近日，山東大學微電子學院宋愛民、辛倩課題組在互補型（CMOS）薄膜電晶體集成電路研究領域取得了突破性進展，相關結果以「Thin Film Sequential Circuits: Flip-Flops and a Counter Based on p-SnO and n-InGaZnO」為題，發表在國際微電子器件領域的頂級期刊IEEE Electron，並選為該期封面文章。論文第一作者為2018級博士生袁玉卓與楊進博士，辛倩副教授為通訊作者，山東大學為通訊單位。
隨著人口老齡化、亞健康等問題日趨嚴重，人們健康意識的增強，可穿戴健康電子將成為人們生活必需品。傳統矽基集成電路，難以做到輕薄柔軟，以滿足穿戴舒適性。超薄輕柔的貼片式電子電路，又稱「電子皮膚」，因可以貼附在皮膚表面，穿戴舒適，是可穿戴健康電子的必然趨勢。氧化物半導體薄膜電晶體（thin-film transistor，簡稱TFT）技術與目前主流的其它TFT技術（a-Si、LTPS）相比，工藝溫度低（因此可在柔性襯底上加工），關態電流低，遷移率較高，工藝成本低，大面積成膜均勻性好，可同時實現柔性、低功耗、低成本，適合柔性薄膜電路集成，被認為是可穿戴電子最理想的技術之一。
該論文工作基於p型SnO和n型IGZO TFT設計研製了薄膜互補時序邏輯電路JK觸發器、D觸發器以及２位可逆加/減法器。電路魯棒性測試表明，在不斷降低高電平電壓、增加低電平電壓後直至電壓範圍為1 V(高電平電壓4.5 V，低電平電壓3.5 V)，邊沿Ｄ觸發器的輸出波形仍然保持不變，證明該電路具有高可靠性和很強的抗幹擾能力。
宋愛民、辛倩課題組基於互補性氧化物p-SnO與n-IGZO薄膜電晶體，近幾年相繼實現了簡單功能的邏輯門（反相器、NAND、NOR、XOR、傳輸門等）、簡單組合邏輯電路（1 bit全加器等）以及複雜時序邏輯電路（2 bit可逆加/減法器等），並從良品率、均勻性、功耗等方面論證了大規模互補集成的可能性及其在可穿戴電子的應用價值。
課題組在氧化物半導體薄膜集成電路領域的研究已達到世界領先水平。相關工作已在IEEE Electron Device Letters等期刊發表學術論文十餘篇，取得多項專利，並被《中國日報》等媒體報導。該系列研究受國家重點研發計劃、國家自然科學基金委，山東省科技廳和山東大學專項資金等資助完成。
來源：山東大學
https://ieeexplore.ieee.org/document/9260172
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