KR20070022351A - Field effect transistors fabricated by wet chemical deposition - Google Patents

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KR20070022351A
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마티누스 피. 제이. 피터
다고버트 엠 데 리유
펨케 카리나 데 데이
욘느 진-렌 시몬
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 전계-효과 트랜지스터 및 기판(480) 상에 증착하여 전계-효과 트랜지스터를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 반도체 물질을 형성하기 위해 반응하는 물질의 습식 화학 증착을 포함한다. 증착된 물질은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은을 포함한다. 상기 습식 화학 증착은 화학 배쓰 증착 또는 스프레이 열분해에 의해 수행될 수 있다. 진공 증착 방법은 필요하지 않다. The present invention provides a field-effect transistor and a method of depositing on a substrate 480 to fabricate a field-effect transistor, the method comprising wet chemical vapor deposition of a reacting material to form a semiconductor material. Deposited materials include cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury. The wet chemical deposition may be performed by chemical bath deposition or spray pyrolysis. No vacuum deposition method is necessary.

Description

습식 화학 증착에 의해 제조된 전계 효과 트랜지스터{FIELD EFFECT TRANSISTORS FABRICATED BY WET CHEMICAL DEPOSITION}Field effect transistor manufactured by wet chemical vapor deposition {FIELD EFFECT TRANSISTORS FABRICATED BY WET CHEMICAL DEPOSITION}

본 발명은 전계-효과 트랜지스터 및 이들의 생산 방법에 관한 것이다.The present invention relates to field-effect transistors and their production methods.

전계-효과 트랜지스터, 특히 박막 전계-효과 트랜지스터(TFTs)는 디스플레이 또는 저장 기술과 같은 분야에서 매우 다양한 용도 및 잠재적인 용도를 가진다.Field-effect transistors, particularly thin film field-effect transistors (TFTs), have a wide variety of applications and potential uses in such fields as display or storage technology.

박막 트랜지스터의 생산 방법의 일부는 본 기술 분야, 예를 들어 영국특허공보 GB-A-2044994에 알려져 있다.Some of the methods for producing thin film transistors are known in the art, for example in GB-A-2044994.

카드뮴 암모니아-티오우레아 수성 용액으로부터 화학 증착을 이용한 인듐 인화물 모노크리스탈 위에 카드뮴 황화물을 에픽텍셜 성장시키는 것이 "수성 암모니아 용액으로부터 인듐 인화물 위에 카드뮴 화화물 층 위에 에픽텍셜 성장"으로 D Lincort, R Ortega-Borges 및 M Froment, Appl. Phys. Lett., 64(5), 1995, 569에 알려져 있다. 이 방법으로 생성된 물질은 광전자 용도로 사용될 수 있다.Epitaxial growth of cadmium sulfide on indium phosphide monocrystals with chemical vapor deposition from cadmium ammonia-thiourea aqueous solution is "epitaxial growth on cadmium sulfide layer on indium phosphide from aqueous ammonia solution" by D Lincort, R Ortega-Borges And M Froment, Appl. Phys. Lett., 64 (5), 1995, 569. The materials produced in this way can be used for optoelectronic applications.

미국특허공보 US-A-4360542호는 광전지 제조 방법을 기재하는데, 여기서 카드뮴 황화물은 카드뮴 암모니아 티오시안산염 합성물 수성 암모니아 용액을 열분해하는 방법으로 안정한 기판 상에 박막으로 증착된다.US-A-4360542 describes a photovoltaic cell manufacturing method wherein cadmium sulfide is deposited as a thin film on a stable substrate by thermal decomposition of a cadmium ammonia thiocyanate composite aqueous ammonia solution.

저온 화학 배쓰(bath) 분해 방법을 사용하는 CdS 또는 CdS의 얇은 반도체 필 름을 포함하는 박막 트랜지스터의 제조는 예를 들어 "화학 배쓰 분해된 CdSe 및 CdS 박막을 갖는 박막 트랜지스터의 제조", F Y Gan 및 I Shih, IEEE Trans. Electron Devices. 49(2002), 15.에 알려져 있다.Fabrication of thin film transistors comprising thin semiconductor films of CdS or CdS using low temperature chemical bath decomposition methods is described, for example, in "Preparation of Thin Film Transistors with Chemical Bath Decomposed CdSe and CdS Thin Films", FY Gan and I Shih, IEEE Trans. Electron Devices. 49 (2002), 15.

CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, PbS, SnS, Bi2S3, Bi2Se3, Sb2S3, CuS 및 CuSe 박막의 증착을 위한 화학 배쓰 증착 기법의 사용은 "태양 에너지와 관련된 응용을 위한 화학 배쓰 분해에 의한 반도체 박막", P K Nair 등의, 태양 에너지 물질 및 태양 전지, 52(1998), 313-344에 기재되어 있다. 상기 공보에 기재된 방법에서, 반도체 박막은 금속 이온 및 수산화물, 황화물 또는 셀렌화물 이온의 공급원을 포함하는 희석 용액으로 침지된 기판 상에 증착된다. 화학 배쓰 증착 기법은 태양 에너지에 관련된 용도를 위해 넓은 영역의 박막을 생산하는데 매우 적합하다고 알려져 있다.The use of chemical bath deposition techniques for the deposition of CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, PbS, SnS, Bi 2 S 3 , Bi 2 Se 3 , Sb 2 S 3 , CuS and CuSe thin films has been described as "for applications related to solar energy. Semiconductor thin films by chemical bath decomposition ”, solar energy materials and solar cells, such as PK Nair, 52 (1998), 313-344. In the method described in this publication, a semiconductor thin film is deposited on a substrate immersed in a dilute solution containing a metal ion and a source of hydroxide, sulfide or selenide ions. Chemical bath deposition techniques are known to be well suited for producing large areas of thin films for solar energy related applications.

인듐 황화물의 화학 배쓰 증착은 또한 "인듐 황화물 박막의 화학 배쓰 증착:제조 및 특징", C.D.Lokhande, A.Ennaoui, P.S. Patil 등의, 얇은 고체 필름 40(1999)18에 기재되어 있다.Chemical bath deposition of indium sulfide is also described in "Chemical Bath Deposition of Indium Sulfide Thin Films: Fabrication and Features", Thin Solid Film 40 (1999) 18, CD Lokhande, A. Ennnaoui, PS Patil et al.

미국특허공보 US-A-5689125호는 카드뮴 황화물(CdS)의 경계층을 포함하는 반도체 디바이스를 기재한다. 상기 경계층은 30 내지 90℃에서 암모늄 수산화물, 수화 카드뮴 황화물(3CdSO4 8H2O) 및 티오우레아 용액을 사용하여 화학 배쓰 증착을 이용하여 생산된다. US-A-5689125 describes a semiconductor device comprising a boundary layer of cadmium sulfide (CdS). The boundary layer is produced using chemical bath deposition at 30-90 ° C. using ammonium hydroxide, hydride cadmium sulfide (3CdSO 4 8H 2 O) and thiourea solution.

화학 배쓰 증착을 사용하는 이러한 종래의 방법은 일반적으로 요구되지는 않는 기판의 영역으로부터 증착 물질을 제거하기 위해 리소그래피 및 에칭과 같은 기 법이 수반될 것을 필요로 한다. 이러한 공제 단계를 사용할 필요가 없는 CdS와 같은 반도체 물질을 증착하는 방법을 제공하는 것이 유리할 것이다. 본 출원인은 그러한 방법을 개발했다.Such conventional methods using chemical bath deposition require that techniques such as lithography and etching be involved to remove deposition material from areas of the substrate that are not generally required. It would be advantageous to provide a method of depositing a semiconductor material such as CdS that does not need to use such a subtraction step. Applicant has developed such a method.

광전자 및 광전압 용도를 위한 전도 필름을 생산하기 위해 화학 스프레이 열분해에 의한 인듐 황화물, In2S3의 증착은 "스프레이 열분해된 인듐 황화물 박막의 특성", T.T.John, S. Bini, Y. Kashiwaba 등의, Semicond. Sci. Technol. 18(2003)491에 기재되어 있다.The deposition of indium sulfide, In 2 S 3 by chemical spray pyrolysis to produce conductive films for optoelectronic and photovoltaic applications has been described in "Characteristics of Spray Pyrolyzed Indium Sulfide Thin Films", TTJohn, S. Bini, Y. Kashiwaba et al. , Semicond. Sci. Technol . 18 (2003) 491.

인듐 트랙은 H2S의 유동 흐름에서 열처리에 의해 In2S3으로 변형될 수 있다{J.Herrero 및 J.Ortega Sol. Energy Mater 17(1988)357}. Indium tracks can be transformed into In 2 S 3 by heat treatment in a flow stream of H 2 S {J. Herrero and J. Ortega Sol. Energy Mater 17 (1988) 357}.

중합체 전자회로를 기본으로 하는 디스플레이에서, 개시 물질 펜타센(precursor pentacene)이 현재 반도체로서 사용된다. 약 0.02㎠/Vs의 이동도는 약 QVGA(일반적으로 320 x 240픽셀)로 디스플레이의 크기를 제한한다. 반도체 이동도가 커질수록 리프레쉬 속도를 증가시키고/증가시키거나 VGA(720 x 400 픽셀) 사이즈 및 SVGA(800 x 600 픽셀) 사이즈로 그 사이즈를 증가시킬 필요가 있다.In displays based on polymer electronics, the starting material pentacene is currently used as a semiconductor. A mobility of about 0.02 cm 2 / Vs limits the size of the display to about QVGA (typically 320 x 240 pixels). As semiconductor mobility increases, the refresh rate needs to be increased and / or increased in size to VGA (720 x 400 pixels) size and SVGA (800 x 600 pixels) size.

상업적으로 이용 가능한 활성 매트릭스 액정 디스플레이에서는 비결정 수화 실리콘이 반도체로서 사용된다. 공정은 표준 반도체 기법, 예를 들어 리소그래피 및 에칭이 후속하는 진공 증착에 의한다. 활성이고 높은 이동도의 반도체 물질의 종래의 증착 기술 방법은 진공 기법의 사용을 요구한다. 비용 및 효율성의 이유로, 진공 증착을 요구하지 않는 제조 공정이 바람직하다.In commercially available active matrix liquid crystal displays, amorphous hydrated silicon is used as the semiconductor. The process is by standard semiconductor techniques such as vacuum deposition followed by lithography and etching. Conventional deposition techniques of active and high mobility semiconductor materials require the use of vacuum techniques. For cost and efficiency reasons, manufacturing processes that do not require vacuum deposition are preferred.

본 명세서에서 이전에 공개된 문서에 대한 목록 또는 설명은 상기 문서가 본 기술 분야 상태의 일부이거나 공통의 일반적인 지식임을 인정하는 것으로 반드시 취해진 것이 아니다.The list or description of documents previously published herein is not necessarily to be taken as an admission that the documents are part of common technical knowledge or common knowledge.

본 발명은 반도체, 특히 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법을 제공하는데, 여기서 반도체 물질은 습식 화학 증착 또는 스프레이 열분해에 의해 기판 상에 증착된다.The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor, in particular a field-effect transistor, wherein the semiconductor material is deposited on a substrate by wet chemical vapor deposition or spray pyrolysis.

본 발명의 방법은 특히 기판 상에 카드뮴 황화물 또는 인듐 황화물을 증착하는데 적합하다.The method of the invention is particularly suitable for depositing cadmium sulfide or indium sulfide on a substrate.

일 실시예에서, 이러한 방법은:In one embodiment, this method is:

(ⅰ)반도체 특성을 갖는 물질 또는 반도체 특성을 갖는 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합을 포함하는 용액을 제공하는 단계;(Iii) providing a solution comprising a bond of a compound that reacts to form a material having semiconductor properties or a material having semiconductor properties;

(ⅱ)기판 상에 상기 용액의 방울을 도포하는 단계;(Ii) applying a drop of the solution onto a substrate;

(ⅲ)단계(ⅱ)의 생성물을 50 내지 90℃의 온도로 가열하는 단계;(Iii) heating the product of step (ii) to a temperature of 50-90 ° C .;

(ⅳ)단계(ⅲ)의 생성물을 헹구는 단계; 및(Iii) rinsing the product of step (iii); And

(ⅴ)단계(ⅳ)의 생성물을 50 내지 200℃ 온도로 가열하는 단계를 포함한다.(Iii) heating the product of step (iii) to a temperature of from 50 to 200 ° C.

본 발명에서 사용되는 "반도체 특성을 갖는 물질"이라는 용어는 전기 전도도가 금속과 절연체 사이의 중간인 물질을 포함하고, 이들의 전도도는 온도의 변화에 따라 변하고 불순물의 존재 및/또는 광에 노출되는 경우 전기장의 존재 하에 변한다. 일반적으로 도체는 약 25℃ 대기압 하에서 10-5 Ωm 미만의 고유저항을 갖는다. 일반적으로 반도체는 25℃ 대기압 하에서 10-5 Ωm 내지 108 Ωm 범위의 고유저항을 갖는다. 일반적으로 절연체는 바람직하게 25℃ 대기압 하에서 108 Ωm 이상의 고유저항을 갖는다.As used herein, the term " material having semiconductor properties " includes materials in which the electrical conductivity is intermediate between the metal and the insulator, the conductivity of which changes with temperature and is exposed to the presence of impurities and / or light The case changes in the presence of an electric field. In general, the conductor has a resistivity of less than 10 −5 mA at about 25 ° C. atmospheric pressure. In general, semiconductors have a resistivity in the range of 10 −5 mA to 10 8 mA at 25 ° C. atmospheric pressure. In general, the insulator preferably has a resistivity of at least 10 8 mA at 25 ° C. atmospheric pressure.

반도체 특성을 갖는 물질은 전계-효과 트랜지스터에서 사용하기 적합한 반도체 특성을 갖는 임의의 물질일 수 있다. 본 발명의 방법은 특히 화학 배쓰 증착 기법을 사용하여 증착될 수 있는 반도체 물질의 증착에 적합하다. 화학 배쓰 증착 기법은 예를 들어 미국특허공보 US-A-5689125호, Lincott 등의, Appl. Phys Lett. 64(5), 31 January 1994, Nair 등의, Solar Energy Materials and Solar Cells, 52(1998), 313-344 및 Gan and Shih, Transactions on Electronic Devices, Vol.49, No.1, January 2002에 기재되어 있다. The material having semiconductor properties can be any material having semiconductor properties suitable for use in field-effect transistors. The method of the present invention is particularly suitable for the deposition of semiconductor materials that can be deposited using chemical bath deposition techniques. Chemical bath deposition techniques are described, for example, in US Pat . No. US-A-5689125, Lincott et al. , Appl. Phys Lett . 64 (5), 31 January 1994, described in Nair et al., Solar Energy Materials and Solar Cells , 52 (1998), 313-344 and Gan and Shih, Transactions on Electronic Devices , Vol. 49, No. 1, January 2002. It is.

본 발명에 사용되는 반도체 특성을 갖는 물질은 바람직하게 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게 반도체 특성을 갖는 물질은 카드뮴 또는 인듐을 포함한다.Materials having semiconductor properties used in the present invention preferably include at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper and mercury. Preferably the material with semiconductor properties comprises cadmium or indium.

본 발명에 사용되는 반도체 특성을 갖는 물질은 바람직하게 황, 셀레늄 및 텔루르 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게 반도체 특성을 갖는 물질은 황을 포함한다.Materials having semiconductor properties used in the present invention preferably include at least one of sulfur, selenium and tellurium. Preferably the material having semiconductor properties comprises sulfur.

본 기술 분야의 당업자는 반도체 특성을 갖는 다른 물질이 본 발명의 방법에 사용될 수 있음을 인정할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that other materials having semiconductor properties may be used in the methods of the present invention.

바람직하게 반도체 특성을 갖는 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합(combination)은 단계(ⅰ)에서 사용된다. 본 발명에 사용되기 적합한 결합은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은 중 적어도 하나를 포함하는 혼합물을 포함하는 혼합물을 포함한다. 바람직하게 혼합물을 포함하는 카드뮴 또는 인듐이 사용된다.Preferably the combination of the reacting compounds to form a material having semiconductor properties is used in step (iii). Bonds suitable for use in the present invention include mixtures including mixtures comprising at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper and mercury. Preferably cadmium or indium comprising a mixture is used.

만약 혼합물이 단계(ⅰ)에 사용되는 경우, 그것은 혼합물의 형성에 적합한 물질과 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은을 포함하는 적당한 개시 물질의 반응에 의해 단계(ⅰ) 이전에 획득될 수 있다. 바람직하게는 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은의 클로라이드 염과 같은 할로겐 염 또는 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은의 아세테이트가 사용될 수 있다.If the mixture is used in step (a), it is followed by reaction of a suitable starting material, including cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury, with a suitable material for forming the mixture. ) May be obtained before. Preferably halogen salts such as cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury chloride salts or acetates of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury may be used. have.

혼합물을 포함하는 카드뮴을 제조하는데 사용될 수 있는 다른 개시 물질은 카드뮴 클로라이드, CdCl2 및 Cd(탄소1-6 알킬)2와 같은 디알킬과 같은 카드뮴 할로겐 화합물을 포함한다. 당업자라면 아는 바와 같이 대응하는 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은을 결합하는 물질이 이러한 물질의 혼합물을 얻기 위해 사용될 수 있다. 클로라이드 염의 사용은 특히 바람직하다.Other starting materials that can be used to prepare cadmium, including mixtures, include cadmium halogen compounds such as cadmium chloride, CdCl 2 and dialkyls such as Cd (carboni-6 alkyl) 2 . As will be appreciated by those skilled in the art, materials which combine the corresponding zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper and mercury can be used to obtain mixtures of these materials. The use of chloride salts is particularly preferred.

본 기술 분야의 당업자는 어떠한 물질이 상기 기재된 개시 물질과 혼합물을 형성하기에 적합한 지 쉽게 결정할 수 있을 것이다. 임의의 적당한 물질이 사용될 수 있다. 적당한 물질은 암모니아, 트리에탄올아민, 시트릭산 및 에틸렌디아민을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 바람직하게는 암모니아를 포함하는 용액이 사용된다. 암모니아의 사용은 만약 필요시 반응 공정 후에 제거하기 용이하기 때문에 특히 더 바람직하다. 바람직한 양상에서, 상기 혼합물은 암모니아 용액과 카드뮴 또는 인듐 클로라이드와 같은 클로라이드 용액을 혼합하면서 획득된다. Those skilled in the art will readily be able to determine which materials are suitable for forming mixtures with the starting materials described above. Any suitable material can be used. Suitable materials include, but are not limited to, ammonia, triethanolamine, citric acid and ethylenediamine. Preferably a solution containing ammonia is used. The use of ammonia is particularly preferred because it is easy to remove after the reaction process if necessary. In a preferred aspect, the mixture is obtained by mixing ammonia solution with a chloride solution such as cadmium or indium chloride.

상기 암모니아 용액의 적합한 농도는 1 내지 5M, 예를 들어 약 2M이다. 카드뮴 클로라이드 용액의 적합한 농도는 10×10-3 내지 20×10-3M, 예를 들어 약 16×10-3M이다. 당업자는 대안적으로 물질을 형성하는 다른 혼합물의 유사한 농도가 사용될 수 있다는 것을 알고 있을 것이다. Suitable concentrations of the ammonia solution are 1-5M, for example about 2M. Suitable concentrations of cadmium chloride solution are 10 × 10 −3 to 20 × 10 −3 M, for example about 16 × 10 −3 M. Those skilled in the art will appreciate that alternatively similar concentrations of other mixtures forming the material may be used.

바람직하게는, 물질을 형성하는 혼합물은 단계(ⅰ)에 사용되는 용액이 매우 낮은 농도의 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은을 포함하도록 선택된다. 이것은 기판 상에 균일한 침전을 감소시키고 기판 상에 침전물의 불균일한 증착을 허용하는 것으로 여겨진다. Preferably, the mixture forming the material is chosen such that the solution used in the step comprises very low concentrations of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury. This is believed to reduce uniform precipitation on the substrate and allow for uneven deposition of deposits on the substrate.

바람직하게 상기 혼합물은 아민 혼합물이다. 테트라아민 카드뮴 혼합물, Cd(NH3)4 2+의 사용이 특히 바람직하다. 테트라아민 카드뮴 혼합물, Cd(NH3)4 2+은 임의의 종래의 방식을 사용하여, 예를 들어 암모니아 용액과 카드뮴 아세테이트의 반응에 의해 획득될 수 있다. 바람직하게는, 테트라아민 카드뮴 혼합물, Cd(NH3)4 2+은 카드뮴 클로라이드와 같은 카드뮴 할로겐화물의 용액을 암모니아 용액과 혼합하여 획득된다.Preferably the mixture is an amine mixture. Particular preference is given to the use of tetraamine cadmium mixtures, Cd (NH 3 ) 4 2+ . The tetraamine cadmium mixture, Cd (NH 3 ) 4 2+ , can be obtained using any conventional manner, for example by reaction of ammonia solution with cadmium acetate. Preferably, the tetraamine cadmium mixture, Cd (NH 3 ) 4 2+ is obtained by mixing a solution of cadmium halide such as cadmium chloride with ammonia solution.

본 발명은 놀랍게도 특정한 상황에서 단계(ⅰ)에서 사용된 혼합물의 형성에서 아세테이트에 반대되는 클로라이드 염과 같은 할로겐화물 염의 사용과 연관되어 상당한 이점이 있다는 것을 알게 되었다. 카드뮴 아세테이트로부터 유도된 혼합물을 사용하여 만들어진 물질이 주위의 광에 노출되는 경우, 지속적인 광전류 및 전류 변조의 잠재적으로 허용 할 수 없는 감소가 일부 상황에서 발생할 수 있다는 것이 발견되었다. 이러한 효과는 일반적으로 카드뮴 클로라이드가 개시 물질로 사용되는 경우에 나타나지 않는다. 이론에 구속되기를 바라지 않고, 본 발명자는 카드뮴 클로라이드가 사용되는 경우, 소량의 클로라이드가 CdS 라텍스와 치환하면서 결합되는 것이라고 생각된다. 이것은 페르미(Fermi) 레벨을 전도 밴드 바로 밑으로 낮춰서 지속적인 광전류의 생성을 방지하는 효과를 가진다고 여겨진다. The present invention has surprisingly been found to be of significant advantage in connection with the use of halide salts such as chloride salts as opposed to acetate in the formation of the mixture used in the step under certain circumstances. It has been found that when a material made using a mixture derived from cadmium acetate is exposed to ambient light, a potentially unacceptable decrease in continuous photocurrent and current modulation may occur in some situations. This effect is generally not seen when cadmium chloride is used as starting material. Without wishing to be bound by theory, the inventors believe that when cadmium chloride is used, a small amount of chloride is bonded while substituting CdS latex. This is believed to have the effect of lowering the Fermi level just below the conduction band to prevent the generation of continuous photocurrent.

도 1 및 2의 비교는 카드뮴 아세테이트 보다 오히려 카드뮴 클로라이드를 사용한 효과를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 주위의 광에 카드뮴 아세테이트를 사용하여 생성된 물질의 노출은 수주동안 실온에서 지속적인 광전류를 초래하고, 전류의 변조를 저하시킨다. 도 2는 카드뮴 클로라이드를 사용하여 생성된 물질이 주위의 광을 받은 후 어두운 곳에 놓여지는 경우, 광전류가 거의 즉시 사라지는 것을 도시한다.The comparison of FIGS. 1 and 2 shows the effect of using cadmium chloride rather than cadmium acetate. As shown in FIG. 1, exposure of a material produced using cadmium acetate to ambient light results in a continuous photocurrent at room temperature for several weeks and degrades the modulation of the current. 2 shows that when a material produced using cadmium chloride is placed in a dark place after receiving ambient light, the photocurrent disappears almost immediately.

바람직하게 단계(ⅰ)에서 사용된 결합은 황, 셀레늄 및 텔루르 이온 중 적어도 하나의 공급원을 포함한다. 황 이온의 임의의 적합한 공급원이 사용될 수 있다. 황 이온의 임의의 적합한 공급원은 티오우레아 또는 티오아세트아미드를 결합하지만 이로 제한되지는 않는다. 황 이온의 공급원, 예를 들어 티오우레아의 농도는 바람직하게 25×10-3 내지 40×10-3M, 예를 들어 약 32×10-3M이다. 임의의 적합한 셀레늄 이온의 공급원이 사용될 수 있다. 적합한 셀레늄 이온의 공급원은 나트륨 셀레늄황화물을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 임의의 적합한 텔루르 이온의 공급원이 사용될 수 있다. 당업자는 셀레늄 이온 또는 텔루르 이온의 적합한 공급원의 농도가 상기 기재된 황 이온의 공급원과 유사할 수 있다는 것을 알고 있을 것이다.Preferably the bond used in step (iii) comprises a source of at least one of sulfur, selenium and tellurium ions. Any suitable source of sulfur ions can be used. Any suitable source of sulfur ions binds but is not limited to thiourea or thioacetamide. The concentration of the source of sulfur ions, for example thiourea, is preferably 25 × 10 −3 to 40 × 10 −3 M, for example about 32 × 10 −3 M. Any suitable source of selenium ions can be used. Suitable sources of selenium ions include but are not limited to sodium selenium sulfide. Any suitable source of tellurium ions can be used. Those skilled in the art will appreciate that the concentration of a suitable source of selenium ions or tellurium ions may be similar to the source of sulfur ions described above.

이상적으로, 사용된 황, 셀레늄 및 텔루르 이온의 공급원은 황, 셀레늄 및 텔루르 이온의 느린 방출을 제공해야 하며, 자유단 HS- 및 S2--와 같은 물질의 낮은 농도와 반도체 특성을 갖는 상기 물질의 균일한 추출의 방지를 초래한다.Of the material having a low concentration to the semiconductor properties of the material, such as a - Ideally, the source of sulfur, selenium and tellurium ions used should provide a slow release of the sulfur, selenium and tellurium ions, free end HS - and S2 This results in the prevention of uniform extraction.

선택적으로 반도체 특성을 갖는 물질은 도핑될 수 있다. 적합한 도핑제는 본 기술 분야에 공지되어 있다.Optionally, the material having semiconductor properties can be doped. Suitable dopants are known in the art.

증착 단계, 단계(ⅱ)는 임의의 적합한 온도에서 발생할 수 있다. 가장 적합한 온도는 상기 기판의 특성 및 증착될 물질의 특성과 같은 요소에 의존할 것이다. 본 기술 분야의 당업자는 적합한 온도를 용이하게 결정할 수 있을 것이다. 본 발명의 방법은 특히 최적의 화학 배쓰 증착 온도가 약 60 내지 70℃인 조성물과 사용하기에 적합하다. 따라서 증착될 용액은 증착 이전에 이러한 온도로 가열될 수 있다. 대안적으로, 상기 용액은 비교적 낮은 온도, 예를 들어 0 내지 35℃, 예를 들어 대기온도에서(약 15 내지 30℃),예를 들어 20 내지 25℃에서 존재할 수 있고 상기 기판은 더 높은 온도, 예를 들어 60 내지 70℃와 같은 50℃ 이상의 온도에 존재할 수 있다. 가열된 기판이 사용되는 경우, 상기 기판에 증착된 물질의 온도는 한 방울씩 증착된 작은 크기로 인해 상기 기판의 온도와 유사한 온도로 빠르게 증가할 것이다. The deposition step, step (ii) may occur at any suitable temperature. The most suitable temperature will depend on factors such as the nature of the substrate and the nature of the material to be deposited. Those skilled in the art will be able to readily determine suitable temperatures. The process of the present invention is particularly suitable for use with compositions wherein the optimum chemical bath deposition temperature is about 60-70 ° C. The solution to be deposited can thus be heated to this temperature prior to deposition. Alternatively, the solution may be present at a relatively low temperature, for example 0 to 35 ° C., for example at ambient temperature (about 15 to 30 ° C.), for example 20 to 25 ° C. and the substrate at a higher temperature. For example, at a temperature of 50 ° C. or higher, such as 60 to 70 ° C. If a heated substrate is used, the temperature of the material deposited on the substrate will quickly increase to a temperature similar to that of the substrate due to the small size deposited drop by drop.

상기 기판 상에 상기 용액의 방울을 증착하는 임의의 적합한 방법은 단계(ⅱ)에서 사용될 수 있다. 적합한 물질은 전기장과 결합하여 에어로졸의 잉크젯 프린팅, 분배 및 사용을 포함하지만 이로 제한되지 않는다.Any suitable method of depositing a drop of the solution on the substrate can be used in step (ii). Suitable materials include, but are not limited to, inkjet printing, dispensing and use of aerosols in combination with electric fields.

전계-효과 트랜지스터의 제조에 사용하기 위해 알려진 임의의 적합한 기판이 사용될 수 있다. 상기 기판의 특성은 전계효과 트랜지스터의 바람직한 최종 구조에 적어도 어느 정도 의존할 것이다. 상기 기판은 절연체일 수 있거나 전도 특성을 가질 수 있다.Any suitable substrate known for use in the manufacture of field-effect transistors can be used. The properties of the substrate will depend at least in part on the desired final structure of the field effect transistor. The substrate may be an insulator or may have conductive properties.

본 발명의 일 양상에서, 또한 게이트 전극으로서 작용할 수 있는 기판이 사용될 수 있다. 이러한 양상에 사용되기 적합한 기판은 도핑된 실리콘 웨이퍼(wafer)를 포함한다. 이러한 웨이퍼는 일반적으로 이들의 상부 표면 상에 열적으로 성장된 SiO2 층을 포함한다. 상기 SiO2 층은 일반적으로 약 200㎚ 두께이고 약 17nF/㎠의 용량(capacitance)을 갖는다.In one aspect of the invention, a substrate may also be used that can act as a gate electrode. Substrates suitable for use in this aspect include doped silicon wafers. Such wafers generally include a SiO 2 layer thermally grown on their top surface. The SiO 2 layer is generally about 200 nm thick and has a capacity of about 17 nF / cm 2.

테스트 기판은 임의의 적합한 소스 및 드레인 전극, 예를 들어 Au/Ti 소스 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 이러한 소스 및 드레인 전극은 본 기술 분야에서 공지된 방법으로 만들어질 수 있다. 적합한 방법은 증착된 금속 필름 상에 표준 포토리소그래피를 포함한다{용액 처리된 유기 반도체로 만든 전계-효과 트랜지스터, A.R. Brown 등의, Synthetic Metals, 88(1997)37-55 참조}.The test substrate may comprise any suitable source and drain electrodes, for example Au / Ti source and drain electrodes. Such source and drain electrodes can be made by methods known in the art. Suitable methods include standard photolithography on deposited metal films { Synthetic , such as field-effect transistors made from solution treated organic semiconductors, AR Brown et al. Metals , 88 (1997) 37-55}.

대안적으로, 중합체 테스트 기판이 사용될 수 있다. 만약 중합체 기판이 사용된다면, 상기 기판은 플렉서블할 수 있다. 이러한 기판은 "플렉서블 활성-매트릭스 디스플레이 및 용액 처리된 유기 반도체를 주성분으로 하는 시프트 레지스트", G.H.Gelinck 등의, Nature Materials, 2004, 3(2), pages 106-110에 기재되어 있다. 이러한 기판은 상부에 포일을 가진 지지대, 평면층, 게이트 전극처럼 구조화된 금(gold), 게이트 절연체처럼 상업적으로 이용 가능한 에폭시를 주성분으로 하는 네거티브 레지스터 SU8, 일반적으로 SU8과 같은 중합체 및 금 소스 및 드레인 전극을 포함한다. 본 명세서에 참고문헌으로서 병합된 미국특허공보 U.S patent no.6,635,406에서 게이트 유전체로 개시된 물질이 본 발명의 실시예에서 사용될 수 있다. 이러한 물질은 SU8과 같은 상업적으로 이용 가능한 폴리에폭시를 주성분으로 한 포토레지스트 뿐만 아니라 폴리비닐페놀{예를 들어 UV에 플러드(fluid) 노출된 흐름에 노출된 PVPs}, 폴리글루타이미드, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리이소프렌, 폴리에폭시를 주성분으로 하는 수지, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐피롤리돈, p-하이드록시스티렌 중합체, 및 멜라미노 중합체와 같은 중합체를 포함하는 종래의포토레지스트인 하드 베이킹된 노블락(hard-baked novolacs)를 포함한다. 본 발명의 실시에 사용되기에 적합할 수 있는 상업적으로 이용 가능한 노블락(novolacs) 포토레지스트는 HPR 504를 포함한다. 게이트 절연체는 일반적으로 가교제를 이용하여 가교될 수 있는 유기 절연 중합 화합물을 포함할 수 있다. 중합 절연체의 선택에는 어느 제한도 없다. 폴리비닐페놀 및 폴리비닐아코올은 적합한 절연 중합 물질로 알려져 왔는데, 이중에 폴리비닐페놀이 더 바람직하다. 적합한 가교제는 헥사메톡시메틸멜라민(HMMM)과 같은 아미노플래스트(aminoplasts)를 포함한다.Alternatively, a polymer test substrate can be used. If a polymer substrate is used, the substrate can be flexible. Such substrates are described in Nature Materials , 2004, 3 (2), pages 106-110, “Flexible Active-Matrix Display and Shift Resistant Mainly Solution Solutioned Organic Semiconductors”, GHGelinck et al . Such substrates include a support with a foil on top, a planar layer, gold structured like a gate electrode, a commercially available epoxy-based negative resistor SU8, such as a gate insulator, polymers such as SU8, and gold sources and drains in general. An electrode. Materials disclosed as gate dielectrics in US Patent No. 6,635,406, incorporated herein by reference, may be used in embodiments of the present invention. Such materials include polyvinylphenols (e.g. PVPs exposed to a flood exposed to UV), polyglutimides, polyimides, as well as commercially available polyepoxy based photoresists such as SU8. Hard-baked, a conventional photoresist comprising polymers such as polyvinylalcohol, polyisoprene, polyepoxy-based resins, polyacrylates, polyvinylpyrrolidone, p-hydroxystyrene polymers, and melamine polymers Hard-baked novolacs. Commercially available novolac photoresists that may be suitable for use in the practice of the present invention include HPR 504. The gate insulator can generally comprise an organic insulating polymeric compound that can be crosslinked using a crosslinking agent. There is no restriction on the choice of polymeric insulator. Polyvinylphenol and polyvinyl alcohol have been known as suitable insulating polymeric materials, of which polyvinylphenol is more preferred. Suitable crosslinkers include aminoplasts such as hexamethoxymethylmelamine (HMMM).

실리콘 디옥사이드(SiO2)는 게이트 절연체로서 사용될 수 있다. SiO2가 게이트 절연체로서 사용되는 경우, SiO2는 프라이밍될 수 있다(primed). 본 발명에 사용하기 적합한 프라이밍 된 기판의 예는 헥사메틸디실라젠(hexamethyldisilazane)으로 프라이밍되고 실리콘 디옥사이드 게이트 절연체를 포함하는 기판이다. 이러한 프라이밍된 기판은 기판의 표면과 헥사메틸디실라젠의 기체 상 반응에 의해 획득될 수 있으며, 예를 들어 상기 기판의 표면 상에 헥사메틸디실라젠의 단일층을 제공한다. 만약 필요시, 상기 프라이머는 질산을 뿌리거나 플라즈마 또는 UV/오존 처리에 의해 제거될 수 있다.Silicon dioxide (SiO 2 ) may be used as the gate insulator. If SiO 2 is used as the gate insulator, SiO 2 may be primed. An example of a primed substrate suitable for use in the present invention is a substrate primed with hexamethyldisilazane and comprising a silicon dioxide gate insulator. Such primed substrates may be obtained by gas phase reaction of hexamethyldisilagen with the surface of the substrate, for example providing a monolayer of hexamethyldisilagen on the surface of the substrate. If necessary, the primer can be removed by spraying nitric acid or by plasma or UV / ozone treatment.

단계(ⅱ)에서 증착된 방울의 크기는 사용된 증착 방법, 기판의 표면의 습윤성 및 상기 기판 상의 방울 또는 퍼짐(이것은 용액의 표면 장력과 같은 요소에 의존할 것이다)과 같은 요소에 의존할 것이다. The size of the droplets deposited in step (ii) will depend on factors such as the deposition method used, the wettability of the surface of the substrate and the droplets or spreads on the substrate, which will depend on factors such as the surface tension of the solution.

단계(ⅲ)에서, 단계(ⅱ)의 생성물은 일반적으로 50 내지 90℃, 바람직하게는 60 내지 85℃, 보다 바람직하게는 65 내지 80℃ 및 가장 바람직하게는 70 내지 75℃, 예를 들어 약 70 또는 약 75℃의 온도에서 가열된다. 단계(ⅲ)는 일반적으로 1시간 미만, 바람직하게는 30분 미만, 보다 바람직하게는 10분 미만, 예를 들어 약 5분 동안 행해진다. 단계(ⅲ)가 수행되는 시간은 농도, 조성물 및 증착된 용액의 온도와 같은 요소에 의존할 것이다.In step (iii), the product of step (ii) is generally 50-90 ° C., preferably 60-85 ° C., more preferably 65-80 ° C. and most preferably 70-75 ° C., for example about Heated at a temperature of 70 or about 75 ° C. Step (iii) is generally carried out for less than 1 hour, preferably less than 30 minutes, more preferably less than 10 minutes, for example about 5 minutes. The time for which step (iii) is performed will depend on factors such as concentration, composition and temperature of the deposited solution.

임의의 적당한 가열 방법은 단계(ⅲ)에서 사용될 수 있다. 예를 들어 상기 기판은 핫플레이트 상에 위치될 수 있다. 바람직하게는 상기 기판은 단계(ⅲ) 동안 증발을 막기 위해 도포된다. 예를 들어 pH가 감소하는 것과 같이 증발이 상기 방울의 조성물을 변화시키고 이것은 반도체층의 특성에 영향을 주기 때문에, 가열과정 동안 기판을 도포하는 것은 바람직하다. Any suitable heating method can be used in step (iii). For example, the substrate may be located on a hot plate. Preferably the substrate is applied to prevent evaporation during the step. It is preferable to apply the substrate during the heating process because evaporation changes the composition of the droplets, for example as the pH decreases, which affects the properties of the semiconductor layer.

이론에 구속되기를 바라지 않고, 가열 단계(ⅲ)는 상기 기판의 표면 상에 반도체 특성을 갖는 물질의 형성을 초래한다.Without wishing to be bound by theory, the heating step results in the formation of a material having semiconductor properties on the surface of the substrate.

단계(ⅳ)에서, 단계(ⅲ)의 생성물은 헹궈진다. 바람직하게는 탈염된(demineralized) 물이 이 단계에 사용된다. 단계(ⅲ)의 생성물은 약 5분처럼 1 내지 10분간 임의의 적합한 시간동안 헹궈질 수 있다.In step (iii), the product of step (iv) is rinsed. Preferably demineralized water is used in this step. The product of step iii can be rinsed for any suitable time for 1 to 10 minutes, such as about 5 minutes.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 탈염된 물이라는 용어는 광물 및/또는 염이 제거된 물을 말한다.As used herein, the term desalted water refers to water from which minerals and / or salts have been removed.

단계(ⅴ)는 일반적으로 50 내지 200℃, 바람직하게는 120 내지 180℃, 보다 바람직하게는 140 내지 160℃, 예를 들어 약 150℃의 온도에서 수행된다. 일반적으로 단계(ⅴ)는 1 내지 3시간, 바람직하게 약 2시간 동안 수행된다. 단계(ⅴ)는 임의의 적합한 대기, 예를 들어 대기압 또는 진공 하에서 수행될 수 있다. 바람직하게는 단계(ⅴ)는 진공 하에서 수행된다. 만약 단계(ⅴ)가 진공 하에서 수행되지 않는다면, 임의의 적합한 압력, 예를 들어 1×10-4Mbar의 압력 내지 대기압이 사용될 수 있다.Step (iii) is generally carried out at a temperature of from 50 to 200 ° C, preferably from 120 to 180 ° C, more preferably from 140 to 160 ° C, for example about 150 ° C. Generally step (iii) is carried out for 1 to 3 hours, preferably for about 2 hours. Step (iii) can be carried out under any suitable atmosphere, for example atmospheric pressure or vacuum. Preferably step (iii) is carried out under vacuum. If the step is not carried out under vacuum, any suitable pressure, for example from 1 × 10 −4 Mbar to atmospheric pressure may be used.

본 발명은 또한 상기 기재된 방법으로 획득 가능한 전계-효과 트랜지스터를 제공한다. 선택적으로, 본 발명의 트랜지스터는 귀금속을 포함하는 소스 및/또는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 적합한 귀금속은 제한되지는 않지만 골드, 실버, 플래티늄 및 팔라듐을 포함한다. 이들은 쉽게 산화되지 않기 때문에 이러한 금속을 한 가지 이상 포함하는 전극을 사용하는 것이 유리하다. 바람직하게는 귀금속은 골드이다. 대안적으로, ITO 또는 PEDOT(폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)) 또는 PANI(폴리아닐린)과 같은 전도 중합체를 포함하는 전극과 같은 다른 높은 일 함수의 전극이 사용될 수 있다. PEDOT는 또한 예를 들어 PEDOT/PSS(폴리스틸렌설포닉 산으로 안정화된 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜) )의 형태로 사용될 수 있다. PANI는 PANI-CSA(캠포설포닉산으로 도핑된 폴리아닐린)의 형태로 사용될 수 있다.The present invention also provides a field-effect transistor obtainable by the method described above. Optionally, the transistors of the present invention may include source and / or drain electrodes comprising noble metals. Suitable precious metals include, but are not limited to, gold, silver, platinum and palladium. Since they are not easily oxidized, it is advantageous to use electrodes comprising at least one such metal. Preferably the precious metal is gold. Alternatively, other high work function electrodes can be used, such as electrodes comprising conductive polymers such as ITO or PEDOT (poly (3,4-ethylene dioxythiophene)) or PANI (polyaniline). PEDOT can also be used, for example, in the form of PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylene dioxythiophene) stabilized with polystyrenesulphonic acid). PANI can be used in the form of PANI-CSA (polyaniline doped with camphorsulphonic acid).

리소그래피 및 에칭과 같은 갑산 단계를 포함하는 본 기술 분야에서 공지된 방법과 비교하면, 본 발명의 방법은 공정 단계의 수가 감소되고 생성되는 폐기물의 양이 감소되는 상당한 이점이 있다.Compared to methods known in the art, including acidification steps such as lithography and etching, the method of the present invention has the significant advantage that the number of process steps is reduced and the amount of waste produced is reduced.

CdS는 연구에서 높은 이동도의 반도체로서 사용되지만, 산업적 규모로 CdS를 사용할 때 주요 단점은 카드뮴의 독성이다. 카드뮴을 예를 들어 인듐으로 대체함으로써, 이러한 단점은 방지될 수 있다.CdS is used as a highly mobile semiconductor in research, but the major drawback when using CdS on an industrial scale is the toxicity of cadmium. By replacing cadmium with, for example, indium, this disadvantage can be avoided.

또 다른 실시예에서, 이러한 방법은In another embodiment, this method is

(ⅰ)반도체 특성을 갖는 물질 또는 반도체 특성을 갖는 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합을 포함하는 용액을 제공하는 단계;(Iii) providing a solution comprising a bond of a compound that reacts to form a material having semiconductor properties or a material having semiconductor properties;

(ⅱ)220 내지 450℃로 기판을 가열하는 단계; 및(Ii) heating the substrate to 220-450 ° C .; And

(ⅲ)220 내지 370℃ 온도로 증착 동안 스프레이 열분해로 기판 상에 상기 용액의 방울을 증착시키는 단계를 포함한다.(Iii) depositing a drop of the solution on the substrate by spray pyrolysis during deposition to a temperature between 220 and 370 ° C.

상기 기판은 매우 도핑된 실리콘 웨이퍼 또는 도핑되지 않은 실리카 또는 유리 또는 증착 온도에서 분해되거나 변형되지 않는 중합 물질 또는 증착 온도에 적합하고 금속 산화물 반도체에 사용하기 적합한 임의의 다른 물질일 수 있다.The substrate may be a very doped silicon wafer or undoped silica or glass or any other material suitable for deposition temperature and polymer materials that do not decompose or deform at deposition temperatures or suitable for use in metal oxide semiconductors.

상기 기판은 소스/드레인과 반도체 필름 사이의 접촉을 개선시키기 위해 약 150℃에서 진공상태 하에 어닐링될 수 있다.The substrate may be annealed under vacuum at about 150 ° C. to improve contact between the source / drain and the semiconductor film.

스프레이 열분해에 적합하고 반도체 특성을 갖는 물질을 형성하기 위해 반응할 수 있는 화합물의 결합은 예를 들어 인듐 또는 카드뮴의 할로겐화물 염, 특히 클로라이드 염, 황 이온의 소스 및 산소의 소스일 수 있다.The combination of compounds suitable for spray pyrolysis and capable of reacting to form materials having semiconductor properties can be, for example, halide salts of indium or cadmium, in particular chloride salts, sources of sulfur ions and sources of oxygen.

인듐 황화물, In2S3는 화학 스프레이 열분해에 의해 증착될 수 있다. 일 실험에서, 0.1M InCl3 및 0.15M CS(NH2)2를 포함하는 1.5㎖의 스프레이 용액은 약 1㎖/분의 속도로 기판 상에 스프레이된다. 상기 기판의 온도는 300℃이다. 도 6은 드레인 바이어스가 각각 2 및 20V로 측정된 디바이스의 선형 및 포화 전달 특성을 도시한다. 도 6에 도시된 이동도는 약 4㎠/Vs로 높다. 보다 최적의 이동도는 아래의 표에 나타나 있다. 이동도는 보다 더 최적화될 수 있을 것으로 예상된다.Indium sulfide, In 2 S 3 may be deposited by chemical spray pyrolysis. In one experiment, 1.5 ml of spray solution containing 0.1 M InCl 3 and 0.15 M CS (NH 2 ) 2 is sprayed onto the substrate at a rate of about 1 ml / min. The temperature of the substrate is 300 ° C. 6 shows the linear and saturation transfer characteristics of the device where the drain bias is measured at 2 and 20V, respectively. The mobility shown in FIG. 6 is as high as about 4 cm 2 / Vs. More optimal mobility is shown in the table below. Mobility is expected to be even more optimized.

도 1은 주변 광에 노출 후에 CdS 전계-효과 트랜지스터의 선형 전달 특성을 나타낸 도면이다. 곡선(100)은 주변 광의 전달 특성이다. 곡선(101-106)은 어두운 곳에서 다양한 시간 기간에 대한 전달 특성이다. 상기 트랜지스터는 종래의 기술에 기재된 바와 같이 화학 배쓰 증착 공정에서 카드뮴 아세테이트를 사용하여 생성되었다. 광전류는 수주간 실온에서 지속되었다. 1 illustrates the linear transfer characteristics of a CdS field-effect transistor after exposure to ambient light. Curve 100 is the transmission characteristic of ambient light. Curves 101-106 are propagation characteristics for various time periods in the dark. The transistor was produced using cadmium acetate in a chemical bath deposition process as described in the prior art. The photocurrent lasted for several weeks at room temperature.

도 2는 주변 광에 노출 후 CdS 전계-효과 트랜지스터의 선형 전달 특성을 나타낸 도면이다. 상기 트랜지스터는 종래의 기술에 기재된 바와 같이 화학 배쓰 증착 공정에서 카드뮴 클로라이드를 사용하여 생산되었다. 곡선(200)은 주변 광의 전달 특성이다. 곡선(201)은 어두운 곳에서 전달 특성이다. 어두운 곳에서 다양한 시간 기간에 대한 곡선이 나타난다. 어두운 곳에 트랜지스터를 놓으면, 광전류는 거의 즉시 사라진다. 내부 도면은 시간(T)의 함수에 따른 임계 전압을 나타낸다.2 shows the linear transfer characteristics of a CdS field-effect transistor after exposure to ambient light. The transistor was produced using cadmium chloride in a chemical bath deposition process as described in the prior art. Curve 200 is the transmission characteristic of ambient light. Curve 201 is a transmission characteristic in the dark. Curves for various time periods appear in the dark. When the transistor is placed in the dark, the photocurrent disappears almost immediately. The internal figure shows the threshold voltage as a function of time T.

도 3은 실시예 1에 기재된 방법에 의해 획득되고 골드 소스 및 드레인 접촉을 사용하여 40㎛의 채널 길이 및 1000㎛의 채널 너비를 가진 국부적으로 증착된 CdS 전계-효과 트랜지스터의 선형 및 포화 전달 특성을 나타낸 도면이다. 오른쪽 y-축은 이동도이다(㎠/Vs).3 shows the linear and saturation transfer characteristics of locally deposited CdS field-effect transistors obtained by the method described in Example 1 and using a gold source and drain contact with a channel length of 40 μm and a channel width of 1000 μm. The figure shown. The right y-axis is mobility (cm 2 / V s ).

도 4는 스프레이 열분해를 위한 분무기를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing a sprayer for spray pyrolysis.

도 5a는 전계 효과 트랜지스터 테스트 기판의 단면도를 나타낸다.5A shows a cross-sectional view of a field effect transistor test substrate.

도 5b는 전계 효과 고리(ring) 트랜지스터 테스트 기판의 정면도를 나타낸다.5B shows a front view of a field effect ring transistor test substrate.

도 6은 In2S3 전계-효과 트랜지스터에 대한 선형 및 포화 전달 특성 및 유도된 이동도 값을 나타낸 도면이다. 6 shows linear and saturation transfer characteristics and induced mobility values for In 2 S 3 field-effect transistors.

도 7은 In2S3 전계-효과 트랜지스터의 출력 특성을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating output characteristics of an In 2 S 3 field-effect transistor.

본 발명은 다음의 비제한적인 실시예에 의해 설명된다. The invention is illustrated by the following non-limiting examples.

실시예 1 - 기판 상에 CdS의 선택적인 증착에 의한 트랜지스터의 제조 Example 1 Fabrication of Transistors by Selective Deposition of CdS on Substrates

상부에서 열적으로 성장된(약 100㎚) 실리콘 옥사이드를 갖는 매우 도핑된 실리콘 웨이퍼의 테스트 기판이 사용되었다. 골드 전극(티타늄 점착층을 구비함)은 증발과 리소그래피의 결합을 사용하여 산화층 상에 형성된다. Test substrates of highly doped silicon wafers with silicon oxide thermally grown (about 100 nm) on top were used. Gold electrodes (with titanium adhesion layers) are formed on the oxide layer using a combination of evaporation and lithography.

물에서 2.5M의 CdCl2 용액 1㎖가 2M 암모니아 용액에 첨가되었다. 초기 침전 이후에, Cd(NH3)4 2+를 포함하는 순수한(clear) 용액이 획득된다. 상기 용액에 물에서 1.75M의 티오우레아(thiourea) 용액 3㎖가 첨가되었다. 상기 기판은 70℃로 가열되었다. 결과물인 상기 용액의 방울은 분무기(syringe)를 사용하여 상기 테스트 기판 상에 증착되었다. 1 ml of 2.5 M CdCl 2 solution in water was added to the 2 M ammonia solution. After the initial precipitation, a clear solution comprising Cd (NH 3 ) 4 2+ is obtained. To this solution was added 3 ml of a 1.75 M thiourea solution in water. The substrate was heated to 70 ° C. The resulting drop of solution was deposited on the test substrate using a syringe.

상기 기판은 75℃의 핫플레이트 상에 위치되었고 증발을 방지하기 위해 페트리 디쉬(Petri-dish)로 도포되었다. 5분 후에, 상기 기판은 탈염된 물(demineralized water)로 헹궈졌고 그런 다음 진공 하에서 2시간 동안 150℃로 가열되었다.The substrate was placed on a hotplate at 75 ° C. and applied with Petri-Dish to prevent evaporation. After 5 minutes, the substrate was rinsed with demineralized water and then heated to 150 ° C. for 2 hours under vacuum.

상기 실리콘 웨이퍼는 게이트 전압으로 사용되었는데, 두 개의 골드 전극은 상기 소스 및 드레인 전극(마이크로 조작기를 사용하여 접촉됨)이었다. 상기 트랜지스터는 Agilent 4155c 반도체 매개변수 분석기를 사용하여 특성화되었다. 소스 드레인 전압은 0 내지 30볼트 사이에서 변하며, 바람직하게는 2내지 20볼트 사이에서 변한다.The silicon wafer was used as the gate voltage, where two gold electrodes were the source and drain electrodes (contacted using a micromanipulator). The transistor was characterized using an Agilent 4155c semiconductor parameter analyzer. The source drain voltage varies between 0 and 30 volts, preferably between 2 and 20 volts.

획득된 트랜지스터의 전달 특징이 측정되었다. 이것은 도 3에서 도시된다.The transfer characteristics of the obtained transistors were measured. This is shown in FIG. 3.

실시예 2 - 기판 상에 InExample 2-In on a substrate 22 SS 33 의 증착에 의한 트랜지스터의 제조Fabrication of Transistors by Deposition of

실험은 인듐 황화물의 증착을 위해 스프레이 열분해를 사용하여 개시되었다. 스프레이 열분해는 핫플레이트에서 가열된 기판 근처에서 전구체(precursors)의 증발을 기초로 한다. 에어로졸은 박막 증착을 위해 물질 소스로서 폭넓게 사용되어 왔다. Experiments were initiated using spray pyrolysis for the deposition of indium sulfide. Spray pyrolysis is based on the evaporation of precursors near the heated substrate in a hotplate. Aerosols have been widely used as a material source for thin film deposition.

인듐 황화물 박막의 증착은 도 4에서와 같이 분무기(440)를 가지고 수행되었다. 운반 기체 유동(470)은 상기 분무기의 주요 튜브에 주입되고 노즐(450)을 통해 상기 분무기로부터 나온다. 액체(460)는 상기 운반 기체 유동(470)과 만나는 상기 노즐(450)을 통해 흐르고 에어로졸을 형성한다. 상기 에어로졸은 기판(480) 상에 증착된다. 상기 기판(480)은 핫플레이트(490)로 가열된다. 최적의 유동 속도에서, 용매는 가열된 기판 표면 근처에서 증발한다. 여기서 상기 용매는 물이다. 상기 용매는 또한 알코올, 물과 알코올의 혼합물(예를 들어 동일한 비율의 메탄올과 물)일 수 있으며, 또는 다른 용매, 특히 유기 용매일 수 있다. 일반적으로 상기 용매는 상기 열분해 처리를 위한 산소 공급원이다. 여기서 상기 운반 기체는 아르곤이지만 다른 비활성 기체 또는 질소와 같이 이러한 처리 조건 하에 실질적으로 비활성인 기체일 수 있다. The deposition of the indium sulfide thin film was performed with a nebulizer 440 as in FIG. Carrier gas flow 470 is injected into the main tube of the nebulizer and exits the nebulizer through nozzle 450. Liquid 460 flows through the nozzle 450 that meets the carrier gas flow 470 and forms an aerosol. The aerosol is deposited on the substrate 480. The substrate 480 is heated by the hot plate 490. At the optimum flow rate, the solvent evaporates near the heated substrate surface. Wherein said solvent is water. The solvent may also be an alcohol, a mixture of water and alcohol (for example equal proportions of methanol and water), or may be another solvent, in particular an organic solvent. Generally the solvent is an oxygen source for the pyrolysis treatment. Wherein the carrier gas is argon but may be a gas that is substantially inert under these treatment conditions, such as other inert gases or nitrogen.

상기 전구체는 상기 기판 근처에서 휘발되고 가열된 기판 표면 상에 흡수된다. 그런 다음 분해 및/또는 화학 반응에 의해 고밀도 인듐 황화물 막을 생성한다. 더 큰 증착 영역을 얻기 위해, 상기 분무기는 상기 표면 위에서 회전한다.The precursor is absorbed on the substrate surface which is volatilized and heated near the substrate. Decomposition and / or chemical reactions then produce a high density indium sulfide film. To obtain a larger deposition area, the nebulizer rotates over the surface.

상기 스프레이 용액은 물에 티오우레아{CS(NH2)2}와 인듐 클로라이드(InCl3) 용액의 혼합물을 포함한다. 이 용액의 pH는 약 4이다. 일부 실험에서, 이러한 pH는 HCl 또는 아세트산을 첨가하여 0 또는 2로 낮아진다. In/S비는 상기 전구체의 몰농도를 변화시킴으로써 가변된다. 대부분의 실험에서, 총 부피 및 스프레이된 용액의 속도는 1㎖ 및 1㎖/분이고, 아르곤은 상기 운반 기체로 사용된다. 상기 핫플레이트 온도는 300 내지 450℃ 사이에서 가변된다. 상기 기체 및 액체 유동에 의해 냉각되기 때문에, 상기 기판의 온도는 약 80℃로 낮아진다. 스프레이 거리는 6㎝로 유지되고, 회전 원의 직경은 약 3㎝이다. 인듐 대 황의 비는 0.3 내지 2 사이에서 변한다. 특히 적당한 전기적 결과는 0.9 내지 1.04 사이의 비율로 획득된다. 1.2 및 그 이상의 비율일 경우에는 전도막이 생성된다. 표 1에 특히 적당하고 대표적인 일부 결과가 요약되어 있다.The spray solution comprises a mixture of thiourea {CS (NH 2 ) 2 } and indium chloride (InCl 3 ) solutions in water. The pH of this solution is about 4. In some experiments, this pH is lowered to zero or two by the addition of HCl or acetic acid. The In / S ratio is varied by changing the molarity of the precursor. In most experiments, the total volume and rate of the sprayed solution are 1 ml and 1 ml / min and argon is used as the carrier gas. The hot plate temperature is varied between 300 and 450 ° C. Because of the cooling by the gas and liquid flows, the temperature of the substrate is lowered to about 80 ° C. The spray distance is maintained at 6 cm and the diameter of the rotating circle is about 3 cm. The ratio of indium to sulfur varies between 0.3 and 2. Particularly suitable electrical results are obtained at ratios between 0.9 and 1.04. At a ratio of 1.2 and above, a conductive film is formed. Table 1 summarizes some particularly relevant and representative results.

용액에서 In/S 비In / S ratio in solution pHpH In/S 농도(M)In / S concentration (M) 유동 속도 (㎖/분)Flow rate (ml / min) 증착 온도 (℃)Deposition Temperature (℃) 스프레이된 양(㎖)Amount sprayed (ml) Ion/Ioff I on / I off 이동도 (㎠/Vs)Mobility (㎠ / Vs) 오프 전류 (pA)Off current (pA) 1.041.04 44 0.1/0.1040.1 / 0.104 0.730.73 270270 1㎖1 ml 107 10 7 0.30.3 1One 1.041.04 44 0.1/0.1040.1 / 0.104 0.730.73 300300 1㎖1 ml 105 10 5 0.10.1 1One 1.041.04 44 0.1/0.1040.1 / 0.104 0.730.73 330330 1㎖1 ml 106 10 6 1One 1010 1.041.04 44 0.1/0.1040.1 / 0.104 0.730.73 360360 1㎖1 ml 104 10 4 66 1000010000 1One 00 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 270270 1.41.4 105 10 5 0.60.6 5050 1One 00 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 300300 1.41.4 107 10 7 1One 1One 1One 00 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 320320 1.41.4 106 10 6 44 1010 1One 44 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 274274 1One 106 10 6 0.10.1 1One 1One 44 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 327327 1One 106 10 6 0.50.5 1One 1One 44 0.1/0/10.1 / 0/1 0.730.73 359359 1One 104 10 4 55 100100

전기적 분석Electrical analysis

나노 결정 인듐 황화물 필름이 게이트 유전체(커패시턴스 1.7 x 10-8 F/㎠)로서 200㎚의 열 SiO2(511)를 가진 N++ 실리콘 웨이퍼(510)로 구성되는 TFT(thin-film transistor) 테스트 기판 상에 증착된다(도 5a 및 도 5b). 상부에서, 금 접촉은 소스(512) 및 드레인(513)을 형성하기 위해 포토리소그래피에 의해 패턴화된다. 게이트 옥사이드, 여기서 200㎚의 실리콘 다이옥사이드 필름은 소수성 표면을 초래하는 헥사메틸디실라젠(HMDS)과 함께 프라이밍된다(primed). 여기서 하부 게이트에 대한 상부 접촉(514)은 은(silver)이다. 도 5b는 전계 효과 고리(ring) 트랜지스터 테스트 기판의 정면도이며, 소스(512) 및 드레인(513) 접촉을 보여준다.A thin-film transistor (TFT) test in which a nanocrystalline indium sulfide film consists of an N ++ silicon wafer 510 with a thermal SiO 2 511 of 200 nm as a gate dielectric (capacitance 1.7 x 10 -8 F / cm 2) Deposited on the substrate (FIGS. 5A and 5B). At the top, gold contacts are patterned by photolithography to form source 512 and drain 513. The gate oxide, here 200 nm silicon dioxide film, is primed with hexamethyldisilagen (HMDS) resulting in a hydrophobic surface. The top contact 514 to the bottom gate is silver here. 5B is a front view of a field effect ring transistor test substrate, showing source 512 and drain 513 contacts.

상기 측정은 40㎛의 채널 길이 및 1000㎛의 폭을 가진 고리(ring) 트랜지스터에서 수행된다. 드레인 스위프(sweeps)(5V의 단계에서 -5V 내지 20V에서 가변하는 Vgate에서 Idrain 대 Vdrain) 및 게이트 스위프(Vdrain = 2V 및 20V에서 Idrain 대 Vgate)가 측정된다. 역방향(backwards) 게이트 바이어스 스위프뿐만 아니라 순방향(forward) 게이트 바이어스 스위프가 모든 드레인 전압에 대해 측정된다. 이러한 리포트에 사용되는 이동도는 Vdrain = 2V 및 Vgate = 20V에서 상기 게이트 바이어스 스위프로 측정된다. 전류 변조는 Vgate = -20V 및 Vgate = 20V에서 드레인 전류의 비이다.The measurement is performed on a ring transistor having a channel length of 40 μm and a width of 1000 μm. Drain sweep (I drain to V drain at V gate varying from -5 V to 20 V in 5 V steps) and gate sweep (I drain to V gate at V drain = 2 V and 20 V) are measured. Forward gate bias sweep as well as backward gate bias sweep are measured for all drain voltages. The mobility used in this report is measured with the gate bias sweep at V drain = 2V and V gate = 20V. Current modulation is the ratio of drain current at V gate = -20V and V gate = 20V.

도 6은 금 소스 및 드레인 접촉을 사용하는 40㎛의 채널 길이 및 1000㎛의 채널 폭을 가진 In2S3 전계-효과 트랜지스터의 선형(61)(Vdrain = 2V) 및 포화(62)(Vdrain = 20V) 전달 특성을 도시한다. 유도된 이동도 값은 곡선(63)으로 나타난다. 좌측 y-축은 드레인 전류이다. x-축은 게이트 전압이다. 우측 y-축은 이동도(㎠/Vs)이다. In/S 비는 1.00이다.6 shows linear 61 (V drain = 2V) and saturation 62 (V) of an In 2 S 3 field-effect transistor with a channel length of 40 μm and a channel width of 1000 μm using gold source and drain contacts. drain = 20V) shows the delivery characteristics. The derived mobility value is represented by curve 63. The left y-axis is the drain current. The x-axis is the gate voltage. The right y-axis is mobility (cm 2 / V s ). In / S ratio is 1.00.

도 7은 금 소스 및 드레인 접촉을 사용하는 40㎛의 채널 길이 및 1000㎛의 채널 폭을 가진 In2S3 전계-효과 트랜지스터의 출력 특성 그래프이다. y-축은 드레인 전류이다. x-축은 드레인 전압이다. 드레인 바이어스는 0V에서 20V로 스위프되고 다시 게이트 바이어스는 5V의 단계에서 0V 내지 20V로 되돌아간다. 상기 출력 곡선은 금이 쇼트키(Schottky) 접촉이 아니라 주입이라는 것을 보여준다.7 is a graph of the output characteristics of an In 2 S 3 field-effect transistor with a channel length of 40 μm and a channel width of 1000 μm using gold source and drain contacts. The y-axis is the drain current. The x-axis is the drain voltage. The drain bias is swept from 0V to 20V and again the gate bias returns from 0V to 20V in 5V steps. The output curve shows that gold is an implant, not a Schottky contact.

표 2는 전구체 용액에서 다른 In/S 비로부터 인듐 및 황화물 박막의 조성물의 X-선 형광분석기(XRF) 테스트 결과를 요약한다.Table 2 summarizes the X-ray fluorescence (XRF) test results of the compositions of indium and sulfide thin films from different In / S ratios in the precursor solution.

다른 In/S 비의 전구체 용액으로 증착된 In2S3 박막의 In 및 S 조성물In and S compositions of In 2 S 3 thin films deposited with different In / S ratio precursor solutions 전구체 샘플Precursor sample In 및 S의 양 1015원자/㎠Amount of In and S 10 15 atoms / cm 2 InIn SS In/SIn / S In/S = 0.7In / S = 0.7 3939 5151 0.760.76 In/S = 0.8In / S = 0.8 3535 4949 0.70.7 In/S = 0.9 In / S = 0.9 2727 3939 0.710.71 In/S = 1 In / S = 1 3434 2626 1.331.33 In/S = 1.04In / S = 1.04 4141 5050 0.820.82

게다가, 러더퍼드(Rutherford) 백산란 분광계(RBS) 기법은 표 3에 나타난 바와 같이 In, S, Cl 및 O와 같은 종의 양을 측정하는데 사용되었다.In addition, the Rutherford white scattering spectrometer (RBS) technique was used to measure the amount of species such as In, S, Cl and O as shown in Table 3.

다른 스프레이된 용액으로 제조된 박막의 RBS에 의해 측정된 조성물Compositions measured by RBS of thin films prepared with other sprayed solutions 전구체 샘플Precursor sample 종의 양 1015원자/㎠Amount of Species 10 15 Atoms / ㎠ 박막에서 측정된 In/S 비In / S ratio measured in thin film InIn SS ClCl OO In/S = 0.7In / S = 0.7 24.324.3 3333 5.45.4 44 0.740.74 In/S = 0.8In / S = 0.8 32.732.7 4545 5.55.5 33 0.73 0.73 In/S = 0.9In / S = 0.9 37.637.6 4949 6.76.7 66 0.770.77 In/S = 1In / S = 1 33.833.8 2626 12.712.7 2323 1.301.30 In/S = 1.04In / S = 1.04 39.539.5 4646 8.58.5 1010 0.860.86

이러한 결과는 XRF 분석과 매우 유사하며 상기 In/S 비가 1인 경우 박막에 많은 양의 산소가 존재하는 것을 증명한다. 게다가 많은 양의 염화물이 특히 상기 비가 1인 경우 모든 상기 박막에 존재하는 것에 주목한다. 놀랍게도 바람직한 전기적 특성(전류 변조는 7 decades이고 이동도는 4.5㎠/Vs)은 염소 및 산소의 더 높은 함량 및 In/S 비에 관련된 전구체에서 In/S 비가 1인 경우에 그리고 반도체 박막에서 In2S3 입방체 형태가 존재하는 경우 발견되었다. These results are very similar to XRF analysis and demonstrate that a large amount of oxygen exists in the thin film at the In / S ratio of 1. It is further noted that a large amount of chloride is present in all the thin films, especially when the ratio is one. Surprisingly desirable electrical properties (current modulation is 7 decades and mobility 4.5 cm 2 / V s ) are found when the In / S ratio is 1 in the precursors related to the higher content of chlorine and oxygen and the In / S ratio and 2 S 3 cube morphology was found when present.

또한 상기 전구체는 잉크젯 프린팅에 의해 증착될 수 있다. 상기 용액의 방울은 증착될 수 있고 반도체를 가열함으로써 변할 수 있다. 잔여 액체는 헹굼에 의해 제거될 수 있다. 대안적으로, 금속의 나노입자는 잉크젯 프린팅에 의해 증착되고 후속적으로 경화될 수 있으며 그 결과 예를 들어 J.Herrero 및 J.Ortega의 Sol.Energy Mater 17(1988)357에 기재된 바와 같이 H2S의 유동 흐름으로 열처리함으로써 반도체를 형성할 수 있다.The precursor may also be deposited by ink jet printing. Drops of the solution can be deposited and changed by heating the semiconductor. Residual liquid can be removed by rinsing. Alternatively, the nanoparticles of the metal can be deposited and subsequently cured by ink jet printing, resulting in H 2 as described, for example, in Sol. Energy Mater 17 (1988) 357 by J. Herrero and J. Ortega. The semiconductor can be formed by heat treatment with a flow of S.

최종적으로, 상기 논의는 단지 본 발명의 예로서 의도되며 임의의 특정 실시예 또는 실시예 그룹으로 첨부된 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서 본 발명이 특정한 예시적인 실시예를 대하여 특히 상세한 설명에 기재되었지만, 수많은 수정 및 변경이 이후 청구범위에서 설명된 바와 같이 본 발명의 더 확장되고 의도된 사상과 범위에서 벗어나지 않고 행하여질 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 따라서 본 명세서 및 도면은 예시적인 면에서 고려되고 첨부된 청구 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.Finally, the discussion is intended only as an example of the invention and should not be construed as limiting the appended claims to any particular embodiment or group of embodiments. Thus, while the invention has been described in particular detail with respect to particular exemplary embodiments, it is understood that numerous modifications and changes can be made without departing from the broader and intended spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It should also be understood. The specification and drawings are, accordingly, to be regarded in an illustrative sense and are not intended to limit the appended claims.

첨부된 청구범위를 해석할 때,When interpreting the appended claims,

(ⅰ) "포함하다"라는 용어는 주어진 청구항에 나열된 구성 요소 또는 방법 과 다른 구성 요소 또는 방법을 제외하지 않는다;(Iii) the term "comprises" does not exclude components or methods other than those listed in a given claim;

(ⅱ) 구성 요소의 단수 표현은 그러한 구성 요소의 복수 존재를 제외하지 않는다; (Ii) singular expressions of components do not exclude the presence of a plurality of such components;

(ⅲ) 청구항에서 임의의 참조 표시는 청구항의 범위를 제한하지 않는다; 및(Iii) any reference signs in the claims do not limit the scope of the claims; And

(ⅳ) 일부 "수단"은 동일한 아이템 또는 수행된 구조 또는 기능으로 나타낼 수 있는 것으로 이해되어야 한다.(Iii) It is to be understood that some “means” may be represented by the same item or structure or function performed.

상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 전계-효과 트랜지스터 및 이들의 생산 방법에 사용된다.As described in detail, the present invention is used in field-effect transistors and their production methods.

Claims (42)

전계-효과 트랜지스터의 제조 방법으로서,As a method of manufacturing a field-effect transistor, (ⅰ) 반도체 특성을 가진 물질 또는 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합을 포함하는 용액을 제공하는 단계;(Iii) providing a solution comprising a material having semiconductor properties or a combination of compounds reacting to form a material having semiconductor properties; (ⅱ) 상기 용액의 방울을 기판 상에 증착시키는 단계;(Ii) depositing a drop of the solution onto a substrate; (ⅲ) 단계(ⅱ)의 생성물을 50 내지 90℃의 온도로 가열하는 단계;(Iii) heating the product of step (ii) to a temperature of 50-90 ° C .; (ⅳ) 단계(ⅲ)의 생성물을 헹구는 단계; 및(Iii) rinsing the product of step (iii); And (ⅴ) 단계(ⅳ)의 생성물을 50 내지 200℃의 온도로 가열하는 단계를 포함하는, (Iii) heating the product of step (iii) to a temperature of from 50 to 200 ° C, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 1항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은 중 적어도 하나를 포함하는, The method of claim 1, wherein the material having semiconductor properties comprises at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper, and mercury. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 2항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 카드뮴을 포함하는,The method of claim 2, wherein the material having semiconductor properties comprises cadmium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 2항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 인듐을 포함하는,The method of claim 2, wherein the material having semiconductor properties comprises indium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 1항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 황, 셀레늄 및 텔루르 중 적어도 하나를 포함하는,The method of claim 1, wherein the material having semiconductor properties comprises at least one of sulfur, selenium, and tellurium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 5항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 황을 포함하는,The method of claim 5, wherein the material with semiconductor properties comprises sulfur, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 1항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합은 단계(ⅰ)에서 사용되는,The method of claim 1 wherein the bonding of the reacting compounds to form a material having semiconductor properties is used in step (iii). 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 7항에 있어서, 상기 결합은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은 중 적어도 하나를 포함하는 합성물(complex)을 포함하는,The method of claim 7, wherein the bond comprises a complex comprising at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper and mercury. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 8항에 있어서, 상기 합성물은 아민 합성물인,The compound of claim 8, wherein the compound is an amine compound, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 합성물은 테트라아민 카드뮴 합성물인 Cd(NH3)4 2+ 또는 테트라아민 카드뮴 합성물인 In(NH3)4 2+인,10. The method according to claim 8 or 9, wherein the composite is Cd (NH 3 ) 4 2+ which is a tetraamine cadmium compound or In (NH 3 ) 4 2+ which is a tetraamine cadmium compound, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(ⅰ) 이전에 상기 합성물은 상기 합성물을 형성하기에 적합한 물질과 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은의 클로라이드 염 또는 아세테이트의 반응에 의해 획득되는,11. The method of any of claims 8 to 10, wherein prior to step (i) the composite is formed of a material suitable for forming the composite and cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury. Obtained by the reaction of a chloride salt or acetate, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 11항에 있어서, 상기 합성물을 형성하기에 적합한 물질은 암모니아 용액인,The method of claim 11, wherein the suitable material for forming the composite is ammonia solution, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 10항에 있어서, 단계(ⅰ) 이전에 상기 테트라아민 카드뮴 합성물인 Cd(NH3)4 2+는 클로라이드 카드뮴 용액과 암모니아 용액을 혼합하여 획득되는,The method of claim 10, wherein before the step (iii), the tetraamine cadmium compound Cd (NH 3 ) 4 2+ is obtained by mixing a cadmium chloride solution and an ammonia solution, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 7항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합은 황, 셀레늄 및 텔루르 이온 중 적어도 하나의 공급원을 포함하는,The method of claim 7, wherein the bond comprises a source of at least one of sulfur, selenium and tellurium ions. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 14항에 있어서, 황 이온의 공급원은 티오우레아(thiourea) 또는 티오아세트아미드인,The source of claim 14 wherein the source of sulfur ions is thiourea or thioacetamide. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 14항에 있어서, 셀레늄 이온의 공급원은 나트륨 셀레노설페이트인,The method of claim 14 wherein the source of selenium ions is sodium selenosulfate, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 획득 가능한, Obtainable by a method according to any one of claims 1 to 16, 전계-효과 트랜지스터.Field-effect transistors. 제 17항에 있어서, 귀금속을 포함하는 소스 및/또는 드레인 전극을 추가로 포함하는,18. The method of claim 17, further comprising a source and / or drain electrode comprising a noble metal, 전계-효과 트랜지스터.Field-effect transistors. 제 18항에 있어서, 상기 귀금속은 금인,The method of claim 18, wherein the precious metal is gold, 전계-효과 트랜지스터.Field-effect transistors. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법에 있어서,In the method of manufacturing a field-effect transistor, (ⅰ) 반도체 특성을 가진 물질 또는 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물을 포함하는 용액을 제공하는 단계;(Iii) providing a solution comprising at least one compound that reacts to form a material having semiconductor properties or a material having semiconductor properties; (ⅱ) 기판을 220 내지 450℃ 범위의 온도로 가열하는 단계; 및(Ii) heating the substrate to a temperature in the range of 220-450 ° C .; And (ⅲ) 상기 용액의 방울을 스프레이 열분해에 의하여 가열된 기판 상에 증착시키는 단계를 포함하는,(Iii) depositing a drop of the solution on a substrate heated by spray pyrolysis, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법. Method of manufacturing field-effect transistors. 제 20항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 및 수은 중 적어도 하나를 포함하는,21. The material of claim 20, wherein the material having semiconductor properties comprises at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper, and mercury. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 20항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 황, 셀레늄 및 텔루르 중 적어도 하나를 포함하는,The material of claim 20, wherein the material having semiconductor properties comprises at least one of sulfur, selenium, and tellurium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 20항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 인듐 및 황화물을 포함하는,The method of claim 20, wherein the material having semiconductor properties comprises indium and sulfides, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 23항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 0.7 내지 1.33의 원자비로 인듐 및 황을 포함하는,The method of claim 23, wherein the material having semiconductor properties comprises indium and sulfur in an atomic ratio of 0.7 to 1.33, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 24항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질은 0.82 내지 1.33의 원자비로 인듐 및 황을 포함하는,The method of claim 24, wherein the material having semiconductor properties comprises indium and sulfur in an atomic ratio of 0.82 to 1.33, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 20항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물은 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은 중 적어도 하나를 포함하는,The method of claim 20, wherein the one or more compounds that react to form the material having semiconductor properties include at least one of cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper, or mercury, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 26항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물은 황, 셀레늄 및 텔루르 중 적어도 하나를 포함하는,27. The method of claim 26, wherein the one or more compounds that react to form a material having semiconductor properties include at least one of sulfur, selenium, and tellurium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 20항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물은 인듐 및 황을 포함하며, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물에서 인듐 대 황의 원자비는 0.3 내지 1.2 범위인,21. The method of claim 20, wherein the one or more compounds that react to form the material having semiconductor properties include indium and sulfur, and the atomic ratio of indium to sulfur in the one or more compounds that react to form the material having semiconductor properties is 0.3. To 1.2, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 28항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물에서 인듐 대 황의 원자비는 0.9 내지 1.04 범위인,29. The method of claim 28, wherein the atomic ratio of indium to sulfur in the one or more compounds that react to form the material having semiconductor properties is in the range from 0.9 to 1.04. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 28항에 있어서, 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물은 산소 및 염소의 공급원을 추가로 포함하는,The method of claim 28, wherein the one or more compounds that react to form the material having semiconductor properties further comprise a source of oxygen and chlorine. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 26항에 있어서, 단계(ⅰ) 이전에 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 하나 이상의 화합물은 황, 셀레늄 또는 텔루르 이온 중 적어도 하나의 공급원과 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은의 클로라이드 염 또는 아세테이트의 반응에 의해 획득되는 합성물을 포함하는,27. The method of claim 26, wherein the at least one compound that reacts to form a material having semiconductor properties prior to step (i) comprises at least one source of sulfur, selenium or tellurium ions with cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony Comprising compounds obtained by the reaction of chloride salts or acetates of indium, copper or mercury, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 31항에 있어서, 황 이온의 공급원은 티오우레아 또는 티오아세트아미드인,32. The method of claim 31 wherein the source of sulfur ions is thiourea or thioacetamide, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 인듐 황화물을 포함하는 박막 트랜지스터.A thin film transistor comprising indium sulfide. 제 33항에 있어서, 중합체 기판을 포함하는,The method of claim 33, comprising a polymer substrate, 박막 트랜지스터.Thin film transistor. 제 33항에 있어서, 인듐 대 황의 원자비가 0.7 내지 1.33인 반도체 필름을 추가로 포함하는,34. The semiconductor device of claim 33 further comprising a semiconductor film having an atomic ratio of indium to sulfur of 0.7 to 1.33. 박막 트랜지스터.Thin film transistor. 제 35항에 있어서, 상기 반도체 필름에서 인듐 대 황의 원자비가 0.82 내지 1.30인,36. The method of claim 35 wherein the atomic ratio of indium to sulfur in the semiconductor film is between 0.82 and 1.30, 박막 트랜지스터.Thin film transistor. 제 33항에 있어서, 인듐 대 황의 원자비가 0.7 내지 1.33인 반도체 필름을 포함하고, 상기 반도체 필름은 산소 및 염소를 추가로 포함하는,34. The method of claim 33, comprising a semiconductor film having an atomic ratio of indium to sulfur of 0.7 to 1.33, wherein the semiconductor film further comprises oxygen and chlorine. 박막 트랜지스터.Thin film transistor. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법으로서,As a method of manufacturing a field-effect transistor, (ⅰ) 반도체 특성을 가지며 인듐을 포함하는 물질 또는 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응하는 화합물의 결합을 포함하는 용액을 제공하는 단계; 및(Iii) providing a solution comprising a combination of compounds having semiconductor properties and reacting to form a material comprising indium or a material having semiconductor properties; And (ⅱ) 상기 용액의 방울을 잉크젯 프린팅에 의해 기판 상에 증착시키는 단계를 포함하는, (Ii) depositing a drop of the solution onto the substrate by ink jet printing, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법으로서,As a method of manufacturing a field-effect transistor, (ⅰ) 반도체 특성을 가진 물질을 형성하기 위해 반응할 수 있는 원소를 포함하는 용액을 제공하는 단계; 및(Iii) providing a solution comprising an element capable of reacting to form a material having semiconductor properties; And (ⅱ) 기판 상에 잉크젯 프린팅 함으로써 상기 기판 상에 원소를 증착시키는 단계를 포함하는,(Ii) depositing an element on the substrate by inkjet printing on the substrate, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 39항에 있어서, 상기 원소는 인듐인,40. The method of claim 39, wherein the element is indium, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 39항에 있어서, 상기 원소는 나노입자의 형태로 존재하는,The method of claim 39, wherein the element is in the form of nanoparticles, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors. 제 39항에 있어서, 상기 원소는 카드뮴, 아연, 납, 주석, 비스무트, 안티몬, 인듐, 구리 또는 수은인,40. The method of claim 39, wherein the element is cadmium, zinc, lead, tin, bismuth, antimony, indium, copper or mercury, 전계-효과 트랜지스터의 제조 방법.Method of manufacturing field-effect transistors.
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