図1　実�xに��いたプラスチックトランジスタ�v路　出�Z：東�B�j学グループ

このプロジェクトはNEDOの�мqを�pけ、平成24�Q度から26�Q度までの3�Q間に渡り、�~機トランジスタを��いてプラスチック電子タグを開発しようとするもの。NEDO、東�B�j学の他に、�j阪�B�噞�\術総合研�|所、トッパン･フォームズ、富士フィルム、JNC、TANAKAホールディングス、日本エレクトロプレイティング･エンジニヤースなどが参加している。

���z食料��の輸送や管理にIDタグを��いて�駑�を管理するシステムへの応��を狙っているが、東�B�j学の新�覦菫論�科学研�|科教�bの�臙�純�k��は次のように語る。「今のRF IDタグよりも1桁�Wく提供したい。そのために印刷�\術などで�v路を作��するプラスチックエレクトロニクスを開発する」。

プラスチックエレクトロニクス（フレキシブルエレクトロニクス、プリンタブルエレクトロニクス、�~機エレクトロニクスなどの�@称がある）では、配線もトランジスタも�~機材料を使う。インクなどの�~機溶�]に溶かして�收�することで�W価に���]できるだろうと見込んでいる。定性的には高価な���]����は要らない、材料効率が良い、工��が�]い、など低コストで作ることができる要素は�Hいが、コストの�_要なカギを�曚詈��里泙蠅亡悗靴討呂泙世呂辰�りしない。

今�v、東�B�j学のグループは、�~機トランジスタの性�Δ��屬押▲廛薀好船奪�トランジスタ�v路でも13.56MHzの動作をできることを��した。これは、JNCと東�jとリガクの協��により、�~機半導��材料「アルキルDNBDT」を開発したことが�jきい。この�~機半導��を��いて�~単な集積�v路を組み、高周�S信�､��pけ、�pけたという情報を送信した。

��来の�~機トランジスタではキャリヤ�‘暗戮�0.1~1 cm2/Vs��度だが、この材料はその10倍も�jきく、電子が通りやすい。この�~機材料は、棒�Xの分子が無数に立って並んだ構�]をしているという。プラスチック基��に、この�~機半導��材料を溶かした�~機溶剤をたらし、基��を�k定の�]度で1�妓�に動かしていくと、�~機半導��が�|燥・�w化していき�T晶のように成長していく（図2）仕組みだと�臙���は言う。この分子は溶�]�屬防發い討�り、基��にたらして基��を�‘阿気擦覆�ら�|燥させていくと、�O己組�E的に棒�Xの分子が無数に立って並んでいく。棒�X分子の高さは1.5nm��度で、�w化させていくと10層��度の分子層ができるとしている。

図2　�k�妓�に基��をずらしながら溶�]を�|燥させ、�~機半導��膜を��ける　出�Z：東�B�j学

無数の棒�X分子が並びその先端にはπ電子が�u同士で共�~する形をなし、電気伝導が行われると�臙���は述べる。棒�X分子が2次元的に���з�しく並んだ�X��に配��され、電子が共�~できる構�]はまさに�T晶格子である。これが1分子層でも動作するため、1分子層が半導��になり、10分子層になるとまるで��格子構�]になったものに�Zい。2次元的にも3次元的にも���з�しい格子が並んでいる構�]なので、半導��的になり、バンドギャップが�擇泙譴討い襪箸いΑ�

電子は2次元平�C�屬鴈~け�sける形をとる。PN�U御は残念ながらできないが、このアルキルDNBDTはp型になりやすく、別の材料はn型になりやすい。ドーピングは�Mしいが、電荷を入れていくことは可�Δ覆里如∈猯舛鯤僂┐襪海箸�p、nの�U御ができるとしている。消�J電��の低いCMOS�v路を作る場合には、nチャンネル、pチャンネルの材料を��いてMOSトランジスタを構成すればよい。

今�v、RF ID動作の確認では、LC共振�_で高周�Sを�pけ、�D流して電源電圧とすると同時に、CMOSロジック�v路に信�､鯀�り、さらに�pけ�Dったという情報を、送信�v路を通じて飛ばす。�pけたという信�､世韻任△襪�ら、このCMOS�v路は�~単なコンパレータで出来ている。ただし、CMOS動作が可�Δ任△襪海箸鮨�したものといえる。

�駑�で使うための�~単な�v路であれば、シリコンである��要はなく、プラスチックの�~機トランジスタで�科�だと�臙���は言う。逆にもっと高機�Α�高性�Αδ秕嫡J電��が要求されるような高集積ICなら、Siを薄く削ったチップをプラスチックに張り��ける応��もありうる。

実��化に向けた問��として、�~機のプラスチックは水を通しやすく、耐湿性が�Kい。プラスチック基��に水を通さないバリヤ層を設けることは実��化のカギとなる。「�~機EL（エレクトロルミネッセンス）では耐湿性を確保することはたいへん�Mしいが、トランジスタ動作を行う場合にはそれほど�Mしくはない」と�臙���は見ている。とはいえ、実��化に向けバリヤ�ξ�の高い膜の開発にはあと数�Qはかかるとも見ており、このプロジェクトの次の段階の実証フェーズが終了する時までにバリヤ膜が開発されていれば、実��化に間に合うことになる。