(57)【要約】【課題】単結晶膜をより安定して作製することが可能な、新規かつ改良された単結晶膜形成用基板及びこれを用いた単結晶膜の製造方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、単結晶材料の溶液を保持可能な親液領域と、親液領域の内部に帯状に形成され、親液領域よりも単結晶材料の溶液に対する親和性が高い結晶成長誘導レイル部と、を備えることを特徴とする、単結晶膜形成用基板が提供される。この観点によれば、結晶成長誘導レイル部上に選択的に結晶核を生成させ、この結晶核を起点として単結晶膜を成長させることができる。したがって、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。【選択図】図１
2016174019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶材料の溶液を保持可能な親液領域と、
前記親液領域の内部に帯状に形成され、前記親液領域よりも前記単結晶材料の溶液に対する親和性が高い結晶成長誘導レイル部と、を備えることを特徴とする、単結晶膜形成用基板。
【請求項２】
前記結晶成長誘導レイル部は、前記親液領域の結晶成長方向の両端に渡って形成されていることを特徴とする、請求項１記載の単結晶膜形成用基板。
【請求項３】
前記結晶成長誘導レイル部の幅方向の端部は、前記親液領域の端部よりも前記親液領域の中心側に形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の単結晶膜形成用基板。
【請求項４】
前記結晶成長誘導レイル部の長さ方向の両端部のうち一方の端部は鋭角形状となっていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の単結晶膜形成用基板。
【請求項５】
前記一方の端部の角度は３０〜４５°であることを特徴とする、請求項４記載の単結晶膜形成用基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の単結晶膜形成用基板を用いた単結晶膜の製造方法であって、
前記親液領域及び結晶成長誘導レイル部上に前記単結晶材料の溶液を展開する工程と、
前記単結晶材料の溶液を前記前記結晶成長誘導レイル部の長さ方向の一方の端部から他方の端部に向けて移動させる工程と、を含むことを特徴とする、単結晶膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶膜形成用基板及びこれを用いた単結晶膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、有機半導体材料の溶液を用いて有機半導体材料の薄膜を形成する技術が開示されている。この技術では、基板上に親液領域と撥液領域とを形成する。親液領域は、有機半導体材料の溶液を保持する領域であり、撥液領域は、有機半導体材料の溶液を弾く領域である。なお、親液領域となる表面と撥液領域となる表面は相対的なものであり、ある親液領域に対して撥液領域となる表面も、溶液をより強く弾く別の領域に囲まれている場合は、親液領域として機能する。
【０００３】
この技術では、有機半導体材料として、反磁性の材料を用いる。そして、この技術では、まず、有機半導体材料の溶液を基板上の親液領域に展開することで、親液領域上に液膜を形成する。その後、液膜に磁石を近づける。これにより、液膜を構成する溶液が磁石から遠ざかる方向に移動するので、液膜の厚さに勾配が生じる。具体的には、液膜のうち、磁石に最も近い部分の厚さが最も小さくなる。したがって、この部分が容易に過飽和状態になる。そして、この部分から有機半導体材料の結晶が析出する。その後、当該結晶を結晶核として有機半導体材料の結晶が成長する。結晶は、磁石から離れる方向に成長する。これにより、有機半導体材料の単結晶膜が形成される。
【０００４】
このように、特許文献１に開示された技術では、有機半導体材料として反磁性の材料を用い、かつ、液膜に磁石を近づけることで、結晶核の析出位置及び結晶の成長方向を制御する。また、特許文献１には、この技術によって大面積の単結晶膜が作製できたことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８１６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された技術によっても、依然として結晶核の偶発的な析出は避けられなかった。具体的には、液膜中の様々な部分から同時に結晶が析出する。そして、各結晶が結晶核となって結晶が成長する。この結果、単結晶膜ではなく多結晶膜が形成される。なお、各結晶核から成長した結晶は、成長の過程で結晶方位の優位性等の差により淘汰される場合がある。そして、特定の方向に成長した結晶以外の結晶がすべて淘汰されれば、単結晶膜が形成される。しかし、結晶の淘汰は再現性が不十分であるため、結晶の淘汰によって必ずしも単結晶膜が形成されるわけではない。
【０００７】
このように、特許文献１に記載された技術では、単結晶膜を安定して作製することができないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、単結晶膜をより安定して作製することが可能な、新規かつ改良された単結晶膜形成用基板及びこれを用いた単結晶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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、単結晶材料の溶液を保持可能な親液領域と、親液領域の内部に帯状に形成され、親液領域よりも単結晶材料の溶液に対する親和性が高い結晶成長誘導レイル部と、を備えることを特徴とする、単結晶膜形成用基板が提供される。
【００１０】
この観点によれば、結晶成長誘導レイル部上に選択的に結晶核を生成させ、この結晶核を起点として単結晶膜を成長させることができる。したがって、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【００１１】
ここで、結晶成長誘導レイル部は、親液領域の結晶成長方向の両端に渡って形成されていてもよい。
【００１２】
この観点によれば、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【００１３】
また、結晶成長誘導レイル部の幅方向の端部は、親液領域の端部よりも親液領域の中心側に形成されていてもよい。
【００１４】
この観点によれば、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【００１５】
また、結晶成長誘導レイル部の長さ方向の両端部のうち一方の端部は鋭角形状となっていてもよい。
【００１６】
この観点によれば、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【００１７】
また、一方の端部の角度は３０〜４５°であってもよい。
【００１８】
この観点によれば、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、上記単結晶膜形成用基板を用いた単結晶膜の製造方法であって、親液領域及び結晶成長誘導レイル部上に単結晶材料の溶液を展開する工程と、単結晶材料の溶液を結晶成長誘導レイル部の長さ方向の一方の端部から他方の端部に向けて移動させる工程と、を含むことを特徴とする、単結晶膜の製造方法が提供される。
【００２０】
この観点によれば、結晶成長誘導レイル部上に選択的に結晶核を生成させ、この結晶核を起点として単結晶膜を成長させることができる。したがって、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、結晶成長誘導レイル部上に選択的に結晶核を生成させ、この結晶核を起点として単結晶膜を成長させることができる。したがって、単結晶膜をより安定して作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る単結晶膜形成用基板の一例を示す平面図である。
【図２】図１の成膜領域を拡大して示す平面図である。
【図３】成膜領域の他の例を示す平面図である。
【図４】成膜領域の他の例を示す平面図である。
【図５】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図６】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図７】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図８】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図９】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図１０】（ａ）単結晶膜形成用基板の製造プロセスを説明するための平面図である。（ｂ）（ａ）のＡＡ’断面図である。
【図１１】成膜領域上で結晶が成長する様子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
＜１．単結晶膜形成用基板の構成＞
まず、図１及び図２に基づいて、本実施形態に係る単結晶膜形成用基板１の構成について説明する。単結晶膜形成用基板１は、基板１ａ（図１０参照）と、複数の成膜領域１０と、撥液領域３０とを備える。
【００２５】
基板１ａは、成膜領域１０及び撥液領域３０が形成される板状の部材である。基板１ａを構成する材料は特に問わず、本実施形態によって作製される単結晶膜５０（図１１等参照）の用途に応じて適宜選択されればよい。基板１ａを構成する材料としては、例えば、ガラス（ｇｌａｓｓ）、プラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）単結晶、各種金属等が挙げられる。基板１ａは、ケイ素酸化膜等で覆われていてもよい。基板１ａの表面に親液領域１０ａ及び撥液領域３０が形成される。
【００２６】
成膜領域１０は、単結晶膜５０が成膜される領域である。成膜領域１０は、親液領域１０ａと、結晶成長誘導レイル部２０とを備える。親液領域１０ａは、単結晶材料の溶液を保持する領域である。親液領域１０ａは、単結晶材料の溶液に対する親和性が撥液領域３０よりも高く、結晶成長誘導レイル部２０よりも低い領域である。親液領域１０ａは、例えば自己組織化単分子膜で構成される。自己組織化単分子膜を構成する単分子としては、例えば、１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）、オクチルトリクロロシラン（Ｏｃｔｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）、およびオクタデシルトリクロロシラン（（Ｏｃｔａｄｅｃｙｌ）ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）をはじめとしたアルキル基を有するクロロシラン化合物やアルコキシ化合物等が挙げられる。自己組織化単分子膜は、これらの単分子の蒸気、溶液、原液に基板１ａを晒すことで形成される。なお、基板１ａの表面をそのまま親液領域１０ａとしてもよい。
【００２７】
親液領域１０ａの幅、すなわち成膜領域１０の幅は特に制限されないが、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、均一な単結晶膜５０が形成されやすくなる。なお、成膜領域１０の幅は、結晶成長方向に垂直な方向の長さを意味する。結晶成長方向は、結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向に一致する。図１中の矢印Ｐは、結晶成長方向を示す。同様に、親液領域１０ａの長さ、すなわち成膜領域１０の長さ（結晶成長方向の長さ）は特に制限されない。
【００２８】
図１では、親液領域１０ａの平面形状（親液領域１０ａを平面視したときの形状）は結晶成長方向に伸びる長方形となっているが、親液領域１０ａの形状はこの例に限られないことはもちろんである。親液領域１０ａの形状の他の例については後述する。
【００２９】
結晶成長誘導レイル部２０は、親液領域１０ａの内部に帯状に形成される。結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向は、結晶成長方向に一致する。結晶成長誘導レイル部２０は、親液領域１０ａよりも単結晶材料の溶液に対する親和性が高い。具体的には、単結晶材料の溶液に対する結晶成長誘導レイル部２０の接触角は、当該溶液に対する親液領域１０ａの接触角よりも小さい。単結晶材料の溶液に対する結晶成長誘導レイル部２０の接触角は、当該溶液に対する親液領域１０ａの接触角よりも２０°以上小さいことが好ましい。さらに、単結晶材料の溶液に対する結晶成長誘導レイル部２０の接触角は、１０°未満であることが好ましい。
【００３０】
結晶成長誘導レイル部２０は、例えば自己組織化単分子膜で構成される。自己組織化単分子膜を構成する単分子としては、例えば、（２−フェニルエチル）トリメトキシシラン（（２−ｐｈｅｎｙｌｅｔｈｙｌ）ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、３−（フェニルアミノ）プロピルトリメトキシシラン（３−（ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）をはじめとした、末端にフェニル基を有するクロロシラン化合物やアルコキシ化合物等が挙げられる。自己組織化単分子膜は、これらの単分子の蒸気、溶液、原液に基板１ａを晒すことで形成される。
【００３１】
結晶成長誘導レイル部２０は、上記のような構成を有するので、単結晶が成長する際のガイドとなる。上述したように、単結晶材料の溶液に対する結晶成長誘導レイル部２０の接触角は、当該溶液に対する親液領域１０ａの接触角よりも小さい。このため、本実施形態では、以下の製造方法により単結晶を成長させることができる。すなわち、まず、成膜領域１０上に単結晶材料の溶液を展開する。その後、溶液を結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向の一方の端部から他方の端部に向けて移動させる。例えば、溶液を矢印Ｐ方向に移動させる。これにより、成膜領域１０上に液滴端が形成される。ここで、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端の厚さは、親液領域１０ａ上の液滴端の厚さよりも小さくなる。さらに、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端から溶媒が蒸発しても、その周辺の液滴端から溶媒が結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端に供給されにくい。この結果、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端は容易に過飽和状態となり、単結晶材料が結晶として析出する。一方、親液領域１０ａ上の液滴端には、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端に比べて多くの溶媒が残っているので、単結晶材料は析出しにくい。したがって、結晶成長誘導レイル部２０上に選択的に結晶核を生成することができる。そして、この結晶核を結晶成長の起点として単結晶が成長する。その後、溶液の矢印Ｐ方向への移動に伴い、液滴端も矢印Ｐ方向に移動する。移動後の液滴端においても、結晶成長誘導レイル部２０上に選択的に結晶核が生成し、この結晶核を結晶成長の起点として単結晶が成長する。
【００３２】
このように、結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向に沿って単結晶が成長するので、結晶成長誘導レイル部２０は、単結晶が成長する際のガイドとなる。また、結晶成長方向は結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向に一致する。
【００３３】
結晶成長誘導レイル部２０は、親液領域１０ａの結晶成長方向（＝結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向）の両端に渡って設けられることが好ましい。この場合、成膜領域１０上により均一な単結晶膜を形成することができる。図１では、結晶成長誘導レイル部２０は、親液領域１０ａの結晶成長方向の両端に渡って設けられている。
【００３４】
さらに、結晶成長誘導レイル部２０の幅方向（長さ方向（＝結晶成長方向）に垂直な方向）の端部２０ｃは、親液領域１０ａの端部よりも親液領域１０ａの中心側に設けられることが好ましい。より具体的には、結晶成長誘導レイル部２０は、親液領域１０ａの幅方向の中心近傍に形成されることが好ましい。結晶成長誘導レイル部２０は結晶成長の際のガイドとなる。したがって、結晶成長誘導レイル部２０が親液領域１０ａの中心近傍に配置されることで、単結晶は親液領域１０ａの中心近傍から成長することができる。したがって、より均一な単結晶が形成される。
【００３５】
結晶成長誘導レイル部２０の幅は特に制限されない。なお、成膜領域１０上に単結晶材用の溶液を展開した場合、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端は、親液領域１０ａ上の液滴端よりも外側に飛び出す。この飛び出し量は、結晶成長誘導レイル部２０の幅に依存する。本実施形態では、飛び出し量が０．５〜１．０ｍｍ程度となるように結晶成長誘導レイル部２０の幅が調整されることが好ましい。液滴端の飛び出し量がこの範囲内の値となる場合、結晶成長誘導レイル部２０上に結晶核が形成されやすくなる。
【００３６】
なお、液滴端の飛び出し量を上記範囲するための結晶成長誘導レイル部２０の幅は、単結晶材料の溶液の表面張力（具体的には、溶媒の表面張力）に依存する。例えば、表面張力がおよそ３０ｍＮ／ｍから４０ｍＮ／ｍの間にあるモノクロロベンゼン、トルエン、テトラリンなどからなる溶液に対しては結晶成長誘導レイル２０の幅は１ｍｍから２ｍｍの間とすることが好ましい。表面張力が４０ｍＮ／ｍを大きく上回る溶液に対しては、結晶成長誘導レイル２０の幅を２ｍｍよりも広く、一方表面張力が３０ｍＮ／ｍを大きく下回る溶液に対しては、結晶成長誘導レイルの幅２０を１ｍｍよりも狭くすることが好ましい。
【００３７】
撥液領域３０は、単結晶材料の溶液を弾く領域であり、親液領域１０ａの周囲に設けられる。撥液領域３０は、親液領域１０ａよりも単結晶材料の溶液に対する親和性が低い。具体的には、単結晶材料の溶液に対する撥液領域３０の接触角は、単結晶材料の溶液に対する親液領域１０ａの接触角よりも大きい。撥液領域３０は、例えば、自己組織化単分子膜で構成される。自己組織化単分子膜を構成する単分子としては、例えば、（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチル）トリクロロシラン（（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｏｃｔｙｌ）ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）をはじめとしたフッ素含有基を有するクロロシラン化合物やアルコキシ化合物等が挙げられる。自己組織化単分子膜は、これらの単分子の蒸気、溶液、原液に基板１ａを晒すことで形成される。
【００３８】
＜２．成膜領域の変形例＞
（第１変形例）
つぎに、図３に基づいて、成膜領域１０の第１変形例について説明する。第１変形例では、成膜領域１０の結晶成長方向の両端部のうち、一方の端部１１が鋭角形状となっている。すなわち、結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向の両端部のうち、一方の端部が鋭角形状となっている。成膜領域１０の一方の端部１１の角度θは、９０°未満であることが好ましく、３０〜４５°であることがより好ましい。第１変形例では、結晶成長誘導レイル部２０の鋭角部分に選択的に結晶核を生成させることができる。すなわち、結晶核の生成及び単結晶の成長をより精密に制御することができる。
【００３９】
（第２変形例）
つぎに、図４に基づいて、成膜領域１０の第２変形例について説明する。第２変形例では、成膜領域１０の結晶成長方向の両端部のうち、一方の端部１１が鋭角形状となっており、他方の端部１２が半円形状になっている。第２変形例においても、第１変形例と同様の効果が得られる。さらに、第２変形例では、結晶核をより確実に結晶成長誘導レイル部２０の鋭角部分に生成させることができる。
【００４０】
なお、図３及び図４における成膜領域１０の幅は、成膜領域１０の最大幅（図３では長方形部分の幅、図４では、半円部分の直径）となる。成膜領域１０の長さは、結晶成長誘導レイル部２０の長さに一致する。
【００４１】
＜３．単結晶膜形成用基板の製造方法＞
次に、図５〜図１０に基づいて、単結晶膜形成用基板１の製造方法について説明する。まず、図５に示すように、基板１ａを用意する。そして、基板１ａを有機溶媒と超純水で洗浄した後、ＵＶ−オゾン洗浄処理を行う。これにより、基板１ａの表面が親液化される。
【００４２】
ついで、図６に示すように、撥液性の自己組織化単分子の蒸気、溶液、または原液に基板１ａを晒す。これにより、基板１ａ上に撥液性の自己組織化単分子膜、すなわち撥液領域３０を形成する。ついで、図７に示すように、撥液領域３０の表面に、親液領域１０ａの形状の穴が開いたシャドウマスク１００を密着させる。そして、シャドウマスク１００に覆われていない自己組織化単分子膜を除去する。自己組織化単分子膜の除去は、例えばＵＶ−オゾン処理または酸素プラズマ処理を用いる方法により行われる。これにより、基板１ａの露出面を形成する。この露出面は、親液領域１０ａと同じ平面形状を有する。
【００４３】
ついで、図８に示すように、親液性の自己組織化単分子の蒸気、溶液、または原液に基板１ａを晒す。これにより、基板１ａの露出面に親液性の自己組織化単分子膜、すなわち親液領域１０ａを形成する。ついで、図９に示すように、親液領域１０ａの表面に、結晶成長誘導レイル部２０の形状の穴が開いたシャドウマスク１１０を密着させる。そして、シャドウマスク１１０に覆われていない自己組織化単分子膜を除去する。自己組織化単分子膜の除去は、例えばＵＶ−オゾン処理または酸素プラズマ処理を用いる方法により行われる。これにより、基板１ａの露出面を形成する。この露出面は、結晶成長誘導レイル部２０と同じ平面形状を有する。
【００４４】
ついで、図１０に示すように、親液性の自己組織化単分子の蒸気、溶液、または原液に基板１ａを晒す。この自己組織化単分子は、親液領域１０ａを構成する自己組織化単分子よりも単結晶材料の溶液に対する親和性が高い。これにより、基板１ａの露出面に親液性の自己組織化単分子膜、すなわち結晶成長誘導レイル部２０を形成する。以上の工程により、単結晶膜形成用基板１を作製する。なお、基板１ａ上に、成膜領域１０（即ち親液領域１０ａ及び結晶成長誘導レイル部２０）、及び撥液領域１３の材料を印刷することで、単結晶膜形成用基板１を作製してもよい。すなわち、基板１ａ上に成膜領域１０及び撥液領域３０を形成できるのであれば、どのような方法で単結晶膜形成用基板１を作製してもよい。
【００４５】
＜４．単結晶膜の製造方法＞
つぎに、図１１に基づいて、単結晶膜形成用基板１を用いた単結晶膜の製造方法を説明する。まず、成膜領域１０上に単結晶材料の溶液４０を展開する。ついで、溶液４０を結晶成長誘導レイル部２０の長さ方向の一方の端部から他方の端部に向けて移動させる。例えば、溶液を矢印Ｐ方向に移動させる。なお、溶液４０を移動させる方法は特に制限されない。溶液４０を移動させる方法としては、磁場を利用した方法、温度勾配を利用した方法等が挙げられる。
【００４６】
これにより、成膜領域１０上に液滴端４１が形成される。ここで、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端４１の厚さは、親液領域１０ａ上の液滴端４１の厚さよりも小さくなる。さらに、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端４１から溶媒が蒸発しても、その周辺の液滴端４１から溶媒が結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端に供給されにくい。この結果、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端４１は容易に過飽和状態となり、単結晶材料が結晶として析出する。一方、親液領域１０ａ上の液滴端４１には、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端に比べて多くの溶媒が残っているので、単結晶材料は析出しにくい。したがって、結晶成長誘導レイル部２０上に選択的に結晶核５１を生成することができる。そして、この結晶核５１を結晶成長の起点として単結晶膜５０が成長する。例えば、単結晶膜５０は、結晶核５１を起点として矢印Ｂ方向に成長する。その後、溶液の矢印Ｐ方向への移動に伴い、液滴端も矢印Ｐ方向に移動する。移動後の液滴端においても、結晶成長誘導レイル部２０上に選択的に結晶核５１が生成し、この結晶核５１を結晶成長の起点として単結晶膜５０が成長する。以上の工程を成膜領域１０上から全ての溶媒が蒸発するまで行う。以上の工程により、成膜領域１０上に単結晶膜を形成する。
【００４７】
このように、本実施形態では、結晶成長誘導レイル部２０上に結晶核を選択的に析出させることができ、この結晶核を起点として単結晶を成長させることができる。したがって、単結晶膜をより安定して作製することができる。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
まず、上述した実施形態により単結晶膜が形成されることを確認するために、実施例１を行った。実施例１で使用した単結晶膜形成用基板１の構成は以下のとおりである。
【００４９】
単結晶材料：ＴＩＰＳ−ペンタセン（６，１３−ｂｉｓ（ｔｒｉｉｓｏｐｒｏｐｙｌーｓｉｌｙｌｅｔｈｙｎｙｌ）ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）
溶媒：モノクロロベンゼン（ｍｏｎｏｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）
単結晶材料の溶液の濃度：１０ｍｇ／ｍｌ
基板１ａ：酸化膜付きシリコンウェハ
成膜領域１０の数：１００個
成膜領域１０の形状：長方形（結晶成長方向の長さ１５ｍｍ、幅１０ｍｍ）
結晶成長誘導レイル部２０の長さ：１５ｍｍ、幅：１ｍｍ
親液領域１０ａを構成する自己組織化単分子膜：１，１，１，３，３，３−ヘキサメチルジシラザン（モノクロロベンゼンに対する接触角：２６°）
結晶成長誘導レイル部２０を構成する自己組織化単分子膜：（２−フェニルエチル）トリメトキシシラン（同：３〜５°）
撥液領域３０を構成する自己組織化単分子膜：（１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチル）トリクロロシラン（同：６０°）
したがって、実施例１に係る単結晶膜形成用基板１は、図１に示す構造を有する。なお、接触角の測定は接線法により行った。
【００５０】
まず、単結晶膜形成用基板１の各成膜領域１０上に単結晶材料の溶液を展開した。ついで、単結晶膜形成用基板１に磁場を印加することで、単結晶材料の溶液を矢印Ｐ方向に移動させた。これにより、成膜領域１０上に液滴端が形成された。ついで、磁場の印加を停止し、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端の飛び出し量を測定した。この結果、結晶成長誘導レイル部２０上の液滴端の飛び出し量は、０．５〜１．０ｍｍ程度であった。その後、磁場の印加を再開した。この結果、いずれの成膜領域１０においても、結晶成長誘導レイル部２０から選択的に結晶核が析出し、この結晶核から結晶膜が成長した。
【００５１】
全ての成膜領域１０上で結晶膜が形成された後、偏光顕微鏡を用いて結晶膜中の単結晶膜の面積割合を算出した。具体的には、検光子を回転させることで、成膜領域１０内のほぼ全領域を明視野領域とした。その後、検光子を４５°回転させた。この結果、成膜領域１０内の少なくとも一部の領域が暗視野領域となった。明視野領域から暗視野領域に遷移した領域では、単結晶膜が形成されているといえるので、この領域の面積を単結晶膜の面積として測定した。そして、単結晶膜の面積を成膜領域１０の面積（＝１５０ｍｍ２）で除算することで、単結晶膜の面積割合を算出した。そして、全ての成膜領域１０において単結晶膜の面積割合を算出した。この結果、平均７５％（各成膜領域１０における面積割合の算術平均値）の面積割合で単結晶膜が形成されていることを確認できた。また、単結晶膜が形成されなかった領域のうち、結晶成長誘導レイル部２０内の領域では、単一ドメインの結晶膜が形成されていた。
【００５２】
（比較例）
結晶成長誘導レイル部２０を成膜領域１０内に設けなかったこと以外は実施例１と同様の処理を行った。この結果、いずれの成膜領域１０においても無作為に結晶核が生成した。したがって、いずれの成膜領域１０においても単結晶膜を作製することができなかった。
【００５３】
（実施例２）
成膜領域１０の形状を図４に示すものとした他は、実施例１と同様の処理を行った。なお、成膜領域１０の幅、長さは実施例１と同様とし、結晶成長誘導レイル部２０の幅、長さも実施例１と同様とした。鋭角部分の角度は３０°とした。この結果、平均９２％（各成膜領域１０における面積割合の算術平均値）の面積割合で単結晶膜が形成されていることを確認できた。鋭角部分の角度を４５°としても同様の結果が得られた。したがって、結晶成長誘導レイル部２０の一方の端部を鋭角形状としたほうが、結晶核の生成及び単結晶の成長をより精密に制御できることがわかった。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５５】
１      単結晶膜形成用基板
１０    成膜領域
１０ａ  親液領域
２０    結晶成長誘導レイル部
３０    撥液領域
４０    単結晶材料の溶液
４１    液滴端
５０    単結晶膜
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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