Flexible and transparent circuits for stacked image sensor application

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06309
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: FURUTA MAMORU 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (20412439)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 酸化物半導体 / 薄膜トランジスタ / イメージセンサ / 低温プロセス / フレキシブルデバイス

Outline of Final Research Achievements

The aim of this research is to achieve transparent circuits on organic photosensitive materials whose temperature should be maintained below 150 ℃. Main two achievements of this research are 1) proposing an Ar+O2+H2 sputtering for oxide semiconductors to reduce defects through low-temperature annealing at around 150 ℃, 2) high-k alumina dielectric is formed at room temperature by an anodization of aluminum film.
By applying the results to the IGZO thin-film transistor, low-power and high performance thin-film transistors were successfully demonstrated at a maximum processing temperature of 150 ℃. The achievements will open new doors for transparent and flexible electronics applications.

Free Research Field

電子材料・デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究成果の学術的意義は、酸化物半導体スパッタ成膜時の水素添加を提案し欠陥低減熱処理温度を低減可能であることを見いだしたことに加え、導入した水素が熱処理を通じてキャリア抑制効果をもたらすことをはじめて報告した点にある。これまでは酸化物半導体中の水素はドナーであると報告されてきたが、キャリアの起源である酸素欠損の抑制効果は材料物性制御の可能性を拡げる結果であると言える。
社会的意義としては、従来転写法や高価な高耐熱基板上で実現されてきたフレキシブルデバイスを透明かつ低コストプラスチック基板上に実現する路を拓いたことで、新たなフレキシブル透明回路の実現に寄与する結果であると言える。