Contact resistance: 3 2
來製作鉭鉑合金以增加附著力，如此便無法正確預知完成電晶體之碳
甲醯胺溶液之強溶解力陸續分離加入之碳管粉末，接下來利用超音波
力影響，而沈積氮化矽之目的則是為了搭配接下來濺鍍金屬
Pd
，由 用交通大學光復校區奈米中心SAMCO-PD220N-PECVD
進行之。化學濕式前處理條件中，本實驗選了幾種浸泡溶液種類，晶片浸
泡時間皆為
10
分鐘，選擇丙酮是希望藉由其易揮發且不易殘留於物 體表面之特性，故期待丙酮可帶走製程所導致之奈米碳管管壁殘留 物。此外加入硫酸與雙氧水是因為此溶液乃半導體製程常用之化學溶 液，故本實驗亦想觀測硫酸加雙氧水對於奈米碳管之影響。本實驗加入王水對於奈米碳管之影響，乃是為了發展背閘極碳管電晶體濕蝕刻
2-4-4 開金屬電極光罩並濺鍍鈀(Pd)
本實驗採用
Pd
作為金屬電極材料，若利用濕式蝕刻方法來蝕刻 金屬電極元件圖形，則是利用王水蝕刻Pd
，但王水可能會造成奈米 碳管產生結構性缺陷，因此定義電極圖案的方法是採用掀離(lift-off)
法。先使用
NDL-Clean Track
上正光阻(DSE)
以及NDL-E-beam
進行 源極與汲極金屬層光罩曝光，之後使用NDL-Clean Track
進行顯影，接下來使用國立交通大學博愛校區奈米中心
Helix Sputter
濺鍍Pd
， 先將晶片放進濺鍍機，等到金屬濺鍍機之真空腔體之真空度到達1x10
-6Torr
左 右 ， 在 通 入 氬 氣(Ar)
於 腔 體 ， 此 時 腔 體 壓 力 設 定 為4x10
-3Torr
，再用Sputter
之直流槍(DC gun)
所承載鈀(Pd)
金屬靶以30W
之定功率方式點起電漿，利用Sputter
機台之shutter
開關來控制濺鍍 時間，吾人先進行前濺鍍(Pre-Sputter)5
分鐘，此時shutter
開關為關閉狀態，再來關掉
DC gun
電源且停止通入Ar
，再讓濺鍍機台抽真空2-4-5 掀離法完成金屬電極製程
2-4-7 高溫退火改善金屬與碳管之接觸面
利用
Agilent4156
半導體參數分析儀進行直流電性量測，分別可測得背閘極偏壓對應於汲極電流
(I
d-V
g)
與汲極偏壓對應於汲極電流(I
d-V
d)
2-5-3 拉曼分析
利用拉曼分析本論文所使用之奈米碳管，藉此可得知此奈米碳管 直徑大小、旋度
(Chirality)
、半導體性奈米碳管與金屬性奈米碳管比 例、旋度(Chirality)
與奈米碳管缺陷多寡。2-5-4 高解析度穿透式電子顯微鏡分析
吾人針對前處理之於奈米碳管影響進行結構分析，使用高解析度 穿透式電子顯微鏡分析
(HRTEM)
分析奈米碳管管壁是否有碳管元件 製程中所殘留之化學或有機藥劑，如奈米碳管配置或黃光製程。吾人 亦觀測了前處理後是否有助於清除奈米碳管管壁之殘留物，同時亦可 得知化學電漿前處理後奈米碳管是否有遭受結構性破壞。(a)
(b)
圖
2-1
奈米碳管與金屬之接觸阻抗三接點量測示意圖: (a)
俯視圖(b)
側面圖。Si
Pd
(a)
(b)
圖
2-2
三接點量測元件光罩設計圖: (a)
雙向指狀設計圖(b)
單元陣列圖
2-3
金屬與碳管間電流流向示意圖，由此可得知V
3與U
2間之壓 降處以電流I
可得接觸阻抗。圖
2-4
元件製程示意圖。圖
2-5
元件SEM
圖，由圖可見有三根金屬電極壓在奈米碳管上。表
2-1
前處理條件整理。化學濕式浸泡處理 化學電漿處理
ACE
常溫浸泡10
分鐘10W
之N
2電漿轟擊30
秒王水
60
oC
浸泡10
分鐘20W
之N
2電漿轟擊30
秒H
2SO
4+H
2O
275
oC
浸泡10
分鐘10W
之NH
3電漿轟擊30
秒CH
3COOH
常溫浸泡10
分鐘備註：所有試片完成後皆進行
600
oC
退火，時間為3
分鐘。
在文檔中
奈米碳管與鈀金屬之接觸阻抗研究
(頁 27-43)