本論文主要目的是在於實作一個三閘極之奈米碳管電晶體與薄膜電晶 體，利用源極與汲極下方之副閘極（sub-gate）產生電場，調變源極與汲極 之蕭基位障。利用不同的電場關係瞭解奈米碳管或是多晶矽與金屬電極之 間的蕭基位障對於奈米碳管電晶體與薄膜電晶體的電流傳導特性之影響。
第二章中會說明元件的結構與製作方法，包括元件結構之設計，詳細的 元件製程與定位方式以及所使用的儀器設備。
第三章中則是使用ISE 公司的 TCAD 元件模擬軟體模擬一個三閘極結構 的薄膜電晶體在各種偏壓狀況下的電流特性，並且使用能帶圖（Band Diagram）加以解釋。
第四章中則是實際量測利用不同的金屬電極材料製作奈米碳管電晶
體，測量各種偏壓下的電晶體的電流電壓特性，並且與第二章之模擬結果 作一比較，討論其中的相同處與差異處。。
第五章則是將temperature model 引入模擬程式中，對薄膜電晶體進行低 溫時，在不同偏壓下的電性模擬，並且由蕭基位障的電流傳導機制以及載 子的遷移率來解釋電流對於溫度變化的反應。
第六章將實作出的奈米碳管電晶體與薄膜電晶體置於低溫量測系統 中，量測元件在低溫下的電流特性，並與第五章中的模擬結果作比較。
第七章是本論文最後的結論與對後續研究之建議
圖1-1 三種奈米碳管成長方式之示意圖。(a)弧光放電法；(b)雷射熱熔法；
(c)化學氣相沈積法。
圖1-2 奈米碳管之結構，將片狀結構之石墨捲起，便可成為一管狀之奈米 碳管[13]。
(a) (b) (c)
圖1-3 奈米碳管之管壁結構示意圖：(a) 單層壁奈米碳管; (b)多層壁奈米碳 管; (c) 奈米碳管束[10]。
圖1-4 特徵向量與（n,m）關係。
圖1-5 不同的(n,m)對有不同的奈米碳管結構。
（a）
(b)
Gate
CNT (c)
圖 1-6 不同閘極結構之奈米碳管電晶體（a）背閘極奈米碳管電晶體之結構 [7] (b) 側閘極奈米碳管電晶體之結構[23]（c）上閘極奈米碳管電晶體之結 構[24]。
圖 1-7 早期奈米碳管電晶體多半呈現 P-type 特性，必須要施加負的閘極電 壓才能使電晶體導通[7]。
圖 1-8 將奈米碳管置於真空中進行退火，可以將奈米碳管電晶體由 P-type 特性轉變成N-type 特性[29]。
圖 1-9 利用鉀蒸汽使鉀吸附於奈米碳管上，可以將 P-type 特性之奈米碳管 轉並成N-type 特性[29]。
(a) (b)
圖1-10 使用一較高功函數之金屬與奈米碳管接觸時，由於較高的電子蕭基 位障，因此會產生 P-type 之特性：(a)正閘極電壓時，電子看到較大蕭基位 障，因此無電流傳導 （b）負閘極電壓時，電洞看到較小的蕭基位障，因 此可以穿過蕭基位障，使電晶體導通[33]。
圖1-11 使用功函數位在能隙中央之金屬與奈米碳管接觸時，不論是給予正 或負的閘極電壓，載子所看到的蕭基位障皆小，所以可以導通[33]。