JP2012094841A - Metal oxide semiconductor thin film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動度が高く電気的特性に優れ印刷法でも製造可能な金属酸化物半導体薄膜に関する。更に、本発明は、該金属酸化物半導体薄膜の製造方法及び該金属酸化物半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタに関する。 The present invention relates to a metal oxide semiconductor thin film that has high mobility, excellent electrical characteristics, and can be manufactured by a printing method. Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of this metal oxide semiconductor thin film, and the thin-film transistor using this metal oxide semiconductor thin film.
従来、金属酸化物の微細化技術の進歩とともに多くの金属酸化物が製造され、透明電極、帯電防止剤等の種々の用途に用いられている。例えば、酸化スズにインジウムをドープしたＩＴＯは、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイパネル等を製造するための透明電極材料として注目されている。
従来、これらの金属酸化物を用いて金属酸化物半導体薄膜を形成する方法としては、例えば、特許文献１に記載のように、真空蒸着やスパッタリングが用いられていた。より具体的には、透明電極を形成する場合、真空蒸着により金属酸化物を基材表面へ付着させ、光反応性材料を用いて現像したり、マスキングを施したりすることによって、電極パターンを形成する方法が用いられていた。
しかし、真空蒸着等の物理的方法は、真空化に要する時間がかかり、また、装置を厳密に制御する必要があった。また、特殊な加熱装置やイオン発生加速装置等が必要となり、大型の製品を作製する場合には、複雑で大型の製造装置を要していた。従って、大規模な製造施設を要することなく、量産性に優れた生産効率の良い代替方法が望まれていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, many metal oxides have been produced along with the advancement of metal oxide miniaturization technology and used for various applications such as transparent electrodes and antistatic agents. For example, ITO in which tin oxide is doped with indium is attracting attention as a transparent electrode material for manufacturing plasma display panels, liquid crystal display panels, and the like.
Conventionally, as a method for forming a metal oxide semiconductor thin film using these metal oxides, for example, vacuum deposition or sputtering has been used as described in Patent Document 1. More specifically, when forming a transparent electrode, an electrode pattern is formed by depositing a metal oxide on the surface of a substrate by vacuum deposition and developing or masking with a photoreactive material. The method to be used was used.
However, a physical method such as vacuum deposition takes time required for evacuation, and the apparatus must be strictly controlled. In addition, a special heating device, an ion generation acceleration device, and the like are required. When manufacturing a large product, a complicated and large manufacturing device is required. Therefore, there has been a demand for an alternative method with high productivity and excellent mass productivity without requiring a large-scale manufacturing facility.
そこで、量産性に優れた代替方法として、例えば、特許文献２には、平均粒子径が５０ｎｍ以下の金属酸化物ナノ粒子を含有するナノ粒子分散液を用いて、半導体薄膜層を形成する方法が開示されている。
この方法では、低コストで簡便に半導体薄膜層を製造することができるとしているが、金属酸化物ナノ粒子を用いるのみでは、実際の半導体薄膜層の製造に用いた場合に、粒子間の融合が不充分となり、移動度が高く電気的特性に優れる半導体薄膜層を安定して製造することは困難であった。
Therefore, as an alternative method excellent in mass productivity, for example, Patent Document 2 discloses a method of forming a semiconductor thin film layer using a nanoparticle dispersion containing metal oxide nanoparticles having an average particle diameter of 50 nm or less. It is disclosed.
In this method, it is said that a semiconductor thin film layer can be easily produced at low cost. However, when only metal oxide nanoparticles are used, fusion between particles is not possible when used in the production of an actual semiconductor thin film layer. It was difficult to stably produce a semiconductor thin film layer having insufficient mobility and high electrical characteristics.
本発明は、移動度が高く電気的特性に優れる金属酸化物半導体薄膜を提供することを目的とする。更に、本発明は、該金属酸化物半導体薄膜の製造方法及び該金属酸化物半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a metal oxide semiconductor thin film having high mobility and excellent electrical characteristics. Furthermore, an object of this invention is to provide the manufacturing method of this metal oxide semiconductor thin film, and the thin-film transistor using this metal oxide semiconductor thin film.
本発明は、金属酸化物を含有する金属酸化物半導体薄膜であって、前記金属酸化物は、下記式（１）に規定する関係を満たすことを特徴とする金属酸化物半導体薄膜である。
本発明者らは、鋭意検討した結果、金属酸化物半導体薄膜において、構成する金属酸化物中の金属の原子数、酸素の原子数及び金属の数平均原子価が所定の関係を満たすものとすることで、移動度が高く電気的特性に優れ、印刷法でも製造可能な金属酸化物半導体薄膜が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention assume that in a metal oxide semiconductor thin film, the number of metal atoms, the number of oxygen atoms, and the number average valence of the metal satisfy a predetermined relationship in the constituent metal oxide. Thus, the inventors have found that a metal oxide semiconductor thin film having high mobility and excellent electrical characteristics and can be produced by a printing method can be obtained, and the present invention has been completed.
本発明の金属酸化物半導体薄膜は、金属酸化物を含有する。
上記金属酸化物としては、半導体特性を有するもの全てが該当するが、例えば、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物が好ましい。
具体的には例えば、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化鉄及びこれらに他の金属をドープした金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。特に、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛−酸化スズ（ＺＴＯ）、酸化亜鉛（ＺＯ）が好ましい。
また、酸化インジウム−酸化スズ−酸化亜鉛（ＩＴＺＯ）、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いてもよい。
The metal oxide semiconductor thin film of the present invention contains a metal oxide.
Examples of the metal oxide include all those having semiconductor characteristics. For example, an oxide of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. Is preferred.
Specifically, for example, it contains at least one selected from the group consisting of zinc oxide, gallium oxide, indium oxide, tin oxide, aluminum oxide, iron oxide and metal oxides doped with these other metals. preferable. In particular, indium oxide-gallium oxide-zinc oxide (IGZO), indium oxide-zinc oxide (IZO), zinc oxide-tin oxide (ZTO), and zinc oxide (ZO) are preferable.
Alternatively, indium oxide-tin oxide-zinc oxide (ITZO), indium oxide-tin oxide (ITO), gallium oxide-zinc oxide (GZO), or the like may be used.
上記金属酸化物は、上記式（１）に規定する関係を有する。
上記式（１）に規定する関係を満たすことで、薄膜中のキャリアを増加させることにより高移動度の半導体薄膜を得ることが出来る。なお、半導体特性の指標としては、電子の移動のしやすさを示す値である移動度が多く用いられており、一般的には移動度が高いほど半導体特性に優れていると言える。
The metal oxide has a relationship defined by the above formula (1).
By satisfying the relationship defined by the above formula (1), a high mobility semiconductor thin film can be obtained by increasing the number of carriers in the thin film. Note that mobility, which is a value indicating the ease of movement of electrons, is often used as an index of semiconductor characteristics. In general, it can be said that the higher the mobility, the better the semiconductor characteristics.
上記式（１）中の「数平均原子価」とは、金属酸化物半導体薄膜を構成する個々の金属成分の原子価を組成式中の金属の原子数で乗じた値を加算した後に、組成式中の全金属原子数を加算した値で除した値をいう。例えば、構造式ＩｎＧａＺｎＯ４の場合では、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子価はそれぞれ３、３、２であり、組成式中の原子数は全て１であるから、数平均原子価＝（３×１＋３×１＋２×１）／（１＋１＋１）＝８／３である。
また、上記金属酸化物が複数からなる場合は、各金属酸化物が上記式（１）の関係を満たす必要がある。
The “number average valence” in the above formula (1) is the composition after adding the value obtained by multiplying the valence of each metal component constituting the metal oxide semiconductor thin film by the number of atoms of the metal in the composition formula. The value obtained by dividing the total number of metal atoms in the formula by the sum. For example, in the case of the structural formula InGaZnO 4, the valences of In, Ga, and Zn are 3, 3, and 2, respectively, and the number of atoms in the composition formula is all 1. Therefore, the number average valence = (3 × 1 + 3 X1 + 2x1) / (1 + 1 + 1) = 8/3.
Moreover, when the said metal oxide consists of two or more, each metal oxide needs to satisfy | fill the relationship of the said Formula (1).
本発明の金属酸化物半導体薄膜において、金属酸化物半導体薄膜中の金属酸化物における酸素の原子数に対する金属の原子数の比率（金属の原子数／酸素の原子数）の好ましい下限は（２／金属酸化物組成式中の金属の数平均原子価）の値の１．０５倍、好ましい上限は３．０倍である。上記金属の原子数の比率が（２／金属酸化物組成式中の金属の数平均原子価）の値の１．０５未満又は３．０を超えると、移動度が高く電気的特性に優れる金属酸化物半導体薄膜を安定して製造できないことがある。 In the metal oxide semiconductor thin film of the present invention, the preferred lower limit of the ratio of the number of metal atoms to the number of oxygen atoms in the metal oxide in the metal oxide semiconductor thin film (number of metal atoms / number of oxygen atoms) is (2 / 1.05 times the value of the number average valence of the metal in the metal oxide composition formula, and the preferred upper limit is 3.0 times. When the ratio of the number of atoms of the metal is less than 1.05 or 3.0 of the value of (2 / the number average valence of the metal in the metal oxide composition formula), the metal has high mobility and excellent electrical characteristics. An oxide semiconductor thin film may not be manufactured stably.
本発明の金属酸化物半導体薄膜の厚みは、好ましくは０．０５〜１０００μｍ、より好ましくは０．１〜１００μｍである。これらの範囲内であれば、所望の半導体特性を安定して得ることが出来る。 The thickness of the metal oxide semiconductor thin film of the present invention is preferably 0.05 to 1000 μm, more preferably 0.1 to 100 μm. Within these ranges, desired semiconductor characteristics can be stably obtained.
本発明の金属酸化物半導体薄膜は、例えば、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物を含有する金属酸化物半導体粒子及び溶媒を含有する金属酸化物半導体粒子分散組成物を印刷した後、乾燥又は焼結する工程を行うことにより作製することができる。
このような金属酸化物半導体薄膜の製造方法もまた本発明の１つである。
The metal oxide semiconductor thin film of the present invention includes, for example, metal oxide semiconductor particles containing an oxide of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe And a metal oxide semiconductor particle-dispersed composition containing a solvent, and after printing, it can be produced by performing a step of drying or sintering.
Such a method for producing a metal oxide semiconductor thin film is also one aspect of the present invention.
本発明の金属酸化物半導体薄膜の製造方法において、上記金属酸化物半導体粒子分散組成物は、金属酸化物半導体粒子を含有する。
上記金属酸化物半導体粒子は、平均粒子径が１〜１００ｎｍが好ましい。平均粒子径が１ｎｍ未満の粒子は製造が困難となることがあり、平均粒子径が１００ｎｍを超えると、得られる金属酸化物半導体粒子分散組成物を用いて印刷しても、所望の膜厚、平滑性等を有する金属酸化物半導体薄膜を製造することが難しい。
In the method for producing a metal oxide semiconductor thin film of the present invention, the metal oxide semiconductor particle dispersion composition contains metal oxide semiconductor particles.
The metal oxide semiconductor particles preferably have an average particle diameter of 1 to 100 nm. Particles having an average particle size of less than 1 nm may be difficult to produce. When the average particle size exceeds 100 nm, the desired film thickness may be obtained even when printing using the resulting metal oxide semiconductor particle dispersion composition, It is difficult to produce a metal oxide semiconductor thin film having smoothness.
本発明において、金属酸化物半導体粒子は、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物を含有するものである。具体的には例えば、酸化亜鉛、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化鉄及びこれらに他の金属をドープした金属酸化物からなる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。特に、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＩＧＺＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛−酸化スズ（ＺＴＯ）、酸化亜鉛（ＺＯ）が好ましい。
また、酸化インジウム−酸化スズ−酸化亜鉛（ＩＴＺＯ）、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＧＺＯ）等を用いてもよい。
In the present invention, the metal oxide semiconductor particles contain at least one metal oxide selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. Specifically, for example, it contains at least one selected from the group consisting of zinc oxide, gallium oxide, indium oxide, tin oxide, aluminum oxide, iron oxide and metal oxides doped with these other metals. preferable. In particular, indium oxide-gallium oxide-zinc oxide (IGZO), indium oxide-zinc oxide (IZO), zinc oxide-tin oxide (ZTO), and zinc oxide (ZO) are preferable.
Alternatively, indium oxide-tin oxide-zinc oxide (ITZO), indium oxide-tin oxide (ITO), gallium oxide-zinc oxide (GZO), or the like may be used.
上記金属酸化物半導体粒子は、結晶性粒子であることが好ましい。上記結晶性粒子とは、アモルファス粒子とは異なり、粒子を構成する金属が規則性を有していることを意味する。上記結晶性粒子である場合の構造は特に限定されず、例えば、単結晶、複数の結晶組成が相分離した混晶、相分離の観察されない混合結晶の何れでもよい。 The metal oxide semiconductor particles are preferably crystalline particles. The crystalline particle means that the metal constituting the particle has regularity unlike the amorphous particle. The structure in the case of the crystalline particles is not particularly limited, and may be any of a single crystal, a mixed crystal in which a plurality of crystal compositions are phase-separated, and a mixed crystal in which phase separation is not observed.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物において、上記金属酸化物半導体粒子の添加量の好ましい下限は０．１重量％、好ましい上限は７０重量％である。上記金属酸化物半導体粒子の添加量が０．１重量％未満であると、得られる金属酸化物半導体粒子分散組成物を用いて製膜した場合に、均一な金属酸化物半導体薄膜を製造できないことがある。上記金属酸化物半導体粒子の添加量が７０重量％を超えると、得られる金属酸化物半導体粒子分散組成物において、上記金属酸化物半導体粒子の分散安定性が充分に得られないことがある。 In the metal oxide semiconductor particle dispersion composition, a preferable lower limit of the amount of the metal oxide semiconductor particles added is 0.1% by weight, and a preferable upper limit is 70% by weight. When the amount of the metal oxide semiconductor particles added is less than 0.1% by weight, a uniform metal oxide semiconductor thin film cannot be produced when the resulting metal oxide semiconductor particle dispersion composition is used to form a film. There is. When the addition amount of the metal oxide semiconductor particles exceeds 70% by weight, the dispersion stability of the metal oxide semiconductor particles may not be sufficiently obtained in the obtained metal oxide semiconductor particle dispersion composition.
上記金属酸化物半導体粒子を製造する方法としては特に限定されず、噴霧火炎熱分解法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、粉砕法等の乾式法や、還元法、マイクロエマルション法、水熱反応法、ゾルゲル法等の湿式法等が適用可能である。 The method for producing the metal oxide semiconductor particles is not particularly limited. Dry methods such as spray flame pyrolysis method, CVD method, PVD method, pulverization method, reduction method, microemulsion method, hydrothermal reaction method, sol-gel A wet method such as a method is applicable.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物では、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の金属塩及び／又はＺｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属を含む有機金属化合物を用いる。
上記金属塩及び／又は有機金属化合物を用いることで、成膜後の粒界が緻密化し、特性の向上が可能となる。
In the metal oxide semiconductor particle dispersion composition, at least one metal salt selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd and Fe and / or Zn, Ga, In, An organometallic compound containing at least one metal selected from the group consisting of Sn, Al, Sb, Cd, and Fe is used.
By using the metal salt and / or organometallic compound, the grain boundary after film formation becomes dense, and the characteristics can be improved.
上記金属塩としては、例えば、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の塩化物、オキシ塩化物、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、アンモニウム塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、水酸化物、過酸化物等が挙げられる。また、上記金属塩の水和物も含まれる。
具体的には、例えば、塩化亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、硫酸亜鉛、塩化ガリウム、硝酸ガリウム八水和物、塩化インジウム、硝酸インジウム三水和物、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム九水和物、塩化スズ、硝酸スズ、塩化アンチモン、硝酸アンチモン、塩化カドミウム、硝酸カドミウム四水和物、塩化鉄、硝酸鉄六水和物、硝酸鉄九水和物等が挙げられる。
Examples of the metal salt include chloride, oxychloride, nitrate, carbonate, and sulfate of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. , Ammonium salts, borates, silicates, phosphates, hydroxides, peroxides, and the like. Moreover, the hydrate of the said metal salt is also contained.
Specifically, for example, zinc chloride, zinc nitrate hexahydrate, zinc sulfate, gallium chloride, gallium nitrate octahydrate, indium chloride, indium nitrate trihydrate, aluminum chloride, aluminum nitrate nonahydrate, Examples thereof include tin chloride, tin nitrate, antimony chloride, antimony nitrate, cadmium chloride, cadmium nitrate tetrahydrate, iron chloride, iron nitrate hexahydrate, and iron nitrate nonahydrate.
上記有機金属化合物としては、例えば、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属のカルボン酸、ジカルボン酸、オリゴカルボン酸、ポリカルボン酸の塩化合物が挙げられる。より具体的には、上述した金属の酢酸、ギ酸、プロピオン酸、オクチル酸、ステアリン酸、シュウ酸、クエン酸、乳酸等の塩化合物等が挙げられる。また、メチル基、エチル基等の置換基を有するアルキル金属、アセチルアセトネート、テトラメチルアセトアセトネート、エチレンジアミン、ビピリジン等が配位結合した金属錯体等が挙げられる。
上記有機金属化合物としては、具体的には例えば、酢酸亜鉛二水和物、亜鉛アセチルアセトン塩、オクチル酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ガリウムアセチルアセトン塩、オクチル酸ガリウム、ステアリン酸ガリウム、酢酸ガリウム、酢酸インジウム、インジウムアセチルアセトン塩、オクチル酸インジウム、ステアリン酸インジウム、スズアセチルアセトン塩、酢酸スズ、アルミニウムアセチルアセトン塩、酢酸アルミニウム、酢酸アンチモン、酢酸カドミウム、酢酸鉄等が挙げられる。
Examples of the organometallic compound include carboxylic acid, dicarboxylic acid, oligocarboxylic acid, and polycarboxylic acid of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. The salt compound of these is mentioned. More specifically, the above-described metal salt compounds such as acetic acid, formic acid, propionic acid, octylic acid, stearic acid, oxalic acid, citric acid, and lactic acid are exemplified. Moreover, the metal complex etc. which the alkyl metal which has substituents, such as a methyl group and an ethyl group, acetylacetonate, tetramethylacetoacetonate, ethylenediamine, bipyridine, etc. coordinate-bonded are mentioned.
Specific examples of the organometallic compound include zinc acetate dihydrate, zinc acetylacetone salt, zinc octylate, zinc stearate, gallium acetylacetone salt, gallium octylate, gallium stearate, gallium acetate, indium acetate, Examples include indium acetylacetone salt, indium octylate, indium stearate, tin acetylacetone salt, tin acetate, aluminum acetylacetone salt, aluminum acetate, antimony acetate, cadmium acetate, iron acetate and the like.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物において、上記金属塩及び／又は有機金属化合物の添加量の好ましい下限は０．１重量％、好ましい上限は３０重量％である。上記金属塩及び／又は有機金属化合物の添加量が０．１重量％未満であると、得られる金属酸化物半導体粒子分散組成物を用いて製膜した場合に、均一な金属酸化物半導体薄膜を製造できないことがある。上記金属塩及び／又は有機金属化合物の添加量が３０重量％を超えると、得られる金属酸化物半導体粒子分散組成物において、上記金属酸化物半導体粒子の分散安定性が充分に得られないことがある。 In the metal oxide semiconductor particle dispersion composition, a preferable lower limit of the amount of the metal salt and / or organometallic compound added is 0.1% by weight, and a preferable upper limit is 30% by weight. When the amount of the metal salt and / or organometallic compound added is less than 0.1% by weight, a uniform metal oxide semiconductor thin film is formed when the resulting metal oxide semiconductor particle dispersion composition is used to form a film. It may not be possible to manufacture. When the added amount of the metal salt and / or organometallic compound exceeds 30% by weight, the dispersion stability of the metal oxide semiconductor particles may not be sufficiently obtained in the obtained metal oxide semiconductor particle dispersion composition. is there.
また、上記金属酸化物半導体粒子分散組成物には、更に、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属からなる粒子を添加してもよい。これにより、粒子界面の抵抗を低減する等により、特性の向上が可能となる。 The metal oxide semiconductor particle dispersion composition further includes particles made of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. Also good. As a result, the characteristics can be improved, for example, by reducing the resistance at the particle interface.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物は、溶媒を含有する。
上記溶媒は水であってもよく、有機溶剤であってもよいが、有機溶剤が好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、テルピネオール、１−メトキシ−２−プロパノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、アセトン、エチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル等のエステル類、メトキシエタノール、エトキシエタノール等のエーテルアルコール類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類、ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン等の環状アルカン等が挙げられる。
The metal oxide semiconductor particle dispersion composition contains a solvent.
The solvent may be water or an organic solvent, but an organic solvent is preferable.
Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol, terpineol, alcohols such as 1-methoxy-2-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, and the like. Glycols, acetone, ethyl ketone, methyl ethyl ketone, ketones such as diethyl ketone, esters such as ethyl acetate, butyl acetate and benzyl acetate, ether alcohols such as methoxyethanol and ethoxyethanol, ethers such as dioxane and tetrahydrofuran, N , Acid amides such as N-dimethylformamide, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, dodecylbenzene, Long-chain alkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, decalin, etc., etc. Is mentioned.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物は、更にバインダー樹脂を適量添加してもよい。上記バインダー樹脂を添加することにより、グラビア印刷等に更に適したものとすることができる。
上記バインダー樹脂は特に限定されないが、例えば、セルロース樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。なかでも、セルロース樹脂が特に好ましい。
The metal oxide semiconductor particle dispersion composition may further contain an appropriate amount of a binder resin. By adding the binder resin, it can be made more suitable for gravure printing or the like.
Although the said binder resin is not specifically limited, For example, a cellulose resin, (meth) acrylic resin, polyether resin, polyacetal resin, and polyvinyl acetal resin are preferable. Among these, cellulose resin is particularly preferable.
上記セルロース樹脂は特に限定されないが、例えば、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が好ましい。
上記ポリエーテル樹脂は特に限定されず、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
上記ポリアセタール樹脂は特に限定されないが、上記ポリエーテル樹脂と同様にエチレン、プロピレン、テトラメチレン等のユニットを有するポリアセタール樹脂が好ましい。
Although the said cellulose resin is not specifically limited, For example, ethyl cellulose, carboxymethylcellulose, etc. are preferable.
The polyether resin is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
Although the said polyacetal resin is not specifically limited, The polyacetal resin which has units, such as ethylene, propylene, and a tetramethylene, like the said polyether resin is preferable.
上記（メタ）アクリル樹脂として、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリルモノマーの単独重合体、及び、これらの（メタ）アクリルモノマーとポリオキシアルキレン構造を有する（メタ）アクリルモノマーとの共重合体が挙げられる。上記ポリオキシアルキレン構造として、例えば、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルエチレンオキシド、ポリエチルエチレンオキシド、ポリトリメチレンオキシド、ポリテトラメチレンオキシドが挙げられる。なお、本明細書中、（メタ）アクリレートとは、アクリレート及び／又はメタクリレートを意味する。 Examples of the (meth) acrylic resin include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, Homopolymers of (meth) acrylic monomers such as cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and the like ( Examples thereof include a copolymer of a (meth) acrylic monomer and a (meth) acrylic monomer having a polyoxyalkylene structure. Examples of the polyoxyalkylene structure include polypropylene oxide, polymethylethylene oxide, polyethylethylene oxide, polytrimethylene oxide, and polytetramethylene oxide. In the present specification, (meth) acrylate means acrylate and / or methacrylate.
上記ポリビニルアセタール樹脂は、アルデヒドによりポリビニルアルコールをアセタール化することで得られるポリビニルアセタール樹脂であることが好ましい。
上記ポリビニルアルコールは、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステルの重合体をケン化することで得られるポリビニルアルコールであることが好ましい。上記ビニルエステルは、経済的にみると、酢酸ビニルであることがより好ましい。
The polyvinyl acetal resin is preferably a polyvinyl acetal resin obtained by acetalizing polyvinyl alcohol with an aldehyde.
The polyvinyl alcohol is preferably polyvinyl alcohol obtained by saponifying a polymer of vinyl ester such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate or vinyl pivalate. From the economical viewpoint, the vinyl ester is more preferably vinyl acetate.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物において、上記バインダー樹脂の添加量の好ましい下限は０．１重量％、好ましい上限は２０重量％である。上記バインダー樹脂の添加量が０．１重量％未満であると、バインダー樹脂の添加による増粘効果が充分に得られないことがある。上記バインダー樹脂の添加量が２０重量％を超えると、成膜後の性能が低下することがある。 In the metal oxide semiconductor particle dispersion composition, a preferable lower limit of the addition amount of the binder resin is 0.1% by weight, and a preferable upper limit is 20% by weight. When the addition amount of the binder resin is less than 0.1% by weight, the thickening effect due to the addition of the binder resin may not be sufficiently obtained. When the added amount of the binder resin exceeds 20% by weight, the performance after film formation may be deteriorated.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物を製造する方法は特に限定されず、例えば、金属酸化物半導体粒子、金属塩及び／又は有機金属化合物並びに溶媒に、必要に応じて、バインダー樹脂及び種々の添加剤を添加し、３本ロールミル等を用いて更に分散処理を行う方法が挙げられる。また、上記金属酸化物半導体粒子、金属塩及び／又は有機金属化合物並びに溶媒を、ビーズミル、ボールミル、ブレンダーミル、３本ロールミル等の混合機を用いて混合した後、更に上記バインダー樹脂を添加して上記混合機により混合してもよい。
更に、上記金属塩及び／又は有機金属化合物は、直接添加してもよく、溶液とした後に添加してもよい。
The method for producing the metal oxide semiconductor particle dispersion composition is not particularly limited. For example, a binder resin and various additions may be added to the metal oxide semiconductor particles, the metal salt and / or the organometallic compound, and the solvent as necessary. And a method in which a dispersion treatment is further performed using a three-roll mill or the like. In addition, the metal oxide semiconductor particles, metal salt and / or organometallic compound and solvent are mixed using a mixer such as a bead mill, a ball mill, a blender mill, or a three roll mill, and then the binder resin is added. You may mix with the said mixer.
Further, the metal salt and / or the organometallic compound may be added directly or after adding a solution.
本発明の金属酸化物半導体薄膜の製造方法では、上記金属酸化物半導体粒子分散組成物を所定の印刷工程を用いて印刷した後、乾燥又は焼結等の工程を行うことで、金属酸化物半導体薄膜を形成することができる。 In the method for producing a metal oxide semiconductor thin film of the present invention, after the metal oxide semiconductor particle dispersion composition is printed using a predetermined printing process, a process such as drying or sintering is performed. A thin film can be formed.
上記金属酸化物半導体粒子分散組成物を印刷（塗工）する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレー法、浸漬法、ロールコート法、スクリーン印刷法、コンタクトプリント法、スリットコート法、インクジェット法（インクジェット印刷法）等が挙げられる。上記印刷は、所望の膜厚を得ることができれば、一度塗りでもよく、重ね塗りでもよい。 Examples of the method for printing (coating) the metal oxide semiconductor particle dispersion composition include spin coating, spraying, dipping, roll coating, screen printing, contact printing, slit coating, and inkjet. (Inkjet printing method) and the like. The above printing may be applied once or repeatedly as long as a desired film thickness can be obtained.
上記乾燥又は焼結する方法としては特に限定されず、例えば、紫外線照射、赤外線照射、マイクロ波照射、高周波加熱等の既知の活性光線やエネルギー線による処理が挙げられる。これらのなかでは、紫外線を照射することによって乾燥又は焼結することが好ましい。
特に、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＣｌ（２２２ｎｍ）、ＸｅＦ(３５１ｎｍ)、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、Ｆ２（１５７ｎｍ）、Ａｒ２（１２６ｎｍ）、Ｋｒ２（１４６ｎｍ）、Ｘｅ２（１７２ｎｍ）等のエキシマレーザを用いた場合では、赤外線や可視光線等の余分な波長光が非常に少ないために基板等他部材の温度上昇を抑えた処理が可能であり、プラスチック製基板を用いる場合等で有用である。また、必要に応じて、不活性雰囲気で上記処理を行ってもよい。
The method for drying or sintering is not particularly limited, and examples thereof include treatment with known actinic rays and energy rays such as ultraviolet irradiation, infrared irradiation, microwave irradiation, and high-frequency heating. In these, it is preferable to dry or sinter by irradiating with an ultraviolet-ray.
In particular, ArF (193 nm), KrCl (222 nm), XeF (351 nm), XeCl (308 nm), KrF (248 nm), F 2 (157 nm), Ar 2 (126 nm), Kr 2 (146 nm), Xe 2 (172 nm) In the case of using an excimer laser, etc., there is very little extra wavelength light such as infrared rays and visible light, so processing that suppresses the temperature rise of other members such as a substrate is possible. Useful. Moreover, you may perform the said process in inert atmosphere as needed.
本発明の金属酸化物半導体薄膜の製造方法では、酸素濃度１０％以下の条件下で、乾燥又は焼結する工程を行うことが好ましい。このような条件で乾燥又は焼結を行うことで、金属酸化物半導体薄膜中の金属酸化物における酸素の原子数に対する金属の原子数の比率（金属の原子数／酸素の原子数）を安定して大きくすることができ、移動度が高く電気的特性に優れる半導体特性を得ることができる。
なお、上記酸素濃度１０％以下の条件としては、例えば、真空下、窒素雰囲気下、窒素流下、不活性ガス雰囲気下、不活性ガス流下等が挙げられる。
In the manufacturing method of the metal oxide semiconductor thin film of this invention, it is preferable to perform the process of drying or sintering on the conditions whose oxygen concentration is 10% or less. By drying or sintering under such conditions, the ratio of the number of metal atoms to the number of oxygen atoms in the metal oxide in the metal oxide semiconductor thin film (number of metal atoms / number of oxygen atoms) is stabilized. Thus, semiconductor characteristics with high mobility and excellent electrical characteristics can be obtained.
Examples of the condition of the oxygen concentration of 10% or less include a vacuum, a nitrogen atmosphere, a nitrogen flow, an inert gas atmosphere, and an inert gas flow.
本発明の金属酸化物半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタもまた本発明の１つである。
本発明の金属酸化物半導体薄膜の用途としては特に限定されないが、例えば、プラズマディスプレイパネル、液晶ディスプレイパネル、太陽電池等の透明電極として形成される金属酸化物半導体薄膜として用いることができる。
A thin film transistor using the metal oxide semiconductor thin film of the present invention is also one aspect of the present invention.
Although it does not specifically limit as a use of the metal oxide semiconductor thin film of this invention, For example, it can use as a metal oxide semiconductor thin film formed as transparent electrodes, such as a plasma display panel, a liquid crystal display panel, and a solar cell.
本発明によれば、移動度が高く電気的特性に優れる金属酸化物半導体薄膜を提供することができる。更に、本発明は、該金属酸化物半導体薄膜の製造方法及び該金属酸化物半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタを提供することができる。 According to the present invention, a metal oxide semiconductor thin film having high mobility and excellent electrical characteristics can be provided. Furthermore, the present invention can provide a method for producing the metal oxide semiconductor thin film and a thin film transistor using the metal oxide semiconductor thin film.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
（金属酸化物半導体粒子分散組成物の製造）
エタノールに、亜鉛の含有量が０．０７ｍｏｌ／Ｌとなるように硝酸亜鉛を添加し、３Ｌの噴霧溶液を調製した。
次いで、得られた噴霧溶液を、二流体ノズルを用いて１０００℃の火炎中に噴霧、熱分解させた。ノズルエア流量は２５ｍ３／ｍｉｎ、キャリアエア流量は２０ｍ３／ｍｉｎ、原液噴霧量は１．６ｋｇ／ｈとした。生成した粉体はバグフィルターで回収した。
得られた粉体のＢＥＴ比表面積をマイクロメトリックス フローソーブ２３００を用いて測定したところ、６２ｍ２／ｇであった。また、ＲＩＮＴ−１０００（リガク社製）を用いてＸＲＤ測定を行ったところ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有することが確認できた。
得られた金属酸化物半導体粒子１０ｇを、メタノール１００ｇに添加した後、超音波洗浄機にて分散処理を行うことにより、金属酸化物半導体粒子分散組成物を得た。
Example 1
(Production of metal oxide semiconductor particle dispersion composition)
Zinc nitrate was added to ethanol so that the zinc content was 0.07 mol / L to prepare a 3 L spray solution.
Subsequently, the obtained spray solution was sprayed and thermally decomposed into a 1000 ° C. flame using a two-fluid nozzle. The nozzle air flow rate was 25 m 3 / min, the carrier air flow rate was 20 m 3 / min, and the stock solution spray rate was 1.6 kg / h. The produced powder was collected with a bag filter.
It was 62 m < 2 > / g when the BET specific surface area of the obtained powder was measured using Micrometrics Flowsorb 2300. Moreover, when XRD measurement was performed using RINT-1000 (manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that zinc oxide (ZnO) was contained.
After adding 10 g of the obtained metal oxide semiconductor particles to 100 g of methanol, a metal oxide semiconductor particle dispersion composition was obtained by performing a dispersion treatment with an ultrasonic cleaner.
（金属酸化物半導体薄膜の製造）
得られた金属酸化物半導体粒子分散組成物を、スピンコーターを用いてガラス基板に塗布し、６００℃で３時間、窒素流下にて熱処理することにより、金属酸化物半導体薄膜を作製した。なお、熱処理時の酸素濃度は０．１％程度であった。
(Manufacture of metal oxide semiconductor thin films)
The obtained metal oxide semiconductor particle dispersion composition was applied to a glass substrate using a spin coater, and heat-treated at 600 ° C. for 3 hours under a nitrogen flow to produce a metal oxide semiconductor thin film. The oxygen concentration during the heat treatment was about 0.1%.
（実施例２）
実施例１の（金属酸化物半導体薄膜の製造）において、６００℃で３時間、真空（１×１０２Ｐａ）下にて熱処理を行った以外は実施例１と同様にして、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was performed in vacuum (1 × 10 2 Pa) at 600 ° C. for 3 hours in (Manufacture of metal oxide semiconductor thin film) of Example 1, A thin film was prepared.
（比較例１）
実施例１の（金属酸化物半導体薄膜の製造）において、６００℃で３時間、大気下(酸素濃度は２０％程度)にて熱処理を行った以外は実施例１と同様にして、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was performed in the atmosphere (oxygen concentration of about 20%) at 600 ° C. for 3 hours in (Production of metal oxide semiconductor thin film) of Example 1. A semiconductor thin film was produced.
（実施例３）
（金属酸化物半導体粒子分散組成物の製造）
エタノールに、インジウム、ガリウム、亜鉛の含有量がそれぞれ０．０７ｍｏｌ／Ｌとなるように硝酸インジウム、硝酸ガリウム、硝酸亜鉛を添加し、３Ｌの噴霧溶液を調製した。
次いで、得られた噴霧溶液を、二流体ノズルを用いて１０００℃の火炎中に噴霧、熱分解させた。ノズルエア流量は２５ｍ３／ｍｉｎ、キャリアエア流量は２０ｍ３／ｍｉｎ、原液噴霧量は１．６ｋｇ／ｈとした。生成した粉体はバグフィルターで回収した。
なお、得られた粉体のＢＥＴ比表面積をマイクロメトリックス フローソーブ２３００を用いて測定したところ、４３ｍ２／ｇであった。また、ＲＩＮＴ−１０００（リガク社製）を用いてＸＲＤ測定を行ったところ、酸化インジウム−酸化ガリウム−酸化亜鉛（ＩｎＧａＺｎＯ４）を含有することが確認できた。
得られた金属酸化物半導体粒子１０ｇを、メタノール１００ｇに超音波洗浄機にて分散処理を行うことにより、金属酸化物半導体粒子分散組成物を得た。
（金属酸化物半導体薄膜の製造）
得られた金属酸化物半導体粒子分散組成物を、スピンコーターを用いてガラス基板に塗布し、６００℃で５時間、窒素流下にて熱処理することにより、金属酸化物半導体薄膜を作製した。なお、熱処理時の酸素濃度は０．１％程度であった。
(Example 3)
(Production of metal oxide semiconductor particle dispersion composition)
Indium nitrate, gallium nitrate, and zinc nitrate were added to ethanol so that the contents of indium, gallium, and zinc were 0.07 mol / L, respectively, to prepare a 3 L spray solution.
Subsequently, the obtained spray solution was sprayed and thermally decomposed into a 1000 ° C. flame using a two-fluid nozzle. The nozzle air flow rate was 25 m 3 / min, the carrier air flow rate was 20 m 3 / min, and the stock solution spray rate was 1.6 kg / h. The produced powder was collected with a bag filter.
In addition, it was 43 m < 2 > / g when the BET specific surface area of the obtained powder was measured using Micrometrics Flowsorb 2300. Moreover, when XRD measurement was performed using RINT-1000 (manufactured by Rigaku Corporation), it was confirmed that it contained indium oxide-gallium oxide-zinc oxide (InGaZnO 4 ).
A metal oxide semiconductor particle dispersion composition was obtained by subjecting 10 g of the obtained metal oxide semiconductor particles to a dispersion treatment in 100 g of methanol using an ultrasonic cleaner.
(Manufacture of metal oxide semiconductor thin films)
The obtained metal oxide semiconductor particle dispersion composition was applied to a glass substrate using a spin coater, and heat-treated at 600 ° C. for 5 hours under a nitrogen flow to produce a metal oxide semiconductor thin film. The oxygen concentration during the heat treatment was about 0.1%.
（実施例４）
実施例３の（金属酸化物半導体薄膜の製造）において、６００℃で３時間、真空（１×１０２Ｐａ）下にて熱処理を行った以外は実施例３と同様にして、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
Example 4
In the same manner as in Example 3 except that the heat treatment was performed in vacuum (1 × 10 2 Pa) at 600 ° C. for 3 hours in (Manufacture of metal oxide semiconductor thin film) in Example 3, A thin film was prepared.
（比較例２）
実施例３の（金属酸化物半導体薄膜の製造）において、６００℃で３時間、大気下(酸素濃度は２０％程度)にて熱処理を行った以外は実施例３と同様にして、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 3 except that the heat treatment was performed in the atmosphere (oxygen concentration of about 20%) at 600 ° C. for 3 hours in (Manufacture of metal oxide semiconductor thin film) of Example 3. A semiconductor thin film was produced.
（実施例５）
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板に、実施例１の（金属酸化物半導体粒子分散組成物の製造）で得られた金属酸化物粒子分散組成物をスピンコーターを用いて塗布し、ＡｒＦエキシマパルスレーザー（Ｌａｍｄａ Ｐｈｙｓｉｋ社製、ＣＯＭＰｅｘ １０２、１９３ｎｍ）で２０Ｈｚ、１分間窒素流下にて処理することにより、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
(Example 5)
A metal oxide particle dispersion composition obtained in Example 1 (Production of metal oxide semiconductor particle dispersion composition) was applied to a polyethylene terephthalate (PET) substrate using a spin coater, and an ArF excimer pulse laser (Lamda) was applied. The metal oxide semiconductor thin film was produced by processing at 20 Hz for 1 minute under a nitrogen flow with Physik Corporation, COMPex 102, 193 nm).
（実施例６）
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板に、実施例３の（金属酸化物半導体粒子分散組成物の製造）で得られた金属酸化物粒子分散組成物をスピンコーターを用いて塗布し、ＡｒＦエキシマパルスレーザー（Ｌａｍｄａ Ｐｈｙｓｉｋ社製、ＣＯＭＰｅｘ １０２、１９３ｎｍ）で２０Ｈｚ、１分間窒素流下にて処理することにより、金属酸化物半導体薄膜を作製した。
(Example 6)
The metal oxide particle dispersion composition obtained in Example 3 (Production of metal oxide semiconductor particle dispersion composition) was applied to a polyethylene terephthalate (PET) substrate using a spin coater, and an ArF excimer pulse laser (Lamda) was applied. The metal oxide semiconductor thin film was produced by processing at 20 Hz for 1 minute under a nitrogen flow with Physik Corporation, COMPex 102, 193 nm).
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた金属酸化物半導体薄膜について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the metal oxide semiconductor thin film obtained by the Example and the comparative example. The results are shown in Table 1.
（原子数比率）
実施例及び比較例で得られた金属酸化物半導体薄膜の試料表面にカーボンを蒸着後、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いて切片を作製し、これをＦＥ−ＴＥＭ／ＥＤＳ（日本電子社製、ＪＥＭ−２０１０ＦＥＦ）を用いて分析を行うことで、金属酸化物中の金属の原子数及び酸素の原子数を測定し、その比率を算出した。なお、実施例１、２、５及び比較例１で使用した金属酸化物は、（２／金属酸化物組成式中の金属の数平均原子価）の値は１である。また、実施例３、４、６及び比較例２で使用した金属酸化物は、（２／金属酸化物組成式中の金属の数平均原子価）の値は０．７５である。
(Atom ratio)
After vapor-depositing carbon on the sample surface of the metal oxide semiconductor thin film obtained in Examples and Comparative Examples, a section was prepared using a focused ion beam (FIB), and this was used as a FE-TEM / EDS (manufactured by JEOL Ltd., The number of metal atoms and the number of oxygen atoms in the metal oxide were measured by performing an analysis using JEM-2010FEF), and the ratio was calculated. The metal oxide used in Examples 1, 2, 5 and Comparative Example 1 has a value of (2 / number average valence of metal in metal oxide composition formula). Further, the metal oxide used in Examples 3, 4, 6 and Comparative Example 2 has a value of (2 / number-average valence of metal in metal oxide composition formula) is 0.75.
（移動度評価）
実施例及び比較例で得られた金属酸化物半導体薄膜の半導体特性として移動度をＲｅｓｉＴｅｓｔ８３１０（東洋テクニカ社製）を用いて測定した。
(Mobility evaluation)
The mobility was measured using ResiTest 8310 (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) as the semiconductor characteristics of the metal oxide semiconductor thin films obtained in Examples and Comparative Examples.
表１に示すように、実施例で得られた金属酸化物半導体薄膜では、比較例と比べて高い移動度が認められた。また、実施例５及び６について、ＰＥＴ基板の劣化は認められなかった。 As shown in Table 1, in the metal oxide semiconductor thin film obtained in the example, higher mobility was recognized as compared with the comparative example. Moreover, about Example 5 and 6, degradation of the PET board | substrate was not recognized.
本発明によれば、移動度が高く電気的特性に優れ、印刷法でも製造可能な金属酸化物半導体薄膜を提供することができる。更に、本発明は、該金属酸化物半導体薄膜の製造方法及び該金属酸化物半導体薄膜を用いた薄膜トランジスタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a metal oxide semiconductor thin film that has high mobility and excellent electrical characteristics and can be manufactured by a printing method. Furthermore, the present invention can provide a method for producing the metal oxide semiconductor thin film and a thin film transistor using the metal oxide semiconductor thin film.
Claims (10)
金属酸化物半導体粒子及び溶媒を含有する金属酸化物半導体粒子分散組成物を印刷した後、乾燥又は焼結する工程を有し、かつ、
前記金属酸化物半導体粒子は、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｃｄ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１種の金属の酸化物を含有することを特徴とする金属酸化物半導体薄膜の製造方法。 A method for producing a metal oxide semiconductor thin film according to claim 1 or 2,
After printing the metal oxide semiconductor particle dispersion composition containing the metal oxide semiconductor particles and the solvent, and having a step of drying or sintering; and
The metal oxide semiconductor particle contains an oxide of at least one metal selected from the group consisting of Zn, Ga, In, Sn, Al, Sb, Cd, and Fe. Thin film manufacturing method.
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