JPH0434818B2 - - Google Patents
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- JPH0434818B2 JPH0434818B2 JP59028793A JP2879384A JPH0434818B2 JP H0434818 B2 JPH0434818 B2 JP H0434818B2 JP 59028793 A JP59028793 A JP 59028793A JP 2879384 A JP2879384 A JP 2879384A JP H0434818 B2 JPH0434818 B2 JP H0434818B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
-
- H—ELECTRICITY
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/701—Langmuir Blodgett films
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/652—Cyanine dyes
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 技術分野
本発明は新規なパターン形成方法に関するもの
である。更に具体的には、単分子膜又は単分子累
積膜のパターンを、下地上に形成する方法に関す
るものである。
である。更に具体的には、単分子膜又は単分子累
積膜のパターンを、下地上に形成する方法に関す
るものである。
(2) 背景技術
従来半導体技術分野並びに光学技術分野に於け
る素材利用はもつぱら比較的取扱いが容易な無機
物を対象にして進められてきた。これは有機化学
分野の技術進展が無機材料分野のそれに比べて著
しく遅れていたことが一因している。
る素材利用はもつぱら比較的取扱いが容易な無機
物を対象にして進められてきた。これは有機化学
分野の技術進展が無機材料分野のそれに比べて著
しく遅れていたことが一因している。
しかしながら、最近の有機化学分野の技術進歩
には目をみはるものがあり、又、無機物対象の素
材開発もほぼ限界に近づいてきたといわれてい
る。そこで無機物を凌ぐ新しい機能素材としての
機能性有機材料の開発が要望されている。有機材
料の利点は安価かつ製造容易であること、機能性
に富むこと等である。反面、これまで劣るとされ
てきた耐熱性、機械的強度に対しても、最近、こ
れを克服した有機材料が次々に生まれている。こ
のような技術的背景のもとで、論理素子、メモリ
ー素子、光電変換素子等の集積回路デバイスやマ
イクロレンズ・アレイ、光導波路等の光学デバイ
スの機能を荷う部分（主として薄膜部分）の一部
又は全部を従来の無機薄膜に代えて、有機薄膜で
構成しようという提案から、はては１個の有機分
子に論理素子やメモリ素子等の機能を持たせた分
子電子デバイスや生体関連物質からなる論理素子
（例えばバイオ・チツプス）を作ろうという提案
が最近、いくつかの研究機関により発表された。
には目をみはるものがあり、又、無機物対象の素
材開発もほぼ限界に近づいてきたといわれてい
る。そこで無機物を凌ぐ新しい機能素材としての
機能性有機材料の開発が要望されている。有機材
料の利点は安価かつ製造容易であること、機能性
に富むこと等である。反面、これまで劣るとされ
てきた耐熱性、機械的強度に対しても、最近、こ
れを克服した有機材料が次々に生まれている。こ
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ー素子、光電変換素子等の集積回路デバイスやマ
イクロレンズ・アレイ、光導波路等の光学デバイ
スの機能を荷う部分（主として薄膜部分）の一部
又は全部を従来の無機薄膜に代えて、有機薄膜で
構成しようという提案から、はては１個の有機分
子に論理素子やメモリ素子等の機能を持たせた分
子電子デバイスや生体関連物質からなる論理素子
（例えばバイオ・チツプス）を作ろうという提案
が最近、いくつかの研究機関により発表された。
かかる有機材料を用いて上記の各種デバイス等
を作成する際の薄膜を形成する方法として単分子
累積法（またはラングミユア・ブロジエツト法）
が知られている。
を作成する際の薄膜を形成する方法として単分子
累積法（またはラングミユア・ブロジエツト法）
が知られている。
ラングミユア・ブロジエツト法は、例えば分子
内に親水基と疎水基を有する構造の分子におい
て、両者のバランス（両親媒性のバランス）が適
度に保たれているとき、分子は水面上で親水基を
下に向けて単分子の層になることを利用して単分
子膜または単分子層の累積膜を作成する方法であ
る。
内に親水基と疎水基を有する構造の分子におい
て、両者のバランス（両親媒性のバランス）が適
度に保たれているとき、分子は水面上で親水基を
下に向けて単分子の層になることを利用して単分
子膜または単分子層の累積膜を作成する方法であ
る。
この方法に用いて、単分子膜又は単分子累積膜
を所望の基体上に作成するには、一般には水面上
に上記の分子から成る単分子膜を展開した後、基
体を水面を横切るように上下させることにより行
なう。水面上に展開する分子を１種類とすれば、
単一分子から成る単分子膜又は単分子累積膜を形
成することが可能である。一方、２種以上の分子
をあらかじめ揮発性溶媒中で混合し、これを水面
上に展開した後、基体上に移しとれば、２種以上
の分子から成る均一な組成の混合単分子膜又は混
合単分子累積膜を形成することが可能である。
を所望の基体上に作成するには、一般には水面上
に上記の分子から成る単分子膜を展開した後、基
体を水面を横切るように上下させることにより行
なう。水面上に展開する分子を１種類とすれば、
単一分子から成る単分子膜又は単分子累積膜を形
成することが可能である。一方、２種以上の分子
をあらかじめ揮発性溶媒中で混合し、これを水面
上に展開した後、基体上に移しとれば、２種以上
の分子から成る均一な組成の混合単分子膜又は混
合単分子累積膜を形成することが可能である。
ところで、このような単分子膜又は単分子累積
膜に光導電性等の各種の機能を持たせ、前述の如
き各種デバイス等を作成するためには、単分子膜
又は単分子累積膜の二次元的な配置を制御する必
要がある。しかしながら、上記の方法では単分子
膜又は単分子累積膜が基体全面に形成されるた
め、単分子膜又は単分子累積膜の二次元的なパタ
ーニングは、特殊な光重合性を利用したリソグラ
フイ応用のフオトレジストの場合を除いて、すな
わち単分子膜又は単分子累積膜を構成する分子が
フオトレジストとしての性状を有する場合を除い
て制御できない欠点があつた。
膜に光導電性等の各種の機能を持たせ、前述の如
き各種デバイス等を作成するためには、単分子膜
又は単分子累積膜の二次元的な配置を制御する必
要がある。しかしながら、上記の方法では単分子
膜又は単分子累積膜が基体全面に形成されるた
め、単分子膜又は単分子累積膜の二次元的なパタ
ーニングは、特殊な光重合性を利用したリソグラ
フイ応用のフオトレジストの場合を除いて、すな
わち単分子膜又は単分子累積膜を構成する分子が
フオトレジストとしての性状を有する場合を除い
て制御できない欠点があつた。
(3) 発明の開示
本発明は、上記の事実に鑑み成されたものであ
つて、本発明の目的は、単分子膜又は単分子累積
膜の二次元的な配置を制御することが可能な新規
なパターン形成方法を提供することにある。
つて、本発明の目的は、単分子膜又は単分子累積
膜の二次元的な配置を制御することが可能な新規
なパターン形成方法を提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の本発明によつて達
成される。その上に単分子膜又は単分子累積膜が
積層される下地上に、リフトオフ層を設け、下地
及びリフトオフ層上に単分子膜又は単分子累積膜
を積層した後、リフトオフ層を下地から除去し
て、下地上に単分子膜又は単分子累積膜のパター
ンを形成することを特徴とするパターン形成方
法。
成される。その上に単分子膜又は単分子累積膜が
積層される下地上に、リフトオフ層を設け、下地
及びリフトオフ層上に単分子膜又は単分子累積膜
を積層した後、リフトオフ層を下地から除去し
て、下地上に単分子膜又は単分子累積膜のパター
ンを形成することを特徴とするパターン形成方
法。
(4) 発明を実施するための最良の形態
本発明における下地とは、単分子膜又は単分子
累積膜が所定のパターンに従つて積層される部位
を指称する。そのような部位としては、例えば、
前述した各種の半導体デバイス等に用いられるガ
ラス、SiO2等の無機物からなる基板、ポリエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド
等の有機物からなる基板、Al，Ta，Ｗ，In，Cu
等の金属やこれらの合金等からなる基板、これ等
の基板上に設けられた各種の層（所定のパターン
に従つて形成されている）、例えばAl，Ta，Ｗ，
In，Cu等の蒸着メタル膜、シリコン、ゲルマニ
ウム等のアモルフアス、多結晶あるいは単結晶半
導体膜、SnO2，ITO（In2O3＋SnO2）等の導電性
酸化物ガラス膜、SiO2，Al2O3，ZrO2，Si3N4，
BN，Ta2O3等の分子性アモルファス半導体膜等
が挙げられる。また、このような基板、膜、ある
いは膜が積層されている基板上に、更に単分子膜
又は単分子累積膜等が積層されている部位等も利
用し得るものとして挙げられる。
累積膜が所定のパターンに従つて積層される部位
を指称する。そのような部位としては、例えば、
前述した各種の半導体デバイス等に用いられるガ
ラス、SiO2等の無機物からなる基板、ポリエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド
等の有機物からなる基板、Al，Ta，Ｗ，In，Cu
等の金属やこれらの合金等からなる基板、これ等
の基板上に設けられた各種の層（所定のパターン
に従つて形成されている）、例えばAl，Ta，Ｗ，
In，Cu等の蒸着メタル膜、シリコン、ゲルマニ
ウム等のアモルフアス、多結晶あるいは単結晶半
導体膜、SnO2，ITO（In2O3＋SnO2）等の導電性
酸化物ガラス膜、SiO2，Al2O3，ZrO2，Si3N4，
BN，Ta2O3等の分子性アモルファス半導体膜等
が挙げられる。また、このような基板、膜、ある
いは膜が積層されている基板上に、更に単分子膜
又は単分子累積膜等が積層されている部位等も利
用し得るものとして挙げられる。
本発明におけるリフトオフ層は、形成すべき単
分子膜又は単分子累積膜のパターンに従つて下地
上に積層され、単分子膜又は単分子累積膜が形成
された後、エツチング等により下地上から除去さ
れる。このようなリフトオフ層の材質としては、
所望の材質、例えば下地に示したような有機物、
無機物、金属等とし得るが、リフトオフ層上部に
積層される単分子膜又は単分子累積膜あるいはリ
フトオフ層が形成される下地をエツチングしたり
変質しないものを使用するのが好ましい。
分子膜又は単分子累積膜のパターンに従つて下地
上に積層され、単分子膜又は単分子累積膜が形成
された後、エツチング等により下地上から除去さ
れる。このようなリフトオフ層の材質としては、
所望の材質、例えば下地に示したような有機物、
無機物、金属等とし得るが、リフトオフ層上部に
積層される単分子膜又は単分子累積膜あるいはリ
フトオフ層が形成される下地をエツチングしたり
変質しないものを使用するのが好ましい。
リフトオフ層の形成方法としては特に限定はな
く、下地上に該リフトオフ層の所望のパターンを
形成し得る方法であれば広く使用することができ
る。そのような方法としては、例えば、 薄膜作成方法として一般に広く知られている
方法、例えば蒸着法、スパツタリング法、プラ
ズマCVD法等を用い、マスク等のパターン形
成手段を併用して直接下地に所望のパターンの
リフトオフ層を形成する方法、 上記のプラズマCVD法等により、下地上に
リフトオフ層たる薄膜を形成した後、該薄膜上
にドライフイルム等の感光性樹脂を、マスクを
使つて露光して所望のパターンのフオトレジス
ト画像を形成し、該薄膜の不必要部分をエツチ
ングで除去し所望のパターンのリフトオフ層を
形成する方法（すなわち、所謂フオトリソグラ
フイー法を適用する方法）、等が挙げられる。
く、下地上に該リフトオフ層の所望のパターンを
形成し得る方法であれば広く使用することができ
る。そのような方法としては、例えば、 薄膜作成方法として一般に広く知られている
方法、例えば蒸着法、スパツタリング法、プラ
ズマCVD法等を用い、マスク等のパターン形
成手段を併用して直接下地に所望のパターンの
リフトオフ層を形成する方法、 上記のプラズマCVD法等により、下地上に
リフトオフ層たる薄膜を形成した後、該薄膜上
にドライフイルム等の感光性樹脂を、マスクを
使つて露光して所望のパターンのフオトレジス
ト画像を形成し、該薄膜の不必要部分をエツチ
ングで除去し所望のパターンのリフトオフ層を
形成する方法（すなわち、所謂フオトリソグラ
フイー法を適用する方法）、等が挙げられる。
リフトオフ層を下地から除去する方法として
は、上記のようなエツチング等が利用し得るもの
として挙げられるが、該エツチングに使用するエ
ツチング液は、下地やリフトオフ層上に積層され
ている単分子膜又は単分子累積膜をエツチングし
たり変質しないものを使用するのが好ましい。そ
のようなエツチング液を具体的に例示すれば、例
えばリフトオフ層がAl，Moなどのメタルの場合
には塩酸、硝酸の水溶液等、Al2O3の場合にはリ
ン酸の水溶液等、SiO2の場合にはフツ酸の水溶
液等、Si，Geなどの場合にはフツ酸と硝酸の混
合水溶液等が挙げられる。
は、上記のようなエツチング等が利用し得るもの
として挙げられるが、該エツチングに使用するエ
ツチング液は、下地やリフトオフ層上に積層され
ている単分子膜又は単分子累積膜をエツチングし
たり変質しないものを使用するのが好ましい。そ
のようなエツチング液を具体的に例示すれば、例
えばリフトオフ層がAl，Moなどのメタルの場合
には塩酸、硝酸の水溶液等、Al2O3の場合にはリ
ン酸の水溶液等、SiO2の場合にはフツ酸の水溶
液等、Si，Geなどの場合にはフツ酸と硝酸の混
合水溶液等が挙げられる。
尚、リフトオフ層の膜厚としては、その上部に
積層される単分子膜又は単分子累積膜の厚さの５
〜10倍が好ましい。
積層される単分子膜又は単分子累積膜の厚さの５
〜10倍が好ましい。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜を構
成する分子は、その分子内に疎水性部分及び親水
性部分を有する分子であれば使用可能である。
成する分子は、その分子内に疎水性部分及び親水
性部分を有する分子であれば使用可能である。
このような分子の疎水性部分の構成要素として
最も代表的なものはアルキル基であつて、直鎖状
のものも分枝状のものも使用しうる。その他の疎
水性部分を構成する基としては上記アルキル基の
他、例えばビニレン、ビニリデン、アセチレン等
のオレフイン系炭化水素基、フエニル、ナフチ
ル、アントラニル等の如き縮合多環フエニル基、
ビフエニル、ターフエニル等の鎖状多環フエニル
基等の疎水基等が挙げられる。これらは各々単独
又はその複数が組合されて上記分子の疎水性部分
を構成する。一方、親水性部分の構成要素として
最も代表的なものは、例えばカルボキシル基及び
その金属塩並びにアミン塩、スルホン酸基及びそ
の金属塩並びにアミン塩、スルホンアミド基、ア
ミド基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシル基、
４級アミノ基、オキシアミノ基、オキシイミノ
基、ジアゾニウム基、グアニジン基、ヒドラジン
基、リン酸基、ケイ酸基、アルミン酸基等の親水
性基等が挙げられる。これらも各々単独又はその
複数が組み合されて上記分子の親水性部分を構成
する。
最も代表的なものはアルキル基であつて、直鎖状
のものも分枝状のものも使用しうる。その他の疎
水性部分を構成する基としては上記アルキル基の
他、例えばビニレン、ビニリデン、アセチレン等
のオレフイン系炭化水素基、フエニル、ナフチ
ル、アントラニル等の如き縮合多環フエニル基、
ビフエニル、ターフエニル等の鎖状多環フエニル
基等の疎水基等が挙げられる。これらは各々単独
又はその複数が組合されて上記分子の疎水性部分
を構成する。一方、親水性部分の構成要素として
最も代表的なものは、例えばカルボキシル基及び
その金属塩並びにアミン塩、スルホン酸基及びそ
の金属塩並びにアミン塩、スルホンアミド基、ア
ミド基、アミノ基、イミノ基、ヒドロキシル基、
４級アミノ基、オキシアミノ基、オキシイミノ
基、ジアゾニウム基、グアニジン基、ヒドラジン
基、リン酸基、ケイ酸基、アルミン酸基等の親水
性基等が挙げられる。これらも各々単独又はその
複数が組み合されて上記分子の親水性部分を構成
する。
ここで、分子内に親水性部分及び疎水性部分を
有するとは、例えば分子が上記のような親水基及
び疎水基の両者を分子内に１つずつ有するか、又
は分子内に１つ以上の親水基及び疎水基を有する
場合には、分子全体の構成においてある部分が他
の部分との関係において親水性であり、一方後者
の部分は前者の部分との関係において疎水性の関
係を有することをいう。
有するとは、例えば分子が上記のような親水基及
び疎水基の両者を分子内に１つずつ有するか、又
は分子内に１つ以上の親水基及び疎水基を有する
場合には、分子全体の構成においてある部分が他
の部分との関係において親水性であり、一方後者
の部分は前者の部分との関係において疎水性の関
係を有することをいう。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜を構
成する上記の如き分子の具体例としては、例えば
光導電性の所望の機能性を有する薄膜を形成する
下記の如き分子等が挙げられる。
成する上記の如き分子の具体例としては、例えば
光導電性の所望の機能性を有する薄膜を形成する
下記の如き分子等が挙げられる。
所望の機能性を荷う部位、即ち機能性部分
（例えばπ電子系）が同時に強い親水性（又は
強い疎水性）としての性質を併有する分子、例
えば銅フタロシアニン，ピレン，トリフエニル
メタン等、 機能性部分が特に親水性、疎水性を有さず、
上記の如き親水基、疎水基等を導入すること
で、分子内に親水性部分と疎水性部位を構成し
たもの、例えば イ 機能性部分が親水性部分の側に配設されて
いるもの、例えば、光導電性を有する長鎖ア
ルキル置換のメロシアニン色素等、 ロ 機能性部分が疎水性部分の側に配設されて
いるもの、例えば、ピレンに長鎖アルキルカ
ルボン酸を結合したもの等、 ハ 機能性部分が中央付近、即ち、疎水性部分
と親水性部分の中間に配設されているもの、
例えば、アントラセン誘導体、ジアゾ色素の
誘導体等、 ニ 機能性部分がなく、疎水性部分と親水性部
分のみでできているもの、例えば、長鎖飽和
脂肪酸置換のステアリン酸、アラキジン酸等
が具体的なものとして挙げられる。
（例えばπ電子系）が同時に強い親水性（又は
強い疎水性）としての性質を併有する分子、例
えば銅フタロシアニン，ピレン，トリフエニル
メタン等、 機能性部分が特に親水性、疎水性を有さず、
上記の如き親水基、疎水基等を導入すること
で、分子内に親水性部分と疎水性部位を構成し
たもの、例えば イ 機能性部分が親水性部分の側に配設されて
いるもの、例えば、光導電性を有する長鎖ア
ルキル置換のメロシアニン色素等、 ロ 機能性部分が疎水性部分の側に配設されて
いるもの、例えば、ピレンに長鎖アルキルカ
ルボン酸を結合したもの等、 ハ 機能性部分が中央付近、即ち、疎水性部分
と親水性部分の中間に配設されているもの、
例えば、アントラセン誘導体、ジアゾ色素の
誘導体等、 ニ 機能性部分がなく、疎水性部分と親水性部
分のみでできているもの、例えば、長鎖飽和
脂肪酸置換のステアリン酸、アラキジン酸等
が具体的なものとして挙げられる。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜の作
成方法の概要につき、一般に広く知られている
Kuhnの研究グループが考案したラングミユア・
ブロジエツト法の成膜装置を使用する場合を例と
して説明する。尚、本例では単分子膜を展開する
液体を水として説明を行う。
成方法の概要につき、一般に広く知られている
Kuhnの研究グループが考案したラングミユア・
ブロジエツト法の成膜装置を使用する場合を例と
して説明する。尚、本例では単分子膜を展開する
液体を水として説明を行う。
まず、前述の分子を成膜分子とし、これをベン
ゼン，クロロホルム等の揮発性溶媒に溶解する。
この溶液で水を入れた槽（トラフ）にスポイト等
で滴下し、水相上に該成膜分子の単分子膜を展開
する。次に、単分子膜が水相上を自由に拡散して
拡がりすぎないようにするために設けられている
浮子（または仕切板）を動かし、単分子膜の展開
面積を縮小して単分子膜が二次元固体膜の状態に
なるまで、単分子膜に表面圧をかける。この表面
圧を維持しながら、基板を水面に垂直に且つこれ
を横切るように静かに上下させることにより、単
分子膜を基板上に移し取る。単分子膜は以上で製
造されるが、単分子累積膜は、前記の上下の操作
を繰り返すことにより所望の累積度の単分子累積
膜が形成される。
ゼン，クロロホルム等の揮発性溶媒に溶解する。
この溶液で水を入れた槽（トラフ）にスポイト等
で滴下し、水相上に該成膜分子の単分子膜を展開
する。次に、単分子膜が水相上を自由に拡散して
拡がりすぎないようにするために設けられている
浮子（または仕切板）を動かし、単分子膜の展開
面積を縮小して単分子膜が二次元固体膜の状態に
なるまで、単分子膜に表面圧をかける。この表面
圧を維持しながら、基板を水面に垂直に且つこれ
を横切るように静かに上下させることにより、単
分子膜を基板上に移し取る。単分子膜は以上で製
造されるが、単分子累積膜は、前記の上下の操作
を繰り返すことにより所望の累積度の単分子累積
膜が形成される。
単分子累積膜は、基板に対し一定の配向方向を
もつて累積するが、これら配向方向に従つてＸ
型、Ｙ型、Ｚ型３つに大別される単分子累積膜が
基板上に形成される。Ｘ型膜は、疎水性部分を基
板側（第１図ａ参照）に向けた構成、Ｚ型膜は親
水性部分を基板側（第１図ｃ参照）に向けた構成
およびＹ型膜はＸ型膜とＺ型膜が交互に積層され
た構成（第１図ｂ）となつている。これら配向方
向の制御は、水のPH、温度等の成膜条件等を制御
することにより行う。
もつて累積するが、これら配向方向に従つてＸ
型、Ｙ型、Ｚ型３つに大別される単分子累積膜が
基板上に形成される。Ｘ型膜は、疎水性部分を基
板側（第１図ａ参照）に向けた構成、Ｚ型膜は親
水性部分を基板側（第１図ｃ参照）に向けた構成
およびＹ型膜はＸ型膜とＺ型膜が交互に積層され
た構成（第１図ｂ）となつている。これら配向方
向の制御は、水のPH、温度等の成膜条件等を制御
することにより行う。
以上、Kuhnの成膜装置によつて単分子膜又は
単分子累積膜を作成する場合を示したが、本発明
における単分子膜又は単分子累積膜を作成するた
めの装置は上記例に限定されるものではなく、そ
の他水平付着方法や円筒回転法等のラングミユ
ア・ブロジエツト法の原理に基く成膜装置を広く
使用することが可能である。
単分子累積膜を作成する場合を示したが、本発明
における単分子膜又は単分子累積膜を作成するた
めの装置は上記例に限定されるものではなく、そ
の他水平付着方法や円筒回転法等のラングミユ
ア・ブロジエツト法の原理に基く成膜装置を広く
使用することが可能である。
本発明における単分子膜又は単分子累積膜の作
成は上記の方法等により行うが、この際その上に
単分子膜又は単分子累積膜が形成される下地およ
びリフトオフ層を十分に清浄にしておくことが好
ましい。下地およびリフトオフ層の清浄が不十分
であると、膜剥れ等が生じて単分子膜又は単分子
累積膜のパターン形成が困難となる。これ等の清
浄方法につき、以下にその具体例を示す。
成は上記の方法等により行うが、この際その上に
単分子膜又は単分子累積膜が形成される下地およ
びリフトオフ層を十分に清浄にしておくことが好
ましい。下地およびリフトオフ層の清浄が不十分
であると、膜剥れ等が生じて単分子膜又は単分子
累積膜のパターン形成が困難となる。これ等の清
浄方法につき、以下にその具体例を示す。
例えば、下地又はリフトオフ層がガラスまたは
石英であれば、クロム酸混液中に浸し、蒸溜水で
洗つた後、清浄な気流中で乾燥することで、その
表面の清浄化を行う。この処理を施されたガラス
または石英は、その表面が完全な親水性になる。
ITOであれば、塩酸の水溶液で軽くエツチングす
ることにより表面の汚染層を取り除く。この処理
を施されたITOは、完全な親水性になる。真空蒸
着法によつて形成されるAl，In，Mo等のメタル
薄膜は、形成後にその表面が空気中の酸素により
酸化され、その表面性状が変化する。この酸化膜
を塩酸の水溶液で取り除き、表面の清浄化を行
う。この処理を施されたメタル薄膜は、完全な親
水性になる。Si，Ge等の半導体膜の場合もその
表面に酸化膜が生じるが、この酸化膜をフツ酸等
で除去して表面の清浄化を行う。この処理を施さ
れた半導体膜は完全な疎水性になる。
石英であれば、クロム酸混液中に浸し、蒸溜水で
洗つた後、清浄な気流中で乾燥することで、その
表面の清浄化を行う。この処理を施されたガラス
または石英は、その表面が完全な親水性になる。
ITOであれば、塩酸の水溶液で軽くエツチングす
ることにより表面の汚染層を取り除く。この処理
を施されたITOは、完全な親水性になる。真空蒸
着法によつて形成されるAl，In，Mo等のメタル
薄膜は、形成後にその表面が空気中の酸素により
酸化され、その表面性状が変化する。この酸化膜
を塩酸の水溶液で取り除き、表面の清浄化を行
う。この処理を施されたメタル薄膜は、完全な親
水性になる。Si，Ge等の半導体膜の場合もその
表面に酸化膜が生じるが、この酸化膜をフツ酸等
で除去して表面の清浄化を行う。この処理を施さ
れた半導体膜は完全な疎水性になる。
以下、本発明の方法の概要につき、その一実施
態様の主要段階における下地の構成を示した第２
図に従つて説明する。
態様の主要段階における下地の構成を示した第２
図に従つて説明する。
第２図は、各段階における下地の切断面（切断
方向は、パターン形成面に垂直な方向）である。
尚、本例では、下地を平板状の基板とし、またリ
フトオフ層の除去をエツチングによつて行つてい
る。
方向は、パターン形成面に垂直な方向）である。
尚、本例では、下地を平板状の基板とし、またリ
フトオフ層の除去をエツチングによつて行つてい
る。
まず、第２図ａに示すように、下地、本例の場
合には平板状の基板４−１のパターン形成面４−
６を十分に清浄にする。
合には平板状の基板４−１のパターン形成面４−
６を十分に清浄にする。
次に、第２図ｂに示すように、リフトオフ層４
−４を所望のパターンに従つて形成する。
−４を所望のパターンに従つて形成する。
次に、リフトオフ層４−４及びこれが形成され
ている以外の下地面４−３を十分に清浄にする。
ている以外の下地面４−３を十分に清浄にする。
次に、第２図ｃに示すように、リフトオフ層４
−４と下地面４−３の全面に単分子膜又は単分子
累積膜４−５を積層する。
−４と下地面４−３の全面に単分子膜又は単分子
累積膜４−５を積層する。
最後に、リフトオフ層４−４をエツチングによ
り除去すれば、リフトオフ層４−４と共にその表
面に形成されている単分子膜又は単分子累積膜が
除去され、第２図ｄに示すように下地４−１上に
所望のパターンの単分子膜又は単分子累積膜４−
５が残されて、パターニングが完成する。
り除去すれば、リフトオフ層４−４と共にその表
面に形成されている単分子膜又は単分子累積膜が
除去され、第２図ｄに示すように下地４−１上に
所望のパターンの単分子膜又は単分子累積膜４−
５が残されて、パターニングが完成する。
リフトオフ層４−４のエツチングは、下地４−
１とリフトオフ層の段差部４−７からエツチング
液が侵入することでなされる。これは、この部分
に形成される単分子膜又は単分子累積膜４−５
が、付着力が弱くしかも密度も小さいことによ
る。尚、上記リフトオフ層のエツチング過程で超
音波振動を与えるとエツチングが促進される。ま
た、リフトオフ層の上部面４−８を下地のパター
ン形成面４−６と異る表面状態、例えばリフトオ
フ層の上部面４−８を疎水性とし下地のパターン
形成面４−６を親水性にする等とすれば、リフト
オフ層の上部面４−８における単分子膜又は単分
子累積膜が剥れやすくなるため、エツチングの促
進されたパターン形成が可能である。
１とリフトオフ層の段差部４−７からエツチング
液が侵入することでなされる。これは、この部分
に形成される単分子膜又は単分子累積膜４−５
が、付着力が弱くしかも密度も小さいことによ
る。尚、上記リフトオフ層のエツチング過程で超
音波振動を与えるとエツチングが促進される。ま
た、リフトオフ層の上部面４−８を下地のパター
ン形成面４−６と異る表面状態、例えばリフトオ
フ層の上部面４−８を疎水性とし下地のパターン
形成面４−６を親水性にする等とすれば、リフト
オフ層の上部面４−８における単分子膜又は単分
子累積膜が剥れやすくなるため、エツチングの促
進されたパターン形成が可能である。
以下に実施例を示し、本発明について更に詳細
に説明する。
に説明する。
実施例 １
第２図におけると同様、本例の主要段階を第３
図に示す。平板状のガラス基板２−１のパターン
形成面２−３を十分に清浄した（第３図ａ）。次
に、ガラス基板のパターン形成面２−３の全面
に、真空蒸着により2000Åの厚みのAl層２−２
を形成した（第３図ｂ）。次に、フオトリソグラ
フイ法を用いて、Al層２−２を1μ幅で1μピツチ
のストライプ状にパターニングして、リフトオフ
層２−４を形成した（第３図ｃ）。フオトレジス
トとしては市販のドライフイルムを使用し、エツ
チング液は塩酸の10％水溶液とした。次に、リフ
トオフ層２−４が形成された基板２−１を十分に
清浄した後、アラギジン酸およびメロシアニン誘
導体 の混合単分子累積膜２−５を前述のKuhnの装置
を用いて形成した（第３図ｄ）。単分子累積膜２
−５の形成方法は、下記のように行つた。
図に示す。平板状のガラス基板２−１のパターン
形成面２−３を十分に清浄した（第３図ａ）。次
に、ガラス基板のパターン形成面２−３の全面
に、真空蒸着により2000Åの厚みのAl層２−２
を形成した（第３図ｂ）。次に、フオトリソグラ
フイ法を用いて、Al層２−２を1μ幅で1μピツチ
のストライプ状にパターニングして、リフトオフ
層２−４を形成した（第３図ｃ）。フオトレジス
トとしては市販のドライフイルムを使用し、エツ
チング液は塩酸の10％水溶液とした。次に、リフ
トオフ層２−４が形成された基板２−１を十分に
清浄した後、アラギジン酸およびメロシアニン誘
導体 の混合単分子累積膜２−５を前述のKuhnの装置
を用いて形成した（第３図ｄ）。単分子累積膜２
−５の形成方法は、下記のように行つた。
基板パターン形成面２−３が水面と垂直になる
ようにして、基板２−１を水中に沈めた後、アラ
キジン酸：メロシアニン誘導体をモル比５：１の
割合で混合し、濃度１×10-3mol／のクロロホ
ルム溶液にして水面上に滴下し単分子膜を水面上
に展開する。表面圧を30dyne／cmに設定し、速
度２cm／minで基板２−１を上下して７層に累積
した混合単分子累積２−５（Ｙ型膜）を作成し
た。最後にこれを塩酸の10％水溶液が入つた容器
中に浸し、この容器を超音波洗浄器中に設置して
10分間放置したところ、リフトオフ層たるAl層
２−４がエツチング除去されて、第３図ｅに示す
様な単分子累積膜２−５のみから成るパターンが
基板２−１上に形成された。
ようにして、基板２−１を水中に沈めた後、アラ
キジン酸：メロシアニン誘導体をモル比５：１の
割合で混合し、濃度１×10-3mol／のクロロホ
ルム溶液にして水面上に滴下し単分子膜を水面上
に展開する。表面圧を30dyne／cmに設定し、速
度２cm／minで基板２−１を上下して７層に累積
した混合単分子累積２−５（Ｙ型膜）を作成し
た。最後にこれを塩酸の10％水溶液が入つた容器
中に浸し、この容器を超音波洗浄器中に設置して
10分間放置したところ、リフトオフ層たるAl層
２−４がエツチング除去されて、第３図ｅに示す
様な単分子累積膜２−５のみから成るパターンが
基板２−１上に形成された。
実施例 ２
本例は、本発明のパターン形成方法を太陽電池
の作成に応用したものであり、その作成段階の主
要部を第４図に示す。
の作成に応用したものであり、その作成段階の主
要部を第４図に示す。
まず、ガラス基板３−１の上に下部オーミツク
電極たるITO層３−２をマスクを用いて真空蒸着
法により500Åの厚みに積層し、基板３−１上に
第４図ａに示すようなITO層３−２のパターンを
形成した。左右に配設されたITO層３−２の部分
のそれぞれが、下記に述べる各種の層を積層され
て、それぞれ１個の太陽電池を形成する。本例の
基板３−１上にはITO層３−２が３ケ配設されて
いる（１ケは不図示）。
電極たるITO層３−２をマスクを用いて真空蒸着
法により500Åの厚みに積層し、基板３−１上に
第４図ａに示すようなITO層３−２のパターンを
形成した。左右に配設されたITO層３−２の部分
のそれぞれが、下記に述べる各種の層を積層され
て、それぞれ１個の太陽電池を形成する。本例の
基板３−１上にはITO層３−２が３ケ配設されて
いる（１ケは不図示）。
次に、この上にリフトオフ層たるアルミ層３−
３を真空蒸着法により2000Åの厚みに積層した
（第４図ｂ）。次にフオトリソグラフイ法を用いて
アルミ層３−３を下地たる基板３−１およびITO
層３−２上に第４図ｃように島状に残し、リフト
オフ層３−４を形成した。リフトオフ層３−４が
設けられた部分は、２つの太陽電池を接続する部
分に相当する。次に、前記アラキジン酸とメロシ
アニン誘導体とのモル比を２：１にして１×
10-3mol／のクロロホルム溶液を作り、実施例
１と同様の方法で混合単分子累積膜３−５を作成
した。基板３−１を上下して、13層のＹ型膜を作
成した（第４図ｄ）。次に、リフトオフ層３−４
を、塩酸の10％水溶液中で超音波をかけながらエ
ツチング除去し、電位発生部たる単分子累積膜３
−５を下地上に形成した（第４図ｅ）。
３を真空蒸着法により2000Åの厚みに積層した
（第４図ｂ）。次にフオトリソグラフイ法を用いて
アルミ層３−３を下地たる基板３−１およびITO
層３−２上に第４図ｃように島状に残し、リフト
オフ層３−４を形成した。リフトオフ層３−４が
設けられた部分は、２つの太陽電池を接続する部
分に相当する。次に、前記アラキジン酸とメロシ
アニン誘導体とのモル比を２：１にして１×
10-3mol／のクロロホルム溶液を作り、実施例
１と同様の方法で混合単分子累積膜３−５を作成
した。基板３−１を上下して、13層のＹ型膜を作
成した（第４図ｄ）。次に、リフトオフ層３−４
を、塩酸の10％水溶液中で超音波をかけながらエ
ツチング除去し、電位発生部たる単分子累積膜３
−５を下地上に形成した（第４図ｅ）。
最後に上部シヨートキー電極たるAl層３−７
をマスクを用い真空蒸着法により1000Åの厚さに
積層（第４図ｆ）し、３つの太陽電池がシリーズ
に接続された太陽電池を作成した。
をマスクを用い真空蒸着法により1000Åの厚さに
積層（第４図ｆ）し、３つの太陽電池がシリーズ
に接続された太陽電池を作成した。
このパターン形成方法により、単分子累積膜の
パターン形成が可能となり、三つの太陽電池をシ
リーズに接続することができた。その結果、１個
の太陽電池では、白熱電灯（２ｍＷ／cm2以下）下
で開放端電圧0.5Vであつたものが、上記のシリ
ーズ接続で1.5Vの電圧を得て、良好な太陽電池
として使えることがわかつた。
パターン形成が可能となり、三つの太陽電池をシ
リーズに接続することができた。その結果、１個
の太陽電池では、白熱電灯（２ｍＷ／cm2以下）下
で開放端電圧0.5Vであつたものが、上記のシリ
ーズ接続で1.5Vの電圧を得て、良好な太陽電池
として使えることがわかつた。
以上に説明した如く、本発明の方法によつても
たらされる効果としては、リフトオフ層を設ける
ことにより、パターニング困難な単分子膜又は単
分子累積膜のパターン形成が可能となつたこと、
太陽電池等のデバイスの複雑な組合せも可能とな
つたこと等が挙げられる。
たらされる効果としては、リフトオフ層を設ける
ことにより、パターニング困難な単分子膜又は単
分子累積膜のパターン形成が可能となつたこと、
太陽電池等のデバイスの複雑な組合せも可能とな
つたこと等が挙げられる。
第１図は単分子累積膜の累積パターンの説明
図、第２図は本発明の方法の一実施態様、第３図
は別の実施態様、第４図は更に別の実施態様であ
る。 １−１，２−１，３−１，４−１……基板、１
−２……疎水性部分、１−３……親水性部分、１
−４……水面、２−４，３−４，４−４……リフ
トオフ層、２−５，３−５，４−５……単分子膜
又は単分子累積膜。
図、第２図は本発明の方法の一実施態様、第３図
は別の実施態様、第４図は更に別の実施態様であ
る。 １−１，２−１，３−１，４−１……基板、１
−２……疎水性部分、１−３……親水性部分、１
−４……水面、２−４，３−４，４−４……リフ
トオフ層、２−５，３−５，４−５……単分子膜
又は単分子累積膜。
Claims (1)
- １ その上に単分子膜又は単分子累積膜が積層さ
れる下地上に、リフトオフ層を設け、下地及びリ
フトオフ層上に単分子膜又は単分子累積膜を積層
した後、リフトオフ層を下地から除去して、下地
上に単分子膜又は単分子累積膜のパターンを形成
することを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59028793A JPS60173842A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | パタ−ン形成方法 |
| US06/702,217 US4586980A (en) | 1984-02-20 | 1985-02-15 | Pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59028793A JPS60173842A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | パタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173842A JPS60173842A (ja) | 1985-09-07 |
| JPH0434818B2 true JPH0434818B2 (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=12258300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59028793A Granted JPS60173842A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4586980A (ja) |
| JP (1) | JPS60173842A (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2183090B (en) * | 1985-10-07 | 1989-09-13 | Canon Kk | Method for selective formation of deposited film |
| US4696098A (en) * | 1986-06-24 | 1987-09-29 | Advanced Micro Devices, Inc. | Metallization technique for integrated circuit structures |
| US4939556A (en) * | 1986-07-10 | 1990-07-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Conductor device |
| GB8618133D0 (en) * | 1986-07-24 | 1986-09-03 | Pa Consulting Services | Biosensors |
| US4929524A (en) * | 1986-09-12 | 1990-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Organic photo conductive medium |
| JPS63174377A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Mitsubishi Kasei Corp | 光電変換薄膜 |
| US5155565A (en) * | 1988-02-05 | 1992-10-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for manufacturing an amorphous silicon thin film solar cell and Schottky diode on a common substrate |
| JP2565754B2 (ja) * | 1988-09-26 | 1996-12-18 | 三菱電機株式会社 | 微細レジストパターンの形成方法 |
| JPH02123768A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | 有機半導体薄膜の製造方法および該薄膜を含む半導体デバイス |
| US6308405B1 (en) | 1990-02-07 | 2001-10-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for preparing an electrode substrate |
| CA2035748C (en) * | 1990-02-07 | 1998-04-14 | Toshihiko Takeda | Medium, process for preparing the same, information processing device, information processing method |
| US5451295A (en) * | 1994-04-12 | 1995-09-19 | Micron Technology, Inc. | Process for removing film from a substrate |
| US7167615B1 (en) | 1999-11-05 | 2007-01-23 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Resonant waveguide-grating filters and sensors and methods for making and using same |
| US6541309B2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-04-01 | Hewlett-Packard Development Company Lp | Fabricating a molecular electronic device having a protective barrier layer |
| US20030041893A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Solar cell, method for manufacturing the same, and apparatus for manufacturing the same |
| US6750150B2 (en) * | 2001-10-18 | 2004-06-15 | Macronix International Co., Ltd. | Method for reducing dimensions between patterns on a photoresist |
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| US7156945B2 (en) * | 2002-04-24 | 2007-01-02 | Sipix Imaging, Inc. | Process for forming a patterned thin film structure for in-mold decoration |
| US8002948B2 (en) * | 2002-04-24 | 2011-08-23 | Sipix Imaging, Inc. | Process for forming a patterned thin film structure on a substrate |
| US7261920B2 (en) * | 2002-04-24 | 2007-08-28 | Sipix Imaging, Inc. | Process for forming a patterned thin film structure on a substrate |
| US7972472B2 (en) * | 2002-04-24 | 2011-07-05 | Sipix Imaging, Inc. | Process for forming a patterned thin film structure for in-mold decoration |
| DE102004024461A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-01 | Konarka Technologies, Inc., Lowell | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit zumindest einer aktiven organischen Schicht |
| US20090246714A1 (en) * | 2008-03-26 | 2009-10-01 | Thin Film Etching Method | Thin film etching method |
| WO2010119491A1 (ja) * | 2009-04-16 | 2010-10-21 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
| US8367460B2 (en) | 2010-06-22 | 2013-02-05 | Micron Technology, Inc. | Horizontally oriented and vertically stacked memory cells |
| WO2016074750A1 (en) | 2014-11-13 | 2016-05-19 | Gerresheimer Glas Gmbh | Glass forming machine particle filter, a plunger unit, a blow head, a blow head support and a glass forming machine adapted to or comprising said filter |
| US10676809B2 (en) | 2018-06-20 | 2020-06-09 | Lockheed Martin Corporation | Methods and systems for generating patterns on flexible substrates |
| US20200203143A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | Nanya Technology Corporation | Method for preparing multilayer structure |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4119483A (en) * | 1974-07-30 | 1978-10-10 | U.S. Philips Corporation | Method of structuring thin layers |
| DE3242113A1 (de) * | 1982-11-13 | 1984-05-24 | Ibm Deutschland Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur herstellung einer duennen dielektrischen isolation in einem siliciumhalbleiterkoerper |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59028793A patent/JPS60173842A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-15 US US06/702,217 patent/US4586980A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4586980A (en) | 1986-05-06 |
| JPS60173842A (ja) | 1985-09-07 |
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