一种具有离子液体栅极的器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有离子液体栅极的器件及其在沟道区材料的电学性质测试中的应用和制备方法。该器件包括：衬底；第一绝缘层，设置在所述衬底的表面；沟道区，设置在所述第一绝缘层上；漏极，设置在所述第一绝缘层上且与所述沟道区的一端电性接触；源极，设置在所述第一绝缘层上且与所述沟道区的另一端电性接触；第二绝缘层，设置在所述源极的顶部和所述漏极的顶部；以及离子液体栅极，包括设置在所述第一绝缘层上且与所述源极和所述漏极绝缘的门电极，以及覆盖所述沟道区的至少一部分和所述门电极的至少一部分的离子液体。该器件具有提高的沟道区可调节的电子浓度以及很小的漏电流，甚至没有漏电流，非常适合应用于沟道区材料的电学性质测试中。区材料的电学性质测试中。区材料的电学性质测试中。

【技术实现步骤摘要】
一种具有离子液体栅极的器件及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是一种具有离子液体栅极的器件及其在沟道区材料的电学性质测试中的应用和制备方法。

技术介绍

[0002]在半导体领域，对场效应晶体管的研究推动了现代电子信息工业的发展。特别是在对金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)的栅极结构的研究和演化，在微型化、高效化和节能化方面取得了显著的进步。
[0003]二维半导体材料是指具有原子级别厚度且电子被限制在二维平面内运动的材料。由于二维半导体材料优越的电气性质，对于二维半导体材料在场效应晶体管中的应用(特别是二维半导体材料作为沟道区材料)以及二维半导体材料的电学性质的基础研究受到越来越多的关注。然而，对于二维半导体材料形成的沟道区，现有的栅极结构中栅极氧化层的每平方厘米电容仅在纳法(nF)量级，使得采用现有的栅极氧化层的情况下，沟道区能够调节的电子浓度仅能达到10
13r/>/cm2量级。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有离子液体栅极的器件，其特征在于，包括：衬底；第一绝缘层，设置在所述衬底的表面；沟道区，设置在所述第一绝缘层上；漏极，设置在所述第一绝缘层上且与所述沟道区的一端电性接触；源极，设置在所述第一绝缘层上且与所述沟道区的另一端电性接触；第二绝缘层，设置在所述源极的顶部和所述漏极的顶部；以及离子液体栅极，包括设置在所述第一绝缘层上且与所述源极和所述漏极绝缘的门电极，以及覆盖所述沟道区的至少一部分和所述门电极的至少一部分的离子液体。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述沟道区由二维半导体形成。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述离子液体包括下列之一：高氯酸锂和非水溶剂形成的凝胶状液体、高氯酸钾和非水溶剂形成的凝胶状液体、N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲基磺酰)酰亚胺。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述源极、所述漏极和所述门电极由金属形成。5.根据权利要求4所述的器件，其特征在于，所述金属包括钛和金。6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述电性接触为欧姆接触。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛岭，刘广同，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：