(57)【要約】【課題】本発明の目的は、所定のパターンの膜を容易かつ安価に形成し得る成膜方法、かかる成膜方法により形成された膜、この膜を備える電子部品および電子機器を提供すること。【解決手段】本発明の成膜方法は、基材１上に、化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）により、所定のパターンの膜３を形成する成膜方法であり、基材１の膜３を形成する膜形成面側に飛来物３１を飛来させ、この飛来物３１の堆積により膜３を形成するに際し、基材１の膜形成面に、膜３を形成する膜形成領域２１と、この膜形成領域２１より飛来物３１に対する濡れ性が低く、膜３を形成しない非膜形成領域２２とを形成しておき、飛来物３１を、膜形成領域２１と非膜形成領域２２との飛来物３１に対する濡れ性の違いを利用して、膜形成領域２１に集めるとともに、飛来物３１の反応により生成した反応生成物により膜３を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、化学的気相成膜法により、所定のパターンの膜を形成する成膜方法であって、
前記基材の前記膜を形成する膜形成面側に飛来物を飛来させ、該飛来物を堆積させて前記膜を形成するに際し、
前記基材の前記膜形成面に、前記膜を形成する膜形成領域と、該膜形成領域より前記飛来物に対する濡れ性が低く、前記膜を形成しない非膜形成領域とを形成しておき、
前記飛来物を、前記膜形成領域と前記非膜形成領域との前記飛来物に対する濡れ性の違いを利用して、前記膜形成領域に集めるとともに、集められた前記飛来物を反応せしめた反応生成物により前記膜を得ることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記非膜形成領域に対する純水の接触角をＡ［°］とし、前記膜形成領域に対する純水の接触角をＢ［°］としたとき、｜Ａ−Ｂ｜≧１５なる関係を満足する請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記基材を加熱した状態で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させる請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記基材の加熱温度は、８０〜５００℃である請求項３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記基材の前記膜形成面を鉛直下方に向けた状態で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させる請求項１ないし４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記膜は、主として金属材料または酸化物系材料で構成される膜であり、
前記非膜形成領域は、前記膜形成領域より撥液性が高い領域である請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記非膜形成領域は、前記基材の前記膜形成面に撥液膜を形成することにより得られる請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記撥液膜は、主としてフッ素系有機材料および／またはフッ素系無機材料で構成されている請求項７に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記フッ素系有機材料は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体およびパーフルオロエチレン−プロペン共重合体のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記フッ素系無機材料は、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウムおよびフッ化ジルコン酸カリウムのうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１１】
大気圧下で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させる請求項１ないし１０のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の成膜方法により成膜されたことを特徴とする膜。
【請求項１３】
請求項１２に記載の膜を備えることを特徴とする電子部品。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電子部品を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、膜、電子部品および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定パターンの膜の形成には、樹脂を主成分とするマスクを用いたエッチング法が、広く利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
具体的には、Ｉ：基材上に膜形成用の材料で構成される層を形成する。II：前記層上にレジスト材料を塗布する。III：レジスト材料を露光・現像し、前記層の不要部分に対応して開口部を有するレジスト層を得る。IV：レジスト層をマスクに用いて、エッチング法により、開口部内に露出した前記層を除去する。Ｖ：マスクを除去する。これにより、所定パターンに形成された膜を得る。
ところが、このような方法では、レジスト層の形成に時間と手間とを要する。その結果、膜形成までに長時間を要したり、コストが高くなる等の問題が生じる。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３８１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、所定のパターンの膜を容易かつ安価に形成し得る成膜方法、かかる成膜方法により形成された膜、この膜を備える電子部品および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基材上に、化学的気相成膜法により、所定のパターンの膜を形成する成膜方法であって、
前記基材の前記膜を形成する膜形成面側に飛来物を飛来させ、該飛来物を堆積させて前記膜を形成するに際し、
前記基材の前記膜形成面に、前記膜を形成する膜形成領域と、該膜形成領域より前記飛来物に対する濡れ性が低く、前記膜を形成しない非膜形成領域とを形成しておき、
前記飛来物を、前記膜形成領域と前記非膜形成領域との前記飛来物に対する濡れ性の違いを利用して、前記膜形成領域に集めるとともに、集められた前記飛来物を反応せしめた反応生成物により前記膜を得ることを特徴とする。
これにより、所定のパターンの膜を容易かつ安価に形成することができる。
【０００６】
本発明の成膜方法では、前記非膜形成領域に対する純水の接触角をＡ［°］とし、前記膜形成領域に対する純水の接触角をＢ［°］としたとき、｜Ａ−Ｂ｜≧１５なる関係を満足することが好ましい。
これにより、飛来物をより確実かつ迅速に膜形成領域に集めることができる。
本発明の成膜方法では、前記基材を加熱した状態で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させることが好ましい。
これにより、膜を膜形成領域に、より選択性高く形成することができる。
【０００７】
本発明の成膜方法では、前記基材の加熱温度は、８０〜５００℃であることが好ましい。
これにより、膜を膜形成領域に、特に選択性高く形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記基材の前記膜形成面を鉛直下方に向けた状態で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させることが好ましい。
これにより、方向依存性なくパターニングされるという効果が得られる。
【０００８】
本発明の成膜方法では、前記膜は、主として金属材料または酸化物系材料で構成される膜であり、
前記非膜形成領域は、前記膜形成領域より撥液性が高い領域であることが好ましい。
膜として、金属膜または酸化物膜を形成する場合には、これらの膜を膜形成領域に、より選択性高く形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記非膜形成領域は、前記基材の前記膜形成面に撥液膜を形成することにより得られることが好ましい。
これにより、金属膜または酸化物膜を膜形成領域に、特に選択性高く形成することができる。
【０００９】
本発明の成膜方法では、前記撥液膜は、主としてフッ素系有機材料および／またはフッ素系無機材料で構成されていることが好ましい。
フッ素系材料は、特に高い撥液性を有することから好ましい。
本発明の成膜方法では、前記フッ素系有機材料は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体およびパーフルオロエチレン−プロペン共重合体のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、膜形成領域と非膜形成領域との撥液性の差が特に顕著となり、金属膜または酸化物膜をより確実に形成することができる。
【００１０】
本発明の成膜方法では、前記フッ素系無機材料は、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウムおよびフッ化ジルコン酸カリウムのうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、膜形成領域と非膜形成領域との撥液性の差が特に顕著となり、金属膜または酸化物膜をより確実に形成することができる。
本発明の成膜方法では、大気圧下で、前記飛来物を前記基材の前記膜形成面側に飛来させることが好ましい。
これにより、大掛かりな真空設備等が不要となることから、膜をより容易かつ安価に形成することができる。
【００１１】
本発明の膜は、本発明の成膜方法により成膜されたことを特徴とする。
これにより、成膜精度（信頼性）の高い膜が得られる。
本発明の電子部品は、本発明の膜を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子部品が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子部品を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の成膜方法、膜、電子部品および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜成膜方法＞
まず、本発明の成膜方法の好適な実施形態について説明する。
図１および図２は、それぞれ、本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本発明の成膜方法は、基材１上（基材１の膜３を形成する膜形成面側）に、化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）により、所定のパターンの膜３を形成する方法であり、膜３を形成するための飛来物３１を飛来させ、この飛来物３１を堆積させて膜３を形成する方法である。
ここで、飛来物３１は、膜材料（膜３の構成材料）の前駆体が、例えば、原子、分子、イオン、ラジカル等となったものである。
【００１３】
膜材料としては、特に限定されないが、例えば、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂ、またはこれらを含む合金のような各種金属材料、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、フッ素含有インジウム錫酸化物（ＦＴＯ）、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）のような各種酸化物系材料、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブ等のカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、ＣＮナノチューブ、ＣＮナノファイバー、ＢＣＮナノチューブ、ＢＣＮナノファイバー、炭素繊維のような各種炭素系材料、各種有機材料等が挙げられる。
【００１４】
また、膜材料の前駆体（以下、単に「前駆体」と言う。）としては、種々の反応により、前記膜材料に変化するものである。この前駆体を膜材料に変化させる反応としては、例えば、熱分解反応、不均等化反応、重合反応、酸化反応、還元反応、窒化反応、炭化反応、ホウ化反応等が挙げられる。
具体的には、飛来物３１としては、例えば、噴霧等により基材１の膜形成面側に供給されたもの（例えば分子）、前駆体を加熱することにより生じた蒸発粒子（例えば原子や分子）、または、この蒸発粒子がプラズマやレーザー光等によりイオン化されたもの、スパッタリングにより前駆体で構成されたターゲットから叩き出されたスパッタ粒子（例えば原子や分子）、ガス状の前駆体が熱、プラズマやレーザー光等によりラジカル化されたもの等が挙げられる。
【００１５】
本発明の成膜方法は、膜３を形成する膜形成領域２１と、この膜形成領域２１より前記飛来物に対する濡れ性が低く、膜３を形成しない非膜形成領域２２とを形成する表面処理工程と、飛来物３１を、膜形成領域２１と非膜形成領域２２との飛来物３１に対する濡れ性の違いを利用して、膜形成領域２１に集めるとともに、集められた飛来物３１を反応せしめた反応生成物（膜材料）により膜３を得る膜形成工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
【００１６】
［１］  表面処理工程
まず、図１（ａ）に示すような基材１を用意する。
この基材１は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、例えば、石英ガラス、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、各種低誘電率材料（いわゆる、ｌｏｗ−Ｋ材）等の各種絶縁材料（誘電体）や、シリコン（例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム酸化物（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料で構成されたものを用いることができる。また、基材１は、これらの材料で構成された層を複数有する多層構成のものであってもよい。
また、基材１は、膜３を形成した後、除去（分離）されるものであってもよく、膜３と一体的に使用されるものであってもよい。
【００１７】
次に、この基材１の膜形成面（図１中、上面）に、飛来物３１に対して濡れ性が高い膜形成領域２１と、飛来物３１に対する濡れ性が膜形成領域２１よりも低い非膜形成領域２２とを形成する。
このうち、膜形成領域２１は、次工程［２］において、膜３が選択的に形成される領域であり、形成すべき膜３に対応したパターンで形成される。
【００１８】
ここで、「飛来物３１に対する濡れ性」とは、各領域２１、２２に対する飛来物３１またはその集合物（クラスタ）の付着のし易さを意味する。
飛来物３１による膜３の形成は、飛来物３１が基材１上に付着、凝集（集合）することにより進行するので、このプロセスが生じ易い領域、すなわち、ここで言う飛来物３１に対する濡れ性の高い膜形成領域２１程、膜３の形成が進行し易い。
【００１９】
本発明では、かかる現象を利用して、次工程［２］において、膜形成領域２１に選択的に膜３を形成する。
このような膜形成領域２１と非膜形成領域２２とは、基材１の膜形成面の濡れ性の程度を制御（調整）することにより、容易に形成することができる。
例えば、飛来物３１の撥液性が低い（親液性が高い）場合、膜形成領域２１を親液性が高い領域とし、非膜形成領域２２を膜形成領域２１より親液性が低い領域とする。
また、飛来物３１の撥液性が高い（親液性が低い）場合、膜形成領域２１を撥液性が高い領域とし、非膜形成領域２２を膜形成領域２１より撥液性が低い領域とする。
【００２０】
ここで、目的する膜３が主として金属材料または酸化物系材料で構成される膜（金属膜または酸化物膜）である場合、膜３の形成に際し、基材１に飛来させる飛来物３１は、一般に、比較的高い親液性を有するものとなる。したがって、膜３として、金属膜や酸化物膜を形成する場合、非膜形成領域２２を膜形成領域２１より撥液性が高くなるようにすればよい。これにより、飛来物３１を容易に膜形成領域２１に集めることができる。
【００２１】
この場合、非膜形成領域２２は、例えば、基材１の膜形成面に撥液膜を形成する方法、基材１の膜形成面に撥液性を有する官能基を導入する方法、基材１の膜形成面に撥液性を示すイオン（例えば、フッ素イオン等）を打ち込む方法等が挙げられるが、これらの中でも、特に、基材１の膜形成面に撥液膜を形成する方法を用いるのが好ましい。かかる方法によれば、大掛かりな設備を必要とせず、容易かつ精度よく、非膜形成領域２２を形成することができる。
【００２２】
この撥液膜は、高い撥液性を有するものであればよいが、主としてフッ素系有機材料および／またはフッ素系無機材料で構成されるものが好ましい。フッ素系材料は、特に高い撥液性を有することから好ましい。
フッ素系有機材料の具体例としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、パーフロロアルキルエーテル、およびそれらのシランカップリング剤等が挙げられる。
【００２３】
また、フッ素系無機材料の具体例としては、例えば、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウム、フッ化ジルコン酸カリウム、ケイフッ酸等が挙げられる。
これらの中でも、フッ素系有機材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体およびパーフルオロエチレン−プロペン共重合体のうちの少なくとも１種を主成分とするものが、フッ素系無機材料としては、フッ化チタン酸カリウム、ケイフッ化カリウムおよびフッ化ジルコン酸カリウムのうちの少なくとも１種を主成分とするものが好適である。
【００２４】
これらのフッ素系材料を用いることにより、膜形成領域２１と非膜形成領域２２との撥液性の差が特に顕著となり、後述する工程［２］において、膜３をより確実に形成することができる。
このような撥液膜は、前述したようなフッ素系材料を含む組成物（溶液または分散液）を、基材１の膜形成面の非膜形成領域２２とする領域１２に供給して形成することができる。
【００２５】
溶媒または分散媒としては、例えば、各種水（蒸留水、純水、イオン交換水、ＲＯ水等）、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンのような長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環類、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、カルボン酸塩またはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合液として用いることができる。
【００２６】
組成物を基材１の膜形成面に供給（塗布）する方法としては、例えば、ディップコート法、スピンコート法、スリットコート法、キャップコート法、ディスペンサー法、スプレーコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができるが、これらの中でも、インクジェット印刷法を用いるのが好ましい。インクジェット印刷法によれば、基材１上に直接マスク（例えば、レジスト層等）を形成することを要せず、高い寸法精度で撥液膜（非膜形成領域２２）を形成することができる。
また、基材１の膜形成面に供給された組成物には、必要に応じて、例えば熱処理等を施して、フッ素系材料を基材１の膜形成面に固着（固定）するようにしてもよい。
【００２７】
得られた膜形成領域２１と非膜形成領域２２とは、次のような関係を満足するのが好ましい。すなわち、非膜形成領域２２に対する純水の接触角をＡ［°］とし、膜形成領域２１に対する純水の接触角をＢ［°］としたとき、｜Ａ−Ｂ｜≧１５なる関係を満足するのが好ましく、｜Ａ−Ｂ｜≧３０なる関係を満足するのがより好ましく、｜Ａ−Ｂ｜≧５０なる関係を満足するのがさらに好ましい。膜形成領域２１と非膜形成領域２２とが、前記関係を満足することにより、飛来物３１をより確実かつ迅速に膜形成領域２１に集めることができる。
【００２８】
以上のようにして、膜形成領域２１と非膜形成領域２２とが区画形成される（図１（ｂ）参照。）。
なお、必要に応じて（例えば、基材１の種類等によっては）、基材１の膜形成面の膜形成領域２１とする領域１１には、親液膜を形成して、膜形成領域２１と非膜形成領域２２との撥液性の差を大きくするようにしてもよい。
【００２９】
［２］  膜形成工程
次に、図２（ａ）に示すように、飛来物３１を基材１の膜形成面側（膜形成領域２１および非膜形成領域２２）に飛来させる。
そして、膜形成領域２１と非膜形成領域２２との飛来物３１に対する濡れ性の違いを利用して、飛来物３１を膜形成領域２１に集める。
【００３０】
すなわち、膜形成領域２１に飛来した飛来物３１は、該領域２１との濡れ性が高いため、そのまま領域２１に付着するか、または先に付着した飛来物３１と凝集（集合）する。一方、非膜形成領域２２に飛来した飛来物３１は、該領域２２との濡れ性が低いため、領域２２に付着することなく動き回る（表面運動する）。この飛来物３１は、そのままの状態または互いに融合した状態（クラスタ状態）で膜形成領域２１に到達すると、この領域２１に付着するか、または先に付着した飛来物３１と凝集する（図２（ｂ）参照）。
【００３１】
このとき、飛来物３１は、膜形成領域２１において凝集するとともに、飛来物３１（前駆体）に反応が生じて膜材料に変化し（反応生成物が生成し）、これを核として、膜３の形成が促進される。これにより、膜形成領域２１に膜３が形成される（図２（ｃ）参照）。
なお、本工程［２］では、飛来物３１を基材１の膜形成面側に飛来させる（供給する）のに際して、基材１を加熱した状態とするのが好ましい。これにより、非膜形成領域２２における飛来物３１の運動性を向上させることができ、その結果、膜３を膜形成領域２１に、より高い選択性をもって形成することができる。
【００３２】
基材１を加熱する方法としては、図示のようなヒータによる加熱方法の他、例えば、マイクロ波の照射による加熱方法、レーザー光の照射による加熱方法、赤外線の照射による加熱方法等が挙げられる。
基材１の加熱温度は、特に限定されないが、８０〜５００℃程度であるのが好ましく、１２０〜４００℃程度であるのがより好ましい。このような範囲に加熱温度を設定することにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
【００３３】
また、飛来物３１を基材１の膜形成面側に飛来させるのに際して、図２に示すように、基材１は、その膜形成面を鉛直下方に向けた状態とするのが好ましい。これにより、パターニングが方向依存性なく形成されるという効果が得られる。
さらに、本工程［２］は、減圧下で行うようにしてもよいが、大気圧下（常圧下）で行うのが好ましい。これにより、大掛かりな真空設備等が不要となることから、膜３をより容易かつ安価に形成することができる。
なお、本工程［２］の後に、必要に応じて、後処理工程を設けるようにしてもよい。この後処理工程としては、例えば、工程［２］において膜３が固化（硬化）に至らない場合に、膜３を固化させるための工程等が挙げられる。
以上のような工程を経て、所定のパターンの膜（本発明の膜）３が得られる。
【００３４】
本発明によれば、基材１上に直接マスク（レジスト層）を形成することを要せず、高い成膜精度で膜３を形成することができる。
また、本発明によれば、レジスト層を用いないことから、レジスト層を形成するための複雑な工程や、不要となったレジスト層を除去する工程を省略することができる。
このようなことから、本発明によれば、容易かつ安価に、成膜精度（信頼性）の高い膜３を得ることができる。
また、本発明によれば、膜形成領域２１に選択的に膜３を形成することができるので、すなわち、不要な領域に膜３が形成されるのを防止することができるので、前駆体の使用量の削減を図ることもできる。
【００３５】
＜電子部品＞
このような膜３は、例えば、スイッチング素子（薄膜トランジスタ）、配線基板、半導体部品、表示パネル、発光素子等の各種電子部品に適用することができる。
以下では、本発明の電子部品を薄膜トランジスタ（特に、有機薄膜トランジスタ）に適用した場合を代表に説明する。
【００３６】
図３は、本発明の電子部品を適用した薄膜トランジスタの実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。なお、以下では、図３（ａ）中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図３に示す薄膜トランジスタ１００は、基板（基材）２０上に設けられており、ソース電極３０およびドレイン電極４０と、有機半導体層（有機層）５０と、ゲート絶縁層６０と、ゲート電極７０とが、この順で基板２０側から積層されて構成されている。
【００３７】
具体的には、薄膜トランジスタ１００は、基板２０上に、ソース電極３０およびドレイン電極４０が分離して設けられ、これら電極３０、４０を覆うように有機半導体層５０が設けられている。さらに有機半導体層５０上には、ゲート絶縁層６０が設けられ、さらにこの上に、少なくともソース電極３０とドレイン電極４０の間の領域に重なるようにゲート電極７０が設けられている。
【００３８】
この薄膜トランジスタ１００では、有機半導体層５０のうち、ソース電極３０とドレイン電極４０との間の領域が、キャリアが移動するチャネル領域５１０となっている。以下、このチャネル領域５１０において、キャリアの移動方向の長さ、すなわちソース電極３０とドレイン電極４０との間の距離をチャネル長Ｌ、チャネル長Ｌ方向と直交する方向の長さをチャネル幅Ｗと言う。
このような薄膜トランジスタ１００は、ソース電極３０およびドレイン電極４０が、ゲート絶縁層６０を介してゲート電極７０よりも基板２０側に設けられた構成の薄膜トランジスタ、すなわち、トップゲート構造の薄膜トランジスタである。
【００３９】
以下、薄膜トランジスタ１００を構成する各部について、順次説明する。
基板２０は、薄膜トランジスタ１００を構成する各層（各部）を支持するものである。基板２０には、例えば、ガラス基板、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。薄膜トランジスタ１００に可撓性を付与する場合には、基板２０には、樹脂基板が選択される。
【００４０】
この基板２０上には、下地層が設けられていてもよい。下地層としては、例えば、基板２０表面からのイオンの拡散を防止する目的、ソース電極３０およびドレイン電極４０と、基板２０との密着性（接合性）を向上させる目的等により設けられる。
下地層の構成材料としては、特に限定されないが、基板２０にガラス基板を用いる場合には、酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮ）等が好適に用いられる。
【００４１】
基板２０上には、ソース電極３０およびドレイン電極４０が、チャネル長Ｌ方向に沿って、所定距離離間して並設されている。
これらのソース電極３０、ドレイン電極４０、および、後述するゲート電極７０に、本発明の膜３を適用することができる。
ソース電極３０およびドレイン電極４０の厚さ（平均）は、特に限定されないが、それぞれ、３０〜３００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。本発明の成膜方法によれば、このように薄い膜厚の電極を寸法精度よく形成することができる。
【００４２】
ソース電極３０とドレイン電極４０との間の距離（離間距離）、すなわち、チャネル長Ｌは、２〜３０μｍ程度であるのが好ましく、５〜２０μｍ程度であるのがより好ましい。チャネル長Ｌを前記下限値より小さくすると、得られた薄膜トランジスタ１００同士でチャネル長に誤差が生じ、特性（トランジスタ特性）がばらつくおそれがある。一方、チャネル長Ｌを前記上限値より大きくすると、しきい電圧の絶対値が大きくなるとともに、ドレイン電流の値が小さくなり、薄膜トランジスタ１００の特性が不十分となるおそれがある。
【００４３】
チャネル幅Ｗは、０．１〜５ｍｍ程度であるのが好ましく、０．５〜３ｍｍ程度であるのがより好ましい。チャネル幅Ｗを前記下限値より小さくすると、ドレイン電流の値が小さくなり、薄膜トランジスタ１００の特性が不十分となるおそれがある。一方、チャネル幅Ｗを前記上限値より大きくすると、薄膜トランジスタ１００が大型化してしまうとともに、寄生容量の増大や、ゲート絶縁層６０を介したゲート電極７０へのリーク電流の増大を招くおそれがある。
また、基板２０上には、ソース電極３０およびドレイン電極４０を覆うように、有機半導体層５０が設けられている。
【００４４】
有機半導体層５０は、有機半導体材料（半導体的な電気伝導を示す有機材料）を主材料として構成されている。
この有機半導体層５０は、少なくともチャネル領域５１０においてチャネル長Ｌ方向とほぼ平行となるように配向しているのが好ましい。これにより、チャネル領域５１０におけるキャリア移動度が高いものとなり、その結果、薄膜トランジスタ１００は、その作動速度がより速いものとなる。
【００４５】
有機半導体材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料（共役系高分子材料）が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高分子の有機半導体材料（共役系高分子材料）を主とするものを用いるのが好ましい。共役系高分子材料は、その特有な電子雲の広がりにより、キャリアの移動能が特に高い。
【００４６】
高分子の有機半導体材料は、簡易な方法で成膜することができるとともに、比較的容易に配向させることができる。また、このうち、空気中で酸化され難く、安定であること等の理由から、高分子の有機半導体材料（共役系高分子材料）としては、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリアリールアミンまたはこれらの誘導体のうちの少なくとも１種を主成分とするものを用いるのが特に好ましい。
また、高分子の有機半導体材料を主材料として構成される有機半導体層５０は、薄型化・軽量化が可能であり、可撓性にも優れるため、フレキシブルディスプレイのスイッチング素子等として用いられる薄膜トランジスタへの適用に適している。
【００４７】
有機半導体層５０の厚さ（平均）は、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
なお、有機半導体層５０は、ソース電極３０およびドレイン電極４０を覆うように設けられる構成のものに限定されず、少なくともソース電極３０とドレイン電極４０との間の領域（チャネル領域５１０）に設けられていればよい。
【００４８】
有機半導体層５０上には、ゲート絶縁層６０が設けられている。
このゲート絶縁層６０は、ソース電極３０およびドレイン電極４０に対してゲート電極７０を絶縁するものである。
ゲート絶縁層６０は、主として有機材料（特に有機高分子材料）で構成されているのが好ましい。有機高分子材料を主材料とするゲート絶縁層６０は、その形成が容易であるとともに、有機半導体層５０との密着性の向上を図ることもできる。
【００４９】
このような有機高分子材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルフェニレン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のようなアクリル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂、ポリビニルフェノールあるいはノボラック樹脂のようなフェノール系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンなどのオレフィン系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５０】
ゲート絶縁層６０の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１０〜５０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。ゲート絶縁層６０の厚さを前記範囲とすることにより、ソース電極３０およびドレイン電極４０とゲート電極７０とを確実に絶縁しつつ、薄膜トランジスタ１００が大型化すること（特に、厚さが増大すること）を防止することができる。
なお、ゲート絶縁層６０は、単層構成のものに限定されず、複数層の積層構成のものであってもよい。
【００５１】
また、ゲート絶縁層６０の構成材料には、例えば、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料を用いることもできる。ポリシリケート、ポリシロキサン、ポリシラザンのような溶液を塗布して、塗布膜を酸素、または水蒸気の存在下で加熱することによって、溶液材料からＳｉＯ２を得ることができる。また、金属アルコキシド溶液を塗布した後、これを酸素雰囲気で加熱することによって無機絶縁材料を得る（ゾルゲル法として知られる）ことができる。
【００５２】
ゲート絶縁層６０上には、ゲート電極７０が設けられている。
ゲート電極７０の厚さ（平均）は、特に限定されないが、０．１〜５０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５０００ｎｍ程度であるのがより好ましく、１０〜５０００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
以上のような薄膜トランジスタ１００は、ゲート電極７０に印加する電圧を変化させることにより、ソース電極３０とドレイン電極４０との間に流れる電流量が制御される。
【００５３】
すなわち、ゲート電極７０に電圧が印加されていないＯＦＦ状態では、ソース電極３０とドレイン電極４０との間に電圧を印加しても、有機半導体層５０中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。一方、ゲート電極７０に電圧が印加されているＯＮ状態では、有機半導体層５０のゲート絶縁層６０に面した部分に電荷が誘起され、チャネル領域５１０にキャリアの流路が形成される。この状態でソース電極３０とドレイン電極４０との間に電圧を印加すると、チャネル領域５１０を通って電流が流れる。
【００５４】
＜電子機器＞
本発明の電子部品は、各種電子機器に用いることができる。
図４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、本体部１１０４と表示ユニット１１０６とを接続するための可撓性配線基板等として内蔵されている。
【００５５】
図５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、データを保存するための半導体部品（各種メモリ）等として内蔵されている。
【００５６】
図６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００５７】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００５８】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００５９】
本発明の電子部品は、例えば、表示部の各画素の切り替えを行うスイッチング素子、ＣＣＤの撮像信号を保存するための半導体部品（各種メモリ）、回路基板１３０８等として内蔵されている。
なお、本発明の電子機器は、図４のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図５の携帯電話機、図６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の成膜方法、膜、電子部品および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
まず、石英ガラス基板（基材）を用意し、純水を用いて洗浄した。
次に、この石英ガラス基板の膜形成面の非膜形成領域とする領域に、インクジェット印刷法により、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含むインク（塗布液）を塗布した後、８０℃×３０分間で乾燥して撥液膜を形成した。その後、純水およびエタノールで、順次洗浄した。
【００６１】
なお、インクは、ポリテトラフルオロエチレンを、メチルエチルケトンとトルエンとの混合溶媒に溶解して調製した。また、撥液膜の平均厚さは、５０ｎｍとした。
これにより、撥液膜が形成された非膜形成領域と、石英ガラス基板の表面が露出する膜形成領域とを区画形成した。
なお、膜形成領域の平面形状は、アルファベットの大文字「Ｅ］とし、各部の幅が約６０μｍなるように形成した。
また、非膜形成領域に対する純水の接触角Ａ［°］と、膜形成領域に対する純水の接触角Ｂ［°］との差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜は、５０であった。
【００６２】
次に、膜形成面を鉛直下方とした石英ガラス基板を保持した。そして、この状態で、石英ガラス基板を加熱しつつ、テトラエトキシシラン（ＳｉＯ２前駆体）を噴霧してＳｉＯ２膜を形成した。
なお、石英ガラス基板は、電熱ヒーターを用いて加熱し、加熱温度は、２５０℃とした。また、テトラエトキシシランの噴霧は、大気圧下で行った。
これにより、膜形成領域の形状「Ｅ」にほぼ対応した形状のＳｉＯ２膜（平均厚さ：約１００ｎｍ、各部の幅：約６０μｍ）を得た。
【００６３】
（実施例２）
テトラエトキシシランに代えて、１，１，１，５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタジオネート−銅（II）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、Ｃｕ膜を形成した。
これにより、膜形成領域の形状「Ｅ」にほぼ対応した形状のＣｕ膜（平均厚さ：約９０ｎｍ、各部の幅：約６０μｍ）を得た。
【００６４】
（実施例３）
ポリテトラフルオロエチレンに代えて、フッ化チタン酸カリウムを用いて撥液膜を形成した以外は、前記実施例１と同様にして、ＳｉＯ２膜を形成した。
これにより、膜形成領域の形状「Ｅ」にほぼ対応した形状のＳｉＯ２膜（平均厚さ：約８０ｎｍ、各部の幅：約６０μｍ）を得た。
なお、撥液膜の平均厚さは、５０ｎｍとした。
また、非膜形成領域に対する純水の接触角Ａ［°］と、膜形成領域に対する純水の接触角Ｂ［°］との差の絶対値｜Ａ−Ｂ｜は、３５であった。
【００６５】
（実施例４）
ポリテトラフルオロエチレンに代えて、フッ化チタン酸カリウムを用いて撥液膜を形成した以外は、前記実施例２と同様にして、Ｃｕ膜を形成した。
これにより、膜形成領域の形状「Ｅ」にほぼ対応した形状のＣｕ膜（平均厚さ：約９０ｎｍ、各部の幅：約６０μｍ）を得た。
なお、各実施例において、いずれも、非膜形成領域には、膜形成が認められなかった。
【００６６】
また、ポリテトラフルオロエチレンおよびフッ化チタン酸カリウムに代えて、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体、ケイフッ化カリウム、フッ化ジルコン酸カリウムを、または、これらのうちの任意の２種以上を用いて、撥液膜を形成し、前記実施例１および２と同様にして、ＳｉＯ２膜およびＣｕ膜を形成したが、前記と同様の結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。
【図２】本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。
【図３】本発明の電子部品を適用した薄膜トランジスタの実施形態を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１……基材  １１……膜形成領域とする領域  １２……非膜形成領域とする領域  ２１……膜形成領域  ２２……非膜形成領域  ３……膜  ３１……飛来物  １００‥‥薄膜トランジスタ  ２０‥‥基板  ３０‥‥ソース電極  ４０‥‥ドレイン電極  ５０‥‥有機半導体層  ５１０‥‥チャネル領域  ６０‥‥ゲート絶縁層  ７０‥‥ゲート電極  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース（ボディー）  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥回路基板  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥データ通信用の入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【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】
2005213597.tif 000007
【図６】
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