一种双层石墨烯隧穿场效应晶体管及其制备方法技术

一种双层石墨烯隧穿场效应晶体管，底栅介质层位于底栅电极的上方，双层石墨烯有源区位于底栅介质层的上方，金属源电极和金属漏电极分别在双层石墨烯有源区的两端，且各覆盖部分双层石墨烯有源区，金属源电极与金属漏电极选取不同材料，对于n型器件，金属源电极的功函数较大，与其接触的石墨烯呈p型掺杂，金属漏电极的功函数较小，与其接触的石墨烯呈n型掺杂；p型器件的电极与n型器件相反；顶栅介质层覆盖在金属源电极、金属漏电极与两电极之间的石墨烯上，顶栅电极位于顶栅介质层的上方，且与金属源电极和金属漏电极都交叠。该器件制备工艺简单，与传统的双层石墨烯场效应晶体管相比，此隧穿场效应晶体管的金属源电极和漏电极分别完成。

【技术实现步骤摘要】
一种双层石墨烯隧穿场效应晶体管及其制备方法
本专利技术属于纳电子学
，具体涉及一种基于金属接触掺杂的双层石墨烯隧穿场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
随着传统MOSFET特征尺寸的减小，器件的工作电压和阈值电压逐渐降低。由于MOSFET的亚阈值斜率受热电势的限制，存在理论极限60mV/dec，无法随着器件尺寸的减小而减小，因此器件的泄漏电流随工作电压的减小而增大。另外，小尺寸器件的短沟道效应更明显，漏致势垒降低和源-漏带带隧穿会引起泄漏电流和功耗进一步增大。目前，功耗问题已经是小尺寸逻辑器件设计重点关心的方面，并导致超陡亚阈值斜率器件等相关热点领域的产生。作为一种超陡亚阈值斜率器件，隧穿场效应晶体管(TFET)利用源-沟道结的带带隧穿机制，可以突破传统MOSFET亚阈值斜率60mV/dec的极限。TFET具有低泄漏电流，低工作电压和工艺兼容性好等优点。但TFET开态电流受制于低的隧穿几率，较小的开态电流限制了TFET的广泛应用。窄带隙沟道材料和增强的栅控有利于隧穿几率的提高，从而改善TFET开态电流。双层石墨烯是一种具有卓越电学特性的二维材料，具有理想的栅控和较窄的带隙(&l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层石墨烯隧穿场效应晶体管，其特征是，包括一个底栅电极(1)、一个底栅介质层(2)、一个双层石墨烯有源区(5)、一个金属源电极(6)、一个金属漏电极(7)、一个顶栅介质层(8)和一个顶栅电极(9)；所述底栅介质层(2)位于底栅电极(1)的上方；双层石墨烯有源区(5)位于底栅介质层(2)的上方；金属源电极(6)和金属漏电极(7)分别在双层石墨烯有源区(5)的两端，且各覆盖部分双层石墨烯有源区(5)；金属源电极(6)与金属漏电极(7)选取不同材料，对于n型器件，金属源电极(6)的功函数较大，与其接触的石墨烯呈p型掺杂，金属漏电极(7)的功函数较小，与其接触的石墨烯呈n型掺杂；而p型器件的电极与...

【技术特征摘要】
1.一种双层石墨烯隧穿场效应晶体管，其特征是，包括一个底栅电极(1)、一个底栅介质层(2)、一个双层石墨烯有源区(5)、一个金属源电极(6)、一个金属漏电极(7)、一个顶栅介质层(8)和一个顶栅电极(9)；所述底栅介质层(2)位于底栅电极(1)的上方；双层石墨烯有源区(5)位于底栅介质层(2)的上方；金属源电极(6)和金属漏电极(7)分别在双层石墨烯有源区(5)的两端，且各覆盖部分双层石墨烯有源区(5)；金属源电极(6)与金属漏电极(7)选取不同材料，对于n型器件，金属源电极(6)的功函数较大，与其接触的石墨烯呈p型掺杂，金属漏电极(7)的功函数较小，与其接触的石墨烯呈n型掺杂；而p型器件的电极与n型器件相反，即：金属源电极(6)的功函数较小，金属漏电极(7)的功函数较大；所述的功函数较大指的是功函数大于5.4eV，所述的功函数较小指的是功函数小于4.5eV；顶栅介质层(8)覆盖在金属源电极(6)、金属漏电极(7)，以及金属源电极(6)和金属漏电极(7)之间的石墨烯上，顶栅电极(9)位于顶栅介质层(8)的上方，且与金属源电极(6)和金属漏电极(7)都交叠，各交叠的长度均大于100nm。2.权利要求1所述的双层石墨烯隧穿场效应晶体管的制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)在底栅电极上生长底栅介质层；(2)通过机械剥离或者化学气相淀积转移的方法得到底栅介质层上的双层石墨烯；(3)光刻暴露出有源区以外的区域，以光刻胶为掩膜，刻蚀形成双层石墨烯有源区；(4)光刻暴露出金属源电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄如，王佳鑫，黄芊芊，吴春蕾，朱昊，赵阳，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11