一种垂直结构纳米空气沟道三极管及其制备方法技术

技术编号:42566043 阅读:22 留言:0更新日期:2024-08-29 00:34
本发明专利技术涉及半导体器件技术领域,尤其涉及一种垂直结构纳米空气沟道三极管及其制备方法。该空气沟道三极管包括自下而上依次堆叠设置的漏极层/栅极层、第一牺牲层、源极层、第二牺牲层、以及栅极层/漏极层;其中,漏极层尺寸>源极层尺寸>第一牺牲层尺寸>栅极层尺寸>第二牺牲层尺寸,以使漏极层与源极层之间、源极层与栅极层之间形成面内纳米空气沟道;各层的中心在竖直方向对齐,所述源极层和漏极层上表面均覆盖一层电极层。通过对栅极施加电压调控源极层中的载流子分布,以此来变相调控源极功函数,使其具有变相调控源极功函数的作用。同时通过栅极电压调控源极内的载流子分布,限制源极层向漏极层的电子发射,实现饱和特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件,尤其涉及一种垂直结构纳米空气沟道三极管及其制备方法


技术介绍

1、纳米空气沟道器件基于纳米加工技术,通过控制空气沟道尺寸小于电子在空气中的平均自由程,实现电子空气沟道中的弹道输运。这种器件结合了传统固态电子器件与真空电子器件的优势,具有兼具响应速度快、抗辐射、耐高温、小型化、易集成等优点,在高频、高速等领域具有极大的发展潜力。

2、纳米空气沟道器件主要包括二极管与三极管两大类,在器件结构上可分为水平与垂直两种结构。水平结构纳米空气沟道的制备以fib、ibe等工艺为主,其电子发射通常使用尖端发射,发射面积小,电流强度低且发射尖端易损坏。垂直结构器件通过干法刻蚀形成孔型空气沟道,或是在各个电极之间加入牺牲层,使用湿法腐蚀侧向腐蚀部分牺牲层形成空气沟道,电子在其中进行弹道输运,发射面积大,电流相对较高。但是当前报道的垂直结构纳米空气沟道三极管大多存在输出电流无法饱和的问题,这是由于纳米空气沟道三极管遵循场发射理论,其工作电流将随着工作电压的增大而呈指数级上升,而为了实现放大器、逻辑器件等电路功能,器件需要存在一定的饱和区。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:包括自下而上依次堆叠设置的漏极层/栅极层、第一牺牲层、源极层、第二牺牲层、以及栅极层/漏极层;其中,漏极层尺寸>源极层尺寸>第一牺牲层尺寸>栅极层尺寸>第二牺牲层尺寸,以使漏极层与源极层之间、源极层与栅极层之间形成面内纳米空气沟道;各层的中心在竖直方向对齐,所述源极层和漏极层上表面均覆盖一层电极层。

2.根据权利要求1所述的一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:所述栅极层为矩形、三角形、圆形、梯形或多边形等形状。

3.根据权利要求1所述的一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:所述漏极层、第一牺牲层、源极层...

【技术特征摘要】

1.一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:包括自下而上依次堆叠设置的漏极层/栅极层、第一牺牲层、源极层、第二牺牲层、以及栅极层/漏极层;其中,漏极层尺寸>源极层尺寸>第一牺牲层尺寸>栅极层尺寸>第二牺牲层尺寸,以使漏极层与源极层之间、源极层与栅极层之间形成面内纳米空气沟道;各层的中心在竖直方向对齐,所述源极层和漏极层上表面均覆盖一层电极层。

2.根据权利要求1所述的一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:所述栅极层为矩形、三角形、圆形、梯形或多边形等形状。

3.根据权利要求1所述的一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:所述漏极层、第一牺牲层、源极层、第二牺牲层、以及栅极层的形状相同或不同。

4.根据权利要求1所述的一种垂直结构纳米空气沟道三极管,其特征在于:所述栅极层由金属、半导体或导电复合材料制备而成。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:李沫陈超黄瑞涵杨竣翔陈飞良张健赵海全周宇婷
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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