東京大学:38MHzTransistor開発:有機半導体/単結晶薄膜(動画):
Tokyo Univ:38MHz Transistor:Organic Semicon/SingleCrystal Thin Film:
东京大学:开发的38MHz晶体管:有机半导体/单晶薄膜
東京大学/産総研/物質・材料研究機構
有機半導体:単結晶薄膜
有機半導体/単結晶薄膜上で、チャネル長1μmスケールの微細加工手法を新たに開発しました。
「有機溶媒に溶かしたインク及び印刷プロセス」を用いて、柔軟性のあるデバイスを作製。
研究グループ:
「厚さ10nm/有機半導体/単結晶超薄膜を、大面積で塗布可能な印刷手法」を開発しました。
高品質/有機単結晶薄膜で,「10cm2/Vsを超える高い移動度」を、実現しました。
有機トランジスタの高速化を図る上で、極めて有望な手法です。
半導体集積デバイス:応答周波数
半導体集積デバイスの応答周波数は,論理演算を担う「トランジスタの移動度とそのチャネル長」に依存します。
従来の手法:
従来、微細加工手法として,フォトレジストを用いたリソグラフィが広く使用されています。
しかし、多くのフォトレジストは有機半導体薄膜にダメージを与えます。
その為、有機トランジスタの場合,「リソグラフィによる高移動度と短チャネル化を両立すること」は、困難でした。
今回の手法:
今回,研究グループは有機半導体単結晶の薄膜上に、フッ素系高分子膜を薄くコーティング。
有機半導体でのダメージフリー/リソグラフィ手法を新たに開発。
- 1μmスケールの微細加工に成功、
- 10cm2/Vsの高移動度と短チャネル化を同時に達成,
- 遮断周波数の世界記録を2倍程度更新し,
- 世界最速となる38MHzを達成しました。
有機トランジスタ:整流性
また,この有機トランジスタにおいて,交流信号を直流信号に変換する整流性を調べた結果,100MHzでもその整流性が失われないことを実証。
有機トランジスタ:利用分野
研究グループは、超短波帯で動作する有機トランジスタの開発に世界で初めて成功しました。
無線タグ給電:
RFIDタグの通信周波数である13.56MHzより大きな値で,今回作製したデバイスは,無線タグの給電に十分応用可能なレベル。
FMラジオ放送:
超短波帯は,FMラジオ放送やアマチュア無線などの電波として利用。
応答周波数を更に増加させ,超短波帯での長距離無線通信向け/有機集積回路を製作。
IoT物流管理:
ま簡便な印刷プロセスで量産可能。今後、IoT物流管理向けの低コストの無線タグ。
電磁波から電力供給する無線給電システム等、幅広い用途に使えます。
OPTRONICS ONLINE
http://www.optronics-media.com/news/20200207/62748/
世界最速トランジスタを実現
短チャネルと高移動度を両立する微細加工技術を開発
発表のポイント
◆ 半導体集積デバイスの応答周波数は、論理演算のコアであるトランジスタの移動度とそのチャネル長に依存します。
これまで、有機トランジスタにおいては、高移動度と短チャネル化を両立することは困難でした。
◆ 今回、有機半導体単結晶薄膜の直上でチャネル長1マイクロメートルの微細加工手法を開発し、
有機トランジスタの応答周波数として世界最速の38 MHzを達成し、超短波帯 (VHF帯: 30 – 300 MHz)で応答する有機トランジスタを世界で初めて実証しました。