JP5553856B2 - 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 - Google Patents
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Description
実施例2、実施例5、及び酸化ハフニウム薄膜の容量値(測定周波数は2 MHz)を考慮に入れ、誘電率εrを計算するための式C=εrεo (A/tox)と組み合わせると、下記の結果が得られる。
図4及び5において、一方は、W = 100μm、L = 20μmの単層カーボンナノチューブトランジスタにおけるIds-Vgs曲線であり、他方は、同じものであるが、ただし、n-型動作下での曲線である。式μeff = (dIds/dVgs)(Ltox/εWVds)から、該トランジスタの電界作用移動度を計算することが可能であり、ここに、dIds/dVgs は横断コンダクタンスであり、L及びWは、それぞれ、通路チャンネルの長さと幅を表し、tox は通路チャンネル薄膜の厚みであり、εは、ゲート酸化物層の誘電率であり、Vgs は、ドレイン電極-ソース電極からの印加電圧である。
11.シリコン基板
12.二酸化シリコン層
13.単層カーボンナノチューブ層
14.ドレイン電極
15.ソース電極
16.酸化ハフニウム層
17.ゲート電極
Claims (15)
- 薄膜トランジスタの製造方法であって:
(A)基板を準備すること;
(B)ソース電極、ドレイン電極、及び単層カーボンナノチューブ層を形成すること、ここに、該ソース電極及び該ドレイン電極は互いに隔離して配置され、且つ、該単層カーボンナノチューブ層は、該ソース電極と該ドレイン電極の間に挿入される;
(C)該単層カーボンナノチューブ層の表面上にゲート酸化物層を形成すること;
(D)該ゲート酸化物層の表面を、酸素及び窒素から選ばれる元素と共に約500℃と約600℃の間の温度においてアニールすること;及び、
(E)該ゲート酸化物層の該表面上にゲート電極を形成すること、
を含む製造方法。 - 前記ゲート酸化物層が酸化ハフニウム(HfOx)を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(C)において、前記ゲート酸化物層の厚みが約5 nmと約30 nmの間にあることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(D)において、酸素アニーリング又は窒素アニーリングの持続時間が、約30分から約1時間であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(D)において、前記酸素アニーリング又は窒素アニーリングのためのガス流速が、約100 sccmと500 sccmの間であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(B)において、前記単層カーボンナノチューブが、下記の工程:
(B1)触媒を形成するよう複数の金属含有ナノ粒子を溶媒中に入れること;
(B2)該触媒中に工程(A)で調製した基板を浸すこと;
(B3)該触媒から浸漬基板を取り出し、該基板に焼成処理を施すこと;及び
(B4)該焼成基板を加熱し、さらに、アルコール原料成長ガス源を供給し、それによって、該アルコール原料成長ガス源によって該基板の表面に、複数の単層カーボンナノチューブを形成すること、その際、該複数の単層カーボンナノチューブは、互いに交差連結して網状構造を有するカーボンナノチューブ層を形成する、
によって製造されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 工程(B4)において、前記アルコール原料成長ガスが:メタノール、エタノール、1-プロパノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブタノール、ペンタノール、及び、それらの任意の組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 工程(B1)において、前記複数の金属含有ナノ粒子が、コバルト、モリブデン、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 工程(B)において、前記単層カーボンナノチューブが、通路チャンネル層とされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(B)において、前記単層カーボンナノチューブ層の厚みが、約100 nmと約400 nmの間にあることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- トップゲート型薄膜トランジスタであって:
基板;
ソース電極及びドレイン電極、ここに、それらは、それぞれ、該基板の表面において所定の長さだけ互いに隔離して配置される;
複数の単層カーボンナノチューブを含む単層カーボンナノチューブ層;
該単層カーボンナノチューブの表面に配され、該ソース電極の一部及び該ドレイン電極の一部を被覆するゲート酸化物層(但し、該ゲート酸化物層は、その表面を、酸素及び窒素から選ばれる元素と共に約500℃と約600℃の間の温度においてアニールする処理に付された物である);及び、
該ゲート酸化物層の表面上に配されるゲート電極、
を含むトップゲート型薄膜トランジスタ。 - 前記ゲート酸化物層が、酸化ハフニウム、オキシ窒化ハフニウム、及びそれらの任意の組み合わせから成る群から選ばれることを特徴とする、請求項11に記載のトップゲート型薄膜トランジスタ。
- 前記単層カーボンナノチューブ層が、ラマン散乱スペクトラムによって分析した場合、好ましくは10と25の間にあることを特徴とする、請求項11に記載のトップゲート型薄膜トランジスタ。
- 前記単層カーボンナノチューブ層が、通路チャンネル層とされることを特徴とする、請求項11に記載のトップゲート型薄膜トランジスタ。
- 前記単層カーボンナノチューブの厚みが、約100 nmと約400 nmの間にあることを特徴とする、請求項11に記載のトップゲート型薄膜トランジスタ。
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