[发明专利]栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法

权利要求书

1.栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)施加第一栅电压，完成对沟道半导体中载流子的抽取，

2)施加与第一栅电压相反极性的第二栅电压，并通过控制第二栅电压的幅度，控制注入载流子的数量，从而实现低功耗；

所述栅极抽取和注入场效应晶体管在绝缘层上设置有源极、漏极、栅极和沟道半导体区，栅极与沟道半导体区之间设置有栅介质层，所述栅介质层为电阻值为10³～10¹⁶Ω的薄膜材料；所述沟道半导体区的材质为二维半导体，或者具有二维半导体材料特点的三维半导体。

2.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，所述栅介质层的材质为下述薄膜材料之一，或者两种及两种以上的组合：SIPOS、氧化铝、非晶硅、多晶硅、非晶SiC、多晶SiC、非晶GaN、多晶GaN、非晶金刚石、多晶金刚石、非晶GaAs、多晶GaAs。

3.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，所述沟道半导体区的材质为下述二维半导体材料之一：

石墨烯、黑磷、MoS₂、MoSe₂、WSe₂。

4.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，所述具有二维半导体材料特点的三维半导体为：

厚度小于或等于10个原子层的下述半导体之一：硅、砷化镓、氮化镓、SiC、金刚石。

5.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，所述沟道半导体区的材质为本征半导体，所述源极和漏极为金属电极。

6.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，所述沟道半导体区包括两个第一导电类型区和一个第二导电类型区，一个第一导电类型区设置于源极和第二导电类型区之间，另一个第一导电类型区设置于漏极和第二导电类型区之间；

第一导电类型区的材质为N型半导体，第二导电类型区的材质为P型半导体；或者，第一导电类型区的材质为P型半导体，第二导电类型区的材质为N型半导体；或者，第一导电类型区的材质为N型半导体，第二导电类型区的材质为N型半导体；或者，第一导电类型区的材质为P型半导体，第二导电类型区的材质为P型半导体。

7.如权利要求1所述的栅极抽取和注入场效应晶体管载流子控制方法，其特征在于，所述沟道半导体区包括两个第一导电类型区和一个第二导电类型区，一个第一导电类型区设置于源极和第二导电类型区之间，另一个第一导电类型区设置于漏极和第二导电类型区之间；

第一导电类型区的材质为重掺杂半导体，第二导电类型区的材质为轻掺杂半导体；或者，第一导电类型区的材质为重掺杂半导体，第二导电类型区的材质为本征半导体。