[发明专利]场效应管及其制造方法以及场效应管的工作方法

权利要求书

1.一种场效应管，所述场效应管包括：

场效应管本体，其中，所述场效应管本体采用二氧化钒材料形成且其中掺杂有氢离子；

栅极，所述栅极设于所述场效应管本体的上端面；

源极以及漏极，所述源极设于所述场效应管本体的第一侧面，所述漏极设于所述场效应管本体的第二侧面，其中，所述第二侧面与所述第一侧面相对。

2.一种如权利要求1所述的场效应管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

形成场效应管本体，并对所述场效应管本体进行氢离子掺杂；

在所述场效应管本体的上端面形成栅极；

在所述场效应管本体相对的两侧面分别形成源极和漏极。

3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述氢离子掺杂的方法，具体为：在所述场效应管本体的表面蒸镀纳米贵金属层后，再置于真空环境中，通入氢气进行热处理。

4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述纳米贵金属选自金或铂。

5.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述栅极、源极和漏极均采用沉积法形成。

6.一种如权利要求1所述的场效应管的工作方法，其特征在于，通过调整所述栅极的电压，调控所述场效应管本体内氢离子的掺杂浓度，实现所述场效应管绝缘相-金属相的转变，继而实现所述场效应管的导电沟道的开关。

7.如权利要求6所述的场效应管的工作方法，其特征在于，所述工作方法，具体为：

当栅极电压V满足V0＜V＜V1时，其中，V0为负的阈值电压，V1为正的阈值电压，所述场效应管本体表现为导体特性，导电沟道开启，在所述漏极和源极两极加上电压，便会有电流通过；

当栅极电压V满足V＜V0时，所述场效应管本体内的氢离子集中于所述场效应管本体与栅极的界面处，所述场效应管本体表现为绝缘特性，导电沟道关闭，在所述漏极和源极两极加上电压，不会有电流通过；

当栅极电压V满足V＞V1时，所述场效应管本体内的氢离子集中于所述场效应管本体的底部，所述场效应管本体表现为绝缘特性，导电沟道关闭，在所述漏极和源极两极加上电压，不会有电流通过。

8.如权利要求7所述的场效应管的工作方法，其特征在于，当栅极电压V满足V0＜V＜V1时，所述场效应管本体表现为导体特性，具有以下三种状态：

当栅极电压V为0时，所述场效应管本体内的氢离子随机分布在其内部，二氧化钒表现出导体特性，导电沟道导电沟道开启；

当栅极电压V满足V0＜V＜0时，所述场效应管本体内的氢离子随着栅极电压的减小逐渐向所述场效应管本体与栅极的界面处移动，导电沟道的电导率下降，但由于栅极电压V未小于负的阈值电压V0，导电沟道开启；

当栅极电压V满足0＜V＜V1，所述场效应管本体内的氢离子随着栅极电压V的增大逐渐向所述场效应管本体的底部移动，导电沟道的电导率增加，导电沟道开启。