[发明专利]具有局域底栅的晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种晶体管，包括衬底(101)、局部底栅(102)、栅介质层(103)、低维半导体层(104)、源极和漏极，其特征在于：

所述局部底栅(102)嵌入所述衬底(101)与所述衬底处于同一平面或位于所述衬底(101)上；

在所述局部底栅(102)上具有一栅介质层(103)，所述低维半导体层(104)位于所述栅介质层(103)上，作为所述晶体管器件的沟道；

所述源极和所述漏极位于所述沟道的相对两侧，并分别与所述低维半导体层(104)形成一个或多个部分接触；

在所述沟道上具有过渡层(107)以及静电掺杂层(108)，所述静电掺杂层(108)中形成有固定电荷。

2.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述衬底(101)包括SiO₂/Si衬底、石英衬底、Al₂O₃衬底、玻璃衬底或聚合物衬底中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述低维半导体层(104)选自碳纳米管、硅纳米线以及II-VI族元素纳米线、III-V族元素纳米线以及二维层状半导体材料，所述碳纳米管进一步优选为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、网络状碳纳米管或是碳纳米管阵列，所述二维层状半导体材料进一步优选为黑磷或二硫化钼。

4.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述局部底栅(102)包括氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)、多晶硅、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、钛/金叠层(Ti/Au)、钛/钯叠层(Ti/Pd)或钛/铂叠层(Ti/Pt)中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述源极和漏极包括铂(Pt)、钛(Ti)或钯(Pd)中的至少一种，并优选为钯(Pd)。

6.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，在所述局域底栅(102)与所述栅介质层(103)之间具有第一栅介质亚层(103’)，在所述栅介质层(103)与所述静电掺杂层(108)或过渡层(107)之间具有第二栅介质亚层(103”)，所述第一栅介质亚层(103’)与所述第二栅介质亚层(103”)材质相同或不同。

7.根据权利要求6所述的晶体管，其特征在于，所述第一栅介质亚层(103’)和第二栅介质亚层(103”)包括氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)、氧化铪(HfO₂)、氧化锆(ZrO₂)、氧化钛(TiO₂)、铪氮氧化物(HfO_xN_y)、镧氮氧化物(LaO_xN_y)、氧化钇(Y₂O₃)或氧化镧(La₂O₃)中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述静电掺杂层(108)为金属氧化物或氮化物，优选为氧化铝、氧化铪或氮化铝中至少一种，并进一步优选为氮化铝。

9.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，在所述静电掺杂层(108)上具有一保护层(109)。

10.根据权利要求1所述的晶体管，其特征在于，在所述静电掺杂层(108)和低维半导体层(104)之间具有一过渡层(107)。