[发明专利]一种一维金属/半导体纳米异质结晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微/纳机电系统、微/纳电子技术领域，特别涉及一种一维金属/半导体纳米异质结晶体管及该一维金属/半导体纳米异质结晶体管的制备方法。

背景技术

不同的体系有不同的费米能级，当两种功函数不同的物体相接触时有电荷流动达到热平衡后两者之间有相同的费米能级，而电荷的流动形成空间电荷区，引起界面处能带弯曲产生肖特基(Schottky)势垒。今天几乎所有重要的半导体器件的工作原理都与异质结和肖特基结有关，而一维金属/半导体异质结是构筑纳电子器件的理想功能基元，因此，它是一类迫切需要研究开发的新型纳米材料。

随着纳米技术的发展，目前已经研制出一些纳米线的场效应管器件。例如基于碳纳米管的场效应晶体管(Sander J.Tans，Alwin R.M.Verschueren&Cees Dekker，Room-temperature transistor based on a single carbon nanotube.Nature，1998，393，49-51)，目前纳米尺度的场效应晶体管器件主要采用电场控制的方法，即制作底电极或顶电极利用场强控制纳米材料中的载流子浓度从而实现场效应控制功能，但这种方法由于控制电极与纳米材料具有一定距离，存在控制电压高、响应速度慢等问题。

目前异质结的制备方法有很多，如：化学气相沉积法(CVD)、模板法、分子间非共价键自组装法、热蒸发沉积法、液相法、气-液-固沉积法(VLS)、电子束刻蚀和反应离子刻蚀方法、电化学“蘸笔”(dip-pen)纳米刻蚀法以及分子束外延生长法等方法相继被用于制备一维金属/半导体异质结纳米结构。但是上述制备金属/半导体异质结纳米结构的方法存在需要昂贵、复杂的设备，需要模板及高温和高真空度环境等问题，从而限制了金属/半导体异质结纳米结构的批量低成本制作和应用。

因此本发明揭示了利用电沉积和介电电泳相结合组装一维纳米异质结的方法，并基于一维金属/半导体异质结的采用基极与半导体直接接触的结构和控制方法的晶体管

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种金属/半导体纳米异质结晶体管：采用基极与半导体直接接触的结构和控制方法，该结构的晶体管实现了电传导过程的一维电子运动即载流子一维传输减弱了散射。

本发明的另一目的在于提出一种如上述实施例的晶体管的制备方法。该方法能够保证纳米材料本身结构和性能的完整性，提高了晶体管的电路的性能。且该方法制备成本低，适合批量生产。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的一维金属/半导体纳米异质结晶体管，包括基片，所述基片的上表面形成有氧化层；第一电极对，所述第一电极对设置在所述氧化层上，所述第一电极对包括间隔布置的第一和第二电极，其中所述第一和第二电极通过一维金属/半导体异质结纳米线相连；第二电极对，所述第二电极对设置在所述氧化层上且与所述第一电极对成预定角度，所述第二电极对包括间隔布置的第三和第四电极，其中所述第三和第四电极通过一维金属纳米线相连，其中，所述第二电极对之间的一维金属纳米线与所述第一电极对之间的一维金属/半导体异质结纳米线的半导体纳米线交汇。

根据本发明实施例的一维金属/半导体纳米异质结晶体管的开启电压低，功耗延时积低，因此该晶体管具有响应速度快的优点，且该晶体管的规格高、一维金属纳米线和半导体纳米异质结的结构完整，因此提升了晶体管的性能。另外，该晶体管的功耗低。