(57)【要約】【課題】１００μｍ程度の微小な電子素子の接続、固定方法を提供する。【解決手段】基板１０１上に形成された親水性の金属電極１０３上に電子素子１００を配置した後に、撥水性領域１０２と電子素子１００に囲まれた親水性の金属電極１０３上に、グリセリンなどの第２液体１１３を塗布により配置し、加熱によって電子素子１００と親水性の金属電極１０３との接合を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの面に電極が形成されている電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法であって、
（１）前記基板上の撥水性領域に囲まれた親水性の金属電極上に、水を含む液体を配置する工程と、
（２）前記電子素子複数個と第１液体を含む素子分散液を、前記親水性金属電極に配置された前記水を含む液体に接触させ、前記電子素子の電極が形成されている面を前記基板側に向けた状態で、前記電子素子を、前記水を含む液体に移動させる工程と、
（３）前記水を含む液体と第１液体を乾燥させ、前記電子素子を前記親水性の金属電極上に配置する工程と、
（４）第２液体を、前記親水性の金属電極上に配置する工程と、
（５）前記基板を加熱する工程を含み、
前記親水性の金属電極は、第１領域と第２領域から構成されており、
前記第１領域の形状と、前記電子素子の電極が形成されている面の形状は等しく、かつ、
前記第２領域は前記第１領域から延びており、前記工程（３）では、前記電子素子を前記第１領域に配置し、前記工程（４）では、前記第２液体を前記第２領域に配置することを特徴とする、電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法。
【請求項２】
前記第２液体は、ヒドロキシル基を持つ溶媒または酸を少なくとも含む請求項１に記載の、電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法。
【請求項３】
前記第１液体は水を含まない液体である、請求項１に記載の電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法。
【請求項４】
前記第１液体が塩素系溶媒である、請求項１に記載の電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法。
【請求項５】
前記電子素子の表面の水を含む液体に対するぬれ性は、前記第１液体に対するぬれ性よりも高い、請求項１に記載の電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ディジタルカメラ等の電子機器の高機能化、高性能化、小型化が急速に進展している。この進展は高密度実装技術の発展に支えられており、なかでも表面実装技術の進展が目覚ましい。電子機器の小型化、薄型化、高機能化が進むにつれて、それらに実装されるコンデンサ、抵抗、トランジスタ、発光素子等の電子素子や基板の小型化が必要となっている。このため、この数年間で電子素子の大きさは、３．２ｍｍ×１．６ｍｍから０．４ｍｍ×０．２ｍｍまで小さくなった。今後更なる電子素子の小型化が進むと、従来の実装技術でこれらを実装することが困難になると予想される。
【０００３】
特許文献１には、従来の実装法では実装できないような微細な電子素子を実装する新しい方法が記述されている。特許文献１では、単結晶シリコンウェハ上に多数のトランジスタを予め作製した後、これらのトランジスタをシリコンウェハから切り出して液体に分散し、その液体を基板上に展開することによって、基板上にトランジスタに配置する方法を提案している。この方法を用いることで、結晶シリコンから構成される高性能なトランジスタをガラス基板上に形成できる。
【０００４】
特許文献１に記載された方法は、図８および図９に示されている。
【０００５】
図８（ａ）〜（ｄ）は特許文献１に記載された方法を順に示している。図８（ａ'）〜（ｄ'）は、それぞれ、図８（ａ）〜（ｄ）のＡ−Ａ、Ｂ―Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ線断面図である。なお、図８（ｃ'）と（ｃ''）は、同じ領域における、時間経過を示した線断面図であり、図８（ｃ'）の状態が時間経過とともに（ｃ''）の状態になることを示す。
【０００６】
図９（ａ）は、配置されるトランジスタ７１０の模式図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）で示すトランジスタ７１０の裏側から見た模式図である。図９（ｃ）は、親水性領域７０２の詳細模式図である。
【０００７】
図８（ａ）および図８（ａ’）に示されるように、まず、基板７０１の表面に、撥水性領域７０３に囲まれた複数の親水性領域７０２がマトリクス状に形成される。撥水性領域７０３を形成するには、例えば、ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3のようなフッ化炭素鎖、またはＣＨ3（ＣＨ2）17ＳｉＣｌ3のような炭化水素鎖を有するシランカップリング剤により、撥水性にしたい領域を化学修飾すればよい。特許文献１の記載事項により、当業者は、撥水性にしたい領域のみをシランカップリング剤で化学修飾することができる。
【０００８】
図９（ｃ）に示されるように、親水性領域７０２の内部およびその周辺には、第１電極８０６、第２電極８０７、および第３電極８０８が形成されている。第１電極８０６のうち、親水性領域７０２の内部に含まれる部分の表面は親水性である。この部分を、親水性第１電極８０６ｂと言う。第１電極８０６のうち、親水性領域７０２の周辺の部分の表面は撥水性である。この部分を、撥水性第１電極８０６ａという。第２電極８０７および第３電極８０８に関しても、同様である。
【０００９】
親水性領域７０２を形成するには、親水性の電極または親水性の基板を用いればよい。親水性の金属としては、ニッケル、アルミ、銅等を挙げることができる。親水性の基板としては、ガラス、表面に酸化膜が形成されたシリコン基板、ナイロン樹脂などを挙げることができる。また、金属または基板を酸素プラズマまたはオゾンに曝すことにより、これらの表面を親水性にすることができる。
【００１０】
次に、図８（ｂ）と（ｂ'）に示すように、第１スキージ７０４により水７０５を基板７０１上に塗布する。これにより、親水性領域７０２に水７０６が配置される。
【００１１】
その後、図８（ｃ）、（ｃ'）、（ｃ''）で示すように、親水性領域７０２に配置された水７０６が揮発する前に、第２スキージ７０８でトランジスタ分散液７０９を塗布する。トランジスタ分散液７０９には、複数のトランジスタ７１０がジクロロブタン７１１に分散されている。
【００１２】
ここで、トランジスタ７１０に関して詳細に説明する。
【００１３】
図９（ａ）に示されるように、トランジスタ７１０は直方体である。最も面積が大きい面の１つにゲート電極８０２、ソース電極８０３とドレイン電極８０４が形成されている。これらの電極８０２〜８０４が形成された面を、電極面８０１と言う。なお、一般的なトランジスタと同様、ソース電極８０３とドレイン電極８０４は同一機能を有する。すなわち、ソース電極８０４がドレイン電極として、ドレイン電極８０５がソース電極として用いられても良い。
【００１４】
電極面８０１の形状および大きさは、親水性領域７０２の形状および大きさと同一である。親水性第１電極８０６ｂ、親水性第２電極８０７ｂ、および親水性第３電極８０８ｂの形状および大きさは、それぞれ、ゲート電極８０２、ソース電極８０３、ドレイン電極８０４と同一である。なお、これらの電極の材料としては、パラジウムまたはニッケルが好ましい。最表面がパラジウムまたはニッケルである積層構造を有する電極も用いられ得る。
【００１５】
トランジスタ７１０の表面は、１−クロロエチルトリクロロシランで予め化学修飾されている。
【００１６】
このような複数のトランジスタ７１０がジクロロブタン７１１に分散されたトランジスタ分散液７０９を基板７０１上に塗布すると、図８（ｃ’）および図８（ｃ’’）に示されるように、トランジスタ７１０はジクロロブタン７１１から水７０６に移動する。これは、水７０５とジクロロブタン７１１は相溶性が無く、トランジスタ７１０表面が１−クロロエチルトリクロロシランで化学修飾されているためである。すなわち、この化学修飾により、水７０６に対するトランジスタ７１０の濡れ性は、ジクロロブタン７１１に対する濡れ性よりも高い。よって、トランジスタ７１０は、濡れ性が低いジクロロブタン７１１から濡れ性が高い水７０６に向けて移動する。なお、水７０５とジクロロブタン７１１は相溶性が無いため、水７０６上にジクロロブタン７１１が塗布されても、水７０６はそこに安定に留まる。
【００１７】
トランジスタ７１０が水７０６へ移動する際には、電極面８０１が親水性領域７０２に向き合う場合と、電極面８０１の裏側の面８０５が親水性領域７０２に向き合う場合の２通りが存在する。電極面８０１が親水性領域７０２に向き合う場合は、ゲート電極８０２、ソース電極８０３、およびドレイン電極８０４は、それぞれ、親水性第１電極８０６ｂ、親水性第２電極８０７ｂ、および親水性第３電極８０８ｂと接触する。このようにして、トランジスタ７０１の電極８０２〜８０４は、基板側の親水性電極８０６ｂ〜８０８ｂに物理的に接触することにより、電気的に接合される。
【００１８】
その後、図８（ｄ）および図８（ｄ'）で示すように、水７０６を揮発させる。
【特許文献１】特許第４１４９５０７号公報（特に図３４、図３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
特許文献１に記載されている従来の方法では、トランジスタ７０１の電極８０２〜８０４と、基板側の親水性電極８０６ｂ〜８０８ｂとの間の電気的な接合を、これらの電極間の物理的接触によって行っていた。
【００２０】
しかし、この方法では、トランジスタ７０１の電極８０２〜８０４と、基板側の親水性電極８０６ｂ〜８０８ｂとの間に少しでも隙間があると、これらの電極は電気的に接合されない。そのため、これらの電極の平滑度の管理や、これらの電極間にごみが入らないようにトランジスタ分散液中のゴミの管理などを厳重にする必要があり、歩留まり高くトランジスタを配置することが難しいという課題があった。
【００２１】
本発明の目的は、トランジスタに代表される電子素子を基板上の電極上に配置して電気的に接合する際に、電子素子の電極と基板上の電極との間を確実に電気的に接合する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の電子素子の実装方法は、
少なくとも一つの面に電極が形成されている電子素子を基板上に配置して電気的に接合する方法であって、
（１）前記基板上の撥水性領域に囲まれた親水性の金属電極上に、水を含む液体を配置する工程と、
（２）前記電子素子複数個と第１液体を含む素子分散液を、前記親水性金属電極に配置された前記水を含む液体に接触させ、前記電子素子の電極が形成されている面を前記基板側に向けた状態で、前記電子素子を、前記水を含む液体に移動させる工程と、
（３）前記水を含む液体と第１液体を乾燥させ、前記電子素子を前記親水性の金属電極上に配置する工程と、
（４）第２液体を、前記親水性の金属電極上に配置する工程と、
（５）前記基板を加熱する工程を含み、
前記親水性の金属電極は、第１領域と第２領域から構成されており、
前記第１領域の形状と、前記電子素子の電極が形成されている面の形状は等しく、かつ、
前記第２領域は前記第１領域から延びており、前記工程（３）では、前記電子素子を前記第１領域に配置し、前記工程（４）では、前記第２液体を前記第２領域に配置することで、電子素子を基板上に配置して電気的に接合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の方法によれば、基板面と向き合う側の電子素子の電極と基板上の電極間で電気的接合を確実に行うことができるので、複数個の電子素子を配置したデバイスを歩留まり高く作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。もちろんこの発明は以下の例によって制限されるものではない。以下の説明で用いる図では、図面内の寸法、寸法比率及び位置関係は必ずしも正確ではない。さらに、見やすいようにハッチングを省略する場合がある。また、以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【００２５】
図１は、本発明の方法によって基板上に電子素子を配置する工程１〜工程４を示した模式図である。
【００２６】
図２は、本発明の方法により配置する電子素子の模式図である。
【００２７】
図３は、親水性の金属電極を示す模式図である。
【００２８】
図４は、本発明の方法によって、基板上に第２液体を配置する工程４の別の方法を示した模式図である。
【００２９】
まず、配置する電子素子と基板の説明を行った後に、工程１〜工程５を詳細に説明する。
【００３０】
図２は、本発明の方法により配置するイメージング用センサ素子１００の模式図である。
【００３１】
ここで、イメージング用センサ素子１００に関して詳細に説明する。
【００３２】
図２に示すように、イメージング用センサ素子１００は直方体の形状をしている。
【００３３】
イメージング用センサ素子１００は例えば、シリコンフォトダイオードを用いることができる。イメージング用センサ素子１００はシリコンｎ型層２０１とシリコンｐ型層２０２、ＳｉＯ2からなる絶縁層２０３、カソード電極２０４、アノード電極２０５から構成されている。
【００３４】
カソード電極２０４の材料としては金、銀、スズ、ニッケル、銅等の単一元素のものや、スズ−銀−銅、スズ−ビスマス、スズ−インジウム等の合金が好ましい。また、２種類以上の金属が積層した構造でも良い。例えば、銅の上にスズもしくはスズ−銀−銅合金が積層された構造でも良い。
【００３５】
イメージング用センサ素子１００の表面は、特許文献１と同じ方法で１−クロロエチルトリクロロシランで予め化学修飾することができる。
【００３６】
図１（ａ）は、本実施の形態で用いる基板表面の模式図である。撥水性領域１０２に囲まれた親水性の金属電極１０３が基板１０１の表面に形成されている。
【００３７】
図３（ａ）は親水性の金属電極１０３の詳細模式図、図３（ｂ）は電子素子１００の模式図である。
【００３８】
図３（ａ）で示すように、基板１０１上に形成された親水性の金属電極１０３は、第１領域３０１と、第１領域３０１から延びた第２領域３０２とから構成されている。また、図３（ａ）で示すように、第１領域３０１を取り囲む長方形の長辺３０３の長さをＡL、短辺３０４の長さをＡSとする。さらに、第１領域３０１の長辺３０３と第２領域３０２との境界線３０５の長さをＢL、第１領域３０１の短辺３０４と第２領域３０２との境界線３０６の長さをＢSとする。また、第１領域３０１の長辺３０３、第１領域３０１の短辺３０４、境界線３０５、境界線３０６の中点をそれぞれＸ1、Ｘ2、Ｙ1、Ｙ2とする。
【００３９】
また、図３（ｂ）で示すように、電極が形成されている電子素子１００の面３０７を取り囲む長方形の長辺の長さＰLを、短辺の長さをＰSとする。
【００４０】
このとき、ＡL、ＡS、ＢL、ＢS、ＰS、ＰL、Ｘ1、Ｘ2、Ｙ1、Ｙ2には以下の（１）〜（３）の関係がある。
【００４１】
（１）ＰS＝ＡS  かつ  ＰL＝ＡL
（２）Ｂ1≦（１／２）ＡL  かつ  Ｂ2≦（１／２）ＡS
（３）Ｘ1とＹ1、Ｘ2とＹ2が同じ位置にある
また、本明細書において、表面が「撥水性」であるとは、この表面における純水の静的接触角が９０度以上の場合をいう。また、表面が「親水性」であるとは、この表面における純水の静的接触角が９０度未満である場合をいう。
【００４２】
本実施の形態で用いる親水性の金属電極１０３としては、スズ、銅、ニッケル、アルミ等の単一元素のものや、スズ−銀−銅、スズ−ビスマス、スズ−インジウム等の合金等を挙げることができる。また、２種類以上の金属が積層した構造でも良い。例えば、銅の上にスズもしくはスズ−銀−銅合金が積層された構造でも良い。
【００４３】
次に、本発明の工程１〜工程５を説明する。
【００４４】
（工程１）
工程１では、図１（ｂ）に示すように、第１スキージ１０４を矢印１０５の方向に動かすことで水１０６を基板１０１上に塗布する。これにより、親水性の金属電極１０３上に水１０６が配置される。
【００４５】
（工程２）
工程２では、図１（ｃ）に示すように親水性の金属電極１０３に配置された水１０６が揮発する前に、第２スキージ１０７を矢印１０８の方向に動かすことで電子素子分散液１０９を基板１０１上に塗布する。
【００４６】
電子素子分散液１０９は、電子素子１００および第１液体１１０から構成されている。ここで、第１液体１１０は、水１０６と相溶性の無い有機溶剤である。このような有機溶剤としては、塩素を含む有機溶剤が好ましい。塩素を含む有機溶剤としては、例えば、クロロホルム、クロロブタン、ジクロロブタン、クロロペンタン、ジクロロペンタン等を挙げることができる。
【００４７】
電子素子分散液１０９は、特許文献１と同じ方法であらかじめ作製することができるが、図１０を参照しながら説明する。
【００４８】
図１０（ａ）で示すように、基板１１０１上に、犠牲層１１０２を介して電子素子（ここでは、イメージング用センサ素子であるシリコンフォトダイオード）１００を形成する。
【００４９】
次に、図１０（ｂ）で示すように、犠牲層のエッチング液１１０３にこの基板１１０１を浸漬し、図１０（ｃ）のように犠牲層１１０２を除去することで、電子素子１００がエッチング液１１０３内に分散する。
【００５０】
続いて、基板１１０１をエッチング液１１０３から取り出す。これにより、図１０（ｄ）に示すように、電子素子１００が分散したエッチング液１１０３ができる。次に、電子素子１００が分散したエッチング液１１０３を孔径１μｍ程度のテフロン（登録商標）フィルターでろ過する。これにより、電子素子１００をテフロン（登録商標）フィルターに捕捉する。
【００５１】
次に、このテフロン（登録商標）フィルターを０．０１〜０．１ｖｏｌ％の化学修飾剤が溶解した有機溶剤に浸漬した後、この有機溶剤に超音波を印加する。これにより、電子素子１００がテフロン（登録商標）フィルターから外れて溶液に分散する。その後、この溶液を３０分〜１時間程度放置する。これにより、電子素子１００の表面が親水性になるように化学修飾される。この条件で化学修飾することによって、金属イオンが通過可能なピンホールが多数存在するシランカップリング剤の単分子膜またはポリマー膜が電子素子１００の表面に形成される。化学修飾剤としては、１−クロロエチルトリクロロシラン、２−クロロエチルトリクロロシランを用いることができる。
【００５２】
最後に、電子素子１００が分散した有機溶剤を、例えば、孔径１μｍ程度のテフロン（登録商標）フィルターでろ過して、表面が化学修飾された電子素子１００を回収する。そして、回収した電子素子１００を第１液体１１０に分散する。
【００５３】
このようにして化学修飾された電子素子１００の表面２０４は、第１液体１１０よりも水１０６に対して高い濡れ性を有する。
【００５４】
この濡れ性が相違することにより、水１０６に近づいた電子素子１００は第１液体１１０から水１０６に移動する。
【００５５】
（工程３）
工程３では、塗布した水１０６と第１液体１１０を乾燥する。
【００５６】
図１（ｄ）と（ｅ）は、それぞれ、水１０６と第１液体１１０が乾燥した後の基板１０１と、図１（ｄ）のＬ1−Ｌ1‘において基板１０１を断面から見たときの模式図である。
【００５７】
工程３では、水１０６と第１液体１１０を乾燥させて基板１０１上から除去する。これにより、電子素子１００が親水性の金属電極１０３の第１領域３０１上に配置する。
【００５８】
（工程４）
工程４では、第３スキージにより第２液体を基板に塗布し、親水性の金属電極１０３の第２領域３０２上に第２液体を配置する。
【００５９】
図１（ｆ）は第３スキージ１１１により第２液体１１３を基板１０１に塗布する工程を示す模式図、図１（ｇ）は、第２液体の塗布後、第２液体１１３が第２領域３０２上に配置した様子を示す模式図である。
【００６０】
工程４では、図１（ｆ）のように、第３スキージ１１１を矢印１１２の方向に移動させることで第２液体１１３を基板１０１上に塗布する。第２液体１１３はヒドロキシル基を持つ溶媒と酸の少なくとも一つの溶媒で構成されている。ヒドロキシル基を持つ溶媒としては、水、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオール、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、チオジグリコール、リビトール等が挙げられる。酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グルコン酸や塩酸等が挙げられる。
【００６１】
図１（ｇ）で示すように、第２液体１１３の塗布により、第２液体１１３を親水性の金属電極１０３の第２領域３０２に配置することが可能である。
【００６２】
図１（ｈ）は、図１（ｇ）のＬ2−Ｌ2‘において基板１０１を断面から見たときの模式図であり、第２液体１１３が親水性の金属電極１０３の第２領域３０２に配置している。
【００６３】
親水性の金属電極１０３の第２領域３０２への第２液体１１３の配置は、ディップ法で行うことも可能である。図４は、ディップ法で第３液体１１３を配置する方法を示した模式図である。図４（ａ）と図４（ｂ）で示すように、容器４０１に満たされた第２液体１１３中に、電子素子１００が配置された基板１０１を浸漬した後、基板１０１を第２液体１１３から引き上げる。
【００６４】
これにより、図４（ｃ）に示すように親水性の金属電極１０３の第２領域３０２のみに第２液体１１３を配置できる。なおディップ法以外にも、スピンコート法を用いて、親水性の金属電極１０３の第２領域３０２のみに第２液体１１３を配置することも可能である。
【００６５】
（工程５）
工程５では、基板１０１を加熱することで、親水性の金属電極１０３と電子素子１００のカソード電極２０５とを接合する。基板の加熱は、電気炉、ホットプレート、赤外線照射、熱風の吹き付け、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等によるレーザ照射等によって行うことができる。加熱する温度は、少なくとも親水性の金属電極１０３の融点以上であればよい。
【００６６】
本実施の形態では、電子素子としてイメージング用センサ素子を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、トランジスタ、発光素子、ダイオード、コンデンサ、抵抗、等、電気的な入出力信号を出す電子素子一般を用いることが可能であることはいうまでもない。
【００６７】
また、本実施の形態では、配置する電子素子の電極が形成された面が長方形の場合を説明したが、これに限定されることは無く、素子の形状と親水性の金属電極１０３の第１領域３０２の形状が等しければ、どのような形状でも良いことはいうまでもない。
【００６８】
以下、具体的な実施例を示す。この実施例は例示の目的にのみ用いられる。
【００６９】
（実施例）
本実施例では、電子素子のモデルとして、ニッケルブロック（縦１００μｍ×横１００μｍ×高さ３０μｍ）を基板に実装した。
【００７０】
（ニッケルブロックの作製方法）
６インチのシリコンウェハに電子ビーム蒸着法により厚み２００ｎｍのアルミニウムを形成した。その上に、フォトリソグラフィー法により、一辺が１００μmの正方形の孔が２０μm間隔で格子状に配列した厚み５０μmのレジスト膜からなるパターンを形成した。次に、電解めっき法により、正方形の孔をニッケルで埋めた。
【００７１】
レジスト膜を剥離した後、シリコンウェハ上のニッケルめっき膜を機械研磨して、ニッケル膜の厚みを３０μm、平均荒さを０．３μｍにした。その後、シリコンウェハを、４７℃のリン酸と硝酸の混合液（以下、熱リン酸と称する）が入った容器に入れ、アルミニウムをエッチングし、ニッケルブロックをシリコンウェハから取り外した。次に、ニッケルブロックが分散した熱リン酸液を孔径１０μmのテフロン（登録商標）フィルターでろ過して、テフロン（登録商標）フィルター上にニッケルブロックを捕捉した。
【００７２】
（ニッケルブロック分散液の作製方法）
ニッケルブロックを捕捉したフィルターを窒素雰囲気で一晩乾燥した。その後、１−クロルエチルトリクロロシランが０．０１ｖｏｌ％溶解した１、４−ジクロロブタンが入った容器にテフロン（登録商標）フィルターを入れ、１時間放置した。容器には、ふた付の密閉式容器を用いた。ここまでの操作は乾燥窒素雰囲気で満たされたグローブボックス内で行った。
【００７３】
次に、この容器をグローブボックスから取り出した後、超音波洗浄機に入れ、テフロン（登録商標）フィルターに超音波を当てた。これにより、１−クロロエチルトリクロロシランで化学修飾されたニッケルブロックがテフロン（登録商標）フィルターから外れて溶液内に分散した。
【００７４】
次に、容器を再びグローブボックス内に入れ、テフロン（登録商標）フィルターを容器から取り出した。容器内の液体を孔径１０μmのテフロン（登録商標）フィルターでろ過した後、このテフロン（登録商標）フィルターを１，４−ジクロロブタンで洗浄した。これにより、化学修飾されたニッケルブロックがテフロン（登録商標）フィルターに捕捉された。
【００７５】
次に、テフロン（登録商標）フィルターを１、４−ジクロロブタン溶液が入った容器に入れた。そして、容器をグローブボックスから取り出し、容器を超音波洗浄機に入れてテフロン（登録商標）フィルターに超音波を当てた。これにより、テフロン（登録商標）フィルターに補足されていた化学修飾されたニッケルブロックは溶液内に分散した。
【００７６】
（基板の作製方法）
図５および図６は、本実施例で用いる基板の作製工程を示した模式図である。
【００７７】
図５（ａ）〜（ｃ）および図６（ｄ）〜（ｆ）は平面模式図、（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ、（ａ）〜（ｆ）をＬ3−Ｌ3‘〜Ｌ8−Ｌ8‘で切断したときの断面模式図である。
【００７８】
基板５００には５０ｍｍ×５０ｍｍの合成石英を用いた。
【００７９】
（レジストパターンの形成）
フォトリソグラフィー法によって、基板上にレジストパターンを形成した。
【００８０】
図５（ａ）と（Ａ）はそれぞれ、形成したレジストパターンの平面模式図と断面模式図である。
【００８１】
レジスト膜５０４に開けられた穴５０３は、一辺が１００μｍの正方形状の孔５０１とそこから延びた一辺が４０μｍの正方形状の孔５０２からなる。レジスト膜内には、これらの穴５０３が４００μｍ間隔で格子状に並んでいる。
【００８２】
（電極の蒸着）
次に、電子ビーム蒸着法で、厚み２０ｎｍのチタン膜、厚み１μｍの銅膜、および厚み３μｍのスズ−銀−銅合金膜を順に積層した。図５（ｂ）と（Ｂ）はそれぞれ、これらの膜を蒸着した後の平面模式図と断面模式図である。
【００８３】
これらの図で示すように、厚み２０ｎｍのチタン膜５０５、厚み１μｍの銅膜５０６、および厚み３μｍのスズ−銀−銅合金膜５０７を順に、基板５００上に積層されている。
【００８４】
（電極パターンの形成）
その後、基板をアセトン中に浸漬した後、超音波を印加し、レジストを剥離した。
【００８５】
図５（ｃ）と（Ｃ）はそれぞれ、レジスト剥離後の基板の平面模式図と断面模式図である。これらの図で示すように、一辺が１００μｍの正方形のスズ−銀−銅合金からなる第１電極５０８と、そこから延びた４個の一辺が４０μｍの正方形のスズ−銀−銅合金からなる第２電極５０９が組み合わさった電極パターン５１０が、間隔４００μｍで格子状に形成された。
【００８６】
（撥水膜の形成）
次に、基板５００上に撥水膜を形成した。
【００８７】
１ｖｏｌ％のパーフルオロオクチルエチルトリクロロシラン（ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4ＳｉＣｌ3）が溶解したパーフルオロオクタンに基板５００を２時間浸漬後、取り出し、パーフルオロオクタン中で揺動しながら洗浄した。これらの操作は、乾燥窒素雰囲気で満たされたグローブボックス中で行った。
【００８８】
図６（ｄ）と（Ｄ）はそれぞれ、撥水膜形成後の基板の平面模式図と断面模式図である。これらの図で示すように、撥水膜５１１が基板５００全体に形成された。
【００８９】
（撥水膜のパターニング）
次に、電極パターン５１０上に形成された撥水膜を除去した。すなわち図６（ｅ）と（Ｅ）で示すように、フォトマスク５１２を用いて電極パターン５１０のみに真空紫外光を照射した。電極パターン５１０のみに紫外光が照射されるように、フォトマスク５１２の開口部５１３と電極パターン５１０の形状は等しくした。
【００９０】
図６（ｆ）と（Ｆ）はそれぞれ、真空紫外光を照射した後の基板の平面模式図と断面模式図である。
【００９１】
これらの図で示すように、親水性を有する電極パターン５１０とそれを取り囲む撥水領域５１１が基板５００上に形成された。
【００９２】
（ニッケルブロックの配置実験１）
ニッケルブロックは、実施の形態で示した方法で配置した。
【００９３】
以下、具体的な配置方法を示す。
【００９４】
図７（ａ）は、水とニッケルブロックの塗布方法を示した模式図である。
【００９５】
第１スキージ６０１は、幅１ｍｍのスリットを有した幅５０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、厚み５ｍｍのステンレスの板から形成されている。第２スキージ６０２は、幅５０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、厚み１ｍｍのガラス板を用いた。
【００９６】
図７（ｂ）は第１スキージ６０１の平面図であり、図７（ｃ）は（ｂ）で示したスキージをＡ方向から見た図である。
【００９７】
第１スキージ６０１には、ステンレス板を貫通する幅１ｍｍのスリット６０３が形成されている。
【００９８】
図７（ａ）で示すように、第１スキージ６０１と第２スキージ６０２を１ｍｍの間隔に保ち、基板から０．２ｍｍ上方に冶具（図示せず）を用いて配置した。
【００９９】
第１スキージ６０１には水６０５をスリット６０３に入れ、第１スキージ６０１と基板５００の間に水６０５の液膜を形成した。同様に、ピペットを用いて、第２スキージ６０２にはニッケルブロック分散液６０６を配置し、第２スキージと基板５００の間にニッケルブロック分散液６０６の液膜を形成した。各スキージの移動速度を１０ｍｍ／秒としてブレードを矢印６０４の方向に移動させた。
【０１００】
以上により、水６０５が親水性の金属パターン５１０上に配置し、水６０５が蒸発する前にニッケルブロック分散液６０６中のニッケルブロック６００が水６０５に接触して水６０５中に移動し、ニッケルブロック６００が親水性の金属パターン５１０上に配置した。
【０１０１】
次に、ニッケルブロック６００を配置後に水６０５と素子分散液６０６を乾燥させた。乾燥は、塗布後、基板を室温で５分放置することで行った。
【０１０２】
次に、図７（ｄ）に示すように、第３スキージ６０７を用いてグリセリン（５０ｗｔ％）とギ酸（５０ｗｔ％）の混合溶液６０８を親水性の金属パターン５１０の内の第２電極５０９に配置した。
【０１０３】
第３スキージ６０７の形状は図７（ｂ）、図７（ｃ）にある第１スキージ６０１と同様である。
【０１０４】
第３スキージ６０７のエッジ面と基板５００との間隔を１ｍｍ程度離すことで、第３スキージ６０７が基板５００上を矢印６０９に示すように基板５００の長手方向と平行に移動できるようにセットした。第３スキージ６０７には混合溶液６０８をスリット６０３に入れて第３スキージ６０７と基板５００の間に混合溶液６０８の液膜を形成した。
【０１０５】
以上により、第２電極５０９上に混合溶液６０８を配置した。
【０１０６】
続いて、２５０℃にて４０秒加熱することで合成石英基板５００上の金属電極５１０とニッケルブロック７００を接合した。
【０１０７】
最後に、水、エタノール、アセトン等を用いた超音波洗浄を１０分程度行い、基板を乾燥させた。
【０１０８】
（ニッケルブロックの配置実験２）
比較例として、ニッケルブロックの配置実験１と同様の方法で第１電極５０８上にニッケルブロックを配置した。ただし、第２電極５０９上にグリセリン（５０ｗｔ％）とギ酸（５０ｗｔ％）の混合溶液を配置する工程を省いた。
【０１０９】
（ニッケルブロック配置後の基板と素子の評価法）
本実施例によって得られたニッケルブロックと基板上に形成した金属電極との間の電気抵抗をプローバによって測定した。２本のプローブの内、一方のプローブ先端をニッケルブロックに、もう一方のプローブの先端を第２電極５０９に当てて電気抵抗を測定した。
【０１１０】
また、基板５００上の所定の５ｍｍ角の領域を選び、その領域内に配置されているニッケルブロックの数をＮ0とした。次に、基板５００を超音波洗浄した後、洗浄前に測定した領域におけるニッケルブロックの数を数えた。この数をＮとした。
【０１１１】
本実施例により、ニッケルブロックと基板上に形成した金属電極との間の電気抵抗は約０．０２Ωであった。従って、ニッケルブロックは金属電極と電気的に接合されていると言える。
【０１１２】
また、Ｎ／Ｎ0は１であった。これは、超音波を印加しても、電極に一旦配置されたニッケルブロックは基板から脱離しないことを示している。従って、ニッケルブロックは金属電極と強固に固定されていると言える。
【０１１３】
以上の結果から、本実施例によってニッケルブロックが基板上の金属電極に強固に固定され、電気的に接合されることが示された。
【０１１４】
一方、比較例において、電気抵抗は約１０００Ωであり、Ｎ／Ｎ0は０．１であった。これらの結果は、ニッケルブロックは、金属電極とは電気的接合がされておらず、また、電極との機械的な接合力も弱いものと予想される。
【０１１５】
以上の結果より、本発明の方法によって、ニッケルブロックが基板上の婉曲に強固に固定され、電気的にも接合できることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明にかかる電子素子の実装方法は、１００μｍ程度の微小なサイズを持つ電子素子を高歩留まりで大面積に実装し、接合する際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の、電子素子の配置方法を示した模式図
【図２】本発明の方法で配置する電子素子の断面図
【図３】本発明の、撥水性領域に囲まれた金属電極の親水性領域の形状を示す模式図
【図４】本発明の、第２液体を配置する方法を示した模式図
【図５】本発明の実施例でニッケルブロックを配置する基板の作製方法を示した模式図
【図６】本発明の実施例でニッケルブロックを配置する基板の作製方法を示した模式図
【図７】本発明の実施例でニッケルブロックを配置する方法を示した模式図
【図８】従来の、トランジスタを配置する方法を示した模式図
【図９】従来の方法で配置するトランジスタの模式図と、親水性領域近傍を示した模式図
【図１０】本発明で配置する電子素子の分散液の作製方法を示した模式図
【符号の説明】
【０１１８】
１００  電子素子
１０１  基板
１０２  撥水性領域
１０３  金属電極の親水性領域
１０４  第１スキージ
１０５  第１スキージの移動方向
１０６  水
１０７  第２スキージ
１０８  第２スキージの移動方向
１０９  電子素子分散液
１１０  第１液体
１１１  第３スキージ
１１２  第３スキージの移動方向
１１３  第２液体
２０１  シリコンｎ型層
２０２  シリコンｐ型層
２０３  ＳｉＯ2絶縁層
２０４  カソード電極
２０５  アノード電極
３０１  第１領域
３０２  第２領域
３０３  第１領域の長辺
３０４  第１領域の短辺
３０５  第１領域の長辺と第２領域との境界線
３０６  第１領域の短辺と第２領域との境界線
３０７  電子素子の面
４０１  容器
５００  基板
５０１  レジスト膜の１００μｍ×１００μｍの正方形状の孔
５０２  レジスト膜の４０μｍ×４０μｍの正方形状の孔
５０３  レジスト膜に開けられた穴
５０４  レジスト膜
５０５  チタン膜
５０６  銅膜
５０７  スズ−銀−銅合金膜
５０８  第１電極
５０９  第２電極
５１０  電極パターン
５１１  撥水膜
５１２  フォトマスク
５１３  フォトマスクの開口部
６００  ニッケルブロック
６０１  第１スキージ
６０２  第２スキージ
６０３  スリット
６０４  第１スキージおよび第２スキージの移動方向
６０５  水
６０６  ニッケルブロック分散液
６０７  第３スキージ
６０８  混合溶液
６０９  第３スキージの移動方向
７０１  基板
７０２  親水性領域
７０３  撥水性領域
７０４  第１スキージ
７０５  水
７０６  親水性領域に配置された水
７０７  第１ブレードの移動方向
７０８  第２ブレード
７０９  トランジスタ分散液
７１０  トランジスタ
７１１  ジクロロブタン
７１２  水に移動したトランジスタ
７１３  親水性領域に配置されたトランジスタ
８０１  トランジスタの面
８０２  ゲート電極
８０３  ソース電極
８０４  ドレイン電極
８０５  面９０１の裏側
８０６ａ  撥水性の電極
８０６ｂ  親水性の電極
８０７ａ  撥水性の電極
８０７ｂ  親水性の電極
８０８ａ  撥水性の電極
８０８ｂ  親水性の電極
１１０１  基板
１１０２  犠牲層
１１０３  犠牲層のエッチング液
１１０４  容器
【図１】
2010135667.tif 000003
【図２】
2010135667.tif 000004
【図３】
2010135667.tif 000005
【図４】
2010135667.tif 000006
【図５】
2010135667.tif 000007
【図６】
2010135667.tif 000008
【図７】
2010135667.tif 000009
【図８】
2010135667.tif 000010
【図９】
2010135667.tif 000011
【図１０】
2010135667.tif 000012