文档介绍：碳纳米管薄膜晶体管
集成电路工程 2014204205 侯露辉
侯露辉
(天津大学电子信息学院,天津 300072)
ABSTRACT: We review the present status of single-walled carbon nanotubes (Ts) for their production and purification technologies, as well as the fabrication and properties of single-walled carbon nanotube thin film transistors (T-TFTs). The most popular T growth method is chemical vapor deposition (CVD), including plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), floating catalyst chemical vapor deposition (FCCVD), and thermal CVD. Carbon nanotubes (CNTs) used to fabricate thin film transistors are sorted by electrical breakdown, density gradient ultracentrifugation, or gel-based separation. The technologies of T works to work as the channels of T-TFTs are also reviewed. Excellent work from global researchers has been benchmarked and analyzed. The unique properties of T-TFTs have been reviewed. Besides, the promising applications of T-TFTs have been explored. Finally, the key issues to be solved in future have been summarized.
Key word:single-walled carbon nanotubes,purification technologies ,CNT works
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集成电路工程 2014204205 侯露辉
1. 引言
T)是单层的石墨卷成圆筒状所形成的,最近几年人们从多个反面研究了它。研究人员已经证实碳纳米管有着独特的性质,例如高电流密度(超过109??/????2)、出色的热导率(约6600W/m?K)、弹道输运、高机械弹性()和高光透明度(超过90%)。由于这些显著的性质,TS,特别是单壁纳米管,用作连线或者互连材料,或者用作场效应晶体管的沟道替代材料。它还是超级规模集成电路的候选材料。碳基纳米电子学一直被认为是在未来五年内最有前途的以商业演示为目标的新兴设备技术。
薄膜晶体管(TFTs)被广泛地用于平板显示,柔性电子和传感应用方面。最常见的薄膜晶体管是用非晶硅(α?Si)或者多晶硅作为晶体管的导电沟道。非晶硅薄膜晶体管能满足大面积和由低到中等显示速度的要求,一致性与稳定性特别好。多晶硅薄膜晶体管一个优点是迁移率很高。然而这两种晶体管都有自己的局限,以至于它们没有一个被广泛地应用与更加先进的显示器中。非晶硅对光特别敏感,并且α?Si器件的载流子迁移率低于2 cm2/V?s,所以它不能满足帧速率高达120Hz甚至更高的高速显示器的要求。尽管多晶硅薄膜晶体管的迁移率足够高,但是它缺乏弹性和透明度,这对柔性器件来说是致命的。金属氧化物薄膜晶体管能够同时满足显示器所要求的迁移率与透明度,这不能不说是一项创新。然而,现在的金属氧化物薄膜晶体管并不稳定,因为它对光照、温度和水蒸气敏感,并且它在负偏置照明应力的作用下不稳定,导致阈值电压向负偏置电压方向漂
移。
单壁碳纳米管既拥有高迁移率,高透明度,又拥有好的弹性。这些吸引人的特性满足了薄膜晶体管的要求,使得碳纳米管成为高性能薄膜晶体管沟道的最有希望的候选材料。自从2004年以来,这个研究领域已经吸引了众多研究人员的注意,他们为此进行了深入细致的研究。
2. 单壁碳纳米管的制作

传统制作碳纳米管的方法有电弧放电,激光烧蚀和化学气相沉积。在这些方法中,因为化学气相沉积具有制作成本低,合成可控和高产出等优点,所以它是被最