JP6522172B2 - Thin film transistor - Google Patents

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本発明は、薄膜トランジスタに関するものである。   The present invention relates to a thin film transistor.

ショットキーダイオードは、金属と半導体が接触して形成された金属-半導体接合を利用して製造されるダイオードである。ショットキーダイオードは、PN接合ダイオードより低消費電力、大電流及び超高速などの利点を有するので、電子部品の中で注目される。   A Schottky diode is a diode manufactured using a metal-semiconductor junction formed by contacting a metal and a semiconductor. Schottky diodes are noted among electronic components because they have advantages such as lower power consumption, higher current and higher speed than PN junction diodes.

Kaili Jiang、Qunqing Li、Shoushan Fan、“Spinning continuous carbon nanotube yarns”、Nature、2002年、第419巻、p.801Kaili Jiang, Qunqing Li, Shoushan Fan, "Spinning continuous carbon nanotube yarns", Nature, Vol. 419, p. 801

しかし、低次元のナノスケールの電子材料にとって、伝統的なシリコン材料と異なって、ドーピング法によってダイオードを製造することが難しい。現在、ナノスケールの半導体材料のダイオードは主に化学ドーピング法又はヘテロ接合法によって製造されるので、工程が複雑であり、ダイオード及びダイオードが応用された薄膜トランジスタの応用が制限される。   However, for low dimensional nanoscale electronic materials, unlike traditional silicon materials, it is difficult to fabricate diodes by doping methods. At present, diodes of nanoscale semiconductor materials are mainly manufactured by chemical doping or heterojunction method, which complicates the process and limits the applications of the diodes and the thin film transistors to which the diodes are applied.

従って、本発明は、薄膜トランジスタを提供する。   Accordingly, the present invention provides a thin film transistor.

薄膜トランジスタは、ゲート電極、絶縁誘電層及び少なくとも一つのショットキーダイオードユニットを含み、前記ゲート電極が前記絶縁誘電層によって、前記少なくとも一つのショットキーダイオードユニットと絶縁的に設置される。前記ショットキーダイオードユニットは、第一電極、半導体構造及び第二電極を含み、前記第一電極が前記絶縁誘電層の表面に設置され、前記半導体構造が第一端部及び該第一端部と対向して設置された第二端部を含み、前記第一端部が前記第一電極に敷設され、前記第一電極を前記半導体構造の第一端部と前記絶縁誘電層との間に位置させ、前記第二端部が、前記絶縁誘電層の表面に設置され、前記第二電極が前記半導体構造の第二端部に設置され、前記半導体構造の第二端部を前記第二電極と前記絶縁誘電層との間に位置させ、前記半導体構造がナノスケールの半導体構造である。   The thin film transistor includes a gate electrode, an insulating dielectric layer and at least one Schottky diode unit, and the gate electrode is disposed in an insulating manner with the at least one Schottky diode unit by the insulating dielectric layer. The Schottky diode unit includes a first electrode, a semiconductor structure, and a second electrode, the first electrode being disposed on the surface of the insulating dielectric layer, and the semiconductor structure being a first end portion and the first end portion. Comprising a second end oppositely disposed, the first end being laid on the first electrode, the first electrode being located between the first end of the semiconductor structure and the insulating dielectric layer The second end is disposed on the surface of the insulating dielectric layer, the second electrode is disposed at the second end of the semiconductor structure, and the second end of the semiconductor structure is coupled with the second electrode. Located between the insulating dielectric layer, the semiconductor structure is a nanoscale semiconductor structure.

前記ナノスケールの半導体構造は、一次元の半導体線形材料又は二次元の半導体フィルムである。   The nanoscale semiconductor structure is a one-dimensional semiconductor linear material or a two-dimensional semiconductor film.

前記半導体構造は、二硫化モリブデンフィルムであり、厚さが1ナノメートル〜2ナノメートルである。   The semiconductor structure is a molybdenum disulfide film and has a thickness of 1 nm to 2 nm.

前記半導体構造は、カーボンナノチューブ構造体であり、前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一本カーボンナノチューブを含み、前記カーボンナノチューブ構造体における半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上である。   The semiconductor structure is a carbon nanotube structure, the carbon nanotube structure includes at least one carbon nanotube, and a mass percentage of semiconductor-type carbon nanotubes in the carbon nanotube structure is 80% or more.

前記カーボンナノチューブ構造体が一本の半導体型のカーボンナノチューブであり、前記半導体型のカーボンナノチューブが第一電極から第二電極まで延伸する。   The carbon nanotube structure is a single semiconductor type carbon nanotube, and the semiconductor type carbon nanotube extends from the first electrode to the second electrode.

前記カーボンナノチューブ構造体がカーボンナノチューブフィルムであり、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さが100ナノメートル以下である。   The carbon nanotube structure is a carbon nanotube film, and the thickness of the carbon nanotube film is 100 nm or less.

従来技術と比べると、本発明の薄膜トランジスタは、一次元のナノ材料又は二次元のナノ材料を半導体構造とするので、複雑である化学ドーピング法によって半導体材料を獲得する必要はない。従って、半導体材料が製造しやすく、且つコストが低く、薄膜トランジスタの構造が簡単である。   As compared with the prior art, the thin film transistor of the present invention has a semiconductor structure in a one-dimensional nanomaterial or a two-dimensional nanomaterial, and thus there is no need to obtain a semiconductor material by a complicated chemical doping method. Therefore, the semiconductor material is easy to manufacture, the cost is low, and the structure of the thin film transistor is simple.

本発明の第一実施例に係るショットキーダイオードの構造を示す図である。It is a figure showing the structure of the Schottky diode concerning the first example of the present invention. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードの断面図であるFIG. 2 is a cross-sectional view of a Schottky diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る他のショットキーダイオードの断面図であるFIG. 6 is a cross-sectional view of another Schottky diode according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードアレイの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Schottky diode array based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードが一次元ナノ構造を半導体構造とするショットキーダイオードの上面図である。FIG. 1 is a top view of a Schottky diode in which a Schottky diode according to an embodiment of the present invention has a one-dimensional nano structure as a semiconductor structure. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードが二次元ナノ構造を半導体構造とするショットキーダイオードの上面図である。FIG. 1 is a top view of a Schottky diode in which a Schottky diode according to an embodiment of the present invention has a two-dimensional nanostructure as a semiconductor structure. 本発明の実施例に係るカーボンナノチューブアレイフィルムのSEM写真である。It is a SEM photograph of the carbon nanotube array film concerning the example of the present invention. 図7のカーボンナノチューブアレイフィルムの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the carbon nanotube array film of FIG. 非配向型のカーボンナノチューブフィルムのSEM写真である。It is a SEM photograph of the non-oriented type carbon nanotube film. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードのバイアス電圧と電流の曲線図である。It is a curve figure of the bias voltage of the Schottky diode concerning the example of the present invention, and current. 本発明の第二実施例に係る第一種のショットキーダイオードの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a first type Schottky diode according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第二実施例に係る第二種のショットキーダイオードの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a second type Schottky diode according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第二実施例に係る第三種のショットキーダイオードの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a third type Schottky diode according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る、絶縁誘電層を含むショットキーダイオードの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a Schottky diode including an insulating dielectric layer according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るショットキーダイオードアレイの断面図である。1 is a cross-sectional view of a Schottky diode array according to an embodiment of the present invention. 本発明の第三実施例に係る薄膜トランジスタの断面図である。It is sectional drawing of the thin-film transistor which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の実施例に係る薄膜トランジスタの転移特性曲線図である。It is a transfer characteristic curve figure of the thin film transistor concerning the example of the present invention. 本発明の第四実施例に係る薄膜トランジスタの断面図である。It is sectional drawing of the thin-film transistor which concerns on 4th Example of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施例1)
図1及び図2を参照すると、本発明の第一実施例は、ショットキーダイオード100を提供する。ショットキーダイオード100は、絶縁基板102及びショットキーダイオードユニット(図示せず)を含む。ショットキーダイオードユニットが絶縁基板102の表面に設置され、絶縁基板102に支持される。ショットキーダイオードユニットが第一電極104、半導体構造108及び第二電極106を含む。第一電極104が絶縁基板102の表面に設置される。半導体構造108が第一端部1082及び第一端部1082と対向して設置された第二端部1084を含む。第一端部1082が第一電極104に敷設され、第一電極104を半導体構造108の第一端部1082と絶縁基板102との間に位置させる。第二端部1084が、絶縁基板102の表面に設置され、第二電極106が半導体構造108の第二端部1084に設置され、半導体構造108の第二端部1084を第二電極106と絶縁基板102との間に位置させる。
Example 1
Referring to FIGS. 1 and 2, a first embodiment of the present invention provides a Schottky diode 100. The Schottky diode 100 includes an insulating substrate 102 and a Schottky diode unit (not shown). A Schottky diode unit is disposed on the surface of the insulating substrate 102 and supported by the insulating substrate 102. The Schottky diode unit comprises a first electrode 104, a semiconductor structure 108 and a second electrode 106. The first electrode 104 is disposed on the surface of the insulating substrate 102. A semiconductor structure 108 includes a first end 1082 and a second end 1084 disposed opposite the first end 1082. A first end portion 1082 is laid over the first electrode 104 to position the first electrode 104 between the first end portion 1082 of the semiconductor structure 108 and the insulating substrate 102. A second end 1084 is disposed on the surface of the insulating substrate 102, a second electrode 106 is disposed at the second end 1084 of the semiconductor structure 108, and the second end 1084 of the semiconductor structure 108 is insulated with the second electrode 106. It is located between the substrate 102.

図3を参照すると、もう一つの構造を有するショットキーダイオードである。ショットキーダイオードにおいて、第一電極104が絶縁基板102にはめ込まれ、第一電極104の上表面と絶縁基板102の表面が同じ平面に位置する。半導体構造108が基板102の表面に水平に設置され、第一端部1082が第一電極104の上表面に位置する。第二電極106が半導体構造108の表面に設置され、半導体構造108の第二端部1084を被覆する。第一電極104が半導体構造108の第一端部1082と絶縁基板102との間に位置する。半導体構造108の第二端部1084が第二電極106と絶縁基板102との間に位置する。   Referring to FIG. 3, it is a Schottky diode having another structure. In a Schottky diode, the first electrode 104 is inserted into the insulating substrate 102, and the upper surface of the first electrode 104 and the surface of the insulating substrate 102 are in the same plane. The semiconductor structure 108 is horizontally disposed on the surface of the substrate 102, and the first end 1082 is located on the upper surface of the first electrode 104. A second electrode 106 is disposed on the surface of the semiconductor structure 108 and covers the second end 1084 of the semiconductor structure 108. A first electrode 104 is positioned between the first end 1082 of the semiconductor structure 108 and the insulating substrate 102. A second end 1084 of the semiconductor structure 108 is located between the second electrode 106 and the insulating substrate 102.

図4を参照すると、本発明は、更にショットキーダイオードアレイ10を提供する。ショットキーダイオードアレイ10は、絶縁基板102及び絶縁基板102の表面に設置された複数のショットキーダイオードユニット110を含み、複数のショットキーダイオードユニット110がアレイの形式で絶縁基板102の表面に配列される。各ショットキーダイオードユニット110が間隔をあけて設置される。ショットキーダイオードユニット110が第一実施例のショットキーダイオードユニットと同じである。   Referring to FIG. 4, the present invention further provides a Schottky diode array 10. The Schottky diode array 10 includes an insulating substrate 102 and a plurality of Schottky diode units 110 disposed on the surface of the insulating substrate 102, and the plurality of Schottky diode units 110 are arranged on the surface of the insulating substrate 102 in the form of an array. Ru. Each Schottky diode unit 110 is spaced apart. The Schottky diode unit 110 is the same as the Schottky diode unit of the first embodiment.

ショットキーダイオード100は、下記の方法によって製造することができる。まず、絶縁基板102に第一電極104を形成して、第一電極104及び絶縁基板102に半導体構造108を形成する。即ち、半導体構造108の第一端部1082が第一電極104の上表面に設置され、第二端部1084が絶縁基板102の表面に設置される。次に、半導体構造108の第二端部1084の上表面に第二電極106を形成する。本実施例において、第一電極104及び第二電極106がフォトエッチング法によって形成される。   The Schottky diode 100 can be manufactured by the following method. First, the first electrode 104 is formed on the insulating substrate 102, and the semiconductor structure 108 is formed on the first electrode 104 and the insulating substrate 102. That is, the first end 1082 of the semiconductor structure 108 is disposed on the upper surface of the first electrode 104, and the second end 1084 is disposed on the surface of the insulating substrate 102. Next, a second electrode 106 is formed on the top surface of the second end 1084 of the semiconductor structure 108. In the present embodiment, the first electrode 104 and the second electrode 106 are formed by photoetching.

ショットキーダイオードアレイは、下記の方法によって製造することができる。まず、絶縁基板102に複数の第一電極104を形成して、第一電極104及び絶縁基板102に複数の半導体構造108を形成して、半導体構造108及び第一電極104が一対一で対応する。即ち、各半導体構造108の第一端部1082が第一電極104の上表面に設置され、第二端部1084が絶縁基板102の表面に設置される。次に、各半導体構造108の第二端部1084の上方に第二電極106を形成して、半導体構造108及び第二電極106が一対一で対応する。即ち、各第二電極106が一つの半導体構造108の第二端部1084の上方に設置される。複数の第一電極104及び複数の第二電極106がフォトエッチング法によって形成される。   The Schottky diode array can be manufactured by the following method. First, the plurality of first electrodes 104 are formed on the insulating substrate 102, the plurality of semiconductor structures 108 are formed on the first electrode 104 and the insulating substrate 102, and the semiconductor structures 108 and the first electrodes 104 correspond to each other one by one. . That is, the first end 1082 of each semiconductor structure 108 is disposed on the upper surface of the first electrode 104, and the second end 1084 is disposed on the surface of the insulating substrate 102. Next, the second electrode 106 is formed above the second end 1084 of each semiconductor structure 108, and the semiconductor structure 108 and the second electrode 106 correspond to each other in a one-to-one manner. That is, each second electrode 106 is disposed above the second end 1084 of one semiconductor structure 108. A plurality of first electrodes 104 and a plurality of second electrodes 106 are formed by photoetching.

絶縁基板102が支持作用を果たして、その材料がガラス、石英、セラミックス、ダイヤモンド、シリコンウェーハなどの硬性材料又はプラスッチク、樹脂などの柔軟な材料である。本実施例において、絶縁基板102の材料が二酸化珪素層を有するシリコンウェーハである。絶縁基板102は、ショットキーダイオード100を支持することに用いられる。絶縁基板102が大規模集積回路における基板を使用してもよく、且つ複数のショットキーダイオード100が予定の規律又はパターンどおりに、同一絶縁基板102に集積することができ、薄膜トランジスタ又は他の半導体部品を形成する。   The insulating substrate 102 performs a supporting function, and the material is a hard material such as glass, quartz, ceramics, diamond, silicon wafer or a flexible material such as plastic, resin or the like. In the present embodiment, the material of the insulating substrate 102 is a silicon wafer having a silicon dioxide layer. The insulating substrate 102 is used to support the Schottky diode 100. The insulating substrate 102 may use a substrate in a large scale integrated circuit, and a plurality of Schottky diodes 100 can be integrated on the same insulating substrate 102 according to a predetermined discipline or pattern, thin film transistors or other semiconductor components Form

第一電極104及び第二電極106の材料がアルミニウム、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、セシウム又はそれらの合金である。本実施例において、第一電極104及び第二電極106は、材料が金属のパラジウムフィルムであり、厚さが50ナノメートルである。   The material of the first electrode 104 and the second electrode 106 is aluminum, copper, tungsten, molybdenum, gold, titanium, neodymium, palladium, cesium or an alloy thereof. In the present embodiment, the first electrode 104 and the second electrode 106 are palladium films made of metal and have a thickness of 50 nanometers.

ある実施例において、図5に示すように、半導体構造108がナノスケールの半導体構造であり、ナノスケールの半導体構造が一次元のナノ構造であり、即ち、線形構造であり、その直径が200ナノメートルより小さい。もう一つの実施例において、図6に示すように、ナノスケールの半導体構造が二次元のナノの構造であってもよい。即ち、ナノスケールの半導体構造は、フィルム構造であり、その厚さが200ナノメートルより小さい。半導体構造108の材料がN型の半導体又はP型半導体である。半導体構造108の材料が制限されず、無機化合物半導体、元素半導体又は有機半導体材料である。例えば、半導体構造108の材料がガリウム砒素、炭化珪素、多結晶シリコン、単結晶シリコン又はナフタリンなどである。一次元のナノ構造がナノ線、ナノチューブ及びナノ棒などの半導体材料であり、例えば、カーボンナノチューブ、シリコンナノ線などである。半導体構造108が一次元のナノ構造である時には、半導体構造108は、第一電極104から第二電極106まで延伸する。二次元のナノ構造がナノフィルムであり、例えば、カーボンナノチューブフィルム、MoSフィルムなどである。ある本実施例において、半導体構造108の材料が遷移金属硫化物である。本実施例において、半導体構造108の材料がMoSであり、N型の半導体材料であり、その厚さが1〜2ナノメートルである。 In one embodiment, as shown in FIG. 5, the semiconductor structure 108 is a nanoscale semiconductor structure and the nanoscale semiconductor structure is a one-dimensional nanostructure, ie, a linear structure having a diameter of 200 nanometres. Less than a meter. In another embodiment, as shown in FIG. 6, the nanoscale semiconductor structure may be a two dimensional nano structure. That is, the nanoscale semiconductor structure is a film structure whose thickness is less than 200 nanometers. The material of the semiconductor structure 108 is an N-type semiconductor or a P-type semiconductor. The material of the semiconductor structure 108 is not limited and is an inorganic compound semiconductor, an elemental semiconductor or an organic semiconductor material. For example, the material of the semiconductor structure 108 is gallium arsenide, silicon carbide, polycrystalline silicon, single crystal silicon or naphthalene. One-dimensional nanostructures are semiconductor materials such as nano-wires, nanotubes and nanorods, eg carbon nanotubes, silicon nano-wires etc. When the semiconductor structure 108 is a one-dimensional nanostructure, the semiconductor structure 108 extends from the first electrode 104 to the second electrode 106. The two-dimensional nanostructure is a nanofilm, for example, a carbon nanotube film, a MoS 2 film, and the like. In one embodiment, the material of the semiconductor structure 108 is a transition metal sulfide. In the present embodiment, the material of the semiconductor structure 108 is MoS 2 , an N-type semiconductor material, and its thickness is 1 to 2 nanometers.

半導体構造108がカーボンナノチューブ構造体である。カーボンナノチューブ構造体が一本の半導体型のカーボンナノチューブであり、カーボンナノチューブフィルムであってもよい。カーボンナノチューブフィルムの厚さが200ナノメートル以下である。   The semiconductor structure 108 is a carbon nanotube structure. The carbon nanotube structure may be a single semiconductor type carbon nanotube, or may be a carbon nanotube film. The thickness of the carbon nanotube film is 200 nm or less.

ある実施例において、図5に示すように、半導体構造108が一本の半導体型のカーボンナノチューブである。カーボンナノチューブの直径が1ナノメートル〜10ナノメートルである。好ましくは、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り、直径が1ナノメートル〜5ナノメートルであり、長さが100ナノメートル〜1ミリメートルである。カーボンナノチューブが第一電極104から、第二電極106まで延伸して、カーボンナノチューブの一つの端部が第一電極104に設置され、もう一つの端部が第二電極106の下方に設置される。   In one embodiment, as shown in FIG. 5, the semiconductor structure 108 is a single carbon nanotube of semiconductor type. The diameter of the carbon nanotube is 1 nm to 10 nm. Preferably, the carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes, having a diameter of 1 nanometer to 5 nanometers, and a length of 100 nanometers to 1 millimeter. A carbon nanotube is extended from the first electrode 104 to the second electrode 106, one end of the carbon nanotube is placed on the first electrode 104, and the other end is placed below the second electrode 106 .

他の実施例において、半導体構造108がカーボンナノチューブフィルムであり、カーボンナノチューブフィルムが複数のカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブフィルムにおいて、半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上である。半導体構造108が複数のカーボンナノチューブからなる。カーボンナノチューブフィルムに、複数のカーボンナノチューブが配向し又は配向せずに配置されている。複数のカーボンナノチューブの配列方式により、カーボンナノチューブフィルムは非配向型のカーボンナノチューブフィルム及び配向型のカーボンナノチューブフィルムの二種に分類される。配向型のカーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブが特定の規律によって配列される。非配向型のカーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブがランダムに配列される。   In another embodiment, the semiconductor structure 108 is a carbon nanotube film, and the carbon nanotube film comprises a plurality of carbon nanotubes. In the carbon nanotube film, the mass percentage of the semiconducting carbon nanotube is 80% or more. The semiconductor structure 108 comprises a plurality of carbon nanotubes. In the carbon nanotube film, a plurality of carbon nanotubes are arranged with or without orientation. A carbon nanotube film is classified into two types of a non-oriented type carbon nanotube film and an oriented type carbon nanotube film according to an arrangement system of a plurality of carbon nanotubes. In the oriented carbon nanotube film, a plurality of carbon nanotubes are arranged according to a specific rule. In the non-oriented carbon nanotube film, a plurality of carbon nanotubes are randomly arranged.

図7及び図8を参照すると、ある実施例において、配向型のカーボンナノチューブフィルム112は、カーボンナノチューブアレイフィルムである。カーボンナノチューブアレイフィルムは、互いに平行し、水平に配列されたカーボンナノチューブ1122からなり、カーボンナノチューブ1122が絶縁基板102の表面に平行し、第一電極104から第二電極106まで延伸する。配向型のカーボンナノチューブフィルム112におけるカーボンナノチューブがCVD法によって成長し、或いはカーボンナノチューブアレイから目標基板に転移し、複数のカーボンナノチューブの導電チャンネルを形成する。配向型のカーボンナノチューブフィルム112の厚さの方向に一本のカーボンナノチューブ1122のみを含む。即ち、カーボンナノチューブフィルム112の厚さがカーボンナノチューブ1122の直径によって決められる。カーボンナノチューブの直径が1ナノメートル〜10ナノメートルである。配向型のカーボンナノチューブフィルム112の厚さが1ナノメートル〜10ナノメートルである。好ましくは、カーボンナノチューブ1122が単層カーボンナノチューブであり、直径が1ナノメートル〜5ナノメートルであり、長さが100ナノメートル〜1ミリメートルである。   Referring to FIGS. 7 and 8, in one embodiment, the oriented carbon nanotube film 112 is a carbon nanotube array film. The carbon nanotube array film is composed of carbon nanotubes 1122 arranged parallel to each other and horizontally, the carbon nanotubes 1122 being parallel to the surface of the insulating substrate 102 and extending from the first electrode 104 to the second electrode 106. The carbon nanotubes in the oriented carbon nanotube film 112 are grown by the CVD method, or transferred from the carbon nanotube array to the target substrate to form a plurality of carbon nanotube conductive channels. Only one carbon nanotube 1122 is included in the direction of the thickness of the oriented carbon nanotube film 112. That is, the thickness of the carbon nanotube film 112 is determined by the diameter of the carbon nanotube 1122. The diameter of the carbon nanotube is 1 nm to 10 nm. The thickness of the oriented carbon nanotube film 112 is 1 nm to 10 nm. Preferably, the carbon nanotubes 1122 are single-walled carbon nanotubes, having a diameter of 1 nm to 5 nm, and a length of 100 nm to 1 mm.

図9を参照すると、ある実施例において、非配向型のカーボンナノチューブフィルムは、ランダムに配列された複数のカーボンナノチューブを含み、カーボンナノチューブが半導体型のカーボンナノチューブであり、直径が1ナノメートル〜50ナノメートルである。非配向型のカーボンナノチューブフィルムの厚さが1ナノメートル〜100ナノメートルである。ある実施例において、非配向型のカーボンナノチューブフィルムは、溶液でカーボンナノチューブを浸した後、沈積することによって獲得することができる。具体的には、カーボンナノチューブ粉末を分散剤に分散し、分散液を形成する。カーボンナノチューブ粉末は、半導体型のカーボンナノチューブを含み、半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上であり、分散剤がNMP又はトルエンなどの有機溶剤である。次に、目標基板を分散液に浸し、カーボンナノチューブが目標基板の表面に沈積して、非配向型のカーボンナノチューブネットワークフィルムを形成する。本実施例において、目標基板は第一電極104が形成された絶縁基板102であり、カーボンナノチューブが第一電極104の表面及び絶縁基板102の表面に沈積して、カーボンナノチューブフィルムを形成する。その後、カーボンナノチューブフィルムの第一電極104から離れる端部に第二電極106を形成することによって、図1に示すような構造を獲得することができる。カーボンナノチューブフィルムが半導体構造108である。   Referring to FIG. 9, in one embodiment, the non-oriented carbon nanotube film includes a plurality of randomly arranged carbon nanotubes, and the carbon nanotubes are semiconducting carbon nanotubes, and the diameter is 1 nm to 50 nm. It is a nanometer. The thickness of the non-oriented carbon nanotube film is 1 nanometer to 100 nanometers. In one embodiment, non-oriented carbon nanotube films can be obtained by immersing carbon nanotubes in a solution and then depositing. Specifically, carbon nanotube powder is dispersed in a dispersant to form a dispersion. The carbon nanotube powder contains semiconducting carbon nanotubes, the mass percentage of semiconducting carbon nanotubes is 80% or more, and the dispersant is an organic solvent such as NMP or toluene. Next, the target substrate is immersed in the dispersion, and carbon nanotubes are deposited on the surface of the target substrate to form a non-oriented carbon nanotube network film. In the present embodiment, the target substrate is the insulating substrate 102 on which the first electrode 104 is formed, and carbon nanotubes are deposited on the surface of the first electrode 104 and the surface of the insulating substrate 102 to form a carbon nanotube film. Thereafter, a structure as shown in FIG. 1 can be obtained by forming a second electrode 106 at the end of the carbon nanotube film away from the first electrode 104. The carbon nanotube film is a semiconductor structure 108.

もう一つの実施例において、カーボンナノチューブフィルムがインクジェットプリンタによって形成される。インクジェットプリンタとは、分散剤に分散されたカーボンナノチューブ粉末をインクに製造し、インクを利用して、カーボンナノチューブネットワークチャンネルを直接に印刷する。これによって、カーボンナノチューブフィルムを獲得する。本実施例において、第一電極104が形成された絶縁基板102にインクを直接に印刷し、カーボンナノチューブフィルムを形成する。他の実施例において、カーボンナノチューブフィルムは、CVD法によって成長し、獲得されたカーボンナノチューブネットワークであり、CVD法が金属を触媒とする。触媒とする金属は、鉄、鈷、ニッケル、それらの合金及び塩類などを含む。カーボン素源は、アセチレン、エチレン、メタン、一酸化炭素、アルコール、イソプロピルアルコールなどの気体又は液体であり、エチレンを選択することが好ましい。   In another embodiment, a carbon nanotube film is formed by an inkjet printer. In the inkjet printer, carbon nanotube powder dispersed in a dispersant is manufactured into an ink, and the ink is used to directly print a carbon nanotube network channel. By this, a carbon nanotube film is obtained. In the present embodiment, the ink is directly printed on the insulating substrate 102 on which the first electrode 104 is formed to form a carbon nanotube film. In another embodiment, the carbon nanotube film is a carbon nanotube network grown and obtained by the CVD method, wherein the CVD method is metal catalyzed. Metals used as catalysts include iron, copper, nickel, their alloys and salts, and the like. The carbon source is a gas or liquid such as acetylene, ethylene, methane, carbon monoxide, alcohol, isopropyl alcohol and the like, and ethylene is preferably selected.

配向型のカーボンナノチューブフィルムは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムであってもよい。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、複数のカーボンナノチューブからなり、半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上である。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける大多数のカーボンナノチューブは、分子間力で端と端が接続されている。ドローン構造カーボンナノチューブフィルムは、超配列カーボンナノチューブアレイ(Superaligned array of carbon nanotubes,非特許文献1を参照)から引き出して得られ、自立構造を有したものである。カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブは、カーボンナノチューブフィルムを引き出す方向に沿って、且つ、同じ方向に沿って配列されている。微視的には、カーボンナノチューブフィルムにおいて、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブ以外に、同じ方向に沿っておらずランダムな方向を向いたカーボンナノチューブも存在している。ここで、ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブは、同じ方向に沿って配列された複数のカーボンナノチューブと比べて、割合は小さい。従って、ランダムな方向を向いたカーボンナノチューブは、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムにおける大多数のカーボンナノチューブの配列方向に顕著な影響をもたらさない。ここで、自立構造とは、支持体材を利用せず、ドローン構造カーボンナノチューブフィルムを独立して利用することができるという形態である。   The oriented carbon nanotube film may be a drone structured carbon nanotube film. The drone structured carbon nanotube film is composed of a plurality of carbon nanotubes, and the mass percentage of semiconducting carbon nanotubes is 80% or more. Most carbon nanotubes in the drone-structured carbon nanotube film are connected end to end by intermolecular force. The drone structured carbon nanotube film is obtained by drawing from a super aligned carbon nanotube array (see Non-Patent Document 1), and has a free standing structure. In the carbon nanotube film, the plurality of carbon nanotubes are arranged along the same direction as the direction in which the carbon nanotube film is pulled out. Microscopically, in the carbon nanotube film, in addition to the plurality of carbon nanotubes arranged along the same direction, carbon nanotubes not oriented along the same direction but directed randomly are also present. Here, carbon nanotubes oriented in random directions have a smaller ratio than carbon nanotubes aligned in the same direction. Thus, randomly oriented carbon nanotubes do not have a significant effect on the alignment direction of the majority of carbon nanotubes in the drawn carbon nanotube film. Here, a self-supporting structure is a form that can use a drone structure carbon nanotube film independently, without using a support material.

配向型のカーボンナノチューブフィルムは、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムであってもよい。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムは、均一的に分布された複数のカーボンナノチューブからなる。半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上である。単一のプレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、等方的に配列されているか、所定の方向に沿って配列されているか、または、異なる複数の方向に沿って配列されている。好ましくは、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおける複数のカーボンナノチューブは、互いに重複し、分子間力で相互に引き合い、接続するので、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムは、シート状の自立構造である。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムは、優れた柔軟性を有するので、任意の形状に湾曲でき、破裂しない。   The oriented carbon nanotube film may be a presidated carbon nanotube film. The precided carbon nanotube film is composed of a plurality of uniformly distributed carbon nanotubes. The mass percentage of the semiconducting carbon nanotube is 80% or more. A plurality of carbon nanotubes in a single presidated carbon nanotube film may be arranged isotropically, arranged along a predetermined direction, or arranged along different directions. Preferably, the plurality of carbon nanotubes in the precided carbon nanotube film are parallel to the surface of the precided carbon nanotube film. The plurality of carbon nanotubes in the presidated carbon nanotube film overlap each other, draw in and connect to each other by intermolecular force, and thus the precided carbon nanotube film is a sheet-like freestanding structure. Because the pre-cided carbon nanotube film has excellent flexibility, it can be bent into any shape and does not burst.

プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムは、押し器具を利用することにより、所定の圧力をかけてカーボンナノチューブアレイを押し、カーボンナノチューブアレイを圧力で倒すことにより形成されたものである。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの配列方向は、押し器具の形状及びカーボンナノチューブアレイを押す方向により決められている。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブの傾斜の程度は、カーボンナノチューブアレイにかけた圧力に関係する。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブとプレシッド構造カーボンナノチューブフィルムの表面とは、角度αを成し、該角度αは0°以上15°以下である。好ましくは、プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムにおけるカーボンナノチューブが該カーボンナノチューブフィルムの表面に平行する。圧力が大きくなるほど、傾斜の程度が大きくなり、角度αが小さくなる。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムの長さ及び幅が制限されない。プレシッド構造カーボンナノチューブフィルムは、複数の微孔を含み、微孔が均一的に規則的にプレシッド構造カーボンナノチューブフィルムに分布され、微孔の直径が1ナノメートル〜0.5ミリメートルである。   The pre-cided carbon nanotube film is formed by pressing a carbon nanotube array under a predetermined pressure by using a pressing tool and pressing down the carbon nanotube array. The arrangement direction of the carbon nanotubes in the pre-said structure carbon nanotube film is determined by the shape of the pressing device and the direction of pushing the carbon nanotube array. The degree of carbon nanotube tilt in the pre-cided carbon nanotube film is related to the pressure applied to the carbon nanotube array. The carbon nanotubes in the presided carbon nanotube film and the surface of the presided carbon nanotube film form an angle α, and the angle α is 0 ° or more and 15 ° or less. Preferably, the carbon nanotubes in the presidated carbon nanotube film are parallel to the surface of the carbon nanotube film. As the pressure increases, the degree of inclination increases and the angle α decreases. There is no limitation on the length and width of the presidated carbon nanotube film. The presidated carbon nanotube film includes a plurality of micropores, wherein the micropores are uniformly and regularly distributed in the precided carbon nanotube film, and the diameter of the micropores is 1 nanometer to 0.5 millimeter.

本発明のショットキーダイオード100が特別非対称構造である。即ち、第一電極104が半導体構造108の上方に設置され、第二電極106が半導体構造108の下方に設置される。半導体構造108がP型の半導体それともN型の半導体であっても、半導体構造108が電極の上方にあるショットキーバリアは、半導体構造108が電極の下方にあるショットキーバリアより大きい。従って、本発明のショットキーダイオードは、特別非対称構造を有するので、簡単である半導体材料を採用しても、性能が優れたショットキーダイオードが形成でき、複雑である化学ドーピング法が必要はなく、多種類の材料を採用するヘテロ接合法が必要はない。本実施例において、半導体構造108がP型の半導体を採用するショットキーダイオード(即ち、P型のショットキーダイオード)に対して、半導体構造108の上方に設置された第一電極104から半導体構造108の下方に設置された第二電極106に流れる電流は、半導体構造108の下方に設置された第二電極106から半導体構造108の上方に設置された第一電極104に流れる電流より大きいので、電流が第一電極104から第二電極106に流れる時に、ショットキーダイオードがオン状態になり、電流が第二電極106から第一電極104に流れる時に、ショットキーダイオードがオフ状態になる。半導体構造108がN型の半導体を採用するショットキーダイオード(即ち、N型のショットキーダイオード)に対して、半導体構造108の下方に設置された第二電極106から半導体構造108の上方に設置された第一電極104に流れる電流は、半導体構造108の上方に設置された第一電極104から半導体構造108の下方に設置された第二電極106に流れる電流より大きいので、電流が第二電極106から第一電極104に流れる時に、ショットキーダイオードがオン状態になり、電流が第一電極104から第二電極106に流れる時に、ショットキーダイオードがオフ状態になる。上記現象は、電子と正孔が移動して形成された電流の向きが異なるので、引き起こされる。電子がP型の半導体での運動規律及び大きさが方向との関係は、電子がN型の半導体での運動規律及び大きさが方向との関係と、類似するが、定義された電流の向きが正孔の移動方向と同じであり、電子の移動方向と相反するので、P型の半導体とN型の半導体は、電流の大きさ及び規律が異なる。   The Schottky diode 100 of the present invention has a special asymmetric structure. That is, the first electrode 104 is disposed above the semiconductor structure 108 and the second electrode 106 is disposed below the semiconductor structure 108. Even if the semiconductor structure 108 is a P-type semiconductor or an N-type semiconductor, the Schottky barrier with the semiconductor structure 108 above the electrode is larger than the Schottky barrier with the semiconductor structure 108 below the electrode. Therefore, since the Schottky diode of the present invention has a special asymmetric structure, even if a simple semiconductor material is employed, a Schottky diode with excellent performance can be formed, and there is no need for a complicated chemical doping method. There is no need for heterojunction methods that employ multiple materials. In this embodiment, the semiconductor structure 108 is a Schottky diode (i.e., a P-type Schottky diode) employing a P-type semiconductor, from the first electrode 104 disposed above the semiconductor structure 108. The current flowing to the second electrode 106 disposed below the semiconductor device is greater than the current flowing to the first electrode 104 disposed above the semiconductor structure 108 from the second electrode 106 disposed below the semiconductor structure 108, When the current flows from the first electrode 104 to the second electrode 106, the Schottky diode is turned on, and when the current flows from the second electrode 106 to the first electrode 104, the Schottky diode is turned off. The semiconductor structure 108 is disposed above the semiconductor structure 108 from the second electrode 106 disposed below the semiconductor structure 108 for a Schottky diode employing an N-type semiconductor (ie, an N-type Schottky diode). Since the current flowing to the first electrode 104 is larger than the current flowing from the first electrode 104 disposed above the semiconductor structure 108 to the second electrode 106 disposed below the semiconductor structure 108, the current flows to the second electrode 106. When the current flows to the first electrode 104, the Schottky diode is turned on, and when the current flows from the first electrode 104 to the second electrode 106, the Schottky diode is turned off. The above phenomenon is caused because the direction of the current formed by the movement of electrons and holes is different. The relationship between the movement discipline in the P-type semiconductor and the relationship between the magnitude and the direction are similar to that of the movement discipline and the size in the N-type semiconductor but the direction of the defined current Is the same as the moving direction of the holes and is opposite to the moving direction of the electrons, so the P-type semiconductor and the N-type semiconductor have different current magnitudes and disciplines.

図10は、本発明の実施例のショットキーダイオードのバイアス電圧と電流の曲線図である。本実施例において、二硫化モリブデンのナノフィルムを半導体構造とする。図10から、ショットキーダイオードが優れた方向性を有して、順方向電圧と逆方向電圧との比が10に達することができることが分かる。 FIG. 10 is a curve diagram of bias voltage and current of the Schottky diode according to the embodiment of the present invention. In this example, a nanofilm of molybdenum disulfide is used as a semiconductor structure. From Figure 10, has excellent directional Schottky diode, the ratio of the forward voltage and the reverse voltage is found to be able to reach 10 4.

本発明のショットキーダイオードが以下の利点を有する。第一に、ショットキーダイオードは、特別非対称構造で設置されるので、簡単である半導体材料を採用しても、整流効果が優れたショットキーダイオードが形成でき、順方向電圧と逆方向電圧との比が10に達することができる。第二に、半導体構造の材料が簡単であり、製造方法が容易であり、ショットキーダイオードのコストを低減でき、大規模に製造できる。 The Schottky diode of the present invention has the following advantages. First, since the Schottky diode is disposed in a special asymmetric structure, a Schottky diode having an excellent rectifying effect can be formed even if a semiconductor material which is simple is adopted, and the voltage between the forward voltage and the reverse voltage can be obtained. The ratio can reach 10 4 . Second, the material of the semiconductor structure is simple, the manufacturing method is easy, the cost of the Schottky diode can be reduced, and it can be manufactured on a large scale.

図11、図12又は図13を参照すると、本発明の第二実施例は、ショットキーダイオード200を提供する。ショットキーダイオード200は、第一電極204、第二電極206及び半導体構造208を含む。半導体構造208は、第一端部2082及び第一端部2082と対向して設置された第二端部2084を含み、第一端部2082が第一電極204と接触して、第二端部2084が第二電極206と接触する。第一電極204が第一金属層204a及び第二金属層204bを含み、第一金属層204aが第二金属層204bに設置され、第二金属層204bの一つの端部が第一金属層204aから露出して、第一金属層204aの側面と第二金属層204bの上表面に階段構造体212を形成させる。第二電極206が第三金属層206a及び第四金属層206bを含み、第三金属層206aが第四金属層206bに設置され、第三金属層206aの一つの端部が第四金属層206bから伸出して、第三金属層206aの下表面と第四金属層206bの側面に反方向階段構造体214を形成させる。半導体構造208の第一端部2082は、半導体構造208が第一金属層204a及び第二金属層204bに挟まれた部分である。半導体構造208の第二端部2084は、半導体構造208が第三金属層206a及び第四金属層206bに挟まれた部分である。第一端部2082と第二端部2084との間の半導体構造208が中間部(図示せず)である。階段構造体212及び反方向階段構造体214がそれぞれ半導体構造208の第一端部2082と第二端部2084との間に位置して、半導体構造208の中間部に接近する位置にある。図11、図12又は図13から、半導体構造208の中間部は、第一電極204の階段構造体212から第二電極206の反方向階段構造体214に延伸することが分かる。   Referring to FIG. 11, FIG. 12 or FIG. 13, the second embodiment of the present invention provides a Schottky diode 200. Referring to FIG. The Schottky diode 200 comprises a first electrode 204, a second electrode 206 and a semiconductor structure 208. The semiconductor structure 208 includes a first end 2082 and a second end 2084 disposed opposite to the first end 2082, the first end 2082 contacting the first electrode 204, and the second end 2084 contacts the second electrode 206. The first electrode 204 includes the first metal layer 204a and the second metal layer 204b, the first metal layer 204a is disposed on the second metal layer 204b, and one end of the second metal layer 204b is the first metal layer 204a. To form a step structure 212 on the side surface of the first metal layer 204a and the upper surface of the second metal layer 204b. The second electrode 206 includes the third metal layer 206a and the fourth metal layer 206b, the third metal layer 206a is disposed on the fourth metal layer 206b, and one end of the third metal layer 206a is the fourth metal layer 206b. To form a counterstep structure 214 on the lower surface of the third metal layer 206a and the side surfaces of the fourth metal layer 206b. The first end portion 2082 of the semiconductor structure 208 is a portion in which the semiconductor structure 208 is sandwiched between the first metal layer 204a and the second metal layer 204b. The second end 2084 of the semiconductor structure 208 is the portion where the semiconductor structure 208 is sandwiched between the third metal layer 206a and the fourth metal layer 206b. The semiconductor structure 208 between the first end 2082 and the second end 2084 is an intermediate portion (not shown). The staircase structure 212 and the counter-directional staircase structure 214 are located between the first end 2082 and the second end 2084 of the semiconductor structure 208, respectively, and close to the middle of the semiconductor structure 208. It can be seen from FIG. 11, 12 or 13 that the middle part of the semiconductor structure 208 extends from the step structure 212 of the first electrode 204 to the opposite step structure 214 of the second electrode 206.

第一電極204、第二電極206の材料は、第一実施例の第一電極104、第二電極106の材料と同じである。   The materials of the first electrode 204 and the second electrode 206 are the same as the materials of the first electrode 104 and the second electrode 106 of the first embodiment.

半導体構造208の構造及び材料は、第一実施例の半導体構造108の構造及び材料と同じである。   The structure and material of the semiconductor structure 208 are the same as the structure and material of the semiconductor structure 108 of the first embodiment.

ショットキーダイオード200が更に絶縁基板202を含む。絶縁基板202は、第一電極204、第二電極206及び半導体構造208を支持することに用いられる。絶縁基板202の構造が制限されず、平面を有する板状の構造である。ショットキーダイオード200が絶縁基板202の表面に設置される。図14を参照すると、絶縁基板202が凹溝を有する基板であり、ショットキーダイオード200の第一電極204の第二金属層204b及び第二電極206の第四金属層206bが絶縁基板202の内部に嵌め込まれ、第二金属層204b、第四金属層206b及び絶縁基板202の表面を同一表面に位置させる。半導体構造208が上記表面に設置される。   The Schottky diode 200 further includes an insulating substrate 202. The insulating substrate 202 is used to support the first electrode 204, the second electrode 206 and the semiconductor structure 208. The structure of the insulating substrate 202 is not limited, and is a plate-like structure having a flat surface. A Schottky diode 200 is disposed on the surface of the insulating substrate 202. Referring to FIG. 14, the insulating substrate 202 is a substrate having a recessed groove, and the second metal layer 204 b of the first electrode 204 of the Schottky diode 200 and the fourth metal layer 206 b of the second electrode 206 are inside the insulating substrate 202. The second metal layer 204b, the fourth metal layer 206b, and the surface of the insulating substrate 202 are positioned on the same surface. A semiconductor structure 208 is placed on the surface.

ショットキーダイオード200の他の構造及び特徴は、第一実施例のショットキーダイオード100の構造及び特徴と同じである。   Other structures and features of the Schottky diode 200 are the same as those of the Schottky diode 100 of the first embodiment.

本発明の実施例は、ショットキーダイオード200の製造方法を提供する。ショットキーダイオード200の製造方法は、下記のステップを含む。   Embodiments of the present invention provide a method of manufacturing a Schottky diode 200. The method of manufacturing the Schottky diode 200 includes the following steps.

絶縁基板202を提供し、絶縁基板202に第二金属層204b及び第四金属層206bが形成され、第二金属層204b及び第四金属層206bが間隔をあけて設置される。   An insulating substrate 202 is provided, and a second metal layer 204b and a fourth metal layer 206b are formed on the insulating substrate 202, and the second metal layer 204b and the fourth metal layer 206b are spaced apart.

第二金属層204b、第四金属層206b及び絶縁基板202に半導体構造208を形成して、半導体構造208が第一端部2082及び第一端部2082と対向して設置された第二端部2084を含み、第一端部2082を第二金属層204bの上表面に設置し、第二端部2084を第四金属層206bの上表面に設置し、半導体構造208の第一端部2082と第二端部2084との間の中間部を絶縁基板202の表面に設置する。   A semiconductor structure 208 is formed on the second metal layer 204b, the fourth metal layer 206b, and the insulating substrate 202, and a second end where the semiconductor structure 208 is disposed opposite to the first end 2082 and the first end 2082 2084, with the first end 2082 disposed on the upper surface of the second metal layer 204b and the second end 2084 disposed on the upper surface of the fourth metal layer 206b, and the first end 2082 of the semiconductor structure 208 An intermediate portion with the second end portion 2084 is installed on the surface of the insulating substrate 202.

半導体構造208の第一端部2082の上表面に第一金属層204aを形成して、半導体構造208の第一端部2082が第一金属層204a及び第二金属層204bに挟まれ、第一金属層204aの側面と第二金属層204bの上表面に階段構造体212を形成する。   The first metal layer 204a is formed on the upper surface of the first end 2082 of the semiconductor structure 208, and the first end 2082 of the semiconductor structure 208 is sandwiched between the first metal layer 204a and the second metal layer 204b. A step structure 212 is formed on the side surface of the metal layer 204a and the upper surface of the second metal layer 204b.

半導体構造208の第二端部2084の上表面に第三金属層206aを形成して、半導体構造208の第二端部2084が第三金属層206a及び第四金属層206bに挟まれ、第三金属層206aの下表面と第四金属層206bの側面に反方向階段構造体214を形成して、階段構造体212及び反方向階段構造体214が半導体構造208の第一端部2082と第二端部2084との間に位置して、半導体構造208の中間部が階段構造体212から反方向階段構造体214に延伸する。   A third metal layer 206a is formed on the upper surface of the second end 2084 of the semiconductor structure 208, and the second end 2084 of the semiconductor structure 208 is sandwiched between the third metal layer 206a and the fourth metal layer 206b. The opposite step structure 214 is formed on the lower surface of the metal layer 206 a and the side surface of the fourth metal layer 206 b so that the step structure 212 and the opposite step structure 214 form the first end 2082 of the semiconductor structure 208 and the second end 2082. Located between the ends 2084, the middle portion of the semiconductor structure 208 extends from the stair structure 212 to the counter direction stair structure 214.

第一金属層204a、第二金属層204b、第三金属層206a及び第四金属層206bがフォトエッチング法によって形成される。   The first metal layer 204a, the second metal layer 204b, the third metal layer 206a, and the fourth metal layer 206b are formed by photoetching.

図15を参照すると、本発明の実施例は、更にショットキーダイオードアレイ20を提供する。ショットキーダイオードアレイ20は、絶縁基板202及び複数のショットキーダイオードユニット210を含む。ショットキーダイオードユニット210は、絶縁基板202の表面に均一的に分布される。ショットキーダイオードユニット210は、本発明の第二実施例のショットキーダイオード200と同じである。   Referring to FIG. 15, the embodiment of the present invention further provides a Schottky diode array 20. The Schottky diode array 20 includes an insulating substrate 202 and a plurality of Schottky diode units 210. The Schottky diode units 210 are uniformly distributed on the surface of the insulating substrate 202. The Schottky diode unit 210 is the same as the Schottky diode 200 of the second embodiment of the present invention.

図16を参照すると、本発明の第三実施例は、薄膜トランジスタ300を提供する。薄膜トランジスタ300は、ゲート電極302、絶縁誘電層304及び少なくとも一つのショットキーダイオードユニット110を含む。   Referring to FIG. 16, a third embodiment of the present invention provides a thin film transistor 300. The thin film transistor 300 includes a gate electrode 302, an insulating dielectric layer 304 and at least one Schottky diode unit 110.

前記ゲート電極302が導電フィルムであり、導電フィルムの厚さが0.5ナノメートル〜100ナノメートルである。導電フィルムの材料は、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カーボンナノチューブなどである。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。合金は、上記金属の合金である。本実施例において、ゲート電極302の材料は、パラジウムフィルムであり、その厚さが50ナノメートルである。   The gate electrode 302 is a conductive film, and the thickness of the conductive film is 0.5 nm to 100 nm. The material of the conductive film is metal, alloy, indium tin oxide (ITO) film, antimony tin oxide (ATO), silver paste, conductive polymer, conductive carbon nanotube or the like. The metal is, for example, aluminum, copper, tungsten, molybdenum, gold, titanium, neodymium, palladium or cesium. The alloy is an alloy of the above metals. In the present embodiment, the material of the gate electrode 302 is a palladium film, and its thickness is 50 nm.

絶縁誘電層304が支持作用及び絶縁作用を果たして、その材料は、ガラス、石英、セラミック、ダイヤモンド及び酸化物などの硬性の材料又はプラスチック及び樹脂などの柔らかな材料である。本実施例において、絶縁誘電層304は、ALD法によって成長された酸化アルミニウムフィルムであり、厚さが20ナノメートルである。薄膜トランジスタ300が複数のショットキーダイオードユニット110を含む時に、絶縁誘電層304も大規模集積回路の基板を採用してもよく、且つ複数のショットキーダイオードユニット110が予定の規律又はパターンどおりに、同一絶縁誘電層304に集積され、薄膜トランジスタパネル又は他の薄膜トランジスタの半導体部品が形成される。絶縁誘電層304の形状が制限されず、平面を有する板状の構造であってもよく、ショットキーダイオードユニット110が絶縁誘電層の表面に設置される。絶縁誘電層304は、凹溝を有する基板であってもよく、ショットキーダイオードユニット110の第一電極及び第二電極が絶縁誘電層304の内部に嵌め込まれ、第一電極104、第二電極106及び絶縁誘電層304の表面を同一表面に位置させる。   The insulating dielectric layer 304 performs supporting and insulating functions, and the material is a hard material such as glass, quartz, ceramic, diamond and oxide, or a soft material such as plastic and resin. In the present example, the insulating dielectric layer 304 is an aluminum oxide film grown by the ALD method and has a thickness of 20 nanometers. When the thin film transistor 300 includes a plurality of Schottky diode units 110, the insulating dielectric layer 304 may also adopt the substrate of a large scale integrated circuit, and the plurality of Schottky diode units 110 are identical according to a predetermined discipline or pattern. Integrated into the insulating dielectric layer 304, a thin film transistor panel or other thin film transistor semiconductor component is formed. The shape of the insulating dielectric layer 304 is not limited and may be a plate-like structure having a flat surface, and the Schottky diode unit 110 is disposed on the surface of the insulating dielectric layer. The insulating dielectric layer 304 may be a substrate having a recessed groove, and the first electrode and the second electrode of the Schottky diode unit 110 are fitted into the inside of the insulating dielectric layer 304, and the first electrode 104, the second electrode 106 And the surface of the insulating dielectric layer 304 is located on the same surface.

ショットキーダイオードユニット110は、第一実施例のショットキーダイオード100と同じであるので、ここで詳しく説明しない。   Since the Schottky diode unit 110 is the same as the Schottky diode 100 of the first embodiment, it will not be described in detail here.

ある実施例において、P型のカーボンナノチューブを半導体構造108とする。第一電極104に-1Vのバイアス電圧を印加して、異なる電圧でゲート電極302を走査する時に、獲得した電流及び電圧の曲線図が図17のIに示すようになる。第二電極106に-1Vのバイアス電圧を印加して、異なる電圧でゲート電極302を走査する時に、獲得した電流及び電圧の曲線図が図17のIに示すようになる。図17から、薄膜トランジスタ300がオン状態になる時に、半導体構造108の上方に位置する第一電極104から、半導体構造108の下方に位置する第二電極106に流れる電流は、半導体構造108の下方に位置する第二電極106から半導体構造108の上方に位置する第一電極104に流れる電流より大きく、即ち、IがIより大きいことが分かる。 In one embodiment, P-type carbon nanotubes are used as the semiconductor structure 108. When a bias voltage of −1 V is applied to the first electrode 104 and the gate electrode 302 is scanned with different voltages, the obtained current and voltage curves are as shown by I 1 in FIG. When a bias voltage of −1 V is applied to the second electrode 106 and the gate electrode 302 is scanned with different voltages, the obtained current and voltage curves are as shown by I 2 in FIG. From FIG. 17, when the thin film transistor 300 is turned on, the current flowing from the first electrode 104 located above the semiconductor structure 108 to the second electrode 106 located below the semiconductor structure 108 is below the semiconductor structure 108. It can be seen that the current flowing from the second electrode 106 located to the first electrode 104 located above the semiconductor structure 108 is larger, ie, I 1 is greater than I 2 .

他の実施例において、薄膜トランジスタ300が複数のショットキーダイオードユニット110を含む時に、複数のショットキーダイオードユニット110が絶縁誘電層304の表面に間隔をあけて分布される。   In another embodiment, when the thin film transistor 300 includes a plurality of Schottky diode units 110, the plurality of Schottky diode units 110 are distributed on the surface of the insulating dielectric layer 304 at intervals.

図18を参照すると、本発明の第四実施例が薄膜トランジスタ400を提供する。薄膜トランジスタ400は、ゲート電極402、絶縁誘電層404及び少なくとも一つのショットキーダイオードユニット210を含む。ゲート電極402が第三実施例のゲート電極302と同じである。絶縁誘電層404が第三実施例の絶縁誘電層404と同じである。ショットキーダイオードユニット210が第二実施例のショットキーダイオードユニット210と同じである。   Referring to FIG. 18, a fourth embodiment of the present invention provides a thin film transistor 400. The thin film transistor 400 includes a gate electrode 402, an insulating dielectric layer 404 and at least one Schottky diode unit 210. The gate electrode 402 is the same as the gate electrode 302 of the third embodiment. The insulating dielectric layer 404 is the same as the insulating dielectric layer 404 of the third embodiment. The Schottky diode unit 210 is the same as the Schottky diode unit 210 of the second embodiment.

絶縁誘電層404が平面を有する板状の構造であり、ショットキーダイオードユニット210が絶縁誘電層の表面に設置される。絶縁誘電層404は、凹溝を有する基板であってもよく、ショットキーダイオードユニット210の第一電極204の第二金属層204b及び第二電極206の第四金属層206bが絶縁誘電層404の内部に嵌め込まれ、第二金属層204b、第四金属層206b及び絶縁誘電層404の表面を同一表面に位置させる。   The insulating dielectric layer 404 is a plate-like structure having a flat surface, and the Schottky diode unit 210 is disposed on the surface of the insulating dielectric layer. The insulating dielectric layer 404 may be a substrate having a recessed groove, and the second metal layer 204 b of the first electrode 204 of the Schottky diode unit 210 and the fourth metal layer 206 b of the second electrode 206 are of the insulating dielectric layer 404. The surfaces of the second metal layer 204b, the fourth metal layer 206b, and the insulating dielectric layer 404 are positioned on the same surface.

ある実施例において、P型のカーボンナノチューブを半導体構造108とする。薄膜トランジスタ300がオン状態になる時に、半導体構造108の上方に位置する第一電極104から、半導体構造108の下方に位置する第二電極106に流れる電流は、半導体構造108の下方に位置する第二電極106から半導体構造108の上方に位置する第一電極104に流れる電流より大きい。   In one embodiment, P-type carbon nanotubes are used as the semiconductor structure 108. When the thin film transistor 300 is turned on, the current flowing from the first electrode 104 located above the semiconductor structure 108 to the second electrode 106 located below the semiconductor structure 108 is the second current located below the semiconductor structure 108. The current flowing from the electrode 106 to the first electrode 104 located above the semiconductor structure 108 is greater.

100、200 ショットキーダイオード
102、202 絶縁基板
104、204 第一電極
204a 第一金属層
204b 第二金属層
106、206 第二電極
206a 第三金属層
206b 第四金属層
108、208 半導体構造
1082、2082 第一端部
1084、2084 第二端部
110、220 ショットキーダイオードユニット
10、20 ショットキーダイオードアレイ
212 階段構造体
214 反方向階段構造体
304、404 絶縁誘電層
302、402 ゲート電極
300、400 薄膜トランジスタ
100, 200 Schottky diode 102, 202 Insulating substrate 104, 204 First electrode 204a First metal layer 204b Second metal layer 106, 206 Second electrode 206a Third metal layer 206b Fourth metal layer 108, 208 Semiconductor structure 1082, 2082 first end
1084, 2084 second end 110, 220 Schottky diode unit 10, 20 Schottky diode array 212 step structure 214 opposite direction step structure 304, 404 insulating dielectric layer 302, 402 gate electrode 300, 400 thin film transistor

Claims (6)

ゲート電極、絶縁誘電層及び少なくとも一つのショットキーダイオードユニットを含み、前記ゲート電極が前記絶縁誘電層によって、前記少なくとも一つのショットキーダイオードユニットと絶縁的に設置される薄膜トランジスタであり、
前記ショットキーダイオードユニットは、第一電極、半導体構造及び第二電極を含み、前記第一電極が前記絶縁誘電層の表面に設置され、前記半導体構造が第一端部及び該第一端部と対向して設置された第二端部を含み、前記第一端部が前記第一電極に敷設され、前記第一電極を前記半導体構造の第一端部と前記絶縁誘電層との間に位置させ、前記第二端部が、前記絶縁誘電層の表面に設置され、前記第二電極が前記半導体構造の第二端部に設置され、前記半導体構造の第二端部を前記第二電極と前記絶縁誘電層との間に位置させ、前記第一電極と前記半導体構造のショットキーバリアは、前記第二電極と前記半導体構造のショットキーバリアより大きく、前記半導体構造がナノスケールの半導体構造であることを特徴とする薄膜トランジスタ。
A thin film transistor including a gate electrode, an insulating dielectric layer, and at least one Schottky diode unit, wherein the gate electrode is provided so as to be insulated from the at least one Schottky diode unit by the insulating dielectric layer;
The Schottky diode unit includes a first electrode, a semiconductor structure, and a second electrode, the first electrode being disposed on the surface of the insulating dielectric layer, and the semiconductor structure being a first end portion and the first end portion. Comprising a second end oppositely disposed, the first end being laid on the first electrode, the first electrode being located between the first end of the semiconductor structure and the insulating dielectric layer The second end is disposed on the surface of the insulating dielectric layer, the second electrode is disposed at the second end of the semiconductor structure, and the second end of the semiconductor structure is coupled with the second electrode. The first electrode and the Schottky barrier of the semiconductor structure are positioned between the insulating dielectric layer , the second electrode and the Schottky barrier of the semiconductor structure being larger, the semiconductor structure being a nanoscale semiconductor structure Thin film transistor characterized by .
前記ナノスケールの半導体構造は、一次元の半導体線形材料又は二次元の半導体フィルムであることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 1, wherein the nanoscale semiconductor structure is a one-dimensional semiconductor linear material or a two-dimensional semiconductor film. 前記半導体構造は、二硫化モリブデンフィルムであり、厚さが1ナノメートル〜2ナノメートルであることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。   The thin film transistor according to claim 1, wherein the semiconductor structure is a molybdenum disulfide film and has a thickness of 1 nm to 2 nm. 前記半導体構造は、カーボンナノチューブ構造体であり、前記カーボンナノチューブ構造体が少なくとも一本カーボンナノチューブを含み、前記カーボンナノチューブ構造体における半導体型のカーボンナノチューブの質量百分率が80%以上であることを特徴とする、請求項1に記載の薄膜トランジスタ。   The semiconductor structure is a carbon nanotube structure, wherein the carbon nanotube structure includes at least one carbon nanotube, and a mass percentage of semiconductor-type carbon nanotubes in the carbon nanotube structure is 80% or more. The thin film transistor according to claim 1. 前記カーボンナノチューブ構造体が一本の半導体型のカーボンナノチューブであり、前記半導体型のカーボンナノチューブが第一電極から第二電極まで延伸することを特徴とする、請求項4に記載の薄膜トランジスタ。   5. The thin film transistor according to claim 4, wherein the carbon nanotube structure is a single semiconductor type carbon nanotube, and the semiconductor type carbon nanotube extends from a first electrode to a second electrode. 前記カーボンナノチューブ構造体がカーボンナノチューブフィルムであり、前記カーボンナノチューブフィルムの厚さが100ナノメートル以下であることを特徴とする、請求項4に記載の薄膜トランジスタ。
The thin film transistor according to claim 4, wherein the carbon nanotube structure is a carbon nanotube film, and the carbon nanotube film has a thickness of 100 nm or less.
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JP2014127652A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Nagoya Univ Field effect transistor
US20160155948A1 (en) * 2013-07-25 2016-06-02 Toray Industries, Inc. Carbon nanotube composite, semiconductor device, and sensor using same
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