JPH02266930A - Electric element - Google Patents

Electric element

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JPH02266930A
JPH02266930A JP9028589A JP9028589A JPH02266930A JP H02266930 A JPH02266930 A JP H02266930A JP 9028589 A JP9028589 A JP 9028589A JP 9028589 A JP9028589 A JP 9028589A JP H02266930 A JPH02266930 A JP H02266930A
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JP
Japan
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substrate
polymer
fumarate
group
alkyl group
Prior art date
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Application number
JP9028589A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoyuki Amaya
直之 天谷
Takashige Murata
村田 敬重
Junko Shigehara
淳孝 重原
Akira Yamada
瑛 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOF Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electric element excellent in mechanical, chemical and thermal durability and having molecular orientation properties by applying a solution of a specific fumaric diester polymer to a substrate by a spin coat method to form a polymer insulating layer. CONSTITUTION:This electric element has a substrate, a polymer insulating layer having a thickness of 50-1000Angstrom formed on the substrate by applying a solution of a fumaric diester polymer to said substrate by a spin coat method and an electrode. This fumaric diester polymer contains a repeating unit of fumaric diester represented by formula (I) (wherein at least one of R1 and R2 is a 3-12C branched alkyl group, a 3-12 cycloalkyl group, a 2-6C substituted alkyl group having a substitutent of a 3-14 ring structure, a 3-100C substituted cycloalkyl group having a substituent of a ring structure or a siloxane type hydrocarbon group).

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の判用分野〉 本発明は、基板上にスピンコートされた、膜厚50〜1
000人の平滑かつ均質な高分子絶縁層を有する電気素
子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a spin coated film on a substrate with a thickness of 50 to 1
The present invention relates to an electrical device having a smooth and homogeneous polymer insulation layer of 1,000,000.

〈従来の技術〉 バリスタ、サイリスタ、ダイオード、フォトダイオード
、発光ダイオード、トランジスタ及びそれらを集積して
なるLSI等は、基本的にMIM(Metal/In5
ulator/Metal :金属/絶縁体/金属)。
<Prior art> Varistors, thyristors, diodes, photodiodes, light emitting diodes, transistors, and LSIs that integrate them are basically MIM (Metal/In5
ulator/Metal: metal/insulator/metal).

M I S (Metal/In5ulator/Sa
s+1conductor :金属/絶縁体7半導体)
 、 M S (Metal/Sem1cor+duc
tor :金属7半導体冨ショットキー素子)、 SIS(Sem1conductor/In5ulat
or/Sem1conductor)等の構造に分類さ
れる。このうち絶縁層(以下工層と略す)を必要とする
MIM、MIS、SIS索子に関しては、通常アルミニ
ウム又はベリリウム等の基板やシリコン基板表面を薄く
酸化して金属酸化物及び/又はSiO□絶縁層を形成さ
せ1次いで対向電極を設ける方法が機業されている。し
かしながらこの方法は上記以外の金属及び/又は半導体
基板には適用できず、特に化金物半導体を含めたSi以
外の半導体を用いる場合には、ダイオード、フォトダイ
オード、発光ダイオード、電界効果トランジスタ等の応
用smの広いMIS型素子への適用ができないという欠
点がある。従って有機化合物のI@縁性薄膜篭、1層で
用いることができれば、すべての組み合わせが可能とな
る。
M I S (Metal/In5ulator/Sa
s+1 conductor: metal/insulator 7 semiconductor)
, M S (Metal/Sem1cor+duc
tor: metal 7 semiconductor rich Schottky element), SIS (Sem1conductor/In5ulat
or/Sem1conductor). Among these, for MIM, MIS, and SIS cables that require an insulating layer (hereinafter abbreviated as "layer"), the surface of a substrate made of aluminum or beryllium or a silicon substrate is usually thinly oxidized to provide metal oxide and/or SiO□ insulation. Methods are available in which a layer is formed and then a counter electrode is provided. However, this method cannot be applied to metals and/or semiconductor substrates other than those mentioned above, and in particular when using semiconductors other than Si, including chemical compound semiconductors, this method is suitable for applications such as diodes, photodiodes, light emitting diodes, field effect transistors, etc. It has the disadvantage that it cannot be applied to MIS type elements with a wide sm. Therefore, if the organic compound I@edge thin film cage can be used in one layer, all combinations are possible.

その際、用いる絶縁性薄膜は50〜1000人の膜厚で
あり、しかも平滑かつ均質である二とが要求さ九る。
In this case, the insulating thin film used is required to have a thickness of 50 to 1000 layers, and to be smooth and homogeneous.

ところで、分子配向の揃った、平滑且つ均質な高分子超
薄膜の作成法の一つにラングミュア−プロジェット法(
以下LB法と略す)が知られている。
By the way, one of the methods for creating ultra-thin polymer films that are smooth and homogeneous with uniform molecular orientation is the Langmuir-Prodgett method (
(hereinafter abbreviated as LB method) is known.

該LB法は、有機分子を有機溶媒により希薄溶液とし2
次いで清浄な水面上に展開して、溶媒が蒸散した後に残
る気体膜を平面方向に圧縮して分子が密にバッキングさ
れた固体膜を形成し、しかる後に固体基板表面に固体膜
を移し取り、累積させる方法であって、この結果形成さ
れる基板上の薄膜をLB膜と称する〔(例えば、文献に
、B。
In the LB method, organic molecules are diluted with an organic solvent and 2
Next, it is spread on a clean water surface, and the gas film that remains after the solvent evaporates is compressed in the plane direction to form a solid film with densely backed molecules, and then the solid film is transferred to the surface of the solid substrate. The thin film formed on the substrate is called an LB film [(for example, in the literature, B.

Blodgett、J、Am、Chem、Soe、、5
5,1007(1935)を参照)、罠、Fukuda
他、J、Co11oid Interface Sci
、54,430(1976)] 、 LB膜の特長は1
分子オーダーの超薄膜から、積層を繰返すことにより任
意の厚みの累積膜まで作成でき、かつ分子配向の揃った
平滑・均質な膜であることにある。従ってLB膜は1種
々のエレクトロニクス用材料として期待され、炭素数1
6以上の直鎖脂肪酸ないしそのアルカリ土類金属塩、カ
ドニウム塩のLB膜化は広く検討されている【たとえば
、福田清成、中原弘雄著、化学総a40<分子集合体>
 p、112−104.t983] 、 シかしながら
、エムらの脂肪酸ないしその金属塩のLB膜は力学強度
、耐熱性等に乏しく実用的でないという欠点がある。そ
こで重合性脂肪酸をLB膜化してから重合処雇を施すか
、あるいは水面上で重合してからLB膜化する方法が考
案されているが、該重合法では、重合時に膜のひきつり
やクラックの形成が甚だしく、基板への移し取りが極め
て困難である。
Blodgett, J., Am., Chem., Soe, 5
5, 1007 (1935)), Trap, Fukuda
et al., J. Co11oid Interface Sci.
, 54, 430 (1976)], the features of the LB film are 1.
It is possible to create anything from ultra-thin films on the order of molecules to cumulative films of arbitrary thickness by repeating lamination, and the film is smooth and homogeneous with uniform molecular orientation. Therefore, LB film is expected to be used as a material for various electronics, and has 1 carbon number.
LB film formation of straight chain fatty acids of 6 or more or their alkaline earth metal salts and cadmium salts has been widely studied [for example, Kiyonari Fukuda and Hiroo Nakahara, Kagaku Sou A40 <Molecular Assembly>
p, 112-104. t983], However, the LB film of M et al.'s fatty acid or its metal salt has a drawback in that it is poor in mechanical strength, heat resistance, etc., and is therefore impractical. Therefore, a method has been devised in which polymerizable fatty acids are formed into an LB film and then subjected to polymerization treatment, or where polymerizable fatty acids are polymerized on the water surface and then formed into an LB film. The formation is severe and transfer to the substrate is extremely difficult.

一方、高分子を用いてLB膜を作成しておき、これを基
板に累積していく方法が考えられるが。
On the other hand, one possible method is to prepare an LB film using a polymer and accumulate it on the substrate.

一般の高分子は、希薄溶液に於いてさえも糸まり状の集
合状態を有し、水面状に展開したときに気体膜状態にな
らずLB膜化が困難であり9例外的にポリペプチドやポ
リフマレートを用いることにより高分子鎖が棒状構造と
なりLB膜を作ることが報告されている[J、H,Mc
alear他、Symposiuson VLSI T
achnology、DigeSt of tech、
Papar、82(1981L  K、Shigeha
ra  他、 J、ム鳳er、ches+、soc、。
General polymers have a thread-like aggregated state even in a dilute solution, and do not form a gas film when expanded on the water surface, making it difficult to form an LB film.9 Exceptionally, polypeptides and It has been reported that by using polyfumarate, the polymer chains form a rod-like structure and form an LB film [J, H, Mc
alear et al., Symposium VLSI T
achnology, DigeStoftech,
Papar, 82 (1981L K, Shigeha
ra et al., J. Muhoer, ches+, soc.

1237 Vol、109.(19g?)] 。1237 Vol, 109. (19g?)].

更に電気素子に絶縁層を設けるために、基板上に合成高
分子の溶液をスピンコートすることなどが試みられてい
るが、超薄膜に求めらる性能として、耐熱温度は少なく
とも200℃以上であり。
Furthermore, attempts have been made to spin-coat a synthetic polymer solution onto a substrate in order to provide an insulating layer on an electric element, but the performance required for an ultra-thin film requires a heat resistance temperature of at least 200°C. .

熱的にも化学的に安定で、耐湿性や機械的・電気的特性
に優れたものでなければならず、これらの要求を満足す
る高分子は限られ1例えば、ポリイミド、ポリエーテル
スルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、
ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンテレフタレート
等が知られている。スピンコート法による超薄膜の製造
法では、前記高分子を有機溶媒に溶かして希薄溶液を作
成し、スピンコートした後溶媒な蒸発させて絶縁膜を作
るのであるが、例えばポリイミドやポリスルホンを溶か
すジメチルアセトアミドやN−メチルピロリドン等の溶
媒は、極性溶媒でしかも高沸点溶媒であるため、蒸発速
度が遅く、超薄膜中に残存する可能性が高いという欠点
がある。またポリマー溶液の粘度は比較的高く、均一で
しかも平滑な膜を電気素子中に作成するにはかなりの技
術を要するのが実状である。
It must be thermally and chemically stable, with excellent moisture resistance, and mechanical and electrical properties.There are only a limited number of polymers that meet these requirements1, such as polyimide, polyethersulfone, and polyphenylene. sulfide, polysulfone,
Polyphenylene oxide, polyethylene terephthalate, etc. are known. In the method of manufacturing ultra-thin films by spin coating, the polymer is dissolved in an organic solvent to create a dilute solution, and after spin coating, the solvent is evaporated to form an insulating film. For example, dimethyl, which dissolves polyimide and polysulfone, Solvents such as acetamide and N-methylpyrrolidone are polar solvents and have high boiling points, so they have the disadvantage that they have a slow evaporation rate and are likely to remain in ultra-thin films. Furthermore, the viscosity of the polymer solution is relatively high, and the reality is that considerable skill is required to create a uniform and smooth film in an electrical element.

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は1機械的・化学的及び熱的耐久性に優れ
、且つ分子配向性を有する高分子絶縁層を含む電気素子
を提供することにある。
<Problems to be Solved by the Invention> An object of the present invention is to provide an electrical element including a polymer insulating layer that is excellent in mechanical, chemical and thermal durability and has molecular orientation.

〈課題を解決するための手段〉 本発明によれば、基板と、フマル酸ジエステル重合体の
溶液をスピンコート法により前記基板上に形成してなる
膜厚5o〜1000人の高分子絶縁層と、電極とを有す
る電気素子であって、前記フマル酸ジエステル重合体が
、下記一般式(式中、R8及びR1は同−若しくは具な
る基を表わし、R2及びR1の少なくとも一方の基は炭
素数3〜12の枝分れアルキル基、炭素数3〜12のシ
クロアルキル基、炭素数3〜14の環構造の置換基を有
する炭素数2〜6の置換アルキル基、前記環構造の置換
基を有する炭素数3〜10の置換シクロアルキル基又は
シロキサン系炭化水素基を表わし、前記枝分れアルキル
基、前記シクロアルキル基、前記置換アルキル基、前記
置換シクロアルキル基及び前記シロキサン系炭化水素基
にはへテロ原子が含まれていてもよく、またハロゲン原
子で置換されていてもよい、)にて示されるフマル酸ジ
エステルの繰返し単位を含むことを特徴とす電気素子が
提供される。
<Means for Solving the Problems> According to the present invention, a substrate, a polymeric insulating layer having a thickness of 5 to 1000 layers formed by forming a solution of a fumaric acid diester polymer on the substrate by a spin coating method; , an electrode, wherein the fumaric acid diester polymer has the following general formula (wherein R8 and R1 represent the same or specific groups, and at least one of R2 and R1 has a carbon number of A branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a substituted alkyl group having 2 to 6 carbon atoms having a substituent having a ring structure having 3 to 14 carbon atoms, and a substituent having the above ring structure. represents a substituted cycloalkyl group or siloxane hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, and the branched alkyl group, the cycloalkyl group, the substituted alkyl group, the substituted cycloalkyl group, and the siloxane hydrocarbon group An electric element is provided, characterized in that it contains a repeating unit of a fumaric acid diester represented by ), which may contain a hetero atom and may be substituted with a halogen atom.

以下本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明において、電気素子とは、例えばr金属/高分子
絶縁層/金属」のMIM構造、「金属/高分子絶縁層7
半導体」のMIS構造、「半導体/高分子絶縁層/半導
体jのS工S構造等を有するものであり、前記金属及び
半導体の一方が基板を、他方が電極を表わす。
In the present invention, an electric element is, for example, an MIM structure of ``metal/polymer insulating layer/metal'', ``metal/polymer insulating layer 7
It has an MIS structure of "semiconductor" and a "S/S structure of semiconductor/polymer insulating layer/semiconductor", and one of the metal and semiconductor represents the substrate, and the other represents the electrode.

本発明では下記一般式 にて示されるフマル識ジエステルの繰返し単位を含有す
るフマル酸ジエステル重合体を高分子絶縁層を構成する
ための成分として用いる0式中、R3及びR3は同−若
しくは異なる基を表わし、R1及びR8の少なくとも一
方の基は炭素数3〜12の枝分九アルキル基、炭素数3
〜12のシクロアルキル基、炭素数3〜14の環構造の
置換基を有する炭素数2〜6の置換アルキル基、前記環
構造の置換基を有する炭素数3〜10の置換シクロアル
キル基又はシロキサン糸炭化水素表表す。
In the present invention, a fumaric acid diester polymer containing repeating units of a fumaric diester represented by the following general formula is used as a component for constructing a polymer insulating layer. In the formula 0, R3 and R3 are the same or different groups. , and at least one of R1 and R8 is a branched 9-alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and 3 to 12 carbon atoms.
~12 cycloalkyl group, a substituted alkyl group having 2 to 6 carbon atoms having a substituent having a ring structure having 3 to 14 carbon atoms, a substituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms having a substituent having the above ring structure, or siloxane Yarn hydrocarbon table representation.

前記枝分れアルキル基、前記シクロアルキル基、前記置
換アルキル基、前記置換シクロアルキル基及びシロキサ
ン系炭化水素基には窒素原子、酸素原子、リン原子、イ
オウ原子等のへテロ原子が含まれていてもよく、またハ
ロゲン原子で置換されていてもよいaRl及びR8の一
方の基のみが上記炭化水素基の場合、他方の基は炭素数
1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキ
ル基であるのが望ましい、前記一般式で表わされる繰返
し単位を有するフマル酸ジエステル重合体は。
The branched alkyl group, the cycloalkyl group, the substituted alkyl group, the substituted cycloalkyl group and the siloxane hydrocarbon group contain a heteroatom such as a nitrogen atom, an oxygen atom, a phosphorus atom, a sulfur atom, etc. When only one of Rl and R8, which may be substituted with a halogen atom, is the above-mentioned hydrocarbon group, the other group is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cyclocarbon group having 3 to 12 carbon atoms. The fumaric acid diester polymer having a repeating unit represented by the above general formula is preferably an alkyl group.

例えばジエチルフマレート、ジイソプロピルフマレート
、ジー5ao−ブチルフマレート、ジーtart−ブチ
ルフマレート、イソプロピル−n −アミルフマレート
、tart−ブチル−5ao−ブチルフマレート、te
rt−ブチルイソアミルフマレート、イソプロピル−t
ert−ブチルフマレート等のジアルキルフマレート;
ジシクロペンチルフマレート、ジシクロへキシルフマレ
ート。
For example, diethyl fumarate, diisopropyl fumarate, di-5ao-butyl fumarate, di-tart-butyl fumarate, isopropyl-n-amyl fumarate, tart-butyl-5ao-butyl fumarate, te
rt-butylisoamyl fumarate, isopropyl-t
Dialkyl fumarates such as ert-butyl fumarate;
Dicyclopentyl fumarate, dicyclohexyl fumarate.

ジシクロへブチルフマレート、シクロペンチル−シクロ
へキシルフマレート等のジシクロアルキルフマレート;
イソプロピル−シクロヘキシルフマレート等のアルキル
シクロアルキルフマレート;ジフェニルフマレート、ジ
ベンジルフマレート等のジアリールフマレート、イソプ
ロピル−フェニルフマレート、tart−ブチルベンジ
ルフマレート等のアルキルアリールフマレート;ジトリ
メチルシリルフマレート、イソプロピル−トリス(トリ
メチルシロキシ)シリルプロピルフマレート、tert
−ブチル−トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピ
ルフマレート等の各種アルキルシロキサニルフマレート
;シクロアルキルシロキサニルフマレート等のアリール
シロキサニルフマレート類;ジトリフルオロエチルフマ
レート。
Dicycloalkyl fumarates such as dicyclohebutyl fumarate and cyclopentyl-cyclohexyl fumarate;
Alkylcycloalkyl fumarates such as isopropyl-cyclohexyl fumarate; diaryl fumarates such as diphenyl fumarate and dibenzyl fumarate; alkylaryl fumarates such as isopropyl-phenyl fumarate and tart-butylbenzyl fumarate; ditrimethylsilyl fumarate , isopropyl-tris(trimethylsiloxy)silylpropyl fumarate, tert
Various alkylsiloxanyl fumarates such as -butyl-tris(trimethylsiloxy)silylpropyl fumarate; arylsiloxanyl fumarates such as cycloalkylsiloxanyl fumarate; ditrifluoroethyl fumarate.

ジヘキサフルオロイソプロビルフマレート、シバ−フル
オロブチルエチルフマレート、ジパーフルオロオクチル
エチルフマレート等の各種のフルオロアルキルフマレー
ト;イソプロピル−ヘキサフルオロイソプロピルフマレ
ート、イソプロピル−パーフルオロオクチルエチルフマ
レート、tert−ブチル−パーフルオロオクチルエチ
ルフマレート等のアルキルフルオロアルキルフマレート
;アリールフルオロアルキルフマレート、ビスークロロ
イソプロピルルフマレート等の単独重合体又は共重合体
、更には、前記フマル酸ジエステル重合体を構成するフ
マル酸ジエステルと、スチレン、α−メチルスチレン、
酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルピリジン、ビニル
エーテル類、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エ
ステル類等の公知のラジカル重合性七ツマ−との共重合
体等を挙げることができる。
Various fluoroalkyl fumarates such as dihexafluoroisopropyl fumarate, ciba-fluorobutylethyl fumarate, diperfluorooctylethyl fumarate; isopropyl-hexafluoroisopropyl fumarate, isopropyl-perfluorooctylethyl fumarate, tert -Alkylfluoroalkyl fumarates such as butyl-perfluorooctylethyl fumarate; homopolymers or copolymers such as arylfluoroalkyl fumarate and bischloroisopropyl fumarate; further comprising the fumaric acid diester polymers; fumaric acid diester, styrene, α-methylstyrene,
Examples include copolymers with known radically polymerizable heptamers such as vinyl acetate, vinyl benzoate, vinylpyridine, vinyl ethers, acrylonitrile, and (meth)acrylic acid esters.

本発明において、前記フマル酸ジエステル重合体の分子
量は、高分子絶縁層の機械的強度及び化学的安定性を鑑
みると、10000〜1000000、特に20000
〜5oooooの範囲であるのが好ましい。
In the present invention, the molecular weight of the fumaric acid diester polymer is 10,000 to 1,000,000, particularly 20,000 in view of the mechanical strength and chemical stability of the polymeric insulating layer.
It is preferably in the range of ~5oooooo.

また本発明の電気素子に用いる高分子絶縁層は、膜厚5
0〜1000人とする必要がある。
Further, the polymer insulating layer used in the electric element of the present invention has a film thickness of 5
It needs to be between 0 and 1000 people.

本発明において、前記高分子絶縁層の成分であるフマル
酸ジエステル重合体を製造するには1通常のラジカル重
合法を好ましく用いることができる0重合に際し用いら
れる重合開始剤としては、10時間半減期温度が120
℃以下の有機過酸化物及びアゾ化合物の1種又は2種以
上を好ましく用いることができ、該重合開始剤としては
、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルペルオキシカーボ
ネート、tart−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキ
サノエート%tert−プチルペルオキシピパレート、
t・rt−ブチルペルオキシジイソブチレート、過識化
ラウロイル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられ
る0重合開始剤の使用量としては原料量ツマー100重
量部に対して10重量部以下が好ましく、さらに好まし
くは5重量部以下である。
In the present invention, to produce the fumaric acid diester polymer which is a component of the polymeric insulating layer, 1. An ordinary radical polymerization method can be preferably used. 0. The polymerization initiator used in the polymerization has a half-life of 10 hours. temperature is 120
℃ or less and one or more types of azo compounds can be preferably used, and examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, and tart-butylperoxy-2-ethylhexanoate. % tert-butylperoxypiparate,
The amount of the polymerization initiator, which may include t/rt-butyl peroxydiisobutyrate, sensitized lauroyl, azobisisobutyronitrile, etc., is preferably 10 parts by weight or less per 100 parts by weight of the raw material. More preferably, it is 5 parts by weight or less.

本発明に用いるフマル酸ジエステル重合体中には、少な
くとも前記一般式で表わされるフマル酸ジエステルの繰
返し単位を60モル%以上含有するのが好ましい、また
得られるフマル酸ジエステル重合体のガラス転移温度(
Tg)は、200℃以上であるのが望ましい。
The fumaric acid diester polymer used in the present invention preferably contains at least 60 mol% or more of repeating units of the fumaric acid diester represented by the above general formula, and the glass transition temperature (
Tg) is preferably 200°C or higher.

本発明において、前記フマル酸ジエステル重合体を高分
子絶縁層とするには、まず該フマル酸ジエステル重合体
を、汎用の有機溶媒、例えばクロロホルム、二醜化エチ
レン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ベンゼン等に
溶解し、フマル酸ジエステル重合体の溶液を調製するの
であるが、例えば高濃度溶液又は高沸点溶媒の溶液を用
いると、高分子絶縁層とする際に、表面平滑度、均質性
等を制御できないばかりでなく、溶媒蒸発が遅くなり溶
剤の残留の危険性があるので、前記有機溶媒を用いるの
が好ましく、特にクロロホルムが望ましい、また、フマ
ル酸ジエステル重合体の溶液濃度は、フマル酸ジエステ
ル重合体0.5〜20−/−を含む溶液とするのが好ま
しく、特に好ましくは、0.5〜10■/−1更に好ま
しくは0.5〜3■/−の範囲に調製することにより。
In the present invention, in order to use the fumaric acid diester polymer as a polymeric insulating layer, the fumaric acid diester polymer is first dissolved in a general-purpose organic solvent such as chloroform, ethylene difluoride, dioxane, tetrahydrofuran, benzene, etc. However, if a solution of fumaric acid diester polymer is prepared, for example, if a high concentration solution or a solution of a high boiling point solvent is used, it will not be possible to control the surface smoothness, homogeneity, etc. when forming a polymer insulating layer. Therefore, it is preferable to use the above-mentioned organic solvent, and chloroform is particularly preferable, and the solution concentration of the fumaric acid diester polymer is 0.0. It is preferable to prepare a solution containing 5 to 20 .mu./-, particularly preferably 0.5 to 10 .mu./-1, and even more preferably 0.5 to 3 .mu./-.

フマル酸ジエステル重合体の溶液を得ることができる0
次に前記フマル酸ジエステル重合体の溶液奄スピンコー
ト法により、高分子絶縁層を形成するのであるが、ここ
でスピンコート法とは、回転する基板上に、溶液を滴下
し、薄膜を製造する方法であり、m液の濃度、基板の回
転数、溶剤の沸点等により膜厚を制御する方法である。
A solution of fumaric acid diester polymer can be obtained at 0
Next, a polymer insulating layer is formed by a solution spin coating method using the fumaric acid diester polymer. Here, the spin coating method is a process in which a solution is dropped onto a rotating substrate to produce a thin film. This is a method in which the film thickness is controlled by the concentration of the m-liquid, the rotational speed of the substrate, the boiling point of the solvent, etc.

本発明では、前記フマル酸ジエステル重合体の溶液をス
ピンコート法にて、膜厚50〜1000人の超薄膜とす
るために、スピンコーターの回転数を1000〜150
00程度とするのが好ましい、また膜厚は、作業温度に
よっても若干変化するが、前記各条件の下では、通常1
0〜36℃程度の作業温度でスピンコートすることによ
り所望の高分子絶縁層を製造することができる。
In the present invention, the solution of the fumaric acid diester polymer is spin-coated to form an ultra-thin film with a thickness of 50 to 1000, and the rotational speed of the spin coater is set to 1000 to 150.
It is preferable to set the film thickness to about 0.00, and the film thickness varies slightly depending on the working temperature, but under each of the above conditions, it is usually about 1.00.
A desired polymeric insulating layer can be manufactured by spin coating at an operating temperature of about 0 to 36°C.

本発明において、前記入ピンコート法に用いる基板は、
前記高分子絶縁層の均質性及び平滑性に影響を及ぼす恐
れがあるが、通常肉眼I!l!察で研磨痕跡が認められ
ない程度のミラー表面であれば十分である。前記基板と
しては、例えばA1、Si、Gem、 Ni%Fa、 
Go、 Cu、 Pt、 Au、希土類金属、金属酸化
物及び金属酸化物半導体1例えばS i O,、Ni0
1SnO,、In、O,、インジウムスズネサガラス、
酸化スズネサガラス(以下NESAと略す)、化合物半
導体、例えば、ガリウム砒素、ガリウムリン、インジウ
ムリン、カルコゲン類、例えばセレン化亜鉛、硫化亜鉛
などの遷移金属セレン化物、硫化物、W03系カルコゲ
ニド、vO□系カルコゲニド、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等により調製される基板を用いる・ことができるが必
ずしもこれらに限定されるものではなく、導電性又は半
導体物質であればよい。
In the present invention, the substrate used in the pin coating method is
Although it may affect the homogeneity and smoothness of the polymer insulating layer, it is usually visible to the naked eye. l! It is sufficient to have a mirror surface that shows no polishing traces when inspected. Examples of the substrate include A1, Si, Gem, Ni%Fa,
Go, Cu, Pt, Au, rare earth metals, metal oxides and metal oxide semiconductors 1 e.g. S i O,, Ni0
1SnO,, In, O,, indium tin neta glass,
Tin oxide NESA glass (hereinafter abbreviated as NESA), compound semiconductors such as gallium arsenide, gallium phosphide, indium phosphide, chalcogens, transition metal selenides such as zinc selenide and zinc sulfide, sulfides, W03-based chalcogenides, vO□-based Substrates prepared from chalcogenide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, etc. can be used, but are not necessarily limited to these, and any conductive or semiconducting material may be used.

本発明においては、前記スピンコート法により得られる
基板を有する高分子絶縁層上に、前記基板と同様な導電
体又は半導体の電極を例えば真空状態、高周波スパッタ
リング、イオンビームスパッタリング、分子線エピタキ
シー等の方法を用いて設置することにより、目的の電気
素子とすることができる。
In the present invention, an electrode of a conductive material or a semiconductor similar to that of the substrate is formed on a polymer insulating layer having a substrate obtained by the spin coating method using, for example, a vacuum state, high frequency sputtering, ion beam sputtering, molecular beam epitaxy, etc. By installing using this method, the desired electric element can be obtained.

〈発明の効果〉 本発明の電気素子は、力学強度、耐熱性、耐候性、透明
性、絶縁性、体質性等に優れたフマル酸ジエステル重合
体を有する高分子絶縁層を使用しているため、金属、半
導体の全ての材料系を基板とする電気素子に適用可能で
あり1次のような分野に利用することができる。
<Effects of the Invention> The electric element of the present invention uses a polymeric insulating layer containing a fumaric acid diester polymer having excellent mechanical strength, heat resistance, weather resistance, transparency, insulation properties, physical properties, etc. It is applicable to electric elements using substrates of all materials such as , metals, and semiconductors, and can be used in primary fields.

(1) M I M (Metal/In5ulato
r/Metal)型素子、すなわち、バリスタ、サイリ
スタなど。
(1) M I M (Metal/In5ulato
r/Metal) type elements, i.e. varistors, thyristors, etc.

(2) M I S (Metal/In5ulato
r/Sem1conductor)型素子、すなわちダ
イオード、フォトダイオード、発光ダイオード(LED
)など。
(2) M I S (Metal/In5ulato
r/Sem1conductor) type elements, i.e. diodes, photodiodes, light emitting diodes (LEDs)
)Such.

(3)  S  I  S  (p−5emicond
uctor/In5ulator/n−5amicon
ducn−5a型素子、即ちダイオード、フォトダイオ
ード、発光ダイオード(LED)など。
(3) SIS (p-5emicond
uctor/In5ulator/n-5amicon
DUCN-5A type devices, ie, diodes, photodiodes, light emitting diodes (LEDs), etc.

〈実施例〉 以下本発明を、実施例、参考例により更に詳細に説明す
るが本発明はこれらに限定されるものではない。
<Examples> The present invention will be explained in more detail below using Examples and Reference Examples, but the present invention is not limited thereto.

皇]口1L ジイソプロピルフマレートをガラスアンプル中に10.
とり、ラジカル重合開始剤として、アゾビスイソブチロ
ニトリルを0.1.添加し、次にアンプル内を窒素置換
および脱気をくり返した後密封し、40℃で48時間塊
状重合を行なった。
1L diisopropyl fumarate in a glass ampoule 10.
and 0.1% azobisisobutyronitrile as a radical polymerization initiator. Then, the inside of the ampoule was repeatedly purged with nitrogen and degassed, and then sealed, and bulk polymerization was carried out at 40° C. for 48 hours.

重合後内容物をベンゼンに溶解し、大量のメタノールに
投入してポリマーを沈殿させ、炉別し十分メタノール洗
浄を行なった後、減圧乾燥しで、分子量235000の
ポリ(ジイソプロピルフマレート)(以下PDIPFと
略す)を得た。
After polymerization, the contents were dissolved in benzene, poured into a large amount of methanol to precipitate the polymer, separated in a furnace, thoroughly washed with methanol, and dried under reduced pressure to obtain poly(diisopropyl fumarate) (hereinafter referred to as PDIPF) with a molecular weight of 235,000. ) was obtained.

11丘よ ガラス基板4上に厚さ2300人のITO(インジウム
チンオキシド、激化インジウム、酸化スズ)(10オー
ム/a1)の透明基板2を設けた後、該透明基板2上に
参考例1で調製したPDi PFのクロロホルム(CH
C1つ)溶液(3■/72)を回転数4900でスピン
コートして100人の薄膜1を形成した。さらにアルミ
ニウムを蒸着し、電極3を設けてMIM型の素子(IT
O/PDiPF/Al)を作成した。得られたMIM型
素子・をin 5ituで真空下(10−“t o r
 r)において電流−電圧(J−V)特性を測定した。
After providing a transparent substrate 2 of ITO (indium tin oxide, intensified indium, tin oxide) (10 ohm/a1) with a thickness of 2300 on a glass substrate 4, Chloroform (CH
C1) solution (3/72) was spin-coated at a rotational speed of 4900 to form a thin film 1 of 100 layers. Furthermore, aluminum is vapor-deposited, electrodes 3 are provided, and an MIM type element (IT
O/PDiPF/Al) was created. The obtained MIM type device was incubated in 5 situ under vacuum (10-”tor
r), the current-voltage (J-V) characteristics were measured.

得られたMIM型の素子の模式図を第1図に、J−V特
性を測定した。
A schematic diagram of the obtained MIM type element is shown in FIG. 1, and the J-V characteristics were measured.

得られたMIM型の素子の模式図を第1図に、J−V特
性を第2図に示す。
A schematic diagram of the obtained MIM type element is shown in FIG. 1, and the J-V characteristic is shown in FIG. 2.

叉l五l ガラス基板上に厚さ2300人のITO(インジウムチ
ンオキシド、激化インジウム、醸化スズ)(10オーム
/ci)の透明基板を設けた後、該透明基板上に参考例
1で調製したPDiPFのクロロホルム(CHCl、)
溶液(S■/−)を回転数4900でスピンコートして
200人の薄膜を形成した。さらに金を蒸着し、電極を
設けてMIM型の素子(ITO/PDiF’F/Au 
)を作成し空気下で電流−電圧(J−V)特性を測定し
た。その結果を第3図に示す。
After providing a transparent substrate of ITO (indium tin oxide, intensified indium, tin oxide) (10 ohm/ci) with a thickness of 2300 on a glass substrate, the sample prepared in Reference Example 1 was placed on the transparent substrate. Chloroform (CHCl, ) of PDiPF
The solution (S■/-) was spin-coated at a rotational speed of 4900 to form a 200-layer thin film. Furthermore, gold was vapor-deposited, electrodes were provided, and MIM type elements (ITO/PDiF'F/Au
) was prepared and its current-voltage (J-V) characteristics were measured under air. The results are shown in FIG.

失直握旦 ガラス基板上に厚さ2300人のITO(インジウムチ
ンオキシド、酸化インジウム、酸化スズ)(10オーム
/a1)の透明基板を設けた後、該透明基板上に参考例
1で調製したPDiPFのクロロホルム(CHCl、)
溶液(6■/−)を回転数5000でスピンコートして
300人の薄膜を形成した。さらに金を蒸着し、電極を
設けてMIM型の素子(ITO/PDiPF/Au )
を作成し空気下で電流−電圧(J−V)特性を測定した
。その結果を第4図に示す。
A transparent substrate of ITO (indium tin oxide, indium oxide, tin oxide) (10 ohm/a1) with a thickness of 2300 mm was provided on a glass substrate, and then the transparent substrate prepared in Reference Example 1 was placed on the transparent substrate. PDiPF chloroform (CHCl,)
The solution (6/-) was spin-coated at a rotational speed of 5000 to form a 300-layer thin film. Furthermore, gold is vapor-deposited and electrodes are provided to form an MIM type element (ITO/PDiPF/Au).
was prepared and its current-voltage (J-V) characteristics were measured under air. The results are shown in FIG.

去11」− ガラス基板上に厚さ2300人のITO(インジウムチ
ンオキシド、酸化インジウム、酸化スズ)(10オーム
/aI)の透明基板を設けた後、該透明基板上に、ポリ
ジシクロへキシルフマレート(PDcHF)(分子量1
74000)のクロロ*)LtA (CHCl、)@液
(3m/d)を回転数4900でスピンコートして15
0Aの薄膜を形成した。さらに金を蒸着し、電極を設け
てMIM型の素子(ITO/PDiPF/Au ’Jを
作成し空気下で電流−電圧(J−V)特性を測定した。
11'' - After providing a transparent substrate of ITO (indium tin oxide, indium oxide, tin oxide) (10 ohms/aI) with a thickness of 2300 on a glass substrate, polydicyclohexyl fumarate (PDcHF) was placed on the transparent substrate. ) (molecular weight 1
74,000) of chloro*)LtA (CHCl,) @ solution (3 m/d) was spin-coated at a rotational speed of 4,900 to 15
A thin film of 0A was formed. Furthermore, gold was deposited and electrodes were provided to create an MIM type element (ITO/PDiPF/Au'J), and the current-voltage (J-V) characteristics were measured in air.

その結果第4図に示す特性と同様な特性が得られた。As a result, characteristics similar to those shown in FIG. 4 were obtained.

11J− ガラス基板上に厚さ2300人のITO(インジウムチ
ンオキシド、酸化インジウム、酸化スズ)(10オーム
/−)の透明基板を設けた後、該透明基板上に、ポリジ
tart−ブチルフマレート(PDtBF)(分子量2
58000)のクロロホルム(CHCl、)溶液(5■
/−)を回転数4900でスピンコートして200人の
薄膜を形成した。さらに金を蒸着し、電極を設けてMI
M型の素子(ITO/PDiPF/Au)を作成し空気
下で電流−電圧(J−V)特性を測定した。その結果第
4図に示す特性と同様な特性が得られた。
11J- After providing a transparent substrate of ITO (indium tin oxide, indium oxide, tin oxide) (10 ohm/-) with a thickness of 2300 on a glass substrate, polydi-tart-butyl fumarate ( PDtBF) (molecular weight 2
58000) in chloroform (CHCl) solution (5■
/-) was spin-coated at a rotational speed of 4900 to form a thin film of 200 layers. Furthermore, gold is evaporated, electrodes are provided, and MI
An M-type element (ITO/PDiPF/Au) was prepared and its current-voltage (J-V) characteristics were measured under air. As a result, characteristics similar to those shown in FIG. 4 were obtained.

裏直五立二上l 実施例2と同様に、ただしPDiPFの代わりにポリイ
ソプロピル−tart−ブチルフマレート(PiP/1
BF)、ポリイソプロピル−n−アミルフマレート(P
i P/AmF) 、ポリーtart−ブチルー860
−ブチルフマレート(PtB/5BF)、ポリビスクロ
ロイソプロピルフマレート(PBCI PF) 、ポリ
ーtart−ブチルイソアミルフマレート(PtB/i
AmF)、ポリイソプロピルへキサフルオロイソプロピ
ルフマレート(P i P / F* l P F )
−ポリイソプロピル−パーフルオロオクチルエチルフマ
レート(P i P / Fat F ) 、ポリte
rt−ブチルーパーフルオロオクチルエチルフマレート
(ptB / Fi、 F )を用いて、表1に示す各
条件で基板上に高分子絶縁層を設けた。さらに金または
アルミニウムを蒸着し、電極を設けてMIM型の素子(
ITO/PDRF/^1)又は(ITO/PDRF/A
l)を作成し、空気下で電流−電圧(J−V)特性を測
定したところ、第4図と同様の結果が得られた1表1に
1条件及び高分子絶縁層の膜厚を示す。
Same as in Example 2, except that polyisopropyl-tart-butyl fumarate (PiP/1
BF), polyisopropyl-n-amyl fumarate (P
i P/AmF), polytart-butyl-860
-butyl fumarate (PtB/5BF), polybischloroisopropyl fumarate (PBCI PF), polytart-butyl isoamyl fumarate (PtB/i
AmF), polyisopropyl hexafluoroisopropyl fumarate (P i P / F * l P F )
-Polyisopropyl-perfluorooctylethyl fumarate (P i P / Fat F), polyte
A polymer insulating layer was provided on the substrate using rt-butylperfluorooctylethyl fumarate (ptB/Fi, F) under each condition shown in Table 1. Furthermore, gold or aluminum is vapor-deposited, electrodes are provided, and MIM type elements (
ITO/PDRF/^1) or (ITO/PDRF/A
1) was prepared and the current-voltage (J-V) characteristics were measured under air, and results similar to those shown in Figure 4 were obtained.Table 1 shows the conditions and the film thickness of the polymer insulating layer. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1I!lは実施例1で製造したMIM型素子の模式図
、第2図は実施例で製造したMIM!!素子の電流−電
圧特性を示すグラフ、第3図は実施例2で製造した素子
の電流−電圧特性を示すグラフ。 第4図は実施例3で製造した素子の電流−電圧特性を示
すグラフである。 1・・PDiPFの薄膜、2・・ITOの透明基板、3
・・電極、4・・ガラス基板。
1st I! 1 is a schematic diagram of the MIM type device manufactured in Example 1, and FIG. 2 is a schematic diagram of the MIM type device manufactured in Example 1. ! A graph showing the current-voltage characteristics of the device. FIG. 3 is a graph showing the current-voltage characteristics of the device manufactured in Example 2. FIG. 4 is a graph showing the current-voltage characteristics of the device manufactured in Example 3. 1..PDiPF thin film, 2..ITO transparent substrate, 3.
...Electrode, 4...Glass substrate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 基板と、フマル酸ジエステル重合体の溶液をスピンコー
ト法により前記基板上に形成してなる膜厚50〜100
0Åの高分子絶縁層と、電極とを有する電気素子であっ
て、前記フマル酸ジエステル重合体が、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、R_1及びR_2は同一若しくは異なる基を表
わし、R_1及びR_2の少なくとも一方の基は炭素数
3〜12の枝分れアルキル基、炭素数3〜12のシクロ
アルキル基、炭素数3〜14の環構造の置換基を有する
炭素数2〜6の置換アルキル基、前記環構造の置換基を
有する炭素数3〜10の置換シクロアルキル基又はシロ
キサン系炭化水素基を表わし、前記枝分れアルキル基、
前記シクロアルキル基、前記置換アルキル基、前記置換
シクロアルキル基及び前記シロキサン系炭化水素基には
ヘテロ原子が含まれていてもよく、またハロゲン原子で
置換されていてもよい。)にて示されるフマル酸ジエス
テルの繰返し単位を含むことを特徴とする電気素子。
[Scope of Claims] A substrate and a film having a thickness of 50 to 100 mm formed by forming a solution of a fumaric acid diester polymer on the substrate by spin coating.
An electric element having a 0 Å polymer insulating layer and an electrode, in which the fumaric acid diester polymer has the following general formula ▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc. ▼ (In the formula, R_1 and R_2 are the same or different. represents a group, and at least one of R_1 and R_2 is a branched alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, or a carbon number having a substituent having a ring structure having 3 to 14 carbon atoms. 2 to 6 substituted alkyl group, a substituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms or a siloxane hydrocarbon group having a substituent in the ring structure, and the branched alkyl group,
The cycloalkyl group, the substituted alkyl group, the substituted cycloalkyl group, and the siloxane hydrocarbon group may contain a heteroatom or may be substituted with a halogen atom. ) An electric device comprising a repeating unit of a fumaric acid diester represented by:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0788118A1 (en) * 1996-02-05 1997-08-06 TDK Corporation Low dielectric polymer and film, substrate and electronic part using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0788118A1 (en) * 1996-02-05 1997-08-06 TDK Corporation Low dielectric polymer and film, substrate and electronic part using the same

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