【技术实现步骤摘要】
三维空间束缚单杂质原子晶体管及其制备方法
本公开涉及纳米结构晶体管及其制备领域，尤其涉及一种三维空间束缚单杂质原子晶体管及其制备方法。
技术介绍
无结硅纳米线晶体管是亚10nm器件研究的重要方向。在如此小的导电沟道内，杂质原子对器件特性的影响日益显著，研究杂质原子在低温甚至室温下对输运特性的影响已成为新的研究热点。目前关于单原子掺杂器件的大多数报道，仅在低于15K的低温下报告了单原子晶体管的隧穿操作，而在高温下，预计隧道效应会被抹掉。报告的结果主要是针对具有没有任何特殊图案的通道的晶体管获得的。2008年，MichiharuTabe研究组证实了在极窄沟道中探测单个杂质原子的可能性，证明了被限制在纳米线沟道角落里的杂质原子由于空间限制和介电限制效应，其基态能级向下移动，势垒变高，从而提高了可发生电子隧穿的温度[PhysicalReviewB(2013)doi:10.1103/PhysRevB.87.085420]目前现有的常规无结晶体管只能在低温下观测到量子效应，为提高量子效应的工作温度，从缩小器件的尺寸和通过耦合几个...
【技术保护点】
1.一种三维空间束缚单杂质原子晶体管，基于SOI基片制备而成，所述三维空间束缚单杂质原子晶体管，包括：/n硅衬底(10)；/n氧化物绝缘层(11)，制作在所述硅衬底(10)上；/n双V型凹槽纳米结构(12)，制作在所述氧化物绝缘层(11)上，双V型凹槽位于双V型凹槽纳米结构(12)的两端之间；/n源区硅电导台面(13)，位于所述氧化物绝缘层(11)上，与所述双V型凹槽纳米结构(12)的一端相连；/n漏区硅电导台面(14)，位于所述氧化物绝缘层(11)上，与所述双V型凹槽纳米结构(12)的另一端相连；/n氧化物薄层，包裹在源区硅电导台面(13)、漏区硅电导台面(14)和双V型...
【技术特征摘要】
1.一种三维空间束缚单杂质原子晶体管，基于SOI基片制备而成，所述三维空间束缚单杂质原子晶体管，包括：
硅衬底(10)；
氧化物绝缘层(11)，制作在所述硅衬底(10)上；
双V型凹槽纳米结构(12)，制作在所述氧化物绝缘层(11)上，双V型凹槽位于双V型凹槽纳米结构(12)的两端之间；
源区硅电导台面(13)，位于所述氧化物绝缘层(11)上，与所述双V型凹槽纳米结构(12)的一端相连；
漏区硅电导台面(14)，位于所述氧化物绝缘层(11)上，与所述双V型凹槽纳米结构(12)的另一端相连；
氧化物薄层，包裹在源区硅电导台面(13)、漏区硅电导台面(14)和双V型凹槽纳米结构(12)的表面；
栅极导电条(15)，形成于氧化物绝缘层(11)上，将所述双V型凹槽纳米结构(12)的形成有双V型凹槽的部分覆盖，延伸方向垂直于所述双V型凹槽纳米结构(12)的延伸方向；以及
电极。
2.根据权利要求1所述的三维空间束缚单杂质原子晶体管，所述双V型凹槽纳米结构(12)的双V型凹槽间距L为50±5nm。
3.根据权利要求1所述的三维空间束缚单杂质原子晶体管，所述栅极导电条(15)包裹双V型凹槽纳米结构(12)的部分与双V型凹槽纳米结构(12)的凹槽形状一致，同为双V型凹槽结构。
4.根据权利要求1所述的三维空间束缚单杂质原子晶体管，所述源区硅电导台面(13)、漏区硅电导台面(14)和双V型凹槽纳米结构(12)的掺杂类型包括：N型或P型；掺杂浓度为1×1019cm-3至1×1021cm-3之间。
5.根据权利要求1所述的三维空间束缚单杂质原子晶体管，所述氧化物薄层的材料包括：SiO2、氮氧化物、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Si3N4、BST或PZT。
6.根据权利要求1所述的三维空间束缚单杂质原子晶体管，所述栅极导电条(15)的材料包括：多晶硅、多晶硅/锗、金属、金属化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦亚梅，韩伟华，张晓迪，赵晓松，郭仰岩，吴歆宇，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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