一种具有超低功耗的场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有超低功耗的场效应晶体管及其制备方法，属于场效应晶体管技术领域。本发明专利技术场效应晶体管创新性地采用具有良好铁电性和稳定性的LiNbO

【技术实现步骤摘要】
一种具有超低功耗的场效应晶体管及其制备方法
本专利技术属于场效应晶体管
，具体涉及一种基于二维半导体材料具有超低功耗的负电容场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
目前计算机的主频停滞不前，其中集成度和能耗是两大限制原因。首先提升电子器件的性能需要更小沟道的晶体管，进而提升芯片的集成度，但是目前摩尔定律已接近极限，随着电子器件沟道缩小，沟道长度缩短到几纳米级别，短沟道效应非常显著；其次随着芯片的集成度提升，芯片的热耗散能量就变多。因此，如何制造出具有更优性能与更低功耗的电子器件，成为后摩尔时代，全球半导体市场共同关注的难题。负电容晶体管的概念的提出是用铁电-氧化物绝缘体替换场效应晶体管中的氧化绝缘体栅极。该理念的核心在于铁电绝缘体存在的负电容现象会产生栅极电压放大效应，从而导致室温下晶体管的亚阈值摆幅(SS)突破目前热发射的极限60mV/dec，进而降低晶体管的能耗。同时，目前二维半导体材料由于其独特的原子级别的厚度和超高迁移率，可以有效避免短沟道效应，成为了后摩尔时代最具前景的半导体材料。但是近年来绝大部分负电容晶体管的亚阈值摆幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超低功耗的场效应晶体管，从下至上依次为衬底、控制栅电极、铁电栅极层、高k介电层、二维半导体材料层和源漏电极，其特征在于，所述铁电栅极层为单晶LiNbO

【技术特征摘要】
1.一种具有超低功耗的场效应晶体管，从下至上依次为衬底、控制栅电极、铁电栅极层、高k介电层、二维半导体材料层和源漏电极，其特征在于，所述铁电栅极层为单晶LiNbO3材料，厚度50nm-2μm。


2.如权利要求1所述具有超低功耗的场效应晶体管，其特征在于，所述控制栅电极为Cr/Pt，厚度为10/100nm。


3.如权利要求1所述具有超低功耗的场效应晶体管，其特征在于，所述高k介电层材料为HfO2、Al2O3或BN，厚度为5-20nm。


4.如权利要求1所述具有超低功耗的场效应晶体管，其特征在于，所述二维半导体材料为n型MoS2纳米片，或P型WSe2纳米片、黑磷，厚度为0.7-50nm。


5.如权利要求1所述具有超低功耗的场效应晶体管，其特征在于，所述源漏电极为具有较低功函数的金属源漏电极Cr/Au、Ti/Au、Pt/Au或Ni/Au。


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【专利技术属性】
技术研发人员：熊杰，王雪芃，汪洋，储隽伟，张淼，饶高峰，龚传辉，陈心睿，周婷，晏超贻，王显福，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51