[发明专利]一种基于共振隧穿的纳米线晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，该纳米线晶体管包括SOI衬底(1)中除源区(3)、漏区(4)、纳米线(5)之外的部分、双势垒结构(2)、源区(3)、漏区(4)、纳米线(5)、栅极(6)、源电极(7)、漏电极(8)、栅电极(9)和绝缘介质层(10)，其中：

所述双势垒结构(2)位于所述SOI衬底(1)的埋氧化层上；

其中，所述双势垒结构(2)通过如下方式形成：在SOI衬底(1)上制作热氧化层，并对热氧化层之下的SOI衬底(1)进行掺杂；对热氧化层依次进行电子束曝光、二氧化硅刻蚀，然后对掺杂后的SOI衬底(1)进行硅刻蚀，露出SOI衬底(1)的埋氧层，得到纳米沟槽；对纳米沟槽侧面进行腐蚀，实现侧面原子级的平整；通过原子层沉积技术沉积SiO₂，实现对纳米沟槽的完全填充，去除原子层沉积技术沉积的SiO₂和热氧的SiO₂层，只保留纳米沟槽内的SiO₂；

源区(3)、漏区(4)和纳米线(5)通过刻蚀SOI衬底(1)的顶层硅形成；

纳米线(5)位于源区(3)和漏区(4)之间，源区(3)、漏区(4)和纳米线(5)之间不直接连接，通过双势垒结构(2)相连接；

绝缘介质层(10)形成于源区(3)、漏区(4)和纳米线(5)表面；栅极(6)形成于纳米线(5)上方的绝缘介质层(10)上，其中，栅极(6)由覆盖于绝缘介质层(10)上的导电层制作而得；

源电极(7)形成于源区(3)上；

漏电极(8)形成于漏区(4)上；

栅电极(9)形成于栅极(6)上。

2.根据权要求1所述的基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，所述绝缘介质层(10)为SiO₂，氮氧化物、TiO₂、HfO₂、Si₃N₄、ZrO₂、Ta₂O₅、钛酸锶钡BST、锆钛酸铅压电陶瓷PZT或Al₂O₃，绝缘介质层(10)厚度为1至10纳米。

3.根据权要求1所述的基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，所述导电层的导电材料为多晶硅、铝、铂或镍，导电层厚度为50至400纳米。

4.根据权要求1所述的基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，所述原子层沉积技术沉积的SiO₂厚度为2至30纳米。

5.根据权利要求1所述的基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，所述源电极(7)、漏电极(8)和栅电极(9)是分别在源区(3)、漏区(4)和栅极(6)上通过添加电极材料制成。

6.根据权利要求5所述的基于共振隧穿的纳米线晶体管，其特征在于，所述电极材料为铝、金、镍、钛或铂。