研究課題
本研究は、大面積基板上で広範囲一斉自発的に微細構造を形成する「自発的高次構造成形法」を確立し、大面積縦型素子内に微小なトランジスタ構造単位を多数並列に作り込むことで、従来得られているものより高性能な有機トランジスタを作製することを目的としている。今年度は、主に以下の研究を行った。(1)ナノ高次構造有機SITの作成法の検討ガラス基板にポリスチレン(PS)球を分散状態かつ高密度に付着させる方法と条件を確立し、200nm径のPS球を1×10^9cm^<-2>の密度で分散付着させることに成功した。この状態の基板に、下部電極、下部半導体層およびAl膜を積層後、粒子を除去し多孔膜を形成した。さらにその上に上部半導体層および上部電極を積層し、高次構造有機SITを作製した。その結果、ゲート電極と下部電極とのショートによって素子不良が高い頻度で発生した。断面TEM観察より、下部半導体層の細孔から露出した下部電極にゲート電極がつながっている可能性が示唆された。現在、各層の成膜方法を工夫することによって、より確実に素子を形成する方法を検討中である。(2)ナノ高次構造有機縦型FETの作成法の検討直径数百nmのPS球を蒸着マスクとし、Sio_2/Si基板(兼ゲート)上に微細孔を有する下部電極、絶縁層を形成し、PS球除去後に有機半導体層、上部電極を形成することによって高次構造FETを作成するプロセスを検討した。絶縁層として、種々の材料を検討し、アルミナ薄膜が最も良い絶縁特性を示すことを見いだした。PS球を蒸着マスクとして多孔質のアルミナ/金/クロム層をSiO_2/Si基板上に形成し、その上からペンタセンおよび上部金電極を蒸着することで、高次構造素子を作製し、トランジスタとして動作することを確認した。また、その動作をデバイスシミュレーションによって解析し、特性向上のためのデバイス設計指針を得た。
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Appl.Surf.Sci. (掲載予定)
Proceeding of the International Symposium on Super-Functionality Organic Devices, IPAP Conference Series (掲載予定)
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