[發(fā)明專利]生產(chǎn)半導(dǎo)體層的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080028554.2
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN102803559A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·卡爾波夫;F·弗萊施哈克爾;I·多姆克;M·卡斯特勒;V·弗洛卡;L·韋伯
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12;H01L21/288
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

本發(fā)明涉及一種在襯底上生產(chǎn)包含至少一種半導(dǎo)體金屬氧化物的層的方法，其至少包括以下步驟：

(A)在至少一種溶劑中制備包含所述至少一種金屬氧化物的至少一種前體化合物的溶液，所述前體化合物選自相應(yīng)金屬的具有至少三個碳原子的一元、二元或多元羧酸或者一元、二元或多元羧酸的衍生物的羧酸鹽，醇鹽，氫氧化物，氨基脲，氨基甲酸鹽，異羥肟酸鹽，異氰酸鹽，脒，氨基腙，脲衍生物，羥胺，肟，氨基甲酸酯，氨，胺，膦，銨化合物，疊氮化物，無機配合物及其混合物，

(B)將來自步驟(A)的溶液施用至襯底上，和

(C)將來自步驟(B)的襯底在20-200℃的溫度下熱處理，以將所述至少一種前體化合物轉(zhuǎn)化為至少一種半導(dǎo)體金屬氧化物，其中如果將其中x、y和z各自獨立地為0.01-10的電中性[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z用作步驟(A)中的前體化合物，則其通過使氧化鋅或氫氧化鋅與氨反應(yīng)而獲得，涉及一種涂覆有至少一種半導(dǎo)體金屬氧化物且可通過該方法獲得的襯底，涉及該襯底在電子元件中的用途，以及涉及一種通過使氧化鋅或氫氧化鋅與氨反應(yīng)而制備其中x、y和z各自獨立地為0.01-10的電中性[(OH)_x(NH₃)_yZn]_z的方法。

將半導(dǎo)體材料層施用至襯底上的方法是現(xiàn)有技術(shù)已知的。

根據(jù)WO?2009/010142A2，印刷電子元件可通過將包含有機金屬鋅配合物作為前體化合物的可印刷油墨用于半導(dǎo)體氧化鋅而獲得。在所用有機金屬鋅配合物中，存在至少一種肟鹽配體。另外，該鋅配合物不含堿金屬和堿土金屬。在WO?2009/010142的方法中，優(yōu)選使用具有選自2-(甲氧基亞氨基)鏈烷酸化物，2-(乙氧基亞氨基)鏈烷酸化物或2-(羥基亞氨基)鏈烷酸化物的配體的有機金屬鋅配合物。

J.J.Schneider等人，Adv.Mater.20，2008，3383-3387公開了使用納米級氧化鋅作為活性半導(dǎo)體材料的印刷的和柔性的場效應(yīng)晶體管。這些納米級氧化鋅層借助前體溶液施用，其中所用前體化合物為具有(2-甲氧基亞氨基)丙酮酸化物配體的有機鋅配合物。

EP?1993122A2公開了一種使用可在低溫下加工的前體溶液生產(chǎn)作為薄層晶體管的半導(dǎo)體氧化鋅層的方法。前體溶液包含鋅鹽和絡(luò)合試劑。合適的鋅鹽為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅或乙酸鋅。所用絡(luò)合試劑為羧酸或有機胺。

S.Meiers等人，J.Am.Chem.Soc.，130(51)，2008，17603-17609公開了用于在低溫下生產(chǎn)氧化鋅TFT的無機含水油墨。用于半導(dǎo)體氧化鋅的前體化合物為Zn(OH)₂(NH₃)_x。在兩段法中，該無機鋅配合物通過使高純度(99.998％)的硝酸鋅與氫氧化鈉溶液在含水溶液中反應(yīng)，隨后使如此獲得的氫氧化鋅與氨反應(yīng)而獲得。為除去硝酸鋅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)中形成的鹽，需要許多去除和洗滌步驟。

現(xiàn)有技術(shù)中所述的用于在襯底上生產(chǎn)半導(dǎo)體氧化鋅層的方法的缺點首先為所用氧化鋅前體化合物以復(fù)雜的合成和提純方法制備。此外，使用了一些昂貴的高純度反應(yīng)物。此外，現(xiàn)有技術(shù)中所用的前體化合物的缺點為用于獲得氧化鋅的熱降解產(chǎn)生了殘留在襯底上且必須在另一步驟中去除，或損害純度及因此所形成的氧化鋅層的功能性的副產(chǎn)物。

為此，本發(fā)明目的為提供一種在襯底上生產(chǎn)半導(dǎo)體層的方法，值得注意的是這是一種特別簡單的工藝方案。此外，根據(jù)本發(fā)明獲得的涂覆的襯底應(yīng)具有最大純度的半導(dǎo)體材料，特別是氧化鋅。根據(jù)本發(fā)明，這可通過使用通過熱降解轉(zhuǎn)化為所需氧化鋅的氧化鋅前體化合物實現(xiàn)，且不獲得任何殘留在所形成層中的令人討厭的副產(chǎn)物。另外，通過本發(fā)明方法獲得的半導(dǎo)體層應(yīng)具有改進的電子性能。

這些目的通過在襯底上生產(chǎn)包含至少一種半導(dǎo)體金屬氧化物的層的本發(fā)明方法而實現(xiàn)，該方法至少包括以下步驟：

(A)在至少一種溶劑中制備包含所述至少一種金屬氧化物的至少一種前體化合物的溶液，所述前體化合物選自相應(yīng)金屬的具有至少三個碳原子的一元、二元或多元羧酸或者一元、二元或多元羧酸的衍生物的羧酸鹽，醇鹽，氫氧化物，氨基脲，氨基甲酸鹽，異羥肟酸鹽，異氰酸鹽，脒，氨基腙，脲衍生物，羥胺，肟，氨基甲酸酯，氨，胺，膦，銨化合物，疊氮化物，及其混合物，

(B)將來自步驟(A)的溶液施用至襯底上，和