KR20140103612A - A method for fabricating aligned oxide semiconductor wire patterns and electronic devices with the same - Google Patents
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Abstract
증류수 또는 유기 용매에 산화물 반도체성 전구체 및 유기 고분자를 용해하여 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체(composite) 용액을 제공하는 단계; 기판으로부터 수직으로 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 용액을 적하하여 상기 기판 상에 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 정렬하는 단계; 상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 가열하여 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법을 제공한다. Dissolving an oxide semiconductor precursor and an organic polymer in distilled water or an organic solvent to provide a composite solution of an oxide semiconductor precursor / organic polymer; Aligning the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire on the substrate by dropping the solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex vertically from the substrate; And heating the aligned oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire to form a pattern of aligned oxide semiconductor wires.
Description
본 발명은 정렬된 형태의 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조 방법과 이를 이용한 전자소자들에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern in an aligned form and electronic devices using the same.
기존의 무기 반도체 나노와이어는 뛰어난 전기적 특성과 더불어 플렉서블 전자소자에 대한 요구와 함께, 그 이용 가치가 증가해왔다. 또한, 고이동도, 고집적도 등 나노 크기의 소재가 갖는 우수한 특성들로 인해 무기 반도체 나노와이어를 이용한 전자소자에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Conventional inorganic semiconductor nanowires, along with their excellent electrical properties and the demand for flexible electronic devices, have increased their utility value. In addition, due to the excellent properties of nano-sized materials such as high mobility and high integration, research on electronic devices using inorganic semiconductor nanowires is actively conducted.
상기 무기 반도체 나노와이어를 사용한 반도체를 만드는 가장 대표적인 방법으로 화학적 기상증착법을 이용해 기판 위에서 나노와이어를 성장시키는 방법이 사용되어 왔다. 상기 화학적 기상증착법을 통해 성장된 실리콘 나노와이어 또는 산화아연(ZnO) 나노와이어를 트랜지스터에 이용하면, 높은 전하이동도를 가지는 트랜지스터를 제작할 수 있다.As a representative method of fabricating semiconductors using inorganic semiconductor nanowires, a method of growing nanowires on a substrate by chemical vapor deposition has been used. When a silicon nano wire or a zinc oxide (ZnO) nanowire grown through the chemical vapor deposition method is used for a transistor, a transistor having a high charge mobility can be manufactured.
그러나 종래 공지된 화학적 기상증착법을 포함하여, 음극 산화알루미늄 템플릿 방법(anodic aluminum oxide template), 수열합성법(hydrothermal synthesis), 무전해 에칭법(electroless etching) 등의 공정들은 하기의 문제점들을 가진다.However, processes such as anodic aluminum oxide template, hydrothermal synthesis, electroless etching, etc., including the conventionally known chemical vapor deposition processes, have the following problems.
1) 무기 반도체 나노와이어를 활성층으로 포함하는 전자소자를 제조하기 위해서는 상기 나노와이어를 수평으로 눕혀야 하는데, 종래 공정을 통해 제조되는 나노와이어는 기판에 수직 방향으로 성장하기 때문에 나노와이어를 기판에서 분리하여 분산시키는 별도의 공정이 필요하게 된다. 이 과정에서 나노와이어가 불규칙적으로 퍼지게 되므로, 고집적된 대면적의 나노와이어 소자 어레이의 제작이 불가능하다.1) In order to manufacture an electronic device including an inorganic semiconductor nanowire as an active layer, the nanowire must be laid horizontally. Since the nanowire grown through a conventional process grows in a direction perpendicular to the substrate, the nanowire is separated from the substrate So that a separate process for dispersing them is required. In this process, the nanowires spread irregularly, making it impossible to fabricate a highly integrated large-area nanowire device array.
2) 기판에 대해 수평으로 눕혀진 나노와이어를 포함하는 소자를 제작하기 위해서는 전극을 증착해야 하는데, 나노와이어의 크기가 매우 작고 불규칙적이기 때문에 전자빔 증착(E-beam evaporation)이라는 고가의 장비를 사용해야 한다. 또한, 개개의 나노와이어에 대하여 직접 전극을 증착시킬 위치를 설정해야 하기 때문에 나노와이어를 포함하는 전자 소자를 대량 생산하기에는 적합하지 않다.2) In order to fabricate a device including nanowires that are laid horizontally with respect to the substrate, an electrode must be deposited. Since the size of the nanowire is very small and irregular, expensive equipment such as E-beam evaporation should be used . Further, since it is necessary to set a position for directly depositing electrodes on individual nanowires, it is not suitable for mass production of electronic devices including nanowires.
따라서, 무기 반도체 나노와이어의 위치 및 방향을 정확히 조절하여, 제조시간을 절감하여 대량생산에 적합한 무기 반도체 나노와이어를 포함하는 전자 소자의 제조방법이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need for a method of manufacturing an electronic device including an inorganic semiconductor nanowire suitable for mass production by precisely adjusting the position and direction of the inorganic semiconductor nanowire and reducing manufacturing time.
하기 문헌은 본 발명의 참고문헌들이다. The following references are the references of the present invention.
[1] H.-S. Lee et al., Biosensors and Bioelectronics, 24 1801-1805 (2009). [1] H.-S. Lee et al., Biosensors and Bioelectronics, 24: 1801-1805 (2009).
[2] X. Yang et al., Inorganic Chem. Commu. 7, 176-178 (2004). [2] X. Yang et al., Inorganic Chem. Commu. 7, 176-178 (2004).
[3] H. Wu, and W. Pan, J. Am. Ceram. Soc., 89, 699-701 (2006). [3] H. Wu, and W. Pan, J. Am. Ceram. Soc., 89, 699-701 (2006).
본 발명의 일 구현예는, 높은 속도 및 정확도로 산화물 반도체 와이어를 목적하는 방향 및 목적하는 수만큼 정렬할 수 있는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법을 제공한다. An embodiment of the present invention provides a method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern capable of aligning an oxide semiconductor wire in a desired direction and a desired number with high speed and accuracy.
본 발명의 일 구현예는, One embodiment of the present invention is a method
증류수 또는 유기 용매에 산화물 반도체성 전구체 및 유기 고분자를 용해하여 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체(composite) 용액을 제공하는 단계; Dissolving an oxide semiconductor precursor and an organic polymer in distilled water or an organic solvent to provide a composite solution of an oxide semiconductor precursor / organic polymer;
기판으로부터 수직으로 10 ㎛ 내지 20 ㎜ 떨어진 지점에서 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체 용액을 적하하여 상기 기판 상에 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 정렬하는 단계; Aligning the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire on the substrate by dropping a complex solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer at a
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 가열하여 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성하는 단계Heating the aligned oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire to form a pattern of aligned oxide semiconductor wires
를 포함하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern.
상기 산화물 반도체 와이어 패턴을 형성하는 단계는 100 ℃ 내지 900 ℃의 온도 하에서, 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 10 분 내지 24 시간 동안 가열하는 것을 포함할 수 있다. The step of forming the oxide semiconductor wire pattern may include heating the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire at a temperature of 100 ° C to 900 ° C for 10 minutes to 24 hours.
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계는 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터에 의하여 실시될 수 있다. 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터는, i) 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 수용하는 용액 저장 장치; ii) 상기 용액 저장 장치로부터 공급받은 용액을 토출하는 노즐 장치; iii) 상기 노즐에 고전압을 인가하는 전압 인가 장치; iv) 상기 기판을 고정시키는 콜렉터; v) 상기 콜렉터를 수평 방향으로 이동시키는 로봇 스테이지; vi) 상기 콜렉터를 수직방향으로 이동시키는 마이크로 거리 조절기; 및 vii) 상기 콜렉터를 지지(support)하는 석정반을 포함할 수 있다. The step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire may be performed by an electric field assisted robotic nozzle printer. The electric field assisted robotic nozzle printer comprises: i) a solution storage device for storing an oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution; ii) a nozzle device for discharging the solution supplied from the solution storage device; iii) a voltage applying device for applying a high voltage to the nozzle; iv) a collector for holding said substrate; v) a robot stage for moving the collector in a horizontal direction; vi) a micro-distance adjuster for moving the collector in a vertical direction; And vii) a lithotripter that supports the collector.
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계는 i) 상기 용액 저장 장치에 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 공급하는 단계; ii) 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 상기 전압 인가 장치를 통해 상기 노즐에 고전압을 인가하여 상기 노즐로부터 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 토출시키는 단계를 포함하며, 상기 노즐로부터 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 토출될 때, 기판이 놓여진 콜렉터를 수평방향으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다. The step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire comprises the steps of: i) supplying the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution to the solution storage device; ii) discharging the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution from the nozzle by applying a high voltage to the nozzle through the voltage application device of the electric field assisted robotic nozzle printer, And moving the collector on which the substrate is placed in a horizontal direction when the precursor / organic polymer composite solution is ejected.
상기 콜렉터와 노즐의 수직 거리는 10 ㎛ 내지 20 ㎜일 수 있다. The vertical distance between the collector and the nozzle may be 10 [mu] m to 20 [mu] m.
상기 기판은 절연 재료, 금속 재료, 탄소 재료 및 전도체와 절연막의 복합 재료 로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. The substrate may be selected from the group consisting of an insulating material, a metal material, a carbon material, and a composite material of a conductor and an insulating film.
상기 산화물 반도체성 전구체는 산화아연 전구체, 산화인듐 전구체, 산화주석 전구체, 산화갈륨 전구체, 산화텅스텐 전구체, 산화알루미늄 전구체, 산화티타늄 전구체, 산화바나듐 전구체, 산화몰리브데늄 전구체, 산화구리 전구체, 산화니켈 전구체, 산화철 전구체, 산화크롬 전구체, 산화비스무스 전구체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The oxide semiconductor precursor may be a zinc oxide precursor, an indium oxide precursor, a tin oxide precursor, a gallium oxide precursor, a tungsten oxide precursor, an aluminum oxide precursor, a titanium oxide precursor, a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, a copper oxide precursor, Precursors, iron oxide precursors, chromium oxide precursors, bismuth oxide precursors, and combinations thereof.
상기 산화아연 전구체는 수산화아연(Zn(OH)2), 아세트산아연(Zn(CH3COO)2), 아세트산아연수화물(Zn(CH3(COO)2·nH2O), 디에틸아연(Zn(CH3CH2)2), 질산 아연(Zn(NO3)2), 질산아연수화물(Zn(NO3)2·nH2O), 탄산아연 (Zn(CO3)), 아연아세틸아세토네이트(Zn(CH3COCHCOCH3)2), 아연아세틸아세토네이트수화물(Zn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The zinc oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ), zinc acetate (Zn (CH 3 COO) 2 ), zinc acetate hydrate (Zn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O) (CH 3 CH 2 ) 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ), zinc nitrate hydrate (Zn (NO 3 ) 2 .nH 2 O), zinc carbonate (Zn (CO 3 ) (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), zinc acetylacetonate hydrate (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화인듐 전구체는 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 아세트산인듐(In(CH3COO)2), 아세트산인듐수화물(In(CH3(COO)2·nH2O), 염화인듐(InCl, InCl2, InCl3), 질산인듐(In(NO3)3), 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 인듐아세틸아세토네이트(In(CH3COCHCOCH3)2), 인듐아세틸아세토네이트수화물(In(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The indium oxide precursor is indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), ethyl indium (In (CH 3 COO) 2 ), ethyl indium hydrate (In (CH 3 (COO) 2 · nH 2 O) chloride, indium (InCl, InCl 2, InCl 3 ), indium nitrate (In (NO 3) 3) , indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), indium acetylacetonate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), indium acetylacetonate hydrate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof. However, the present invention is not limited thereto.
상기 산화주석 전구체는 아세트산주석(Sn(CH3COO)2), 아세트산주석수화물(Sn(CH3(COO)2·nH2O), 염화주석(SnCl2, SnCl4), 염화주석수화물(SnCln·nH2O), 주석아세틸아세토네이트(Sn(CH3COCHCOCH3)2), 주석아세틸아세토네이트수화물(Sn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The tin oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of tin acetate (Sn (CH 3 COO) 2 ), tin acetate hydrate (Sn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O), tin chloride (SnCl 2 , SnCl 4 ), tin chloride n · nH 2 O), tin acetylacetonate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2), tin acetylacetonate hydrate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2 · nH 2 O) , and selected from the group consisting of But is not limited to this.
상기 산화갈륨 전구체는 질산갈륨(Ga(NO3)3), 질산갈륨수화물(Ga(NO3)3·nH2O), 갈륨아세틸아세토네이트(Ga(CH3COCHCOCH3)3), 갈륨아세틸아세토네이트수화물(Ga(CH3COCHCOCH3)3·nH2O), 염화갈륨(Ga2Cl4, GaCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The gallium oxide precursor is gallium nitrate (Ga (NO 3) 3) , gallium nitrate hydrate (Ga (NO 3) 3 · nH 2 O), gallium acetylacetonate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3), gallium acetylacetonate carbonate hydrate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O), gallium chloride (Ga 2 Cl 4, GaCl 3 ) , and may be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화텅스텐 전구체는 탄화텅스텐(WC), 텅스텐산분말(H2WO4), 염화텅스텐(WCl4, WCl6), 텅스텐아이소프로폭사이드(W(OCH(CH3)2)6), 텅스텐나트륨(Na2WO4), 텅스텐나트륨수화물(Na2WO4·nH2O), 텅스텐산암모늄((NH4)6H2W12O40), 텅스텐산암모늄수화물((NH4)6H2W12O40·nH2O), 텅스텐에톡사이드(W(OC2H5)6) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The tungsten oxide precursor is tungsten carbide (WC), tungsten acid powder (H 2 WO 4), chloride, tungsten (WCl 4, WCl 6), tungsten isopropoxide (W (OCH (CH 3) 2) 6), tungsten Sodium nitrate (Na 2 WO 4 ), tungsten sodium hydrate (Na 2 WO 4 .nH 2 O), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 .nH 2 O), tungsten ethoxide (W (OC 2 H 5 ) 6 ), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화알루미늄 전구체는 염화알루미늄(AlCl3), 질산알루미늄(Al(NO3)3), 질산알루미늄수화물(Al(NO3)3·nH2O), 알루미늄부톡사이드(Al(C2H5CH(CH3)O)) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The aluminum oxide precursors are aluminum chloride (AlCl 3), aluminum nitrate (Al (NO 3) 3) , aluminum nitrate hydrate (Al (NO 3) 3 · nH 2 O), aluminum butoxide (Al (C 2 H 5 CH (CH 3) O)), and it may be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화티타늄 전구체는 티타늄아이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4), 염화티타늄(TiCl4), 티타늄에톡사이드(Ti(OC2H5)4), 티타늄부톡사이드(Ti(OC4H9)4) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The titanium oxide precursor may be selected from the group consisting of titanium isopropoxide (Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 ), titanium chloride (TiCl 4 ), titanium ethoxide (Ti (OC 2 H 5 ) 4 ), titanium butoxide (OC 4 H 9) 4), and it may be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화바나듐 전구체는 바나듐아이소프로폭사이드(VO(OC3H7)3), 바나듐산암모늄(NH4VO3), 바나듐아세틸아세토네이트(V(CH3COCHCOCH3)3), 바나듐아세틸아세토네이트수화물(V(CH3COCHCOCH3)3·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The vanadium oxide precursor, vanadium isopropoxide (VO (OC 3 H 7) 3), vanadium ammonium (NH 4 VO 3), vanadium acetylacetonate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3), vanadium acetylacetonate monohydrate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O) , and may be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화몰리브데늄 전구체는 몰리브데늄아이소프로폭사이드(Mo(OC3H7)5), 염화몰리브데늄아이소프로폭사이드(MoCl3(OC3H7)2), 몰리브데늄산암모늄((NH4)2MoO4), 몰리브데늄산암모늄수화물((NH4)2MoO4·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Denyum the oxidized molybdenum denyum precursors include molybdenum isopropoxide (Mo (OC 3 H 7) 5), chloride molybdate denyum isopropoxide (MoCl 3 (OC 3 H 7 ) 2), molybdenum having nyumsan ammonium (NH 4 ) 2 MoO 4 ), ammonium molybdodenate hydrate ((NH 4 ) 2 MoO 4 .nH 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화구리 전구체는 염화구리(CuCl, CuCl2), 염화구리수화물(CuCl2·nH2O), 아세트산구리(Cu(CO2CH3),Cu(CO2CH3)2), 아세트산구리수화물(Cu(CO2CH3)2·nH2O), 구리아세틸아세토네이트(Cu(C5H7O2)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 질산구리수화물(Cu(NO3)2·nH2O), 브롬화구리(CuBr, CuBr2), 구리탄산염(CuCO3·Cu(OH)2), 황화구리(Cu2S, CuS), 구리프탈로시아닌(C32H16N8Cu), 구리트리플로로아세테이트(Cu(CO2CF3)2), 구리아이소부티레이트 (C8H14CuO4), 구리에틸아세토아세테이트 (C12H18CuO6), 구리2-에틸헥사노에이트 ([CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2Cu), 불화구리 (CuF2), 포름산구리수화물 ((HCO2)2Cu?H2O), 구리글루코네이트 (C12H22CuO14), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5HF6O2)2), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트수화물 (Cu(C5HF6O2)2?H2O), 구리메톡사이드 (Cu(OCH3)2), 구리네오데카노에이트 (C10H19O2Cu), 과염소산구리수화물 (Cu(ClO4)2ㆍ6H2O), 황산구리 (CuSO4), 황산구리수화물 (CuSO4?H2O), 주석산구리수화물 ([-CH(OH)CO2]2Cu?H2O), 구리트리플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5H4F3O2)2), 구리트리플로로메탄설포네이트 ((CF3SO3)2Cu), 테트라아민구리황산염수화물 (Cu(NH3)4SO4?2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The copper oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of copper chloride (CuCl, CuCl 2 ), copper chloride hydrate (CuCl 2 .nH 2 O), copper acetate (Cu (CO 2 CH 3 ), Cu (CO 2 CH 3 ) 2 ) (Cu (CO 2 CH 3) 2 · nH 2 O), copper acetyl acetonate (Cu (C 5 H 7 O 2) 2), copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , copper nitrate hydrate (Cu (NO 3) 2 · nH 2 O) , copper bromide (CuBr, CuBr 2), copper carbonate (CuCO 3 · Cu (OH) 2), copper sulfide (Cu 2 S, CuS), copper phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 (Cu (CO 2 CF 3 ) 2 ), copper isobutyrate (C 8 H 14 CuO 4 ), copper ethyl acetoacetate (C 12 H 18 CuO 6 ), copper 2-ethylhexano ([CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) CO 2 ] 2 Cu), copper fluoride (CuF 2 ), formic acid copper hydrate ((HCO 2 ) 2 Cu? H 2 O), copper gluconate (C 12 H 22 CuO 14) , a copper-hexahydro flow acetylacetonate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2), copper-hexahydro Floro acetylacetonate monohydrate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2? H 2 O), Lee methoxide (Cu (OCH 3) 2) , copper neodecanoate (C 10 H 19 O 2 Cu ), perchlorate, copper hydrate (Cu (ClO 4) 2 and 6H 2 O), copper sulfate (CuSO 4), copper sulfate hydrate (CuSO 4 H 2 O?) , tartaric acid copper hydrate (? [- CH (OH) CO 2] 2 Cu H 2 O), with a copper triple acetylacetonate (Cu (C 5 H 4 F 3 O 2) 2 ), copper triflouromethanesulfonate ((CF 3 SO 3 ) 2 Cu), tetraamine copper sulfate hydrate (Cu (NH 3 ) 4 SO 4 -2 O), and combinations thereof But is not limited thereto.
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상기 산화니켈 전구체는 염화니켈(NiCl2), 염화니켈수화물(NiCl2·nH2O), 아세트산니켈수화물(Ni(OCOCH3)2·4H2O), 질산니켈수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 니켈아세틸아세토네이트(Ni(C5H7O2)2), 수산화니켈(Ni(OH)2), 니켈프탈로시아닌(C32H16N8Ni), 니켈탄산염수화물(NiCO3 ·2Ni(OH)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The nickel oxide precursor of nickel chloride (NiCl 2), nickel chloride hydrate (NiCl 2 · nH 2 O) , nickel acetate hydrate (Ni (OCOCH 3) 2 · 4H 2 O), nickel nitrate hydrate (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O), nickel acetylacetonate (Ni (C 5 H 7 O 2) 2), nickel hydroxide (Ni (OH) 2), nickel phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 Ni ), nickel carbonate monohydrate (NiCO 3 · 2Ni (OH) 2 · nH 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
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상기 산화철 전구체는 아세트산철(Fe(CO2CH3)2), 염화철(FeCl2, FeCl3), 염화철수화물(FeCl3·nH2O), 철아세틸아세토네이트(Fe(C5H7O2)3), 질산철수화물(Fe(NO3)3·9H2O), 철프탈로시아닌(C32H16FeN8), 철옥살레이트수화물(Fe(C2O4)·nH2O, Fe2(C2O4)3·6H2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The iron oxide precursor is iron acetate (Fe (CO 2 CH 3) 2), iron chloride (FeCl 2, FeCl 3), ferric chloride hydrate (FeCl 3 · nH 2 O) , iron acetylacetonate (Fe (C 5 H 7 O 2 3) 3), nitric acid withdrawal cargo (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O), iron phthalocyanine (C 32 H 16 FeN 8) , cheolok live hydrate (Fe (C 2 O 4) · nH 2 O, Fe 2 (C 2 O 4 ) 3 .6H 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
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상기 산화크롬 전구체는 염화크롬(CrCl2, CrCl3), 염화크롬수화물(CrCl3·nH2O), 크롬카바이드(Cr3C2), 크롬아세틸아세토네이트(Cr(C5H7O2)3), 질산크롬수화물(Cr(NO3)3·nH2O), 수산화크롬아세트산(CH3CO2)7Cr3(OH)2, 크롬아세트산수화물([(CH3CO2)2Cr·H2O]2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The chromium oxide precursor may be chromium chloride (CrCl 2 , CrCl 3 ), chromium chloride hydrate (CrCl 3 .nH 2 O), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), chromium acetylacetonate (Cr (C 5 H 7 O 2 ) 3), nitric acid, chromium hydrate (Cr (NO 3) 3 · nH 2 O), chromium hydroxide acetate (CH 3 CO 2) 7 Cr 3 (OH) 2, chromium acetate monohydrate ([(CH 3 CO 2) 2 Cr · H 2 O] 2 ), and combinations thereof, but is not limited thereto.
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상기 산화비스무스 전구체는 염화비스무스(BiCl3), 질산비스무스수화물(Bi(NO3)3·nH2O), 비스무스아세트산((CH3CO2)3Bi), 비스무스카보네이트((BiO)2CO3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the bismuth precursor is chloride, bismuth (BiCl 3), nitric acid, bismuth hydrate (Bi (NO 3) 3 · nH 2 O), bismuth acetate ((CH 3 CO 2) 3 Bi), bismuth carbonate ((BiO) 2 CO 3 ), And combinations thereof, but is not limited thereto.
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상기 유기 고분자는 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리스티렌(PS), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리이미드, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 폴리아닐린(PANI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 나일론, 폴리(아크릴산), 폴리(클로로 스티렌), 폴리(디메틸 실록산), 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 술폰), 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸 비닐 아세테이트), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 폴리(메타크릴산)염, 폴리(메틸 스티렌), 폴리(스티렌 술폰산)염, 폴리(스티렌 술포닐 플루오라이드), 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리락타이드, 폴리(비닐 알콜), 폴리아크릴아미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리카보네이트, 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에테르에테르케톤), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리이소프렌, 폴리락타이드, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리우레탄, 폴리(비닐피로리돈), 폴리(페닐렌 비닐렌), 폴리(비닐 카바졸) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The organic polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) Polyvinylidene fluoride (PVDF), polyaniline (PANI), polyvinyl chloride (PVC), nylon, poly (acrylic acid), poly (chlorostyrene), poly (dimethylsiloxane) Poly (ethyl acrylate), poly (ethyl vinyl acetate), poly (ethyl-co-vinyl acetate), poly (ethylene terephthalate), poly (lactic acid- Poly (styrene sulfonate), poly (styrene-co-acrylonitrile), poly (styrene-co (meth) acrylate) -Butadiene), poly (styrene-co-divinylbenzene), poly (vinyl acetate), poly Poly (vinyl alcohol), polyacrylamide, polybenzimidazole, polycarbonate, poly (dimethylsiloxane-co-polyethylene oxide), poly (etheretherketone), polyethylene, polyethyleneimine, polyisoprene, polylactide But are not limited to, polypropylene, polysulfone, polyurethane, poly (vinylpyrrolidone), poly (phenylenevinylene), poly (vinylcarbazole), and combinations thereof.
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상기 유기 용매는 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 다이클로로메탄, 스티렌, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 테트라하이드로퓨란, 자일렌, 톨루엔, 사이클로헥센, 2-메톡시에탄올, 에탄올아민, 아세토니트릴, 부틸알콜, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올 및 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The organic solvent is selected from the group consisting of dichloroethylene, trichlorethylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, styrene, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, xylene, toluene, cyclohexene, 2 But are not limited to, methoxyethanol, ethanolamine, acetonitrile, butyl alcohol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol and acetone, and combinations thereof.
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상기 산화물 반도체 와이어의 직경은 10 nm 내지 1000 μm일 수 있고, 보다 구체적으로는 50 nm 내지 5 μm 일수 있다. 상기 산화물 반도체 와이어의 길이는 짧게는 10 nm 이상에서 길게는 수천 km 이상이 될 수 있을 정도로, 원하는 길이만큼 매무 길게 형성할 수 있고, 보다 구체적으로는 1 μm 미터 내지 1 km 범위로 매우 길게도 형성될 수 있다. The diameter of the oxide semiconductor wire may be 10 nm to 1000 μm, more specifically 50 nm to 5 μm. The length of the oxide semiconductor wire can be as long as a desired length to be more than several tens of km or more at a length of at least 10 nm, and more specifically at a length of 1 μm to 1 km .
본 발명의 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 압력센서를 제공한다. Another embodiment of the present invention provides a pressure sensor comprising an aligned oxide semiconductor wire fabricated by the above-described fabrication method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 광센서를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides an optical sensor comprising an arrayed oxide semiconductor wire made by the above-described fabrication method.
본 발명의 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 센서를 제공한다. Another embodiment of the present invention provides a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) sensor including aligned oxide semiconductor wires manufactured by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 태양전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a solar cell comprising an aligned oxide semiconductor wire produced by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 발광트랜지스터를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a light emitting transistor comprising an aligned oxide semiconductor wire manufactured by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 레이저소자를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a laser device comprising an aligned oxide semiconductor wire manufactured by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 메모리를 제공한다.Yet another embodiment of the present invention provides a memory comprising aligned oxide semiconductor wires made by the above-described fabrication method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 압전소자를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a piezoelectric device comprising an aligned oxide semiconductor wire manufactured by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 배터리를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a battery comprising an aligned oxide semiconductor wire produced by the above-described manufacturing method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 논리회로를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a logic circuit comprising an aligned oxide semiconductor wire fabricated by the above-described fabrication method.
본 발명의 또 다른 구현예는 전술한 제조방법에 의하여 제조된 정렬된 산화물 반도체 와이어를 포함하는 링오실레이터를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a ring oscillator comprising an aligned oxide semiconductor wire fabricated by the above-described fabrication method.
목적하는 위치, 방향, 및 모양으로 산화물 반도체 와이어를 정렬하는 방법을 제공함으로써, 신속하고 간단한 방법으로 산화물 반도체 와이어를 이용한 각종 전자소자를 제조할 수 있다. 특히, 본원 발명에 의하는 경우, 보다 빠른 속도 및 정확도로 대면적, 고성능의 전자소자 어레이를 제조할 수 있다. It is possible to manufacture various electronic devices using oxide semiconductor wires in a quick and simple manner by providing a method of aligning the oxide semiconductor wires in a desired position, direction, and shape. Particularly, according to the present invention, it is possible to manufacture a large-area, high-performance electronic device array with higher speed and accuracy.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 제조 방법 중, 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어 패턴 제조 시 사용되는 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 개략도를 나타낸다.
도 3a는 및 3b는 정렬된 산화아연 나노와이어 패턴을 나타낸 SEM 사진이다.
도 4는 정렬된 산화아연 나노와이어 패턴과 산화구리 나노와이어 패턴을 이용하여 제조된 인버터의 출력 전압 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process for manufacturing an oxide semiconductor wire pattern according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of an electric field assisted robotic nozzle printer used in manufacturing an oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire pattern, according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B are SEM photographs showing ordered zinc oxide nanowire patterns.
4 is a graph showing output voltage characteristics of an inverter fabricated using an aligned zinc oxide nanowire pattern and a copper oxide nanowire pattern.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
본 발명의 일 구현예는 정렬된 형태의 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern in an ordered form.
본 명세서에서 "정렬된" 와이어라 함은, 목적하는 바에 따라 와이어의 위치와 방향이 조절된 와이어를 의미한다. The term "aligned" wire as used herein refers to a wire whose position and orientation have been adjusted as desired.
본 발명의 일 구현예에 따른 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법은, 증류수 또는 유기 용매에 산화물 반도체성 전구체 및 유기 고분자를 용해하여 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체(composite) 용액을 제공하는 단계; 기판으로부터 수직으로 10 ㎛ 내지 20 ㎜ 떨어진 지점에서 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체 용액을 적하하여 상기 기판 상에 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 정렬하는 단계; 상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어를 가열하여 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern according to an embodiment of the present invention includes the steps of: dissolving an oxide semiconductor precursor and an organic polymer in distilled water or an organic solvent to provide a composite solution of an oxide semiconductor precursor / organic polymer; Aligning the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire on the substrate by dropping a complex solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer at a
도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 공정도로서, 구체적으로 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체(composite) 용액을 제공하는 단계 (110); 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 적하하여 기판 상에 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계 (120); 상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 가열하여 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성하는 단계 (130)를 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a process for manufacturing an oxide semiconductor wire pattern for explaining an embodiment of the present invention, specifically providing (110) a composite solution of an oxide semiconductor precursor / organic polymer; (120) aligning the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire on the substrate by dropping the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution; And heating the aligned oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire to form a pattern of aligned oxide semiconductor wires (130).
상기 기판은 절연 재료, 금속 재료, 탄소 재료, 전도체와 절연막의 복합 재료 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로 상기 절연 재료의 예로는 유리판, 플라스틱 필름, 종이, 직물, 나무 등이 사용될 수 있으며, 상기 금속 재료로는 구리, 알루미늄, 타이탸늄, 금, 은, 스테인리스 스틸 등이 사용될 수 있으며, 상기 탄소 재료로는 그래핀, 탄소나노튜브, 그래파이트 비정질(amorphous) 탄소 등이 사용될 수 있으며, 상기 전도체/절연막 복합 재료로는 반도체 웨이퍼 기판, 실리콘(Si)/실리콘 다이옥사이드(SiO2) 기판, 알루미늄(Al)/산화알루미늄(Al2O3) 기판이 사용될 수 있다. The substrate may be selected from the group consisting of an insulating material, a metal material, a carbon material, a composite material of a conductor and an insulating film, and combinations thereof. For example, the insulating material may be a glass plate, a plastic film, paper, fabric, wood, etc. The metal material may be copper, aluminum, titanium, gold, silver, stainless steel, As the material, graphene, carbon nanotubes, graphite amorphous carbon and the like can be used. As the conductor / insulating film composite material, a semiconductor wafer substrate, a silicon (Si) / silicon dioxide (SiO 2 ) ) / Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) substrate can be used.
산화물 반도체는 넓은 밴드 갭(band gap)을 가지므로, 전자 및 광전자 물질로서 매우 중요한 물질로 각광을 받는 물질이다. 본 발명의 일 구현예는 상기 산화물 반도체 와이어를 정렬하여 패턴을 얻는 방법을 제공한다. Since an oxide semiconductor has a wide band gap, it is a material that receives light as a very important material as an electron and an optoelectronic material. One embodiment of the present invention provides a method of aligning the oxide semiconductor wires to obtain a pattern.
구체적으로 상기 산화물 반도체 와이어를 정렬하는 방법은 아래와 같다. Specifically, a method of aligning the oxide semiconductor wires is as follows.
먼저 산화물 반도체성 전구체 및 유기 고분자를 포함하는 용액을 제조한다.First, a solution containing an oxide semiconductor precursor and an organic polymer is prepared.
상기 산화물 반도체성 전구체는 산화아연 전구체, 산화인듐 전구체, 산화주석 전구체, 산화갈륨 전구체, 산화텅스텐 전구체, 산화알루미늄 전구체, 산화티타늄 전구체, 산화바나듐 전구체, 산화몰리브데늄 전구체, 산화구리 전구체, 산화니켈 전구체, 산화철 전구체, 산화크롬 전구체, 산화비스무스 전구체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The oxide semiconductor precursor may be a zinc oxide precursor, an indium oxide precursor, a tin oxide precursor, a gallium oxide precursor, a tungsten oxide precursor, an aluminum oxide precursor, a titanium oxide precursor, a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, a copper oxide precursor, Precursors, iron oxide precursors, chromium oxide precursors, bismuth oxide precursors, and combinations thereof.
상기 산화아연 전구체로는 수산화아연(Zn(OH)2), 아세트산아연 (Zn(CH3COO)2), 아세트산아연수화물(Zn(CH3(COO)2·nH2O), 디에틸아연 Zn(CH3CH2)2), 질산 아연(Zn(NO3)2), 질산아연수화물(Zn(NO3)2·nH2O), 탄산아연 (Zn(CO3)), 아연아세틸아세토네이트(Zn(CH3COCHCOCH3)2), 아연아세틸아세토네이트수화물(Zn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.. Examples of the zinc oxide precursor include zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ), zinc acetate (Zn (CH 3 COO) 2 ), zinc acetate hydrate (Zn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O) (CH 3 CH 2 ) 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ), zinc nitrate hydrate (Zn (NO 3 ) 2 .nH 2 O), zinc carbonate (Zn (CO 3 ) (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), zinc acetylacetonate hydrate (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof, but are not limited thereto.
상기 산화인듐 전구체는 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 아세트산인듐(In(CH3COO)2), 아세트산인듐수화물(In(CH3(COO)2·nH2O), 염화인듐(InCl, InCl2, InCl3), 질산인듐(In(NO3)3), 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 인듐아세틸아세토네이트(In(CH3COCHCOCH3)2), 인듐아세틸아세토네이트수화물(In(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The indium oxide precursor is indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), ethyl indium (In (CH 3 COO) 2 ), ethyl indium hydrate (In (CH 3 (COO) 2 · nH 2 O) chloride, indium (InCl, InCl 2, InCl 3 ), indium nitrate (In (NO 3) 3) , indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), indium acetylacetonate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), indium acetylacetonate hydrate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화주석 전구체는 아세트산주석(Sn(CH3COO)2), 아세트산주석수화물(Sn(CH3(COO)2·nH2O), 염화주석(SnCl2, SnCl4), 염화주석수화물(SnCln·nH2O), 주석아세틸아세토네이트(Sn(CH3COCHCOCH3)2), 주석아세틸아세토네이트수화물(Sn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The tin oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of tin acetate (Sn (CH 3 COO) 2 ), tin acetate hydrate (Sn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O), tin chloride (SnCl 2 , SnCl 4 ), tin chloride n · nH 2 O), tin acetylacetonate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2), tin acetylacetonate hydrate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2 · nH 2 O) , and selected from the group consisting of But is not limited to.
상기 산화갈륨 전구체는 질산갈륨(Ga(NO3)3), 질산갈륨수화물(Ga(NO3)3·nH2O), 갈륨아세틸아세토네이트(Ga(CH3COCHCOCH3)3), 갈륨아세틸아세토네이트수화물(Ga(CH3COCHCOCH3)3·nH2O), 염화갈륨(Ga2Cl4, GaCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The gallium oxide precursor is gallium nitrate (Ga (NO 3) 3) , gallium nitrate hydrate (Ga (NO 3) 3 · nH 2 O), gallium acetylacetonate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3), gallium acetylacetonate carbonate hydrate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O), gallium chloride (Ga 2 Cl 4, GaCl 3 ) and can be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화텅스텐 전구체는 탄화텅스텐(WC), 텅스텐산분말(H2WO4), 염화텅스텐(WCl4, WCl6), 텅스텐아이소프로폭사이드(W(OCH(CH3)2)6), 텅스텐나트륨(Na2WO4), 텅스텐나트륨수화물(Na2WO4·nH2O), 텅스텐산암모늄((NH4)6H2W12O40), 텅스텐산암모늄수화물((NH4)6H2W12O40·nH2O), 텅스텐에톡사이드(W(OC2H5)6) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The tungsten oxide precursor is tungsten carbide (WC), tungsten acid powder (H 2 WO 4), chloride, tungsten (WCl 4, WCl 6), tungsten isopropoxide (W (OCH (CH 3) 2) 6), tungsten Sodium nitrate (Na 2 WO 4 ), tungsten sodium hydrate (Na 2 WO 4 .nH 2 O), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 .nH 2 O), tungsten ethoxide (W (OC 2 H 5 ) 6 ), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화알루미늄 전구체는 염화알루미늄(AlCl3), 질산알루미늄(Al(NO3)3), 질산알루미늄수화물(Al(NO3)3·nH2O), 알루미늄부톡사이드(Al(C2H5CH(CH3)O)) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The aluminum oxide precursors are aluminum chloride (AlCl 3), aluminum nitrate (Al (NO 3) 3) , aluminum nitrate hydrate (Al (NO 3) 3 · nH 2 O), aluminum butoxide (Al (C 2 H 5 CH (CH 3) O)), and it can be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화티타늄 전구체는 티타늄아이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4), 염화티타늄(TiCl4), 티타늄에톡사이드(Ti(OC2H5)4), 티타늄부톡사이드(Ti(OC4H9)4) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The titanium oxide precursor may be selected from the group consisting of titanium isopropoxide (Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 ), titanium chloride (TiCl 4 ), titanium ethoxide (Ti (OC 2 H 5 ) 4 ), titanium butoxide (OC 4 H 9) 4) and it can be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화바나듐 전구체는 바나듐아이소프로폭사이드(VO(OC3H7)3), 바나듐산암모늄(NH4VO3), 바나듐아세틸아세토네이트(V(CH3COCHCOCH3)3), 바나듐아세틸아세토네이트수화물(V(CH3COCHCOCH3)3·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The vanadium oxide precursor, vanadium isopropoxide (VO (OC 3 H 7) 3), vanadium ammonium (NH 4 VO 3), vanadium acetylacetonate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3), vanadium acetylacetonate monohydrate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O) and can be selected from the group consisting of, but not limited to this.
상기 산화몰리브데늄 전구체는 몰리브데늄아이소프로폭사이드(Mo(OC3H7)5), 염화몰리브데늄아이소프로폭사이드(MoCl3(OC3H7)2), 몰리브데늄산암모늄((NH4)2MoO4), 몰리브데늄산암모늄수화물((NH4)2MoO4·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Denyum the oxidized molybdenum denyum precursors include molybdenum isopropoxide (Mo (OC 3 H 7) 5), chloride molybdate denyum isopropoxide (MoCl 3 (OC 3 H 7 ) 2), molybdenum having nyumsan ammonium (NH 4 ) 2 MoO 4 ), ammonium molybdodenate hydrate ((NH 4 ) 2 MoO 4 .nH 2 O), and combinations thereof, but are not limited thereto.
상기 산화구리 전구체는 염화구리(CuCl, CuCl2), 염화구리수화물(CuCl2·nH2O), 아세트산구리(Cu(CO2CH3),Cu(CO2CH3)2), 아세트산구리수화물(Cu(CO2CH3)2·nH2O), 구리아세틸아세토네이트(Cu(C5H7O2)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 질산구리수화물(Cu(NO3)2·nH2O), 브롬화구리(CuBr, CuBr2), 구리탄산염(CuCO3·Cu(OH)2), 황화구리(Cu2S, CuS), 구리프탈로시아닌(C32H16N8Cu), 구리트리플로로아세테이트(Cu(CO2CF3)2), 구리아이소부티레이트 (C8H14CuO4), 구리에틸아세토아세테이트 (C12H18CuO6), 구리2-에틸헥사노에이트 ([CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2Cu), 불화구리 (CuF2), 포름산구리수화물 ((HCO2)2Cu?H2O), 구리글루코네이트 (C12H22CuO14), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5HF6O2)2), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트수화물 (Cu(C5HF6O2)2?H2O), 구리메톡사이드 (Cu(OCH3)2), 구리네오데카노에이트 (C10H19O2Cu), 과염소산구리수화물 (Cu(ClO4)2ㆍ6H2O), 황산구리 (CuSO4), 황산구리수화물 (CuSO4?H2O), 주석산구리수화물 ([-CH(OH)CO2]2Cu?H2O), 구리트리플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5H4F3O2)2), 구리트리플로로메탄설포네이트 ((CF3SO3)2Cu), 테트라아민구리황산염수화물 (Cu(NH3)4SO4?2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The copper oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of copper chloride (CuCl, CuCl 2 ), copper chloride hydrate (CuCl 2 .nH 2 O), copper acetate (Cu (CO 2 CH 3 ), Cu (CO 2 CH 3 ) 2 ) (Cu (CO 2 CH 3) 2 · nH 2 O), copper acetyl acetonate (Cu (C 5 H 7 O 2) 2), copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , copper nitrate hydrate (Cu (NO 3) 2 · nH 2 O) , copper bromide (CuBr, CuBr 2), copper carbonate (CuCO 3 · Cu (OH) 2), copper sulfide (Cu 2 S, CuS), copper phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 (Cu (CO 2 CF 3 ) 2 ), copper isobutyrate (C 8 H 14 CuO 4 ), copper ethyl acetoacetate (C 12 H 18 CuO 6 ), copper 2-ethylhexano ([CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) CO 2 ] 2 Cu), copper fluoride (CuF 2 ), formic acid copper hydrate ((HCO 2 ) 2 Cu? H 2 O), copper gluconate (C 12 H 22 CuO 14) , a copper-hexahydro flow acetylacetonate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2), copper-hexahydro Floro acetylacetonate monohydrate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2? H 2 O), Lee methoxide (Cu (OCH 3) 2) , copper neodecanoate (C 10 H 19 O 2 Cu ), perchlorate, copper hydrate (Cu (ClO 4) 2 and 6H 2 O), copper sulfate (CuSO 4), copper sulfate hydrate (CuSO 4 H 2 O?) , tartaric acid copper hydrate (? [- CH (OH) CO 2] 2 Cu H 2 O), with a copper triple acetylacetonate (Cu (C 5 H 4 F 3 O 2) 2 ), copper triflouromethanesulfonate ((CF 3 SO 3 ) 2 Cu), tetraamine copper sulfate hydrate (Cu (NH 3 ) 4 SO 4 -2 O), and combinations thereof But is not limited to.
상기 산화니켈 전구체는 염화니켈(NiCl2), 염화니켈수화물(NiCl2·nH2O), 아세트산니켈수화물(Ni(OCOCH3)2·4H2O), 질산니켈수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 니켈아세틸아세토네이트(Ni(C5H7O2)2), 수산화니켈(Ni(OH)2), 니켈프탈로시아닌(C32H16N8Ni), 니켈탄산염수화물(NiCO3 ·2Ni(OH)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The nickel oxide precursor of nickel chloride (NiCl 2), nickel chloride hydrate (NiCl 2 · nH 2 O) , nickel acetate hydrate (Ni (OCOCH 3) 2 · 4H 2 O), nickel nitrate hydrate (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O), nickel acetylacetonate (Ni (C 5 H 7 O 2) 2), nickel hydroxide (Ni (OH) 2), nickel phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 Ni ), nickel carbonate monohydrate (NiCO 3 · 2Ni (OH) 2 · nH 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화철 전구체는 아세트산철(Fe(CO2CH3)2), 염화철(FeCl2, FeCl3), 염화철수화물(FeCl3·nH2O), 철아세틸아세토네이트(Fe(C5H7O2)3), 질산철수화물(Fe(NO3)3·9H2O), 철프탈로시아닌(C32H16FeN8), 철옥살레이트수화물(Fe(C2O4)·nH2O, Fe2(C2O4)3·6H2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The iron oxide precursor is iron acetate (Fe (CO 2 CH 3) 2), iron chloride (FeCl 2, FeCl 3), ferric chloride hydrate (FeCl 3 · nH 2 O) , iron acetylacetonate (Fe (C 5 H 7 O 2 3) 3), nitric acid withdrawal cargo (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O), iron phthalocyanine (C 32 H 16 FeN 8) , cheolok live hydrate (Fe (C 2 O 4) · nH 2 O, Fe 2 (C 2 O 4 ) 3 .6H 2 O), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화크롬 전구체는 염화크롬(CrCl2, CrCl3), 염화크롬수화물(CrCl3·nH2O), 크롬카바이드(Cr3C2), 크롬아세틸아세토네이트(Cr(C5H7O2)3), 질산크롬수화물(Cr(NO3)3·nH2O), 수산화크롬아세트산(CH3CO2)7Cr3(OH)2, 크롬아세트산수화물([(CH3CO2)2Cr·H2O]2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..The chromium oxide precursor may be chromium chloride (CrCl 2 , CrCl 3 ), chromium chloride hydrate (CrCl 3 .nH 2 O), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), chromium acetylacetonate (Cr (C 5 H 7 O 2 ) 3), nitric acid, chromium hydrate (Cr (NO 3) 3 · nH 2 O), chromium hydroxide acetate (CH 3 CO 2) 7 Cr 3 (OH) 2, chromium acetate monohydrate ([(CH 3 CO 2) 2 Cr · H 2 O] 2 ), and combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 산화비스무스 전구체는 염화비스무스(BiCl3), 질산비스무스수화물(Bi(NO3)3·nH2O), 비스무스아세트산((CH3CO2)3Bi), 비스무스카보네이트((BiO)2CO3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Wherein the bismuth precursor is chloride, bismuth (BiCl 3), nitric acid, bismuth hydrate (Bi (NO 3) 3 · nH 2 O), bismuth acetate ((CH 3 CO 2) 3 Bi), bismuth carbonate ((BiO) 2 CO 3 ), And combinations thereof, but is not limited thereto.
또한, 상기 유기 고분자로서는 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리스티렌(PS), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리이미드, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 폴리아닐린(PANI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 나일론, 폴리(아크릴산), 폴리(클로로 스티렌), 폴리(디메틸 실록산), 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 술폰), 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸 비닐 아세테이트), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 폴리(메타크릴산)염, 폴리(메틸 스티렌), 폴리(스티렌 술폰산)염, 폴리(스티렌 술포닐 플루오라이드), 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리락타이드, 폴리(비닐 알콜), 폴리아크릴아미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리카보네이트, 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에테르에테르케톤), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리이소프렌, 폴리락타이드, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리우레탄, 폴리(비닐피로리돈), 폴리(페닐렌 비닐렌), 폴리(비닐 카바졸) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..Examples of the organic polymer include polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) (Polyvinylidene fluoride) (PVDF), polyaniline (PANI), polyvinyl chloride (PVC), nylon, poly (acrylic acid), poly (chlorostyrene), poly (dimethylsiloxane) Poly (ethyl acrylate), poly (ethyl vinyl acetate), poly (ethyl-co-vinyl acetate), poly (ethylene terephthalate), poly (lactic acid- poly (styrenesulfonyl fluoride), poly (styrene-co-acrylonitrile), poly (styrene-co-glycolic acid) (co-butadiene), poly (styrene-co-divinylbenzene), poly Poly (ethylene oxide), poly (etheretherketone), polyethylene, polyethyleneimine, polyisoprene, polyimide, polyimide, polyimide, (Polyvinylidene fluoride), poly (lactide), poly (lactide), poly (lactide), polypropylene, polysulfone, polyurethane, poly It is not limited.
상기 용액 제조시, 물 또는 유기 용매를 용매로서 사용할 수 있으며, 상기 유기 용매로는 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌 또는 클로로포름, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 다이클로로메탄, 스티렌, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 테트라하이드로퓨란, 자일렌, 톨루엔, 사이클로헥센, 2-메톡시에탄올, 에탄올아민, 아세토니트릴, 부틸알콜, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 아세톤 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다..In the preparation of the solution, water or an organic solvent may be used as the solvent. Examples of the organic solvent include dichloroethylene, trichlorethylene or chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, styrene, dimethylformamide, Methyl alcohol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol, acetone, or a mixture thereof may be used, but not limited thereto, for example, methylene chloride, methylene chloride, methylsulfoxide, tetrahydrofuran, xylene, toluene, cyclohexene, 2-methoxyethanol, ethanolamine, acetonitrile, It is not.
상기 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자의 혼합 비율은 10 : 90 내지 97 : 3의 중량비일 수 있다. 보다 구체적으로는 70:30 내지 90:10의 중량비 일 수 있다. 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자의 혼합 비율이 상기 범위에 포함되는 경우, 최종적으로 얻어지는 산화물 반도체 와이어가 끊어지지 않고 균일한 직경(diameter)을 가지고 형성될 수 있다. 가열에 의해서 유기 고분자는 분해되기 때문에, 유기 고분자의 비율이 90 중량%를 초과하면 가열 후 남는 산화물 반도체의 양이 부족하여 와이어가 균일하게 형성되지 않고 끊어지는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 유기 고분자 비율이 3 중량% 미만이면 산화물 반도체성 전구체-유기 고분자 용액의 점도가 너무 낮아서 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터에 의해 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어 패턴이 제대로 형성되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. The mixing ratio of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer may be a weight ratio of 10: 90 to 97: 3. More specifically, it may be a weight ratio of 70:30 to 90:10. When the mixing ratio of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer is within the above range, the finally obtained oxide semiconductor wire can be formed with a uniform diameter without breaking. Since the organic polymer is decomposed by heating, if the proportion of the organic polymer exceeds 90% by weight, the amount of oxide semiconductor remaining after heating is insufficient, resulting in a problem that the wires are not uniformly formed and are cut off. If the proportion of the organic polymer is less than 3% by weight, the viscosity of the oxide semiconductor precursor-organic polymer solution is too low to cause a problem that the oxide semiconducting precursor / organic polymer composite wire pattern is not formed properly by the electric field assistant robotic nozzle printer .
상기 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자 용액의 농도는 1 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자의 혼합 비율이 상기한 범위에 포함되고, 상기 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자 용액의 농도가 상기 범위에 포함될 경우, 용액의 점도가 충분하여 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터를 통해 와이어 패턴이 형성될 수 있다. 상기 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자 용액이 용매 대비 용질의 농도가 1 중량% 미만일 경우, 점도가 너무 낮아 와이어가 아닌 용액의 방울 형태로 형성되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자 용액의 농도가 30 중량%를 초과하는 경우, 점도가 너무 높아 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터를 통해 용액이 제대로 토출되지 않는 문제점이 있을 수 있다.The concentration of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer solution may be 1 to 30 wt%. When the mixing ratio of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer is within the above range and the concentration of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer solution is within the above range, the viscosity of the solution is sufficient and the electric field assistant robot nozzle printer A wire pattern can be formed. If the concentration of the solute in the oxide semiconductor precursor and the organic polymer solution is less than 1 wt%, the viscosity may be too low to form a droplet of the solution rather than the wire. If the concentration of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer solution exceeds 30% by weight, the viscosity may be too high and the solution may not be properly discharged through the electric field assisted robotic nozzle printer.
상기 제조된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 용액을 이용하여 기판으로부터 수직으로 10 ㎛ 내지 20 ㎜ 떨어진 지점에서 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 용액을 적하함으로써, 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬할 수 있다. By dropping the solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex at a position vertically 10 μm to 20 mm away from the substrate using the solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex, the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex Polymer composite wires can be aligned.
산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 적하되는 거리가 기판으로부터 멀수록, 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 적하되면서 정렬되는 와이어의 수평 방향으로의 속도가 증가하게 되어 와이어가 휘어질 가능성이 높아진다. 따라서, 와이어가 교란되어, 와이어를 원하는 방향으로 또는 평행하게 정렬하기가 어렵다. 그러나, 본 발명은 상기 기판으로부터 10 ㎛ 내지 20 ㎜ 범위의 거리에서 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자의 복합체 용액을 적하함으로써, 와이어의 휘어짐 현상을 억제하고, 원하는 방향으로 와이어를 정렬할 수 있다. 도 3a 및 3b는 기판 위에 형성된 산화아연 나노와이어의 SEM 사진을 나타내는 것으로, 평행한 방향으로 정렬된 나노와이어를 확인할 수 있다. As the distance to which the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution is dropped is farther from the substrate, the speed of the aligned wires in the horizontal direction increases as the solution of the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex drops, . Thus, the wire is disturbed, making it difficult to align the wire in the desired direction or parallel. However, by dropping a complex solution of an oxide semiconductor precursor / organic polymer at a distance of 10 占 퐉 to 20 占 퐉 from the substrate, the present invention can suppress the warping of the wire and arrange the wire in a desired direction. FIGS. 3A and 3B show SEM photographs of zinc oxide nanowires formed on a substrate, and nanowires aligned in a parallel direction can be identified.
또한, 상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계는 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터에 의하여 실시될 수 있다. 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터는 i) 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 수용하는 용액 저장 장치; ii) 상기 용액 저장 장치로부터 공급받은 용액을 토출하는 노즐 장치; iii) 상기 노즐에 고전압을 인가하는 전압 인가 장치; iv) 상기 기판을 고정하는 콜렉터; v) 상기 콜렉터를 수평 방향으로 이동시키는 로봇 스테이지; vi) 상기 콜렉터를 수직방향으로 이동시키는 마이크로 거리 조절기; 및 vii) 상기 콜렉터를 아래에서 콜렉터를 지지(support)하는 석정반을 포함할 수 있다. The step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire may be performed by an electric field assisted robotic nozzle printer. The electric field assisted robotic nozzle printer comprises i) a solution storage device for containing an oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution; ii) a nozzle device for discharging the solution supplied from the solution storage device; iii) a voltage applying device for applying a high voltage to the nozzle; iv) a collector for fixing the substrate; v) a robot stage for moving the collector in a horizontal direction; vi) a micro-distance adjuster for moving the collector in a vertical direction; And vii) a collector that supports the collector below the collector.
도 2는 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터(100)의 개략도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터(100)는 용액 저장 장치(10), 토출 조절기(20), 노즐(30), 전압 인가 장치(40), 콜렉터(50), 로봇 스테이지(60), 석정반(61), 마이크로 거리 조절기(70)를 포함한다. 2 is a schematic diagram of an electric field assisted
상기 용액 저장 장치(10)는 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 저장하고, 노즐(30)이 상기 용액을 토출할 수 있도록 노즐(30)에 상기 용액을 공급하는 부분이다. 용액 저장 장치(10)는 시린지(syringe) 형태일 수 있다. 용액 저장 장치(10)는 플라스틱, 유리 또는 스테인리스 스틸 등이 사용할 수 있다. 용액 저장 장치(10)의 저장 용량은 약 1㎕ 내지 약 5,000㎖의 범위 내에서 선택될 수 있다. 바람직하게는, 약 10㎕ 내지 약 50㎖의 범위 내에서 선택될 수 있다. 스테인리스 스틸 재질의 용액 저장 장치(10)의 경우에는 용액 저장 장치(10)에 가스를 주입할 수 있는 가스 주입구(미도시)가 있어서, 가스의 압력을 이용하여 상기 용액을 용액 저장 장치 밖으로 토출시킬 수 있다. 한편, 코어 쉘 구조의 산화물 반도체 와이어를 형성하기 위한 용액 저장 장치(10)는 복수 개로 이루어질 수 있다.The
상기 토출 조절기(20)는 용액 저장 장치(10) 내의 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 노즐(30)을 통해 일정 속도로 토출시키기 위하여 용액 저장 장치(10) 내의 상기 용액에 압력을 가하는 부분이다. 토출 조절기(20)로서 펌프 또는 가스 압력 조절기가 사용될 수 있다. 토출 조절기(20)는 상기 용액의 토출 속도를 1 nℓ/min 내지 50 ㎖/min의 범위 내에서 조절할 수 있다. 복수 개의 용액 저장 장치(10)를 사용하는 경우, 각각의 용액 저장 장치(10)에 별개의 토출 조절기(20)가 구비되어 독립적으로 작동할 수 있다. 스테인리스 스틸 재질의 용액 저장 장치(10)의 경우 토출 조절기(20)로서 가스 압력 조절기(미도시)가 사용될 수 있다.The
상기 노즐(30)은 상기 용액 저장 장치(10)로부터 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 공급받아 상기 용액이 토출되는 부분으로서, 토출되는 상기 용액은 노즐(30) 끝단에서 액적(drop)을 형성할 수 있다. 노즐(30)의 직경은 약 15㎛ 내지 약 1.5㎜의 범위를 가질 수 있다.The
상기 노즐(30)은 단일 노즐, 이중(dual-concentric) 노즐, 삼중(triple-concentric) 노즐을 포함할 수 있다. 코어 쉘 구조의 산화물 반도체 와이어를 형성할 경우, 이중 노즐 또는 삼중 노즐을 사용하여 2 종류 이상의 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 토출시킬 수 있다. 이 경우, 이중 또는 삼중 노즐에 2개 또는 3개의 용액 저장 장치(10)가 연결될 수 있다.The
상기 전압 인가 장치(40)는 노즐(30)에 고전압을 인가하기 위한 것으로 고전압 발생 장치를 포함할 수 있다. 전압 인가 장치(40)는, 예를 들면 용액 저장 장치(10)를 통하여 노즐(30)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 인가 장치(40)는 약 0.1㎸ 내지 약 30㎸의 전압을 인가할 수 있다. 전압 인가 장치(40)에 의하여 고전압이 인가된 노즐(30)과 접지된 콜렉터(50) 사이에 전기장이 존재하게 되며, 상기 전기장에 의하여 노즐(30) 끝단에서 형성된 액적이 테일러콘(Taylor cone)을 형성하게 되고 이 끝단에서 연속적으로 와이어가 형성된다. The
상기 콜렉터(50)는 노즐(30)에서 토출된 상기 용액으로부터 형성된 와이어가 정렬되어 붙는 부분이다. 상기 콜렉터(50)는 편평한 형태이며, 그 아래의 로봇 스테이지(60)에 의하여 수평면 상에서 이동 가능하다. 콜렉터(50)는 노즐(30)에 가해진 고전압에 대하여 상대적으로 접지 특성을 갖도록 접지되어 있다. 참조번호 51은 콜렉터(50)가 접지된 것을 나타낸다. 콜렉터(50)는 전도성 재질, 예를 들면 금속으로 이루어질 수 있고, 0.5㎛ 내지 10㎛ 이내의 평탄도를 가질 수 있다(평탄도는 완전히 수평인 면의 평탄도가 0의 값을 가질 때, 상기 면으로부터의 최대 오차값을 나타낸다).The
상기 로봇 스테이지(60)는 콜렉터(50)를 이동시키는 수단이다. 로봇 스테이지(60)는 서보 모터(servo motor)에 의하여 구동되어 정밀한 속도로 이동할 수 있다. 로봇 스테이지(60)는, 예를 들면 수평면 위에서 x축과 y축의 2개의 방향으로 이동하도록 제어될 수 있다. 로봇 스테이지(60)는 거리를 100 nm 이상 100 cm 이내의 범위의 간격으로 이동할 수 있으며, 예를 들면 10㎛ 이상 20㎝ 이내의 범위일 수 있다. 로봇 스테이지(60)의 이동속도는 1mm/min 내지 60,000mm/min 의 범위일 수 있다. 로봇 스테이지(60)는 석정반(石定盤)(base plate)(61) 위에 설치될 수 있고, 0.5㎛ 내지 5㎛ 이내의 평면도를 가질 수 있다. 석정반(61) 의 평면도에 의해 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리가 일정하게 조절될 수 있다. 석정반(61)은 로봇 스테이지의 작동에 의해 발생하는 진동을 억제함으로써, 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어 패턴의 정밀도를 조절할 수 있다.The
상기 마이크로 거리 조절기(70)는 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 조절하기 위한 수단이다. 마이크로 거리 조절기(70)가 용액 저장 장치(10)와 노즐(30)을 수직으로 이동시킴으로써 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 조절할 수 있다. The
상기 마이크로 거리 조절기(70)는 조그(jog)(71)와 미세 조절기(micrometer)(72)로 이루어질 수 있다. 조그(71)는 ㎜ 단위 또는 ㎝ 단위의 거리를 대략적으로 조절하는데 쓰일 수 있고, 미세 조절기(72)는 최소 10㎛ 의 미세한 거리를 조정하는데 쓰일 수 있다. 조그(71)로 노즐(30)을 콜렉터(50)에 접근시킨 다음, 미세 조절기(72)로 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 정확히 조절할 수 있다. 마이크로 거리 조절기(70)에 의하여 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리는 10㎛ 내지 20㎜의 범위에서 조절될 수 있다. The
전기방사에서 노즐로부터 방사되는 와이어의 3차원 경로는 하기 식으로 나타낼 수 있다(D. H. Reneker, A. L. Yarin, H. Fong, S. Koombhongse, "Bending instability of electrically charged liquid jets of polymer solutions in electrospinning" J. Appl. Phys., 87, 9, 4531-4546(2000) 참고). 하기 식 (1a) 및 (1b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 콜렉터와 노즐 사이의 거리가 클 수록 와이어의 교란(perturbation)이 커진다. The three-dimensional path of the wire radiating from the nozzle in the electrospinning can be represented by the following equation (DH Reneker, AL Yarin, H. Fong, S. Koombhongse, "Bending instability of polymer solutions in electrospinning" Appl. Phys., 87, 9, 4531-4546 (2000)). As can be seen from the following formulas (1a) and (1b), the greater the distance between the collector and the nozzle, the greater the perturbation of the wire.
‥‥‥‥‥‥‥ 식 (1a) ... (1a)
‥‥‥‥‥‥‥ 식 (1b) 이다. ... (1b).
상기 식에서, x, y는 콜렉터와 수평인 면에서 x축과 y축 방향의 위치이고, L은 길이 스케일을 나타내는 상수이고, λ는 교란 파장(perturbation wavelength)이고, z는 와이어의 콜렉터(z=0)에 대한 수직 위치이고, h는 노즐과 콜렉터 사이의 거리이다. 위의 식 (1a) 및 식 (1b)로부터, 동일한 z 값에 대하여 콜렉터와 노즐 사이의 거리 h가 클수록 와이어의 교란을 나타내는 x, y 값이 커짐을 알 수 있다.L is a constant representing the length scale,? Is the perturbation wavelength, z is the collector of the wire (z = 1, 2, ..., 0), and h is the distance between the nozzle and the collector. From the above equations (1a) and (1b), it can be seen that the larger the distance h between the collector and the nozzle is for the same z value, the larger the x and y values indicating disturbance of the wire.
예를 들어, x-y 평면에 평행한 콜렉터(50)를 로봇 스테이지(60)에 의하여 x-y 평면 상에서 이동할 수 있고, 마이크로 거리 조절기(70)에 의하여 z축 방향으로 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 조절할 수 있다. For example, the
본 발명의 일 실시예에 따른 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터(100)는 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 십 내지 수십 마이크로미터 단위로 충분히 좁힐 수 있어서 와이어가 교란되기 전에 콜렉터(50) 위에 직선으로 떨어질 수 있으며, 그로 인해 콜렉터(50)의 이동에 의하여 정교한 와이어의 패턴이 형성될 수 있다. The electric field assisted
상기 콜렉터의 이동에 의하여 와이어의 패턴을 형성하는 것은 노즐이 이동하는 것에 비하여 와이어 패턴의 교란 변수를 줄임으로써 더욱 정밀한 와이어 패턴을 형성할 수 있게 한다. The formation of the wire pattern by the movement of the collector makes it possible to form a more precise wire pattern by reducing the disturbance parameter of the wire pattern as compared with the movement of the nozzle.
한편, 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터(100)는 하우징 안에 놓일 수 있다. 상기 하우징은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 하우징은 밀폐 가능하며, 가스 주입구(미도시)를 통해 하우징 내로 가스를 주입할 수 있다. 주입되는 가스는 질소, 건조 공기 등일 수 있으며, 상기 가스의 주입에 의하여 수분에 의해 산화되기 쉬운 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 안정적으로 유지될 수 있게 한다. 또한, 하우징에는 환풍기(ventilator)와 전등이 설치될 수 있다. 환풍기의 역할은 하우징 내의 증기압을 조절하여서 와이어가 형성되어 나올 시 용매의 증발 속도를 조절할 수 있게 된다. 용매의 빠른 증발을 요하는 로보틱 노즐 프린팅에서는 환풍기의 속도를 조절하여 용매의 증발을 도울 수 있다. 용매의 증발 속도는 산화물 반도체 와이어의 형태적, 전기적 특성에 영향을 준다. 용매의 증발 속도가 너무 빠를 경우, 산화물 반도체 와이어가 형성되기 전에 노즐 끝에서 용액이 말라버려 노즐을 막히게 한다. 용매의 증발 속도가 너무 느릴 경우, 고체 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체의 와이어가 형성되지 않고 액체 형태로 콜렉터에 놓이게 된다. 액체 형태의 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액은 와이어의 특징적인 뛰어난 전기적 특성을 갖지 않기 때문에, 이를 소자 제작에 사용할 수 없다. 이처럼 용매의 증발 속도가 와이어의 형성에 영향을 주므로, 환풍기는 와이어 형성에 중요한 역할을 하게 된다.Meanwhile, the electric field assisted
구체적으로, 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터(100)를 이용하여 상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 과정은, i) 상기 용액 저장 장치에 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 공급하는 단계; ii) 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 상기 전압 인가 장치를 통하여 상기 노즐에 고전압을 인가하면서 상기 노즐로부터 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 토출시키는 단계를 포함하며, 상기 노즐로부터 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 토출될 때, 기판이 놓여진 콜렉터를 수평방향으로 이동시키는 것을 포함한다. Specifically, the step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire using the electric field assisted
본 발명의 일 구현예로, 산화물 반도체성 전구체 및 유기 고분자를 포함하는 용액을 시린지(10)에 담은 후 시린지 펌프(20)에 의하여 노즐(30)로부터 토출시키면 노즐(30) 끝부분에 액적이 형성된다. 이 노즐(30)에 고전압 발생 장치(40)를 이용하여 0.1㎸ 내지 30㎸ 범위의 전압을 인가하면, 액적에 형성된 전하와 콜렉터(50) 사이의 정전기력(electrostatic force)에 의해 액적이 흩어지지 않고 전기장의 방향으로 늘어나면서 콜렉터(50)위의 기판에 달라붙게 된다. The solution containing the oxide semiconductor precursor and the organic polymer is injected into the
이때, 액적이 늘어남에 따라 액적으로부터 한 방향의 길이가 다른 방향보다 긴 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어가 형성될 수 있다. 이 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어의 직경은 인가 전압 및 노즐 크기를 조절함에 따라 마이크로미터 급이나 서브 마이크로미터 급으로 조절될 수 있다. At this time, as the droplet increases, the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire having a longer length in one direction than the other direction from the droplet can be formed. The diameter of the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire can be adjusted to a micrometer level or a sub micrometer level by adjusting an applied voltage and a nozzle size.
상기 노즐(30)의 하전된 토출물로부터 형성된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 콜렉터(50) 위의 기판에 정렬할 수 있다. 이때 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리를 10 ㎛ 내지 20 ㎜의 사이로 조절함으로써, 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어가 엉켜있는 형태가 아니라 분리된 형태로 콜렉터(50) 위의 기판 위에 형성할 수 있다. 이때 노즐(30)과 콜렉터(50) 사이의 거리는 마이크로 거리 조절기(70)를 이용하여 조절할 수 있다.The oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire formed from the charged discharge of the
이와 같이, 마이크로 거리 조절기(70)및 미세 조절기(72)로서 콜렉터(50)를 매우 미세하게 이동시킴으로써 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 상기 기판 위의 원하는 위치에 원하는 방향, 원하는 개수만큼 정렬시키는 것이 가능하다. Thus, by moving the
상기 원하는 위치, 방향 및 개수만큼 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 100 ℃ 내지 900 ℃의 온도 하에서 10 분 내지 24 시간 동안 가열함으로써, 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성할 수 있다. 더 구체적으로는, 400 ℃ 내지 800 ℃ 범위의 온도에서, 3 시간 내지 10 시간 동안 가열한다. 이 경우, 가장 균일한 크기의 산화물 반도체 결정이 형성되어 전하이동도가 향상되는 효과가 있다. 가열은 퍼니스(furnace)나 진공 핫플레이트(vacuum hot-plate) 등과 같이 전체적으로 균일하게 가열할 수 있는 장비를 이용한다. The ordered oxide semiconductor wire pattern can be formed by heating the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire aligned at the desired position, direction and number of times at a temperature of 100 ° C to 900 ° C for 10 minutes to 24 hours. More specifically, it is heated at a temperature in the range of 400 ° C to 800 ° C for 3 hours to 10 hours. In this case, oxide semiconductor crystals having the most uniform size are formed and the charge mobility is improved. Heating utilizes equipment that can be heated uniformly globally, such as a furnace or a vacuum hot-plate.
상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 가열함에 따라 유기 고분자가 분해되고, 산화물 반도체성 전구체가 산화물 반도체로 바뀌기 때문에, 정렬된 와이어 형태의 산화물 반도체를 얻을 수 있다. 상기 제조되는 산화물 반도체 와이어는 10 nm 내지 1000 μm 범위의 직경을 가지며, 보다 구체적으로는 50 nm 내지 5 μm 일수 있다. 이 직경은 산화물 반도체 전구체와 유기 고분자의 비율과 농도에 따라 조절할 수 있다. 상기 산화물 반도체 와이어의 길이는 짧게는 10 nm이상에서, 길게는 수천 km 이상이 될 수 있을 정도로 원하는 길이만큼 매우 길게 형성할 수 있고, 보다 구체적으로는 1 μm 내지 1km 범위로 매우 길게도 형성될 수 있다. 상기 제조되는 산화물 반도체 와이어의 한가지 특징은 작은 직경과, 이에 따른 큰 표면적이다. 가시광 정도나 가시광보다 훨씬 작은 직경을 용이하게 제조할 수 있어, 매우 큰 표면적을 형성할 수 있다. As the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire is heated, the organic polymer is decomposed and the oxide semiconductor precursor is converted into an oxide semiconductor, so that an aligned wire-type oxide semiconductor can be obtained. The oxide semiconductor wire produced may have a diameter in the range of 10 nm to 1000 μm, more specifically 50 nm to 5 μm. This diameter can be controlled by the ratio and concentration of the oxide semiconductor precursor and the organic polymer. The length of the oxide semiconductor wire can be formed to be as long as desired by as much as 10 nm or more, or as long as several thousand km or more, and more specifically, as long as 1 μm to 1 km have. One feature of the oxide semiconductor wire produced above is a small diameter and hence a large surface area. A diameter much smaller than that of visible light or visible light can be easily produced, and a very large surface area can be formed.
본 발명에 따라 제조되는 산화물 반도체 와이어는 수평 정렬된 형태이므로, 각종 전자소자, 예를 들어 압력센서, 광센서, CMOS 센서, 태양전지, 발광트랜지스터, 레이저소자, 메모리, 압전소자, 배터리, 논리회로, 링오실레이터 등에 유용하게 적용할 수 있다.Since the oxide semiconductor wires manufactured according to the present invention are horizontally aligned, they can be used in various electronic devices such as a pressure sensor, an optical sensor, a CMOS sensor, a solar cell, a light emitting transistor, a laser device, a memory, , A ring oscillator, and the like.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.
실시예Example
실시예Example 1 One
하기에 기재된 방법에 따라, 수평 정렬된 산화아연 나노와이어 패턴을 제작하였다.A horizontally aligned zinc oxide nanowire pattern was produced according to the method described below.
먼저, 아세트산 아연 이수화물(Zn(CH3(COO)2·2H2O)(80 wt%)과 폴리비닐 알코올(PVA)(20 wt%)을 증류수에 용해시켜 산화아연 전구체/PVA 용액을 제조하였다. 전구체/PVA 용액의 농도는 10 wt%이었다. 제조된 산화아연 전구체/PVA 용액을 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 시린지에 담고, 노즐에 약 2.0 ㎸의 전압을 인가하면서, 산화아연 전구체/PVA 용액을 노즐로부터 토출하였다. 로봇 스테이지에 의하여 이동되는 콜렉터의 기판 위에 정렬된 산화아연 전구체/PVA 복합체 나노와이어 패턴이 형성되었다.First, a zinc acetate precursor / PVA solution was prepared by dissolving a zinc acetate dihydrate (Zn (CH 3 (COO) 2 .2H 2 O) (80 wt%) and polyvinyl alcohol (PVA) The prepared zinc oxide precursor / PVA solution was placed in a syringe of an electric field assisted robotic nozzle printer, and a voltage of about 2.0 kV was applied to the nozzle to form a zinc oxide precursor / PVA Solution was ejected from the nozzle. A zinc oxide precursor / PVA composite nanowire pattern was formed on the substrate of the collector moved by the robot stage.
이때, 사용한 노즐의 직경은 100 ㎛이고, 인가전압은 2.1㎸ 이었다. 노즐과 콜렉터 사이의 거리를 5 ㎜로 일정하게 유지하였다. 로봇 스테이지의 Y축 방향의 이동 간격은 50㎛ 이고, X축 방향의 이동 거리는 15㎝ 이었다. 콜렉터의 크기는 20㎝× 20㎝이고, 콜렉터 위의 기판의 크기는 7㎝× 7㎝이었다. 기판의 종류는 실리콘 산화막(SiO2)이 100 ㎚ 두께로 코팅된 실리콘(Si) 웨이퍼이었다. At this time, the diameter of the used nozzle was 100 mu m and the applied voltage was 2.1 kV. The distance between the nozzle and the collector was kept constant at 5 mm. The moving distance in the Y axis direction of the robot stage was 50 mu m, and the moving distance in the X axis direction was 15 cm. The size of the collector was 20 cm x 20 cm, and the size of the substrate on the collector was 7 cm x 7 cm. The type of the substrate was a silicon (Si) wafer in which a silicon oxide film (SiO 2 ) was coated to a thickness of 100 nm.
정렬된 산화아연 전구체/PVA 나노와이어 패턴을 퍼니스에서 500℃ 로 각각 4시간 가열하여 정렬된 산화아연 나노와이어 패턴을 형성하였다.
The ordered zinc oxide precursor / PVA nanowire pattern was heated in a furnace to 500 < 0 > C for 4 hours each to form an ordered zinc oxide nanowire pattern.
실시예Example 2 2
하기에 기재된 방법에 따라, 정렬된 산화구리 나노와이어 패턴을 제작하였다.Aligned copper oxide nanowire patterns were fabricated according to the method described below.
먼저, 구리 트리플로로아세테이트 수화물(Cu(CO2CF3)2·nH20)(25 wt%)과 폴리비닐 피롤리돈(PVP)(10 wt%)을 다이메틸포름아마이드와 테트라하이드로퓨란에 용해시켜 산화구리 전구체/PVP 용액을 제조하였다. 전구체/PVP 용액의 농도는 31 wt%이었다. 제조된 산화구리 전구체/PVP 용액을 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 시린지에 담고, 노즐에 약 0.5 ㎸의 전압을 인가하면서, 산화구리 전구체/PVP 용액을 노즐로부터 토출하였다. 로봇 스테이지에 의하여 이동되는 콜렉터의 기판 위에 정렬된 산화구리 전구체/PVP 복합체 나노와이어 패턴이 형성되었다.First, copper trifloro acetate hydrate (Cu (CO 2 CF 3 ) 2 .nH 2 O) (25 wt%) and polyvinylpyrrolidone (PVP) (10 wt%) were dissolved in dimethylformamide and tetrahydrofuran To prepare a copper oxide precursor / PVP solution. The concentration of the precursor / PVP solution was 31 wt%. The prepared copper oxide precursor / PVP solution was placed in a syringe of an electric field assisted robotic nozzle printer, and a copper oxide precursor / PVP solution was discharged from the nozzle while applying a voltage of about 0.5 kV to the nozzle. A copper oxide precursor / PVP composite nanowire pattern was formed on the substrate of the collector moved by the robot stage.
이때, 사용한 노즐의 직경은 100 ㎛이고, 인가전압은 0.5㎸ 이었다. 노즐과 콜렉터 사이의 거리를 7 ㎜로 일정하게 유지하였다. 로봇 스테이지의 Y축 방향의 이동 간격은 200㎛ 이고, X축 방향의 이동 거리는 15㎝ 이었다. 콜렉터의 크기는 20㎝× 20㎝이고, 콜렉터 위의 기판의 크기는 7㎝× 7㎝이었다. 기판의 종류는 실리콘 산화막(SiO2)이 300 ㎚ 두께로 코팅된 실리콘(Si) 웨이퍼이었다. At this time, the diameter of the used nozzle was 100 mu m and the applied voltage was 0.5 kV. The distance between the nozzle and the collector was kept constant at 7 mm. The moving distance in the Y axis direction of the robot stage was 200 mu m, and the moving distance in the X axis direction was 15 cm. The size of the collector was 20 cm x 20 cm, and the size of the substrate on the collector was 7 cm x 7 cm. The substrate was a silicon (Si) wafer in which a silicon oxide film (SiO 2 ) was coated to a thickness of 300 nm.
정렬된 산화구리 전구체/PVP 나노와이어 패턴을 퍼니스에서 450℃ 로 각각 1시간 가열하여 정렬된 산화구리 나노와이어 패턴을 형성하였다.
The ordered copper oxide precursor / PVP nanowire pattern was heated from the furnace to 450 < 0 > C each for 1 hour to form aligned copper oxide nanowire patterns.
실시예Example 3 3
상기 실시예 1 내지 2 에서 제조된 정렬된 산화아연 나노와이어 패턴과 산화구리 나노와이어 패턴을 이용하여 산화물 반도체 나노와이어 인버터를 제작하였다.Oxide semiconductor nanowire inverters were fabricated using the aligned zinc oxide nanowire patterns and copper oxide nanowire patterns prepared in Examples 1 and 2 above.
실리콘 산화막(SiO2)이 300 ㎚ 두께로 코팅된 실리콘(Si) 웨이퍼를 기판으로 사용하고 상기 실시예 1 내지 2 에 따라 산화아연 나노와이어 패턴과 산화구리 나노와이어 패턴을 제작하였다. 이때, 기판의 크기는 2.5㎝× 2.5㎝ 이었고, 실리콘(Si)과 실리콘 산화막(SiO2)은 각각 게이트와 게이트 절연막으로 사용되었다. 나노와이어 패턴 위에 열증착을 통하여 100㎚ 두께의 금을 증착하여 소스/드레인/출력 전극을 형성하였다.A zinc oxide nanowire pattern and a copper oxide nanowire pattern were fabricated according to the above Examples 1 and 2 using a silicon (Si) wafer having a thickness of 300 nm as a silicon oxide film (SiO 2 ). At this time, the size of the substrate was 2.5 cm x 2.5 cm, and silicon (Si) and silicon oxide (SiO 2 ) were used as gate and gate insulating films, respectively. A 100 nm thick gold was deposited on the nanowire pattern by thermal evaporation to form a source / drain / output electrode.
상기 산화물 반도체 나노와이어 인버터는 30, 40, 50 V 의 드레인 전압에 대해서, 각각 7.5, 12.7, 16.5 의 게인 (gain) 값을 나타냈다.
The oxide semiconductor nanowire inverter exhibited gain values of 7.5, 12.7, and 16.5 for drain voltages of 30, 40, and 50 V, respectively.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (36)
기판으로부터 수직으로 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 적하하여, 상기 기판 상에 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계;
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 가열하여 정렬된 산화물 반도체 와이어의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.Dissolving an oxide semiconductor precursor and an organic polymer in distilled water or an organic solvent to provide an oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution;
Dropping the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution vertically from the substrate and aligning the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire on the substrate;
And heating the aligned oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire to form a pattern of aligned oxide semiconductor wires.
상기 산화물 반도체 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 적하하는 단계는, 기판으로부터 수직으로 10 ㎛ 내지 20 ㎜ 떨어진 지점으로부터 상기 용액을 적하하는 것을 포함하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조 방법The method according to claim 1,
The step of dropping the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution may include dropping the solution from a position vertically 10 to 20 mm away from the substrate
상기 정렬된 산화물 반도체 와이어 패턴을 형성하는 단계는 100 ℃ 내지 900 ℃의 온도 하에서, 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 10 분 내지 24 시간 동안 가열하는 것을 포함하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.The method according to claim 1,
The step of forming the aligned oxide semiconductor wire pattern may include heating the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire for 10 minutes to 24 hours at a temperature of 100 ° C to 900 ° C. .
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계는 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터에 의하여 실시되며, 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터는
i) 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 수용하는 용액 저장 장치;
ii) 상기 용액 저장 장치로부터 공급받은 용액을 토출하는 노즐 장치;
iii) 상기 노즐에 고전압을 인가하는 전압 인가 장치;
iv) 상기 기판을 고정하는 콜렉터;
v) 상기 콜렉터를 수평 방향으로 이동시키는 로봇 스테이지;
vi) 상기 콜렉터를 수직방향으로 이동시키는 마이크로 거리 조절기; 및
vii) 상기 콜렉터를 지지(support)하는 석정반을 포함하는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.The method according to claim 1,
The step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire is performed by an electric field assisted robotic nozzle printer, the electric field assisted robotic nozzle printer
i) a solution storage device for containing an oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution;
ii) a nozzle device for discharging the solution supplied from the solution storage device;
iii) a voltage applying device for applying a high voltage to the nozzle;
iv) a collector for fixing the substrate;
v) a robot stage for moving the collector in a horizontal direction;
vi) a micro-distance adjuster for moving the collector in a vertical direction; And
vii) a stone quartz support for supporting the collector.
상기 정렬된 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 와이어를 정렬하는 단계는
i) 상기 용액 저장 장치에 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 공급하는 단계;
ii) 상기 전기장 보조 로보틱 노즐 프린터의 상기 전압 인가 장치를 통하여 상기 노즐에 고전압을 인가하면서 상기 노즐로부터 상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 토출시키는 단계를 포함하며,
상기 노즐로부터 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액이 토출될 때, 기판이 놓여진 콜렉터를 수평방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.5. The method of claim 4,
The step of aligning the ordered oxide semiconductor precursor / organic polymer composite wire
i) supplying the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution to the solution storage device;
ii) discharging the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution from the nozzle while applying a high voltage to the nozzle through the voltage application device of the electric field assisted robotic nozzle printer,
Wherein when the oxide semiconductor precursor / organic polymer composite solution is discharged from the nozzle, the collector on which the substrate is placed is moved in the horizontal direction.
상기 기판은 절연 재료, 금속 재료, 탄소 재료, 및 전도체와 절연막의 복합 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is selected from the group consisting of an insulating material, a metal material, a carbon material, and a composite material of a conductor and an insulating film.
상기 산화물 반도체성 전구체는 산화아연 전구체, 산화인듐 전구체, 산화주석 전구체, 산화갈륨 전구체, 산화텅스텐 전구체, 산화알루미늄 전구체, 산화티타늄 전구체, 산화바나듐 전구체, 산화몰리브데늄 전구체, 산화구리 전구체, 산화니켈 전구체, 산화철 전구체, 산화크롬 전구체, 산화비스무스 전구체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.The method according to claim 1,
The oxide semiconductor precursor may be a zinc oxide precursor, an indium oxide precursor, a tin oxide precursor, a gallium oxide precursor, a tungsten oxide precursor, an aluminum oxide precursor, a titanium oxide precursor, a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, a copper oxide precursor, A precursor, an iron oxide precursor, a chromium oxide precursor, a bismuth oxide precursor, and combinations thereof.
상기 산화아연 전구체는 수산화아연(Zn(OH)2), 아세트산아연(Zn(CH3COO)2), 아세트산아연수화물(Zn(CH3(COO)2·nH2O), 디에틸아연(Zn(CH3CH2)2), 질산 아연(Zn(NO3)2), 질산아연수화물(Zn(NO3)2·nH2O), 탄산아연(Zn(CO3)), 아연아세틸아세토네이트(Zn(CH3COCHCOCH3)2), 아연아세틸아세토네이트수화물(Zn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법. 8. The method of claim 7,
The zinc oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ), zinc acetate (Zn (CH 3 COO) 2 ), zinc acetate hydrate (Zn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O) (CH 3 CH 2 ) 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ), zinc nitrate hydrate (Zn (NO 3 ) 2 .nH 2 O), zinc carbonate (Zn (CO 3 ) (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), zinc acetylacetonate hydrate (Zn (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof.
상기 산화인듐 전구체는 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 아세트산인듐(In(CH3COO)2), 아세트산인듐수화물(In(CH3(COO)2·nH2O), 염화인듐(InCl, InCl2, InCl3), 질산인듐(In(NO3)3), 질산인듐수화물(In(NO3)3·nH2O), 인듐아세틸아세토네이트(In(CH3COCHCOCH3)2), 인듐아세틸아세토네이트수화물(In(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The indium oxide precursor is indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), ethyl indium (In (CH 3 COO) 2 ), ethyl indium hydrate (In (CH 3 (COO) 2 · nH 2 O) chloride, indium (InCl, InCl 2, InCl 3 ), indium nitrate (In (NO 3) 3) , indium nitrate hydrate (In (NO 3) 3 · nH 2 O), indium acetylacetonate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 ), indium acetylacetonate hydrate (In (CH 3 COCHCOCH 3 ) 2 .nH 2 O), and combinations thereof.
상기 산화주석 전구체는 아세트산주석(Sn(CH3COO)2), 아세트산주석수화물(Sn(CH3(COO)2·nH2O), 염화주석(SnCl2, SnCl4), 염화주석수화물(SnCln·nH2O), 주석아세틸아세토네이트(Sn(CH3COCHCOCH3)2), 주석아세틸아세토네이트수화물(Sn(CH3COCHCOCH3)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The tin oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of tin acetate (Sn (CH 3 COO) 2 ), tin acetate hydrate (Sn (CH 3 (COO) 2 .nH 2 O), tin chloride (SnCl 2 , SnCl 4 ), tin chloride n · nH 2 O), tin acetylacetonate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2), tin acetylacetonate hydrate (Sn (CH 3 COCHCOCH 3) 2 · nH 2 O) , and selected from the group consisting of Of the oxide semiconductor wire pattern.
상기 산화갈륨 전구체는 질산갈륨(Ga(NO3)3), 질산갈륨수화물(Ga(NO3)3·nH2O), 갈륨아세틸아세토네이트(Ga(CH3COCHCOCH3)3), 갈륨아세틸아세토네이트수화물(Ga(CH3COCHCOCH3)3·nH2O), 염화갈륨(Ga2Cl4, GaCl3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The gallium oxide precursor is gallium nitrate (Ga (NO 3) 3) , gallium nitrate hydrate (Ga (NO 3) 3 · nH 2 O), gallium acetylacetonate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3), gallium acetylacetonate carbonate hydrate (Ga (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O), gallium chloride (Ga 2 Cl 4, GaCl 3 ) and a method for manufacturing the oxide semiconductor wire pattern is selected from the group consisting of.
상기 산화텅스텐 전구체는 탄화텅스텐(WC), 텅스텐산분말(H2WO4), 염화텅스텐(WCl4, WCl6), 텅스텐아이소프로폭사이드(W(OCH(CH3)2)6), 텅스텐나트륨(Na2WO4), 텅스텐나트륨수화물(Na2WO4·nH2O), 텅스텐산암모늄((NH4)6H2W12O40), 텅스텐산암모늄수화물((NH4)6H2W12O40·nH2O), 텅스텐에톡사이드(W(OC2H5)6) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The tungsten oxide precursor is tungsten carbide (WC), tungsten acid powder (H 2 WO 4), chloride, tungsten (WCl 4, WCl 6), tungsten isopropoxide (W (OCH (CH 3) 2) 6), tungsten Sodium nitrate (Na 2 WO 4 ), tungsten sodium hydrate (Na 2 WO 4 .nH 2 O), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 ), ammonium tungstate ((NH 4 ) 6 H 2 W 12 O 40 .nH 2 O), tungsten ethoxide (W (OC 2 H 5 ) 6 ), and combinations thereof.
상기 산화알루미늄 전구체는 염화알루미늄(AlCl3), 질산알루미늄(Al(NO3)3), 질산알루미늄수화물(Al(NO3)3·nH2O), 알루미늄부톡사이드(Al(C2H5CH(CH3)O)) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The aluminum oxide precursors are aluminum chloride (AlCl 3), aluminum nitrate (Al (NO 3) 3) , aluminum nitrate hydrate (Al (NO 3) 3 · nH 2 O), aluminum butoxide (Al (C 2 H 5 CH (CH 3 ) O)), and combinations thereof.
상기 산화티타늄 전구체는 티타늄아이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4), 염화티타늄(TiCl4), 티타늄에톡사이드(Ti(OC2H5)4), 티타늄부톡사이드(Ti(OC4H9)4) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The titanium oxide precursor may be selected from the group consisting of titanium isopropoxide (Ti (OCH (CH 3 ) 2 ) 4 ), titanium chloride (TiCl 4 ), titanium ethoxide (Ti (OC 2 H 5 ) 4 ), titanium butoxide (OC 4 H 9 ) 4 ), and combinations thereof.
상기 산화바나듐 전구체는 바나듐아이소프로포사이드(VO(OC3H7)3), 바나듐산암모늄(NH4VO3), 바나듐아세틸아세토네이트(V(CH3COCHCOCH3)3), 바나듐아세틸아세토네이트수화물(V(CH3COCHCOCH3)3·nH2O 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The vanadium oxide precursor, vanadium isopropoxide Forsythe (VO (OC 3 H 7) 3), vanadium ammonium (NH 4 VO 3), vanadium acetylacetonate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3), vanadium acetylacetonate hydrate (V (CH 3 COCHCOCH 3) 3 · nH 2 O and the method for manufacturing the oxide semiconductor wire pattern is selected from the group consisting of.
상기 산화몰리브데늄 전구체는 몰리브데늄아이소프로폭사이드(Mo(OC3H7)5), 염화몰리브데늄아이소프로폭사이드(MoCl3(OC3H7)2), 몰리브데늄산암모늄((NH4)2MoO4), 몰리브데늄산암모늄수화물((NH4)2MoO4·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
Denyum the oxidized molybdenum denyum precursors include molybdenum isopropoxide (Mo (OC 3 H 7) 5), chloride molybdate denyum isopropoxide (MoCl 3 (OC 3 H 7 ) 2), molybdenum having nyumsan ammonium ((NH 4 ) 2 MoO 4 ), ammonium molybdodeniate hydrate ((NH 4 ) 2 MoO 4 .nH 2 O), and combinations thereof.
상기 산화구리 전구체는 염화구리(CuCl, CuCl2), 염화구리수화물(CuCl2·nH2O), 아세트산구리(Cu(CO2CH3),Cu(CO2CH3)2), 아세트산구리수화물(Cu(CO2CH3)2·nH2O), 구리아세틸아세토네이트(Cu(C5H7O2)2), 질산구리(Cu(NO3)2), 질산구리수화물(Cu(NO3)2·nH2O), 브롬화구리(CuBr, CuBr2), 구리탄산염(CuCO3·Cu(OH)2), 황화구리(Cu2S, CuS), 구리프탈로시아닌(C32H16N8Cu), 구리트리플로로아세테이트(Cu(CO2CF3)2), 구리아이소부티레이트 (C8H14CuO4), 구리에틸아세토아세테이트 (C12H18CuO6), 구리2-에틸헥사노에이트 ([CH3(CH2)3CH(C2H5)CO2]2Cu), 불화구리 (CuF2), 포름산구리수화물 ((HCO2)2Cu?H2O), 구리글루코네이트 (C12H22CuO14), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5HF6O2)2), 구리헥사플로로아세틸아세토네이트수화물 (Cu(C5HF6O2)2?H2O), 구리메톡사이드 (Cu(OCH3)2), 구리네오데카노에이트 (C10H19O2Cu), 과염소산구리수화물 (Cu(ClO4)2ㆍ6H2O), 황산구리 (CuSO4), 황산구리수화물 (CuSO4?H2O), 주석산구리수화물 ([-CH(OH)CO2]2Cu?H2O), 구리트리플로로아세틸아세토네이트 (Cu(C5H4F3O2)2), 구리트리플로로메탄설포네이트 ((CF3SO3)2Cu), 테트라아민구리황산염수화물 (Cu(NH3)4SO4?2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The copper oxide precursor may be at least one selected from the group consisting of copper chloride (CuCl, CuCl 2 ), copper chloride hydrate (CuCl 2 .nH 2 O), copper acetate (Cu (CO 2 CH 3 ), Cu (CO 2 CH 3 ) 2 ) (Cu (CO 2 CH 3) 2 · nH 2 O), copper acetyl acetonate (Cu (C 5 H 7 O 2) 2), copper nitrate (Cu (NO 3) 2) , copper nitrate hydrate (Cu (NO 3) 2 · nH 2 O) , copper bromide (CuBr, CuBr 2), copper carbonate (CuCO 3 · Cu (OH) 2), copper sulfide (Cu 2 S, CuS), copper phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 (Cu (CO 2 CF 3 ) 2 ), copper isobutyrate (C 8 H 14 CuO 4 ), copper ethyl acetoacetate (C 12 H 18 CuO 6 ), copper 2-ethylhexano ([CH 3 (CH 2 ) 3 CH (C 2 H 5 ) CO 2 ] 2 Cu), copper fluoride (CuF 2 ), formic acid copper hydrate ((HCO 2 ) 2 Cu? H 2 O), copper gluconate (C 12 H 22 CuO 14) , a copper-hexahydro flow acetylacetonate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2), copper-hexahydro Floro acetylacetonate monohydrate (Cu (C 5 HF 6 O 2) 2? H 2 O), Lee methoxide (Cu (OCH 3) 2) , copper neodecanoate (C 10 H 19 O 2 Cu ), perchlorate, copper hydrate (Cu (ClO 4) 2 and 6H 2 O), copper sulfate (CuSO 4), copper sulfate hydrate (CuSO 4 H 2 O?) , tartaric acid copper hydrate (? [- CH (OH) CO 2] 2 Cu H 2 O), with a copper triple acetylacetonate (Cu (C 5 H 4 F 3 O 2) 2 ), copper trifluoromethanesulfonate ((CF 3 SO 3 ) 2 Cu), tetraamine copper sulfate hydrate (Cu (NH 3 ) 4 SO 4 -2 O), and combinations thereof Wherein the method comprises the steps of:
상기 산화니켈 전구체는 염화니켈(NiCl2), 염화니켈수화물(NiCl2·nH2O), 아세트산니켈수화물(Ni(OCOCH3)2·4H2O), 질산니켈수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 니켈아세틸아세토네이트(Ni(C5H7O2)2), 수산화니켈(Ni(OH)2), 니켈프탈로시아닌(C32H16N8Ni), 니켈탄산염수화물(NiCO3 ·2Ni(OH)2·nH2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The nickel oxide precursor of nickel chloride (NiCl 2), nickel chloride hydrate (NiCl 2 · nH 2 O) , nickel acetate hydrate (Ni (OCOCH 3) 2 · 4H 2 O), nickel nitrate hydrate (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O), nickel acetylacetonate (Ni (C 5 H 7 O 2) 2), nickel hydroxide (Ni (OH) 2), nickel phthalocyanine (C 32 H 16 N 8 Ni ), nickel carbonate monohydrate (NiCO 3 · 2Ni (OH) 2 · nH 2 O), and combinations thereof.
상기 산화철 전구체는 아세트산철(Fe(CO2CH3)2), 염화철(FeCl2, FeCl3), 염화철수화물(FeCl3·nH2O), 철아세틸아세토네이트(Fe(C5H7O2)3), 질산철수화물(Fe(NO3)3·9H2O), 철프탈로시아닌(C32H16FeN8), 철옥살레이트수화물(Fe(C2O4)·nH2O, Fe2(C2O4)3·6H2O) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The iron oxide precursor is iron acetate (Fe (CO 2 CH 3) 2), iron chloride (FeCl 2, FeCl 3), ferric chloride hydrate (FeCl 3 · nH 2 O) , iron acetylacetonate (Fe (C 5 H 7 O 2 3) 3), nitric acid withdrawal cargo (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O), iron phthalocyanine (C 32 H 16 FeN 8) , cheolok live hydrate (Fe (C 2 O 4) · nH 2 O, Fe 2 (C 2 O 4 ) 3 .6H 2 O), and combinations thereof.
상기 산화크롬 전구체는 염화크롬(CrCl2, CrCl3), 염화크롬수화물(CrCl3·nH2O), 크롬카바이드(Cr3C2), 크롬아세틸아세토네이트(Cr(C5H7O2)3), 질산크롬수화물(Cr(NO3)3·nH2O), 수산화크롬아세트산(CH3CO2)7Cr3(OH)2, 크롬아세트산수화물([(CH3CO2)2Cr·H2O]2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
The chromium oxide precursor may be chromium chloride (CrCl 2 , CrCl 3 ), chromium chloride hydrate (CrCl 3 .nH 2 O), chromium carbide (Cr 3 C 2 ), chromium acetylacetonate (Cr (C 5 H 7 O 2 ) 3), nitric acid, chromium hydrate (Cr (NO 3) 3 · nH 2 O), chromium hydroxide acetate (CH 3 CO 2) 7 Cr 3 (OH) 2, chromium acetate monohydrate ([(CH 3 CO 2) 2 Cr · H 2 O] 2 ), and combinations thereof.
상기 산화비스무스 전구체는 염화비스무스(BiCl3), 질산비스무스수화물(Bi(NO3)3·nH2O), 비스무스아세트산((CH3CO2)3Bi), 비스무스카보네이트((BiO)2CO3) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the bismuth precursor is chloride, bismuth (BiCl 3), nitric acid, bismuth hydrate (Bi (NO 3) 3 · nH 2 O), bismuth acetate ((CH 3 CO 2) 3 Bi), bismuth carbonate ((BiO) 2 CO 3 ) And a combination thereof. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 유기 고분자는 폴리비닐 알코올(PVA), 폴리에틸렌 옥사이드(PEO), 폴리스티렌(PS), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 폴리이미드, 폴리(비닐리덴 플루오라이드)(PVDF), 폴리아닐린(PANI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 나일론, 폴리(아크릴산), 폴리(클로로 스티렌), 폴리(디메틸 실록산), 폴리(에테르 이미드), 폴리(에테르 술폰), 폴리(알킬 아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸 비닐 아세테이트), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 폴리(메타크릴산)염, 폴리(메틸 스티렌), 폴리(스티렌 술폰산)염, 폴리(스티렌 술포닐 플루오라이드), 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리락타이드, 폴리(비닐 알콜), 폴리아크릴아미드, 폴리벤즈이미다졸, 폴리카보네이트, 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에테르에테르케톤), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리이소프렌, 폴리락타이드, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리우레탄, 폴리(비닐피로리돈), 폴리(페닐렌 비닐렌), 폴리(비닐 카바졸) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법. The method according to claim 1,
The organic polymer may be at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polyacrylonitrile (PAN), poly (methyl methacrylate) Polyvinylidene fluoride (PVDF), polyaniline (PANI), polyvinyl chloride (PVC), nylon, poly (acrylic acid), poly (chlorostyrene), poly (dimethylsiloxane) Poly (ethyl acrylate), poly (ethyl vinyl acetate), poly (ethyl-co-vinyl acetate), poly (ethylene terephthalate), poly (lactic acid- Poly (styrene sulfonate), poly (styrene-co-acrylonitrile), poly (styrene-co (meth) acrylate) -Butadiene), poly (styrene-co-divinylbenzene), poly (vinyl acetate), poly Poly (vinyl alcohol), polyacrylamide, polybenzimidazole, polycarbonate, poly (dimethylsiloxane-co-polyethylene oxide), poly (etheretherketone), polyethylene, polyethyleneimine, polyisoprene, polylactide , A method of manufacturing an oxide semiconductor wire pattern, wherein the method is selected from the group consisting of polypropylene, polysulfone, polyurethane, poly (vinylpyrrolidone), poly (phenylenevinylene), poly (vinylcarbazole) .
상기 유기 용매는 다이클로로에틸렌, 트라이클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 다이클로로메탄, 스티렌, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸설폭사이드, 테트라하이드로퓨란, 자일렌, 톨루엔, 사이클로헥센, 2-메톡시에탄올, 에탄올아민, 아세토니트릴, 부틸알콜, 이소프로필알콜, 에탄올, 메탄올, 및 아세톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법. The method according to claim 1,
The organic solvent is selected from the group consisting of dichloroethylene, trichlorethylene, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, dichloromethane, styrene, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, tetrahydrofuran, xylene, toluene, cyclohexene, 2 Wherein the solvent is selected from the group consisting of methoxyethanol, ethanolamine, acetonitrile, butyl alcohol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol, and acetone, and combinations thereof.
상기 산화물 반도체성 전구체/유기 고분자 복합체 용액을 제공하는 단계는, 산화물 반도체성 전구체와 유기 고분자를 10:90 내지 97:3의 중량비로, 증류수 또는 유기 용매에 1 내지 30 중량%의 농도가 되도록 용해하는 단계를 포함하는 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조방법.The method according to claim 1,
The step of providing the oxide semiconductor precursor / organic polymer complex solution may include dissolving the oxide semiconductor precursor and the organic polymer at a weight ratio of 10:90 to 97: 3 in distilled water or organic solvent to a concentration of 1 to 30% by weight Wherein the oxide semiconductor wire pattern is formed on the substrate.
상기 산화물 반도체 와이어의 직경이 10 nm 내지 1000 μm인 산화물 반도체 와이어 패턴의 제조 방법. The method according to claim 1,
Wherein the diameter of the oxide semiconductor wire is 10 nm to 1000 占 퐉.
25. A ring oscillator comprising an aligned oxide semiconductor wire produced by the method of any one of claims 1 to 25.
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