【摘 要】
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随着集成电路工艺技术的不断发展,晶体管尺寸按照摩尔定律的迭代不断逼近原子极限。现有的Fin FET结构的沟道长度已经减小到数个原子,此类厚度低至单层分子的低维度纳米材料所构成的新器件吸引着众多研究者的关注,并且先进工艺已经推进了纳米材料在半导体中的应用。此外,随着近年来人类对太空探索活动的推进,对半导体器件的工作环境、器件性能与抗辐照能力有着更高的要求,相比传统硅基半导体材料,宽禁带半导体材料的优
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随着集成电路工艺技术的不断发展,晶体管尺寸按照摩尔定律的迭代不断逼近原子极限。现有的Fin FET结构的沟道长度已经减小到数个原子,此类厚度低至单层分子的低维度纳米材料所构成的新器件吸引着众多研究者的关注,并且先进工艺已经推进了纳米材料在半导体中的应用。此外,随着近年来人类对太空探索活动的推进,对半导体器件的工作环境、器件性能与抗辐照能力有着更高的要求,相比传统硅基半导体材料,宽禁带半导体材料的优势愈发明显。氮化硼（BN）作为宽禁带半导体材料,具备强的抗辐照能力和宽工作温度,同时低维结构有着更低的介电常数和更高的击穿电压等特性。为实现氮化硼纳米管（BNNT）材料半导体器件的实际应用,本论文实现利用等离子体退火法进行BNNT材料的制备,相比传统工艺在不需要引入金属氧化物的同时,实现了制备BNNT材料的高纯度。同时利用掺杂氧元素与PEDOT:PSS实现BNNT材料的N型掺杂与P型掺杂,并通过制备PN结的方式进行验证。此外本文建立了纳米管网络的宏观、微观以及掺杂电学模型,并通过网络掺杂沉积层实现了低比接触电阻率薄膜的制备。进而对Ni/Au体系BNNT的金半接触进行了研究,实现了不同掺杂材料与电极间的范德华接触等多种接触方式,进行了对比分析。通过上述理论推导与实验证明,最终利用P型和N型掺杂材料在±10V的电压下实现了正向电流与反向电流的比值为3.5的PN结。同时选用合适的掺杂浓度以及BNNT材料密度在沟道电流为40μA的条件下实现了比接触电阻率为3.65×10-3Ωcm~2的BNNT网络的掺杂薄膜。最终金半接触的实验结果表明,等离子体退火法制备的BNNT材料半导体亲合能满足5.2±0.1e V的范围,且BNNT网络中与Au电极的功函数（5.1e V）匹配度最优。
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