Ю.В. Кольцов1

1 Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт (г. Нижний Новгород, Россия)
1 koltzovyv@mail.ru

Постановка проблемы. Работа посвящена новому направлению – гигагерцевым тонкопленочным транзисторам для гибкой электроники.

Цель. Подробно рассмотреть новейшие достижения в разработке гигагерцевых тонкопленочных транзисторов с использованием различных материалов и технологий.

Результаты. Представлены последние результаты разработки и изготовления тонкопленочных СВЧ-транзисторов, их применения в конкретных устройствах, которые обеспечивают прогресс в развитии гибких активных элементов, столь необходимых гибкой электронике.

Практическая значимость. Анализ параметров изготовленных устройств на тонкопленочных СВЧ-транзисторах позволяет определить наиболее перспективные материалы их изготовления, материалов подложки и технологий тонкопленочных транзисторов для обеспечения самого высокого быстродействия с последующим увеличением рабочих частот.

Кольцов Ю.В. Гибкая электроника. Гигагерцевые тонкопленочные транзисторы // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2026. Т. 18. № 2. С. 64–70. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202602-07

1. Libsch F.R. Thin film transistors in active Matrix liquid crystal displays // In Thin Film Transistors. C.R. Kagan, P. Andry, Eds., New York: Marcel Dekker. 2003. 528 p. Р. 209–299.
2. Wu С., Mehlman Y., Kumar P. et al. A phased array based on large–area electronics that operates at gigahertz frequency // Nature Electronics. 2021. October. V. 4. № 10. P. 757–766.
3. Afsar Y., Moy T., Brady N., Wanger S. An Architecture for Large-Area Sensor Acquisition Using Frequency-Hopping ZnO TFT DCOs // IEEE Journal Solid-State Circuits. 2017. October. P. 1–12.
4. Federica C., Oliveira H. de S., Lugoda P. et al. Thin–film electronics on active substrates: review of materials, technologies and applications // Journal Physics D: Applied Physics. 2022. May 31. V. 55. № 32. 323002.
5. Bayraktaroglu B., Leedy K., Neidhard R. High-frequency ZnO thin-film transistors on Si substrates // IEEE Electron Device Letters. 2009. September. V. 30. № 9. P. 46–948.
6. Bayraktaroglu B., Leedy K., Neidhard R. Microwave ZnO thin-film transistors // IEEE Electron Device Letters. 2008. September. V. 29. № 9. P. 1024–1026.
7. Rieutort-Louis W., Huang L., Hu Y. et al. A Complete Fully Thin-Film PV Harvesting and Power–Management System on Plastic With On-Sheet Battery Management and Wireless Power Delivery to Off-sheet Loads // IEEE Journal of Photovoltaics. 2014. January. V. 4. № 1. P. 432–439.
8. Wang Y., Yang J., Wang H. et al. Amorphous-InGaZnO thin-film transistors operating beyond 1 GHz achieved by optimizing the channel and gate dimensions // IEEE Trans. Electron Devices. 2018. April. V. 65. № 4. P. 1377–1382.
9. Su L.-Y., Huang J.J. Demonstration of radio-frequency response of amorphous IGZO thin film transistors on the glass substrate // Solid-State Electronics. 2015. February. P. 122–125.
10. Mehlman Y., Wu C., Wagner S. et. al. Gigahertz zinc-oxide TFT-based oscillators // IEEE 2019 77th Annual Device Research Conference (DRC), 23–26 June. P. 63–64.
11. Mehlman Y., Afsar Y., Yerma N. et al. Self–aligned ZnO thin-film transistors with 860 MHz fT and 2 GHz fmax for large-area applications // IEEE 2017 75th Annual Device Research Conference (DRC). 25–28 June. P. 1–2.
12. Bayraktaroglu B., Leedy K., Neidhard R. Nanocrystalline ZnO microwave thin film transistors // Proc SPIE. 2010. V. 7679. P. 42–53.
13. Wang M., Tian M., Zhang Z. et al. High performance gigahertz flexible radio frequency transistors with extreme bending conditions // 2019 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM). 7–11 December 2019. 8.2.1–8.2.4.
14. Hu Q., Zhu S., Gu C. et al. Ultrashort 15-nm flexible radio frequency ITO transistors enduring mechanical and temperature stress // Science Advances. 2022. December 23. V. 8. № 51.
15. Компания Destination 2D выводит графен на рынок CMOS // Время электроники. 7.12.2024.
16. Charnas A., Andersen J., Zhang J. et al. Ultrathin Indium Oxide Thin-Film Transistors With Gigahertz Operation Frequency // IEEE Transaction Electron Devices. 2023. February. V. 70. № 2. P. 532–536.
17. Flaherty N. imec taps CCD for 3D CXL memory in data centres // eeNews Europe. 2024. December 12.
18. Flaherty N. First vertical bipolar organic transistor runs at 1.6GHz // eeNews Europe. 2022. June 27.
19. Wang S.J., Sawatzki M., Darbandy G. et al. Organic bipolar transistors // Nature. 2022. June 22. V. 606. P. 700–705.
20. Sennary M., Shah J., Yuan M. et al. Light-induced quantum tunnelling current in grapheme // Nature Communications. 2025. May 09. V. 16. Аrticle number 4335.
21. How Sputtering Could Drive the Adoption of High Performance ScAlN-Based Transistors // Microwave Journal. 2025. August 8.
22. Hu Q., Zhu S., Zhu Y. et al. Amorphous indium tin oxide transistors for power amplification above 10 GHz // Nature Electronics. 2025. September 25. V. 8. P. 803–809.
23. Reo Y., Zou T., Choi T. et al. Vapour-deposited high-performance tin perovskite transistors // Nature Electronics. 2025. April 28. V.8. P. 403–410.