ترانزیستورهای اثر میدانی با نانو لوله های کربنی

صفحه 1:
سمینار درس انو الکترونیک ترانزيستورهاى اثر ميدانى با نانو لوله هاى كربنى استاد راهنما: دكتر شهرام محمد نزاد خردادماه ۹۵ 

صفحه 2:
era | ١ ‏مقدمه اى بر نانولوله هاى كربتى‎ AF he dy gb ‏روش هاى ساخت‎ 0 با کیتبشتی با کیتب الا ۷۲ با گیتدور نانو لوله | | مراحل ساخت 0(6۳69/۲(آگیت دور ناتولوله | | مشکلات 00/۳07 ۳ مقايسه بارامترهاى كليدى ترانزيستورهاى اثر ميدان مبتنى بر OPOGO1 , DOGPOT buk & ‏کریتی‎ cle gst CNTFET | NOT os osteo [5 بررسی تثوری جربان درین در ترانزیستور آثر میدان نانولوله کربنی گیت کاربرد۱6(6۳6/1) در سنسور گاز نتیجه گیری 

صفحه 3:
نانو لوله تک جداره مزایای نانو لوله | | ۱. های کربنی نانو لوله هاى كرينى ‎aly) gb‏ چند جداره ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 4:
روش های ساخت نانو لوله هاى كربنى ‎Se‏ در اين روش جريان بزركى را از دو الكترود كربنى در فضاى حاوى ماده بلاسما عبور مى تخلیه الکتریکی دهند که این آمر منجر به ایجاد جرقه در شکاف بین دو الکترود می شود در این پلاسما صورت بیش از ۳۰ درصد خاکستر تولید شده نانو لوله های کربنی هستند. ‏در این روش یک گاز حاوی کربن آن قدر گرم می شود تا ملکول های گاز شروع به ‏تجزیه شدن ,کند.در این حالت یک زیرلایه در حضور کاتلیزگر در معرض کاز قرر می نشست شیمیایی | | گیرد انم های کربن بر روی زبرلایه و در نزدیکی دنه بلور نیمه ‎aS (ore) UL,‏ بخار قبل بر روی زیر لایه قرار داده شده جمع می شوند و نا وقتی که زیرلایه در معرض گاز | | ی ‎۳ ) ‎ ‏تبخير ليزر ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 5:
ترانزیستور های اثر میدانی با نانولوله های کربنی با گیت پشتی ۱۸ برای 1 MNT or SWNT 3 لوس ۳ Sio, Si (back gate) نمودار یک نمودار خطی است در حالیکغرها افزایش/۲ - از صفر نمودار تبدیل به یک منحتی غبر خطی می رود مشخصه انتقالی مانند ترانزیستور 2060600/0 نوع ۲ @ 

صفحه 6:
تمامی ترانزیستورهای روی یک ویقر بطور همزمان .خاموش و روشن می شوتد چون دارای گیت یکسان هستند صخامت لايه اكسيد زياد است واز طرفی فرآیند 2 | تولید به گونه ای است که سطح تماس نانولوله کربنی با اکسید گیت کم بوده و برای خاموش روشن کردن قطعه با ولتاژ کم مشکل ایجاد می .كند 

صفحه 7:
ترانزیستور اثر میدانی با نانو لوله کربنی با گیت بالا Gate Gate oxide wer T) Nt SiO, در هندسه ترانزیستورهای ؟ گیت بالایی که اولین بار توسط 07۸0 وهمکارانش ارائه شده است . براى بهره بيشتر . نانولوله هاى كربنى به طور كامل درون عایق كيت قرار دادة مى شود . برخلاف ترائزيستورهاى آثر ميدان نانوليله كربتى "كيت بشتى » مى توآن تعدلا زيادى از اين نوع ترانزيستور را روى يك ويفر ساخت » به دليل اينكه كيت هاى هر يك به صورت مجزا می باشد . همچنین با توجه به ضخامت کم دی الکتریک گیت ۰ میدان الكتريكى بزركترى را مى توان با يك ولتاز كم روى نانولوله كربنى ايجاد كرد .با وجود تر نسبت به ترانزيستورهاى لثر ميدان نانولوله كربنى “كيت يشتى . امزايا فوق باعث عى شوند كه لبن نوع ترجيح كاده شوند 

صفحه 8:
زیستورهای اثر میدان نانولوله های كربنى كيت دور نانولوله قرار دادن گیت در اطراف و در تمام نانولوله که باعث بهبود عملکرد می شود » در سال 60000 شناخته و توسعه داده شد .ابتدا نانولوله کربنی که دارای پوشش عایق است روی ویفر قرار داده می شود که اتصال فلزی سورس و درین در دو طرف آن قرار داده می شوده سپس برای مشخص كردن و جدا کردن ناحیه سورس و درین ۰ ع زیر نانولوله کربنی زادیش کرد . اين زدایش کردن تا رسيدن به عايق بستر ادامه بيدا مى کند . سپس با استفاده از موادی که ضریب دی الكتريك بالایی دارند » عايق بين كيت و سورس و درين ایجاد شده و همچنین فلزی روی این عایق جهت اتصال بهتر فلز گیت به نانولوله کربنی قرار داده می شود. 

صفحه 9:
مراحل ساخت ترانزیستورهای اثر میدان نانولوله های کربنی گیت دور نانولوله 020 

صفحه 10:
مشکلات ترانزیستورهای اثرمیدانی با نانو لوله های کربنی پذیری در قطر نانولوله های کربنی پروسه ساخت نانو لوله ها باعث شده است که در قطر لوله ها تغییرپذیری وجود داشته باشد که معمولا مقداری بین) تا( نانومتر داراست. با تغییر قطر نانولوله شکاف باند تغییر کرده و در نتيجه ولتاز آستانه ترانزیستور و جریان ترانزیستور تغيير مى كند انامرتبى در نانولوله ها عدم وجود كنترل دقيق بروى موقعيت یلبی 000 ها در هنگام ساخت ۰00000 باعث ایجاد نامنظمی درنلنو لوله ها میشود .پیشرفتهای قلبل ملاحظه ای برای ساخت 0۲ به صورت مرتب صورت گرفته است و در حال حاضر کمتر از نیم درصد از نانولیله های ساخته شده روی بستر تک کریستال الماس نامنظم هستند نائولوله های نامنظم ممکن است باعث ایجاد اتصال کوتاه بین خروجی و 

صفحه 11:
مشکلات ترانزیستورهای اثرمیدانی با نانو لوله های کربنی بین سورس و درین ونانولوله ها 960) و اتصال بين تنه ليله هاى كربتى و قلزى دای اس ‎eer‏ استقاده شدم در يك 0000081 سد شاتكى(909)را تشكيل ميدهد. به وجود آمدن سدهای شاتکی ادر سمت سورت وادرين يك ترائزيشتور ياعث كاعش قابل ملاحلهاى در جريان درمن ترانزيستور ميشوند. بنابراین» برای کارایی عملیاتی بالاتر قطعات ۰000۳0۳ فلزهاى متلسی شیر است که بتوانند در محل اتصال سوری و درین استفاده شده و اتصال اهمی ایجاد کند. رشد ناخواسته فلز در ناتولوله ها برای استفاده از ‎Lo ODD‏ به عنوان ماده کانال, نانو لوله های کرینی مورد نیاز است نانولوله ها میتوانند خاصیت فلزی و یا نیمه هادی از خود نشان دهند. در حال و ‎ee‏ 2 نيمه هادى توليدكند. اكر لوله هاى کربنی خاصیت فلزی داشته بشند. از آنجاييكه بين درین و سورس اتصال کوتاه رخ میدهد. ترمینال گیت هیچ کنترلی بر روی کانال نمیتواند داشته باشد. 

صفحه 12:
مقایسه پارامترهای کلیدی ترانزیستورهای اثر میدان مبتنی بر نانولوله ‎OTGO1 DOCFET 3 DOGPET buk & AUS Ge‏ SAS pl, (OMe F Ue (HM) oF a Shales Vt(v) Tox( UA/um) (Vds = V gs -Vt=- ty) Tore(nAVum) Video) et 5 ضریب مدایت (5/0/) 02۲ کیت یی 2 85 05 2100 150 130 2321 UTSOI MOSFET 5 85 02 650 70 650 Bulk MOSFET 85 84 01 265 500 100 975, 

صفحه 13:
بررسی تئوری جریان درین در ترانزیستور اثر میدان نانولوله کربنی a ‏ریا مها‎ ره مها رد ‎De)‏ Us Une 

صفحه 14:
استفاده از ‎Sao SLs oly CNTFET‏ گاز 

صفحه 15:
کاربرد :ساخت گیت ۱0۲ با 0۱1۲۳۶۲ سپس پنجره ای را در 50200) با اد از اترگرافیبمظور بخورد ستبم مافت. اب اکسژن برای ابا نوع مه وجود ی 3 

صفحه 16:
با توجه به کاهش مقیاس قطعات نیمه هادی و مدارات مجتمع تا میزان محدوده نانومتر صنعت نیمه هادی با چالشهای زیادی روبرو خواهد بود. کاهش مقیاس موجب اثرات پیشتر کنال کوتاهه کنترل کمتر گیت. افزایش نمایی جریانهای نشتی, تفیبرات شدید فرآیند و چکللی های توان غیرقابل مدیریت میشود.در طی سه دهه اخیر کاهش مقیاس تکنولوژی 00000 سرعت بالایی داشته است اما ممکن است به زودی به دلیل افزایش اثرات کانال کوتاه و محدودیتهای اتلاف توان به بايان برسد. بنابراين تكنولوزيهاى جایگزین برای ترانزیستورهای سیلیکون در حال کشف و بررسی میباشند. یک گزینه برای ترانزیستور به متظور داشتن امکان ادامه کاهش ابعاد و برای توسعه ساختارهاى جديد. ترانزيستور لثر ميدانى نانولوله کربن میباشد یکی از مطرحترين موضوعها در نلنو تكنولوقى نانو لوله هاى كربنى هستند كه در سالهاى اخير بسيار مورد توجه قرار كرفته لند و دليل كن ابعاد بسیار کوچک ما یی رود ریش سم یی مات 

صفحه 17:
منابع [1] PLL. McEuen, M.S. Faber, and Patk Hongkun, “Single-walled carbon nanotube electronics,” EEE Trans. on Nanotechnology. val 1, No.1, pp. 78-85,2002 ۵ 5.2 Tans, A. RM. Verschueren, and C. Dekker, "Room-temperstuse transistor based on a single carbon nanotube." Nature, Vel. 393,p. 49-52, 1998 [3] R. Marcel, 1 Schuide, H.R. Shea, T. Hertel and P. Avours,"Single- and mult-wall carbon nanotube ficld-effect transistors,” Applied Piysics Letters, Vel. 73, pp. 2447-2449, 1998. [4] J.Guo, M tundstrom . "Device Simulation of SWNT-FETS", edited by A. javey. J. Keng. coappear in "Carbon Nanotube Electtonics "springer, 2007 [5] S Heinze, 1 Tersoff, R. Marcel, V. Daryokee, J Appenzoller, and P. Avoutis, "Casbon nanotubes as Schottky banier tansistors,” Physical Review Lezers, Vol. §9, No, 10,106801, 2002 [6] A Javey, R Tu, D. B. Faumer, I. Guo, R. G.Gordon, and H. Dai, "High performance n-type cabon nninotube field-effect transistors with chemically daped contacts,” Namo Letters 2005 [7] S. Datta, “Nanoscale device modeling: the Green's function method,” Superlattices and Mierosmucturer, vol. 28, pp. 253-278,2000 [8] 8. Davia, Quantum ransport : atom: sovransistor. Cambeidge, UK. New York,Cambridge Univesity Press, 2005, [9] M. Lundstrom, Fundamentals of Carrior Trangsor, 2 Edition, Cambridge University: Press, Cambridge, UK, 2000. [10] Carbon Nanotubes: Synthesis, ‏مس‎ Propesties and Applications, M.S Dressethaus, G. Avours, Ph. Eds, Soriager-Verlag: Bein, 2001 [11] Special ‏منج‎ on eatbon nanotubes, Pisce Varld, 13 (6), Fane 2000 

صفحه 18:
با تشکر