【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0226
利用課題名 / Title
カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの作製
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
単層カーボンナノチューブ,カイラリティ,電界誘起層形成法（ELF法）
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
桒原 有紀
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
単層カーボンナノチューブは、グラフェンシートの巻き方により直径やカイラリティが特徴づけられ、1：2の割合で金属あるいは半導体の特性を有する。カーボンナノチューブ合成で両者を作り分けることは困難であるが、近年、様々な分離法で高純度の半導体型カーボンナノチューブが得られるようになり、半導体デバイス研究が盛んに行われている。本研究では、様々なカーボンナノチューブに対し、電界誘起層形成法（ELF法）により半導体型カーボンナノチューブを分離し、そのカーボンナノチューブ薄膜トランジスタを作製してデバイス特性を評価した。
実験 / Experimental
本研究では、バックゲート型のカーボンナノチューブ薄膜トランジスタを作製した。あらかじめ熱酸化膜付きシリコン基板の裏面は、RIEで自然酸化膜をエッチングした後バックゲートとなるTi/Auを蒸着した基板を準備した。このシリコン基板表面をAPTESで修飾し、その上にELF法で分離精製した半導体型カーボンナノチューブ分散液を滴下し、カーボンナノチューブ薄膜を形成させた。十分に水で洗浄し乾燥させた後、NPFにおいて【NPF023】電子ビーム真空蒸着装置を用いてメタルマスクを介してTi/Auを蒸着し、ソースおよびドレインとなる電極を形成した（Fig. 1）。
なお、当該電子ビーム真空蒸着装置を用いたTi/Auの蒸着条件は以下のとおりである。
レイヤー1：Ti 5 nm、レート：1.0 Å/sec.
レイヤー2：Au 100 nm、レート：3.0 Å/sec.
結果と考察 / Results and Discussion
デバイス特性について主にオンオフ比と移動度を評価するが、これらはカーボンナノチューブ薄膜のカーボンナノチューブ密度との相関が大きい。それゆえ、複数のカーボンナノチューブ密度が異なるデバイスを作製することで各カーボンナノチューブのデバイス特性について検討を進めている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの模式図
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
・謝辞
装置使用においては、産総研NPFスタッフ皆様の日々のサポートに大変感謝しております。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件