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2021 年度 研究成果報告書

安価ガラス基板上のIoTデバイスに向けた負性容量4端子低温poly-Si TFT

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04534
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関東北学院大学

研究代表者

原 明人  東北学院大学, 工学部, 教授 (20417398)

研究分担者 鈴木 仁志  東北学院大学, 工学部, 准教授 (70351319)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
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
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。

自由記述の分野

半導体工学

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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公開日: 2023-01-30  

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