[发明专利]场效应晶体管结构及其制作方法

权利要求书

1.一种场效应晶体管结构，其特征在于，所述场效应晶体管结构包括：

底栅电极；

一个底栅介质层，所述底栅介质层覆盖于所述底栅电极的上表面，且与所述底栅电极的上表面接触；

纳米条带沟道层，所述纳米条带沟道层是由多个平行间隔开的双层石墨烯纳米条带构成，所述纳米条带沟道层覆盖于所述底栅介质层的上表面，且与所述底栅介质层的上表面接触，所述多个平行间隔开的双层石墨烯纳米条带中的每个双层石墨烯纳米条带的宽度为200nm；

源极和漏极，所述源极和所述漏极之间具有平行间距，且分别与所述纳米条带沟道层接触，所述源极的长度方向和所述漏极的长度方向均与所述纳米条带沟道层的沟道方向有夹角，所述源极的上表面与所述漏极的上表面均与所述纳米条带沟道层的上表面平行；

顶栅介质层，所述顶栅介质层覆盖于所述源极和所述漏极之间的所述纳米条带沟道层的上表面，且与所述纳米条带沟道层的上表面接触；

一个顶栅电极，所述顶栅电极覆盖于所述顶栅介质层的上表面，且与所述顶栅介质层的上表面接触，所述顶栅电极与所述底栅电极通过除所述场效应晶体管结构以外的电路相连；

所述底栅电极和所述顶栅电极形成错位的双栅结构，所述错位的双栅结构形成三个不同的沟道区域；

所述底栅介质层和/或所述顶栅介质层的厚度为20nm。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述源极和所述漏极覆盖于所述纳米条带沟道层的上表面。

3.根据权利要求1所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述源极和所述漏极覆盖于所述底栅介质层的上表面，所述源极和所述漏极分别与所述纳米条带沟道层相对的两侧接触，所述源极的长度方向与所述漏极的长度方向均与所述沟道方向垂直。

4.根据权利要求1至3中任选一项所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述场效应晶体管结构还包括：

衬底，所述衬底具有一凹槽，所述凹槽与所述顶栅电极的形状相同；

其中，所述底栅电极设置于所述凹槽中。

5.根据权利要求1至3中任选一项所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述底栅电极还具有支撑所述场效应晶体管结构的作用。

6.根据权利要求4所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述顶栅电极和所述底栅电极的宽度均等于所述源极和所述漏极之间的间距。

7.根据权利要求1至3中任选一项所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述底栅介质层和所述顶栅介质层的材料相同。

8.根据权利要求1至3中任选一项所述的场效应晶体管结构，其特征在于，所述底栅介质层和/或所述顶栅介质层的材料包括高k介质材料，所述源极和所述漏极的材料包括以下材料中的至少一种：金、钛、镍、铬、铝、铜和钨。

9.一种场效应晶体管结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

制作一个底栅电极；

在所述底栅电极的上表面制作底栅介质层；

在所述底栅介质层表面生长双层石墨烯或将双层石墨烯转移到所述底栅介质层表面上；

在所述双层石墨烯上进行一次光刻和刻蚀，形成由多个平行间隔开的双层石墨烯纳米条带构成的纳米条带沟道层，所述多个平行间隔开的双层石墨烯纳米条带中的每个双层石墨烯纳米条带的宽度为200nm；

在所述纳米条带沟道层的上表面进行一次光刻形成源极和漏极的电极，所述源极的长度方向和所述漏极的长度方向均与所述纳米条带沟道层的沟道方向有夹角，所述源极和所述漏极之间具有平行间距；

在所述源极和所述漏极之间的所述纳米条带沟道层的上表面制作顶栅介质层；

在所述顶栅介质层上制作一个顶栅电极；

所述底栅电极和所述顶栅电极形成错位的双栅结构，所述错位的双栅结构形成三个不同的沟道区域；

所述底栅介质层和/或所述顶栅介质层的厚度为20nm。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述制作底栅电极包括：

提供一衬底；

在所述衬底上进行一次光刻和刻蚀形成一凹槽；

在所述凹槽内通过蒸发金属形成所述底栅电极，所述顶栅电极与所述底栅电极的形状相同。