JPH0696116B2 - Insulating ultra-thin film - Google Patents

Insulating ultra-thin film

Info

Publication number
JPH0696116B2
JPH0696116B2 JP63005572A JP557288A JPH0696116B2 JP H0696116 B2 JPH0696116 B2 JP H0696116B2 JP 63005572 A JP63005572 A JP 63005572A JP 557288 A JP557288 A JP 557288A JP H0696116 B2 JPH0696116 B2 JP H0696116B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating
conductor
metal
langmuir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63005572A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01186503A (en
Inventor
正和 上北
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.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP63005572A priority Critical patent/JPH0696116B2/en
Publication of JPH01186503A publication Critical patent/JPH01186503A/en
Publication of JPH0696116B2 publication Critical patent/JPH0696116B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はエレクトロニクス・デバイスなどに用いられる
絶縁超薄膜であって、導電体上に形成された金属酸化物
膜およびラングミュア・ブロジェット膜(以下、LB膜と
いう)からなる絶縁超薄膜に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is an insulating ultrathin film used for electronic devices and the like, which is a metal oxide film and a Langmuir-Blodgett film (hereinafter referred to as a “metal oxide film”) formed on a conductor. , LB film)).

[従来の技術] 1930年代、炭素数16〜22くらいの脂肪酸が水面上に単分
子膜をつくり、それを基体上に累積しうることがラング
ミュアとブロジェットによってすでに見出されていた
が、応用についての検討が行なわれはじめたのは最近の
ことである。
[Prior Art] In the 1930s, it was already found by Langmuir and Blodgett that fatty acids having about 16 to 22 carbon atoms could form a monomolecular film on the surface of water and accumulate it on a substrate. It is only recently that discussions on the issue have begun.

これまでの研究の概要については、固体物理、17(1
2)、45(1980)、シン・ソリッド・フィルムズ(Thin
Solid Films)、68No.1(1982)、同99No.1、2、3(1
983)、インソルブル・モノレイヤーズ・アット・リキ
ッド‐ガス・インターフェーシズ(lnsoluble Monolaye
rs at Liquid-Gas Interfaces)(G.L.Gains著、Inters
cience Publishers 発行、New York、1966)などにまと
められている。
For an overview of previous research, see Solid State Physics, 17 (1
2), 45 (1980), Thin Solid Films (Thin
Solid Films), 68 No. 1 (1982), 99 No. 1, 2, 3 (1)
983), Insoluble Monolayers at Liquid-Gas Interfaces (lnsoluble Monolaye
rs at Liquid-Gas Interfaces) (GLGains, Inters)
published by cience Publishers, New York, 1966).

従来、長鎖脂肪酸の金属塩が代表的LB膜として検討さ
れ、その絶縁性に興味がもたれ、MIS、MIM構造のデバイ
ス中の絶縁膜としての研究開発がおこなわれている。
Heretofore, metal salts of long-chain fatty acids have been studied as typical LB films, and their insulating properties have been interesting, and research and development have been carried out as insulating films in devices of MIS and MIM structures.

[発明が解決しようとする課題] 従来のLB膜は、金属アルミニウム蒸着面上では良好な絶
縁性のLB膜が形成されているが、表面に実質的に絶縁性
の酸化物が存在しない導電体(たとえばAu製導電体、Cr
製導電体、透明導電体など)の面上では、良好な絶縁性
のLB膜がえられにくという問題があり、多方面への応用
が制限されている。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional LB film is a conductor in which a good insulating LB film is formed on the metal aluminum deposition surface, but substantially no insulating oxide is present on the surface. (For example, conductor made of Au, Cr
There is a problem that it is difficult to obtain a good insulating LB film on the surface of a conductive material, a transparent conductive material, etc.), and its application to various fields is limited.

[課題を解決するための手段] 本発明は上記問題を解決し、通常の温湿度条件下におい
て表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体の
面上にも良好な絶縁特性を示す絶縁超薄膜を形成するこ
とを目的としてなされたものであり、Au、Ag、Crまたは
透明導電体からなる導電体上に形成された絶縁超薄膜で
あって、導電体表面の少なくとも一部を覆うように設け
られた厚さ10〜500Åの、前記導電体を構成する金属自
体と異なる金属の金属酸化物膜およびラングミュア・ブ
ロジェット膜がこの順序で積層されてなる絶縁超薄膜に
関する。
[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above problems and provides good insulating properties even on the surface of a conductor in which substantially no insulating oxide is present on the surface under normal temperature and humidity conditions. The purpose is to form an insulating ultra-thin film shown, Au, Ag, Cr or an insulating ultra-thin film formed on a conductor consisting of a transparent conductor, at least a part of the conductor surface The present invention relates to an insulating ultrathin film having a thickness of 10 to 500Å and a metal oxide film of a metal different from the metal itself constituting the conductor and a Langmuir-Blodgett film, which are provided so as to cover the conductor in this order.

[実施例] 本発明の絶縁超薄膜は、表面に実質的に絶縁性の酸化物
が存在しない導電体(以下、特定の導電体ともいう)で
ある、Au、Ag、Cr、またはSmO2やITOなどの透明導電体
からなる導電体)上に形成されている。
[Examples] The insulating ultrathin film of the present invention is a conductor (hereinafter, also referred to as a specific conductor) in which substantially no insulating oxide is present on the surface, such as Au, Ag, Cr, or SmO 2. It is formed on a conductor made of a transparent conductor such as ITO).

前記表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しないとは、
表面上に抵抗率108Ω・cm以上の絶縁性をもつ酸化物の
膜が存在しないことを意味する概念である。
That substantially no insulating oxide is present on the surface,
The concept means that there is no insulating oxide film having a resistivity of 10 8 Ω · cm or more on the surface.

前記特定の導電体の形状、厚さ、用途などにはとくに限
定はなく、いかなる形状、厚さ、用途などであってもよ
いが、該導電体を構成する材料は一般に高価であるた
め、他の基体上に膜状物、ばあいによってはパターン化
した膜状物として形成され、電極などとして使用されて
いることが多い。
The shape, thickness, application, etc. of the specific conductor are not particularly limited and may be any shape, thickness, application etc., but since the material forming the conductor is generally expensive, In many cases, it is formed as a film-like material on the base body, or in some cases as a patterned film-like material, and is often used as an electrode or the like.

本発明の絶縁超薄膜は、前記特定の導電体上に形成され
た厚さ10〜500Åの金属酸化物膜(特定の導電体を構成
する金属自体とは異なる金属の酸化物膜である)および
LB膜からなり、前記金属酸化物膜およびLB膜がこの順に
積層された膜である。前記金属酸化物膜を設けることに
より、詳細な理由は不明であるが、特定の導電体上に直
接LB膜を形成したばあいに生ずる良好な絶縁性の膜が形
成されにくいという問題が解消される。
The insulating ultrathin film of the present invention is a metal oxide film having a thickness of 10 to 500 Å formed on the specific conductor (an oxide film of a metal different from the metal itself constituting the specific conductor) and
The LB film is a film in which the metal oxide film and the LB film are laminated in this order. Although the detailed reason is not clear by providing the metal oxide film, the problem that a good insulating film is difficult to be formed when the LB film is directly formed on a specific conductor is solved. It

該金属酸化物膜は、抵抗率が1010Ω・cm以上、好ましく
は1012Ω・cm以上であり膜厚が前述のごとく10〜500
Å、好ましくは20〜200Åの絶縁性の金属酸化物膜であ
るかぎり膜を構成する酸化物の種類、構造、金属原子と
酸素原子の比率などにはとくに限定はなく、非晶質のも
のでも、結晶質のものでも、結晶質のものを含む非晶質
のものでもよく、また水和した状態になっているもので
もよい。
The metal oxide film has a resistivity of 10 10 Ω · cm or more, preferably 10 12 Ω · cm or more and a film thickness of 10 to 500 as described above.
Å, preferably 20 ~ 200 Å as long as it is an insulating metal oxide film, there is no particular limitation on the type of oxide constituting the film, structure, ratio of metal atoms and oxygen atoms, even amorphous ones. It may be crystalline, amorphous including crystalline, or hydrated.

前記膜厚が10Å未満になると、そのうえに形成されたLB
膜の絶縁性が充分改善されず好ましくない。またLB膜の
絶縁性を改善するためには500Å以下で充分であり、500
Åをこえるばあいには、1000Å以下、好ましくは数十〜
数百Åで使用しうるというLB膜の特徴が失われてしまう
ので望ましくない。
When the film thickness is less than 10Å, the LB formed on it
This is not preferable because the insulating property of the film is not sufficiently improved. Also, 500 Å or less is sufficient to improve the insulation of the LB film.
If it exceeds Å, 1000 Å or less, preferably several tens of
This is not desirable because it loses the characteristic of the LB film that it can be used at several hundred liters.

さらに、該金属酸化物膜は特定の導電体の面全体に形成
されていてもよいが、必ずしも面全体に形成されている
必要はなく、特定の導電体上に形成されたLB膜の絶縁性
が所望の値になるかぎり特定の導電体の面の少なくとも
一部、たとえば島状に点在するように特定の導電体の面
の50%以上、好ましくは70%以上を覆うように形成され
ていればよい。
Further, although the metal oxide film may be formed on the entire surface of a specific conductor, it is not necessarily required to be formed on the entire surface, and the insulating property of the LB film formed on the specific conductor is not always required. Is formed so as to cover at least a part of the surface of the specific conductor, for example, 50% or more, preferably 70% or more, of the surface of the specific conductor so as to be scattered like islands as long as the desired value is obtained. Just do it.

前記金属酸化物膜の具体例としては、たとえば酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどがあげられる
が、これらに限定されるものではない。これらのうちで
はLB膜の製膜性、LB膜との接着性および絶縁性などの点
から酸化ケイ素、酸化アルミニウムが好ましい。
Specific examples of the metal oxide film include, but are not limited to, silicon oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and the like. Among these, silicon oxide and aluminum oxide are preferable from the viewpoints of film forming properties of the LB film, adhesiveness with the LB film, and insulating properties.

前記金属酸化物膜の製造方法としては、たとえば、蒸着
法、スパッター法、分子線エピタキシ法、有機金属気相
成長法、原子層エピタキシ法、塗布法などが採用されう
る。酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁性の良い薄
膜が容易にえられるという点でスパッタ法が好ましい
が、安価に厚さ10〜500Åの金属酸化物膜を形成しうる
という点では塗布法が好ましい。
As a method of manufacturing the metal oxide film, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a molecular beam epitaxy method, a metal organic chemical vapor deposition method, an atomic layer epitaxy method, a coating method, or the like can be adopted. The sputtering method is preferable in that a thin film having good insulating properties such as silicon oxide and aluminum oxide can be easily obtained, but the coating method is preferable in that a metal oxide film having a thickness of 10 to 500 Å can be formed at low cost.

たとえば塗布法により前記金属酸化物膜として酸化アル
ミニウム膜を形成するばあい、米国特許第4,040,083号
明細書に開示されているようなアルミニウム金属錯体を
用いる方法も採用できる。このばあい、用いるアルミニ
ウム金属錯体の種類、塗布時の回転のスピード、アルミ
ニウム金属錯体溶液の濃度などをかえることによって、
厚さをコントロールすることができる。
For example, when an aluminum oxide film is formed as the metal oxide film by a coating method, a method using an aluminum metal complex as disclosed in US Pat. No. 4,040,083 can also be used. In this case, by changing the type of aluminum metal complex used, the speed of rotation during coating, the concentration of the aluminum metal complex solution, etc.
The thickness can be controlled.

前記アルミニウム金属錯体の具体例としては、たとえば
アルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソプ
ロピレート、アルミニウム トリス(エチルアセトアセ
テート)、アルミニウム トリス(アセチルアセトネー
ト)、アルミニウム トリス(マロン酸エチレート)ア
ルミニウム ジエチルアセトアセテート モノイソプロ
ピレートなどがあげられる。
Specific examples of the aluminum metal complex include aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), aluminum tris (acetylacetonate), aluminum tris (malonate ethylate) aluminum diethylacetoacetate monoisopropylate. And so on.

金属酸化物膜の形成に先立って前記導電体表面に当分野
で通常行なわれている長鎖脂肪酸あるいはその金属塩を
ラングミュア・ブロジェット法(以下、LB法という)で
表面処理するなどの表面処理や、シランカップリング剤
(たとえばA-1100、A-187(いずれもユニオン・カーバ
イド社製))などによる処理などを行なってもよい。こ
れらの処理を行なうことにより、LB膜の累積性が向上
し、すぐれた絶縁特性がえられるという効果がえられ
る。金属酸化物が水酸基をもつ酸化ケイ素や酸化アルミ
ニウムのばあいには、シランカップリング剤による処理
がLB膜の累積性の向上の点からとくに有効である。
Prior to forming the metal oxide film, surface treatment such as surface treatment of the long-chain fatty acid or its metal salt, which is usually performed in the field, on the surface of the conductor by the Langmuir-Blodgett method (hereinafter referred to as LB method). Alternatively, treatment with a silane coupling agent (for example, A-1100 and A-187 (both manufactured by Union Carbide Co.)) may be performed. By carrying out these treatments, it is possible to obtain the effect that the LB film accumulation property is improved and excellent insulation characteristics are obtained. When the metal oxide is silicon oxide or aluminum oxide having a hydroxyl group, treatment with a silane coupling agent is particularly effective from the viewpoint of improving the cumulative property of the LB film.

つぎに、本発明におけるLB膜について説明する。Next, the LB film in the present invention will be described.

垂直浸漬法、水平付着法、回転円筒法などのLB法によっ
て基板上に形成された膜がLB膜と呼ばれている。
A film formed on a substrate by an LB method such as a vertical dipping method, a horizontal deposition method, or a rotating cylinder method is called an LB film.

本発明の絶縁超薄膜に用いるLB膜は、絶縁性たとえば10
12Ω・cm程度以上、好ましくは1014Ω・cm程度以上の絶
縁性を有する膜であるかぎりとくに限定はないが、LB膜
を使用する目的の1つである、たとえば1000Å以下、好
ましくは数十〜数百Åという膜厚で必要性能を出すとい
う観点から、前記厚さの膜であることが好ましい。また
LB法で累積可能なように修飾される高分子化合物(以
下、高分子化合物(A)という)をLB法により累積せし
めた膜であることが耐熱性や機械的強度などの点から好
ましく、さらに累積せしめた高分子化合物が5員環構造
や6員環構造となる前駆体構造を有する高分子化合物
(以下、高分子化合物(B)という)を用い、LB膜とし
て累積したのち環構造を形成させた膜であることが、高
い耐熱性、機械的強度を実現できるなどの点から好まし
い。
The LB film used for the insulating ultra-thin film of the present invention has an insulating property of, for example, 10
There is no particular limitation as long as it is a film having an insulating property of about 12 Ω · cm or more, preferably about 10 14 Ω · cm or more, but it is one of the purposes of using the LB film, for example, 1000 Å or less, preferably several From the viewpoint of obtaining the required performance with a film thickness of ten to several hundred Å, the film having the above thickness is preferable. Also
From the viewpoint of heat resistance and mechanical strength, a film obtained by accumulating a polymer compound (hereinafter, referred to as polymer compound (A)) that is modified so that it can be accumulated by the LB method is preferable. A polymer compound having a precursor structure in which the accumulated polymer compound has a 5-membered ring structure or a 6-membered ring structure (hereinafter, referred to as polymer compound (B)) is used to form a ring structure after being accumulated as an LB film. It is preferable that the film is a heat-resistant film and high mechanical strength.

前記高分子化合物(A)の具体例としては、たとえば、
特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号明細
書に記載されている両性高分子化合物などがあげられ
る。
Specific examples of the polymer compound (A) include, for example,
Examples thereof include amphoteric polymer compounds described in Japanese Patent Application No. 61-275533 and Japanese Patent Application No. 61-145714.

該高分子化合物(A)の累積数としては、3〜200程度
が好ましい。
The cumulative number of the polymer compound (A) is preferably about 3 to 200.

また前記高分子化合物(B)の具体例としては、たとえ
ば、特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号
明細書に記載されている両性高分子化合物の中から選ば
れたヘテロ原子を含む5員環または6員環を生成する前
駆体構造を備えている両性高分子化合物などがあげられ
る。
Further, specific examples of the polymer compound (B) are selected from the amphoteric polymer compounds described in Japanese Patent Application No. 61-275533 and Japanese Patent Application No. 61-145714. Examples thereof include amphoteric polymer compounds having a precursor structure that forms a 5-membered ring or 6-membered ring containing a hetero atom.

該高分子化合物(B)の累積数も、前記高分子化合物
(A)のばあいと同様、3〜200程度が好ましく、累積
後、たとえば加熱キュアや化学キュアにより環化させる
ことによって5員環構造や6員環構造を有するLB膜とな
る。
The cumulative number of the polymer compound (B) is preferably about 3 to 200 as in the case of the polymer compound (A). After the accumulation, a 5-membered ring is formed by cyclization by heating cure or chemical cure. The LB film has a structure and a 6-membered ring structure.

前記説明は高分子化合物を用いたLB膜についての説明で
あるが、これらに限定されるものではなく、分子が適当
な親水性と疎水性をもったいわゆる両親媒性化合物であ
ればLB膜を形成することができ、そのようなLB膜の具体
例としては、長鎖アルキル基、好ましくは炭素数16〜22
のアルキル基を有するアルコール、アミン、アミド、カ
ルボン酸や、その金属塩およびこれらの誘導体、現在、
開発がさかんに行なわれている耐熱性のLB膜材料、たと
えば、ポリシッフ塩基、ポリベンズイミダゾールやポリ
フマレートなどからのLB膜であってもよいことは当然の
ことである。
The above description is an explanation of the LB film using a polymer compound, but it is not limited to these, and if the molecule is a so-called amphipathic compound having appropriate hydrophilicity and hydrophobicity, the LB film is used. Examples of such LB film that can be formed include long-chain alkyl groups, preferably 16 to 22 carbon atoms.
Alcohols, amines, amides, carboxylic acids and their metal salts and their derivatives having alkyl groups of
As a matter of course, a heat-resistant LB film material that has been extensively developed, for example, an LB film made of polyschiff base, polybenzimidazole, polyfumarate, or the like may be used.

本発明の絶縁超薄膜は、表面に実質的に絶縁性の酸化物
が存在しない導電体上に形成され、前記金属酸化物とLB
膜とからなる構造を有し、1012Ω・cm以上、好ましくは
1014Ω・cm以上の体積抵抗率、1×106V/cm以上、好ま
しくは5×106V/cm以上の絶縁破壊強度を有する。
The insulating ultra-thin film of the present invention is formed on a conductor on the surface of which substantially no insulating oxide is present, and the metal oxide and LB
It has a structure consisting of a film and is 10 12 Ω · cm or more, preferably
It has a volume resistivity of 10 14 Ω · cm or more, a dielectric breakdown strength of 1 × 10 6 V / cm or more, preferably 5 × 10 6 V / cm or more.

かかる構造を有する本発明の絶縁超薄膜とすることによ
って表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体
上にも良好な絶縁性を有する絶縁超薄膜を形成すること
ができる。
By using the insulating ultrathin film of the present invention having such a structure, it is possible to form an insulating ultrathin film having a good insulating property even on a conductor having substantially no insulating oxide on its surface.

本発明の絶縁超薄膜が形成される特定の導電体は基板上
に設けられていてもよく、基板上に設けられていなくて
もよく、とくに限定はないが、通常、本発明の絶縁超薄
膜が使用される用途に応じてガラス、アルミナ、石英な
どのような一般的な無機材料、金属やSi、GaAs、ZnSの
ようなIV族、III−V族、II−VI族などの半導体、PbTiO
3、BaTiO3、LiNbO3、LiTaO3のような強誘電体、磁性体
薄膜を含む材料などを基板としてその上に形成される。
The specific conductor on which the insulating ultrathin film of the present invention is formed may or may not be provided on the substrate, and is not particularly limited, but usually the insulating ultrathin film of the present invention is used. Depending on the intended use, general inorganic materials such as glass, alumina and quartz, metals and semiconductors such as IV, III-V and II-VI groups such as metals, Si, GaAs and ZnS, PbTiO
A material such as a ferroelectric material such as 3 , BaTiO 3 , LiNbO 3 , or LiTaO 3 or a magnetic thin film is used as a substrate and is formed thereon.

つぎに本発明の絶縁超薄膜の用途について説明する。Next, applications of the insulating ultrathin film of the present invention will be described.

本発明の絶縁超薄膜は、耐熱性、耐薬品性、機械的特性
がすぐれ、非常に薄い膜であるという特徴をいかして、
たとえばエレクトロニクス分野などに用いることができ
る。
The insulating ultra-thin film of the present invention has excellent heat resistance, chemical resistance, and mechanical properties, and is characterized by being a very thin film.
For example, it can be used in the electronics field.

本発明の絶縁超薄膜を含んだ電気・電子デバイスの代表
例としては特定の導電体/絶縁超薄膜/特定の導電体
(以下、MIMという)構造のデバイスがあげられる。
A typical example of an electric / electronic device including the insulating ultrathin film of the present invention is a device having a specific conductor / insulating ultrathin film / specific conductor (hereinafter referred to as MIM) structure.

第1図〜第3図はMIM構造のデバイスの模式図である。
絶縁基板(3)あるいは半導体基板(4)を用い、その
上に特定の導電体(2)、絶縁超薄膜(1)、特定の導
電体(2)の順に積層されている。
1 to 3 are schematic views of a device having a MIM structure.
An insulating substrate (3) or a semiconductor substrate (4) is used, and a specific conductor (2), an insulating ultrathin film (1), and a specific conductor (2) are laminated in this order.

第1図はキャパシターの構造を示す説明図であり、キャ
パシタンスの湿度による変化を追跡すれば湿度センサー
となる。またこの構造にすることによってMIM構造のト
ランジスターを作製することもできる。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a capacitor, and a humidity sensor can be obtained by tracking changes in capacitance due to humidity. Further, with this structure, a MIM structure transistor can be manufactured.

第2図のような構造にすれば、熱電子トランジスターを
作製することができる。
With the structure as shown in FIG. 2, a thermionic transistor can be manufactured.

第3図のように、導電体あるいは半導体デバイス上にキ
ャパシターを作ることによって、VLSIのメモリセルのキ
ャパシターとして使用することができる。
As shown in FIG. 3, it can be used as a capacitor of a VLSI memory cell by forming a capacitor on a conductor or a semiconductor device.

第3図の構成にすることにより熱電子を半導体中に注入
するようなタイプのデバイスも作製しうる。さらに特定
の導電体としてNbのような超電導体を用いることによ
り、ジョセフソン・ジャンクション(JJ)デバイスを作
製することも可能である。
A device of the type in which thermoelectrons are injected into a semiconductor can also be manufactured by using the configuration shown in FIG. It is also possible to make Josephson Junction (JJ) devices by using a superconductor such as Nb as the specific conductor.

本発明の絶縁超薄膜を含んだ電気・電子デバイスの他の
例としては、絶縁超薄膜/特定の導電体(以下、IMとい
う)構造のデバイスがあげられ、第4図に該IM構造デバ
イスが模式的に表わされている。このIM構造デバイスは
もっとも単純な構造を有しており、特定の導電体(2)
の上に絶縁膜として本発明の絶縁超薄膜(1)を形成す
ることによりえられる。なお、(3)は絶縁基板であ
る。
Another example of the electric / electronic device including the insulating ultrathin film of the present invention is a device having an insulating ultrathin film / specific conductor (hereinafter referred to as IM) structure, and the IM structure device is shown in FIG. It is represented schematically. This IM structure device has the simplest structure, and the specific conductor (2)
It can be obtained by forming the insulating ultrathin film (1) of the present invention as an insulating film on. In addition, (3) is an insulating substrate.

別の応用例として、第5図に示すように絶縁基板(3)
上に設けられた独立した2つの特定の導電体電極(2a)
上に本発明の絶縁超薄膜(1)を形成することにより、
湿度、ガスなどのセンサーとして用いることもできる。
As another application example, an insulating substrate (3) as shown in FIG.
Two independent specific conductor electrodes (2a) on top
By forming the insulating ultrathin film (1) of the present invention on the above,
It can also be used as a sensor for humidity and gas.

さらに、第6図に示されるデバイスにおいては、半導体
薄膜(5)と金属電極(2b)とが、特定の導電体電極
(2a)が設けられた絶縁基板(3)上の絶縁超薄膜
(1)の上に形成されている。このように本発明の絶縁
超薄膜上に半導体薄膜が形成されるばあいには、形成時
の熱が絶縁超薄膜の耐熱性をこえると望ましくないが、
本発明の絶縁超薄膜はLB膜の材質を選択すれば、400℃
の耐熱性を有するので形成温度が400℃以下、好ましく
は200〜300℃程度であるアモルファスシリコンやZnS:M
n、ZnSe:Mn、ZnS:TbF3などは充分堆積させることができ
るし、その他の半導体に関しても低温形成技術が進んで
いるので、今後、多くの半導体が使えるようになるもの
と期待される。
Further, in the device shown in FIG. 6, the semiconductor thin film (5) and the metal electrode (2b) are the insulating ultrathin film (1) on the insulating substrate (3) provided with the specific conductor electrode (2a). A) is formed on. Thus, when a semiconductor thin film is formed on the insulating ultrathin film of the present invention, it is not desirable that the heat during formation exceeds the heat resistance of the insulating ultrathin film,
The insulating ultra-thin film of the present invention is 400 ° C if the material of the LB film is selected.
Since it has heat resistance of amorphous silicon or ZnS: M whose formation temperature is 400 ° C or less, preferably about 200 to 300 ° C.
Since n, ZnSe: Mn, ZnS: TbF 3, etc. can be sufficiently deposited, and low-temperature forming technology for other semiconductors has been advanced, it is expected that many semiconductors will be usable in the future.

前記半導体薄膜の形成に用いられる方法としては、分子
線エピタキシ法(MBE)、有機金属気相成長法(MOCV
D)、原子層エピタキシ法(ALE)、蒸着法、スパッタ
法、スプレーパイロリシス法、塗布法など、通常半導体
薄膜を作製するのに用いられる方法をあげることがで
き、特別な限定はない。
The methods used to form the semiconductor thin film include molecular beam epitaxy (MBE) and metal organic chemical vapor deposition (MOCV).
D), atomic layer epitaxy method (ALE), vapor deposition method, sputtering method, spray pyrolysis method, coating method and the like, which are usually used for producing a semiconductor thin film, can be mentioned without any particular limitation.

以下、本発明の絶縁超薄膜を実施例にもとづきさらに詳
細に説明する。
Hereinafter, the insulating ultrathin film of the present invention will be described in more detail based on examples.

実施例1および比較例1 基板であるNA-40ガラス(保谷ガラス(株)製)上に特
定の導電体膜として形成したITOを3mmのストライプにな
るようにエッチングしたのち、アルゴンガス圧力3×10
-3torr、酸素ガス圧力1×10-4torr、パワー130Wの条件
で酸化ケイ素ターゲットを使用してスパッター法により
厚さ約100Åの酸化ケイ素膜を形成した。この上に、LB
膜としてステアリン酸カドミウム塩を表面圧25dyn/cm、
累積速度30mm/min、水温20℃、pH6.2の条件下、垂直浸
漬法で11層累積した。累積比は1で、良好なY型膜がえ
られた。
Example 1 and Comparative Example 1 ITO formed as a specific conductor film on a substrate of NA-40 glass (manufactured by Hoya Glass Co., Ltd.) was etched into a stripe of 3 mm, and then argon gas pressure was set to 3 ×. Ten
A silicon oxide film having a thickness of about 100 Å was formed by a sputtering method using a silicon oxide target under the conditions of -3 torr, oxygen gas pressure of 1 x 10 -4 torr and power of 130W. On this, LB
Cadmium stearate as a film, surface pressure 25 dyn / cm,
Eleven layers were accumulated by the vertical immersion method under the conditions of a cumulative speed of 30 mm / min, a water temperature of 20 ° C. and a pH of 6.2. The cumulative ratio was 1, and a good Y-type film was obtained.

電気特性を測定するため上部電極としてアルミニウムを
ITOストライプと直交するように1mm巾で蒸着してサンプ
ルとした。
Aluminum is used as the upper electrode to measure electrical properties
A sample was vapor-deposited with a width of 1 mm so as to be orthogonal to the ITO stripes.

絶縁超薄膜の厚さ350Åを用いて算出した体積抵抗率お
よび絶縁破壊強度はそれぞれ5×1014Ω・cmおよび1×
106V/cm以上であった。
The volume resistivity and dielectric breakdown strength calculated using an insulating ultrathin film thickness of 350Å are 5 × 10 14 Ω · cm and 1 ×, respectively.
It was 10 6 V / cm or more.

酸化ケイ素膜を形成しなかった以外は実施例1と同様に
して作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強度
は、それぞれ1×1012Ω・cmおよび1×106V/cm以上で
あった。
The ultrathin film produced in the same manner as in Example 1 except that the silicon oxide film was not formed had a volume resistivity and a dielectric breakdown strength of 1 × 10 12 Ω · cm and 1 × 10 6 V / cm or more, respectively. It was

これらの測定結果からわかるように、酸化ケイ素膜を形
成することにより体積抵抗率が2桁改善された。
As can be seen from these measurement results, the volume resistivity was improved by two orders of magnitude by forming the silicon oxide film.

実施例2および比較例2 NA-40ガラス上に形成したITOを3mmのストライプになる
ようにエッチングしたのち、金属酸化物を形成するため
にアルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソ
プロピレートの2wt%溶液を回転数5000rpmでスピンコー
トし、350℃で15分間熱処理した。えられた酸化アルミ
ニウム膜の厚さは約50Åであった。
Example 2 and Comparative Example 2 ITO formed on NA-40 glass was etched into a stripe of 3 mm, and then a 2 wt% solution of aluminum monoethylacetoacetate diisopropylate was spun to form a metal oxide. It was spin-coated at several 5000 rpm and heat-treated at 350 ° C. for 15 minutes. The thickness of the obtained aluminum oxide film was about 50Å.

一方、ピロメリット酸ジ無水物2.18g(0.01モル)とス
テアリルアルコール5.40g(0.02モル)とをフラスコ
中、乾燥チッ素気流下、約100℃で3時間反応させた。
On the other hand, 2.18 g (0.01 mol) of pyromellitic dianhydride and 5.40 g (0.02 mol) of stearyl alcohol were reacted in a flask under a dry nitrogen stream at about 100 ° C. for 3 hours.

えられた反応物をヘキサメチルホスファミド40ccに溶解
し、0〜5℃に冷却してチオニルクロライド2.38gを約
5℃で滴下し、滴下後約5℃で1時間保持し、反応を終
了させた。
The obtained reaction product is dissolved in 40 cc of hexamethylphosphamide, cooled to 0 to 5 ° C, 2.38 g of thionyl chloride is added dropwise at about 5 ° C, and after the addition, it is kept at about 5 ° C for 1 hour to complete the reaction. Let

そののちジメチルアセトアミド50ccに溶解させたジアミ
ノジフェニルエーテル2g(0.01モル)を0〜5℃で滴下
し、滴下後約1時間反応させたのち、反応液を蒸溜水60
0cc中に注いで反応生成物を析出させた。析出物を濾過
し、約40℃で減圧乾燥して約9gの淡黄色粉末をえた。
After that, 2 g (0.01 mol) of diaminodiphenyl ether dissolved in 50 cc of dimethylacetamide was added dropwise at 0 to 5 ° C., and after reacting for about 1 hour after addition, the reaction liquid was distilled water 60
The reaction product was deposited by pouring into 0 cc. The precipitate was filtered and dried under reduced pressure at about 40 ° C. to obtain about 9 g of a pale yellow powder.

えられた粉末について1Rスペクトル分析法、熱分析法
(TGA-DTA)、GPC法による分子量測定を行なった結果、
分子量約5万の目的のジステアリルポリアミド酸エステ
ルがえられていることがわかった。
The obtained powder was subjected to molecular weight measurement by 1R spectrum analysis method, thermal analysis method (TGA-DTA) and GPC method,
It was found that the desired distearyl polyamic acid ester having a molecular weight of about 50,000 was obtained.

えられた粉末とステアリルアルコールとを、モル比で1/
1となるように、蒸溜したクロロホルム/ジメチルアセ
トアミド=8/2(容量比)の混合溶媒中に溶解して25ml
の溶液にしたLB膜用展開液を調製した。
The obtained powder and stearyl alcohol are 1 / molar.
Dissolve in a mixed solvent of distilled chloroform / dimethylacetamide = 8/2 (volume ratio) so that it becomes 1, 25 ml
A developing solution for LB film, which was made into the solution of 1., was prepared.

えられた展開液を用いて20℃の再蒸溜水上に単分子膜を
形成させ、表面圧を約25dyn/cmに保って累積速度10mm/m
inの垂直浸漬法で前述の酸化アルミニウム薄膜が形成さ
れたITO-ガラス基板上に21層累積させた。累積比は1
で、良好なY型膜がえられた。そののち、累積膜を400
℃で1時間加熱し、イミド化反応を進行させた。
A monomolecular film was formed on the re-distilled water at 20 ℃ using the obtained developing solution, the surface pressure was kept at about 25 dyn / cm, and the cumulative velocity was 10 mm / m.
Twenty-one layers were accumulated on the ITO-glass substrate on which the aluminum oxide thin film was formed by the in-vertical dipping method. Cumulative ratio is 1
Thus, a good Y-type film was obtained. After that, the accumulated film is 400
The mixture was heated at 0 ° C for 1 hour to promote the imidization reaction.

電気特性を測定するため、上部電極としてアルミニウム
をITOストライブと直交するように1mm巾で蒸着し、サン
プルとした。
In order to measure the electrical characteristics, aluminum was vapor-deposited in a width of 1 mm as an upper electrode so as to be orthogonal to the ITO stripes and used as a sample.

絶縁超薄膜の厚さ150Åを用いて算出した体積抵抗率お
よび絶縁破壊強度はそれぞれ2×1015Ω・cm〜4×1015
Ω・cmおよび5×106V/cm以上であった。
The volume resistivity and dielectric breakdown strength calculated using a thickness of 150 Å of the insulating ultra-thin film are 2 × 10 15 Ω ・ cm to 4 × 10 15 respectively.
Ω · cm and 5 × 10 6 V / cm or more.

酸化アルミニウムを形成しなかった以外は実施例2と同
様にして作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強
度はそれぞれ2×1013Ω・cmおよび1×106V/cm以上で
あり、酸化アルミニウム薄膜を形成することによって体
積抵抗率が2桁改善されていた。
The ultrathin film produced in the same manner as in Example 2 except that aluminum oxide was not formed had a volume resistivity and a dielectric breakdown strength of 2 × 10 13 Ω · cm and 1 × 10 6 V / cm or more, respectively. The volume resistivity was improved by two orders of magnitude by forming an aluminum thin film.

実施例3および比較例3 ITOが形成されたガラス基板のかわりに、Au、Crをガラ
スに蒸着したものを基板として用いたほかは実施例1お
よび比較例1とそれぞれ同様にして検討を行なった。電
気特性の測定の結果、酸化ケイ素を形成することによっ
て1〜2桁の体積抵抗率の改善がみられた。
Example 3 and Comparative Example 3 Examination was conducted in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that a glass substrate on which Au and Cr were deposited was used instead of the glass substrate on which ITO was formed. . As a result of measuring the electrical properties, the formation of silicon oxide showed an improvement in the volume resistivity of 1 to 2 digits.

[発明の効果] 本発明により、表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在し
ない導電体上にも、良好な絶縁特性をもった超薄膜を形
成することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to form an ultrathin film having good insulating properties even on a conductor on the surface of which substantially no insulating oxide is present.

【図面の簡単な説明】 第1図〜第3図は本発明の絶縁超薄膜を用いたMIM構造
のデバイスの代表例に関する説明図、第4図は本発明の
絶縁超薄膜を用いたIM構造のデバイスの一例に関する説
明図、第5図は本発明の絶縁超薄膜を用いた別のデバイ
スに関する説明図、第6図は本発明の絶縁超薄膜を用い
たさらに別のデバイスに関する説明図である。 (図面の主要符号) (1):絶縁超薄膜 (2):特定の導電体
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 3 are explanatory views of a typical example of a device having a MIM structure using an insulating ultrathin film of the present invention, and FIG. 4 is an IM structure using an insulating ultrathin film of the present invention. 5 is an explanatory view of an example of the device of FIG. 5, FIG. 5 is an explanatory view of another device using the insulating ultrathin film of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory view of still another device of the present invention including the insulating ultrathin film. . (Main symbols in the drawings) (1): Ultra-thin insulating film (2): Specific conductor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Au、Ag、Crまたは透明導電体からなる導電
体上に形成された絶縁超薄膜であって、導電体表面の少
なくとも一部を覆うように設けられた厚さ10〜500Å
の、前記導電体を構成する金属自体と異なる金属の金属
酸化物膜およびラングミュア・ブロジェット膜がこの順
序で積層されてなる絶縁超薄膜。
1. An insulating ultrathin film formed on a conductor made of Au, Ag, Cr or a transparent conductor, and having a thickness of 10 to 500Å provided so as to cover at least a part of the surface of the conductor.
2. An insulating ultrathin film in which a metal oxide film of a metal different from the metal itself constituting the conductor and a Langmuir-Blodgett film are laminated in this order.
【請求項2】前記金属酸化物膜が酸化ケイ素または酸化
アルミニウムの膜である請求項1記載の絶縁超薄膜。
2. The insulating ultra-thin film according to claim 1, wherein the metal oxide film is a film of silicon oxide or aluminum oxide.
【請求項3】前記金属酸化物膜の厚さが10〜200Åであ
る請求項1記載の絶縁超薄膜。
3. The insulating ultrathin film according to claim 1, wherein the metal oxide film has a thickness of 10 to 200Å.
【請求項4】ラングミュア・ブロジェット膜が、ラング
ミュア・ブロジェット法で累積可能なように修飾された
高分子化合物をラングミュア・ブロジェット法により累
積せしめられた膜である請求項1記載の絶縁超薄膜。
4. The insulating superstructure according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett film is a film obtained by accumulating by a Langmuir-Blodgett method a polymer compound modified so that it can be accumulated by the Langmuir-Blodgett method. Thin film.
【請求項5】ラングミュア・ブロジェット膜が、5員環
または6員環となる前駆体構造を有する高分子化合物を
累積したのち環構造を形成させた膜である請求項1記載
の絶縁超薄膜。
5. The insulating ultrathin film according to claim 1, wherein the Langmuir-Blodgett film is a film formed by accumulating a polymer compound having a precursor structure of a 5-membered ring or a 6-membered ring and then forming a ring structure. .
JP63005572A 1988-01-13 1988-01-13 Insulating ultra-thin film Expired - Lifetime JPH0696116B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63005572A JPH0696116B2 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Insulating ultra-thin film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63005572A JPH0696116B2 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Insulating ultra-thin film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01186503A JPH01186503A (en) 1989-07-26
JPH0696116B2 true JPH0696116B2 (en) 1994-11-30

Family

ID=11614933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63005572A Expired - Lifetime JPH0696116B2 (en) 1988-01-13 1988-01-13 Insulating ultra-thin film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0696116B2 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62572A (en) * 1985-06-26 1987-01-06 Seizo Miyata Thin film of fluoroorganic substance
JPS62229722A (en) * 1986-03-31 1987-10-08 ナイルス部品株式会社 Thin film insulator structure

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01186503A (en) 1989-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4304033B2 (en) Organic gate insulating film and organic thin film transistor using the same
KR100303934B1 (en) Thin-film field-effect transistor with organic semiconductor requiring low operating voltages
US5072262A (en) Electric-electronic device including polyimide thin film
KR100995451B1 (en) Organic Thin Film Transistor comprising Gate Insulator having Multi-layered Structure
US8614437B2 (en) Organic underlayers that improve the performance of organic semiconductors
US5946551A (en) Fabrication of thin film effect transistor comprising an organic semiconductor and chemical solution deposited metal oxide gate dielectric
US7776646B2 (en) Organic field-effect transistor and method of making same based on polymerizable self-assembled monolayers
US8222073B2 (en) Fabricating TFT having fluorocarbon-containing layer
US4839219A (en) Thin film and device having the same
JP2002110999A (en) Transistor and manufacturing method therefor
Minakata et al. Electrical properties of highly ordered and amorphous thin films of pentacene doped with iodine
EP1542241B1 (en) Composition for forming organic insulating film and organic insulating film formed from the same
JPH0626704B2 (en) Ultra thin film with improved adhesion to substrate and its manufacturing method
EP0247358A2 (en) Copolymeric and amphiphilic and polyimide precursor, process for preparing the same and thin film
JPH0696116B2 (en) Insulating ultra-thin film
KR102028437B1 (en) Surface treatment of Organic insulator and organic thin-film transistor using the same
JPH03138809A (en) Super thin insulator film
JPS63126578A (en) Composite parts including thin film
JPH0671575B2 (en) Thin film
JPH0749110B2 (en) Composite article including polyimide precursor thin film
JPH058094B2 (en)
KR20150048034A (en) Polymer compound for forming organic gate insulator of thin-film transistor and thin-film transistor using the same
JP2694530B2 (en) Switching element and manufacturing method thereof
JPS62232168A (en) Electric/electronic device including heat resisting polyimide thin film
JPH0581921A (en) Electric conductive organic thin film