2012 Fiscal Year Annual Research Report
3次元有機トランジスタを用いた有機チャネル高周波特性解明と高速デバイスの開発
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24350099
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
宇野 真由美 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, 制御・電子材料科, 主任研究員 (90393298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金岡 祐介 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, 制御・電子材料科, 研究員
山田 義春 地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, 制御・電子材料科, 研究員 (50463625)
植村 隆文 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (30448097)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / 有機半導体 / 有機論理回路 / 高速化 |
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| Research Abstract |
有機トランジスタを用いて高速回路を構築する際に重要となる、有機半導体チャネルの高周波特性・動的なキャリア伝導機構を調べることを目的として、独自に開発した高速応答が可能な3次元有機トランジスタ(3D-OFETs)構造を用いて、有機多結晶薄膜の動的な伝導性能の精密測定を行うことを検討した。本構造では加工の分解能を超えたサブミクロン長といった非常に短チャネルのデバイスが簡単に形成できるため、高速応答を得ることができる。今年度はまず、蒸着条件を変化させてモフォロジーを変えた多結晶有機薄膜を作製し、そのトランジスタの動特性について、ゲート電界強度を変調させて測定した。有機材料として、DNTT、Cn-DNTTの2種類を用いて3D-OFETを作製し、接触抵抗を含んだ見かけ上の移動度の値とチャネル長との関係についての基礎データを取得した。また、3D-OFETsの応答速度をさらに高めるために、3D縦型チャネルの付近のみにゲート電極をパターニングし、ゲート寄生容量を格段に低減した新しい構造を開発し、その応答性能を評価した。この結果、従来4～7MHzの応答性能にとどまっていたところを、同じ移動度でも20MHzという、大気中での安定動作が可能な有機トランジスタとして世界最高速の応答性能を得ることができた。
キャリア伝導性能をより詳細に調べるための低温測定の準備として、温度変化させるための測定系の立ち上げ、プログラム作成をほぼ完了し、室温から80Kまでの範囲での伝導性能を評価できるようにした。また、12bitの高速デジタルオシロを購入し、プログラムの大幅な変更なしに、より高速側の100MHz程度までの応答性能の評価が、低ノイズで精密に行えるように評価システムの構築を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ研究実施計画に記載の実施計画通りに進捗している。低温までの評価系については、所内で既に校正済みの温度コントローラーを用いて迅速な立ち上げを行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度得られたいくつかの有機半導体についての基盤技術をもとにして、低温測定と高速測定を精密に行う計画である。
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