本實(shí)用新型涉及晶體管制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種超微型石墨烯晶體管。

背景技術(shù)：

晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。由于其相應(yīng)速度快，準(zhǔn)確性高，晶體管用于各種各樣的數(shù)字和模擬功能，是構(gòu)成集成電路的基本單元，還是規(guī)范操作電腦、手機(jī)和其他現(xiàn)代電子電路的基本模塊。

目前所有集成電路中應(yīng)用的功率三極管的管芯都用的是半導(dǎo)體材料硅，用硅制成的場效應(yīng)晶體管一般具有三個(gè)極，分別是源極（Source）、柵極（Gate）和漏極（Drain）。采用半導(dǎo)體材料硅制成的晶體管其體積已經(jīng)達(dá)到了極限，很難再利用半導(dǎo)體硅制成體積更小的晶體管。但是，隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)超微型晶體管的需求越來越大，此時(shí)，采用硅制作晶體管的缺陷就暴露了出來。此外，采用半導(dǎo)體材料硅制作晶體管之前需要對(duì)硅晶體進(jìn)行提純，并且還要保證硅片表面絕對(duì)地平整，從而使得采用硅制作晶體管的工藝相當(dāng)復(fù)雜，并且制成的晶體管的散熱效果也不是很好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型意在提供一種超微型石墨烯晶體管，以解決使用半導(dǎo)體材料制成的晶體管體積大、工藝復(fù)雜以及散熱困難的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種超微型石墨烯晶體管，包括半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上設(shè)有多個(gè)散熱孔，半導(dǎo)體襯底上覆蓋有一層厚度為280nm的氧化層，氧化層上方設(shè)有底柵介質(zhì)層，所述底柵介質(zhì)層上方設(shè)有石墨烯溝道，所述石墨烯溝道上方設(shè)有頂柵介質(zhì)層，石墨烯溝道兩端還分別設(shè)有源電極和漏電極，所述頂柵介質(zhì)層上方設(shè)有頂柵電極。

本技術(shù)方案的技術(shù)原理是：在半導(dǎo)體襯底上設(shè)置數(shù)個(gè)散熱孔，用來對(duì)晶體管進(jìn)行散熱。半導(dǎo)體襯底還被厚度為280nm的氧化層覆蓋，從而防止半導(dǎo)體襯底被雜質(zhì)污染。在氧化層上設(shè)有底柵介質(zhì)層、石墨烯溝道和頂柵介質(zhì)層，其中石墨烯溝道位于底柵介質(zhì)層與頂柵介質(zhì)層之間。石墨烯溝道的兩端分別與源電極和漏電極相連，頂柵介質(zhì)層與頂柵電極相連，從而構(gòu)成整個(gè)晶體管的主要結(jié)構(gòu)。

本方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，將半導(dǎo)體溝道區(qū)換成了石墨烯溝道區(qū)。由于石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，所以采用石墨烯能夠制造出體積更小、散熱更好的晶體管，并且與半導(dǎo)體晶體管相比，其制造工藝更加簡單。

以下是上述方案的優(yōu)選方案：

優(yōu)選方案一：基于基礎(chǔ)方案，所述散熱孔均勻分布在所述半導(dǎo)體襯底上，使半導(dǎo)體襯底的散熱更加均勻，從而防止部分襯底因散熱不好而過熱的情況。

優(yōu)選方案二：基于基礎(chǔ)方案，所述石墨烯溝道包括兩個(gè)石墨烯片層。通過將兩個(gè)石墨烯片層相互疊加形成雙層石墨烯片層，可以使石墨烯晶體管具有較高的開關(guān)比。

優(yōu)選方案三：基于優(yōu)選方案二，所述兩個(gè)石墨烯片層相互錯(cuò)開的疊加在一起，使得石墨烯晶體管的制備更加簡單。

優(yōu)選方案四：基于優(yōu)選方案三，所述源電極和漏電極上均設(shè)有與所述石墨烯片層對(duì)應(yīng)的凹槽，所述兩個(gè)石墨烯片層相互錯(cuò)開的部分卡接在凹槽中。由于兩個(gè)石墨烯片層為不對(duì)稱的疊加，所以在石墨烯溝道兩端必然會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)開的部分。通過在電極上設(shè)置與錯(cuò)開部分相對(duì)應(yīng)的凹槽，能夠使石墨烯溝道的外形更加簡潔。

優(yōu)選方案五：基于基礎(chǔ)方案，所述底柵介質(zhì)層與頂柵介質(zhì)層均為六方氮化硼介質(zhì)層。由于六方氮化硼的表面光學(xué)聲子模式比二氧化硅中的相近模式的能力大兩倍，所以以六方氮化硼為柵介質(zhì)的石墨烯晶體管在高溫和強(qiáng)電場下的特性會(huì)比典型的以二氧化硅作為柵介質(zhì)的石墨烯晶體管特性要好。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：半導(dǎo)體襯底1、散熱孔2、氧化層3、底柵介質(zhì)層4、石墨烯溝道5、頂柵介質(zhì)層6、源電極7、漏電極8、頂柵電極9。

實(shí)施例如附圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種超微型石墨烯晶體管，包括半導(dǎo)體襯底1。在半導(dǎo)體襯底1上設(shè)置有多個(gè)散熱孔2，散熱孔2均勻分布在半導(dǎo)體襯底1上，用來對(duì)晶體管進(jìn)行散熱。半導(dǎo)體襯底1還被厚度為280nm的氧化層3覆蓋，從而防止半導(dǎo)體襯底1被雜質(zhì)污染。在氧化層3上設(shè)有底柵介質(zhì)層4、石墨烯溝道5和頂柵介質(zhì)層6，其中底柵介質(zhì)層4與頂柵介質(zhì)層6均采用六方氮化硼支撐。石墨烯溝道5具有兩個(gè)石墨烯片層，兩個(gè)石墨烯片層不對(duì)稱的疊加在一起，位于底柵介質(zhì)層4與頂柵介質(zhì)層6之間。石墨烯溝道5的兩端分別與源電極7和漏電極8相連，源電極7與漏電極8上分別設(shè)有與石墨烯片層兩端錯(cuò)開部位相對(duì)應(yīng)的凹槽，石墨烯片層的錯(cuò)開部位卡接在凹槽中。頂柵介質(zhì)層6與頂柵電極9相連，從而構(gòu)成整個(gè)晶體管的主要結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例與現(xiàn)有晶體管相比，將半導(dǎo)體溝道區(qū)換成了石墨烯溝道區(qū)，從而讓晶體管的加工和制造更加的簡單。由于石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的新型納米材料，所以能夠造出體積更小的晶體管。此外，本實(shí)施例通過在半導(dǎo)體襯底上1設(shè)置散熱孔2，從而使得晶體管的散熱性能更強(qiáng)，從而進(jìn)一步延長了晶體管的使用壽命。

以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)和/或特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。