JPH02123768A - 有機半導体薄膜の製造方法および該薄膜を含む半導体デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は有機半導体薄膜の製造方法および該薄膜を含
む半導体デバイスに関するものであり、特に、半導体と
しての特性の向上を図った有機半導体薄膜の製造方法お
よび該薄膜を含む半導体デバイスに関するものである。

［従来の技術］ ラングミアーブロジェット法（以下ＬＢ法という）によ
り、有機半導体薄膜を形成する方法については、従来よ
りよく知られている。たとえば、特開昭５８−１４１２
４６号公報は、第１１図に示すような、ｔｅｒｔ−ブチ
ル基が分子内に４個導入されたテトラ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルフタロシアニン化合物から、ＬＢ法により、フタ口シ
アニン有機半導体薄膜を形成する技術を開示している。

また、第１２図に示すような、分子の非対称の位置に置
換基Ｃ−ＣＨ２ＮＨＣ＠　Ｈ？　）が導入されたフタロ
シアニン化合物から、ＬＢ法により、有機半導体フタロ
シアニン薄膜を合成する技術も開示されている。

［ＪＡ明が解決しようとする課題］ 上述の置換基は、フタロシアニン化合物を有機溶媒に可
溶化させるために、必然的に導入されるものである。し
かしながら、ｔ８１１図に示すフタロシアニン化合物の
場合、導入される置換Ｕはｔｅｒｔ−ブチル基のように
嵩高いものである。また、第１２図に示すフタロシアニ
ン化合物の場合は、置換基が非対称の位置に導入されて
いる。したがって、このような置換基を備えるフタロシ
アニン化合物から、ＬＢ法により有機半導体薄膜を作っ
た場合、分子相互の十分な密なバッキングおよびスクッ
キングが行なわれず、その結果、これらの置換基が絶縁
層として作用し、半導体としての特性が活用しにくいと
いう問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、有機半導体としての特性の向上を図ること
のできる有機半導体薄膜の製造方法およびこの薄膜を用
いた半導体デバイスを提供することをＬ”ｌ的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記ト１的を達成するためにこの発明に従う有機半導体
化合物の製造方法は、第１の置換基を含む白“機半導体
化合物と上記第１の置換基と結合し得る第２の置換基を
含む長鎖炭化水素とを結合させ、それによって上記白゛
機半導体化合物を有機溶媒に可溶性にする工程と、上記
第１の置換基は必要最小限の大きさのものに選ばれてお
り、上記ａ機゛ト導体化合物−長鎖炭化水素結合体を１
−Ｊ′機溶媒に溶解し、この溶液を適当な液体の表面上
に展開し、該液体の表面上に上記有機゛１１１体化凸物
−長鎖炭化水素結合体の薄層を形成する工程と、上記薄
層を基板上に累積し、該基板上に薄膜を沈むさせる工程
と、上記基板上に沈むされた薄膜から上記長鎖炭化水素
部分を除去する工程と、を備えている。

この発明の他の局面に従う半導体デバイスは、上述のよ
うにして形成された有機半導体薄膜を備えている。

【作用］ この発明に係る有機半導体薄膜の製造方法によれば、有
機半導体化合物に長鎖炭化水素を結合させて、該有機半
導体化合物を有機溶媒に可溶性とし、この有機半導体化
合物−長鎖炭化水素結合体を溶かせた有機溶液からＬＢ
法により基板上に薄膜を沈むせしめ、その後、この薄膜
から長鎖炭化水素部分を除去するので、基板上に残る薄
膜においては、嵩高い置換基の成分が残らないため、分
子相互の十分に密なバッキングおよびスクッキングが行
なわれる。

そして、このようにして形成された有機半導体薄膜を半
導体デバイスに使用すると、性能の名しく向上した半導
体デバイスが得られる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 有機半導体化合物として、第１図にその構造を示す、４
つの必要最小限の大きさのアミノ基が導入されたフタロ
シアニン化合物（以下、Ｐｃ化合物と略す）を用いた。

中心金属Ｍとして、Ｃｕを選んだ。このフタロシアニン
化合物と、一般式Ｃｎ　Ｈ２ｎ＋＋　ＣＯ□Ｈで示され
る長鎖アルキル脂肪酸であるステアリン酸との１：４混
合物を、Ｐｃ化合物の濃度が１．０Ｘ１０−’Ｍ前後に
なるように、適当な有機溶媒（クロロホルム、キシレン
、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等）に
溶かせた。その後、得られた有機溶液を通常のＬＢ法で
使用するトラフの水面上（サブフェースとして純水を用
いる）に展開し、溶媒を揮発させた後、ガラス基板（電
気特性を測定する場合は、予め、基板上に電極を形成し
ておくのが望ましい。）上に累積する。垂直浸漬法によ
る基板の引上げスピードは５ｍｍ／ｍｉｎで行なった。

数層から数十層累積した後、３００〜３２０℃で、１〜
２時間Ｎ２中で加熱した。この加熱処理は１層累積ごと
に実施してもよい。この加熱の工程中にステアリン酸は
揮発除去される。ステアリン酸の揮発除去は、ベーク前
後の試料の！Ｒ吸収スペクトルの比較によって確認され
た。すなわち、ベーク前の試料には、ステアリン酸のア
ルキル鎖に特有のＣ−Ｈ伸縮振動による吸収（２８００
〜３０００ｃｍ””付近）が（７在するが、ベーク後の
試料には、この吸収はほとんど認められなかった。

このようにして得られた薄膜は、絶縁性の側鎖が残って
いない。それゆえ、高いスクッキング性のために、電気
的特性に優れた薄膜となっていた。

また、用いたＰｃ化合物はＰｃ環の四方向に伸びて形成
される親水性部分を有している。したがって、Ｐ’ｃ化
合物−長鎖アルキル脂肪酸結合体は、この親水性部分の
近（に疎水性の長鎖アルキル基が存在しているという構
造を有している。したがって、Ｐｃ化合物−長鎖アルキ
ル脂肪酸結合体の有機溶液を水面上に展開すると、長鎖
アルキル鎖は気−液界面の気相側に向く。そして、この
場合、長鎖アルキル鎖は水面に対して略垂直の角度で配
向し、Ｐｃ環平面は水面に対して平行に配向する。

それゆえに、実施ＩＭ＋によって得られる有機１１′、
導体薄膜は、配向性という点においても、従来のＰｃ化
合物から得られた薄膜より優れている。なお、テトラ−
ｔｅｒｔ−ブチルフタロシアニン等の占有面積は、これ
まで報告されているところによると、８７〜９６人２で
あるが、上記の方法で作った膜の占有面積は１５０〜１
８０人２と大きがった。このことは、Ｐ　ｃ環が基板面
に平行に配向している１つの証拠となる。

本実施例に係る薄膜形成の工程を整理すると、以下のよ
うになる。

Ｈ３Ｍ　）　４　　■＝（１！　（ｉ　（：ｕ−Ｐｃ−
（Ｎｌ２）４　　　（累積薄膜） 上式において■は有機溶媒に溶解させる工程、■は有機
溶液を水面上に展開する工程、■は有機溶剤を揮発させ
る工程、■は基板上に薄層を累積する工程、■は薄膜を
ベーキングする工程である。

なお、上記実施例ではＣｕを中心金属としたフタロシア
ニン化合物を例示したが、この発明はこれに限られるも
のでなく、中心金属がＣｏ、Ｎｉ。

Ｆｅ、Ａｌｌ、Ｍｇ、Ｚｎ、ＳＬであるフタロシアニン
化合物であっても実施例と同様の効果を実現する。

また、上記実施例では、ステアリン酸を用いているが、
一般弐Ｃｎ　Ｈ２ｎ＋＋　Ｃ０ＯＨで示される長鎖アル
キル基を有する脂肪酸、ならばいずれも使用し得る。ま
た、長鎖アルキル基を有するものに限らず、一般弐〇ｎ
　Ｈ２ｎ−＋　Ｃ０ＯＨ，Ｃｎ　Ｈ２１１−３ＣＯＯＨ
等で示される二重結合、三重結合を有するカルボン酸も
使用し得る。また、長鎖の一部に短い分岐を持ったカル
ボン酸でもよい。

上記飽和脂肪酸および上記不飽和脂肪酸において、ｎの
数は、その化合物が常温で固体であり、常温ベークまた
は低圧ベーク（低真空下）で除去できる脂肪酸となるよ
うに、選ばれるのが好ましい。ｎが８以上２０以下のも
のは、常に好ましく用いられる。

実施例２ “ｈ′機機等導体化合物して、第１図にそのＪｉ”７造
をノ（＜ず、４つの８凹最小限の大きさのカルボキシル
基が導入されたフタロシアニン化合物を用いた。

実施例１と同様に、ジメチルホルムアミドまたはジメチ
ルアセトアミドまたはＮメチルピロリドンとクロロホル
ムの混合溶剤に、Ｐｃ化合物とステアリルアミンを１；
４の割合で混合しく濃度はＰＣで算出して１０”’Ｍに
なるようにする。）、サブフェース上に展開し、溶媒を
揮発させた後、ガラス話板上に累積する。累積後３２０
℃で２時間ベークして、アミンを除去してＰｃ化合物の
薄膜を得た。アミンの除去は、実施例１と同様の方法で
ＩＲスペクトルで確認した。

本実施例に係る薄膜形成の工程を整理すると、以下のよ
うになる。

■■　■　■ ｓ　ｓ　）　４　−　”　−Ｃｕ−Ｐｃ　（ＣＯＯＨ）
４　　　（累積薄膜） ■、■、■、■および■の！！義については上述のとお
りである。

上記実施例においても、絶縁性の側鎖のない、電気的特
性に優れた有機半導体薄膜が得られた。

実施例３ この実施例では、実施列１と実施例２で示した膜を交互
に累積した。すなわち、Ｐｃ環の側鎖にアミノ試を有す
る単分子膜とＰＣＥＩの側鎖にカルボキシル基を有する
単分子膜とを交互に累積した。

累積後、脱水綜合反応を行なわせることにより、各層間
でアミノ結合を形成させた。この実施ｆＭＩでは、層間
または層内で脱水綜合が起こる結果、高分子量体が生成
し、熱的、機械的に安定な膜が得られる。また、耐溶剤
性も向上し、展開溶剤にも不溶となる。

この実施例に係る薄膜形成の工程を整理すると、−Ｐｅ
−ＣＯＯＨＨＯＯＣ−Ｐｃ−ＣＯＯＨＨＯＯＣ−Ｐｃ−
ＣＯＯＨ−Ｐｃ−ＮＨ２ｔＩ２Ｎ−Ｐｃ−ＮＨ２Ｈ２Ｎ
−Ｐｃ−ＮＨ２↓脱水結合（−１１２０） 実施例４ 有機半導体化合物として、第１図にその構造を示す、Ｐ
Ｃ環の側鎖にペプチド結合により長鎖のアルキル鎖が結
合されたＰｃ化合物（Ｘ−ＣＯＮＨＣＩＩ　Ｈ２ｎ＋＋
　＋　ＮＨＣＯＣｎ　Ｈ２ｎ＋＋　）を用いた。Ｐｃ化
合物をジメチルアセトアミドとクロロホルムの混合溶媒
に溶解しく濃度１０−’Ｎ）、サブフェーズ（純水）上
で展開し、溶媒を揮発した後、ガラス基板に垂直浸漬法
（基板スピード５ｍｍ／ｍ１ｎ）により、薄層を累積し
た。その後、酸触媒の存在下で加水分解することにより
、長鎖のアルキル鎖部分を除去した。その結果、フタロ
シアニン環面が基板面と平行に配向した、側鎖の短いフ
タロシアニン薄膜が形成された。加水分解の条件は次の
とおりである。すなわち、ガラス基板上に薄層を累積し
た後、２００”Ｃで１時間ベークした後、試板全体を、
濃＆ｌｊ酸を触媒ユ添加した水溶液中で４時間還流させ
た。加水分解による炭化水素側鎖の除去の確認は、ＩＲ
により行なった。

本実施例に係る薄膜形成の工程をｇＩＰＪｌすると、以
下のようになる。

■■　■　　■ −”　　　−ＰＣ（ＣＯＯＨ）４　　　（累積薄膜） 上式において、■、■、■および■の意義は上述したと
おりであり、■は加水分解工程を表わしている。

上記実施例では、ペプチド結合を酸触媒で加水分解する
場合について説明したが、ｏ２プラズマによるプラズマ
処理で長鎖のアルキル鎖部分を除去してもよい。すなわ
ち、出力２００Ｗ、０２ガス流１ｎ４０ＳＣＣＭ、）ｌ
；板温度１５０　’Ｃテ５３）ｆ１４ｊ処理すると、長
鎖のアルキル鎖部分が除去できた。

このアルキル鎖部分の除去は、薄層を１層累積するごと
に行なうのが好ましい。ＩＲ吸収スペクトルで確認する
とミ２８００〜３０００ｃｍ−’（ＣＨ伸縮振動）の吸
収が消失していた。

なお、上記実施例では、ペプチド結合でＰｃ環に長鎖ア
ルキル基が結合されたＰｃ化合物について説明したが、
第１図にその構造を示すように、ｐｃ環に長鎖アルキル
基がエステル結合により結合されたＰｃ化合物を用いて
も、同様のｌ成膜が行なえた。

なお、上記実施例Ｌ　　２，３．４では有機半導体化合
物として、種々のフタロシアニン化合物を例示して説明
したが、この発明はこれに限られるものでなく、ポルフ
ィリン化合物、シアニン色素化合物、トリフェニルメタ
ン化合物、スピロピラン化合物であっても、同様の方法
にて長鎖炭化水素話を導入し、成膜することができる。

実施例５ 第２図は、本発明に係る方法によって作製したＨ機半導
体薄膜を利用した光電変換デバイスの断面図である。

第２図を参照して、試板６上に下部型ｔ！ｉ！Ｉ８が１
し成され、下部？′１１極８上極右上半導体ｒｄ［ｉｌ
が形成され、有機半導体薄膜１上に上部電極７が形成さ
れている。基板６はガラス、石英等の透明な物質で形成
される。基板６として光学的に不透明な物質を使用する
場合には、上部電極７はＩＴＯ等の透明電極とするのが
好ましい。

光が照射されると、光励起により、有機半導体薄膜１中
に電子と正孔が生じる。この電子と正孔がキャリアとし
て働き、下部電極８と上部電極７が導通し、両電極間に
電流が流れる。

次に、’；Ａ２図に示す光電変換デバイスの製造方法に
ついて説明する。

ガラス基板６上に、下部電極８として、金を蒸ｕ法によ
り１０００Ａの膜厚で形成する。この下部電極８上にＰ
ｃ化合物を実施ｖ１１１の方法で１０層積層し、有機半
導体薄膜ｌを形成する。次に、上部電極７としてインジ
ウム錫牙キサイド（ＩＴＯ）の透明電極７を３００人の
膜厚に、スパッタ＃ｉ七法により形成する。

比較として、テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルフタロシアニン
銅を用いて同様にＬＢｆｉを作製しく１０層積層物）、
同様の構造の光電変換デバイスを作製した。以上のデバ
イスを用いて、光導電特性を測定した。６２０１１ｍの
フ、ｆルタを通したキセノンランプの光をサンプルに照
射したときの電流変化を両サンプルについて、電圧を一
定（ＩＯＶ）にしてＢＦ２定した。その結果、従来のテ
トラ−ｔｅ「ｔ−ブチルフタロシアニン銅を用いた光電
変換デバイスでは、増幅の比率（照射時／暗時）が５〜
１０であるのに比べて、本発明のＬＢ膜を使用した場合
には、１０３と優れた増幅比を示した。

このように優れた増幅比を示した理由は、本発明に係る
有機半導体薄膜が、Ｐｃ環が基板に対して平行に配向し
た、ｊω状の累積膜になっていることに起因する。なお
、この増幅比の上昇は、ヨウ素等をドーピングすること
によって一層高められることがわかった。

第３図は、本発明に係る有機半導体薄膜を光電変換デバ
イスへ応用した、他の実施例の１折面図である。基板６
上に一方の電極８ａと他方の７６極８ｂが形成されてい
る。一方の電極８ａと他方の電極８ｂに挾まれるように
、有機半導体薄膜１が基板６上に形成されている。そし
て、これらを覆うように保護膜５が形成されている。こ
の構成においては、保護膜５と基板６のいずれかまたは
双方を、透明な物質で形成するのが好ましい。このよう
な構成の光電変換デバイスは、優れた増幅比を示してい
た。

実施例６ 第４図は、本発明に係る方法によって作製した有機半導
体薄膜を利用した、ガスセンサの斜視図である。第５図
は、第４図におけるｖ−ｖ線に沿う断面図である。これ
らの図を参照して、基板６（ガラス基板）上に櫛形の下
部電極８が設けられ、下部型供給８上に有機半導体薄膜
１が形成され、その上に櫛形の上部電極７が形成されて
いる。

このような構造を持つセンサ部をたとえばＮ０２のガス
にさらすと、ガスの吸着により有機半導体薄膜１の導電
度は変化する。この導電度の変化を電流値で表わし、比
較センサ部の電流値と比較することにより、ガスの検知
が可能となる。

次に、このガスセンサの製造工程について説明する。

まず、洗浄を十分行なったガラス基板６上に下部電極８
として金を真空蒸着法にて１０００人の膜厚で、櫛形状
に形成する。櫛形は、１ｍｍ幅の銀パターンと３ｍｍ幅
のスペース部の繰返しからなる櫛形とする。

次に、実施例１の方法に従って、基板６上にＰｃ化合物
を２０層繰返し累積し、有機半導体薄膜１を形成する。

次に、上部電極７として、金を真空蒸着法で、１０００
Ａの膜厚で櫛形状に形成する。

比較として、第１２図に示す非対称の位置に置換基を持
ったＰｃ化合物を用いて、実施例と同一の条件下でガス
センサを作製し、性能の比較に供した。本発明のセンサ
をＮＯ□ガス雰囲気（１０ｐｐｍ）中にさらした場合、
従来のもの（第１２図に示すＰｃ化合物を用いて作った
センサ）に比べて、約２倍の電流が検出できた。本素子
は、吸着したガスをベーキングによって取り除くことに
よって、繰返し使用することができた。

また、実施例３の方法で作った有機半導体薄膜を用いて
ガスセンサを作製すると、層間の結合が起こるために膜
質の安定化が起こり、耐久性が向上することもわかった
。

第６図は、本発明に係る有機半導体薄膜をガスセンサへ
応用した、他の実施例の斜視図である。

第７図は、第６図における■−■線に沿う断面図である
。これらの図を参照して、基板（ガラス基板）６上に櫛
形形状の一方の電極８ａが設けられ、さらに、この一方
の電極８ａの櫛形に嵌まり会うように、櫛形形状の他方
の電極８ｂが設けられ、これらの電極の上に有機半導体
薄膜１が形成されている。

次に、このガスセンサの製造工程について説明する。第
６図および第７図を参照して、ガラス基板６上に、櫛形
形状の金電極である一方の電極８ａと櫛形形状の他方の
電極８ｂを、互いに嵌まり会うように、１００ＯＡの膜
厚に、真空蒸着法により形成する。そして、その上に、
実施例２の方法に従って、ＬＢ膜を２５層累積する。

このようにして作られたガスセンサを用いて、ＮＨ，ガ
スの検出を行なった。そして、過去の例である、テトラ
−クミルフェノキシフタロシアニンから形成されたＬＢ
膜を備えたガスセンサと比較した。　２ｐｐｍ　（ｖｏ
　ｌ比）のＮＨ，ガス中での応答電流の比１／Ｉｏ（１
：本実施例に係るガスセンサの応答電流値＋　　１０　
　’テトラークミルフェノキシフタロシアニンを用いた
ガスセンサの応答電流値）を求めると、３−３．５とな
り、本実施例に係るガスセンサは過去のものに比べて、
約３倍、感度が上昇していることがわかった。

実施例７ 第８図は、本発明に係る方法によって作製された有機半
導体薄膜を備えたトランジスタの断面図である。

第８図を参照して、基板６（たとえばシリコン基板）の
一方面上に絶縁膜９が形成され、絶縁膜９の上にソース
電極２およびドレイン電極３が形成されている。ソース
電極２およびドレイン電極３を覆うように、基板６上に
有機半導体薄膜１が形成されているｂ基板６の他方面に
はゲート電極４が設けられている。

このようなＦＥＴ型の有機薄膜トランジスタのゲート電
極に負の電圧（−１０Ｖ）を与えると、ソースドレイン
間に電流が流れ、スイッチング特性を示した。電圧Ｏｖ
のときには、はとんど電流は流れなかった。

次に、この有機薄膜トランジスタの製造工程を説明する
。第８図を参照して、基板６であるｎ型シリコン基板（
抵抗率４〜１６Ωａｍ）を準備し、研摩を行なって０．
３ｍｍの厚さとした。基板６の他方の面にＡｌを真空蒸
着法により蒸着させ、ゲート電極４を形成する。そして
、基板６の一方の面に絶縁膜９である５ＩＯ２膜を熱酸
化またはスパッタ法で０．５μｍの厚さに形成する。次
に、ソース、ドレイン電極２，３として金を真空蒸着法
で、絶縁膜９の上に、１０００人の厚さで形成する。最
後に、実施例１に示した方法により、ＬＢ膜を５０層基
板上に累積する。このようにして、第８図に示す有機薄
膜トランジスタが形成される。

第９図は、本発明に係る方法によって作製した有機半導
体薄膜を備えたトランジスタの他の実施例の断面図であ
る。

第９図を参照して、基板６（たとえばガラス基板）上に
金電極であるゲート電極４が形成されている。ゲート電
極４を含む基板６全面に絶縁膜９が形成されている。絶
縁膜９の上にソース電極３とドレイン電極２が形成され
、このソース電極３およびドレイン電極２を覆うように
全面に有機半導体薄膜１が形成されている。

次に、この有機薄膜トランジスタの製造方法について説
明する。

基板６であるガラス基板の上にゲート電極４として、金
電極を真空蒸着法で１００ＯＡの膜厚に形成する。次に
、その上に絶縁層としてポリイミド前駆体をスピンコー
ドした後、最終的に３００℃で１時間ベークし、０．５
μｍ厚の絶縁膜９であるポリイミド層を形成する。そし
てその上に、金電極（ソース、ドレイン電極２．３）を
真空蒸着法により作製した。金電極の厚さは１００ＯＡ
であった。最後に、実施例１に示した製造方法で、有機
半導体薄膜１であるＬＢ膜を基板６全面に４５層累積し
た。

このようにして作製された有機薄膜トランジスタは、ゲ
ート電圧ＯＶのときにはソースドレイン間に電流は流れ
なかったが、ゲート電圧を一１２Ｖにしたとき、ソース
−ドレイン間に電流が流れ、スイッチング特性を示した
。

第１０図は、本発明に係る方法によって作製した有機半
導体薄膜を備えたトランジスタのさらに他の実施例の断
面図である。

第１０図を参照して、基板６上にソース−ドレイン電極
２．３が形成され、ソース−ドレイン電極２．３の間に
挾まれるように有機半導体薄膜１が形成され、これらを
覆うように絶縁膜９が形成されている。絶縁膜９の上に
ゲート電極４が形成されている。

次に、この実施例に係る有機薄膜トランジスタの製造工
程について説明する。

第１０図を参照して、基板６上に、金の真空蒸着により
ソース、ドレイン電極２，３を１００ＯＡの厚さで形成
する。このソース−ドレイン電極２．３に挾まれるよう
に、実施例１に記述した方法で、有機半導体薄膜１であ
るＬＢ膜を６０層累積する。次に、その上にポリイミド
前駆体をスピンコードによって０．５μｍ厚さで塗布し
て、最終的に２５０℃で１時間ベーキングを行ない、イ
ミド化を完了させ、絶縁膜９を形成した。その後、絶縁
膜９の上に金のゲート電極４を真空蒸着法によって１０
０ＯＡの厚さに形成した。

このようにして作製された有機薄膜トランジスタは、ゲ
ート電圧ＯＶのときはソース・ドレイン間に電流はほと
んど流れないが、ゲート電圧−１２ｖのときにはソース
・ドレイン間に電流が流れ、スイッチング特性を示した
。

実施例５〜７に示された半導体デバイスによれば、基板
に、回路が形成されたシリコンウェハ等を用いることが
できるので、回路を形成した基板上にさらにガスセンサ
、光電変換膜、トランジスタ等を形成でき、三次元構造
の素子が容易に得られるという効果を奏する。

以上、具体的な実施例を挙げてこの発明の有機半導体薄
膜の製造方法および該薄膜を含む半導体デバイスについ
て説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴か
ら逸脱することなく、他の色々な形で実施することがで
きる。それゆえ、前述の実施例はあらゆる点で単なる例
示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範
囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細
書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲
の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲
内のものである。

［発明の効果］ この発明に従う有機半導体薄膜の製造方法によれば、有
機半導体化合物に長鎖炭化水素を結合させて、該有機半
導体化合物を有機溶媒に可溶性とし、この有機半導体化
合物−長鎖炭化水素結合体を溶かせた有機溶液から、Ｌ
Ｂ法により基板上に薄膜を沈着させ、その後、この薄膜
から長鎖炭化水素部分を除去するので、基板上に残る薄
膜においては、嵩高い置換基成分が残らないため、分子
相互の十分に密なバッキングおよびスクッキングが行な
われる。その結果、半導体としての特性が向上した有機
半導体薄膜が得られる。そして、このようにして形成さ
れた有機半導体薄膜を半導体デバイスに使用すると、性
能の著しく向上した半導体デバイスが得られる。さらに
、この発明に係る方法によれば、基板に、回路が形成さ
れたシリコンウェハ等を用いることができるので、回路
を形成した基板上にさらにガスセンサ、光電変換膜、ト
ランジスタ等を形成でき、三次元構造の素子が容易に形
成されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に使用するフタロシアニン化合物の構
造式を示した図である。 第２図はこの発明に係る光電変換デバイスの断面図であ
る。 第３図はこの発明に係る光電変換デバイスの他の実施例
の断面図である。 第４図はこの発明に係るガスセンサの斜視図である。 第５図は第４図におけるＶ−ｖ線に沿う断面図である。 第６図はこの発明に係るガスセンサの他の実施例の斜視
図である。 第７図は第６図における■−■線に沿う断面図である。 第８図はこの発明に係る有機半導体トランジスタの断面
図である。 第９図は、この発明に係る有機半導体トランジスタの他
の実施例の断面図である。 第１０図はこの発明に係る有機半導体トランジスタのさ
らに他の実施例の断面図である。 第１１図および第１２図は従来のフタロシアニン化合物
の構造式を示す図である。 図において、１は有機半導体薄膜、６は基板、７は上部
電極、８は下部電極である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 大 岩 増 雄 第 図 ＝　　−Ｃｏｏ　Ｃｎ　Ｈ２ｎ＋＋ 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 国 ｐ１１１ 図 第１２ 図 Ｍ＝Ｃｕ、Ｎｉ　、Ｃｏ、Ｆｅ Ｐｂ、Ｚｎ　、　Ｍｇ　ｆｘビ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の置換基を含む有機半導体化合物と、前記第
   １の置換基と結合し得る第２の置換基を含む長鎖炭化水
   素とを結合させ、それによって前記有機半導体化合物を
   有機溶媒に可溶性にする工程と、 前記第１の置換基は必要最小限の大きさのものに選ばれ
   ており、 前記有機半導体化合物−長鎖炭化水素結合体を有機溶媒
   に溶解し、この溶液を適当な液体の表面上に展開し、該
   液体の表面上に前記有機半導体化合物−長鎖炭化水素結
   合体の薄層を形成する工程と、 前記薄層を基板上に累積し、該基板上に薄膜を沈着させ
   る工程と、 前記基板上に沈着された薄膜から前記長鎖炭化水素部分
   を除去する工程と、 を備えた有機半導体薄膜の製造方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項の記載の方法により製造さ
   れた有機半導体薄膜を含む半導体デバイス。