本技術涉及晶體管，具體為一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構。

背景技術：

1、晶體管泛指一切以半導體材料為基礎的單一元件，晶體管具有檢波、整流、放大、開關、穩(wěn)壓、信號調制等多種功能，晶體管可用于各種各樣的數(shù)字和模擬功能

2、公告號為cn213845281u的專利公開了一種薄膜晶體管結構，驅動薄膜晶體管包括第一柵極、漏極、第一源極、柵極絕緣層、第一有源層、蝕刻阻擋層、第一像素電極、第二像素電極和第一遮光層；第一柵極、漏極和第一源極同層設置；柵極絕緣層設置在第一柵極、漏極和第一源極上；第一有源層設置在柵極絕緣層上；蝕刻阻擋層設置在第一有源層和柵極絕緣層上，蝕刻阻擋層上設置有第一孔和第二孔；第一像素電極通過第一孔連接第一源極，第二像素電極通過第二孔連接漏極，第一遮光層用于遮擋光線照射第一有源層。上述技術方案第一遮光層避免光線對有源層的侵害，保證薄膜晶體管的穩(wěn)定性。

3、上述技術所示，半導體領域的發(fā)展始終圍繞著減小器件尺寸這一主題進行，而常規(guī)材料的介質層逐漸制約了微電子器件的小型化，二氧化硅一直是晶體管的柵極氧化物介質材料，隨著晶體管尺寸的逐步降低，柵極氧化物介質厚度也不斷減薄，隧道效應將導致漏電流大幅增加，從而增加器件損耗、降低器件可靠性。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，解決了二氧化硅一直是晶體管的柵極氧化物介質材料，隨著晶體管尺寸的逐步降低，柵極氧化物介質厚度也不斷減薄，隧道效應將導致漏電流大幅增加，從而增加器件損耗、降低器件可靠性的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，包括：

3、外延層，所述外延層的表面開設有占位槽；

4、襯底層，所述襯底層的頂部與外延層的底部固定連接；

5、金屬層，所述金屬層的頂部與襯底層的底部固定連接，所述金屬層的材質為鋁；

6、高k介電材質，所述高k介電材質位于外延層的頂部，并且與其固定連接，所述高k介電材質的形狀為矩形；

7、柵極材料，所述柵極材料位于高k介電材質的頂部，并且與之固定連接；

8、漏極材料，所述漏極材料的一側與柵極材料的表面固定連接；

9、源極材料，所述源極材料的一側與柵極材料的表面固定連接。

10、優(yōu)選的，所述占位槽內部設置基板，所述基板材質是硅。

11、優(yōu)選的，所述金屬層的一側的設置耐磨層，所述耐磨層材質為陶瓷。

12、優(yōu)選的，所述柵極材料底部為矩形，頂部為梯形。

13、優(yōu)選的，所述漏極材料均勻設置有多層。

14、優(yōu)選的，所述源極材料均勻設置有多層。

15、有益效果

16、本實用新型提供了一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構。與現(xiàn)有技術相比具備以下有益效果：

17、(1)、該基于碳納米管的薄膜晶體管結構，通過外延層，外延層的表面開設有占位槽；襯底層，襯底層的頂部與外延層的底部固定連接；金屬層，金屬層的頂部與襯底層的底部固定連接，金屬層的材質為鋁；高k介電材質，高k介電材質位于外延層的頂部，并且與其固定連接，高k介電材質的形狀為矩形；柵極材料，柵極材料位于高k介電材質的頂部，并且與之固定連接；漏極材料，漏極材料的材質設置均勻設置多層，漏極材料的一側與柵極材料的表面固定連接；源極材料，源極材料的材質設置均勻設置多層，源極材料的一側與柵極材料的表面固定連接，利用高k介電材質的設置，“k”代表介電常數(shù),一般指的是材料集中電場的能力，用高k材料替代二氧化硅作為柵介質，除了具有較高的k值(幾十到一百之間)外，與硅具有較好的熱穩(wěn)定性，避免高k材料與硅襯底在高溫下發(fā)生反應；具有寬帶隙和高勢壘以有效降低柵隧穿電流等，可以在相同等效柵氧化層厚度的情況下，得到物理厚度更大的柵介質層，從而改善柵極漏電流，解決了二氧化硅一直是晶體管的柵極氧化物介質材料，隨著晶體管尺寸的逐步降低，柵極氧化物介質厚度也不斷減薄，隧道效應將導致漏電流大幅增加，從而增加器件損耗、降低器件可靠性的問題。

18、(2)、該基于碳納米管的薄膜晶體管結構，通過占位槽內部設置基板，基板材質是硅，金屬層的一側的設置耐磨層，耐磨層材質為陶瓷，柵極材料底部為矩形，頂部為梯形，利用柵極材料、漏極材料、源極材料的設置，均勻對稱的多層設置，使其具有更好的介電性能(即高均勻性，低漏電流和高介電強度)，其主要原因是對稱多層結構具有穩(wěn)定的立方結構，并且其在大區(qū)域內沒有形成電弱點的缺陷，漏極材料和源極材料可以和2d材料間形成準范德華結構，可用于解決晶體中二維管道和三維柵介質之間的接觸問題。

技術特征：

1.一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于：所述占位槽(2)內部設置基板，所述基板材質是硅。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于：所述金屬層(4)的一側的設置耐磨層，所述耐磨層材質為陶瓷。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于：所述柵極材料(6)底部為矩形，頂部為梯形。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于：所述漏極材料(7)均勻設置有多層。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，其特征在于：所述源極材料(8)均勻設置有多層。

技術總結
本技術公開了一種基于碳納米管的薄膜晶體管結構，包括：外延層，所述外延層的表面開設有占位槽；襯底層，所述襯底層的頂部與外延層的底部固定連接；金屬層，所述金屬層的頂部與襯底層的底部固定連接，所述金屬層的材質為鋁；高K介電材質，所述高K介電材質位于外延層的頂部，并且與其固定連接，所述高K介電材質的形狀為矩形；本技術涉及晶體管技術領域。該基于碳納米管的薄膜晶體管結構，利用高K介電材質的設置，用高k材料替代二氧化硅作為柵介質，除了具有較高的k值外，與硅具有較好的熱穩(wěn)定性，避免高k材料與硅襯底在高溫下發(fā)生反應。

技術研發(fā)人員：沈龍,李鵬,王子凡
受保護的技術使用者：杭州英希捷科技有限責任公司
技術研發(fā)日：20240625
技術公布日：2025/1/2