碳管彎曲與多重閘極結構對奈米碳管場效電晶體之電特性研究

CNT Bending and Multi-gate Structures on Electrical Characteristics of CNT FET

賴肆華(Si-Hua Lai)

指導教授 ： 張廖貴術

國立清華大學/原子科學院/工程與系統科學系/碩士(2008年)

摘要

本論文會稍微介紹奈米碳管的發展，奈米碳管的種類、奈米碳管的應用、奈米碳管的成長方式、實驗結構的設計、光罩佈局和旋塗技術，並介紹所使用的機台和實驗流程以及所使用的碳管種類。接著介紹多重閘極穿隧式奈米碳管電晶體，在本研究中其次臨界曲線( sub-threshold swing ，S.S)可以達到55mV/dec。而再同一顆元件上利用這種P-i-N結構跟以往的N-i-N結構，來比較其開關電流比，可觀察到P-i-N型會比N-i-N型穿隧奈米碳管電晶體的導通電流大15%以上。藉由將一端的能帶提高來降低穿隧能障，提高其穿隧機率可以增加穿隧電流約40%。改變通道中能帶的分布來改善其雙極特性，對於奈米碳管在未來應用於電子元件上將有很大的助益。因此本章節將就非對稱多重閘極碳管電晶體做詳細的電性分析並由能帶圖的觀點載子是如何經由閘極電場所產生的能帶從源極端到達汲極端。
為了瞭解半導性奈米碳管隨著元件表面起伏所造成的彎曲和電性之間的關係，於是我們使用不同厚度的氧化層造成結構表面有明顯高低差來製作電晶體。經由本章的量測結果，我們可以觀察到當半導性奈米碳管彎曲時，會使得截止電流下降，且有較高的on/off ratio的開關特性，寄望未來利用此一特性的調整，可以達成更好的元件特性。

關鍵字

奈米碳管

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參考文獻

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