2022 Fiscal Year Research-status Report
Transistor Array Measurements for Physical Unclonable Function with Flexible Printable Transistors
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22K11966
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
小笠原 泰弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30635298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 高史 京都大学, 情報学研究科, 教授 (20431992)
栗原 一徳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30757414)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 有機トランジスタ / フレキシブルデバイス / 測定技術 / 多素子測定 / 信頼性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレキシブル印刷トランジスタの多素子測定のため、測定用ボードの設計・製造、および測定用フレキシブル印刷トランジスタTEGチップを設計・作製し、多素子測定を実施した。
測定用ボードはTEGチップに接続して使用し、チップ上の測定対象の素子の選択を行う。測定用ボードの課題として、多素子を選択肢切り替えるスイッチング素子の課題があった。スイッチング素子には素子を電気的に制御すること、オン電流20uAの容量とオフ電流1pAの精度を実現すること、長期間にわたり動作可能であることの要件が必要となる。既存のトランジスタ部品はオン電流の要件を満たすものが多いが、オフ電流精度について保証があるものは少ない。本研究では電気的制御により物理的に配線を切断することが可能であるリレー素子を採用した。
TEGチップはまず1次元アレイを用いて64素子のトランジスタを搭載した構造のものを設計・製造した。製造した測定ボードの素子選択可能数の最大値が64素子であり、1次元アレイではこの素子数が最大となる。測定ボードとTEGチップを用いて自動測定を行った結果、測定時間2時間で64素子を測定することに成功した。測定時間のうち人手による操作が必要であるのは最初のセットアップの数分のみであり、手作業でプローブ針を操作する従来方法に比べて極めて効率的である多素子測定を実現した。
これらの結果は国際会議 2023 International Conference on Solid State Devices and Materials にて発表し、Japanese Journal of Applied Physics 誌に掲載された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画にあった多素子測定用ボードのためのスイッチング素子の選定、ボードの設計・製造を完了させ、多素子測定の第一段階となる1次元アレイ64素子の自動測定を達成した。研究計画通りであり順調であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は計画の通り、2次元のアレイTEGの構造を検討し、1000素子規模の自動測定を目指す。また、単体素子だけでなくインバータ、NAND、NOR等の基本的なゲート素子のアレイ構成についても検討する。
さらに、このようにして実現した多素子測定を用いて、フレキシブル印刷トランジスタ素子の劣化評価を行う。得られた劣化特性をフレキシブル印刷トランジスタのためのセキュリティコンポーネントとしてのPUF回路に応用する。得られた統計的劣化特性データを用いてPUFチップの生成するユニークIDの劣化特性の予測を行い、ユニークIDの許容誤差や劣化を補う回路機構の実装、フレキシブル印刷トランジスタの素子劣化の抑制の検討を行う。
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Research Products
(2 results)
