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有機電界効果トランジスタ コモンズ

国内特許コード P09A014801
掲載日 2009年11月13日
出願番号 特願2007-014919
公開番号 特開2008-182088
登録番号 特許第5369274号
出願日 平成19年1月25日(2007.1.25)
公開日 平成20年8月7日(2008.8.7)
登録日 平成25年9月27日(2013.9.27)
発明者
  • 高嶋 授
  • 金藤 敬一
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 有機電界効果トランジスタ コモンズ
発明の概要

【課題】有機FETの応用の一つとして、外部からの刺激、例えば、外部からの光に応答する光メモリのようなメモリ機能を有する、外部刺激応答性素子の基本的な原理・構成を提供すること。
【解決手段】有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有し、該ソース電極と該ドレイン電極の間のチャネル領域が該有機半導体層からなり、該有機半導体層と該ゲート電極がゲート絶縁層によって隔てられている有機電界効果トランジスタにおいて、前記ゲート電極が、前記ゲート絶縁層側から順番に配置された、フローティングゲート電極、光照射等の外部刺激に応答して導電性となる性質を有する第2絶縁層、コントロールゲート電極から構成されていることを特徴とする有機電界効果トランジスタである。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor, FET)のチャネル領域に有機半導体を用いる有機FETは、無機半導体を用いるFETと比較して、スクリーン印刷等のインク塗布技術により安価に製造することが可能である上、フレキシブルであり大面積化が容易であるという利点を有する。従って、近年、その実用化に向けた技術開発に大きな期待が寄せられている。



そして、有機FETは、印刷技術による単純積層工程で形成可能であることから、有機発光ダイオード等との複合素子を容易に作成することができるので、色々な電子デバイスへの応用が検討されている。例えば、光応答性を有する有機薄膜トランジスタ(有機FET)の開発も試みられている(非特許文献1と非特許文献2)。非特許文献1と2では、有機FETの絶縁膜に光感応性の高分子を用い、光入力に対して応答する有機FETを作製している。この構造のものは、光照射状態の有無に応答する光スイッチ的用法は期待されるが、ゲート絶縁体全体に光電導性材料を使用しているため、安定なメモリ機能は期待できない。また、光照射下でのゲート絶縁体のインピーダンス低下がゲート漏れ電流を増加させ、素子の待機時の消費電力が上がってしまうという問題点もある。

【非特許文献1】河合宏紀ら、第52回春季応用物理学会関係連合講演会30a-YG-11

【非特許文献2】吉田学ら、第53回春季応用物理学会関係連合講演会 23a-ZG-5



有機FETの有機半導体層の特性を改良する試みも、色々と行われてきた。例えば、有機FETのスイッチング特性を向上させるためには、チャネル領域の、即ち、有機半導体の電気伝導度を大きくする必要があるが、有機半導体の電気伝導度は一般に無機半導体よりも小さい。そこで、有機FETの性能を高めるために、チャネル領域を構成する有機半導体の電気伝導度を大きくする工夫も行われている。例えば、特許文献1には、有機FETのソース電極とドレイン電極の間のチャネル領域を形成する有機半導体材料層を、鋭利な先端形状を有する部材を用いて、有機半導体材料層の表面に平行な方向の力を加えることにより、少なくともチャネル領域の一部において有機半導体材料層の分子又は微結晶又は微粒子の配向方向を所定の方向に変化させた有機FETが開示されている。そして、スイッチング特性の良好な有機FETが得られたことが示されている。

【特許文献1】特開2006-228860号公報

産業上の利用分野


本発明は、メモリ機能を有する有機電界効果トランジスタに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
有機半導体層、ソース電極、ドレイン電極及びゲート電極を有し、該ソース電極と該ドレイン電極の間のチャネル領域が該有機半導体層からなり、該有機半導体層と該ゲート電極が絶縁性高分子からなるゲート絶縁層によって隔てられている有機電界効果トランジスタにおいて、前記ゲート電極が、前記ゲート絶縁層側から順番に配置された、フローティングゲート電極、外部刺激に応答して導電性となる性質を有する第2絶縁層、コントロールゲート電極から構成され、前記フローティングゲート電極は前記チャネル領域を覆うように配置されており、かつ、前記ゲート絶縁層の誘電率をki、膜厚をdiとし、前記第2絶縁層の通常状態での誘電率をkp、膜厚をdpとするとき、これら膜厚と誘電率の間でkp/dp<<ki/diなる関係を保持させるように配置されていることを特徴とする有機電界効果トランジスタ。

【請求項2】
フローティングゲート電極が、遮光性であることを特徴とする請求項1記載の有機電界効果トランジスタ。

【請求項3】
第2絶縁層が、外部からの光応答性のものであることを特徴とする請求項1又は2記載の有機電界効果トランジスタ。

【請求項4】
第2絶縁層が、外部からの圧力応答性のものであることを特徴とする請求項1又は2記載の有機電界効果トランジスタ。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項記載の有機電界効果トランジスタを用いたメモリ。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007014919thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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