عنوان پایان‌نامه
استفاده از نانولوله های کربنی در ترانزیستورهای اثر میدان به منظور الکترولیز و نقش نگاری نانو
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1889;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49052
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- جلال نقش نیل چی
- استاد راهنما
- سیدشمس ا لدین مهاجرزاده
- چکیده
- با توجه به اهمیت کنترل فرآیندهای گسیل الکترون و همچنین الکترولیز، ما در این تحقیق، ساختار جدیدی را با ترکیب ترانزیستور اثر میدان و نانو لوله¬های کربنی پیشنهاد داده و ساخته¬ایم که قادر است این فرآیندها را به خوبی کنترل کرده و وابستگی آنها را به عوامل دیگر کاهش دهد. بدین منظور در قسمت اول پروژه، با بررسی مشکلات فرآیند ساخت ترانزیستورهای اثر میدان و رفع موانع آن، توانسته¬ایم به تکنولوژی ساخت ترانزیستورهایی با مشخصات یکسان و قابل تکرار دست یابیم که امید ساخت مدارهای مجتمع را در آزمایشگاه لایه نازک ایجاد کرده است. به دلیل این که رشد نانو لوله¬های کربنی در محیطی خشن و در دمای بالا و در حضور پلاسما انجام می¬شود، در مرحله¬ی بعدی تحقیق نیاز بود تا این فرآیند رشد را با فرآیند ساخت ترانزیستور سازگار سازیم. بدین منظور با بررسی لایه¬های محافظ مختلف و روش¬های احیای گوناگون، توانستیم عملکرد ترانزیستوری را پس از رشد بازگردانیم. سپس از این ساختار جدید برای کنترل دقیق فرآیند الکترولیز استفاده کردیم. در این ساختار، نانو لوله¬ها روی درین ترانزیستور رشد داده شده و نقش یکی از الکترودهای الکترولیز را ایفا می¬کنند و الکترود دیگر به صورت فلز در مایع الکترولیت غوطه¬ور می¬شود. به دلیل سری بودن ترانزیستور با جریان الکترولیز، دیگر جریان الکترولیز با افزایش ولتاژ، افزایش نمی¬یابد و الکترولیز وارد ناحیه¬ی اشباع نیز می¬شود.
- Abstract
- We have grown vertically-aligned CNTs in the drain region of a Field Effect Transistor (FET) to achieve controllable electrolysis current. The MOS transistor was fabricated in accordance to CMOS standard technology with polycrystalline silicon gate. The CNT growth was done in a DC-PECVD system with a thin layer of Nickel (8nm) as the CNT growth catalyst. Since the CNT growth was carried out in plasma and at a high temperature environment, a thick layer of Silicon Nitride (150nm) was deposited on the whole structure except drain as a passivation layer to overcome MOSFET degradation by dopant escape from the Polycrystalline Silicon. After the growth, the transistor was annealed in Argon chamber at 500oC for 5 hours to retrieve their electrical behavior. We believe this happens because the atomic hydrogen can pass through the Silicon Nitride layer and passivate the dopants inside the silicon and annealing in Argon chamber give them enough energy to leave the silicon. The CNTs are used as one electrode of electrolysis and the MOSFET acts as the current controller. We investigated different MOS geometries and CNT bundle sizes on the electrolysis current and performed the electrolysis with different alkaline solutions
