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2012 年度 実績報告書

領域選択プロセスによる高性能薄膜トランジスタを用いたグリーンLSI技術

研究課題

研究課題/領域番号 23360144
研究機関東北大学

研究代表者

小谷 光司  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20250699)

研究分担者 黒木 伸一郎  広島大学, ナノデバイス・バイオ融合科学研究所, 准教授 (70400281)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード薄膜トランジスタ / 半導体プロセス / レーザーアニール / センサーネットワーク / 領域選択プロセッシング
研究概要

本研究は,TFT技術の可能性を追求し,グリーンLSI実現のための基盤となる技術を確立することを目的としている。平成24年度は平成23年度に引き続き,以下の項目の研究を実施した。
高性能TFTデバイスの研究に関しては,平成24年の研究成果に基づき,ゲートとソース・ドレイン間の寄生容量を抑えることにより高速動作と低消費電力が可能なTFTデバイスを設計評価した。特にMoメタルゲートを導入したセルフアラインプロセスを導入し,これにより寄生容量低減を行った。ECR Plasma CVD SiO2薄膜(膜厚10 nm)を導入し,低電圧動作を実現した。電子移動度450 cm2/V・sの高性能TFTを実現した。
高性能TFTデバイス製造プロセスの研究に関しては,平成23年から継続して連続発振レーザーアニール技術を先鋭化すると共に,「必要な箇所に必要なだけの材料・エネルギーを供給し,必要なだけの処理を施す領域選択プロセッシング」の概念の適用を行った。連続発振レーザーアニールによる部分的にシリコンを溶融結晶化し,更にレーザスキャン速度とレーザーパワーを変化させ面方位制御技術を確立した。マスクを用いずに必要な場所に所定のパターンを描画できるマスクレスアライナを適用し,TFTデバイスの集積化技術を構築した。
ユビキタスセンサーネットワーク向け要素回路の研究に関しては,センサーデバイスや電源回路等を搭載した環境エネルギー獲得型スマートセンサーネットワークLSI実現の具体例として,環境電波エネルギー獲得のための太陽電池協調による高周波整流電源回路を設計し,バルクデバイスのよる集積回路の試作・検証を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成24年度に計画した研究内容は着実に実施されており,おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り,平成24年度までの研究に引き続き,「高性能デバイス製造プロセスの研究」を推進し,これまで申請者が進めてきた薄膜トランジスタデバイス・製造技術研究を先鋭化する。さらに,「ユビキタスセンサーネットワーク向け要素回路の研究」を進展させる。また,最終年度として,「まとめと課題整理」を行う予定である。
研究分担者の黒木伸一郎准教授は外部の広島大学所属であるが,これまで同様現地打ち合わせを含め,電子メールや電話等での諸連絡を通して密に連携する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Tri-Gate Polycrystalline Silicon Thin Film Transistors Fabricated by Continuous-Wave Laser Lateral Crystallization for Improvement of Electron Transport Properties2012

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Fujii
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 ページ: 02BJ03-1-6

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.02BJ03

    • 査読あり
  • [学会発表] Synergistic Ambient Energy Harvesting: Highly Efficient CMOS Rectifier with Photovoltaic-Assisted Vth Cancellation for Effective Energy Harvesting from Ambient Radio Waves2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Kotani
    • 学会等名
      2013 Symposium, CMOS Emerging Technologies Research
    • 発表場所
      Whistler, Canada
    • 年月日
      20130717-20130719
    • 招待講演
  • [学会発表] 巨大線状Si結晶グレインを用いた高性能薄膜トランジスタ2013

    • 著者名/発表者名
      山野 真幸
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      厚木市
    • 年月日
      20130327-20130330
  • [学会発表] Photovoltaic-Assisted CMOS Rectifier Circuit for Synergistic Energy Harvesting from Ambient Radio Wave2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Kotani
    • 学会等名
      IEEE Asian Solid-State Circuits Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      20121112-20121114
  • [学会発表] ダブルラインビーム連続発振レーザラテラル結晶化によるシリコン薄膜の3軸結晶制御とTFT2012

    • 著者名/発表者名
      黒木伸一郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      20120427-20120428
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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