| 研究課題/領域番号 |
24760256
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
石井 聡 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (90442730)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | カーボンナノチューブ電界効果型トランジスタ / 伝導型制御 / 金属被膜 |
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| 研究概要 |
研究計画の遂行に際し、大気中で安定にn-型特性を示すカーボンナノチューブ電界効果型トランジスタ（CNTFET）を作製するためには、酸素によるp-型化の原因解明と合わせて実験にn-型特性が顕著なデバイスを使用することが必要不可欠である。そこで、CNTFETの固有特性は両極性であることから、n-型特性が顕著なデバイスを作製すべく積極的に伝導型を制御することが求められる。これに対して、将来の回路応用も見据えてn-型のみでなくp-型デバイスについても伝導型が顕著になるようにCNTFETの伝導型を制御した。
研究では、従来の電極金属による伝導型の制御とは異なり、両極性デバイスのチャネルCNT上に仕事関数の異なる2種類の金属被膜を形成する伝導型の制御法を新たに開発した。その結果、CNTと比較して仕事関数の小さなTiを被膜金属として使用することでn-型デバイスを、また仕事関数の大きなPdを使用することでp-型デバイスを制御して作製することができた。
金属被膜を形成したデバイスでは、チャネル電流が金属被膜－CNTコンタクトの端から金属被膜へと吸い上げられるエッジ伝導であることを確認した。そして、ソース電極側にある金属被膜－CNTコンタクトに形成されるエネルギー障壁が、デバイスのOFF状態でドレイン電極からの逆極性キャリアの注入を抑制し、逆電流が抑制されることで伝導型の制御が説明されることを示した。
金属被膜を使用した伝導型の制御技術はCNTFETにおけるn-型特性の安定化のための基本技術としてだけでなく、逆電流を抑制できることからCNTFET集積回路の省電力化においても有用な技術として期待ができる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
大気中のn-型特性における伝導特性変調について、そのメカニズムは明らかになりつつある。一方で、実験を進める上で必要となるn-型デバイスの作製を通して伝導型の新たな制御技術を開発することができた。この制御技術は、大気中n-型伝導の安定化において基本となるn-型デバイス作製のための効果的な手法であり、本研究を加速することが期待できる。したがって、研究全体を通して順調に進行しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
大気中で安定なn-型デバイス作製技術を確立するために、パッシベーション用の保護膜形成技術を開発する。保護膜材料の選定をはじめとして形成条件を探索する。
また、金属被膜を使用した伝導型の制御技術を開発できたことから、この技術について制御性の向上も進める。伝導型制御は金属被膜－CNTコンタクトでおこなわれるため、金属被膜－CNT界面の構造制御により伝導型の制御性向上をはかる方策である。
保護膜形成と金属被膜－CNT界面の構造制御について同時に進められるよう双方に利用できる装置を立ち上げる。具体的には、購入予定であったプラズマガンヘッドは自作し、代わりに界面の構造制御装置を購入して組み合わせる方策である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
CVD用PBNヒーターを購入する計画であったが、修理で再利用できたため次年度使用額が生じた。生じた費用は次年度の設備備品の購入にあてる計画である。
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