確率論的情報処理回路の薄膜トランジスタによる積層形成の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650406
• Research Institution: Kyusyu Institute of Technology
• Principal Investigator: 浅野 種正 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (50126306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 康一郎 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (40253570) ; 青木 誠志 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 助手 (40231758)
• Keywords: 薄膜トランジスタ / TFT / 多結晶シリコン / 固相成長 / 固相再結晶化 / FPGA / FPAA / アナログ / デイジタル混在回路

Research Abstract

積層型シリコン薄膜トランジスタを高性能化するために、形成技術および素子構造の観点から検討し、以下の点を明らかにした。
・薄膜トランジスタの動作速度を向上させるためには、活性層となる多結晶シリコン薄膜の結晶粒を大きくして個々のトランジスタを一つの結晶の中に配置することが理想である。そのためには、結晶の発生位置を制御可能とすることが必要である。(1)プラズマ処理による結晶核発生の促進現象、(2)不活性イオンの照射による結晶化の遅延現象、があることを見出し、これらを利用して結晶の発生位置を制御できることを実証した。
・結晶の発生位置を制御して薄膜トランジスタを作製することで回路の動作速度を約3倍向上できることを明らかにした。
・結晶位置制御を利用することで、0.6ミクロンまで微細化した薄膜トランジスタならびにそれを使った回路を動作できることを実証した。発振回路を試作し、薄膜トランジスタでも電源電圧5Vで数メガヘルツの回路動作が可能であることを示した。
パルス信号を使った信号処理回路の動作検証環境を実現するために、再構成可能なデイジタルおよびアナログ集積回路を結合させた情報処理回路の実現性を検討し、以下の点を明らかにした。
・再構成型アナログ集積回路内でアナログ入力信号をパルス信号に変換し、再構成型デイジタル集積回路に信号を伝搬すれば、アナログ/デイジタル混在の情報処理回路を実現できることを明らかにした。
・再構成型集積回路を用いて、電圧制御型パルス発振回路、アナログ/デジタル変換、デジタル/アナログ変換、カウンター等を組み合わせた信号処理回路を実装できることおよび、その最適な実装法を明らかにした。これらの結果はアナログ/デイジタル混在回路のハードエウアエミュレーション環境の実現に向けて有用である。

Research Products

• [Publications] K.Makihira and T.Asano: "Improving the performance of double-gate thin -film-transistors using gate offset structrue" Dig.Tech.Papers 1997 Int.Workshop on Active Matrix Liquid Crystal Displays,. 191-194 (1997)
• [Publications] M.Nishisaka and T.Asano: "Reduction of the floating-body effect in SOI-MOSFETs by using Schottky source/drain contacts" Ext.Abs.1997 Int.Conf.Solid State Devices and Materials. 160-161 (1997)
• [Publications] K.Arita,M.Akamatsu,and T.Asano: "Supressing plasma induced degradation of gate oxide by using silicon-on-insulator structures" Ext.Abs.1997 Int.Conf.Solid State Devices and Materials. 146-147 (1997)
• [Publications] T.Asano,E.Shibata,D.Sasaguri,K.Makihira,and K.Higa: "Field emission from an ion irradiated photoresist" Jpn.J.Appl.Phys.36・6B. L818-L820 (1997)
• [Publications] K.Higa,K.Nishii,and T.Asano: "Single-crystal Si field emitter fabricated by anodization" Appl.Phys.Lett.71・7. 983-985 (1997)
• [Publications] T.Asano,D.Sasaguri,E.Shibata,and K.Higa: "Ion beam modification of a photoresist and its application to field emitters" Jpn.J.Appl.Phys. 36・12B. 7749-7753 (1997)
• [Publications] K.Higa,K.Nishii,and T.Asano: "Si field emitter arrays fabricated by anodization and transfer technique" Jpn.J.Appl.Phys. 36・12B. 7741-7744 (1997)
• [Publications] K,Arita,M.Akamatsu,and T.Asano: "Supressing plasma induced degradation of gate oxide using silicon-on-insulator structures" Jpn.J.Appl.Phys. 37・3B. 253-256 (1997)
• [Publications] M.Nishisaka and T.Asano: "Reduction of the floating-body effect in SOI-MOSFETs by using Schottky source/drain contacts" Jpn.J.Appl.Phys. 37・3B. 248-252 (1997)
• [Publications] 田中康一郎、岡田順二、平野孝明、浅野種正: "再構成型集積回路によるデイジタル/アナログ混在回路の試作" 第6回FPGA/PLD Design Conference 予稿集. (1997)