JPS6310570A - 有機半導体デバイス - Google Patents
有機半導体デバイスInfo
- Publication number
- JPS6310570A JPS6310570A JP61156511A JP15651186A JPS6310570A JP S6310570 A JPS6310570 A JP S6310570A JP 61156511 A JP61156511 A JP 61156511A JP 15651186 A JP15651186 A JP 15651186A JP S6310570 A JPS6310570 A JP S6310570A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phthalocyanine
- semiconductor device
- organic semiconductor
- memory
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- 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]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は半導体デバイスに関し、特にメモリ機能を有す
る有機半導体デバイスに関するものである。 ［従来の技術〕 第３Ａ図と第３８図は金属フタロシアニンのスイッチン
グ作用またはメモリ作用を説明する図であり、西独特許
第１４２．６２９号に開示されている。これらの図は鉛
フタロシアニン分子のパイル（積重なり）を示す断面図
である。鉛フタロシアニンの分子１の中央には鉛原子２
が位置している。 第３Ａ図において、各フタロシアニンの分子は鉛の位置
が整列してパイルしており、凸分子の向きも一致してい
る。この状態において、フタロシアニンのパイルはその
鉛原子の方向において良好な導電性を有し、メモリのオ
ン状態に相当する。 一方、第３Ｂ図に示された鉛フタロシアニンのパイルに
おいては、一部において分子の向きが異なっている。こ
の状態において、鉛フタロシアニンのパイルは不良導通
状態にあって、メモリのオフ状態に相当する。このよう
なオン状態とオフ状態は、成る温度以上で鉛フタロシア
ニン膜に加える電界によって変えることができる。 第４図はこのような原理を応用した有機半導体メモリの
１選位を示しており、ｏｈｙｓ、 ５ｔａ（ｓｏｌ。 ＜ａ ） ８６ （１９８４） ｏρ、７３５−７４７
に述べられている。図のように、シリコンまたはガラス
のサブストレート３ａ上に、下部金属電極４ａ。 鉛フタロシアニン蒸着！１５ａ 、および上部金属電極
６ａ ７１ｉ次形成されている。下部Ｒ極４ａと上部電
極６ａに挾まれた鉛フタロシアニン層の部分が第３Ａ図
の状態にあればオン状態であり、第３Ｂ図の状態にあれ
ばオフ状態となっている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 第４図に示されたデバイスにおいては、サブストレート
３ａがシリコンまたはガラスであるので、鉛フタロシア
ニンの結晶を成長させる下地としての運台性に欠けてい
る。したがって、鉛フタロシアニンの分子のパイルをサ
ブストレート３ａに対して第３Ａ図のように垂直に立て
ることが困難である。ざらに、鉛フタロシアニン！！Ｊ
５ａがメモリ機能を発揮する領域の下地は下部金属電極
４ａであるので、均一な鉛フタロシアニンの結晶を成長
させることが困難である。ざらにまた、フタロシアニン
類は大気中のガスを吸看しやすく、半導体としての特性
が不安定になるという問題がある。 そこで、本発明の目的は、有機半導体デバイスにおける
有機メモリ層のスイッチ特性を向上させることである。 ［問題点を解決するための手段ｊ 本発明による有し１半導体デバイスは、グラファイトま
たはアルカリハライドの！１結晶のサブストレート・上
に成長させられたフタロシアニン類の結晶からなる配線
層を罰え、この配ｆｉ；Ａ層はイオンビームによって形
成されたマイクロ配線を含み、そのデバイスはさらに、
配’ａｍ上に形成された鉛フタロシアニン、ｍフタロシ
アニン、またはホウ素フタロシアニンの結晶からなるメ
モリ層と、そのメモリ層上に形成された金驕マイク１コ
配線を（Ｑえている。 ［作用］ 本発明による′Ｆｉｎ半導体デバイスにおいては、フタ
ロシアニン類のサブストレートとしてグラフフィトまた
はアルカリハライドの弔結晶を用いろので、非常に欠陥
が少なくかつ分子のパイルがサブストレートに対して垂
直に立った結晶を成長させろことができる。したがって
、フタロシアニン膜のオンオフ動作がｒｆ４瞭かつ確実
になされ旧ることとなる。 〔発明の実ｉ例〕 第１図は本発明の一実施例
る有機半導体デバイスに関するものである。 ［従来の技術〕 第３Ａ図と第３８図は金属フタロシアニンのスイッチン
グ作用またはメモリ作用を説明する図であり、西独特許
第１４２．６２９号に開示されている。これらの図は鉛
フタロシアニン分子のパイル（積重なり）を示す断面図
である。鉛フタロシアニンの分子１の中央には鉛原子２
が位置している。 第３Ａ図において、各フタロシアニンの分子は鉛の位置
が整列してパイルしており、凸分子の向きも一致してい
る。この状態において、フタロシアニンのパイルはその
鉛原子の方向において良好な導電性を有し、メモリのオ
ン状態に相当する。 一方、第３Ｂ図に示された鉛フタロシアニンのパイルに
おいては、一部において分子の向きが異なっている。こ
の状態において、鉛フタロシアニンのパイルは不良導通
状態にあって、メモリのオフ状態に相当する。このよう
なオン状態とオフ状態は、成る温度以上で鉛フタロシア
ニン膜に加える電界によって変えることができる。 第４図はこのような原理を応用した有機半導体メモリの
１選位を示しており、ｏｈｙｓ、 ５ｔａ（ｓｏｌ。 ＜ａ ） ８６ （１９８４） ｏρ、７３５−７４７
に述べられている。図のように、シリコンまたはガラス
のサブストレート３ａ上に、下部金属電極４ａ。 鉛フタロシアニン蒸着！１５ａ 、および上部金属電極
６ａ ７１ｉ次形成されている。下部Ｒ極４ａと上部電
極６ａに挾まれた鉛フタロシアニン層の部分が第３Ａ図
の状態にあればオン状態であり、第３Ｂ図の状態にあれ
ばオフ状態となっている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 第４図に示されたデバイスにおいては、サブストレート
３ａがシリコンまたはガラスであるので、鉛フタロシア
ニンの結晶を成長させる下地としての運台性に欠けてい
る。したがって、鉛フタロシアニンの分子のパイルをサ
ブストレート３ａに対して第３Ａ図のように垂直に立て
ることが困難である。ざらに、鉛フタロシアニン！！Ｊ
５ａがメモリ機能を発揮する領域の下地は下部金属電極
４ａであるので、均一な鉛フタロシアニンの結晶を成長
させることが困難である。ざらにまた、フタロシアニン
類は大気中のガスを吸看しやすく、半導体としての特性
が不安定になるという問題がある。 そこで、本発明の目的は、有機半導体デバイスにおける
有機メモリ層のスイッチ特性を向上させることである。 ［問題点を解決するための手段ｊ 本発明による有し１半導体デバイスは、グラファイトま
たはアルカリハライドの！１結晶のサブストレート・上
に成長させられたフタロシアニン類の結晶からなる配線
層を罰え、この配ｆｉ；Ａ層はイオンビームによって形
成されたマイクロ配線を含み、そのデバイスはさらに、
配’ａｍ上に形成された鉛フタロシアニン、ｍフタロシ
アニン、またはホウ素フタロシアニンの結晶からなるメ
モリ層と、そのメモリ層上に形成された金驕マイク１コ
配線を（Ｑえている。 ［作用］ 本発明による′Ｆｉｎ半導体デバイスにおいては、フタ
ロシアニン類のサブストレートとしてグラフフィトまた
はアルカリハライドの弔結晶を用いろので、非常に欠陥
が少なくかつ分子のパイルがサブストレートに対して垂
直に立った結晶を成長させろことができる。したがって
、フタロシアニン膜のオンオフ動作がｒｆ４瞭かつ確実
になされ旧ることとなる。 〔発明の実ｉ例〕 第１図は本発明の一実施例
【二よる有１半導体デバイス
を概略的に示す斜視図であり、第２図は第１図のデバイ
スを各層に分解した２１視図である。 この実施例においては、サブス［・レート３ｂ上にたと
えばニッケルフタロシアニンのようなフタロシアニン類
の蒸Ｗ膜からなる配線ａ７が形成されている。このサブ
ストレート３ｂには、たとえばＫＣｌｌ−、ＫＢｒ、お
よびＮａＣ１のようなアルカリハライドの単結晶または
グラファイトの単結晶が用いられる。これらの単結晶の
高度にクリーンな結晶面がフタロシアニン類の非常に欠
陥の少ない結晶の成長を可能にする。配線層７には、下
部電極４ｂがイオンビームによるイオン打込によって形
成されている。この打込まれるイオンは、）タロシアニ
ン類に対してアクセプタとなるイオンであり、たとえば
水Ｍ、ＷＩ層、ネＡン、アルゴン等のイオンを用いるこ
とができる。配論層７上には鉛フタロシアニン、錫フタ
ロシアニン、またはホウ素フタロシアニンの蒸着膜かう
なるメモリ層５ｂが形成されている。メモリ１ｌｓｂ上
には上部金属ｌ！橋６ｂが形成され、Ｒ後に酸素などの
ガスを通さない有Ｌ】物の保護ＰＡ９が下部電極６ｂお
よびメモリＭ５ＦＪ ＠７！１って形成されている。こ
のガス不透膜としてポリスチレンの蒸着膜を用いること
ができるが、他にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
バラキシレン、２量体のポリパラキシリレン等も用いる
ことができる。 以上のように構成されている本実施例の有機半導体デバ
イスのメモリ動作を以下に説明する。 メモリの書込動作において、マトリックス状の上下電１
１４ｂ、６ｂのうち特定の下部電極４ｂと上部ｌ［橿６
ｂに成る値以上の書込電圧を印加し、それらの特定の上
下電極に挾まれたメモリ１ｌｓｂ上の領域８内の分子の
パイルの状態を第３Ａ図に示された状態とする。このよ
うにして、メモリとしてオン状態にある低抵抗の領１ｉ
！８を形成することができ、メモリの書込を行なうこと
がでさる。 メモリの続出動作において、特定の下部眉橿４ｂと上部
１慟６１）の間に成る値以下の読出電圧を加えてその′
、Ｉｔ流層を跣めば、対応する特定のメモリ位置がオン
状態かオフ状態であるかがわかる。 ｒ、月明の効果］ 以上のように、本発明の有機半導体デバイスによれば、
アルカリハライドまたはグラフ７イトの単結晶の高度に
クリーンな結晶面をサブストレートとして用いているの
で、フタロシアニン類の非常に欠陥の少ない結晶成長を
可能とし、その上に形成されるメモリ層中の分子のパイ
ルをサブストレートに対して垂直に立てることができる
。したがって、これらのパイルを挾む上下の１（Ｉによ
って、そのパイルの明瞭で確実なオンオフｖＪ乍を可能
にする。 さらに、本発明のデバイスを有機物のガス不透膜で保護
した場合には、デバイスの安定動作と長寿命化を可能に
する。
を概略的に示す斜視図であり、第２図は第１図のデバイ
スを各層に分解した２１視図である。 この実施例においては、サブス［・レート３ｂ上にたと
えばニッケルフタロシアニンのようなフタロシアニン類
の蒸Ｗ膜からなる配線ａ７が形成されている。このサブ
ストレート３ｂには、たとえばＫＣｌｌ−、ＫＢｒ、お
よびＮａＣ１のようなアルカリハライドの単結晶または
グラファイトの単結晶が用いられる。これらの単結晶の
高度にクリーンな結晶面がフタロシアニン類の非常に欠
陥の少ない結晶の成長を可能にする。配線層７には、下
部電極４ｂがイオンビームによるイオン打込によって形
成されている。この打込まれるイオンは、）タロシアニ
ン類に対してアクセプタとなるイオンであり、たとえば
水Ｍ、ＷＩ層、ネＡン、アルゴン等のイオンを用いるこ
とができる。配論層７上には鉛フタロシアニン、錫フタ
ロシアニン、またはホウ素フタロシアニンの蒸着膜かう
なるメモリ層５ｂが形成されている。メモリ１ｌｓｂ上
には上部金属ｌ！橋６ｂが形成され、Ｒ後に酸素などの
ガスを通さない有Ｌ】物の保護ＰＡ９が下部電極６ｂお
よびメモリＭ５ＦＪ ＠７！１って形成されている。こ
のガス不透膜としてポリスチレンの蒸着膜を用いること
ができるが、他にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
バラキシレン、２量体のポリパラキシリレン等も用いる
ことができる。 以上のように構成されている本実施例の有機半導体デバ
イスのメモリ動作を以下に説明する。 メモリの書込動作において、マトリックス状の上下電１
１４ｂ、６ｂのうち特定の下部電極４ｂと上部ｌ［橿６
ｂに成る値以上の書込電圧を印加し、それらの特定の上
下電極に挾まれたメモリ１ｌｓｂ上の領域８内の分子の
パイルの状態を第３Ａ図に示された状態とする。このよ
うにして、メモリとしてオン状態にある低抵抗の領１ｉ
！８を形成することができ、メモリの書込を行なうこと
がでさる。 メモリの続出動作において、特定の下部眉橿４ｂと上部
１慟６１）の間に成る値以下の読出電圧を加えてその′
、Ｉｔ流層を跣めば、対応する特定のメモリ位置がオン
状態かオフ状態であるかがわかる。 ｒ、月明の効果］ 以上のように、本発明の有機半導体デバイスによれば、
アルカリハライドまたはグラフ７イトの単結晶の高度に
クリーンな結晶面をサブストレートとして用いているの
で、フタロシアニン類の非常に欠陥の少ない結晶成長を
可能とし、その上に形成されるメモリ層中の分子のパイ
ルをサブストレートに対して垂直に立てることができる
。したがって、これらのパイルを挾む上下の１（Ｉによ
って、そのパイルの明瞭で確実なオンオフｖＪ乍を可能
にする。 さらに、本発明のデバイスを有機物のガス不透膜で保護
した場合には、デバイスの安定動作と長寿命化を可能に
する。
第１図は本発明の一実施例による有機半導体デバイスを
概略的に示ず斜視図である。 第２図は第１図の有機半導体デバイスの各層を分解した
斜視図である。 第３Ａ図と第３８図は金属フタロシアニンの分子のパイ
ルの状態を示す新面図である。 第４図は鉛フタロシアニンを用いた従来の有機半導体デ
バイスを示す斜視図である。 図において、３１はアルカリハライドまたはグラフｊフ
ィトの単結晶からなるサブストレート、７はフタロシア
ニン類からなる配Ｐ２層、４ｉはイオン打込によって形
成された下部？［，５１）は銘フタロシアニン、錫フタ
ロシアニン、またはホウ素フタロシアニンからなるメモ
リ層、８はメモリ領域、６１）は上部ｆＬ属電極 そし
て９は有■保浸猥を示す。
概略的に示ず斜視図である。 第２図は第１図の有機半導体デバイスの各層を分解した
斜視図である。 第３Ａ図と第３８図は金属フタロシアニンの分子のパイ
ルの状態を示す新面図である。 第４図は鉛フタロシアニンを用いた従来の有機半導体デ
バイスを示す斜視図である。 図において、３１はアルカリハライドまたはグラフｊフ
ィトの単結晶からなるサブストレート、７はフタロシア
ニン類からなる配Ｐ２層、４ｉはイオン打込によって形
成された下部？［，５１）は銘フタロシアニン、錫フタ
ロシアニン、またはホウ素フタロシアニンからなるメモ
リ層、８はメモリ領域、６１）は上部ｆＬ属電極 そし
て９は有■保浸猥を示す。
Claims (5)
- （１）有機半導体デバイスであつて、前記デバイスは、 グラファイトまたはアルカリハライドの単結晶のサブス
トレートと、 前記サブストレート上に成長させられたフタロシアニン
類の結晶からなる配線層とを備え、前記配線層はイオン
打込によって形成されたマイクロ配線を含み、 前記デバイスはさらに、 前記配線層上に成長させられた鉛フタロシアニン、錫フ
タロシアニン、またはホウ素フタロシアニンの結晶から
なるメモリ層と、 前記メモリ層上に形成された金属マイクロ配線とを備え
たことを特徴とする有機半導体デバイス。 - （２）前記アルカリハライドはＫＣｌ、ＫＢｒ、または
ＮａＣｌであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の有機半導体デバイス。 - （３）前記イオンは少なくとも水素、酸素、ネオン、ま
たはアルゴンのイオンを含むことを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項に記載の有機半導体デバイス
。 - （４）前記メモリ層と金属配線は有機物からなるガス不
透膜で覆われていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかの項に記載された有機半導
体デバイス。 - （５）前記ガス不透膜はポリスチレン、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリパラキシレン、または２量体のポ
リパラキシリレンの膜であることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の有機半導体デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156511A JPS6310570A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 有機半導体デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61156511A JPS6310570A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 有機半導体デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310570A true JPS6310570A (ja) | 1988-01-18 |
Family
ID=15629369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61156511A Pending JPS6310570A (ja) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | 有機半導体デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6310570A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294569A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 配向性鉛フタロシアニン薄膜の製法 |
| JPH03137894A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-12 | Matsushita Giken Kk | スイッチング・メモリ複合機能素子アレイ |
| JP2003068984A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-03-07 | Sharp Corp | 電気的にプログラム可能な抵抗特性を有するクロスポイントメモリ |
| JP2010263229A (ja) * | 2004-09-09 | 2010-11-18 | Hokkaido Univ | 磁気記録装置 |
-
1986
- 1986-07-01 JP JP61156511A patent/JPS6310570A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0294569A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 配向性鉛フタロシアニン薄膜の製法 |
| JPH03137894A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-12 | Matsushita Giken Kk | スイッチング・メモリ複合機能素子アレイ |
| JP2003068984A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-03-07 | Sharp Corp | 電気的にプログラム可能な抵抗特性を有するクロスポイントメモリ |
| JP2010263229A (ja) * | 2004-09-09 | 2010-11-18 | Hokkaido Univ | 磁気記録装置 |
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