專利名稱：采用載流子俘獲材料的單極性納米管晶體管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單極性納米管晶體管及其制造方法，更具體地說，涉及由雙極納米管場效應(yīng)晶體管實現(xiàn)納米管場效應(yīng)晶體管(NT FET)，特別是由雙極碳納米管場效應(yīng)晶體管實現(xiàn)單極碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT FET)。
背景技術(shù)：
納米管場效應(yīng)晶體管是公知的，并且展示出了優(yōu)良的電子特性，因此，在廣泛的電子應(yīng)用中具有潛在的價值。但是，這樣的納米管場效應(yīng)晶體管通常顯示出很多器件應(yīng)用所不希望出現(xiàn)的雙極電子特性。
正如由Yu-Ming Lin，Joerg Appenzeller和Phaedon Avouris在Nano Letters2004，Vol.4，No.5，pp.947-950中發(fā)表的“Ambipolar-to-Unipolar Conversionof Carbon Nanotube Transistors by Gate Structure Engineering(由柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)碳納米管晶體管從雙極到單極的轉(zhuǎn)換)”中所公開的，通過降低柵極氧化物厚度的方法可以改善碳納米管場效應(yīng)管的開關(guān)特性是本領(lǐng)域公知的。但是，降低氧化物厚度是不希望的，因為這樣將導(dǎo)致更加顯著的雙極晶體管特性和更高的關(guān)電流(off-current)。
也可以采用具有較高κ值的介電材料改善碳納米管FET的開關(guān)特性。但是，在晶體管的納米管和金屬之間的界面處形成的肖特基勢壘接觸導(dǎo)致了碳納米管FET中的比例性能(scaling behavior)與在常規(guī)FET中的碳納米管FET中不同。
在這篇文章中，至少公開了一種采用柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計將雙極碳納米管轉(zhuǎn)換成單極碳納米管的方法?？梢韵鄬τ谠措姌O和漏電極提供不對稱的柵極結(jié)構(gòu)，從而獲得單極碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT FET)。通過這一工藝，從雙極CNT FET制造出了p型CNT FET。
根據(jù)這篇文章，通過提供沿漏電極的長度方向穿過氧化層進(jìn)入到柵極當(dāng)中的V型溝槽可以使雙極CNT FET變成單極。在這一器件當(dāng)中，碳納米管沿源極和漏極之間延伸。但是，如該文章所示，為了獲得令人滿意的單極特性，將采用較大(深)的溝槽。
在該文章所公開的布置當(dāng)中，所述溝槽具有延伸入所述襯底的溝槽。所述溝槽提供了在所述源極和漏極電學(xué)特性之間的不對稱性，因此，只有一部分納米管在靜電上通過背部柵極(back gate)控制。但是，所述溝槽將雙極CNT FET轉(zhuǎn)換為單極CNT FET的能力是溝槽寬度的函數(shù)(由于邊緣場效應(yīng))，其使得此類器件的比例減小是不希望的，或者有問題的。所述作者建議通過去除雙極CNT FET的p型分支，采用類似局部柵極結(jié)構(gòu)并使用較深溝槽，從而使n型CNTFET成為可能。
因此，仍然存在對不需要諸如使用較大溝槽的柵極結(jié)構(gòu)設(shè)計的單極納米管場效應(yīng)晶體管的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明當(dāng)中，通過使用載流子俘獲(carrier trapping)材料提供了將雙極納米管場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)換為單極納米管場效應(yīng)晶體管的簡便獨特的方法。在本發(fā)明的示范性實施例中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子，所述氧氣分子被納米管吸收。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例將雙極納米管場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)換成單極納米管場效應(yīng)晶體管的方法中，所述納米管場效應(yīng)晶體管包括源電極、漏電極、柵極、以及將柵極與源電極和漏電極分隔開的絕緣體層。所提供的納米管與所述源電極和漏電極電接觸，所述納米管充當(dāng)場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)。在所述方法中，為納米管提供了載流子俘獲材料。
在根據(jù)本發(fā)明的示范性方法中，為納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括由納米管吸收載流子俘獲材料，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
在本發(fā)明的另一個示范性方法中，為納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括在絕緣體層和納米管之間提供材料層。所述材料層包括用于所述納米管的載流子俘獲材料，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
在根據(jù)本發(fā)明的又一個示范性方法中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括使接近納米管的表面吸收所述載流子俘獲材料，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
制作根據(jù)本發(fā)明的場效應(yīng)晶體管的示范性方法還包括提供襯底、在所述襯底上形成絕緣層、以及在所述絕緣層之上形成源電極和漏電極的步驟。在所述源電極和漏電極之間提供納米管，所述納米管與所述源電極和漏電極功能接觸。所述納米管充當(dāng)場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)，為所述納米管提供了載流子俘獲材料。優(yōu)選地，所述載流子俘獲材料為氧氣分子，且將所述襯底摻雜，從而充當(dāng)場效應(yīng)晶體管的背部柵極。
在示范性實施例中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括由納米管吸收載流子俘獲材料。在另一個示范性實施例中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括在所述絕緣體層和納米管之間提供材料層，所述材料層包括用于所述納米管的載流子俘獲材料，或者，使所述納米管的表面吸收載流子俘獲材料。
本發(fā)明還包括一種場效應(yīng)晶體管，其包括源電極、漏電極、柵極、將所述柵極與源電極和漏電極分隔開的絕緣體層、以及與所述源電極和漏電極電接觸的納米管。所述納米管充當(dāng)場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)，且為所述納米管提供了載流子俘獲材料。在本發(fā)明的示范性實施例中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子，所述載流子俘獲材料將所述場效應(yīng)晶體管從雙極轉(zhuǎn)換為單極。
在本發(fā)明的另一個示范性實施例中，所述場效應(yīng)晶體管進(jìn)一步包括位于所述絕緣體層和納米管之間的附加材料層。所述的附加材料層包括用于所述納米管的載流子俘獲材料。
在又一個示范性實施例中，所述載流子俘獲材料被納米管吸收。優(yōu)選地，所述柵極包括用于所述場效應(yīng)晶體管的襯底、在所述襯底上提供的絕緣體層、在所述絕緣體層上提供的源電極、漏電極和納米管。優(yōu)選地，所述納米管沿源電極和漏電極之間延伸，并且將所述襯底摻雜，從而充當(dāng)背部柵極。


通過在以下詳細(xì)描述附圖中示出的幾個實施例，本發(fā)明將變得更加顯見，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的納米管場效應(yīng)晶體管的側(cè)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的納米管場效應(yīng)晶體管的側(cè)視圖；圖3是納米管吸收氧氣分子的圖示，顯示納米管對氧氣分子的吸收；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的另一納米管場效應(yīng)晶體管的側(cè)視圖；圖5A是常規(guī)CNTFET的能帶帶隙的曲線圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的柵極電壓為零的CNT FET的能帶帶隙曲線圖；圖5C是根據(jù)本發(fā)明的實施例的柵極電壓大于零的CNT FET的能帶帶隙曲線圖；圖6是對于根據(jù)本發(fā)明的實施例的CNT FET中鄰近源電極的電子和空穴，能量對于沿納米管的位置的曲線圖；以及圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的CNT FET的LUMO和HOMO的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明不旨在限于這里的描述和圖示，在不背離權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對做出大幅度的改變，尤其關(guān)于器件的結(jié)構(gòu)。
在常規(guī)的FET設(shè)計中，已經(jīng)為場效應(yīng)晶體管(FET)提供了納米管。在FET中采用碳納米管通常會使得器件達(dá)到或超過現(xiàn)有硅基的晶體管的特性，其使得碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT FET)在廣泛的電子應(yīng)用中引起興趣。
參照圖1，常規(guī)碳場效應(yīng)晶體管包括一層p摻雜硅102，其形成了所述器件的背部柵極。在所述背部柵極之上提供二氧化硅SiO2絕緣層104，在所述二氧化硅絕緣層104之上提供源電極(附圖標(biāo)記為“S”)。類似地，在所述二氧化硅絕緣層104上提供了漏電極108。在源電極106和漏電極108之間提供碳納米管110(在圖1或其它圖中未按比例繪制，以便易于理解)，所述碳納米管110與源電極106和漏電極108均具有電接觸。
這樣，碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT FET)的工作原理通常類似于常規(guī)場效應(yīng)晶體管的工作原理。但是，相對于硅FET的典型實際器件結(jié)構(gòu)而言，圖1中的CNT FET的實際器件結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻轉(zhuǎn)(或“上下顛倒”)。換句話說，在CNT FET中，源極和漏極位于柵極之上，而在常規(guī)硅FET中，柵極在源極和漏極之上。
此外，由納米管在源極和漏極之間提供溝道，而不是由單晶硅提供。盡管在常規(guī)CNT FET中，在所述柵極之上提供了碳納米管，以及源極和漏極，但是，認(rèn)為源極和漏極可以位于柵極之下，或者，可以將碳納米管埋入器件結(jié)構(gòu)中。同樣地，認(rèn)為CNT FET的襯底可以是一個硅層，所述硅層具有在源極和漏極之上提供的分離柵極，或者具有多柵極布局。本發(fā)明不限于采用圖1中的CNT FET，相反，可以認(rèn)為應(yīng)用在所有通過納米管或納米線提供溝道的FET中。
在已知的CNT FET中，源電極和漏電極通常由金屬構(gòu)成，盡管，源電極和漏電極也可以包括被摻雜而充當(dāng)導(dǎo)體的多晶硅。形成背部柵極102的襯底通常包括硅，盡管所述襯底也可以包括任何為CNT FET提供功能柵極(functional gate)的材料。同樣地，位于柵極102之上的氧化層優(yōu)選包括二氧化硅，盡管所述氧化層還可以包括任何合適的常規(guī)材料，例如另一氧化物材料。氧化/絕緣層可以包括任何具有較高介電常數(shù)κ的適當(dāng)材料。(較高的介電常數(shù)κ通常意味著所述κ值比SiO2的介電常數(shù)值4.0要高。)同樣，正如傳統(tǒng)上公知的，納米管優(yōu)選包括碳，盡管也可以包括其它材料。
根據(jù)本發(fā)明的器件中的納米管110可以按所需是單壁碳納米管(SWCNT)或雙壁碳納米管(DWCNT)或此類納米管的集束。此外，納米線可以用于納米管110。所述納米管可以包括任何形成肖特基勢壘的材料，所述肖特基勢壘的能量可以通過載流子俘獲材料的存在而變化，所述的形成肖特基勢壘的材料吸收了諸如氧氣分子的載流子俘獲材料。所述載流子俘獲材料優(yōu)選具有位于所述溝道材料，即納米管的帶隙內(nèi)的最低未占分子軌道LUMO。如果所述載流子俘獲材料的LUMO位于所述溝道材料的費米能級之下，那么，可以俘獲作為載流子的空穴。
如上所述，常規(guī)CNT FET為雙極器件。盡管只對典型的單柵極CNT FET器件進(jìn)行了舉例說明，但是本發(fā)明可以應(yīng)用于有助于采用碳納米管的任何種類的FET設(shè)計當(dāng)中，例如，多柵極或多壁FET，其中在源電極和漏電極之間懸掛CNT。所述CNT而不是單晶硅充當(dāng)溝道。在根據(jù)本發(fā)明的各種器件中，還可以將所述CNT埋入器件中。
在CNT和金屬電極之間通常不存在結(jié)，相反，在CNT與源電極和漏電極之間提供了一個界面?？梢栽谒鯟NT之上或之下提供柵極。
參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的納米管場效應(yīng)晶體管通常對應(yīng)于常規(guī)器件，例如圖1中所示的器件。圖2中的納米管場效應(yīng)晶體管包括一個p摻雜硅層102，其形成了器件的柵極。示范性實施例中的硅層102為高摻雜的單晶硅，其充當(dāng)器件背部柵極的作用，這與所公知的現(xiàn)用技術(shù)相同。在所述摻雜襯底102之上提供二氧化硅SiO2絕緣層104，在所述二氧化硅絕緣層104之上提供源電極106。在所述二氧化硅層104之上還提供了漏電極108。源電極106和漏電極108優(yōu)選包括金屬，例如鈦，鉬或金或這些元素的合金。電極106和108還可以包括被摻雜充當(dāng)導(dǎo)體的多晶硅。碳納米管110(未按比例繪制)在源電極106和漏電極108之間延伸，碳納米管110與源電極106和漏電極108都具有電接觸。
根據(jù)本發(fā)明的碳納米管場效應(yīng)晶體管(CNT FET)與常規(guī)碳納米管場效應(yīng)晶體管的不同之處在于為所述納米管提供了載流子俘獲材料112。在圖2所示的示范性實施例中，所述載流子俘獲材料包括氧氣分子(O2)。在CNTFET的制造過程中，納米管110吸收了氧氣分子。諸如氧氣分子的載流子俘獲材料的存在抑制了來自漏電極的電子注入，其將常規(guī)CNT FET從雙極器件轉(zhuǎn)換成了單極CNT FET器件。
當(dāng)在CNT上(或位于附近的絕緣層上，或者位于與CNT鄰近的附加層上或其內(nèi)部)提供諸如氧氣分子的載流子俘獲材料時，載流子俘獲材料的存在提供了基本上位于CNT帶隙中央的LUMO(最低未占分子軌道)(也可參見下文中將予以討論的圖5A-5C)。(由氧原子的Oppπ*軌道級別提供氧氣分子的LUMO級別。)因此，氧氣分子(或其它載流子俘獲材料)從漏電極俘獲電子。作為電子俘獲的結(jié)果，整個能帶(既包括導(dǎo)帶又包括價帶)相對于金屬(或電極)功函數(shù)上移。因此，電子注入的能量勢壘增大，從而導(dǎo)致CNT FET成為單極性而不是雙極性。
參照圖3，在制造期間，將碳納米管暴露在氧氣分子(O2)中，優(yōu)選處于足夠的壓力下從而促進(jìn)碳納米管對氧氣分子的吸收，從而使氧氣分子吸附在碳納米管上。氧氣分子能夠在大約200℃以下的溫度下保持穩(wěn)定，這一點可能不適合某些半導(dǎo)體制作步驟。所述載流子俘獲材料可以是氧氣分子以外的其它材料(具有更高的溫度等級耐受程度)，只要這種材料的LUMO(最低未占分子軌道)位于溝道材料的帶隙中即可，即，大體等于CNT的費米能級。
如圖2(和圖1)所示，通過碳納米管而不是單晶硅提供位于源極和漏極之間的溝道。雖然在所述柵極之上提供了碳納米管、源極和漏極，但是本發(fā)明也適用于在所述柵極之下提供源極和漏極，以及碳納米管埋入器件結(jié)構(gòu)之中的情況。同樣地，CNT FET的襯底可以是一個硅層，在所述源電極和漏電極之上提供分離柵極，或者，具有公知的常規(guī)CNT FET的多柵極布局。
源電極和漏電極通常包括金屬，盡管所述源電極和漏電極也可以包括被充分摻雜而充當(dāng)導(dǎo)體的多晶硅。形成柵極102的襯底通常包括硅，但是，所述襯底也可以包括任何為CNT FET提供柵極的材料。同樣地，位于柵極102之上的氧化層104優(yōu)選包括二氧化硅，但是，所述氧化層還可以包括任何合適的絕緣材料，優(yōu)選包括氧化物材料。同樣，正如傳統(tǒng)上公知的，納米管優(yōu)選包括碳，但是也可以包括其它材料。
參照圖3，通過由納米管中鄰近的碳原子保持單獨的氧原子來示出碳納米管對氧氣分子的吸收。如下文中將進(jìn)一步解釋的，氧原子將促進(jìn)納米管中的載流子俘獲。雖然在示范性實施例中，納米管吸收了諸如氧氣分子的載流子俘獲材料，但是所述載流子俘獲材料還可以由諸如SiO2層的絕緣層104吸收。氧氣分子可以在CNT的表面或CNT的內(nèi)部被吸收。此外，在SiO2絕緣層104上也可以吸收諸如氧氣分子的載流子俘獲材料，所述SiO2絕緣層實際上位于所述CNT附近，從而使器件具有單極性。參照圖4，還可以在附加層105內(nèi)提供所述載流子俘獲材料，附加層105是作為旋涂層涂覆在器件上的，或者采用任何適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體器件制作的常規(guī)方法進(jìn)行淀積。
可以在涂覆到器件上的附加層105的材料中提供載流子俘獲材料，或者由制作期間的隨后的工藝步驟中可以通過層吸收所述載流子俘獲材料。所述附加層105可以包括任何適當(dāng)?shù)牟牧?，所述材料可以吸收或包含諸如氧氣分子的載流子俘獲材料。附加層105可以是器件的保護(hù)層，尤其是在溫度較低的制造工藝期間涂覆的層。
在氧化層或附加層(而不是納米管110)吸收或包含載流子俘獲材料的示范性實施例中，在CNT和具有載流子俘獲材料的材料之間的間隙小于約1nm左右(即小于電子遷移的量子長度)。
仍然參照圖4，在制造CNT FET期間，附加層105可以提供于碳納米管之上或之下，或者兩側(cè)均提供(即包圍納米管)。在提供碳納米管之前或之后，附加層105還可以提供于源電極106和漏電極108之間。
現(xiàn)在，參照圖5A，在該圖中示出了常規(guī)CNT FET中柵極電壓為零時(即，沒有使用諸如氧氣分子的載流子俘獲材料)的能量-K(即波矢量)曲線圖。下部曲線表示常規(guī)CNT FET中的CNT溝道的HOMO(或最高占有分子軌道)，上部曲線表示其LUMO(或最低未占分子軌道)在圖5B中，示出了在根據(jù)本發(fā)明的實施例的CNT FET中，柵極電壓為零時的能量-K(即波矢量)曲線圖，其中，由CNT吸收諸如氧氣分子的載流子俘獲材料。
在圖5C中，當(dāng)柵極電壓增大時，載流子俘獲材料接收電子的出現(xiàn)升高了表示HOMO的曲線，并且升高了表示LUMO的曲線。載流子俘獲材料俘獲的電子使俘獲能級高于費米能級。
參照圖6，在圖中示出了在不同的柵極電壓下電子注入的能量被繪制作為沿碳納米管的位置的函數(shù)。如上所述，包括CNT FET的CMOS器件和邏輯門通常需要n型或p型晶體管器件(即單極器件)，并且工作在相同的柵極偏壓。但是，常規(guī)CNT FET表現(xiàn)出了雙極特性，其原因在于由源極或漏極中的勢壘降低引起的載流子注入。在圖6中，示出了在不同的柵極偏壓條件下的能帶對齊。圖中示出了在不同電壓下空穴注入能量被繪制為沿碳納米管的位置的函數(shù)。能量以電子伏特(eV)提供，而位置以納米(nm)顯示。
現(xiàn)在，參照圖7，CNT的LUMO級212和HOMO級214之間的虛線表示費米能級220。氧氣分子的LUMO級216基本上在CNT的LUMO級212和HOMO級214之間的中央。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造方法中，通過為納米管提供載流子俘獲材料，將納米管場效應(yīng)晶體管從雙極轉(zhuǎn)化為單極。優(yōu)選在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?，將納米管暴露到氧氣分子中，從而促進(jìn)納米管對所述材料的吸收。
在納米管場效應(yīng)晶體管的制造期間，可以在器件的絕緣層中提供載流子俘獲材料(例如SiO2層)。或者(或者對其附加)，在器件的制造期間，在CNT之上或之下旋涂或淀積另一層。如果在制造期間，在附加層中沒有提供載流子俘獲材料，那么在制造期間將器件再次暴露于載流子俘獲材料(例如氧氣)中，從而使載流子俘獲材料能夠被附加層吸收。優(yōu)選地，包含載流子俘獲材料的絕緣層或附加層接近或接觸CNT，使得CNT和包含載流子俘獲材料的材料之間的間隙小于1納米左右(或為電子遷移的量子長度)。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示范性實施例對本發(fā)明進(jìn)行了具體地顯示和說明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不背離權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對根據(jù)本發(fā)明納米管的場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)做出改變。
權(quán)利要求
1.一種場效應(yīng)晶體管，包括源電極；漏電極；柵極；絕緣層，將所述柵極與所述源電極和漏電極隔開；納米管，設(shè)置與所述源電極和漏電極電接觸，所述納米管充當(dāng)所述場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)；以及載流子俘獲材料，用于所述納米管。
2.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
3.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，還包括附加層，位于所述絕緣體層和所述納米管之間，所述附加層包含用于所述納米管的載流子俘獲材料。
4.如權(quán)利要求3所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
5.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述的載流子俘獲材料將所述場效應(yīng)晶體管從雙極器件轉(zhuǎn)化為單極器件。
6.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述柵極包括用于所述場效應(yīng)晶體管的襯底、在所述襯底之上提供的所述絕緣體層、在所述絕緣體層之上提供的源電極、漏電極和納米管，所述納米管在所述源電極和漏電極之間延伸。
7.如權(quán)利要求6所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
8.如權(quán)利要求6所述的場效應(yīng)晶體管，還包括附加層，位于所述絕緣體層和所述納米管之間，所述附加層包含用于所述納米管的載流子俘獲材料。
9.如權(quán)利要求8所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
10.如權(quán)利要求8所述的場效應(yīng)晶體管，其中，將所述襯底摻雜來充當(dāng)背部柵極。
11.如權(quán)利要求10所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述源電極和漏電極是由選自Ti和Mo的一種或更多的一種材料制成。
12.如權(quán)利要求11所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述的載流子俘獲材料將所述場效應(yīng)晶體管從雙極轉(zhuǎn)化為單極。
13.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述絕緣層設(shè)置于所述納米管上，所述柵極設(shè)置于所述絕緣層上。
14.如權(quán)利要求13所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
15.如權(quán)利要求13所述的場效應(yīng)晶體管，還包括附加層，位于所述絕緣體層和所述納米管之間，所述附加層包含用于所述納米管的載流子俘獲材料。
16.如權(quán)利要求15所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
17.如權(quán)利要求16所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述源電極和漏電極是由選自Ti和Mo的一種或更多的一種材料制成。
18.如權(quán)利要求17所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述的載流子俘獲材料將所述場效應(yīng)晶體管從雙極轉(zhuǎn)化為單極。
19.如權(quán)利要求1所述的場效應(yīng)晶體管，其中，所述載流子俘獲材料被所述納米管所吸收。
20.一種將雙極納米管場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)化成單極納米管場效應(yīng)晶體管的方法，其中，所述納米管場效應(yīng)晶體管包括源電極、漏電極、柵極、將所述柵極與所述源電極和漏電極隔開的絕緣體層、以及設(shè)置為與所述源電極和漏電極電接觸的納米管，所述納米管充當(dāng)所述場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)，所述方法包括為所述納米管提供載流子俘獲材料。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括由所述納米管吸收所述載流子俘獲材料。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括在所述絕緣體層和所述納米管之間提供一材料層，所述材料層包括用于所述納米管的載流子俘獲材料。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括使鄰近所述納米管的表面吸收所述載流子俘獲材料。
25.一種制作場效應(yīng)晶體管的方法，包括的步驟有提供襯底；在所述襯底之上形成絕緣層；在所述絕緣層之上形成源電極；在所述絕緣層之上形成漏電極；在所述源電極和所述漏電極之間提供納米管，所述納米管與所述源電極和漏電極具有功能接觸，所述納米管充當(dāng)所述場效應(yīng)晶體管的溝道區(qū)，所述方法包括為所述納米管提供載流子俘獲材料。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括由所述納米管吸收所述載流子俘獲材料。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述載流子俘獲材料為氧氣分子。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，將所述襯底摻雜來充當(dāng)所述場效應(yīng)晶體管的背部柵極。
29.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括在所述絕緣體層和所述納米管之間提供一材料層，所述材料層包括用于所述納米管的載流子俘獲材料。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，為所述納米管提供載流子俘獲材料的步驟包括使鄰近所述納米管的表面吸收所述載流子俘獲材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用載流子俘獲材料的單極性納米管晶體管，所述晶體管通過為納米管提供諸如氧氣分子的載流子俘獲材料，例如通過納米管吸收或在鄰近納米管的位置處提供含有載流子俘獲材料的材料層的方法，將雙極納米管場效應(yīng)晶體管轉(zhuǎn)化為單極納米管場效應(yīng)晶體管。
文檔編號H01L21/336GK1770467SQ200510106780
公開日2006年5月10日 申請日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月13日
發(fā)明者姜東勛, 樸魯政, 樸玩浚 申請人:三星電子株式會社