[发明专利]一种多栅三维纳米线晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，包括：半导体纳米线、中间层是氧化物栅介质和电极；

其中，所述多栅三维纳米线晶体管的内部为所述半导体纳米线；

所述氧化物栅介质为所述多栅三维纳米线晶体管的中间层分别与所述半导体纳米线和所述电极连接；以及

所述电极为所述多栅三维纳米线晶体管的最外层。

2.根据权利要求1的多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，

所述半导体纳米线材料为硅Si、锗Ge，化合物半导体中的锗锡GeSn、砷化镓GaAs、磷化铟InP、氧化锌ZnO，或有机半导体材料并五苯型、三苯基胺类、富勒烯、酞菁、苝衍生物和花菁类中的一种或多种。

3.根据权利要求1的多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，

所述氧化物栅介质为氧化硅SiO₂、氧化铝Al₂O₃、氧化铪HfO₂、氧化锆ZrO₂、铪锆氧HfZrO、铪铝氧HfAlO和铪硅氧HfSiO中的一种或多种。

4.根据权利要求1的多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，

所述电极为金属材料金、银、铜、铝、或者半导体多晶硅、石墨烯、MoS₂和黑磷中的一种或多种。

5.根据权利要求1的多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，

所述半导体纳米线材料为沟道的晶体管能被多个栅中的任意一个开启或关断，并可以同时被其它栅调控。

6.根据权利要求1的多栅三维纳米线晶体管，其特征在于，

所述半导体纳米线的尺寸为1nm～14nm。

7.一种多栅三维纳米线晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用掩膜版或者光刻版的方式，并利用外延生长、磁控溅射、电子束蒸发、化学物理刻蚀或化学气相沉积方法中的一种或多种，在衬底上面制备半导体纳米线，形成导电沟道；

利用氧化、化学沉积、电子束蒸发、外延生长或磁控溅射中的一种或多种，制备氧化物栅介质；

利用磁控溅射、电子束蒸发、外延生长、化学气相沉积或二维材料湿法转移、干法转移中的一种或多种，制备电极；

利用掩膜版或者光刻版的方式，利用光刻胶或电子束胶保护，采用物理刻蚀、化学刻蚀、plasma刻蚀中的一种或多种，将电极彼此分开，形成独立栅结构。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述电极为石墨烯电极，所述制备电极，包括：

利用CVD方法在铜上生长单层石墨烯，并通过湿法转移到SOI衬底片子上；

通过光刻产生光刻胶保护石墨烯，并通过plasma刻蚀去除未被保护的区域；

使用丙酮去除光刻胶。

9.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述电极为MoS₂电极，所述制备电极，包括：

利用胶带的粘合力，通过多次粘贴将MoS₂晶体层层剥离；

将带有MoS2薄片的胶带粘贴到Si/SiO₂衬底上；

去除胶带，残留部分MoS2薄片在Si/SiO₂衬底上；

加热，通过应力使MoS₂薄片贴合在所述半导体纳米线三个面上；

通过光刻产生光刻胶保护MoS₂薄片，并通过plasma刻蚀去除未被保护的区域。

使用丙酮去除光刻胶。

10.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述电极为刻蚀电极，所述制备电极，包括：

通过控制涂覆的光刻胶的厚度，使得所述半导体纳米线边缘部分未被覆盖。

各向同性刻蚀，去除未被覆盖区域光刻胶；

使用丙酮去除光刻胶。