一种铁电二维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铁电二维场效应晶体管及其制备方法，晶体管包括由下至上依次为底部金电极层、铁电衬底层、沟道层、钛层、顶部金电极层和包覆层，所述底部金电极层用作底栅，所述顶部金电极层用作源极、漏极和顶栅，所述包覆层用于防止器件氧化，所述铁电衬底层用于施加门电压改变沟道层电子掺杂浓度。本发明专利技术利用铁电衬底层和沟道层的界面效应，通过加门电压的方式，使得铁电衬底层产生极化，通过不同极化方向来调控沟道的电子掺杂浓度，从而改变沟道层的电阻大小，可使铁电场效应晶体管实现‘导通’和‘断开’的两种状态，对应于器件的低电阻态和高电阻态。由于铁电衬底极化具有非易失性，这种器件存在记忆性，可以实现新型非易失铁电二维存储器。

【技术实现步骤摘要】
一种铁电二维场效应晶体管及其制备方法
本专利技术属于铁电二维场效应晶体管器件
，具体涉及一种铁电二维场效应晶体管及其制备方法。
技术介绍
自1947年美国贝尔实验室成功研制出锗基晶体管以来，晶体管因其体积小，功耗低的优点，成功的代替了电子管，推动了微电子领域的进步。晶体管作为一种半导体器件，对外界影响（光、电、热等）具有极高的响应速度和准确性，在探测器领域有着广泛的应用。此外，凭借铁电材料在外电场作用下的极化，能够在二维材料沟道中产生非易失性静电掺杂，铁电晶体管可能被应用于非易失性存储器领域。随着现代电子电路工艺的进步，半导体器件逐渐计入微纳米尺度，器件的功耗大和密度较低严重制约了器件的性能。新型的铁电二位场效应晶体管可以克服这些缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种铁电二维场效应晶体管及其制备方法,利用铁电材料在外加电场作用下能够产生自发极化，并在撤掉外加电场后保持很强的非易失性极化，将铁电材料与二维半导体材料复合，利用铁电材料的非易失性静电掺杂降低器件的尺寸和功耗。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：包括由下至上依次设置的底部金电极层（1）、铁电衬底层（2）、沟道层（3）、 钛层（4）、顶部金电极层（5）和包覆层（6），所述底部金电极层（1）附着于铁电衬底层（2）的底部用作底栅，所述钛层（4）附着于顶部金电极（5）和沟道层（3）之间，所述顶部金电极层（5）包括制作于沟道层上部的源极、漏极和顶栅，所述包覆层（6）包覆沟道层和顶部电极层，所述铁电衬底层（2）用于在外部施加门电压时改变沟道层（3）电子掺杂浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：包括由下至上依次设置的底部金电极层（1）、铁电衬底层（2）、沟道层（3）、钛层（4）、顶部金电极层（5）和包覆层（6），所述底部金电极层（1）附着于铁电衬底层（2）的底部用作底栅，所述钛层（4）附着于顶部金电极（5）和沟道层（3）之间，所述顶部金电极层（5）包括制作于沟道层上部的源极、漏极和顶栅，所述包覆层（6）包覆沟道层和顶部电极层，所述铁电衬底层（2）用于在外部施加门电压时改变沟道层（3）电子掺杂浓度。


2.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层（3）采用二维半导体材料。


3.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层（3）采用CrSiTe3。


4.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：所述铁电衬底层（2）采用铌镁酸铅-钛酸铅陶瓷材料。


5.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：所述包覆层（6）采用六方氮化硼。


6.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在于：所述底部金电极层（1）厚度为50nm,钛层（4）厚度为2nm，顶部金电极层（5）厚度为40nm。


7.根据权利要求1所述的一种铁电二维场效应晶体管，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：普勇，韩伟博，杨家驹，郭欣蕾，钮伟，魏陆军，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32