[发明专利]一种双材料栅线性掺杂的石墨烯场效应管

摘要

本发明公开了一种双材料栅线性掺杂的石墨烯场效应管。基于量子力学非平衡格林函数理论框架，通过自洽求解泊松（Poisson）和薛定谔（Schr?dinger）方程，构建了适用于石墨烯场效应管的输运模型，并利用该模型分析计算单一材料栅和双材料异质栅策略对石墨烯场效应管(GNRFET)电学特性的影响。通过与采用双材料栅的输出特性、转移特性、开关电流比等电学特性对比，发现这种双材料异质栅underlap线性掺杂策略结构的石墨烯场效应管具有更大的开关电流比、更小的亚阈值摆幅和阈值电压漂移，即表明双材料异质栅underlap线性掺杂具有更好的栅控能力，能够有效的抑制短沟道效应，带带隧穿和热载流子效应。

主权项

1.一种双材料异质栅场效应管，其特征在于该场效应管是一种双材料异质栅结构，该双材料异质栅由第一种导电金属材料（1）和第二种导电金属材料（2）构成，其中用本征石墨烯材料（5）作为导电沟道，导电沟道的两侧与两个栅电极（V_G）间分别用同种电介质材料氧化层(3)填充，且两个栅电极以沟道为中心形成对称结构；在本征石墨烯材料（5）的两端分别为underlap区域（7），underlap区域（7）与源极（V_S）间是源区（4），underlap区域（7）与漏极（V_D）间是漏区（6），氧化层（3）位于源区（4）、本征石墨烯材料（5）、漏区（6）、underlap区域（7）的外侧，该场效应管的源区（4）和漏区（6）为n型重掺杂的石墨烯，underlap区域（7）为线性掺杂，其中为源漏区的掺杂浓度，为underlap区域的长度，为开始的源漏区的掺杂浓度，C为掺杂线性变化的系数，其中C >0，underlap区域中掺杂的浓度随着长度的增加而减小。