JP2010103345A - 機能性層の製造方法及び電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも1種類の、電磁波を吸収する粒子を含有する前駆体層に電磁波を照射し、該電磁波を吸収する粒子を発熱させ、該前駆体層を機能性層に変換する工程を有することを特徴とする機能性層の製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明の機能性層の製造方法について説明する。
本発明に係る、電磁波を吸収する粒子を含む前駆体層について説明する。
式中、Mは金属、R1はアルキル基、R2はアルコキシ基、R3はβ−ジケトン錯体基、β−ケトカルボン酸エステル錯体基、β−ケトカルボン酸錯体基及びケトオキシ基(ケトオキシ錯体基)から選ばれる基であり、金属Mの価数をmとした場合、x+y+z=mであり、x=0〜m、またはx=0〜m−1であり、y=0〜m、z=0〜mで、いずれも0または正の整数である。
本発明に係る金属微粒子について説明する。
本発明に係る前駆体層の形成方法について説明する。
本発明に係る導電層の形成を塗布(ウェットプロセス)で行う場合には、上記の金属微粒子及び電磁波を吸収する粒子を適当な分散媒に分散させることによりコロイド分散液を得ることができる。
本発明に係る前駆体層から機能性層への変換工程について、図4(a)、(b)を用いて説明する。
本発明に係る電磁波について説明する。
本発明に係る半導体活性層について説明する。
半導体活性層の含有される金属酸化物半導体としては、単結晶、多結晶、非晶質のいずれの状態も使用可能であるが、好ましくは非晶質の酸化物が用いられる。
本発明に係る導電層について説明する。
金属イオンの酸化処理により形成される、金属酸化物半導体を含む活性半導体層または導電性材料を含む導電層の膜厚は1nm〜200nm、より好ましくは5nm〜100nmが好ましい。
本発明に係る電磁波の照射による前駆体層を機能性層に変換する工程においては、酸素の存在下、マイクロ波(0.5GHz〜50GHz)照射を用いることが好ましい。
本発明の電子デバイスについて説明する。
本発明の電子デバイスの好ましい一例である薄膜トランジスタ素子について説明する。
図1は、本発明の薄膜トランジスタ素子の構成例を示す断面図である。
本発明に用いられる基板について説明する。
本発明の薄膜トランジスタ素子のゲート絶縁層(膜)としては、種々の絶縁膜を用いることができるが、特に、比誘電率の高い無機酸化物皮膜が好ましい。無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ストロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキサイドイットリウム等が挙げられる。それらのうち好ましいのは、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンである。窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好適に用いることができる。
本発明の電子デバイスの好ましい一例である薄膜トランジスタ素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子に好ましく用いることができる。次に、有機EL素子の作製方法について説明する。
《薄膜トランジスタ素子1の製造》
図3に示す薄膜トランジスタ素子1の製造工程を参照しながら説明する。
支持体6(無アルカリガラス)上に100nm厚みで均一にCrをスパッタ蒸着し、更に、Crの上にTEOS(テトラエトキシシラン)を原料にしてCVD法により300nm厚みで均一なSiO2絶縁膜をゲート絶縁層5として成膜し、Crがゲート電極4、SiO2絶縁膜がゲート絶縁層5となる基板を作製した(図3(1))。
In:Ga:Zn金属比率が1:1:1になるように、それぞれの金属の硝酸塩を水/エタノール=9/1(質量比)溶媒に10質量%溶解した溶液を作成し、更に、溶液にITO微粒子(シーアイ化成製NanoTech)を5質量%混合し均一に分散して半導体前駆体溶液を調製した。
得られた半導体層1の上に、Auを蒸着しチャネル長20μm、チャネル幅50μmとなるようにソース電極2、ドレイン電極3を設置し、IGZOを半導体1として有するボトムゲートトップコンタクト型の薄膜トランジスタ1を製造した(図3(4))。
このTFTの伝達特性をVg=−40V〜+40V、Vsd=+40Vの条件で測定したところ、電界効果移動度=7cm2/Vs、On/Off比=8桁、Vth=5Vとなり良好なスイッチング特性を示すことが判った。
《機能性層である電極の作製例1》
厚さ180μmのポリイミドフィルム上に、予め銀ナノインク(ハリマ化成製NPS−J)にITO微粒子(シーアイ化成製NanoTech)を5質量%混合して均一に分散した金属微粒子及び電磁波吸収する微粒子を含む溶液を、ピエゾ式インクジェットにより、電極パターンとしてラインandスペース(L/S)が100μm/1000μmとなるように直線パターンを塗布し、150℃10分間で乾燥、固定化させ電極の前駆体層を作製した。
《機能性層である電極の作製例2》
銀微粒子とITO微粒子の混合溶液を市販のITO微粒子インク(ULVAC社製)に変えた以外は実施例2と同様にして、ITO透明電極パターンを作製した。
2 ソース電極
3 ドレイン電極
4 ゲート電極
5 ゲート絶縁層
10 薄膜トランジスタシート
11 ゲートバスライン
12 ソースバスライン
14 薄膜トランジスタ素子
15 蓄積コンデンサ
16 出力素子
17 垂直駆動回路
18 水平駆動回路
Claims (12)
- 少なくとも1種類の、電磁波を吸収する粒子を含有する前駆体層に電磁波を照射し、該電磁波を吸収する粒子を発熱させ、該前駆体層を機能性層に変換する工程を有することを特徴とする機能性層の製造方法。
- 前記機能性層が半導体活性層であることを特徴とする請求項1に記載の機能性層の製造方法。
- 前記機能性層が導電層であることを特徴とする請求項1に記載の機能性層の製造方法。
- 前記前駆体層が、金属微粒子を含有することを特徴とする請求項3に記載の機能性層の製造方法。
- 前記電磁波を吸収する粒子が前駆体層を形成し、電磁波吸収による自己の発熱により導電層に変換する工程を有することを特徴とする請求項3または4に記載の機能性層の製造方法。
- 前記電磁波がマイクロ波であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の機能性層の製造方法。
- 前記マイクロ波の周波数が0.3GHz〜50GHzの範囲であることを特徴とする請求項6に記載の機能性層の製造方法。
- 前記電磁波を吸収する粒子が、少なくともIn、SnまたはZnの酸化物を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の機能性層の製造方法。
- 前記前駆体層を塗布により成膜する工程を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の機能性層の製造方法。
- 前記半導体活性層が、少なくともIn、ZnまたはSnのいずれかを含有することを特徴とする請求項2または6〜9のいずれか1項に記載の機能性層の製造方法。
- 前記半導体活性層が、少なくともGaまたはAlを含有することを特徴とする請求項10に記載の機能性層の製造方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の機能性層の製造方法で製造されたことを特徴とする電子デバイス。
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