【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.27】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23RO0030

利用課題名 / Title

OFET試作のための熱酸化膜および電極形成

利用した実施機関 / Support Institute

広島大学 / Hiroshima Univ.

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

成膜・膜堆積,トランジスタ,有機半導体,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,スパッタリング/ Sputtering

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)

村上 秀樹

所属名 / Affiliation

久留米工業高等専門学校　電気電子工学科

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

大下 浄治

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

山田 真司

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

RO-321：スパッタ装置（Al用）

報告書データ / Report

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

近年IoT(Internet of Things)が急速に発展しており、あらゆるものにコンピュータが埋め込まれ始めている。高性能なコンピュータが求められている一方で、IDタグやセンサデバイス用コンピュータ等、低コストでコンパクトなコンピュータが求められている。コンピュータの主要素子であるトランジスタは半導体材料で作られているが、これには無機半導体と有機半導体の2種類あり、現在は主にシリコン等の無機半導体が用いられている。しかし、無機半導体を用いたトランジスタプロセスでは、高温・高真空等のプロセスコストの高い工程が必須であり、製品の高コスト化は避けられない。一方有機半導体は、大気中にて、スピンコート法等の200℃以下の低温で形成でき、柔軟性にも富んでいる事から、上述のIoTアプリケーションとの親和性は非常に高く、実用化が期待されている。有機半導体の課題として、材料の高安定化とキャリアの移動度の向上が挙げられる。キャリア移動度は、薄膜デバイスで用いられている多結晶シリコンが80~200[cm²/V・s]であるのに対し、有機半導体は0.1[cm²/V・s]と圧倒的に低く、有機材料は、変質しやすく不安定であり、再現性を確保することが困難である。そこで本研究では、高移動度で、高安定性が期待される新規有機半導体材料を提案し、これを用いた有機トランジスタを試作することを目的とする。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】 スパッタ装置(エイコー，Al用)
【実験方法】トランジスタ構造として、良質なゲート絶縁膜を有機材料形成前に、高温を用いて形成でき、プロセスも簡便であるボトムゲート－ボトムコンタクト構造およびボトムゲート－トップコンタクト構造を採用した。 最終的にゲート電極となるn⁺Si基板（0.01Ωcm）を化学溶液洗浄後、1000℃ウェット酸化(東京エレロン，370MI-MINI)を行い表面にゲート酸化膜（200nm）を形成した。裏面酸化膜除去を行った後に、裏面にAlゲート電極をスパッタ(エイコー，Al用)により形成した試料を作成いただいた。その後、作成いただいた試料上に有機半導体膜をスピンコートで塗布し、蒸着法で、ステンシルマスクを用いてソースドレインAu電極(50nm)を形成した。

結果と考察 / Results and Discussion

有機トランジスタ試作のための構造の作製に成功し，有機半導体として一般的な材料であるP3HTを用いたゲート長100μm，ゲート幅1000μmのトランジスタにおいて，Pチャネルトランジスタ特性が観測された。また，このときの電界効果移動度は，0.05cm2/Vsであった。

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