JP6913473B2 - 半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6913473B2 JP6913473B2 JP2017015853A JP2017015853A JP6913473B2 JP 6913473 B2 JP6913473 B2 JP 6913473B2 JP 2017015853 A JP2017015853 A JP 2017015853A JP 2017015853 A JP2017015853 A JP 2017015853A JP 6913473 B2 JP6913473 B2 JP 6913473B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- semiconductor film
- mass
- organic compound
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
本実施の形態に係る半導体素子用分散液(以下、単に分散液ともいう)について詳細に説明する。本実施の形態に係る分散液は、金属酸化物を含むコア及び有機化合物を含むシェルで構成されるコアシェル構造を有する粒子と、溶媒と、を含む。
本実施の形態に係る分散液に使用される金属酸化物粒子について説明する。本実施の形態に係る分散液において、金属酸化物を含むコアの好ましい態様の一つは、金属酸化物粒子である。金属酸化物粒子は、金属酸化物のみで構成されていてもよいし、金属酸化物以外の金属等を含有していてもよい。
金属酸化物粒子に使用できる酸化インジウムの種類としては、酸化インジウム(III)(シグマ‐アルドリッチ社製)、Indium Oxide Nanoparticles(SkySpring Nanomaterials Inc製)、酸化インジウム(SP)(稀産金属株式会社製)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本実施の形態に係る分散液に使用される有機化合物について説明する。キャリアの再結合防止、高移動度の観点から、有機化合物の比誘電率は、5以上150以下が好ましく、より好ましくは10以上100以下である。このように、有機化合物は、誘電体として機能する。
次に、本実施の形態に係る分散液に使用される溶媒について説明する。溶媒としては、水、ペンタン、ヘキサン、ペプタン、オクタン、ノナン、デカン、2−メチルヘキサン、デカリン、テトラリン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノ2−エチルヘキシルエーテル、プロピレングリコールn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールn−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、グリセリンアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエン、フェノール、アニリン、ジフェニルエーテル等の芳香族類、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、メチルアセテート、テトラヒドロフラン、乳酸ブチル、N−メチルピロリドン等が挙げられる。また、これらを混合して用いることも可能である。
本実施の形態に係る分散液に添加できる分散剤について説明する。分散剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が挙げられる。
本実施の形態に係る分散液の作製方法について詳細に説明する。金属酸化物粒子を溶媒に分散させた状態で、溶媒に溶解した有機化合物を投入し、ボールミル(遊星ボールミルを含む)、ビーズミル、高圧ジェットミル、ホモジナイザ、超音波分散機等で分散処理する。金属酸化物粒子及び有機化合物の両方を共存している状態で、さらに分散させることで、有機化合物の官能基と金属酸化物の表面とが、反応又は相互作用により、コアシェル構造が形成される。
本実施の形態の分散液を塗布して作製した半導体膜について詳細に説明する。本実施の形態に係る半導体膜は、金属酸化物粒子をコアとし、有機化合物をシェルとするコアシェル構造を有する粒子で構成される。半導体膜は、当該粒子のみから構成される膜であってもよいし、当該粒子と、その他の成分と、から構成される膜であってもよい。その他の成分としては、例えば、溶媒、バインダー成分、又は無機成分等の何れか一つ以上が挙げられる。
(1) 金属酸化物粒子と有機化合物の合計100質量%に対し、金属酸化物の含有量は、10質量%以上、95質量%以下である。
(2) 金属酸化物粒子と有機化合物の合計100質量%に対し、有機誘電体の含有量は、5質量%以上、90質量%以下である。
本実施の形態における半導体素子は、電極と、電極に接して形成された上記に記載の半導体膜と、を有して構成される。
上記した半導体素子の製造方法としては、例えば、予めパターン形成された電極上や、絶縁体層上の各所定領域に、本実施の形態に係る分散液を所定のパターンで塗布して半導体層を形成する方法が挙げられる。また、半導体素子の他の製造方法として、基板上に半導体膜を形成した後に、この半導体膜をパターニングして半導体層を形成し、さらに、電極形成、絶縁体層の形成を行う方法が挙げられる。このときの半導体膜のパターニング方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷、スプレイ法等の方法を用いてパターンを形成する方法が採用可能である。
以下、特に断らない限り、25℃、及び、湿度45%の条件で評価を行った。
粒子の平均粒子径は、大塚電子製FPAR−1000を用いてキュムラント法によって測定した。
半導体膜の層厚は、触針式プロファイリングシステム(Dektak XTL、Bruker株式会社製)によって測定した膜の段差部分で層厚の計測を行った。
半導体膜の移動度は、パラメーターアナライザー(ケースレー社製、4200−SCS)を用いて測定した。素子構造には特に制約はないが、特に断りがない場合、200nmの熱酸化膜付のn型シリコンウェハ(電気抵抗率が0.001〜0.0015Ω・cm)を基板として用い、2nm膜厚のチタンを密着層、22nmm膜厚の金を電極としてチャネル長50μm、チャネル幅500μmで蒸着したものを金電極付ウェハとして用いた。
(洗浄工程)
金電極付ウェハは、セミコクリーン56、超純水、アセトン、2−プロパノールで洗浄した後、UVオゾン処理を行った。
酸化インジウム(In2O3)粒子には、酸化インジウム(III)nanopowder<100nm particle size(TEM),99.9% trace metals basis>(シグマ‐アルドリッチ社製)を用いた。
金電極付きウェハに、前記分散液を塗布し、表1に示すスピンコート条件にて成膜を行った。この結果、均一な半導体膜を作製できた。その半導体膜を150℃、10分乾燥させ、トランジスタ素子が得られた。
酸化インジウム、シアノエチルサッカロース、ジメチルスルホキシドの混合割合以外は、実施例1と同様である。実施例2においても、実施例1と同様に、得られた分散液中では、粒子はコアシェル構造を示した。また、分散液を用いて、均一な半導体膜を作製できたと共に、トランジスタ素子が得られた。
酸化インジウム、シアノエチルサッカロース、ジメチルスルホキシドの混合割合以外は、実施例1と同様である。実施例3においても、実施例1、2と同様に、得られた分散液中では、粒子はコアシェル構造を示した。また、分散液を用いて、均一な半導体膜を作製できたと共に、トランジスタ素子が得られた。
シアノエチルサッカロースを混合しなかった点、及び、酸化インジウム、ジメチルスルホキシドの混合割合以外は、実施例1と同様である。比較例1では、実施例1〜3と異なり、得られた分散液中では、粒子は酸化インジウムのみで構成されていた。また、比較例1では、トランジスタ素子は作製できたが、電気特性としてトランジスタの動作はしなかった。
110、210、310 基板
120、220、320 ゲート電極
130、230、330 絶縁体層(ゲート絶縁膜)
140、240、340 ソース電極
150、250、350 ドレイン電極
160、260、360 半導体層(半導体膜)
Claims (5)
- 粒子と、溶媒と、を含み、
前記粒子が、金属酸化物を含むコア及び有機化合物を含むシェルで構成されるコアシェル構造を有し、
前記金属化合物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、ガリウムをドープした酸化亜鉛(GZO)の少なくともいずれか1種を含み、
前記有機化合物は、フッ素系樹脂、或いは、シアノ基含有有機化合物であり、
前記粒子の平均粒子径が、5nm以上500nm以下であり、
前記金属酸化物の割合は粒子全体を100質量%とした場合、30質量%以上、95質量%以下であり、
膜とした場合の移動度が、0.0001cm2/Vs以上10cm2/Vs以下であり、
前記有機化合物は、比誘電率が5以上である
ことを特徴とする半導体素子の半導体膜形成用分散液。 - 前記金属酸化物の割合は粒子全体を100質量%とした場合、40質量%以上、85質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の半導体膜形成用分散液。
- 前記有機化合物は、シアノ基含有有機化合物であることを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載の半導体素子の半導体膜形成用分散液。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体素子の半導体膜形成用分散液を塗布して得た半導体膜の製造方法。
- 電極と、前記電極に接する半導体膜と、を有し、前記半導体膜を、請求項4に記載の製造方法によって形成したことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017015853A JP6913473B2 (ja) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | 半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017015853A JP6913473B2 (ja) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | 半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018125395A JP2018125395A (ja) | 2018-08-09 |
JP6913473B2 true JP6913473B2 (ja) | 2021-08-04 |
Family
ID=63110403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017015853A Active JP6913473B2 (ja) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | 半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6913473B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003064278A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | Mitsubishi Chemicals Corp | コアシェル型半導体ナノ粒子 |
WO2007066934A1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-14 | Lg Chem, Ltd. | Core-shell type nanoparticles and method for preparing the same |
JP2008174706A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-31 | Daicel Chem Ind Ltd | 非晶性高分子からなるオレフィン系熱可塑性樹脂をコアとする複合粒子 |
JP5390787B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2014-01-15 | 株式会社ダイセル | 無機粒子を含む複合樹脂粒子 |
JP4874179B2 (ja) * | 2007-07-04 | 2012-02-15 | 国立大学法人東北大学 | 限外濾過膜およびその製造方法、並びにナノ粒子のサイズ分別方法 |
JP5126714B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2013-01-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 架橋構造を有する高分子でシェル部分を構成したコアシェル型金属酸化物微粒子及びその用途 |
JP5597510B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2014-10-01 | 出光興産株式会社 | コアシェル半導体微粒子 |
JP2012246470A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-13 | Sharp Corp | 半導体ナノ粒子の製造方法、半導体ナノ粒子、ならびにこれを用いた蛍光体 |
JP5894393B2 (ja) * | 2011-08-19 | 2016-03-30 | 出光興産株式会社 | 酸化物粒子分散液 |
-
2017
- 2017-01-31 JP JP2017015853A patent/JP6913473B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018125395A (ja) | 2018-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11177465B2 (en) | Devices, structures, materials and methods for vertical light emitting transistors and light emitting displays | |
US10566144B2 (en) | Solar cell, manufacturing method therefor, semiconductor device, and manufacturing method therefor | |
Coskun et al. | Optimization of silver nanowire networks for polymer light emitting diode electrodes | |
KR102045364B1 (ko) | p형 산화물, p형 산화물 제조용 조성물, p형 산화물의 제조 방법, 반도체 소자, 표시 소자, 화상 표시 장치, 및 시스템 | |
CN104094407B (zh) | P‑型氧化物、用于制造p‑型氧化物的组合物、用于制造p‑型氧化物的方法、半导体元件、显示元件、图像显示装置、和系统 | |
Sohn et al. | Transparent conductive oxide (TCO) films for organic light emissive devices (OLEDs) | |
JP2016012726A (ja) | ナノワイヤベースの透明導電体およびその適用 | |
US8742414B2 (en) | Composition for an oxide thin film, a preparation method of the composition, a method for forming an oxide thin film using the composition, an electronic device including the oxide thin film, and a semiconductor device including the oxide thin film | |
CN106356406A (zh) | 场效应晶体管、显示元件、图像显示装置、和系统 | |
CN108886058A (zh) | 场效应晶体管、显示元件、图像显示装置和系统 | |
CN106856227A (zh) | 一种柔性透气可穿戴量子点发光二极管及其制备方法 | |
Lin et al. | Air-Stable flexible organic light-emitting diodes enabled by atomic layer deposition | |
JP2019208040A (ja) | 半導体膜、及びそれを用いた半導体素子、並びに分散液 | |
Ohsawa et al. | Bending reliability of transparent electrode of printed invisible silver-grid/PEDOT: PSS on flexible epoxy film substrate for powder electroluminescent device | |
JP6913473B2 (ja) | 半導体素子の半導体膜形成用分散液、並びに、それを用いた半導体膜の製造方法及び半導体素子の製造方法 | |
JP6651165B2 (ja) | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 | |
Lü et al. | Flexible ferroelectric polymer devices based on inkjet-printed electrodes from nanosilver ink | |
CN109285947A (zh) | 印刷用led薄膜led衬底、led薄膜led器件及其制备方法 | |
TWI657586B (zh) | 半導體膜,及使用該半導體膜之半導體元件,以及分散液 | |
JP6585148B2 (ja) | 半導体膜の製造方法 | |
Yamada et al. | Improved NiO x surface using phosphonic acid-based self-assembled monolayer treatment toward printed light-emitting diodes | |
Scheideler | Scalable, Gravure-Printed Transparent Electronics: Materials and Process Design for Metal Oxide Thin-Film Transistors | |
JP2023035942A (ja) | p型半導体素子、その製造方法、それを用いた相補型半導体装置、無線通信装置および薄膜トランジスタアレイ | |
Wu | Low Temperature Preparation Of Wide Band-Gap Metal Oxide Thin Films With Novel Designed Solution Processes | |
Kim | Transparent Conductive Oxide (TCO) Films for Organic Light Emissive Devices (OLEDs) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210212 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210528 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20210528 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20210607 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20210608 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210629 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6913473 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |