一种非对称峰值轻掺杂漏结构的石墨烯纳米条带场效应管制造技术

本发明专利技术公开了一种非对称峰值轻掺杂漏结构的石墨烯纳米条带场效应管。基于量子力学非平衡Green函数理论框架，在开放边界条件下，通过自洽求解三维泊松（3D-Poisson）和薛定谔（Schr?dinger）方程，构建了适用于非均匀掺杂的石墨烯场效应管的输运模型，并利用该模型分析计算非对称HALO-LDD掺杂策略对石墨烯纳米条带场效应管(GNRFET)电学特性的影响。通过与采用其他掺杂策略GNRFET的输出特性、转移特性、开关电流比、亚阈值摆幅、阈值电压漂移等电学特性对比分析，发现这种掺杂结构的石墨烯场效应管具有更大的开关电流比、更低的泄漏电流、更小的亚阈值摆幅和阈值电压漂移，即表明采用非对称HALO-LDD掺杂策略的GNRFET具有更好的栅控能力，能够有效的抑制短沟道效应和热载流子效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石墨烯纳米条带场效应管领域，尤其是涉及非对称峰值-轻掺杂漏(HALO-LDD)掺杂结构的石墨烯纳米条带场效应管。
技术介绍
近年来，石墨烯(Graphene)的出现在科学界激起了巨大的波澜，由于自身的优越性质而被认为是未来最有发展潜力的碳纳米材料之一。石墨烯具有很高的电子迁移率和高导电性，利用石墨烯制作的晶体管不仅体积小、功耗低、对工作环境的要求低，并且易于设计成各种结构。然而，由于石墨烯是零带隙材料，其费米能是呈线性分布的，因此它并不适合直接应用到晶体管中。不过可以将石墨烯按照一定方向切割成条带的方法来产生带隙[HAN M Y, OZYILMAZ B, KIM P, et al.Energy band-gap engineering of graphenenanoribbons [J].Phys Rev Lett, 2007, 98 (20): 206-805.]，并可以通过条带的宽度来控制带隙的大小(带隙的大小与条带宽度成反比)。从沟道工程的角度上看，将GNR(石墨烯条带)作为沟道材料制成的场效应管具有较硅基MOS管更优越的器件性能 和尺寸缩小前景，因而石墨烯条带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称峰值轻掺杂漏结构的石墨烯纳米条带场效应管，其特征在于该场效应管是一种双栅（1）结构，其中用扶椅型的石墨烯条带A?GNR作为导电沟道，沟道与两个栅电极间用同种电介质材料填充，且两个栅电极以沟道为中心形成对称结构；器件的源和漏扩展区均存在一个N型重掺杂区即N+区（3），且在石墨烯纳米条带（5）沟道靠近源区附近有一个峰值HALO掺杂结构（4），而在器件漏区靠近沟道存在一个单独的轻掺杂漏LDD掺杂结构（6），最终组成非对称峰值?轻掺杂漏掺杂结构；即：源区进行单HALO掺杂，漏区进行单LDD掺杂。

【技术特征摘要】
1.一种非对称峰值轻掺杂漏结构的石墨烯纳米条带场效应管，其特征在于该场效应管是一种双栅(I)结构，其中用扶椅型的石墨烯条带A-GNR作为导电沟道，沟道与两个栅电极间用同种电介质材料填充，且两个栅电极以沟道为中心形成对称结构；器件的源和漏扩展区均存在一个N型重掺杂区即N+区(3)，且在石墨烯纳米条带(5)沟道靠近源区附近有一个峰值HALO掺杂结构(4)，而在器件漏区靠近沟道存在一个单独的轻掺杂漏LDD掺杂结构(6)，最终组成非对称峰值-轻掺杂漏掺杂结构；即:源区进行单HALO掺杂，漏区进行单LDD掺杂。2.根据权利要求1所述的一种非对称峰值轻掺杂漏结构的石墨烯纳米条带场效应管，其特征在于所述的双栅结构为两个关于器件沟道对称的栅(I )，即顶栅和底栅，其采用功函数为4.1的锰金属作为栅极材料，器件沟道与两栅电极间用栅电介质填充，以形成栅氧化层(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，杨恒新，蒋嗣韬，陆峰，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：