一种线性掺杂的自旋场效应管制造技术

本发明专利技术公开了一种线性轻掺杂结构的自旋场效应管。基于量子力学非平衡格林函数理论框架，通过自洽求解泊松（Poisson）和薛定谔（Schr?dinger）方程，构建了适用于线性掺杂自旋场效应管的输运模型，并利用该模型分析计算线性掺杂和普通掺杂策略对自旋场效应管(Spin-FET)电学特性的影响。通过与采用其他掺杂策略的输出特性、转移特性、开关电流比、磁电流率等电学特性对比，发现这种掺杂结构的自旋场效应管具有更大的开关电流比、更高的磁电流率、更小的亚阈值摆幅和阈值电压漂移，即表明采用线性掺杂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】

本专利技术涉及自旋场效应管领域，尤其是涉及线性掺杂结构的自旋场效应管。
技术介绍
除了电荷以外，电子的另外一个属性是自旋。传统的半导体器件只利用了电子的电荷特性而自旋特性被忽略。目前由于半导体器件的尺寸的发展将接近极限，而自旋电子学(Spintronics)是在传统半导体器件的基础上进一步考虑自旋这一新的特性，利用电子自旋来控制电子。利用自旋电子学来研制新的电子器件，成为一个新兴的学科。1990年，Datta和Das首次提出了自旋场效应晶体管，它是由铁磁/半导体/铁磁组成的类似三明治的结构。G.Schmidt研究出由于铁磁和半导体的电导不匹配，使得自旋注入率不高。E.Rashba和A.Fert等人指出在铁磁和半导体之间加一势垒，如果势垒足够高的话，可提高自旋电子的注入率[3]。Bruno和Pareek用紧束缚近似的方法对自旋场效应晶体管进行了模拟计算，模拟了 Rashba自旋-轨道耦合的二维电子气中的自旋相干特性。Matsuyama等人对铁磁/砷化铟/铁磁器件中弹道自旋输运和自旋干扰的模拟计算。除了上述的自旋场效应晶体管外，人们还提出了其他类型的自旋场效应晶体管。Ciuti等人在源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性掺杂的自旋场效应管，其特征在于该场效应管是一种双栅（6）结构，其中用半导体材料硅（4）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；该场效应管的源区（1）和漏区（5）为半金属铁磁，在硅（4）沟道与源区（1）和漏区（5）之间有一层自旋随机层(2)和隧穿氧化层(3)，且在硅（4）沟道有一个线性掺杂结构，即在沟道中掺杂浓度随着沟道长度而线性变化；????????????????????????????????????????????????其中为沟道的掺杂浓度，为沟道的长度，为开始的沟道掺杂浓度，为掺杂线性变化的系数，沟道中掺杂的浓度随着沟道长度...

【技术特征摘要】
1.种线性掺杂的自旋场效应管,其特征在于该场效应管是一种双栅(6)结构,其中用半导体材料硅(4)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；该场效应管的源区(I)和漏区(5)为半金属铁磁，在硅(4)沟道与源区(I)和漏区(5)之间有一层自旋随机层(2)和隧穿氧化层(3)，且在硅(4)沟道有一个线性掺杂结构，即在沟道中掺杂浓度随着沟道长度而线性变化；Nd 二 N+ex其中Nd为沟道的掺杂浓度，X为沟道的长度，H...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王燕，张华鑫，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：