< Terug naar vorige pagina

Project

gestructureerd circuitontwerp met Thin Film Transistors voor grote gebiedselektronica

Onderzoek uitgevoerd op de fysica van dunne film halfgeleidende materialen in de laatste paar decennia heeft geresulteerd in een assortiment technologieën om halfgeleiderinrichtingen te maken. Nu het apparaatonderzoek volwassen is, is er een push om apparaten en circuitelementen in dunne filmtechnologie in te zetten voor relevante circuitontwerpen. In tegenstelling tot CMOS-technologieën die momenteel een groot deel van de productie van geïntegreerde schakelingen vormen, kan de integratie van dunnefilmcircuits plaatsvinden door depositie over willekeurige oppervlakken zoals glas, metaal of kunststof, waardoor een nieuwe mogelijkheid voor geïntegreerde circuitoplossingen wordt geopend. Deze technologie is inherent groot gebied en werkt bij hogere spanningen die de integratiedichtheid beperken. Voor sommige toepassingen, zoals schermen, touchscreens waarvoor wel circuitelementen met grotere footprints nodig zijn, is de dunne-filmtechnologie echter historisch in gebruik. Ondanks de belofte van nieuwe mogelijkheden voor circuitintegratie, vergelijken dunnefilmapparaten niet met het conventionele CMOS-apparaat in termen van onbewerkte prestaties, waardoor hun toepassingsgebieden worden beperkt. De uitdagingen in circuitontwerp zijn echter niet alleen beperkt tot het omgaan met lagere prestaties als gevolg van de zeer lage mobiliteit van de dunne film halfgeleider, maar ook vanwege het gebrek aan complementaire apparaten tussen alle veelbelovende dunne filmtechnologieën. Oudere organische dunne film halfgeleiders resulteren in een apparaat dat slechts een p-type transistorgedrag heeft, terwijl de metaaloxide dunne film halfgeleiders alleen resulteren in een n-type transistor. Circuitontwerp met enkelkanaals apparaten vormt een interessante uitdaging, omdat veel van de circuitontwerptechnieken in wezen zijn opgebouwd uit een complementair paar dat in tandem werkt. Dit biedt de mogelijkheid om nieuwe circuittechnieken te verkennen die maximale prestaties onttrekken ondanks de beperking van het werken met slechts één type apparaat. Aan de applicatiezijde waar dunne film transistors (TFT) zijn gebruikt, zoals display backplanes; het apparaat is voornamelijk gebruikt als een schakelaar. De recente trend is om de TFT's te gebruiken in zowel digitale als analoge bouwstenen. Potentiële toepassingen hebben meer functionaliteit in de actieve matrix van schermen, aanraakschermen en andere soorten sensoren door de circuits dichter bij het sensor / transducerelement te plaatsen. Een toepassing die de laatste tijd is onderzocht, is het volledig bouwen van passieve RFID-tags op plastic folies met TFT-integratie met digitale logica, gegevenspad, geheugen en gemengde signaalblokken voor de voorkant. Bijkomende potentiële toepassingen zijn voor menselijke interface-inrichtingen waarbij circuits potentieel kunnen worden geïntegreerd / gegoten in kunststofblokken die zowel detectie als terugkoppeling verschaffen via b.v. haptiek om de gebruikerservaring te verbeteren. Om de bovengenoemde toepassingen te realiseren, moeten circuitbouwstenen en systeemontwerpstromen worden onderzocht en ontwikkeld. Aldus wordt het mogelijk gemaakt om mogelijk TFT-technologie te gebruiken in een ontwerpomgeving die werkt op een hoger abstractieniveau, d.w.z. opgeheven boven de technologie van de inrichting, vergelijkbaar met de manier waarop een groot deel van het CMOS-ontwerp tegenwoordig in de industrie plaatsvindt. Dit doctoraat wil dus werken aan de basis van het onderzoek naar apparaattechnologie, om circuitbouwstenen te ontwikkelen, zoals standaardcellen, geheugens en analoge / gemengde signaalblokken, en het werk valideren via tape-out en karakterisering. gestructureerd circuitontwerp met Thin Film Transistors voor grote gebiedselektronica

Datum:17 sep 2018 →  17 sep 2022
Trefwoorden:circuit design, thin film transistor, large area electronics
Disciplines:Sensoren, biosensoren en slimme sensoren, Andere elektrotechniek en elektronica, Nanotechnologie, Ontwerptheorieën en -methoden
Project type:PhD project