[发明专利]冷源晶体管器件及其制备方法

权利要求书

1.一种冷源晶体管器件，其特征在于，包括：

基底层，

冷源层，所述冷源层设置于所述基底层；

条带层，所述条带层与所述冷源层连接，并通过相同材料制备；

栅介质层，所述栅介质层的部分形成于所述冷源层的部分，所述栅介质层的部分覆盖所述条带层的部分；

栅电极，所述栅电极设置于所述栅介质层；

其中，所述冷源层和条带层连接的界面形成为同质结，所述栅介质层覆盖所述同质结。

2.如权利要求1所述的冷源晶体管器件，其特征在于，制备所述冷源层和条带层的材料选择为N型掺杂的二维冷源材料或者P型掺杂的二维冷源材料。

3.如权利要求1所述的冷源晶体管器件，其特征在于，还包括：

第一电极，所述第一电极的部分设置于所述基底层，所述第一电极的部分设置于所述冷源层，并使得第一电极与所述冷源层之间能够导电；以及

第二电极，所述第二电极的部分设置于所述基底层，所述第二电极的部分设置于所述条带层，并使得所述第二电极与所述条带层之间能够导电。

4.如权利要求3所述的冷源晶体管器件，其特征在于，所述第一电极和第二电极之间具有预设间隔，其中，所述冷源层的大部分区域以及条带层的大部分区域位于所述第一电极和第二电极之间的区域。

5.如权利要求3所述的冷源晶体管器件，其特征在于，所述第一电极与所述栅介质层之间具有预设间隔。

6.如权利要求3所述的冷源晶体管器件，其特征在于，所述栅介质层覆盖所述第二电极的侧壁的至少部分和/或覆盖所述第二电极的上表面的至少部分。

7.如权利要求1-6之一所述的冷源晶体管器件，其特征在于，所述冷源层和条带层的连线方向为所述冷源层和条带层的长度方向，其中，所述冷源层和条带层具有相同的长度或者大致相同的长度；

可选地，沿所述冷源层和条带层的宽度方向，所述栅介质层延伸越过所述条带层的两端，并使得所述栅介质层的宽度大于所述条带层和所述冷源层的宽度；

可选地，所述二维冷源材料包括：石墨烯、Cd₃C₂、T-VTe₂、H-VTe₂和H-TaTe₂。

8.一种冷源晶体管器件的制备方法，其特征在于，包括：

准备基底层；

在所述基底层上铺设二维冷源材料，并通过图形化及刻蚀工艺得到冷源层和条带层；

在所述基底层和冷源层沉积第一电极，在所述基底层和条带层上沉积第二电极；

在基底层的部分和条带层的部分上形成栅介质层；以及

在栅介质层上生长栅金属，从而形成栅电极。

9.如权利要求8所述冷源晶体管器件的制备方法，其特征在于，通过多重曝光以及移相掩膜工艺定义出冷源和条带层的图形，并通过刻蚀工艺实现图形化转移得到冷源层和条带层，从而获得一定带隙的半导体导电沟道。

10.如权利要求9所述冷源晶体管器件的制备方法，其特征在于，通过ALD生长工艺形成栅介质层，或者沉积金属Y或Al进行氧化形成栅介质层，并使得栅介质层与所述第一电极间隔预设距离，以及所述栅介质层覆盖所述第二电极的侧壁的至少部分和/或覆盖所述第二电极的上表面的至少部分。