The invention discloses a reverser of a graphite-based tunneling transistor and a preparation method thereof. The graphene tunneling transistor comprises a source, a gate, a drain, a graphene film, a semiconductor or metal substrate, a tunneling layer, a drain insulating layer, a gate insulating layer, a graphene passivation layer and a DC bias voltage source; the source electrode is connected with a silicon substrate, and the drain electrode is connected with a graphene film. There is a tunneling layer between the graphene and the substrate, and the gate is at the top of the electron tunneling part. If the work function of semiconductor or metal substrate is small, the metal with larger work function is chosen as drain pole. The device is n-type, whereas the metal with larger work function is used as drain pole and the device is p-type. P-tube drain connects with high potential, n-tube source connects with low potential, the common gate of the two tubes acts as the input end of the circuit, and p-tube source connects with n-tube drain as the output end of the circuit. A novel structure of graphene tunneling transistor (GTTT) realizes a digital logic inverter with high response rate and low static power consumption.
【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨的隧穿晶体管的反相器及其制备方法
本专利技术涉及一种反相器及其制备方法,特别涉及一种基于石墨的隧穿晶体管的反相器及其制备方法,属于电子器件制备
技术介绍
反相器是一种可将输入信号相位反转的电子器件,广泛应用于模拟电路,例如音响放大电路、时钟振荡器等。现有的CMOS反相器电路由两个增强型MOS场效应管组成,如图1所示,由于硅中电子的饱和运动速度不高,使其难以满足数字逻辑电路对在高频工作模式下对响应速度的要求。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提供一种响应速度快、增益高的基于石墨的隧穿晶体管的反相器及其制备方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:本专利技术提供一种基于石墨的隧穿晶体管,包括源极、漏极、栅极、石墨烯薄膜、衬底、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层、漏极绝缘层、隧穿层、硅基底,其中,硅基底的上表面设置衬底,衬底的上表面间隔设置源极和隧穿层,隧穿层一侧的上表面设置漏极绝缘层,漏极绝缘层的上表面设置漏极,隧穿层另一侧的上表面、漏极的上表面以及漏极绝缘层未设置漏极的上表面依次向上设置石墨烯薄膜、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层,栅极绝缘层兼石墨烯钝化层的上表面设置栅极,栅极和隧穿层之间仅存在石墨烯薄膜和栅极绝缘层兼石墨烯钝化层。作为本专利技术的进一步技术方案,衬底为半导体或金属衬底。作为本专利技术的进一步技术方案,若衬底材料的功函数大于5.4eV,则漏极电极选用功函数小于4.9eV的金属;若衬底材料的功函数小于4.9eV,则漏极电极选用功函数大于5.4eV的金属。作为本专利技术的进一步技术方案,隧穿层的厚度小于20nm。本专利技术还提供一 ...
【技术保护点】
1.一种基于石墨的隧穿晶体管,其特征在于,包括源极(1)、漏极(2)、栅极(3)、石墨烯薄膜(4)、衬底(5)、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)、漏极绝缘层(7)、隧穿层(8)、硅基底(25),其中,硅基底(25)的上表面设置衬底(5),衬底(5)的上表面间隔设置源极(1)和隧穿层(8),隧穿层(8)一侧的上表面设置漏极绝缘层(7),漏极绝缘层(7)的上表面设置漏极(2),隧穿层(8)另一侧的上表面、漏极(2)的上表面以及漏极绝缘层(7)未设置漏极(2)的上表面依次向上设置石墨烯薄膜(4)、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6),栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)的上表面设置栅极(3),栅极(3)和隧穿层(8)之间仅存在石墨烯薄膜(4)和栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)。
【技术特征摘要】
1.一种基于石墨的隧穿晶体管,其特征在于,包括源极(1)、漏极(2)、栅极(3)、石墨烯薄膜(4)、衬底(5)、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)、漏极绝缘层(7)、隧穿层(8)、硅基底(25),其中,硅基底(25)的上表面设置衬底(5),衬底(5)的上表面间隔设置源极(1)和隧穿层(8),隧穿层(8)一侧的上表面设置漏极绝缘层(7),漏极绝缘层(7)的上表面设置漏极(2),隧穿层(8)另一侧的上表面、漏极(2)的上表面以及漏极绝缘层(7)未设置漏极(2)的上表面依次向上设置石墨烯薄膜(4)、栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6),栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)的上表面设置栅极(3),栅极(3)和隧穿层(8)之间仅存在石墨烯薄膜(4)和栅极绝缘层兼石墨烯钝化层(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨的隧穿晶体管,其特征在于,衬底(5)为半导体或金属衬底。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨的隧穿晶体管,其特征在于,若衬底(5)材料的功函数大于5.4eV,则漏极(2)电极选用功函数小于4.9eV的金属;若衬底(5)材料的功函数小于4.9eV,则漏极(2)电极选用功函数大于5.4eV的金属。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨的隧穿晶体管,其特征在于,隧穿层(8)的厚度小于20nm。5.如权利要求1至4中任一所述的一种基于石墨的隧穿晶体管的制备方法,其特征在于,该制备方法的具体步骤如下:步骤1,在硅基底(25)上制备衬底(5)作为晶体管的有源层;步骤2,在衬底(5)上的源极区域沉淀电极作为源极(1)、隧穿层区域制备隧穿层(8);步骤3,在隧穿层(8)上的漏极绝缘层区域制备...
【专利技术属性】
技术研发人员:王琦龙,杨文鑫,徐季,翟雨生,张晓兵,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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