(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有することを特徴とする微細配線構造。
【請求項２】
前記金属膜の幅が０．２〜２μｍであり、配線間隔が０．２〜２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の微細配線構造。
【請求項３】
微細配線に後付けで０．２〜２０００μｍの電極が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の微細配線構造。
【請求項４】
一方向に導電性を有する微細配線構造の製造方法であって、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することからなる微細配線構造の製造方法。
【請求項５】
前記固体基板上に高分子を擦り付ける際の温度、圧力及び／又は速度を変化させることにより、高分子材料からなる複数の筋状部の間隔を制御することを特徴とする請求項４に記載の微細配線構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細配線構造及びその製造方法に関し、詳しくは、従来の手法に較べてより簡便な手法で製造することができる微細配線構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サブミクロン程度の幅の微細配線を作製する場合、通常、クリーン・ルーム中で電子線リソグラフィー等の高等技術を用いて製造される。しかし、これらの手法は、クリーン・ルーム内での樹脂のスピンコート、パターニング、エッチング、蒸着等の多段階の工程を必要とする。そのため、製造コストも高いものであった。
【０００３】
また、ディスプレイやメモリー等の配線技術においては、数十〜百ミクロン程度の間隔の、例えばＸとＹ軸の直交した配線をリソグラフィー等の技術を用いて上記の如き手法で作製している。従って、工程数が多く、製造コストも高いものであった。
【０００４】
そこで、より簡便な工程で、かつコストメリットにすぐれた微細配線構造を製造する技術が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、既存の手法に較べてより容易にかつより低コストに製造することができる微細配線構造及びその製造方法を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、シリコン、ガラス、プラスチック等の平滑固体表面にポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロンの幅の筋状構造が形成され、このような筋状構造を有する固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋状構造は絶縁性を示すとともに、筋の間のみに金属が薄膜化され、筋と平行な方向には導電性を示し、筋と垂直な方向は絶縁性となることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有することを特徴とする微細配線構造。
（２）前記金属膜の幅が０．２〜２μｍであり、配線間隔が０．２〜２μｍであることを特徴とする前記（１）に記載の微細配線構造。
（３）微細配線に後付けで０．２〜２０００μｍの電極が形成されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の微細配線構造。
（４）一方向に導電性を有する微細配線構造の製造方法であって、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することからなる微細配線構造の製造方法。
（５）前記固体基板上に高分子を擦り付ける際の温度、圧力及び／又は速度を変化させることにより、高分子材料からなる複数の筋状部の間隔を制御することを特徴とする前記（４）に記載の微細配線構造の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の微細配線構造は、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部と、該筋状部の間にそれぞれ形成された金属膜とから構成される。
上述のように、シリコン、ガラス、プラスチック等からなる平滑固体表面上にポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロン程度の幅の筋状構造が形成できる。このような筋状構造を有する平滑固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋の間に金属膜が形成できる。そして筋状構造は絶縁性を示し、金属膜は導電性を示す。このような微細配線構造は筋状部に平行な方向には導電性を示し、垂直な方向には絶縁性を示す。そして、高分子材料からなる電気を通さない部分と、金属からなる電気を通す部分を、図１に示すように、交互に形成することにより、一方向へ導電性を有する微細配線構造を得ることができる。図１の例は、０．２〜２μｍの間隔で電気を通さない部分と電気を通す部分が形成された様子を示す図である。
【０００９】
本発明の微細配線構造では、筋状部の幅は０．１〜０．５μｍ程度であり、金属膜部の幅は通常０．２〜２μｍ程度であり、配線間隔は０．２〜２μｍ程度である。筋状部、金属膜部の幅及び配線間隔が上記範囲であると、液晶ディスプレイまたは有機電界発光ディスプレイ等の画素サイズ（５０〜１００μｍ）、メモリー（ＤＲＡＭ）、トランジスタにおけるライン・アンド・スペース（０．１〜１０μｍ）に対して十分に小さな間隔となる利点がある。
【００１０】
また、本発明では、図２に示すように、一方向に導電性を有する上記微細配線の端部に、後付けで０．２〜２０００μｍ程度の電極を形成することにより、当該方向への電気的配線が可能となる。ディスプレイやメモリー等の配線技術では一方向のアドレシングが可能となる。
【００１１】
本発明の微細配線構造において、平滑固体基板としては、絶縁性を有していれば各種固体材料が使用できるが、表面に酸化膜を有するシリコン、ガラスや、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックが好ましい。
固体基板に擦り付ける材料としては、少なくとも常温・常圧において固体であることが必要である。具体的にはポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等が使用でき、これらの固体、あるいは粉末状のものを高圧下（例えば１ＧＰａ）で成形加工したものを用いる。
筋状部間に付着形成される金属としては、金、銀、アルミニウム等を用いることができ、その付着形成方法としては、典型的には蒸着法が用いられるが、これに限定されない。膜厚は用いる金属の種類によっても異なるが、通常５〜５０ｎｍ程度である。
【００１２】
次に、本発明による微細配線構造の製造方法について例を示しながら述べる。本発明では、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することにより、絶縁部と導電部が交互に形成された微細配線構造が製造される。固体基板上に高分子材料を擦り付ける一例の手法を図３に斜視図で示す。
【００１３】
先ず、図３に示すように、ホットプレート上にガラス基板を載置し、ガラス基板の温度を所定温度に保持した後、高分子固体を圧力を加えて特定の方向に擦り付ける。すると、ガラス基板上に高分子材料からなる筋状部が図４に示すように形成される。次いで、筋状の高分子材料が存在するガラス基板上に金属を１０−３〜１０−７Ｐａの真空度で蒸着すると、金属は高分子材料からなる筋状部の上には付着せず、高分子材料からなる筋状部で区画された部分に金属が堆積、薄膜化されて、配線部が形成される。これにより、一方向に導電性を有する微細配線構造が得られる。
【００１４】
上記において、高分子固体を押し付ける圧力（０．１〜１０ＭＰａ）、速度（０．１〜１０ｍｍ／ｓ）及び／又は基板の温度（室温〜３５０℃）（高分子固体の融点又はガラス転移温度以下）を変化させることにより、得られる筋状部の幅及び高さ、間隔、周期性を制御することができる。
【００１５】
以上、本発明による微細配線構造の製造方法の一例を述べたが、もちろん、本発明の製造方法はこれに限定されず、高分子固体の擦り付け方法、金属膜形成方法、基板の加熱方法、高分子材料や金属の種類等、種々の変形、変更が可能である。
【００１６】
【実施例】
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１７】
実施例１
ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）の固体（２×５×５ｍｍ３）の底面（２×５ｍｍ２）を、３００℃に保ったガラス基板上を０．１ＭＰａの圧力及び５ｍｍ／ｓの走引速度で擦り付け、図４に示す構造の筋状部が得られた。この筋状部は、０．１μｍの幅の膜が０．５μｍの間隔で並んでいるもので、電子顕微鏡を用いた解析により、それぞれの筋はテフロン分子が、一方向に配列したものであることが明らかとなった。この上に、金を真空蒸着したとき、金はテフロン上に堆積せず、テフロンの筋の間にのみ堆積、薄膜化することが、原子間力顕微鏡及び電子顕微鏡を用いた観察の結果、明らかとなった。この薄膜の電気特性の測定結果を図５及び図６並びに表１に示す。また、異方的な導電率を計数するための電極の配置を図７に示し、蒸着した金の膜厚と導電率（平行と垂直）及び両者の比を図８に示す。これらから、高分子の擦り付けた方向には金の導電性（４．２×１０７（Ｓ／ｍ））に匹敵する１０７から１０８（Ｓ／ｍ）の導電率を示すが、垂直な方向では１０−３（Ｓ／ｍ）しか電流が流れないことが明らかになった。これにより、ここで作製されたものが一方向に導電性を有する微細配線構造であることが確認された。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
実施例２
実施例１において、金を８〜７０ｎｍの異なる膜厚で形成された以外は同様にして微細配線構造を作製した。これにより、金の膜厚が８ｎｍにおいては金は連続膜とならず、高分子の擦り付けた方向にも電流が流れないこと、及び７０ｎｍの膜厚ではその垂直な方向にも電流が流れることが明らかとなった。これらの間の金の膜厚（１０〜６０ｎｍ）においては、１０億倍に達する異方的な電気特性（導電性）が得られた。
【００２０】
実施例３
実施例１で作製した微細配線基板上の微細配線の端に、図２に示すように、金を２ｍｍ角の寸法、かつ間隔は２ｍｍで１００ｎｍの厚さに真空蒸着して電極を形成した。その結果、図示の如く、後付け電極の部分のみ一方向に導電性が現れ、その垂直な方向には電流が流れないことを確認した。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより複数の筋状部を形成し、これらの間に金属膜を形成するという簡単な製造技術を用いて、一方向に導電性を有するサブミクロン程度の微細配線構造を提供することが可能となる。従って、本発明によれば、電子線リソグラフィー等の微細加工を用いる既存の手法に較べてきわめて容易かつ低コストで微細配線構造が作製可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気を通す部分と電気を通さない部分が筋状に並んだ本発明による微細配線の模式的平面図である。
【図２】サブミクロンの間隔の微細な金属配線の上に後付けで数十〜百μｍ程度の間隔の電極を後付けで形成したものの平面図である
【図３】固体表面に高分子固体を擦り付けることで、高分子材料からなる筋状構造を形成する手法を示す模式的斜視図である。
【図４】固体表面に形成された高分子材料の筋状部を示す平面図である。
【図５】本発明の実施例で作製した微細配線構造における高分子材料からなる筋状部の配向と平行な方向の電気特性を示す図である。
【図６】本発明の実施例で作製した微細配線構造における高分子材料からなる筋状部の配向と垂直な方向の電気特性を示す図である。
【図７】異方的な導電率を計数するための電極の配置を示す図である。
【図８】蒸着した金の膜厚と導電率（平行と垂直）及び両者の比を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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