奈米碳管薄膜電晶體研究

Abstract

軟性電子(flexible electronics)是可能具有產業應用機會的新領域。由於使用的基板 是可撓性的，通常不耐高溫，電子電路製作必須採用低溫製程。由於奈米碳管（CNT） 具有優異的電、熱、機械、化學性質，且CNT 電晶體(CNTFET)的製程包括化學摻雜、 閘極介電質沈積、閘電及沈積、源極/汲極金屬接觸等等都可以是低溫製程，搭配碳管本 身極佳的彈性與可撓性，可望應用在各式基板。本計畫預計以奈米碳管網路薄膜電晶體 (CNT NWTFT) 為研究對象，希望在一年內，建立NWTFT 的製作技術，符合定位且低 溫製程的要求，並利用低接觸阻抗金屬、高介電常數閘極介電質提高元件性能。 本計畫將採取兩種奈米碳管網路的形成方式：旋轉塗佈法以及定位成長法。製作過 程中，將用SEM 觀測碳管密度，用AFM 掃瞄分析碳管直徑分佈，用拉曼散射分析碳管 旋度，用TEM 做更精細的碳管結構觀察。碳管網路的電阻率、NWTFT 的導通電流、 載子遷移率、臨界電壓、次臨界斜率、漏電流等，都是必須測量的參數。碳管密度、碳 管網路製作方式、閘極與源極/汲極重疊程度、金屬種類、閘極介電質種類等製程參數對 前述元件參數的影響也是研究的重點。對於特性較佳的元件，會進一步做低溫測量，探 討載子傳導機制。