JP5538210B2 - 熱分解法酸化亜鉛層を含む層複合材料及び該複合材料を含む電界効果トランジスタ - Google Patents
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Description
R1O(SO)a(EO)b(PO)c(BO)dR2 (1)
[式中、R1は、8〜13個の炭素原子を有する直鎖又は分枝又は環式脂肪族基であり、R2は水素、アシル基、アルキル基又はカルボン酸基であり、それぞれの場合において1〜8個の炭素原子を有しており、SOはスチレンオキシド、EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオキシド、BOはブチレンオキシドであり、かつ、aは1〜5、bは3〜50、cは0〜3、dは0〜3であり、かつ、b≧a+b+dである]のブロックコポリマーである。
nは2〜18であり、
m及びoはそれぞれ2〜100の数であり、
kは2〜4の数であり、
R″はH又は直鎖又は分枝のアルキル基であり、この場合、これは場合によっては付加的な官能基によって置換されていてもよく、かつ、
R′はアルキル、アルカリール、アルケニル又はスルホプロピル基である]のリン酸エステルを使用することも可能である。
[R1O(SO)a(EO)b(CH2CHCH3O)c(BO)d]xP(=O)(OH)3−x 3
[式中、R1は1〜22個の炭素原子を有する直鎖、分枝又は環式脂肪族基であり、SOはスチレンオキシド、EOはエチレンオキシド、BOはブチレンオキシドであり、かつ、aは1〜<2、bは0〜100、cは0〜10、dは0〜3であり、かつb≧a+c+dである]のブロックコポリマー及びその塩を使用することも可能である。
A)1種又はそれ以上のアミノ官能性ポリマーと、
B)一般式(4)/(4a)
T−C(O)−[O−A−C(O)]x−OH(4)、T−O−[C(O)−A−O−]y−Z(4a)
の1種又はそれ以上のポリエステル及び
C)一般式(5)/(5a)
T−C(O)−B−Z(5)、T−O−B−Z(5a)
の1種又はそれ以上のポリエーテルとの部分的又は完全な反応によって得ることが可能な化合物を使用することもでき、この場合、上記式中、Tは水素基及び/又は場合によっては置換された、1〜24個の炭素原子を有する直鎖又は分枝のアリール、アリールアルキル、アルキル又はアルケニル基であり、
Aは、直鎖、分枝、環式及び芳香族の炭化水素の群から選択された少なくとも1個の二価の基であり、
Zはスルホン酸、硫酸、ホスホン酸、リン酸、カルボン酸、イソシアナート、エポキシドの群、特にリン酸及び(メタ)アクリル酸から成る群から選択された少なくとも1種の基であり、
Bは、一般式(6)
l、m及びnはそれぞれ互いに独立してそれぞれ≧2であり、好ましくは2〜4である]の基であり、
かつx及びyは互いに独立して≧2である。
R2は分子中で同一又は異なって、かつ以下の定義を有していてもよい:
a)
R4は水素、アルキル又はカルボキシル基であり、
cは1〜20の数であり、
dは0〜50の数であり、
eは0〜50の数である)又は
b)−(CH2−)fOR5
(式中、R5は水素、アルキル、カルボキシル基であるか、あるいは、場合によってはエーテル基を含有するジメチロールプロパンであり、
fは2〜20である)又は
gは2〜6の数であり、
hは0〜20の数であり、
iは1〜50の数であり、
jは0〜10の数であり、
kは0〜10の数である)又は
d)基R1に相当するが、但し平均分子において少なくとも1個の基R2が定義(a)を有しており、その際、1〜500の数、好ましくは1〜200の数及び特に1〜50の数であり、かつbは0〜10の数、好ましくは<5及び特に0である]のオルガノポリシロキサンを使用することが可能である。
a)式8a、8b、8c及び/又は8d
pは1〜4、qは0〜6、tは0〜4、iは1〜6、lは1〜2、mは2〜18であり、H原子における指数は、1とmとの積によって形成されており、
nは0〜100、oは0〜100、SOはスチレンオキシドであり、この場合、(SO)i及びアルキレンオキシド誘導体に関しては、ポリエーテル中にランダム分布されるか又はブロック毎に分散することも可能であるが、しかしながら好ましくは、この基はブロック構造であり、かつ以下の式
R2は水素、1〜20個の炭素原子を有する脂肪族、場合によっては分枝の炭化水素基、5〜8個の炭素原子を有する環式脂肪族炭化水素、6〜14個の炭素原子を有するアリール基、この場合、これらは場合によっては置換されているか、あるいは、リン酸エステル(好ましくはモノエステル)誘導体、硫酸エステル誘導体、スルホン酸エステル誘導体であってもよい)に従うものである]の少なくとも1種の構成基1〜80モル%;
b)式9
Mは水素、一価又は二価の金属カチオン、アルミニウムイオン、有機アミン基であり、
aは1又はMが二価の金属カチオンである場合には1/2であり、
R3は1〜20個の炭素原子を有する脂肪族、場合によっては分枝の炭化水素基、5〜8個の炭素原子を有する環式脂肪族炭化水素、6〜14個の炭素原子を有するアリール基、
Tは−U1−R4又は−U1−(CmHlmO)n−(CmHlmO)o−R2であり、
U1は−COO−、−CONH−、−CONR3−、−O−、−CH2O−であり、
R4はH、Ma、R3又は−Q1−NQ2Q3であり、
その際、Q1は2〜24個の炭素原子を有する二価のアルキレン基であり、
Q2及びQ3は1〜12個の炭素原子を有する脂肪族及び/又は脂環式アルキル基、場合によっては
−Q1−N(+)O(−)Q2Q3
について酸化されたものであり、かつ、
m、n、l、o、R1及びR2は前記に示したものである]の構成基1〜90モル%及び
c)式10
a1)基板層を提供し、
a2)ソース電極及びドレイン電極を取り付け、
a3)熱分解法酸化亜鉛を、ソース電極及びドレイン電極を有する基板層に塗布し、
a4)酸化亜鉛層上に誘電体層を塗布し、
a5)誘電体層上にゲート電極を取り付けるか、
あるいは、
b1)基板層を提供し、
b2)ゲート電極を取り付け、
b3)誘電体層を、ゲート電極を含む基板層上に塗布し、
b4)ソース電極及びドレイン電極を誘電体層上に取り付け、
b5)熱分解法亜鉛を、ソース電極及びドレイン電極を有する誘電体層上に塗布するか、あるいは、
c1)基板層を提供し、
c2)熱分解法酸化亜鉛を、基板層に塗布し、
c3)ソース電極及びドレイン電極を、熱分解法酸化亜鉛を含む層上に取り付け、
c4)誘電体層を、ソース電極及びドレイン電極を有する酸化亜鉛層上に塗布し、
c5)ゲート電極を誘電体層上に取り付けるか、
あるいは、
d1)基板層を提供し、
d2)ゲート電極を取り付け、
d3)ゲート電極を含む基板層上に誘電体層を塗布し、
d4)熱分解法酸化亜鉛を、ゲート電極を有する誘電体層上に塗布し、
d5)ソース電極及びドレイン電極を、熱分解法酸化亜鉛を含む層上に取り付ける。その際、熱分解法酸化亜鉛を、それぞれの場合において、酸化亜鉛粒子が200nm未満の平均凝集体直径で存在する分散液の形で塗布し、かつ層を200℃未満の温度で処理する。
使用された酸化亜鉛:BET25m2/g、DE-A-10343728からの例3に相当する。
7〜21Ohm・cmの固有抵抗を有するドープされたシリコンウェーハを使用する。この表面は、250nmの厚さを有する熱分解法(thermal)二酸化珪素から成る。ウェーハは、アセトン及びイソプロパノールを用いて、超音波浴中でそれぞれの場合において10分に亘って処理する。引き続いて、UV−オゾン処理を3分実施し、かつ酸素流は11/分であった。引き続いて、分散液D1をスピン−オンを用いて2工程で塗布する(第1工程:500rpm、10s、第2工程:2000rpm、30s)。引き続いて、乾燥を、90℃の温度で空気下で30分に亘って実施する。
Claims (8)
- 誘電体層と、熱分解法酸化亜鉛を含みかつ該誘電体層と結合する層とを含む層複合材料であって、
前記熱分解法酸化亜鉛は、水素燃焼ガスと酸素含有ガスとの反応によって生じる火炎中で亜鉛又は亜鉛化合物を酸化することによって形成され、かつ凝集した一次粒子の形で存在し、
前記層複合材料は、前記熱分解法酸化亜鉛を、酸化亜鉛粒子が200nm未満の平均凝集体直径で存在する分散液の形で誘電体層に塗布し、誘電体層上に酸化亜鉛層を形成し、かつその後に酸化亜鉛層及び誘電体層を200℃未満の温度で処理することによって得られ、かつ
前記分散液は、該分散液中に存在している酸化亜鉛に対して0.01〜20質量%の割合で、かつ水性又は有機性の形で以下から選択される物質を含有し、その際、該物質は、スチレンオキシドをベースとするポリアルキレンオキシド、リン酸エステル、ブロックコポリマー及びその塩、1種又はそれ以上のアミノ官能性ポリマーと1種又はそれ以上のポリエステル及び1種又はそれ以上のポリエーテルとの反応によって得られた部分的又は完全な化合物、オルガノポリシロキサン、スチレンオキシドベースのオキシアルキレングリコールアルケニルエーテル又はポリアルキレンオキシドアルケニルエーテル及び不飽和カルボン酸、ジカルボン酸誘導体に基づくコポリマー又はポリアクリル酸から選択されることを特徴とする、層複合材料。 - 前記分散液を、ディップコート、スピンオンコート、インクジェットコート、フレキソ印刷、オフセット印刷、グラビア印刷又はスクリーン印刷により塗布する、請求項1に記載の層複合材料。
- 熱処理を80〜180℃で実施する、請求項1または2に記載の層複合材料。
- 前記酸化亜鉛粒子の平均凝集体直径が70〜200nmである、請求項1から3までのいずれか1項に記載の層複合材料。
- 前記分散液中の熱分解法酸化亜鉛の割合が5〜60質量%である、請求項1から4までのいずれか1項に記載の層複合材料。
- 請求項1から5までのいずれか1項に記載の層複合材料を含む、電界効果トランジスタ。
- 請求項6に記載の電界効果トランジスタを製造する方法において、
以下の工程:
a1)基板層を提供し、
a2)ソース電極及びドレイン電極を取り付け、
a3)熱分解法酸化亜鉛を、ソース電極及びドレイン電極を有する基板層に塗布し、
a4)酸化亜鉛層上に誘電体層を塗布し、
a5)誘電体層上にゲート電極を取り付けるか、
あるいは、
b1)基板層を提供し、
b2)ゲート電極を取り付け、
b3)誘電体層を、ゲート電極を含む基板層上に塗布し、
b4)ソース電極及びドレイン電極を誘電体層上に取り付け、
b5)熱分解法酸化亜鉛を、ソース電極及びドレイン電極を有する誘電体層上に塗布するか、あるいは、
c1)基板層を提供し、
c2)熱分解法酸化亜鉛を、基板層に塗布し、
c3)ソース電極及びドレイン電極を、熱分解法酸化亜鉛を含む層上に取り付け、
c4)誘電体層を、ソース電極及びドレイン電極を有する酸化亜鉛層上に塗布し、
c5)ゲート電極を誘電体層上に取り付けるか、
あるいは、
d1)基板層を提供し、
d2)ゲート電極を取り付け、
d3)ゲート電極を含む基板層上に誘電体層を塗布し、
d4)熱分解法酸化亜鉛を、ゲート電極を有する誘電体層上に塗布し、
d5)ソース電極及びドレイン電極を、熱分解法酸化亜鉛を含む層上に取り付ける、
を含み、その際、熱分解法酸化亜鉛を、それぞれの場合において、酸化亜鉛粒子が200nm未満の平均凝集体直径で存在する分散液の形で塗布し、かつ層を200℃未満の温度で処理する、請求項6に記載の電界効果トランジスタを製造する方法。 - 太陽電池、ディスプレイ、センサー及びRFIDタグを製造するための、請求項1から5までのいずれか1項に記載の層複合材料の使用。
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