[发明专利]自对准栅结构纳米场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种自对准栅结构纳米场效应晶体管，其导电通道是一维半导体纳米材料；导电通道两端分别是源、漏电极；栅介质层为原子层沉积方式生长的氧化物层，覆盖在源、漏电极之间，以及源、漏电极相对面的侧壁和部分源、漏电极上；而栅电极层是在栅介质层上通过电子束蒸发或者热蒸发或者磁控溅射的方法生长的一层导电薄膜，栅介质层和栅电极层的厚度之和小于源、漏电极的厚度，位于源漏电极之间导电通道上的栅电极通过氧化物侧墙与源、漏电极实现电学隔离。

2.如权利要求1所述的自对准栅结构纳米场效应晶体管，其特征在于：所述一维半导体纳米材料是碳纳米管。

3.如权利要求1所述的自对准栅结构纳米场效应晶体管，其特征在于：所述源、漏电极的厚度是50～80纳米，栅介质层的厚度是5～15纳米，栅电极层的厚度是5～15纳米。

4.如权利要求1所述的自对准栅结构纳米场效应晶体管，其特征在于：所述栅介质层是氧化铪、氧化铝、氧化锆或氧化硅。

5.如权利要求1所述的自对准栅结构纳米场效应晶体管，其特征在于：所述栅电极层是金属单质薄膜。

6.一种自对准栅结构纳米场效应晶体管的制备方法，包括如下步骤：

1)在一维半导体纳米材料上制作源、漏电极；

2)光刻形成栅极形状，其中，栅要覆盖住一部分源、漏电极；

3)通过原子层沉积方式生长一层氧化物层作为栅介质层，所述栅介质层覆盖在源、漏电极之间，以及源、漏电极相对面的侧壁和部分源、漏电极上；

4)通过电子束蒸发或者热蒸发或者测控溅射的方法生长一层导电薄膜作为栅电极层，其中栅介质层和栅电极层的厚度之和小于源、漏电极的厚度；

5)将样品进行剥离，制备出栅极。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤1)具体是，先在一维半导体纳米材料上通过光刻形成源、漏电极的形状，然后分别蒸镀一层厚的金属层作为源、漏电极层，再通过剥离或刻蚀的方法去除不需要的金属部分，得到源、漏电极。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述的一维半导体纳米材料是碳纳米管。

9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步骤1)源、漏电极的厚度控制在50～80纳米；步骤3)栅介质层的厚度控制在5～15纳米；步骤4)栅电极层的厚度控制在5～15纳米。

10.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于：步骤3)中所述氧化物是氧化铪、氧化铝、氧化锆或氧化硅；步骤4)中所述导电薄膜是金属单质薄膜。