【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22BA0033
利用課題名 / Title
センサ/回路一体型・放射線検出器のためのデバイスシミュレータを利用した有機トランジスタの性能予測
利用した実施機関 / Support Institute
筑波大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
膜加工・エッチング/Film processing and Etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
菊池 洋平
所属名 / Affiliation
東北大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
昨今、放射線を活用した放射線イメージセンサの進歩、特に、撮像画素の小サイズ化や多素子化によって高い解像度の放射線イメージングが実現している。しかし、これらの進歩により、センサの有感部（放射線検出器部。化合物半導体ウエハを材料として作製）で発生した放射線の検出信号を増幅/処理する後段集積回路（ASIC等）の接続や配置、および実装は難しさを増しており、さらなる性能の向上を達成するうえでのネックとなる要因の一つとなっている。この問題の解決手段として、本研究ではセンサ有感部が形成されているウエハを機械的な支持基板としても活用し、その上にプリンタブルエレクトロニクス技術で描画した後段回路を形成することを提案し、これによって後段回路の省スペース化に貢献することを目指す。 上記に記載した後段回路には材料として有機半導体を活用することを考える。この回路形成に用いる有機トランジスタの基本設計を行うため、デバイスシミュレータを用いて、当方の保有する印刷プロセスによって作成が見込まれる構造・寸法の有機FETの性能を計算し、主に放射線検出信号の増幅段（回路初段）に用いられる素子としての性能予測を試みる。
実験 / Experimental
ボトムゲート型の構造を有する有機FETを想定する。当該の有機FETの活性部の材料にはペンタセンを選択した。また、電極描画のプロセスにはスーパーインクジェット法を想定しているため、FETの構造を仮定する際の最小線幅は数ミクロン程度として検討を行う。
結果と考察 / Results and Discussion
シルバコ・ATHENA/ATLASを用いて、上記項目に記載したボトムゲート型有機FETの性能予測のための準備を行った。デバイスの断面構造の設計を行い、各種物性パラメータの最適化について検討した。設計においては各材料の層厚さが特に重要となる。これらについては実際の印刷/塗布プロセスにおいて想定される寸法を採用した。今後は上記の最適化を引き続き進めていく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件