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公開番号2023073980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-26
出願番号2022175234
出願日2022-11-01
発明の名称半導体装置、その製造方法、それを用いた相補型半導体装置、センサおよび無線通信装置
出願人東レ株式会社
代理人
主分類H01L 29/786 20060101AFI20230519BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い動作安定性を実現できる半導体装置を提供すること。
【解決手段】p型半導体素子とn型半導体素子とを有する半導体装置であって、前記p型半導体素子および前記n型半導体素子の半導体層がカーボンナノチューブを含有し、前記カーボンナノチューブの中心直径が(p型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径)<(n型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径)の関係であることを特徴とする、半導体装置。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ｐ型半導体素子とｎ型半導体素子とを有する半導体装置であって、
前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子の半導体層がカーボンナノチューブを含有し、
前記カーボンナノチューブの中心直径が
（ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径）＜（ｎ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径）
の関係であることを特徴とする、半導体装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が０．７ｎｍ以上１．４ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が０．７ｎｍ以上１．２ｎｍ以下である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ｎ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体層中のカーボンナノチューブの直径の半値幅が０．３ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記カーボンナノチューブ中の半導体型カーボンナノチューブが９０重量％以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子のソース電極およびドレイン電極の仕事関数が４．０ｅＶ以上５．５ｅＶ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子のソース電極およびドレイン電極の仕事関数が４．３ｅＶ以上５．１ｅＶ以下である、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
請求項１～８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記半導体層を塗布法により形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１～８のいずれかに記載の半導体装置を有する相補型半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、その製造方法、それを用いた相補型半導体装置、センサおよび無線通信装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、低コスト、大面積、フレキシブル、ベンダブルな電子デバイスの実現を目指して、インクジェット技術やスクリーン印刷などの塗布技術が適用できる、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）やグラフェン、有機半導体を用いた電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が盛んに検討されている。電子デバイスとしては、例えば、ディスプレイ、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術を用いた無線通信装置、センサなどが挙げられ、それらのＩＣチップ内の論理回路やセンサ部などにＦＥＴが使用される。
【０００３】
ＦＥＴは、その役割に応じてｐ型およびｎ型に作り分ける必要や、そのバランスを取るためにトランジスタ特性を調整する必要がある。例えば、ＩＣチップ内の論理回路は、その消費電力の抑制などのため、ｐ型ＦＥＴとｎ型ＦＥＴからなる相補型回路で構成するのが一般的である。
【０００４】
ＣＮＴを用いたＦＥＴについては、ＣＮＴからなる半導体層に適切なドーピング処理を施すことや、各電極材料を変更することで、ｐ型ＦＥＴとｎ型ＦＥＴとを作り分けて相補型回路を実現する技術が開示されている（例えば、非特許文献１、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＥｘｐｒｅｓｓ，２０２１，ｖｏｌ１４，ｐ．０４５００２
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１７／１３０８３６号
国際公開第２０２０／０６８８１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子デバイスなどの回路では、連続動作させた際の動作安定性が重要な項目として挙げられる。連続動作させた際の動作が不安定な場合、誤った信号処理がされてしまい、回路として正しく機能しなくなる。特許文献１、２および非特許文献１に記載の技術では、回路の初期動作に関する開示はあるものの、連続動作させた際の動作安定性に課題やさらなる改善の余地があった。
【０００８】
そこで本発明は、高い動作安定性を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明は、以下の構成をとる。
［１］ｐ型半導体素子とｎ型半導体素子とを有する半導体装置であって、前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子の半導体層がカーボンナノチューブを含有し、前記カーボンナノチューブの中心直径が
（ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径）＜（ｎ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径）
の関係であることを特徴とする、半導体装置。
［２］前記ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が０．７ｎｍ以上１．４ｎｍ以下である、［１］に記載の半導体装置。
［３］前記ｐ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が０．７ｎｍ以上１．２ｎｍ以下である、［２］に記載の半導体装置。
［４］前記ｎ型半導体素子の半導体層中のカーボンナノチューブの中心直径が１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の半導体装置。
［５］前記半導体層中のカーボンナノチューブの直径の半値幅が０．３ｎｍ以下である、［１］～［４］のいずれか記載の半導体装置。
［６］前記カーボンナノチューブ中の半導体型カーボンナノチューブが９０重量％以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の半導体装置。
［７］前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子のソース電極およびドレイン電極の仕事関数が４．０ｅＶ以上５．５ｅＶ以下である、［１］～［６］のいずれかに記載の半導体装置。
［８］前記ｐ型半導体素子および前記ｎ型半導体素子のソース電極およびドレイン電極の仕事関数が４．３ｅＶ以上５．１ｅＶ以下である、［７］に記載の半導体装置。
［９］［１］～［８］のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、前記半導体層を塗布法により形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
［１０］［１］～［８］のいずれかに記載の半導体装置を有する相補型半導体装置。
［１１］［１０］に記載の相補型半導体装置を用いた集積回路。
［１２］［１］～［８］のいずれかに記載の半導体装置を有するセンサ。
［１３］［１］～［８］のいずれかに記載の半導体装置と、アンテナと、を少なくとも有する無線通信装置。
［１４］［１３］記載の無線通信装置を用いた商品タグ。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い動作安定性を実現できる半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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