JPS61291070A - 成膜方法 - Google Patents
成膜方法Info
- Publication number
- JPS61291070A JPS61291070A JP12916685A JP12916685A JPS61291070A JP S61291070 A JPS61291070 A JP S61291070A JP 12916685 A JP12916685 A JP 12916685A JP 12916685 A JP12916685 A JP 12916685A JP S61291070 A JPS61291070 A JP S61291070A
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- JP
- Japan
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- film
- frame
- monomolecular
- membrane
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、半導体技術分野並びに光学技術分野等に於る
デバイスの主要な構成要素である有機薄膜の成膜方法に
関し、特に単分子累積法により、基板上に上記有機薄膜
を形成する成膜方法に関する。
デバイスの主要な構成要素である有機薄膜の成膜方法に
関し、特に単分子累積法により、基板上に上記有機薄膜
を形成する成膜方法に関する。
［開示の概要］
本明細書及び図面は、成膜用分子群を水面」二に展開し
、水面に水平に保持された基板を上下移動することによ
って、水面上の単分子膜を移しとる水平付着法による成
膜方法において、該分子群を枠によって区切ることによ
り、中分子膜の基板端への折り返しのない有機薄膜を成
膜する技術を開示するものである。
、水面に水平に保持された基板を上下移動することによ
って、水面上の単分子膜を移しとる水平付着法による成
膜方法において、該分子群を枠によって区切ることによ
り、中分子膜の基板端への折り返しのない有機薄膜を成
膜する技術を開示するものである。
し従来の技術］
従来、半導体技術分野並びに光学技術分野に於る素材利
用はもっば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と
なっている。
用はもっば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と
なっている。
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。有機材料の利点として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も次から次へと生まれてい
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に
なう部分（トとして薄膜部分）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、ばては１個の有機分子に論理素子やメモリー素子等
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・チップス）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。
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。有機材料の利点として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も次から次へと生まれてい
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に
なう部分（トとして薄膜部分）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、ばては１個の有機分子に論理素子やメモリー素子等
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・チップス）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。
このようなデバイスの主要な構成要素である有機薄膜は
単分子累積法を用いて作製される。単分子累積法（別名
ラングミュア・プロジェット法、ＬＢ法）とは、親木基
・疎水基をもった分子の親木性、疎水性を利用して秩序
よく水の」二に展開して中分子膜を形成した後、これを
基板表面に移しとる方法で、基板」−に中分子膜あるい
は中分子を積層した中分子累積膜（これらをＬＢ膜とい
う）の形成が可能である。
単分子累積法を用いて作製される。単分子累積法（別名
ラングミュア・プロジェット法、ＬＢ法）とは、親木基
・疎水基をもった分子の親木性、疎水性を利用して秩序
よく水の」二に展開して中分子膜を形成した後、これを
基板表面に移しとる方法で、基板」−に中分子膜あるい
は中分子を積層した中分子累積膜（これらをＬＢ膜とい
う）の形成が可能である。
従来この種の装置は、第２図に示すように浅くて広い角
型の水槽ｌの内側に仕切２が水平に水面３を仕切るよう
に置かれている。仕切２は二次元シリンダとして機能し
、仕切２の内側には方形の浮子４が浮かべられ、浮子４
の幅は仕切２の内＝ｊ−より僅かに狭く造ってあり、−
次元ピストンとして左右に滑らかに移動できるようにな
っている。
型の水槽ｌの内側に仕切２が水平に水面３を仕切るよう
に置かれている。仕切２は二次元シリンダとして機能し
、仕切２の内側には方形の浮子４が浮かべられ、浮子４
の幅は仕切２の内＝ｊ−より僅かに狭く造ってあり、−
次元ピストンとして左右に滑らかに移動できるようにな
っている。
浮子４を左右に移動させるためにワイヤー５を介して浮
子４はモーターなどを利用した巻き取り装置６と結ばれ
ている。
子４はモーターなどを利用した巻き取り装置６と結ばれ
ている。
単分子膜の形成の際には、膜の構成物質をベンゼン、ク
ロロホルム等の揮発性溶媒に溶かし、水面３］二に滴下
する。溶媒が揮発した後には、二次元系の挙動を示す単
分子膜が水面３−にに残される。分子の面密度が低い時
は、二次元気体の気体膜と呼ばれる。浮子４を右方向へ
移動することで中分子が展開する水面３の広がりを縮め
て面密度を増加して行くと、分子間の相互作用が強まり
、二次元液体の液体膜を経て、二次元固体膜へと変化す
る。この固体膜になると分子の配列配向はきれいにそろ
い、半導体を構成する材料に要求される高度の秩序性及
び均一な超薄膜性を持つにいたる。
ロロホルム等の揮発性溶媒に溶かし、水面３］二に滴下
する。溶媒が揮発した後には、二次元系の挙動を示す単
分子膜が水面３−にに残される。分子の面密度が低い時
は、二次元気体の気体膜と呼ばれる。浮子４を右方向へ
移動することで中分子が展開する水面３の広がりを縮め
て面密度を増加して行くと、分子間の相互作用が強まり
、二次元液体の液体膜を経て、二次元固体膜へと変化す
る。この固体膜になると分子の配列配向はきれいにそろ
い、半導体を構成する材料に要求される高度の秩序性及
び均一な超薄膜性を持つにいたる。
中分子膜を水面３ Ｊ−から基板７表面−Ｌに移し取る
方法として、水面３上の単分子膜に累積操作に好適な一
定の表面圧をかけながら、基板ホルタ−８に取付けた基
板７を垂直方向 に上下することにより中分子膜を移し
とる垂直浸漬法がある。この方法では、第３図（ａ）の
ように浸漬時だけ中分子膜１０が付着するＸ型、第３図
（ｂ）のように浸漬時にも引き上げ時にも単分子膜１０
が付着するＹ型、第３図（Ｃ）のように引き−Ｌげ時の
み単分子膜１０が付着するＸ型の３種類がある。なお、
第３図の分子にて、１１は親木性部分、１２は疎水性部
分である。
方法として、水面３上の単分子膜に累積操作に好適な一
定の表面圧をかけながら、基板ホルタ−８に取付けた基
板７を垂直方向 に上下することにより中分子膜を移し
とる垂直浸漬法がある。この方法では、第３図（ａ）の
ように浸漬時だけ中分子膜１０が付着するＸ型、第３図
（ｂ）のように浸漬時にも引き上げ時にも単分子膜１０
が付着するＹ型、第３図（Ｃ）のように引き−Ｌげ時の
み単分子膜１０が付着するＸ型の３種類がある。なお、
第３図の分子にて、１１は親木性部分、１２は疎水性部
分である。
また、別の方法として、基板の単分子付着面を水平に保
ちつつこの基板を上下移動し、水面りの単分子膜を移し
とる水平付着法がある。この水平付着法では、水面−Ｌ
の単分子膜の配向状態をそのまま基板−１−に移しとる
ことができると考えられ、基板を上方より単分子膜に近
づけるとＸ型膜、基板を水中から近づけるとＸ型を形成
できる。また、垂直浸漬法では映信けを行なえない低い
表面圧力でも累積を行なえる。
ちつつこの基板を上下移動し、水面りの単分子膜を移し
とる水平付着法がある。この水平付着法では、水面−Ｌ
の単分子膜の配向状態をそのまま基板−１−に移しとる
ことができると考えられ、基板を上方より単分子膜に近
づけるとＸ型膜、基板を水中から近づけるとＸ型を形成
できる。また、垂直浸漬法では映信けを行なえない低い
表面圧力でも累積を行なえる。
［発明が解決しようとする問題点」
従来の成膜方法は、前述の垂直浸漬法を適用した装置で
行なわれており、水平４４着法はあまり行なわれていな
い。
行なわれており、水平４４着法はあまり行なわれていな
い。
垂直浸漬法は、単分子膜の累積の際に重力等の影響で単
分子膜がずり落ちるなど膜の流動が生じ、累積膜の配向
状態が変化するという問題があった。また、膜付は速度
が数ＩＩｍ−ｃｍ／ｌ１ｉｎと遅く、大面積の成膜には
不向きであった。
分子膜がずり落ちるなど膜の流動が生じ、累積膜の配向
状態が変化するという問題があった。また、膜付は速度
が数ＩＩｍ−ｃｍ／ｌ１ｉｎと遅く、大面積の成膜には
不向きであった。
これに対し、水平付着法では、液面りの単分子膜の配向
状態をそのまま基板−１−に移しとることができる。ま
た、垂直浸漬法では膜付けを行なえないような低い表面
圧力のもとでも累積ができるという利点をもっている。
状態をそのまま基板−１−に移しとることができる。ま
た、垂直浸漬法では膜付けを行なえないような低い表面
圧力のもとでも累積ができるという利点をもっている。
しかしながら、この水平付着法では膜を付着した後の基
板の引き−ｈげ時に液の基板成膜面への回込みが起こり
、基板端において膜が２層付くなど、きれいな膜を作製
することができないなどの問題があり、従来、垂直浸漬
法で成膜が行なわれている。
板の引き−ｈげ時に液の基板成膜面への回込みが起こり
、基板端において膜が２層付くなど、きれいな膜を作製
することができないなどの問題があり、従来、垂直浸漬
法で成膜が行なわれている。
本発明は、上述のような従来方法の問題点に鑑みてなさ
れたもので、中分子膜の基板端への折り返しなどを防ぎ
、従来方法ではできなかった水平付着法を実施できるよ
うにし、膜付けの効率を向１−する方法を提案するもの
である。
れたもので、中分子膜の基板端への折り返しなどを防ぎ
、従来方法ではできなかった水平付着法を実施できるよ
うにし、膜付けの効率を向１−する方法を提案するもの
である。
Ｌ問題点を解決するための手段］
本発明は、水面−Ｉ−に展開された成膜用分子群を、基
板−１−に単分子膜あるいはその累積膜として移しとる
成膜方法であり、該分子群を枠を用いて区切ることを特
徴とする成膜方法である。
板−１−に単分子膜あるいはその累積膜として移しとる
成膜方法であり、該分子群を枠を用いて区切ることを特
徴とする成膜方法である。
第１図に本発明の成膜方法の一例を模式図として示す。
任意の表面圧力に加圧された単分子膜１０の」一方に枠
１３及び水平に保持された基板７を設置する（第１図ａ
）。枠１３を降ろし、申分子−膜１０を基板７に合わせ
て区切る（第１図ｂ）。この状態で枠１３の内側に合わ
せて基板７を降ろし、中分子膜ＩＯを付着させる（第１
図Ｃ）。基板７を上げ、単分子膜１０を完全に基板７−
Ｌ、へ移しとる（第１図ｄ）。枠１３を上げて膜付けの
工程が完了する（第１図ｅ）。
１３及び水平に保持された基板７を設置する（第１図ａ
）。枠１３を降ろし、申分子−膜１０を基板７に合わせ
て区切る（第１図ｂ）。この状態で枠１３の内側に合わ
せて基板７を降ろし、中分子膜ＩＯを付着させる（第１
図Ｃ）。基板７を上げ、単分子膜１０を完全に基板７−
Ｌ、へ移しとる（第１図ｄ）。枠１３を上げて膜付けの
工程が完了する（第１図ｅ）。
このように、基板を水平に保ちつつ上下し、膜を基板」
二に移しとるとき、枠を設けることにより、単分子膜の
基板端への折り返しなどを防ぐことができ、きれいな膜
を基板上に製作できる。
二に移しとるとき、枠を設けることにより、単分子膜の
基板端への折り返しなどを防ぐことができ、きれいな膜
を基板上に製作できる。
上記の例では、基板及び枠を単分子膜上方より近づけ、
膜を移しとるＸ型膜の製作を説明したが、逆の方向で基
板及び枠を液中より単分子膜に近づけることで２型膜の
製作を行なえる。また、枠を液中から、基板を上方から
という位置関係、更にその逆も可能である。また、基板
および枠が−４−下する例をあげたが、膜と基板、枠が
付着する動きをすれば良いのであって、水面が上下して
も良い。また、基板は水平でなくとも斜めに保持された
場合にも適用できる。
膜を移しとるＸ型膜の製作を説明したが、逆の方向で基
板及び枠を液中より単分子膜に近づけることで２型膜の
製作を行なえる。また、枠を液中から、基板を上方から
という位置関係、更にその逆も可能である。また、基板
および枠が−４−下する例をあげたが、膜と基板、枠が
付着する動きをすれば良いのであって、水面が上下して
も良い。また、基板は水平でなくとも斜めに保持された
場合にも適用できる。
このような方法は、膜付けがほとんど瞬時に行なわれ、
垂直浸漬法の膜付は速度数ＩＩＩＩ−ＣＩｌ／ｌ１ｉｎ
を考えると、膜製作において効率に大きな差が出てくる
。また、大面積の基板に一度で膜付けができる効果もあ
る。
垂直浸漬法の膜付は速度数ＩＩＩＩ−ＣＩｌ／ｌ１ｉｎ
を考えると、膜製作において効率に大きな差が出てくる
。また、大面積の基板に一度で膜付けができる効果もあ
る。
［作 用１
枠によって水面を区切ることにより、水面−１−に展開
している成膜用分子群は基板とほぼ同じ面積に切断され
る。この枠内で基板を上記切断された分子群に接触させ
、基板に単分子膜を付着させることにより、基板の引き
あげ時におこる単分子膜の基板端への折り返しを防ぐこ
とができる。
している成膜用分子群は基板とほぼ同じ面積に切断され
る。この枠内で基板を上記切断された分子群に接触させ
、基板に単分子膜を付着させることにより、基板の引き
あげ時におこる単分子膜の基板端への折り返しを防ぐこ
とができる。
［実施例］
本発明の実施例を第４図に示す。３は成膜用分子群を展
開した水面、７は膜を付ける基板、８ｂは基板７を水平
に保持するための基板ホルダー、１３は液面３−１−の
単分子膜を区切る枠である。
開した水面、７は膜を付ける基板、８ｂは基板７を水平
に保持するための基板ホルダー、１３は液面３−１−の
単分子膜を区切る枠である。
任意の表面圧力を加えた単分子膜３を枠１３で区切り、
この枠の中に基板７を水平に陣ろし、単分子膜を基板７
に移しとる。この時、基板７を先に水面３上に降ろし、
次に枠１３を降ろしてもよいし、同時に降ろしても良い
。
この枠の中に基板７を水平に陣ろし、単分子膜を基板７
に移しとる。この時、基板７を先に水面３上に降ろし、
次に枠１３を降ろしてもよいし、同時に降ろしても良い
。
第５図は、本発明で累積膜を製作する時のｆ順例を示す
。水槽ｌの中の単分子膜が形成された水面３に基板７と
枠１３ａを降ろし、基板７」二に１層目を移しとる（第
４図ａ）。次に枠１３ａをそのまま残し、水槽中の残り
の単分子膜の部分に基板７と枠１３ｂを降ろし、２Ｍ目
を移しとり、更に枠１３ｃを用いて３層目を移しとる。
。水槽ｌの中の単分子膜が形成された水面３に基板７と
枠１３ａを降ろし、基板７」二に１層目を移しとる（第
４図ａ）。次に枠１３ａをそのまま残し、水槽中の残り
の単分子膜の部分に基板７と枠１３ｂを降ろし、２Ｍ目
を移しとり、更に枠１３ｃを用いて３層目を移しとる。
これをくりかえすことにより、基板７１にＸ型膜の累積
が行える。
が行える。
この方法は、液面」二の単分子膜の表面圧力を変化させ
ずに累積が行なえる。液面上に残す枠は、液面上を浮い
て可動するものでも良い。
ずに累積が行なえる。液面上に残す枠は、液面上を浮い
て可動するものでも良い。
［発明の効果１
以上説明したように、液面上の単分子膜を基板］−に移
しとる際、移しとるべき単分子膜の部分を囲う枠を設け
、水平に保持された基板を切りとられた膜に接触するこ
とにより、折り返しのない配向状態に乱れのない単分子
膜またはその累積膜を基板」二に容易に効率よく形成で
きる。
しとる際、移しとるべき単分子膜の部分を囲う枠を設け
、水平に保持された基板を切りとられた膜に接触するこ
とにより、折り返しのない配向状態に乱れのない単分子
膜またはその累積膜を基板」二に容易に効率よく形成で
きる。
第１図は本発明の成膜方法の模式図、第２図は従来の成
膜装置の概要斜視図、第３図は中分子膜または累積１１
々の分子−配向から見た構造の分類図。 第４図は本発明の実施例の斜視図、第５図は本発明の実
施例の平面図である。 ｌ：水槽、２：仕切、３：水面、４：浮ｆ−１５：ワイ
ヤー、６：巻き取り装置、７：基板、８ａ、８ｂ：基板
ホルタ−１１０：巾分子膜、】】：親水性部分、１２：
疎水性部分、＋３． ＋３ａ 、 １３ｂ 、 １３
ｃ ：枠。
膜装置の概要斜視図、第３図は中分子膜または累積１１
々の分子−配向から見た構造の分類図。 第４図は本発明の実施例の斜視図、第５図は本発明の実
施例の平面図である。 ｌ：水槽、２：仕切、３：水面、４：浮ｆ−１５：ワイ
ヤー、６：巻き取り装置、７：基板、８ａ、８ｂ：基板
ホルタ−１１０：巾分子膜、】】：親水性部分、１２：
疎水性部分、＋３． ＋３ａ 、 １３ｂ 、 １３
ｃ ：枠。
Claims (1)
- 水面上に展開された成膜用分子群を、基板上に単分子膜
あるいはその累積膜として移し取る成膜方法であり、該
分子群を枠を用いて区切ることを特徴とする成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12916685A JPS61291070A (ja) | 1985-06-15 | 1985-06-15 | 成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12916685A JPS61291070A (ja) | 1985-06-15 | 1985-06-15 | 成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291070A true JPS61291070A (ja) | 1986-12-20 |
Family
ID=15002771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12916685A Pending JPS61291070A (ja) | 1985-06-15 | 1985-06-15 | 成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291070A (ja) |
-
1985
- 1985-06-15 JP JP12916685A patent/JPS61291070A/ja active Pending
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