[發明專利]一種共柵共源多漏極的碳納米管導電溝道場效應晶體管

有效

• 申請號: 201110313866.4
• 申請日: 2011-10-16
• 公開（公告）號: CN102361029A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 張志勇;翟春雪;鄧周虎;王若錚;陳騫;趙武;王雪文;閆軍鋒
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H01L27/07
• 分類號: H01L27/07;H01L29/78
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及一種納米電子器件結構，具體來講，涉及的是一種共柵、共源、多漏極的碳 納米管導電溝道場效應晶體管。

背景技術

隨著硅微電子器件集成度的提高，芯片上的功能元件尺寸不斷減小，但進一步減小功能 元件的尺寸會由于到達硅材料的物理學極限而引起諸多問題，為此必須尋找可以替代硅的新 材料，碳納米管因其獨特的優良特性被視為替代硅材料的理想選擇，而碳納米管場效應晶體 管也成為替代傳統硅場效應晶體管的最有前途的方案之一。

目前人們對碳納米管場效應晶體管的研究主要包括：提高柵極對碳納米管的控制效率(包 括不斷改變柵的位置及柵材料)，以及改善制備碳納米管溝道的方法(包括采用生長或放置的 方法安排碳納米管溝道，以及改變溝道和電極的制作順序)。而連接于電極之間作為導電溝道 的碳納米管則由最初的單根變為多根。中國專利(公開號：CN1697146)公開了一種用碳納 米管構成多溝道場效應晶體管的方法，但其提出的場效應晶體管本質上只有一組導電溝道， 所謂的多溝道只是在一組漏、源電極之間并聯了多條相互分開的碳納米管。簡言之，到目前 為止，碳納米管場效應晶體管的技術只涉及一組導電溝道。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的主要目的在于提供一種新型的共柵、共 源極的多組碳納米管導電溝道場效應晶體管。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種共柵共源多漏極的碳納米管導電溝道場效應晶體管，其特征在于，包括位于最底端 的襯底，該襯底是呈現P型導電性的單晶硅片，同時作為背柵電極；襯底上有已知厚度和介 電常數的絕緣層，在絕緣層上有由一個源極和兩個或兩個以上相互獨立的漏極組成的電極組， 其中，兩個或兩個以上的漏極分別與源極用碳納米管網絡(即多根碳納米管并行或交錯呈網 絡狀)相連接，構成兩組或兩組以上共柵、共源極的導電溝道。

本發明的碳納米管場效應晶體管，兩個或兩個以上的漏極對應一個源極，實現了共柵、 共源極的兩組或兩組以上的碳納米管導電溝道，且導電溝道之間可相互調控。

附圖說明

圖1為根據本發明完成的一個實施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導電溝道場效應晶 體管)的結構示意圖；

圖2為根據本發明完成的一個實施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導電溝道場效應晶 體管)源、漏電極組的SEM俯視圖；

圖3為根據本發明完成的一個實施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導電溝道場效應晶 體管)的輸出特性曲線；

圖4為根據本發明完成的一個實施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導電溝道場效應晶 體管)的兩組導電溝道的相互關系曲線；

圖中的標記分別表示：100、襯底，200、絕緣層，300、源極，301、源極中端，302、源 極上端，303、源極下端，310、第一漏極，311、第一漏極左端，312、第一漏極右端，320、 第二漏極，321、第二漏極左端，322、第二漏極右端。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

由圖1可見，本實施例給出一種共柵共源多漏極的碳納米管導電溝道場效應晶體管的結 構，包括：襯底100，該襯底100同時作為背柵電極，位于襯底之上的絕緣層200、位于絕緣 層200之上的電極組，即源極300、第一漏極310和第二漏極320，以及連接于源極上端302 和第一漏極左端311之間、以及源極下端303和第二漏極左端321之間的碳納米管網絡400， 構成兩組導電溝道。

本實施例中，襯底100選用單晶硅片，該硅晶片采用摻雜工藝，呈現P型導電性，同時 作為晶體管的背柵電極。

襯底兼背柵電極100之上是絕緣層200，本實施例中，絕緣層200使用的是SiO2，用來 提供被制作的晶體管與背柵100之間的介質隔離(圖1)。

絕緣層200之上是一個源極和相互獨立的兩個漏極組成的電極組，具體包括源極300、 第一漏極310以及第二漏極320(圖2)，源極300、第一漏極310以及第二漏極320均使用 Al。源極300中端301用于鍵合源極引線，源極300的上端302和下端303用于與兩個漏極 (310和320)形成電極對，即第一漏極310左端311與第二漏極320左端321分別與源極 300形成電極對，第一漏極310右端312與第二漏極320右端322，用于鍵合漏極引線。