KR20100044214A - 산화 아연 필름을 제조하기 위한 유기금속성 아연 화합물 - Google Patents

산화 아연 필름을 제조하기 위한 유기금속성 아연 화합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 옥시메이트의 부류로부터 하나 이상의 리간드를 함유하고, 알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는 유기금속성 아연 착물을 포함하는, 전자 부품용 인쇄가능한 전구체, 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 상응하는 인쇄된 전자 부품, 바람직하게 전계효과 트랜지스터에 관한 것이다.

Description

산화 아연 필름을 제조하기 위한 유기금속성 아연 화합물 {ORGANOMETALLIC ZINC COMPOUND FOR PREPARING ZINC OXIDE FILMS}
본 발명은 전자 부품용 아연 착물-함유 전구체 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상응하는 인쇄된 전자 부품 및 제조 방법에 관한 것이다.
대량 적용시 인쇄된 전자기기 (예를 들어 개별 포장 시 RFID (= 전파식별) 칩)의 이용을 위해, 입증된 대량 인쇄 방법의 이용이 바람직하다. 일반적으로, 인쇄된 전자 부품 및 시스템은 다수의 재료 부품, 예컨대 예를 들어, 접촉장치용 도체, 예를 들어 활성 재료로서의 반도체, 및 예를 들어 장벽층으로서의 절연체로 이루어진다.
제조 방법은 일반적으로 침적 단계, 즉 특정한 재료를 지지체 재료 (기판)에 적용하는 것, 및 재료의 원하는 특성을 확보하는 후속적 방법 단계로 이루어진다. 대량-양립가능한(mass-compatible), 예를 들어 롤-투-롤(roll-to-roll) 처리에 관하여, 유연한 기판 (필름)의 이용이 바람직하다. 인쇄된 회로의 제조를 위한 상기 방법은 고유의 이점을 갖지만, 또한 단점을 갖는다:
· 통상적인 기술 (WO 2004086289 참조): 본원에서, 통상적인 Si 로직 부품 및 추가의 구조화되거나 또는 인쇄된 부품의 혼성물 (예를 들어 RFID 칩의 경우 금속 안테나)은 높은 비용으로 조립된다. 그러나, 상기 방법은 실제 부피 적용에 관하여 너무 복잡한 것으로 간주된다.
· 유기 재료 (DE 19851703, WO 2004063806. WO 2002015264 참조): 상기 시스템은 액체 상으로부터 중합체 기재의 인쇄된 전자 부품을 포함한다. 상기 시스템은 상기 언급된 재료 (통상적인 기술)에 비해 용액과 간단한 처리에 의해 구별된다. 여기서 고려되는 유일한 방법 단계는 용매의 건조이다. 그러나, 예를 들어, 반도체 또는 전도성 재료의 경우 달성가능한 성능은 소위 호핑(hopping) 메카니즘으로 인해 예를 들어, 전하-담체 이동성 <10 cm2/Vs 과 같은 재료-전형적 특성을 한정함으로써 제한된다. 상기 제한은 가능한 적용에 영향을 준다: 인쇄된 트랜지스터의 성능은 반도체 채널의 크기의 감소에 따라 증가하고, 이는 대량 방법에 의해 현재 약 40 μm 미만으로 인쇄될 수 없다. 추가의 기술의 제한은 유기 부품의 주변 조건에 대한 민감성이다. 이는 제조 중 복잡한 절차를 야기하고, 가능하게는 인쇄된 부품의 수명을 단축시킬 수 있다.
· 무기 재료: 상이한 고유의 특성 (예를 들어 결정 중의 전하-담체 수송)으로 인하여, 상기 재료의 부류는 일반적으로 인쇄된 전자기기에서 사용시 유기 재료와 비교하여 성능 증가에 대한 가능성을 가진다.
상기 영역에서, 2개의 상이한 접근이 원칙적으로 사용될 수 있다:
i) 추가적인 방법 단계 없이 기체 상으로부터의 제조: 이러한 경우에서, 매우 잘 배열된, 높은 전하-담체 이동성의 박층을 생성할 수 있지만, 그러나 관련 고비용 진공 기술 및 느린 층 성장은 대량 판매 시장에서의 적용을 한정함,
ii) 전구체 재료로부터 출발하는 습식-화학 제제로서, 여기서 재료는 예를 들어 스핀 코팅 또는 인쇄에 의해, 액체 상으로부터 적용됨 (US 6867081, US 6867422, US 2005/0009225 참조). 일부 경우에서, 무기 재료 및 유기 매트릭스의 혼합물은 또한 사용된다 (US 2006/0014365 참조).
생성된 층의 연속 전기 특성을 확보하기 위해, 용매의 증발을 초과하는 공정 단계가 일반적으로 필요하다: 모든 경우에서, 합체 지역을 가진 형태를 생성하는 것이 필요하고, 여기서 습식 상으로부터의 전구체는 원하는 활성 재료로 추가로 전환된다. 따라서 원하는 기능성이 제조된다 (반도체의 경우: 높은 전하-담체 이동성). 상기 처리는 따라서 300℃ 초과의 온도에서 실시되지만, 이는 필름 코팅을 위한 상기 방법의 이용을 방지한다.
전구체 재료 이용의 예는 [Inorganica Chimica Acta 358 (2005) 201-206]에 기재되어 있다. 본원에서, 아연 케토산 옥시메이트는 열분해에 의한 산화 아연의 제조를 위해 사용된다. 상기 반응 온도는 케토산 옥시메이트 리간드의 구조에 따라 달라진다. 낮은 전환 온도 (약 120℃)는 나노규모의 산화 아연 입자의 제조를 위해 사용된다. 대조적으로, 더욱 높은 분해 온도 (> 250℃)는 가능할 것 같은 기체상 방법 (CVD)에서 사용된다. 합성은 알칼리금속 염을 사용하여 실시되고, 그의 알칼리금속 이온은 Zn 착물 및 추가로 제조된 ZnO 에서의 잔류물로서 전자적 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
가용성 ZnO 전구체 재료의 이용의 추가적인 예는 WO 2006138071 에 기재되어 있다. 본원에서 언급된 ZnO 전구체는 아연 아세테이트, 아연 아세틸아세토네이트, 아연 포르메이트, 아연 히드록시드, 아연 클로라이드 및 아연 니트레이트이다. 제조된 재료의 비교적 높은 분해 온도 (> 200℃) 및 승화하는 경향은 상기 방법에서 불리한 영향을 가진다. 추가로, 전환 동안의 미결정의 형성은 기판 상의 필름 형성을 감소시켜서, 이로써 재료의 기판에 대한 부착 및 표면의 균등성을 감소시킨다.
EP 1 324 398 에는 산소 및 용매를 함유한 유기금속성 아연 용액 (예를 들어, 아연 아세테이트)을 기판에 부착시키기 위한 하나 이상의 단계 및 열처리에 의한 유기금속성 용액의 하나 이상의 분해 단계로 이루어지는, 반도체 특성을 가지는 박형 필름을 함유하는 산화금속의 제조 방법이 기재되어 있다. WO 2006138071 에서와 같은 동일한 단점이 또한 상기 방법에서 발생한다.
상기 인쇄된 회로의 제조를 위한 통상적인 방법은 대량 인쇄 적용에 대한 대량판매의 제조에 있어서 이의 적용가능성이 제한된다.
따라서 본 발명의 목적은 전자 특성이 한편으로 재료 조성물에 의해 조정될 수 있고, 다른 한편 인쇄된 재료의 제조를 위한 방법에 의해 조정될 수 있는 무기 재료를 제공하는 것이었다. 이를 위해, 목적은 무기 재료의 이점을 유지하는 재료 시스템을 개발하는 것이다. 인쇄 방법에 의해 습식 상으로부터 재료를 처리하는 것이 가능해야한다. 평면 및 유연한 기판 상의 각각의 경우에서 요구되는 재료의 전자 성능은 에너지의 매우 적은 투입을 요구하는 방법 단계를 사용하여 생성되어야 한다.
놀랍게도, 이제 신규한 유기금속성 전구체 재료가 제조되고, 표면에 적용된 다음, 저온에서 전기적 활성, 즉 전도성, 반도체성 및/또는 절연성 재료로 전환되는 방법이 개발되었다. 본원에서 제조된 층은 인쇄 방법에 대해 유리한 표면 특성에 의해 구별된다.
따라서 본 발명은 옥시메이트의 부류로부터 하나 이상의 리간드를 함유하고, 알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는 유기금속성 아연 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품을 코팅하기 위한 전구체에 관한 것이다 .
용어 "알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는"은 제조된 아연 착물 중 알칼리금속 또는 알칼리토금속 함량은 0.2중량% 미만인 것을 의미한다.
알칼리금속 없는 출발 화합물의 제조는 전자 부품에서의 사용을 위해 중요한데, 그 이유는 알칼리금속 및 알칼리토금속을 함유하는 잔류물은 전자 특성에 악영향을 미치기 때문이다. 상기 성분은 결정에서 외래 원자(foreign atom)로서 작용하고, 전하 담체의 특성에 불리한 영향을 가질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 전구체는 인쇄가능하고, 인쇄된 전계효과 트랜지스터 (FET), 바람직하게 박형 필름 트랜지스터 (TFT)를 코팅하기 위한 인쇄 잉크 또는 인쇄 페이스트의 형태이다.
용어 "인쇄가능한 전구체"는 그 재료 특성으로 인하여, 인쇄 방법에 의해 습식 상으로부터 처리될 수 있는 전구체 재료를 의미한다.
용어 "전계효과 트랜지스터 (FET)"는 단극성 트랜지스터의 군을 의미하고, 여기서, 이극성 트랜지스터와 대조적으로, 오직 하나의 전하 유형이 디자인에 따라, 전류 수송 - 전자 또는 정공, 또는 결점 전자(defect electron)와 관련된다. FET 의 가장 널리 보급된 유형은 MOSFET (산화금속 반도체 FET)이다.
FET 는 3개의 연결부를 가진다:
· 소스(source)
· 게이트
· 드레인(drain).
MOSFET 에서, 제 4 연결부 벌크(bulk) (기판)가 또한 존재한다. 이는 개별 트랜지스터에서 소스 연결부에 내부적으로 이미 연결되고, 개별적으로 철사로 둘러쳐져 있지 않다.
본 발명에 따라, 용어 "FET"는 일반적으로 하기 유형의 전계효과 트랜지스터를 포함한다:
· 접합 전계효과 트랜지스터 (JFET)
· Schottky 전계효과 트랜지스터 (MESFET)
· 산화금속 반도체 FET (MOSFET)
· 고 전자 이동성 트랜지스터 (HEMT)
· 이온감지(ion-sensitive) 전계효과 트랜지스터 (ISFET)
· 박형-필름 트랜지스터 (TFT).
본 발명에 따라, 큰 면적의 전자 회로가 제조될 수 있는 TFT 가 바람직하다.
이미 상기 기재된 바와 같이, 전구체는 옥시메이트의 부류로부터 하나 이상의 리간드를 유기금속성 아연 착물로서 함유한다. 본 발명에 따라 아연 착물의 리간드가 2-(메톡시이미노)알카노에이트, 2-(에톡시이미노)알카노에이트 또는 2-(히드록시이미노)-알카노에이트인 것이 바람직하다.
본 발명은 추가로 하나 이상의 옥소카르복실산을 알칼리금속 없는 염기의 존재 하 하나 이상의 히드록실아민 또는 알킬히드록실아민과 반응시키고, 이어서 예를 들어, 아연 니트레이트와 같은 무기 아연염을 첨가하는 것을 특징으로 하는 전구체의 제조 방법에 관한 것이다.
산화 아연의 박층으로 사용되는 출발 화합물은 본 발명에 따라 옥시메이트 리간드를 함유하는 아연 착물이다. 리간드는 알파-케토산 또는 옥소카르복실산을 수용액 중 염기의 존재 하에 히드록실아민 또는 알킬히드록실아민과 축합시켜 합성된다. 전구체 또는 아연 착물은 예를 들어, 아연 니트레이트와 같은 아연 염의 첨가 후 실온에서 형성된다.
사용되는 옥소카르복실산은 상기 부류의 화합물의 모든 대표일 수 있다. 그러나, 옥소아세트산, 옥소프로피온산 또는 옥소부티르산의 사용이 바람직하다.
사용되는 알칼리금속 없는 염기는 바람직하게 알킬암모늄 하이드로젠카르보네이트, 알킬암모늄 카르보네이트 또는 알킬암모늄 히드록시드이다. 테트라에틸암모늄 히드록시드 또는 테트라에틸암모늄 비카르보네이트의 이용이 특히 바람직하다. 상기 화합물 및 이로부터 형성되는 부산물은 물에 용이하게 녹는다. 따라서 이들은 한편 수용액에서 전구체의 제조를 위한 반응을 실시하기에 적합하고, 다른 한편 형성되는 부산물은 재결정에 의해 전구체로부터 용이하게 분리제거될 수 있다.
본 발명은 추가로 하기 박층을 가지는 인쇄된 전자 부품에 관한 것이다:
· 단단하거나 또는 유연한, 전도성 기판 또는 전도성 층을 가지는 절연성 기판 (게이트)
· 절연체
· 하나 이상의 전극 (드레인 전극)
· 본 발명에 따른 전구체로부터 수득가능한, 알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는 절연성 및/또는 반도체성 및/또는 전도성 특성을 가지는 하나 이상의 산화 아연 층.
바람직한 구현예에서, 전자 부품 (도 3 참고)은 금 전극이 접착 촉진제(adhesion promoter)로서 간층에 적용된 SiO2 층을 가지는 고-n-도핑된 실리콘 웨이퍼(high-n-doped silicon wafer)로 이루어지는 박형-필름 트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터로 이루어진다. 금 전극은 채널 너비 및 길이의 유리한 비를 달성하기 위해 인터디지털(interdigital) 구조를 가진다.
반도체 산화 아연 층은 스핀 코팅에 의해 기판에 적용된다.
추가의 바람직한 구현예에서, 전자 부품은 디자인에 따라 기판 재료 또는 박층의 형태로 게이트가 고-n-도핑된 실리콘 웨이퍼, 고-n-도핑된 실리콘 박층, 전도성 중합체, 산화금속 또는 금속으로 이루어진 박형-필름 트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터로 이루어진다. 디자인에 따라, 박층은 반도체성 또는 절연성 층의 아래 (하부 게이트) 또는 위 (상부 게이트)에 배열로 적용되었을 수 있다. 상기 게이트는 기체 또는 액체 상으로부터 스핀 코팅, 딥 코팅, 플렉소그래픽/그라비어 인쇄, 잉크젯(ink-jet) 인쇄 및 침적 기술에 의한 구조화 또는 비구조화된 방식으로 적용된다.
추가의 바람직한 구현예에서, 전자 부품은 소스 및 드레인 전극이 박층의 형태에서 각각의 경우에 고-n-도핑된 실리콘 박층, 전도성 중합체, 산화금속 또는 금속으로 이루어진 박형-필름 트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터로 이루어진다. 디자인에 따라서, 박층은 반도체성 또는 절연성 층의 아래 (하부 접촉장치) 또는 위 (상부 접촉장치)에 배열로 적용되었을 수 있다.
전극은 기체 또는 액체 상으로부터 플렉소그래픽/그라비어 인쇄, 잉크젯 인쇄 및 침적 기술에 의한 구조화된 방식으로 적용된다.
추가의 바람직한 구현예에서, 전자 부품은 절연성 층이 이산화규소, 질화규소, 절연성 중합체 또는 산화금속으로 이루어진 박형-필름 트랜지스터 또는 전계효과 트랜지스터로 이루어진다. 절연체 층은 기체 또는 액체 상으로부터 스핀 코팅, 딥 코팅, 플렉소그래픽/그라비어 인쇄, 잉크젯 인쇄 및 침적 기술에 의한 구조화 또는 비구조화된 방식으로 적용된다.
바람직한 구현예에서, 산화 아연 층 또는 표면은 비다공성이고, 따라서, 닫혀있어서, 바람직하게 추가의 하기 층에 매끄러운 중간면으로서 작용한다.
산화 아연 층은 15 nm ~ 1 μm, 바람직하게 30 nm ~ 750 nm 의 두께를 갖는다. 층 두께는 각각의 경우에 사용되는 코팅 기술 및 이의 매개 변수에 의존한다. 스핀 코팅의 경우에, 이들은 예를 들어, 회전의 속도 및 기간이다.
스핀 코팅에 의해 제조된 ZnO 층의 전자 성능에 대하여, 10-3 cm2/Vs 초과의 수치는 18 볼트의 FET 문턱(threhold) 전압에서 전하-담체 이동성을 위해 본 발명에 따라 발생한다. 재현가능한 실험 조건 (이 조건 하에서 측정이 실시됨, 즉 비활성 조건 하 (산소 < 5 ppm, 대기 습도 < 10 ppm))은 상기 연결부에서 중요하다.
본 발명에 따라서, 30 V 미만의 FET 문턱 전압이 측정되었다.
본 발명에 따라서, 기판은 단단한 기판, 예컨대 유리, 세라믹, 금속 또는 플라스틱 기판, 또는 유연한 기판, 특히 플라스틱 필름 또는 금속 박편일 수 있다. 본 발명에 따라서, 유연한 기판 (필름 또는 박편)의 사용이 바람직하다.
본 발명은 또한 절연성 및/또는 반도체성 및/또는 전도성 산화 아연 층 또는 표면을 가지는 전자 구조의 제조 방법에 관한 것이고, 이는 하기를 특징으로 한다:
a) 본 발명에 따른 유기금속성 아연 착물의 전구체 용액을 딥 코팅(dip coating), 스핀 코팅 또는 잉크젯 인쇄 또는 플렉소그래픽(flexographic)/그라비어(gravure) 인쇄에 의해, 달성되는 전자 구조에 상응하여, 임의로 1 회 이상 층화된 방식으로 기판에 적용하는 단계,
b) 공기 중 또는 산소 분위기 하에 적용된 전구체 층을, 산화 아연 층 또는 표면의 형성과 함께 소성하거나 건조시키는 단계,
c) 적용된 전자 구조를 최종적으로 절연 층으로 밀봉할 수 있고, 이에 접촉장치를 제공하여 완성하는 단계.
상기 방법은 전자 부품 둘다 및 또한 직접 회로 내의 개별 부품의 연결부를 제조한다.
본 발명에 따른 전구체 용액을 딥 코팅, 스핀 코팅 및 잉크젯 인쇄 또는 플렉소그래픽/그라비어 인쇄와 같은 방법에 의해 기판에 적용하는 것은 당업자에게 알려져 있고 (M.A. Aegerter, M. Menning; Sol-Gel Technologies for Glass Producers and Users, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands, 2004 참조), 여기서, 잉크젯 인쇄 또는 플렉소그래픽/그라비어 인쇄는 본 발명에 따라서 바람직하다.
아연 착물 전구체를 절연성, 반도체성 및/또는 전도성 특성을 가지는 기능적 산화 아연 층에 열적 전환시키는 것은 8O℃ 이상의 온도에서 실시된다. 온도는 바람직하게 150 내지 200℃이다.
아연 착물 전구체의, 절연성, 반도체성 및/또는 전도성 특성을 가진 기능적 산화 아연 층으로의 전환은 400 nm 미만의 파장에서 UV 광의 조사에 의한 추가의 바람직한 구현예에서 실시된다. 파장은 바람직하게 150 내지 380 nm 이다. UV 조사의 이점은 이로써 제조된 ZnO 층이 더욱 낮은 표면 거침도(roughness)를 갖는다는 것이다. 표면의 거침도의 증가는 박형 후속 층이 동일조직으로 형성될 수 없어서, 전기 기능적일 수 없게 하는 것 (예를 들어 손상된 유전층(dielectric layer)에 의한 합선)인 증가된 위험을 의미할 수 있다.
최종적으로, 기능적 산화 아연 층은 절연성 층으로 밀봉될 수 있다. 부품에 접촉장치가 제공되고, 통상적인 방식으로 완성되었다.
본 발명은 또한 전계효과 트랜지스터에서의 하나 이상의 기능층의 제조를 위한 본 발명에 따른 유기금속성 아연 착물 또는 전구체의 용도에 관한 것이다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하는 것을 목적으로 한다. 그러나, 이들은 어떠한 방식으로도 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 조성물 중에 사용될 수 있는 모든 화합물 또는 부품은 알려져 있고, 시판되거나 또는 알려진 방법에 의해 합성될 수 있다.
실시예 1 : 산화 아연 전구체 비스[2-( 메톡시이미노 ) 프로파노에이토 ]아연의 알칼리금속 또는 알칼리토금속-없는 제제
테트라에틸암모늄 비카르보네이트 (22.94 g, 120 mmol)를 20 ml 의 물 중 2-옥소프로판산 (= 피루브산) (5.28 g, 60 mmol) 및 메톡실아민 히드로클로라이드 (5.02 g, 60 mmol)의 용액에 교반하면서 조금씩 첨가하였다. 기체의 가시적인 발생이 완료되었을 때, 혼합물을 추가 2 시간 동안 교반하였다. 아연 니트레이트 헥사히드레이트 (8.92 g, 30 mmol)를 이어서 첨가하고, 4 시간 후, 혼합물을 5℃로 냉각하였다. 형성된 백색 침전물을 여과제거하고, 고온수로부터 재결정하였다. 수율 5.5 g (56.7%).
실시예 2: 반도체 특성을 가지는 산화 아연 전구체 ( 실시예 1로부터)로부터 도핑되지 않은 산화 아연의 제조
실시예 1 에 따라 제조된 비스[2-(메톡시이미노)프로파노에이토]아연을 스핀 코팅 (또는 딥 코팅 또는 심지어 잉크젯 인쇄)에 의해, 유리, 세라믹 또는 중합체, 예컨대 PET 로 제조된 기판에 적용하였다. 아연 착물을 이어서 150℃의 온도에서 2 시간 동안 공기 중 가열하였다 (도 1 참조). 상기 방식으로 수득된 산화 아연 필름은 균일하고, 균열이 없는 비다공성 표면 형태를 나타낸다. 상기 층은 크기가 소성 온도에 따라 달라지는 산화 아연 미결정으로 이루어진다. 이들은 반도체 특성을 가진다.
실시예 3: UV 노출에 의해 반도체 특성을 가지는 산화 아연 전구체 ( 실시예 1로부터)로부터 도핑되지 않은 산화 아연의 제조
실시예 1 에 따라 제조된 비스[2-(메톡시이미노)프로파노에이토]아연을 스핀 코팅 (또는 딥 코팅 또는 심지어 잉크젯 인쇄)에 의해, 유리, 세라믹 또는 중합체, 예컨대 PET 로 제조된 기판에 적용하였다. 아연 착물을 이어서 공기 중 Fe 아크등으로부터 1 시간 동안 UV 광 조사에 의하여 (조사 강도 150 내지 200 mW/cm2) 산화 아연으로 전환시켰다. 상기 방식으로 수득된 산화 아연 필름은 실시예 2 에서와 같이, 균일하고, 균열이 없는 비다공성의 표면 형태를 나타내고, 이는 부가적으로 매우 낮은 표면 거침도를 가진다. 상기 층은 산화 아연 미결정으로 이루어지고, 실시예 2 에서와 비교할 수 있는 반도체 특성을 가진다.
실시예 4 내지 6: 다양한 코팅 방법의 설명
모든 경우에서, 2-메톡시에탄올 중 10중량%의 비스[2-(메톡시이미노)-프로파노에이토]아연의 용액을 사용하였다.
딥 코팅: 드로잉(drawing) 속도 ~ 1 mm/초. 사용된 기판은 76x26 mm 유리판이었다.
스핀 코팅: 스핀 코팅을 위해, 150 μl 의 용액을 기판에 적용하였다. 사용된 기판은 20x20 mm 석영 또는 15x15 mm 규소 (FET 의 제조를 위한 금 전극을 가짐)이었다. 기간 및 속도에 대해 선택된 매개 변수는 1500 rpm 의 예비 속도에서 10 초이고, 2500 rpm 의 최종 속도에서 20 초이었다.
잉크젯 인쇄: 를 Dimatrix DMP 2811 인쇄기에 의해 실시하였다.
[도면의 설명]
본 발명은 다수의 작업 예를 참고하여 하기 더욱 상세하게 설명될 것이다 (도 1 ~ 4 참조).
도 1 : 유리 기판 상에 딥 코팅하고, X-선 광자 분광법 (XPS)에 의해 다양한 반응 횟수를 이용하여 150℃에서 처리함으로써 메톡시에탄올 중에 비스[2-(메톡시이미노)프로파노에이토]아연을 포함하는 본 발명에 따른 필름의 분석을 나타낸다. XPS 스펙트럼은 시료 중에 존재하는 성분 및 이의 산화 상태, 및 혼합비에 대한 정보를 수득되게 할 수 있다. 따라서 산화 아연은 적당히 장기간의 처리 기간 후에 필름 중에 존재한다는 것을 나타낼 수 있다. 유기 불순물 (예를 들어 탄소 및 질소)은 약 0.2 mol%의 방법의 검출 한도 미만이다.
도 2 : 석영 기판 상의 스핀 코팅 및 150℃에서의 처리에 의한 메톡시에탄올 중 비스-[2-(메톡시이미노)프로파노에이토]아연을 포함하는 본 발명에 따른 필름의 X-선 회절 패턴 (회절 각도 2θ에 대하여 곡선으로 그려진 강도)을 나타낸다. XRD 패턴은 기판 외에, 부르자이트(wurzite) 구조를 가지는 산화 아연이 오직 결정성 상으로서 존재함을 나타낸다. 결정성 불순물은 약 2중량%의 검출 한도 미만이다. 평균 미결정 크기는 Scherrer 식에 의해 나노결정성 재료의 형태인 선폭 증대로부터 약 8 nm 로 계산될 수 있다.
도 3 : 본 발명에 따른 박형-필름 전계효과 트랜지스터의 구조의 도식 표현을 나타낸다. (1 = 반도체 산화 아연; 2 = 드레인, 소스 금, 인듐 주석 옥시드; 3 = 절연체 SiO2; 4 = 기판/게이트 규소)
상기 부품은 금 전극이 접착 촉진제로서 간층과 함께 적용되는, SiO2의 층으로 고-n-도핑된 실리콘 웨이퍼로 이루어진다. 금 전극은 인터디지털 구조를 가진다.
도 4 : 본 발명에 따른 아연 옥시메이트 전구체를 포함하는 반도체 층을 가진 박형-필름 트랜지스터 (TFT)의 드레인-소스 전압의 변화에서의 다양한 게이트-소스 전압에 대한 출발 특징-선 영역(characteristic-line field)을 나타낸다. 특징 선 영역은 반도체 재료에 대한 전형적인 경로를 나타낸다. 추가로, 중요한 재료 매개 변수, 특히 전하-담체 이동성의 발췌를 허용한다.

Claims (14)

  1. 옥시메이트의 부류로부터 하나 이상의 리간드를 함유하고, 알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는 유기금속성 아연 착물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전자 부품을 코팅하기 위한 전구체.
  2. 제 1 항에 있어서, 리간드가 2-(메톡시이미노)알카노에이트, 2-(에톡시이미노)알카노에이트 또는 2-(히드록시-이미노)알카노에이트인 것을 특징으로 하는 전구체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 인쇄된 전계효과 트랜지스터 (FET)에서 인쇄 잉크 또는 인쇄 페이스트의 형태로 인쇄가능하고 사용되는 것을 특징으로 하는 전구체.
  4. 하기 박층을 가지는 인쇄된 전자 부품:
    · 단단하거나 또는 유연한 전도성 기판 또는 전도성 층을 가지는 절연성 기판 (게이트)
    · 절연체
    · 하나 이상의 전극 (드레인(drain) 전극)
    · 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 전구체로부터 수득가능한, 알칼리금속 및 알칼리토금속이 없는 절연성 및/또는 반도체성 및/또는 전도성 특성을 가지는 하나 이상의 ZnO 층.
  5. 제 4 항에 있어서 산화 아연 층이 비다공성인 것을 특징으로 하는, 인쇄된 전자 부품.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 기판이 유리, 세라믹, 금속 또는 플라스틱 기판과 같은 단단한 기판이거나, 또는 유연한 기판, 특히 플라스틱 필름 또는 금속 박편일 수 있는 것을 특징으로 하는, 인쇄된 전자 부품.
  7. 하나 이상의 옥소카르복실산을 알칼리금속이 없는 염기의 존재 하에 하나 이상의 히드록실아민 또는 알킬히드록실아민과 반응시킨 다음, 무기 아연 염을 첨가하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 전구체의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 사용되는 옥소카르복실산이 옥소아세트산, 옥소프로피온산 또는 옥소부티르산인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 사용되는 알칼리금속 또는 알칼리토금속이 없는 염기가 알킬암모늄 하이드로젠카르보네이트, 알킬암모늄 카르보네이트 또는 알킬암모늄 히드록시드인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 하기를 특징으로 하는, 절연성 및/또는 반도체성 및/또는 전도성 산화 아연 층 또는 표면을 가지는 전자 구조의 제조 방법:
    a. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 유기금속성 아연 착물의 전구체 용액을 딥 코팅(dip coating), 스핀 코팅 또는 잉크젯(ink-jet) 인쇄 또는 플렉소그래픽(flexographic)/그라비어(gravure) 인쇄에 의해, 달성될 전자 구조에 상응하여, 임의로 1 회 이상 층화된 방식으로 기판에 적용하는 단계,
    b. 공기 중 또는 산소 분위기 하에 적용된 전구체 층을, 산화 아연 층 또는 표면의 형성과 함께 소성하거나 건조시키는 단계,
    c. 적용된 전자 구조를 최종적으로 절연성 층으로 밀봉할 수 있고, 이에 접촉장치를 제공하여 완성하는 단계.
  11. 제 10 항에 있어서, 소성 온도 T 가 8O℃ 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 소성 또는 건조를 400 nm 미만의 파장에서의 UV 광 조사에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 아연 층이 비다공성인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 전계효과 트랜지스터에서 하나 이상의 기능층의 제조를 위한, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 전구체의 용도.
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