印刷法による有機CMOS回路の高速化と集積化を実現 - NEDOプロジェクト

トッパン・フォームズや富士フイルムなどで構成される研究グループは2月14日、NEDOプロジェクトとして、印刷法を用いた有機半導体CMOS回路の高速化と集積化に成功し、電子タグ内部に格納された固有IDコードや温度センサからの取得情報量の拡張を可能にしたと発表した。

同成果は、トッパン・フォームズ、富士フイルム、大阪府立産業技術総合研究所、JNC、デンソー、田中貴金属工業、日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース、パイクリスタル、東京大学などで構成される研究グループによるもので、研究の成果については、2月15日から17日にかけて開催される「nano tech 2017」のNEDOブースにて展示される予定だという。

今回の研究では、パイクリスタルと富士フイルム、東大 竹谷教授のグループが溶液を塗布し、単結晶化する「塗布単結晶化」で作製する高移動度の有機半導体CMOS回路を開発。論理演算速度は0.5MHz超を達成したほか、p型層とn型層を積層することで、従来手法からの微細化に頼らない集積化を実現するプロセスも開発したとのことで、これらにより、数千個以上のトランジスタを用いる集積回路を構築し、温度管理用電子タグとスマートデバイスとの直接通信を可能にしたとする。

また、大阪府立産業技術総合研究所のグループは、物流温度モニタ用として、冷蔵・冷凍温度範囲であっても安定に動作可能なフレキシブル温度センサ構造を開発したほか、パイクリスタルと共同で、有機CMOSフリップフロップ回路を用いて、温度センサのアナログ信号をデジタル信号に変換する多ビットA/Dコンバータ(ADC)を印刷法を用いて実現。有機半導体CMOS回路と組み合わせることで、非接触通信可能な温度管理用電子タグを構成することに成功したとする。

なお、同プロジェクトは、従来の多結晶有機半導体デバイスと比べて1/10以下のコスト、10倍以上の性能でコストパフォーマンス100倍以上を目標とする有機半導体を簡便かつ低コストに成膜し、商用周波数で通信可能な高速応答性能を持つRFIDタグの実現を目指すもので、今回の成果は、IoTを実現する低コストな温度センサ機能付きプラスチック電子タグとして広範な用途への量産化に道を拓くものになるとしている。