[發(fā)明專利]基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管、制法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810476731.1
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN110504297B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 于國浩;丁曉煜;宋亮;張曉東;蔡勇;張寶順
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/10;H01L29/16;H01L29/24;H01L29/423;H01L29/78;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒;趙世發(fā)

1.一種基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于包括：

異質(zhì)結(jié)，其包括第一半導體和形成于第一半導體上的第二半導體，所述第二半導體具有寬于第一半導體的帶隙，且所述異質(zhì)結(jié)中形成有二維電子氣或二維空穴氣；以及

形成于所述異質(zhì)結(jié)上的源極、漏極和柵極，所述源極、漏極分布在第二半導體上且彼此間隔設置，同時，所述源極與漏極之間經(jīng)二維材料電連接，所述二維材料用作所述晶體管的導通溝道，所述柵極與所述二維電子氣或二維空穴氣電連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述柵極與所述二維電子氣或二維空穴氣之間形成歐姆接觸。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述第一半導體選自Ⅲ-Ⅴ族化合物。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述第一半導體的材質(zhì)包括GaN或GaAs。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：第二半導體選自選自Ⅲ-Ⅴ族化合物。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述第二半導體的材質(zhì)包括AlGaN或AlGaAs。

7.根據(jù)權利要求1所述基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述柵極的厚度為10-1000nm。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述柵極的材質(zhì)包括Ti、Al、Ni、Au、Cr、Pt、Mo、Pd中的任意一種或兩種以上的組合。

9.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述源極和/或漏極的厚度為10-1000nm。

10.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述源極和/或漏極的材質(zhì)包括Au、Cr、Pt、Ag中的任意一種或兩種以上形成的合金。

11.根據(jù)權利要求1所述基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述二維材料的層數(shù)為1-100層。

12.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述二維材料為單一種類的二維材料或二維材料異質(zhì)結(jié)。

13.根據(jù)權利要求1所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述二維材料包括石墨烯、MoS₂、WS₂中的任意一種或兩種以上的組合。

14.根據(jù)權利要求1所述基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述異質(zhì)結(jié)上還形成有絕緣介質(zhì)層，所述源極、漏極設置在絕緣介質(zhì)層上。

15.根據(jù)權利要求14所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述絕緣介質(zhì)層的厚度為1-1000nm。

16.根據(jù)權利要求14所述的基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)包括SiO₂、AlN、Si₃N₄中的任意一種或兩種以上的組合。

17.根據(jù)權利要求1所述基于二維電子氣調(diào)控背柵的二維材料晶體管，其特征在于：所述異質(zhì)結(jié)形成在基底上，并且所述異質(zhì)結(jié)與基底之間還分布有緩沖層。