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【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体器件,特别是涉及铁电场效应晶体管及其制造方法、存储器。
技术介绍
1、随着半导体器件
的发展,人们期望晶体管尺寸能够制造的更小。然而受限于常规半导体材料、金属材料的电性能及工艺特性,难以进一步减小晶体管尺寸。例如,晶体管的栅极尺寸宽度约为微米级别。
技术实现思路
1、本公开实施方式提供用于制造铁电场效应晶体管的方法,该方法包括:将碳纳米管设置于衬底结构,其中,单根的碳纳米管作为栅极;形成覆盖单根的碳纳米管的栅电介质层;形成层叠于栅电介质层的铁电沟道层,铁电沟道层的材料包括三硒化二铟;以及形成层叠于铁电沟道层的源极图案和漏极图案,源极图案和漏极图案的间隔排列方向交叉于单根的碳纳米管的延伸方向,源极图案和漏极图案位于单根的碳纳米管的两侧。
2、通过设置单根的碳纳米管作为栅极,并配合包括三硒化二铟的铁电沟道层,能够实现纳米级超短栅极的铁电场效应晶体管。铁电沟道层能够存储信息,单根的碳纳米管能够对铁电沟道层进行控制。
3、在一些实施方式中,用于制造铁电场效应晶体管的方法还包括:形成分别电连接于单根的碳纳米管的两端的两个栅电极图案。其中,碳纳米管为金属性碳纳米管。
4、如此设置,能够形成适于控制的栅极;能够保证碳纳米管的导电性。
5、在一些实施方式中,将碳纳米管设置于衬底结构的步骤包括:利用第一干法转移工艺,将碳纳米管转移到衬底结构;及,利用扫描电子显微镜标记单根的碳纳米管的位置。
6、如此设置,能够可靠地将碳
7、在一些实施方式中,利用第二干法转移工艺,形成铁电沟道层。
8、如此设置,能够转移二维材料,层叠形成较薄的铁电沟道层。
9、示例性地,通过光刻图形化及金属热蒸发形成源极图案和漏极图案。
10、如此设置,能够形成适配于该半导体结构的源极图案和漏极图案。
11、在一些实施方式中,形成栅电介质层的步骤包括,利用第三干法转移工艺,将二维六方氮化硼层叠为栅电介质层。
12、如此设置,能够利用二维材料形成栅电介质层,栅电介质层能够做的很薄,既保证对栅极的介电性能,又保证栅极对铁电沟道层的控制作用。该方法能够制造使用性能好,寿命较长的铁电场效应晶体管。
13、在一些实施方式中,形成栅电介质层的步骤包括,利用原子层沉积工艺形成包括氧化铝的栅电介质层。
14、如此设置,能够灵活地形成栅电介质层,氧化铝能够保证介电性能。
15、本公开实施方式还提供铁电场效应晶体管,该铁电场效应晶体管包括:衬底结构;栅极,位于衬底结构上,栅极为单根的碳纳米管;栅电介质层,覆盖栅极;铁电沟道层,层叠于栅电介质层,铁电沟道层的材料包括三硒化二铟;源极图案,层叠于铁电沟道层;以及漏极图案,层叠于铁电沟道层,源极图案和漏极图案的间隔排列方向交叉于单根的碳纳米管的延伸方向,源极图案和漏极图案位于单根的碳纳米管的两侧。
16、本公开实施方式的铁电场效应晶体管,通过设置单根的碳纳米管作为栅极,并配合包括三硒化二铟的铁电沟道层,能够实现纳米级的超短栅极。铁电场效应晶体管能够存储信息,单根的碳纳米管能够对铁电沟道层进行控制。
17、在一些实施方式中,铁电场效应晶体管还包括分别电连接于单根的碳纳米管的两端的两个栅电极图案。
18、如此设置,铁电场效应晶体管易于外接电路。
19、在一些实施方式中,碳纳米管为金属性碳纳米管,碳纳米管的管径为1nm至5nm。
20、如此设置,保证了铁电场效应晶体管的使用能力;碳纳米管也即栅极在源极图案和漏极图案之间具有纳米级的超短尺寸。
21、在一些实施方式中,栅电介质层的材料包括层叠的多层二维六方氮化硼。示例性地,衬底结构的顶层为氧化层。
22、如此设置,铁电场效应晶体管堆叠尺寸薄,使用性能好,寿命较长。
23、在一些实施方式中,栅电介质层的厚度为20nm至40nm。
24、如此设置,能够利用二维材料制成栅电介质层,保证铁电场效应晶体管的性能。
25、示例性地,栅电介质层的材料包括氧化铝;栅电介质层的厚度小于20nm。
26、如此设置,栅电介质层的介电能力能够得到保障;可以实现较小的尺寸。
27、本公开实施方式提供存储器,该存储器包括:电路;以及前述的铁电场效应晶体管。
28、铁电场效应晶体管能够受到电路的控制,能够实现存储功能。本公开实施方式的存储器利用了纳米级超短栅的铁电场效应晶体管,有助于缩小尺寸,有助于提升集成度。
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1.用于制造铁电场效应晶体管的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,还包括:形成分别电连接于所述单根的碳纳米管的两端的两个栅电极图案,其中,所述碳纳米管为金属性碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,所述将碳纳米管设置于衬底结构的步骤包括:利用第一干法转移工艺,将所述碳纳米管转移到所述衬底结构;及,利用扫描电子显微镜标记所述单根的碳纳米管的位置;
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,形成所述栅电介质层的步骤包括:利用第三干法转移工艺将二维六方氮化硼层叠为所述栅电介质层,或者,利用原子层沉积工艺形成包括氧化铝的栅电介质层。
5.铁电场效应晶体管,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的铁电场效应晶体管,其中,还包括分别电连接于所述单根的碳纳米管的两端的两个栅电极图案。
7.根据权利要求5所述的铁电场效应晶体管,其中,所述碳纳米管为金属性碳纳米管,所述碳纳米管的管径为1nm至5nm
8.根据权利要求5至权利要求7中任一项所述的铁电场效应晶体管,其中,所述栅电介质层的材料包括层叠的多层二维六方氮化硼;所述栅电介质层的厚度为20nm至40nm;
9.根据权利要求5至权利要求7中任一项所述的铁电场效应晶体管,其中,所述栅电介质层的材料包括氧化铝;所述栅电介质层的厚度小于20nm。
10.存储器,其特征在于,包括:
...【技术特征摘要】
1.用于制造铁电场效应晶体管的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,还包括:形成分别电连接于所述单根的碳纳米管的两端的两个栅电极图案,其中,所述碳纳米管为金属性碳纳米管。
3.根据权利要求1所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,所述将碳纳米管设置于衬底结构的步骤包括:利用第一干法转移工艺,将所述碳纳米管转移到所述衬底结构;及,利用扫描电子显微镜标记所述单根的碳纳米管的位置;
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的用于制造铁电场效应晶体管的方法,其中,形成所述栅电介质层的步骤包括:利用第三干法转移工艺将二维六方氮化硼层叠为所述栅电介质层,或者,利用原子层沉积工艺形成包括氧化铝的栅...
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