本申请公开了层状复合体，其包含介电层和包含热解法氧化锌并与所述介电层结合的层。本申请还公开了生产层状复合体的方法，其中，将热解法氧化锌以氧化锌颗粒的平均聚集体直径小于２００ｎｍ的分散体的形式涂布于介电层，并干燥所述氧化锌层，然后在低于２００℃的温度下处理所述氧化锌层。本申请还公开了生产层状复合体的方法，其中，将热解法氧化锌以氧化锌颗粒的平均聚集体直径小于２００ｎｍ的分散体的形式涂布于衬底层或复合衬底层以形成氧化锌层，然后在低于２００℃的温度下处理所述氧化锌层和所述衬底层，然后将介电层涂布于所述氧化锌层。本申请还公开了场效应晶体管，其具有所述层状复合体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含热解法氧化锌层的层状复合体和 包含该复合体的场效应晶体管本专利技术涉及包含热解法氧化锌的层状复合体(composite of layers)和包含该复合体的场效应晶体管。本专利技术还涉及制备所述复合体的方法。文献中已描述了使用氧化锌(ZnO)作为场效应晶体管中的半导体材料。 举例来说， 一段时间以来己知从气相沉积(例如通过CVD、 PE-CVD、或原 子束外延沉积)的层在场效应晶体管中具有优异的性质。这些方法的缺点是需要昂贵的真空系统，这阻止了它们在印刷电子领 域的使用。在这方面也已知使用具有不同颗粒形态的胶体体系。由此生产的层形 成所谓的沟道，其中，通过在所谓的栅施加电压，电荷载体被诱发，而在 开启状态下电流的运输需要电荷载体。这些体系的缺点是氧化锌层必须在高的后处理温度下进行热处理以实 现足够的场效应迁移率(^ET)。所述温度一般为至少200°C，在很多情况下 甚至高于300。C。因此本专利技术的目的在于提供一种系统，即使在低的后处理温度下，所 述系统在场效应迁移率和ON/OFF比值方面也具有良好的半导体性质。本专利技术的另一目的在于提供生产这种系统的方法。所述方法应特别有 助于降低大规模印刷电路的生产成本。本专利技术提供层状复合体，所述层状复合体包含介电层和包含热解法氧 化锌并与所述介电层结合的层。复合体(composite)理解为表示以固定方式彼此结合的层。所述介电层包含无机和有机材料。无机材料可以是例如二氧化硅、氧 化铝、硅-钛混合氧化物，所述无机材料也可以为表面改性的形式。已知的 表面改性剂是例如六甲基二硅氮垸或十八烷基三氯硅垸。有机材料可以是例如聚合体系，例如聚(全氟乙烯-共-丁烯基乙烯醚)、聚丙烯-共-丁烯、聚乙烯苯酚(PVP)、聚丙烯酸甲酯(PMMA)、 PVP-共 -PMMA、聚丙烯(PP)、聚异丁烯或聚苯乙烯(PS)。热解法氧化锌理解为表示通过在火焰中氧化锌或锌化合物形成的一种 物质。所述火焰本身由含氢燃烧气体和含氧气体的反应产生。这优选包括 氢/氧火焰。可能地，在本专利技术中热解法氧化锌的有利性质可归因于生产过 程期间的高温。同时，颗粒仅短暂地暴露于高温。反应器的氧化区的停留 时间通常是5到200毫秒。然后，以1000开尔文/秒和50000开尔文/秒之 间的冷却速率冷却所述颗粒。所述热解法氧化锌以聚集的初始颗粒的形式 存在，BET表面积通常为10到200m2/g。所述热解法氧化锌也可以掺杂形式存在。合适的掺杂组分可以是例如 铝、镓、铟、锑、铌、锡、镧、镁、氟、锂、铋、硅、锗或钛。所述掺杂 组分可以在氧化锌的初始颗粒中均匀分布，或富集于氧化锌的初始颗粒的 表面，或部分地以簇的形式存在于颗粒的体积内或富集于表面。基于氧化 锌，所述掺杂组分的比例优选为0.0005到10重量％，更优选在0.0005和5 重量％之间。如半导体电子学中已知的，通过调节掺杂度可在宽范围内改 变电子元件的性质。对包含热解法氧化锌的层的厚度没有限制。通常，厚度为10nm到 l(Him。可特别优选10到500nm的范围。热解法氧化锌与介电层结合。介电层的厚度优选为50nm到lpm。特 别优选100到500nm的范围。所述介电层本身可施加在层上，所述层例如PET的聚合物膜，或掺杂 或未掺杂的硅晶片。包含热解法氧化锌的层同样可施加在层上，所述层例如PET的聚合物 膜，或掺杂或未掺杂的硅晶片。特别优选这样的复合体，其中所述包含热解法氧化锌的层的厚度为10 到500nm，所述介电层的厚度为10到500nm。优选地，所述包含热解法氧化锌的层除氧化锌之外不包含任何其他金 属氧化物颗粒。也已发现所述包含热解法氧化锌的层也可包含有机部分。这些有机组分一般是源于涂布含氧化锌层的(共)聚合物。通常，保持所述有机部分尽可 能低是有利的。然而，基于氧化锌，即使有机部分达到15重量％，也可获 得可接受的半导体性质。本专利技术还提供生产层状复合体的方法，其中，将热解法氧化锌以分散体的形式(其中氧化锌颗粒的平均聚集体直径小于200nm)涂布于介电层，以 在所述介电层上形成氧化锌层，然后在低于20(TC的温度处理所述氧化锌层 和介电层。本专利技术还提供生产层状复合体的方法，其中，以分散体的形式(氧化锌 颗粒的平均聚集体直径小于200nm)涂布热解法氧化锌，以在衬底层或复合 衬底层上形成氧化锌层，然后在低于20(TC的温度处理所述氧化锌层和所述 衬底层，然后在所述氧化锌层上涂布介电层。上述方法也包括向所述复合体中的层施加电极的可能性。 对于分散体的涂布，可使用本领域技术人员已知的方法。实例包括浸 涂、旋涂、喷墨涂布、胶版印刷(flexographic printing)、平版印刷、凹版印 刷或丝网印刷。所述分散体可涂布一次以上，在干燥步骤前和热处理步骤 前都可以涂布。涂布分散体后和热处理前，可插入干燥步骤。干燥理解为表示将在涂 布分散体后获得的氧化锌层放置于室温或最高5(TC的温度下1-24小时。在 该过程中，分散体的大部分液相蒸发。时间长短主要取决于选择的温度。根据本专利技术的方法的重点在于氧化锌层的热处理在低于20(TC的低温 下进行。已发现优选的范围为80到1S(TC，特别优选的范围为100到150 °C。低温也使得可以在热敏、有机衬底上涂布热解法氧化锌。热处理的持续时间应通过初步试验确定。根据使用的干燥单元(例如红 外场或强力干燥器(intensive dryer))，热处理的持续时间在几秒和几分钟之 间。通常，l到60秒是足够的。己发现所述分散体中的氧化锌颗粒的平均聚集体直径是关键的。已发 现仅当所述颗粒的平均聚集体直径为200nm或更小时可以获得可用的电子 元件。所述平均聚集体直径优选为70到200nm，更优选为90至l」180nm。 在本专利技术的上下文中，平均聚集体直径理解为表示数均d5o值。为了实现这 样的聚集体尺寸，需要能够保证足够高的能量输入的分散单元。应该至少7子-定子原理的系统，例如Ultra Turrax机、超声或搅拌球磨。用行星捏和机/混合器可获得较高的能量输入。然而，该 系统的效力和处理的混合物的足够高的粘度有关，以引入粉碎所述颗粒所 需的高剪切能量。高压均质器可获得特别精细的分散体。在该设备中，将 高压下的两股预分散的气流通过喷嘴减压。所述两股分散体射流正好彼此 相遇，并且颗粒自身研磨。在另一实施方案中，所述预分散体同样置于高 压下，区别在于颗粒朝着铠装(armoured)的壁区碰撞。该操作可按需频繁重 复，以获得较小的颗粒尺寸。分散设备也可组合使用。在进一步使用前， 可再次过滤分散体以除去存在的任何粗颗粒。对分散体中氧化锌颗粒的比例没有限制。基于所述分散体，通常在5 到60重量％的范围内。氧化锌颗粒在分散体中的比例优选为10到50重量 %。对使用的氧化锌颗粒的类型没有限制，只要它们通过热解法生产。特 别地，可使用在专利申请DE-A-10343728、 US6335002、 DE-A-10212680、 DE-A-10235758或EP-A-598284中公开的氧化锌。可优选使用其中聚集体由具有不同形态的颗粒形成的氧化锌颗粒。这 样的氧化锌颗粒公开于DE-A-10343728中，其中所述聚集体以0-10%范围 的圆形，30-50%范本文档来自技高网...
【技术保护点】
层状复合体，其包含介电层和包含热解法氧化锌并与所述介电层结合的层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：FM彼得拉特，H蒂姆，S希尔，A埃贝斯，冈村康史，R施梅歇尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限责任公司，卡尔斯鲁厄研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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