課題番号 ：S-18-OS-0014
利用形態 ：機器利用
利用課題名（日本語） ：フレキシブルエレクトロニクス実現に資する薄膜デバイス開発　
Program Title (English) ：Development of thin-film flexible electronic devices
利用者名（日本語） ：植村隆文, 難波直子, 井上由美, 杉山真弘
Username (English) ：T. Uemura, N. Namba, Y. Inoue, M. Sugiyama
所属名（日本語） ：大阪大学　産業科学研究所
Affiliation (English) ：The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University

１．概要（Summary ）
　装着感を感じさせないウェアラブル生体計測デバイスやソフトロボティクス向けスキンセンサデバイス等への応用に向けて、フレキシブルエレクトロニクス技術の研究開発が盛んに行われている。フレキシブルエレクトロニクスの開発においては、薄いフィルム基板上での電子デバイス集積化と、その性能向上が必要とされている。様々な技術が必要とされている中で、高い機械的柔軟性や印刷による低コスト製造が可能など、無機半導体技術では実現困難な特性を有する薄膜有機トランジスタ技術に注目が集まっている。本課題においては、有機トランジスタの集積回路応用に資する周辺技術の開発を実施している。実用回路の構築には、トランジスタのみならず、フレキシブルな薄膜抵抗、薄膜キャパシタなどの受動部品の構築も重要であり、今回、大阪大学ナノテクノロジー設備供用拠点の設備を利用して、作製した薄膜抵抗素子のモルフォロジー観察を実施したので報告する。
２．実験（Experimental）
【利用した主な装置】S15走査型プローブ顕微鏡
【実験方法】
　フレキシブル薄膜抵抗素子の作製では、ガラス基板上に剥離可能なポリマー薄膜を成膜し、その上にニッケルクロム合金、約2 nmの薄膜を成膜した。抵抗素子の形成工程ではシャドウマスクを用いたパターニング法を採用した。作製した薄膜抵抗素子の評価として、抵抗値のばらつき評価、表面モルフォロジー観察、アニールや封止、基板からのフレキシブル基板のリリース工程など、素子作成プロセスによる抵抗値の変化を計測した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
　フレキシブルポリマー基板上のニッケルクロム薄膜抵抗の作製では、10 cm角基板内に25個の素子を作製し、抵抗値のばらつきを評価した。その結果、6.7±0.8 kΩの値が得られた。 Fig. 1には、作製した薄膜抵抗の原子間力顕微鏡観察結果を示した。下地のポリマー基板とほぼ同様の表面モルフォロジーが確認されており、ニッケルクロム合金が結晶粒成長することなく、緻密な金属薄膜を形成していることが確認された。アニール処理、フィルムリリース工程を経ても抵抗値変化は3％以下であり、フレキシブル薄膜抵抗素子として機能し得ることが確認できた。大きな結晶粒がなく、緻密な金属薄膜である事により、フィルム変形等による素子へのダメージが小さいと推測される。

Fig. 1 AFM image of thin film resistor.

４．その他・特記事項（Others）
　本研究の遂行にあたり、ご協力頂いた大阪大学産業科学研究所・ナノテクノロジー設備供用拠点のメンバー各位に感謝いたします。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
　M. Sugiyama and T. Uemura et. al., MRS Spring meeting & exhibit, Symposium, EP08.07.02．等

６．関連特許（Patent）
　なし。