JPH11251601A - 半導体デバイス - Google Patents
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- JPH11251601A JPH11251601A JP33315298A JP33315298A JPH11251601A JP H11251601 A JPH11251601 A JP H11251601A JP 33315298 A JP33315298 A JP 33315298A JP 33315298 A JP33315298 A JP 33315298A JP H11251601 A JPH11251601 A JP H11251601A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/311—Phthalocyanine
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
-
- H—ELECTRICITY
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い電界効果移動度を示す置換フタロシアニ
ン配位化合物による半導体デバイスを実現する。 【解決手段】 半導体デバイス２０は、活性層２１が置
換フタロシアニン配位化合物からなる有機半導体材料で
あるような半導体ＴＦＴデバイスである。その電界効果
移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓより大きく、伝導度は約１
０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある。配位化
合物の少なくとも１つの６員環は、少なくとも１つの塩
素またはフッ素置換基を有する。６員環はフッ素または
塩素原子で完全に置換されると有効である。配位子は
銅、亜鉛、または鉄である。一実施例では、デバイス２
０は、有機半導体の活性層２１を有するＭＩＳ−ＦＥＴ
型ＴＦＴである。製造プロセスでは、フタロシアニン配
位化合物の層は、加熱された基板上に形成される。
ン配位化合物による半導体デバイスを実現する。 【解決手段】 半導体デバイス２０は、活性層２１が置
換フタロシアニン配位化合物からなる有機半導体材料で
あるような半導体ＴＦＴデバイスである。その電界効果
移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓより大きく、伝導度は約１
０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある。配位化
合物の少なくとも１つの６員環は、少なくとも１つの塩
素またはフッ素置換基を有する。６員環はフッ素または
塩素原子で完全に置換されると有効である。配位子は
銅、亜鉛、または鉄である。一実施例では、デバイス２
０は、有機半導体の活性層２１を有するＭＩＳ−ＦＥＴ
型ＴＦＴである。製造プロセスでは、フタロシアニン配
位化合物の層は、加熱された基板上に形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機材料の活性層
を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、そのようなトラ
ンジスタの製造方法に関する。
を含む薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、そのようなトラ
ンジスタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機半導体材料は、現在、発光ダイオー
ド、非線形光デバイス、および、金属−絶縁体−半導体
電界効果トランジスタ（ＭＩＳ−ＦＥＴ）のようなＴＦ
Ｔなどのさまざまなデバイスにおける活性層としての使
用が研究されている。有機半導体材料は、柔軟なプラス
チック基板との両立性や、スピンコートによる形成の容
易さのような加工上の利点を有するため、デバイス製造
のプロセスでのその使用に関心が高い。しかし、このよ
うな材料がＴＦＴデバイスにおいて有用であるために
は、結果として得られるデバイスは、個々の応用に適し
た（ソース／ドレイン電流の）オン／オフ比を有してい
なければならない。１００程度の低いオン／オフ比を有
するデバイスは、一部の応用には適しているが、一般に
ＴＦＴデバイスは少なくとも約１０3のオン／オフ比を
有していなければならない。オン／オフ比を支配する有
機半導体材料の性質は、キャリア移動度および（電気）
伝導度である。有機半導体材料のキャリア移動度は、約
１０-8ｃｍ2／Ｖｓを超えるが、１ｃｍ2／Ｖｓよりは小
さい。その結果、キャリア移動度、材料の伝導度、およ
びデバイスのオン／オフ比の間の関係に基づくと、有機
半導体材料の必要な伝導度は、材料のキャリア移動度お
よび所望のオン／オフ比によって規定される。
ド、非線形光デバイス、および、金属−絶縁体−半導体
電界効果トランジスタ（ＭＩＳ−ＦＥＴ）のようなＴＦ
Ｔなどのさまざまなデバイスにおける活性層としての使
用が研究されている。有機半導体材料は、柔軟なプラス
チック基板との両立性や、スピンコートによる形成の容
易さのような加工上の利点を有するため、デバイス製造
のプロセスでのその使用に関心が高い。しかし、このよ
うな材料がＴＦＴデバイスにおいて有用であるために
は、結果として得られるデバイスは、個々の応用に適し
た（ソース／ドレイン電流の）オン／オフ比を有してい
なければならない。１００程度の低いオン／オフ比を有
するデバイスは、一部の応用には適しているが、一般に
ＴＦＴデバイスは少なくとも約１０3のオン／オフ比を
有していなければならない。オン／オフ比を支配する有
機半導体材料の性質は、キャリア移動度および（電気）
伝導度である。有機半導体材料のキャリア移動度は、約
１０-8ｃｍ2／Ｖｓを超えるが、１ｃｍ2／Ｖｓよりは小
さい。その結果、キャリア移動度、材料の伝導度、およ
びデバイスのオン／オフ比の間の関係に基づくと、有機
半導体材料の必要な伝導度は、材料のキャリア移動度お
よび所望のオン／オフ比によって規定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】あるクラスのドープさ
れたアモルファス有機半導体が、Brown, A. R. et a
l.,"A universal relation between conductivity and
field-effect mobility indoped amorphous organic se
miconductors", Synthetic Materials, Vol.68, pp.65-
70 (1994)、に記載されている。Brown, A. R. et al.
は、このような材料の伝導度と電界効果移動度の間の線
形関係、すなわち、伝導度は電界効果移動度とともに増
大することを報告している。Brown, A. R. et al.は非
常に高い移動度を有する材料を報告しているが、この高
い移動度は、伝導度を犠牲にして達成されている。Brow
n, A. R. et al.は、高いオン／オフ比および高い移動
度は、アモルファス有機半導体から形成されるデバイス
では期待されないと結論している。このような材料から
満足なデバイスを形成する場合には、このような材料の
移動度および伝導度は、少なくとも１０5のオン／オフ
比を有するデバイスを提供する範囲内になければならな
い。
れたアモルファス有機半導体が、Brown, A. R. et a
l.,"A universal relation between conductivity and
field-effect mobility indoped amorphous organic se
miconductors", Synthetic Materials, Vol.68, pp.65-
70 (1994)、に記載されている。Brown, A. R. et al.
は、このような材料の伝導度と電界効果移動度の間の線
形関係、すなわち、伝導度は電界効果移動度とともに増
大することを報告している。Brown, A. R. et al.は非
常に高い移動度を有する材料を報告しているが、この高
い移動度は、伝導度を犠牲にして達成されている。Brow
n, A. R. et al.は、高いオン／オフ比および高い移動
度は、アモルファス有機半導体から形成されるデバイス
では期待されないと結論している。このような材料から
満足なデバイスを形成する場合には、このような材料の
移動度および伝導度は、少なくとも１０5のオン／オフ
比を有するデバイスを提供する範囲内になければならな
い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、置換された有
機半導体材料による半導体デバイスに関する。このよう
な有機半導体材料は、置換フタロシアニン（以下Ｐｃと
省略する。）と、銅、亜鉛、スズ、鉄または水素との配
位化合物である。これらの配位化合物は、秩序のある膜
を形成し、アモルファスのドープされたフタロシアニン
よりも低い伝導度で、高い電界効果移動度を示す。この
配位化合物の少なくとも１つの６員環は、少なくとも１
つの塩素またはフッ素置換基を有する。６員環はフッ素
または塩素原子で完全に置換されると有効である。６員
環が完全に置換された本発明の実施例は次の構造で示さ
れる。
機半導体材料による半導体デバイスに関する。このよう
な有機半導体材料は、置換フタロシアニン（以下Ｐｃと
省略する。）と、銅、亜鉛、スズ、鉄または水素との配
位化合物である。これらの配位化合物は、秩序のある膜
を形成し、アモルファスのドープされたフタロシアニン
よりも低い伝導度で、高い電界効果移動度を示す。この
配位化合物の少なくとも１つの６員環は、少なくとも１
つの塩素またはフッ素置換基を有する。６員環はフッ素
または塩素原子で完全に置換されると有効である。６員
環が完全に置換された本発明の実施例は次の構造で示さ
れる。
【化１】 ここで、Ｘは銅、亜鉛、または鉄のような金属原子であ
り、Ｒは塩素またはフッ素のいずれかである。本発明は
また、有機薄膜材料で薄膜デバイスを製造するプロセス
に関する。
り、Ｒは塩素またはフッ素のいずれかである。本発明は
また、有機薄膜材料で薄膜デバイスを製造するプロセス
に関する。
【０００５】本発明の一実施例は、活性層が有機半導体
材料であるような半導体ＴＦＴデバイスである。その電
界効果移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓより大きく、伝導度
は約１０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある。
本発明の一実施例では、デバイスは、有機半導体の活性
層を有するＭＩＳ−ＦＥＴ型ＴＦＴである。このような
デバイスは一般に３個の離間した接点（例えば、金のよ
うな伝導性金属）を有し、そのうちの少なくとも２個
は、半導体層と物理的に接触している。第３の接点は、
第１と第２の接点の間の半導体層を流れる電流を制御す
ることができる。
材料であるような半導体ＴＦＴデバイスである。その電
界効果移動度は１０-3ｃｍ2／Ｖｓより大きく、伝導度
は約１０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある。
本発明の一実施例では、デバイスは、有機半導体の活性
層を有するＭＩＳ−ＦＥＴ型ＴＦＴである。このような
デバイスは一般に３個の離間した接点（例えば、金のよ
うな伝導性金属）を有し、そのうちの少なくとも２個
は、半導体層と物理的に接触している。第３の接点は、
第１と第２の接点の間の半導体層を流れる電流を制御す
ることができる。
【０００６】本発明のＴＦＴデバイスは、ガラス、シリ
コンまたはプラスチックのような従来の基板材料上に形
成される。誘電体材料の層が基板上に形成される。接点
のうちの１つは基板に物理的に接続され、誘電体材料層
は他の２つの接点と基板の間に配置される。
コンまたはプラスチックのような従来の基板材料上に形
成される。誘電体材料の層が基板上に形成される。接点
のうちの１つは基板に物理的に接続され、誘電体材料層
は他の２つの接点と基板の間に配置される。
【０００７】本発明のもう１つの実施例では、デバイス
は、電子輸送層が置換有機半導体材料であるような発光
ダイオード（ＬＥＤ）である。本発明のもう１つの実施
例では、デバイスは太陽電池である。この太陽電池は、
２つの材料層からなるｐ−ｎ接合を有する。ｎ層は、電
子を輸送する本発明の置換有機半導体材料である。
は、電子輸送層が置換有機半導体材料であるような発光
ダイオード（ＬＥＤ）である。本発明のもう１つの実施
例では、デバイスは太陽電池である。この太陽電池は、
２つの材料層からなるｐ−ｎ接合を有する。ｎ層は、電
子を輸送する本発明の置換有機半導体材料である。
【０００８】本発明のプロセスでは、フタロシアニン配
位化合物の層が加熱された基板上に形成される。フタロ
シアニン配位化合物が加熱基板上に形成されると、デバ
イス性能は改善される。具体的には、基板の温度が約３
０℃〜約２１５℃の範囲にあり、フタロシアニンの層が
その上に形成されると、その結果得られるデバイスの移
動度は、フタロシアニンの層が非加熱の基板上に形成さ
れた場合の同様のデバイスより大きくなる。有効な移動
度が観測される温度範囲は、フタロシアニン配位化合物
の金属配位子に依存する。例えば、金属配位子が銅であ
る場合、有効な移動度は、約３０℃〜約２１５℃の範囲
を通じて観測される。金属配位子が亜鉛である場合、有
効な移動度は、基板温度が約１２５℃〜約２１５℃であ
る場合に観測される。金属配位子が鉄である場合、有効
な移動度は、基板の温度が約１００℃〜約２１５℃であ
る場合に観測される。
位化合物の層が加熱された基板上に形成される。フタロ
シアニン配位化合物が加熱基板上に形成されると、デバ
イス性能は改善される。具体的には、基板の温度が約３
０℃〜約２１５℃の範囲にあり、フタロシアニンの層が
その上に形成されると、その結果得られるデバイスの移
動度は、フタロシアニンの層が非加熱の基板上に形成さ
れた場合の同様のデバイスより大きくなる。有効な移動
度が観測される温度範囲は、フタロシアニン配位化合物
の金属配位子に依存する。例えば、金属配位子が銅であ
る場合、有効な移動度は、約３０℃〜約２１５℃の範囲
を通じて観測される。金属配位子が亜鉛である場合、有
効な移動度は、基板温度が約１２５℃〜約２１５℃であ
る場合に観測される。金属配位子が鉄である場合、有効
な移動度は、基板の温度が約１００℃〜約２１５℃であ
る場合に観測される。
【０００９】本発明の置換フタロシアニン配位化合物は
ｎチャネル材料（すなわち、電子がこの材料を通じて輸
送される）である。従って、このような材料は、ｎチャ
ネル材料を要求するデバイスで使用される。このような
デバイスには、相補型ＭＩＳ−ＦＥＴやバイポーラデバ
イスがあり、これらはいずれも、同一基板上にｎチャネ
ルおよびｐチャネルのデバイスを有する。別のデバイス
の例にはｎチャネルＭＩＳ−ＦＥＴがある。本発明のｎ
チャネル材料は、発光ダイオード（ＬＥＤ）および太陽
電池にも有用である。
ｎチャネル材料（すなわち、電子がこの材料を通じて輸
送される）である。従って、このような材料は、ｎチャ
ネル材料を要求するデバイスで使用される。このような
デバイスには、相補型ＭＩＳ−ＦＥＴやバイポーラデバ
イスがあり、これらはいずれも、同一基板上にｎチャネ
ルおよびｐチャネルのデバイスを有する。別のデバイス
の例にはｎチャネルＭＩＳ−ＦＥＴがある。本発明のｎ
チャネル材料は、発光ダイオード（ＬＥＤ）および太陽
電池にも有用である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、活性層が置換フタロシ
アニン配位化合物であるような半導体デバイスと、その
デバイスの製造プロセスに関する。本発明のデバイス
は、活性層に電流を流すための接点を備える。置換フタ
ロシアニン配位化合物は、４個の６員環を有し、それら
のうちの少なくとも１つは、塩素またはフッ素のような
強い電子吸引基で置換される。この配位化合物における
４個の６員間がすべて電子吸引基で完全に置換されると
有効である。すべての６員環が完全に置換される本発明
の実施例は次の構造で示される。
アニン配位化合物であるような半導体デバイスと、その
デバイスの製造プロセスに関する。本発明のデバイス
は、活性層に電流を流すための接点を備える。置換フタ
ロシアニン配位化合物は、４個の６員環を有し、それら
のうちの少なくとも１つは、塩素またはフッ素のような
強い電子吸引基で置換される。この配位化合物における
４個の６員間がすべて電子吸引基で完全に置換されると
有効である。すべての６員環が完全に置換される本発明
の実施例は次の構造で示される。
【化２】 配位イオンを一般的に文字Ｘで示す。この配位イオンは
銅、亜鉛、または鉄のいずれかであると有効である。
銅、亜鉛、または鉄のいずれかであると有効である。
【００１１】本発明の一実施例では、デバイスはｎチャ
ネルＴＦＴデバイスである。本発明のデバイスのオン／
オフ比は２０℃で１０3より大きい。所望のオン／オフ
比を有するデバイスを得るためには、フタロシアニンの
電界効果移動度は１０-3ｃｍ 2／Ｖｓより大きく、伝導
度は約１０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある
と有効である。図１に、本発明によるＭＩＳ−ＦＥＴ型
デバイスの一例を示す。トランジスタ２０は、基板１１
を有する。基板１１上に、誘電体材料層１３および金属
接点１５が形成される。さらに２個の金属接点１７およ
び１９が誘電体層１３上に形成される。フタロシアニン
配位化合物層２１が、接点１７と１９の上および間に形
成される。当業者には理解されるように、本発明のトラ
ンジスタは、さまざまな異なる構造で形成することがで
きるが、それについてここでは詳細には説明しない。
ネルＴＦＴデバイスである。本発明のデバイスのオン／
オフ比は２０℃で１０3より大きい。所望のオン／オフ
比を有するデバイスを得るためには、フタロシアニンの
電界効果移動度は１０-3ｃｍ 2／Ｖｓより大きく、伝導
度は約１０-9Ｓ／ｃｍ〜約１０-7Ｓ／ｃｍの範囲にある
と有効である。図１に、本発明によるＭＩＳ−ＦＥＴ型
デバイスの一例を示す。トランジスタ２０は、基板１１
を有する。基板１１上に、誘電体材料層１３および金属
接点１５が形成される。さらに２個の金属接点１７およ
び１９が誘電体層１３上に形成される。フタロシアニン
配位化合物層２１が、接点１７と１９の上および間に形
成される。当業者には理解されるように、本発明のトラ
ンジスタは、さまざまな異なる構造で形成することがで
きるが、それについてここでは詳細には説明しない。
【００１２】上記のデバイスの基板は、シリコン、ガラ
ス、またはプラスチックのような従来の材料からなる。
接点は、金のような、その目的の従来の材料からなる。
誘電体材料は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素（Ｓｉ
3Ｎ4）、または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のような
従来の材料である。接点および誘電体層は、周知の従来
技術を用いて基板上に形成され、これについてここでは
詳細には説明しない。
ス、またはプラスチックのような従来の材料からなる。
接点は、金のような、その目的の従来の材料からなる。
誘電体材料は、二酸化ケイ素、窒化ケイ素（Ｓｉ
3Ｎ4）、または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）のような
従来の材料である。接点および誘電体層は、周知の従来
技術を用いて基板上に形成され、これについてここでは
詳細には説明しない。
【００１３】例として、ＭＩＳ−ＦＥＴ型ＴＦＴは、チ
ャネル長１２μｍ、ゲート長２５０μｍで、ｎドープシ
リコン基板上に形成される。厚さ３０００オングストロ
ームの二酸化ケイ素層が基板上に形成される。二酸化ケ
イ素層は、ゲート誘電体材料として作用し、約１０ｎＦ
／ｃｍ2のキャパシタンスを有する。２個の離間した金
接点がこのゲート誘電体層上に形成される。フタロシア
ニン配位化合物の膜が、ゲート誘電体層およびその上に
形成された接点の上に形成される。このフタロシアニン
膜は加熱基板上に形成される。基板の温度は約３０℃〜
約２１５℃の範囲にある。既に述べたように、結果とし
て得られるデバイスの有効な移動度が観測されるような
基板温度範囲は、フタロシアニン配位化合物内の金属配
位子に依存する。例えば、金属配位子が銅である場合、
約３０℃〜約２１５℃の全温度範囲を通じて、有効な移
動度が観測される。しかし、金属配位子が鉄である場
合、有効な移動度は、約１００℃〜約２１５℃の温度範
囲で観測される。
ャネル長１２μｍ、ゲート長２５０μｍで、ｎドープシ
リコン基板上に形成される。厚さ３０００オングストロ
ームの二酸化ケイ素層が基板上に形成される。二酸化ケ
イ素層は、ゲート誘電体材料として作用し、約１０ｎＦ
／ｃｍ2のキャパシタンスを有する。２個の離間した金
接点がこのゲート誘電体層上に形成される。フタロシア
ニン配位化合物の膜が、ゲート誘電体層およびその上に
形成された接点の上に形成される。このフタロシアニン
膜は加熱基板上に形成される。基板の温度は約３０℃〜
約２１５℃の範囲にある。既に述べたように、結果とし
て得られるデバイスの有効な移動度が観測されるような
基板温度範囲は、フタロシアニン配位化合物内の金属配
位子に依存する。例えば、金属配位子が銅である場合、
約３０℃〜約２１５℃の全温度範囲を通じて、有効な移
動度が観測される。しかし、金属配位子が鉄である場
合、有効な移動度は、約１００℃〜約２１５℃の温度範
囲で観測される。
【００１４】フタロシアニン膜は、真空蒸着のような従
来技術を用いて基板上に形成される。フタロシアニン膜
の厚さは約３０ｎｍ〜約１００ｎｍであると有効であ
る。このようにして形成されたＴＦＴのオン／オフ比は
２０℃で１０4より大きい。
来技術を用いて基板上に形成される。フタロシアニン膜
の厚さは約３０ｎｍ〜約１００ｎｍであると有効であ
る。このようにして形成されたＴＦＴのオン／オフ比は
２０℃で１０4より大きい。
【００１５】本発明のもう１つの実施例では、デバイス
は、電子輸送層が置換有機半導体材料であるような発光
ダイオード（ＬＥＤ）である。適当なＬＥＤの一例は、
ガラス基板または透明プラスチック基板を有し、その上
に、ＩＴＯ電極のような従来のアノードが形成される。
このアノード上に、ホール輸送層が形成される。ホール
輸送層に適した材料の例には、銅フタロシアニン、芳香
族ジアミン、ポリビニルカルバゾール、およびポリフェ
ニレンビニレンがある。これらの層の適当な厚さは、約
３０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲である。エミッタ層がホ
ール輸送層上に形成される。従来のエミッタ材料が適当
であり、所望のＬＥＤの色に基づいて選択される。エミ
ッタ層の厚さは約１０ｎｍ以下のオーダーである。電子
輸送層がエミッタ層上に形成される。電子輸送層の厚さ
は、約５ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲である。カソードが電
子輸送層上に形成される。カソードの厚さは少なくとも
約４０ｎｍである。カソードに適した材料には、例え
ば、アルミニウムおよびカルシウムがある。
は、電子輸送層が置換有機半導体材料であるような発光
ダイオード（ＬＥＤ）である。適当なＬＥＤの一例は、
ガラス基板または透明プラスチック基板を有し、その上
に、ＩＴＯ電極のような従来のアノードが形成される。
このアノード上に、ホール輸送層が形成される。ホール
輸送層に適した材料の例には、銅フタロシアニン、芳香
族ジアミン、ポリビニルカルバゾール、およびポリフェ
ニレンビニレンがある。これらの層の適当な厚さは、約
３０ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲である。エミッタ層がホ
ール輸送層上に形成される。従来のエミッタ材料が適当
であり、所望のＬＥＤの色に基づいて選択される。エミ
ッタ層の厚さは約１０ｎｍ以下のオーダーである。電子
輸送層がエミッタ層上に形成される。電子輸送層の厚さ
は、約５ｎｍ〜約２０ｎｍの範囲である。カソードが電
子輸送層上に形成される。カソードの厚さは少なくとも
約４０ｎｍである。カソードに適した材料には、例え
ば、アルミニウムおよびカルシウムがある。
【００１６】代替実施例では、別個のエミッタ層は存在
しない。このような実施例では、ホール輸送層または電
子輸送層のいずれかがエミッタ材料でドープされ、ある
いは、ホール輸送材料もまた発光材料である。
しない。このような実施例では、ホール輸送層または電
子輸送層のいずれかがエミッタ材料でドープされ、ある
いは、ホール輸送材料もまた発光材料である。
【００１７】本発明のもう１つの実施例では、デバイス
は太陽電池である。太陽電池は、２つの材料層からなる
ｐ−ｎ接合を有する。ｎ層は、電子を輸送する本発明の
置換有機半導体材料である。適当な太陽電池の一例は、
ガラス基板または透明プラスチック基板を有し、その上
に、ＩＴＯ電極のような従来の電極が形成される。この
電極上に、置換フタロシアニンｎチャネル半導体材料が
形成される。ｐチャネル半導体材料の層が、ｎチャネル
半導体層上に形成される。適当なｐチャネル材料の例に
は、メタロポルフィリン、キナクリドン顔料、ポリアセ
チレン、およびポリピロールがある。ｎチャネル層およ
びｐチャネル層の厚さはいずれも、約１０ｎｍ〜約１μ
ｍである。従来の金属（例えば、金、銀、アルミニウ
ム、およびインジウム）電極が、ｐチャネル層上に形成
される。
は太陽電池である。太陽電池は、２つの材料層からなる
ｐ−ｎ接合を有する。ｎ層は、電子を輸送する本発明の
置換有機半導体材料である。適当な太陽電池の一例は、
ガラス基板または透明プラスチック基板を有し、その上
に、ＩＴＯ電極のような従来の電極が形成される。この
電極上に、置換フタロシアニンｎチャネル半導体材料が
形成される。ｐチャネル半導体材料の層が、ｎチャネル
半導体層上に形成される。適当なｐチャネル材料の例に
は、メタロポルフィリン、キナクリドン顔料、ポリアセ
チレン、およびポリピロールがある。ｎチャネル層およ
びｐチャネル層の厚さはいずれも、約１０ｎｍ〜約１μ
ｍである。従来の金属（例えば、金、銀、アルミニウ
ム、およびインジウム）電極が、ｐチャネル層上に形成
される。
【００１８】
【実施例】［例１］白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛
（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓ
ｎ）、および水素（Ｈ2）を有するフタロシアニン配位
化合物を市販品から入手した。便宜上、フタロシアニン
配位化合物を一般にＸ−Ｐｃで表す。ここでＸは配位イ
オン（例えば、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｈ2など）を一般的に示
す。次に、この材料を、圧力約８×１０-4Ｔｏｒｒ以下
および温度約３８℃で昇華により精製した。この昇華手
順を全部で３回実行した。
（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、スズ（Ｓ
ｎ）、および水素（Ｈ2）を有するフタロシアニン配位
化合物を市販品から入手した。便宜上、フタロシアニン
配位化合物を一般にＸ−Ｐｃで表す。ここでＸは配位イ
オン（例えば、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｈ2など）を一般的に示
す。次に、この材料を、圧力約８×１０-4Ｔｏｒｒ以下
および温度約３８℃で昇華により精製した。この昇華手
順を全部で３回実行した。
【００１９】上記のフタロシアニン配位化合物を活性層
として用いてデバイスを形成した。フタロシアニン配位
化合物層２１を基板上に形成し、図１および上記で一般
的に説明したデバイス２０を形成した。この例において
は、基板という用語は、シリコン基板１１と、その上に
形成されたゲート誘電体層１３と、さらにその上に形成
された２つの接点１７および１９からなる構造を指すた
めに用いる。
として用いてデバイスを形成した。フタロシアニン配位
化合物層２１を基板上に形成し、図１および上記で一般
的に説明したデバイス２０を形成した。この例において
は、基板という用語は、シリコン基板１１と、その上に
形成されたゲート誘電体層１３と、さらにその上に形成
された２つの接点１７および１９からなる構造を指すた
めに用いる。
【００２０】基板上の各膜の堆積中に基板の温度を制御
して、フタロシアニン層の移動度および伝導度に対する
基板温度の効果を測定した。上記の各フタロシアニン配
位化合物のそれぞれの膜を、温度３０℃、１２５℃、お
よび２００℃に加熱した基板上に形成した。各膜は、圧
力２×１０-6Ｔｏｒｒで蒸着容器内で真空蒸着を用いて
形成した。約５０ｍｇのフタロシアニンをタングステン
ボートに入れた。このボートを従来の蒸発装置に入れ
た。基板もこの蒸発装置に入れ、銅ブロック上に置い
た。温度コントローラを用いて銅ブロックの温度を制御
し、これを用いて基板の温度を制御した。ボートを温度
約３８０℃に加熱し、フタロシアニン膜を毎秒約４オン
グストローム〜５オングストロームの速度で形成した。
して、フタロシアニン層の移動度および伝導度に対する
基板温度の効果を測定した。上記の各フタロシアニン配
位化合物のそれぞれの膜を、温度３０℃、１２５℃、お
よび２００℃に加熱した基板上に形成した。各膜は、圧
力２×１０-6Ｔｏｒｒで蒸着容器内で真空蒸着を用いて
形成した。約５０ｍｇのフタロシアニンをタングステン
ボートに入れた。このボートを従来の蒸発装置に入れ
た。基板もこの蒸発装置に入れ、銅ブロック上に置い
た。温度コントローラを用いて銅ブロックの温度を制御
し、これを用いて基板の温度を制御した。ボートを温度
約３８０℃に加熱し、フタロシアニン膜を毎秒約４オン
グストローム〜５オングストロームの速度で形成した。
【００２１】上記のように調製したさまざまな膜の電界
効果移動度および伝導度を次の表１にまとめる。膜の電
界効果移動度および伝導度に対する膜形成中の基板温度
の効果も表１に示す。
効果移動度および伝導度を次の表１にまとめる。膜の電
界効果移動度および伝導度に対する膜形成中の基板温度
の効果も表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示した電界効果移動度は次式を用い
て計算した。 ＩDS＝（ＷＣi／２Ｌ）μ（ＶG−Ｖ0）2 ただし、Ｗはチャネル幅（２５０μｍ）、Ｌはチャネル
長（１２μｍ）、および、Ｃiはゲート誘電体の単位面
積あたりのキャパシタンス（１０ｎＦ／ｃｍ2）であ
る。上記の式を用いて電界効果移動度μを計算するた
め、飽和領域におけるドレイン−ソース電流（ＩDS）の
平方根とデバイスのゲート電圧（ＶG）の間の関係か
ら、測定値からＩDS＝０へ外挿することによって、デバ
イスのしきい値電圧Ｖ0が求められる。飽和領域におけ
るＩDSは、与えられたＶGにおけるドレイン−ソース電
圧（ＶDS）とドレイン−ソース電流の間の関係を観測す
ることによって求められる。飽和領域におけるＩDSと
は、ドレイン−ソース電圧を大きくしてもＩDSがもはや
増大しない点である。飽和領域におけるＩDSはＶGとと
もに変化する。このＶ0決定法は通常のものであり、当
業者に周知である。
て計算した。 ＩDS＝（ＷＣi／２Ｌ）μ（ＶG−Ｖ0）2 ただし、Ｗはチャネル幅（２５０μｍ）、Ｌはチャネル
長（１２μｍ）、および、Ｃiはゲート誘電体の単位面
積あたりのキャパシタンス（１０ｎＦ／ｃｍ2）であ
る。上記の式を用いて電界効果移動度μを計算するた
め、飽和領域におけるドレイン−ソース電流（ＩDS）の
平方根とデバイスのゲート電圧（ＶG）の間の関係か
ら、測定値からＩDS＝０へ外挿することによって、デバ
イスのしきい値電圧Ｖ0が求められる。飽和領域におけ
るＩDSは、与えられたＶGにおけるドレイン−ソース電
圧（ＶDS）とドレイン−ソース電流の間の関係を観測す
ることによって求められる。飽和領域におけるＩDSと
は、ドレイン−ソース電圧を大きくしてもＩDSがもはや
増大しない点である。飽和領域におけるＩDSはＶGとと
もに変化する。このＶ0決定法は通常のものであり、当
業者に周知である。
【００２４】表１に示した電界効果移動度は平均値であ
る。表１に示したあらゆる材料およびあらゆる温度ごと
に２個の基板を用いてデバイスを形成した。例えば、Ｃ
ｕ−Ｐｃ膜を有するデバイスは、表に示した各温度にお
いて２個ずつ、合計６個の基板上に形成した。各基板上
に、少なくとも２０個のデバイスを形成した。
る。表１に示したあらゆる材料およびあらゆる温度ごと
に２個の基板を用いてデバイスを形成した。例えば、Ｃ
ｕ−Ｐｃ膜を有するデバイスは、表に示した各温度にお
いて２個ずつ、合計６個の基板上に形成した。各基板上
に、少なくとも２０個のデバイスを形成した。
【００２５】オン／オフ比は、ＶGがドレイン電圧
（ＶD）以上である飽和時に流れるドレイン電流
（ＩD1）の、ＶGが０であるときに流れるドレイン電流
（ＩD2）に対する比である。例えば、ＶDおよびＶGがい
ずれも−１００ＶであるときにＩDSが８×１０-5Ａであ
り、ＶG＝０ＶでＶD＝−１００ＶであるときにＩDSが１
×１０-11Ａである場合、デバイスのオン／オフ比は８
×１０6である。
（ＶD）以上である飽和時に流れるドレイン電流
（ＩD1）の、ＶGが０であるときに流れるドレイン電流
（ＩD2）に対する比である。例えば、ＶDおよびＶGがい
ずれも−１００ＶであるときにＩDSが８×１０-5Ａであ
り、ＶG＝０ＶでＶD＝−１００ＶであるときにＩDSが１
×１０-11Ａである場合、デバイスのオン／オフ比は８
×１０6である。
【００２６】本発明の発明者は特定の理論に固執するつ
もりはないが、デバイスの性能は、フタロシアニン膜の
形態（モルフォロジー）に関係していると考えられる。
表１に列挙した膜のＸ線回折分析によれば、ほとんどの
膜において、膜を形成した基板の温度の上昇とともに秩
序が増大している（すなわち、膜のアモルファス性は低
くなる）。膜の秩序を、（２００）格子面から得られる
Ｘ線回折トレースから判定した。単一のピークを有する
トレースは、高い秩序の膜を示していた。このピークの
強度を観測すると、膜を形成した基板の温度の上昇とと
もに強度は増大していた。
もりはないが、デバイスの性能は、フタロシアニン膜の
形態（モルフォロジー）に関係していると考えられる。
表１に列挙した膜のＸ線回折分析によれば、ほとんどの
膜において、膜を形成した基板の温度の上昇とともに秩
序が増大している（すなわち、膜のアモルファス性は低
くなる）。膜の秩序を、（２００）格子面から得られる
Ｘ線回折トレースから判定した。単一のピークを有する
トレースは、高い秩序の膜を示していた。このピークの
強度を観測すると、膜を形成した基板の温度の上昇とと
もに強度は増大していた。
【００２７】従って、膜の秩序は、材料の電界効果移動
度に関係すると考えられる。表１のデータから観察され
るように、ほとんどの膜の電界効果移動度は、基板の温
度が３０℃から１２５℃まで上昇するのとともに増大し
ている。また、上記のように、膜の秩序は、膜形成中の
基板温度の上昇とともに増大する。しかし、表１によれ
ば、堆積中の基板温度が１２５℃から２００℃に上昇す
ると電界効果移動度は減少した。この効果は、高温では
膜の不連続性が増大し、このような不連続性は電界効果
移動度に対する負の効果を有するということによって説
明される。
度に関係すると考えられる。表１のデータから観察され
るように、ほとんどの膜の電界効果移動度は、基板の温
度が３０℃から１２５℃まで上昇するのとともに増大し
ている。また、上記のように、膜の秩序は、膜形成中の
基板温度の上昇とともに増大する。しかし、表１によれ
ば、堆積中の基板温度が１２５℃から２００℃に上昇す
ると電界効果移動度は減少した。この効果は、高温では
膜の不連続性が増大し、このような不連続性は電界効果
移動度に対する負の効果を有するということによって説
明される。
【００２８】膜形成中の基板の温度と、Ｃｕ−Ｐｃ膜の
電界効果移動度の間の関係を図２に示す。図２によれ
ば、Ｃｕ−Ｐｃ膜の電界効果移動度は、基板の温度が約
３０℃から約１４０℃に上昇するにつれて急激に増大し
ている。基板温度約１４０℃で、この傾向は逆転し、電
界効果移動度は温度上昇とともに減少する。
電界効果移動度の間の関係を図２に示す。図２によれ
ば、Ｃｕ−Ｐｃ膜の電界効果移動度は、基板の温度が約
３０℃から約１４０℃に上昇するにつれて急激に増大し
ている。基板温度約１４０℃で、この傾向は逆転し、電
界効果移動度は温度上昇とともに減少する。
【００２９】本発明の置換フタロシアニンはｎ型半導体
（すなわち、電子を輸送する材料）である。この材料は
空気中でも安定である。本発明において、空気中で安定
とは、半導体材料の電子輸送特性が、空気を含む雰囲気
中で長時間にわたりほとんど劣化しないことを意味す
る。
（すなわち、電子を輸送する材料）である。この材料は
空気中でも安定である。本発明において、空気中で安定
とは、半導体材料の電子輸送特性が、空気を含む雰囲気
中で長時間にわたりほとんど劣化しないことを意味す
る。
【００３０】［例２］化合物Ｆ16ＣｕＰｃ、Ｆ16ＺｎＰ
ｃ、Ｆ16ＣｏＰｃ、およびＣｌ16ＦｅＰｃを、Aldrich
Chemical社から購入した。Whorle, D. et al., Makromo
l. Chem., Vol.181, p.2127 (1980)、に記載された手順
に従って、シアン基置換銅フタロシアニン（（ＣＮ）8
ＣｕＰｃ）を合成した。Schlettwein, D. et al., J. E
lectrochem. Soc., Vol.136, p.2882 (1989)、に記載さ
れた手順に従って、銅テトラ−２，３−ピラジノポルフ
ィラジン（ＰｙＣｕＰｃ）（銅フタロシアニンのピラジ
ン誘導体）を調製した。次に、これらの材料を、圧力約
８×１０-4Ｔｏｒｒ以下および温度約３８０℃で２回の
昇華により精製した。銅テトラ−２，３−ピラジノポル
フィラジンの構造は次の通りである。
ｃ、Ｆ16ＣｏＰｃ、およびＣｌ16ＦｅＰｃを、Aldrich
Chemical社から購入した。Whorle, D. et al., Makromo
l. Chem., Vol.181, p.2127 (1980)、に記載された手順
に従って、シアン基置換銅フタロシアニン（（ＣＮ）8
ＣｕＰｃ）を合成した。Schlettwein, D. et al., J. E
lectrochem. Soc., Vol.136, p.2882 (1989)、に記載さ
れた手順に従って、銅テトラ−２，３−ピラジノポルフ
ィラジン（ＰｙＣｕＰｃ）（銅フタロシアニンのピラジ
ン誘導体）を調製した。次に、これらの材料を、圧力約
８×１０-4Ｔｏｒｒ以下および温度約３８０℃で２回の
昇華により精製した。銅テトラ−２，３−ピラジノポル
フィラジンの構造は次の通りである。
【化３】
【００３１】上記のフタロシアニン配位化合物を活性層
として用いてデバイスを形成した。上記の各フタロシア
ニン配位化合物２１の層を別個のｎドープシリコン基板
上に塗布し、図１および上記で一般的に説明したデバイ
ス２０を形成した。この例においては、基板という用語
は、シリコン基板１１と、その上に形成されたゲート誘
電体層１３と、さらにその上に形成された２つの接点１
７および１９からなる構造を指すために用いる。第３の
接点１５を、直接シリコン基板上に形成した。誘電体層
の厚さは３００ｎｍであり、単位面積あたりのキャパシ
タンス（Ｃi）は１０ｎＦ／ｃｍ2であった。接点は金接
点である。チャネル長が２５μｍ、１２μｍ、４μｍ、
および１．５μｍのデバイスを形成した。
として用いてデバイスを形成した。上記の各フタロシア
ニン配位化合物２１の層を別個のｎドープシリコン基板
上に塗布し、図１および上記で一般的に説明したデバイ
ス２０を形成した。この例においては、基板という用語
は、シリコン基板１１と、その上に形成されたゲート誘
電体層１３と、さらにその上に形成された２つの接点１
７および１９からなる構造を指すために用いる。第３の
接点１５を、直接シリコン基板上に形成した。誘電体層
の厚さは３００ｎｍであり、単位面積あたりのキャパシ
タンス（Ｃi）は１０ｎＦ／ｃｍ2であった。接点は金接
点である。チャネル長が２５μｍ、１２μｍ、４μｍ、
および１．５μｍのデバイスを形成した。
【００３２】各膜の堆積中、基板の温度を制御して、フ
タロシアニン層の移動度および伝導度に対する基板温度
の効果を測定した。上記の各置換フタロシアニン配位化
合物のそれぞれの膜を、温度３０℃、１２５℃、および
２１５℃に加熱した基板上に形成した。各膜は、圧力２
×１０-6Ｔｏｒｒで蒸着容器内で真空蒸着を用いて形成
した。約５０ｍｇのフタロシアニンをタングステンボー
トに入れた。このボートを従来の蒸発装置に入れた。基
板もこの蒸発装置に入れ、銅ブロック上に置いた。温度
コントローラを用いて銅ブロックの温度を制御し、これ
を用いて基板の温度を制御した。ボートを温度約３８０
℃に加熱し、フタロシアニン膜を毎秒約０．４ｎｍ〜
０．５ｎｍの速度で形成した。
タロシアニン層の移動度および伝導度に対する基板温度
の効果を測定した。上記の各置換フタロシアニン配位化
合物のそれぞれの膜を、温度３０℃、１２５℃、および
２１５℃に加熱した基板上に形成した。各膜は、圧力２
×１０-6Ｔｏｒｒで蒸着容器内で真空蒸着を用いて形成
した。約５０ｍｇのフタロシアニンをタングステンボー
トに入れた。このボートを従来の蒸発装置に入れた。基
板もこの蒸発装置に入れ、銅ブロック上に置いた。温度
コントローラを用いて銅ブロックの温度を制御し、これ
を用いて基板の温度を制御した。ボートを温度約３８０
℃に加熱し、フタロシアニン膜を毎秒約０．４ｎｍ〜
０．５ｎｍの速度で形成した。
【００３３】これらのデバイスの電気的特性を、特に断
わらない限り真空中で測定した。Hewlett-Packard（Ｈ
Ｐ）４１４５Ｂアナライザを用いて電流−電圧特性を得
た。上記の例１で説明した方法を用いて、置換フタロシ
アニン配位化合物の電界効果移動度を計算した。これら
のデバイスに対して計算した電界効果移動度を以下の表
２にまとめる。
わらない限り真空中で測定した。Hewlett-Packard（Ｈ
Ｐ）４１４５Ｂアナライザを用いて電流−電圧特性を得
た。上記の例１で説明した方法を用いて、置換フタロシ
アニン配位化合物の電界効果移動度を計算した。これら
のデバイスに対して計算した電界効果移動度を以下の表
２にまとめる。
【００３４】
【表２】
【００３５】堆積温度が３０℃から１２５℃に上昇する
とき、デバイスの移動度は明らかに増大した。しかし、
堆積温度が約１５０℃以上に上昇すると、一部のデバイ
スの移動度が減少するのが観測された。本発明の発明者
は特定の理論に固執するつもりはないが、高温で形成さ
れた置換フタロシアニン膜は電子輸送に有利な形態を有
すると考えられる。しかし、基板温度と、得られたデバ
イスの移動度との間の関係は、置換フタロシアニン配位
化合物内の金属配位子にいくぶん依存する。例えば、金
属配位子が銅である場合、約３０℃〜約２１５℃の全温
度範囲を通じて、有効な移動度が観測された。しかし、
金属配位子が鉄である場合、有効な移動度は、約１００
℃〜約２１５℃の温度範囲で観測された。金属配位子が
亜鉛である場合、有効な移動度は、約１２５℃〜約２１
５℃の温度範囲で観測された。
とき、デバイスの移動度は明らかに増大した。しかし、
堆積温度が約１５０℃以上に上昇すると、一部のデバイ
スの移動度が減少するのが観測された。本発明の発明者
は特定の理論に固執するつもりはないが、高温で形成さ
れた置換フタロシアニン膜は電子輸送に有利な形態を有
すると考えられる。しかし、基板温度と、得られたデバ
イスの移動度との間の関係は、置換フタロシアニン配位
化合物内の金属配位子にいくぶん依存する。例えば、金
属配位子が銅である場合、約３０℃〜約２１５℃の全温
度範囲を通じて、有効な移動度が観測された。しかし、
金属配位子が鉄である場合、有効な移動度は、約１００
℃〜約２１５℃の温度範囲で観測された。金属配位子が
亜鉛である場合、有効な移動度は、約１２５℃〜約２１
５℃の温度範囲で観測された。
【００３６】表２に示した測定した電界効果移動度のう
ち、フッ素化フタロシアニンの測定した移動度が最高で
あった。シアン基置換フタロシアニンおよびピラジン誘
導体銅材料は、基板上で昇華する前に分解してしまっ
た。
ち、フッ素化フタロシアニンの測定した移動度が最高で
あった。シアン基置換フタロシアニンおよびピラジン誘
導体銅材料は、基板上で昇華する前に分解してしまっ
た。
【００３７】ハロゲン置換フタロシアニンは空気中で安
定であることが観測された。ハロゲン置換フタロシアニ
ン半導体の電子移動度およびオン／オフ比は、デバイス
を空気中で６か月以上保存した後でもほとんど変化しな
かった。しかし、塩素置換フタロシアニン材料により３
０℃で形成したデバイスは、測定可能な電界効果移動度
を示さず、塩素置換材料は２１５℃で脱着してしまった
（すなわち、膜は形成されなかった）。従って、フッ素
置換フタロシアニン材料のほうが、塩素置換フタロシア
ニン材料よりも広範囲の条件下で堆積可能であると考え
られる。
定であることが観測された。ハロゲン置換フタロシアニ
ン半導体の電子移動度およびオン／オフ比は、デバイス
を空気中で６か月以上保存した後でもほとんど変化しな
かった。しかし、塩素置換フタロシアニン材料により３
０℃で形成したデバイスは、測定可能な電界効果移動度
を示さず、塩素置換材料は２１５℃で脱着してしまった
（すなわち、膜は形成されなかった）。従って、フッ素
置換フタロシアニン材料のほうが、塩素置換フタロシア
ニン材料よりも広範囲の条件下で堆積可能であると考え
られる。
【００３８】図３は、温度１２５℃で基板上に堆積した
Ｆ16ＣｕＰｃ半導体を有するデバイスに対して得られた
電流−電圧曲線である。ドレイン−ソース電流（μＡ）
は、さまざまなゲート電圧におけるドレイン−ソース電
圧（Ｖ）の関数として示されている。測定されたデバイ
スのチャネル長は１２μｍであった。堆積された膜はｎ
チャネルトランジスタとして動作した。デバイスに加え
たゲート電圧を増大させると、半導体膜への電子の注入
の増大（ドレイン−ソース電圧の増大とともに増大する
ドレイン−ソース電流によって示される）が観測され
た。図３に示されるデータから、上記の例１で説明した
方法を用いると、このデバイスの電界効果移動度は０．
０３ｃｍ2／Ｖｓと計算された。
Ｆ16ＣｕＰｃ半導体を有するデバイスに対して得られた
電流−電圧曲線である。ドレイン−ソース電流（μＡ）
は、さまざまなゲート電圧におけるドレイン−ソース電
圧（Ｖ）の関数として示されている。測定されたデバイ
スのチャネル長は１２μｍであった。堆積された膜はｎ
チャネルトランジスタとして動作した。デバイスに加え
たゲート電圧を増大させると、半導体膜への電子の注入
の増大（ドレイン−ソース電圧の増大とともに増大する
ドレイン−ソース電流によって示される）が観測され
た。図３に示されるデータから、上記の例１で説明した
方法を用いると、このデバイスの電界効果移動度は０．
０３ｃｍ2／Ｖｓと計算された。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、ア
モルファスのドープされたフタロシアニンよりも低い伝
導度で高い電界効果移動度を示す、置換フタロシアニン
配位化合物による半導体デバイスが実現される。
モルファスのドープされたフタロシアニンよりも低い伝
導度で高い電界効果移動度を示す、置換フタロシアニン
配位化合物による半導体デバイスが実現される。
【図１】本発明のＴＦＴデバイスの側面断面図である。
【図２】Ｃｕ−Ｐｃ膜の電界効果移動度と、この膜が形
成される基板の温度の間の関係を示す図である。
成される基板の温度の間の関係を示す図である。
【図３】さまざまなゲート電圧において、フッ素置換銅
フタロシアニン半導体膜を有する薄膜デバイスのドレイ
ン−ソース電流とドレイン−ソース電圧の間の関係を示
す図である。
フタロシアニン半導体膜を有する薄膜デバイスのドレイ
ン−ソース電流とドレイン−ソース電圧の間の関係を示
す図である。
１１ 基板 １３ 誘電体材料層 １５ 金属接点 １７ 金属接点 １９ 金属接点 ２０ トランジスタ ２１ フタロシアニン配位化合物層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ゼナン バオ アメリカ合衆国，07060 ニュージャージ ー，ノース プレインフィールド，ロック アヴェニュー 1275，アパートメントジ ェイジェイ８
Claims (9)
- 【請求項１】 基板と、 前記基板上に形成された置換フタロシアニン配位化合物
層と、 前記置換フタロシアニン配位化合物層に電流を流すため
の接点とからなる半導体デバイスにおいて、 前記置換フタロシアニン配位化合物は次の構造を有し、 【化４】 Ｘは銅、鉄、および亜鉛からなる群から選択され、Ｒは
電子吸引基であり、少なくとも１つの６員環が少なくと
も１つのＲ置換基を有することを特徴とする半導体デバ
イス。 - 【請求項２】 Ｒはフッ素および塩素からなる群から選
択されることを特徴とする請求項１に記載の半導体デバ
イス。 - 【請求項３】 前記半導体デバイスは薄膜トランジスタ
であり、 前記置換フタロシアニン配位化合物は、２０℃で、約１
０-3ｃｍ2／Ｖｓより大きい電界効果移動度と、約１０
-9Ｓ／ｃｍから約１０-7Ｓ／ｃｍまでの範囲の伝導度を
有し、 前記薄膜トランジスタのソース−ドレイン電流のオン／
オフ比は少なくとも約１０3であることを特徴とする請
求項１に記載の半導体デバイス。 - 【請求項４】 前記置換フタロシアニン配位化合物層の
厚さは約３０ｎｍ〜約１００ｎｍであることを特徴とす
る請求項３に記載の半導体デバイス。 - 【請求項５】 前記置換フタロシアニン配位化合物層は
秩序層であることを特徴とする請求項４に記載の半導体
デバイス。 - 【請求項６】 前記薄膜トランジスタはｎチャネルＭＩ
Ｓ−ＦＥＴであることを特徴とする請求項５に記載の半
導体デバイス。 - 【請求項７】 前記６員環は前記電子吸引基で完全に置
換されることを特徴とする請求項２に記載の半導体デバ
イス。 - 【請求項８】 発光ダイオードであることを特徴とする
請求項２に記載の半導体デバイス。 - 【請求項９】 太陽電池であることを特徴とする請求項
２に記載の半導体デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US97664997A | 1997-11-24 | 1997-11-24 | |
| US08/976649 | 1997-11-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11251601A true JPH11251601A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=25524327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33315298A Pending JPH11251601A (ja) | 1997-11-24 | 1998-11-24 | 半導体デバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0921579A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11251601A (ja) |
| KR (1) | KR100336283B1 (ja) |
| TW (1) | TW399338B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2004075279A1 (ja) | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 有機薄膜トランジスタ素子及びその製造方法 |
| JP2005166742A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Tdk Corp | 積層体の製造方法及び有機電界効果トランジスタの製造方法 |
| US7193237B2 (en) | 2002-03-27 | 2007-03-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Organic semiconductor material and organic electronic device |
| JP2007507863A (ja) * | 2003-10-02 | 2007-03-29 | ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ | 有機ベースのエレクトロニクスデバイスの作製における新規材料である２，７−カルバゾレンビニレン誘導体 |
| WO2007094361A1 (ja) | 2006-02-16 | 2007-08-23 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 有機薄膜トランジスタ及び有機薄膜発光トランジスタ |
| JP2007288151A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Fujifilm Corp | フタロシアニン化合物、並びにそれを用いた半導体及び電子素子 |
| WO2008044695A1 (fr) | 2006-10-12 | 2008-04-17 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Dispositif de transistor organique à couche mince et transistor organique à couche mince émetteur de lumière |
| WO2008059816A1 (fr) | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Transistor en couche mince organique et transistor en couche mince organique photoémetteur |
| WO2008059817A1 (fr) | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Transistor mince film organique et transistor électrolumiscent à mince film organique |
| JP2011504292A (ja) * | 2007-10-31 | 2011-02-03 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ハロゲン化フタロシアニン類の使用 |
| US8129494B2 (en) | 2006-12-26 | 2012-03-06 | Asahi Kasei E-Materials Corporation | Resin composition for printing plate |
| US8148720B2 (en) | 2006-11-24 | 2012-04-03 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic thin film transistor and organic thin film light-emitting transistor |
| US8203139B2 (en) | 2006-11-24 | 2012-06-19 | Idemitsu Kosan Co., Ltd | Organic thin film transistor and organic thin film light-emitting transistor using an organic semiconductor layer having an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group in the center thereof |
| US8207525B2 (en) | 2006-12-04 | 2012-06-26 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Organic thin film transistor and organic thin film light emitting transistor |
| US8330147B2 (en) | 2006-12-04 | 2012-12-11 | Idemitsu Kosan, Co., Ltd. | Organic thin film transistor and organic thin film light emitting transistor having organic semiconductor compound with divalent aromatic hydrocarbon group and divalent aromatic heterocyclic group |
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|---|---|---|---|---|
| JP3823312B2 (ja) | 2001-10-18 | 2006-09-20 | 日本電気株式会社 | 有機薄膜トランジスタ |
| CN1282260C (zh) * | 2003-01-30 | 2006-10-25 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 含有栅绝缘层的异质结型有机半导体场效应晶体管及制作方法 |
| WO2004087836A1 (en) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor and method of producing the same |
| KR100965178B1 (ko) * | 2003-07-22 | 2010-06-24 | 삼성전자주식회사 | 유기반도체 패턴의 형성 방법과 이를 이용한 유기 박막트랜지스터의 제조 방법 |
| KR101192615B1 (ko) * | 2004-11-11 | 2012-10-18 | 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 | 전계 효과 트랜지스터 |
| US20080009092A1 (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Basf Aktiengesellschaft | Use of chlorinated copper phthalocyanines as air-stable n-channel organic semiconductors |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL233195A (ja) * | 1957-11-13 | |||
| CA1030959A (en) * | 1973-11-27 | 1978-05-09 | Jost Von Der Crone | Halogen-containing metal phthalocyanines and a process for their manufacture |
| JPH08199161A (ja) * | 1995-01-26 | 1996-08-06 | Mitsubishi Chem Corp | 有機電界発光素子 |
-
1998
- 1998-10-28 TW TW087117899A patent/TW399338B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-11-23 KR KR19980050224A patent/KR100336283B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-11-24 JP JP33315298A patent/JPH11251601A/ja active Pending
- 1998-11-24 EP EP98309580A patent/EP0921579A3/en not_active Withdrawn
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