Scientific research on carbon nanotube-based analog integrated circuits with stretching ability

基于碳纳米管的具有拉伸能力的模拟集成电路的科学研究

基本信息

批准号：
20H00243
负责人：
大野雄高
金额：
$ 28.79万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ウェアラブルセンサデバイス実現のために必須のアナログ集積回路の実現を目指し、CNTアナログ集積回路の設計・プロセスの学理と技術基盤の構築を目的とし研究を推進している。特に、CNT TFTの特性ばらつきを含めた精密デバイスモデルを構築し、CNTアナログ集積回路の設計指針を明らかにし、その可能性を明らかにすること、さらに、ウェアラブルデバイス応用を視野に入れ、新たに局所歪み制御という独自技術を導入することにより、動的な表面にも設置可能な伸縮するCNT集積回路を実現することを目標としている。昨年度までに、センサデバイスで最も重要なアナログ回路であるアナログフロントエンド回路をカーボンナノチューブで初めて実現するなど、本研究課題のおおよその目標を達成している。本年度は、当初計画にないがCMOSに基づく低消費電力アナログ回路の実証に挑戦し、新規のばらつき抑制回路を提案するなどの成果を挙げている。まず、CMOS素子の低消費電力化を目指し、pMOS, nMOSにおける少数キャリア伝導の抑制を目指した。独自の背面露光と斜め蒸着法を組み合わせた自己整合プロセスにより、非対称ゲート構造を形成する技術を考案・実現し、少数キャリア伝導の減少を確認した。作製したCMOSデバイスについてモデリングを行い、CMOSアナログ集積回路の設計基盤を構築した。特に、素子ばらつきの影響を抑制する新たな増幅回路を考案し、その有効性を回路シミュレーションから明らかにするなど、カーボンナノチューブCMOSアナログ回路設計の基盤技術の構築を進めた。

为了实现可穿戴传感器设备所必需的模拟集成电路，我们正在推进研究，旨在为CNT模拟集成电路的设计和工艺建立原理和技术基础。特别是，我们将建立一个包含 CNT TFT 特性变化的精密器件模型，阐明 CNT 模拟集成电路的设计指南，阐明其可能性，并开发新模型，以期将其应用于可穿戴设备。称为局部应变控制的独特技术，我们的目标是实现可安装在动态表面上的可拉伸碳纳米管集成电路。到去年，我们已经实现了这个研究项目的总体目标，包括首次使用碳纳米管实现模拟前端电路，这是传感器设备中最重要的模拟电路。今年，虽然没有原计划，但我们尝试演示基于CMOS的低功耗模拟电路，并取得了成果，例如提出了一种新的变化抑制电路。首先，我们的目标是通过抑制 pMOS 和 nMOS 中的少数载流子传导来降低 CMOS 器件的功耗。我们设计并实现了一种使用自对准工艺形成不对称栅极结构的技术，该工艺结合了独特的背曝光和倾斜蒸发方法，并证实了少数载流子传导的减少。我们对制造的 CMOS 器件进行了建模，并构建了 CMOS 模拟集成电路的设计平台。特别是，我们设计了一种新的放大电路，可以抑制元件变化的影响，并通过电路模拟阐明其有效性，推进了碳纳米管CMOS模拟电路设计基础技术的构建。

项目成果

期刊论文数量（50）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Temperature dependence of Raman shift in defective single-walled carbon nanotubes

有缺陷的单壁碳纳米管拉曼位移的温度依赖性

DOI：
10.35848/1882-0786/ac4678
发表时间：
2022
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Endo Masanori;Uchiyama Haruki;Ohno Yutaka;Hirotani Jun
通讯作者：
Hirotani Jun

Low-Voltage Operable, Flexible Analog/Digital Mixed-Signal Integrated Circuits Based on Carbon Nanotubes

基于碳纳米管的低电压可操作、灵活的模拟/数字混合信号集成电路

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nohira Naoki;Hayashi Kenta;Tahara Masaki;Hosoda Hideki;Y. Ohno
通讯作者：
Y. Ohno

自己整合プロセスによる非対称ゲート構造カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの作製

自对准工艺制备非对称栅极结构碳纳米管薄膜晶体管

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
稲垣実央;島伸一郎;Norifumi FUJIMURA;堀秀汰，内山晴貴，片浦弘道，大野雄高
通讯作者：
堀秀汰，内山晴貴，片浦弘道，大野雄高

各種フルオロスマネンによるカーボンナノチューブへのキャリアドープ効果の評価

不同氟甘露烯对碳纳米管载流子掺杂效果评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mohit;Takaaki Miyasako and Eisuke Tokumitsu;Masayuki Fujita;中野拓海，内山晴貴，燒山佑美，櫻井英博，高燕林，丸山実那，岡田晋，片浦弘道，大野雄高
通讯作者：
中野拓海，内山晴貴，燒山佑美，櫻井英博，高燕林，丸山実那，岡田晋，片浦弘道，大野雄高

カーボンナノチューブ薄膜トランジスタへのスマネン吸着とその効果

苏马烯吸附及其对碳纳米管薄膜晶体管的影响