(57)【要約】【課題】良好な生産性をもって、膜質や膜厚、結晶性を制御できる有機薄膜の製造方法を提供すること。【解決手段】アントラセン、テトラセンおよびペンタセンなどのアセン系多環芳香族炭化水素を始めとした種々の有機半導体の有機薄膜を製造するにあたって、溶質溶解温度および溶質溶解圧力で前記有機溶質を超臨界二酸化炭素溶媒相に溶解させて超臨界溶質溶解相を得る溶質溶解工程と、当該超臨界溶質溶解相をノズルから基板上に噴射して当該基板上で前記有機溶質を析出させて有機薄膜を形成する噴射工程とを行う。溶質溶解温度は溶媒の臨界温度以上、溶質溶解圧力は１０ＭＰａ以上であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶質溶解温度および溶質溶解圧力で有機溶質を超臨界二酸化炭素溶媒相に溶解させて超臨界溶質溶解相を得る溶質溶解工程と、
当該超臨界溶質溶解相をノズルから基板上に噴射して当該基板上で前記有機溶質を析出させて有機薄膜を形成する噴射工程と、を含み、
前記溶質溶解温度は溶媒の臨界温度以上であり、
前記溶質溶解圧力は１０ＭＰａ以上であることを特徴とする有機薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記有機溶質は、有機半導体原料であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記有機溶質は、アントラセン、テトラセンおよびペンタセンから選ばれた少なくとも１種のアセン系多環芳香族炭化水素またはその誘導体であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記基板を加熱しておくことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の有機薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急速膨張法を利用した有機薄膜の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタ素子、エレクトロルミネッセンス素子、メモリ素子などといった技術分野では、無機材料に代えて、機能性有機材料を用いることが積極的に検討されている。例えば、有機薄膜トランジスタに用いる有機半導体として、アントラセン、テトラセン、ペンタセンといったアセン系多環芳香族炭化水素系の有機半導体が注目を集めている。かかる有機半導体は、無機半導体と比較してキャリア移動度が２〜３桁程度低いため、高速動作や高集積化というデバイス特性面については改善の必要があるが、軽量化、大面積化、フレキシブル化、印刷可能であるなど、アプリケーション的要素での利点が多い。
【０００３】
有機半導体を用いて有機薄膜トランジスタを製造するには、基板上に有機半導体膜を形成する必要があり、アセン系多環芳香族炭化水素を真空蒸着法で成膜することが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平５−５５５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、真空蒸着法は、結晶成長を制御できる操作パラメータが少ないために、有機薄膜の形成に適用すると、膜質や膜厚の制御が困難である。また、真空蒸着は、多大な熱エネルギーを必要とし、かつ、特殊装置であるためのコストや真空排気にかかる時間、結晶成長速度の遅さに起因した生産性の悪さなどの問題点が挙げられる。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明では、有機薄膜を良好な生産性をもって形成することのできる有機薄膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願発明者は、超臨界二酸化炭素を用いた急速膨張法を利用することにより、有機薄膜を形成することを提案する。急速膨張法は、系の圧力を高圧から急激に減圧し、溶媒−溶質間の親和力を急激に変化させることにより、結晶を得る方法である。急速膨張法は、膨張前の相状態の違いにより、ＲＥＳＳ(Rapid Expansion of Supercritical Solution)法と、ＰＧＳＳ(Particles from Gas Saturated Solution)法とに分けられる。ＲＥＳＳ法では、膨張前の相状態が超臨界相であり、ＰＧＳＳ法では、膨張前の相状態が気液相である。このような急速膨張法のうち、ＲＥＳＳ法では、超臨界流体に溶質を溶解し、ノズルを通して大気圧近くまで急激に膨張、低密度化すると、膨張に伴う溶解度差(過飽和度)が推進力となって結晶の核化、成長が起こり、微粒子が生成される。但し、有機半導体を有機薄膜トランジスタの能動層などとして用いるには、粒子ではなく、薄膜として形成する必要があるため、急速膨張法により、有機薄膜を形成するのは困難であるとされてきた。
【０００７】
ここに、本願発明者は種々検討を行い、従来は微粒子の形成技術として注目されていた急速膨張法をより発展させれば有機薄膜を形成できると考え、本発明に到達した。すなわち、本願発明者は、超臨界二酸化炭素を用いた急速膨張法のメカニズムが、基板上への結晶粒の付着過程と、時間の経過に伴う成長過程とからなるという知見を得、かかる過程を、急速膨張法における操作パラメータを制御することによって最適化し、有機薄膜の形成を可能とした。より具体的には、超臨界二酸化炭素の溶媒特性は、温度、圧力によって精密に制御できるので、本願発明者は、超臨界二酸化炭素の温度、圧力を制御することにより、過飽和度の制御を行い、基板上への結晶粒の付着過程と、時間の経過に伴う成長過程とを最適化し、有機薄膜の形成を可能としたのである。
【０００８】
すなわち、本発明に係る有機薄膜の製造方法では、溶質溶解温度および溶質溶解圧力で有機溶質を超臨界二酸化炭素溶媒相に溶解させて超臨界溶質溶解相を得る溶質溶解工程と、当該超臨界溶質溶解相をノズルから基板上に噴射して当該基板上で前記有機溶質を析出させて有機薄膜を形成する噴射工程と、を含み、前記溶質溶解温度は溶媒の臨界温度以上であり、前記溶質溶解圧力は１０ＭＰａ以上であることを特徴とする。
【０００９】
二酸化炭素の臨界温度は３０４Ｋ、臨界圧力は７．３８ＭＰａであるが、本発明では、溶質溶解圧力を臨界圧力に比して十分高く設定することにより、超臨界溶質溶解相における過飽和度および膨張前の相状態を制御し、それにより、有機薄膜の形成を可能にした。すなわち、溶質溶解圧力および溶質溶解温度は、ノズルに供給される超臨界溶質溶解相における過飽和度を制御する操作パラメータであり、これらのパラメータのうち、溶質溶解圧力は、溶質溶解温度に比して溶解度に対する影響が大きく、溶質溶解圧力の増加に伴い結晶粒が小さくなり基板の被覆率が大きくなる。
【００１０】
本発明において、前記溶質溶解温度の上限は、有機溶質が変質しない温度であり、例えば４００Ｋ、好ましくは３５０Ｋに設定され、溶質溶解温度はその範囲で高いことが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記有機溶質は、１種のみを用いる場合の他、２種以上を用いてもよい。また、超臨界二酸化炭素溶媒相では、二酸化炭素が全溶媒相の主要部分、すなわち、５０体積％以上であればよく、二酸化炭素以外の媒体成分、例えば、ベンゼン、メタノール、エタノール、アセトン、ヘキサンなどの有機溶媒やメタン、エタン、プロパン、クロロトリフルオロメタン、モノフルオロメタンなどが１種あるいは２種以上含まれていてもよい。
【００１２】
本発明において、有機溶質は、有機薄膜の用途に応じて種々のものが用いられる。例えば、前記有機溶質は、有機半導体原料である。より具体的には、有機薄膜を有機エレクトロルミネッセンス素子に用いる場合、有機溶質としては、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、フタロシアニン、ルブレン、キナクリドン、ポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリアルキルチオフェン等、あるいはこれらの誘導体が用いられる。
【００１３】
特に、薄膜トランジスタの能動層などに用いる場合、前記有機溶質は、例えば、アントラセン、テトラセンおよびペンタセンから選ばれた少なくとも１種のアセン系多環芳香族炭化水素またはその誘導体(例えば、各種官能基やフッ素を導入したアセン系多環芳香族炭化水素など)を含むことになる。このようなアセン系多環芳香族炭化水素の薄膜は、他の有機薄膜に比してキャリア移動度が高いという利点がある。
【００１４】
本発明において、前記超臨界溶質溶解相が前記ノズルから噴射されて膨張する直前の温度(以下、膨張前温度という)は、超臨界状態を維持できて有機溶質が析出しない温度であればよいが、過飽和度の制御をより厳密に行うという観点からすれば、前記膨張前温度が前記溶質溶解温度より高いことが好ましい。例えば、前記超臨界溶質溶解相が前記ノズルから噴射されて膨張する直前の温度が３７３Ｋ以上であることが好ましい。当該膨張前温度の上限も、前記溶質溶解温度と同様、有機溶質が変質しない温度であるが、かかる膨張前温度に前記超臨界溶質溶解相が晒される時間は比較的短いので、前記溶質溶解温度の上限より高めであってもよい。膨張前温度は、ノズルから噴射される超臨界溶質溶解相の圧力、温度変化による相転移過程を制御する操作パラメータである。
【００１５】
本発明において、前記基板については、加熱しておくことが好ましい。有機薄膜を形成する際、基板への密着性や基板上での結晶の成長という観点から基板を加熱しておけば、有機薄膜を好適に形成することができる。
【００１６】
基板としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板などの絶縁基板を用いることができる他、シリコン基板などといった半導体基板を用いてもよく、さらには金属基板を用いてもよい。また、基板の表面に下地膜を形成しておき、かかる下地膜の表面に対して、本発明を適用して有機薄膜を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る有機薄膜の製造方法では、超臨界二酸化炭素を用いた急速膨張法を利用するため、良好な生産性をもって有機薄膜を形成できる。また、急速膨張法における操作パラメータを制御することによって、膜質や膜厚、膜の結晶性を制御できる。それ故、本発明によれば、好適な膜質や膜厚、結晶性を有する有機薄膜を高い生産性をもって製造することができ、有機薄膜トランジスタなどに用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した有機薄膜の製造方法を説明する。
【００１９】
本発明に係る有機薄膜の製造方法では、溶質溶解温度および溶質溶解圧力で、アントラセン、テトラセン、ペンタセンなどのアセン系多環芳香族炭化水素またはその誘導体などの有機溶質を超臨界二酸化炭素溶媒相に溶解させて超臨界溶質溶解相を得る溶質溶解工程と、当該超臨界溶質溶解相をノズルから基板上に噴射して当該基板上で前記有機溶質を析出させて有機薄膜を形成する噴射工程と、を含み、前記溶質溶解温度は溶媒の臨界温度以上であり、前記溶質溶解圧力は１０ＭＰａ以上である。
【００２０】
かかる有機薄膜の製造方法において、超臨界溶質溶解相を加熱したノズルに通して膨張させると、減圧、膨張する過程の相が、二酸化炭素を主成分とする気相と、有機溶質を主成分とする固相あるいは液相とを含む気固相あるいは気液相に変化し、気固相あるいは気液相は、基板上において有機溶質を析出させて有機薄膜を形成する。本形態では、有機薄膜の形成に重要な過飽和度を温度、圧力で制御し、過飽和度を短時間で大きく変化させる。ここで、二酸化炭素の臨界温度は３０４Ｋ、臨界圧力は７．３８ＭＰａであるが、本発明では、溶質溶解圧力を臨界圧力に比して十分高く設定することにより、膨張前の相状態を好適に制御し、それにより、有機薄膜の形成が可能となった。
【００２１】
本発明において、前記溶質溶解温度についても溶媒の臨界温度に比して十分高く設定してもよいが、有機溶質が変質しない温度を上限とする。例えば、前記溶質溶解温度は４００Ｋ、好ましくは３５０Ｋに設定され、溶質溶解温度はその範囲で高いことが好ましい。前記溶質溶解温度は、３１８Ｋ以上が好ましい。また、前記溶質溶解圧力の上限は特に限定されるものではないが、簡易な装置構成で有機薄膜を形成可能な溶質溶解圧力の範囲としては１０〜５０ＭＰａであり、より好ましくは１０〜３０ＭＰａである。このように条件設定すると、有機溶質としてアセン系多環芳香族炭化水素を用いた場合に、有機薄膜をナノオーダーレベルの均一な膜厚で良好な結晶性をもって製造できる。
【００２２】
本発明において、過飽和度の制御をより厳密に行うという観点からすれば、前記超臨界溶質溶解相が前記ノズルから噴射されて膨張する直前の温度(以下、膨張前温度という)が前記溶質溶解温度より高いことが好ましい。例えば、前記超臨界溶質溶解相が前記ノズルから噴射されて膨張する直前の温度が３７３Ｋ以上であることが好ましい。前記膨張前温度の上限も、前記溶質溶解温度と同様、有機溶質が変質しない温度であるが、かかる膨張前温度に前記超臨界溶質溶解相が晒される時間は比較的短いので、前記溶質溶解温度の上限より高めであってもよい。例えば、前記膨張前温度については、３７３〜４５０Ｋでもよく、３７３〜４００Ｋが好ましい。このように条件設定すると、有機溶質としてアセン系多環芳香族炭化水素を用いた場合に、有機薄膜をナノオーダーレベルの均一な膜厚で良好な結晶性をもって製造できる。
【００２３】
本発明において、前記基板については、加熱しておくことが好ましい。例えば、基板の温度を３２３Ｋ以上に加熱しておくことが好ましい。有機薄膜を形成する際、基板への密着性や基板上での結晶の成長という観点から基板を加熱しておけば、有機薄膜を好適に形成することができる。この場合も、有機薄膜の熱劣化を防止するという観点からすると、基板の温度に上限を設定することが好ましく、基板の温度の上限は、例えば４５０Ｋ、好ましくは４００Ｋ、さらに好ましくは３５０Ｋに設定することが好ましい。このように条件設定すると、有機溶質としてアセン系多環芳香族炭化水素を用いた場合に、有機薄膜をナノオーダーレベルの均一な膜厚で製造できる。
【００２４】
基板としては、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板などの絶縁基板を用いることができる他、シリコン基板などといった半導体基板を用いてもよく、さらには金属基板を用いてもよい。また、基板の表面に下地膜を形成しておき、かかる下地膜の表面に対して、本発明を適用して有機薄膜を形成してもよい。
【００２５】
本発明においては、前記ノズルのノズル開口の内径や、前記ノズルと前記基板との距離については、温度条件やノズルからの噴出速度により最適な値に設定されるが、ノズルの内径は、通常１〜１００μｍ、例えば、５０μｍ程度に設定される。また、前記ノズルと前記基板との距離については、距離の増大に伴い結晶粒が大きくなり基板の被覆率が減少する傾向にあることから、０．１〜１０cm、例えば１〜５cmに設定されることが好ましい。さらに、前記ノズルについては、ノズル開口が１つのものに限らず、インクジェット方式のヘッドのように、１つのノズルに複数の開口が形成されたものを用いることもできる。さらにまた、成膜装置においては、ノズルが１つ配置されている構成の他、複数のノズルが配置されている構成、ノズルと基板が相対的に移動する構成を採用することができる。
【００２６】
本発明においては、前記ノズルから前記基板への超臨界溶質溶解相の噴出時間(成膜時間)についても制御することが好ましい。例えば、前記ノズルから前記基板への超臨界溶質溶解相の噴出時間については通常１〜６０分、例えば５〜３０分に設定されることが好ましい。成膜時間が短すぎると、十分な厚さの有機薄膜を形成できない場合や、基板表面を十分に被覆できない事態が発生する一方、成膜時間が長すぎると、基板上に形成された有機薄膜の上に粒子が形成してしまうおそれがある。
【００２７】
本発明においては、形成する有機薄膜の厚みについても所定の範囲に制御することが好ましい。例えば、形成する有機薄膜の厚みについては、用途に応じて１０ｎｍ〜１０μｍ程度に設定される。
【００２８】
[成膜装置の構成例]
図１は、本発明を適用した成膜装置(半回分式流通法に基づくＲＥＳＳ装置)の概略構成図である。超臨界二酸化炭素を用いた溶体急速膨張法では、超臨界二酸化炭素中に溶質が溶解した溶体(Solution)、もしくは固体溶質中に超臨界二酸化炭素が溶解することにより得られる溶体を、ノズルを通して大気圧近くまで急激に膨張させ、その際の大きな溶解度低下に起因した分子自己集積(結晶化)現象により発生する溶質分子のクラスターを基板結晶上に噴射させることにより薄膜を創製する技術である。
【００２９】
従って、図１に示す成膜装置においては、ガスボンベ１から供給される二酸化炭素は、乾燥管２、フィルター３、および冷却器４を通過した後、加圧ポンプ５により加圧され、予熱器６を通り、超臨界二酸化炭素となる。溶質溶解セル８には有機溶質が配置されており、超臨界二酸化炭素が溶質溶解セル８を通過する際、所定の溶質溶解温度および溶質溶解圧力で溶質が超臨界二酸化炭素中に溶解し、超臨界溶質溶解相(溶体)となる(溶質溶解工程)。予熱器６と溶質溶解セル８との間には逆止弁７が介挿され、予熱器６、逆止弁７および溶質溶解セル８などは恒温槽１３内に配置されている。
【００３０】
次に、超臨界溶質溶解相は、凝縮を防ぐために膨張前温度にまで加熱されたノズル１０(長さ１cm、内径５０μｍ)を通して大気圧下に噴出され、気体状態の二酸化炭素と溶質分子のクラスターに分かれる。溶質分子のクラスターは基板１１上に噴射され、薄膜が生成される(噴射工程)。かかる操作を行う際、ストップバルブＶ２〜Ｖ５は所定のタイミングで開閉され、その間、溶質溶解圧力、および溶質溶解温度(膨張前温度)は各々、圧力計ＰＩおよび温度計ＴＩで監視される。また、加圧ポンプ５に対して並列に背圧弁７が配置されている。
【００３１】
溶質溶解セル８とノズル１０との間にはフィルター９が介挿され、ノズル１０および基板１１などはクリーンブース１４内に配置されている。また、基板１１は、ホットプレート１２上に配置されており、所定の温度に加熱される。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。以下に説明する実施例は、いずれも図１を参照して説明した成膜装置を用いて行われ、基板１１としてシリコン基板(シリコンウエーハ)が用いられる。基板１１は、アセトン、ＳＰＭ(Sulfaric acid／hydrogen  Peroxide  Mixture)、およびＨＦ(フッ化水素)水によって洗浄したものを用いた。具体的には、アセトン洗浄によって有機物を除去した後、ＳＰＭ洗浄によって有機物を除去し、純水で２回リンスを行った後、ＨＦ洗浄によって酸化膜を除去し、超純水で１回リンスを行った後、乾燥したものを用いた。また、各実施例で形成した薄膜については、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)により観察し、テープテストにより薄膜の基板への密着性を確認した。
【００３３】
また、以下に説明する実施例においては、図１に示す成膜装置において、溶質溶解セル８に有機溶質としてアントラセンを入れるとともに、二酸化炭素を加圧、加熱して得られた超臨界二酸化炭素を溶質溶解セル８に導入し、有機溶質を飽和溶解させてなる超臨界溶質溶解相をノズル１０に通して大気圧まで減圧、膨張させて、基板１１上に噴出し、有機薄膜を形成した。
【００３４】
［実施例１−１、２、３、４／噴射時間の検討］
実施例１−１、２、３、４では、条件を以下のように設定し、
溶質溶解温度：３１８．２Ｋ
溶質溶解圧力：１５ＭＰａ
膨張前温度：３７３．２Ｋ
基板温度：３２３．２Ｋ
ノズル径：５０μｍ
ノズル−基板距離：３cm
各実施例において噴射時間のみを以下のように、
実施例１−１：噴射時間＝１０秒
実施例１−２：噴射時間＝３０秒
実施例１−３：噴射時間＝１分
実施例１−４：噴射時間＝５分
に変化させた。
【００３５】
(実施例１−１、２、３、４の評価結果)
図２は、本発明の実施例１−１、２、３、４に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真であり、図２(ａ)、(ｂ)は各々、実施例１−１での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果であり、図２(ｃ)、(ｄ)は各々、実施例１−２での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果であり、図２(ｅ)、(ｆ)は各々、実施例１−３での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果であり、図２(ｇ)、(ｈ)は各々、実施例１−４での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果である。
【００３６】
図２に示すように、噴射時間が１０秒の条件(実施例１−１)、噴射時間が３０秒の条件(実施例１−２)、噴射時間が１分の条件(実施例１−３)、および噴射時間が５分の条件(実施例１−４)では、基板上に数μｍ〜数十μｍのアントラセンの結晶粒が析出し、この結晶粒が成長し薄膜が形成していることが分かる。また、アントラセンの結晶粒による基板の被覆率は、噴射時間が長くなるに伴って増大している。
【００３７】
これらの結果より、超臨界二酸化炭素を用いた溶体急速膨張法によれば、アントラセンの薄膜の創製が可能であり、その薄膜形成は、基板上への溶質分子のクラスターの付着と、基板上での結晶核発生、ならびに時間経過に伴う結晶成長によるものであることが示唆される。すなわち、アントラセンの薄膜形成のメカニズムは、二酸化炭素−アントラセン混合溶体が噴射ノズルから噴射されると、減圧効果によりアントラセンが核化・成長して溶質分子のクラスターが形成され、それが基板上に付着・結晶核発生・結晶成長することにより薄膜が形成されると考えられる。
【００３８】
［実施例２−１、２／ノズル−基板間の距離の検討］
実施例１で得たアントラセンの薄膜形成のメカニズムの妥当性を検討するために、ノズル−基板間の距離を変化させて薄膜形成を試みた。すなわち、上記のメカニズムが妥当であれば、基板間距離が短くなるにつれ結晶粒が小さくなり、緻密な膜が形成されることになる。
【００３９】
実施例２−１、２では、条件を以下のように設定し、
溶質溶解温度：３１８．２Ｋ
溶質溶解圧力：１５ＭＰａ
膨張前温度：３７８．２Ｋ(±５Ｋ)
基板温度：３２３．２Ｋ
ノズル径：５０μｍ
噴射時間：１分
各実施例においてノズル−基板距離のみを以下のように、
実施例２−１：ノズル−基板距離＝１cm
実施例２−２：ノズル−基板距離＝３cm
に変化させた。
【００４０】
(実施例２−１、２の評価結果)
図３は、本発明の実施例２−１、２に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真であり、図３(ａ)、(ｂ)は各々、実施例２−１での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果であり、図３(ｃ)、(ｄ)は各々、実施例２−２での倍率１０００倍および倍率５０００倍での観察結果である。
【００４１】
図３において、ノズル−基板距離が１cmの条件(実施例２−１)、およびノズル−基板距離が３cmの条件(実施例２−２)を比較すると分かるように、ノズル−基板距離が長くなるに従って、アントラセンの結晶粒が大きくなり、基板への被覆率が低くなっていることが判る。この結果から、超臨界二酸化炭素を用いた溶体急速膨張法によるアントラセンの薄膜形成は、基板上への溶質分子のクラスターの付着と、結晶核の発生、ならびに時間の経過に伴う結晶成長によるものであるというメカニズムの妥当性が検証された。なお、噴射ノズル−基板間距離が長くなるに従い基板の被覆率が低くなるのは、距離の増加に伴って噴射面積が大きくなるためであると考えられる。
【００４２】
また、以下に説明する実施例においては、図１に示す成膜装置において、溶質溶解セル８に有機溶質としてペンタセンを入れるとともに、二酸化炭素を加圧、加熱して得られた超臨界二酸化炭素を溶質溶解セル８に導入し、有機溶質を飽和溶解させてなる超臨界溶質溶解相をノズル１０に通して大気圧まで減圧、膨張させて、基板１１上に噴出し、有機薄膜を形成した。
【００４３】
［実施例３／ペンタセンの成膜］
実施例３では、条件を以下のように設定した。
溶質溶解温度：３７３．２Ｋ
溶質溶解圧力：１０ＭＰａ
膨張前温度：３９３．２Ｋ
基板温度：３４８．２Ｋ
ノズル径：１００μｍ
ノズル−基板距離：１cm
噴射時間：６０分
【００４４】
(実施例３の評価結果)
図４は、本発明の実施例３に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真であり、倍率２０００倍での観察結果である。
【００４５】
図４より、超臨界二酸化炭素を用いた溶体急速膨張法によれば、ペンタセンの薄膜の創製が可能であることが分かる。
【００４６】
また、以下に説明する実施例においては、図１に示す成膜装置において、溶質溶解セル８に有機溶質としてルブレンを入れるとともに、二酸化炭素を加圧、加熱して得られた超臨界二酸化炭素を溶質溶解セル８に導入し、有機溶質を飽和溶解させてなる超臨界溶質溶解相をノズル１０に通して大気圧まで減圧、膨張させて、基板１１上に噴出し、有機薄膜を形成した。
【００４７】
［実施例４／ルブレンの成膜］
実施例４では、条件を以下のように設定した。
溶質溶解温度：３１８．２Ｋ
溶質溶解圧力：１５ＭＰａ
膨張前温度：３７３．２Ｋ
基板温度：３２３．２Ｋ
ノズル径：５０μｍ
ノズル−基板距離：３cm
噴射時間：５分
【００４８】
(実施例４の評価結果)
図５は、本発明の実施例４に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真であり、倍率１０００倍での観察結果である。
【００４９】
図５より、超臨界二酸化炭素を用いた溶体急速膨張法によれば、ルブレンの薄膜の創製が可能であることが分かる。
【００５０】
［その他の実施例］
本発明の技術範囲は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用した成膜装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１−１、２、３、４に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真である。
【図３】本発明の実施例２−１、２に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真である。
【図４】本発明の実施例３に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真である。
【図５】本発明の実施例４に係る条件で成膜した有機薄膜の表面をＳＥＭで観察した結果を示す図面代用写真である。
【符号の説明】
【００５２】
１    ガスボンベ
４    冷却器
５    加圧ポンプ
６    予熱器
８    溶質溶解セル
１０  ノズル
１１  基板
１２  ホットプレート
１３  恒温槽
【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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