금은 하이브리드 도금법으로 콘택트 전극 형성 성공

TANAKA홀딩스 주식회사는 다나까 귀금속 그룹의 도금사업을 전개하는 일본 일렉트로플레이팅 엔지니어스 주식회사가, 도쿄대학 대학원 신영역창성과학연구과의 다케야 준이치 교수와 공동으로 p형n형 쌍방의 유기 반도체 전계 효과 트랜지스터(이하, OFET) 무전해 도금 프로세스에서 동시에 콘택트 전극을 형성할 수 있는 기술(이하, 본 기술) 개발에 세계 최초로 성공했다고 발표했다.

본 기술에서는 은나노 입자를 촉매로 도입하는 무전해 금도금 프로세스를 유기 반도체상에 이용하기 때문에 대규모 장치를 필요로 하는 진공 환경을 사용하지 않고 대기 중에서 톱 콘택트형 OFET의 콘택트 전극을 형성할 수가 있다.

또 같은 대기 중 콘택트 형성법인 금속 잉크와는 달리 유기 반도체의 손상이 적어 고이동도 유기 반도체의 성능을 떨어뜨리지 않고 고성능 OFET 형성을 실현한다.

또한, 최근의 고성능 n형 반도체 재료가 등장함으로써 개발이 가속되고 있는 p형n형 OFET 혼재형 회로에 대해 동시에 콘택트 전극을 형성할 수 있기 때문에 보다 고도의 유기 전자 디바이스를 저비용으로 형성할 수가 있다.

본 기술에 의한 콘택트 전극의 접촉 저항은 p형 유기 반도체상에서 0.1kΩcm 이상을 달성하여 현재까지 보고된, 대기 중에서 형성된 유기 반도체상 콘택트 전극의 접촉 저항으로서는 세계 최소치를 기록하고 있다.

다케야 교수가 개발한, 대기 중에서 형성이 가능한 고성능 도포형 유기 반도체와 본 기술을 조합함으로써 세계 최고 레벨의 저접촉 저항 전극과 고이동도를 자랑하는 고성능 OFET의 대기 중 형성이 실현되었다.

이 결과는 고속 구동이 가능한 유기 전자 디바이스를 대기 중에서 형성할 수 있다는 것을 의미하고 있으며, 인쇄전자에 의한 고성능 전자 디바이스의 제작을 실현한다.

이 기술은 유기 반도체 결정상에 은나노 입자를 함유한 도금용 은 촉매 용액을 도포한 후, 그 기판을 무전해 금 도금액에 침지시킴으로써 금 코팅을 하여 은 입자 사이를 금으로 채운, 금은 하이브리드 구조의 콘택트 전극 형성 프로세스이다.

이렇게 해서 금에서 전하 주입이 되기 쉬운 p형 유기 반도체와 은에서 전하 주입이 되기 쉬운 n형 유기 반도체에 대해 동일한 프로세스로 저접촉 저항의 콘택트 전극을 형성할 수 있게 된다.

EEJA는 3월11일(수)부터 14일(토)의 4일간 도카이대학 쇼난 캠퍼스(카나가와현 히라츠카시)에서 열리는 '제62회 응용물리학회 춘계 학술 강연회'에서 본 기술에 관한 연구 성과를 발표한다.