[發(fā)明專利]半導(dǎo)體薄膜的形成方法以及電子設(shè)備的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910176186.5
• 申請日: 2009-09-24
• 公開（公告）號: CN101685845A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 平田晉太郎;保原大介
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H01L51/00
• 分類號: H01L51/00;H01L51/40;H01L51/48;H01L51/56
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余 剛;吳孟秋

相關(guān)申請的交叉參考

本發(fā)明包含于2008年9月26日向日本專利局提交的日本優(yōu)先 權(quán)專利申請JP?2008-247636所涉及的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作 為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體薄膜的形成方法和使用半導(dǎo)體薄膜的形成 方法來制造電子設(shè)備的方法。

背景技術(shù)

近年來，大力開發(fā)了使用半導(dǎo)體微粒的薄膜的電子設(shè)備，具體 地，諸如半導(dǎo)體設(shè)備、發(fā)光設(shè)備和太陽能電池的電子設(shè)備引起了關(guān) 注。這些電子設(shè)備的最終目標(biāo)包括低成本、輕重量、柔性和高性能。 據(jù)稱，開發(fā)的關(guān)鍵在于由用作起始材料的半導(dǎo)體微粒形成的半導(dǎo)體 薄膜的物理特性。與諸如硅的無機(jī)材料相比，由作為起始材料的半 導(dǎo)體微粒形成的半導(dǎo)體薄膜具有以下多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

(1)可以以低成本和低溫度通過簡單處理來制造大面積的電 子設(shè)備。

(2)可以制造具有柔性的電子設(shè)備。

(3)可以通過所使用的半導(dǎo)體微粒來控制電子設(shè)備的性能和 物理特性。

具體地，作為低溫簡單處理，例如，日本未審查專利申請公開 (PCT申請的翻譯)第2004-515081號公開了通過諸如印刷法的涂 布沉積法來形成由無機(jī)半導(dǎo)體顆粒構(gòu)成的半導(dǎo)體層的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，難以僅通過在基底上涂敷無機(jī)半導(dǎo)體顆粒的 分散溶液以形成膜隨后簡單地對膜進(jìn)行干燥來形成具有所期望特 性并由無機(jī)半導(dǎo)體微粒構(gòu)成的半導(dǎo)體層。

期望提供使用無機(jī)半導(dǎo)體微粒作為起始材料來形成具有所期 望特性的半導(dǎo)體薄膜的方法以及使用形成半導(dǎo)體薄膜的方法來制 造電子設(shè)備的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，半導(dǎo)體薄膜的形成方法包括以下 步驟：(a)在基板上涂敷無機(jī)半導(dǎo)體微粒分散溶液并對涂層進(jìn)行干 燥以形成半導(dǎo)體微粒層，以及(b)將半導(dǎo)體微粒層浸入溶液(可 以稱為“半導(dǎo)體薄膜形成溶液”)中以形成半導(dǎo)體薄膜。

根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，電子設(shè)備的制造方法是三端電子 設(shè)備的制造方法，該三端電子設(shè)備包括(A)控制電極、(B)第一 電極和第二電極以及(C)由半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成并設(shè)置在第一電極和 第二電極之間以通過絕緣層面對控制電極的活性層。

根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式，制造電子設(shè)備的方法是制造兩端 電子設(shè)備的方法，該兩端電子設(shè)備包括(A)第一電極和第二電極 以及(B)由半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成并設(shè)置在第一電極和第二電極之間的 活性層。

在根據(jù)本發(fā)明的第一或第二實(shí)施方式的電子設(shè)備的制造方法 中，半導(dǎo)體薄膜通過以下步驟形成：(a)在基板上涂敷無機(jī)半導(dǎo)體 微粒分散溶液并對涂層進(jìn)行干燥以形成半導(dǎo)體微粒層，以及(b) 將半導(dǎo)體微粒層浸入溶液(可以稱為“半導(dǎo)體薄膜形成溶液”)中。

在通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的電子設(shè)備的制造方法獲得 的三端電子設(shè)備中，從第一電極流過活性層到第二電極的電流可以 由施加給控制電極的電壓來控制。具體地，電子設(shè)備可以被配置為 控制電極對應(yīng)于柵電極、第一和第二電極對應(yīng)于源/漏電極、絕緣層 對應(yīng)于柵極絕緣層以及活性層對應(yīng)于溝道形成區(qū)域的場效應(yīng)晶體 管。可選地，電子設(shè)備可以被配置為通過向控制電極以及第一和第 二電極施加電壓使活性層發(fā)光的發(fā)光元件(發(fā)光晶體管)。在該發(fā) 光元件中，由于基于施加給控制電極的電壓的調(diào)節(jié)和注入電子和空 穴的再結(jié)合，構(gòu)成活性層的半導(dǎo)體薄膜基于電荷存儲具有發(fā)光功 能。在發(fā)光元件(發(fā)光晶體管)中，發(fā)射強(qiáng)度與漏極電流的絕對值 成比例，并且可以由柵極電壓和源/漏電極之間的電壓來調(diào)節(jié)。電子 設(shè)備表現(xiàn)為場效應(yīng)晶體管的功能還是發(fā)光元件的功能取決于對第 一和第二電極的電壓施加的狀態(tài)(偏壓)。首先，當(dāng)在不從第二電 極注入電子的范圍中施加偏壓時(shí)，通過調(diào)節(jié)控制電極使電流從第一 電極流到第二電極。這是晶體管操作。另外，當(dāng)在充分存儲了空穴 的條件下增加施加給第一電極和第二電極的偏壓時(shí)，開始電子注 入，并通過與空穴的再結(jié)合來發(fā)光。可選地，電子設(shè)備可以被配置 為通過活性層的照射使電流在第一電極和第二電極之間流動的光 電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)電子設(shè)備被配置為光電轉(zhuǎn)換器時(shí)，具體地，可以根據(jù) 光電轉(zhuǎn)換器來構(gòu)成太陽能電池或圖像傳感器。在這種情況下，可以 向控制電極不施加或施加電壓。當(dāng)施加電壓時(shí)，可以通過向控制電 極施加電壓來調(diào)節(jié)流動電流。當(dāng)電子設(shè)備被配置成發(fā)光元件或光電 轉(zhuǎn)換器時(shí)，更具體地，發(fā)光元件或光電轉(zhuǎn)換器的配置和結(jié)構(gòu)可以(例 如)與以下所述四種場效應(yīng)晶體管的配置和結(jié)構(gòu)的任一個(gè)相同。