JPH0696116B2 - 絶縁超薄膜 - Google Patents
絶縁超薄膜Info
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- JPH0696116B2 JPH0696116B2 JP63005572A JP557288A JPH0696116B2 JP H0696116 B2 JPH0696116 B2 JP H0696116B2 JP 63005572 A JP63005572 A JP 63005572A JP 557288 A JP557288 A JP 557288A JP H0696116 B2 JPH0696116 B2 JP H0696116B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエレクトロニクス・デバイスなどに用いられる
絶縁超薄膜であって、導電体上に形成された金属酸化物
膜およびラングミュア・ブロジェット膜（以下、LB膜と
いう）からなる絶縁超薄膜に関する。
絶縁超薄膜であって、導電体上に形成された金属酸化物
膜およびラングミュア・ブロジェット膜（以下、LB膜と
いう）からなる絶縁超薄膜に関する。
［従来の技術］ 1930年代、炭素数16〜22くらいの脂肪酸が水面上に単分
子膜をつくり、それを基体上に累積しうることがラング
ミュアとブロジェットによってすでに見出されていた
が、応用についての検討が行なわれはじめたのは最近の
ことである。
子膜をつくり、それを基体上に累積しうることがラング
ミュアとブロジェットによってすでに見出されていた
が、応用についての検討が行なわれはじめたのは最近の
ことである。
これまでの研究の概要については、固体物理、17（1
2）、45（1980）、シン・ソリッド・フィルムズ（Thin
Solid Films）、68No.1（1982）、同99No.1、２、３（1
983）、インソルブル・モノレイヤーズ・アット・リキ
ッド‐ガス・インターフェーシズ（lnsoluble Monolaye
rs at Liquid-Gas Interfaces）（G.L.Gains著、Inters
cience Publishers 発行、New York、1966）などにまと
められている。
2）、45（1980）、シン・ソリッド・フィルムズ（Thin
Solid Films）、68No.1（1982）、同99No.1、２、３（1
983）、インソルブル・モノレイヤーズ・アット・リキ
ッド‐ガス・インターフェーシズ（lnsoluble Monolaye
rs at Liquid-Gas Interfaces）（G.L.Gains著、Inters
cience Publishers 発行、New York、1966）などにまと
められている。
従来、長鎖脂肪酸の金属塩が代表的LB膜として検討さ
れ、その絶縁性に興味がもたれ、MIS、MIM構造のデバイ
ス中の絶縁膜としての研究開発がおこなわれている。
れ、その絶縁性に興味がもたれ、MIS、MIM構造のデバイ
ス中の絶縁膜としての研究開発がおこなわれている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来のLB膜は、金属アルミニウム蒸着面上では良好な絶
縁性のLB膜が形成されているが、表面に実質的に絶縁性
の酸化物が存在しない導電体（たとえばAu製導電体、Cr
製導電体、透明導電体など）の面上では、良好な絶縁性
のLB膜がえられにくという問題があり、多方面への応用
が制限されている。
縁性のLB膜が形成されているが、表面に実質的に絶縁性
の酸化物が存在しない導電体（たとえばAu製導電体、Cr
製導電体、透明導電体など）の面上では、良好な絶縁性
のLB膜がえられにくという問題があり、多方面への応用
が制限されている。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記問題を解決し、通常の温湿度条件下におい
て表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体の
面上にも良好な絶縁特性を示す絶縁超薄膜を形成するこ
とを目的としてなされたものであり、Au、Ag、Crまたは
透明導電体からなる導電体上に形成された絶縁超薄膜で
あって、導電体表面の少なくとも一部を覆うように設け
られた厚さ10〜500Åの、前記導電体を構成する金属自
体と異なる金属の金属酸化物膜およびラングミュア・ブ
ロジェット膜がこの順序で積層されてなる絶縁超薄膜に
関する。
て表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体の
面上にも良好な絶縁特性を示す絶縁超薄膜を形成するこ
とを目的としてなされたものであり、Au、Ag、Crまたは
透明導電体からなる導電体上に形成された絶縁超薄膜で
あって、導電体表面の少なくとも一部を覆うように設け
られた厚さ10〜500Åの、前記導電体を構成する金属自
体と異なる金属の金属酸化物膜およびラングミュア・ブ
ロジェット膜がこの順序で積層されてなる絶縁超薄膜に
関する。
［実施例］ 本発明の絶縁超薄膜は、表面に実質的に絶縁性の酸化物
が存在しない導電体（以下、特定の導電体ともいう）で
ある、Au、Ag、Cr、またはSmO2やITOなどの透明導電体
からなる導電体）上に形成されている。
が存在しない導電体（以下、特定の導電体ともいう）で
ある、Au、Ag、Cr、またはSmO2やITOなどの透明導電体
からなる導電体）上に形成されている。
前記表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しないとは、
表面上に抵抗率108Ω・cm以上の絶縁性をもつ酸化物の
膜が存在しないことを意味する概念である。
表面上に抵抗率108Ω・cm以上の絶縁性をもつ酸化物の
膜が存在しないことを意味する概念である。
前記特定の導電体の形状、厚さ、用途などにはとくに限
定はなく、いかなる形状、厚さ、用途などであってもよ
いが、該導電体を構成する材料は一般に高価であるた
め、他の基体上に膜状物、ばあいによってはパターン化
した膜状物として形成され、電極などとして使用されて
いることが多い。
定はなく、いかなる形状、厚さ、用途などであってもよ
いが、該導電体を構成する材料は一般に高価であるた
め、他の基体上に膜状物、ばあいによってはパターン化
した膜状物として形成され、電極などとして使用されて
いることが多い。
本発明の絶縁超薄膜は、前記特定の導電体上に形成され
た厚さ10〜500Åの金属酸化物膜（特定の導電体を構成
する金属自体とは異なる金属の酸化物膜である）および
LB膜からなり、前記金属酸化物膜およびLB膜がこの順に
積層された膜である。前記金属酸化物膜を設けることに
より、詳細な理由は不明であるが、特定の導電体上に直
接LB膜を形成したばあいに生ずる良好な絶縁性の膜が形
成されにくいという問題が解消される。
た厚さ10〜500Åの金属酸化物膜（特定の導電体を構成
する金属自体とは異なる金属の酸化物膜である）および
LB膜からなり、前記金属酸化物膜およびLB膜がこの順に
積層された膜である。前記金属酸化物膜を設けることに
より、詳細な理由は不明であるが、特定の導電体上に直
接LB膜を形成したばあいに生ずる良好な絶縁性の膜が形
成されにくいという問題が解消される。
該金属酸化物膜は、抵抗率が1010Ω・cm以上、好ましく
は1012Ω・cm以上であり膜厚が前述のごとく10〜500
Å、好ましくは20〜200Åの絶縁性の金属酸化物膜であ
るかぎり膜を構成する酸化物の種類、構造、金属原子と
酸素原子の比率などにはとくに限定はなく、非晶質のも
のでも、結晶質のものでも、結晶質のものを含む非晶質
のものでもよく、また水和した状態になっているもので
もよい。
は1012Ω・cm以上であり膜厚が前述のごとく10〜500
Å、好ましくは20〜200Åの絶縁性の金属酸化物膜であ
るかぎり膜を構成する酸化物の種類、構造、金属原子と
酸素原子の比率などにはとくに限定はなく、非晶質のも
のでも、結晶質のものでも、結晶質のものを含む非晶質
のものでもよく、また水和した状態になっているもので
もよい。
前記膜厚が10Å未満になると、そのうえに形成されたLB
膜の絶縁性が充分改善されず好ましくない。またLB膜の
絶縁性を改善するためには500Å以下で充分であり、500
Åをこえるばあいには、1000Å以下、好ましくは数十〜
数百Åで使用しうるというLB膜の特徴が失われてしまう
ので望ましくない。
膜の絶縁性が充分改善されず好ましくない。またLB膜の
絶縁性を改善するためには500Å以下で充分であり、500
Åをこえるばあいには、1000Å以下、好ましくは数十〜
数百Åで使用しうるというLB膜の特徴が失われてしまう
ので望ましくない。
さらに、該金属酸化物膜は特定の導電体の面全体に形成
されていてもよいが、必ずしも面全体に形成されている
必要はなく、特定の導電体上に形成されたLB膜の絶縁性
が所望の値になるかぎり特定の導電体の面の少なくとも
一部、たとえば島状に点在するように特定の導電体の面
の50％以上、好ましくは70％以上を覆うように形成され
ていればよい。
されていてもよいが、必ずしも面全体に形成されている
必要はなく、特定の導電体上に形成されたLB膜の絶縁性
が所望の値になるかぎり特定の導電体の面の少なくとも
一部、たとえば島状に点在するように特定の導電体の面
の50％以上、好ましくは70％以上を覆うように形成され
ていればよい。
前記金属酸化物膜の具体例としては、たとえば酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどがあげられる
が、これらに限定されるものではない。これらのうちで
はLB膜の製膜性、LB膜との接着性および絶縁性などの点
から酸化ケイ素、酸化アルミニウムが好ましい。
素、酸化アルミニウム、酸化タンタルなどがあげられる
が、これらに限定されるものではない。これらのうちで
はLB膜の製膜性、LB膜との接着性および絶縁性などの点
から酸化ケイ素、酸化アルミニウムが好ましい。
前記金属酸化物膜の製造方法としては、たとえば、蒸着
法、スパッター法、分子線エピタキシ法、有機金属気相
成長法、原子層エピタキシ法、塗布法などが採用されう
る。酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁性の良い薄
膜が容易にえられるという点でスパッタ法が好ましい
が、安価に厚さ10〜500Åの金属酸化物膜を形成しうる
という点では塗布法が好ましい。
法、スパッター法、分子線エピタキシ法、有機金属気相
成長法、原子層エピタキシ法、塗布法などが採用されう
る。酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁性の良い薄
膜が容易にえられるという点でスパッタ法が好ましい
が、安価に厚さ10〜500Åの金属酸化物膜を形成しうる
という点では塗布法が好ましい。
たとえば塗布法により前記金属酸化物膜として酸化アル
ミニウム膜を形成するばあい、米国特許第4,040,083号
明細書に開示されているようなアルミニウム金属錯体を
用いる方法も採用できる。このばあい、用いるアルミニ
ウム金属錯体の種類、塗布時の回転のスピード、アルミ
ニウム金属錯体溶液の濃度などをかえることによって、
厚さをコントロールすることができる。
ミニウム膜を形成するばあい、米国特許第4,040,083号
明細書に開示されているようなアルミニウム金属錯体を
用いる方法も採用できる。このばあい、用いるアルミニ
ウム金属錯体の種類、塗布時の回転のスピード、アルミ
ニウム金属錯体溶液の濃度などをかえることによって、
厚さをコントロールすることができる。
前記アルミニウム金属錯体の具体例としては、たとえば
アルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソプ
ロピレート、アルミニウム トリス（エチルアセトアセ
テート）、アルミニウム トリス（アセチルアセトネー
ト）、アルミニウム トリス（マロン酸エチレート）ア
ルミニウム ジエチルアセトアセテート モノイソプロ
ピレートなどがあげられる。
アルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソプ
ロピレート、アルミニウム トリス（エチルアセトアセ
テート）、アルミニウム トリス（アセチルアセトネー
ト）、アルミニウム トリス（マロン酸エチレート）ア
ルミニウム ジエチルアセトアセテート モノイソプロ
ピレートなどがあげられる。
金属酸化物膜の形成に先立って前記導電体表面に当分野
で通常行なわれている長鎖脂肪酸あるいはその金属塩を
ラングミュア・ブロジェット法（以下、LB法という）で
表面処理するなどの表面処理や、シランカップリング剤
（たとえばA-1100、A-187（いずれもユニオン・カーバ
イド社製））などによる処理などを行なってもよい。こ
れらの処理を行なうことにより、LB膜の累積性が向上
し、すぐれた絶縁特性がえられるという効果がえられ
る。金属酸化物が水酸基をもつ酸化ケイ素や酸化アルミ
ニウムのばあいには、シランカップリング剤による処理
がLB膜の累積性の向上の点からとくに有効である。
で通常行なわれている長鎖脂肪酸あるいはその金属塩を
ラングミュア・ブロジェット法（以下、LB法という）で
表面処理するなどの表面処理や、シランカップリング剤
（たとえばA-1100、A-187（いずれもユニオン・カーバ
イド社製））などによる処理などを行なってもよい。こ
れらの処理を行なうことにより、LB膜の累積性が向上
し、すぐれた絶縁特性がえられるという効果がえられ
る。金属酸化物が水酸基をもつ酸化ケイ素や酸化アルミ
ニウムのばあいには、シランカップリング剤による処理
がLB膜の累積性の向上の点からとくに有効である。
つぎに、本発明におけるLB膜について説明する。
垂直浸漬法、水平付着法、回転円筒法などのLB法によっ
て基板上に形成された膜がLB膜と呼ばれている。
て基板上に形成された膜がLB膜と呼ばれている。
本発明の絶縁超薄膜に用いるLB膜は、絶縁性たとえば10
12Ω・cm程度以上、好ましくは1014Ω・cm程度以上の絶
縁性を有する膜であるかぎりとくに限定はないが、LB膜
を使用する目的の１つである、たとえば1000Å以下、好
ましくは数十〜数百Åという膜厚で必要性能を出すとい
う観点から、前記厚さの膜であることが好ましい。また
LB法で累積可能なように修飾される高分子化合物（以
下、高分子化合物（Ａ）という）をLB法により累積せし
めた膜であることが耐熱性や機械的強度などの点から好
ましく、さらに累積せしめた高分子化合物が５員環構造
や６員環構造となる前駆体構造を有する高分子化合物
（以下、高分子化合物（Ｂ）という）を用い、LB膜とし
て累積したのち環構造を形成させた膜であることが、高
い耐熱性、機械的強度を実現できるなどの点から好まし
い。
12Ω・cm程度以上、好ましくは1014Ω・cm程度以上の絶
縁性を有する膜であるかぎりとくに限定はないが、LB膜
を使用する目的の１つである、たとえば1000Å以下、好
ましくは数十〜数百Åという膜厚で必要性能を出すとい
う観点から、前記厚さの膜であることが好ましい。また
LB法で累積可能なように修飾される高分子化合物（以
下、高分子化合物（Ａ）という）をLB法により累積せし
めた膜であることが耐熱性や機械的強度などの点から好
ましく、さらに累積せしめた高分子化合物が５員環構造
や６員環構造となる前駆体構造を有する高分子化合物
（以下、高分子化合物（Ｂ）という）を用い、LB膜とし
て累積したのち環構造を形成させた膜であることが、高
い耐熱性、機械的強度を実現できるなどの点から好まし
い。
前記高分子化合物（Ａ）の具体例としては、たとえば、
特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号明細
書に記載されている両性高分子化合物などがあげられ
る。
特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号明細
書に記載されている両性高分子化合物などがあげられ
る。
該高分子化合物（Ａ）の累積数としては、３〜200程度
が好ましい。
が好ましい。
また前記高分子化合物（Ｂ）の具体例としては、たとえ
ば、特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号
明細書に記載されている両性高分子化合物の中から選ば
れたヘテロ原子を含む５員環または６員環を生成する前
駆体構造を備えている両性高分子化合物などがあげられ
る。
ば、特願昭61-275533号明細書および特願昭61-145714号
明細書に記載されている両性高分子化合物の中から選ば
れたヘテロ原子を含む５員環または６員環を生成する前
駆体構造を備えている両性高分子化合物などがあげられ
る。
該高分子化合物（Ｂ）の累積数も、前記高分子化合物
（Ａ）のばあいと同様、３〜200程度が好ましく、累積
後、たとえば加熱キュアや化学キュアにより環化させる
ことによって５員環構造や６員環構造を有するLB膜とな
る。
（Ａ）のばあいと同様、３〜200程度が好ましく、累積
後、たとえば加熱キュアや化学キュアにより環化させる
ことによって５員環構造や６員環構造を有するLB膜とな
る。
前記説明は高分子化合物を用いたLB膜についての説明で
あるが、これらに限定されるものではなく、分子が適当
な親水性と疎水性をもったいわゆる両親媒性化合物であ
ればLB膜を形成することができ、そのようなLB膜の具体
例としては、長鎖アルキル基、好ましくは炭素数16〜22
のアルキル基を有するアルコール、アミン、アミド、カ
ルボン酸や、その金属塩およびこれらの誘導体、現在、
開発がさかんに行なわれている耐熱性のLB膜材料、たと
えば、ポリシッフ塩基、ポリベンズイミダゾールやポリ
フマレートなどからのLB膜であってもよいことは当然の
ことである。
あるが、これらに限定されるものではなく、分子が適当
な親水性と疎水性をもったいわゆる両親媒性化合物であ
ればLB膜を形成することができ、そのようなLB膜の具体
例としては、長鎖アルキル基、好ましくは炭素数16〜22
のアルキル基を有するアルコール、アミン、アミド、カ
ルボン酸や、その金属塩およびこれらの誘導体、現在、
開発がさかんに行なわれている耐熱性のLB膜材料、たと
えば、ポリシッフ塩基、ポリベンズイミダゾールやポリ
フマレートなどからのLB膜であってもよいことは当然の
ことである。
本発明の絶縁超薄膜は、表面に実質的に絶縁性の酸化物
が存在しない導電体上に形成され、前記金属酸化物とLB
膜とからなる構造を有し、1012Ω・cm以上、好ましくは
1014Ω・cm以上の体積抵抗率、１×106V/cm以上、好ま
しくは５×106V/cm以上の絶縁破壊強度を有する。
が存在しない導電体上に形成され、前記金属酸化物とLB
膜とからなる構造を有し、1012Ω・cm以上、好ましくは
1014Ω・cm以上の体積抵抗率、１×106V/cm以上、好ま
しくは５×106V/cm以上の絶縁破壊強度を有する。
かかる構造を有する本発明の絶縁超薄膜とすることによ
って表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体
上にも良好な絶縁性を有する絶縁超薄膜を形成すること
ができる。
って表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在しない導電体
上にも良好な絶縁性を有する絶縁超薄膜を形成すること
ができる。
本発明の絶縁超薄膜が形成される特定の導電体は基板上
に設けられていてもよく、基板上に設けられていなくて
もよく、とくに限定はないが、通常、本発明の絶縁超薄
膜が使用される用途に応じてガラス、アルミナ、石英な
どのような一般的な無機材料、金属やSi、GaAs、ZnSの
ようなIV族、III−Ｖ族、II−VI族などの半導体、PbTiO
3、BaTiO3、LiNbO3、LiTaO3のような強誘電体、磁性体
薄膜を含む材料などを基板としてその上に形成される。
に設けられていてもよく、基板上に設けられていなくて
もよく、とくに限定はないが、通常、本発明の絶縁超薄
膜が使用される用途に応じてガラス、アルミナ、石英な
どのような一般的な無機材料、金属やSi、GaAs、ZnSの
ようなIV族、III−Ｖ族、II−VI族などの半導体、PbTiO
3、BaTiO3、LiNbO3、LiTaO3のような強誘電体、磁性体
薄膜を含む材料などを基板としてその上に形成される。
つぎに本発明の絶縁超薄膜の用途について説明する。
本発明の絶縁超薄膜は、耐熱性、耐薬品性、機械的特性
がすぐれ、非常に薄い膜であるという特徴をいかして、
たとえばエレクトロニクス分野などに用いることができ
る。
がすぐれ、非常に薄い膜であるという特徴をいかして、
たとえばエレクトロニクス分野などに用いることができ
る。
本発明の絶縁超薄膜を含んだ電気・電子デバイスの代表
例としては特定の導電体／絶縁超薄膜／特定の導電体
（以下、MIMという）構造のデバイスがあげられる。
例としては特定の導電体／絶縁超薄膜／特定の導電体
（以下、MIMという）構造のデバイスがあげられる。
第１図〜第３図はMIM構造のデバイスの模式図である。
絶縁基板（３）あるいは半導体基板（４）を用い、その
上に特定の導電体（２）、絶縁超薄膜（１）、特定の導
電体（２）の順に積層されている。
絶縁基板（３）あるいは半導体基板（４）を用い、その
上に特定の導電体（２）、絶縁超薄膜（１）、特定の導
電体（２）の順に積層されている。
第１図はキャパシターの構造を示す説明図であり、キャ
パシタンスの湿度による変化を追跡すれば湿度センサー
となる。またこの構造にすることによってMIM構造のト
ランジスターを作製することもできる。
パシタンスの湿度による変化を追跡すれば湿度センサー
となる。またこの構造にすることによってMIM構造のト
ランジスターを作製することもできる。
第２図のような構造にすれば、熱電子トランジスターを
作製することができる。
作製することができる。
第３図のように、導電体あるいは半導体デバイス上にキ
ャパシターを作ることによって、VLSIのメモリセルのキ
ャパシターとして使用することができる。
ャパシターを作ることによって、VLSIのメモリセルのキ
ャパシターとして使用することができる。
第３図の構成にすることにより熱電子を半導体中に注入
するようなタイプのデバイスも作製しうる。さらに特定
の導電体としてNbのような超電導体を用いることによ
り、ジョセフソン・ジャンクション（JJ）デバイスを作
製することも可能である。
するようなタイプのデバイスも作製しうる。さらに特定
の導電体としてNbのような超電導体を用いることによ
り、ジョセフソン・ジャンクション（JJ）デバイスを作
製することも可能である。
本発明の絶縁超薄膜を含んだ電気・電子デバイスの他の
例としては、絶縁超薄膜／特定の導電体（以下、IMとい
う）構造のデバイスがあげられ、第４図に該IM構造デバ
イスが模式的に表わされている。このIM構造デバイスは
もっとも単純な構造を有しており、特定の導電体（２）
の上に絶縁膜として本発明の絶縁超薄膜（１）を形成す
ることによりえられる。なお、（３）は絶縁基板であ
る。
例としては、絶縁超薄膜／特定の導電体（以下、IMとい
う）構造のデバイスがあげられ、第４図に該IM構造デバ
イスが模式的に表わされている。このIM構造デバイスは
もっとも単純な構造を有しており、特定の導電体（２）
の上に絶縁膜として本発明の絶縁超薄膜（１）を形成す
ることによりえられる。なお、（３）は絶縁基板であ
る。
別の応用例として、第５図に示すように絶縁基板（３）
上に設けられた独立した２つの特定の導電体電極（2a）
上に本発明の絶縁超薄膜（１）を形成することにより、
湿度、ガスなどのセンサーとして用いることもできる。
上に設けられた独立した２つの特定の導電体電極（2a）
上に本発明の絶縁超薄膜（１）を形成することにより、
湿度、ガスなどのセンサーとして用いることもできる。
さらに、第６図に示されるデバイスにおいては、半導体
薄膜（５）と金属電極（2b）とが、特定の導電体電極
（2a）が設けられた絶縁基板（３）上の絶縁超薄膜
（１）の上に形成されている。このように本発明の絶縁
超薄膜上に半導体薄膜が形成されるばあいには、形成時
の熱が絶縁超薄膜の耐熱性をこえると望ましくないが、
本発明の絶縁超薄膜はLB膜の材質を選択すれば、400℃
の耐熱性を有するので形成温度が400℃以下、好ましく
は200〜300℃程度であるアモルファスシリコンやZnS:M
n、ZnSe:Mn、ZnS:TbF3などは充分堆積させることができ
るし、その他の半導体に関しても低温形成技術が進んで
いるので、今後、多くの半導体が使えるようになるもの
と期待される。
薄膜（５）と金属電極（2b）とが、特定の導電体電極
（2a）が設けられた絶縁基板（３）上の絶縁超薄膜
（１）の上に形成されている。このように本発明の絶縁
超薄膜上に半導体薄膜が形成されるばあいには、形成時
の熱が絶縁超薄膜の耐熱性をこえると望ましくないが、
本発明の絶縁超薄膜はLB膜の材質を選択すれば、400℃
の耐熱性を有するので形成温度が400℃以下、好ましく
は200〜300℃程度であるアモルファスシリコンやZnS:M
n、ZnSe:Mn、ZnS:TbF3などは充分堆積させることができ
るし、その他の半導体に関しても低温形成技術が進んで
いるので、今後、多くの半導体が使えるようになるもの
と期待される。
前記半導体薄膜の形成に用いられる方法としては、分子
線エピタキシ法（MBE）、有機金属気相成長法（MOCV
D）、原子層エピタキシ法（ALE）、蒸着法、スパッタ
法、スプレーパイロリシス法、塗布法など、通常半導体
薄膜を作製するのに用いられる方法をあげることがで
き、特別な限定はない。
線エピタキシ法（MBE）、有機金属気相成長法（MOCV
D）、原子層エピタキシ法（ALE）、蒸着法、スパッタ
法、スプレーパイロリシス法、塗布法など、通常半導体
薄膜を作製するのに用いられる方法をあげることがで
き、特別な限定はない。
以下、本発明の絶縁超薄膜を実施例にもとづきさらに詳
細に説明する。
細に説明する。
実施例１および比較例１ 基板であるNA-40ガラス（保谷ガラス（株）製）上に特
定の導電体膜として形成したITOを3mmのストライプにな
るようにエッチングしたのち、アルゴンガス圧力３×10
-3torr、酸素ガス圧力１×10-4torr、パワー130Wの条件
で酸化ケイ素ターゲットを使用してスパッター法により
厚さ約100Åの酸化ケイ素膜を形成した。この上に、LB
膜としてステアリン酸カドミウム塩を表面圧25dyn/cm、
累積速度30mm/min、水温20℃、pH6.2の条件下、垂直浸
漬法で11層累積した。累積比は１で、良好なＹ型膜がえ
られた。
定の導電体膜として形成したITOを3mmのストライプにな
るようにエッチングしたのち、アルゴンガス圧力３×10
-3torr、酸素ガス圧力１×10-4torr、パワー130Wの条件
で酸化ケイ素ターゲットを使用してスパッター法により
厚さ約100Åの酸化ケイ素膜を形成した。この上に、LB
膜としてステアリン酸カドミウム塩を表面圧25dyn/cm、
累積速度30mm/min、水温20℃、pH6.2の条件下、垂直浸
漬法で11層累積した。累積比は１で、良好なＹ型膜がえ
られた。
電気特性を測定するため上部電極としてアルミニウムを
ITOストライプと直交するように1mm巾で蒸着してサンプ
ルとした。
ITOストライプと直交するように1mm巾で蒸着してサンプ
ルとした。
絶縁超薄膜の厚さ350Åを用いて算出した体積抵抗率お
よび絶縁破壊強度はそれぞれ５×1014Ω・cmおよび１×
106V/cm以上であった。
よび絶縁破壊強度はそれぞれ５×1014Ω・cmおよび１×
106V/cm以上であった。
酸化ケイ素膜を形成しなかった以外は実施例１と同様に
して作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強度
は、それぞれ１×1012Ω・cmおよび１×106V/cm以上で
あった。
して作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強度
は、それぞれ１×1012Ω・cmおよび１×106V/cm以上で
あった。
これらの測定結果からわかるように、酸化ケイ素膜を形
成することにより体積抵抗率が２桁改善された。
成することにより体積抵抗率が２桁改善された。
実施例２および比較例２ NA-40ガラス上に形成したITOを3mmのストライプになる
ようにエッチングしたのち、金属酸化物を形成するため
にアルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソ
プロピレートの2wt％溶液を回転数5000rpmでスピンコー
トし、350℃で15分間熱処理した。えられた酸化アルミ
ニウム膜の厚さは約50Åであった。
ようにエッチングしたのち、金属酸化物を形成するため
にアルミニウム モノエチルアセトアセテート ジイソ
プロピレートの2wt％溶液を回転数5000rpmでスピンコー
トし、350℃で15分間熱処理した。えられた酸化アルミ
ニウム膜の厚さは約50Åであった。
一方、ピロメリット酸ジ無水物2.18g（0.01モル）とス
テアリルアルコール5.40g（0.02モル）とをフラスコ
中、乾燥チッ素気流下、約100℃で３時間反応させた。
テアリルアルコール5.40g（0.02モル）とをフラスコ
中、乾燥チッ素気流下、約100℃で３時間反応させた。
えられた反応物をヘキサメチルホスファミド40ccに溶解
し、０〜５℃に冷却してチオニルクロライド2.38gを約
５℃で滴下し、滴下後約５℃で１時間保持し、反応を終
了させた。
し、０〜５℃に冷却してチオニルクロライド2.38gを約
５℃で滴下し、滴下後約５℃で１時間保持し、反応を終
了させた。
そののちジメチルアセトアミド50ccに溶解させたジアミ
ノジフェニルエーテル2g（0.01モル）を０〜５℃で滴下
し、滴下後約１時間反応させたのち、反応液を蒸溜水60
0cc中に注いで反応生成物を析出させた。析出物を濾過
し、約40℃で減圧乾燥して約9gの淡黄色粉末をえた。
ノジフェニルエーテル2g（0.01モル）を０〜５℃で滴下
し、滴下後約１時間反応させたのち、反応液を蒸溜水60
0cc中に注いで反応生成物を析出させた。析出物を濾過
し、約40℃で減圧乾燥して約9gの淡黄色粉末をえた。
えられた粉末について1Rスペクトル分析法、熱分析法
（TGA-DTA）、GPC法による分子量測定を行なった結果、
分子量約５万の目的のジステアリルポリアミド酸エステ
ルがえられていることがわかった。
（TGA-DTA）、GPC法による分子量測定を行なった結果、
分子量約５万の目的のジステアリルポリアミド酸エステ
ルがえられていることがわかった。
えられた粉末とステアリルアルコールとを、モル比で1/
1となるように、蒸溜したクロロホルム／ジメチルアセ
トアミド＝8/2（容量比）の混合溶媒中に溶解して25ml
の溶液にしたLB膜用展開液を調製した。
1となるように、蒸溜したクロロホルム／ジメチルアセ
トアミド＝8/2（容量比）の混合溶媒中に溶解して25ml
の溶液にしたLB膜用展開液を調製した。
えられた展開液を用いて20℃の再蒸溜水上に単分子膜を
形成させ、表面圧を約25dyn/cmに保って累積速度10mm/m
inの垂直浸漬法で前述の酸化アルミニウム薄膜が形成さ
れたITO-ガラス基板上に21層累積させた。累積比は１
で、良好なＹ型膜がえられた。そののち、累積膜を400
℃で１時間加熱し、イミド化反応を進行させた。
形成させ、表面圧を約25dyn/cmに保って累積速度10mm/m
inの垂直浸漬法で前述の酸化アルミニウム薄膜が形成さ
れたITO-ガラス基板上に21層累積させた。累積比は１
で、良好なＹ型膜がえられた。そののち、累積膜を400
℃で１時間加熱し、イミド化反応を進行させた。
電気特性を測定するため、上部電極としてアルミニウム
をITOストライブと直交するように1mm巾で蒸着し、サン
プルとした。
をITOストライブと直交するように1mm巾で蒸着し、サン
プルとした。
絶縁超薄膜の厚さ150Åを用いて算出した体積抵抗率お
よび絶縁破壊強度はそれぞれ２×1015Ω・cm〜４×1015
Ω・cmおよび５×106V/cm以上であった。
よび絶縁破壊強度はそれぞれ２×1015Ω・cm〜４×1015
Ω・cmおよび５×106V/cm以上であった。
酸化アルミニウムを形成しなかった以外は実施例２と同
様にして作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強
度はそれぞれ２×1013Ω・cmおよび１×106V/cm以上で
あり、酸化アルミニウム薄膜を形成することによって体
積抵抗率が２桁改善されていた。
様にして作製した超薄膜の体積抵抗率および絶縁破壊強
度はそれぞれ２×1013Ω・cmおよび１×106V/cm以上で
あり、酸化アルミニウム薄膜を形成することによって体
積抵抗率が２桁改善されていた。
実施例３および比較例３ ITOが形成されたガラス基板のかわりに、Au、Crをガラ
スに蒸着したものを基板として用いたほかは実施例１お
よび比較例１とそれぞれ同様にして検討を行なった。電
気特性の測定の結果、酸化ケイ素を形成することによっ
て１〜２桁の体積抵抗率の改善がみられた。
スに蒸着したものを基板として用いたほかは実施例１お
よび比較例１とそれぞれ同様にして検討を行なった。電
気特性の測定の結果、酸化ケイ素を形成することによっ
て１〜２桁の体積抵抗率の改善がみられた。
［発明の効果］ 本発明により、表面に実質的に絶縁性の酸化物が存在し
ない導電体上にも、良好な絶縁特性をもった超薄膜を形
成することができる。
ない導電体上にも、良好な絶縁特性をもった超薄膜を形
成することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図〜第３図は本発明の絶縁超薄膜を用いたMIM構造
のデバイスの代表例に関する説明図、第４図は本発明の
絶縁超薄膜を用いたIM構造のデバイスの一例に関する説
明図、第５図は本発明の絶縁超薄膜を用いた別のデバイ
スに関する説明図、第６図は本発明の絶縁超薄膜を用い
たさらに別のデバイスに関する説明図である。 （図面の主要符号） （１）：絶縁超薄膜 （２）：特定の導電体
のデバイスの代表例に関する説明図、第４図は本発明の
絶縁超薄膜を用いたIM構造のデバイスの一例に関する説
明図、第５図は本発明の絶縁超薄膜を用いた別のデバイ
スに関する説明図、第６図は本発明の絶縁超薄膜を用い
たさらに別のデバイスに関する説明図である。 （図面の主要符号） （１）：絶縁超薄膜 （２）：特定の導電体
Claims (5)
- 【請求項１】Au、Ag、Crまたは透明導電体からなる導電
体上に形成された絶縁超薄膜であって、導電体表面の少
なくとも一部を覆うように設けられた厚さ10〜500Å
の、前記導電体を構成する金属自体と異なる金属の金属
酸化物膜およびラングミュア・ブロジェット膜がこの順
序で積層されてなる絶縁超薄膜。 - 【請求項２】前記金属酸化物膜が酸化ケイ素または酸化
アルミニウムの膜である請求項１記載の絶縁超薄膜。 - 【請求項３】前記金属酸化物膜の厚さが10〜200Åであ
る請求項１記載の絶縁超薄膜。 - 【請求項４】ラングミュア・ブロジェット膜が、ラング
ミュア・ブロジェット法で累積可能なように修飾された
高分子化合物をラングミュア・ブロジェット法により累
積せしめられた膜である請求項１記載の絶縁超薄膜。 - 【請求項５】ラングミュア・ブロジェット膜が、５員環
または６員環となる前駆体構造を有する高分子化合物を
累積したのち環構造を形成させた膜である請求項１記載
の絶縁超薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005572A JPH0696116B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 絶縁超薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63005572A JPH0696116B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 絶縁超薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01186503A JPH01186503A (ja) | 1989-07-26 |
| JPH0696116B2 true JPH0696116B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=11614933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63005572A Expired - Lifetime JPH0696116B2 (ja) | 1988-01-13 | 1988-01-13 | 絶縁超薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696116B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62572A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Seizo Miyata | フッ素系有機薄膜の製造法 |
| JPS62229722A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | ナイルス部品株式会社 | 薄膜絶縁体の構造 |
-
1988
- 1988-01-13 JP JP63005572A patent/JPH0696116B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01186503A (ja) | 1989-07-26 |
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