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기판 상에 평균 측면 크기가 마이크로 크기이며 2차원 구조인 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 나노시트를 함유하는 제1분산액을 잉크젯 프린팅 방식을 수행하여 금속 산화물 전구체층을 형성하는 단계;상기 금속 산화물 전구체층을 열처리하여 금속 산화물 절연층을 형성하는 단계;상기 금속 산화물 절연층 상에 평균 측면 크기가 마이크로 크기이며 2차원 구조인 2차원 반도체 나노 시트를 함유하는 제2분산액을 잉크젯 프린팅하여 반도체 채널층을 형성하는 단계;및상기 반도체 채널층 상에 평균 측면 크기가 마이크로 크기이며 2차원 구조인 그래핀 나노 시트를 함유하는 제3분산액을 잉크젯 프린팅하여 전극을 패터닝하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제1항에 있어서,상기 금속 산화물 전구체층을 형성하는 단계에서,상기 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 나노시트는,음극 및 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 물질의 결정층을 포함하는 양극을 제1분자침투제를 포함하는 용액에 담지하는 전극담지단계;상기 음극 및 양극에 전압을 인가하여 상기 제1분자침투제를 상기 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 물질의 결정층 사이에 침투시키는 전압인가단계;상기 제1분자침투제가 침투된 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 물질의 결정층에 초음파를 조사하여 상기 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 물질을 박리시키는 초음파조사단계;및상기 박리된 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 물질을 분리하는 분리단계를 수행하여 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 나노시트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제2항에 있어서,상기 제1분자침투제는 Tetraheptylammonium bromide, Tetrabutylammonium hydrogen sulfate, Tetrabutylammonium bromide, Tetraethylammonium bromide, Tetrapropylammonium bromide 및 Tetradecylammonium bromide으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제2항에 있어서,상기 초음파 조사는 7W 이상 15 W 이하의 초음파를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제2항에 있어서,상기 제1분산액은 N-methyl-pyrrolidone, N,N-Dimethylformamide, Isopropanol, Toluene, Propylene carbonate, Chloroform, Ethanol 및 Alcohol 으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제1항에 있어서,상기 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 나노 시트의 평균 측면 크기는 1
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제1항에 있어서,상기 금속 설파이드 또는 금속 셀레나이드 나노시트는 HfS2, HfSe2, ZrS2 및 ZrSe2으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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8
제1항에 있어서,상기 금속 산화물 절연층을 형성하는 단계에서,상기 열처리는 300˚C 내지 500 ˚C 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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9
제1항에 있어서,상기 반도체 채널층을 형성하는 단계에서,상기 2차원 반도체 나노 시트는,음극 및 2차원 반도체 물질의 결정층을 포함하는 양극을 제2분자침투제를 포함하는 용액에 담지하는 전극담지단계; 상기 음극 및 양극에 전압을 인가하여 상기 제2분자침투제를 상기 2차원 반도체물질의 결정층 사이에 침투시키는 전압인가단계; 상기 제2분자침투제가 침투된 상기 2차원 반도체 물질의 결정층에 초음파를 조사하여 상기 2차원 반도체 물질을 박리시키는 초음파조사단계;및상기 박리된 2차원 반도체 물질을 분리하는 분리단계를 수행하여 2차원 반도체 나노 시트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제9항에 있어서,상기 제2분자침투제는 Tetraheptylammonium bromide, Tetrabutylammonium hydrogen sulfate, Tetrabutylammonium bromide, Tetraethylammonium bromide, Tetrapropylammonium bromide 및 Tetradecylammonium bromide으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제9항에 있어서,상기 초음파 조사는 7W 이상 15 W 이하의 초음파를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제9항에 있어서,상기 제2분산액은 N-methyl-pyrrolidone, N,N-Dimethylformamide, Isopropanol, Toluene, Propylene carbonate, Chloroform, Ethanol 및 Alcohol 으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제9항에 있어서,상기 2차원 반도체 나노 시트의 평균 측면 크기는 1
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제1항에 있어서,상기 2차원 반도체 나노 시트는 MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, HfS2, HfSe2, graphene 및 Black phosphorus으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제1항에 있어서,상기 전극을 패터닝하는 단계에서,상기 그래핀 나노시트는,그래파이트를 포함하는 음극과 그래파이트를 포함하는 양극을 제3분자침투제를 포함하는 용액에 담지하는 전극담지단계;상기 음극 및 양극에 전압을 인가하여 상기 제3분자침투제를 상기 그래파이트 결정층 사이에 침투시키는 전압인가단계;상기 제3분자침투제가 침투된 그래파이트에 초음파를 조사하여 상기 그래파이트를 박리시키는 초음파조사단계;및상기 박리된 그래파이트를 분리하는 분리단계를 수행하여 그래핀 나노시트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제15항에 있어서,상기 제3분자침투제는 Tetraheptylammonium bromide, Tetrabutylammonium hydrogen sulfate, Tetrabutylammonium bromide, Tetraethylammonium bromide, Tetrapropylammonium bromide 및 Tetradecylammonium bromide으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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17
제15항에 있어서,상기 초음파 조사는 7W 이상 15 W 이하의 초음파를 조사하여 수행되는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제1항에 있어서,상기 제3분산액은 N-methyl-pyrrolidone, N,N-Dimethylformamide, Isopropanol, Toluene, Propylene carbonate, Chloroform, Ethanol 및 Alcohol 으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법
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제1항에 있어서,상기 그래핀 나노시트의 평균 측면 크기는 1
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제1항의 분산액을 이용하여 잉크젯 프린팅된 반도체 소자 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제20항에 있어서,Ion/Ioff (온/오프 전류비)는 103 내지 106 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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제20항에 있어서,게이트 전압(gate voltage)은 -2V 내지 4V 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자
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