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CARBON NANOTUBE FET commons

Patent code P05P003098
File No. NU-0002
Posted date Feb 16, 2006
Application number P2004-141177
Publication number P2005-322836A
Patent number P4810650
Date of filing May 11, 2004
Date of publication of application Nov 17, 2005
Date of registration Sep 2, 2011
Inventor
  • (In Japanese)大野 雄高
  • (In Japanese)水谷 孝
  • (In Japanese)能生 陽介
  • (In Japanese)岸本 茂
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title CARBON NANOTUBE FET commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To readily form a high-performance n-type CN-FET.
SOLUTION: The CN-FET1 has source electrodes 15a/17a, drain electrodes 15b/17b, and a back gate electrode 21. In this case, the source electrodes 15a/17b comprise a p+-type Si substrate 3; an SiO2 oxide film 5 that is formed on the surface of the p+-type Si substrate 3 and has a thickness of 100nm, Co/Pt catalysts 7a, 7b formed on it, while they are separated by a certain distance; a carbon nanotube 11 formed between the Co/Pt catalysts 7a and 7b, Ca metals 15a, 15b formed in contact with each edge of the carbon nanotube 11; and Al electrodes 17a, 17b formed on the Ca metals 15a, 15b. The backgate electrode 21 is formed on the rear of the p+-type Si substrate 3 and is made of Ti/Au. The Ca metals 15a, 15b, of which the work function ϕm is small (2.87eV) come into contact with both the ends of the carbon nanotube CNT11.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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).

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2004141177thum.jpg
State of application right Registered
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