JPH0697523A - 分子材料の処理方法 - Google Patents
分子材料の処理方法Info
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- JPH0697523A JPH0697523A JP4241499A JP24149992A JPH0697523A JP H0697523 A JPH0697523 A JP H0697523A JP 4241499 A JP4241499 A JP 4241499A JP 24149992 A JP24149992 A JP 24149992A JP H0697523 A JPH0697523 A JP H0697523A
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- multiphoton
- photolysis
- induced
- laser beams
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機材量の新規な処理方法を開発して、有機
電子回路の設計と製造を容易にする。 【構成】 単一波長（３５４ｎｍ）のレーザービーム照
射による逐次励起あるいは仮想状態を介する多光子光分
解法を利用して、絶縁材料であるジＬｉフタロシアニン
（Ｌｉ2 Ｐｃ）を半導体材料であるＬｉフタロシアニン
（ＬｉＰｃ）に変換する。
電子回路の設計と製造を容易にする。 【構成】 単一波長（３５４ｎｍ）のレーザービーム照
射による逐次励起あるいは仮想状態を介する多光子光分
解法を利用して、絶縁材料であるジＬｉフタロシアニン
（Ｌｉ2 Ｐｃ）を半導体材料であるＬｉフタロシアニン
（ＬｉＰｃ）に変換する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、様々な物理的化学的条
件の下で、１つあるいはそれ以上の波長の１つあるいは
それ以上のレーザービームによって伝導材料を生成する
ための前駆物質材料の多光子光分解法を使用して、有機
材料を絶縁状態から伝導状態に変換する方法に関する。
本発明は、電子工業にとって、有機材料を使用する回路
と装置とを作製するのに有用である。
件の下で、１つあるいはそれ以上の波長の１つあるいは
それ以上のレーザービームによって伝導材料を生成する
ための前駆物質材料の多光子光分解法を使用して、有機
材料を絶縁状態から伝導状態に変換する方法に関する。
本発明は、電子工業にとって、有機材料を使用する回路
と装置とを作製するのに有用である。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】通常回路
は伝導性あるいは絶縁性の基板上に回路のレジストパタ
ーンを形成し、次にレジストパターンをマスクにエッチ
ングし、次に伝導材料あるいは絶縁材料の新しい層を析
出させ、その方法を繰り返す。しかしながら、そのよう
な方法は多くの工程を必要とし、また２次元層を次々に
積層することによって始めて３次元になる。さらに、光
化学反応は通常単光子反応であるので、フォトレジスト
は通常の光源に対する露光で容易に変化する。
は伝導性あるいは絶縁性の基板上に回路のレジストパタ
ーンを形成し、次にレジストパターンをマスクにエッチ
ングし、次に伝導材料あるいは絶縁材料の新しい層を析
出させ、その方法を繰り返す。しかしながら、そのよう
な方法は多くの工程を必要とし、また２次元層を次々に
積層することによって始めて３次元になる。さらに、光
化学反応は通常単光子反応であるので、フォトレジスト
は通常の光源に対する露光で容易に変化する。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明は、材料中で希望
する変化を誘導するのに、２つあるいはそれ以上の光子
を必要とする光イオン化のような光分解反応を利用す
る。そのため、その材料は多光子現象を誘導することの
できない通常の光源の光の強さに対しては感度をなくす
ことができる。出発材料は絶縁体であり、また多光子反
応の最終生成物は伝導性であるので、伝導性パターンを
作製した後に何らかの材料を取除く必要はない。換言す
れば、これらの方法は１工程製造方法であるという大き
な利実がある。さらに、多光子現象は光の強さに対して
非線形依存性であるので、衝突するレーザーの強さを調
節して、２つあるいはそれ以上のレーザービームの和だ
けが材料中に何らかの有意な光分解を発生するようにす
ることができる。そのような條件の下では、材料の塊に
衝突する異なる方向からの２つあるいはそれ以上のレー
ザービームは、ビームの重なった点だけに多光子光分解
を誘導することになる。それ故に、ビームの重なった点
を動かすことだけによって、パターンおよび回路を３次
元に作製することができる。
する変化を誘導するのに、２つあるいはそれ以上の光子
を必要とする光イオン化のような光分解反応を利用す
る。そのため、その材料は多光子現象を誘導することの
できない通常の光源の光の強さに対しては感度をなくす
ことができる。出発材料は絶縁体であり、また多光子反
応の最終生成物は伝導性であるので、伝導性パターンを
作製した後に何らかの材料を取除く必要はない。換言す
れば、これらの方法は１工程製造方法であるという大き
な利実がある。さらに、多光子現象は光の強さに対して
非線形依存性であるので、衝突するレーザーの強さを調
節して、２つあるいはそれ以上のレーザービームの和だ
けが材料中に何らかの有意な光分解を発生するようにす
ることができる。そのような條件の下では、材料の塊に
衝突する異なる方向からの２つあるいはそれ以上のレー
ザービームは、ビームの重なった点だけに多光子光分解
を誘導することになる。それ故に、ビームの重なった点
を動かすことだけによって、パターンおよび回路を３次
元に作製することができる。
【０００４】
【作用】以下は本発明において使用される基本的な現象
を要約して説明したものである。光イオン化あるいは結
合開裂のような多光子光分解では、分子材料は化学反応
を介した不可逆変化を受けて新規な性質を生ずる。その
ような変化の一つが、絶縁材料（Ｉ）の伝導材料（Ｃ）
への変換である。
を要約して説明したものである。光イオン化あるいは結
合開裂のような多光子光分解では、分子材料は化学反応
を介した不可逆変化を受けて新規な性質を生ずる。その
ような変化の一つが、絶縁材料（Ｉ）の伝導材料（Ｃ）
への変換である。
【０００５】Ｉ＋ｎｈν→Ｃ ここにｎ（＞１）は反応に関与する光子ｈνの数であ
る。多光子光分解は、２つの異なるアプローチと組合わ
さった２つの異なる基本的過程によって達成される。
る。多光子光分解は、２つの異なるアプローチと組合わ
さった２つの異なる基本的過程によって達成される。
【０００６】第１の基本的な過程は、２つあるいはそれ
以上の光子の逐次吸収による光分解である。例えば、２
光子イオン化の場合においては、第１の光子は分子を励
起状態にし、次に第２の光子が励起状態によって吸収さ
れ、もしそれらの光子のエネルギーが十分であるならば
イオン化が起こる。
以上の光子の逐次吸収による光分解である。例えば、２
光子イオン化の場合においては、第１の光子は分子を励
起状態にし、次に第２の光子が励起状態によって吸収さ
れ、もしそれらの光子のエネルギーが十分であるならば
イオン化が起こる。
【０００７】第２の基本的な過程は、仮想状態による多
光子光分解である。この場合には、エネルギーが分子中
のどの遷移とも整合しないので、単一光子が材料中の分
子を励起することはない。しかしながら、もし２つの光
子と１つの分子が丁度よいときと場所で出会って三体衝
突が起きたなら、２つの光子は、２つの光子のエネルギ
ーの和に等しいエネルギーを有する１つの光子であるか
のように吸収される確率がある。これによって、適当な
分子材料とレーザービームとによる光分解を生ずること
になる。この過程の主たる利点は、材料による光の吸収
が入射する強さについて強い非線形性を示すことであ
る。
光子光分解である。この場合には、エネルギーが分子中
のどの遷移とも整合しないので、単一光子が材料中の分
子を励起することはない。しかしながら、もし２つの光
子と１つの分子が丁度よいときと場所で出会って三体衝
突が起きたなら、２つの光子は、２つの光子のエネルギ
ーの和に等しいエネルギーを有する１つの光子であるか
のように吸収される確率がある。これによって、適当な
分子材料とレーザービームとによる光分解を生ずること
になる。この過程の主たる利点は、材料による光の吸収
が入射する強さについて強い非線形性を示すことであ
る。
【０００８】上記の両過程において、通常１つのレーザ
ービームあるいは同一波長の２つのビームが使用され
る。しかしながら、もし最適性能に対して適切なエネル
ギーに同調することのできる、異なる波長の２つあるい
はそれ以上のレーザーを使用してこの方法を変形するな
らば、材料によっては多光子光分解をよりよく達成する
ことができる。この変形はまた、この方法の選択性と感
度とを改良する。例えば、１つのレーザービームを、材
料中の特定分子の特定の吸収帯に同調させることができ
る。
ービームあるいは同一波長の２つのビームが使用され
る。しかしながら、もし最適性能に対して適切なエネル
ギーに同調することのできる、異なる波長の２つあるい
はそれ以上のレーザーを使用してこの方法を変形するな
らば、材料によっては多光子光分解をよりよく達成する
ことができる。この変形はまた、この方法の選択性と感
度とを改良する。例えば、１つのレーザービームを、材
料中の特定分子の特定の吸収帯に同調させることができ
る。
【０００９】
【実施例】（実施例１）ジＬｉフタロシアニンＬｉ2 Ｐ
ｃ（絶縁体）を単一の３５４ｎｍレーザービームを使用
する多光子光分解によって、半導体材料Ｌｉフタロシア
ニン（ＬｉＰｃ）にする。図１はＬｉＰｃの作成とＬｉ
2 Ｐｃの消失とによる差吸収スペクトルと、この過程が
多光子性であることを明らかにする材料の収量の非線形
依存性とを示している。反応は次のように要約すること
ができる。
ｃ（絶縁体）を単一の３５４ｎｍレーザービームを使用
する多光子光分解によって、半導体材料Ｌｉフタロシア
ニン（ＬｉＰｃ）にする。図１はＬｉＰｃの作成とＬｉ
2 Ｐｃの消失とによる差吸収スペクトルと、この過程が
多光子性であることを明らかにする材料の収量の非線形
依存性とを示している。反応は次のように要約すること
ができる。
【００１０】 Ｌｉ2 Ｐｃ＋ｎｈν→ＬｉＰｃ＋ｅ- ＋Ｌｉ+ （実施例２）開始反応として仮想状態による多光子光分
解を使用して、ピロールモノマ−を重合するように誘導
することができる。ピコ秒レーザーの高光子密度を使用
して、個々には吸収されない３５４ｎｍの２つあるいは
それ以上の光子を組合わせて、試料の重合した伝導性析
出物（ポリピロール）を生じさせる。
解を使用して、ピロールモノマ−を重合するように誘導
することができる。ピコ秒レーザーの高光子密度を使用
して、個々には吸収されない３５４ｎｍの２つあるいは
それ以上の光子を組合わせて、試料の重合した伝導性析
出物（ポリピロール）を生じさせる。
【００１１】（実施例３）ジＬｉナフタロシアニン（Ｌ
ｉ2 ＮＰｃ）を、５３２ｎｍ波長の単一光子によって励
起状態Ｌｉ2 ＮＰｃ* に励起し、次にそれが減衰する前
に、３５４ｎｍ波長の１つあるいはそれ以上の光子によ
ってこの状態を光イオン化して、分子半導体であるＬｉ
ＮＰｃを生成させることができる。
ｉ2 ＮＰｃ）を、５３２ｎｍ波長の単一光子によって励
起状態Ｌｉ2 ＮＰｃ* に励起し、次にそれが減衰する前
に、３５４ｎｍ波長の１つあるいはそれ以上の光子によ
ってこの状態を光イオン化して、分子半導体であるＬｉ
ＮＰｃを生成させることができる。
【００１２】 Ｌｉ2 ＮＰｃ＋ｈν（５３２ｎｍ） →Ｌｉ2 ＮＰｃ* ＋ｎｈν（３５４ｎｍ） →ＬｉＮＰｃ＋Ｌｉ+ ＋ｅ- （実施例４）ルテチウムビスフタロシアニンアニオンＬ
ｕＰｃ- 2 ( 絶縁体）を、次の反応によって、３５４ｎ
ｍあるいは５３２ｎｍのレーザーパルスを使用する多光
子光分解（光イオン化）によって、半導体材料ＬｕＰｃ
2 に変換することができる。
ｕＰｃ- 2 ( 絶縁体）を、次の反応によって、３５４ｎ
ｍあるいは５３２ｎｍのレーザーパルスを使用する多光
子光分解（光イオン化）によって、半導体材料ＬｕＰｃ
2 に変換することができる。
【００１３】ＬｕＰｃ- 2 ＋ｎｈν→ＬｕＰｃ2 （実施例５）紫外レーザー光ビームを使用する多光子光
分解によって、半導体ＬｕＰｃ2 それ自体を絶縁体Ｌｕ
Ｐｃ+ 2 （ルテチウムビスフタロシアニンカチオン）に
変換することができる。
分解によって、半導体ＬｕＰｃ2 それ自体を絶縁体Ｌｕ
Ｐｃ+ 2 （ルテチウムビスフタロシアニンカチオン）に
変換することができる。
【００１４】ＬｕＰｃ2 ＋ｎ’ｈν’→ＬｕＰｃ+ 2 （実施例６）例えばアセトン中のＬｉ2 Ｐｃのように、
前駆物質分子を溶解する溶媒を適当に選ぶと、Ｌｉ2 Ｐ
ｃの多光子光分解生成物であるＬｉＰｃは、それがアセ
トンに全く不溶であるために基板上に析出される。２つ
あるいはそれ以上の異なるレーザービームを組合せるこ
とによって、ＬｉＰｃの光析出は、これらのビームの交
差点にだけ起る。
前駆物質分子を溶解する溶媒を適当に選ぶと、Ｌｉ2 Ｐ
ｃの多光子光分解生成物であるＬｉＰｃは、それがアセ
トンに全く不溶であるために基板上に析出される。２つ
あるいはそれ以上の異なるレーザービームを組合せるこ
とによって、ＬｉＰｃの光析出は、これらのビームの交
差点にだけ起る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、レーザービームによる
多光子分解法を用いて絶縁性の材料を伝導性または半導
体材料に、その逆に伝導性または半導体材料を絶縁性に
することができ極めて簡単なプロセスでパターンを形成
でき、ＬＳＩの配線、素子分離領域の形成等に応用する
ことができる。
多光子分解法を用いて絶縁性の材料を伝導性または半導
体材料に、その逆に伝導性または半導体材料を絶縁性に
することができ極めて簡単なプロセスでパターンを形成
でき、ＬＳＩの配線、素子分離領域の形成等に応用する
ことができる。
【図１】本発明の実施例を説明するための差吸収スペク
トルである。
トルである。
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザービームによって誘導される、逐
次光子吸収を介した分子材料の多光子光分解法を使用し
て、絶縁材料を伝導材料および半導体材料に変換する方
法。 - 【請求項２】 異なるあるいは同一の波長のレーザービ
ームによって誘導される、仮想状態を介した分子材料の
多光子光分解法を使用して、絶縁材料を伝導材料および
半導体材料に変換する方法。 - 【請求項３】 異なる波長の２つあるいはそれ以上のレ
ーザービームによって誘導される、逐次光子吸収を介し
た分子材料の多光子光分解法を使用して、絶縁材料を伝
導材料および半導体材料に変換する方法。 - 【請求項４】 異なる波長のあるいは等しい波長のレー
ザービームによって誘導される、逐次光子吸収を介した
あるいは仮想状態を介した分子材料の多光子光分解方法
を使用して、伝導材料を絶縁材料に変換する方法。 - 【請求項５】 １つあるいはそれ以上のレーザービーム
によって誘導される多光子光分解法と、前駆物質と生成
物との溶解度における相対的な変化との両方を使用する
分子伝導体料の光析出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241499A JP3039156B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 分子材料の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241499A JP3039156B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 分子材料の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697523A true JPH0697523A (ja) | 1994-04-08 |
| JP3039156B2 JP3039156B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=17075238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4241499A Expired - Fee Related JP3039156B2 (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | 分子材料の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039156B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247716A (ja) * | 2003-01-23 | 2004-09-02 | Mitsubishi Chemicals Corp | 積層体の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP4241499A patent/JP3039156B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247716A (ja) * | 2003-01-23 | 2004-09-02 | Mitsubishi Chemicals Corp | 積層体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3039156B2 (ja) | 2000-05-08 |
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Legal Events
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