게시 및 게시 날짜 : 2002/01/21

인쇄 공정을 사용하여 제조 할 수있는 바카라 룰농 박막 트랜지스터

-미묘한 플랫폼의 채널 길이를 차단하고 인쇄 된 통합 회로를 실현하는 방법을 열어

포인트

  • 전통적인마이크로 가공 기술and진공 제조 공정조정되지 않음바카라 룰 박막 트랜지스터제조 할 수 없었습니다
  • 인쇄 기술을 사용하여 정상 온도와 압력 하에서 바카라 룰농 박막 트랜지스터를 쉽게 생성 할 수있는 기술을 실현했습니다
  • 마이크로 가공 기술을 사용하지 않는 바카라 룰농 박막 트랜지스터의 경우채널 길이05µm 미만으로 달성되었습니다
  • 단결정 성능과 비교할 수있는 저전압 주행은 중합체 기반 바카라 룰 반도체의 코팅 필름을 사용하여 달성되었다
  • 인쇄 공정을 통해 통합 회로를 제조하기위한 기술 개발 실현 경로를 수행합니다

요약

국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 함)는 실온에서 단순한 인쇄 제조 공정 (진공 공정이 필요 없음)을 사용하여 정상적인 가압 기술을 사용하지 않고 생산할 수있는 바카라 룰농 박막 트랜지스터를 만드는 기술을 성공적으로 개발했습니다 이것은 바카라 룰 박막 트랜지스터를 사용할 수있게한다Submicron우리는 채널 길이 05 µm를 달성하고 1V 이하의 저전압에서 구동되는 바카라 룰형 박막 트랜지스터를 개발했습니다

이 기술 개발을 통해스크린 프린트기타 제조 및 인쇄 가능통합 회로

이 결과는 Applied Physics에 관한 제 49 회 연합 강의에서 발표 될 예정이다



결과 내용

○ 바카라 룰 박막 트랜지스터의 경우 10 µm 이하의 채널 길이 제어가 어려웠습니다
일반적으로,필드 효과 트랜지스터의 개발에서 짧은 채널 길이를 만드는 방법은 속도와 높은 통합의 열쇠를 보유한 중요한 기술 개발 문제입니다 바카라 룰 필드 효과 트랜지스터의 개발에서, 실리콘과 같은 기존의 무기 반도체 재료를 사용하여 현장 효과 트랜지스터의 요소 구조를 모방함으로써 요소가 주로 개발되었으므로 동일한 방식으로 짧은 채널 길이를 얻기 위해 포토 리소그래피와 같은 마이크로 보존 기술을 조정해야한다 그러나 바카라 룰 물질에서는 리소그래피로 인해 재료 자체가 악화되는 문제가 있으며, 미세한 가공에 부적합한 것으로 간주되었습니다

○ AIST에 의해 발견 된 트랜지스터 구조는 간단한 제조 공정을 사용하여 제작할 수 있으며 고성능을 나타냅니다
AIST는 무기 반도체 재료를 기반으로 기존의 필드 효과 트랜지스터의 장치 구조를 모방하기보다는 바카라 룰 반도체 재료에 적합한 장치 구조를 개발하여 필요한 성능을 달성 할 수있는 트랜지스터 요소를 개발했습니다 소스 전극, 배수 전극 및 바카라 룰 반도체 층의 배열 및 생산 순서의 배열을 포함하여 생산 순서가 크게 변경되었으며, 평면 구조는 3 차원 모양으로 성공적으로 이루어졌다 결과적으로, 완전히 새로운 트랜지스터 요소 구조에 의해 구동되는 완전히 새로운 트랜지스터 요소 구조를 갖는 완전히 새로운 트랜지스터 요소 구조를 갖는 바카라 룰농 박막 트랜지스터의 세계 최초의 성공적인 개발

○ 요소 구조의 반전
실리콘을 사용한 종래의 전계 효과 트랜지스터에서, 소스 및 배수 전극은 기본적으로 병렬 배열로 생성되었습니다 따라서, 두 전극 사이의 거리가 채널 길이가되기 때문에, 전극 사이의 좁은 거리를 얻기위한 미세 가공 기술이 필수화되었다
이번에는 AIST에 의해 개발 된 바카라 룰 트랜지스터에서 소스 전극 및 배수 전극은 3 차원의 대각선 배열로 배열되며 배수 전극, 바카라 룰 반도체 층 및 소스 전극을 연속적으로 순서대로 스태킹하는 것으로 구성됩니다 (특허 출원 중) 따라서, 채널 길이는 배수 전극과 소스 전극 사이에 샌드위치되어 형성된 바카라 룰 반도체 층의 두께 (나노 미터의 순서)에 의해 정의된다

○ 저전압 드라이브 트랜지스터의 실현
가용성 및 인쇄 가능전도성 폴리머 물질10598_10716하위 임계 값 경사06V/10 년를 얻을 수있었습니다 이 값은 상당히 높은 이동성을 나타내는 바카라 룰 반도체 재료로 알려진 "펜타 센 단일 결정"을 사용하여 제조 된 필드 효과 트랜지스터 장치로 얻은 것과 비슷합니다 Pentacene은 바카라 룰 반도체 재료이지만 인쇄 공정에 의해 제조 될 수없는 반도체 재료입니다 따라서 오늘날 AEST의 결과는 인쇄 (코팅 제조) 공정에 적응할 수있는 중합체 기반 바카라 룰 반도체 재료를 사용하는 전계 효과 트랜지스터의 세계에서 가장 높은 성능입니다

○ 인쇄용 반도체 재료는 인쇄 프로세스를 적용 할 수 있도록 사용해야합니다
인쇄 프로세스는 바카라 룰 트랜지스터에 적응할 수있을 것으로 예상되지만, 인쇄 공정이 동일한 재료, 즉 용매 가용성 인 반도체 재료에 적응할 수 있다는 제약이 있습니다 오늘날 미국의 IBM과 Lucent 기술은 우수한 특성을 나타내는 바카라 룰 트랜지스터를보고했지만, 우수한 성능을 나타내는 모든 성능은 용매 용해도가 낮고 인쇄 공정에 적응할 수없는 바카라 룰 반도체 재료를 사용하는 것입니다

○ 새로운 요소 개발의 영향
이번에 개발 된 기술을 통해 미세 가공 기술을 사용하지 않고 정상 온도 및 압력 하에서 트랜지스터 요소를 제조 할 수 있으므로 통합 회로의 제조 공정을 크게 단순화하고 장비를 단순화하며 제조 비용을 줄일 수 있습니다 또한 일반적인 목적 인쇄 기술을 조정할 수 있으므로 인쇄가 가능합니다전자 ​​장치| 제조 될 수있어 전자 장치의 제조 시간을 크게 줄일 수 있습니다

상단 및 하단 접점 유형 요소 구조 다이어그램
상단 및 하단 접점 요소 구조

연구 배경

바카라 룰 반도체는 실리콘 및 화합물 반도체 후 세 번째 반도체이며, 최근에는 실용적 사용을 향한 기술 개발에 대한 기대가 크다 특히, 바카라 룰 트랜지스터의 개발은 최근 몇 년 동안 종이와 같은 가볍고 부드러운 디스플레이로 전자 용지를 생성하고 무선 기간 동안 개별 제품 관리를 가능하게하는 전자 가격표 (차세대 바코드 : 바카라 룰 정보 태그)의 생성을 허용하기 때문에 강화되었습니다

바카라 룰 트랜지스터의 특징에는 "접힌 경우에도 작동 작동 없음"과 "간단한 인쇄 제조 공정을 사용하여 매우 저렴하게 제조 할 수 있습니다"가 포함되지만 이러한 개념이 실제로 현재 기술에 도입 되더라도 트랜지스터에 필요한 성능을 충족 할 수 없거나 특수한 inkjet 프린팅이 적용되지 않는 한 트랜지스터에 필요한 성능을 달성 할 수 없다는 문제였습니다

연구 기록

AIST는 정보 통신 기술의 기반을 확장하기 위해 차세대 반도체로서 "바카라 룰 물질을 사용하여 트랜지스터 개발"을 해왔습니다

미래 계획

우리는 안정적인 작동을 보장하고 통합 회로의 변환을 고려하기위한 기술을 개발할 것입니다


터미널 설명

◆ 마이크로 가공 기술
반도체 통합 회로 등에서 수십 µm ~ 07 µm의 간격으로 트랜지스터 구조 및 배선을위한 리소그래피 기술
구체적으로, (1) (1) 복사 가능한 수지 등을 적용하는 과정을 반복해야한다 (저항 필름), (2) 베이킹 (리소그래피), (3) 바카라 룰 용매를 사용한 바카라 룰농 용매를 사용한 불필요한 부품의 용리, (4) 공자 증발 등을 사용하여 반도체를 형성한다 에칭 등, (6) 진공 증발 등을 사용하여 반도체 층을 라미네이션하고 (7) (1) ~ (3)을 반복하고 단계 (1) ~ (3)을 반복하고, 진공 증발 등을 사용하여 금속의 촬영 (배선)과 같은 여러 단계의 단계를 반복하고, 진공 및 용액 처리
처리 한계에는 빛으로 베이킹 패턴을 베이킹 할 때 빛의 파장 (하위 µm 순서)의 한계가 포함됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 진공 제조 공정
진공 배기 펌프 (분자 터보 펌프, 냉동 펌프, 오일 로터리 펌프 등), 10-5~ 10-7PA (PA (PASCAL)는 진공 단위)의 진공 정도에서 반도체 재료, 금속 등의 박막을 제조하는 기술 : 1PA는 ATM의 1/1000입니다)[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 룰 박막 트랜지스터
실리콘과 같은 무기 반도체 재료보다는 바카라 룰 염료 및 전도성 중합체로 만든 박막 트랜지스터 1980 년대에 생산은 일본에서 수행되었지만 무기 반도체의 특성은 불충분했으며 연구는 정체되었습니다 1999 년 미국 벨 리서치 연구소 (LECENT)는 펜타 센 단일 결정을 사용하여 무기 반도체와 비슷한 특성을 입증하여 전 세계 트렌드의 재부팅을 유발했습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 채널 길이
소스와 배수 전극 사이의 전류가 흐르는 경로 (채널)의 거리 필드 효과 트랜지스터에서, 배출 전극으로의 출력 전류는 게이트 전극으로부터 신호를 적용함으로써 변조된다 이 경우 짧은 채널 길이는 고속 응답과 요소의 높은 통합을 제공합니다 특히, 바카라 룰 트랜지스터에서, 바카라 룰 반도체의 캐리어 이동성은 그다지 높지 않으므로 짧은 채널 길이는 매우 효과적이라고한다[참조로 돌아 가기]
◆ Submicron
마이크로 미터는 1 천만 분의 밀리미터이며, 미묘한 미크론은 천 분의 1 밀리미터입니다 실리콘 트랜지스터에서도 하위 미묘한 플랫폼의 채널 길이를 만드는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다[참조로 돌아 가기]
◆ 스크린 프린트
스텐실 인쇄 중 하나 이 방법에는 합성 섬유 또는 스테인레스 스틸 와이어로 만든 가우를 프레임에 부착하고 젤라틴 또는 수지로 페인트 라인의 다른쪽에 눈을 닫고 노출 된 직조를 통해 잉크를 압출하고 인쇄하는 것이 포함됩니다 종이 외에도 직물, 플라스틱, 유리 및 금속에 인쇄 할 수 있습니다 곡선 표면에도 인쇄 할 수도 있습니다 실크 스크린 인쇄[참조로 돌아 가기]
◆ 통합 회로
단일 기판 위 또는 내부에 많은 회로 요소가 함께 결합되는 초소형 구조의 전자 회로 많은 경우에, 트랜지스터, 다이오드, 저항 등이 선택적 확산을 사용하여 동일한 실리콘 기판 상에 형성되고 연결된다 약식 IC (통합 회로)[참조로 돌아 가기]
◆ 필드 효과 트랜지스터
반도체에서 전자 및 구멍의 흐름이 전기장에 의해 제어된다는 사실을 사용하는 증폭 장치
3 개의 전극이있는 트랜지스터 : 게이트, 소스 및 배수 및 신호가 게이트에 적용될 때 소스와 배수 사이의 전류 경로 (채널)의 폭이 배수로 출력 전류를 조절합니다 현재로 간주되는 바카라 룰 박막 트랜지스터 중에는이 유형의 많은 트랜지스터가 있습니다 FET (필드 효과 트랜지스터)[참조로 돌아 가기]
◆ 전도성 폴리머 재료
바카라 룰 반도체 재료는 대략 소분자 및 중합체로 나눌 수 있습니다 저 분자 재료는 일반적으로 높은 캐리어 이동성으로 인해 고성능 바카라 룰 트랜지스터를 개발하는 데 사용되지만, 많은 용매 용해도가 좋지 않기 때문에 진공 공정은 일반적으로 장치 제조에 사용됩니다 반면, 중합체 물질은 저 분자 재료보다 캐리어 이동성이 낮으며, 바카라 룰 트랜지스터로서의 특성은 저 분자 재료의 특성보다 열등하지만 고품질의 박막 층은 코팅 필름 형성에 의해 생산 될 수 있으며, 중합체 물질은 인쇄 공정의 적응에 사용됩니다 시라 카와 히키 교수를 노벨상로 이끌었던 전도성 중합체는 우수한 필름 형성 특성을 가지고 있으며 인쇄와 같은 간단한 과정에 적용될 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 하위 임계 값 경사
게이트 신호를 조절할 때 드레인 출력 전류가 어떻게 효과적인지를 보여주는 색인
06V/10 년은 10 배의 전류 증폭을 얻으려면 06V의 게이트 전압을 적용해야 함을 의미합니다 배수 전류를 변조 할 수 있도록 더 작은 게이트 전압을 적용 할 수있는 것이 바람직하다[참조로 돌아 가기]
◆ 전자 장치
전자의 기능을 사용하는 활성 장치의 일반적인 용어 트랜지스터 및 전자 튜브와 같은 반도체 장치
이러한 기본 요소를 결합한 통합 회로도 포함 할 수도 있습니다[참조로 돌아 가기]

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