[实用新型]场效应管

说明书

本实用新型涉及一种场效管，采用立式源极、漏极和栅极，在上面并排黏着更多的碳纳米管作为沟槽并将碳纳米管架空形成一个三维鳍式场效应晶体管器件。采用立式的栅极可以节省基底的平面面积，能够把工艺线宽做到最小。将碳纳米管架空可以提高载流子的弹道速度，使用多根碳纳米管能够提高电流密度，这些设计可以显著提高场效应晶体管的性能。将电极设计成立式的可以有效节省基底的平面面积，使得单个场效应晶体管可以做的更小，超小的晶体管不仅能显示出量子效应也使得同样大小的芯片上可以放下更多的晶体管，更加提高了芯片的性能。将碳纳米管架空使之不与基底接触，架空后可以提高载流子的弹道速度，使得晶体管具有更好的性能。

技术领域

本实用新型涉及场效应管，特别是涉及应用碳纳米管作为导电沟槽的鳍式场效应管及其制备方法。

背景技术

当今信息化时代，集成(IC)电路起着举足轻重的作用，它是电子信息技术发展的基础和核心。集成电路的快速发展与现代通信、计算机、Internet和多媒体技术的发展相互带动，极大地影响着现在生活的方方面面，其中用于IC电路的场效应晶体管有着举足轻重的地位。场效应晶体管(Field Effect Transistor缩写(FET))简称场效应管，由多数载流子参与导电，也称为单极型晶体管，它属于电压控制型半导体器件。

遵循着摩尔定律，传统的集成电路硅基晶体管的特征尺寸不断缩小，然而受自身材料特性的限制，其最小尺寸已接近极限。随着尺寸的不断缩小，受众多非理想效应的影响，器件的性能不再随其尺寸的等比例缩小而等比例提高。

为突破传统MOS晶体管的尺寸限制，科学家采用碳纳米管代替了传统的硅材料来制造场效应器件，现有的碳纳米管场效应晶体管多为二维单根碳管的形式。

钟汉清等提出并研究了一种非对称肖特基接触型单壁碳纳米管场效应晶体管(SWNT-FET)。在这种非对称接触结构的SWNTFET，两种不同功函数的金属与碳纳米管形成肖特基接触。碳纳米管的一端与低功函数的金属铝(Al)形成源极，另一端与高功函数金属钯(Pd)形成漏极。对于漏端Pd/CNT，外加负栅压，可以降低势垒高度，有利于载流子的流动，增大电流。对于源端Al/CNT，外加正性栅压，降低了势垒高度，有利于电子注入沟道，电流得到增强。

其性能还是有很大的上升空间的。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种场效应管，性能更优。

一种场效应管，包括：

硅基底，所述硅基底的长度是450纳米到600纳米、宽度是250纳米到350 纳米和厚度75纳米到125纳米；

设于所述硅基底上且与所述硅基底垂直的源极，所述源极的高度是450纳米到600纳米、宽度是250纳米到350纳米和厚度75纳米到125纳米，所述源极由金属铝制成；

设于所述硅基底上且与所述硅基底垂直的栅极，所述栅极的高度是450纳米到600纳米、宽度是250纳米到350纳米和厚度75纳米到125纳米，所述栅极包括互相接触的金属金层和二氧化硅绝缘层制成，所述金属金层的厚度为4 到6纳米；

设于所述硅基底上且与所述硅基底垂直的漏极，所述漏极的高度是450纳米到600纳米、宽度是250纳米到350纳米和厚度75纳米到125纳米，所述漏极由金属钯制成；以及

与所述源极、所述二氧化硅绝缘层和所述漏极接触的多根互相平行的碳纳米管，所述碳纳米管与所述硅基底平行，所述多根碳纳米管中离所述硅基底最近的一根碳纳米管离所述硅基底的距离大于或者等于5纳米，所述多根碳纳米管之间的距离大于或者等于5纳米；

其中，所述栅极位于所述源极和所述漏极之间；所述栅极与源极之间的距离大于或者等于50纳米；所述栅极与漏极之间的距离大于或者等于50纳米；所述源极、所述栅极和所述漏极的长度、宽度和高度相等。