半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法技术

本发明专利技术公开了半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法，其中，形成半导体薄膜的方法包括以下步骤：（ａ）在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层，以及（ｂ）将半导体微粒层浸入溶液中以形成半导体薄膜。通过本发明专利技术，可以使用无机半导体微粒作为起始材料通过简单方便的湿处理来以低成本地形成具有期望特性的半导体薄膜，从而提供具有期望特性的电子设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体薄膜的形成方法和使用半导体薄膜的形成 方法来制造电子i殳备的方法。
技术介绍
近年来，大力开发了使用半导体微粒的薄膜的电子设备，具体 地，诸如半导体设备、发光设备和太阳能电池的电子设备引起了关 注。这些电子设备的最终目标包括低成本、轻重量、柔性和高性能。 据称，开发的关键在于由用作起始材料的半导体^f鼓粒形成的半导体 薄月莫的物理特性。与i者如石圭的无才几材;纤相比，由作为起始材并+的半 导体孩i粒形成的半导体薄膜具有以下多个优点。(1 )可以以低成本和低温度通过简单处理来制造大面积的电 子设备。(2)可以制造具有柔性的电子设备。(3 )可以通过所使用的半导体微粒来控制电子设备的性能和物理特性。具体地，作为低温简单处理，例如，日本未审查专利申请公开 (PCT申请的翻译)第2004-515081号公开了通过诸如印刷法的涂 布沉积法来形成由无才几半导体颗粒构成的半导体层的#支术。
技术实现思路
然而，已经发现，难以4又通过在基底上涂ft无才几半导体颗粒的 分散溶液以形成膜随后简单地对膜进行干燥来形成具有所期望特 性并由无机半导体微粒构成的半导体层。期望提供使用无机半导体微粒作为起始材料来形成具有所期 望特性的半导体薄膜的方法以及使用形成半导体薄膜的方法来制 造电子i殳备的方法。根据本专利技术的一个实施方式，半导体薄膜的形成方法包括以下 步骤(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干 燥以形成半导体^f鼓粒层，以及(b)将半导体樣立层浸入溶液(可 以称为半导体薄膜形成溶液)中以形成半导体薄膜。根据本专利技术的第一实施方式，电子设备的制造方法是三端电子 设备的制造方法，该三端电子设备包括(A)控制电极、(B)第一 电极和第二电极以及(C)由半导体薄膜构成并设置在第一电极和 第二电极之间以通过绝缘层面对控制电极的活性层。才艮据本专利技术的第二实施方式，制造电子设备的方法是制造两端 电子i殳备的方法，该两端电子i殳备包4舌(A)第一电纟及和第二电才及 以及(B)由半导体薄膜构成并设置在第一电才及和第二电极之间的活性层。在才艮据本专利技术的第 一或第二实施方式的电子i殳备的制造方法中，半导体薄膜通过以下步骤形成(a)在基板上涂敷无机半导体 将半导体微粒层浸入溶液(可以称为半导体薄膜形成溶液)中。在通过纟艮据本专利技术第一实施方式的电子i殳备的制造方法获得 的三端电子设备中，从第 一 电极流过活性层到第二电极的电流可以 由施加给控制电极的电压来控制。具体地，电子设备可以一皮配置为 控制电极对应于4册电极、第一和第二电才及对应于源/漏电才及、绝缘层 对应于栅极绝缘层以及活性层对应于沟道形成区域的场效应晶体 管。可选地，电子设备可以被配置为通过向控制电极以及第一和第 二电极施加电压使活性层发光的发光元件(发光晶体管)。在该发 光元件中，由于基于施加给控制电极的电压的调节和注入电子和空 穴的再结合，构成活性层的半导体薄膜基于电荷存储具有发光功 能。在发光元件(发光晶体管)中，发射强度与漏极电流的绝对值 成比例，并且可以由栅^及电压和源/漏电4及之间的电压来调节。电子 设备表现为场效应晶体管的功能还是发光元件的功能取决于对第 一和第二电极的电压施加的状态(偏压)。首先，当在不从第二电 极注入电子的范围中施加偏压时，通过调节控制电极使电流从第一 电极流到第二电极。这是晶体管操作。另外，当在充分存储了空穴 的条件下增加施加给第一电才及和第二电才及的偏压时，开始电子注 入，并通过与空穴的再结合来发光。可选地，电子设备可以被配置 为通过活性层的照射4吏电流在第一电才及和第二电才及之间流动的光 电转换器。当电子设备被配置为光电转换器时，具体地，可以根据 光电转换器来构成太阳能电池或图像传感器。在这种情况下，可以 向控制电纟及不施加或施加电压。当施力口电压时，可以通过向4空制电 才及施加电压来调节流动电流。当电子i殳备^皮配置成发光元件或光电 转换器时，更具体地，发光元件或光电转换器的配置和结构可以(例 如)与以下所述四种场效应晶体管的配置和结构的^f壬一个相同。具体地，通过#4居本专利技术第二实施方式的制造电子设备的方法 获得的两端电子设备用作太阳能电池。在这种情况下，第一电极可以由具有高功函(例如，(|) = 4.5 eV~5.5 eV)的金属构成，并且第 二电才及可以由具有^氐功函(例如，cj> = 3.5 eV~4.5 eV)的金属构成。 在这种配置下，/九提高电力生成效率的^见点来看，^尤选形成第二电 极、活性层和第 一电极依次形成在基板上的所谓的垂直设备结构。 电子设备的结构并不限于垂直结构，而是可以形成所谓的水平结 构，其中，第一和第二电才及形成在基板上，并且活性层形成在基玲反 的一部分上，其位于第一和第二电极之间。在这些情况下，当半导 体薄膜具有p型导电性时，可以选择具有相对接近于由构成半导体 薄膜的半导体原子和半导体分子的HOMO (最高被占分子轨道)所 占有的能级的功函的传导金属作为构成第 一电极的材料。这种材料 的实例包4舌金(Au)和4艮(Ag)以及用于形成透明电才及的ITO和 STO。在通过根据本专利技术第一实施方式的电子设备的制造方法所获 得的电子设备中，当使作为电子设备的光电转换器用作太阳能电池 时，第一和第二电极的每一个均优选由上述材料构成。在本专利技术的半导体薄膜的形成方法、包括上述优选形式的根据 本专利技术第一实施方式的电子i殳备的制造方法或者4艮据本专利技术第二 实施方式的电子设备的制造方法中，优选地，无机半导体微粒由从 由石西4匕4S ( PbSe )、石西4匕锡(SnSe )、石西4匕锗(GeSe )、石西4匕41 ( CdSe )、 石西4匕4辛(ZnSe)、石危4匕4& (PbS)、石l/f匕锡(SnS )、石l/f匕锗(GeS )、 碌匕镉(CdS)、石克化锌(ZnS)、碲化铅(PbTe)、碲化锡(SnTe )、 碲化锗(GeTe)、碲化镉(CdTe )和碲化锌(ZnTe )构成的组中选 出的至少一种构成。此外，可以使用具有包括这些材料的组合的核 心-壳结构、并入有才几分子的泡结构等的无^L半导体^f效粒。在包括上述优选构造的本专利技术的半导体薄膜的形成方法、包括 上述优选形式和构造的根据本专利技术第 一 实施方式的电子设备的制造方法或者包括上述优选形式和构造的4艮据本专利技术第二实施方式 的电子设备的制造方法中，溶液(半导体薄膜形成溶液)可以由含 有二硫醇化合物的乙醇构成。在这种情况下，二硫醇化合物优选由 烷烃二好b醇、苯二好u醇或P塞P分二》危醇构成。可以将包括上述优选形式和构造的半导体薄膜的形成方法、包括上述优选形式和构造的才艮据本专利技术第 一 实施方式的电子i殳备的 制造方法或者包括上述优选形式和构造的才艮据本专利技术第二实施方 式的电子设备的制造方法简单地统称为本专利技术。在本专利技术中，将无机半导体微粒分散溶液涂布到基板，并且可 以没有问题地使用通用涂敷方法中的任何一种。涂敷方法的具体实 例包括旋涂法；各种印刷法，诸如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶板 印刷法、反向胶板印刷法、凹版印刷法和孩史接触法；各种涂布法， 诸如气刀涂布才几法、刮片涂布4几法、4奉式涂布才几法、刮刀涂布才几法、 冲齐压涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体薄膜的形成方法，包括以下步骤：　（ａ）在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层；以及　（ｂ）将所述半导体微粒层浸入溶液中以形成半导体薄膜。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-26 2008-2476361.一种半导体薄膜的形成方法，包括以下步骤(a)在基板上涂敷无机半导体微粒分散溶液并对涂层进行干燥以形成半导体微粒层；以及(b)将所述半导体微粒层浸入溶液中以形成半导体薄膜。2. 根据权利要求1所述的半导体薄膜的形成方法，其中，所述无 才几半导体樣t并立由/人由石西化4g、石西^f匕锡、石西^f匕4者、石2H匕镉、石西4匕锌、石克化铅、好l化4易、石克化锗、石克化镉、石克化锌、碲化4&、碲 化锡、碲化锗、碲化镉和碲化锌构成的组中选出的至少 一种材料构成。3. 根据权利要求1所述的半导体薄膜的形成方法，其中，所述溶液包括含有二碌u醇化合物的乙醇。4. 根据权利要求3所述的半导体薄膜的形成方法，其中，所述二 硫醇化合物是烷烃二硫醇、苯二硫醇或噻吩二硫醇。5. —种电子设备的制造方法，所述电子设备包括(A)控制电极、(B)第一电极和第二电极、以及(C)由半导体薄膜构成并 设置在所述第 一 电极和所述第二电极之间以通过绝缘层面对 所述控制电极的活性层，其中，所述半导体薄膜通过以下步骤形成(a) 在基板上涂敷无4几半导体孩史粒分散溶液以形成涂层 并对所述涂层进行干燥以形成半导体樣t粒层...

【专利技术属性】
技术研发人员：平田晋太郎，保原大介，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]