CN1750240A - 形成氧化薄膜的方法、氧化薄膜、部件和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在由无机材料构成的基材12的表面上形成氧化薄膜3的方法。氧化薄膜3是由包含无机材料的氧化物作为其主要成分的材料而形成的。该方法包括以下步骤：制备基材12；向基材12表面上供给包含醇的处理液体，以在其上形成处理液体的液体薄膜2；通过无机材料与在液体薄膜2中的醇反应生成无机材料的氧化物；去除保留在液体薄膜2中的处理液体，以在基材12的表面上形成氧化薄膜3。此外，本发明公开了上述的氧化薄膜3、包括氧化薄膜3的部件、包括该部件的电子设备。

Description

形成氧化薄膜的方法、氧化薄膜、部件和电子设备
有关申请的交叉引用
本申请要求于2004年8月26日提交的日本专利申请2004-247407的优先权，其因此通过引用其全部内容而明确地结合在此。
技术领域
本发明涉及一种形成氧化薄膜的方法、氧化薄膜、部件和电子设备。
背景技术
迄今为止，作为在金属基材表面上形成金属氧化薄膜的方法，阳极氧化方法是众所周知的(例如，参见日本公开专利申请2001-68957和2001-152391)。现在，在阳极氧化方法中，向金属基材施加预定电压，同时在酸浴中浸渍金属基材，在酸浴中，充满(fulfilled)酸性溶液例如铬酸、草酸、硫酸等。为此，在进行阳极氧化方法的情况下，需要电源和电线，其操作变得复杂。此外，能量消耗非常大，这使其生产成本提高。此外，存在倾向于增加处置酸性溶液的成本问题。
此外，在利用阳极氧化方法形成具有相互不连接的多种图案的氧化薄膜的情况下，向多种图案分别供给电压用的多条电线必须与电源连接。备选地，在形成一系列图案然后进行阳极氧化方法之后，必须将一系列图案分成多种图案中的每一种(图案形成)。
另一方面，作为在硅表面上形成氧化薄膜的方法，主要和广泛使用的是各种热氧化方法例如干式O2氧化方法、湿式O2氧化方法和蒸汽氧化方法(例如，参见日本公开专利申请Hei.5-226326)。
但是，因为这些方法中的每一种都是在600℃或以上的高温度下进行的，所以能量消耗非常大。因此，存在一个问题，即该方法不能应用于由低熔点的材料构成的基材例如树脂基材。
发明内容
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种形成氧化薄膜的方法，该方法可以容易形成氧化薄膜。
本发明的另一个目的是提供一种使用形成氧化薄膜方法形成的氧化薄膜、配备有氧化薄膜的部件和电子设备。
为了达到上述目的，在本发明的一个方面，本发明涉及一种在由无机材料构成的基材表面上形成氧化薄膜的方法。氧化薄膜是由包含无机材料作为其主要成分的材料构成的。该方法包括以下步骤：
制备基材；
向由基材表面上供给包含醇的处理液体，以在其上形成处理液体的液体薄膜；
通过无机材料与在液体薄膜中的醇反应生成无机材料的氧化物；和
去除保留在液体薄膜中的处理液体，以在基材表面上形成氧化薄膜。
这可以容易地形成氧化薄膜。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选在供给步骤中，在向基材表面上供给处理液体的同时，加热基材。
这可以平稳和确定地进行无机材料与醇的反应。因此，可以缩短形成氧化薄膜的时间。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选以液态或气态供给处理液体。
这可以容易和确定地形成液体薄膜。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选醇包括一元醇、二元醇和三元醇中的至少一种。
这些醇是各自具有与无机材料相对高的反应性的化合物。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选在醇的一个醇分子中碳原子的数量为1至6。
这些醇是各自具有与无机材料特别高的反应性的化合物。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选用氟原子取代至少部分氢原子，所述的氢原子包括在醇的分子中、其中的羟基除外。
氟代醇是具有与无机材料非常高的反应性的化合物。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选在处理液体中的醇浓度为95重量％或更高。
这可以有效生成氧化物。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选该方法还包括在处理液体供给步骤之前，在基材表面上形成掩模的步骤，掩模具有对应于将形成的氧化薄膜形状的预定形状的开口。
这可以形成具有预定形状的氧化薄膜，即，可以对氧化薄膜进行图案形成。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选掩模包括由光刻胶材料作为主要材料构成的光刻胶层。
这可以在不需要大型仪器下容易和确定地形成具有细微图案(形状)的掩模。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选该方法还包括在掩模形成步骤后，对因此的基材表面进行表面处理的步骤。
通过选择去除在基材表面上存在的自然氧化薄膜的处理、使自然氧化薄膜变坏的处理和卤化自然氧化薄膜的处理中的至少一种，基材表面变成容易与醇反应的状态。因此，无机材料可以与醇确定地反应。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选该方法还包括在处理液体供给步骤之前，对因此的基材表面进行表面处理的步骤。
通过选择去除在基材表面上存在的自然氧化薄膜的处理、使自然氧化薄膜恶化的处理和卤化自然氧化薄膜的处理中的至少一种，基材表面变成容易与醇反应的状态。因此，无机材料可以与醇确定地反应。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选在处理液体去除步骤中，室温去除保留在液体薄膜中的处理液体，或同时加热基材。
因此，可以适当控制在室温的氧化薄膜的质量(包括氧化薄膜的精确性、其中的杂质浓度)、处理时间等，或同时加热基材。此外，通过去除处理液体，同时加热，可以更有效干燥液体薄膜，这有助于缩短形成氧化薄膜的时间。此外，它可以将在液体薄膜中存在的中间产物转化为氧化物，这可以减少在得到的氧化薄膜中的杂质浓度。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选无机材料包括金属和半导体中的至少一种。
根据本发明，可以在不限制有些特殊类型无机材料中的任何一种下容易和确定地生成氧化物。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选对氧化薄膜进行至少一次后处理。
在根据本发明形成氧化薄膜的方法中，优选后处理包括密封处理和着色处理。
通过对氧化薄膜进行密封处理，可以改善氧化薄膜的抵抗力(特别是耐化学性)。此外，通过对氧化薄膜进行着色处理，在基材是其中需要审美性(sensuousness)的部分或全部部件的情况下，例如装饰物的情况下，可以改善它的审美性。
在本发明的另一个方面，本发明涉及一种氧化薄膜。本发明的氧化薄膜是使用上述方法形成的。
这可以容易得到氧化薄膜。
在本发明的再一个方面，本发明涉及一种部件。本发明的部件包括上述的氧化薄膜。
可以将本发明的部件用于各种电子器件例如薄膜二极管(TFD)和表面声波(SAW)器件、汽车等用的部件、建筑部件(building component)、电子设备用的底盘(例如数码相机的底盘)、形成文件盒用的材料。
具体而言，在将本发明的部件用于汽车等用的部件、建筑部件、电子设备用的底盘(例如数码相机的底盘)、形成文具盒用的材料的情况下，优选对氧化薄膜进行后处理。
在本发明的部件中，优选部件包括电子器件。
根据本发明形成氧化薄膜的方法，因为可以在处理液体和基材之间的接触区域上选择性地形成氧化薄膜，所以可以通过对细微的区域供给处理液体来形成具有细微图案的氧化薄膜。因此，本发明形成氧化薄膜的方法特别适用于形成在各种电子器件中的任何一种中提供的氧化薄膜的情况。即，优选部件特别适用于电子器件。
在本发明的再另一个方面，本发明涉及一种电子设备。本发明的电子设备包括上述的部件。
附图说明
从本发明下面通过参考附图的优选实施方案的详细描述，本发明的前述和其他目的、特性和优点将变得更容易明白。
图1是用于解释根据本发明的第一实施方案中形成氧化薄膜方法的视图。
图2是用于解释根据本发明的第二实施方案中形成氧化薄膜方法的视图。
图3是显示表面声学器件实施方案的平面图。
图4是图3所示的表面声学器件的剖面俯视图。
图5是用于解释制造图3和4所示的表面声波器件的方法的视图(剖面图)。
图6是显示应用配备有本发明表面声波器件的电子设备的移动(或便携式)个人电脑的结构的透视图。
图7是显示应用配备有本发明表面声波器件的电子设备的手机(包括个人手提电话系统)的结构的透视图。
图8是显示应用配备有本发明表面声波器件的电子设备的数码相机的结构的透视图。
发明详述
现在将参考附图详细描述氧化薄膜的形成方法、氧化薄膜、部件和电子设备的优选实施方案。
<第一实施方案>
首先，现在解释根据本发明形成氧化薄膜方法的第一实施方案。图1是用于解释根据本发明的第一实施方案中形成氧化薄膜方法的视图。
在第一实施方案中形成氧化薄膜的方法包括：<1A>制备加工构件的步骤，<2A>表面处理的步骤，<3A>形成液体薄膜的步骤，<4A>生成氧化薄膜的步骤，<5A>干燥步骤，和<6A>后处理步骤。以下，描述每一个步骤。
<1A>制备加工构件的步骤
首先，制备其上将形成氧化薄膜3的加工构件。图1(a)所示的加工构件1包括基底11和在基底11表面上形成的表面层(覆盖层)12。表面层12是由无机材料构成的。即，在本实施方案中，表面层12构成基材。
至于基材11的组成材料，可以提及例如，石英玻璃、二氧化硅、氮化硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、硅、晶体等。此外，至于表面层12的构成材料，可以提及例如，各种金属例如Al、Ta、Ti、Mn、Sb、Fe、Cu、W、Mo、Y、Pb、Sc、Nb，和包括这些元素中的至少一种的金属合金和各种半导体，所述的半导体包括元素半导体例如Si、Ge，和化合物半导体，包括Si和Ge中的至少一种和Ga、In、Al、As、Sb、Zn、Se、Pb、P和N中的至少一种。根据本发明，可以在不选择无机材料种类下容易和确定地生成氧化物。
此外，至于表面层12的形成方法，可以提及例如，液相生长方法(湿式电镀方法)例如电解电镀方法、浸渍电镀方法(浸渍)和无电镀膜方法，物理气相沉积方法例如真空蒸发方法、溅射方法和离子电镀方法，和化学气相沉积(CVD)方法例如热CVD方法、等离子体CVD方法、激光CVD方法和MOCVD方法，片式构件的接合等。
在这点上，加工构件1不受图1所示结构的限制，加工构件1的全部可以由上述无机材料构成。在这种情况下，整个加工构件1构成基材。
<2A>表面处理步骤
接着，对加工构件1(即，表面层12)的表面进行表面处理。至于这种表面处理方法，可以提及例如，(A)加工构件1的表面与碱性溶液或酸性溶液接触的方法，(B)加工构件1的表面与酸性气体接触的方法，(c)在加工构件1的表面上施用湿气的方法，(D)加工构件1的表面与等离子体接触的方法等。
(A)加工构件1的表面与碱性溶液或酸性溶液接触的方法
如图1(b)所示，该方法通过使用将加工构件1浸渍在碱性溶液或酸性溶液的方法来适宜地进行。至于利用的碱性溶液，可以提及例如，氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等。另一方面，至于利用的酸性溶液，可以提及例如，氯化氢(HCl)溶液(盐酸)、硫酸(H2SO4)溶液、氟化氢(HF)溶液(氢氟酸)等。
此外，优选在碱性溶液中的碱浓度为约1至20重量％，优选酸浓度为约1至50重量％。此外，优选每种溶液的温度为约15至35℃，优选加工构件1在每种溶液中的浸渍时间为约5至120秒。在这种情况下，在浸渍过程的末期后由预定的期限(例如，约1至10分钟)用水洗涤加工构件1，然后自然干燥或向那里吹送惰性气体(例如，氮气)来干燥加工构件1。根据这种方法，可以去除在加工构件1(表面层12)的表面上形成的自然氧化薄膜。
(B)加工构件1的表面与酸性气体接触的方法
该方法例如通过使用使加工构件与上述酸性溶液的蒸气、氯化氢气体的气氛或氟化氢气体的气氛中接触的方法来适宜地进行。根据这种方法，可能对在加工构件1(表面层12)的表面上形成的自然氧化薄膜造成损坏(例如，使自然氧化薄膜恶化)，或卤化(例如，氯化和氟化)自然氧化薄膜。
(C)在加工构件1的表面上施用湿气的方法
该方法例如通过使用将加工构件1浸渍于纯水或使加工构件1与水蒸汽的气氛接触的方法来适宜地进行。在这点上，然后通过向加工构件1吹送惰性气体干燥加工构件1。根据这种方法，可以改善醇与在加工构件1(表面层12)的薄膜上形成的自然氧化薄膜的反应性。
(D)加工构件1的表面与等离子体接触的方法
该方法例如通过使用在大气压力下在加工构件1的薄膜上辐照等离子体的方法来适宜地进行。优选使用包括惰性气体例如He的气体作为引入气体。例如，纯He，He与O2的混和气体，He、O2和氟化碳(carbon fluorine)的混和气体等。
在使用纯He的情况下，优选在引入气体的流入体积中，纯He的体积为约1至30升/分钟。此外，在He与O2的混和气体的情况下，优选在引入气体的流入体积中，He与O2的体积分别为约1至30升/分钟和为约10至500sccm。此外，在使用He、O2和氟化碳的混和气体的情况下，优选在引入气体的流入体积中，He、O2和氟化碳的流动体积分别为约1至30升/分钟、约10至500sccm和约10至500sccm。
此外，优选HF输出功率(RF功率)为约100至1000W，电极和加工构件1的距离(间隙)为约0.1至3mm。此外，在电极和加工构件1相互移动的情况下，优选相互移动的速度(输送速度)为约0.1至10mm/每秒。根据这种方法，可能对在加工构件1(表面层12)的表面上形成的自然氧化薄膜造成损坏(例如，使自然氧化薄膜恶化)。
在这点上，在上述的表面处理中，可以一起使用A至D方法中的任何两种或多种方法。通过对加工构件1进行上述表面处理，即，通过进行去除在加工构件1的表面上存在的自然氧化薄膜处理、使自然氧化薄膜恶化的处理和卤化自然氧化薄膜处理中的至少一种，加工构件1的表面变成容易与醇反应的状态。因此，无机材料可以更确定地与醇反应。
在这点上，如果需要，可以省略步骤<2A>。例如加工构件1具有这种一种构造，其中在基底11的表面上形成表面层12作为在本实施方案中的加工构件1的情况下，可以通过改变至后面的步骤<3A>，或在基底11表面上形成表面层12后不久，将加工构件1保持在惰性气体(例如，氮气)的气氛中，可以省略步骤<2A>。
<3A>形成液体薄膜的步骤
接着，通过向加工构件1(表面层12)的表面上供给包含醇的处理液体，在其上形成处理液体的液体薄膜2。
至于向加工构件1的表面上供给处理溶液的方法，除了在图1(c)所示的向加工构件1的表面上涂布(或浸渍)处理液体的方法外，可以提及例如，将加工构件1与处理液体的蒸气(即，气态处理液体)接触等的方法。根据这种方法，可以容易和确定地在加工构件1的表面上形成液体薄膜2。
可以单独使用一元醇和多元醇中的任何一种或组合使用它们中的两种或多种作为上述的醇。具体而言，优选使用一元醇、二元醇和三元醇中的至少一种。这些醇是各自具有与无机材料相对高的反应性的化合物。
此外，虽然根据羟基的数量，需要的醇分子中碳原子的数量有所变化，但是，优选在醇中一个醇分子的碳原子数量为1至6，更优选它为1至4。这些醇是各自具有与无机材料相对高的反应性的化合物。
至于这种醇的具体实例，可以提及例如，一元醇例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，二元醇例如1，2-亚乙基二醇，和三元醇例如丙三醇。此外，优选用氟原子取代至少部分氢原子，所述的氢原子包括在醇的分子中、其中的羟基除外，例如三氟乙醇。这种氟代醇是具有与无机材料非常高的反应性的化合物。
此外，优选处理液体中的醇浓度(含量比例)为95重量％或更高，更优选它为99重量％或更高。在处理液体中醇浓度太低的情况下，根据醇的种类、处理温度等，在随后的步骤<4A>中可能难以有效生成氧化物。此外，虽然可以是在室温下向加工构件1的表面上供给处理液体，但是，优选进行处理液体的供给的同时，加热处理构件1(表面层12)。因此，在随后的步骤<4A>中，可以更平稳和更确定地进行醇与无机材料的反应，这可以缩短氧化薄膜3的形成时间。至于加热加工构件1的方法，可以提及通过加热器的加热，或红外线的辐照。可以利用它们中的一种，备选地，可以利用它们两种或多种的组合。
<4A>氧化薄膜的生成步骤
接着，通过无机材料与液体薄膜2中的醇反应生成无机材料的氧化物。在液体薄膜2中，可以通过下面的反应类型生成无机材料的氧化物。在这种情况下，作为一个实例，所示为这样一个过程(反应路径)，其中通过一元醇(R-OH)与无机材料Al反应来生成无机材料的氧化物Al2O3。在这点上，反应路径不受下面实例的限制：
        (1)
    (2)
       (3)
例如，可以在室温进行步骤<4A>，或可以根据醇的种类在加热加工构件1的同时来进行。在本实施方案中，优选进行步骤<4A>，同时防止处理液体蒸发。此外，根据有机材料的种类、醇种类、得到氧化薄膜的质量或厚度、处理步骤<2A>的条件等，进行步骤<4A>需要的时间(即，无机材料与醇反应需要的时间)有所变化。因此，不特别限制进行步骤<4A>需要的时间，但是，优选它为约1分钟至100小时，更优选它为约10分钟至20小时。在上述时间太短，在下限以下的情况下，可能不能得到具有足够薄膜厚度的氧化薄膜。另一方面，即使该时间太长，在上限以上，不能期望提高的效果。
在这点上，可以与步骤<4A>相同的时间进行下一步骤<5A>。换言之，通过适当的设置，例如，加工构件1的加热温度、气氛的压力等，可以生成在液体薄膜2中的无机材料的氧化物。此外，可以调节液体薄膜2的干燥速度，以便液体薄膜2逐步干燥(即，慢慢去除保留在液体薄膜2中的处理液体)。
此外，可以不需要步骤<4A>与步骤<3A>分开。换言之，氧化物的生成可以出现在步骤<3A>中。通过适当设置处理步骤条件，可以选择是否在步骤<3A>中生成氧化物。
<5A>干燥步骤(去除处理液体步骤)
接着，使液体薄膜2干燥。通过去除保留在液体薄膜2中的处理液体(即，主要是未反应的醇)，固化氧化物，然后，如图1(d)所示，得到由作为主要材料的氧化物构成的氧化薄膜3。
优选在室温下干燥液体薄膜2，或同时加热加工构件1(表面层12)。这可以更有效地进行液体薄膜2的干燥，并且这有助于缩短氧化薄膜3的形成时间。此外，它可以将在液体薄膜2中存在的中间产物(在上述的实例中，Al(O-R)3，Al(OH)3)转变为氧化物，这可以进一步降低在得到的氧化薄膜3中任何杂质的浓度。
在这点上，例如，可以通过向其使用喷射惰性气体的方法与使气氛减压的方法的组合，来干燥液体薄膜2。此外，可以通过适当设置例如在步骤<3A>中加工构件1的加热温度、处理液体的供给量、处理液体中醇的浓度、步骤<4A>需要的时间，来调节得到的氧化薄膜3的厚度。
<6A>后处理步骤
接着，对氧化薄膜3至少进行一次后处理。在这点上，在其表面上形成氧化薄膜3的加工构件1是主要用作形成电子设备用的外壳、建筑部件、文件盒等的材料的部件(或构件)的情况下，对加工构件1(即，氧化薄膜3)进行步骤<6A>。至于后处理，可以提及例如，密封在氧化薄膜3上形成的孔的方法、着色氧化薄膜3的着色方法、抛光氧化薄膜3表面的抛光方法等。可以进行这些处理中的任何一种，备选地，可以组合使用它们中的两种或多种。特别优选对氧化薄膜3进行在它们中的密封处理和着色处理中的至少一种。
通过对氧化薄膜3进行密封处理，可以改善氧化薄膜3的抵抗力(特别是耐化学性)。此外，在基材是其中需要审美性的部分或全部部件的情况下，例如装饰物的情况下，可以改善它的视觉。在这点上，至于这种密封处理可以提及例如，通过热水的密封处理、通过蒸汽的密封处理、通过金属盐的密封处理等。此外，至于这种着色方法，可以提及例如，电解着色、电解颜色、自然颜色等。
<第二实施方案>
接着，现在解释根据本发明的氧化薄膜形成方法的第二实施方案。图2是用于解释在根据本发明的第二实施方案中形成氧化薄膜方法的视图。
以下，通过参考图2解释第二实施方案的形成氧化薄膜方法；但是，主要描述第一实施方案和第二实施方案之间不同，省略类似部分的描述。
除了在形成液体薄膜步骤之前增加掩模形成步骤外，第二实施方案的氧化薄膜形成方法与第一实施方案的氧化薄膜形成方法相同。即，第二实施方案中的方法包括：<1B>制备加工构件的步骤，<2B>形成掩模的步骤，<3B>表面处理步骤，<4B>形成液体薄膜的步骤，<5B>生成氧化薄膜的步骤，<6B>干燥步骤，<7B>去除掩模步骤，和<8B>后处理步骤。以下，描述每一个步骤。
<1B>制备加工构件的步骤(参见图2(a))
进行与上述步骤<1A>相同的步骤。<2B>形成掩模的步骤(参见图2(b))
接着，在加工构件1的表面上形成掩模4。掩模4具有对应于将形成的氧化薄膜3的形状的多个开口400。这可以形成具有预定形状的氧化薄膜3。换言之，可以进行氧化薄膜3的图案形成。
利用例如，光刻方法；液相生长方法(湿式电镀方法)例如电解电镀方法、浸渍电镀方法(浸渍)和无电电镀方法；物理气相沉积方法例如真空蒸发方法、溅射方法和离子电镀方法；和化学气相沉积(CVD)方法例如热CVD方法、等离子体CVD方法、激光CVD方法和MOCVD方法等可以形成掩模4。在这些当中，优选利用掩模4的光刻方法。换言之，优选掩模4是由作为的主要材料光刻胶材料构成的光刻胶层。根据光刻方法，可以在不需要大型仪器下容易和确定地形成具有细微图案(形状)的掩模。
在这种情况下，可以通过在向加工构件1(表面层12)的表面上涂布光刻胶材料后，曝光和显影光刻胶材料，来形成掩模4。利用的光刻胶材料可以是负型光刻胶材料，其中硬化发出光的部分，或正型光刻胶材料，其中熔化发出光的部分。至于负型光刻胶材料，可以提及例如，聚(肉桂酸乙烯酯)、聚乙烯叠氮基苯甲酰、丙烯酰胺、包括酚醛清漆树脂作为主要材料的那些(例如化学放大型树脂，如包含酸形成剂和/或交联剂的酚醛清漆树脂)等。另一方面，至于正型光刻胶材料，可以提及例如，邻-苯醌叠氮基酚醛清漆树脂、聚酰亚胺等。
此外，至于发出的光，可以提及例如，紫外线(例如g线、i线)、电子束等。不特别限制在加工构件1的表面上涂布光刻胶材料的方法。优选使用各种涂布方法(涂覆方法)例如浸涂法、旋涂方法、狭缝涂覆方法、盖涂(cap coat)法、分配器方法、喷涂法、辊涂法、丝网印刷方法、喷墨印刷方法和LSMCD方法。
在这点上，通过由各种印刷方法在加工材料1的表面上涂布负型光刻胶材料，以便涂布的光刻胶材料具有对应于形成的掩模4形状，可以省略显影过程。
此外，在掩模4是由作为主要材料的光刻胶材料构成的情况下，如果需要，优选通过对掩模4进行硬化处理，来硬化掩模4的至少一个表面。通过硬化掩模4的表面，可以改善掩模4的耐热性和耐化学性，这可以适宜防止在随后的步骤中掩模4恶化。结果，可以形成具有高尺寸精确性的理想形状的氧化薄膜3。至于硬化掩模4的表面的方法，可以提及例如，通过加热器加热、紫外线辐照、红外线辐照、电子束辐照、超声波的施用、高频率波的施用等。可以利用它们中的任何一种或组合它们中的任何两种或多种。
<3B>表面处理步骤(参见图2(c))
进行与上述的步骤<2A>相同的步骤。此外，如果需要，在步骤<2B>之前，可以进行对加工构件1的表面处理，它可以在步骤<2B>之前和之后都进行。
<4B>形成液体薄膜的步骤(参见图2(d))
进行与上述的步骤<3A>类似的步骤。
<5B>生成氧化薄膜的步骤
进行与上述的步骤<4A>类似的步骤。
<6B>干燥步骤(参见图2(e))
进行与上述的步骤<5A>类似的步骤。
<7B>去除掩模步骤(参见图2(f))
接着，从加工构件1中去除掩模4。得到具有预定形状的氧化薄膜3。根据掩模4的种类，可以适当选择去除掩模4的方法。可以通过下面的方法进行掩模4的去除：例如，通过在大气压或减压下氧等离子体或臭氧而灰化，紫外线辐照，各种激光器例如Ne-He激光器、Ar激光器、CO2激光器、红宝石激光器、半导体激光器、YAG激光器、玻璃激光器、YVO4激光器、受激准分子激光器等的辐照，与可以熔化或溶解掩模4等的溶剂接触(例如浸渍)，等。例如，在掩模4是由作为主要材料的光刻胶材料构成的情况下，优选通过在大气压下或真空下的氧等离子体(灰化过程)、通过光刻胶释放剂释放过程、通过有机溶剂(例如浓硫酸)或臭氧水的溶解过程来去除掩模4。
<8B>后处理步骤
进行与上述的步骤<6A>类似的步骤。
如上所述，根据本发明的形成氧化薄膜方法，可以在处理液体和加工构件1中的接触部分上选择性地形成氧化薄膜3。为此，即使在氧化薄膜3的形成图案是不连续的情况下，也不需要与图案相互接触的电线，这与阳极氧化方法形成对比，因此它容易形成理想的氧化薄膜3。此外，根据本发明形成氧化薄膜的方法，因为在任何步骤中加工构件1没有曝露在高温下，所以可以扩大可加工的加工构件1的选择范围。
可以将上述本发明的氧化薄膜形成方法应用到在各种电子器件中包括的氧化薄膜的形成中，各种电子器件例如薄膜二极管(TFD)和表面声波(SAW)器件、汽车用的部件等、建筑部件、电子设备用的底盘(例如数码相机的底盘)、形成文件盒的材料。即，优选将本发明的部件应用至这些部件中。
此外，如上所述，根据本发明，因为可以在处理液体和加工构件1中的接触部分上选择性地形成氧化薄膜3，所以可以通过向细微区域涂布处理液体来形成具有细微图案的氧化薄膜3。因此，本发明的氧化薄膜形成方法特别适宜应用于形成氧化薄膜3的情况，所述的氧化薄膜3配备给在上述部件中的各种电子器件中的任何一种。
<部件>
接着，现在描述表面声波(SAW)器件作为配备有本发明氧化薄膜3的电子器件(本发明部件)的一个实例。图3是显示表面声学器件中的一个实施方案的平面图。图4是图3所示的表面声学器件的俯视剖面图。现在，在下面使用图4的解释中，为了解释方便，图4的上侧面和下侧面分别称为‘上’和‘下’。
图3和4所述的表面声波器件10是具有横向型结构的表面声波器件。表面声波器件10包括至少在其表面附近具有压电性的基底20、在基底20上提供的输入用的IDT30和输出用的IDT40、在IDT30和40各自的上表面上提供绝缘保护薄膜50。
基底20是通过在底材21上依次层压基础层22和压电层23而构成的。至于底材21的组成材料，可以提及例如，各种半导体材料如Si、GaSi、SiGe、GaAs、STC和InP，各种玻璃材料，各种陶瓷材料，各种树脂材料如聚酰亚胺和聚碳酸酯。不特别限制底材21的平均厚度，优选它为约0.05至1mm。更优选，它为约0.1至0.8mm。此外，底材21可以不仅由单层而且可以由具有多层的层压件(laminated element)构成。在层压件的情况下，每层可以是由通过任意组合上述材料中的任何一种构成的。
基础层22具有设置在压电层23中被激发(exited)的表面声波器件的特性(或条件)的功能。特性包括例如振荡频率、振幅、传播速度。通过提供基础层22和适当设置其构成材料，可以设置理想的表面声波器件特性。优选基础层22是由例如金刚石、硅、蓝宝石、玻璃、晶体、钽酸锂、铌酸钾和铌酸锂中的至少一种作为主要材料构成的。具体地，由金刚石、蓝宝石、钽酸锂、铌酸钾中的至少一种作为主要材料构成的基础层是适当的。这可以有助于需要更高频率的表面声波器件，以表面声波应用到高速通信领域例如无线LAN和光通信。
不特别限制基础层22的平均厚度。优选它为约1至20μm，更优选它为约3至5μm。此外，基础层22可以不仅由单层而且可以由具有多层的层压件构成。在这点上，因为如果需要提供基础层22，所以可以省略基础层22。
压电层23具有作为表面声波的传送介质的作用。优选压电层23是由例如氧化锌、氮化铝、钽酸锂、铌酸钾和铌酸锂中的至少一种作为主要材料构成的。通过由这种材料构成压电层23，可以得到具有高频率和优异温度特性的表面声波器件10。此外，不特别限制压电层23的平均厚度。优选它为约0.01至5μm，更优选它为约0.1至2μm。在这点上，可以利用具有单层结构的基底作为基底20代替具有多层结构的基底。
IDT(输入电极)30具有通过向压电层23中施加电压而在压电层23中激发表面声波的功能，同时IDT(输出电极)40具有探测在压电层23中传送的表面声波和将表面声波转变为向其外面输出电信号的功能。当向IDT30中输入驱动电压时，在压电层23中激发表面声波，然后从IDT40中通过滤波功能输出具有特定频段的电信号。
IDT30和40分别由具有多个电极指针31和41的一对双栉形电极构成。通过调节电极指针31、41各自的宽度或厚度、相邻电极指针31、41之间的间隔等，可以设置表面声波振荡频率所需要的特性。至于每个IDT(基材)30和40的组成材料，可以提及例如，Al、Cu、W、Mo、Ti、Au、Y、Pb和Sc，包括这些元素中的至少一种的合金。可以利用它们中的一种或这些元素中的两种或多种的组合。
绝缘保护薄膜50具有防止外来物体粘附至IDT30和40各自表面上的功能，由此防止出现IDT30和40之间发生短路。形成绝缘保护薄膜50，以便在其上具有与IDT(双栉形电极)30和40的形状和区域基本上相同的形状和区域。在本实施方案中，绝缘保护薄膜50由本发明的氧化薄膜构成。
在其上消除表面声波传送的路线上，这种结构使材料从绝缘保护薄膜50改变为基底20。实际上，路线上的材料改变仅包括电极指针31和41至基底20的改变。因此，可以抑制由于材料改变造成的表面声波反射和抑制由于反射造成的能量损失，可以得到高输入-输出效率。此外，不特别限制绝缘保护薄膜50的平均厚度。优选它为约10至1000nm，更优选它为约30至300nm。通过将绝缘保护薄膜50的厚度限制在上述范围内，表面声波器件10可以达到足够绝缘性能，同时防止(或抑制)由于其质量的增加造成表面声波的振荡频率下降。
如下可以制造上述的表面声波器件。图5是解释制造图3和4所示的表面声波器件的方法用的视图(剖面图)。
首先，如图5(a)和5(b)所示，通过例如真空蒸发方法依次在底材21上形成基础层22和压电层23。
接着，如图5(c)所示，通过例如真空蒸发方法在压电层23上形成导电材料层70。
接着，如图5(d)所示，在导电材料层70上形成具有对应于图30、40形状的掩膜90。
接着，通过使用掩膜90对导电材料层70进行蚀刻处理后，去除掩膜90，得到如图5(e)所示的IDT30、40。
接着，如图5(f)所示，通过本发明形成氧化薄膜方法，在IDT30、40上形成选择性地绝缘保护薄膜50。通过上述步骤，制造出表面声波器件10。
在这点上，通过由本发明形成氧化薄膜方法在导电材料层70上形成绝缘材料层并且通过使用掩膜对这种层压件进行蚀刻处理，可以同时形成绝缘保护薄膜50和IDT30、40。
这种表面声波器件(本发明的部件)10可以运用到各种电子设备上，因此得到的电子设备具有高可靠性。
<电子设备>
以下，将在图6至8所示的实施方案的基础上，详细描述配备有表面声波器件10的电子设备。
图6是显示应用配备有本发明表面声波的电子设备的移动(便携式)个人电脑的结构透视图。参考图6，个人电脑1100配备有具有天线1101的机身1104、键盘1102和显示单元1106。显示单元1106通过铰链部分被旋转支撑在机身1104上。
在这种个人电脑1100中嵌入有起滤波器、谐振器、基准钟等作用的表面声波器件10。此外，在这种个人电脑1100中，可以在机身1104中使用本发明的部件。
图7是显示应用配备有本发明表面声波的电子设备的手机(包括个人手提电话系统)的结构透视图。参考图7，手提电话配备有天线1201、多个按钮1202、听筒1204、话筒1206和显示器部分。显示器部分安置在多个按钮1202和听筒1204之间。在这种手提电话中，嵌入有起滤波器、谐振器等作用的表面声波器件10。此外，在这种手提电话1200中，可以在其机身中应用本发明的部件。
图8是显示应用配备有本发明表面声波的电子设备的数码相机的结构透视图。在该图中，示意性地显示数码相机与其外部装置的连接。普通相机在目标光学图像的基础曝光银盐照相胶卷，而数码相机1300产生成像信号(图像信号)，产生方法为：通过成像器件如电荷耦合器件(CCD)将目标的光学图像光电转化为成为成像信号。
在数码相机1300中，外壳(机身)1302的背面上提供显示器部分。通过CCD，显示器部分显示与成像信号相应的图像，并且起着显示目标作为电子图像的探测器的作用。
此外，在外壳1302的前面侧提供包括光学透镜(成像光学系统)、CCD等的光接收单元1304。当摄影师证实在显示器部分上已经显示目标图像时，按快门钮1306，此时CCD的成像信号被传送到存储器1308和在这个存储器1308中存储。
此外，在数码相机1300的外壳1302的侧面上，提供视频信号输出终端1312和数据通信用的输入/输出终端1314。如图8所示，如果需要，电视监控器1430和个人电脑1440分别与视频信号输出终端1312和数据通信用的输入/输出终端1314连接。此外，通过预定操作，存储器1308中存储的成像信号输出到电视监控器1430或个人电脑1440中。在这种数码相机1300中，嵌入有起滤波器、谐振器等作用的表面声波器件10。在这种数码相机1300中，可以将本发明的部件应用到其外壳(机身)1302中。
在这点上，除了图6所示的个人电脑(个人移动电脑)、图7所示的手提电脑1200和图8所示的数码相机1300外，还可以在下列物品中适当使用(或应用)配备有本发明表面声波器件的电子设备：例如，喷墨型喷射设备(例如喷墨印刷机)、便携式个人电脑、汽车导航仪、寻呼机、电脑笔记本(包括具有通信功能的那些)、电子字典、袖珍计算器、电子游戏机、文字处理器、工作站、电视电话机、预防犯罪用的电视监控器、电子双筒望远镜、POS(销售点)终端、医学仪器(例如电子温度计、血压仪、血糖仪、心电图测量仪、超声波诊断仪、电子内诊镜)、鱼探仪、各种测量仪器、计量表(例如车辆、飞机、轮船等用的计量表)、飞行模拟器等。
基于图中所示的实施方案，描述了根据本发明的形成氧化薄膜的方法、氧化薄膜、部件和电子设备，但是应当理解本发明不受这些实施方案的限制。例如，可以将任意目的用的其他一个或多个步骤加入到根据本发明形成氧化薄膜的方法中。
具体实施方式
实施例
接着，将描述本发明的具体实施例。
1.薄膜的形成
(实施例1)
<1>首先，通过利用真空蒸发方法，在玻璃基底上形成平均厚度为200nm的Al薄膜(底材)，以制备加工构件。
<2>接着，在5重量％的NaOH水溶液(温度为22℃)中浸渍加工构件20秒。然后，湿式清洁加工构件5分钟，并且通过向其喷射氮气干燥。
<3>接着，在室温下向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含99.5重量％乙醇的处理液体，以便扩散至整个Al薄膜上，由此在其上形成液体薄膜。
<4>接着，在室温下放置在其上形成液体薄膜的加工构件20小时，由此在加工构件的表面上形成薄膜。
(实施例2)
除了如下进行步骤<3>和<4>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例2中，向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含99.5重量％乙醇的处理液体，同时用加热器在300℃加热加工构件，以便扩散至整个Al薄膜上，由此在其上形成液体薄膜。在这点上，以20秒的间隔，重复进行滴加处理液体的操作10分钟。
接着，在室温下放置其上形成液体薄膜的加工构件10小时。
(实施例3)
除了如下进行步骤<3>和<4>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例3中，向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含99重量％三氟乙醇的处理液体，同时用加热器在300℃加热加工构件，以便扩散至整个Al薄膜，由此在其上形成液体薄膜。在这点上，以20秒的间隔，重复进行滴加处理液体的操作10分钟。
接着，在室温下放置其上形成液体薄膜的加工构件5小时。
(实施例4)
除了如下进行步骤<3>和<4>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例4中，向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含99重量％乙二醇的处理液体，同时用加热器在300℃加热加工构件，以便扩散至整个Al薄膜，由此在其上形成液体薄膜。在这点上，以30秒的间隔，重复进行滴加处理液体的操作20分钟。
接着，在室温下放置其上形成液体薄膜的加工构件40小时。
(实施例5)
除了将其上形成液体薄膜的加工构件放置20小时，同时将其在100℃加热外，通过进行与上述实施例4相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。
(实施例6)
除了如下进行步骤<3>和<4>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例6中，向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含99重量％丙三醇的处理液体，同时用加热器在300℃加热加工构件，以便扩散至整个Al薄膜，由此在其上形成液体薄膜。在这点上，以30秒的间隔，重复进行滴加处理液体的操作20分钟。
接着，在室温下放置其上形成液体薄膜的加工构件40小时。
(实施例7)
除了将其上形成液体薄膜的加工构件放置20小时，同时将其在150℃加热外，通过进行与上述实施例6相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。
(实施例8)
除了如下进行步骤<3>和<4>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例8中，向加工构件(Al薄膜)的表面上滴加包含49.5重量％乙二醇和49.5重量％乙醇的处理液体，同时用加热器在300℃加热加工构件，以便扩散至整个Al薄膜，由此在其上形成液体薄膜。在这点上，以30秒的间隔，重复进行滴加处理液体的操作20分钟。
接着，在室温下放置其上形成液体薄膜的加工构件20小时。
(实施例9)
除了省略上述步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例9中，在步骤<1>后直接进行步骤<3>。
(实施例10)
除了省略上述步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例10中，在步骤<1>后，在纯氮气气氛中保持加工构件，然后进行步骤<3>。
(实施例11)
除了如下进行步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例11中，在36重量％的HCl水溶液(温度为22℃)浸渍加工构件30秒。然后湿式清洁加工构件5分钟，并且通过向其喷射氮气干燥。
(实施例12)
除了如下进行步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例12中，在2.4重量％的HF水溶液(温度为22℃)浸渍加工构件10秒。然后湿式清洁加工构件5分钟，并且通过向其喷射氮气干燥。
(实施例13)
除了如下进行步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例13中，加工构件与36重量％的HCl水溶液的蒸气(温度为22℃)接触5分钟。然后在50℃的电热板上干燥加工构件5分钟。
(实施例14)
除了如下进行步骤<2>外，通过进行与上述的实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例14中，加工构件与50重量％的HF水溶液的蒸气(温度为22℃)接触20秒。然后在50℃的电热板上干燥加工构件5分钟。
(实施例15)
除了如下进行步骤<2>外，通过进行与上述实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例15中，湿式清洁加工构件5分钟，并且通过向其喷射氮气干燥。
(实施例16)
除了进行如下步骤<2>外，通过进行与上述的实施例1相同的步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例16中，加工构件与水蒸汽(温度为60℃)接触15分钟。
(实施例17)
除了进行如下步骤<2>外，通过进行与上述的实施例1相同步骤，在加工构件上形成薄膜。即，在实施例17中，在大气压下对加工构件的表面进行等离子体处理。在这点上，等离子体处理的条件如下。He的流速为10L/分钟，其高频输出为500W，电极和加工构件之间的距离为1mm，加工构件的输送速度为1mm/秒。
2.薄膜化学组成的分析
使用TOF-SIMS(飞行时间-次级离子质谱法)(Time of Flight SecondaryIon Mass Spectroscopy)进行每个实施例中制造薄膜用的化学组成分析。结果，在每种薄膜中检测到铝元素和氧元素，证实每种薄膜是由氧化铝构成的氧化薄膜。
在这点上，代替氧化铝薄膜，在加工构件上形成下列的每一种：Ta薄膜、Ti薄膜、Mn薄膜、Sb薄膜、Fe薄膜、Cu薄膜、W薄膜、Mo薄膜、Sc薄膜、Al-Cu合金薄膜、Si薄膜、Ge薄膜、Ga-Si化合物半导体薄膜。然后与上述实施例1至17一样由此制造的每种加工构件的表面上形成薄膜。进行由此制造的薄膜的化学组成分析。证实形成的每种薄膜是由对应于每种金属和半导体的氧化物构成的氧化薄膜。

Claims (16)

1.一种在由无机材料构成的基材的表面上形成氧化薄膜的方法，所述氧化薄膜是由包含无机材料的氧化物作为其主要成分的材料构成的，该方法包括以下步骤：
制备基材；
向基材表面上供给包含醇的处理液体，以在其上形成处理液体的液体薄膜；
通过无机材料与液体薄膜中的醇反应生成无机材料的氧化物；和
去除保留在液体薄膜中的处理液体，以在基材的表面上形成氧化薄膜。
2.根据权利要求1的方法，其中在供给步骤中，在向基材表面上供给处理液体的同时，加热基材。
3.根据权利要求1的方法，其中醇包括一元醇、二元醇和三元醇中的至少一种。
4.根据权利要求1的方法，其中在醇的一个醇分子中碳原子的数量为1至6。
5.根据权利要求1的方法，其中用氟原子取代至少部分氢原子，所述的氢原子包括在醇的分子中、其中的羟基除外。
6.根据权利要求1的方法，其中在处理液体中的醇浓度为95重量％或更高。
7.根据权利要求1的方法，还包括在处理液体供给步骤之前，在基材表面上形成掩模的步骤，掩模具有对应于将形成的氧化薄膜形状的预定形状的开口。
8.根据权利要求7的方法，其中掩模包括由光刻胶材料作为主要材料构成的光刻胶层。
9.根据权利要求7的方法，还包括在掩模形成步骤之后，对因此的基材表面进行表面处理的步骤。
10.根据权利要求1的方法，还包括在处理液体供给步骤之前，对因此的基材表面进行表面处理的步骤。
11.根据权利要求1的方法，其中在处理液体去除步骤中，室温去除保留在液体薄膜中的处理液体，或同时加热基材。
12.根据权利要求1的方法，其中无机材料包括金属和半导体中的至少一种。
13.一种使用由权利要求1定义的方法形成的氧化薄膜。
14.一种包含由权利要求13定义的氧化薄膜的部件。
15.根据权利要求14的部件，其中部件包括电子器件。
16.一种包含由权利要求14定义的部件的电子设备。
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