[发明专利]使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管及其制备方法

权利要求书

1.使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管，其特征在于，包括：衬底和碳纳米管；所述衬底采用SiC基材料，所述SiC基材料为SiC单晶体与介质的组合，所述介质为氧化物、氮化物或者苯并环丁烯，当介质为氧化物时，所述氧化物不包括氧化硅；所述介质沉积在SiC单晶体上；所述碳纳米管设置在衬底上与衬底接触，所述碳纳米管上设有源极区域，漏极区域和栅极区域，所述源极区域和漏极区域上设有源极金属电极和漏极金属电极；所述栅极区域上设有栅介质，所述栅介质上设有栅金属。

2.根据权利要求1所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管，其特征在于，所述碳纳米管为单根单壁碳纳米管、碳纳米管取向阵列、碳纳米管网络薄膜或者碳纳米管图案，所述碳纳米管图案由碳纳米管取向阵列或者碳纳米管网络薄膜形成。

3.根据权利要求1所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管，其特征在于，所述源极金属电极和漏极金属电极采用Au、Pd、Pt、Ti、Al、Cu、Ni、Ag、Cr、Mo、W、Fe中的一种或两种的组合，若采用两种组合，则该两种金属的质量比为0.01～100:1；源极金属电极和漏极金属电极的厚度范围均为1nm～10000nm。

4.根据权利要求1所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管，其特征在于，所述栅介质的材料采用氧化物、氮化物、BaTiO₃或者苯并环丁烯；栅介质厚度为1nm-100μm。

5.根据权利要求1所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管，其特征在于，所述栅金属的材料为Ti、Au、Cu、Cr、Pd、Ni、Ag、Al、Mo、W、Fe中的一种金属或者多种金属组成的复合材料或者多种金属组成的合金；栅金属厚度为1nm-10000nm。

6.基于权利要求1所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：衬底上设置碳纳米管；所述衬底的材料采用SiC基材料；

步骤2：在碳纳米管上划分出源极区域，漏极区域，并在源极区域上设置源极金属电极，在漏极区域上设置漏极金属电极；

步骤3：在源极区域和漏极区域之间的沟道区域上划分出栅极区域；去掉除多余的碳纳米管，所述多余的碳纳米管为除源极区域，漏极区域和沟道区域以外的其他区域；

步骤4：在沟道区域上制备栅介质，使得栅介质覆盖住栅极区域；

步骤5：在栅极区域上制备栅金属，从而完成晶体管的制备。

7.根据权利要求6所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的SiC基材料为SiC单晶体与介质的组合，所述介质为氧化物、氮化物或者BCB，当介质为氧化物时，所述氧化物不包括氧化硅；介质沉积在SiC单晶体上。

8.根据权利要求6所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用化学气相沉积片上生长碳纳米管法、浸泡在碳纳米管分散液中沉积法、旋涂碳纳米管分散液法、喷涂碳纳米管分散液法、基于自组装原理的薄膜沉积法、喷墨打印法、丝网印刷法或者纳米转印法在衬底上设置碳纳米管。

9.根据权利要求6所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3中在采用紫外曝光、深紫外曝光、电子束刻写、纳米转印技术或印刷电子技术在沟道区域上划分出源极区域，漏极区域和栅极区域。

10.根据权利要求6所述的使用SiC基材料作为衬底的碳纳米管晶体管的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中采用磁控溅射法、原子层淀积法或旋涂固化法制备栅介质。