JP2005220395A - Film forming method, film, electronic component and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成膜方法、膜、電子部品および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a film forming method, a film, an electronic component, and an electronic apparatus.
従来、所定パターンの膜の形成には、樹脂を主成分とするマスクを用いたエッチング法が、広く利用されている(例えば、特許文献1参照。)。
具体的には、I:基材上に膜形成用の材料で構成される層を形成する。II:前記層上にレジスト材料を塗布する。III:レジスト材料を露光・現像し、前記層の不要部分に対応して開口部を有するレジスト層を得る。IV:レジスト層をマスクに用いて、エッチング法により、開口部内に露出した膜形成層を除去する。V:マスクを除去する。これにより、所定パターンに形成された膜を得る。
ところが、このような方法では、レジスト層の形成に時間と手間とを要する。その結果、膜形成までに長時間を要したり、コストが高くなる等の問題が生じる。
Conventionally, an etching method using a mask containing a resin as a main component has been widely used to form a film having a predetermined pattern (see, for example, Patent Document 1).
Specifically, I: A layer composed of a film-forming material is formed on a substrate. II: A resist material is applied on the layer. III: The resist material is exposed and developed to obtain a resist layer having openings corresponding to unnecessary portions of the layer. IV: The film forming layer exposed in the opening is removed by an etching method using the resist layer as a mask. V: The mask is removed. Thereby, a film formed in a predetermined pattern is obtained.
However, such a method requires time and labor to form the resist layer. As a result, problems such as a long time required for film formation and high costs arise.
本発明の目的は、容易かつ安価に所定パターンの膜を形成し得る成膜方法、かかる成膜方法により形成された膜、この膜を備える電子部品および電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a film forming method capable of easily and inexpensively forming a film having a predetermined pattern, a film formed by such a film forming method, an electronic component and an electronic apparatus including the film.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基材上に、所定パターンの膜を形成する成膜方法であって、
少なくとも前記膜を形成する側の面に撥液性を有する基材の前記膜を形成する膜形成領域に、所定の処理を施し、前記膜形成領域の撥液性を、前記膜を形成しない非膜形成領域の撥液性より低くする第1の工程と、
前記基材の前記面に触媒を含有する液体を供給し、前記膜形成領域と前記非膜形成領域との撥液性の違いを利用して、前記膜形成領域に選択的に触媒層を形成する第2の工程と、
前記触媒層上に、該触媒層の触媒機能を利用して前記膜を形成する第3の工程とを有することを特徴とする。
これにより、容易かつ安価に、高い成膜精度で膜を形成することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The film forming method of the present invention is a film forming method for forming a film of a predetermined pattern on a substrate,
A film forming region for forming the film of the substrate having liquid repellency at least on a surface on which the film is formed is subjected to a predetermined treatment, and the liquid repellency of the film forming region is set so that the film is not formed. A first step of lowering the liquid repellency of the film forming region;
A liquid containing catalyst is supplied to the surface of the base material, and a catalyst layer is selectively formed in the film formation region by utilizing the difference in liquid repellency between the film formation region and the non-film formation region. A second step of:
And a third step of forming the film on the catalyst layer using the catalytic function of the catalyst layer.
Thereby, a film can be formed easily and inexpensively with high film forming accuracy.
本発明の成膜方法では、前記第1の工程における前記所定の処理は、前記基材の前記膜形成領域に対して、活性エネルギー線を照射することにより行われることが好ましい。
これにより、前記膜形成領域の撥液性が前記非膜形成領域の撥液性よりも低いものとなる。
本発明の成膜方法では、前記活性エネルギー線は、紫外線、電子線およびイオンビームのうちの少なくとも1種であることが好ましい。
これにより、前記膜形成領域の撥液性を、より容易かつ確実に消失または低減させて、前記非膜形成領域の撥液性より低くすることができる。
In the film forming method of the present invention, it is preferable that the predetermined treatment in the first step is performed by irradiating the film forming region of the substrate with active energy rays.
Thereby, the liquid repellency of the film formation region is lower than the liquid repellency of the non-film formation region.
In the film forming method of the present invention, the active energy ray is preferably at least one of ultraviolet rays, electron beams and ion beams.
As a result, the liquid repellency of the film forming region can be more easily and reliably lost or reduced to be lower than the liquid repellency of the non-film forming region.
本発明の成膜方法では、前記第1の工程において、前記非膜形成領域に対する純水の接触角をA[°]とし、前記膜形成領域に対する純水の接触角をB[°]としたとき、A−B≧15なる関係を満足することが好ましい。
膜形成領域と非膜形成領域とが、前記関係を満足することにより、第2の工程において、触媒液中の触媒が、より高い選択性をもって基材の膜形成領域上に吸着し、より正確に膜形成領域の形状に対応した触媒層を形成することができる。
In the film forming method of the present invention, in the first step, the contact angle of pure water with respect to the non-film formation region is A [°], and the contact angle of pure water with respect to the film formation region is B [°]. In this case, it is preferable to satisfy the relationship A−B ≧ 15.
By satisfying the above relationship between the film formation region and the non-film formation region, in the second step, the catalyst in the catalyst solution is adsorbed on the film formation region of the base material with higher selectivity and more accurately. In addition, a catalyst layer corresponding to the shape of the film formation region can be formed.
本発明の成膜方法では、前記触媒層における前記触媒の含有量は、50wt%以上であることが好ましい。
これにより、前記触媒層に、十分な触媒機能を発揮させることができ、第3の工程において、より確実に膜を形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記触媒は、Pd、Ni、Cu、Co、Ptおよびこれらを含む合金のうちの少なくとも1種を主成分とするものであることが好ましい。
これらのものは、いずれも、高い触媒機能を有しており、第3の工程において、触媒として機能し、確実に膜を形成することができる。
In the film-forming method of this invention, it is preferable that content of the said catalyst in the said catalyst layer is 50 wt% or more.
Thereby, the catalyst layer can exhibit a sufficient catalytic function, and a film can be more reliably formed in the third step.
In the film forming method of the present invention, the catalyst is preferably mainly composed of at least one of Pd, Ni, Cu, Co, Pt and alloys containing these.
All of these have a high catalytic function, and can function as a catalyst in the third step to reliably form a film.
本発明の成膜方法では、前記膜は、主として金属材料で構成される金属膜であることが好ましい。
金属膜は、触媒層の触媒機能を利用して、高い成膜精度で効率よく膜を形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記第3の工程において、前記金属膜は、無電解メッキ法またはCVD法により形成されることが好ましい。
無電解メッキ法を用いることにより、真空装置等の大がかりな装置を必要とせず、容易かつ安価に、高い成膜精度で金属膜(本発明の膜)を成膜することができる。また、CVD法を用いることにより、緻密な(高密度な)金属膜を成膜することができる。
In the film forming method of the present invention, the film is preferably a metal film mainly composed of a metal material.
The metal film can be efficiently formed with high film forming accuracy by utilizing the catalytic function of the catalyst layer.
In the film forming method of the present invention, in the third step, the metal film is preferably formed by an electroless plating method or a CVD method.
By using the electroless plating method, a metal film (the film of the present invention) can be formed easily and inexpensively with high film forming accuracy without requiring a large-scale apparatus such as a vacuum apparatus. In addition, a dense (high density) metal film can be formed by using the CVD method.
本発明の成膜方法では、前記基材は、少なくとも前記膜を形成する側の面付近が、主として樹脂材料で構成された母材の前記面に対して、フッ素プラズマを照射することにより得られたものであることが好ましい。
フッ素プラズマを照射する方法によれば、母材の上面をほぼ全体に渡って均一にフッ化することができ、上面に均一に(ムラなく)撥液性を有する基材を得ることができる。
In the film forming method of the present invention, the substrate is obtained by irradiating fluorine plasma to the surface of the base material mainly composed of a resin material at least near the surface on which the film is formed. It is preferable that
According to the method of irradiating with fluorine plasma, the upper surface of the base material can be uniformly fluorinated over almost the entire surface, and a substrate having liquid repellency uniformly (without unevenness) on the upper surface can be obtained.
本発明の膜は、本発明の成膜方法により成膜されたことを特徴とする。
これにより、より容易かつ安価に高い成膜精度で膜が得られる。
本発明の電子部品は、本発明の膜を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子部品が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子部品を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
The film of the present invention is formed by the film forming method of the present invention.
Thereby, a film can be obtained more easily and cheaply with high film forming accuracy.
The electronic component of the present invention includes the film of the present invention.
Thereby, a highly reliable electronic component is obtained.
The electronic device of the present invention includes the electronic component of the present invention.
As a result, a highly reliable electronic device can be obtained.
以下、本発明の成膜方法、膜、電子部品および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
<成膜方法>
まず、本発明の成膜方法の好適な実施形態について説明する。
図1および図2は、それぞれ本発明の成膜方法を説明するための図(縦断面図)である。なお、以下の説明では、図1および図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本発明の成膜方法は、基材5上に所定パターンの膜8を形成する方法であり、図1および図2に示すように、少なくとも膜8を形成する側の面に撥液性を有する基材5の膜8を形成する膜形成領域9に、所定の処理を施し、膜形成領域9の撥液性を、膜8を形成しない非膜形成領域9’の撥液性より低くする撥液性調整工程と、膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の違いを利用して、基材5の膜形成領域9に、選択的に触媒を含有する触媒層6を形成する触媒層形成工程と、触媒層6上に、この触媒層6の触媒機能を利用して膜8を形成する膜形成工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
Hereinafter, a film forming method, a film, an electronic component, and an electronic apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<Film formation method>
First, a preferred embodiment of the film forming method of the present invention will be described.
1 and 2 are views (longitudinal sectional views) for explaining the film forming method of the present invention. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 2 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
The film forming method of the present invention is a method of forming a
[1]撥液性調整工程
まず、少なくとも膜8を形成する側の面(上面)に撥液性を有する基材5を用意する(図1(a)参照)。
この基材5は、その少なくとも上面に撥液性を有するものであれば、その構成は特に限定されず、例えば、X:少なくとも上面付近が主として樹脂材料で構成された母材の上面に対して、フッ素プラズマを照射することにより得られたもの、Y:各種ガラス材料やSiのような各種半導体材料で構成された母材の上面に、撥液性を有する膜を形成することにより得られたもの等が挙げられる。
[1] Liquid Repellency Adjustment Step First, a
The structure of the
なお、構成Xの場合、前記母材は、各種ガラス材料やSiのような各種半導体材料で構成された基部の上面に樹脂層が形成された積層構成のものであってもよく、母材の全体が樹脂材料で構成されたものであってもよい。
この中でも、基材5としては、特に構成Xのようにして得られたものが好ましい。具体的には、チャンバー内に前記母材をセット(設置)した状態で、ガス状のフッ素化合物を供給しつつ電界を付与する。これにより、ガス状のフッ素化合物がプラズマ化されてフッ素プラズマが発生する。このフッ素プラズマが母材の上面に照射され、母材の上面付近を構成する樹脂材料の分子構造に、例えば、吸着、結合等する。その結果、母材の上面付近がフッ素化されて、少なくとも上面に撥液性を有する基材5が得られる。
In the case of the configuration X, the base material may be a layered structure in which a resin layer is formed on the upper surface of a base portion made of various glass materials or various semiconductor materials such as Si. The whole may be made of a resin material.
Among these, as the
かかる方法によれば、母材の上面をほぼ全体に渡って均一にフッ化することができ、上面に均一に(ムラなく)撥液性を有する基材5を得ることができる。
母材の表面付近を構成する樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン(PES)、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、芳香族ポリアミド等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
According to this method, the upper surface of the base material can be uniformly fluorinated over almost the entire surface, and the
The resin material constituting the surface of the base material is not particularly limited. For example, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN) polyimide, polycarbonate, polyethersulfone (PES), aromatic polyester (liquid crystal Polymer), aromatic polyamides, and the like, and one or more of them can be used in combination.
また、ガス状のフッ素化合物としては、特に限定されないが、例えば、四フッ化メタン(CF4)、四フッ化エチレン(C2F4)、六フッ化プロピレン(C3F6)、八フッ化ブチレン(C4F8)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このガス状のフッ素化合物を供給する際の流量は、10〜500sccm程度であるのが好ましく、50〜300sccm程度であるのがより好ましい。
Further, the gaseous fluorine compound is not particularly limited. For example, tetrafluoromethane (CF 4 ), tetrafluoroethylene (C 2 F 4 ), propylene hexafluoride (C 3 F 6 ), eight fluorine Butylene chloride (C 4 F 8 ) and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination.
The flow rate when supplying the gaseous fluorine compound is preferably about 10 to 500 sccm, and more preferably about 50 to 300 sccm.
放電電力は、100〜1500W程度であるのが好ましく、300〜500W程度であるのがより好ましい。
基材5の温度は、10〜200℃程度であるのが好ましく、50〜100℃程度であるのがより好ましい。
ガス状のフッ素化合物の流量、放電電力および基材5の温度を、それぞれ、前記範囲とすることにより、基材5の少なくとも上面付近を、より容易かつ確実に撥液性を有する樹脂材料で構成されたものとすることができる。
The discharge power is preferably about 100 to 1500 W, and more preferably about 300 to 500 W.
The temperature of the
By setting the flow rate of the gaseous fluorine compound, the discharge power, and the temperature of the
なお、ガス状のフッ素化合物は、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス等の不活性ガスとともに、供給するようにしてもよい。これにより、比較的高い圧力下(例えば、大気圧下)において、フッ素プラズマを発生させることができるようになり、フッ素プラズマ処理をより簡便に行うことが可能になる。
次に、基材5の膜8を形成する膜形成領域9に、所定の処理を施し、膜形成領域9の撥液性を、膜8を形成しない非膜形成領域9’の撥液性より低くする。
Note that the gaseous fluorine compound may be supplied together with an inert gas such as helium gas, argon gas, or neon gas. As a result, fluorine plasma can be generated under a relatively high pressure (for example, under atmospheric pressure), and the fluorine plasma treatment can be performed more easily.
Next, the
この所定の処理としては、膜形成領域9の撥液性が非膜形成領域9’の撥液性より低くなるような処理であれば、いかなるものであってもよく、特に限定されないが、基材5の膜形成領域9に活性エネルギー線2を照射する方法を用いるのが好ましい。
具体的には、非膜形成領域9’の形状に対応するフォトマスク7を用いて、膜形成領域9に対して活性エネルギー線2を照射して(図1(b)参照)、膜形成領域9の撥液性を低下させるものである(図1(c)参照)。
The predetermined treatment may be any treatment as long as the liquid repellency of the
Specifically, using the photomask 7 corresponding to the shape of the
この処理法を用いることにより、例えば、基材5の膜形成領域9の上面付近に存在するフッ素原子が除去されたり、膜形成領域9の基材5の上面付近(フッ素原子を含有する部分)が除去されて、本来の母材表面が露出することとなる。これにより、膜形成領域9の撥液性が非膜形成領域9’の撥液性よりも低いものとなる。
活性エネルギー線2としては、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、X線のような電磁波、電子線、イオンビーム、中性子線およびα線のような粒子線等が挙げられるが、これらの中でも、紫外線、電子線、イオンビームのうちの少なくとも1種を用いるのが好ましい。これにより、膜形成領域9の撥液性を、より容易かつ確実に消失または低減させて、非膜形成領域9’の撥液性より低くすることができる。
By using this treatment method, for example, fluorine atoms existing near the upper surface of the
Examples of the active energy rays 2 include electromagnetic waves such as infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and X-rays, electron rays, ion beams, neutron rays, and particle rays such as α rays. It is preferable to use at least one of electron beam and ion beam. As a result, the liquid repellency of the
I:活性エネルギー線2として紫外線を用いる場合
照射する紫外線の波長は、100〜365nm程度であるのが好ましく、150〜200nm程度であるのがより好ましい。
また、前記紫外線の照射強度は、0.1〜100mW程度であるのが好ましく、1〜50mW程度であるのがより好ましい。
I: When using ultraviolet rays as the active energy ray 2 The wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated is preferably about 100 to 365 nm, and more preferably about 150 to 200 nm.
Further, the irradiation intensity of the ultraviolet rays is preferably about 0.1 to 100 mW, and more preferably about 1 to 50 mW.
さらに、前記紫外線の照射時間は、0.1〜30分程度であるのが好ましく、1〜15分程度であるのがより好ましい。
なお、この際の照射雰囲気は、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、不活性雰囲気、真空または減圧状態下等、いかなる雰囲気であってもよいが、不活性雰囲気であるのが好ましい。
次に、前記照射雰囲気の温度は、0〜100℃程度であるのが好ましく、20〜50℃程度であるのがより好ましい。
紫外線の波長、照射強度、照射時間、照射雰囲気および照射雰囲気の温度を、それぞれ、前記範囲とすることにより、膜形成領域9の撥液性を非膜形成領域9’の撥液性よりも、より確実に低いものにすることができる。
Furthermore, the irradiation time of the ultraviolet rays is preferably about 0.1 to 30 minutes, and more preferably about 1 to 15 minutes.
Note that the irradiation atmosphere at this time may be any atmosphere such as an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, an inert atmosphere, a vacuum or a reduced pressure state, but is preferably an inert atmosphere.
Next, the temperature of the irradiation atmosphere is preferably about 0 to 100 ° C, more preferably about 20 to 50 ° C.
By setting the wavelength, irradiation intensity, irradiation time, irradiation atmosphere, and irradiation atmosphere temperature of the ultraviolet ray within the above ranges, the liquid repellency of the
II:活性エネルギー線2として電子線を用いる場合
照射する電子線の加速電圧は、50〜300kV程度であるのが好ましく、80〜150kV程度であるのがより好ましい。
また、前記電子線の線量は、10〜1500kGy程度であるのが好ましく、50〜1000kGy程度であるのがより好ましい。
II: When using an electron beam as the active energy ray 2 The acceleration voltage of the irradiated electron beam is preferably about 50 to 300 kV, more preferably about 80 to 150 kV.
The dose of the electron beam is preferably about 10 to 1500 kGy, and more preferably about 50 to 1000 kGy.
なお、この際の照射雰囲気は、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、不活性雰囲気、真空または減圧状態下等、いかなる雰囲気であってもよいが、真空または減圧状態下であるのが好ましい。
次に、前記照射雰囲気の温度は、0〜100℃程度であるのが好ましく、20〜50℃程度であるのがより好ましい。
電子線の加速電圧、線量、照射雰囲気および照射雰囲気の温度を、それぞれ、前記範囲とすることにより、膜形成領域9の撥液性を非膜形成領域9’の撥液性よりも、より確実に低いものにすることができる。
Note that the irradiation atmosphere at this time may be any atmosphere such as an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, an inert atmosphere, a vacuum or a reduced pressure state, but is preferably a vacuum or a reduced pressure state.
Next, the temperature of the irradiation atmosphere is preferably about 0 to 100 ° C, more preferably about 20 to 50 ° C.
By making the acceleration voltage, dose, irradiation atmosphere, and irradiation atmosphere temperature of the electron beam within the above ranges, the liquid repellency of the
III:活性エネルギー線2としてイオンビームを用いる場合
照射するイオンビームの加速電圧は、1〜150kV程度であるのが好ましく、10〜50kV程度であるのがより好ましい。
また、前記イオンビームのビーム電流は、0.01〜50nA程度であるのが好ましく、0.01〜20nA程度であるのがより好ましい。
III: When an ion beam is used as the active energy ray 2 The acceleration voltage of the ion beam to be irradiated is preferably about 1 to 150 kV, and more preferably about 10 to 50 kV.
The beam current of the ion beam is preferably about 0.01 to 50 nA, more preferably about 0.01 to 20 nA.
さらに、前記イオンビームの照射時間は、0.001〜50sec程度であるのが好ましく、0.01〜30sec程度であるのがより好ましい。
なお、この際の照射雰囲気は、酸化性雰囲気、還元性雰囲気、不活性雰囲気、真空または減圧状態下等、いかなる雰囲気であってもよいが、真空または減圧状態下であるのが好ましい。
Further, the irradiation time of the ion beam is preferably about 0.001 to 50 seconds, and more preferably about 0.01 to 30 seconds.
Note that the irradiation atmosphere at this time may be any atmosphere such as an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, an inert atmosphere, a vacuum or a reduced pressure state, but is preferably a vacuum or a reduced pressure state.
次に、前記照射雰囲気の温度は、0〜100℃であるのが好ましく、20〜50℃であるのがより好ましい。
イオンビームの加速電圧、ビーム電流、照射時間、照射雰囲気および照射雰囲気の温度を、それぞれ、前記範囲とすることにより、膜形成領域9の撥液性を非膜形成領域9’の撥液性よりも、より確実に低いものにすることができる。
Next, the temperature of the irradiation atmosphere is preferably 0 to 100 ° C, and more preferably 20 to 50 ° C.
By setting the acceleration voltage, beam current, irradiation time, irradiation atmosphere, and irradiation atmosphere temperature of the ion beam within the above ranges, the liquid repellency of the
この膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の程度の違いは、各種の指標により表すことができるが、接触角を用いて好適に表すことができる。具体的には、非膜形成領域9’に対する純水の接触角をA[°]とし、膜形成領域9に対する純水の接触角をB[°]としたとき、A−B≧15[°]なる関係を満足するのが好ましく、A−B≧30[°]なる関係を満足するのがより好ましく、A−B≧50[°]なる関係を満足するのが特に好ましい。膜形成領域9と非膜形成領域9’とが、前記関係を満足することにより、後述する触媒層形成工程において、触媒液10中の触媒が、より高い選択性をもって基材5の膜形成領域9上に吸着し、より正確に膜形成領域9の形状に対応した触媒層6が形成される。
なお、本実施形態では、基材5の膜形成領域9に活性エネルギー線2を照射することにより、膜形成領域9の撥液性を非膜形成領域9’の撥液性より低くする場合について説明したが、これに限定されず、例えば、膜形成領域9の基材5の上面に、非膜形成領域9’の撥液性より低い材料で構成される膜(親液膜)を形成するようにしてもよい。
The difference in the degree of liquid repellency between the film-forming
In the present embodiment, the
[2]触媒層形成工程
次に、基材5の上面に触媒を含有する液体(触媒液)を供給する。そして、膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の違いを利用して、膜形成領域9に選択的に前記触媒を含有する触媒層6を形成する。
触媒液を基材5に供給する方法としては、例えば、触媒液中に基材5を浸漬させる方法(浸漬法)、触媒液を基材5にシャワー(噴霧)する方法、基材5に触媒液を塗布する方法(塗布法)等が挙げられるが、特に、浸漬法を用いるのが好ましい、浸漬法によれば、大量の基材5を容易に処理することができる。
このように、液体を基材5に供給する方法には、各種方法があるが、以下の各工程では、液体を接触させる方法として、浸漬法を用いる場合を代表に説明する。
[2] Catalyst Layer Forming Step Next, a liquid containing a catalyst (catalyst liquid) is supplied to the upper surface of the
Examples of methods for supplying the catalyst solution to the
As described above, there are various methods for supplying the liquid to the
[2−I] まず、基材5上を、基材5の膜形成領域9に触媒層6を形成するための前処理を行う。
この前処理は、例えば、カチオン性界面活性剤を含む溶液(界面活性剤溶液)に基材5を浸漬させることにより行う。そして、基材5を前記溶液から取り出すと、膜形成領域9は、撥液性が低い(親液性が高い)ため、この溶液が付着した状態となる。一方、非膜形成領域9’は、撥液性が高いため、この溶液が非膜形成領域9’に付着することが防止される。さらに、膜形成領域9に付着した溶液により引き寄せられるようにして、非膜形成領域9’の溶液は、膜形成領域9に集まる(凝集する)。すなわち、膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の違いにより、前記溶液が膜形成領域9に集まる。
[2-I] First, a pretreatment for forming the
This pretreatment is performed, for example, by immersing the
その後、膜形成領域9に凝集した前記溶液の溶媒を除去することにより、基材5の膜形成領域9の表面にカチオン性界面活性剤が付着する。
このカチオン性界面活性剤の付着により、基材5の膜形成領域9の表面がプラスに帯電する。これにより、無電解メッキで用いる触媒が吸着し易いようになり、結果として、膜形成領域9に形成される膜8と基材5との密着性が向上する。
Thereafter, the solvent of the solution aggregated in the
Due to the adhesion of the cationic surfactant, the surface of the
カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ステアリン酸等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
処理に際する界面活性剤溶液の温度は、0〜70℃程度であるのが好ましく、10〜40℃程度であるのがより好ましい。
Examples of the cationic surfactant include alkyl ammonium chloride, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, stearic acid, and the like, and one or more of these can be used in combination.
The temperature of the surfactant solution during the treatment is preferably about 0 to 70 ° C, more preferably about 10 to 40 ° C.
また、界面活性剤溶液中での基材5の処理時間は、10〜90秒程度であるのが好ましく、30〜60秒程度であるのがより好ましい。
このようにして、前処理が施された基材5を、例えば、純水(超純水)、イオン交換水、蒸留水、RO水等を用いて洗浄する。
なお、本実施形態では、基材5の膜形成領域9上に触媒層6を形成するための前処理として、カチオン性界面活性剤を用いるものとして説明を行ったが、例えば、アミノシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、のようなシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネートのようなチタン系カップリング剤、ジルコニウムアセチルアセトネート、アセチルアセトンジルコニウムブチレートのようなジルコニウム系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートのようなアルミニウム系カップリング剤等のカップリング剤を用いて前処理を行ってもよい。
なお、本工程は、必要に応じて省略することもできる。
Moreover, it is preferable that the processing time of the
In this way, the pretreated
In the present embodiment, as a pretreatment for forming the
In addition, this process can also be abbreviate | omitted as needed.
[2−II] 次に、基材5の膜形成領域9上に、膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の違いを利用して、触媒を含有する触媒層6を形成する。
この触媒としては、Pd、Ni、Cu、Co、Pt、Au、Fe、V、Moおよびこれらを含む合金等各種のものを用いることができるが、Pd、Ni、Cu、Co、Ptおよびこれらを含む合金のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いるのが好ましい。これらのものは、いずれも、高い触媒機能を有しており、後述する膜形成工程において、触媒として機能し、確実に膜8を形成することができる。
[2-II] Next, a
As this catalyst, various materials such as Pd, Ni, Cu, Co, Pt, Au, Fe, V, Mo and alloys containing these can be used, but Pd, Ni, Cu, Co, Pt and these can be used. It is preferable to use one or two or more of the alloys included. Each of these has a high catalytic function, and functions as a catalyst in the film forming step described later, and can reliably form the
また、触媒層6における前記触媒の含有量は、50wt%以上であるのが好ましく70wt%以上であるのがより好ましい。これにより、触媒層6に、十分な触媒機能を発揮させることができる。その結果、後述する膜形成工程において、より確実に膜8を形成することができる。
具体的には、触媒としてPdを用いる場合には、例えば、塩化パラジウム等のイオン系Pd触媒の溶液、またはSn−Pd等のPd合金のコロイド液中(以下、これらを「触媒含有溶液」という。)に、基材5を浸漬する。そして、基材5を触媒含有溶液から取り出すと、膜形成領域9には、前述した工程[2−I]の界面活性剤溶液と同様に、触媒含有溶液が集まる(凝集する)。すなわち、膜形成領域9と非膜形成領域9’との撥液性の違いにより、触媒含有溶液が膜形成領域9に集まる。
Further, the content of the catalyst in the
Specifically, when Pd is used as the catalyst, for example, in a solution of an ionic Pd catalyst such as palladium chloride or a colloidal liquid of a Pd alloy such as Sn—Pd (hereinafter referred to as “catalyst-containing solution”). )). When the
その後、膜形成領域9に凝集した触媒含有溶液の溶媒を除去する。
さらに、触媒に関与しない元素を除去することにより、Pdを基材5の膜形成領域9の表面に露出させることができる。
例えば、塩化パラジウム等のイオン系Pd触媒の溶液を用いる場合には、図1(d)に示すように、基材5を触媒液10に浸漬する。その後、酸溶液に浸漬することにより、Pdに配位しているSnが溶解して除去され、基材5の膜形成領域9上にPdが露出し触媒層6が形成される(図1(e)参照)。
Thereafter, the solvent of the catalyst-containing solution aggregated in the
Furthermore, Pd can be exposed on the surface of the
For example, when using a solution of an ionic Pd catalyst such as palladium chloride, the
酸溶液としては、例えば、HBF4、HCl等の酸と、ブドウ糖等の還元剤とを含む溶液や、これに、さらに硫酸を添加した溶液等を用いることができる。
基材5を浸漬する触媒液10の温度は、0〜70℃程度であるのが好ましく、10〜40℃程度であるのがより好ましい。
次に、触媒液10中での基材5の処理時間は、10秒〜5分程度であるのが好ましく、20秒〜3分程度であるのがより好ましい。
As the acid solution, for example, a solution containing an acid such as HBF 4 or HCl and a reducing agent such as glucose, or a solution obtained by further adding sulfuric acid to the solution can be used.
The temperature of the
Next, the treatment time of the
一方、この酸溶液の温度は、0〜70℃程度であるのが好ましく、10〜55℃程度であるのがより好ましい。
また、酸溶液中での基材5の処理時間は、10秒〜5分程度であるのが好ましく、30秒〜3分程度であるのがより好ましい。
このようにして、基材5の膜形成領域9上に設けられた触媒層6を、例えば、純水(超純水)、イオン交換水、蒸留水、RO水等を用いて洗浄する。
On the other hand, the temperature of the acid solution is preferably about 0 to 70 ° C, and more preferably about 10 to 55 ° C.
In addition, the treatment time of the
In this way, the
[3]膜形成工程
次に、触媒層6上に、この触媒層6の触媒機能を利用して膜8を形成する。
膜8としては、例えば、主として金属材料で構成される金属膜、主として酸化物で構成される酸化物膜、主として繊維状炭素物質で構成される炭素膜等を形成することができるが、これらの中でも金属膜を形成するのが好ましい。金属膜は、触媒層6の触媒機能を利用して、特に効率よく形成(成膜)することができる。
[3] Film Forming Step Next, the
As the
この金属膜(膜8)としては、例えば、Ni、Pd、Pt、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Co、Al、Cs、Rb等の金属、これらを含む合金等のうちの少なくとも1種を主材料として構成することができる。
この膜8の形成方法としては、特に限定されないが、無電解メッキ法またはCVD法を用いるのが好ましい。無電解メッキ法を用いることにより、真空装置等の大がかりな装置を必要とせず、容易かつ安価に、高い成膜精度で金属膜を成膜することができる。また、CVD法を用いることにより、緻密な(高密度な)金属膜を成膜することができる。
以下では、まず、無電解メッキ法による膜8の膜形成工程を説明し、次に、CVD法による膜8の膜形成工程を説明する。
As this metal film (film 8), for example, Ni, Pd, Pt, Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, Co, Al, Cs, At least one of metals such as Rb and alloys containing these can be used as the main material.
A method for forming the
In the following, first, the film forming process of the
[3a]無電解メッキ法による膜形成工程
金属膜の形成に無電解メッキ法を用いる場合、基材5をメッキ液11に浸漬する(図2(f)参照)。これにより、膜形成領域9の触媒層6に存在する触媒に、金属元素が析出し、この領域の形状に対応した膜8が形成される(図2(g)参照)。
金属塩としては、例えば、硫酸塩、硝酸塩等が好適に用いられる。
[3a] Film Forming Step by Electroless Plating Method When the electroless plating method is used for forming the metal film, the
As the metal salt, for example, sulfate, nitrate and the like are preferably used.
還元剤としては、例えば、ヒドラジン、次亜隣酸アンモニウム、次亜燐酸ナトリウム等うちの少なくとも1種を主成分とするものが好ましい。還元剤としてこれらのものを用いることにより、膜8の成膜速度が適正なものとなり、膜8において求められる最適な膜厚範囲に、容易に膜厚を制御できるようになる。また、形成される膜8が、均一な膜厚、かつ、良好な表面性を有する(膜表面モフォロジーが高い)ものとなる。
As the reducing agent, for example, those containing at least one of hydrazine, ammonium hypophosphite, sodium hypophosphite and the like as a main component are preferable. By using these as the reducing agent, the film forming speed of the
メッキ液11における金属塩の含有量(溶媒への金属塩の添加量)は、1〜50g/L程度であるのが好ましく、5〜25g/L程度であるのがより好ましい。金属塩の含有量が少な過ぎると、膜8を形成するのに長時間を要するおそれがある。一方、金属塩の含有量を前記上限値を超えて多くしても、それ以上の効果の増大が期待できない。
また、メッキ液11における還元剤の含有量(溶媒への還元剤の添加量)は、10〜200g/L程度であるのが好ましく、50〜150g/L程度であるのが好ましい。還元剤の含有量が少な過ぎると、還元剤の種類等によっては、金属イオンの効率のよい還元が困難になるおそれがある。一方、還元剤の含有量を前記上限値を超えて多くしても、それ以上の効果の増大が期待できない。
The content of the metal salt in the plating solution 11 (addition amount of the metal salt to the solvent) is preferably about 1 to 50 g / L, and more preferably about 5 to 25 g / L. If the content of the metal salt is too small, it may take a long time to form the
Further, the content of the reducing agent in the plating solution 11 (addition amount of the reducing agent to the solvent) is preferably about 10 to 200 g / L, and preferably about 50 to 150 g / L. When there is too little content of a reducing agent, there exists a possibility that efficient reduction | restoration of a metal ion may become difficult depending on the kind etc. of reducing agent. On the other hand, even if the content of the reducing agent is increased beyond the upper limit, no further increase in effect can be expected.
このようなメッキ液11には、さらにpH調整剤(pH緩衝剤)を混合(添加)するのが好ましい。これにより、無電解メッキの進行に伴って、メッキ液11のpHが低下するのを防止または抑制することができ、その結果、成膜速度の低下や、膜8の組成、性状の変化を効果的に防止することができる。
このpH調整剤としては、各種のものが挙げられるが、アンモニア水、トリメチルアンモニウムハイドライド、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび硫化アンモニウムのうちの少なくとも1種を主成分とするものであるが好ましい。これらのものは、緩衝作用に優れるため、これらのものをpH調整剤として用いることにより、前記効果がより顕著に発揮される。
It is preferable to mix (add) a pH adjusting agent (pH buffering agent) to the
Examples of the pH adjuster include various agents, and those having at least one of ammonia water, trimethylammonium hydride, sodium hydroxide, sodium carbonate and ammonium sulfide as a main component are preferable. Since these things are excellent in a buffering effect, the said effect is exhibited more notably by using these things as a pH adjuster.
メッキ液11への浸漬(メッキ処理)の際のメッキ液11のpHは、5〜12程度であるのが好ましく、6〜10程度であるのが好ましい。
また、メッキ処理の際のメッキ液11の温度は、30〜90℃程度であるのが好ましく、40〜80℃程度であるのがより好ましい。
さらに、メッキ液11中での基材5の処理時間は、10秒〜5分程度であるのが好ましく、20秒〜3分程度であるのがより好ましい。
The pH of the
In addition, the temperature of the
Furthermore, the treatment time of the
メッキ液11のpH、温度、メッキ液11による処理時間を、それぞれ前記範囲とすることにより、成膜速度が特に適正なものとなり、均一な膜厚の膜8を高い精度で形成することができる。
なお、作業温度(メッキ液11の温度)、作業時間(メッキ時間)、メッキ液11の量、メッキ液11のpH、メッキ回数(ターン数)等のメッキ条件を設定することにより、形成される膜8の厚さを調整することができる。
By setting the pH and temperature of the
It is formed by setting the plating conditions such as the working temperature (the temperature of the plating solution 11), the working time (plating time), the amount of the
また、メッキ液11中には、例えば、錯化剤、安定化剤等の添加物を、適宜添加するようにしてもよい。
錯化剤としては、例えば、エチレンジアミン四酢酸、酢酸のようなカルボン酸類、酒石酸、クエン酸のようなオキシカルボン酸類、グリシンのようなアミノカルボン酸類、トリエタノールアミンのようなアミン類、グリセリン、ソルビトールのような多価アルコール類等が挙げられる。
Further, for example, additives such as a complexing agent and a stabilizing agent may be appropriately added to the
Examples of complexing agents include carboxylic acids such as ethylenediaminetetraacetic acid and acetic acid, oxycarboxylic acids such as tartaric acid and citric acid, aminocarboxylic acids such as glycine, amines such as triethanolamine, glycerin and sorbitol. And polyhydric alcohols.
安定化剤としては、例えば、2,2’−ビピリジル、シアン化合物、フェロシアン化合物、フェナントロリン、チオ尿素、メルカプトベンゾチアゾール、チオグリコール酸等が挙げられる。
このようにして、膜8が膜形成領域9に対応する部分に形成された基材5を、例えば、純水(超純水)、イオン交換水、蒸留水、RO水等を用いて洗浄する。
Examples of the stabilizer include 2,2′-bipyridyl, cyanide, ferrocyan compound, phenanthroline, thiourea, mercaptobenzothiazole, thioglycolic acid, and the like.
In this way, the
[3b]CVD法による膜形成工程
金属膜の形成にCVD法を用いる場合、チャンバー内に触媒層6が形成された基材5を設置(セット)した状態で、前駆体ガス(ガス状の金属膜の構成材料の前駆体)12と、キャリアガスと、必要に応じて、前駆体ガス12から金属元素を生成させるためのガスとを供給し、例えば、熱、レーザー光等のエネルギーを付与する(図2(f’)参照)。これにより、膜形成領域9の触媒層6に存在する触媒が核となり、化学反応が進行して金属元素が堆積することにより金属膜(膜8)が形成される(図2(g’)参照)。
[3b] Film formation step by CVD method When the CVD method is used to form a metal film, the precursor gas (gaseous metal) is set in a state where the
この前駆体ガス12としては、例えば、金属ハロゲン化合物や、アルキル化された金属のような有機金属化合物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、キャリアガスとしては、例えば、He、Ne、Ar、Kr、Xeのような不活性ガスが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Examples of the
Examples of the carrier gas include inert gases such as He, Ne, Ar, Kr, and Xe, and one or more of these can be used in combination.
前記ガスの供給流量は、100〜700sccm程度であるのが好ましく、300〜500sccm程度であるのがより好ましい。
チャンバー内の圧力は、0.5〜5Torr程度であるのが好ましく、1〜3Torr程度であるのがより好ましい。
チャンバー内の温度は、50〜200℃程度であるのが好ましく、100〜150℃程度であるのがより好ましい。
The supply flow rate of the gas is preferably about 100 to 700 sccm, and more preferably about 300 to 500 sccm.
The pressure in the chamber is preferably about 0.5 to 5 Torr, and more preferably about 1 to 3 Torr.
The temperature in the chamber is preferably about 50 to 200 ° C, more preferably about 100 to 150 ° C.
なお、前記エネルギーは、チャンバー内に供給されたガスおよび触媒層6のいずれか一方または双方に付与するようにすればよい。
以上のような工程を経て、金属膜(本発明の膜8)が得られる。
本発明によれば、基板上に直接マスク(レジスト層)を形成することを要せず、高い成膜精度で膜8を形成することができる。
また、本発明によれば、レジスト層を用いないことから、レジスト層を形成するための複雑な工程や、不要となったレジスト層を除去する工程を省略することができる。
このようなことから、本発明によれば、より容易かつ安価に高い成膜精度で膜8を得ることができる。
The energy may be applied to one or both of the gas supplied into the chamber and the
Through the steps as described above, a metal film (
According to the present invention, it is not necessary to form a mask (resist layer) directly on the substrate, and the
In addition, according to the present invention, since a resist layer is not used, a complicated process for forming a resist layer and a process for removing a resist layer that has become unnecessary can be omitted.
For this reason, according to the present invention, the
<電子部品>
このような膜8は、例えば、スイッチング素子(薄膜トランジスタ)、配線基板、半導体部品、表示パネル、発光素子等の各種電子部品に適用することができる。
以下では、本発明の電子部品を薄膜トランジスタ(特に、有機薄膜トランジスタ)に適用した場合を代表に説明する。
<Electronic parts>
Such a film |
Below, the case where the electronic component of this invention is applied to a thin-film transistor (especially organic thin-film transistor) is demonstrated as a representative.
図3(a)は、本発明の電子部品を適用した薄膜トランジスタの実施形態を示す縦断面図である。なお、以下では、図3中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図3(a)に示す薄膜トランジスタ100は、基板20(基材5)上に設けられており、ソース電極30およびドレイン電極40と、有機半導体層(有機層)50と、ゲート絶縁層60と、ゲート電極70とが、この順で基板20側から積層されて構成されている。
FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a thin film transistor to which the electronic component of the present invention is applied. In the following description, the upper side in FIG. 3 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
A
具体的には、薄膜トランジスタ100は、基板20上に、ソース電極30およびドレイン電極40が分離して設けられ、これら電極30、40を覆うように有機半導体層50が設けられている。さらに有機半導体層50上には、ゲート絶縁層60が設けられ、さらにこの上に、少なくともソース電極30とドレイン電極40の間の領域に重なるようにゲート電極70が設けられている。
Specifically, in the
この薄膜トランジスタ100では、有機半導体層50のうち、ソース電極30とドレイン電極40との間の領域が、キャリアが移動するチャネル領域510となっている。以下、このチャネル領域510において、キャリアの移動方向の長さ、すなわちソース電極30とドレイン電極40との間の距離をチャネル長L、チャネル長L方向と直交する方向の長さをチャネル幅Wと言う。
このような薄膜トランジスタ100は、ソース電極30およびドレイン電極40が、ゲート絶縁層60を介してゲート電極70よりも基板20側に設けられた構成の薄膜トランジスタ、すなわち、トップゲート構造の薄膜トランジスタである。
In the
Such a
以下、薄膜トランジスタ100を構成する各部について、順次説明する。
基板20は、薄膜トランジスタ100を構成する各層(各部)を支持するものである。基板20には、例えば、ガラス基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)等で構成されるプラスチック基板(樹脂基板)、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。薄膜トランジスタ100に可撓性を付与する場合には、基板20には、樹脂基板が選択される。
Hereinafter, each part which comprises the thin-
The
この基板20上には、下地層が設けられていてもよい。下地層としては、例えば、基板20表面からのイオンの拡散を防止する目的、ソース電極30およびドレイン電極40と、基板20との密着性(接合性)を向上させる目的等により設けられる。
下地層の構成材料としては、特に限定されないが、基板20にガラス基板を用いる場合には、酸化珪素(SiO2)、窒化珪素(SiN)等が好適に用いられる。
An underlayer may be provided on the
The constituent material of the underlayer is not particularly limited, but when a glass substrate is used as the
基板20上には、ソース電極30およびドレイン電極40が、チャネル長L方向に沿って、所定距離離間して並設されている。
これらのソース電極30、ドレイン電極40、および、後述するゲート電極70に、本発明の膜8を適用することができる。
ソース電極30およびドレイン電極40の厚さ(平均)は、特に限定されないが、それぞれ、30〜300nm程度であるのが好ましく、50〜150nm程度であるのがより好ましい。本発明の成膜方法によれば、このように薄い膜厚の電極を寸法精度よく形成することができる。
On the
The
The thickness (average) of the
ソース電極30とドレイン電極40との間の距離(離間距離)、すなわち、チャネル長Lは、2〜30μm程度であるのが好ましく、5〜20μm程度であるのがより好ましい。チャネル長Lを前記下限値より小さくすると、得られた薄膜トランジスタ100同士でチャネル長に誤差が生じ、特性(トランジスタ特性)がばらつくおそれがある。一方、チャネル長Lを前記上限値より大きくすると、しきい電圧の絶対値が大きくなるとともに、ドレイン電流の値が小さくなり、薄膜トランジスタ100の特性が不十分となるおそれがある。
The distance (separation distance) between the
チャネル幅Wは、0.1〜5mm程度であるのが好ましく、0.5〜3mm程度であるのがより好ましい。チャネル幅Wを前記下限値より小さくすると、ドレイン電流の値が小さくなり、薄膜トランジスタ100の特性が不十分となるおそれがある。一方、チャネル幅Wを前記上限値より大きくすると、薄膜トランジスタ100が大型化してしまうとともに、寄生容量の増大や、ゲート絶縁層60を介したゲート電極70へのリーク電流の増大を招くおそれがある。
The channel width W is preferably about 0.1 to 5 mm, and more preferably about 0.5 to 3 mm. When the channel width W is made smaller than the lower limit value, the drain current value becomes small, and the characteristics of the
また、基板20上には、ソース電極30およびドレイン電極40を覆うように、有機半導体層50が設けられている。
有機半導体層50は、有機半導体材料(半導体的な電気伝導を示す有機材料)を主材料として構成されている。
この有機半導体層50は、少なくともチャネル領域510においてチャネル長L方向とほぼ平行となるように配向しているのが好ましい。これにより、チャネル領域51におけるキャリア移動度が高いものとなり、その結果、薄膜トランジスタ100は、その作動速度がより速いものとなる。
An
The
The
有機半導体材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料(共役系高分子材料)が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高分子の有機半導体材料(共役系高分子材料)を主とするものを用いるのが好ましい。共役系高分子材料は、その特有な電子雲の広がりにより、キャリアの移動能が特に高い。 Examples of the organic semiconductor material include naphthalene, anthracene, tetracene, pentacene, hexacene, phthalocyanine, perylene, hydrazone, triphenylmethane, diphenylmethane, stilbene, arylvinyl, pyrazoline, triphenylamine, triarylamine, oligothiophene, phthalocyanine or Low molecular organic semiconductor materials such as these derivatives, poly-N-vinylcarbazole, polyvinylpyrene, polyvinylanthracene, polythiophene, polyhexylthiophene, poly (p-phenylenevinylene), polytinylenevinylene, polyarylamine, Pyreneformaldehyde resin, ethylcarbazole formaldehyde resin, fluorene-bithiophene copolymer, fluorene-arylamine copolymer or Examples thereof include polymeric organic semiconductor materials (conjugated polymer materials) such as derivatives, and one or more of these can be used in combination. It is preferable to use a material mainly composed of (conjugated polymer material). The conjugated polymer material has a particularly high carrier mobility due to its unique electron cloud spread.
高分子の有機半導体材料は、簡易な方法で成膜することができるとともに、比較的容易に配向させることができる。また、このうち、空気中で酸化され難く、安定であること等の理由から、高分子の有機半導体材料(共役系高分子材料)としては、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリアリールアミンまたはこれらの誘導体のうちの少なくとも1種を主成分とするものを用いるのが特に好ましい。 A polymer organic semiconductor material can be formed by a simple method and can be oriented relatively easily. Of these, fluorene-bithiophene copolymers, polyarylamines or these are used as high molecular organic semiconductor materials (conjugated polymer materials) because they are difficult to oxidize in air and are stable. It is particularly preferable to use a derivative containing at least one of the derivatives as a main component.
また、高分子の有機半導体材料を主材料として構成される有機半導体層50は、薄型化・軽量化が可能であり、可撓性にも優れるため、フレキシブルディスプレイのスイッチング素子等として用いられる薄膜トランジスタへの適用に適している。
有機半導体層50の厚さ(平均)は、0.1〜1000nm程度であるのが好ましく、1〜500nm程度であるのがより好ましく、10〜100nm程度であるのがさらに好ましい。
In addition, the
The thickness (average) of the
なお、有機半導体層50は、ソース電極30およびドレイン電極40を覆うように設けられる構成のものに限定されず、少なくともソース電極30とドレイン電極40との間の領域(チャネル領域510)に設けられていればよい。
有機半導体層50上には、ゲート絶縁層60が設けられている。
このゲート絶縁層60は、ソース電極30およびドレイン電極40に対してゲート電極70を絶縁するものである。
Note that the
A
The
ゲート絶縁層60は、主として有機材料(特に有機高分子材料)で構成されているのが好ましい。有機高分子材料を主材料とするゲート絶縁層60は、その形成が容易であるとともに、有機半導体層50との密着性の向上を図ることもできる。
このような有機高分子材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルフェニレン、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)のようなアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなフッ素系樹脂、ポリビニルフェノールあるいはノボラック樹脂のようなフェノール系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンなどのオレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
The
Examples of such organic polymer materials include polystyrene, polyimide, polyamideimide, polyvinylphenylene, polycarbonate (PC), acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), and polytetrafluoroethylene (PTFE). Fluorine resin, phenolic resin such as polyvinylphenol or novolac resin, and olefinic resins such as polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polybutene, etc. are used, and one or more of these may be used in combination. it can.
ゲート絶縁層60の厚さ(平均)は、特に限定されないが、10〜5000nm程度であるのが好ましく、100〜1000nm程度であるのがより好ましい。ゲート絶縁層60の厚さを前記範囲とすることにより、ソース電極30およびドレイン電極40とゲート電極70とを確実に絶縁しつつ、薄膜トランジスタ100が大型化すること(特に、厚さが増大すること)を防止することができる。
The thickness (average) of the
なお、ゲート絶縁層60は、単層構成のものに限定されず、複数層の積層構成のものであってもよい。
また、ゲート絶縁層60の構成材料には、例えば、SiO2等の無機絶縁材料を用いることもできる。ポリシリケート、ポリシロキサン、ポリシラザンのような溶液を塗布して、塗布膜を酸素、または水蒸気の存在下で加熱することによって、溶液材料からSiO2を得ることができる。また、金属アルコキシド溶液を塗布した後、これを酸素雰囲気で加熱することによって無機絶縁材料を得る(ゾルゲル法として知られる)ことができる。
Note that the
In addition, as a constituent material of the
ゲート絶縁層60上には、ゲート電極70が設けられている。
ゲート電極70の厚さ(平均)は、特に限定されないが、0.1〜5000nm程度であるのが好ましく、1〜5000nm程度であるのがより好ましく、10〜5000nm程度であるのがさらに好ましい。
以上のような薄膜トランジスタ100は、ゲート電極70に印加する電圧を変化させることにより、ソース電極30とドレイン電極40との間に流れる電流量が制御される。
A
The thickness (average) of the
In the
すなわち、ゲート電極70に電圧が印加されていないOFF状態では、ソース電極30とドレイン電極40との間に電圧を印加しても、有機半導体層50中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。一方、ゲート電極70に電圧が印加されているON状態では、有機半導体層50のゲート絶縁層60に面した部分に電荷が誘起され、チャネル領域510にキャリアの流路が形成される。この状態でソース電極30とドレイン電極40との間に電圧を印加すると、チャネル領域510を通って電流が流れる。
That is, in the OFF state in which no voltage is applied to the
<電子機器>
本発明の電子部品は、各種電子機器に用いることができる。
図4は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
<Electronic equipment>
The electronic component of the present invention can be used for various electronic devices.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、本体部1104と表示ユニット1106とを接続するための可撓性配線基板等として内蔵されている。
図5は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
The electronic component of the present invention is incorporated as, for example, a switching element for switching each pixel of the display portion, a flexible wiring board for connecting the
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、表示部を備えている。
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、データを保存するための半導体部品(各種メモリ)、回路基板等として内蔵されている。
図6は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
In this figure, a
The electronic component of the present invention is incorporated as, for example, a switching element for switching each pixel of the display unit, a semiconductor component (various memories) for storing data, a circuit board, and the like.
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
A
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
In the
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、CCDの撮像信号を保存するための半導体部品(各種メモリ)、回路基板1308等として内蔵されている。
なお、本発明の電子機器は、図4のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図5の携帯電話機、図6のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の成膜方法、膜、電子部品および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
The electronic component of the present invention is incorporated as, for example, a switching element for switching each pixel of the display unit, a semiconductor component (various memories) for storing a CCD imaging signal, a
In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 4, the mobile phone in FIG. 5, and the digital still camera in FIG. 6, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
The film forming method, film, electronic component, and electronic device of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
2……活性エネルギー線 5……基材 6……触媒層 7……フォトマスク 8……膜 9……膜形成領域 9’……非膜形成領域 10……触媒液 11……メッキ液 12……前駆体ガス 100‥‥薄膜トランジスタ 20‥‥基板 30‥‥ソース電極 40‥‥ドレイン電極 50‥‥有機半導体層 510‥‥チャネル領域 60‥‥ゲート絶縁層 70‥‥ゲート電極 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース(ボディー) 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッタボタン 1308‥‥回路基板 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥データ通信用の入出力端子 1430‥‥テレビモニタ 1440‥‥パーソナルコンピュータ
2 ...
Claims (12)
少なくとも前記膜を形成する側の面に撥液性を有する基材の前記膜を形成する膜形成領域に、所定の処理を施し、前記膜形成領域の撥液性を、前記膜を形成しない非膜形成領域の撥液性より低くする第1の工程と、
前記基材の前記面に触媒を含有する液体を供給し、前記膜形成領域と前記非膜形成領域との撥液性の違いを利用して、前記膜形成領域に選択的に触媒層を形成する第2の工程と、
前記触媒層上に、該触媒層の触媒機能を利用して前記膜を形成する第3の工程とを有することを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a film with a predetermined pattern on a substrate,
A film forming region for forming the film of the substrate having liquid repellency at least on a surface on which the film is formed is subjected to a predetermined treatment, and the liquid repellency of the film forming region is set so that the film is not formed. A first step of lowering the liquid repellency of the film forming region;
A liquid containing catalyst is supplied to the surface of the base material, and a catalyst layer is selectively formed in the film formation region by utilizing the difference in liquid repellency between the film formation region and the non-film formation region. A second step of:
And a third step of forming the film on the catalyst layer using the catalytic function of the catalyst layer.
An electronic device comprising the electronic component according to claim 11.
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---|---|---|---|---|
JP2011165810A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
JPWO2019111721A1 (en) * | 2017-12-06 | 2020-11-19 | 東京エレクトロン株式会社 | Plating method, plating equipment and storage medium |
-
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