JP2009278107A - 薄膜トランジスタの製造方法 - Google Patents
薄膜トランジスタの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009278107A JP2009278107A JP2009117603A JP2009117603A JP2009278107A JP 2009278107 A JP2009278107 A JP 2009278107A JP 2009117603 A JP2009117603 A JP 2009117603A JP 2009117603 A JP2009117603 A JP 2009117603A JP 2009278107 A JP2009278107 A JP 2009278107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film transistor
- thin film
- semiconductor layer
- carbon nanotube
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 109
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 36
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 32
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims description 8
- 229910021404 metallic carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002238 carbon nanotube film Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/221—Carbon nanotubes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/464—Lateral top-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
- Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/70—Nanostructure
- Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
- Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
- Y10S977/75—Single-walled
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【解決手段】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、生長基板を提供する第一ステップと、前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とする第三ステップと、前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及びドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第四ステップと、前記半導体層に絶縁層を形成する第五ステップと、前記絶縁層の表面にゲート電極を形成し、薄膜トランジスタを形成する第六ステップと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の薄膜トランジスタの製造方法は、生長基板を提供する第一ステップと、前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とする第三ステップと、前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及びドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第四ステップと、前記半導体層に絶縁層を形成する第五ステップと、前記絶縁層の表面にゲート電極を形成し、薄膜トランジスタを形成する第六ステップと、を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、薄膜トランジスタの製造方法に関し、特にカーボンナノチューブを含む薄膜
トランジスタの製造方法に関するものである。
トランジスタの製造方法に関するものである。
薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）は、パネル表示装置に広く応用される。従来の薄膜トランジスタは、主に、ゲート電極、絶縁層、半導体層、ソース電極及びドレイン電極を含む。前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、分離して設置され、前記半導体層と電気的に接続される。前記ゲート電極は、前記絶縁層に設置され、該絶縁層により前記半導体層、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と分離して絶縁する。前記半導体層の、前記ソース電極とドレイン電極との間に位置される領域には、チャンネル領域が形成される。
前記薄膜トランジスタのゲート電極、ソース電極及びドレイン電極は、導電材料からなる。該導電材料は、金属又は合金である。前記ゲート電極に電圧を印加すると、前記絶縁層により該ゲート電極と分離して設置された前記半導体層におけるチャンネル領域で、キャリヤーが蓄積することができる。該キャリヤーが所定の程度に蓄積する場合、前記半導体層に電気的に接続される前記ソース電極及び前記ドレイン電極が電気的に接続されるので、前記ソース電極から前記ドレイン電極に流れる電流がある。
従来技術として、薄膜トランジスタの半導体層の材料は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン又は有機半導体重合体である（非特許文献１を参照）。アモルファスシリコンを半導体層とする薄膜トランジスタにおいて、該半導体層で多くのダングリングボンド（ＤａｎｇｌｉｎｇＢｏｎｄ）を含むので、キャリヤーの移動度は、小さくなる。該キャリヤーの移動度が一般的に１ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１より小さいので、前記薄膜トランジスタの応答速度は、遅い。多結晶シリコンを半導体層とする薄膜トランジスタにおいて、キャリヤーの移動度は、大きくなる。該キャリヤーの移動度が一般的に１０ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１ほどであるので、前記薄膜トランジスタの応答速度は、速い。しかし、多結晶シリコンを半導体層とする薄膜トランジスタは、方法が複雑し、コストが高く、大面積製造が難しく、オフ電流が大きい。従来の無機薄膜トランジスタと比べて、有機半導体重合体を半導体層とする有機薄膜トランジスタは、コストが低く、製造の温度が低く、高い強靭性を有する長所がある。しかし、有機薄膜トランジスタは、室温でジャンプ伝導するので、抵抗率が高く、キャリヤーの移動度が小さくなる。従って、前記有機薄膜トランジスタの応答速度は、遅いという課題がある。
前記課題を解決するために、半導体性を有するカーボンナノチューブ構造体を半導体層とする薄膜トランジスタを提供する。従来の薄膜トランジスタの製造方法は、複数のカーボンナノチューブを有機溶剤に混合して混合物を形成する第一ステップと、前記混合物を基板に塗布する第二ステップと、前記基板に塗布された混合物の有機溶剤を蒸発させてカーボンナノチューブ構造体を形成する第三ステップと、該カーボンナノチューブ構造体にソース電極及びドレイン電極を形成する第四ステップと、該カーボンナノチューブ構造体に窒化ケイ素からなる絶縁層を形成し、該絶縁層にゲート電極を形成する第五ステップと、を含む。
"Ｎｅｗ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ"、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌｉｄｓ、２００２年、第２９９−３０２巻、第１３０４〜１３１０頁
Ｋａｉｌｉ Ｊｉａｎｇ、Ｑｕｎｑｉｎｇ Ｌｉ、Ｓｈｏｕｓｈａｎ Ｆａｎ、"Ｓｐｉｎｎｉｎｇ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｙａｒｎｓ"、Ｎａｔｕｒｅ、２００２年、第４１９巻、ｐ．８０１
しかし、前記混合物において、カーボンナノチューブが凝集しやすいので、前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブの分布が不均一になるという課題がある。また、前記有機溶剤を完全に除去できないので、前記カーボンナノチューブ構造体に不純物が残るという課題もある。また、前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは不均一に配列されているので、カーボンナノチューブの大きなキャリア移動度が十分に利用できないという課題もある。
従って、本発明は、前記課題を解決するために、薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
薄膜トランジスタの製造方法は、生長基板を提供する第一ステップと、前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とする第三ステップと、前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及びドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第四ステップと、前記半導体層に絶縁層を形成する第五ステップと、前記絶縁層の表面にゲート電極を形成し、薄膜トランジスタを形成する第六ステップと、を含む。
生長基板を提供する第一ステップと、前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させる第三ステップと、絶縁基板を提供し、該絶縁基板の表面にゲート電極を形成する第四ステップと、前記ゲート電極を被覆するように絶縁層を形成する第五ステップと、前記カーボンナノチューブ構造体を前記絶縁層の表面に転写し、半導体層を形成する第六ステップと、前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及び該ドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第七ステップと、を含む。
前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブである。
前記カーボンナノチューブ構造体は、互いに絡み合った複数のカーボンナノチューブを含む。
前記保護ガスの雰囲気で前記触媒層が形成された生長基板を５００℃〜７４０℃に加熱した後、前記反応炉にカーボンを含むガス及びキャリヤーガスが導入して、５分〜３０分間反応を行う。
前記カーボンナノチューブ構造体における金属性のカーボンナノチューブを除去する工程を含む。
従来の薄膜トランジスタの製造方法と比べて、本発明の薄膜トランジスタの製造方法において、直接生長されたカーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とするので、該薄膜トランジスタの製造方法は、複数のカーボンナノチューブを有機溶剤に混合して混合物を形成するステップを含まないので、簡単である。かつ、前記半導体層にカーボンナノチューブが均一に配列され、有機溶剤を含まない。前記キャリヤーガス及び前記カーボンを含むガスの体積比を制御することにより、単層カーボンナノチューブ構造体が生長されることができる。該単層カーボンナノチューブ構造体が半導体性を有し、大きなキャリヤーの移動度を有するので、前記製造方法で製造された薄膜トランジスタは、大きなキャリヤーの移動度を有し、速い応答速度を有する。前記カーボンナノチューブ構造体が配向せず配列され、互いに絡み合ったカーボンナノチューブを含むので、該カーボンナノチューブ構造体が優れた強靭性と機械強度を有する。従って、前記カーボンナノチューブ構造体を半導体層とする薄膜トランジスタは、更に優れた強靭性及び機械強度を有する。
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１と図２を参照すると、本発明の実施例１は、トップゲート型(Ｔｏｐ Ｇａｔｅ Ｔｙｐｅ)薄膜トランジスタ１０の製造方法を提供する。該製造方法は、下記のステップを含む。
図１と図２を参照すると、本発明の実施例１は、トップゲート型(Ｔｏｐ Ｇａｔｅ Ｔｙｐｅ)薄膜トランジスタ１０の製造方法を提供する。該製造方法は、下記のステップを含む。
第一ステップでは、生長基板１１０を提供する。
前記生長基板１１０は、耐熱性を有し、絶縁基板である。該生長基板１１０の形状及び寸法は、実際の応用に応じて選択することができる。該生長基板はＰ型のシリコン基材、Ｎ型のシリコン基材、酸化層が形成されたシリコン基材、透明の石英基材、酸化層が形成された透明の石英基材のいずれか一種である。本実施例において、４インチの、酸化層が形成されたシリコン基材を選択することが好ましい。
第二ステップでは、前記生長基板１１０の表面に触媒層を形成する。
本実施例において、電子ビーム蒸着の方法で前記生長基板１１０の表面に触媒層を形成する。該触媒層は、金属からなる。該触媒層の材料は、鉄、コバルト、ニッケル、マグネシウム及びその二種以上の合金のいずれか一種である。前記触媒層の厚さは、数ナノメートル〜数百ナノメートルである。
本実施例において、前記触媒層は、鉄金属層を採用する。具体的には、電子ビーム蒸着の方法で前記生長基板１１０の表面に鉄金属層を形成する。該鉄金属層の厚さは０．１ナノメートル〜３ナノメートルである。前記触媒層は非常に薄く形成することにより、単層カーボンナノチューブを成長しやすくすることができる。
第三ステップでは、前記触媒層が形成された生長基板１１０を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で５００℃〜７４０℃に加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタ１０の半導体層１４０とする。
具体的には、まず、前記触媒層が形成された生長基板１１０を反応炉に置く。次に、前記反応炉に保護ガスを導入して、前記触媒層が形成された生長基板１１０を５００℃〜７４０℃に加熱する。最後に、前記反応炉にカーボンを含むガス及びキャリヤーガスを導入して、５分〜３０分間反応を行う。
前記カーボンを含むガスの流量は、５ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍであり、好ましくは、２０ｓｃｃｍである。前記キャリヤーガスの流量は、５００ｓｃｃｍである。前記カーボンを含むガスとしては、例えば、アセチレン、エチレン、メタンなどの活性な炭化水素が選択され、保護ガスとしては、窒素ガスと不活性ガスなどが選択される。本実施例において、該カーボンを含むガスは、アセチレンであることが好ましく、該保護ガスは、アルゴンガスであることが好ましく、該キャリヤーガスは、水素ガスであることが好ましい。
前記生長されたカーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブの層数は、前記キャリヤーガス及びカーボンを含むガスの体積比と関係がある。前記キャリヤーガス及びカーボンを含むガスの体積比を１００：１〜１００：１０にする場合、前記生長されたカーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブは、単層のカーボンナノチューブである。かつ、前記カーボンナノチューブの直径を０．５ナノメートル〜１０ナノメートルに制御することができる。本実施例において、前記カーボンナノチューブの直径は、２ナノメートルであり、前記カーボンナノチューブ構造体の厚さは、０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。
図３を参照すると、前記カーボンナノチューブ構造体は、配向せず配列され、互いに絡み合って半導体性を有するカーボンナノチューブを含む。生長の条件を制御することによって、前記カーボンナノチューブ構造体は、例えば、アモルファスカーボン及び触媒の残留物である金属粒子などの不純物を含まなくなる。該カーボンナノチューブ構造体において、半導体性を有するカーボンナノチューブの数量は、全てのカーボンナノチューブの数量の２／３である。該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタ１０の半導体層１４０とする。
第四ステップでは、前記半導体層１４０にソース電極１５１及びドレイン電極１５２を分離して形成し、該ソース電極１５１及びドレイン電極１５２を前記半導体層１４０に電気的に接続させる。
前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２は、導電材料からなる。該ソース電極１５１及び該ドレイン電極１５２の材料は、金属、合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルム、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）、銀ペースト、導電重合体又は導電性カーボンナノチューブなどである。前記金属は、アルミニウム、銅、タングステン、モリブデン、金、チタン、ネオジム、パラジウム又はセシウムなどである。前記合金は、前記金属の合金である。前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２が形成された材料によって、異なる方法で該ソース電極１５１及び該ドレイン電極１５２を形成することができる。具体的には、前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２の材料が金属、合金、ＩＴＯ又はＡＴＯである場合、スパッタリング、エッチング、蒸着などの方法で前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２を形成することができる。前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２の材料が銀ペースト、導電重合体又は導電カーボンナノチューブフィルムである場合、印刷塗布又は接着の方法で該導電銀コロイド、導電重合体又は導電性カーボンナノチューブフィルムを前記半導体層１４０の表面に塗布又は接着し、前記ソース電極１５１及び前記ドレイン電極１５２を形成することができる。該ソース電極１５１及び該ドレイン電極１５２の厚さは、０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルであり、該ソース電極１５１と該ドレイン電極１５２との距離は、１マイクロメートル〜１００マイクロメートルである。
本実施例において、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２の材料は、金属である。該ソース電極１５１と該ドレイン電極１５２とを形成する方法は、次の二種がある。次に、該二種の方法について詳しく説明する。
第一の方法において、まず、前記半導体層１４０の表面にフォトレジスト層を形成する。次に、前記フォトレジスト層に露光、現像を行うことにより、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との領域のフォトレジスト層を除去する。その後で、磁気スパッター又は電子ビーム蒸着などの方法で前記フォトレジスト層及び、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との領域に金属層を形成し、該金属層がパラジウム、チタン及びニッケルなどの金属層であることが好ましい。最後に、アセトンなどの有機溶剤で前記フォトレジスト層及びそれに形成された金属層を除去し、前記半導体層１４０にソース電極１５１とドレイン電極１５２を形成する。
第二の方法において、まず、前記半導体層１４０の表面に金属層を形成する。次に、前記金属層の表面にフォトレジストを塗布し、フォトレジスト層を形成する。その後、前記フォトレジスト層に露光、現像を行うことにより、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との領域の以外のフォトレジスト層を除去する。最後に、プラズマエッチングの方法で前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との領域以外の金属層を除去し、アセトンなどの有機溶剤で前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との領域のフォトレジスト層を除去し、前記半導体層１４０にソース電極１５１とドレイン電極１５２を形成する。本実施例において、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２とは、厚さが１マイクロメートルであり、該ソース電極１５１と該ドレイン電極１５２との距離が５０マイクロメートルである。
前記第四ステップは、優れた半導体性を有する半導体層１４０を形成するために、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２を形成した後、更に、前記半導体層１４０における、金属性を有するカーボンナノチューブを除去する工程を含む。まず、電源を提供する。次に、前記電源の正極及び負極を前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２にそれぞれ、接続する。最後に、前記電源により前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２に電圧を印加すると、金属性を有するカーボンナノチューブを焼切り、優れた半導体性を有する半導体層１４０を形成する。
また、前記半導体層１４０における、金属性を有するカーボンナノチューブを除去する方法は、前記方法に制限されず、水素プラズマ、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外光、紫外光又は可視光で前記半導体層１４０を照射し、金属性を有するカーボンナノチューブを焼切り、優れた半導体性を有する半導体層１４０を形成する。
第五ステップでは、前記半導体層１４０に絶縁層１３０を形成する。
前記絶縁層１３０の材料は、窒化珪素、酸化珪素などの硬性材料又はベンゾシクロブテン（Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）、アクリル酸樹脂などの柔らかな材料である。前記絶縁層１３０の材料により、異なる方法で前記絶縁層１３０を形成することができる。具体的には、前記絶縁層１３０の材料が窒化珪素又は酸化珪素である場合、堆積の方法で絶縁層１３０を形成することができる。前記絶縁層１３０の材料がベンゾシクロブテン又はアクリル酸樹脂である場合、印刷塗布の方法で絶縁層１３０を形成することができる。該絶縁層１３０は、厚さが０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。
本実施例において、前記半導体層１４０及び、該半導体層１４０に形成されたソース電極１５１及びドレイン電極１５２を被覆するように、プラズマ化学気相推積法で窒化珪素の絶縁層１３０を形成する。該絶縁層１３０は、厚さが１マイクロメートルである。
第六ステップでは、絶縁層１３０の表面にゲート電極１２０を形成し、薄膜トランジスタ１０を形成する。
前記ゲート電極１２０は、導電材料からなる。該ゲート電極１２０の材料は、金属、合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルム、酸化アンチモンスズ（ＡＴＯ）、銀ペースト、導電重合体又はカーボンナノチューブフィルムなどである。前記金属は、アルミニウム、銅、タングステン、モリブデン、金、チタン、ネオジム、パラジウム又はセシウムなどである。前記合金は、前記金属の合金である。前記ゲート電極１２０が形成された材料によって、異なる方法で該ゲート電極１２０を形成することができる。具体的には、前記ゲート電極１２０の材料が金属、合金、ＩＴＯ又はＡＴＯである場合、スパッタリング、エッチング、蒸着などの方法で前記ゲート電極１２０を形成することができる。前記ゲート電極１２０の材料が銀ペースト、導電重合体又はカーボンナノチューブフィルムである場合、印刷塗布又は接着の方法で前記ゲート電極１２０を形成することができる。該ゲート電極１２０は、厚さが０．５ナノメートル〜１００マイクロメートルである。
本実施例において、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２を形成する方法で前記絶縁層１３０の、前記ソース電極１５１と前記ドレイン電極１５２との間の半導体層１４０に対向する領域にゲート電極１２０を形成する。該ゲート電極１２０は、前記絶縁層１３０により前記半導体層１４０に絶縁的に設置され、材料がアルミニウムであり、厚さが１マイクロメートルである。
また、柔らかな薄膜トランジスタ１０を形成するように、前記生長基板１１０に生長されたカーボンナノチューブ構造体を柔らかな基板に転写した後、該柔らかな基板にソース電極、ドレイン電極、絶縁層及びゲート電極を形成する。
（実施例２）
図４と図５を参照すると、本実施例は、ボトムゲート型(Ｂｏｔｔｏｍ Ｇａｔｅ Ｔｙｐｅ)薄膜トランジスタ２０の製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例１の薄膜トランジスタ１０の製造方法と基本的に同じである。
図４と図５を参照すると、本実施例は、ボトムゲート型(Ｂｏｔｔｏｍ Ｇａｔｅ Ｔｙｐｅ)薄膜トランジスタ２０の製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例１の薄膜トランジスタ１０の製造方法と基本的に同じである。
前記薄膜トランジスタ２０の製造方法は、下記のステップを含む。
第一ステップでは、生長基板を提供する。
第二ステップでは、前記生長基板の表面に触媒層を形成する。
第三ステップでは、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で５００℃〜７４０℃に加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させる。
第四ステップでは、絶縁基板２１０を提供し、該絶縁基板２１０の表面にゲート電極を形成する。
第五ステップでは、前記ゲート電極２２０を被覆するように絶縁層２３０を形成する。
第六ステップでは、前記カーボンナノチューブ構造体を前記絶縁層２３０の表面に転写し、半導体層２４０を形成する。まず、前記生長基板に形成されたカーボンナノチューブ構造体と、前記絶縁層２３０とを接触させるように、前記生長基板を前記絶縁層２３０に設置する。次に、前記構造を熱プレス加工する。その後で、前記生長基板を除去し、前記絶縁層２３０に半導体層２４０を形成する。
第七ステップでは、前記半導体層２４０にソース電極１５１及びドレイン電極１５２を分離して形成し、該ソース電極１５１及びドレイン電極１５２を前記半導体層２４０に電気的に接続させる。
（実施例３）
図６を参照すると、本施例は、トップゲート型薄膜トランジスタアレイの製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例１の薄膜トランジスタの製造方法と基本的に同じである。本実施例と前記実施例１と異なる所は、本実施例が一つの絶縁基板に複数の薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタアレイを形成する。具体的には、下記のステップを含む。
図６を参照すると、本施例は、トップゲート型薄膜トランジスタアレイの製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例１の薄膜トランジスタの製造方法と基本的に同じである。本実施例と前記実施例１と異なる所は、本実施例が一つの絶縁基板に複数の薄膜トランジスタを形成し、薄膜トランジスタアレイを形成する。具体的には、下記のステップを含む。
第一ステップでは、生長基板を提供する。
第二ステップでは、前記生長基板の表面に少なくとも一つの触媒層を形成する。複数の触媒層を形成するようになる場合、前記生長基板の表面に大きな面積の触媒層を形成した後、レーザーで切る方法などの方法を利用して前記触媒層をパターン化し、それぞれ、所定の位置に触媒層を形成する。
第三ステップでは、前記少なくとも一つの触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で５００℃〜７４０℃に加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、少なくとも一つのカーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とする。
具体的には、前記第二ステップで複数の触媒層を形成する場合、前記第三ステップで複数のカーボンナノチューブ構造体を形成する。即ち、前記各々の触媒層にそれぞれ、カーボンナノチューブ構造体を形成する。前記第二ステップで一つの触媒層を形成する場合、前記第三ステップで前記触媒層に一つのカーボンナノチューブ構造体を形成する。その後で、レーザーで切る方法を利用して、前記カーボンナノチューブ構造体を切り、前記生長基板に複数のカーボンナノチューブ構造体を形成する。
第四ステップでは、前記の各々の半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、各々のソース電極及びドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる。本実施例のソース電極及びドレイン電極の形成方法は、実施例１の薄膜トランジスタ１０におけるソース電極１５１及びドレイン電極１５２の形成方法と基本的に同じである、本実施例において、まず、複数の半導体層が形成された絶縁基板の表面に金属フィルムを堆積し、エッチングの方法で前記金属フィルムをパターン化し、所定の位置に複数のソース電極及びドレイン電極を形成する。前記ソース電極及びドレイン電極の材料は、ＩＴＯフィルム、ＡＴＯフィルム、銀ペースト、導電重合体フィルム又はカーボンナノチューブフィルムなどである。
第五ステップでは、各々の半導体層に絶縁層を形成する。該絶縁層の形成方法は、実施例１の薄膜トランジスタ１０の絶縁層１３０の形成方法と基本的に同じである。具体的には、まず、ソース電極、ドレイン電極及び半導体層が形成された絶縁基板の表面に窒化珪素フィルムを堆積し、エッチングの方法で該窒化珪素フィルムをパターン化し、所定の位置に複数の絶縁層を形成する。前記絶縁層の材料は、酸化珪素などの硬性材料又はベンゾシクロブテン、アクリル酸樹脂などの柔らかな材料である。
第六ステップでは、各々の絶縁層の表面にゲート電極を形成し、トップゲート型薄膜トランジスタアレイを形成する。
（実施例４）
本実施例は、ボトムゲート型薄膜トランジスタアレイの製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例２の製造方法と基本的に同じで、具体的には、下記のステップを含む。
本実施例は、ボトムゲート型薄膜トランジスタアレイの製造方法を提供する。該製造方法は、前記実施例２の製造方法と基本的に同じで、具体的には、下記のステップを含む。
生長基板を提供する第一ステップと、前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で５００℃〜７４０℃に加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させる第三ステップと、絶縁基板を提供し、該絶縁基板の表面に複数のゲート電極を形成する第四ステップと、複数の前記ゲート電極を被覆するように少なくとも一つの絶縁層を形成する第五ステップと、前記カーボンナノチューブ構造体を前記絶縁層の表面に転写し、該カーボンナノチューブ構造体をパターン化し、前記絶縁層により複数の前記ゲート電極と絶縁状態で設置された複数の半導体層を形成する第六ステップと、前記各々の半導体層２４０にそれぞれ、ソース電極１５１及びドレイン電極１５２を分離して形成し、該ソース電極１５１及びドレイン電極１５２を前記半導体層２４０に電気的に接続させる第七ステップと、を含む。
本発明の薄膜トランジスタの製造方法は次の優れた点がある。第一は、直接生長されたカーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とするので、該薄膜トランジスタの製造方法は、複数のカーボンナノチューブを有機溶剤に混合して混合物を形成するステップを含まないので、簡単である。かつ、前記半導体層にカーボンナノチューブが均一に配列され、有機溶剤を含まない。第二は、前記キャリヤーガス及び前記カーボンを含むガスの体積比を制御することにより、単層カーボンナノチューブ構造体が生長されることができる。該単層カーボンナノチューブ構造体が半導体性を有し、大きなキャリヤーの移動度を有するので、前記製造方法で製造された薄膜トランジスタは、大きなキャリヤーの移動度を有し、速い応答速度を有する。第三は、前記カーボンナノチューブ構造体が配向せず配列され、互いに絡み合ったカーボンナノチューブを含むので、該カーボンナノチューブ構造体が優れた強靭性と機械強度を有する。従って、前記カーボンナノチューブ構造体を半導体層とする薄膜トランジスタは、更に優れた強靭性及び機械強度を有する。
１０、２０ 薄膜トランジスタ
１１０、２１０ 絶縁基板
１２０、２２０ ゲート電極
１３０、２３０ 絶縁層
１４０、２４０ 半導体層
１５１、２５１ ソース電極
１５２、２５２ ドレイン電極
１１０、２１０ 絶縁基板
１２０、２２０ ゲート電極
１３０、２３０ 絶縁層
１４０、２４０ 半導体層
１５１、２５１ ソース電極
１５２、２５２ ドレイン電極
Claims (6)
- 生長基板を提供する第一ステップと、
前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、
前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させ、該カーボンナノチューブ構造体を薄膜トランジスタの半導体層とする第三ステップと、
前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及びドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第四ステップと、
前記半導体層に絶縁層を形成する第五ステップと、
前記絶縁層の表面にゲート電極を形成し、薄膜トランジスタを形成する第六ステップと、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 生長基板を提供する第一ステップと、
前記生長基板の表面に触媒層を形成する第二ステップと、
前記触媒層が形成された生長基板を反応炉に置き、保護ガスの雰囲気で加熱した後で、体積比が１００：１〜１００：１０のキャリヤーガス及びカーボンを含むガスを導入して、カーボンナノチューブ構造体を生長させる第三ステップと、
絶縁基板を提供し、該絶縁基板の表面にゲート電極を形成する第四ステップと、
前記ゲート電極を被覆するように絶縁層を形成する第五ステップと、
前記カーボンナノチューブ構造体を前記絶縁層の表面に転写し、半導体層を形成する第六ステップと、
前記半導体層にソース電極及びドレイン電極を分離して形成し、該ソース電極及び該ドレイン電極を前記半導体層に電気的に接続させる第七ステップと、
を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記カーボンナノチューブ構造体におけるカーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記カーボンナノチューブ構造体が、互いに絡み合った複数のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記保護ガスの雰囲気で前記触媒層が形成された生長基板を５００℃〜７４０℃に加熱した後、前記反応炉にカーボンを含むガス及びキャリヤーガスを導入して、５分〜３０分間反応を行うことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記カーボンナノチューブ構造体における金属性のカーボンナノチューブを除去する工程を含むことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810067162.1 | 2008-05-14 | ||
| CN200810067162.1A CN101582381B (zh) | 2008-05-14 | 2008-05-14 | 薄膜晶体管及其阵列的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009278107A true JP2009278107A (ja) | 2009-11-26 |
| JP5139368B2 JP5139368B2 (ja) | 2013-02-06 |
Family
ID=41316568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009117603A Active JP5139368B2 (ja) | 2008-05-14 | 2009-05-14 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7754526B2 (ja) |
| JP (1) | JP5139368B2 (ja) |
| CN (1) | CN101582381B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235129A (ja) * | 2011-05-04 | 2012-11-29 | National Cheng Kung Univ | 薄膜トランジスタ及びトップゲート型薄膜トランジスタの製造方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101582450B (zh) * | 2008-05-16 | 2012-03-28 | 清华大学 | 薄膜晶体管 |
| US8895950B2 (en) * | 2009-10-23 | 2014-11-25 | Nantero Inc. | Methods for passivating a carbonic nanolayer |
| CN102050424B (zh) * | 2009-11-06 | 2013-11-06 | 清华大学 | 一种制备碳纳米管薄膜及薄膜晶体管的方法 |
| CN101908494B (zh) * | 2010-06-12 | 2012-01-04 | 上海大学 | 用于微电子封装的碳纳米管凸点的低温转印方法 |
| CN101880035A (zh) | 2010-06-29 | 2010-11-10 | 清华大学 | 碳纳米管结构 |
| US8471249B2 (en) * | 2011-05-10 | 2013-06-25 | International Business Machines Corporation | Carbon field effect transistors having charged monolayers to reduce parasitic resistance |
| KR101830782B1 (ko) * | 2011-09-22 | 2018-04-05 | 삼성전자주식회사 | 그래핀을 포함하는 전극 구조체 및 전계효과 트랜지스터 |
| CN103537293B (zh) * | 2012-07-12 | 2015-12-16 | 北京大学 | 用于制备手性选择性和导电性选择性单壁碳纳米管的催化剂及其制备方法和应用 |
| KR101920724B1 (ko) | 2012-12-11 | 2018-11-21 | 삼성전자주식회사 | 그래핀을 포함하는 전자 소자 |
| CN103011133B (zh) * | 2013-01-09 | 2015-01-07 | 华北电力大学 | 一种低成本的碳纳米管阵列的制备方法 |
| CN104112777B (zh) * | 2013-04-16 | 2017-12-19 | 清华大学 | 薄膜晶体管及其制备方法 |
| CN103700706B (zh) | 2013-12-16 | 2015-02-18 | 京东方科技集团股份有限公司 | 薄膜晶体管制备方法和阵列基板制备方法 |
| CN103943458A (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-23 | 北京大学 | 一种去除碳纳米管阵列中金属性碳纳米管的方法 |
| US20190090352A1 (en) * | 2014-11-19 | 2019-03-21 | Vorbeck Materials Corp. | Transfer print circuitry |
| CN105737975B (zh) * | 2016-02-15 | 2021-04-30 | 欧阳征标 | 基于mim高灵敏度spp太赫兹探测器 |
| CN107564910B (zh) * | 2016-07-01 | 2020-08-11 | 清华大学 | 半导体器件 |
| CN108023016B (zh) * | 2016-10-31 | 2020-07-10 | 清华大学 | 薄膜晶体管的制备方法 |
| US10355206B2 (en) | 2017-02-06 | 2019-07-16 | Nantero, Inc. | Sealed resistive change elements |
| CN107528001B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-10-11 | 清华大学 | 一种纳米二极管的制备方法和纳米二极管 |
| CN108365095A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-08-03 | 广东聚华印刷显示技术有限公司 | 薄膜晶体管及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004067413A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Nec Corp | 触媒担持基板およびそれを用いたカーボンナノチューブの成長方法ならびにカーボンナノチューブを用いたトランジスタ |
| JP2007165473A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブを用いた電子素子及びその製造方法 |
| WO2007126412A2 (en) * | 2006-03-03 | 2007-11-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5061414B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2012-10-31 | 東レ株式会社 | 薄膜トランジスタ素子 |
| AU2003235181A1 (en) * | 2002-04-22 | 2003-11-03 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic semiconductor composition, organic semiconductor element, and process for producing the same |
| US7067867B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-06-27 | Nanosys, Inc. | Large-area nonenabled macroelectronic substrates and uses therefor |
| US7051945B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-05-30 | Nanosys, Inc | Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites |
| CN1208818C (zh) | 2002-10-16 | 2005-06-29 | 中国科学院化学研究所 | 一种阵列碳纳米管薄膜晶体管的制备方法 |
| EP1434281A3 (en) * | 2002-12-26 | 2007-10-24 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Manufacturing method of thin-film transistor, thin-film transistor sheet, and electric circuit |
| US7037767B2 (en) * | 2003-03-24 | 2006-05-02 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Thin-film transistor, thin-film transistor sheet and their manufacturing method |
| US6918284B2 (en) * | 2003-03-24 | 2005-07-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Interconnected networks of single-walled carbon nanotubes |
| JP4834950B2 (ja) * | 2003-09-12 | 2011-12-14 | ソニー株式会社 | 電界効果半導体装置の製造方法 |
| US7399400B2 (en) * | 2003-09-30 | 2008-07-15 | Nano-Proprietary, Inc. | Nanobiosensor and carbon nanotube thin film transistors |
| US20060194058A1 (en) | 2005-02-25 | 2006-08-31 | Amlani Islamshah S | Uniform single walled carbon nanotube network |
| KR100770258B1 (ko) * | 2005-04-22 | 2007-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 박막트랜지스터 및 그의 제조 방법 |
| KR101127132B1 (ko) * | 2005-05-13 | 2012-03-21 | 삼성전자주식회사 | 실리콘 나노와이어 기판 및 그 제조방법, 그리고 이를이용한 박막 트랜지스터의 제조방법 |
| JP2007073706A (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Seiko Epson Corp | 配線基板、電気光学装置、電子機器、および配線基板の製造方法 |
| US20070069212A1 (en) * | 2005-09-29 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Flat panel display and method for manufacturing the same |
| JP2007123870A (ja) | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 平板表示装置およびその製造方法 |
| US7559653B2 (en) * | 2005-12-14 | 2009-07-14 | Eastman Kodak Company | Stereoscopic display apparatus using LCD panel |
| US20070273798A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Silverstein Barry D | High efficiency digital cinema projection system with increased etendue |
| US7458687B2 (en) * | 2006-05-26 | 2008-12-02 | Eastman Kodak Company | High efficiency digital cinema projection system with increased etendue |
| US20070273797A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-11-29 | Silverstein Barry D | High efficiency digital cinema projection system with increased etendue |
| US7528448B2 (en) * | 2006-07-17 | 2009-05-05 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Thin film transistor comprising novel conductor and dielectric compositions |
| US20080277718A1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-11-13 | Mihai Adrian Ionescu | 1T MEMS scalable memory cell |
| JP4666270B2 (ja) | 2006-12-18 | 2011-04-06 | 日本電気株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| US20080252202A1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-16 | General Electric Company | Light-emitting device and article |
| JP2009032894A (ja) | 2007-07-26 | 2009-02-12 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN101591015B (zh) * | 2008-05-28 | 2013-02-13 | 清华大学 | 带状碳纳米管薄膜的制备方法 |
-
2008
- 2008-05-14 CN CN200810067162.1A patent/CN101582381B/zh active Active
-
2009
- 2009-04-02 US US12/384,245 patent/US7754526B2/en active Active
- 2009-05-14 JP JP2009117603A patent/JP5139368B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004067413A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Nec Corp | 触媒担持基板およびそれを用いたカーボンナノチューブの成長方法ならびにカーボンナノチューブを用いたトランジスタ |
| JP2007165473A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Fujitsu Ltd | カーボンナノチューブを用いた電子素子及びその製造方法 |
| WO2007126412A2 (en) * | 2006-03-03 | 2007-11-08 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Methods of making spatially aligned nanotubes and nanotube arrays |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012235129A (ja) * | 2011-05-04 | 2012-11-29 | National Cheng Kung Univ | 薄膜トランジスタ及びトップゲート型薄膜トランジスタの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5139368B2 (ja) | 2013-02-06 |
| CN101582381B (zh) | 2011-01-26 |
| US20090286362A1 (en) | 2009-11-19 |
| CN101582381A (zh) | 2009-11-18 |
| US7754526B2 (en) | 2010-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5139368B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP5139367B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP5193946B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| JP5173938B2 (ja) | 薄膜トランジスタの製造方法 | |
| Song et al. | Wafer-scale production of patterned transition metal ditelluride layers for two-dimensional metal–semiconductor contacts at the Schottky–Mott limit | |
| Song et al. | Ultralong single-crystal metallic Ni2Si nanowires with low resistivity | |
| Liu et al. | Large scale pattern graphene electrode for high performance in transparent organic single crystal field-effect transistors | |
| US9327982B2 (en) | Method of forming graphene on a surface | |
| Song et al. | Graphene/h‐BN heterostructures: recent advances in controllable preparation and functional applications | |
| TWI544645B (zh) | 薄膜電晶體及其製備方法 | |
| Kim et al. | Fully transparent thin-film transistors based on aligned carbon nanotube arrays and indium tin oxide electrodes | |
| JP2009286688A (ja) | カーボンナノチューブフィルムの製造方法 | |
| TWI526559B (zh) | 藉由物理氣相沉積法在基板上成長碳薄膜或無機材料薄膜的方法 | |
| KR101886659B1 (ko) | 무전사식 그래핀층의 형성 방법 | |
| JP4984498B2 (ja) | 機能素子及びその製造方法 | |
| Nakajima et al. | Metal catalysts for layer-exchange growth of multilayer graphene | |
| Zhou et al. | Defect etching of phase‐transition‐assisted CVD‐grown 2H‐MoTe2 | |
| US9768400B2 (en) | Method of making N-type semiconductor layer and method of making N-type thin film transistor | |
| Yoon et al. | Epitaxially integrating ferromagnetic Fe1. 3Ge nanowire arrays on few-layer graphene | |
| Sun et al. | Synthesis of long Ag nanowires and its application in GaN nanowires photodetector as transparent electrodes | |
| TWI358092B (en) | Method for making thin film transistor | |
| US11658232B2 (en) | Field effect transistor based on graphene nanoribbon and method for making the same | |
| TWI517265B (zh) | 薄膜電晶體的製造方法 | |
| Oh et al. | Large-scale, single-oriented ZnO nanostructure on h-BN films for flexible inorganic UV sensors | |
| TWI476837B (zh) | 薄膜電晶體的製備方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120426 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120501 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120718 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121016 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5139368 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |