JPH08176803A - 分子配向有機膜の製造法 - Google Patents
分子配向有機膜の製造法Info
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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
(57)【要約】
【構成】 イオン化した分子に加速電圧を加えて基板と
の相互作用を制御し、交互に積層蒸着させて配向性を向
上させることにより有機膜を製造する。 【効果】 再現性の高い液晶配向膜の作製や次世代のＬ
ＳＩ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。
の相互作用を制御し、交互に積層蒸着させて配向性を向
上させることにより有機膜を製造する。 【効果】 再現性の高い液晶配向膜の作製や次世代のＬ
ＳＩ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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２１】
【表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。
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。
【００２３】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
成図である。
【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。
ペクトルを示した関係図である。
【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。
を示した説明図である。
【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。
した説明図である。
【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。
ＭＤＡ）ビーム蒸着膜厚値の挙動を示す関係図である。
【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。
よる膜厚値との関係図である。
【図７】この発明の交互蒸着法の予想原理図である。
【図８】実施例２における交互蒸着重合法の説明図であ
る。
る。
【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。
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。
【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。
明図である。
【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。
関係図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 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。
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|---|---|---|---|
| JP31732694A JP3758696B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 分子配向有機膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31732694A JP3758696B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 分子配向有機膜の製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP3758696B2 JP3758696B2 (ja) | 2006-03-22 |
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ID=18086967
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP31732694A Expired - Fee Related JP3758696B2 (ja) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | 分子配向有機膜の製造法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3758696B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014129606A (ja) * | 2006-11-13 | 2014-07-10 | Regents Of The Univ Of Colorado:The | 有機又は有機−無機ポリマーを製造するための分子層堆積法 |
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-
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- 1994-12-20 JP JP31732694A patent/JP3758696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP3758696B2 (ja) | 2006-03-22 |
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