JP3015221B2 - 有機薄膜の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機薄膜の製造方法
に関するものであり、さらに詳しくは本発明は、適用で
きる材料が多く、製膜効率に優れ、有機分子の配向性や
膜厚等の精密な制御性に優れた有機薄膜の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化時代を担う新機能素子を得る
ためには、有機材料特有の光・電子機能を利用した機能
性有機薄膜を作製し、これを用いる方法が有望である。
このような機能性有機薄膜の作製においては、その機能
を最大限に発揮させるために有機分子の配向性や膜厚等
を精密に制御することが必要である。従来の有機薄膜を
作製する方法としては大きく分けて「湿式法」と「乾式
法」がある。

【０００３】湿式法の中で塗布法、ディッピング法、ス
ピンコート法、吹き付け法等は簡便であるため工業的に
も広く用いられてきた。しかし、これらの方法は有機分
子の配向性や膜厚等の精密な制御が困難であるため、機
能性有機薄膜を作製するためには適していない。湿式法
の一種であるラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ法）
は有機分子の配向性や膜厚等の精密な制御に優れた薄膜
作製法であるため、機能性有機薄膜の研究に用いられて
いる。しかし両親媒性物質を用いる必要があり、薄膜作
製に時間がかかって製膜効率が劣る点が大きな問題であ
る。

【０００４】乾式法としてはプラズマやレーザー光など
のエネルギー線を用いて気体状態の原料に化学反応を行
わせる化学気相堆積法（ＣＶＤ法）がある。この方法で
は気相中でエネルギー線によって反応を速やかに生じさ
せるために薄膜の堆積速度が早く、製膜効率が優れてい
る。しかし、ＣＶＤ法は有機薄膜内の分子の配向状態の
制御性が劣る点が問題である。もう一つの乾式法として
真空蒸着法（一般にＰＶＤ法あるいはＭＢＥ法と略称す
る。以後、本明細書ではＰＶＤ法と略称する）がある。
ＰＶＤ法の製膜効率はＣＶＤ法ほど高くはないが、ＬＢ
法よりも優れている。しかし、ＰＶＤ法による有機分子
の配向性や膜厚等の制御性はある程度あるものの、配向
性を精密に制御できる段階には至っていない。また、Ｐ
ＶＤ法に適用できる有機化合物には制限があり、抵抗加
熱法による加熱時に熱分解や熱重合などの化学反応を起
こす材料の場合には、目的とする薄膜が得られにくい。
また、材料が熱分解しなくても、その蒸気圧が高すぎる
と真空中で基板上に有機化合物が堆積しにくくなる。従
って一般に分子量が中程度の材料が適用しやすく、高分
子量のポリマー材料や一般に蒸気圧が高い低分子量のモ
ノマー材料は適用できないという問題があった。

【０００５】最近、上記のＰＶＤ法の一種として、活性
基を有する有機化合物を用いてこれを蒸発させることに
より、基板上で隣接した分子間で反応を起こさせて結合
させ、有機薄膜を堆積させる方法が開発されている（特
開平１−１８０５３１号公報、以後、先行例と略称す
る）。この先行例の方法によると、異なる種類のモノマ
ー材料を基板上に逐次堆積させて配向性の蒸着膜を作製
できる。すなわち低分子量のモノマー材料から高分子量
のポリマー材料を得ることができ、ポリマーからなる機
能性有機薄膜の作製法として用いることができる。しか
し先行例において適用できる材料は、加熱時に熱分解や
熱重合などの化学反応を起こすものに限られており、Ｐ
ＶＤ法の問題が未だに解決されていない。また、先行例
では有機分子を基板上で隣接させて反応を行わせるた
め、まず基板上で活性基同士が隣接しなければならず、
甚だ反応効率が劣り、製膜効率が悪くなるという問題が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製膜（反
応）効率が悪く、通常の材料では熱分解や熱重合によっ
て蒸発させることができないという先行例の問題点を解
決し、さらに基板上に堆積した薄膜の分子配向等の精密
な制御性を大幅に改善するためになされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は先行例と同様の
有機薄膜の製造方法において、堆積させる有機化合物と
基板との間に強い相互作用が働くようにすることによ
り、先行例の問題点を解決するに至った。

【０００８】すなわち、本発明の第１は、低圧下で第１
の有機化合物を蒸発させ、基板上に該第１の有機化合物
を堆積させる有機薄膜の製造方法において、前記基板と
して金属を表面に有する基板を用い、前記有機化合物と
して、前記基板との間に配位結合を形成する有機化合物
を用いることを特徴とする、有機薄膜の製造方法を提供
するものである（以下、この方法を第１の有機薄膜作製
法と記載する）。

【０００９】また、本発明の第２は、低圧下で蒸発させ
た第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反応
させ、該気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させる有機薄膜の製造方法にお
いて、前記基板として金属を表面に有する基板を用い、
前記第３の有機化合物が前記基板との間に配位結合を形
成することを特徴とする有機薄膜の製造方法を提供する
ものである（以下、この方法を第２の有機薄膜作製法と
記載する）。

【００１０】また、本発明の第３は、低圧下で蒸発させ
た第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反応
させ、該気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させる有機薄膜の製造方法にお
いて、前記基板として反応性の高い第４の有機化合物を
表面に有する基板を用い、前記第３の有機化合物が前記
基板と共有結合を形成することを特徴とする有機薄膜の
製造方法を提供するものである（以下、この方法を第３
の有機薄膜作製法と記載する）。

【００１１】また、本発明の第４は、低圧下で蒸発させ
た第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反応
させ、該気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させる有機薄膜の製造方法にお
いて、前記基板としてアクセプタまたはドナー性の第４
の有機化合物を表面に有する基板を用い、前記第３の有
機化合物が前記基板と水素結合を形成することを特徴と
する有機薄膜の製造方法を提供するものである（以下、
この方法を第４の有機薄膜作製法と記載する）。

【００１２】さらに、本発明の第５は、請求項２に記載
の有機薄膜の製造方法において、低圧下で蒸発させた第
１の有機化合物と第２の有機化合物の混合蒸気にエネル
ギー線を照射して気相で反応を生じせ、前記気相反応に
よって生成した第３の有機化合物が基板と配位結合を形
成することを特徴とする有機薄膜の製造方法を提供する
ものである（以下、この方法を第５の有機薄膜作製法と
記載する）。

【００１３】また、本発明の第６は、請求項３に記載の
有機薄膜の製造方法において、低圧下で蒸発させた第１
の有機化合物と第２の有機化合物の混合蒸気にエネルギ
ー線を照射して気相で反応を生じさせ、前記気相反応に
よって生成した第３の有機化合物が基板と共有結合を形
成することを特徴とする有機薄膜の製造方法を提供する
ものである（以下、この方法を第６の有機薄膜作製法と
記載する）。

【００１４】また、本発明の第７は、低圧下で蒸発させ
た第１の有機化合物と第２の有機化合物の混合蒸気にエ
ネルギー線を照射して気相で反応を生じさせ、前記気相
反応によって生成した第３の有機化合物を薄膜として基
板上に堆積させる有機薄膜の製造方法において、前記基
板としてアクセプタまたはドナー性の第４の有機化合物
を表面に有する基板を用い、前記第１４の有機化合物が
前記基板と電荷移動錯体を形成することを特徴とする有
機薄膜の製造方法を提供するものである（以下、この方
法を第７の有機薄膜作製法と記載する）。

【００１５】

【作用】本発明による有機薄膜の製造方法においては、
好ましくは基板上に堆積させる有機化合物が基板と少な
くとも配位結合、共有結合、電荷移動錯体、水素結合の
内一種以上形成するようにすることにより、最初の有機
分子層の基板上での堆積を容易にし、かつ分子配向制御
の観点から最も重要である基板上第１層目の分子の配向
制御性を向上させた。このため、蒸気圧の大きな材料で
も再蒸発することなく基板上に配向して堆積しやすくな
り、かつ適用できる材料が多くなった。

【００１６】本発明の第１の有機薄膜作製法では、低圧
下で第１の有機化合物を蒸発させ、基板上に該第１の有
機化合物を堆積させる有機薄膜の製造方法において、前
記基板として金属を表面に有する基板を用い、前記第１
の有機化合物として、前記基板との間に配位結合を形成
させるようにした。これにより基板上第１層目の分子層
の基板上での堆積を容易にし、かつ分子の配向制御性を
向上させた。その結果、精密な制御を必要とする機能性
有機薄膜の分子配向性を向上させ、多くの材料が適用で
きるようにした。

【００１７】本発明の第２の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物と
を気相で反応させ、該気相反応によって生成した第３の
有機化合物を薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の
有機化合物が前記基板と配位結合を形成させるようにし
た。これにより基板上第１層目の分子層の基板上での堆
積を容易にし、かつ分子の配向制御性が向上した。さら
に、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反
応させることによって分子量を増加させ、堆積しやすく
した第３の有機化合物を基板上に堆積させたため、原料
として高い蒸気圧の有機化合物を用いることができ、適
用できる材料が多くなった。また、基板上ではなく、有
機分子の自由度が高い気相中で反応を行わせるため、第
３の有機化合物が速やかに形成され、製膜（反応）効率
が向上した。

【００１８】本発明の第３の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物と
を気相で反応させ、該気相反応によって生成した第３の
有機化合物を薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の
有機化合物が前記基板と共有結合を形成させるようにし
た。これにより基板上第１層目の分子層の基板上での堆
積を容易にし、かつ分子の配向制御性が向上した。さら
に、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反
応させることによって分子量を増加させ、堆積しやすく
した第３の有機化合物を基板上に堆積させたため、原料
として高い蒸気圧の有機化合物を用いることができ、適
用できる材料が多くなった。また、基板上ではなく、有
機分子の自由度が高い気相中で反応を行わせるため、第
３の有機化合物が速やかに形成され、製膜（反応）効率
が向上した。

【００１９】本発明の第４の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物と
を気相で反応させ、該気相反応によって生成した第３の
有機化合物を薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の
有機化合物が前記基板と水素結合を形成させるようにし
た。これにより基板上第１層目の分子層の基板上での堆
積を容易にし、かつ分子の配向制御性が向上した。さら
に、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反
応させることによって分子量を増加させ、堆積しやすく
した第３の有機化合物を基板上に堆積させたため、原料
として高い蒸気圧の有機化合物を用いることができ、適
用できる材料が多くなった。また、基板上ではなく、有
機分子の自由度が高い気相中で反応を行わせるため、第
３の有機化合物が速やかに形成され、製膜（反応）効率
が向上した。

【００２０】本発明の第５の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物の
混合蒸気にエネルギー線を照射して気相で反応を生じさ
せ、前記気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の有機化合物が
前記基板と配位結合を形成させるようにした。これによ
り基板上第１層目の分子層の基板上での堆積を容易に
し、かつ分子の配向制御性が向上した。さらに、第１の
有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反応させるこ
とによって分子量を増加させ、堆積しやすくした第３の
有機化合物を基板上に堆積させたため、原料として高い
蒸気圧の有機化合物を用いることができ、適用できる材
料が多くなった。また、基板上ではなく、有機分子の自
由度が高い気相中で反応を行わせるため、第３の有機化
合物が速やかに形成され、製膜（反応）効率が向上し
た。

【００２１】本発明の第６の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物の
混合蒸気にエネルギー線を照射して気相で反応を生じさ
せ、前記気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の有機化合物が
前記基板と共有結合を形成させるようにした。これによ
り基板上第１層目の分子層の基板上での堆積を容易に
し、かつ分子の配向制御性が向上した。さらに、第１の
有機化合物と第２の有機化合物の反応が単なる気相中で
は起こりにくい場合でもエネルギー線を照射することに
よって反応を効率よく行わせることができ、第３の有機
化合物が速やかに形成され、製膜（反応）効率が向上し
た。また、同時に適用できる材料が多くなった。

【００２２】本発明の第７の有機薄膜作製法では、低圧
下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機化合物の
混合蒸気にエネルギー線を照射して気相で反応を生じさ
せ、前記気相反応によって生成した第３の有機化合物を
薄膜として基板上に堆積させ、前記第３の有機化合物が
前記基板と電荷移動錯体を形成させるようにした。これ
により基板上第１層目の分子層の基板上での堆積を容易
にし、かつ分子の配向制御性が向上した。さらに、第１
の有機化合物と第２の有機化合物とを気相で反応させる
ことによって分子量を増加させ、堆積しやすくした第３
の有機化合物を基板上に堆積させたため、原料として高
い蒸気圧の有機化合物を用いることができ、適用できる
材料が多くなった。さらに、第１の有機化合物と第２の
有機化合物の反応が単なる気相中では起こりにくい場合
でもエネルギー線を照射することによって反応を効率よ
く行わせることができ、第３の有機化合物が速やかに形
成され、製膜（反応）効率が向上した。また、同時に適
用できる材料が多くなった。

【００２３】すなわち、本発明の有機薄膜作製法によっ
て、使用可能な材料が大幅に広がり、製膜（反応）効率
が向上し、有機分子の配向性や膜厚等の精密制御に優れ
た有機薄膜作製法が提供される。

【００２４】

【実施例】本発明に用いられる材料について説明する。
本発明の第１の有機薄膜作製法における第１の有機化合
物および第２ないし第７の有機薄膜作製法における第３
の有機化合物は、いずれも少なくとも１個以上の活性基
を有していること以外、特に制限はない。また、第１の
有機薄膜作製法における第１の有機化合物と第２および
５の有機薄膜作製法における第３の有機化合物は基板と
配位結合を、第３および６の有機薄膜作製法における第
３の有機化合物は基板と共有結合を、第４の有機薄膜作
製法における第３の有機化合物は基板と水素結合を、第
７の有機薄膜作製法における第３の有機化合物は基板と
電荷移動錯体をそれぞれ行う有機化合物であることが望
ましい。

【００２５】例えば、第１の有機薄膜作製法において、
第１の有機化合物に基板と配位結合を形成させる場合に
は、用いる活性基としてはアミノ基（−ＮＨ₂）、一置
換アミノ基（−ＮＨＲ）、二置換アミノ基（−ＮＲ
₁Ｒ₂）、チオール基（−ＳＨ）、およびカルボニル基
（−ＣＯ−）等である。これらの活性基は、金、銀、
銅、ニッケル等の金属基板との間に配位結合を形成させ
ることができる。また、第２および第５の有機薄膜作製
法において、第３の有機化合物に基板と配位結合を形成
させる場合には、用いる活性基としてはアミノ基（−Ｎ
Ｈ₂）、一置換アミノ基（−ＮＨＲ）、二置換アミノ基
（−ＮＲ₁Ｒ₂）、チオール基（−ＳＨ）、およびカルボ
ニル基（−ＣＯ−）等である。これらの活性基は、金、
銀、銅、ニッケル等の金属基板との間に配位結合を形成
させることができる。

【００２６】次に第２ないし第７の有機薄膜作製法にお
いて、低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有
機化合物とを気相で反応させ、その反応生成物を基板上
に堆積させる場合、第１の有機化合物と第２の有機化合
物の活性基としては、化学的に活性で両者の活性基同士
が容易に反応して結合するならばいずれの活性基でも用
いることができる。具体的には水酸基（−ＯＨ）、アミ
ノ基（−ＮＨ₂）、一置換アミノ基（−ＮＨＲ）、二置
換アミノ基（−ＮＲ₁Ｒ₂）、カルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）、酸塩化物基
（−ＣＯＣｌ、−ＳＯ₂Ｃｌ）、イソシアネート基（−
ＮＣＯ）、チオール基（−ＳＨ）、エチニル基（−Ｃ≡
ＣＨ）、一置換エチニル基（−Ｃ≡ＣＲ）、ビニル基
（−ＣＨ＝ＣＨ₂）、一置換ビニル基（−ＣＲ＝ＣＨ₂、
−ＣＨ＝ＣＨＲ）、二置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＨ
Ｒ₂、−ＣＨ＝ＣＲ₁Ｒ₂）、三置換ビニル基（−ＣＲ₁＝
ＣＲ₂Ｒ₃）などが挙げられるが、これらに限定されるわ
けではなく、もちろんこれらを組み合わせて用いること
もできる。より具体的には第１の有機化合物が有する活
性基が水酸基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ₂）、一置
換アミノ基（−ＮＨＲ）、カルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）である場合に対しては酸塩化物基（−ＣＯＣｌ、−
ＳＯ₂Ｃｌ）、イソシアネート基（−ＮＣＯ）等が第２
の有機化合物の活性基として用いられる。逆に第１の有
機化合物の有する活性基が酸塩化物基（−ＣＯＣｌ、−
ＳＯ₂Ｃｌ）、イソシアネート基（−ＮＣＯ）であれば
第２の有機化合物の活性基としては水酸基（−ＯＨ）、
アミノ基（−ＮＨ₂）、一置換アミノ基（−ＮＨＲ）、
カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）等が用いられる。第１の
有機化合物が有する基がチオール基（−ＳＨ）または酸
無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）である場合は、第２の
有機化合物の活性基としてエチニル基（−Ｃ≡ＣＨ）、
一置換エチニル基（−Ｃ≡ＣＲ）、ビニル基（−ＣＨ＝
ＣＨ₂）、一置換ビニル基（−ＣＲ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝Ｃ
ＨＲ）、二置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＨＲ₂、−ＣＨ＝
ＣＲ₁Ｒ₂）、三置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＲ₂Ｒ₃）等
の不飽和結合を含む活性基等が用いられる。逆に第１の
有機化合物の活性基がエチニル基（−Ｃ≡ＣＨ）、一置
換エチニル基（−Ｃ≡ＣＲ）、ビニル基（−ＣＨ＝ＣＨ
₂）、一置換ビニル基（−ＣＲ＝ＣＨ₂、−ＣＨ＝ＣＨ
Ｒ）、二置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＨＲ₂、−ＣＨ＝Ｃ
Ｒ₁Ｒ₂）、三置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＲ₂Ｒ₃）等の
不飽和結合を含む活性基であれば、第２の有機化合物の
活性基としてチオール基（−ＳＨ）、酸無水物基（−Ｃ
Ｏ−Ｏ−ＣＯ−）等が用いられる。上記の第１の有機化
合物と第２の有機化合物の組み合わせの例を有機化合物
名を挙げてさらに具体的に説明する。第１の有機化合物
に２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオールや２，４−
ヘキサジイン−１，６−ジアミン等のジアセチレン化合
物を用いる場合に対しては、第２の有機化合物にｐ−ト
ルエン酸クロリド、ｐ−トルエンスルホン酸クロリド、
およびｐ−トルエンイソシアネート等の一置換ベンゼン
の酸塩化物、スルホン酸クロリド、イソシアネートを用
いることが組み合わせとして挙げられる。この他、第２
の有機化合物としてナフタリンやアントラセン等の多環
芳香族の酸塩化物、スルホン酸クロリド、イソシアネー
トを組み合わせることもできる。また第１の有機化合物
が１，４−ベンゼンジチオールや４，４’−ビフェニル
ジチオール、９，１０−アントラセンジチオール等の芳
香族のジチオール誘導体である場合に対し、第２の有機
化合物として１，４−ジエチニルベンゼンや４，４’−
ジエチニルビフェニル、９，１０−ジエチニルアントラ
セン等の芳香族のジエチニル誘導体等を組み合わせるこ
とが可能である。もちろん第１の有機化合物と第２の有
機化合物を逆の組み合わせにしても問題はない。

【００２７】さらに、第２または第５の有機薄膜作製法
において、第１の有機化合物と第２の有機化合物の活性
基としては、上記気相反応によって生成する第３の有機
化合物が基板と配位結合を形成する活性基を有するよう
になる活性基が用いられる。すなわち、第１の有機薄膜
作製法で用いる活性基のうち、気相反応後も残存する、
あるいは気相反応によって生成するような活性基が適宜
選択され、第１の有機化合物と第２の有機化合物に用い
ることができる。

【００２８】さらに、第３または第６の有機薄膜作製法
において、第１の有機化合物と第２の有機化合物の活性
基としては、上記気相反応によって生成する第３の有機
化合物が基板と共有結合を形成する活性基を有するよう
になる活性基が用いられる。すなわち、第３の有機化合
物に基板と共有結合を形成させる活性基のうち、気相反
応後も残存する、あるいは気相反応によって生成するよ
うな活性基が適宜選択され、第１の有機化合物と第２の
有機化合物に用いることができる。ここで、第３の有機
化合物に基板と共有結合を形成させる活性基としては、
酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）、酸塩化物基（−Ｃ
ＯＣｌ、−ＳＯ₂Ｃｌ）、イソシアネート基（−ＮＣ
Ｏ）、チオール基（−ＳＨ）、エチニル基（−Ｃ≡Ｃ
Ｈ）、一置換エチニル基（−Ｃ≡ＣＲ）、ビニル基（−
ＣＨ＝ＣＨ₂）、一置換ビニル基（−ＣＲ＝ＣＨ₂、−Ｃ
Ｈ＝ＣＨＲ）、二置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＨＲ₂、−
ＣＨ＝ＣＲ₁Ｒ₂）、三置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＲ₂Ｒ
₃）等である。これらの活性基は、反応性の高い有機化
合物からなる基板との間に付加反応や縮合反応等によっ
て共有結合を形成させることができる。

【００２９】さらに、第４の有機薄膜作製法において、
第１の有機化合物と第２の有機化合物の活性基として
は、上記気相反応によって生成する第３の有機化合物が
基板と水素結合を形成する活性基を有するようになる活
性基が用いられる。すなわち、第３の有機化合物に基板
と水素結合を形成させる活性基のうち、気相反応後も残
存する、あるいは気相反応によって生成するような活性
基が適宜選択され、第１の有機化合物と第２の有機化合
物に用いることができる。ここで、第３の有機化合物に
基板と水素結合を形成させる活性基しては、水酸基（−
ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ₂）、カルボキシル基（−Ｃ
ＯＯＨ）等である。これらの活性基は、石英、ガラス、
酸化シリコンまたはドナー性有機化合物の基板との間に
水素結合を形成することができる。

【００３０】さらに、第７の有機薄膜作製法において、
第１の有機化合物と第２の有機化合物の活性基として
は、上記気相反応によって生成する第３の有機化合物が
基板と電荷移動錯体を形成する活性基を有するようにな
る活性基が用いられる。すなわち、第３の有機化合物に
基板と電荷移動錯体を形成させる活性基のうち、気相反
応後も残存する、あるいは気相反応によって生成するよ
うな活性基が適宜選択され、第１の有機化合物と第２の
有機化合物に用いることができる。ここで、第３の有機
化合物に基板と水素結合を形成させる活性基しては、チ
オール基（−ＳＨ）やエチニル基（−Ｃ≡ＣＨ）等であ
る。これらの活性基は、アクセプターまたはドナー性の
有機化合物基板との間で電荷移動錯体を形成させること
ができる。

【００３１】第５ないし第７の有機薄膜作製法におい
て、低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の有機
化合物の混合蒸気にエネルギー線を照射して反応を生じ
させ、該気相反応によって生成した第３の有機化合物の
薄膜を基板上に堆積させる場合には、活性基がエネルギ
ー線の照射によって化学反応を起こすことが望ましい。
例えばエチニル基やビニル基等の不飽和結合を有し、エ
ネルギー線によって付加反応や重合反応等の化学反応を
起こしやすい活性基や、チオール基、酸無水物基等のよ
うに紫外線などのエネルギー線によってラジカルを生じ
てラジカル付加等の化学反応を起こしやすい活性基が好
んで用いられる。

【００３２】また、上記の活性基を有する第１ないし第
３の有機化合物において、活性基以外の部分としては特
に制限はない。具体的には飽和脂肪族化合物、ジアセチ
レンのような不飽和結合を含む脂肪族化合物、ベンゼ
ン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テト
ラセン、ペリレン等の芳香族化合物とその誘導体、チオ
フェン、フラン、ピロール等のヘテロ芳香族化合物とそ
の誘導体等が挙げられる。

【００３３】次に本発明に用いる装置について説明す
る。本発明で用いる有機薄膜製造装置としては、第１の
有機化合物、または第１の有機化合物および第２の有機
化合物の蒸着が可能であればいずれの装置でも用いるこ
とができる。しかし、これらの有機化合物を容易に蒸発
させるため、１０分の１気圧以下に減圧できることが望
ましい。また少なくとも１つ以上の蒸発源またはガス導
入装置を有していることが望ましい。蒸発源としては特
に制限はないが、一般的にはタングステンやモリブデン
等の金属製のボートや抵抗加熱とルツボによる蒸発源、
金属、カーボンまたは石英製のクヌーセンセルが好んで
用いられる。ガス導入装置としては一般的にはノズル型
の導入口やラッパ型の導入口、複数の穴の開いたパイプ
による導入口が望ましい。その具体例を図１を参照して
説明する。

【００３４】有機薄膜製造装置１において、真空ポンプ
（図示しない）により真空とされた真空チャンバー２内
には基板６が取り付けられた基板ホルダ７が設けられて
いる。この基板ホルダ７は、ヒータおよび水、液体窒
素、液体ヘリウム等により冷却される冷却器により温度
制御可能とされていて、基板６を最適な温度に設定でき
るようになされている。真空チャンバー２内において、
基板ホルダ７に取り付けられた基板６に対面する位置に
３つのセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃが設けられている。
これら３つのセルの内、２つのセル３ａおよび３ｂ内に
は有機化合物３ａおよび３ｂが入れられ、また、残りの
セル１３ｃには真空チャンバー２の外部に設けられたガ
スボンベ等から気体が供給されるようにされている。そ
して、これら３つのセル１３ａ、１３ｂ、１３ｃの上方
には、それぞれシャッタ５が設けられていて、基板６に
到達する有機化合物の種類および量を制御するようにな
されている。また、真空チャンバー２の側部には、エネ
ルギー線源が設けられ、基板６上にエネルギー線を照射
するためのエネルギー線導入用窓９が設けられ、光学鏡
により任意の場所、とくに基板に向かってエネルギー線
が照射されるようになっている。また、１１は真空チャ
ンバー内の真空圧を測定するための真空計であり、１２
は、膜厚測定用水晶振動子である。

【００３５】さらに図１に示されているように、有機薄
膜装置には、第１の有機化合物と第２の有機化合物の混
合蒸気にエネルギー線を照射して反応を生じさせるため
の機構が装備されていることが望ましい。この時、照射
するエネルギー線としては可視光線、紫外線、真空紫外
線、Ｘ線、電子線、イオンビーム、プラズマ等が挙げら
れる。しかし、一般的には有機化合物の反応に適した紫
外線を用いることが望ましい。このエネルギー線源とし
てはエネルギー線に応じた装置を用いることができる
が、可視光線、紫外線の場合はＹＡＧレーザー、炭酸ガ
スレーザー、各種エキシマレーザー、銅蒸気レーザー等
のレーザー光源や高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キ
セノンランプ、水銀−キセノンランプを用いることが望
ましい。また真空紫外線、Ｘ線の場合はシンクロトロン
放射光（ＳＲ光）を光源として用いることが望ましい。

【００３６】本発明に用いる基板は、その材質またはそ
の表面の材質が、第１の有機薄膜作製法においては第１
の有機化合物と配位結合を、第２および第５の有機薄膜
作製法においては第３の有機化合物と配位結合を、第３
および第６の有機薄膜作製法においては第３の有機化合
物と共有結合を、第４の有機薄膜作製法においては第３
の有機化合物と水素結合を、第７の有機薄膜作製法にお
いては第３の有機化合物と電荷移動錯体を形成すること
が望ましい。具体的には、第１、第２および第５の有機
薄膜作製法において用いる基板の材質あるいは基板表面
の材質としては、グラファイト、金、銀、アルミニウ
ム、鉄、ニッケル、コバルト、銅、クロム、亜鉛、チタ
ン、錫、インジウム等の金属が用いられる。また、第３
および第６の有機薄膜作製法において用いる基板の材質
あるいは基板表面の材質としては、ジアセチレン結晶な
どの反応性の高い第４の有機化合物が用いられる。ここ
で第４の有機化合物としては、水酸基（−ＯＨ）、アミ
ノ基（−ＮＨ₂）、一置換アミノ基（−ＮＨＲ）、二置
換アミノ基（−ＮＲ₁Ｒ₂）、カルボキシル基（−ＣＯＯ
Ｈ）、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−ＣＯ−）、酸塩化物基
（−ＣＯＣｌ、−ＳＯ₂Ｃｌ）、イソシアネート基（−
ＮＣＯ）、チオール基（−ＳＨ）、エチニル基（−Ｃ≡
ＣＨ）、一置換エチニル基（−Ｃ≡ＣＲ）、ビニル基
（−ＣＨ＝ＣＨ₂）、一置換ビニル基（−ＣＲ＝ＣＨ₂、
−ＣＨ＝ＣＨＲ）、二置換ビニル基（−ＣＲ₁＝ＣＨ
Ｒ₂、−ＣＨ＝ＣＲ₁Ｒ₂）、三置換ビニル基（−ＣＲ₁＝
ＣＲ₂Ｒ₃）などの官能基を有する有機化合物が例に挙げ
られる。また、第４の有機薄膜作製法において用いる基
板の材質あるいは基板表面の材質としては、石英、ガラ
ス、シリコン、酸化シリコン、雲母、アルミナ、亜鉛酸
化物、チタン酸化物、錫酸化物、インジウム酸化物、イ
ンジウム−錫酸化物あるいはドナー性の第４の有機化合
物が用いられる。ここで第４の有機化合物としては、水
酸基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ₂）、一置換アミノ
基（−ＮＨＲ）、二置換アミノ基（−ＮＲ₁Ｒ₂）、カル
ボキシル基（−ＣＯＯＨ）、酸無水物基（−ＣＯ−Ｏ−
ＣＯ−）、酸塩化物基（−ＣＯＣｌ、−ＳＯ₂Ｃｌ）、
イソシアネート基（−ＮＣＯ）、チオール基（−Ｓ
Ｈ）、エチニル基（−Ｃ≡ＣＨ）、ビニル基（−ＣＨ＝
ＣＨ₂）などの水素結合を形成する官能基を有する有機
化合物が例に挙げられる。またシランカップリング剤な
どにより基板表面を化学的に修飾した基板を用いても良
い。また、第７の有機薄膜作製法において用いる基板あ
るいは基板の表面としては、ＴＴＦ結晶やＴＣＮＱ結晶
などのアクセプタまたはドナー性の第４の有機化合物が
用いられる。

【００３７】本発明による有機薄膜作製法では基板上に
堆積させる有機化合物が基板と少なくとも配位結合、共
有結合、電荷移動錯体、水素結合の内一種以上形成する
ようにする。あるいは低圧下で第１の有機化合物と第２
の有機化合物を蒸発させ、両者を気相で反応させて分子
量を増加させた有機化合物を生成するようにする。一般
に低分子量の有機化合物は蒸気圧が高く、高分子量の有
機化合物は蒸気圧が低いため、気相反応による反応生成
物は分子量が大きく、蒸気圧が低くなって基板上に堆積
しやすくなるため、その薄膜を効率よく作製することが
できる。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物の
混合蒸気にエネルギー線を照射して反応を生じさせる場
合もあり、この場合、第１の有機化合物と第２の有機化
合物の化学反応性が低くても両者を反応させることが可
能となる。すなわちエネルギー線の照射によって通常で
は起こらない反応を起こさせて新しい化合物を生成さ
せ、反応を効率よく起こさせて製膜効率を向上させるこ
とができる。第１の有機化合物と第２の有機化合物の反
応を起こさせる場所としては有機分子の自由度が高い
「気相」を用いる。気相としては蒸発源またはガス導入
口から基板に至るまでの場所であればいずれの場所でも
用いることができるが、一般的には基板に極めて近い気
相中で反応させることが望ましい。この場合、第１の有
機化合物と第２の有機化合物の分子が反応しやすいよう
に、蒸発源またはガス導入口から出た分子流が基板上で
よく混じり合うように設定する。このように分子の自由
度が高い状態で反応を起こさせるため、第１の有機化合
物と第２の有機化合物の活性基が相互作用して反応が起
こりやすくなり、製膜効率が向上すると考えられる。

【００３８】第１の有機化合物と第２の有機化合物の混
合蒸気にエネルギー線を照射する場合、このエネルギー
線の照射の仕方に特に制限はない。エネルギー線が光線
である場合、一般的には真空チャンバにエネルギー線を
導入するための窓を開けて光学系を用いて照射する。ま
たエネルギー線が電子線、イオン粒子線等の荷電粒子で
ある場合は真空チャンバ内にその発生源を置き、電場ま
たは磁場を用いて集束させて照射する。これらのエネル
ギー線を照射するタイミングやエネルギー線を連続にす
るかパルスにするかは反応に応じて選択される。また２
種類以上の異なるエネルギー線を組み合わせて用いても
良い。

【００３９】第１の有機化合物、または第１の有機化合
物と第２の有機化合物を蒸発させる方法としては特に制
限はない。例えばこれらの有機化合物が固体である場
合、図１に示すようにボート、ルツボやクヌーセンセル
等の蒸発源に有機化合物を入れ、これを加熱して蒸発さ
せる方法が一般的である。また、有機化合物を断熱膨張
させてクラスタ状にしたものをイオン化した後、電場で
加速して蒸発させることも可能である。また、これらの
有機化合物が液体である場合は窒素やアルゴン等のキャ
リヤガスを用いて気体状態に変え、ガス導入口から基板
に吹き付けることができる。またこれらの有機化合物が
常温で気体である場合はガス導入口を用いることができ
る。もちろんこれらの方法を組み合わせて用いることも
できる。以下、具体的な実施例で本発明を詳細に説明す
るが、勿論、本実施例によって本発明が制限されるもの
ではない。

【００４０】実施例１． 第１の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、基
板として金基板を用いた例をここに示す。真空チャンバ
内の真空度を９.５×１０^-8Torrまでロータリーポンプ
と拡散ポンプで減圧した後、ＢＰＤＴを加熱して蒸発さ
せ、その分子が基板に向かって飛ぶようにした。この結
果、真空チャンバ内の真空度は約２桁低下した。基板と
しては全面に金を１０００オングストロームの厚さで蒸
着したガラス基板（２０ｍｍ×４０ｍｍ）を用いた。ま
た、蒸着時の膜厚は水晶振動子式の膜厚計で測定した。
膜厚が９１２オングストロームになるまで蒸着した後、
約１時間放置した。その後、真空チャンバ内を窒素ガス
の導入によって大気圧に戻し、基板を取り出した。触針
式の膜厚計で基板上の薄膜を測定した結果、１２０５オ
ングストローム厚で、表面の凹凸が７５オングストロー
ム以下の薄膜が形成していることがわかった。また、有
機薄膜のＦＴ−ＩＲスペクトルとＸ線回折パターンの測
定から有機薄膜の分子配向性が優れており、分子が基板
上で積層していることがわかった。

【００４１】比較例１． 実施例１と同様に、真空チャンバ内の真空度を９.５×
１０^-8Torrまでロータリーポンプと拡散ポンプで減圧し
た後、４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を
加熱して蒸発させ、その分子が基板に向かって飛ぶよう
にした。この結果、真空チャンバ内の真空度は約２桁低
下した。基板としては合成石英基板（２０ｍｍ×４０ｍ
ｍ）を用いた。また、蒸着時の膜厚は水晶振動子式の膜
厚計で測定値した。膜厚が９６８オングストロームにな
るまで蒸着した後、約１時間放置した。その後、真空チ
ャンバ内を窒素ガスの導入によって大気圧に戻し、基板
を取り出した。触針式の膜厚計で測定した結果、薄膜が
ほとんど形成していないことがわかった。有機薄膜のＵ
Ｖ−ＶＩＳスペクトルと顕微鏡観察からも薄膜がほとん
ど形成していないことがわかった。これは実施例１では
チオール基が金蒸着膜に配位結合するのに対し、本比較
例ではチオール基と合成石英板との間には配位結合のよ
うな強い相互作用が働かないためと考えられる。すなわ
ち、実施例１ではＢＰＤＴの最初の分子層が基板に強く
付着するため、その上にＢＰＤＴ分子が強い分子間力に
よって積層する。これに対し、比較例ではＢＰＤＴ分子
はゆるやかに基板に付着するだけであるため、真空中で
再蒸発してしまい、薄膜が形成しないと考えられる。

【００４２】実施例２． 第１の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て２，４−ヘキサジイン−１，６−ジアミン（ＨＤＤ
Ａ）を、基板としてニッケル基板を用いた例をここに示
す。ロータリーポンプと拡散ポンプを用いて２×１０^-5
Torrに減圧した真空チャンバ内でルツボに入れたＨＤＤ
Ａを抵抗加熱法によってゆっくり加熱し、その分子がニ
ッケル基板に向かって飛ぶように蒸発させた。この結
果、真空中の真空度は急激に変化して１０^-3Torrまで上
昇し、基板上に白色の蒸着膜が形成し始めた。この蒸着
を約１０分間行った後、真空チャンバ内に窒素ガスを導
入して大気圧にし、チャンバを開けて基板を取り出し
た。触針式の膜厚計で測定したところ、基板上には５１
５オングストローム厚で表面の凹凸が５０オングストロ
ーム以下の有機薄膜が形成していた。高感度反射吸収法
でＩＲスペクトルを測定した結果、分子が良く配向して
いることがわかった。また、ＸＰＳスペクトルからＨＤ
ＤＡがニッケルに配位結合していることがわかった。

【００４３】実施例３． 第２の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、第
２の有機化合物として４，４’−ジエチニルビフェニル
（ＤＥＢＰ）を、基板として金基板を用いた例をここに
示す。真空チャンバ内の真空度を８.７×１０^-8Torrま
でロータリーポンプと拡散ポンプで減圧した後、ＢＰＤ
ＴとＤＥＢＰを加熱して蒸発させ、これらの分子が基板
に向かって飛ぶようにした。この結果、真空チャンバ内
の真空度は約２桁低下した。基板としては全面に金を１
０００オングストロームの厚さで蒸着したガラス基板
（２０ｍｍ×４０ｍｍ）を用いた。また、蒸着時の膜厚
は水晶振動子式の膜厚計で測定した。膜厚が１０１２オ
ングストロームになるまで蒸着した後、約１時間放置し
た。その後、真空チャンバ内を窒素ガスの導入によって
大気圧に戻し、基板を取り出した。触針式の膜厚計で基
板上の有機薄膜を測定した結果、膜厚は１６５２オング
ストローム厚で、表面の凹凸は７５オングストローム以
下であった。有機薄膜のＵＶ−ＶＩＳスペクトルからＢ
Ｐ−ＤＴとＤＥＢＰが電荷移動錯体を形成していること
が確認された。また、ＦＴ−ＩＲスペクトルとＸ線回折
パターンの測定から有機薄膜の分子配向性が優れてお
り、分子が基板上で積層していることがわかった。さら
にＸＰＳスペクトルからＢＰＤＴのチオール基が金蒸着
膜と配位結合していることがわかった。

【００４４】実施例４． 第３の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオールを、第２の
有機化合物としてｐ−フッ化ベンゼンイソシアネート
を、基板としてイソシアネート基で表面が覆われた基板
を用いた例をここに示す。２×１０^-5Torrに減圧した真
空チャンバ内でクヌーセンセルに入れた２，４−ヘキサ
ジイン−１，６−ジオール（２ｇ）をゆっくり加熱し、
イソシアネート基で表面が覆われた基板に向かって蒸発
した分子が飛ぶようにした。同時に基板近くに取り付け
たノズル型のガス導入口から気化させたｐ−フッ化ベン
ゼンイソシアネートのガスを導入し、基板近傍の真空度
が２×１０^-3Torr程度になるようにした。真空度が安定
したところで基板直前に設置したシャッターを開け、基
板上に有機薄膜を堆積させた。この蒸着を約３０分間行
った後、真空チャンバ内の基板をロードロック機構を用
いて取り出したところ、基板上には４５１２オングスト
ローム厚で表面の凹凸が６５オングストローム以下の白
色の有機薄膜が形成していた。ＦＴ−ＩＲスペクトルを
測定したところ、ＨＤＤＯの水酸（−ＯＨ）基の一部と
ｐ−フッ化ベンゼンイソシアネートのイソシアネート
（−ＮＣＯ）基が反応してウレタン結合（−Ｏ−ＣＯ−
ＮＨ−）が形成していることがわかった。また、ＨＤＤ
Ｏの−ＯＨ基と基板上の−ＮＣＯ基が反応してウレタン
結合（−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−）が形成し、分子が良好に配
向していることがわかった。

【００４５】実施例５． 第４の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て２，４−ヘキサジイン−１，６−ジオール（ＨＤＤ
Ｏ）を、第２の有機化合物としてｐ−トルエン塩化ベン
ゾイル（ＰＴＢＣ）を、基板として石英基板を用いた例
をここに示す。ロータリーポンプと拡散ポンプを用いて
２×１０^-5Torrに減圧した真空チャンバ内でルツボに入
れたＨＤＤＯを抵抗加熱によってゆっくり加熱し、その
分子が石英基板に向かって飛ぶように蒸発させた。この
時、同時に別のルツボに入れたＰＴＢＣ（１ｇ）を加熱
して蒸発させ、両者の分子が基板近傍で混ざりあうよう
にした。この結果、真空中の真空度は急激に変化して１
０^-2Torrまで上昇し、基板上に白色の蒸着膜が形成し始
めた。この蒸着を約３０分間行った後、真空チャンバ内
に窒素ガスを導入して大気圧にし、チャンバを開けて基
板を取り出した。触針式の膜厚計で測定したところ、基
板上には５１１５オングストローム厚で表面の凹凸が５
０オングストローム以下の有機薄膜が形成していた。ゲ
ルマニウム結晶板に有機薄膜を押しつけて多重反射法で
ＩＲスペクトルを測定した結果、この薄膜はＨＤＤＯの
−ＯＨ基の一部とＰＴＢＣの−ＣＯＣｌ基が反応し、エ
ステル結合（−Ｏ−ＣＯ−結合）が形成していることが
わかった。また、石英基板の水酸基とＨＤＤＯの水酸基
が水素結合を形成し、分子が良く配向していることがわ
かった。

【００４６】実施例６． 第５の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、第
２の有機化合物として４，４’−ジエチニルビフェニル
（ＤＥＢＰ）を、基板として金基板を用いた例をここに
示す。真空チャンバ内の真空度を１×１０^-7Torrまでロ
ータリーポンプと拡散ポンプで減圧した後、チャンバに
取り付けた２つのクヌーセンセルからＢＰＤＴとＤＥＢ
Ｐを加熱して蒸発させ、これらの分子が基板に向かって
飛ぶようにした。また、これと同時に基板近傍に水銀−
キセノンランプの紫外光を照射した。この結果、真空チ
ャンバ内の真空度は約２桁弱低下し、薄膜が基板上に堆
積し始めた。基板には金を１０００オングストロームの
厚さで蒸着したガラス基板（２０ｍｍ×４０ｍｍ）を用
いた。また、蒸着時の膜厚は水晶振動子式の膜厚計で測
定値した。膜厚が２０５０オングストロームになるまで
ＢＰＤＴとＤＥＢＰを蒸着した後、約１時間放置し、真
空チャンバ内を窒素ガスの導入によって大気圧に戻し、
基板を取り出した。形成した有機薄膜のＩＲスペクトル
とＵＶ−ＶＩＳスペクトルからＢＰＤＴとＤＥＢＰが反
応し、−Ｓ−ＣＨ＝ＣＨ−結合が形成して２量化してい
ることが確認された。また、有機薄膜の分子配向性が優
れていることがわかった。さらに基板上の有機薄膜をＸ
ＰＳで調べたところ、金蒸着膜に対してチオール基が配
位結合していることがわかった。

【００４７】実施例７． 第５の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、第
２の有機化合物として４，４’−ジエチニルビフェニル
（ＤＥＢＰ）を、基板として金基板を用いた例をここに
示す。ビフェニル誘導体の薄膜を作製した。具体的には
真空チャンバ内の真空度を１×１０^-7Torrまでロータリ
ーポンプと拡散ポンプで減圧した後、チャンバに取り付
けたクヌーセンセルからＢＰＤＴを加熱して蒸発させ、
その分子が基板に向かって飛ぶようにした。同時にＤＥ
ＢＰを別のクヌーセンセルから加熱によってゆっくり蒸
発させ、両者の有機分子が基板近傍の気相中で混合する
ようにした。この結果、真空チャンバ内の真空度は約１
桁弱低下した。また、基板上方にはＫｒＦエキシマレー
ザーを用いて紫外線を照射した。基板としては全面に金
を１０００オングストロームの厚さで蒸着したガラス基
板（２０ｍｍ×４０ｍｍ）を用いた。また、蒸着時の膜
厚は水晶振動子式の膜厚計で測定値した。膜厚が２００
０オングストロームになるまでＢＰＤＴとＤＥＢＰを蒸
着した後、約１時間放置した。約１時間経過したところ
で真空チャンバ内を窒素ガスの導入によって大気圧に戻
し、基板を取り出した。形成した有機薄膜のＦＴ−ＩＲ
スペクトルとＵＶ−ＶＩＳスペクトルからＢＰＤＴとＤ
ＥＢＰが反応し、−Ｓ−ＣＨ＝ＣＨ−結合が形成してポ
リマー化していることが確認された。また、得られた有
機薄膜の配向性が優れていることがわかった。さらに基
板上の有機薄膜をＸＰＳで調べたところ、金蒸着膜に対
してチオール基が配位結合していることがわかった。

【００４８】実施例８． 第６の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、第
２の有機化合物として４，４’−ジエチニルビフェニル
（ＤＥＢＰ）を、基板としてポリアセチレンフィルム基
板を用いた例をここに示す。真空チャンバ内の真空度を
７.５×１０^-8Torrまでロータリーポンプと拡散ポンプ
で減圧した後、ＢＰＤＴとＤＥＢＰを加熱して蒸発さ
せ、これらの分子が基板に向かって飛ぶようにした。こ
の結果、真空チャンバ内の真空度は約２桁弱低下した。
また同時に基板近傍にＫｒＦエキシマレーザーを用いて
紫外線を照射した。基板としてはポリアセチレンフィル
ムで全面を被覆したガラス基板（２０ｍｍ×４０ｍｍ）
を用いた。また、膜厚は水晶振動子式の膜厚計で測定値
した。膜厚が１０００オングストロームになるまで蒸着
した後、約１時間放置した。その後、真空チャンバ内を
窒素ガスの導入によって大気圧に戻し、基板を取り出し
た。形成した有機薄膜のＩＲスペクトルとＵＶ−ＶＩＳ
スペクトルからＢＰＤＴとＤＥＢＰが反応し、−Ｓ−Ｃ
Ｈ＝ＣＨ−結合が形成してポリマー化していることが確
認された、また、ＢＰＤＴと基板のポリアセチレンフィ
ルムが共有結合していることがわかった、有機薄膜の分
子配向性は極めて良好であった。

【００４９】実施例９． 第７の有機薄膜作製法において、第１の有機化合物とし
て４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）を、第
２の有機化合物として４，４’−ジエチニルビフェニル
（ＤＥＢＰ）を、基板としてテトラシアノキノジメタン
（ＴＣＮＱ）基板を用いた例をここに示す。真空チャン
バ内の真空度を９.２×１０^-8Torrまでロータリーポン
プと拡散ポンプで減圧した後、ＢＰＤＴとＤＥＢＰを加
熱して蒸発させ、これらの分子が基板に向かって飛ぶよ
うにした。この結果、真空チャンバ内の真空度は約２桁
弱低下した。また同時に基板上に水銀−キセノンランプ
を用いて紫外線を照射した。基板としてはＴＣＮＱの単
結晶基板（３ｍｍ×５ｍｍ）を用いた。また、蒸着時の
膜厚は水晶振動子式の膜厚計で測定値した。膜厚が１０
００オングストロームになるまで蒸着した後、約１時間
放置した。その後、真空チャンバ内を窒素ガスの導入に
よって大気圧に戻し、基板を取り出した。形成した有機
薄膜のＩＲスペクトルとＵＶ−ＶＩＳスペクトルからＢ
ＰＤＴとＤＥＢＰが反応し、−Ｓ−ＣＨ＝ＣＨ−結合が
形成して２量体化していることが確認された。また、チ
オール基を有するＢＰＤＴの部分が基板が電荷移動錯体
を形成していることがわかった。有機薄膜の分子配向性
はたいへん良好であった。

【００５０】

【発明の効果】本発明によって、有機薄膜の製造におい
て多くの材料が使用可能となり、また製膜（反応）の効
率が向上し、有機分子の配向性や膜厚等の制御性に優れ
た有機薄膜の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用される有機薄膜製造装置の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 有機薄膜製造装置 ２ 真空チャンバ ３ａ，３ｂ 有機化合物 ５ シャッタ ６ 基板 ７ 基板ホルダ ８ エネルギー線源 ９ エネルギー線導入用の窓 １０ 光学鏡 １１ 真空計 １２ 膜厚測定用水晶振動子 １３ａ，１３ｂ 蒸発源

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−37613（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114574（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138529（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 B32B 9/00 C08J 7/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低圧下で第１の有機化合物を蒸発させ、
   基板上に該第１の有機化合物を堆積させる有機薄膜の製
   造方法において、前記基板として金属を表面に有する基
   板を用い、前記第１の有機化合物として、前記基板との
   間に配位結合を形成する有機化合物を用いることを特徴
   とする有機薄膜の製造方法。
2. 【請求項２】 低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と
   第２の有機化合物とを気相で反応させ、該気相反応によ
   って生成した第３の有機化合物を薄膜として基板上に堆
   積させる有機薄膜の製造方法において、前記基板として
   金属を表面に有する基板を用い、前記第３の有機化合物
   が前記基板と配位結合を形成することを特徴とする有機
   薄膜の製造方法。
3. 【請求項３】 低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と
   第２の有機化合物とを気相で反応させ、該気相反応によ
   って生成した第３の有機化合物を薄膜として基板上に堆
   積させる有機薄膜の製造方法において、前記基板として
   反応性の高い第４の有機化合物を表面に有する基板を用
   い、前記第３の有機化合物が前記基板と共有結合を形成
   することを特徴とする有機薄膜の製造方法。
4. 【請求項４】 低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と
   第２の有機化合物とを気相で反応させ、該気相反応によ
   って生成した第３の有機化合物を薄膜として基板上に堆
   積させる有機薄膜の製造方法において、前記基板として
   石英、ガラス、酸化シリコンまたはドナー性の第４の有
   機化合物を表面に有する基板を用い、前記第３の有機化
   合物が前記基板と水素結合を形成することを特徴とする
   有機薄膜の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の有機薄膜の製造方法に
   おいて、低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の
   有機化合物の混合蒸気にエネルギー線を照射して気相で
   反応を生じせ、前記気相反応によって生成した第３の有
   機化合物が基板と配位結合を形成することを特徴とする
   有機薄膜の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項３に記載の有機薄膜の製造方法に
   おいて、低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と第２の
   有機化合物の混合蒸気にエネルギー線を照射して気相で
   反応を生じさせ、前記気相反応によって生成した第３の
   有機化合物が基板と共有結合を形成することを特徴とす
   る有機薄膜の製造方法。
7. 【請求項７】 低圧下で蒸発させた第１の有機化合物と
   第２の有機化合物の混合蒸気にエネルギー線を照射して
   気相で反応を生じさせ、前記気相反応によって生成した
   第３の有機化合物を薄膜として基板上に堆積させる有機
   薄膜の製造方法において、前記基板としてアクセプタま
   たはドナー性の第４の有機化合物を表面に有する基板を
   用い、前記第３の有機化合物が前記基板と電荷移動錯体
   を形成することを特徴とする有機薄膜の製造方法。