碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法技术

本发明专利技术实施例涉及晶体管技术领域，公开了碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法。本发明专利技术实施例提供的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管包括基底；位于基底上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的第一源极、第一漏极；位于第一源极、第一漏极上的碳纳米管薄膜，碳纳米管薄膜悬空于第一源极与第一漏极之间的间隔区域上；位于碳纳米管薄膜上方的第二源极、第二漏极；位于碳纳米管薄膜上的第二绝缘层；位于第二绝缘层上的顶栅极。可见，本发明专利技术实施例可将碳纳米管薄膜悬空，可以避免基底对导电沟道的影响，从而解决了传统碳纳米管薄膜FET中基底影响导电沟道性能的技术问题；同时，还可降低薄膜与电极的接触电阻。还可降低薄膜与电极的接触电阻。还可降低薄膜与电极的接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法


[0001]本专利技术涉及晶体管
，尤其涉及碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法。

技术介绍

[0002]鉴于传统的硅基场效应晶体管(FET，Field Effect Transistor)存在着漏电流增加、开关性能变差、发热加剧及散热性能变差等诸多缺陷，随着半导体元件的逐渐纳米化，碳纳米管因其高迁移率、高开关比等特性成为了替代硅作为FET导电沟道的理想材料，所以，碳纳米管薄膜FET得以快速发展。
[0003]但是，就传统的碳纳米管薄膜FET而言，其中的碳纳米管薄膜导电沟道通常是直接与基底接触的，这导致了导电沟道中的载流子在基底上会发生强烈散射，降低了FET迁移率，限制了传统碳纳米管薄膜FET的应用。
[0004]可见，目前，传统的碳纳米管薄膜FET存在着基底影响导电沟道性能的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了解决传统碳纳米管薄膜FET中的基底影响导电沟道性能的技术问题，本专利技术实施例提供碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，所述碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管包括：
[0007]基底；
[0008]位于所述基底上的第一绝缘层；
[0009]位于所述第一绝缘层上的第一源极、第一漏极，所述第一源极与所述第一漏极间隔设置；
[0010]位于所述第一源极、所述第一漏极上的碳纳米管薄膜，所述碳纳米管薄膜悬空于所述第一源极与所述第一漏极之间的间隔区域上；
[0011]位于所述碳纳米管薄膜上方的第二源极、第二漏极，所述第二源极与所述第一源极对齐，所述第二漏极与所述第一漏极对齐；
[0012]位于所述碳纳米管薄膜上的第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述第二源极和所述第二漏极之间；
[0013]位于所述第二绝缘层上的顶栅极，所述顶栅极不与所述第二源极、所述第二漏极接触。
[0014]优选地，所述基底的材料为硅或聚对苯二甲酸。
[0015]优选地，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层的材料为二氧化硅、氧化铝或二氧化铪。
[0016]优选地，所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极及所述第二漏极的材料为金或银。
[0017]优选地，所述碳纳米管薄膜为纯半导体性碳纳米管薄膜。
[0018]第二方面，本专利技术实施例提供一种基于本专利技术第一方面提供的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的晶体管制造方法，包括：
[0019]在基底上形成第一绝缘层；
[0020]在所述第一绝缘层上形成第一源极和第一漏极；
[0021]在所述第一源极和所述第一漏极之间形成牺牲层；
[0022]在所述牺牲层上形成碳纳米管薄膜；
[0023]去除所述牺牲层，保留所述碳纳米管薄膜，以使所述碳纳米管薄膜悬空于所述第一源极和所述第一漏极之间的间隔区域上；
[0024]在所述碳纳米管薄膜上形成第二源极和第二漏极，以使所述第二源极与所述第一源极对齐，所述第二漏极与所述第一漏极对齐；
[0025]在所述碳纳米管薄膜上形成第二绝缘层，以使所述第二绝缘层位于所述第二源极和所述第二漏极之间；
[0026]在所述第二绝缘层上形成顶栅极，以使所述顶栅极位于所述第二源极、所述第二漏极之间，不与所述第二源极、所述第二漏极接触。
[0027]优选地，所述在基底上形成第一绝缘层，具体包括：
[0028]通过原子层沉积法在基底上形成第一绝缘层。
[0029]优选地，所述牺牲层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷。
[0030]优选地，所述在所述牺牲层上形成碳纳米管薄膜，具体包括：
[0031]通过溶液沉积、喷墨印刷或气溶胶打印处理碳纳米管溶液以在所述牺牲层上形成碳纳米管薄膜。
[0032]优选地，所述去除所述牺牲层，保留所述碳纳米管薄膜，以使所述碳纳米管薄膜悬空于所述第一源极和所述第一漏极之间的间隔区域上，具体包括：
[0033]通过浸泡于丙酮溶液中溶解所述牺牲层的材料以去除所述牺牲层，保留所述碳纳米管薄膜，以使所述碳纳米管薄膜悬空于所述第一源极和所述第一漏极之间的间隔区域上。
[0034]本专利技术实施例提供的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管及晶体管制造方法，碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管包括基底；位于基底上的第一绝缘层；位于第一绝缘层上的第一源极、第一漏极，第一源极与第一漏极间隔设置；位于第一源极、第一漏极上的碳纳米管薄膜，碳纳米管薄膜悬空于第一源极与第一漏极之间的间隔区域上；位于碳纳米管薄膜上方的第二源极、第二漏极，第二源极与第一源极对齐，第二漏极与第一漏极对齐；位于碳纳米管薄膜上的第二绝缘层，第二绝缘层位于第二源极和第二漏极之间；位于第二绝缘层上的顶栅极，顶栅极不与第二源极、第二漏极接触。可见，本专利技术实施例提供的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，可将碳纳米管薄膜悬空，构成了一类将碳纳米管薄膜与基底分离的碳纳米管薄膜悬空的FET，可以避免基底对导电沟道的影响，从而解决了传统碳纳米管薄膜FET中的基底影响导电沟道性能的技术问题；同时，本专利技术实施例还可有效提高电极与薄膜的接触，降低了薄膜与电极的接触电阻，增强了FET的电学性能。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的结构示意图；
[0037]图2a为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第一结构性示意图；
[0038]图2b为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第二结构性示意图；
[0039]图2c为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第三结构性示意图；
[0040]图2d为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第四结构性示意图；
[0041]图2e为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第五结构性示意图；
[0042]图2f为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第六结构性示意图；
[0043]图2g为本专利技术实施例提供的一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的第七结构性示意图；
[0044]图3为本专利技术实施例提供的一种晶体管制造方法的流程图。
[0045]附图标号说明：
[0046]标号名称标号名称101基底401碳纳米管薄膜102第一绝缘层501第二源极201第一源极502第二漏极202第一漏极601第二绝缘层301牺牲层701顶栅极
[0047]本专利技术目的的实现、功能特点及优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，其特征在于，包括：基底；位于所述基底上的第一绝缘层；位于所述第一绝缘层上的第一源极、第一漏极，所述第一源极与所述第一漏极间隔设置；位于所述第一源极、所述第一漏极上的碳纳米管薄膜，所述碳纳米管薄膜悬空于所述第一源极与所述第一漏极之间的间隔区域上；位于所述碳纳米管薄膜上方的第二源极、第二漏极，所述第二源极与所述第一源极对齐，所述第二漏极与所述第一漏极对齐；位于所述碳纳米管薄膜上的第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述第二源极和所述第二漏极之间；位于所述第二绝缘层上的顶栅极，所述顶栅极不与所述第二源极、所述第二漏极接触。2.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，其特征在于，所述基底的材料为硅或聚对苯二甲酸。3.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，其特征在于，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层的材料为二氧化硅、氧化铝或二氧化铪。4.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，其特征在于，所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极及所述第二漏极的材料为金或银。5.根据权利要求1所述的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管，其特征在于，所述碳纳米管薄膜为纯半导体性碳纳米管薄膜。6.一种基于权利要求1至5中任一项所述的碳纳米管薄膜悬空的场效应晶体管的晶体管制造方法，其特征在于，包括：在基底上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成第一源极和第一漏极；在所述第一源极和所述第一漏极之...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡金钟，孙连峰，任红轩，池建义，
申请(专利权)人：中国科学院包头稀土研发中心，
类型：发明
国别省市：