KR20180054707A - n형 산화물 반도체막 형성용 도포액, n형 산화물 반도체막의 제조 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 - Google Patents

n형 산화물 반도체막 형성용 도포액, n형 산화물 반도체막의 제조 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액으로서, Sc, Y, Ln, B, Al 및 Ga로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소; In 및 Tl 중 적어도 하나인 B군 원소; 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소; 및 용매를 포함하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제공한다.

Description

n형 산화물 반도체막 형성용 도포액, n형 산화물 반도체막의 제조 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법
본 발명은 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액, n형 산화물 반도체막의 제조 방법 및 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 In-Ga-Zn-O (IGZO)계의 n형 산화물 반도체가 무정형 실리콘에 비해 높은 캐리어 이동도를 나타내는 반도체인 것으로 확인되었다. 이러한 IGZO계 산화물 반도체를 활성층으로 포함하는 박막 트랜지스터 (TFT; Thin Film Transistor)의 개발이 활발하게 이루어지고 있다 (예를 들어, NPL 1 참조).
이러한 산화물 반도체 박막의 형성 방법으로는 스퍼터링 법, 레이저 연마법 (lazer abrasion method)등을 들 수 있다.
그러나, 이러한 진공 공정은 복잡하고 고가의 장비를 필요로 하고 공정 비용이 높다는 문제가 있다. 진공 공정은 대상 성분을 균일하게 하는 것에 어려움이 있다. 특히, 미량 원소를 균일하게 첨가한 막을 얻는 것이 어려웠다. 또한 진공 공정을 사용함으로 인하여, 막 중의 산소 결손량을 감소시키는 것이 곤란하다. 이는 막의 특성에 있어서 불안정성을 초래하게 된다.
이러한 상황 하에서, 간단하고 저비용화가 가능한 액상법이 최근 주목을 받고 있다. 그러나, 이러한 공정으로 제조된 IGZO계 산화물 TFT는 아직 특성이 불충분하다 (예를 들어, PTL 1 참조).
따라서, 현재 시점에서는 원하는 체적 저항률을 갖는 n형 산화물 반도체막을 낮은 공정 온도에서 간편하고 큰면적으로 제작할 수 있으며, 원하는 형태의 n형 산화물 반도체막을 높은 정밀도로 형성할 수 있는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 제공이 요구되고 있는 실정이다.
인용문헌 목록
특허문헌
PTL 1: 일본 특허 제4767616호
비특허문헌
NPL 1: Science, Vol. 300, (2003) 1269
발명의 개요
해결하고자 하는 과제
본 발명의 목적은 원하는 체적 저항률을 갖는 n형 산화물 반도체막을 낮은 공정 온도에서 간편하고 큰면적으로 제작할 수 있으며, 원하는 형태의 n형 산화물 반도체막을 높은 정밀도로 형성할 수 있는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제공하는 것이다.
과제의 해결 수단
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로는 다음과 같다. 즉, 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 Sc, Y, Ln, B, Al 및 Ga으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소, In 및 Tl 중 적어도 하나인 B군 원소, 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소, 및 용매를 포함한다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 원하는 체적 저항률 및 원하는 캐리어 밀도를 갖는 안정한 n형 산화물 반도체막을 우수한 제어성으로 낮은 공정 온도에서 간편한 방식을 통해 큰면적으로 균일하게 제작할 수 있다. 또한, 원하는 형태의 n형 산화물 반도체막을 높은 정밀도로 형성하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제공하는 것도 가능하다.
도 1은 보텀(bottom) 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터의 일례의 개략 구조도를 도시한다.
도 2는 보텀 게이트/탑(top) 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터의 일례의 개략 구조도를 도시한다.
도 3은 탑 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터의 일례의 개략 구조도를 도시한다.
도 4는 탑 게이트/탑 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터의 일례의 개략 구조도를 도시한다.
도 5a는 전계 효과형 트랜지스터를 제조하기 위한 본 발명의 일례의 방법을 도시한다 (1부).
도 5b는 전계 효과형 트랜지스터를 제조하기 위한 본 발명의 일례의 방법을 도시한다 (2부).
도 5c는 전계 효과형 트랜지스터를 제조하기 위한 본 발명의 일례의 방법을 도시한다 (3부).
도 5d는 전계 효과형 트랜지스터를 제조하기 위한 본 발명의 일례의 방법을 도시한다 (4부).
도 6은 실시예 1-13에서 제조한 미세 형상 패턴의 현미경 사진이다.
도 7은 실시예 1-28에서 제조한 전계 효과형 트랜지스터의 게이트 전압 (Vgs)과 전류 (Ids), 소스 전극과 드레인 전극의 관계를 나타내는 그래프이다.
(n형 산화물 반도체막 형성용 도포액)
본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 적어도 A군 원소, B군 원소, C군 원소 및 용매를 포함하고, 필요에 따라 다른 성분들을 더 포함한다.
상기 B군 원소는 본 발명의 도포액의 주요 구성 성분이다.
상기 A군 원소는 상기 B군 원소로 인한 산소 결손의 생성을 방지한다.
상기 C군 원소는 치환 도핑을 실현한다.
<제1 양태>
제1 양태에서, 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 적어도 A군 원소, B군 원소, C군 원소 및 용매를 포함하고 필요에 따라 다른 성분들을 더 포함한다.
상기 A군 원소는 Sc, Y, Ln (란탄족원소), B, Al 및 Ga으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다. 이들 원소는 3족 원소 또는 13족 원소에 속한다.
상기 B군 원소는 In 및 Tl 중 적어도 하나이다. 이들 원소는 13족에 속한다.
상기 C군 원소는 4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
상기 제1 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 용매 중에 상기 A군 원소, 상기 B군 원소 및 상기 C군 원소를, 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체 중 적어도 어느 하나의 형태로서 용해시킴으로써 수득되는 것이 바람직하다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체는 상기 용매 중에 균일하게 용해하기만 하면 특별히 제한되지는 않는다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체는 해리되어 용매 중에서 이온이 될 수 있다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체가 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 용해되어 있는 경우에는, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 농도의 편석(segregation)이 발생하기 어렵다. 따라서, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 장기간 동안 사용이 가능하다. 또한, 이 도포액을 이용하여 제조된 박막은 균일한 조성을 갖기 때문에, 활성층으로서 상기 박막을 포함하는 TFT도 균일한 특성이 우수하다.
산화물 반도체에 대해서는 높은 이동도가 요구된다. 상기 B군 원소는 본 발명의 도포액의 주된 구성 성분이며, 상기 본 발명의 도포액을 이용하여 제조한 산화물 박막의 전자 구조에서 전도대 바닥을 구성한다. 즉, In 및 Tl의 비점유 5s 및 6s 궤도는 유효 질량이 작은 전도대 바닥을 구성하고 높은 이동도를 실현한다. 동시에, 상기 B군 원소의 산화물은 산소 결핍이 발생하기 쉬워, 전자 캐리어를 생성한다. 그러나, 이러한 산소 결핍은 불안정하고 외부 환경이나 공정 후처리에 의해 쉽게 변화하여, 전기적 특성이 안정되지 않는 요인이 된다. 산소에 대한 친화력이 높은 상기 A군 원소는 이러한 불안정성을 제거하기 위한 것이다. 본 발명의 도포액을 이용하여 제조한 산화물 박막 중에 상기 A군 원소를 일정량으로 포함하게 되는 경우, 상기 B군 원소가 형성하는 전자 구조를 유지하면서 산소 결핍 생성을 억제할 수 있다.
상기 A군 원소와 상기 B군 원소를 혼합하여 사용함으로써 산소 결손의 생성이 억제된다. 따라서, 이 상태에서는 전자 캐리어의 수는 충분치 않다. 상기 도포액에 상기 C군 원소를 첨가하는 경우, 치환 도핑을 실현하여 충분한 수의 전자 캐리어를 생성할 수 있다. 상기 C군 원소는 산화물 중에서 +4가 내지 +8가의 상태로 존재하는 것이 바람직하다. 이러한 상태가 효과적으로 전자 캐리어를 생성한다. 상기 A군 원소는 상기 B군 원소와 마찬가지로 산화물 중에서는 보통 3가이며, 캐리어의 생성이나 보상을 야기하지는 않는다. 상기 C군 원소의 첨가에 의해 제어성이 좋은 안정적인 캐리어 생성을 실현할 수 있다.
상기 A군 원소로는 Sc, Y 및 Ln (란탄족원소)가 더욱 바람직하다. 이들 원소와 상기 B군 원소 (In 및 Tl)와의 복합 산화물은 모두 빅스비아이트 (bixbyite)의 구조를 갖는다. 빅스비아이트 구조는 등방성이고, MO6 (M은 중심 금속) 8면체가 모인 구조를 하고 있다. X선 회절이나 전자선 회절이 무정형을 나타내고 있다 해도, 이 국소 구조는 유지된다. 그러므로, 본 도포액에 상기 C군 원소를 첨가했을 때 효율적으로 치환 도핑이 실현된다.
상기 A군 원소의 Al 및 Ga의 산화물은 코런덤 (corundum) 및 β-Ga2O3 구조로서 상기 B군 원소의 산화물의 구조와는 다르다. 그러나, 상기 구조들은 모두 MO6 8면체가 주된 배위 다면체이다. 따라서, 이러한 성분들이 저농도로 존재하는 경우에는 빅스비아이트 구조 중에 용해되어 고체 용액을 형성할 수 있다. 이러한 성분들의 농도는 조건에 따라 다르지만 대체로 약 40 at% 이하이다.
또한, 제1 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 1족, 2족, 11족 및 12족 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이는 이들 원소가 산화물 중에서 +1가 또는 +2가로서 상기 C군 원소에 의한 전자 도핑의 효과를 저해하기 때문이다.
상기 제1 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 이용함으로써 원하는 체적 저항률을 갖는 n형 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
수득된 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률은 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 조건, 예컨대 원료가 용해되는 용매의 종류, 조성 및 농도를 조절함으로써 제어할 수 있다는 점을 주지하여야 한다. 또한, 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률은 상기 도포액을 도포한 후 열처리 조건, 예컨대 소성 온도, 소성 시간, 승온 속도, 강온 속도, 및 소성 중의 분위기 (가스 분율 및 압력)를 조절함으로써 제어할 수 있다. 또한, 빛에 의한 원료 분해 및 반응의 촉진 효과를 이용할 수 있다. 또한, 막을 형성한 후 어닐링에 따라 체적 저항률을 변화시킬 수 있다. 따라서, 어닐링 온도와 분위기를 최적화하는 것도 효과적이다.
스퍼터링 법이나 레이저 연마법, 기타 방법 등으로 대상 성분을 균일하게 하는 것은 곤란하였다. 특히, 약 2% 이하의 도판트 또는 미량 원소를 균일하게 첨가 한 막을 수득하는 것은 어려웠다. 또한, 각 원소마다 스퍼터링 효율도 다르기 때문에, 대상의 수명 기간 내에 조성을 균일하게 유지하는 것도 어려웠다. 게다가, 진공 공정을 사용하여 막중의 산소 결손량을 감소시키는 것도 곤란하다. 이는 막의 불안정한 특성을 초래한다.
상기 제1 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 이용함으로써, 상기 진공 공정에 있어서의 문제점을 해결하고, 균일하고 안정적인 조성의 n형 산화물 반도체막의 제조가 가능하며, 나아가 안정된 고성능 n형 산화물 반도체 TFT의 제조가 가능하게 되었다.
<제2 양태>
제2 양태에서, 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 A군 원소\, B군 원소, C군 원소 및 용매를 적어도 함유하고 필요에 따라 기타 성분을 더 함유한다.
상기 A군 원소는 Zr, Hf, Ce, Si 및 Ge으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다. 이들 원소는 3족 원소, 4족 원소 또는 14족 원소에 속한다. Ce는 3족에 속하지만, +4가이면서도 안정적이다.
상기 B군 원소는 Ti, Sn 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다. 이들 원소는 4족 원소 또는 14족 원소에 속한다.
상기 C군 원소는 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나이다.
상기 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 용매 중에 상기 A군 원소, 상기 B군 원소 및 상기 C군 원소를, 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체 중 적어도 어느 하나의 형태로 용해시킴으로써 수득하는 것이 바람직하다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체는 상기 용매 중에 균일하게 용해하기만 하면 특별히 제한되지는 않는다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체는 해리되어 용매 중에서 이온이 될 수 있다. 상기 무기염, 상기 산화물, 상기 수산화물, 상기 유기산염, 상기 금속 알콕사이드, 상기 유기금속 및 상기 금속 착체가 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 용해되어 있는 경우에는, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 농도의 편석이 발생하기 어렵다. 따라서, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 장기간 동안 사용이 가능하다. 또한, 이 도포액을 이용하여 제조된 박막은 균일한 조성을 갖기 때문에, 활성층으로 상기 박막을 포함하는 TFT도 균일한 특성이 우수하다.
산화물 반도체에 대해서는 높은 이동도가 요구된다. 상기 B군 원소는 본 발명의 도포액의 주된 구성 성분이며, 상기 본 발명의 도포액을 이용하여 제조한 산화물 박막의 전자 구조에서 전도대 바닥을 구성한다. 즉, Tn, Sn 및 Pb의 비점유 3d, 5s 및 6s 궤도는 유효 질량이 작은 전도대 바닥을 구성하고 높은 이동도를 실현한다. 동시에, 상기 B군 원소의 산화물은 산소 결핍이 발생하기 쉬워, 전자 캐리어를 생성한다. 그러나, 이러한 산소 결핍은 불안정하고 외부 환경이나 공정 후처리에 의해 쉽게 변화하여, 전기적 특성이 안정되지 않는 요인이 된다. 산소에 대한 친화력이 높은 상기 A군 원소는 이러한 불안정성을 제거하기 위한 것이다. 본 발명의 도포액을 이용하여 제조한 산화물 박막 중에 상기 A군 원소를 일정량으로 포함하게 되는 경우, 상기 B군 원소가 형성하는 전자 구조를 유지하면서 산소 결핍 생성을 억제할 수 있다.
상기 A군 원소와 상기 B군 원소를 혼합하여 사용함으로써 산소 결손의 생성이 억제된다. 따라서, 이 상태에서는 전자 캐리어의 수는 충분치 않다. 상기 도포액에 상기 C군 원소를 첨가하는 경우, 치환 도핑을 실현하여 충분한 수의 전자 캐리어를 생성할 수 있다. 상기 C군 원소는 산화물 중에서 +5가 내지 +8가의 상태로 존재하는 것이 바람직하다. 이러한 상태가 효과적으로 전자 캐리어를 생성한다. 상기 A군 원소는 상기 B군 원소와 마찬가지로 산화물 중에서는 보통 4가이며, 캐리어의 생성이나 보상을 야기하지는 않는다. 상기 C군 원소의 첨가에 의해 제어성이 좋은 안정적인 캐리어 생성을 실현할 수 있다.
또한, 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은, 3족 원소의 Ce이 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 포함되도록 하는 한, 1족 원소, 2족 원소, 3족 원소, 11족 원소, 12족 원소 및 13족 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이는 이들 원소가 산화물 중에서 +1가, +2가 또는 +3가로서 상기 C군 원소에 의한 전자 도핑의 효과를 저해하기 때문이다.
상기 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 이용함으로써 원하는 체적 저항률을 갖는 n형 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
수득된 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률은 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 조건, 예컨대 원료가 용해되는 용매의 종류, 조성 및 농도를 조절함으로써 제어할 수 있다는 점을 주지하여야 한다. 또한, 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률은 상기 도포액을 도포한 후 열처리 조건, 예컨대 소성 온도, 소성 시간, 승온 속도, 강온 속도, 및 소성 중의 분위기 (가스 분율 및 압력)를 조절함으로써 제어할 수 있다. 또한, 빛에 의한 원료 분해 및 반응의 촉진 효과를 이용할 수 있다. 또한, 막을 형성한 후 어닐링에 따라 체적 저항률을 변화시킬 수 있다. 따라서, 어닐링 온도와 분위기를 최적화하는 것도 효과적이다.
스퍼터링 법이나 레이저 연마법, 기타 방법 등으로 대상 성분을 균일하게 하는 것은 곤란하였다. 특히, 약 2% 이하의 도판트 또는 미량 원소를 균일하게 첨가 한 막을 수득하는 것은 어려웠다. 또한, 각 원소마다 스퍼터링 효율도 다르기 때문에, 대상의 수명 기간 내에 조성을 균일하게 유지하는 것도 어려웠다. 게다가, 진공 공정을 사용하여 막중의 산소 결손량을 감소시키는 것도 곤란하다. 이는 막의 불안정한 특성을 초래한다.
상기 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 이용함으로써, 상기 진공 공정에 있어서의 문제점을 해결하고, 균일하고 안정적인 조성의 n형 산화물 반도체막의 제조가 가능하며, 나아가 안정된 고성능 n형 산화물 반도체 TFT의 제조가 가능하게 되었다.
이하에서, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 대해 보다 상세하게 설명한다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 예를 들어, 상기 A군 원소를 함유하는 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소를 함유하는 B군 원소 함유 화합물, 및 상기 C군 원소를 함유하는 C군 원소 함유 화합물을 용매에 용해킴으로써 수득된다.
상기 A군 원소 함유 화합물의 예로는 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속, 금속 착체 등을 들 수 있다.
상기 B군 원소 함유 화합물의 예로는 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속, 금속 착체 등을 들 수 있다.
상기 C군 원소 함유 화합물의 예로는 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속, 금속 착체 등을 들 수 있다.
이하에서, 상기 화합물들을 차례로 설명한다.
<< 인듐 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 인듐 (In)은 상기 B군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 인듐 함유 화합물은 상기 B군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 인듐 함유 화합물로는 특별히 제한은 없고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 인듐 함유 화합물의 예로는 유기 인듐 화합물, 무기 인듐 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 인듐 화합물 -
상기 유기 인듐 화합물로는 인듐과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 인듐과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합으로 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 유기기의 예로는 치환기를 가질 수 있는 알콕시기, 치환기를 가질 수 있는 아실옥시기, 및 치환기를 가질 수 있는 아세틸아세토나토기 등을 들 수 있다. 상기 알콕시기의 예로는 탄소수 1 ~ 6의 알콕시기 등을 들 수 있다. 상기 아실옥시기의 예로는 탄소수 1 ~ 10의 아실옥시기 등을 들 수 있다.
상기 치환기의 예로는 할로겐, 테트라하이드로퓨릴기 등을 들 수 있다.
상기 유기 인듐 화합물의 예로는 트리에톡시 인듐, 2-에틸헥산산인듐, 인듐 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 인듐 화합물 -
무기 인듐 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 무기 인듐 화합물의 예로는 옥소산인듐, 할로겐화인듐, 수산화인듐 및 시안화인듐을 들 수 있다.
옥소산인듐의 예로는 질산인듐, 황산인듐 및 탄산인듐을 들 수 있다.
할로겐화인듐의 예로는 불화인듐, 염화인듐, 브롬화인듐 및 요오드화인듐을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산인듐 및 할로겐화인듐이 바람직하며, 질산인듐 및 염화인듐이 더욱 바람직하다.
질산인듐은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 질산인듐의 예로는 질산인듐 수화물을 들 수 있다. 질산인듐 수화물의 예로는 질산인듐 3수화물 및 질산인듐 5수화물을 들 수 있다.
황산인듐은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 황산인듐의 예로는 황산인듐 무수물 및 황산인듐 수화물을 들 수 있다. 황산인듐 수화물의 예로는 황산인듐 9수화물을 들 수 있다.
염화인듐은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 염화인듐의 예로는 염화인듐 수화물을 들 수 있다. 염화인듐 수화물의 예로는 염화인듐 4수화물을 들 수 있다.
이들 인듐 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 탈륨 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 탈륨 (Tl)은 상기 B군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 탈륨 함유 화합물은 상기 B군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 탈륨 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 탈륨 함유 화합물의 예로는 유기 탈륨 화합물 및 무기 탈륨 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 탈륨 화합물 -
상기 유기 탈륨 화합물로는 탈륨 및 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 탈륨과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 탈륨 화합물의 예로는 2-에틸헥산산탈륨, 말론산탈륨, 포름산탈륨, 탈륨 에톡사이드, 탈륨 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 탈륨 화합물 -
상기 무기 탈륨 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 탈륨 화합물의 예로는 옥소산탈륨, 할로겐화탈륨 등을 들 수 있다.
상기 옥소산탈륨의 예로는 질산탈륨, 황산탈륨 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화탈륨의 예로는 불화탈륨, 염화탈륨, 브롬화탈륨, 요오드화탈륨 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산탈륨, 할로겐화탈륨, 카르복실산탈륨이 바람직하고, 질산탈륨, 염화탈륨, 포름산탈륨, 2-에틸헥산산탈륨이 보다 바람직하다.
상기 질산탈륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산탈륨의 예로는 질산탈륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산탈륨 수화물의 예로는 질산탈륨 삼수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화탈륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화탈륨의 예로는 염화탈륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화탈륨 수화물의 예로는 염화탈륨 4수화물 등을 들 수 있다.
상기 포름산탈륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 포름산탈륨의 예로는 포름산탈륨 무수물 등을 들 수 있다.
상기 2-에틸헥산산탈륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 2-에틸헥산산탈륨의 예로는 2-에틸헥산산탈륨 무수물 등을 들 수 있다.
상기 탈륨 함유 화합물은 탈륨이 +1가와 +3가로 존재하는 화합물을 들 수 있다. 그러나, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 원료로는 상기 화합물을 모두 사용할 수 있다. 상기 탈륨이 소성 후에 수득된 반도체막 중에서 +3가가 되도록 소성 조건을 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
이러한 탈륨 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 스칸듐 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 스칸듐 (Sc)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 스칸듐 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 스칸듐 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 스칸듐 함유 화합물의 예로는 유기 스칸듐 화합물 및 무기 스칸듐 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 스칸듐 화합물 -
상기 유기 스칸듐 화합물은 각각 스칸듐과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 스칸듐과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 스칸듐 화합물의 예로는 2-에틸헥산산스칸듐, 스칸듐 이소프로폭시드, 스칸듐 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 스칸듐 화합물 -
상기 무기 스칸듐 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 스칸듐 화합물의 예로는 옥소산스칸듐, 할로겐화스칸듐 등을 들 수 있다.
상기 옥소산스칸듐의 예로는 질산스칸듐, 탄산스칸듐 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화스칸듐의 예로는 할로겐화스칸듐, 염화스칸듐, 브롬화스칸듐 및 요오드화스칸듐 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산스칸듐, 할로겐화스칸듐이 바람직하고, 질산스칸듐 및 염화스칸듐이 보다 바람직하다.
상기 질산스칸듐은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산스칸듐의 예로는 질산스칸듐 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산스칸듐 수화물의 예로는 질산스칸듐 5수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화스칸듐은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화스칸듐의 예로는 염화스칸듐 무수물 및 염화스칸듐 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화스칸듐 수화물의 예로는 염화스칸듐 6수화물 등을 들 수 있다.
이러한 스칸듐 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 이트륨 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 이트륨 (Y)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 이트륨 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 이트륨 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 이트륨 함유 화합물의 예로는 유기 이트륨 화합물 및 무기 이트륨 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 이트륨 화합물 -
상기 유기 이트륨 화합물은 각각 이트륨 및 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 이트륨과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 이트륨 화합물의 예로는 2-에틸헥산산이트륨, 이트륨 이소프로폭시드, 이트륨 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 이트륨 화합물 -
상기 무기 이트륨 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 이트륨 화합물의 예로는 옥소산이트륨 및 할로겐화이트륨 등을 들 수 있다.
상기 옥소산이트륨의 예로는 질산이트륨, 황산이트륨, 탄산이트륨, 인산이트륨 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화이트륨의 예로는 불화이트륨, 염화이트륨, 브롬화이트륨 및 요오드화이트륨 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산이트륨 및 할로겐화이트륨이 바람직하고, 질산이트륨 및 염화이트륨이 보다 바람직하다.
상기 질산이트륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산이트륨의 예로는 질산이트륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산이트륨 수화물의 예로는 질산이트륨 6수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화이트륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화이트륨의 예로는 무수 염화이트륨 및 염화이트륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화이트륨 수화물의 예로는 염화이트륨 6수화물 등을 들 수 있다.
이러한 이트륨 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 란탄족원소 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 란탄족원소 (Ln)는 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 란탄족원소 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 란탄족원소 함유 화합물의 전형적인 예로서 란탄 함유 화합물, 세륨 함유 화합물 및 루테튬 함유 화합물을 아래에 설명한다.
<<< 란탄 함유 화합물 >>>
란탄 (La)은 란탄족원소 (Ln)의 일례이다.
제1 양태에서, 란탄 (La)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 란탄 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 란탄 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 란탄 함유 화합물의 예로는 유기 란탄 화합물 및 무기 란탄 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 란탄 화합물 -
상기 유기 란탄 화합물은 각각 란탄과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 란탄과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 란탄 화합물의 예로는 2-에틸헥산산란탄, 란탄 이소프로폭시드 및 란탄 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 란탄 화합물 -
상기 무기 란탄 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 란탄 화합물의 예로는 옥소산란탄 및 할로겐화란탄 등을 들 수 있다.
상기 옥소산란탄의 예로는 질산란탄, 황산란탄, 탄산란탄 및 인산란탄 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화란탄의 예로는 불화란탄, 염화란탄, 브롬화란탄 및 요오드화란탄 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산란탄 및 할로겐화란탄이 바람직하고, 질산란탄 및 염화란탄이 보다 바람직하다.
상기 질산란탄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산란탄의 예로는 질산란탄 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산란탄 수화물의 예로는 질산란탄 4수화물 및 질산란탄 6수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화란탄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화란탄의 예로는 무수 염화란탄 및 염화란탄 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화란탄 수화물의 예로는 염화란탄 7수화물 등을 들 수 있다.
이러한 란탄 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<<< 세륨 함유 화합물 >>>
세륨 (Ce)은 란탄족원소 (Ln)의 일례이다.
제1 양태에서, 세륨 (Ce)은 상기 A군 원소에 속한다.
제2 양태에서, 세륨 (Ce)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 세륨 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
제2 양태에서, 상기 세륨 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 세륨 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 세륨 함유 화합물의 예로는 유기 세륨 화합물 및 무기 세륨 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 세륨 화합물 -
상기 유기 세륨 화합물은 각각 세륨과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 세륨과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 세륨 화합물의 예로는 2-에틸헥산산세륨, 세륨 이소프로폭시드 및 세륨 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 세륨 화합물 -
상기 무기 세륨 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 세륨 화합물의 예로는 옥소산세륨 및 할로겐화세륨 등을 들 수 있다.
상기 옥소산세륨의 예로는 질산세륨, 황산세륨, 탄산세륨, 옥살산 세륨 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화세륨의 예로는 불화세륨, 염화세륨, 브롬화세륨, 요오드화세륨 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산세륨 및 할로겐화세륨이 바람직하고, 질산세륨 및 염화세륨이 보다 바람직하다.
상기 질산세륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산세륨의 예로는 질산세륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산세륨 수화물의 예로는 질산세륨 6수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화세륨은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화세륨의 예로는 무수 염화세륨 및 염화세륨 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화세륨 수화물의 예로는 염화세륨 7수화물 등을 들 수 있다.
이러한 세륨 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<<< 루테튬 함유 화합물 >>>
루테튬 (Lu)은 란탄족원소 (Ln)의 일례이다.
제1 양태에서, 루테튬 (Lu)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 루테튬 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 루테튬 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 루테튬 함유 화합물의 예로는 유기 루테튬 화합물 및 무기 루테튬 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 루테튬 화합물 -
상기 유기 루테튬 화합물은 각각 루테튬 및 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 루테튬과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 루테튬 화합물의 예로는 2-에틸헥산산루테튬, 루테튬 이소프로폭시드, 루테튬 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 루테튬 화합물 -
상기 무기 루테튬 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 루테튬 화합물의 예로는 옥소산루테튬 및 할로겐화루테튬 등을 들 수 있다.
상기 옥소산루테튬의 예로는 질산루테튬, 황산루테튬, 탄산루테튬 및 옥살산 루테튬 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화루테튬의 예로는 불화루테튬, 염화루테튬, 브롬화루테튬 및 요오드화루테튬 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산루테튬 및 할로겐화루테튬이 바람직하고, 질산루테튬 및 염화루테튬이 보다 바람직하다.
상기 질산루테튬은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산루테튬의 예로는 질산루테튬 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산루테튬의 수화물의 예로는 질산루테튬 6수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화루테튬은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화루테튬의 예로는 무수 염화루테튬 및 염화루테튬 수화물 등을 들 수 있다. 상기 염화루테튬의 수화물의 예로는 염화루테튬 6수화물 등을 들 수 있다.
이러한 루테튬 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 티탄 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 티탄 (Ti)은 상기 C군 원소에 속한다.
제2 양태에서, 티탄 (Ti)는 상기 B군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 티탄 함유 화합물은 상기 C군 원소 함유 화합물에 속한다.
제2 양태에서, 상기 티탄 함유 화합물은 상기 B군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 티탄 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 티탄 함유 화합물의 예로는 유기 티탄 화합물 및 무기 티탄 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 티탄 화합물 -
상기 유기 티탄 화합물은 각각 티탄과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 티탄과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다, 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 티탄 화합물의 예로는 2-에틸헥산산티탄, 티탄 이소프로폭시드 및 티탄 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 티탄 화합물 -
상기 무기 티탄 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 티탄 화합물의 예로는 옥소산티탄 및 할로겐화티탄 등을 들 수 있다.
상기 옥소산티탄의 예로는 황산티탄 및 황산티탄 산화물 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화티탄의 예로는 불화티탄, 염화티탄, 브롬화티탄 및 요오드화티탄 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산티탄 및 할로겐화티탄이 바람직하고, 황산티탄 및 염화티탄이 보다 바람직하다.
상기 황산티탄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 황산티탄의 예로는 황산티탄 무수물 등을 들 수 있다.
상기 염화티탄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화티탄의 예로는 무수 염화티탄 등을 들 수 있다.
이러한 티탄 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 지르코늄 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 지르코늄 (Zr)은 상기 C군 원소에 속한다.
제2 양태에서, 지르코늄 (Zr)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 지르코늄 함유 화합물은 상기 C군 원소 함유 화합물에 속한다.
제2 양태에서, 상기 지르코늄 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 지르코늄 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 지르코늄 함유 화합물의 예로는 유기 지르코늄 화합물 및 무기 지르코늄 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 지르코늄 화합물 -
상기 유기 지르코늄 화합물은 각각 지르코늄과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 지르코늄 및 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 지르코늄 화합물의 예로는 2-에틸헥산산지르코늄, 지르코늄 이소프로폭시드 및 지르코늄 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 지르코늄 화합물 -
상기 무기 지르코늄 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 지르코늄 화합물의 예로는 옥소산지르코늄 및 할로겐화지르코늄 등을 들 수 있다.
상기 옥소산지르코늄의 예로는 질산지르코늄 산화물, 황산지르코늄, 탄산지르코늄, 수산화 지르코늄 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화지르코늄의 예로는 불화지르코늄, 염화지르코늄, 브롬화지르코늄, 요오드화지르코늄 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산지르코늄 및 할로겐화지르코늄이 바람직하고, 질산지르코늄 산화물 및 염화지르코늄이 보다 바람직하다.
상기 질산지르코늄 산화물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 질산지르코늄 산화물의 예로는 질산산화 지르코늄 수화물 등을 들 수 있다. 상기 질산 산화 지르코늄 수화물의 예로는 질산 산화 지르코늄 이수화물 등을 들 수 있다.
상기 염화지르코늄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화지르코늄의 예로는 무수 염화지르코늄 및 염화지르코닐 수화물 등을 들 수 있다.
이러한 지르코늄 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
<< 하프늄 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 하프늄 (Hf)은 상기 C군 원소에 속한다.
제2 양태에서, 하프늄 (Hf)은 상기 A군 원소에 속한다.
제1 양태에서, 상기 하프늄 함유 화합물은 상기 C군 원소 함유 화합물에 속한다.
제2 양태에서, 상기 하프늄 함유 화합물은 상기 A군 원소 함유 화합물에 속한다.
상기 하프늄 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 하프늄 함유 화합물의 예로는 유기 하프늄 화합물 및 무기 하프늄 화합물 등을 들 수 있다.
- 유기 하프늄 화합물 -
상기 유기 하프늄 화합물은 각각 하프늄 및 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 하프늄과 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 하프늄 화합물의 예로는 2-에틸헥산산하프늄, 하프늄 부톡시드 및 하프늄 아세틸아세토나토 등을 들 수 있다.
- 무기 하프늄 화합물 -
상기 무기 하프늄 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 무기 하프늄 화합물의 예로는 옥소산하프늄 및 할로겐화하프늄 등을 들 수 있다.
상기 옥소산하프늄의 예로는 황산하프늄 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화하프늄의 예로는 불화하프늄, 염화하프늄, 브롬화하프늄 및 요오드화하프늄 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산하프늄 및 할로겐화하프늄이 바람직하고, 황산하프늄 및 염화하프늄이 보다 바람직하다.
상기 염화하프늄은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 염화하프늄의 예로는 무수 염화하프늄 및 염화하프늄 테트라 하이드로퓨란 착체 등을 들 수 있다.
이러한 하프늄 함유 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
상기 기술한 바와 같이, 인듐 (In), 탈륨 (Tl), 스칸듐 (Sc), 이트륨 (Y), 란탄족원소 [란탄 (La), 세륨 (Ce), 루테튬 (Lu)], 티탄 (Ti), 지르코늄 (Zr) 및 하프늄 (Hf)을 함유하는 화합물에 대해 상세하게 설명했다. 이와 유사한 설명이 예를 들어, 붕소 (B), 알루미늄 (Al), 갈륨 (Ga), 주석 (Sn), 납 (Pb), 규소 (Si) 및 게르마늄 (Ge)에 대해서도 적용될 수 있다.
<< C군 원소 함유 화합물 >>
제1 양태에서, 상기 C군 원소 함유 화합물의 예로는 4족 원소 함유 화합물, 5족 원소 함유 화합물, 6족 원소 함유 화합물, 7족 원소 함유 화합물, 8족 원소 함유 화합물, 9족 원소 포함 화합물, 10족 원소 함유 화합물, 14족 원소 함유 화합물, 15족 원소 함유 화합물 및 16족 원소 함유 화합물 등을 들 수 있다.
제2 양태에서, 상기 C군 원소 함유 화합물의 예로는 5족 원소 함유 화합물, 6족 원소 함유 화합물, 7족 원소 함유 화합물, 8족 원소 함유 화합물, 9족 원소 포함 화합물, 10족 원소 함유 화합물, 15족 원소 함유 화합물 및 16족 원소 함유 화합물 등을 들 수 있다.
상기 4족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 4족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 4족 원소의 예로는 티탄, 지르코늄 및 하프늄 등을 들 수 있다.
상기 5족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 5족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 5족 원소의 예로는 바나듐, 니오븀 및 탄탈륨 등을 들 수 있다.
상기 6족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 6족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 6족 원소의 예로는 크롬, 몰리브덴 및 텅스텐 등을 들 수 있다.
상기 7족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 7족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 7족 원소의 예로는 망간 및 레늄 등을 들 수 있다.
상기 8족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 8족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 8족 원소의 예로는 철, 루테늄 및 오스뮴 등을 들 수 있다.
상기 9족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 9족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 9족 원소의 예로는 코발트, 로듐 및 이리듐 등을 들 수 있다.
상기 10족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 10족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 10족 원소의 예로는 니켈, 팔라듐 및 백금 등을 들 수 있다.
상기 14족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 14족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 14족 원소의 예로는 실리콘, 게르마늄, 주석 및 납 등을 들 수 있다.
상기 14족 원소 함유 화합물은 14족 원소가 +2가로 존재하는 화합물 및 14족 원소가 +4가로 존재하는 화합물을 들 수 있다. 그러나, 상기 화합물 모두 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 원료로 사용될 수 있다. 상기 14족 원소가 소성 후에 수득된 반도체막 중에서 +4가가 되도록 소성 조건을 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 15족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 15족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 15족 원소의 예로는 안티몬 및 비스무스 등을 들 수 있다.
상기 15족 원소 함유 화합물은 15족 원소가 +3가로 존재하는 화합물 및 15족 원소가 +5가로 존재하는 화합물을 들 수 있다. 그러나, 상기 화합물 모두 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 원료로 사용될 수 있다. 상기 15족 원소가 소성 후에 수득된 반도체막 중에서 +5가가 되도록 소성 조건을 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
상기 16족 원소 함유 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 16족 원소 함유 화합물의 예로는 유기 금속 화합물 및 무기 금속 화합물 등을 들 수 있다.
상기 16족 원소의 예로는 셀레늄 및 텔루륨 등을 들 수 있다.
상기 16족 원소 함유 화합물은 16족 원소가 4가로 존재하는 화합물 및 16족 원소가 6가로 존재하는 화합물을 들 수 있다. 그러나, 상기 화합물 모두 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 원료로 사용될 수 있다. 상기 16족 원소가 소성 후에 수득된 반도체막 중에서 +6가가 되도록 소성 조건을 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
- 유기 금속 화합물 -
상기 C군 원소 함유 화합물 중에서 상기 유기 금속 화합물은 각각 금속과 유기기를 갖는 화합물이면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 금속 및 상기 유기기는 예를 들어, 이온 결합, 공유 결합 또는 배위 결합을 통해 결합되어 있다.
상기 유기기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기기의 예로는 상기 유기 인듐 화합물의 설명에서 예시한 유기기 등을 들 수 있다.
상기 유기 금속 화합물의 예로는 카르복실산염, 금속 알콕사이드, 아세틸아세토나토 착체 및 금속 카르보닐 등을 들 수 있다.
- 무기 금속 화합물 -
상기 C군 원소 함유 화합물 중 상기 무기 금속 화합물의 예로는 옥소산염, 할로겐화물, 수산화물, 산화물, 옥시할로겐화물 및 시안화물 등을 들 수 있다.
상기 옥소산염으로는 예를 들어, 질산염, 황산염 및 탄산염 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화물의 예로는 불화물, 염화물, 브롬화물 및 요오드화물 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 각종 용매에 대한 높은 용해도의 관점에서, 옥소산염 및 할로겐화물이 바람직하고, 질산염 및 염화물이 보다 바람직하다.
이들 화합물은 합성된 생성물이거나 또는 시판품일 수 있다.
제1 양태에서, 상기 C군 원소는 원료 중의 원자가가 다양하다. 그러나, 상기 C군 원소를 다른 원료와 혼합, 용해 및 소성시, 상기 C군 원자의 원자가는 상기 A군 원소 및 상기 B군 원소의 원자가 3보다 더 커진다. 따라서, 상기 C군 원소는 캐리어 전자를 생성하는 효과가 있다.
제1 양태에서, 상기 C군 원소에 의해 n형의 치환 도핑이 성립하기 위해서는, 치환될 양이온 부위에 상기 양이온 부위보다 원자가가 더 큰 치환 양이온이 도입되고, 국소 구조를 유지하는 것이 중요하다. 상기 제1 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 사용하는 경우, 소성 후 수득된 막이 X선 회절을 통해 관찰된 바와 같이 무정형 (장거리 구조에 주기성이 없음)인 것으로 확인되었다 할지라도, 단거리 구조 및 중거리 구조는 유지되고 있다. 이러한 상태에서, 적절한 에너지 수준의 도판트를 치환될 양이온 부위에 도입할 수 있다면 캐리어가 생성된다. n형 도핑은, 3가의 인듐 이온 및 3가의 탈륨 이온 중 적어도 하나를 더 큰 원자가의 도판트인 4가의 금속 이온, 5가의 금속 이온, 6가의 금속 이온, 7가의 금속 이온 및 8가의 금속 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 치환시켜 수행하기에, 전자 캐리어를 생성할 수 있다.
제2 양태에서, 상기 C군 원소는 원료 중의 원자가가 다양하다. 그러나, 상기 C군 원소를 다른 원료와 혼합, 용해 및 소성시, 그 원자가는 상기 A군 원소 및 상기 B군 원소의 원자가 4보다 더 커진다. 따라서, 상기 C군 원소는 캐리어 전자를 생성하는 효과가 있다.
제2 양태에서, 상기 C군 원소에 의해 n형의 치환 도핑이 성립하기 위해서는, 치환될 양이온 부위에 상기 양이온 부위보다 원자가가 더 큰 치환 양이온이 도입되고, 국소 구조를 유지하는 것이 중요하다. 상기 제2 양태의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 사용하는 경우, 소성 후 수득된 막이 X선 회절을 통해 관찰된 바와 같이 무정형 (장거리 구조에 주기성이 없음)인 것으로 확인되었다 할지라도, 단거리 구조 및 중거리 구조는 유지되고 있다. 이러한 상태에서, 적절한 에너지 수준의 도판트를 치환될 양이온 부위에 도입할 수 있다면 캐리어가 생성된다. n형 도핑은, 4가의 티탄 이온, 4가의 주석 이온 및 4가의 납 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 더 큰 원자가의 도판트인 4가의 금속 이온, 5가의 금속 이온, 6가의 금속 이온, 7가의 금속 이온 및 8가의 금속 이온으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나로 치환시켜 수행하기에, 전자 캐리어를 생성할 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중에서, 상기 A군 원소의 총 원자수 (NA)과 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)는 하기의 식 (1)을 만족 것이 바람직하다.
0.02 ≤ [NA/NB] ≤ 0.2 식 (1)
여기서, 상기 A군 원소의 원자 및 상기 B군 원소의 원자는 이온 상태로 존재할 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중에서, 상기 C군 원소의 총 원자수 (NC)과 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)는 하기의 식 (2)을 만족 것이 바람직하다.
0.0001 ≤ [NC/NB] ≤ 0.05 식 (2)
여기서, 상기 B군 원소의 원자 및 상기 C군 원소의 원자는 이온 상태로 존재할 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액이 상기 식 (1) 및 식 (2) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 상기 식 (1) 및 식 (2) 모두를 충족하는 경우, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 형성되는 n형 산화물 반도체막은 전계 효과형 트랜지스터의 활성층으로서 유효하게 기능할 수 있는 체적 저항률을 가질 수 있다.
상기 [NC/NB]가 상기 식 (2)를 충족하는 경우, 수득된 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률은 과도하게 높지 않다. 상기 n형 산화물 반도체막을 활성층에 포함시킨 전계 효과형 트랜지스터는 ON/OFF 비율이 높고, 양호한 트랜지스터 특성을 나타낸다.
상기 [NA/NB]가 상기 식 (1)을 충족하는 경우, 수득된 n형 산화물 반도체막은 산소 결핍에 민감하게 영향을 받지 않는다. 따라서, 양호한 특성을 얻을 수 있는 공정 범위가 더 넓어진다. 또한, 수득된 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률이 상승하지 않고, 이동도의 저하가 쉽게 발생하지 않는다.
디스플레이의 구동 회로에서 전계 효과형 트랜지스터의 활성층으로 사용되는 산화물 반도체막은 높은 캐리어 이동도 및 소위 노멀리 오프 (normally-off) 특성을 갖는 것이 요구된다. 높은 캐리어 이동도와 노멀리 오프 특성을 실현하기 위해서는, 산화물 반도체막의 체적 저항률을 10-2 Ωcm 이상 109 Ωcm 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 활성층에 사용되는 산화물 반도체막의 체적 저항률이 높은 경우에는, 게이트 전압 제어에 의한 ON 상태에서 높은 캐리어 이동도를 실현하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 산화물 반도체막의 체적 저항률은 106 Ωcm 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 활성층에 사용되는 산화물 반도체막의 체적 저항률이 낮은 경우에는, 게이트 전압 제어에 의한 OFF 상태에서 Ids (드레인-소스 전류)를 감소시키는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 산화물 반도체막의 체적 저항률은 10-1 Ωcm 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 산화물 반도체막의 체적 저항률을 제어하는 구체적인 방법으로는 막 중의 산소량 (산소 결핍 농도)을 조절하여 캐리어 밀도를 변화시키는 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 이 방법은 소성 조건을 적절히 조절하여 원하는 캐리어 밀도를 실현하여야 하고, 공정 마진이 작다. 또한, 공정 후처리와 바이어스 스트레스 (bias stress) 등의 영향으로 TFT 특성이 쉽게 변화한다.
본 발명에서는, 양이온을 서로 다른 원자가의 양이온으로 치환하여 캐리어 밀도를 제어할 수 있다. 이 경우, 산소 결핍을 충분히 감소시킬 수 있기 때문에 안정된 TFT 특성을 얻을 수 있다.
제1 양태에서, 상기 n형 산화물 반도체막 중에서 치환될 3가의 양이온을 더 큰 원자가의 양이온으로 치환하는 경우, 상기 n형 산화물 반도체막은 효율적으로 캐리어를 생성할 수 있다. 그 결과, 소성 과정에서 산소 결손을 증가시켜 캐리어를 생성시킬 필요가 없어서 공정 온도를 낮출 수 있다.
제2 양태에서, 상기 n형 산화물 반도체막 중에서 치환될 4가의 양이온을 더 큰 원자가의 양이온으로 치환하는 경우, 상기 n형 산화물 반도체막은 효율적으로 캐리어를 생성할 수 있다. 그 결과, 소성 과정에서 산소 결손을 증가시켜 캐리어를 생성시킬 필요가 없어서 공정 온도를 낮출 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 도포 및 소성 과정은 대기 중에서 수행할 수 있다. 따라서, 막 형성의 진공 공정에 비해 산소 결핍을 충분히 감소시킬 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 의해 형성되는 산화물 반도체막의 체적 저항률의 제어 방법으로서는, 상기 식 (1) 및 식 (2)의 범위를 충족하는 것이 가장 효과적이다. 그 결과, TFT의 활성층으로 유효한 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
<< 용매 >>
용매는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 유기 용매가 바람직하다.
<<< 유기 용매 >>>
유기 용매는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기 용매로는 유기산, 유기산 에스테르, 방향족 화합물, 디올, 글리콜 에테르, 비양성자성 극성 용매, 환상 에테르, 알코올 및 아미노 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 바람직하다.
- 유기산 -
유기산은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기산의 예로는 아세트산, 락트산, 프로피온산, 옥탄산, 네오데칸산 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
- 유기산 에스테르 -
유기산 에스테르는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기산 에스테르의 예로는 아세트산에틸, 아세트산프로필, 락트산메틸, 프로피온산프로필 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
- 방향족 화합물 -
방향족 화합물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 방향족 화합물의 예로는 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
- 비양성자성 극성 용매 -
비양성자성 극성 용매는 원료 화합물을 잘 용해시키고 용해 후에 안정성이 높다. 따라서, 상기 비양성자성 극성 용매를 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 사용하면, 균일도가 높고, 결함이 적은 n형 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
상기 비양성자성 극성 용매는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 비양성자성 극성 용매의 바람직한 예로는 이소포론, 탄산프로필렌, 테트라하이드로퓨란, 디히드로퓨란-2(3H)-온, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
- 글리콜 에테르 -
글리콜 에테르는 상기 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소 함유 화합물 및 상기 C군 원소 함유 화합물을 잘 용해하고, 용해 후에 안정성이 높다. 따라서, 상기 글리콜 에테르를 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에 이용하면, 균일도가 높고, 결함이 적은 n형 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
상기 글리콜 에테르는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르가 바람직하다. 상기 글리콜 에테르류의 탄소수로는 3 ~ 8이 바람직하다.
상기 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르로는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌 글리콜 1-모노메틸 에테르 및 프로필렌 글리콜 1-모노부틸 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 바람직하다. 이러한 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르는 비등점이 약 120℃ ~ 약 180℃ 정도로, 도포액을 비교적 낮은 온도에서 단 시간 동안 소성하는 것이 가능하다. 또한, 소성 후에 탄소 및 유기물 등의 불순물이 적은 산화물 반도체막을 얻을 수 있다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 글리콜 에테르류의 함량은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
- 디올 -
상기 글리콜 에테르는 디올과 병용하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 글리콜 에테르는 약 1.3 cp 내지 약 3.5 cp의 낮은 점도를 갖는다. 따라서, 글리콜 에테르를 점도가 높은 디올과 혼합할 경우, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 점도를 용이하게 조절할 수 있다.
디올은 각종 금속염류에 배위결합하여 해당 금속염의 열적 안정성을 높이는 것으로 생각된다. 따라서, 안정한 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 형성한다.
상기 디올은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 디올의 예로는 알칸디올 및 디알킬렌 글리콜을 들 수 있다. 상기 디올 의 탄소수로는 2 ~ 6이 바람직하다. 상기 디올로는 디에틸렌 글리콜, 1,2-에탄디올, 1,2-프로판디올 및 1,3-부탄디올로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나가 보다 바람직하다.
이들은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
탄소수가 6 이하인 디올은 휘발성이 높다. 따라서, 형성된 n형 산화물 반도체막 중에 거의 남아 있지 않아서, 소성 후의 n형 산화물 반도체막의 치밀도가 저하되는 것을 피할 수 있다. n형 산화물 반도체막의 치밀도가 저하된 경우, 상기 반도체막의 캐리어 이동도가 저하되어 ON 전류가 감소할 수 있다.
탄소수 2 내지 6의 디올은 비등점이 약 180℃ 내지 약 250℃이다. 따라서, 디올은 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포한 후 소성시에 휘발되므로, n형 산화물 반도체막 중에 거의 남아 있지 않다. 또한, 상기 언급한 디올은 점도가 약 10cp 내지 약 110cp이다. 따라서, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을, 예를 들어 잉크젯 방법으로 도포하는 경우, 상기 디올은 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 액적이 기재 상에 부착시 한번에 퍼지는 것을 방지하는 효과가 있다. 스핀 코팅법이나 다이 코팅법으로 도포액을 도포하는 경우에는 상기 도포액의 점도를 조절함으로써 막 두께를 쉽게 제어할 수 있다.
n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에서, 용매의 총량 중에서 상기 유기 용매의 함량에는 특별히 제한은 없고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그 함량은 50 질량% 내지 100 질량%가 바람직하고, 80 질량% 내지 100 질량%가 보다 바람직하다. 잔부의 대부분이 표면 장력이 72 dyn/cm로 높은 대표적인 무기 용매인 물의 경우, 잉크젯의 토출성이 불량할 수 있다. 또한, 물은 비등점이 100℃로 낮기 때문에 도포액이 노즐 선단에서 쉽게 건조되어 노즐이 막힐 수 있다. 게다가, 스핀 코팅법이나 다이 코팅법으로 상기 수득된 도포액을 도포하는 경우, 표면 장력이 높기 때문에 기재에 대한 습윤성이 불량하기 때문에 균일하게 도포되지 않을 수 있다. 그 함량이 상기 보다 바람직한 범위 이내인 경우, 상기 수득된 도포액은 표면 장력이 작아져 토출성 및 건조성의 측면에서 유리할 수 있다.
n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에서, 상기 유기 용매에 대한 n형 산화물 반도체막의 원료 (예를 들어, 상기 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소 함유 화합물 및 상기 C군 원소 함유 화합물)의 비율은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 유기 용매 1L에 상기 n형 산화물 반도체막 원료 성분의 총량이 0.05 mol 내지 0.5 mol인 것이 바람직하다. 상기 원료의 총량이 0.05 mol 이상인 경우, 소성 후에 형성되는 n형 산화물 반도체막의 두께가 얇지 않아서 연속막을 형성하기 쉽다. 또한, 필요한 두께를 얻기 위해 필요한 도포 횟수가 감소하여 생산성이 증가된다. 상기 원료의 총량이 0.5 mol 이하이면, 잉크젯 법에 의해 도포액을 도포했을 때 잉크젯 노즐 선단에서 노즐의 막힘을 일으키는 빈도수가 감소된다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액에서, 상기 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소 함유 화합물 및 상기 C군 원소 함유 화합물은 상기 유기 용매에 용해되어 있는 것이 바람직하다.
<n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 제조 방법>
n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 이러한 방법의 예로는 금속염 디올 용액과 금속염 글리콜 에테르 용액을 각기 준비한 후 이들을 원하는 비율로 혼합하여 도포액을 제조하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 n형 산화물 반도체막을 제조하는데 적절한 도포액이다. 특히, 상기 식 (1) 및 식 (2) 중 적어도 어느 하나를 충족 (바람직하게는 상기 식 (1) 및 식 (2) 모두를 충족)하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액이 전계 효과형 트랜지스터의 활성층을 제조하기 위한 도포액에 적합하다.
(n형 산화물 반도체막)
본 발명의 n형 산화물 반도체막의 한 양태는 본 발명의 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하고자 하는 대상물에 도포하고, 상기 대상물을 건조시키고 건조후 상기 대상물을 소성함으로써 수득된다.
본 발명의 n형 산화물 반도체막의 한 양태는 본 발명의 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 소성 생성물이다.
상기 n형 산화물 반도체막은 예를 들어, 하기 본 발명의 n형 산화물 반도체막의 제조 방법에 의해 수득된다.
(n형 산화물 반도체막의 제조 방법)
본 발명의 n형 산화물 반도체막의 제조 방법에서, 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하고자 하는 대상물에 도포한 후, 상기 대상물을 건조시킨 후 소성한다.
상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액이 상기 식 (1) 및 식 (2) 중 적어도 어느 하나를 충족 (바람직하게는 상기 식 (1) 및 식 (2) 모두를 충족)하는 경우, 전계 효과형 트랜지스터의 활성층에 특히 적합한 n형 산화물 반도체막이 수득된다.
상기 도포될 대상물은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 대상물의 예로는 유리 기재 및 플라스틱 기재 등을 들 수 있다.
또한, 상기 n형 산화물 반도체막을 전계 효과형 트랜지스터의 활성층으로 사용하는 경우, 사용되는 대상물로는 예를 들어, 기재 또는 게이트 절연층 등을 들 수 있다. 상기 기재의 형상, 구조 및 크기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 기재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 재질의 예로는 유리 기재 및 플라스틱 기재 등을 들 수 있다.
상기 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 도포 방법의 예로는 스크린 인쇄법, 롤 코팅법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법, 다이 코팅법, 잉크젯 법 및 나노임프린팅 법 등을 들 수 있다. 이 중에서, 부착시킬 도포액의 양을 제어할 수 있는 잉크젯 법과 나노임프린팅 법이 바람직한데, 그 이유는 원하는 형태의 n형 산화물 반도체막, 예를 들어, 전계 효과형 트랜지스터의 제조에서 설계된 채널 폭 (다시 말해, 원하는 형태의 활성층)이 수득될 수 있기 때문이다. 상기 도포액을 잉크젯 법 및 나노임프린팅 법으로 도포하는 경우에는 도포액은 실온에서도 도포될 수 있다. 그러나, 기재 (도포 대상물)을 약 40℃ 내지 약 100℃ 정도로 가열하여 상기 도포액이 기재 표면에 부착된 직후에 젖은 상태로 퍼지는 것을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다. 스핀 코팅법 및 다이 코팅법은 기존의 포토리소그래피 기술과 결합이 용이하다는 점에서 바람직하다.
건조는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 휘발성 성분을 제거할 수 있다면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 건조에서는 상기 휘발성 성분을 완전히 제거할 필요는 없으며, 소성을 저해하지 않을 정도로 상기 휘발성 성분을 제거할 수 있으면 된다는 점을 주목한다.
소성 온도는 상기 도포액에 함유된 금속 원소가 산화물을 형성하는 온도 이상이고 기재 (도포 대상물)이 열로 변형되는 온도 이하라면 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적당히 선택할 수 있다. 상기 소성 온도는 150℃ 내지 600℃가 바람직하다.
상기 소성 분위기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 산소 분위기 및 산소를 포함하는 공기가 바람직하다. 상기 분위기는 막으로부터 제거될 금속 원소 화합물과 용매 중에 함유된 유기물과 음이온을 산화 및 기화시킨다. 게다가, 막 중의 산소 결손을 감소시켜 막 품질을 향상시키는 경우, 상기 C군 원소의 도입에 의한 도핑 효율을 향상시킬 수도 있다. 또한, 상기 분위기는 캐리어 밀도의 제어성을 향상시킬 수도 있다.
소성 시간은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
형성될 n형 산화물 반도체막의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 평균 두께는 1 nm 내지 200 nm가 바람직하고, 2 nm 내지 100 nm가 보다 바람직하며, 5 nm 내지 50 nm가 특히 바람직하다.
상기 n형 산화물 반도체막의 용도는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률이 10-2 Ωcm 이상 내지 103 Ωcm 이하의 경우에는, 상기 n형 산화물 반도체막을 전계 효과형 트랜지스터의 활성층에 사용할 수 있다. 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률이 10-1 Ωcm 이상 내지 101 Ωcm 이하가 특히 바람직하다. 또한, 예를 들어, 상기 n형 산화물 반도체막의 체적 저항률이 106 Ωcm을 초과하는 경우에는 이를 정전기 방지막에 사용할 수 있다.
(전계 효과형 트랜지스터)
본 발명의 전계 효과형 트랜지스터는 적어도 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 활성층 및 게이트 절연층을 포함하며; 필요할 경우, 기타의 부재를 더 포함한다.
본 발명의 전계 효과형 트랜지스터는 예를 들어 전계 효과형 트랜지스터를 생성하기 위한 본 발명의 방법에 의하여 생성될 수 있다.
<게이트 전극>
게이트 전극은, 게이트 전압을 인가하기 위한 전극인 한, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
게이트 전극의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 금속 (예컨대, 백금, 팔라듐, 금, 은, 구리, 아연, 알루미늄, 니켈, 크롬, 탄탈륨, 몰리브덴 및 티탄 등); 이들 금속의 합금; 및 이들 금속의 혼합물을 들 수 있다. 그의 추가의 예로는 전도성 산화물 (예컨대, 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 산화갈륨 및 산화니오븀 등); 상기 산화물의 복합 화합물; 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
게이트 전극의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 바람직하게는 40 ㎚ 내지 2 ㎛, 더욱 바람직하게는 70 ㎚ 내지 1 ㎛이다.
<게이트 절연층>
게이트 절연층은 특별히 한정되지 않고, 게이트 전극 및 활성층 사이에 형성된 절연층이라면 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
게이트 절연층의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 무기 절연 물질 및 유기 절연 물질을 들 수 있다.
무기 절연 물질의 예로는 산화규소, 산화알루미늄, 산화탄탈륨, 산화티탄, 산화이트륨, 산화란탄, 산화하프늄, 산화지르코늄, 질화규소, 질화알루미늄 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
유기 절연 물질의 예로는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알콜 및 노볼락 수지를 들 수 있다.
게이트 절연층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 바람직하게는 30 ㎚ 내지 3 ㎛, 더욱 바람직하게는 100 ㎚ 내지 1 ㎛이다.
<소스 전극 및 드레인 전극>
소스 전극 또는 드레인 전극은 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
소스 전극 또는 드레인 전극의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 상기 게이트 전극의 대표적인 재질에 기재된 바와 동일한 재질을 들 수 있다.
소스 전극 또는 드레인 전극의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 바람직하게는 40 ㎚ 내지 2 ㎛, 더욱 바람직하게는 70 ㎚ 내지 1 ㎛이다.
<활성층>
한 양태에서, 활성층은 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성된 활성층으로 n형 산화물 반도체막으로 형성된다. 상기 활성층은 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 도포에 의하여 수득된 n형 산화물 반도체막을 포함한다.
또한, 또 다른 양태에서, 상기 활성층은 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 형성된 활성층으로 n형 산화물 반도체막으로 형성된다. 상기 활성층은 본 발명의 n형 산화물 반도체막을 포함한다.
활성층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 바람직하게는 1 ㎚ 내지 200 nm, 더욱 바람직하게는 5 ㎚ 내지 100 nm이다.
전계 효과형 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그 구조의 예로는 보텀 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터(도 1), 보텀 게이트/탑 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터(도 2), 탑 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터(도 3) 및 탑 게이트/탑 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터(도 4)를 들 수 있다.
본원의 도 1 내지 도 4에서, 도면 부호 1은 기재, 도면 부호 2는 게이트 전극, 도면 부호 3은 게이트 절연층, 도면 부호 4는 소스 전극, 도면 부호 5는 드레인 전극 및 도면 부호 6은 활성층을 나타낸다.
본 발명의 전계 효과형 트랜지스터는 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 전기변색 디스플레이 등의 논리 회로 및 화소 구동 회로에 사용하기 위한 전계 효과형 트랜지스터에 적절하게 사용될 수 있다.
(전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법)
본 발명의 전계 효과형 트랜지스터를 제조하는 방법(제1 제조 방법)은
기재 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정;
게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정;
게이트 절연층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정; 및
소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 게이트 절연층 상에 n형 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정
을 포함한다.
전계 효과형 트랜지스터의 제조를 위한 본 발명의 또다른 방법(제2 제조 방법)은
기재 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정;
소스 전극과 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 기재 상에 n형 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정;
활성층 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정; 및
게이트 절연층 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정
을 포함한다.
<제1 제조 방법>
상기 제1 제조 방법을 하기에 설명한다.
-기재-
기재의 형상, 구조 및 크기는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
기재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 기재의 예로는 유리 기재 및 플라스틱 기재를 들 수 있다.
유리 기재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 무알칼리 유리 기재 및 실리카 유리 기재를 들 수 있다.
플라스틱 기재의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 폴리카보네이트(PC) 기재, 폴리이미드(PI) 기재, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기재 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 기재를 들 수 있다.
상기 기재는 해당 기재 표면의 세정 및 기밀한 접착성 개선을 위해, 전처리 (예컨대, 산소 플라즈마, UV 오존 및 UV 조사를 사용한 세정)하는 것이 바람직하다는 것을 주목해야 한다.
-게이트 전극 형성 공정-
게이트 전극 형성 공정은, 기재 위에 게이트 전극을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 게이트 전극 형성 공정의 예로는 (i) 예를 들어 스퍼터링 방법 또는 딥 코팅 방법에 의한 성막후, 포토리소그래피에 의한 막의 패턴을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정 및 (ii) 잉크젯 프린팅, 나노임프린팅 또는 그라비아 인쇄 등의 인쇄 공정에 의하여 원하는 형상을 직접 성막하는 게이트 전극 형성 공정을 들 수 있다.
-게이트 절연층 형성 공정-
게이트 절연층 형성 공정은, 게이트 전극 위에 게이트 절연층을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 게이트 절연층 형성 공정의 예로는 (i) 예를 들어 스퍼터링 방법 또는 딥 코팅 방법에 의한 성막후, 포토리소그래피에 의한 막의 패턴을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정 및 (ii) 잉크젯 프린팅, 나노임프린팅 또는 그라비아 인쇄 등의 인쇄 공정에 의하여 원하는 형상을 직접 성막하는 게이트 절연층 형성 공정을 들 수 있다.
-소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정-
소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정은, 소스 전극 및 드레인 전극이 서로 이격되도록 게이트 절연층 위에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정의 예로는 (i) 예를 들어 스퍼터링 방법 또는 딥 코팅 방법에 의한 성막후, 포토리소그래피에 의한 막의 패턴을 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 및 (ii) 잉크젯 프린팅, 나노임프린팅 또는 그라비아 인쇄 등의 인쇄 공정에 의하여 원하는 형상을 직접 성막하는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정을 들 수 있다.
-활성층 형성 공정-
활성층 형성 공정은, 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 게이트 절연층 상에 본 발명의 n형 산화물 박막 형성용 도포액의 도포에 의해 수득된 n형 산화물 반도체의 활성층으로 이루어진 활성층을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
활성층 형성 공정에서, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 A군 원소의 총수(NA), B군 원소의 총수(NB) 및 C군 원소의 총수(NC)를 조절하여, n형 산화물 반도체의 체적 저항률, 캐리어 이동도 및 캐리어 밀도로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 원하는 특성 (예컨대, 임계 전압)을 갖는 전계 효과형 트랜지스터를 얻을 수 있다. 특히, C군 원소 함유 화합물은 활성층 내에서 효과적으로 캐리어를 생성하여 낮은 공정 온도를 유도할 수 있다.
활성층 형성 공정에서, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 글리콜 에테르와 디올을 포함하며, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중에 함유된 글리콜 에테르 및 디올의 혼합비를 적절히 조절함으로써, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 점도를 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 원하는 막 두께, 원하는 표면 형상 및 원하는 도포성을 수득하기 위해, 상기 도포액에 다른 용매를 첨가하거나, 또는 상기 도포액의 농도를 조절할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 도포액은 도포성이 우수하며, 채널 형성 상태가 우수한 전계 효과형 트랜지스터를 얻을 수 있다.
n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 n형 산화물 반도체를 형성시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그 방법의 예로는 게이트 절연층이 형성되는 기재 상에 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 기재를 건조시킨 후 상기 기재를 소성하는 n형 산화물 반도체 형성 방법을 들 수 있다.
도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 스크린 인쇄 방법, 롤 코팅 방법, 딥 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 다이 코팅 방법, 잉크젯 방법 및 나노임프린팅 방법을 들 수 있다. 이들 중에서, 부착될 도포액의 양을 제어할 수 있는 잉크젯 방법 및 나노임프린팅 방법이 바람직한데, 그 이유는 전계 효과형 트랜지스터의 제조에서 설계된 채널의 폭 (다시 말해, 원하는 형상의 활성층)이 수득될 수 있기 때문이다. 스핀 코팅 방법과 다이 코팅 방법은 기존의 포토리소그래피 기술과 쉽게 결합할 수 있어 바람직하다.
건조는, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 휘발성 성분을 제거할 수 있다면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 건조에서, 휘발성 성분을 완전히 제거할 필요는 없으며, 상기 휘발성 성분은 용매가 소성을 억제하지 않는 정도로 제거할 수 있다는 점을 주지해야 한다.
소성을 실시하는 온도는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 150℃ 내지 600℃인 것이 바람직하다.
제1 제조 방법에서, 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 및 활성층 형성 공정을 실시하는 순서는 고려되지 않는다. 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 이후에 활성층 형성 공정을 실시할 수 있거나, 또는 활성층 형성 공정후 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정을 실시할 수 있다.
제1 제조 방법에서, 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 후 활성층 형성 공정을 실시할 경우, 보텀 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터를 생성할 수 있다.
제1 제조 방법에서, 활성층 형성 공정 후 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정을 실시할 경우, 보텀 게이트/탑 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터를 생성할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 보텀 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터를 생성하는 방법을 하기에 기재할 것이다.
우선, 예를 들어 알루미늄으로 이루어진 전도성 막을 스퍼터링 방법에 의하여 예컨대 유리 기재로 이루어진 기재(1) 위에 형성한다. 다음으로, 이렇게 형성된 전도성 막을 포토리소그래피에 의하여 패턴 형성하여 게이트 전극(2)을 형성한다 (도 5a).
그 다음, 예를 들어 SiO2로 이루어진 게이트 절연층(3)은 게이트 전극(2)을 피복하도록 스퍼터링 방법에 의하여 게이트 전극(2) 및 기재(1) 위에 형성한다 (도 5b).
다음으로, 예를 들어 ITO로 이루어진 전도성 막은 스퍼터링 방법에 의하여 게이트 절연층(3) 위에 형성한다. 이렇게 형성된 전도성 막을 에칭에 의하여 패턴 형성하여 소스 전극(4) 및 드레인 전극(5)을 형성한다 (도 5c).
산화물 반도체막 형성용 도포액을 소스 전극(4) 및 드레인 전극(5) 사이에 형성된 채널 영역을 피복하도록 잉크젯 방법에 의하여 게이트 절연층(3) 위에 도포한다. 상기 도포된 도포액을 열 처리하여 산화물 반도체막으로 형성된 활성층(6)을 형성한다 (도 5d).
상기 절차에 의하여, 전계 효과형 트랜지스터가 생성된다,
<제2 제조 방법>
상기 제2 제조 방법을 하기에 기재한다.
-기재-
기재는 특별히 한정되지 않고, 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그의 예로는 제1 제조 방법의 설명에서 예시된 것과 동일한 기재를 들 수 있다.
-소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정-
소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정은, 소스 전극 및 드레인 전극이 이격되도록 기재 위에서 소스 전극 및 드레인 전극을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정의 예로는 제1 제조 방법에서 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정에 대한 설명에서 예시된 것과 동일한 공정을 포함한다.
-활성층 형성 공정-
활성층 형성 공정은, 소스 전극 및 드레인 전극 사이의 채널 영역에서 기재 위에 본 발명의 n형 산화물 박막 형성용 도포액의 도포에 의해 수득된 n형 산화물 반도체의 활성층으로 이루어진 활성층을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 n형 산화물 반도체를 형성시키는 방법은 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 그 방법의 예로는 제1 제조 방법에서 활성층 형성 공정의 설명에서 예시한 방법과 동일한 방법을 들 수 있다.
활성층 형성 공정에서, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 A군 원소의 총수(NA), B군 원소의 총수(NB) 및 C군 원소의 총수(NC)를 조절하여, n형 산화물 반도체의 체적 저항률, 캐리어 이동도 및 캐리어 밀도로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 원하는 특성 (예컨대, 임계 전압)을 갖는 전계 효과형 트랜지스터를 얻을 수 있다. 특히, C군 원소 함유 화합물은 활성층 내에서 효과적으로 캐리어를 생성하여 낮은 공정 온도를 유도할 수 있다.
활성층 형성 공정에서, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액은 글리콜 에테르와 디올을 포함하며, n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중에 함유된 글리콜 에테르 및 디올의 혼합비를 적절히 조절함으로써, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 점도를 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 원하는 막 두께, 원하는 표면 형상 및 원하는 도포성을 수득하기 위해, 상기 도포액에 다른 용매를 첨가하거나, 또는 상기 도포액의 농도를 조절할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 도포액은 도포성이 우수하며, 채널 형성 상태가 우수한 전계 효과형 트랜지스터를 얻을 수 있다.
-게이트 절연층 형성 공정-
게이트 절연층 형성 공정은, 활성층 위에 게이트 절연층을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 게이트 절연층 형성 공정의 예로는 제1 제조 방법의 게이트 절연층 형성 공정의 설명에서 예시된 것과 동일한 공정을 들 수 있다.
-게이트 전극 형성 공정-
게이트 전극 형성 공정은, 게이트 절연층 위에 게이트 전극을 형성시키는 공정이라면, 특별히 한정되지 않고 의도하는 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 게이트 전극 형성 공정의 예로는 제1 제조 방법의 게이트 전극 형성 공정의 설명에서 예시된 것과 동일한 공정을 들 수 있다.
제2 제조 방법에서, 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 및 활성층 형성 공정을 실시하는 순서는 고려되지 않는다. 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 이후에 활성층 형성 공정을 실시할 수 있거나, 또는 활성층 형성 공정후 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정을 실시할 수 있다.
제2 제조 방법에서, 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정 후 활성층 형성 공정을 실시할 경우, 탑 게이트/보텀 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터를 생성할 수 있다.
제2 제조 방법에서, 활성층 형성 공정 후 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정을 실시할 경우, 탑 게이트/탑 콘택트 타입의 전계 효과형 트랜지스터를 생성할 수 있다.
(반도체 소자)
본 발명의 반도체 소자의 한 양태는 본 발명의 n형 산화물 반도체막을 들 수 있다.
본 발명의 반도체 소자의 또 다른 양태는 본 발명의 n형 산화물 반도체막의 활성층에 있다.
<활성층>
상기 활성층은 본 발명의 상기 n형 산화물 반도체막을 포함하는 한 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 n형 산화물 반도체막은 그 자체가 활성층일 수 있다.
상기 활성층의 구조, 모양, 크기는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 반도체 소자의 예로는 다이오드, 전계 효과형 트랜지스터, 발광 소자, 광전 변환 소자 등을 들 수 있다.
<다이오드>
다이오드는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 다이오드의 예로는 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성된 활성층을 갖는 다이오드 등을 들 수 있다. 상기 언급한 다이오드의 예로는 pn 접합 다이오드, PIN 포토다이오드 등을 들 수 있다.
-pn 접합 다이오드 -
상기 pn 접합 다이오드는 적어도 상기 활성층을 가지며, 필요에 따라 애노드 (양극), 캐소드 (음극) 등의 기타 부재를 더 포함한다.
-- 활성층 --
활성층은 적어도 p형 반도체 층과 n형 반도체 층을 포함하고, 필요에 따라 다른 부재를 더 포함한다.
상기 p형 반도체 층과 상기 n형 반도체 층은 서로 접하고 있다.
--- p형 반도체 층 ---
상기 p형 반도체 층의 재질은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 p형 반도체 층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 50 nm 내지 2,000 nm가 바람직하다.
--- n형 반도체 층 ---
상기 n형 반도체 층은 본 발명의 상기 n형 산화물 반도체막이다.
상기 n형 반도체 층의 평균 두께는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 50 nm 내지 2,000 nm가 바람직하다.
- 애노드 (양극) -
애노드는 상기 p형 반도체 층에 접하고 있다.
상기 애노드의 재료는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 재료의 예로는 금속 (예컨대, Mo, Al, Au, Ag 및 Cu 등) 및상기 금속의 합금, 산화 인듐 주석 (ITO) 및 안티몬 도핑 산화 주석 (ATO) 등의 투명 전도성 산화물, 폴리에틸렌디옥시티오펜 (PEDOT) 및 폴리아닐린 (PANI) 등의 유기 전도체 등을 들 수 있다.
상기 애노드의 형상, 크기, 구조는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 애노드는 상기 p형 반도체 층에 접하여 설치된다. 애노드와 p형 반도체 층 사이에 옴 접촉이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 애노드의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그 방법의 예로는 (i) 예를 들어 스퍼터링 방법 또는 딥 코팅 방법에 의한 성막후, 포토리소그래피에 의한 막의 패턴을 형성시키는 애노드 형성 방법 및 (ii) 잉크젯 프린팅, 나노임프린팅 또는 그라비아 인쇄 등의 인쇄 공정에 의하여 원하는 형상을 직접 성막하는 애노드 형성 방법을 들 수 있다.
- 캐소드 (음극) -
상기 캐소드 재료는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 상기 재료의 예로는 상기 애노드의 설명에서 예시된 재질과 동일한 재질 등을 들 수 있다.
상기 캐소드의 형상, 크기, 구조는 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
상기 캐소드는 상기 n형 반도체 층에 접하여 설치된다. 상기 캐소드와 n형 반도체 층 사이에 옴 접촉이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 캐소드의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 의도한 목적에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 그 방법의 예로는 상기 애노드의 설명에서 예시된 형성 방법과 동일한 방법 등을 들 수 있다.
실시예
이하에서, 본 발명을 실시예로서 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1-1)
<n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 제조>
2-에틸헥산산이트륨 톨루엔 용액 (Y: 8 질량%) 및 2-에틸헥산산인듐 톨루엔 용액 (In: 5 질량%)과 티탄 n-부톡시드를 준비하고, 금속 원소 Y, In 및 Ti가 각각 5 mmol, 99.8 mmol 및 0.2 mmol이 되도록 칭량하여다. 상기 재료들 및 메시틸렌 (800 mL)을 비이커에 첨가하였다. 상기 재료들을 실온에서 혼합하여 용해시켜 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제조하였다.
(실시예 1-2 내지 1-12)
표 1에 나타낸 성분 조성을 기초로, 실시예 1-2 내지 1-12의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 실시예 1-1과 동일한 방법으로 제조하였다.
Figure pct00001
표 1과 표 2에서 각종 원료 및 용매의 명칭은 다음과 같다.
<원료 A>
Y(C8H15O2)3: 2-에틸헥산산이트륨
Sc(NO3)3·5H2O: 질산스칸듐 5수화물
Ce(C8H15O2)3: 2-에틸헥산산세륨
CeCl3·7H2O: 염화세륨 7수화물
Lu(NO3)3·6H2O: 질산루테튬 6수화물
Al(NO3)3·9H2O: 질산알루미늄 9수화물
B(OH)3: 붕산
Ga(NO3)3·8H2O: 질산갈륨 8수화물
Y(NO3)3·6H2O: 질산이트륨 6수화물
La(NO3)3·6H2O: 질산란탄 6수화물
LaCl3·7H2O: 염화란탄 7수화물
Gd(NO3)3·6H2O: 질산가돌리늄 6수화물
<원료 B>
In(C8H15O2)3: 2-에틸헥산산인듐
TlCl3·4H2O: 염화탈륨 4수화물
Tl(C8H15O2): 2-에틸헥산산탈륨 (I)
Tl(NO3)3·3H2O: 질산탈륨 3수화물
InCl3·4H2O: 염화인듐 4수화물
In(NO3)3·3H2O: 질산인듐 삼수화물
HCOOTl : 포름산 탈륨
Tl(NO3)3·3H2O: 질산탈륨 삼수화물
<원료 C>
Ti(OBu)4: 티탄 테트라부톡시드
ZrCl4: 염화지르코늄
Nb(C8H15O2)4: 2-에틸헥산산니오븀
MoO2(C5H7O2)2: 비스(아세틸아세토나토) 산화몰리브덴 (VI)
W(CO)6: 텅스텐 헥사카르보닐
Re2O7: 산화레늄
OsO4: 산화오스뮴
IrCl4: 염화이리듐
PtCl4: 염화백금
SnCl2: 염화주석
SbCl3: 염화안티몬
TeCl4: 염화텔루륨
<용매 D>
PGME : 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르
EGME : 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르
GBL : γ-부티로락톤
DMF : N,N-디메틸포름아미드
<용매 E>
EG : 에틸렌 글리콜
PG : 1,2-프로필렌 글리콜
BG : 1,3-부틸렌 글리콜
<용매 F>
THF : 테트라하이드로퓨란
IPA : 이소프로판올
MeOH : 메탄올
BuOH : 1-부탄올
(비교예 1-1 내지 1-6)
표 2에 나타낸 성분 조성을 기초로, 비교예 1-1 내지 1-6의 도포액을 실시예 1-1 내지 1-12과 동일한 방법으로 제조하였다.
Figure pct00002
(실시예 1-13)
UV 오존으로 세정된 열처리 산화막 (두께: 200 nm)의 Si 기재 상에 잉크젯 장치를 사용하여 표 1의 도포액 1-6을 토출시켜 미세 형상 패턴을 인쇄하였다. 상기 도포액의 토출은 양호하였다. 상기 기재를 120℃로 가열된 핫 플레이트에서 10분간 건조시켰다. 상기 기재를 대기 중에서 400℃로 1시간 동안 소성하여 도 6에 나타난 것과 같은 원하는 패턴의 n형 산화물 반도체막을 수득하였다.
(실시예 1-14 내지 1-18)
실시예 1-13과 동일한 방법으로 표 1의 도포액 1-2 (실시예 1-14), 도포액 1-4 (실시예 1-15), 도포액 1-5 (실시예 1-16), 도포액 1-9 (실시예 1-17) 및 도포액 1-11 (실시예 1-18)을 각각 토출, 건조 및 소성하여 각기 상기 기술된 것과 동일한 원하는 패턴의 n형 산화물 반도체막을 얻었다. 모든 n형 산화물 반도체막은 실시예 1-13과 유사한 우수한 토출 특성을 나타냈다.
(실시예 1-19)
UV 오존으로 세척된 무알칼리 유리 기재 위에 스핀 코팅 장치를 사용하여 표 1의 도포액 1-10을 인쇄하였다. 막형성 특성은 양호하였다. 상기 기재를 대기 중에서 120℃로 1시간 동안 오븐에서 건조시킨 후, 대기 중에서 400℃로 1시간 동안 소성하여 n형 산화물 반도체막을 얻었다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 기재면 상에서 측정한 9개소의 평균 두께는 30.70 ± 0.52 nm이었는데, 이는 균일한 막이 수득되었음을 나타내는 것이다. 막 중의 40 mm × 40 mm의 면적을 각각 10 mm × 10 mm의 격자 모양으로 16등분하였다. 9개의 격자점을 평균 두께를 위해 측정하였다.
Figure pct00003
(실시예 1-20 내지 1-24)
실시예 1-19와 동일한 방법으로 표 1의 도포액 1-1 (실시예 1-20), 도포액 1-3 (실시예 1-21), 도포액 1-7 (실시예 1-22), 도포액 1-8 (실시예 1-23) 및 도포액 1-12 (실시예 1-24)를 각각 토출, 건조 및 소성하여 n형 산화물 반도체막을 수득하였다. 모든 n형 산화물 반도체막은 실시예 1-19와 같이 동일한 우수한 막형성 특성을 나타냈다.
(실시예 1-25 내지 1-30)
<전계 효과형 트랜지스터의 제조>
- 게이트 전극의 형성 -
무알칼리 유리 기재를 중성 세제, 순수 및 이소프로필 알코올을 사용하여 초음파 세척하였다. 상기 기재를 건조시킨 후 90℃에서 10분간 UV 오존으로 처리하였다. 상기 무알칼리 유리 기재에 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 100 nm 두께의 Mo의 막을 형성시켰다. 상기 형성된 막을 포토리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 게이트 전극을 형성하였다.
- 게이트 절연층의 형성 -
다음으로, 상기 게이트 전극 및 상기 무알칼리 유리 기재 상에 RF 마그네트론 스퍼터링 방법으로 300 nm 두께로 SiO2 의 막을 형성하여 게이트 절연층을 수득하였다.
- 소스 전극 및 드레인 전극의 형성 -
다음으로, 상기 게이트 절연층 위에 DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 100 nm 두께로 ITO의 막을 형성하였다. 상기 형성된 막을 포토리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하였다. 이 경우, 소스 및 드레인 전극 길이로 규정되는 채널 폭은 30 ㎛, 소스 및 드레인 전극 간격으로 규정되는 채널 길이는 10 ㎛였다.
- 활성층의 형성 -
도포액 1-2 (실시예 1-25), 도포액 1-4 (실시예 1-26), 도포액 1-5 (실시예 1-27), 도포액 1-6 (실시예 1-28), 도포액 1-9 (실시예 1-29) 및 도포액 1-11 (실시예 1-30) 각각을 잉크젯 장치를 사용하여 상기 형성시킨 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 채널에 도포하였다.
이렇게 형성된 기재를 120℃로 가열된 핫 플레이트에서 10분간 건조시켰다. 상기 기재를 대기 중에서 450℃로 1시간 동안 소성시켰다. 또한, 상기 기재를 대기 중에서 300℃로 1시간 동안 어닐링하여 활성층을 수득하였다. 상기 수득한 활성층의 채널 부분의 평균 두께는 약 10 nm였다.
상기 기술된 바와 같이, 전계 효과형 트랜지스터를 제조하였다.
(비교예 1-7 내지 1-9)
실시예 1-25 내지 1-30과 동일한 방법으로 전계 효과형 트랜지스터를 제조 하였다. 이 경우, 활성층의 형성을 위한 도포액은 표 2의 도포액 1-21 (비교예 1-7), 도포액 1-22 (비교예 1-8) 및 도포액 1-23 (비교예 1-9)을 사용하였다.
(실시예 1-31 내지 1-36)
<전계 효과형 트랜지스터의 제조>
실시예 1-25 내지 1-30과 동일한 방법으로 무알칼리 유리 기재 위에 게이트 전극 및 게이트 절연막을 형성하였다.
- 활성층의 형성 -
상기 형성시킨 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 채널에 각각 도포액 1-1 (실시예 1-31), 도포액 1-3 (실시예 1-32), 도포액 1-7 (실시예 1-33), 도포액 1-8 (실시예 1-34), 도포액 1-10 (실시예 1-35) 및 도포액 1-12 (실시예 1-36)를 스핀 코터를 사용하여 도포하였다.
이렇게 수득된 기재를 대기 중에서 120℃로 1시간 동안 오븐에서 건조시켰다. 상기 건조된 기재를 대기 중에서 400℃로 1시간 동안 소성하여 n형 산화물 반도체막을 얻었다. 또한, 포토리소그래피법에 의해 원하는 형상의 활성층을 얻었다.
- 소스 전극 및 드레인 전극의 형성 -
다음으로, DC 마그네트론 스퍼터링 방법으로 알루미늄 합금의 막을 100 nm 두께로 형성시켰다. 상기 형성된 막을 포토리소그래피법에 의해 패턴 형성하여 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하였다. 이 경우, 소스 및 드레인 전극 길이로 규정되는 채널 폭은 30 ㎛, 소스 및 드레인 전극 간격으로 규정되는 채널 길이는 10 ㎛였다. 또한, 상기 기재를 대기 중에서 300℃로 1시간 동안 어닐링하였다.
상기 기술된 바와 같이, 전계 효과형 트랜지스터를 제조하였다.
(비교예 1-10 내지 1-12)
실시예 1-31 내지 1-36과 동일한 방법으로 전계 효과형 트랜지스터를 제조하였다. 활성층의 형성을 위한 도포액은 표 2의 도포액 1-24 (비교예 1-10), 도포액 1-25 (비교예 1-11) 및 도포액 1-26 (비교예 1-12)을 사용하였다.
<평가>
- 체적 저항률 -
상기 수득된 전계 효과형 트랜지스터에 대해 반도체 파라미터 분석기 (애질런트 테크놀로지스, 인코포레이티드사의 반도체 파라미터 분석기 B1500A)를 이용하여 전압 (0V 내지 ±20V)을 소스와 드레인 사이에 인가했을 때의 전류를 2단자법으로 측정하고 활성층의 체적 저항률을 측정하였다. 상기 결과를 표 4 및 표 5에 나타낸다.
- 캐리어 이동도 및 ON/OFF 비율 -
상기 수득된 전계 효과형 트랜지스터에 대해 반도체 파라미터 분석기 (애질런트 테크놀로지, 인코포레이티드사의 반도체 파라미터 분석기 B1500A)를 사용하여 소스-드레인 전압 (Vds)을 10V로 했을 때의 게이트 전압 (Vgs)과 소스-드레인 전류 (Ids)와의 관계를 측정하였다. 실시예 1-28의 결과를 도 7의 그래프에 나타낸다. 도 7에서, 양호한 트랜지스터 특성이 얻어졌음을 확인할 수 있었다. 이 경우, 도 7에서 "E"는 "10의 거듭 제곱"을 나타낸다. 구체적으로, "1E-04"은 "0.0001"이다. 표 4와 표 5에서도, 이러한 설명이 마찬가지로 사용되었다.
캐리어 이동도는 포화 영역에서 계산하였다. 또한, ON/OFF 비율을 측정하였다. 이 경우, ON/OFF 비율에서 ON 값은 Vgs = 20V에서 Ids 값이었다. 상기 결과를 표 4 및 표 5에 나타낸다.
Figure pct00004
실시예 1-25 내지 1-36의 본 발명의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 수득한 n형 산화물 반도체를 활성층에 도입하여 얻은 전계 효과형 트랜지스터는 양호한 트랜지스터 특성 (예컨대, 약 450℃의 공정 온도에서도 캐리어 이동도가 높고 ON/OFF 비율이 큼)을 나타내었다.
[NA/NB]가 상기 식 (1)을 충족하고 [NC/NB]가 상기 식 (2)를 충족하는 경우, 활성층의 체적 저항률은 전계 효과형 트랜지스터의 활성층에 요구되는 체적 저항률 에 매우 적합하다. 또한, 상기 트랜지스터는 캐리어 이동도가 매우 높고 ON/OFF 비율이 매우 큰 등의 매우 우수한 트랜지스터 특성을 보였다.
비교예 1-7 내지 1-12의 전계 효과형 트랜지스터의 특성을 표 5에 나타낸다. 비교예 1-7과 1-10에서는 각 트랜지스터는 TFT 특성에 있어서 강한 고갈 상태를 나타내었기 때문에, Von은 명확하게 관찰되지 않았다. 비교예 8과 11에서는 Ids가 1 pA보다 작아서 각 트랜지스터는 ON 상태를 나타내지 않았다. 비교예 1-9 및 1-12에서는 각 트랜지스터가 강한 강화 상태를 나타내었기 때문에 충분한 ON 전류가 흐르지 않아서 이동도도 낮았다.
Figure pct00005
(실시예 2-1)
<n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 제조>
염화지르코늄, 티탄 디이소프로폭시드 비스(아세틸아세토나토) 이소프로판올 용액 (Ti: 10 질량 %) 및 비스(아세틸아세토나토) 산화몰리브덴 (VI)를 준비하고, 화합물 중 금속 원소 Zr, Ti 및 Mo이 각각 3 mmol, 99.95 mmol 및 0.05 mmol이 되도록 칭량하였다. 상기 재료들, 에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르 (440 mL) 및 1,3-부틸렌 글리콜 (440 mL)을 비이커에 첨가하였다. 상기 재료들을 실온에서 혼합하여 용해시켜 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제조하였다.
(실시예 2-2 내지 2-10)
표 6에 나타낸 성분 조성을 기초로, 실시예 2-1과 동일한 방법으로 실시예 2-2 내지 2-10의 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 제조하였다.
Figure pct00006
표 6 및 표 7에서, 사용된 각종 원료 및 용매의 명칭은 다음과 같다.
<원료 A>
ZrCl4: 염화지르코늄
HfCl4: 염화하프늄
Ce(NO3)3·6H2O: 질산세륨 육수화물
C6H19NSi2: 헥사메틸 디실라잔
(CH3)2GeCl2: 이염화디메틸 게르마늄
ZrO(C8H15O2)2: 비스(2-에틸헥산산) 산화지르코늄(IV)·미네랄 스피릿 용액 (mineral spirit solution) (Zr: 12%)
C18H32HfO6: 하프늄 디-n-부톡시드(비스-2,4-펜탄디오네이트), 톨루엔/n-부탄올 중 50%
Ce(C8H15O2)3: 2-에틸헥산산세륨
C16H36Ge: 테트라부틸 게르만
<원료 B>
Ti(acac)2OiPr2: 티탄 디이소프로폭시드 비스(아세틸아세토네이트)
TiCl4·2THF: 염화티탄 (IV) 테트라하이드로퓨란 착체
SnCl2: 염화주석
Pb(NO3)2: 질산납
Pb(CH3COO)2·3H2O: 아세트산납 삼수화물
Ti(OBu)4: 티탄 테트라부톡시드
C10H14O5Ti: 비스(2,4-펜탄디오나토) 산화티탄 (IV)
Sn(C8H15O2)2: 2-에틸헥산산주석
[CH3COCHCOCH3]2Sn(C4H9)2: 디부틸주석 비스(아세틸아세토네이트)
Pb(C8H15O2)2: 2-에틸헥산산납
<원료 C>
MoO2(C5H7O2)2: 비스(아세틸아세토나토) 산화몰리브덴 (VI)
W(CO)6: 텅스텐 헥사카르보닐
Re2O7: 산화레늄
RuO4: 산화루테늄
TeCl4: 염화텔루륨
Nb(C8H15O2)4: 2-에틸헥산산니오븀
C20H45O5Ta: n-부톡시드 탄탈륨 (V)
MoO2(C5H7O2)2: 비스(아세틸아세토나토) 산화몰리브덴 (VI)
OsO4: 산화오스뮴
Sb(C6H5)3: 트리페닐안티몬
<용매 D>
EGBE : 에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르
PGME : 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르
EGME : 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르
DMF : N,N-디메틸포름아미드
<용매 E>
EG : 에틸렌 글리콜
PG : 1,2-프로필렌 글리콜
BG : 1,3-부틸렌 글리콜
<용매 F>
THF : 테트라하이드로퓨란
(비교예 2-1 내지 2-6)
표 7에 나타낸 성분 조성을 기초로, 실시예 2-1 내지 2-10과 동일한 방법으로 비교예 2-1 내지 2-6의 도포액을 제조하였다.
Figure pct00007
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제조된 전계 효과형 트랜지스터는 공정 마진을 확장하고 TFT 특성을 높은 수준에서 안정시키기 때문에 적합하다. 또한, 본 발명의 디스플레이 소자도 고속 구동이 가능하고, 소자들 간의 격차를 줄여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 화상 표시 장치는 큰 화면에서도 고품질의 이미지를 표시하는데 적합하다. 본 발명의 시스템은 화상 정보를 고화질로 표시할 수 있어서, 텔레비전 장치 및 컴퓨터 시스템 등에 적절하게 사용할 수 있다.
본 발명의 양태는, 예를 들어 다음과 같다.
<1> n형 산화물 반도체막 형성용 도포액으로서,
Sc, Y, Ln, B, Al 및 Ga로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소;
In 및 Tl 중 적어도 하나인 B군 원소;
4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소; 및
용매
를 포함하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<2> 상기 <1> 에 있어서, 상기 A군 원소가 Sc, Y 및 Ln로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<3> 상기 <1> 또는 <2>에 있어서, 상기 A군 원소와 B군 원소의 조합이 빅스비아이트(bixbyvite) 구조를 갖는 복합 산화물을 형성할 수 있는 조합인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<4> 상기 <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 있어서, 상기 C군 원소가 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<5> n형 산화물 반도체막 형성용 도포액으로서,
Zr, Hf, Ce, Si 및 Ge로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소;
Ti, Sn 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 B군 원소;
5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소; 및
용매를 포함하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<6> 상기 <5>에 있어서, 상기 C군 원소가, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Ru, Os, Ir, Pt, Sb, Bi, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<7> 상기 <1> 내지 <6> 중 어느 하나에 있어서, 상기 A군 원소의 총 원자수 (NA)와 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)가 하기 식 (1)을 충족하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액:
0.02 ≤ [NA/NB] ≤ 0.2 식 (1)
<8> 상기 <1> 내지 <7> 중 어느 하나에 있어서, 상기 C군 원소의 총 원자수 (NC)과 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)가 하기 식 (2)를 충족하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액:
0.0001 ≤ [NC/NB] ≤ 0.05 식 (2)
<9> 상기 <1> 내지 <8> 중 어느 하나에 있어서,
상기 도포액이 상기 A군 원소를 함유하는 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소를 함유하는 B군 원소 함유 화합물 및 상기 C군 원소를 함유하는 C군 함유 화합물을 용매 중에 용해시킴으로써 수득되고,
상기 A군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하며,
상기 B군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고,
상기 C군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<10> 상기 <1> 내지 <9> 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매가 유기 용매를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<11> 상기 <10>에 있어서, 상기 유기 용매가 유기산, 유기산 에스테르, 방향족 화합물, 디올, 글리콜 에테르 및 비양성자성 극성 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
<12> n형 산화물 반도체막의 제조 방법으로서,
상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하고자 하는 대상물에 도포하는 단계; 및
상기 대상물을 건조시킨 후 소성하는 단계
를 포함하는 n형 산화물 반도체막의 제조 방법.
<13> 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법으로서,
기재 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정;
상기 게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정;
상기 게이트 절연층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정; 및
상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 상기 게이트 절연층 상에 n형 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정
을 포함하고,
상기 활성층 형성 공정이 상기 게이트 절연층 상에 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 상기 n형 산화물 반도체로 이루어진 상기 활성층을 형성시키는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
<14> 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법으로서,
기재 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정;
상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 상기 기재 상에 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정;
상기 활성층 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정; 및
상기 게이트 절연층 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정
을 포함하고,
상기 활성층 형성 공정이 상기 기재 상에 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 상기 n형 산화물 반도체로 이루어진 상기 활성층을 형성시키는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
<15> 상기 <13> 또는 <14>에 있어서, 상기 활성층 형성 공정이, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 상기 A군 원소의 총 원자수 (NA), 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB) 및 상기 C군 원소의 총 원자수 (NC)를 조절하여 상기 n형 산화물 반도체의 체적 저항률, 캐리어 이동도 및 캐리어 밀도로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 제어하는 조절 단계를 포함하는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
<16> n형 산화물 반도체막으로서, 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하고자 하는 대상물에 도포하고, 상기 대상물을 건조시킨 후 소성함으로써 수득되는 n형 산화물 반도체막.
<17> 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 소성 생성물인 n형 산화물 반도체막.
<18> 상기 <16> 또는 <17>에 따른 n형 산화물 반도체막을 포함하는 반도체 소자.
<19> 상기 <16> 또는 <17>에 따른 n형 산화물 반도체막을 포함하는 활성층을 포함하고 있는 반도체 소자.
<20> 상기 <18> 또는 <19>에 있어서, 다이오드인 반도체 소자.
<21> 전계 효과형 트랜지스터로서,
게이트 전압을 인가하도록 구성된 게이트 전극;
소스 전극 및 드레인 전극;
상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에 형성된, n형 산화물 반도체막으로 이루어진 활성층; 및
상기 게이트 전극과 상기 활성층 사이에 형성된 게이트 절연층
을 포함하고,
상기 n형 산화물 반도체막이 상기 <16> 또는 <17>에 따른 n형 산화물 반도체막인 전계 효과형 트랜지스터.
<22> 전계 효과형 트랜지스터로서,
게이트 전압을 인가하도록 구성된 게이트 전극;
소스 전극 및 드레인 전극;
상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에 형성된, n형 산화물 반도체막으로 이루어진 활성층; 및
상기 게이트 전극과 상기 활성층 사이에 형성된 게이트 절연층
을 포함하고,
상기 n형 산화물 반도체막이 상기 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포함으로써 수득되는 n형 산화물 반도체막인 전계 효과형 트랜지스터.
1: 기재
2: 게이트 전극
3: 게이트 절연층
4: 소스 전극
5: 드레인 전극
6: 활성층

Claims (19)

  1. n형 산화물 반도체막 형성용 도포액으로서,
    Sc, Y, Ln, B, Al 및 Ga로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소;
    In 및 Tl 중 적어도 하나인 B군 원소;
    4족 원소, 5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 14족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소; 및
    용매
    를 포함하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  2. 제1항에 있어서, 상기 A군 원소가 Sc, Y 및 Ln로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 A군 원소와 B군 원소의 조합이 빅스비아이트(bixbyvite) 구조를 갖는 복합 산화물을 형성할 수 있는 조합인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 C군 원소가 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  5. n형 산화물 반도체막 형성용 도포액으로서,
    Zr, Hf, Ce, Si 및 Ge로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 A군 원소;
    Ti, Sn 및 Pb로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 B군 원소;
    5족 원소, 6족 원소, 7족 원소, 8족 원소, 9족 원소, 10족 원소, 15족 원소 및 16족 원소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 C군 원소; 및
    용매
    를 포함하는 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  6. 제5항에 있어서, 상기 C군 원소가 V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Re, Ru, Os, Ir, Pt, Sb, Bi, Se 및 Te로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 A군 원소의 총 원자수 (NA)와 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)가 하기 식 (1)을 충족하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액:
    0.02 ≤ [NA/NB] ≤ 0.2 식 (1)
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 C군 원소의 총 원자수 (NC)와 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB)가 하기 식 (2)를 충족하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액:
    0.0001 ≤ [NC/NB] ≤ 0.05 식 (2)
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포액이 상기 A군 원소를 함유하는 A군 원소 함유 화합물, 상기 B군 원소를 함유하는 B군 원소 함유 화합물 및 상기 C군 원소를 함유하는 C군 원소 함유 화합물을 용매 중에 용해시킴으로써 수득되고,
    상기 A군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고,
    상기 B군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하며,
    상기 C군 원소 함유 화합물이 무기염, 산화물, 수산화물, 유기산염, 금속 알콕사이드, 유기금속 및 금속 착체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매가 유기 용매를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유기 용매가 유기산, 유기산 에스테르, 방향족 화합물, 디올, 글리콜 에테르 및 비양성자성 극성 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액.
  12. n형 산화물 반도체막의 제조 방법으로서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하고자 하는 대상물에 도포하는 단계; 및
    상기 대상물을 건조시킨 후 소성하는 단계
    를 포함하는 n형 산화물 반도체막의 제조 방법.
  13. 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법으로서,
    기재 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정;
    상기 게이트 전극 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정;
    상기 게이트 절연층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정; 및
    상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 상기 게이트 절연층 상에 n형 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정
    을 포함하고,
    상기 활성층 형성 공정이 상기 게이트 절연층 상에 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 상기 n형 산화물 반도체로 이루어진 상기 활성층을 형성시키는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
  14. 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법으로서,
    기재 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 서로 이격하여 형성시키는 소스 전극 및 드레인 전극 형성 공정;
    상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이의 채널 영역으로서 상기 기재 상에 n형 산화물 반도체로 이루어진 활성층을 형성시키는 활성층 형성 공정;
    상기 활성층 상에 게이트 절연층을 형성시키는 게이트 절연층 형성 공정; 및
    상기 게이트 절연층 상에 게이트 전극을 형성시키는 게이트 전극 형성 공정
    을 포함하고,
    상기 활성층 형성 공정이 상기 기재 상에 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액을 도포하여 상기 n형 산화물 반도체로 이루어진 상기 활성층을 형성시키는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 활성층 형성 공정이, 상기 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액 중의 상기 A군 원소의 총 원자수 (NA), 상기 B군 원소의 총 원자수 (NB) 및 상기 C군 원소의 총 원자수 (NC)를 조절하여 상기 n형 산화물 반도체의 체적 저항률, 캐리어 이동도 및 캐리어 밀도로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 제어하는 조절 단계를 포함하는 것인 전계 효과형 트랜지스터의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 n형 산화물 반도체막 형성용 도포액의 소성된 생성물인 n형 산화물 반도체막.
  17. 제16항에 따른 n형 산화물 반도체막을 포함하는 활성층을 포함하고 있는 반도체 소자.
  18. 제17항에 있어서, 다이오드인 반도체 소자.
  19. 전계 효과형 트랜지스터로서,
    게이트 전압을 인가하도록 구성된 게이트 전극;
    소스 전극 및 드레인 전극;
    상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에 형성된, n형 산화물 반도체막으로 이루어진 활성층; 및
    상기 게이트 전극과 상기 활성층 사이에 형성된 게이트 절연층
    을 포함하고,
    상기 n형 산화물 반도체막이 제16항에 따른 n형 산화물 반도체막인 전계 효과형 트랜지스터.
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