[发明专利]半导体薄膜的形成方法以及电子设备的制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2008年9月26日向日本专利局提交的日本优先 权专利申请JP 2008-247636所涉及的主题，其全部内容结合于此作 为参考。

技术领域

本发明涉及半导体薄膜的形成方法和使用半导体薄膜的形成 方法来制造电子设备的方法。

背景技术

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微粒形成的半导体 薄膜的物理特性。与诸如硅的无机材料相比，由作为起始材料的半 导体微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机半导体颗粒构成的半导体层的技术。

发明内容

然而，已经发现，难以仅通过在基底上涂敷无机半导体颗粒的 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 造电子设备的方法。

根据本发明的一个实施方式，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 燥以形成半导体微粒层，以及(b)将半导体微粒层浸入溶液(可 以称为“半导体薄膜形成溶液”)中以形成半导体薄膜。

根据本发明的第一实施方式，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。

根据本发明的第二实施方式，制造电子设备的方法是制造两端 电子设备的方法，该两端电子设备包括(A)第一电极和第二电极 以及(B)由半导体薄膜构成并设置在第一电极和第二电极之间的 活性层。

在根据本发明的第一或第二实施方式的电子设备的制造方法 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 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(可以称为“半导体薄膜形成溶液”)中。

在通过根据本发明第一实施方式的电子设备的制造方法获得 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，电子设备可以被配置为 控制电极对应于栅电极、第一和第二电极对应于源/漏电极、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，并且可以由栅极电压和源/漏电极之间的电压来调节。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极和第二电极的偏压时，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使电流在第一电极和第二电极之间流动的光 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 向控制电极不施加或施加电压。当施加电压时，可以通过向控制电 极施加电压来调节流动电流。当电子设备被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任一个相同。