TOP > 国内特許検索 > 磁場中有機単結晶薄膜作成法及び作成装置

磁場中有機単結晶薄膜作成法及び作成装置 新技術説明会

国内特許コード P110002750
整理番号 RX09P05
掲載日 2011年6月7日
出願番号 特願2010-044727
公開番号 特開2011-181698
登録番号 特許第5590659号
出願日 平成22年3月1日(2010.3.1)
公開日 平成23年9月15日(2011.9.15)
登録日 平成26年8月8日(2014.8.8)
発明者
  • 吉本 則之
  • 荒木 俊行
  • 藤代 博之
  • 小川 智
出願人
  • 国立大学法人岩手大学
発明の名称 磁場中有機単結晶薄膜作成法及び作成装置 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明は、高価なクリンルームと高価な真空プロセス装置を使うことなく低コストで製造でき、廃棄部分も少なく環境性に優れ、かつ結晶品質が高いことによる例えば半導体性能の高い有機単結晶薄膜作成法を提供すること。
【解決手段】溶媒中に有機材料を有する溶液の液滴を基板上に設け、該液滴の一端を薄くくし他端を厚くして、該一端側の溶媒を蒸発させることにより結晶を析出させるとともに、薄い部分を他端に移動させることにより結晶を順次析出させることを特徴とする有機単結晶薄膜の作成法である。前記液滴は反磁性とし、一端から強磁場を付加する。
溶媒中に有機材料を有する溶液の液滴を基板上に設け、該液滴の一端から反対端に向かい所定の速度で磁場を移動させて該液滴の一端の厚みを減少させて結晶を該一端から順次析出させることを有機単結晶薄膜の作成法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



現在のSiなどの無機半導体デバイスの製造プロセスは、高価なクリンルームと高価な真空プロセス装置を使うため製造コストが高い。また、単結晶のインゴットから切り出して加工するため基材のほとんどを最終的には廃棄してしまう使い方となっており環境面への影響も大きな問題となっている。





また、現状研究段階にある有機半導体を実用化するためにはその性能を飛躍的に高め、かつ安価な大気中での製膜を可能とする溶液による結晶成長工法が必須課題と考えられる。





結晶成長工法として、蒸着法、ドロップ・キャスト法などが知られている。

蒸着法、ドロップ・キャスト法などで作成する有機半導体薄膜の結晶のグレインサイズは、直径が数~数十μmと小さくチャネル間(50μm程度)に多くのグレインバウンダリを保有することとなり結果的にキャリア移動度の低下を招いている。





また、蒸着膜は薄く均質な膜であるが単結晶薄膜の形成に不利で薄膜作成には高価な真空装置を必要としドロップ・キャスト法に比べ作成プロセスが難易である。

ドロップ・キャスト膜は製法は容易だが、膜厚が厚く凸凹でかつグレイン同士が重なりあうため高いキャリア移動度を実現し難い。





これらの理由から製法が容易でキャリア移動度が高い両方の条件を満足する工法が確立できない現状がある。

溶液工法では、必要な部分のみに溶液を塗布できるため材料の無駄が生じない。また既存技術のインクジェットやディスペンサなどの安価で容易な塗布方式を応用できる。そして溶液塗布後に、考案する有機半導体薄膜の製造工法をつかって単結晶化を行いTFT性能と耐久性の高い有機半導体薄膜を実現する。





本工法は、製造プロセスの低コスト化と材料の低コスト化、高い耐環境性能と高い半導体性能を同時に満足する工法を特徴としている。

産業上の利用分野



本発明は、磁場中有機単結晶薄膜作成法及び作成装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
溶媒中に有機材料を有する溶液の液滴を基板上に設け、該液滴の一端を薄くし他端を厚
くして、
液滴の一端側の溶媒を蒸発させることにより結晶を析出させるとともに、
該液滴の一端を薄くした薄い部分を磁場によって他端に移動させることにより結晶を順次析出させる有機単結晶薄膜の作成法であって、
前記液滴は反磁性を有し、液滴の一端には超伝導マグネットによって、強磁場が印加され、
強磁場の強度が、0.05T以上であり、
前記基板の移動速度によって、前記結晶の成長速度を変化させることを特徴とする有機単結晶薄膜の作成法。

【請求項2】
液滴を外部から密封する半密封セル中にて、前記溶液の蒸気圧を制御し、前記超伝導マグネットの位置と前記基板との相対的な移動速度で、
前記結晶の成長を制御することを特徴とする請求項1記載の有機単結晶薄膜の作成法。

【請求項3】
前記有機材料は、分子構造中に芳香環を有する有機化合物であることを特徴とする請求項1または2記載の有機単結晶薄膜の作成法。

【請求項4】
基板を保持するための手段と、
前記基板を移動するための手段と、
前記基板上の液滴の一端から他端に順次磁場を印加できるように配置された磁場を印加するための手段とで構成された有機単結晶薄膜の成膜装置であって、
前記液滴は反磁性を有し、液滴の一端には超伝導マグネットによって、強磁場が印加され、
強磁場の強度が、0.05T以上であり、
前記基板の移動速度によって、基板に対する強磁場の変化を調整して、前記結晶の成長速度を変化させたことを特徴とする有機単結晶薄膜の成膜装置。

【請求項5】
液滴を外部から密封する半密封セル中にて、
前記溶液の蒸気圧が制御され、前記超伝導マグネットの位置と前記基板との相対的な移動速度で、
前記結晶の成長が制御されることを特徴とする請求項4記載の有機単結晶薄膜の成膜装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2010044727thum.jpg
出願権利状態 登録
岩手大学地域連携推進センターでは、岩手大学における知的財産の創出・管理・活用のマネジメントをしております。上記の特許等にご興味がありましたら、下記問い合わせ先にご相談ください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close