[发明专利]具有减小寄生电阻的带电单层的碳场效应晶体管

权利要求书

1.一种晶体管器件，包括：

衬底；

形成在所述衬底上的绝缘层；

形成在所述绝缘层上的包含碳纳米结构的沟道；

形成在所述沟道上的栅极结构；

共形地覆盖所述栅极结构以及所述沟道的与所述栅极结构邻近的部分的带电单层；

共形地形成在所述带电单层上的绝缘隔离物；以及

形成在所述沟道上的源极接触和漏极接触。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述碳纳米结构包括碳纳米管。

3.根据权利要求1所述的器件，其中所述碳纳米结构包括石墨烯。

4.根据权利要求1所述的器件，其中所述带电单层是自组装单层。

5.根据权利要求1所述的器件，其中所述带电单层由DNA形成。

6.根据权利要求1所述的器件，其中所述带电单层由有机材料形成。

7.根据权利要求1所述的器件，其中所述栅极结构包括所述沟道上的电介质层和所述电介质层上的金属层。

8.一种半导体集成电路，其包括绝缘衬底以及形成在所述绝缘衬底上的多个碳晶体管器件，每一个所述碳晶体管器件包括：

形成在所述绝缘衬底上的包含碳纳米结构的沟道；

形成在所述沟道上的栅极结构；

共形地覆盖所述栅极结构以及所述沟道的与所述栅极结构邻近的部分的带电单层；

共形地形成在所述带电单层上的绝缘隔离物；以及

形成在所述沟道上的源极接触和漏极接触。

9.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述碳纳米结构包括碳纳米管。

10.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述碳纳米结构包括石墨烯。

11.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述带电单层是自组装单层。

12.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述带电单层由DNA形成。

13.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述带电单层由有机材料形成。

14.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中所述栅极结构包括形成在所述沟道上的电介质层和形成在所述电介质层上的金属层。

15.一种碳场效应晶体管，包括：

形成在绝缘层上的包含碳纳米结构的沟道；

形成在所述沟道上的栅极结构；

共形地覆盖所述栅极结构以及所述沟道的与所述栅极结构邻近的部分的DNA单层；

共形地形成在所述DNA单层上的绝缘隔离物；以及

形成在所述沟道上的源极接触和漏极接触。

16.一种形成晶体管器件的方法，包括：

在衬底上形成沟道层，所述沟道层包含碳纳米结构材料；

在所述沟道层上形成栅极结构；

形成共形地覆盖所述栅极结构以及所述沟道层的与所述栅极结构邻近的部分的带电单层；

在所述带电单层上共形地形成绝缘隔离物；以及

在所述沟道的暴露部分上形成源极接触和漏极接触。

17.根据权利要求16所述的方法，其中形成沟道层包括形成碳纳米管。

18.根据权利要求16所述的方法，其中形成沟道层包括形成石墨烯沟道。

19.根据权利要求16所述的方法，其中形成带电单层包括形成自组装单层。

20.根据权利要求16所述的方法，其中形成带电单层包括形成DNA材料膜。

21.根据权利要求16所述的方法，其中形成带电单层包括形成有机材料膜。

22.根据权利要求16所述的方法，其中形成所述栅极结构包括在所述沟道上形成栅极电介质层以及在所述电介质层上形成栅极金属层。

23.根据权利要求16所述的方法，其中在所述带电单层上共形地形成绝缘隔离物包括：在所述带电单层的表面上生长共形绝缘层或材料。