[实用新型]基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管

说明书

本实用新型涉及半导体器件，公开了一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管。在本实用新型的场效应晶体管中，弯曲的碳纳米管从源极穿过沟道区延伸到漏极，基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管可以将场效应晶体管的尺寸做到几个纳米级别，并且在电子输运方面保持良好的性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件，特别涉及基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管。

背景技术

随着半导体集成电路中集成度的提高，对高性能小尺寸的电子器件有着非常迫切的需求。

然而，本申请的发明人发现，现有的晶体管中源极、漏极和沟道层的材料几乎都是基于硅。随着尺寸缩小，硅基场效应管面临着接触电阻增大，以及越来越严重的量子隧穿效应，从而影响器件的正常性能。所以器件的尺寸不能或极难做到几个纳米级别。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管，可以将尺寸做得很小并且在电子输运方面保持良好的性能。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管，包括衬底、栅极、位于栅极与衬底之间的绝缘层和位于栅极两侧的源极、漏极，弯曲的碳纳米管从源极穿过源极与漏极之间的沟道区延伸到漏极，绝缘层覆盖沟道区中的碳纳米管。

本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在本实用新型的基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管中，弯曲的碳纳米管从源极穿过沟道区延伸到漏极，基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管可以将场效应晶体管的尺寸做到几个纳米级别，并且在电子输运方面保持良好的性能。

进一步地，选择单壁或多壁碳纳米管，可以适应不同尺寸的场效应晶体管。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式中一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管的结构示意图。

图2是本实用新型第一实施方式中一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管的俯视图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。并且，说明书中提到的各技术特征之间都可以互相组合(除非产生矛盾)，以构成新的或优选的技术方案。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

碳纳米管(carbon nanotube，简写CNT)是六边形碳结构连接的一维纳米材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能，自90年代被发现以来，便是电子器件微型化的主要研究材料，比如用在薄膜晶体管、存储器、传感器、微电子互连等领域。

由于碳纳米管的复杂能带结构，基于碳纳米管的场效应晶体管(field effecttransistor，简写FET)具有高的开关比率，特别是小直径的碳纳米管。同时随着尺寸的缩小，基于碳纳米管的场效应晶体管具有较小的接触电阻以及良好的热传导率，在室温下具有良好的器件性能。

在现有的晶体管中有少量基于直状碳纳米管的晶体管。然而，在碳纳米管的制造过程中，产生弯曲或应变的碳纳米管是不可避免的。本申请的发明人意外地发现，除了可以对直状碳纳米管进行利用外，还可以把这些弯曲的碳纳米管制成新型的场效应晶体管器件，可以在将器件尺寸做得更小的同时在电子输运方面相对于硅基晶体管和基于直状碳纳米管的场效应晶体管都具有更优的性能。

本实用新型第一实施方式涉及一种基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管。图1和图2分别是该基于弯曲碳纳米管的场效应晶体管的结构示意图和俯视图。