[发明专利]鳍式碳纳米管场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种鳍式碳纳米管场效应晶体管及其制备方法，所述场效应晶体管包括基底、位于基底上的源极和漏极、及位于基底上源极和漏极之间的栅极，所述源极、漏极和栅极上并排黏着有若干用作场效应晶体管导电沟槽的碳纳米管，所述碳纳米管呈三维鳍式设置。本发明将晶体管的源极、漏极和栅极设计为立式电极结构，节省了基底的平面面积，缩小了晶体管尺寸，增加了芯片上晶体管的数量，能够提高芯片的性能；采用多根碳纳米管作为导电沟槽，能够获得比单根碳纳米管更高的电流密度，提高了晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种鳍式碳纳米管场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

当今信息化时代，集成(IC)电路起着举足轻重的作用，它是电子信息技术发展的基础和核心。集成电路的快速发展与现代通信、计算机、Internet和多媒体技术的发展相互带动，极大地影响着现在生活的方方面面，其中用于IC电路的场效应晶体管有着举足轻重的地位。场效应晶体管(Field Effect Transistor；FET)简称场效应管，是由多数载流子(在半导体物理学中，电子流失导致共价键上留下的空位(空穴引)被视为载流子)参与导电，利用电场效应来控制电流大小的半导体器件，也称为单极型晶体管，它属于电压控制型半导体器件。

遵循着摩尔定律，传统的集成电路硅基晶体管的特征尺寸不断缩小，然而受自身材料特性的限制，其最小尺寸已接近极限。随着尺寸的不断缩小，受众多非理想效应的影响，器件的性能不再随其尺寸的等比例缩小而等比例提高。

为突破传统MOS晶体管的尺寸限制，科学家采用碳纳米管代替了传统的硅材料来制造场效应器件，现有的碳纳米管场效应晶体管多为二维单根碳管的形式。图1是现有技术中碳纳米管场效应晶体管的结构示意图，源极21’和漏极22’分别输入和输出不同极性的载流子，通过中间的碳纳米管30’沟槽传递载流子，用背栅极23’来控制阴极表面电场强度从而改变阴极放射电流。这种设计由于碳纳米管30’与基底10’的接触造成部分能量的损失以及较低的电流密度(仅采用单根碳管)，其性能还是有很大的上升空间的。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种鳍式碳纳米管场效应晶体管及其制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种鳍式碳纳米管场效应晶体管及其制备方法，以提高场效应晶体管的性能。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种鳍式碳纳米管场效应晶体管，所述场效应晶体管包括基底、位于基底上的源极和漏极、及位于基底上源极和漏极之间的栅极，所述源极、漏极和栅极上并排黏着有若干用作场效应晶体管导电沟槽的碳纳米管，所述碳纳米管呈三维鳍式设置。

作为本发明的进一步改进，所述源极、漏极和栅极全部或部分设置为立式结构。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管上在位于源极、漏极或栅极处形成有若干EBID爆点。

作为本发明的进一步改进，所述场效应晶体管中至少包括两根并排黏着的碳纳米管。

作为本发明的进一步改进，所述场效应晶体管中包括四根并排黏着的碳纳米管。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管在基底上方架空设置。

相应地，一种鳍式碳纳米管场效应晶体管的制备方法，所述制备方法包括：

提供一基底；

在所述基底上形成源极、漏极和栅极，所述栅极位于源极和漏极之间；

在源极、漏极和栅极上并排黏着若干碳纳米管，所述碳纳米管呈三维鳍式设置，碳纳米管用作场效应晶体管导电沟槽。

作为本发明的进一步改进，所述源极、漏极和栅极全部或部分设置为立式结构。