[发明专利]一种拓扑晶体管的制作方法及拓扑晶体管

说明书

本发明公开一种拓扑晶体管的制作方法及拓扑晶体管，涉及晶体管制造技术领域，以对传统的硅基晶体管栅电极施加电场时，会导致较多的能量损耗，进而增加器件的功耗的问题。所述拓扑晶体管的制作方法包括：提供一衬底；在衬底上形成二氧化硅层；在二氧化硅层上形成第一拓扑绝缘体层；在第一拓扑绝缘体层上形成堆叠结构；对第一拓扑绝缘体层进行电场诱导处理，得到包括产生拓扑相变的第二拓扑绝缘体层的拓扑晶体管。所述拓扑晶体管使用上述技术方案所提的拓扑晶体管的制作方法制作。

技术领域

本发明涉及晶体管制造技术领域，尤其涉及一种拓扑晶体管的制作方法及拓扑晶体管。

背景技术

随着集成电路工艺制程的发展，如何在实现器件高性能的同时，降低功耗，是集成电路发展过程中一直追求的目标。对于提高器件性能，可以通过提高器件集成度，并缩小器件的特征尺寸来实现。其中，晶体管是器件的基础组成部分。

现有技术中，晶体管的导通和关断主要通过对晶体管表面的栅电极施加电场来控制。基于电荷输运机制，电荷输运过程中会受到晶格中的声子散射，从而产生热耗散。

在对传统的硅基晶体管栅电极施加电场时，电荷输运过程中会存在载流子散射，导致较多的能量损耗，进而增加器件的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拓扑晶体管的制作方法及拓扑晶体管，用于解决在对传统的硅基晶体管栅电极施加电场时，会导致较多的能量损耗，进而增加器件的功耗的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种拓扑晶体管的制作方法，包括：

提供一衬底；

在衬底上形成二氧化硅层；

在二氧化硅层上形成第一拓扑绝缘体层；

在第一拓扑绝缘体层上形成堆叠结构；

对第一拓扑绝缘体层进行电场诱导处理，得到包括产生拓扑相变的第二拓扑绝缘体层的拓扑晶体管。

与现有技术相比，本发明提供的拓扑晶体管的制作方法中，提供衬底后，在衬底上形成二氧化硅层，在二氧化硅层上形成第一拓扑绝缘体层，在第一拓扑绝缘体层上形成堆叠结构，完成晶体管的制作，并在晶体管制作完成后，对第一拓扑绝缘体层进行电场诱导处理，使得第一拓扑绝缘体层发生拓扑相变，得到第二拓扑绝缘体层，最终得到包括第二拓扑绝缘体层的拓扑晶体管。相比于传统晶体管的制作，本发明利用第一拓扑绝缘体层作为沟道层，并在之后通过施加电场诱导使其进行拓扑相变，使得第二拓扑绝缘体层能有基于拓扑绝缘体的体态表现，表面态呈现出无带隙的金属特性。由于受到拓扑保护，第二拓扑绝缘体层表面的金属特性几乎不会受到外界干扰，具有独特的自旋和输运性质。当对拓扑晶体管的栅电极施加正栅压或者负栅压时，载流子在第二拓扑绝缘体层表面传输时几乎没有散射和能量损耗，避免了载流子散射导致的能量损耗，当使用拓扑晶体管组成的电子器件时，也能相应的降低电子器件的功耗。

由此可知，本发明提供的拓扑晶体管，相较于传统晶体管具有更少的能量损耗，有利于器件实现高性能低功耗的目的。

第二方面，本发明还提供一种拓扑晶体管，使用第一方面所述拓扑晶体管的制作方法制作，所述拓扑晶体管包括：

衬底，以及依次形成在所述衬底上的二氧化硅层、第二拓扑绝缘体层和堆叠结构；

其中，所述第二拓扑绝缘体层为对第一拓扑绝缘体层进行电场诱导处理后得到的拓扑绝缘体层。

与现有技术相比，本发明提供的拓扑晶体管的有益效果与上述技术方案所述拓扑晶体管的制作方法的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明