同时制作PMOS管和NMOS管的方法、CMOS及其制作方法、振荡器技术

本发明专利技术提供了一种同时制作PMOS管和NMOS管的方法，包括：在基板上形成第一源极和第一漏极以及第二源极和第二漏极；在所述第一源极和所述第一漏极之间形成P型半导体碳纳米管，同时在所述第二源极和所述第二漏极之间形成N型半导体碳纳米管；在所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极、所述第二漏极、所述P型半导体碳纳米管及所述N型半导体碳纳米管上形成介电层；在所述介电层上形成第一栅极及第二栅极；所述第一栅极与所述P型半导体碳纳米管相对，所述第二栅极与所述N型半导体碳纳米管相对，以形成在同一基板上的PMOS管和NMOS管。本发明专利技术还提供了一种CMOS及其制作方法、振荡器。本发明专利技术降低了CMOS制作的工艺复杂性和成本，提高了CMOS性能的稳定性。

Method for making PMOS tube and NMOS tube, CMOS and its making method and oscillator

The invention also provides a method of making PMOS tube and NMOS tube includes a first source formed on a substrate electrode and a first drain electrode and the second source and drain in second; the first source and drain of the first P type semiconductor carbon nanotubes formed between the poles, while in the second source and the second leakage of N type semiconductor carbon nanotubes formed between the poles; in the first source, the first dielectric layer is formed, the leakage of the second source, the second drain and the P type semiconductor carbon nanotubes and the N type semiconductor carbon nanotubes; and the first gate the two gate electrode is formed on the dielectric layer; the first gate and the P type semiconductor carbon nanotubes, the second gate and the N type semiconductor carbon nanotubes relative to form on the same substrate PMOS tube and NMOS tube. The invention also provides a CMOS and its manufacturing method and oscillator. The invention reduces the process complexity and cost of CMOS manufacture, and improves the stability of CMOS performance.

【技术实现步骤摘要】
同时制作PMOS管和NMOS管的方法、CMOS及其制作方法、振荡器
本专利技术属于半导体
，具体地讲，涉及一种同时制作PMOS管和NMOS管的方法、CMOS及其制作方法、振荡器。
技术介绍
印刷电子器件是通过新兴的印刷电子技术而来，虽然在性能上不如硅基半导体微电子器件，但由于其简单的印刷制作工艺和对基板材料的无选择性，使其在大面积、柔性化、低成本电子器件应用领域有硅基半导体微电子电子器件无法比拟的优势。目前硅基电子正面临着最严重的问题之一就是器件尺寸受限于硅材料的自身结构带来的小尺寸器件的制作和均匀性问题。而目前利用气相沉积生长的单根半导体碳纳米管构建的晶体管迁移率也可以在1000以上。反相器是可以将输入信号以相反的形式输出的一种逻辑门电路，可以应用在音频放大、时钟振荡器等模拟电路中。采用互补场效应晶体管(CMOS)结构的集成电路拥有集成度高、功耗低等优势，由此可见，如何简单地制备基于纳米材料且稳定性好，增益高，噪声容限大的CMOS电路，是纳米集成电路真正走向应用亟需解决的问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种稳定性好，增益高，噪声容限大，功耗低的CMOS及其制作方法、振荡器及同时制作PMOS管和NMOS管的方法、。本专利技术提供了一种同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其包括：在基板上形成第一源极和第一漏极以及第二源极和第二漏极；其中，所述第一漏极与所述第二漏极相邻；在所述第一源极和所述第一漏极之间形成P型半导体碳纳米管，同时在所述第二源极和所述第二漏极之间形成N型半导体碳纳米管；在所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极、所述第二漏极、所述P型半导体碳纳米管及所述N型半导体碳纳米管上形成介电层；在所述介电层上形成第一栅极及第二栅极；其中，所述第一栅极与所述P型半导体碳纳米管相对，所述第二栅极与所述N型半导体碳纳米管相对，以形成在同一基板上的PMOS管和NMOS管。进一步地，利用气溶胶打印或喷墨打印或喷涂或浸泡或滴涂的方式将P型碳纳米管墨水沉积在所述第一源极和所述第二漏极之间以形成所述P型半导体碳纳米管，同时将N型碳纳米管墨水沉积在所述第二源极和所述第二漏极之间以形成所述N型半导体碳纳米管。进一步地，所述P型或N型碳纳米管墨水的制作方法包括：将有机共轭化合物与碳纳米管混合；利用高压均质机或者微射流设备或者超声器对混合后的有机共轭化合物与碳纳米管进行作用，以形成碳纳米管溶液；对所述碳纳米管溶液进行高速离心作用，以获得所述碳纳米管墨水。进一步地，当所述有机共轭化合物为聚[(9,9'-二己基-2,7-芴)-并-(9,10-蒽)]或聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(6,6'-{2,2':6',2”-三联吡啶})]或聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-4,7-双(噻吩-2-基)苯并-2,1,3-噻二唑]或聚-(9,9-二辛基并噻吩)时，获得所述P型碳纳米管墨水。进一步地，当所述有机共轭化合物为聚[3-(5-甲基–[2,2'：3',2”：5',2”'-2”'-四噻吩]-5”'-基)-6-(5-甲基噻吩吡啶-2-基)-2,5-双(2-辛基十二烷基)吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4(2H,5H)-二酮]或聚芴-二噻吩基吡咯并吡咯二酮，获得所述N型碳纳米管墨水。进一步地，利用氧化铪或氧化铝或氧化锆或氧化钇或氮化硅形成所述介电层。本专利技术还提供了一种CMOS的制作方法，包括：用上述的同时制作PMOS管和NMOS管的方法形成PMOS管和NMOS管；在所述PMOS管的第一漏极和所述NMOS管的第二漏极之间形成第一导电层，以使所述第一漏极与所述第二漏极连接；连接所述PMOS管的第一介电层和所述NMOS管的第二介电层；在所述PMOS管的第一栅极和所述NMOS管的第二栅极之间形成第二导电层，以使所述第一栅极与所述第二栅极连接。本专利技术还提供了一种CMOS，其包括：基板；在基板上的第一源极和第一漏极以及第二源极和第二漏极；其中，所述第一漏极与所述第二漏极相邻；在所述第一漏极与所述第二漏极之间的第一导电层；其中，所述第一导电层分别连接所述第一漏极和所述第二漏极；在所述第一源极和所述第一漏极之间的P型半导体碳纳米管，且在所述第二源极和所述第二漏极之间的N型半导体碳纳米管；在所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极、所述第二漏极、所述P型半导体碳纳米管以及所述N型半导体碳纳米管的介电层；在所述介电层上的第一栅极及第二栅极；其中，所述第一栅极与所述P型半导体碳纳米管相对，所述第二栅极与所述N型半导体碳纳米管相对；在所述第一栅极与所述第二栅极之间的第二导电层，其中，所述第二导电层分别连接所述第一栅极和所述第二栅极。进一步地，所述P型半导体碳纳米管、所述N型半导体碳纳米管由不同的有机共轭化合物与碳纳米管分离形成。本专利技术还提供了一种振荡器，所述振荡器包括多个由上述的CMOS的制作方法制成的CMOS；或所述振荡器包括多个上述的CMOS。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的同时制作PMOS管和NMOS管的方法、CMOS及其制作方法、振荡器，通过采用半导体碳纳米管作为有源导电层，实现了在同一柔性基板上通过印刷的途径同时制备PMOS管和NMOS管，以形成稳定性好、增益高、噪声容限大、功耗低的CMOS，并且该CMOS的制作方法大大降低了CMOS制作的工艺复杂性和成本，提高了器件性能的均匀性，为规模集成电路提供了全新的设计思路和有效的实施方法。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是根据本专利技术的第一实施例的CMOS反相器的结构示意图；图2是根据本专利技术的第一实施例的CMOS反相器的电路原理图；图3是根据本专利技术的第一实施例的CMOS反相器的PMOS管和NMOS管的转移特性曲线图；图4是根据本专利技术的第一实施例的在不同电源电压VDD条件下CMOS反相器的输入-输出电压曲线图；图5是根据本专利技术的第一实施例的在不同电源电压VDD条件下CMOS反相器的增益曲线图；图6是根据本专利技术的第二实施例的CMOS环形振荡器的电路原理图；图7是根据本专利技术的第二实施例的CMOS环形振荡器的性能曲线图；图8是根据本专利技术的第三实施例的同时制作PMOS管和NMOS管的方法的流程图。图9是根据本专利技术的第四实施例的CMOS反相器的制作方法的流程图；图10是根据本专利技术的第四实施例的碳纳米管墨水的制作方法的流程图；图11是根据本专利技术的第五实施例的CMOS反相器的制作方法的流程图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。相同的标号在整个说明书和附图中可用来表示相同的元件。实施例一图1是根据本专利技术的第一实施例的CMOS反相器的结构示意图。参照图1，根据本专利技术实施例的CMOS反相器100，包括：基板31、第一源极11、第一漏极12、第二源极21、第二漏极22、第一导电层32、P型半导体碳纳米管13、N型半导体碳纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，包括：在基板上形成第一源极和第一漏极以及第二源极和第二漏极；其中，所述第一漏极与所述第二漏极相邻；在所述第一源极和所述第一漏极之间形成P型半导体碳纳米管，同时在所述第二源极和所述第二漏极之间形成N型半导体碳纳米管；在所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极、所述第二漏极、所述P型半导体碳纳米管及所述N型半导体碳纳米管上形成介电层；在所述介电层上形成第一栅极及第二栅极；其中，所述第一栅极与所述P型半导体碳纳米管相对，所述第二栅极与所述N型半导体碳纳米管相对，以形成在同一基板上的PMOS管和NMOS管。

【技术特征摘要】
1.一种同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，包括：在基板上形成第一源极和第一漏极以及第二源极和第二漏极；其中，所述第一漏极与所述第二漏极相邻；在所述第一源极和所述第一漏极之间形成P型半导体碳纳米管，同时在所述第二源极和所述第二漏极之间形成N型半导体碳纳米管；在所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极、所述第二漏极、所述P型半导体碳纳米管及所述N型半导体碳纳米管上形成介电层；在所述介电层上形成第一栅极及第二栅极；其中，所述第一栅极与所述P型半导体碳纳米管相对，所述第二栅极与所述N型半导体碳纳米管相对，以形成在同一基板上的PMOS管和NMOS管。2.根据权利要求1所述的同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，利用气溶胶打印或喷墨打印或喷涂或浸泡或滴涂的方式将P型碳纳米管墨水沉积在所述第一源极和所述第二漏极之间以形成所述P型半导体碳纳米管，同时将N型碳纳米管墨水沉积在所述第二源极和所述第二漏极之间以形成所述N型半导体碳纳米管。3.根据权利要求2所述的同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，所述P型或N型碳纳米管墨水的制作方法包括：将有机共轭化合物与碳纳米管混合；利用高压均质机或者微射流设备或者超声器对混合后的有机共轭化合物与碳纳米管进行作用，以形成碳纳米管溶液；对所述碳纳米管溶液进行高速离心作用，以获得所述碳纳米管墨水。4.根据权利要求3所述的同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，当所述有机共轭化合物为聚[(9,9'-二己基-2,7-芴)-并-(9,10-蒽)]或聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(6,6'-{2,2':6',2”-三联吡啶})]或聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-4,7-双(噻吩-2-基)苯并-2,1,3-噻二唑]或聚-(9,9-二辛基并噻吩)时，获得所述P型碳纳米管墨水。5.根据权利要求3所述的同时制作PMOS管和NMOS管的方法，其特征在于，当所述有机共轭化合物为聚[3-(5-甲基–[2,2'：3',2”：5',2”'-2”'...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建文，张祥，崔铮，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32