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カーボンナノチューブFET コモンズ

国内特許コード P05P003098
整理番号 NU-0002
掲載日 2006年2月16日
出願番号 特願2004-141177
公開番号 特開2005-322836
登録番号 特許第4810650号
出願日 平成16年5月11日(2004.5.11)
公開日 平成17年11月17日(2005.11.17)
登録日 平成23年9月2日(2011.9.2)
発明者
  • 大野 雄高
  • 水谷 孝
  • 能生 陽介
  • 岸本 茂
出願人
  • 学校法人名古屋大学
発明の名称 カーボンナノチューブFET コモンズ
発明の概要

【課題】 高性能なn型CN-FETを簡単に形成する。
【解決手段】 CN-FET1は、p型Si基板3と、その表面上に形成された厚さ100nmのSiO酸化膜5と、その上にある距離だけ離間して形成されたCo/Pt触媒7a、7bと、Co/Pt触媒7aと7bとの間に形成されたカーボンナノチューブ11と、カーボンナノチューブ11のそれぞれの端部と接するように形成されたCa金属15a、15bと、Ca金属15a、15bの上に形成されたAl電極17a、17bと、を有するソース電極(15a/17a)及びドレイン電極(15b/17b)と、p型Si基板3の裏面に形成されたTi/Auからなるバックゲート電極21と、を有している。仕事関数φの小さい(2.87eV)Ca金属15a、15bが、カーボンナノチューブCNT11の両端にそれぞれ接触している。
【選択図】 図3

従来技術、競合技術の概要


カーボンナノチューブは、カイラリティにより半導体的特性をもつこと、高い電流密度を実現可能なこと、ほぼ1次元伝導とみなせるような非常に細い線路を形成できること、などにより、カーボンナノチューブを用いた極微細・高速動作が可能な量子デバイス用途に適している。中でも、量子細線としてのカーボンナノチューブは、次世代電子デバイスの有力な候補であり、現在、カーボンナノチューブ電界効果トランジスタ(以下、「CN-FET」と称する。)に関する研究が盛んに行われている。




【非特許文献1】R.Martel et al,Phys.Rev.Lett. 87,256805(2001).

産業上の利用分野


本発明は、カーボンナノチューブFETに関し、より詳細には、新しい電極材料を用いることによりn型のカーボンナノチューブFETを実現する技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
カーボンナノチューブからなるチャネル層と、
該カーボンナノチューブからなるチャネル層に対して形成されたゲート電極と、
前記チャネル層と接する領域に形成されるアルカリ金属又はアルカリ土類金属のうち少なくともいずれか一方を含むソース電極及びドレイン電極と
を有することを特徴とするn型CN-FET構造。

【請求項2】
カーボンナノチューブからなるチャネル層と、
該カーボンナノチューブからなるチャネル層に対して形成されたゲート電極と、
前記チャネル層と接する領域に形成されカーボンナノチューブの仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ材料からなるソース電極及びドレイン電極と
を有することを特徴とするn型CN-FET構造。

【請求項3】
前記ソース電極及びドレイン電極を形成する材料の仕事関数が4eV以下であることを特徴とする請求項2に記載のn型CN-FET構造。

【請求項4】
前記ソース電極及びドレイン電極を形成する材料の仕事関数が3eV以下であることを特徴とする請求項2に記載のn型CN-FET構造。

【請求項5】
前記ソース電極又はドレイン電極のうち少なくとも一方は、前記カーボンナノチューブに対してその延在方向に略垂直な方向に接している部分を有することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載のn型CN-FET構造。

【請求項6】
前記チャネル層には不純物がドーピングされていないことを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載のn型CN-FET構造。

【請求項7】
カーボンナノチューブと、
該カーボンナノチューブに接するアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む電極と
を有する電子注入電極構造。

【請求項8】
カーボンナノチューブと、
該カーボンナノチューブに接する仕事関数が4eV以下の電極と
を有する電子注入電極構造。

【請求項9】
カーボンナノチューブと、
該カーボンナノチューブに接する仕事関数が3eV以下の電極と
を有する電子注入電極構造。

【請求項10】
カーボンナノチューブと、
該カーボンナノチューブに接する請求項7から9までのいずれか1項に記載の電子注入電極構造と、
該電子注入電極構造とは異なる位置において前記カーボンナノチューブに接する仕事関数が5eV以上の正孔注入電極と
を備えることを特徴とする素子。

【請求項11】
カーボンナノチューブのチャネルに接するようにアルカリ金属又はアルカリ土類金属のうちの少なくともいずれか一方を含むソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記チャネルに対して電界を印加できる位置にゲート電極を形成する工程と
を有することを特徴とするn型CN-FETの製造方法。

【請求項12】
カーボンナノチューブのチャネルに接するように仕事関数が4eV以下の材料を含むソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記チャネルに対して電界を印加できる位置にゲート電極を形成する工程と
を有することを特徴とするn型CN-FETの製造方法。

【請求項13】
カーボンナノチューブのチャネルに接するように仕事関数が3eV以下の材料を含むソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記チャネルに対して電界を印加できる位置にゲート電極を形成する工程と
を有することを特徴とするn型CN-FETの製造方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004141177thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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