成果報告書詳細
管理番号20100000000071
タイトル平成20年度成果報告書 平成20年度第1回採択産業技術研究助成事業 08E51005a 高性能カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの開発 平成20年度中間
公開日2010/2/13
報告書年度2008 - 2008
委託先名国立大学法人名古屋大学大野雄高
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部 若手研究グラントグループ
和文要約 まず、浮遊触媒法によって成長したCNTを基板上に堆積する技術を確立した。本技術により、CNT薄膜を大気圧・室温において各種基板に堆積することが可能であった。堆積中に基板と反応器の間に電界を印加することにより、堆積効率を向上した。CNTの密度は堆積時間に比例し、その制御が可能であった。 熱酸化膜付きのSi基板上にCNT薄膜を堆積し、バックゲート型TFTを試作した。素子性能は、移動度4 cm2/Vs、オン/オフ比3x105と高い値を示した。なお、これらの値は本年度の数値目標を上回っている。各種集積回路の試作を開始し、簡単な反転動作を実証した。 柔軟性をもつカプトン基板やPET基板上においても、トップゲート型TFTを試作し、トランジスタ動作を実現した。移動度、オン/オフ比は、それぞれ1 cm2/Vs、1x105と良好な値であった。 酸化膜中の固定電荷を利用して、大気安定性をもつ高性能なn型ナノチューブFETを実現する方法を考案した。 プラズマCVD法において、半導体的特性を示すCNTが優先的に得られる原因について、各種解析手法を用いて調べ、欠陥導入により、金属CNTが局所的に半導体的特性をもつことを明らかにした。
英文要約 First, we developed a technology to deposit the CNTs, which were growth by the floating catalyst technique, on a substrate. CNT thin film can be deposited on any substrate at room temperature and at atmospheric pressure by this technology. By applying an electric field between the substrate and the reactor during the deposition, the deposition efficiency was improved. CNT density was proportional to the time of the deposition, which could be controlled. Back-gate TFTs were fabricated on a SiO2/Si substrate using the CNT thin-film. The devices showed high performances, mobility of 4 cm2/Vs and on/off ratio of 3x105. These values are above the targets for this year. We have started to fabricate various functional integrated circuits, and obtained a basic inverter operation. We also fabricated top-gate TFTs on a flexible Kapton substrate and a PET substrate, and realized transistor operations. The mobility and on/off ratio were high as 1 cm2/Vs and 1x105, respectively. A novel technique to realize high-performance n-type CNT FETs with stability has been proposed, utilizing fixed charges in a oxide layer. We investigated the reason why semiconducting-like CNTs were found preferentially in the plasma CVD by electrical and optical analysis methodologies. It has been found that a metallic CNT behaves like a semiconducting in a FET structure if the CNT has defects. CNT TFTs were fabricated on a SiO2/Si substrate using the CNTs grown by the plasma CVD.
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