[實(shí)用新型]基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721907549.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN207676911U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳江釵;吳澤文;龔奎
• 申請（專利權(quán)）人: 鴻之微科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/12
• 代理公司: 上海一平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 居瓅

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件，公開了一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管。在本實(shí)用新型的場效應(yīng)晶體管中，彎曲的碳納米管從源極穿過溝道區(qū)延伸到漏極，基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管可以將場效應(yīng)晶體管的尺寸做到幾個(gè)納米級別，并且在電子輸運(yùn)方面保持良好的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件，特別涉及基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體集成電路中集成度的提高，對高性能小尺寸的電子器件有著非常迫切的需求。

然而，本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的晶體管中源極、漏極和溝道層的材料幾乎都是基于硅。隨著尺寸縮小，硅基場效應(yīng)管面臨著接觸電阻增大，以及越來越嚴(yán)重的量子隧穿效應(yīng)，從而影響器件的正常性能。所以器件的尺寸不能或極難做到幾個(gè)納米級別。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管，可以將尺寸做得很小并且在電子輸運(yùn)方面保持良好的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式公開了一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管，包括襯底、柵極、位于柵極與襯底之間的絕緣層和位于柵極兩側(cè)的源極、漏極，彎曲的碳納米管從源極穿過源極與漏極之間的溝道區(qū)延伸到漏極，絕緣層覆蓋溝道區(qū)中的碳納米管。

本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：

在本實(shí)用新型的基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管中，彎曲的碳納米管從源極穿過溝道區(qū)延伸到漏極，基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管可以將場效應(yīng)晶體管的尺寸做到幾個(gè)納米級別，并且在電子輸運(yùn)方面保持良好的性能。

進(jìn)一步地，選擇單壁或多壁碳納米管，可以適應(yīng)不同尺寸的場效應(yīng)晶體管。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管的俯視圖。

具體實(shí)施方式

在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。并且，說明書中提到的各技術(shù)特征之間都可以互相組合(除非產(chǎn)生矛盾)，以構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

碳納米管(carbon nanotube，簡寫CNT)是六邊形碳結(jié)構(gòu)連接的一維納米材料，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能，自90年代被發(fā)現(xiàn)以來，便是電子器件微型化的主要研究材料，比如用在薄膜晶體管、存儲器、傳感器、微電子互連等領(lǐng)域。

由于碳納米管的復(fù)雜能帶結(jié)構(gòu)，基于碳納米管的場效應(yīng)晶體管(field effecttransistor，簡寫FET)具有高的開關(guān)比率，特別是小直徑的碳納米管。同時(shí)隨著尺寸的縮小，基于碳納米管的場效應(yīng)晶體管具有較小的接觸電阻以及良好的熱傳導(dǎo)率，在室溫下具有良好的器件性能。

在現(xiàn)有的晶體管中有少量基于直狀碳納米管的晶體管。然而，在碳納米管的制造過程中，產(chǎn)生彎曲或應(yīng)變的碳納米管是不可避免的。本申請的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，除了可以對直狀碳納米管進(jìn)行利用外，還可以把這些彎曲的碳納米管制成新型的場效應(yīng)晶體管器件，可以在將器件尺寸做得更小的同時(shí)在電子輸運(yùn)方面相對于硅基晶體管和基于直狀碳納米管的場效應(yīng)晶體管都具有更優(yōu)的性能。

本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及一種基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管。圖1和圖2分別是該基于彎曲碳納米管的場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖和俯視圖。