JPH08176803A - Method for producing molecularly oriented organic film - Google Patents
Method for producing molecularly oriented organic filmInfo
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- JPH08176803A JPH08176803A JP31732694A JP31732694A JPH08176803A JP H08176803 A JPH08176803 A JP H08176803A JP 31732694 A JP31732694 A JP 31732694A JP 31732694 A JP31732694 A JP 31732694A JP H08176803 A JPH08176803 A JP H08176803A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、有機膜の製造法に関
するものである。さらに詳しくは、この発明は、LS
I、耐放射線材料、宇宙空間用材料等として有用な、イ
オンビーム交互蒸着重合法による分子配向有機膜の製造
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an organic film. More specifically, the present invention relates to LS
The present invention relates to a method for producing a molecularly oriented organic film, which is useful as a radiation resistant material, a material for outer space, etc., by an ion beam alternating vapor deposition polymerization method.
【0002】[0002]
【従来の技術とその課題】LSIなどの層間絶縁膜や液
晶配向膜として有用で、電気的、光学的、機械的に非常
に優れた特性を持つものとして、有機物の高分子重合膜
がある。特に、例えばポリイミドなどは、ガラス転移点
が高く、耐熱性、化学安定性、配向制御性などが優れて
いるため、耐熱放射線材料、宇宙空間材料としても用い
られ、核融合炉に用いる超電導磁石の絶縁材料や宇宙空
間での原子状酸素による機材の劣化を防ぐ保護材料等と
しての活用も考えられている。2. Description of the Related Art Organic polymer polymers are useful as interlayer insulating films and liquid crystal alignment films for LSIs and the like and have excellent electrical, optical and mechanical properties. In particular, for example, polyimide has a high glass transition point, and is excellent in heat resistance, chemical stability, orientation controllability, etc., so it is also used as a heat-resistant radiation material and a space material, and is used as a superconducting magnet for a fusion reactor. It is also considered to be used as an insulating material and a protective material that prevents deterioration of equipment due to atomic oxygen in outer space.
【0003】このような高分子重合膜を得る方法とし
て、従来、溶媒を用いてモノマーを重合し、得られた溶
液を基板上に塗布する方法が知られているが、溶媒を用
いるために不純物の混入などの問題が生じ、1000Å
以下の均一な薄膜を得ることは困難であった。また、単
分子層膜を作成する方法としてLangumuir-Blodgett(L
B)法による薄膜作製の研究が行われているが、親水基
・疎水基の置換など反応が複雑であり、また、薄膜を得
る際の表面圧の制御が極めて困難であるため、大面積薄
膜を得ることは難しい。また重合過程などにおいても溶
媒を用いるため、やはり不純物の混入が問題になってい
る。As a method for obtaining such a polymerized polymer film, conventionally, a method of polymerizing a monomer using a solvent and coating the obtained solution on a substrate is known. 1000 Å
It was difficult to obtain the following uniform thin film. As a method for forming a monolayer film, Langumuir-Blodgett (L
Although thin film fabrication by method B) has been studied, large area thin films are used because the reaction such as substitution of hydrophilic groups / hydrophobic groups is complicated and the control of surface pressure when obtaining thin films is extremely difficult. Hard to get. Further, since a solvent is used also in the polymerization process and the like, contamination of impurities still poses a problem.
【0004】一方、このようなウェットプロセスに対
し、モノマーを真空槽中で蒸発させて基板上で重合さ
せ、直接的に重合膜を得る蒸着重合法(真空蒸着重合
法)が提案されてもいる。この方法はドライプロセスで
あり、非熱平衡下でのプロセスであるため、従来の化学
的ウェットプロセスでは得られない重合膜が得られると
期待されてきた。しかしながら、実際にはこの蒸着重合
法では作成時の自由度が小さく、特別な機能性を薄膜に
付与することは困難であった。On the other hand, in response to such a wet process, a vapor deposition polymerization method (vacuum vapor deposition polymerization method) has been proposed in which a monomer is evaporated in a vacuum chamber and polymerized on a substrate to directly obtain a polymerized film. . Since this method is a dry process and is a process under non-thermal equilibrium, it has been expected to obtain a polymer film which cannot be obtained by a conventional chemical wet process. However, in practice, this evaporation polymerization method has a small degree of freedom during preparation, and it has been difficult to impart special functionality to a thin film.
【0005】このような状況において、次世代のLSI
や大画面LCD等の開発に向けて、従来技術の問題点を
克服することのできる、新しい実用的な技術手段の実現
が望まれていた。そこでこの発明は、以上のような事情
に鑑みてなされたものであり、従来技術では得られなか
った、極めて薄い、優れた表面平坦性と高い化学的純度
を有する重合膜を作製することが可能な、新しい方法を
提供することを目的としている。Under such circumstances, next-generation LSI
For the development of LCDs and large-screen LCDs, it has been desired to realize new practical technical means capable of overcoming the problems of the conventional techniques. Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to produce a polymer film having extremely thin, excellent surface flatness and high chemical purity, which cannot be obtained by the conventional technique. It aims to provide a new method.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、複数のイオン化した分子を基板
上に交互に積層蒸着させて配向性有機膜を形成すること
を特徴とする分子配向有機膜の製造法を提供する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a plurality of ionized molecules are alternately laminated and vapor-deposited on a substrate to form an oriented organic film. A method for manufacturing an oriented organic film is provided.
【0007】[0007]
【作用】この発明の方法は、上記構成を特徴とするイオ
ンビームを使用した交互蒸着重合法に係るものであり、
イオン化した分子を交互に積層蒸着させることにより、
結晶性、配向性のよい有機薄膜を得ることを可能として
いる。これまでにも金属やその化合物の薄膜作成手法と
しては、蒸着による膜の付着強度が大きく、結晶性も良
好な薄膜を形成するための手段として、いわゆるイオン
プレーティング法や、るつぼの中で蒸着材料を蒸発さ
せ、クラスタ(原子の塊)として吹き出させ、これをイ
オン化して加速し、基板にぶつけるクラスタ・イオンビ
ーム法が知られている。そこで、この発明では、これら
の手法を発展させ、有機膜を形成する複数種のモノマー
をイオン化し、加速電圧を加えて基板とモノマー分子と
の相互作用を制御し、重合膜の結晶性・配向性を向上さ
せるため、モノマーを交互に積層蒸着させて、イオンビ
ーム交互蒸着重合膜としての分子配向制御有機膜を製造
する。この方法により、表面の配向処理なしに液晶配向
力を持った重合膜を基板上に直接形成することが可能に
なる。The method of the present invention relates to the alternate vapor deposition polymerization method using an ion beam, which is characterized by the above-mentioned constitution,
By alternately depositing ionized molecules,
It is possible to obtain an organic thin film having good crystallinity and orientation. So far, as a method of forming a thin film of a metal or a compound thereof, a so-called ion plating method or vapor deposition in a crucible has been used as a means for forming a thin film having a high film adhesion strength by vapor deposition and good crystallinity. There is known a cluster ion beam method in which a material is evaporated and blown out as a cluster (a mass of atoms), which is ionized and accelerated to hit the substrate. Therefore, in the present invention, these methods are developed to ionize a plurality of types of monomers forming an organic film, control an interaction between a substrate and a monomer molecule by applying an acceleration voltage, and crystallinity / orientation of a polymer film. In order to improve the property, the monomers are alternately laminated and vapor-deposited to produce a molecular orientation control organic film as an ion beam alternating vapor deposition polymer film. By this method, it is possible to directly form a polymer film having a liquid crystal alignment force on a substrate without surface alignment treatment.
【0008】この発明の方法において対象とされるモノ
マー分子については、各種のものが含まれる。目的とす
る有機膜の種類に対応して選択され、たとえば重合有機
膜がポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカー
ボネート、ポリウレア、ポリカーバメート、ポリエーテ
ル、ポリスルフィド、ポリアミン、ポリスルホキシド等
の縮合系、あるいはポリアクリレート、ポリメタクリレ
ート、ポリフルオロカーボン等の付加系等に応じてモノ
マーが選択される。Various types of monomer molecules are included in the method of the present invention. Selected according to the type of the target organic film, for example, a polymerized organic film is a condensation system such as polyimide, polyamide, polyester, polycarbonate, polyurea, polycarbamate, polyether, polysulfide, polyamine, polysulfoxide, or polyacrylate, The monomer is selected according to the addition system such as polymethacrylate and polyfluorocarbon.
【0009】モノマーとしては、たとえば、カルボン
酸、カルボン酸エステル、アルデヒド、ケトン、アミ
ン、アミド、ニトリル、イソシアネート、カーボネー
ト、スルフィド、エポキシド、スルホキシド、各種のオ
レフィン系ハライド、カルボン酸、エステル、ヒドロキ
シド、エーテル、ニトリル、アミン等の有機モノマーが
使用されることになる。Examples of the monomer include carboxylic acids, carboxylic acid esters, aldehydes, ketones, amines, amides, nitriles, isocyanates, carbonates, sulfides, epoxides, sulfoxides, various olefinic halides, carboxylic acids, esters, hydroxides, Organic monomers such as ethers, nitrites, amines will be used.
【0010】これらのモノマーは、この発明では、少な
くとも2種のものが使用され、分子配向制御された有機
膜を製造可能とする。その製造には、従来公知のイオン
プレーティング法、クラスター・イオンビーム法に沿っ
て、モノマー分子の昇華、蒸発、そのイオン化、そして
加速によって交互蒸着を行う。モノマーの種類に応じた
るつぼ等を用いることができる。In the present invention, at least two kinds of these monomers are used to enable the production of an organic film having a controlled molecular orientation. For its production, alternating vapor deposition is performed by sublimation and evaporation of monomer molecules, ionization thereof, and acceleration according to the conventionally known ion plating method and cluster ion beam method. A crucible or the like depending on the type of monomer can be used.
【0011】蒸着後は、必要に応じて基板加熱して、ポ
リマーの結合構造の形成、変更を促進してもよい。より
具体的には、たとえばこの発明により、分子配向性に優
れたポリイミド膜の形成が可能となる。このことは、こ
の発明の特筆すべき点でもある。ポリイミド薄膜が形成
され、イオンビームの照射によるポリイミド薄膜の超薄
膜化と分子配向性に与える効果や、ポリイミド薄膜の電
気的・光学的特性の確認も可能である。After vapor deposition, the substrate may be heated, if necessary, to promote the formation and modification of the polymer bonding structure. More specifically, for example, according to the present invention, it is possible to form a polyimide film having excellent molecular orientation. This is also a remarkable point of the present invention. A polyimide thin film is formed, and it is possible to confirm the effect of making the polyimide thin film ultra-thin and molecular orientation by irradiation of an ion beam, and the electrical and optical characteristics of the polyimide thin film.
【0012】また、この発明により従来のスピンコート
法では得られなかった極めて薄い、優れた表面平坦性と
高い科学的純度を有した重合膜を作製することができ
る。これらの結果、再現性の高い液晶配向膜の作製や次
世代のLSIにおける超平坦な界面の形成、極めて薄い
絶縁膜の形成や分子デバイスへの応用などが考えられ
る。Further, according to the present invention, an extremely thin polymer film having excellent surface flatness and high chemical purity, which cannot be obtained by the conventional spin coating method, can be produced. As a result of these, it is considered that a highly reproducible liquid crystal alignment film is formed, an ultra-flat interface is formed in a next-generation LSI, an extremely thin insulating film is formed, and the device is applied to a molecular device.
【0013】さらに説明すると、この発明の方法では、 1.基板に対し垂直方向に配向制御された有機膜を作製
することができる、 2.液晶配向力を有する有機膜を直接形成することがで
きる、 3.モノマービーム入射方向によって液晶配向方向を制
御することができる、 という従来の手法では得られない注目すべき特徴が実現
される。そして、このような特徴により多層構造におけ
る膜厚の制御が可能になる。また、ラビングなどの液晶
配向処理が不要となり、液晶デバイスの作製プロセスが
簡略化され、しかも大面積にわたり均一な配向状態を実
現できるという効果が得られる。さらに、液晶分子の配
向を自由に制御できるので、偏光の遮断、透過が容易に
制御でき、電子・光・磁気デバイスへの応用が可能とな
る。To further explain, according to the method of the present invention: 1. An organic film whose orientation is controlled in the direction perpendicular to the substrate can be produced. 2. An organic film having a liquid crystal aligning force can be directly formed. It realizes a remarkable feature that the liquid crystal alignment direction can be controlled by the incident direction of the monomer beam, which is not obtained by the conventional method. With such characteristics, it becomes possible to control the film thickness in the multilayer structure. Further, there is no need for liquid crystal alignment treatment such as rubbing, the manufacturing process of the liquid crystal device is simplified, and moreover, a uniform alignment state can be realized over a large area. Furthermore, since the orientation of liquid crystal molecules can be freely controlled, the blocking and transmission of polarized light can be easily controlled, and application to electronic, optical and magnetic devices becomes possible.
【0014】以下実施例を示し、さらに詳しくこの発明
について説明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【0015】[0015]
【実施例】実施例1 図1は、この発明の方法に用いることのできる装置を例
示した概略図である。この例では、二種のモノマーにつ
いて、二つのイオン源を設けており、蒸着条件をそれぞ
れ独立に設定できるようにしている。 EXAMPLE 1 FIG. 1 is a schematic view illustrating an apparatus which can be used in the method of the present invention. In this example, two ion sources are provided for two types of monomers so that the vapor deposition conditions can be set independently.
【0016】イオン源では、抵抗加熱ヒーターによって
るつぼを加熱し、るつぼ内に装入したモノマーを昇華さ
せ、るつぼ上部にあるイオン化部においてイオン化す
る。イオン化は電子衝撃法によって行っている。その
後、イオンビームを電圧Va′で加速し、基板上に照射
する。基板ホルダー上部には基板温度を制御したり重合
膜をアニールするためのヒーターが設けてある。イオン
化部と基板との間にレートモニターがあり、蒸発速度を
モニターしながら蒸着をおこなうことができるようにし
ている。二種のイオン源の上部にはシャッターが設けて
あり、これによって同時蒸着重合や交互蒸着重合を行う
ことができる。交互蒸着重合の場合、モノマーが基板に
対し物理吸着を起こす境界条件(基板温度、蒸着速度な
ど)で作製することが重要である。In the ion source, the resistance heating heater heats the crucible, sublimates the monomer charged in the crucible, and ionizes it in the ionization section above the crucible. Ionization is performed by the electron impact method. After that, the ion beam is accelerated by the voltage Va ′ and is irradiated onto the substrate. A heater for controlling the substrate temperature and annealing the polymer film is provided above the substrate holder. A rate monitor is provided between the ionization section and the substrate so that vapor deposition can be performed while monitoring the evaporation rate. A shutter is provided above the two kinds of ion sources, which enables simultaneous vapor deposition polymerization and alternate vapor deposition polymerization. In the case of alternate vapor deposition polymerization, it is important to prepare under the boundary conditions (substrate temperature, vapor deposition rate, etc.) in which the monomer physically adsorbs to the substrate.
【0017】以上の装置を用いることにより、二種のモ
ノマーとしてPMDA(ピロメリト酸二無水物)とOD
A(オキシジアニリン)を用いてポリイミド(PI)薄
膜を製造した。PMDAは、るつぼを210℃以上に、
ODAは180℃以上に加熱すると急激に蒸着レートが
増加する。そこで、蒸着を制御するために、PMDAの
るつぼは175〜200℃に、ODAのるつぼは165
〜170℃に設定した。By using the above apparatus, PMDA (pyromellitic dianhydride) and OD are used as two kinds of monomers.
A polyimide (PI) thin film was manufactured using A (oxydianiline). PMDA puts the crucible above 210 ° C,
When ODA is heated to 180 ° C. or higher, the vapor deposition rate rapidly increases. Therefore, in order to control the deposition, the PMDA crucible is at 175 to 200 ° C., and the ODA crucible is at 165.
It was set to ~ 170 ° C.
【0018】基板温度はモノマーが凝縮できる限界の温
度である45〜50℃に設定した。蒸着後は、基板温度
を30分間300℃にしてイミド化させた。基板には、
Si、ガラス、NaClを用いた。得られた蒸着膜のF
T−IRスペクトルを示したものが図2である。また図
3(a)、(b)は、同時蒸着と交互蒸着により作製し
た薄膜の、それぞれの電子線回折像を示したものであ
る。結晶化したPIは図4に示すような斜方晶系の構造
をとることが知られている。得られたPI薄膜の電子線
回折像はリングパターンであり、多結晶あるいは一軸配
向した構造を持つと考えられる。図3(a)、(b)そ
れぞれについて指数付けを行うと、いずれも(001)
面に垂直である。つまり、得られたPI薄膜では、主鎖
c軸が基板に対し垂直方向に一軸配向している。また、
図3(a)に比べ図3(b)では多くのリングが明確に
現れ、交互蒸着重合法の場合にはc軸配向性が顕著にな
ることがわかる。The substrate temperature was set to 45 to 50 ° C., which is the limit temperature at which the monomer can be condensed. After the vapor deposition, the substrate temperature was set to 300 ° C. for 30 minutes for imidization. On the board
Si, glass and NaCl were used. F of the obtained vapor deposition film
FIG. 2 shows a T-IR spectrum. Further, FIGS. 3A and 3B show electron beam diffraction images of thin films produced by simultaneous vapor deposition and alternate vapor deposition, respectively. It is known that crystallized PI has an orthorhombic structure as shown in FIG. The electron diffraction image of the obtained PI thin film is a ring pattern, and it is considered that the PI thin film has a polycrystalline or uniaxially oriented structure. When indexing is performed on each of FIGS. 3A and 3B, both are (001).
Perpendicular to the plane. That is, in the obtained PI thin film, the main chain c-axis is uniaxially oriented in the direction perpendicular to the substrate. Also,
It can be seen that many rings clearly appear in FIG. 3B as compared with FIG. 3A, and the c-axis orientation becomes remarkable in the case of the alternating vapor deposition polymerization method.
【0019】基板に対するPMDAとODAの付着率に
ついて見ると、基板温度が50℃程度では同種のモノマ
ーは付着せず、異種のモノマー同士が重合反応で付着す
ることから、交互にモノマーを基板上に照射し、積層成
長を行った。図5にPMDA側の照射回数とレートモニ
ターに示される膜厚値との関係を示す。照射時間は1分
間である。例えば横軸の目盛り24から25の間が24
回目のPMDAの1分間の照射(PMDA側のシャッタ
ーがオープン)に対応し、25の目盛り上においてPM
DA側のシャッターは閉じられ、ODAのモノマーが1
分間照射される。横軸目盛りが閉じると再蒸発のため膜
厚値は上昇し、シャッターが閉じる値はある直線上に並
んだ。図6には照射回数と膜厚値との関係を示したが、
照射回数に比例して膜厚値が増加することがわかる。Looking at the adhesion rate of PMDA and ODA to the substrate, when the substrate temperature is about 50 ° C., the same kind of monomer does not adhere, but different kinds of monomers adhere to each other by the polymerization reaction. Irradiation was performed to carry out laminated growth. FIG. 5 shows the relationship between the number of irradiations on the PMDA side and the film thickness value shown on the rate monitor. The irradiation time is 1 minute. For example, between the scales 24 and 25 on the horizontal axis is 24
Corresponding to the 1st irradiation of PMDA for 1 minute (the shutter on the PMDA side is open), PM on the 25 scale
The shutter on the DA side is closed, and the ODA monomer is 1
Irradiated for a minute. When the scale on the horizontal axis was closed, the film thickness increased due to re-evaporation, and the values at which the shutter closed were aligned on a straight line. FIG. 6 shows the relationship between the number of irradiations and the film thickness value.
It can be seen that the film thickness value increases in proportion to the number of irradiations.
【0020】ここで、図7に示すように、交互蒸着重合
法による薄膜形成過程では、一層分のモノマーが重合し
て膜を形成した後の過剰なモノマーは、シャッターが開
いている間は基板上に付着する(図5の上昇部分)が、
シャッターを閉じた後は、基板温度が高いため、再蒸発
によって表面から脱離すると考えられる(図5の減少部
分)。しかし、ODA、PMDAを交互に一回照射する
と一層分膜が成長するため、図5に示すようにシャッタ
ーが開く前に比べ一定値増加した膜厚値において減少が
止まるものと考えられる。基板に対し主鎖が垂直方向に
配向している場合、一回の蒸着に対し16Å成長する
(図8)。図6の直線の傾きはこれを表しているものと
考えられる。実際にMIS素子を作製し、絶縁層に交互
蒸着重合法によって作製したPI薄膜を用いて容量値を
測定し、交互蒸着回数から予想される容量値と比較する
と表1のようになった。交互蒸着回数7回では、両者は
良く一致している。Here, as shown in FIG. 7, in the thin film formation process by the alternate vapor deposition polymerization method, the excess monomer after the monomer for one layer is polymerized to form a film is used as long as the shutter is open. Although it adheres to the top (the rising part in FIG. 5),
Since the substrate temperature is high after the shutter is closed, it is considered that the substrate is desorbed from the surface by re-evaporation (reduced portion in FIG. 5). However, when the ODA and PMDA are alternately irradiated once, the film thickness grows further, and therefore it is considered that the decrease stops at the film thickness value increased by a constant value as compared with before the shutter is opened as shown in FIG. When the main chain is oriented in the vertical direction with respect to the substrate, 16Å grows for one deposition (Fig. 8). The slope of the straight line in FIG. 6 is considered to represent this. A MIS device was actually manufactured, a capacitance value was measured using a PI thin film formed by an alternate vapor deposition polymerization method for an insulating layer, and a comparison with a capacitance value expected from the number of alternate vapor depositions was as shown in Table 1. When the number of alternate vapor depositions is 7, the two are in good agreement.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】実施例2 実施例1において、さらに、交互に蒸着重合して形成し
たポリイミド薄膜を用いて実際に液晶セルを組んだとこ
ろ、交互蒸着重合法によって作製したポリイミド薄膜は
液晶分子を配向させた。この場合液晶の配向方向は二つ
のモノマービームの入射方向に垂直な方向であった(図
9)。また、作製した液晶セルの液晶配向度を二色比に
よって調べたところ、表2に示すような結果となり、液
晶が配向していることを示している。 Example 2 In Example 1, a liquid crystal cell was actually assembled using polyimide thin films formed by alternate vapor deposition polymerization. The polyimide thin film produced by the alternate vapor deposition polymerization method orients liquid crystal molecules. It was In this case, the alignment direction of the liquid crystal was a direction perpendicular to the incident directions of the two monomer beams (FIG. 9). Further, when the degree of liquid crystal orientation of the produced liquid crystal cell was examined by dichroic ratio, the results shown in Table 2 were obtained, showing that the liquid crystal is oriented.
【0023】[0023]
【表2】 [Table 2]
【0024】実施例3 実施例1の交互蒸着重合法を用いて、図10のようなM
IS素子を作製しBT試験を行ってポリイミド薄膜中の
不純物の存在について検討した。ゲート電極はAuと
し、下部電極にはAlを用い、オーミックコンタクトを
形成した。その結果、図11(a)(b)に示すよう
に、中性条件下で作製したPI薄膜(図11(a))に
よるMIS素子ではヒステリシスがほとんど見られなか
った。また、BT試験前後におけるC−V曲線のシフト
は、中性で作製されたPI薄膜(図11(a))を用い
た場合は大きくシフトするが、イオン化し、加速して作
製したPI薄膜(図11(b))を用いた場合、ほとん
どシフトしない。これらの結果はいずれも、イオン化条
件下で作製した場合、PI膜中に可動不純物イオンが非
常に少ないことを示している。 Example 3 Using the alternate vapor deposition polymerization method of Example 1, M as shown in FIG.
An IS element was prepared and a BT test was conducted to examine the presence of impurities in the polyimide thin film. The gate electrode was Au and the lower electrode was Al to form an ohmic contact. As a result, as shown in FIGS. 11A and 11B, almost no hysteresis was observed in the MIS device using the PI thin film (FIG. 11A) produced under neutral conditions. Further, the shift of the C-V curve before and after the BT test is greatly shifted when the PI thin film made neutral (FIG. 11A) is used, but the PI thin film made by ionization and acceleration ( When FIG. 11B is used, there is almost no shift. All of these results show that when produced under ionizing conditions, the PI film has very few mobile impurity ions.
【0025】もちろん、以上の例においては二種のモノ
マーとしてPMDAとODAを用いたが、これに限定さ
れることはなく、基板温度、蒸着速度などの境界条件に
応じて適宜に選択される。Of course, PMDA and ODA were used as the two kinds of monomers in the above examples, but the present invention is not limited to these and may be appropriately selected according to the boundary conditions such as the substrate temperature and the vapor deposition rate.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、イオンビームを用いてイオン化した分子を交互に積
層蒸着させ、結晶性、配向性のよい有機薄膜を得ること
が可能になる。さらにこの発明の方法により、再現性の
高い液晶配向膜の作製や次世代のLSIにおける超平坦
な界面の形成、極めて薄い絶縁膜の形成、分子デバイス
への応用が可能である。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to obtain an organic thin film having good crystallinity and orientation by alternately laminating and vaporizing ionized molecules using an ion beam. Further, according to the method of the present invention, it is possible to produce a liquid crystal alignment film having high reproducibility, to form an ultra-flat interface in a next-generation LSI, to form an extremely thin insulating film, and to apply it to a molecular device.
【図1】この発明の方法のための装置構成を例示した構
成図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a device configuration for a method of the present invention.
【図2】実施例としてのポリイミド薄膜のFT−IRス
ペクトルを示した関係図である。FIG. 2 is a relationship diagram showing an FT-IR spectrum of a polyimide thin film as an example.
【図3】実施例としてのポリイミド薄膜の電子線回折像
を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electron diffraction image of a polyimide thin film as an example.
【図4】実施例としてのポリイミド薄膜の結晶構造を示
した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a crystal structure of a polyimide thin film as an example.
【図5】レートモニター上のピロメリト線二無水物(P
MDA)ビーム蒸着膜厚値の挙動を示す関係図である。FIG. 5: Pyromellit dianhydride (P
It is a relational figure which shows the behavior of MDA) beam vapor deposition film thickness value.
【図6】ポリイミド薄膜の交互蒸着回数と膜厚段差形に
よる膜厚値との関係図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the number of alternating depositions of a polyimide thin film and the film thickness value according to the film thickness step shape.
【図7】この発明の交互蒸着法の予想原理図である。FIG. 7 is a prediction principle diagram of the alternate vapor deposition method of the present invention.
【図8】実施例2における交互蒸着重合法の説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram of an alternating vapor deposition polymerization method in Example 2.
【図9】交互蒸着重合法とスピンコート法によるポリイ
ミド薄膜の液晶配向状態とモノマービーム入射方向との
関係図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a liquid crystal alignment state of a polyimide thin film and a monomer beam incident direction by alternating vapor deposition polymerization method and spin coating method.
【図10】実施例としてのMIS素子の構造を示した説
明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a structure of an MIS element as an example.
【図11】MIS素子におけるBT試験の様子を示した
関係図である。FIG. 11 is a relationship diagram showing a state of a BT test in the MIS element.
Claims (1)
に積層蒸着させて配向性有機膜を形成することを特徴と
する分子配向有機膜の製造法。1. A method for producing a molecularly oriented organic film, which comprises depositing a plurality of ionized molecules alternately on a substrate to form an oriented organic film.
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