專利名稱：一種共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米電子器件結(jié)構(gòu)，具體來(lái)講，涉及的是一種共柵、共源、多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
背景技術(shù)：
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(jìn)一步減小功能元件的尺寸會(huì)由于到達(dá)硅材料的物理學(xué)極限而引起諸多問(wèn)題，為此必須尋找可以替代硅的新材料，碳納米管因其獨(dú)特的優(yōu)良特性被視為替代硅材料的理想選擇，而碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管也成為替代傳統(tǒng)硅場(chǎng)效應(yīng)晶體管的最有前途的方案之一。目前人們對(duì)碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管的研究主要包括提高柵極對(duì)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(zhǎng)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(dǎo)電溝道的碳納米管則由最初的單根變?yōu)槎喔Ｖ袊?guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN1697146)公開(kāi)了一種用碳納米管構(gòu)成多溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法，但其提出的場(chǎng)效應(yīng)晶體管本質(zhì)上只有一組導(dǎo)電溝道，所謂的多溝道只是在一組漏、源電極之間并聯(lián)了多條相互分開(kāi)的碳納米管。 簡(jiǎn)言之，到目前為止，碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管的技術(shù)只涉及一組導(dǎo)電溝道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)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(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括位于最底端的襯底，該襯底是呈現(xiàn)P型導(dǎo)電性的單晶硅片，同時(shí)作為背柵電極；襯底上有已知厚度和介電常數(shù)的絕緣層，在絕緣層上有由一個(gè)源極和兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立的漏極組成的電極組，其中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的漏極分別與源極用碳納米管網(wǎng)絡(luò)(即多根碳納米管并行或交錯(cuò)呈網(wǎng)絡(luò)狀)相連接，構(gòu)成兩組或兩組以上共柵、共源極的導(dǎo)電溝道。本發(fā)明的碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管，兩個(gè)或兩個(gè)以上的漏極對(duì)應(yīng)一個(gè)源極，實(shí)現(xiàn)了共柵、共源極的兩組或兩組以上的碳納米管導(dǎo)電溝道，且導(dǎo)電溝道之間可相互調(diào)控。


圖1為根據(jù)本發(fā)明完成的一個(gè)實(shí)施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明完成的一個(gè)實(shí)施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)源、漏電極組的SEM俯視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明完成的一個(gè)實(shí)施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的輸出特性曲線；
圖4為根據(jù)本發(fā)明完成的一個(gè)實(shí)施例(共柵、共源極的兩組碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的兩組導(dǎo)電溝道的相互關(guān)系曲線；圖中的標(biāo)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(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式由圖1可見(jiàn)，本實(shí)施例給出一種共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)，包括襯底100，該襯底100同時(shí)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(wǎng)絡(luò) 400，構(gòu)成兩組導(dǎo)電溝道。本實(shí)施例中，襯底100選用單晶硅片，該硅晶片采用摻雜工藝，呈現(xiàn)P型導(dǎo)電性，同時(shí)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(shí)施例中，絕緣層200使用的是Si02， 用來(lái)提供被制作的晶體管與背柵100之間的介質(zhì)隔離(圖1)。絕緣層200之上是一個(gè)源極和相互獨(dú)立的兩個(gè)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 (圖幻，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(gè)漏極(310和320)形成電極對(duì)，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(duì)，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。碳納米管網(wǎng)絡(luò)400連接于源極300的上端302與第一漏極310左端311之間，形成一組導(dǎo)電溝道；碳納米管網(wǎng)絡(luò)400連接于源極300的下端303與第二漏極320左端321 之間，形成另一組導(dǎo)電溝道。申請(qǐng)人:按照本發(fā)明完成的具有共柵、共源極的兩組碳納米管導(dǎo)電溝道的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，具有P型輸出特性(圖幻，兩組導(dǎo)電溝道之間具有相互控制的關(guān)系，即一組導(dǎo)電溝道的漏源電壓Vdsi變化時(shí)，另一組導(dǎo)電溝道的漏源電流Ids2也隨之變化(圖4)。以上為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的限制，應(yīng)當(dāng)理解的是，凡是對(duì)本發(fā)明的碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管所作的等效變換和替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括位于最底端的襯底，該襯底是呈現(xiàn)P型導(dǎo)電性的硅單晶片，同時(shí)作為背柵電極；襯底上是已知厚度和介電常數(shù)的絕緣層，在絕緣層上有由一個(gè)源極和相互獨(dú)立的兩個(gè)或兩個(gè)以上的漏極組成的電極組，其中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的漏極與源極之間由碳納米管網(wǎng)絡(luò)相連接，構(gòu)成共柵、共源極的兩組或多組導(dǎo)電溝道。
2.如權(quán)利要求1所述的共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述的源極是由用于鍵合引線的導(dǎo)電區(qū)域以及與其相連接的兩個(gè)或兩個(gè)以上的溝道一側(cè)的導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述的漏極均由用于鍵合引線的導(dǎo)電區(qū)域以及與源電極對(duì)應(yīng)的溝道另一側(cè)的導(dǎo)電區(qū)域構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1 3其中之一所述的共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，兩組或兩組以上的導(dǎo)電溝道之間具有相互調(diào)控的能力，即一組導(dǎo)電溝道的漏源電壓的變化可以引起其它組導(dǎo)電溝道的漏源電流的變化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型共柵共源多漏極的碳納米管導(dǎo)電溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)，包括位于最底端的襯底，該襯底是呈現(xiàn)P型導(dǎo)電性的硅單晶片，同時(shí)作為背柵電極；襯底上是已知厚度和介電常數(shù)的絕緣層，在絕緣層上有由一個(gè)源極和兩個(gè)或兩個(gè)以上相互獨(dú)立的漏極組成的電極組，其中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的漏極分別與源極由碳納米管網(wǎng)絡(luò)相連接，構(gòu)成共柵、共源極的兩組或兩組以上的導(dǎo)電溝道。且一組導(dǎo)電溝道的漏源電壓的變化可以調(diào)節(jié)其它組導(dǎo)電溝道的漏源電流。
文檔編號(hào)H01L29/78GK102361029SQ20111031386
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月16日
發(fā)明者張志勇, 王若錚, 王雪文, 翟春雪, 趙武, 鄧周虎, 閆軍鋒, 陳騫 申請(qǐng)人:西北大學(xué)