【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT1076

利用課題名 / Title

有機フォトディテクタの高性能化に向けた電極パターンの最適化

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

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）計測・分析/Advanced Characterization

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials

キーワード / Keywords

電子顕微鏡/ Electronic microscope,リソグラフィ/ Lithography,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,フォトニクス/ Photonics,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,有機半導体、電流電圧測定

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)

染谷 隆夫

所属名 / Affiliation

東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

横田知之,多川友作

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

UT-305：環境制御マニュアルプローバステーション
UT-504：光リソグラフィ装置MA-6
UT-505：レーザー直接描画装置 DWL66+2018

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

有機フォトディテクタにおいて、重要な基礎特性の一つに暗電流があげられる。暗電流の大きさは、検出感度を決定するうえで重要であり、イメージセンサへの応用を行う上で、できる限り低減することが求められている。本研究では、電極パターンを変更することで、有機フォトディテクタの暗電流にどのように影響するかを調べることで、デバイス構造の最適化を行うことを目的とする。

実験 / Experimental

本研究では、電極パターンが有機フォトディテクタの電気特性にどのような影響があるかを調べることを目的としている。まず、ガラス基板上にITO電極をスパッタで形成することで、有機フォトディテクタの透明電極を形成した。この透明電極の電極形状の影響を調べるために、東京大学ARIM微細加工部門武田クリーンルームで作製したクロムマスクを用いてITO電極のパターニングをウェットエッチングで行った。その後、電子輸送層、有機半導体層をスピンコートで成膜し、最後に正孔輸送層と上部電極を真空蒸着で形成することで、有機フォトディテクタを作製した。

結果と考察 / Results and Discussion

作製した有機フォトディテクタの電気特性を評価した(図1)ところ、ITO電極のパターン形状が電気特性に影響することが確認できた。具体的には、ITO電極の周囲の長さが暗電流の大きさや応答速度に影響することが分かった。これは、透明電極上にない有機半導体層部分が電気特性に影響をしていることが原因であると考えられる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 作製した有機フォトディテクタの電流電圧特性。光電(赤線)流と暗電流(黒線)で4桁以上の比を実現した。

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