KR20120077415A - Composition for forming oxide semiconductor, inkjet printing process using the same and electronic device including the oxide semiconductor thin film - Google Patents
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Abstract
Description
산화물 반도체 형성용 조성물, 이를 이용한 잉크젯 프린팅 공정 및 상기 산화물 반도체를 포함하는 전자 소자에 관한 것이다.A composition for forming an oxide semiconductor, an inkjet printing process using the same, and an electronic device including the oxide semiconductor.
액정 표시 장치, 유기 발광 다이오드 등의 박막형 디스플레이에 대한 수요와 관심이 증가되면서, 최근 양질의 전자 소자를 얻기 위한 노력이 급증하고 있다. 그 동안 디스플레이 구동 소자로 실리콘이 가장 많이 사용되었으나, 최근 산화물 반도체의 등장으로 실리콘을 대체하고자 하는 연구가 진행되고 있다. As demand and interest for thin-film displays, such as liquid crystal displays and organic light emitting diodes, increase, efforts to obtain high quality electronic devices have recently increased. Silicon has been used most often as a display driving device, but researches to replace silicon have recently been conducted with the advent of oxide semiconductors.
산화물 반도체는 새로운 박막트랜지스터 재료로서 에너지 밴드갭이 넓고 광투과도가 우수하여 박막트랜지스터에서 활성 영역의 채널층으로 이용하는데 큰 관심을 받고 있다. Oxide semiconductors are a new thin film transistor material, which has a wide energy band gap and excellent light transmittance, which has attracted much attention as a channel layer of an active region in a thin film transistor.
또한, 기존의 실리콘이 가지고 있는 특성적인 단점인 균일도와 이동도 향상에 대해 미래의 재료로써 많은 연구가 진행되고 있으며, 이동도가 커서 최근 OLED의 백플레인(backplane)으로 이용되고 있다.In addition, much research is being conducted as a future material on uniformity and mobility improvement, which are characteristic disadvantages of existing silicon, and have been used as a backplane of OLED recently due to its high mobility.
그러나, 우수한 전자 소자의 특성에도 불구하고, ZnO계 산화물 반도체 박막을 형성하기 위해 여전히 스퍼터링, 펄스 레이저 증착(PLD) 등의 고비용 진공 공정이 요구된다. However, despite the excellent electronic device characteristics, high-cost vacuum processes such as sputtering and pulsed laser deposition (PLD) are still required to form ZnO-based oxide semiconductor thin films.
이러한 진공 공정을 이용한 산화물 반도체를 포함하는 전자 소자의 제작은 포토리소그래피의 공정을 진행하고, 이에 따른 에치(etch) 및 포토레지스트 스트립(photoresist strip;PR strip) 공정을 추가적으로 진행해야 하며, 이러한 광학적 패터닝 방법은 박막 트랜지스터의 특성을 저하시키고, 장기적인 신뢰성에 있어 문제가 될 수 있다.In order to fabricate an electronic device including an oxide semiconductor using the vacuum process, a photolithography process may be performed, and an etch and photoresist strip (PR strip) process may be additionally performed, and such optical patterning may be performed. The method degrades the characteristics of the thin film transistor and can be a problem in long term reliability.
또한 진공 증착 방법은 비결정 실리콘과 같이 넓은 영역대에 걸쳐서 균일한 특성을 얻을 수 없는바 제조공정이 협소한 영역에 제한될 수 있고, 제조설비의 교체 및 처리량(throughput)에 있어서도 문제가 될 수 있다.In addition, since the vacuum deposition method cannot obtain uniform characteristics over a wide area such as amorphous silicon, the manufacturing process may be limited to a narrow area, and may also be a problem in the replacement and throughput of manufacturing facilities. .
따라서, 산화물 반도체 박막의 대량 생산이 가능하면서도, 제조 비용을 낮출 수 있는 기술이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technology capable of mass production of an oxide semiconductor thin film and lowering manufacturing costs.
본 발명의 일 측면은 결함없이 잉크젯 프린팅이 가능한 산화물 반도체 형성용 조성물을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a composition for forming an oxide semiconductor capable of inkjet printing without defects.
본 발명의 다른 측면은 상기 조성물을 이용하는 잉크젯 프린팅 공정을 제공하는 것이다.Another aspect of the invention is to provide an inkjet printing process using the composition.
본 발명의 또다른 측면은 전기적 안정성 및 신뢰성이 개선된 전자 소자를 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide an electronic device having improved electrical stability and reliability.
본 발명의 일 측면에 따라, According to one aspect of the invention,
금속 산화물 전구체; 졸 안정화제; 및 용매;를 포함하며, 상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2몰 이상 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물이 제공된다.Metal oxide precursors; Sol stabilizers; And a solvent; and a composition for forming an oxide semiconductor including at least 2 moles of a sol stabilizer per mole of the metal oxide precursor is provided.
상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2 내지 10몰 포함할 수 있다.It may include 2 to 10 moles of a sol stabilizer per mole of the metal oxide precursor.
다른 일 측면에 따라, According to different work aspects,
상기 조성물을 포함하는 잉크를 기판 상에 소정의 패턴으로 인쇄하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린팅 공정이 제공된다.An inkjet printing process is provided that includes printing an ink comprising the composition in a predetermined pattern on a substrate.
또 다른 측면에 따라, According to another aspect,
상기 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 제조된 산화물 반도체 박막을 포함하는 전자 소자가 제공된다.An electronic device including an oxide semiconductor thin film manufactured using the composition for forming an oxide semiconductor is provided.
본 발명의 일 측면에 따른 산화물 반도체 형성용 조성물은 제조가 소정 함량의 졸 안정화제를 포함함에 의하여 잉크젯 프린팅 공정으로 결함 없는 산화물 반도체 박막이 형성되고, 상기 산화물 반도체 박막을 포함하는 전자 소자의 전기적 안정성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.In the composition for forming an oxide semiconductor according to an aspect of the present invention, the oxide semiconductor thin film is formed without defect by an inkjet printing process by manufacturing a sol stabilizer having a predetermined content, and the electrical stability of the electronic device including the oxide semiconductor thin film. And reliability can be improved.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 박막 트랜지스터의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 박막 트랜지스터의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 박막 트랜지스터의 개략도이다.
도 4는 실시예 2에서 제조된 박막 트랜지스터에 포함된 산화물 반도체 박막의 표면을 나타낸 SEM사진이다.
도 5는 비교예 1에서 제조된 박막 트랜지스터에 포함된 산화물 반도체 박막의 표면을 나타낸 SEM사진이다.
도 6은 실시예 8 및 비교예 2에서 제조된 박막 트랜지스터의 전류-전압 특성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 8에서 제조된 박막 트랜지스터의 바이어스 인가 시간에 따른 I-V 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
4 is a SEM photograph showing the surface of the oxide semiconductor thin film included in the thin film transistor prepared in Example 2.
5 is a SEM photograph showing the surface of the oxide semiconductor thin film included in the thin film transistor prepared in Comparative Example 1.
6 is a graph showing current-voltage characteristics of the thin film transistors manufactured in Example 8 and Comparative Example 2. FIG.
7 is a graph illustrating IV characteristics of a thin film transistor manufactured according to Example 8 according to a bias application time.
이하, 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 산화물 반도체 형성용 조성물, 이를 이용한 잉크젯 프린팅 공정 및 상기 산화물 반도체를 포함하는 전자 소자에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 특허청구범위에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, a composition for forming an oxide semiconductor, an inkjet printing process using the same, and an electronic device including the oxide semiconductor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail. This is presented by way of example, whereby the present invention is not limited and the present invention is defined only by the claims that follow.
일 측면으로서, 금속 산화물 전구체, 졸 안정화제, 및 용매를 포함하며, 상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2몰 이상 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물이 제공된다.In one aspect, a composition for forming an oxide semiconductor including a metal oxide precursor, a sol stabilizer, and a solvent, and including 2 mol or more of a sol stabilizer per mol of the metal oxide precursor is provided.
상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 예를 들어, 2 내지 10몰 포함할 수 있고, 예를 들어 2 내지 7 몰 포함할 수 있다.For example, 2 to 10 moles of the sol stabilizer may be included per mole of the metal oxide precursor, and for example, 2 to 7 moles may be included.
상기 졸 안정화제가 조성물에 상기 금속 산화물 전구체 1몰당 상기 범위 내의 몰수비로 포함될 경우, 상기 금속 산화물의 분산성을 높일 수 있고, 상기 조성물로부터 산화물 반도체 박막이 균일하게 형성될 수 있다.When the sol stabilizer is included in the composition in a molar ratio within the range per mole of the metal oxide precursor, dispersibility of the metal oxide may be increased, and an oxide semiconductor thin film may be uniformly formed from the composition.
상기 금속 산화물 전구체가 아연 화합물, 인듐 화합물, 하프늄 화합물, 갈륨 화합물, 티타늄 화합물, 지르코늄 화합물 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함할 수 있다.The metal oxide precursor may include two or more selected from the group consisting of zinc compounds, indium compounds, hafnium compounds, gallium compounds, titanium compounds, zirconium compounds, and aluminum compounds.
상기 아연 화합물은, 예를 들어 아연 아세테이트, 아연 니트레이트, 아연 할라이드, 아연 시트레이트, 아연 (메타)아크릴레이트, 아연 아세틸아세토네이트, 아연 티오카바메이트, 아연 히드록시드, 아연 알콕시드, 아연 카보네이트, 아연 설포네이트, 아연 운데실레이트, 아연 포스페이트, 아연 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The zinc compound is for example zinc acetate, zinc nitrate, zinc halide, zinc citrate, zinc (meth) acrylate, zinc acetylacetonate, zinc thiocarbamate, zinc hydroxide, zinc alkoxide, zinc carbonate , Zinc sulfonate, zinc undecylate, zinc phosphate, zinc borate and one or more selected from hydrates thereof, but are not limited thereto.
상기 인듐 화합물은, 예를 들어 인듐 아세테이트, 인듐 니트레이트, 인듐 할라이드, 인듐 시트레이트, 인듐 (메타)아크릴레이트, 인듐 아세틸아세토네이트, 인듐 티오카바메이트, 인듐 히드록시드, 인듐 알콕시드, 인듐 카보네이트, 인듐 설포네이트, 인듐 운데실레이트, 인듐 포스페이트, 인듐 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The indium compound is, for example, indium acetate, indium nitrate, indium halide, indium citrate, indium (meth) acrylate, indium acetylacetonate, indium thiocarbamate, indium hydroxide, indium alkoxide, indium carbonate It may include, but is not limited to, at least one selected from indium sulfonate, indium undecylate, indium phosphate, indium borate, and hydrates thereof.
상기 하프늄 화합물은, 예를 들어 하프늄 아세테이트, 하프늄 니트레이트, 하프늄 할라이드, 하프늄 시트레이트, 하프늄 (메타)아크릴레이트, 하프늄 아세틸아세토네이트, 하프늄 티오카바메이트, 하프늄 히드록시드, 하프늄 알콕시드, 하프늄 카보네이트, 하프늄 설포네이트, 하프늄 운데실레이트, 하프늄 포스페이트, 하프늄 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The hafnium compound is, for example, hafnium acetate, hafnium nitrate, hafnium halide, hafnium citrate, hafnium (meth) acrylate, hafnium acetylacetonate, hafnium thiocarbamate, hafnium hydroxide, hafnium alkoxide, hafnium carbonate , Hafnium sulfonate, hafnium undecylate, hafnium phosphate, hafnium borate, and one or more selected from hydrates thereof, but are not limited thereto.
상기 갈륨 화합물은, 예를 들어 갈륨 아세테이트, 갈륨 니트레이트, 갈륨 할라이드, 갈륨 시트레이트, 갈륨 (메타)아크릴레이트, 갈륨 아세틸아세토네이트, 갈륨 티오카바메이트, 갈륨 히드록시드, 갈륨 알콕시드, 갈륨 카보네이트, 갈륨 포스페이트, 갈륨 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The gallium compound is, for example, gallium acetate, gallium nitrate, gallium halide, gallium citrate, gallium (meth) acrylate, gallium acetylacetonate, gallium thiocarbamate, gallium hydroxide, gallium alkoxide, gallium carbonate , Gallium phosphate, gallium borate, and may include one or more selected from hydrates thereof, but is not limited thereto.
상기 티타늄 화합물은, 예를 들어 티타늄 아세테이트, 티타늄 니트레이트, 티타늄 할라이드, 티타늄 시트레이트, 티타늄 (메타)아크릴레이트, 티타늄 아세틸아세토네이트, 티타늄 티오카바메이트, 티타늄 히드록시드, 티타늄 알콕시드, 티타늄 카보네이트, 티타늄 포스페이트, 티타늄 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The titanium compound is, for example, titanium acetate, titanium nitrate, titanium halide, titanium citrate, titanium (meth) acrylate, titanium acetylacetonate, titanium thiocarbamate, titanium hydroxide, titanium alkoxide, titanium carbonate It may include, but is not limited to, one or more selected from titanium phosphate, titanium borate, and hydrates thereof.
상기 지르코늄 화합물은, 예를 들어 지르코늄 아세테이트, 지르코늄 니트레이트, 지르코늄 할라이드, 지르코늄 시트레이트, 지르코늄 (메타)아크릴레이트, 지르코늄 아세틸아세토네이트, 지르코늄 티오카바메이트, 지르코늄 히드록시드, 지르코늄 알콕시드, 지르코늄 카보네이트, 지르코늄 포스페이트, 지르코늄 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The zirconium compound is, for example, zirconium acetate, zirconium nitrate, zirconium halide, zirconium citrate, zirconium (meth) acrylate, zirconium acetylacetonate, zirconium thiocarbamate, zirconium hydroxide, zirconium alkoxide, zirconium carbonate , Zirconium phosphate, zirconium borate and may include one or more selected from hydrates thereof, but is not limited thereto.
상기 알루미늄 화합물은, 예를 들어 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 니트레이트, 알루미늄 할라이드, 알루미늄 시트레이트, 알루미늄 (메타)아크릴레이트, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 티오카바메이트, 알루미늄 히드록시드, 알루미늄 알콕시드, 알루미늄 카보네이트, 알루미늄 포스페이트, 알루미늄 보레이트 및 이들의 수화물에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The aluminum compound is, for example, aluminum acetate, aluminum nitrate, aluminum halide, aluminum citrate, aluminum (meth) acrylate, aluminum acetylacetonate, aluminum thiocarbamate, aluminum hydroxide, aluminum alkoxide, aluminum carbonate It may include, but is not limited to, one or more selected from aluminum phosphate, aluminum borate, and hydrates thereof.
상기 조성물에서 상기 금속 산화물 전구체의 함량은 예를 들어, 0.01M 내지 10M 일 수 있고, 예를 들어 0.05M 내지 10M 일 수 있으며, 예를 들어 0.1M 내지 10M 일 수 있다.The content of the metal oxide precursor in the composition may be, for example, 0.01M to 10M, for example, 0.05M to 10M, for example 0.1M to 10M.
이에 따라 상기 조성물에서 상기 졸 안정화제의 함량은 예를 들어, 0.1M 내지 100M 일 수 있고, 예를 들어 0.5M 내지 100M일 수 있으며, 예를 들어 1M 내지 100M일 수 있다.Accordingly, the content of the sol stabilizer in the composition may be, for example, 0.1M to 100M, for example 0.5M to 100M, for example may be 1M to 100M.
상기 범위 내의 함량을 갖는 금속 산화물 전구체 및 졸 안정화제가 포함된 조성물은 이로부터 잉크젯 프린팅 공정으로 산화물 반도체 박막이 형성될 때 커피 스테인 효과(coffee-stain effect)가 나타나지 않아 결함없는 균일한 산화물 반도체 박막을 제조할 수 있다.The composition including the metal oxide precursor and the sol stabilizer having a content within the above range does not exhibit a coffee-stain effect when the oxide semiconductor thin film is formed by the inkjet printing process, thereby forming a uniform oxide semiconductor thin film without defects. It can manufacture.
상기 졸 안정화제가 알코올 아민 화합물, 케톤 화합물, 산 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The sol stabilizer may comprise an alcohol amine compound, a ketone compound, an acid compound or a combination thereof.
예를 들어, 상기 알코올 아민 화합물이 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노이소프로필아민, N, N-메틸에탄올아민 및 아미노에틸 에탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 알코올 아민 화합물이 모노에탄올아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the alcohol amine compound may include one or more selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropylamine, N, N-methylethanolamine, and aminoethyl ethanolamine, For example, the alcohol amine compound may include at least one selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.
예를 들어, 상기 케톤 화합물이 아세틸아세톤, 아세틸아세토네이트 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the ketone compound may include one or more selected from the group consisting of acetylacetone, acetylacetonate and acetate.
예를 들어, 상기 산 화합물이 아세트산, HF, HI, 염산, 질산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the acid compound may include one or more selected from the group consisting of acetic acid, HF, HI, hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid.
상기 알코올 아민 화합물의 함량이 상기 용매 100 중량부에 대해 0.05 내지 1.0중량부일 수 있고, 예를 들어, 0.05 내지 0.8 중량부일 수 있고, 예를 들어, 0.07 내지 0.6 중량부일 수 있다. The content of the alcohol amine compound may be 0.05 to 1.0 parts by weight, for example, 0.05 to 0.8 parts by weight, and for example, 0.07 to 0.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 산 화합물의 함량이 상기 용매 100 중량부에 대해 0.1 내지 1.5중량부일 수 있고, 예를 들어, 0.1 내지 1.3 중량부일 수 있고, 예를 들어 0.1 내지 1.2중량부일 수 있다.The content of the acid compound may be 0.1 to 1.5 parts by weight, for example, 0.1 to 1.3 parts by weight, for example 0.1 to 1.2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 알코올 아민 화합물 및 산 화합물이 조성물에 상기 범위 내의 함량을 포함하는 경우, 점도를 조절하고 이를 증가시켜 산화물 반도체의 코팅성을 높일 수 있다. 따라서, 잉크젯 프린팅 공정으로 산화물 반도체 박막이 형성될 때, 뭉침 현상(agglomeration)이나 균열(crack) 현상이 없이 균일하게 코팅된 산화물 반도체 박막을 형성할 수 있다.When the alcohol amine compound and the acid compound contain a content within the above range in the composition, it is possible to increase the coating property of the oxide semiconductor by adjusting the viscosity and increasing it. Therefore, when the oxide semiconductor thin film is formed by an inkjet printing process, it is possible to form a uniformly coated oxide semiconductor thin film without agglomeration or cracking.
상기 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄, 옥탄, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에틸에테르, 메틸메톡시프로피온산, 에틸락트산, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸렌슬리콜메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸아세테이트, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디글라임, 테트라히드로푸란, 아세틸아세톤 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 모든 용매가 가능하다.The solvent is methanol, ethanol, propanol, isopropanol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2-butoxyethanol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, diethylene glycol methyl ether , Diethylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol methyl ether, toluene, xylene, hexane, heptane, octane, ethyl acetate, butyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ethyl ether, methyl methoxy propionic acid, ethyl lactic acid, Propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol methyl ether, propylene glycol propyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol methyl acetate, diethylene glycol ethyl acetate, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclohexa Paddy, dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone, γ-part Rolactone, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diglyme, tetrahydrofuran, acetylacetone and acetonitrile may include one or more selected from the group consisting of, but is not limited thereto. All solvents used are possible.
상기 조성물의 pH가 1 내지 10일 수 있으며, 예를 들어 4 내지 7일 수 있다.The pH of the composition may be 1 to 10, for example 4 to 7.
상기 조성물이 투명하고 균일하게 될 때까지 상기 알코올 아민 화합물 및 상기 산 화합물이 상기 조성물에 소량씩 첨가될 수 있다The alcohol amine compound and the acid compound may be added in small amounts to the composition until the composition is transparent and uniform.
상기 조성물의 pH가 상기 범위 내인 경우 용해도가 증가되어 산화물 반도체를 형성하기가 용이하다.When the pH of the composition is within the above range, the solubility is increased to easily form the oxide semiconductor.
상기 조성물에 점증제를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 글리세롤 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 아니하며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 모든 점증제가 가능하다.The composition may further include a thickener. For example, it may include, but is not limited to, glycerol, and all thickeners that can be used in the art are possible.
상기 점증제의 함량이 상기 용매 100중량부에 대해 예를 들어, 0.01 내지 0.2중량부일 수 있고, 예를 들어 0.02 내지 0.18중량부일 수 있다.The content of the thickener may be, for example, 0.01 to 0.2 parts by weight, for example, 0.02 to 0.18 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 점증제는 상기 조성물에 포함되어 점성을 늘려주기 때문에 산화물 반도체의 점도를 증가시킬 수 있는 바 산화물 반도체 박막의 표면이 보다 균일하게 형성될 수 있다.Since the thickener is included in the composition to increase viscosity, the surface of the oxide semiconductor thin film may be more uniformly formed to increase the viscosity of the oxide semiconductor.
상기 조성물이 100s-1의 전단 속도에서0.01 내지 10Pa?s의 점도를 가질 수 있다.The composition may have a viscosity of 0.01 to 10 Pa · s at a shear rate of 100 s −1 .
상기 범위 내의 점도를 가질 경우 잉크젯 프린팅 공정이 가능하며, 상기 잉크젯 프린팅 공정으로 제조된 상기 조성물을 포함하는 산화물 반도체 박막의 표면은 뭉침 현상이나 균열 현상 없이 균일하게 형성될 수 있다.When the viscosity is within the above range, an inkjet printing process is possible, and the surface of the oxide semiconductor thin film including the composition prepared by the inkjet printing process may be uniformly formed without agglomeration or cracking.
구체적으로, 산화물 반도체의 점도가 증가할수록 산화물 반도체 박막의 두께가 얇아지고, 굴절율이 증가할 수 있다.Specifically, as the viscosity of the oxide semiconductor increases, the thickness of the oxide semiconductor thin film may be thinner and the refractive index may increase.
즉, 산화물 반도체의 점도가 증가할수록 산화물 반도체 박막의 표면이 균일하며, 상기 산화물 반도체 박막이 더 치밀해질 수 있어 잉크젯 공정에 적합할 수 있다.That is, as the viscosity of the oxide semiconductor increases, the surface of the oxide semiconductor thin film may be uniform, and the oxide semiconductor thin film may be denser, and thus may be suitable for an inkjet process.
상기 조성물은 1 내지 24 시간 동안, 25 내지 100℃에서 스터링하고, 예를 들어 1 내지 240시간 동안 에이징하여 해당하는 하프늄-인듐-아연 산화물(HIZO), 인듐-아연 산화물(IZO), 갈륨-인듐-아연 산화물(GIZO), 인듐-티타늄 산화물(ITO), 지르코늄-인듐-아연 산화물(ZrIZO), 알루미늄-인듐-아연 산화물(AIZO)을 형성하게 된다.The composition is stirred at 25-100 ° C. for 1-24 hours, and aged for 1-240 hours, for example, to correspond to the corresponding hafnium-indium-zinc oxide (HIZO), indium-zinc oxide (IZO), gallium-indium Zinc oxide (GIZO), indium-titanium oxide (ITO), zirconium-indium-zinc oxide (ZrIZO), and aluminum-indium-zinc oxide (AIZO) are formed.
다른 측면에 따른 잉크젯 프린팅 공정은, 상기 조성물을 포함하는 잉크를 기판 상에 소정의 패턴으로 인쇄하는 단계를 포함할 수 있다.An inkjet printing process according to another aspect may include printing an ink including the composition on a substrate in a predetermined pattern.
금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2몰 이상 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물은 상술한 바와 같이 점도가 크기 때문에 상기 조성물을 포함하는 잉크를 사용한다면, 상기 잉크젯 프린팅 공정으로 기판 상에 따로 패터닝 작업 없이 소정의 패턴의 인쇄가 가능하다.The composition for forming an oxide semiconductor including at least 2 moles of a sol stabilizer per mole of a metal oxide precursor has a high viscosity as described above, so that when the ink containing the composition is used, the inkjet printing process is performed without patterning on the substrate Printing of a predetermined pattern is possible.
상기 기판으로는, 예를 들어 유리, 플라스틱, 실리콘 또는 합성 수지와 같은 절연성을 띠는 재질로 형성할 수 있으며, 예를 들어 유리 기판과 같은 투명 기판일 수 있다.The substrate may be formed of, for example, an insulating material such as glass, plastic, silicon, or a synthetic resin, and may be, for example, a transparent substrate such as a glass substrate.
또한, 상기 기판 외에 후술하는 박막 트랜지스터의 게이트 절연층일 수 있다.In addition, the substrate may be a gate insulating layer of a thin film transistor, which will be described later.
상기 잉크젯 프린팅 방법으로는 통상의 방법에 따르며, 예를 들어 잉크젯식 기록 헤드로부터 상술한 액상의 조성물을 토출하여 상기 기판 위에 액상의 조성물을 충전하는 방식을 취한다. The inkjet printing method is a conventional method, for example, by discharging the above-mentioned liquid composition from an inkjet recording head to fill a liquid composition on the substrate.
상기 잉크젯 프린팅 공정은 예를 들어, 연속 분사(continuous jet: CJ) 방식과 드롭-온-디맨드(drop-on-demand: DOD)방식일 수 있다. The inkjet printing process may be, for example, a continuous jet (CJ) method and a drop-on-demand (DOD) method.
상기 드롭-온-디맨드 방식으로는, 예를 들어 전기적 신호를 통하여 필요한 순간에만 잉크를 분사시킬 수 있으며, 예를 들어, 전기에 의하여 역학적으로 변형을 일으키는 압전판을 사용하여 압력을 발생시키는 압전(piezoelectric inkjet)방식 또는 열에 의해 발생하는 버블의 팽창에서 발생하는 압력을 이용하는 열전사(thermal inkjet) 방식일 수 있다.In the drop-on-demand method, for example, ink can be ejected only when necessary through an electrical signal, for example, and a pressure is generated using a piezoelectric plate that dynamically deforms by electricity. piezoelectric inkjet) or thermal inkjet using a pressure generated in the expansion of bubbles generated by heat.
다른 측면에 따른 전자 소자는, 상술한 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 제조된 산화물 반도체를 포함할 수 있다.An electronic device according to another aspect may include an oxide semiconductor manufactured using the above-described composition for forming an oxide semiconductor.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 트랜지스터 전자 소자의 개략도이다. 도 1은 채널층의 표면이 에치 스토퍼(또는 식각 지지층)에 의해 보호되는 바텀 게이트 방식의 박막 트랜지스터를 나타낸다. 1 is a schematic diagram of a thin film transistor electronic device according to an embodiment of the present invention. 1 illustrates a bottom gate thin film transistor in which a surface of a channel layer is protected by an etch stopper (or an etch support layer).
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 게이트 전극(20)과 이를 덮는 게이트 절연층(21)이 형성되어 있다. 게이트 절연층(21) 위에는 상기 게이트 전극(20)에 대응하는 채널층(22)이 형성되어 있다. 채널층(22)의 양측에 소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b)이 형성되어 있다. 상기 채널층(22) 상에 상기 소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b) 사이에 에치 스토퍼(23)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 1, a
기판(10)은 형상, 구조, 크기 등에 대해서는 특별히 제한이 없고, 산화물 반도체 박막의 용도, 목적 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 투명하거나 불투명한 재료로서 실리콘, 유리 또는 플라스틱으로 형성된다.The
게이트 전극(20)은 전압의 인가에 의해 소오스 전극(24a)과 드레인 전극(24b) 사이에 흐르는 전류를 제어한다. 게이트 전극(20)을 형성하는 재료로는, 예를 들어 Al, Mo, Cr, Ta, Ti, Au, Ag 등의 금속, Al-Nd, APC 등의 합금, 산화 주석, 산화 아연, 산화 인듐, 산화 인듐 주석(ITO), 산화 아연 인듐(IZO) 등의 금속 산화물 도전제, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 유기 도전성 화합물 또는 이들 혼합물 등을 들 수 있다. 게이트 전극(20)의 두께는, 예를 들어 10nm 이상 1000nm 이하일 수 있다. 다만, 바텀 게이트 방식의 박막 트랜지스터의 경우에는, 게이트 전극(20)은 채널층(22)보다 하측에 형성되기 때문에 게이트 전극(20)은 채널층(22)과 함께 고온 영역에서 소성한다. 따라서, 소성의 온도 영역에서 내열성을 가지는 것이 필요하다. The
게이트 절연층(21)은 재료로는, 예를 들어 비유전률이 높은 무기 화합물이나 유기 화합물을 들 수 있다. 상기 무기 화합물로는, 예를 들어 산화 규소, 질화 규소, 산화 게르마늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화 이트륨, 산화 탄탈, 산화 하프늄, 산화 질화 규소, 산화 탄화 규소, 질화 탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소, 산화 질화 게르마늄, 산화 탄화 게르마늄, 질화 탄화 게르마늄, 산화 질화 탄화 게르마늄, 산화 질화 알루미늄, 산화 탄화 알루미늄, 질화 탄화 알루미늄, 산화 질화 탄화 알루미늄이나 이들 혼합물을 들 수 있다. 상기 유기 화합물로는, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 광 라디칼 중합체, 광 카티온 중합체의 광 경화성 수지, 또는 아크릴로니트릴 성분을 함유하는 공중합체, 폴리비닐페놀, 폴리비닐알코올, 노볼락 수지 및 시아노에틸플루란 등을 들 수 있다. 또, 이들 폴리머 미립자에 무기 산화물을 피복한 입자도 들 수 있다. 상기 게이트 절연층(21)의 막두께로는 예를 들어 30nm 내지 3㎛일 수 있고, 예를 들어 50nm 내지 1㎛일 수 있다. 다만, 바텀 게이트 방식의 박막 트랜지스터의 경우에는, 게이트 절연층(21)은 채널층(22)보다 하측에 형성되기 때문에 게이트 절연층(21)은 채널층(22)과 함께 고온 영역에서 소성한다. 따라서, 소성의 온도 영역에서 내열성을 가지는 것이 필요하다.As the material, the
게이트 절연층(21) 위에 상기 게이트 전극(20)에 대응하는 채널층(22)이 형성되어 있다. 상기 채널층(22)은 상술한 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 제조된 산화물 반도체로 되어 있다. The
상기 산화물 반도체는 잉크젯 프린팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 분사(spray), 침지(dipping), 롤-투-롤(roll-to-roll) 및 나노 임프린트(nano imprint)의 제조방법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성될 수 있고, 예를 들어 잉크젯 프린팅의 제조방법으로 형성될 수 있다.The oxide semiconductor is selected from the group consisting of inkjet printing, spin coating, slit coating, spraying, dipping, roll-to-roll and nano imprint manufacturing methods. It may be formed of one or more, for example, may be formed by a method of manufacturing inkjet printing.
상기 잉크젯 프린팅 방법으로는 통상의 방법에 따르며, 예를 들어 잉크젯식 기록 헤드로부터 상술한 액상의 조성물을 토출하여 후술하는 소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b)의 노출된 단부에 접하도록 게이트 절연층(21) 위에 액상의 조성물을 충전한다. 이 때, 액상의 조성물을 충전하는 양은 최종적으로 필요한 채널층(22)의 두께에 비하여 많아야 한다. 이는 액상의 조성물을 충전할 때, 상기 조성물을 가열하여 용매성분을 제거하여야 되기 때문이다.The inkjet printing method is a conventional method. For example, the above-described liquid composition is discharged from an inkjet recording head to insulate the gate so as to contact exposed ends of the
상기 잉크젯 프린팅의 방법은 코팅 후 상기 산화물 반도체 박막에 대한 패터닝(patterning)이 따로 필요치 않아서 공정 비용을 줄일 수 있다.In the inkjet printing method, since the patterning of the oxide semiconductor thin film is not required after coating, process cost may be reduced.
잉크젯 프린팅 방법으로 산화물 반도체 박막이 형성될 경우, 조성물의 점도를 증가시켜 뭉침현상이나 균열 현상 및 커피 스테인 효과가 없는 산화물 반도체 박막이 형성된 박막 트랜지스터의 제작이 가능하다.When the oxide semiconductor thin film is formed by the inkjet printing method, it is possible to manufacture a thin film transistor in which the oxide semiconductor thin film is formed without increasing the viscosity of the composition and causing agglomeration, cracking, and coffee stain effects.
소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b)은, 도전성 재료이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 백금, 금, 은, 니켈, 크롬, 구리, 철, 주석, 안티몬납, 탄탈, 인듐, 알루미늄, 아연, 마그네슘, 몰리브덴, 이들 금속의 합금, 산화 인듐 주석(ITO), 산화 아연 인듐(IZO) 등의 도전성 금속 산화물, 도핑 등으로 도전율을 향상시킨 무기 및 유기 반도체(실리콘 단결정, 폴리실리콘, 비정질 실리콘, 게르마늄, 그라파이트, 폴리아세틸렌, 폴리파라페닐렌, 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티에닐렌비닐렌, 폴리파라페닐렌비닐렌 등), 이들 재료의 복합체 등을 들 수 있으며, 상기 재료 중에서도 채널층(22)과의 접촉면에 있어 전기 저항이 적은 것일 수 있다.The
상기 소오스 전극(24a) 및 상기 드레인 전극(24b)의 두께는, 예를 들어 10nm 이상 1㎛이하일 수 있고, 예를 들어 30nm 이상 500nm이하일 수 있고, 예를 들어 50nm 이상 200nm이하일 수 있다.The thickness of the
상기 채널층(22), 소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b) 위에는 두터운 패시베이션층(25)이 형성되어 있다. 패시베이션층(25)은 예를 들어, 산소가 풍부한 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다. 즉, 패시베이션층(25)은 불완전하거나 유리된 다량의 산소를 함유할 수 있다. 이러한 패시베이션층(25)은, 예를 들어 저온 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)법에 의해 형성될 수 있다.A
도시하지는 않았으나, 채널층(20)과 소오스 전극(24a) 및 채널층(20)과 드레인 전극(24b) 사이에 각각 오믹 콘택층이 더 구비될 수 있다. 상기 오믹 콘택층은 채널층(22)보다 산소 함량이 적은 전도성 산화물층일 수 있다. Although not shown, an ohmic contact layer may be further provided between the
상기 채널층(22) 상에 상기 소오스 전극(24a) 및 드레인 전극(24b) 사이에 에치 스토퍼(23)는 상기 패시베이션층(25)과 같은 물질로 형성되며, 예를 들어 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물로 형성될 수 있다.The
도 2 및 도 3은 에치 스토퍼가 없는 바텀 게이트 방식의 박막 트랜지스터를 나타낸다. 에치 스토퍼가 있는 점을 제외하고는, 도 1과 동일한 박막트랜지스터의 구조를 나타낸다.2 and 3 illustrate a bottom gate thin film transistor without an etch stopper. Except that there is an etch stopper, the structure of the thin film transistor is the same as in FIG.
상기 전자 소자는 박막 트랜지스터, 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 및 전기 영동 표시 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
The electronic device may be at least one selected from the group consisting of a thin film transistor, a liquid crystal display, an organic light emitting display, and an electrophoretic display.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. However, the following examples are only examples of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]
[Example]
제조실시예Preparation Example 1: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 1: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
0.3M의 하프늄 클로라이드, 0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 0.6M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였다. 이 때 용매는 2-메톡시에탄올을 사용하였다. 졸 안정화제는 모노에탄올아민 및 아세트산을 사용하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.15중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.3중량부이었다.
0.3 M of hafnium chloride, 0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 0.6 M of sol stabilizer were added to a solvent and mixed to form a composition for forming an oxide semiconductor. At this time, 2-methoxyethanol was used as a solvent. The sol stabilizer used monoethanolamine and acetic acid, the monoethanolamine was 0.15 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, the acetic acid was 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.
제조실시예Preparation Example 2: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 2: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.9M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.225중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.45중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.9 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.225 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 0.45 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 3: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 3: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
1.2M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.3중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.6중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
1.2 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 0.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 4: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 4: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
1.5M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.375중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.75중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
1.5 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.375 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 0.75 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 5: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 5: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
1.8M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.45중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.9중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
1.8 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.45 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 0.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 6: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 6: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
2.1M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.525중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 1중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
2.1 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.525 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 7: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 7: Preparation of composition for forming oxide semiconductor
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 0.6M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.15중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.3중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 0.6 M of sol stabilizer were mixed in a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. 0.15 parts by weight, except that the acetic acid is 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 8: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 8: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 0.9M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.225중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.45중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 0.9 M of sol stabilizer were mixed in a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. It was 0.225 parts by weight, except that acetic acid is 0.45 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 9: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 9: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 1.2M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.3중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.6중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 1.2 M of sol stabilizer were mixed in a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. 0.3 parts by weight, except that acetic acid is 0.6 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 10: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 10: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 1.5M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.375중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.75중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 1.5 M of sol stabilizer were mixed in a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. It was 0.375 parts by weight, except that the acetic acid is 0.75 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 11: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 11: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 1.8M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.45중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.9중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 1.8 M of sol stabilizer were added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. It was 0.45 parts by weight, except that the acetic acid is 0.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 12: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 12: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 2.1M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.525중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 1중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 2.1 M of sol stabilizer were added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. It was 0.525 parts by weight, except that acetic acid is 1 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
제조실시예Preparation Example 13: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 13: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.15M의 글리세롤을 상기 산화물 반도체 형성용 조성물에 추가로 혼합하였고, 이 때 용매 100중량부에 대해 0.025중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.15M of glycerol was further mixed with the composition for forming an oxide semiconductor, except that 0.025 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor. .
제조실시예Preparation Example 14: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 14: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 글리세롤을 상기 산화물 반도체 형성용 조성물에 추가로 혼합하였고, 이 때 용매 100중량부에 대해 0.05중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
Glycerol of 0.3 M was further mixed with the composition for forming an oxide semiconductor, and at this time, except that 0.05 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor. .
제조실시예Preparation Example 15: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 15: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.45M의 글리세롤을 상기 산화물 반도체 형성용 조성물에 추가로 혼합하였고, 이 때 용매 100중량부에 대해 0.075중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.45 M of glycerol was further mixed with the oxide semiconductor forming composition, except that 0.075 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare an oxide semiconductor forming composition. .
제조실시예Preparation Example 16: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 16: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
0.9M의 글리세롤을 상기 산화물 반도체 형성용 조성물에 추가로 혼합하였고, 이 때 용매 100중량부에 대해 0.15중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
Glycerol of 0.9M was further mixed with the composition for forming an oxide semiconductor, in which case the composition for forming an oxide semiconductor was performed in the same manner as in Preparation Example 1, except that 0.15 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent. .
비교 compare 제조실시예Preparation Example 1: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 1: Preparation of Composition for Oxide Semiconductor Formation
0.3M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.075중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.15중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of a sol stabilizer was added to a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, wherein the monoethanolamine was 0.075 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, and the acetic acid was 0.15 part by weight based on 100 parts by weight of the solvent. Except for denial, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
비교 compare 제조실시예Preparation Example 2: 산화물 반도체 형성용 조성물의 제조 2: Preparation of Oxide Semiconductor Formation Composition
0.3M의 인듐 나이트레이트 및 0.3M의 아연 아세테이트의 금속 산화물 전구체 및 0.3M의 졸 안정화제를 용매에 넣고 혼합하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 형성하였고, 상기 모노에탄올아민은 상기 용매 100중량부에 대해 0.075중량부이었고, 상기 아세트산은 상기 용매 100중량부에 대해 0.15중량부인 것을 제외하고는, 제조실시예 1과 동일하게 수행하여 산화물 반도체 형성용 조성물을 제조하였다.
0.3 M of indium nitrate, 0.3 M of zinc acetate metal oxide precursor, and 0.3 M of sol stabilizer were mixed in a solvent to form a composition for forming an oxide semiconductor, and the monoethanolamine was added to 100 parts by weight of the solvent. 0.075 parts by weight, except that the acetic acid is 0.15 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent, it was carried out in the same manner as in Preparation Example 1 to prepare a composition for forming an oxide semiconductor.
(박막 트랜지스터의 제조)
(Manufacture of Thin Film Transistor)
실시예Example 1: 박막 트랜지스터의 제조 1: Fabrication of Thin Film Transistors
유리 기판 위에 Mo을 약 2000Å 적층하고 사진 식각하여 소정 모양의 게이트를 형성하였다. 이어서 질화 규소를 화학 기상 증착 방법으로 약 4000Å 적층하여 게이트 절연막을 형성하였다. 상기 게이트 절연막 위에 제조실시예 1에서 제조된 조성물을 핫 플레이트에서 70℃에서 1 시간 교반한 후 24 시간 동안 에이징하여 형성된 졸(sol) 형태의 하프늄 인듐 아연 산화물을 DIMATIX사의 잉크젯 프린터를 사용하여 0.015㎛두께로 인쇄한 후 약 450℃에서 약 180분간 건조시켜 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성하였다. 상기 채널층 위에 PECVD방법으로 SiO2층을 사용하여 에지 스토퍼를 형성하였다. 이어 Mo을 약 2000Å 적층하고 사진 식각하여 소오스 전극 및 드레인 전극을 형성하였다.
About 2000 microseconds of Mo was laminated | stacked on the glass substrate, and the photo-etching was performed to form the gate of a predetermined shape. Subsequently, about 4000 GPa of silicon nitride was laminated | stacked by the chemical vapor deposition method, and the gate insulating film was formed. A sol-type hafnium indium zinc oxide formed by stirring the composition prepared in Example 1 at 70 ° C. on a hot plate for 1 hour and then aging for 24 hours on a gate insulating film using 0.015 μm ink jet printer After printing at a thickness, the substrate layer was dried at about 450 ° C. for about 180 minutes to form a channel layer of an oxide semiconductor thin film. An edge stopper was formed on the channel layer by using a SiO 2 layer by PECVD. Then, about 2000 microseconds of Mo was laminated and photo-etched to form a source electrode and a drain electrode.
실시예Example 2: 박막 트랜지스터의 제조 2: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 2에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 3: 박막 트랜지스터의 제조 3: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 3에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 3.
실시예Example 4: 박막 트랜지스터의 제조 4: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 4에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 5: 박막 트랜지스터의 제조 5: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 5에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 6: 박막 트랜지스터의 제조 6: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 6에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 6.
실시예Example 7: 박막 트랜지스터의 제조 7: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 7에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1 except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 7.
실시예Example 8: 박막 트랜지스터의 제조 8: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 8에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1 except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 8.
실시예Example 9: 박막 트랜지스터의 제조 9: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 9에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 10: 박막 트랜지스터의 제조 10: Fabrication of Thin Film Transistor
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 10에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 11: 박막 트랜지스터의 제조 11: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 11에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming the oxide semiconductor.
실시예Example 12: 박막 트랜지스터의 제조 12: Fabrication of Thin Film Transistor
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 12에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor.
실시예Example 13: 박막 트랜지스터의 제조 13: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 13에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 13.
실시예Example 14: 박막 트랜지스터의 제조 14: Fabrication of Thin Film Transistor
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 14에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer using the composition for forming an oxide semiconductor, which was prepared in Example 14.
실시예Example 15: 박막 트랜지스터의 제조 15: Fabrication of Thin Film Transistor
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 15에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 15.
실시예Example 16: 박막 트랜지스터의 제조 16: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 제조실시예 16에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Preparation Example 16.
비교예Comparative example 1: 박막 트랜지스터의 제조 1: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 비교 제조실시예 1에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1 except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer by using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Comparative Preparation Example 1.
비교예Comparative example 2: 박막 트랜지스터의 제조 2: Fabrication of Thin Film Transistors
상기 게이트 절연막 위에 상기 비교 제조실시예 2에서 제조된 산화물 반도체 형성용 조성물을 사용하여 산화물 반도체 박막의 채널층을 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하여 박막 트랜지스터를 형성하였다.
A thin film transistor was formed in the same manner as in Example 1, except that the channel layer of the oxide semiconductor thin film was formed on the gate insulating layer using the composition for forming an oxide semiconductor prepared in Comparative Preparation Example 2.
(박막 트랜지스터의 특성 평가)
(Characteristic Evaluation of Thin Film Transistor)
평가예Evaluation example 1: 산화물 반도체의 표면 결함 평가 1: Evaluation of Surface Defects in Oxide Semiconductors
주사 전자 현미경(Scanning electron microscope ScanningScanning ElectronElectron MicroscopeMicroscope ; ; SEMSEM ) 사진 ) Picture
주사 전자 현미경을 이용하여 실시예 2 및 비교예 1에 따른 박막 트랜지스터 제조시에 잉크젯 방식으로 인쇄된 산화물 반도체 박막 표면의 사진 촬영을 하였다. 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.Photographs of the surface of the oxide semiconductor thin film printed by the inkjet method during the preparation of the thin film transistors according to Example 2 and Comparative Example 1 were performed using a scanning electron microscope. The results are shown in FIGS. 4 and 5.
도 4를 참조하면, 실시예 2의 경우 기공 사이즈가 작고, 반도체 박막 표면이 균일함을 나타내고 있다. 반면, 도 5를 참조하면, 비교예 1의 경우 기공 사이즈가 크고, 반도체 박막 표면이 균일하지 않음을 나타내고 있다.
Referring to FIG. 4, in Example 2, the pore size is small and the surface of the semiconductor thin film is uniform. On the other hand, referring to FIG. 5, Comparative Example 1 shows that the pore size is large and the surface of the semiconductor thin film is not uniform.
평가예Evaluation example 2: 박막 트랜지스터의 성능 평가 1 2: Performance Evaluation of Thin Film Transistors 1
박막 트랜지스터의 이동도 및 문턱 전압 평가Mobility and Threshold Voltage Evaluation of Thin Film Transistors
실시예 8 및 비교예 2에 따른 박막 트랜지스터의 이동도 및 문턱 전압을 평가하였고, 그 결과를 도 6 및 표 1에 나타내었다.
The mobility and threshold voltages of the thin film transistors according to Example 8 and Comparative Example 2 were evaluated, and the results are shown in FIG. 6 and Table 1. FIG.
상기 도 6 및 표 1을 참조하면, 실시예 8에 따른 박막 트랜지스터가 향상된 전하 이동도 및 감소된 문턱 전압을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
6 and Table 1, it can be seen that the thin film transistor according to the eighth embodiment exhibits an improved charge mobility and a reduced threshold voltage.
평가예Evaluation example 3: 박막 트랜지스터의 성능 평가 2 3: Performance Evaluation of Thin Film Transistors 2
박막 트랜지스터의 바이어스 인가 시간에 따른 I-V 특성 평가Evaluation of I-V Characteristics According to Bias Application Time of Thin Film Transistor
60℃의 온도에서 게이트 전극과 소오스 전극 사이에 네가티브 바이어스 전압(DC -20V)을 인가하고, 실시예 8에 따른 박막 트랜지스터의 바이어스 인가 시간에 따른 Vth값의 변화를 평가하여, 그 결과를 도 7에 나타내었다.A negative bias voltage (DC-20V) is applied between the gate electrode and the source electrode at a temperature of 60 ° C., and the change of the Vth value according to the bias application time of the thin film transistor according to Example 8 is evaluated, and the result is shown in FIG. 7. Shown in
도 7을 참조하면, 네가티브 바이어스 전압의 인가 시간이 0~6시간 범위에서 문턱 전압값의 변화가 0.66V정도로서 미미하여, 박막 트랜지스터 소자의 전기적 신뢰성 및 안정성이 향상되었다.
Referring to FIG. 7, the change in the threshold voltage value is about 0.66 V in the range of 0 to 6 hours in which the application time of the negative bias voltage is small, thereby improving the electrical reliability and stability of the thin film transistor element.
상술한 실시예에서는 바텀 게이트 방식의 박막 트랜지스터에 대해서만 예시적으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 탑 게이트 방식의 박막 트랜지스터 등 어떠한 구조의 박막 트랜지스터에도 동일하게 적용할 수 있다. In the above-described embodiment, only the bottom gate thin film transistor has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The thin film transistor having any structure, such as a top gate thin film transistor, may be similarly applied.
또한 상술한 실시예에서는 산화물 반도체를 박막 트랜지스터에 적용하는 것을 예시적으로 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 산화물 반도체가 필요한 어떠한 전자 소자에도 동일하게 적용할 수 있다.
In the above-described embodiment, the application of the oxide semiconductor to the thin film transistor has been exemplarily described, but the present invention is not limited thereto, and the same can be applied to any electronic device that requires the oxide semiconductor.
이상을 통해 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
10: 기판, 20: 게이트 전극, 21: 게이트 절연층, 22: 채널층, 23: 에치 스토퍼, 24a: 소오스 전극, 24b: 드레인 전극, 25: 패시베이션층10 substrate, 20 gate electrode, 21 gate insulating layer, 22 channel layer, 23 etch stopper, 24a source electrode, 24b drain electrode, 25 passivation layer
Claims (18)
졸 안정화제; 및
용매;를 포함하며,
상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2몰 이상 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.Metal oxide precursors;
Sol stabilizers; And
A solvent;
An oxide semiconductor-forming composition comprising at least 2 moles of a sol stabilizer per mole of the metal oxide precursor.
상기 금속 산화물 전구체 1몰당 졸 안정화제를 2 내지 10몰 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
An oxide semiconductor-forming composition comprising 2 to 10 moles of a sol stabilizer per mole of the metal oxide precursor.
상기 금속 산화물 전구체가 아연 화합물, 인듐 화합물, 하프늄 화합물, 갈륨 화합물, 티타늄 화합물, 지르코늄 화합물 및 알루미늄 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상을 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
The composition of claim 1, wherein the metal oxide precursor comprises two or more selected from the group consisting of zinc compounds, indium compounds, hafnium compounds, gallium compounds, titanium compounds, zirconium compounds, and aluminum compounds.
상기 금속 산화물 전구체의 함량이 0.01M 내지 10M 인 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
Composition for forming an oxide semiconductor having a content of the metal oxide precursor is 0.01M to 10M.
상기 졸 안정화제가 알코올 아민 화합물, 케톤 화합물, 산 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
The composition for forming an oxide semiconductor, wherein the sol stabilizer comprises an alcohol amine compound, a ketone compound, an acid compound, or a combination thereof.
상기 알코올 아민 화합물이 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노이소프로필아민, N, N-메틸에탄올아민 및 아미노에틸 에탄올아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein
The composition for forming an oxide semiconductor comprising at least one alcohol amine compound selected from the group consisting of monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoisopropylamine, N, N-methylethanolamine, and aminoethyl ethanolamine.
상기 케톤 화합물이 아세틸아세톤, 아세틸아세톤네이트 및 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein
The composition of claim 1, wherein the ketone compound comprises at least one selected from the group consisting of acetylacetone, acetylacetonate, and acetate.
상기 산 화합물이 아세트산, HF, HI, 염산, 질산 및 황산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein
The composition for forming an oxide semiconductor, wherein the acid compound comprises at least one selected from the group consisting of acetic acid, HF, HI, hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid.
상기 알코올 아민 화합물의 함량이 상기 용매 100 중량부에 대해 0.05 내지 1.0 중량부인 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein
The composition for forming an oxide semiconductor having an alcohol amine compound content of 0.05 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 산 화합물의 함량이 상기 용매 100 중량부에 대해 0.1 내지 1.5중량부인 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 5, wherein
The oxide compound forming composition of the acid compound is 0.1 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent.
상기 조성물의 pH가 1 내지 10인 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
Composition for forming an oxide semiconductor having a pH of 1 to 10 of the composition.
상기 조성물이 점증제를 추가적으로 포함하는 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 1,
The composition for forming an oxide semiconductor further comprises a thickener.
상기 점증제의 함량이 상기 용매 100중량부에 대해 0.01 내지 0.2 중량부인 산화물 반도체 형성용 조성물.The method of claim 11,
The content of the thickener is 0.01 to 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the solvent composition for forming an oxide semiconductor.
상기 조성물이 100 s-1의 전단 속도에서 0.01 내지 10Pa?s의 점도를 갖는 산화물 반도체 형성용 조성물. The method of claim 1,
The composition for forming an oxide semiconductor having a viscosity of 0.01 to 10 Pa · s at a shear rate of 100 s −1 .
상기 산화물 반도체 박막이 잉크젯 프린팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 분사, 침지, 롤-투-롤(roll-to-roll) 또는 나노 임프린트의 방법으로 형성된 전자 소자.17. The method of claim 16,
And the oxide semiconductor thin film is formed by ink jet printing, spin coating, slit coating, spraying, dipping, roll-to-roll or nano imprinting.
상기 전자 소자가 박막 트랜지스터, 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 및 전기 영동 표시 장치로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 전자 소자.17. The method of claim 16,
And the electronic device is at least one selected from the group consisting of a thin film transistor, a liquid crystal display, an organic light emitting display, and an electrophoretic display.
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| KR20090012782A (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 삼성전자주식회사 | Method for fabricating zno thin films |
| KR20090082941A (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-03 | 한국과학기술연구원 | Organic thin film transistors comprising metal oxide nanoparticles within transparent polymer gate insulator layer and method for fabricating the same by using sol-gel and photocure reactions |
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2010
- 2010-12-30 KR KR1020100139354A patent/KR101652794B1/en active IP Right Grant
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