中来形成半导体薄膜。因此，使用无机半导体微粒作为起始材料通过简单便利的湿法以低成本形成了具有期望特性的半导体薄膜，并提供了具有期望特性的电子设备。
实施例2
实施例2是实施例1的修改。在实施例2中，电子设备是底栅/顶部接触型FET(具体地，TFT)。如图1B的示意性部分截面图所示，实施例2的场效应晶体管包括以下部件：
(α)形成在支撑体11上的栅电极14(对应于控制电极)；
(β)形成在栅电极14和支撑体11上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层且对应于基板)；
(γ)包括形成在栅极绝缘层15上的半导体薄膜的沟道形成区域17(对应于活性层)和沟道形成区域延伸部18；以及
(δ)形成在沟道形成区域延伸部18上的源/漏电极16(对应于第一和第二电极)。
以下将描述实施例2的电子设备(半导体设备)的制造方法的概要。
步骤200
首先，通过与实施例1的步骤100相同的步骤在支撑体11上形成栅电极14。随后，通过与实施例1的步骤110相同的方法在整个表面，具体地，包括栅电极14的支撑体11(更具体地，绝缘膜13)上形成栅极绝缘层15。
步骤210
接着，通过与步骤130～步骤140相同的方法在基板(具体地，栅极绝缘层15)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层。随后，将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域17和沟道形成区域延伸部18。
步骤220
随后，在沟道形成区域延伸部18上形成源/漏电极16，以夹置沟道形成区域17。具体地，通过与实施例1的步骤120相同的方法基于真空蒸发法按顺序形成作为粘附层的钛(Ti)层(未示出)和作为源/漏电极16的金(Au)层。当沉积这些层时，可以用硬掩膜覆盖沟道形成区域延伸部18的一部分以使得形成源/漏电极16而不进行光刻处理。
步骤230
最后，在整个表面上形成钝化膜(未示出)以完成实施例2的电子设备。
实施例3
实施例3也是实施例1的修改。在实施例3中，电子设备是顶栅/底部接触型FET(具体地，TFT)。如图2A的示意性部分截面图所示，实施例3的场效应晶体管包括以下部件：
(α)形成在支撑体11上的源/漏电极16(对应于第一和第二电极)；
(β)包括形成在支撑体11(对应于基板)上的源/漏电极16之间的半导体薄膜的沟道形成区域17(对应于活性层)；
(γ)形成在源/漏电极16和沟道形成区域17上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层)；以及
(δ)形成在栅极绝缘层15上的栅电极14(对应于控制电极)。
以下将描述实施例3的电子设备(半导体设备)的制造方法的概要。
步骤300
首先，通过与实施例1的步骤120相同的方法在支撑体11(具体地，绝缘膜13)上形成源/漏电极16。随后，通过与实施例1的步骤130～步骤140相同的方法在基板(具体地，包括源/漏电极16的支撑体11)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液，以形成半导体微粒层。随后，将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中，以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域(活性层)17。
步骤310
接着，通过与实施例1的步骤110中相同的方法形成栅极绝缘层15。随后，通过与实施例1的步骤100中相同的方法，在设置在沟道形成区域17上的栅极绝缘层15的一部分上形成栅电极14。
步骤320
最后，在整个表面上形成钝化膜(未示出)以完成实施例3的电子设备。
实施例4
实施例4也是实施例1的修改。在实施例4中，电子设备是顶栅/顶部接触型FET(具体地，TFT)。如图2B的示意性部分截面图所示，实施例4的场效应晶体管包括以下部件：
(α)包括形成在支撑体11(对应于基板)上的半导体薄膜的沟道形成区域17(对应于活性层)和沟道形成区域延伸部18；
(β)形成在沟道形成区域延伸部18上的源/漏电极16(对应于第一和第二电极)；
(γ)形成在源/漏电极16和沟道形成区域17上的栅极绝缘层15(对应于绝缘层)；以及
(δ)形成在栅极绝缘层15上的栅电极14(对应于控制电极)。
以下将描述实施例4的电子设备(半导体设备)的制造方法的概要。
步骤400
首先，通过与实施例1的步骤130～步骤140中相同的方法在基板(具体地，支撑体11)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层。随后，将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中以形成包括半导体薄膜的沟道形成区域(活性层)17和沟道形成区域延伸部18。
步骤410
接着，通过与实施例1的步骤120中相同的方法在沟道形成区域延伸部18上形成源/漏电极16。
步骤420
随后，通过与实施例1的步骤110中相同的方法形成栅极绝缘层15。随后，通过与步骤1的步骤100中相同的方法在设置在沟道形成区域17的栅极绝缘层15的一部分上形成栅电极14。
步骤430
最后，在整个表面上形成钝化膜(未示出)以完成实施例4的电子设备。
实施例5
实施例5也是实施例1的修改。实施例5的电子设备包括发光元件(发光晶体管)，其中，通过向控制电极(栅电极14)和第一和第二电极(源/漏电极16)施加电压来从活性层发光。与实施例1类似，用作构成活性层的半导体薄膜的起始材料的无机半导体微粒由PbSe构成。与实施例1类似，溶液(半导体薄膜形成溶液)是丙烷二硫醇的乙醇溶液。由于实施例5的电子设备的构造和结构可以与实施例1～4所描述的电子设备相同，所以省略其详细描述。
在实施例5的电子设备中，根据向控制电极和第一和第二电极(栅电极14和源/漏电极16)的电压施加状态，空穴和电子在活性层中再结合以发出荧光。发光颜色取决于向第一和第二电极(源/漏电极16)的电压施加状态(偏压)。因此，可通过控制向第一和第二电极(源/漏电极16)的电压施加状态(偏压)来控制发光颜色。例如，当基于例如三角排列、条纹排列、对角排列或矩形排列来排列发红光的电子设备、发绿光的电子设备和发蓝光的电子设备时，可以显示彩色图像。可以使得电子设备用作光电转换器，其中，通过活性层的照射使电流在第一和第二电极(源/漏电极16)之间流动。在这种情况下，通过适当选择构成第一和第二电极的材料，可以使设备用作太阳能电池，或者通过最佳化活性层使设备用作对红色、绿色和蓝色的三种颜色具有不同敏感度的图像传感器。
实施例6
实施例6涉及根据本发明第二实施方式的电子设备的制造方法。如图3的示意性部分截面图所示，实施例6的电子设备是两端电子设备，包括(A)第一电极21和第二电极22，以及(B)包括设置在第一电极21和第二电极22之间的半导体薄膜的活性层23。通过用光照射活性层23来产生电力。即，实施例6的电子设备用作太阳能电池。可选地，电子设备用作通过向第一电极21和第二电极22施加电压使活性层23发光的发光元件。
与实施例1类似，在实施例6中，用作构成活性层23的半导体薄膜的起始材料的无机半导体微粒由PbSe构成。即，在实施例6中，无机半导体微粒由硒化铅(PbSe)构成。与实施例1类似，溶液(半导体薄膜形成溶液)是丙烷二硫醇的乙醇溶液。第一电极21由具有高功函的金属构成(具体地，由透光的ITO构成的透明电极)，而第二电极22由具有低功函的金属(具体地，铝(Al))构成。
在实施例6的电子设备中，在活性层23中，在pn结上存在界面电势，并存在势垒电场。当用通过第一电极21(或根据构成材料为第二电极22)的光照射活性层23时，在活性层中产生的空穴和电子分离以产生电势差(光电电动势)。由于第二电极22由具有低功函的金属(具体地，铝(Al))构成，所以容易将电子注入第二电极22。因此，在实施例6的电子设备中，当用光来照射活性层23时，产生电力(光电电动势)。可选地，在实施例6的电子设备中，例如，当根据向第一电极21和第二电极22的电压施加状态从第二电极22注入电子且从第一电极21注入空穴时，电子和空穴立即再结合以发出荧光。当使实施例6的电子设备用作发光元件时，电子设备不具有上述限制，即，构成第一电极21的材料是具有高功函的金属且构成第二电极22的材料是具有低功函的金属的限制。第一电极21和第二电极22可以由作为具有导电性的材料的任何材料构成。当制造实施例6的电子设备时，例如，基于溅射法在由诸如玻璃的无机材料或诸如聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯的有机聚合物材料构成的支撑体20上形成由ITO构成的第一电极21。随后，在第一电极21上形成由PEDOT/PSS构成的缓冲层(未示出)，并在缓冲层上形成活性层23。即，在基板(具体地，缓冲层)上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层，随后将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中以形成包括半导体薄膜的活性层23。接着，基于真空蒸发法在活性层23上形成由铝构成的第二电极22。结果，获得实施例6的电子设备。
图4A示出了通过在基板上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液制备的样本(样本B)和通过在基板上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层随后将半导体微粒层浸入溶液(半导体薄膜形成溶液)中制备的半导体薄膜(样本A)的导电性的测量结果。发现样本A的传导性高于样本B。图4B示出了样本A的光电流的测量结果。通过用光照射半导体薄膜，导电性增加，并且光电流的出现证明了半导体薄膜是半导电的。
尽管基于优选实施例描述了本发明，但本发明并不限于这些实施例。半导体设备和电子设备的结构和构造、形成条件和制造条件仅是实施例，并且可以适当进行改变。当在本发明中获得的电子设备应用于(例如)显示设备和各种电子装置时，可以在支撑体或支撑件上集成许多电子设备(半导体设备)以制造单片集成电路，或者可以将电子设备(半导体设备)切割成独立设备并将其用作分立元件。在实施例1～5中描述的电子设备中，通过用光照射活性层来产生电力。因此，可以适当设计和选择构成活性层的材料，使得一个电子设备呈现出作为三种电子设备(即，包括太阳能电池的光电转换器、晶体管和发光设备)的功能。
将描述光电转换设备的制造方法作为参考例。即，可以基于以下步骤来制造光电转换设备：
(A)在基板上涂敷并干燥无机半导体微粒分散溶液以形成半导体微粒层；以及
(B)将半导体微粒层浸入含有具有两个或多个吸附在半导体微粒上的官能团的分子(称为“连接分子”)的溶液中。
半导体微粒的实施例包括硒化铅、硒化锡、硒化锗、硒化镉、硒化锌、硫化铅、硫化锡、硫化锗、硫化镉、硫化锌、碲化铅、碲化锡、碲化锗、碲化镉和碲化锌。可以通过连接分子来控制光响应性、光电转换功能、光致变色功能、抑制颗粒之间的氧化状态的效果等。官能团的实施例包括-SH、-PO3H2、-COOH和-NH2。两个官能团可以是相同或不同的。
具体地，例如，执行与实施例1的步骤10～步骤30相同的步骤，以制备包括己烷/辛烷(9∶1)溶液的无机半导体微粒分散溶液，其中，分散有按重量计约1％的由PbSe构成并在其表面上形成有TOP保护层的无机半导体微粒。接着，基于浇铸法将所得到的无机半导体微粒分散溶液涂敷在包括例如玻璃基板的基板上，并且在与步骤130相同的条件下干燥以形成半导体微粒层。随后，与实施例1不同，将半导体微粒层浸入丙烯二硫醇或癸烷二硫醇的乙腈溶液中，以用丙烷二硫醇或癸烷二硫醇替代形成在半导体微粒的表面上的保护层。在实施例1中，丙烯二硫醇的乙醇溶液用作半导体薄膜形成溶液，从而形成半导体薄膜。另一方面，当使用乙腈溶液时，半导体微粒层保持原样而不形成半导体薄膜。然而，如上所述，用丙烷二硫醇或癸烷二硫醇替代形成在构成半导体微粒层的半导体微粒的表面上的保护膜，导致了半导体颗粒与含有两个或多个官能团的分子(连接分子)的连接。
在玻璃基板上形成由Au构成的梳状电极，并通过用丙烷二硫醇替代在构成半导体微粒层的半导体微粒的表面上形成的保护膜的上述方法来在玻璃基板和梳状电极上形成半导体微粒层。图8示出了在连接分子的引入之前和之后(在浸入丙烷二硫醇的乙腈溶液之前和之后)的光响应性。在图8中，在连接分子的引入之前的光响应性由“连接之前”示出，而在连接分子的引入之后的光响应性由“连接之后”示出。图8显示了在连接分子引入之后流过梳状电极的电流响应于光照射而增加。然而，在连接分子的引入之前(参考图8中的“连接之前”)未显示出光响应性。当引入分子长度比丙烷二硫醇长的癸烷二硫醇时，出现比丙烷二硫醇更高的光响应性。即，发现可通过控制连接分子来控制响应性。此外，可以根据所使用的半导体微粒的类型和尺寸以及连接分子的类型来控制光电转换设备的吸收波长和光吸收效率。另外，可以通过对连接分子增加其他功能性来赋予光电转换设备新功能。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以有多种修改、组合、子组合和变形，均应包含在随附权利要求或等同物的范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体薄膜的形成方法，包括以下步骤：
(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层，所述基板的一部分进行了表面处理以具有与所述无机半导体微粒的亲和性，并且所述无机半导体微粒的表面上形成有保护层，所述保护层的材料是具有能结合到所述无机半导体微粒的官能团的分子；以及
(b)将所述半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中以形成半导体薄膜，其中
所述半导体薄膜形成溶液包括含有二硫醇化合物的乙醇，并且
经过步骤(a)，所述基板上存在所述无机半导体微粒的比率为80％以上；并且经过步骤(b)，所述基板上存在所述半导体薄膜的比率为95％以上。
2.根据权利要求1所述的半导体薄膜的形成方法，其中，所述无机半导体微粒由从由硒化铅、硒化锡、硒化锗、硒化镉、硒化锌、硫化铅、硫化锡、硫化锗、硫化镉、硫化锌、碲化铅、碲化锡、碲化锗、碲化镉和碲化锌构成的组中选出的至少一种材料构成。
3.根据权利要求1所述的半导体薄膜的形成方法，其中，所述二硫醇化合物是烷烃二硫醇、苯二硫醇或噻吩二硫醇。
4.一种电子设备的制造方法，所述电子设备包括(A)控制电极、(B)第一电极和第二电极、以及(C)由半导体薄膜构成并设置在所述第一电极和所述第二电极之间以通过绝缘层面对所述控制电极的活性层，
其中，所述半导体薄膜通过以下步骤形成：
(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液以形成涂层并对所述涂层进行干燥以形成半导体微粒层，所述基板的一部分进行了表面处理以具有与所述无机半导体微粒的亲和性，并且所述无机半导体微粒的表面上形成有保护层，所述保护层的材料是具有能结合到所述无机半导体微粒的官能团的分子；以及
(b)将所述半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中，其中
所述半导体薄膜形成溶液包括含有二硫醇化合物的乙醇，并且
经过步骤(a)，所述基板上存在所述无机半导体微粒的比率为80％以上；并且经过步骤(b)，所述基板上存在所述半导体薄膜的比率为95％以上。
5.根据权利要求4所述的电子设备的制造方法，其中，所述电子设备包括场效应晶体管，其中，所述控制电极对应于栅电极，第一和第二电极对应于源/漏电极，所述绝缘层对应于栅极绝缘层，而所述活性层对应于沟道形成区域。
6.一种电子设备的制造方法，所述电子设备包括(A)第一电极和第二电极、以及(B)由半导体薄膜构成并设置在所述第一电极和所述第二电极之间的活性层，
其中，所述半导体薄膜通过以下步骤形成：
(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液以形成涂层并对所述涂层进行干燥以形成半导体微粒层，所述基板的一部分进行了表面处理以具有与所述无机半导体微粒的亲和性，并且所述无机半导体微粒的表面上形成有保护层，所述保护层的材料是具有能结合到所述无机半导体微粒的官能团的分子；以及
(b)将所述半导体微粒层浸入半导体薄膜形成溶液中，其中
所述半导体薄膜形成溶液包括含有二硫醇化合物的乙醇，并且
经过步骤(a)，所述基板上存在所述无机半导体微粒的比率为80％以上；并且经过步骤(b)，所述基板上存在所述半导体薄膜的比率为95％以上。
7.根据权利要求4或6所述的电子设备的制造方法，其中，所述无机半导体微粒由从由硒化铅、硒化锡、硒化锗、硒化镉、硒化锌、硫化铅、硫化锡、硫化锗、硫化镉、硫化锌、碲化铅、碲化锡、碲化锗、碲化镉和碲化锌构成的组中选出的至少一种材料构成。
8.根据权利要求4或6所述的电子设备的制造方法，其中，所述二硫醇化合物是烷烃二硫醇、苯二硫醇或噻吩二硫醇。
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