Оксид р-типа, получение оксидной композиции р-типа, способ получения оксида р-типа, полупроводниковый прибор, индикаторное устройство, аппаратура воспроизведения изображения и система

Оксид р-типа, получение оксидной композиции р-типа, способ получения оксида р-типа, полупроводниковый прибор, индикаторное устройство, аппаратура воспроизведения изображения и система

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к оксиду р-типа, оксидной композиции р-типа, способу получения оксида р-типа, полупроводниковому прибору, аппаратуре воспроизведения изображения и системе. Кроме того настоящее изобретение в частности касается оксида р-типа, показывающего удельную электропроводность р-типа, производственной композиции для получения оксида р-типа, способа получения оксида р-типа, полупроводникового прибора, использующего оксид р-типа в активном слое, устройства отображения, имеющего в своем составе полупроводниковый прибор, аппаратуры воспроизведения изображения, использующей устройство отображения, и системы, включающей аппаратуру воспроизведения изображения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Развитие InGaZnO₄ (IGZO) тонкопленочных транзисторов (TFT) которые в аморфном состоянии имеют более высокую подвижность, чем Si, способствовало ускорению научно-исследовательских работ по получению оксидных полупроводников практически во всем мире. Однако почти все эти оксидные полупроводники были оксидными полупроводниками n-типа, в которых электроны служат в качестве носителей.

Если оксидный полупроводник р-типа, свойства которого сопоставимы с такими же свойствами, как у оксидного полупроводника n-типа, то становится доступным, возможное объединение оксидного полупроводника р-типа с оксидным полупроводником n-типа для образования p-n соединения, которое приводит, например, к диоду, оптическому датчику, фотоэлементу, LED и биполярному транзистору.

Оксидный полупроводник может быть превращен в полупроводник с широкой запрещенной энергетической зоной, что позволяет устройству, включающему полупроводник, быть прозрачным.

В активном матричном органическом EL дисплее, основной управляющей схемой является 2T1C схема, как показано на фиг. 7. В этом случае управляющий транзистор (полевой транзистор 20), который является транзистором n-типа, приводит к так называемому подключению стокового повторителя. Таким образом, связанное со временем изменение (особенно повышение напряжения) свойств органического EL устройства, заставляет рабочий режим, управляющего транзистора, перейти на другой рабочий режим с отличающимся напряжением затвора, что сокращает период ожидаемого срока службы дисплея. Это является причиной, по которой AM-OLED (активный матричный органический EL дисплей) еще не мог быть практически реален, поскольку использовал IGZO TFT, который имел высокую подвижность в качестве объединительной платы, а в настоящее время исключительно используется LTPS-TFT р-типа (низкотемпературный поликремневый тонкопленочный транзистор). В результате, высокоэффективный оксидный полупроводник р-типа продолжает оставаться очень желательным.

Было известно, начиная с 1950 года, что кристалл Cu₂O показывает удельную электропроводность р-типа (смотри, например, NPL 1). Этот кристалл базируется на O-Cu-О гантельной структуре, и в структуре гибридные орбитали Cu 3d и O 2p составляют вершину валентной области. Избыток кислорода сверх стехиометрии приводит к дырке в предшествующей валентной области, которая приводит к удельной электропроводности р-типа.

Примеры кристаллов, основанных на гантельной структуре, включают кристалл делафоссита, представленный следующей формулой: CuMO₂ (где M = Al, Ga или In) и кристалл SrCu₂O₂. Их оксиды должны иметь высокую степень кристалличности для того, чтобы показать удельную электропроводность р-типа. Так, например, только CuAlO₂, CuInO₂ и SrCu₂O₂, как сообщается, фактически показывают удельную электропроводность р-типа (смотри, например, NPL 2 до 4).

Одной из причин, почему трудно показать удельную электропроводность р-типа, является то, что валентностью Cu и количеством кислорода нельзя легко управлять. Кристаллическая фаза, содержащая Cu²⁺, например CuO, SrCuO₂ и SrCu₂O₃ часто загрязняется при попытке формирования единой фазы пленки, состоящей из оксида, содержащего Cu⁺, который имеет прекрасную степень кристалличности. Такая загрязненная пленка не может показывать прекрасную удельную электропроводность р-типа и ее свойствами нельзя легко управлять. Это означает, что свойства, такие как концентрация носителей и подвижность носителей, не могут быть оптимизированы, когда эти оксидные материалы р-типа используются для активного слоя в устройстве полупроводника.

Кроме того, был предложен делафоссит, содержащий оксид моновалентной Cu или Ag (смотри PTL 1). Однако предложенная выше технология, требует термической обработки при высокой температуре 500°C или более, которая не целесообразна.

Была предложена тонкая пленка с удельной электропроводностью р-типа, содержащая кристаллический SrCu₂O₂ (смотри PTL 2). В вышеупомянутой предложенной технологии тонкая пленка может быть сформирована при относительно низкой температуре 300°C. Однако тонкая пленка может показывать удельную электропроводность только до 4,8×10^-2 Sсм^-1, которая является недостаточной. Кроме того удельной электропроводностью нельзя соответствующим образом управлять.

Таким образом, предложенные вышеупомянутые технологии также не способны реально получить оксид р-типа и также не способны привести к получению р-окисидного материала, позволяющего соответствующее управление электропроводностью и показывающего достаточную удельную электропроводность.

Был предложен TFT,с использованием в качестве активного слоя оксидного материала р-типа, который имеет кристаллическую структуру делафоссита, содержащую моновалентные Cu или Ag (смотри PTL 3).

Однако, предложенная вышеупомянутая технология имела не раскрытую в достаточной мере информацию в отношении, например, свойств материала активного слоя, способа получения активного слоя и свойств транзистора.

Также был предложен TFT, с использованием в качестве активного слоя кристаллического Cu₂O (смотри NPL 5 и 6). Тем не менее, предложенные выше технологии, не могли достигнуть уровня фактически пригодного к использованию относительно, например, электронной дрейфовой подвижности и соотношения уровней (тока или напряжения) в состояниях включено-выключено TFT, потому что свойства активного слоя не могут в достаточной мере быть управляемыми.

То есть, предложенные выше технологии не способны легко управлять различными свойствами, такими как концентрация носителя оксидного материала р-типа, а также не обеспечивают подходящие свойства для использования в устройстве.

В заключение: ни практичный, ни полезный оксидный материал р-типа не был найден.

Соответственно, все еще существует необходимость обеспечить: оксид р-типа, свойства которого сопоставимы с подобными свойствами оксидов n-типа; оксидную р-типа производственную композицию для получения оксида р-типа; способ получения оксида р-типа; полупроводниковое устройство, использующее оксид р-типа в активном слое; отображающее устройство, включающее полупроводниковый элемент; аппаратуру воспроизведения изображения, использующую дисплей, и систему, включающую аппаратуру воспроизведения изображения.

Перечень ссылок

Патентная литература

PTL 1: Japanese Patent Application Laid pen (JP-A) No. 11-278834

PTL 2: JP-A No. 2000-150861

PTL 3: JP-A No. 2005-183984

Непатентная литература

NPL 1: J. Bloem, Обсуждение некоторых оптических и электрических свойства Cu₂O, Philips Research Reports, VOL. 13, 1958, pp. 167-193

NPL 2: H. Kawazoe, et al., Электропроводность р-типа в прозрачных тонких пленках CuAlO₂, Nature, VOL. 389, 1997, pp. 939-942

NPL 3: H. Yanagi, et al., Биполярность в электропроводности прозрачных полупроводниковых оксидах CuInO₂ со структурой делафоссита, Applied Physics Letters, VOL. 78, 2001, pp. 1583-1585

NPL 4: A. Kudo, three others, SrCu₂O₂: Проводящий оксид р-типа с широкой запрещенной зоной, Applied Physics Letters, VOL. 73, 1998, pp. 220-222

NPL 5: E. Fortunato, eight others, Тонкослойные транзисторы на основе тонких пленок Cu₂O р-типа, полученных при комнатной температуре, Applied Physics Letters, VOL. 96, 2010, pp. 192102

NPL 6: K. Matsuzaki, five others, Эпитаксиальный рост тонких пленок Cu₂O высокой подвижности и применение в p-канальном тонкопленочном транзисторе. Applied Physics Letters, VOL. 93, 2008, pp. 202107.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая проблема

Настоящее изобретение направлено на решение вышеупомянутых существующих проблем и достижения последующей цели исследования. В частности, целью настоящего изобретения является обеспечение: нового оксида р-типа, производимого при относительно низкой температуре и в реальных условиях, способного проявлять отличные свойства, то есть, достаточную удельную электропроводность; управления удельной электропроводностью с помощью регулирования композиционного соотношения; оксидной р-типа производственной композиции для получения оксида р-типа; способа получения оксида р-типа; полупроводникового устройства, использующего оксид р-типа в активном слое; отображающего устройства, имеющего полупроводниковый элемент; аппаратуры воспроизведения изображения, использующей отображающее устройство; и системы, включающей аппаратуру воспроизведения изображения.

Решение проблемы

Средства для решения вышеупомянутых существующих проблем являются следующими.

<1> Оксид р-типа,

где оксид р-типа является аморфным и представлен следующей композиционной формулой: xAO·yCu₂O, в которой x - обозначает мольную долю AO, y - обозначает мольную долю Cu₂O, x и y удовлетворяют следующим условиям: 0≤x<100 и x+y=100, и A является любым из Mg, Ca, Sr и Ba или смеси, содержащей по меньшей мере, один элемент, отобранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Sr и Ba.

<2> Композиция для производства оксида р-типа, включающая:

растворитель;

Cu-содержащее соединение; и

соединение, содержащее, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Sr и Ba,

где производственная композиция оксида р-типа предназначается для получения оксида р-типа в соответствии с <1>.

<3> Способ получения оксида р-типа в соответствии с <1> включающий:

нанесение композиции на подложку; и

термообработку композиции после нанесения,

где композиция включает растворитель, Cu-содержащее соединение, и соединение, содержащее, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Sr и Ba.

<4> Полупроводниковое устройство, включающее:

активный слой,

где активный слой включает оксид р-типа в соответствии с <1>.

<5> Полупроводниковое устройство в соответствии с <4>, дополнительно включающее:

первый электрод; и

второй электрод,

где полупроводниковое устройство является диодом, в котором активный слой формируется между первым электродом и вторым электродом.

<6> Полупроводниковое устройство в соответствии с <4>, дополнительно включающее:

электрод затвора, сформированный для приложения напряжения затвора;

электрод истока и электрод стока, которые сформированы для извлечения электрического тока; и

изолирующий слой затвора,

где полупроводниковое устройство является полевым транзистором, в котором активный слой формируется между электродом истока и электродом стока, и изолирующий слой затвора формируется между электродом затвора и активным слоем.

<7> Устройство отображения, включающее:

световое регулирующее устройство, сформированное для управления выходом света, на основе управляющего сигнала; и

управляющую схему, содержащую полупроводниковое устройство в соответствии с <4> и сформированное для управления световым регулирующим устройством.

<8> Устройство отображения в соответствии с <7>, где световое регулирующее устройство включает органическое электролюминесцентное устройство или электрохромное устройство.

<9> Устройство отображения в соответствии с <7>, где световое управляющее устройство включает жидкокристаллическое устройство, электрофоретическое устройство или электросмачиваемое (на основе технологии электросмачивания) устройство.

<10> Аппаратура воспроизведения изображения, включающая:

множество отображающих устройств в соответствии с <7>, которые скомпонованы в матричной форме и каждое содержит полевой транзистор;

множество монтажных схем, сформированных для индивидуального приложения напряжения затвора и напряжения сигнала к полевым транзисторам устройств отображения; и

управляющая аппаратура отображения, сформированная для индивидуального управления напряжением затвора и напряжением сигнала в полевых транзисторах через монтажные схемы на основе данных изображения,

где аппаратура воспроизведения изображения сформирована, чтобы воспроизвести изображение на основе данных изображения.

<11> Система, включающая:

аппаратуру воспроизведения изображения в соответствии с <10>; и

аппаратуру генерации данных изображения, сформированную для создания данных изображения, основанных на информации об изображении для воспроизведения и вывода видеоинформации на экран аппаратуры воспроизведения изображения.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение может решить вышеупомянутые существующие проблемы и обеспечить: новый оксид р-типа, способный показывать отличное свойство, то есть, достаточную удельную электропроводность, производимый при относительно низкой температуре и в реальных условиях, позволяющий управлять удельной электропроводностью с помощью регулирования композиционного соотношения; производственную композицию оксида р-типа для получения оксида р-типа; способ получения оксида р-типа; полупроводниковое устройство, использующее оксид р-типа в активном слое; устройство отображения, включающее полупроводниковое устройство, аппаратуру воспроизведения изображения, использующую устройство отображения; и систему, включающую аппаратуру воспроизведения изображения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фигуре 1 представлен схематичный структурный вид одного примерного диода.

На фигуре 2 представлен схематичный структурный вид одного примерного полевого транзистора верхнего контакта/нижнего затвора.

На фигуре 3 представлен схематичный структурный вид одного примерного полевого транзистора нижнего контакта/нижнего затвора.

На фигуре 4 представлен схематичный структурный вид одного примерного полевого транзистора верхнего контакта/верхнего затвора.

На фигуре 5 представлен схематичный структурный вид одного примерного полевого транзистора нижнего контакта/верхнего затвора.

На фигуре 6 представлен пояснительный вид аппаратуры воспроизведения изображения на экране.

На фигуре 7 представлен пояснительный вид одного устройства отображения настоящего изобретения.

На фигуре 8 представлен схематический структурный вид одного примерного относительного положения между органическим EL устройством и полевым транзистором в устройстве отображения, где стрелка указывает направление, в котором испускается свет.

На фигуре 9 представлен схематический структурный вид другого примерного относительного положения между органическим EL устройством и полевым транзистором в устройстве отображения, где стрелка указывает направление, в котором испускается свет.

На фигуре 10 представлен схематический структурный вид одного примерного органического EL устройства, где стрелка указывает направление, в котором испускается свет.

На фигуре 11 представлен пояснительный вид управляющей аппаратуры воспроизводящего устройства.

На фигуре 12 представлен пояснительный вид жидкокристаллического дисплея, где Y0 ... Ym-1 являются линиями данных, и X0 ...Xn-1 являются сканирующими линиями.

На фигуре 13 представлен пояснительный вид отображающего устройства фигуры 12.

На фигуре 14 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 1.

На фигуре 15 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 3.

На фигуре 16 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 7.

На фигуре 17 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 9.

На фигуре 18 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 12.

На фигуре 19 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 14.

На фигуре 20 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 15.

На фигуре 21 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 18.

На фигуре 22 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 24.

На фигуре 23 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 27.

На фигуре 24 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 30.

На фигуре 25 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 32.

На фигуре 26 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 35.

На фигуре 27 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 38.

На фигуре 28 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 40.

На фигуре 29 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 43.

На фигуре 30 иллюстрируется результат рентгеноструктурного анализа оксида р-типа согласно примеру 45.

На фигуре 31 иллюстрируется объемное удельное сопротивление оксидов р-типа (xMgO·yCu₂O) согласно примерам от 1 до 11.

На фигуре 32 иллюстрируется объемное удельное сопротивление оксидов р-типа (xMgO·yCu₂O) согласно примерам от 12 до 22.

На фигуре 33 иллюстрируется объемное удельное сопротивление оксидов р-типа (xMgO·yCu₂O) согласно примерам от 23 до 34.

На фигуре 34 иллюстрируется объемное удельное сопротивление оксидов р-типа (xMgO·yCu₂O) согласно примерам от 35 до 44.

На фигуре 35 иллюстрируются TV характеристики диода, полученного в примере 50.

На фигуре 36 представлена микрофотография части канала полевого транзистора, полученного в примере 52.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(Оксид р-типа, производственная композиция оксида р-типа и способ получения оксида р-типа)

<Оксид р-типа>

Оксид р-типа настоящего изобретения является аморфным и представлен композиционной формулой: xAO·yCu₂O в которой x - обозначает мольную долю AO, y - обозначает пропорцию молей Cu₂O и удовлетворяют следующим условиям : 0≤x<100 и x+y=100, A является любым одним из Mg, Ca, Sr и Ba или смесью, содержащей, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Sr и Ba.

Оксид р-типа может показывать удельную электропроводность р-типа, где дырки служат носителем, несмотря на аморфность оксида р-типа. Кроме того, оксид р-типа может быть получен с подходящими свойствами в зависимости от поставленной задачи путем непрерывного изменения его композиционного отношения (x, y), позволяющего управлять в широком диапазоне удельной электропроводностью оксида, что обусловлено его аморфной структурой.

Традиционно считалось, что у оксидов одновалентной Cu (или Ag) валентная зона, состоящая из гибридной орбитали Cu 3d и O 2p, имеет сильную орбитальную анизотропию и, таким образом, оксид должен быть кристаллическим для того, чтобы показывать удельную электропроводность р-типа. В этом смысле оксидный полупроводник n-типа очень отличается от оксидов вышеупомянутой одновалентной Cu (или Ag), потому что зона проводимости оксида металла с большой удельной массой n-типа состоит из изотропной s-орбитали. Однако авторы настоящего изобретения нашли, что оксид Cu может обладать удельной электропроводностью р-типа, несмотря на аморфность оксида. В составе композиции только SrCu₂O₂ и BaCu₂O₂ представлены в виде кристаллической фазы. Удельной электропроводностью этих кристаллов трудно управлять.

Таким образом, оксид р-типа настоящего изобретения может широко изменяться в композиции, которая отличается от оксида р-типа, содержащего кристаллы Cu. В частности, очень выгодно, что плотностью состояния d-p гибридного уровня и удельной электропроводностью можно управлять в широком диапазоне, потому что химическую разновидность и количество A (Mg, Са, Sr и/или Ва), который является противоионом Cu, можно свободно выбирать.

Кроме того, обычные Cu-содержащие оксиды, р-типа являются кристаллическими, в то время как оксид р-типа настоящего изобретения является аморфным. Поэтому, оксид р-типа настоящего изобретения имеет преимущество в том, что переменность в свойствах за счет неравной кристалличности не будет происходить, в соответствии с чем, однородная пленка настоящего изобретения может быть получена.

Следует отметить, что оксид р-типа в основном состоит из аморфного оксида, представленного следующей композиционной формулой: хАО·yC₂O, в которой х- обозначает долю молей АО и у- обозначает долю молей Cu₂O и удовлетворяет следующим условиям: 0≤х<100 и х+у=100, только небольшое количество мелких кристаллических частиц может присутствовать в оксиде р-типа, при условии, что они не будут оказывать почти никакого влияния на

полупроводниковые свойства. Фраза "только небольшое количество" означает, что имеющееся количество не приводит к перколяции тонких кристаллических частиц и составляет приблизительно 15% по объему или менее.

A - включает Mg, Ca, Sr и/или Ba. То есть, A - может быть любым одним из Mg, Ca, Sr и Ba, или смесью любых двух - четырех из Mg, Ca, Sr и Ba.

A - в оксиде р-типа может быть легирован, например, Rb или Cs.

Электрические свойства оксида р-типа зависят от химических разновидностей A и мольного отношения A к Cu (то есть, значений x и y). Оксидная пленка настоящего изобретения может применяться в различных полупроводниковых устройствах, но свойство, которое требуются для полупроводникового устройства (то есть, удельное сопротивление) обычно варьируется в зависимости от типа и свойства полупроводникового устройства. Соответственно, химические соединения A и мольное отношение A к Cu (то есть, значения x и y) могут быть соответственно отобраны в зависимости от намеченной цели, однако, когда объемное удельное сопротивление оксидной пленки составляет более чем 10⁸ Ωcм, омический контакт не может легко сформироваться для соединения с электродом, который не может фактически быть целесообразным в некоторых случаях. Для того, чтобы объемное удельное сопротивление составляло 10⁸ Ωсм или менее, в случае, когда композиционной формулой: xAO·yCu₂O является xMgO·yCu₂O, x- должен составлять предпочтительно менее чем 80. В случае, когда композиционной формулой: xAO·yCu₂O является xCaO·yCu₂O, x -должен составлять предпочтительно менее чем 85. В случае, когда композиционной формулой: xAO·yCu₂O является xSrO·yCu₂O, x -должен составлять предпочтительно менее чем 85. В случае, когда композиционной формулой: xAO·yCu₂O является xBaO·yCu₂O, x - должен составлять предпочтительно менее чем 75.

Форма оксида р-типа особенно не ограничена и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Например, оксид р-типа может быть в виде пленки или зерен (частицы).

Оксид р-типа пригоден в качестве активного слоя р-типа для полупроводникового устройства, такого, как диод p-n перехода, PIN фотодиод, полевой транзистор, светоизлучающее устройство и фотоэлектрический преобразователь.

Способ получения оксида р-типа является предпочтительно способом получения оксида р-типа настоящего изобретения с использованием оксидной производственной композиции р-типа настоящего изобретения, описанной ниже.

Другие способы получения оксида р-типа особенно не ограничены и могут соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Их примеры включают: способ напыления, способ импульсного лазерного осаждения (PLD), способ CVD и способ ALD.

<ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПОЗИЦИЯ ОКСИДА Р-ТИПА>

Производственная композиция оксида р-типа содержит, по меньшей мере, растворитель, Cu-содержащее соединение и соединение, содержащее Mg, Ca, Sr и/или Ba; и по необходимости дополнительно может содержать другие компоненты.

Оксидная р-типа производственная композиция является композицией, используемой для получения оксида р-типа настоящего изобретения.

"Растворитель"

Растворитель особенно не ограничен и может быть соответственно отобран в зависимости от намеченной цели. Его примеры включают толуол, ксилол, 2-этилгексановую кислоту, ацетилацетон, этиленгликоль и 2-метоксиэтанол.

Растворители, такие как диэтиленгликоль и диметилформамид, могут использоваться для придания желаемых свойств, таких как вязкоупругость и диэлектрические свойства оксидной р-типа производственной композиции.

Растворители могут использоваться сами по себе или в комбинации.

Количество растворителя в оксидной р-типа производственной композиции особенно не ограничено и может быть соответственно отобрано в зависимости от намеченной цели.

"Cu-содержащее соединение"

Медь в оксиде р-типа является одновалентной, но Cu в Cu-содержащем соединении в этом не ограничена. Соединение, содержащее медь, может соответственно быть отобрано в зависимости от намеченной цели. Примеры такого соединения включают: органические карбоксилаты меди, такие как медь (II) неодеканоат; органические комплексы меди, такие как медь (II) фталоцианин и медь (I) фенилацетиленид; алкоксиды меди, такие как медь (II) диэтоксид; и неорганические соли меди, такие как медь(II) сульфат и медь (I) ацетат.

Среди них, в случае, когда оксидную р-типа производственную композицию получают в неполярных растворителях, органические карбоксилаты меди являются предпочтительными и медь (II) неодеканоат более предпочтительна в плане стабильности. В случае, когда р-типа оксидную производственную композицию получают в полярных растворителях, предпочтительны неорганические соли меди, и сульфат меди (II) более предпочтителен в плане растворимости.

Количество Cu-содержащего соединения, содержащегося в оксидной р-типа производственной композиции, особенно не ограничено и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели.

"Соединение, содержащее Mg, Ca, Sr и/или Ba"

Соединение, содержащее Mg, Ca, Sr и/или Ba, особенно не ограничено и может соответственно быть отобрано в зависимости от намеченной цели.

Их примеры включают карбоксилаты, органические комплексы металлов, алкоксиды металлов и неорганические соли, содержащие Mg Ca, Sr и/или Ba.

Среди них в случае, когда оксидную производственную композицию р-типа получают в неполярном растворителе, предпочтительны органические карбоксилаты; магний 2-этилгексаноат, кальций 2-этилгексаноат, стронций 2-этилгексаноат и барий 2-этилгексаноат более предпочтительны с точки зрения растворимости. В случае, когда р-типа оксидную производственную композицию получают в полярных растворителях, предпочтительны неорганические соли; нитрат магния, нитрат кальция, хлорид стронция, и хлорид бария более предпочтительны с точки зрения растворимости.

Оксидная р-типа производственная композиция настоящего изобретения пригодна в качестве исходного раствора, используемого для получения оксида р-типа, который обладает прекрасной удельной электропроводностью. Она характеризуется тем, что Cu в оксиде р-типа одновалентна, но Cu в Cu-содержащем соединении, включенном в оксидую производственную композицию р-типа, этим не ограничена и предпочтительно двухвалентная. Когда Cu в Cu-содержащем соединении двухвалентная, то Cu в оксидной р-типа производственной композиции также двухвалентная, следовательно, отношение числа атомов Cu к числу кислородных атомов в р-типа оксидной производственной композиции составляет 1:1. Однако, Cu в оксиде р-типа (xAO·yCu₂O), полученном из этих составляющих, является одновалентной, поэтому отношение числа атомов Cu к числу атомов кислорода составляет 2:1 в оксиде р-типа. Оксидная р-типа производственная композиция имеет избыточное количество кислородных атомов относительно атомов Cu при производстве оксида р-типа. Такая оксидная р-типа производственная композиция приводит к получению оксида р-типа, у которого имеется большое количество кислорода, чтобы, тем самым, подавлять компенсацию носителей за счет кислородных дефектов. Поэтому, может быть получен оксид р-типа с высокой концентрацией дырок, который обладает прекрасной р-типа удельной электропроводностью.

В оксидной р-типа производственной композиции состав металлических элементов и соотношение растворителей в смеси может широко варьироваться и, следовательно, таким образом, можно их регулировать в зависимости от способа получения оксида р-типа и предполагаемого использования, описанных ниже.

"Способ получения оксида р-типа"

Способ получения оксида р-типа настоящего изобретения включает, по меньшей мере, стадию нанесения и стадию термической обработки, и, по мере необходимости, дополнительно включает другие стадии.

"Стадия нанесения"

Стадия нанесения особенно не ограничена и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели, при условии, что она представляет собой стадию нанесения композиции на подложку.

Композиция является оксидной р-типа производственной композицией настоящего изобретения.

Подложка особенно не ограничена и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Пример такового включает стеклянную подложку.

Способ нанесения композиции особенно не ограничен и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Например, могут применяться существующие способы, такие как способ нанесения покрытия центрифугированием, способ струйной печати, щелевой способ нанесения покрытия, способ нанесения покрытия с помощью печатающей форсунки, способ глубокой печати и микро-контактный способ печати. Среди них, способ нанесения покрытия центрифугированием является предпочтительным в случае, когда пленку, имеющую однородную толщину, требуется без труда получить на большой площади. Использование соответствующих условий печати и способов печати, таких как способ струйной печати и микро-контактный способ печати, позволяют выбрать состав для печати в желаемой форме без необходимости последующей стадии структурирования.

"Стадия термической обработки"

Стадия термической обработки особенно не ограничена и может соответственно быть выбрана в зависимости от намеченной цели, при условии, что стадия термической обработки осуществляется после стадии нанесения, тем самым, способствуя высыханию растворителя, содержавшегося в композиции, разложению Cu-содержащего соединения, разложению соединения, содержащего Mg, Ca, Sr и/или Ba, и получению оксида р-типа.

В стадии термической обработки сушка растворителя, содержащегося в композиции (в дальнейшем может называться как "стадия сушки"), предпочтительно выполнена при различной температуре: от разложения Cu-содержащего соединения, от разложения соединения, содержащего Mg, Ca, Sr и/или Ba, и от получения оксида р-типа (в дальнейшем может называться как "стадия разложения и получения"). Таким образом, предпочтительно, чтобы температуру после сушки растворителя повышали, и затем разлагали Cu-содержащее соединение, разлагали соединение, содержащее Mg, Ca, Sr и/или Ba, и получали оксид р-типа.

Температура стадии сушки особенно не ограничена и может соответственно выбираться в зависимости от содержащегося растворителя. Она составляет, например, от 80°C до 180°C. Может эффективно применяться вакуумная печь для понижения температуры стадии сушки.

Период стадии сушки особенно не ограничен и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Он составляет, например, от 10 минут до 1 часа.

Температура стадии разложения и получения особенно не ограничена и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Она составляет, например, от 200°C до 400°C.

Период стадии разложения и получения особенно не ограничен и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Он составляет, например, от 1 часа до 5 часов.

В стадии термической обработки стадия разложения и получения может быть выполнена одновременно или может быть разделена на несколько стадий.

Способ проведения стадии термической обработки особенно не ограничен и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели. Например, подложка может быть нагрета.

Атмосфера, в которой проводится стадия термической обработки особенно не ограничена, и может быть соответственно выбрана в зависимости от намеченной цели, но предпочтительно это кислородная атмосфера. Проведение термической обработки в условиях кислородной атмосферы позволяет быстро проводить удаление продукта разложения из системы и позволяет понизить количество дефектов в полученном оксиде р-типа.

На стадии термической обработки композицию, которая была высушена, подвергают действию ультрафиолетового излучения, имеющего длину волны 400 нм или менее, что является эффективным средством для активизации реакций в стадии разложения и получения. Проведение воздействия ультрафиолетового излучения, имеющего длину волны 400 нм или менее, обеспечивает более эффективное получение оксида р-типа, потому что ультрафиолетовое излучение разрушает химическую связь между органическими веществами, содержащимися в композиции и, тем самым, способствует разложению органического вещества.

Воздействие ультрафиолетового излучения, имеющего длину волны 400 нм или менее, особенно не ограничено и может соответственно быть выбранным в зависимости от намеченной цели. Пример такового включает воздействие ультрафиолетового излучения эксимерной лампы, имеющего длину волны излучения 222 нм.

Вместо или в дополнение к ультрафиолетовому излучению может быть предпочтительно выполнена обработка озоном. Получение оксида активизируется при обработке озоном композиции, которая была высушена.

В способе получения оксида р-типа настоящего изобретения, оксид р-типа получают посредством процесса, осуществляемого в среде растворителя. Поэтому оксид р-типа может быть получен легче, в больших количествах и с меньшими затратами, чем оксид р-типа, полученный с помощью вакуумного процесса.

Кроме того, с помощью способа получения оксида р-типа настоящего изобретения можно получать оксид р-типа, который обладает прекрасной удельной электропроводностью р-типа. В способе получения оксида р-типа настоящего изобретения композиция, используемая для этого, предпочтительно содержит Cu-содержащее соединение, в котором медь двухвалентна. В этом случае, медь в композиции является двухвалентной и отношение числа атомов Cu к числу кислородных атомов в композиции, поэтому составляет 1:1.

Однако Cu в оксиде р-типа, полученном из композиции, является одновалентной, таким образом и отношение числа атомов Cu к числу кислородных атомов в оксиде р-типа составляет 2:1. Композиция имеет избыток кислородных атомов относительно атомов Cu при получении оксида р-типа. Такая композиция приводит к оксиду р-типа, у которого имеется большое количество кислорода, чтобы, таким образом, подавлять возникновение электронов за счет кислородного дефекта. Поэтому можно получать оксид р-типа с высокой концентрацией дырок, который обладает прекрасной удельной электропроводностью р-типа.

"Полупроводниковое устройство"

Полупроводниковое устройство настоящего изобретения включает, по меньшей мере, активный слой, и при необходимости дополнительно включает другие элементы.

"Активный слой"

Активный слой особенно не ограничен и может соответственно выбираться в зависимости от намеченной цели, при условии, что он содержит оксид р-типа настоящего изобретения.

Упомянутый выше, оксид р-типа настоящего изобретения соответственно содержится в активном слое полупроводникового устройства, поскольку он может обеспечивать желаемые свойства в зависимости от поставленной цели посредством регулирования его состава. Таким образом, когда оксид р-типа, имеющий оптимизированные свойства, находится в активном слое, то полупроводниковое устройство улучшает свои соответствующие показатели.

Форма, структура и