【摘 要】
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近几年,由于集成电路制程工艺逼近物理极限,摩尔定律逐渐失效。集成度不断提高的发展趋势,将电子器件逼进了纳米电子器件的领域。因此寻找新的材料来替代传统的硅材料,制备出新型场效应晶体管作为器件的基本构筑单元具有重要的研究意义。由于半导体纳米线的直径生长可控,且环绕式栅极结构对纳米线通道中静电的控制能力较强,从而纳米线晶体管的栅极长度可以实现进一步的微缩,所以纳米线晶体管被认为是突破集成电路物理极限的一
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近几年,由于集成电路制程工艺逼近物理极限,摩尔定律逐渐失效。集成度不断提高的发展趋势,将电子器件逼进了纳米电子器件的领域。因此寻找新的材料来替代传统的硅材料,制备出新型场效应晶体管作为器件的基本构筑单元具有重要的研究意义。由于半导体纳米线的直径生长可控,且环绕式栅极结构对纳米线通道中静电的控制能力较强,从而纳米线晶体管的栅极长度可以实现进一步的微缩,所以纳米线晶体管被认为是突破集成电路物理极限的一种选择。In2O3纳米线因具有合适的禁带宽度,较高电子迁移率等优异的电学性能,可应用于晶体管、存储器、传感器等而备受关注,成为研究的热点。本文着重于对In2O3纳米线场效应晶体管的电学性能研究。在本文中,我们利用In2O3做了如下工作:（1）本文通过简单易行的化学气相沉积法生长了In2O3纳米线,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光光谱研究了In2O3纳米线的形貌、组成及光学性能,还对其生长机理进行了解释。（2）通过制图、匀胶、电子束曝光（EBL）、显影、蒸镀金属以及剥离金属等步骤,成功地制备了In2O3纳米线场效应晶体管器件。使用扫描电镜表征晶体管形貌,使用半导体参数分析仪测试制备的晶体管的电学性能。（3）在本文中,通过简单而有效的方法,利用溅射系统在In2O3晶体管上沉积不同厚度的Ag、Pt,研究了Ag、Pt纳米颗粒的存在对In2O3晶体管电学性能的影响。制备Ag纳米颗粒功能化的In2O3纳米线晶体管的过程中,通过改变沉积时间来控制Ag纳米颗粒数量,晶体管的阈值电压从-6.9 V移动到+7 V。成功地调控了晶体管的阈值电压(Vth),晶体管由耗尽型转变为增强型。此外,器件的开关比Ion/Ioff大于108,最大饱和电流约为0.1 mA,载流子迁移率高达129 cm2/（V?s）。通过分析沉积Pt前后In2O3纳米线晶体管的电学性能发现沉积Pt纳米颗粒后场效应晶体管阈值电压(Vth)有向右偏移的趋势,开关比(Ion/Ioff)有所下降,载流子浓度降低、载流子迁移率增加,晶体管的载流子迁移率最高达139 cm2/（V?s）。
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