[发明专利]一种碳纳米管三维鳍状晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

位于所述衬底上多个分立的金属鳍，所述多个金属鳍沿平行于所述衬底表面的第一方向排布；

覆盖所述金属鳍以及相邻所述金属鳍之间的衬底表面，且沿第二方向延伸的栅结构；所述栅结构中设置有多根沿第二方向延伸的碳纳米管；

分别位于所述栅结构第二方向两侧的源极和漏极，所述源极和漏极均为狄拉克二维半金属形成的电极；

所述第一方向和所述第二方向垂直。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，所述狄拉克二维半金属为具有二维结构的狄拉克材料；

所述狄拉克材料为通过狄拉克方程描述的凝聚态物质。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，所述狄拉克材料包括石墨烯、拓扑绝缘体和狄拉克半金属中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，所述栅结构包括：

覆盖金属鳍顶部和侧壁的绝缘层；

覆盖所述绝缘层顶部、侧壁以及相邻所述金属鳍之间的衬底表面的栅介质层；所述栅介质层中设置有多根沿第二方向延伸的碳纳米管；

覆盖所述栅介质层背离所述衬底一侧表面的栅电极；

位于所述栅介质层以及所述栅电极第二方向两侧的侧墙。

5.根据权利要求4所述的碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，所述栅电极为金属电极。

6.根据权利要求5所述的碳纳米管三维鳍状晶体管，其特征在于，所述栅电极为狄拉克二维半金属电极。

7.一种碳纳米管三维鳍状晶体管的制备方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底上形成多个分立的金属鳍，所述多个金属鳍沿平行于所述衬底表面的第一方向排布；

覆盖所述金属鳍以及相邻所述金属鳍之间的衬底表面，形成沿第二方向延伸的栅结构；所述栅结构中形成有多根沿第二方向延伸的碳纳米管；

采用狄拉克二维半金属材料分别在所述栅结构第二方向两侧形成源极和漏极；所述第一方向和第二方向垂直。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述覆盖所述金属鳍以及相邻所述金属鳍之间的衬底表面，形成沿第二方向延伸的栅结构包括：

对所述金属鳍进行原位氧化处理或在所述金属鳍表面沉积绝缘材料，以形成覆盖所述金属鳍顶部和侧壁的绝缘层；

采用自组装法，在所述绝缘层背离所述金属鳍一侧表面形成多根沿第二方向延伸的碳纳米管；

覆盖所述绝缘层顶部、侧壁、所述碳纳米管以及相邻所述金属鳍之间的衬底表面，形成栅介质层；

覆盖所述栅介质层背离所述衬底一侧表面，形成栅电极；

采用侧墙工艺，形成位于所述栅电极和栅介质层第二方向两侧的侧墙。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用狄拉克二维半金属材料分别在所述栅结构第二方向两侧形成源极和漏极包括：

以所述栅结构作为自对准掩膜，旋涂石墨烯胶体，形成石墨烯层；

对所述石墨烯层进行刻蚀，以形成分别位于所述栅结构第二方向两侧的源极和漏极。