[发明专利]一种具有功能特性的异质结场效应管

说明书

技术领域

本发明涉及一种场效应管器件，特别是涉及一种具有功能特性的异质结场效应管。 

背景技术

锗硅p-n结的发现，尤其是以三极管和场效应管为基础元件的半导体集成电路的发展，使人类的生产、工作和生活均发生了革命性的巨大变化。尽管硅半导体场效应管在电子学元件和集成电路中已得到非常广泛的应用，但锗和硅场效应管都是由p型和n型的同质锗或硅组成，因而不仅结构比较单一，而且功能也主要局限于电和光的特性。如文献1：《微电子学概论》，张兴等编著，(北京大学出版社2000年版)中所介绍的；文献2：《半导体器件物理与工艺》，(美)施敏著，赵鹤鸣等译，苏州大学出版社2002年版；和文献3：《半导体器件》(日)正田英介主编，春木弘编著，科学出版社2001年版)，已难以满足飞速发展的信息技术的要求。尽管人们也在探索氧化物的场效应管(文献4：Field effect transistor based on KTaO3 Perovskite，K.Ueno，et al，Appl.Phys.Lett.，84，3726(2004)；文献5：Field effect transistor on StiO3 with sputtered Al2O3 gate insulator，K.Ueno，et al，83，1755(2003)；文献5：Characterization of HfTaO3 films for gate oxide and metal-ferroelectric-insulator-silicon device application，Xu-bing Lu，et al，J.Appl.Phys.，103，004105(2008))，但到目前为止，其特性较差，距应用的要求还相差甚远。 

发明内容

本发明的目的是克服上述锗硅场效应管结构和功能单一的不足以及氧化物场效应管目前特性较差等缺点，提供一种在单晶硅衬底上设置氧化物层组成的硅和氧化物场效应管。该硅和氧化物场效应管把钙钛矿氧化物的功能特性和硅电子学的特性相结合，实现具有不同功能特性的可实用的硅和氧化物场效应管。 

本发明提供的硅和氧化物场效应管包括：衬底1、源极2、漏极3、栅绝缘材料层4、源电极5、漏电极6和栅电极7；其特征在于，所述的衬底1是n型或p型硅单晶基片； 

其中所述的在n型或p型衬底1上生长一p型或n型钙钛矿氧化物材料层，即如果衬底1是p型的硅单晶材料，源极2和漏极3就是n型的钙钛矿氧化物材料；如果衬底1是n型的硅单晶材料，源极2和漏极3就是p型的钙钛矿氧化物材料；并在所述的p型或n型钙钛矿氧化物材料层上刻蚀一槽，该槽一侧的钙钛矿氧化物材料层为源极2，另一侧的钙钛矿氧化物材料层为漏极3，在所述的源极2、漏极3和所述的槽上沉积所述的栅绝缘材料层4，并且在源极2和漏极3之上的栅绝缘材料层4部分分别刻蚀一源电极引线孔和漏电极引线孔，在该源电极引线孔内制备所述的源电极5，在漏电极引线孔内制备所述的漏电极6，在所述的栅绝缘材料层4上制备所述的栅电极7； 

所述的源极2和漏极3是钙钛矿氧化物材料； 

所述的栅绝缘材料层4为非晶的SiO₂材料； 

所述的源电极5、漏电极6和栅电极7为导电金属层。 

本发明还提供一种硅和氧化物场效应管，包括：衬底(1)、源极(2)、漏极(3)、栅绝缘材料层(4)、源电极(5)、漏电极(6)和栅电极(7)； 其特征在于，所述的衬底(1)是n型或p型硅单晶基片； 

所述的源电极(5)、漏电极(6)和栅电极(7)为导电金属层； 

其中在所述衬底(1)上生长钙钛矿氧化物材料层，该钙钛矿氧化物材料层为两层或两层以上且是由n型和p型钙钛矿氧化物交替生长在一起组成的p-n异质结材料，并且直接与所述衬底(1)接触的一层钙钛矿氧化物的导电类型与所述衬底(1)的导电类型不同，在所述钙钛矿氧化物材料层上刻蚀一槽，该槽一侧的钙钛矿氧化物材料层为源极(2)，另一侧的钙钛矿氧化物材料层为漏极(3)，在所述的源极(2)、漏极(3)和所述的槽上沉积所述的栅绝缘材料层(4)，并且在源极(2)和漏极(3)之上的栅绝缘材料层(4)部分分别刻蚀一源电极引线孔和漏电极引线孔，在该源电极引线孔内制备所述的源电极(5)，在漏电极引线孔内制备所述的漏电极(6)，在所述的栅绝缘材料层(4)上制备所述的栅电极(7)； 

所述的源极(2)和漏极(3)是钙钛矿氧化物材料；