| 研究課題/領域番号 |
19K04534
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 東北学院大学 |
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研究代表者 |
原 明人 東北学院大学, 工学部, 教授 (20417398)
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| 研究分担者 |
鈴木 仁志 東北学院大学, 工学部, 准教授 (70351319)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 薄膜トランジスタ / 多結晶シリコン / 多結晶ゲルマニウム / 高誘電体 / 強誘電体 / 4端子 / 負性容量 / シリコン / ゲルマニウム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
IoTエッジデバイスをシリコン以外の基板上に形成する技術は、IoTエッジデバイスの多様化・多機能化とともに今後重要になる。本研究は、代表者が独自開発した高移動度を有する4T LT poly-Si TFTに対してNC技術を融合することで、高移動度(>300 cm2/Vs)・精密Vth制御・小さいs値(<100 mV/dec)の3要素全てを満足させ、Vdd=1.0 Vでgain>10を有するCMOSインバータを安価ガラス基板上で実現することを目指す。これにより、安価ガラス基板上に低価格・低消費電力IoTエッジデバイスを実現するためのデバイス・イノベーションを実現する。
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| 研究成果の概要 |
強誘電体の母相であるHfO2をゲート絶縁膜として利用したガラス上4端子poly-Si TFTを作成し、結線によりNOT回路を動作させた。n-、 p-ch制御ゲート電圧を-2.0、-8.0 Vに設定することにより、Vdd=1.0Vで論理閾値0.5V、ゲイン14を実現した。また負性容量poly-Ge TFTの開発に向け、4端子poly-Ge TFTの動作にも成功した。強誘電体HfZrO2の開発に取り組んだ。単一ターゲットのスパッタ装置を利用している。CV特性には強誘電体性が現れているが、その特性は弱い。これは成膜材料を変えるたびに大気暴露されるため、余分な酸化膜が層間に形成されるためと考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
IoTエッジデバイスをシリコン以外の基板上に形成する技術は、IoTエッジデバイスの多様化・多機能化とともに今後重要になる。代表者が独自開発した高移動度を有する４端子低温多結晶シリコンTFTに対して負性容量技術を融合することで、高移動度(>300 cm2/Vs)・精密Vth制御・小さいs値(<100 mV/dec)の3要素全てを満足させ、Vdd=1.0 Vでgain>10を有するCMOSインバータを安価ガラス基板上で実現することを目指した。これにより、安価ガラス基板上に低価格・低消費電力IoTエッジデバイスを実現するためのデバイス・イノベーションを実現する。
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