Beyond-CMOS- und HF–Bauelemente, integrierte Schaltungen und Technologien

Technologieentwicklung für analoge Hochfrequenz CNT-FETs

© Fraunhofer ENAS
Vergleich des normalisierten Maximalstroms und des normalisierten Maximum/Minimum-Strom Verhältnises nach unterschieldichen Reinigungsprozeduren. Die Daten wurden durch teilen der Werte nach Behandlung durch die Werte des vorangegangenen Zustands normalisiert. Ca. 150 Transfercharakteristika wurden pro Reinigungsprozedur evaluiert.

Als Projektpartner im Exzellenz-Cluster cfaed ist die Gruppe „Carbon Nano Devices“ mit der technologischen Realisierung von Feldeffekt-Transistoren mit integrierten Kohlenstoffnanoröhren für analoge Hochfrequenzanwendungen betraut. Unter Nutzung von mikrotechnologischen Prozessen und des in der Gruppe weiterentwickelten Dielektrophorese-Verfahrens, wurden systematische Studien zum Einfluss verschiedener Prozessparameter bei der Fertigung von CNT-Transistoren auf Waferebene durchgeführt. So zeigte zum Beispiel ein systematischer Vergleich verschiedener Nachbehandlungsprozeduren, dass eine HNO3-Behandlung entscheidende FET-Eigenschaften verbessert. Darüber hinaus wird das Problem der CNT-Bündelbildung in FET-Kanälen adressiert. In Zusammenarbeit mit cfaed-Partnern an der TU Dresden wurde ein neuartiges Nachbehandlungsverfahren auf Basis der Photopolymerisation untersucht. Es zeigte sich eine signifikante Verbesserung des Schaltverhaltens der FETs. Auch bei der Fertigung von Hochfrequenztransistoren konnte ein großer Fortschritt erzielt und eine Transitfrequenz von bis zu 3 GHz demonstriert werden.

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Die gemessenen (links) und repräsentativen Werte (rechts) für das on/off-Verhältnis und die ID, welche für mehrere Devices (ca. 70) erhalten wurden.
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Stromzunahme über die Frequenz für VDS = 4 V.