2018 Fiscal Year Annual Research Report
Hybrid CMOS comprising four-terminal poly-IV TFTs on a glass substrate
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16K06311
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
原 明人 東北学院大学, 工学部, 教授 (20417398)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薄膜トランジスタ / 多結晶シリコン / 多結晶ゲルマニウム / ４端子 / ハイブリッドCMOS / インバータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微細化に依存せずに高性能かつ高機能な多結晶シリコン(poly-Si)薄膜トランジスタ(TFT)をガラス上に実現する手法として、自己整合四端子(4T)平面型メタルダブルゲート低温poly-Si（LTPS）TFTの開発を進めた。まず、SiO2ゲートスタックを有する4T LTPS TFTから構成されたCMOSインバータを石英ガラス基板上に550℃プロセスで開発した。4T構造が有するVthの精密制御という特徴を生かし、 Vdd=1.0 Vでのインバータ動作を実現した。更なる性能向上を目指すため、high-kゲート絶縁膜の導入に向けプロセス開発を進めた。High-k 4T LTPS TFTのCMOSインバータ動作には至っていないが、上下のゲートを連結したダブルゲート(DG)モードで130 mV/decという小さいs.s.値を示す結果が得られた。これらの結果は、低消費電力・低価格のガラス上IoTデバイスの実現に道を開くものである。
さらに、p-ch TFTとして高い移動度を有する多結晶ゲルマニウム（poly-Ge)を用いことにより、n-ch poly-Si TFTとp-ch poly-Ge TFTのハイブリッドCMOSを形成することを目指し、p-ch poly-Ge TFTの開発を進めた。銅(Cu)を利用した金属誘起結晶化（MIC）技術を利用し、ガラス基板上で自己整合4T poly-Ge TFTおよび自己整合4T poly-Ge1-xSnx TFTの動作に成功した。この結果は、ハイブリッドCMOSの可能性を示唆するものである。
加えて、塗布プラスチック上にDG Cu-MIC p-ch poly-Ge TFTを実現し、on/off比：約2000、DG動作時の最高移動度：約30 cm2/Vsを実現した。これらの値は、プラスチック上へのpoly-Ge TFTの可能性を示唆する結果である。
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Research Products
(16 results)
