碳纳米管薄膜的垂直叠层形成的晶体管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及碳纳米管薄膜的垂直叠层形成的晶体管。公开了一种碳纳米管场效应晶体管。该碳纳米管场效应晶体管包括：第一碳纳米管膜；耦合到所述第一碳纳米管膜的第一栅极层以及与所述第一栅极层相对并耦合到所述第一栅极层的第二碳纳米管膜。所述第一栅极层配置成影响所述第一碳纳米管膜中的电场以及影响所述第二碳纳米管膜的电场。源极接触和漏极接触中的至少一个耦合到所述第一和第二碳纳米管膜并且通过欠重叠区域与所述第一栅极层分开。
【专利说明】碳纳米管薄膜的垂直叠层形成的晶体管
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体电子装置，更具体地，涉及碳纳米管场效应晶体管。【背景技术】
[0002]半导电碳纳米管(CNT)由于它们的在约1-2纳米(nm)尺度上的纳米级尺寸而传导高电流。在提出的很多CNT薄膜的应用中，CNT薄膜已经在薄膜晶体管(TFT)中显示出有前途的结果。TFT比主导高级计算的密集集成的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件更大。TFT通常用在不是那么高级的电子装置中，例如大面积电子装置(例如，平板显示器)和外来衬底(例如柔性或透明)。在很多情况下，使用喷墨技术来制造TFT，包括结合了CNT的很多TFT。然而，CNT TFT的低输出电流限制了它们的应用。该低输出电流是包括高接触电阻、纳米管-纳米管结和膜中的低CNT密度在内的若干因素的结果。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一个实施例，一种碳纳米管场效应晶体管包括:第一碳纳米管膜；耦合到所述第一碳纳米管膜的第一栅极层，其配置成影响所述第一碳纳米管膜中的电场；与所述第一栅极层相对并耦合到所述第一栅极层的第二碳纳米管膜，其中所述第一栅极层配置成影响所述第二碳纳米管膜的电场；以及源极接触和漏极接触中的至少一个，其耦合到所述碳纳米管膜并且通过欠重叠(underlap)区域与所述第一栅极层分开。
[0004]根据本发明的另一个实施例，一种晶体管的栅极区域包括:栅极层和碳纳米管膜的多个交替层；以及所述栅极层之间的电耦合，其中所述碳纳米管膜耦合到源极接触和漏极接触中的至少一个并且所述栅极层通过欠重叠区域与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个分开。
[0005]根据本发明的另一个实施例，一种晶体管包括:栅极层和碳纳米管膜的多个交替层；配置成将所述栅极层彼此耦合的电耦合装置；以及源极接触和漏极接触中的至少一个，其中所述碳纳米管膜配置成耦合到所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个并且所述栅极层配置成通过欠重叠区域与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个分开。
[0006]通过本发明的技术实现另外的特征和优点。本申请中详细描述了本发明的其它实施例和方面，这些实施例和方面被认为是要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的特征的优点，参考说明书和附图。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]在说明书的结论处的权利要求中特别指出并且清楚地要求保护被认为是本发明的主题。从以下结合附图的详细描述，本发明的前述及其它特征和优点是显而易见的，在附图中:
[0008]图1示出了本申请中公开的示例性碳纳米管晶体管的栅极区域的示例性单层；
[0009]图2示出了包括多个层叠的碳纳米管膜的本发明的示例性碳纳米管场效应晶体管(CNTFET)；[0010]图3示出了 CNTFET的第一制造阶段，其中碳纳米管膜被置于衬底上；
[0011]图4示出了制造过程的第二阶段，其中电介质材料形成在碳纳米管膜上；
[0012]图5示出了制造过程的第三阶段，其中接触金属形成在图4的电介质层上；
[0013]图6示出了制造过程的第四阶段，其中形成了源极接触和漏极接触；
[0014]图7示出了制造过程的第五阶段，其中第二电介质层被沉积在图6所示的栅极接触金属上；
[0015]图8示出了制造过程的第六阶段，其中形成了 CNTFET的第二碳纳米管膜；并且
[0016]图9示出了图示形成本发明的CNTFET的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]图1示出了本申请中公开的示例性碳纳米管晶体管100的栅极区域的示例性单层。该栅极区域形成在衬底102上。衬底102具有形成在衬底102的凹部中以形成与衬底102的基本共面表面的第一栅极接触金属104a。在示例性实施例中，衬底102是硅衬底。在示例性实施例中，栅极接触金属104a可以是钮或其它适当的接触金属。电介质层106a形成在衬底102的表面上并且覆盖栅极接触金属104a的至少一部分。电介质层106a可以包括氧化铪(HfO2XAl2O3或其它适当的电介质材料。在电介质层106上沉积碳纳米管薄膜108。碳纳米管膜108在衬底102的位于栅极接触金属104a的相对侧的区域之间延伸。第二电介质层106b形成在碳纳米管膜108的顶上并且第二栅极接触金属104b形成在第二电介质层106b的顶上。第三电介质层106c可以形成在第二电介质层106b顶上，以便形成包括夹在第二电介质层106b与第三电介质层106c之间的栅极接触金属104b的栅极层118。因此，示例性单层100包括在碳纳米管膜108的相对表面被栅极接触金属104a和104b包围、并且分别通过电介质层106a和106b与栅极接触金属104a和104b分开的碳纳米管膜108。栅极接触金属104a和104b可以通过电线或其它适当的电耦合装置或方法电耦合。因此，这些栅极接触金属104a和104b对相同施加的电压作出响应，并且可以通过在碳纳米管膜108的两个表面(即顶表面和底表面)施加的电压调制碳纳米管膜108的碳纳米管的电导。
[0018]源极接触110和漏极接触112可以形成在碳纳米管膜108上以便完成CNTFET100的第一层。源极接触110和漏极接触112的高度可以被选择为与在碳纳米管膜108上组装的栅极层188的顶面齐平或者与该顶面基本共面。该共面对准允许这样的可能性:在图1所示的完成的CNTFET的顶上叠层第二碳纳米管膜层，在下文中结合图2讨论这一点。
[0019]在一个实施例实施例中，源极接触110和漏极接触112分别通过此处被称为栅极欠重叠114和116的间隙与栅极层118分开。欠重叠是指栅极与源极之间或栅极与漏极之间的未被栅控(gated)的区域。所述欠重叠可以具有约50纳米(nm)到约IOOnm的长度。通过碳纳米管膜中的碳纳米管的金属内容物使得可能存在栅极欠重叠114和116，。尽管欠重叠趋向于在晶体管中产生串联电阻，但是CNT薄膜108的金属内容物降低了欠重叠114和116中的电阻并且因此使得CNTFET100能够具有小的寄生电容。
[0020]图2示出了包括多个层叠的碳纳米管膜206a、206b和206c的本发明的示例性CNTFET200。该示例性CNTFET200包括层叠在彼此顶上的多个碳纳米管膜206a、206b和206c，其中衬底102上的交错的栅极层202a和202b形成栅极区域。栅极区域的高度与碳纳米管膜206a、206b和206c的数目有关。碳纳米管膜206a、206b和206c在源极接触210和漏极接触212之间延伸并且在源极接触210和漏极接触212之间提供多个平行栅极沟道。在图2中为了说明的目的示出了三个碳纳米管膜206a、206b和206c。然而，应当理解使用本申请中公开的方法形成的CNTFET可以具有任何数量的碳纳米管膜层。碳纳米管膜层的数量可以影响各种晶体管参数，诸如例如漏电流和/或跨导。因此，可以选择碳纳米管膜的数量以形成具有在选定标准内的参数的CNTFET。也应当理解，可以增加栅极层的数量而不增加晶体管的占地面积(footprint)，即被晶体管占据的衬底的表面区域。
[0021]在示例性多栅CNTFET200中，所述多个碳纳米管膜206a、206b和206c可以通过诸如示例性栅极层202a和202b的交错的栅极层分开。栅极层202a包括夹在位于栅极接触金属204b —侧上的电介质材料208a与位于栅极接触金属204b的相对侧上的电介质材料208b之间栅极接触金属204a。在示例性实施例中，电介质材料208a和208b是相同的材料。类似地，栅极层202b包括夹在电介质材料208c和电介质材料208d之间的栅极接触金属204b。顶部碳纳米管膜206c被电介质层208e和栅极接触金属204c覆盖。因此，每个碳纳米管膜在每一个表面都被栅极接触金属包围。在示例性实施例中，栅极层202a和202b可以彼此电耦合。特别地，栅极接触金属240a、204b和204c可以彼此电耦合。因此耦合的栅极接触金属240a、204b和204c可以耦合到同一电压源。因此，可以通过栅极接触金属240a、204b和204c中的每一个施加均匀的电压。施加于栅极接触金属(例如栅极接触金属204b)的电压改变其相邻碳纳米管膜(即，碳纳米管膜206b和206c)中的电场。另外，诸如碳纳米管膜206b的选定的碳纳米管膜的内部电场可以受到在其相邻的栅极接触金属(即，栅极接触金属204a和204b)施加的电压的影响。
[0022]源极接触110和漏极接触112可以通过在每一层沉积适当的接触材料形成，由此形成通过欠重叠区域114和116与栅极层分开的分层的源极接触110和分层的漏极接触112。在一个示例性实施例中，栅极欠重叠114和116垂直地穿过各层并且在源极110和漏极112接触与受到栅控的区域之间延伸。尽管CNT薄膜的金属内容物降低了欠重叠114和116的电阻并且实现了具有低寄生电容的器件，但是与单层的输出电流相比这些层的垂直叠层增加了层叠CNTFET的输出电流。当层叠层时，欠重叠114和116的存在提供了允许在对准随后的层时的不准确的制造容差。由于存在欠重叠114和116，所述层可以略微偏移而既不与源极接触110短路也不与漏极接触112短路。
[0023]图3-8示出了用于制造图2所示的多层碳纳米管场效应晶体管200的示例性阶段。图3示出了 CNTFET200的第一制造阶段，其中碳纳米管膜304被置于衬底302上，所述衬底302例如是二氧化硅衬底。该衬底通常具有I微米(μ m)的厚度。碳纳米管膜304可以独立地生长并且然后被转移到硅衬底302上。或者，可以使用基于溶液的分散技术沉积CNT薄膜。在所述分散技术中，CNT膜可能不是很好地对准。然而，可以将分散膜直接图案化在栅极区域上而不需要蚀刻去除步骤。碳纳米管膜304可以包括扭曲的碳纳米管的排列。碳纳米管可以是半导体碳纳米管但是可以包含选定数量的金属碳纳米管。在一个实施例中，金属碳纳米管的量可以被选择为满足选定的标准。然后可以在碳纳米管膜304和硅衬底102上形成抗蚀剂(未示出)以保护初始碳纳米管膜的片段使其免受图案化用于有源晶体管器件的碳纳米管膜的光刻处理的影响。在一个示例性实施例中，抗蚀剂可以包括在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上的氢倍半硅氧烷(HSQ2%)的双层抗蚀剂。然后可以使用电子束光亥IJ(EBL)来图案化该双层抗蚀剂以形成掩模。可以使用反应离子蚀刻还除去暴露的区域中的碳纳米管膜。该蚀刻工艺留下了如图3所示的碳纳米管膜304。
[0024]图4示出了制造过程的第二阶段，其中电介质材料形成在碳纳米管膜304上。电介质层可以通过这样的方法形成:抗蚀剂沉积、光刻、电介质材料的原子层以及抗蚀剂移除。在一个示例性实施例中，使用电子束光刻来图案化暴露的碳纳米管膜304的区域。在所述区域暴露之后，可以在碳纳米管膜上沉积NO2中的三甲基铝(TMA)和水前体以形成籽层。在一个示例性实施例中，在10个循环沉积过程中沉积NO2中的TMA和水前体。一旦形成了籽层，就可以使用原子层沉积来形成氧化铪(Hf02)、Al2O3或其它适当的高k电介质材料的电介质层。在一个示例性实施例中，所述电介质层具有约IOnm的厚度。
[0025]图5示出了制造过程的第三阶段，其中栅极接触金属402b形成在图4的电介质层402a上。栅极接触金属402b可以通过抗蚀剂沉积、光刻、栅极接触金属的原子层沉积和使用热丙酮的抗蚀剂移除来形成。在一个示例性实施例中，栅极接触金属402b的金属可以是钯或其它适当的接触材料。在一个示例性实施例中，栅极接触金属402b具有约IOnm的厚度。
[0026]图6示出了制造过程的第四阶段，其中形成了源极接触602a和漏极接触602b。源极602a和漏极602b可以通过在衬底上形成抗蚀剂层、使用抗蚀剂层上的电子束光刻来暴露区域而形成。然后使用例如原子层沉积在所暴露的区域中沉积金属以形成源极602a和漏极602b。源极602a和漏极602b形成为电耦合到碳纳米管膜304。在一个示例性实施例中，在源极602a和漏极602b中使用的金属是钯(Pd)，当然可以使用任何适当的金属。在一个示例性实施例中，源极602a和漏极602b为约30纳米(nm)，当然可以使用任何适当的厚度。在源极602a和漏极602b的原子层沉积之后，使用例如热丙酮从衬底剥离抗蚀剂层。在该第四阶段之后形成的晶体管等价于顶栅控CNTFET。该顶栅控CNTFET可以在所述第四阶段之后并且在继续制造过程之前被测试。
[0027]图7示出了制造过程的第五阶段，其中第二电介质层402c被沉积在图6所示的栅极接触金属402b上。第二电介质层402c的沉积完成了多层极CNTFET的栅极层(例如，示例性栅极层102a)的形成。用于形成第二电介质层的工艺类似于形成图4中所示的第一电介质层的工艺。第二电介质层可以包括氧化铪或其它适当的电介质材料。在一个示例性实施例中，第二电介质层402c具有约IOnm的厚度。
[0028]由此栅极层102a包括厚度为IOnm的第一电介质层402a、厚度为IOnm的栅极接触金属402b、以及厚度为IOnm的第二电介质层402c。因此，栅极层102的厚度约为30nm并且与源极602a和漏极602b具有相同的厚度。因此，栅极层102a、源极602a和漏极602b的顶表面形成基本共面的表面，所述基本共面的表面可以用于进一步的碳纳米管膜沉积和晶体管生长。可以在第五阶段期间将第二电介质层402c制造成具有适当的厚度以便实现与源极602a和漏极602b的共面表面。
[0029]图8示出了制造过程的第六阶段，其中形成了 CNTFET200的第二碳纳米管膜804。第二碳纳米管膜804可以使用与图1的第一碳纳米管膜相同的工艺形成。换而言之，CVD生长的碳纳米管材料被沉积在由栅极层102、源极602a和漏极602b提供的表面上并且被蚀刻成选定的尺寸以提供第二碳纳米管膜804。第二碳纳米管膜804形成为电耦合到源极602a和漏极602b。在第六阶段结束时，存在两个独立的垂直层叠的碳纳米管膜304和804，它们由同一栅极接触金属402b栅控并且与同一源极602a和同一漏极602b接触。第二碳纳米管膜804的存在增强了 CNTFET的性能特征，同时保持了 CNTFET在衬底上的占地面积，即不增加在衬底102上CNTFET所需的表面积。
[0030]图9示出了图示形成本发明的CNTFET的示例性方法的流程图。在框902中，碳纳米管膜被转移到衬底上并且被图案化和蚀刻以形成CNTFET的第一碳纳米管膜，该第一碳纳米管膜提供CNTFET的栅极沟道。在框904中，在第一碳纳米管膜上形成第一电介质层。在一个示例性实施例中，沉积并且图案化抗蚀剂以暴露第一碳纳米管膜的区域。在抗蚀剂的被图案化的区域中沉积电介质材料以形成第一电介质层并且剥离所述抗蚀剂。在框906中，在第一电介质层上沉积栅极接触金属。在一个示例性实施例中，沉积并且图案化抗蚀剂以暴露电介质层。然后在暴露的第一电介质层上沉积栅极接触金属并且剥离抗蚀剂。在框908中，在提供欠重叠区域的位置处在第一碳纳米管膜上形成源极接触和漏极接触。在一个示例性实施例中，沉积并且图案化抗蚀剂。然后在抗蚀剂的被图案化的区域中沉积金属以形成源极接触和漏极接触并且剥离所述抗蚀剂。在框910中，在框908中形成的栅极接触金属上沉积第二电介质层。在一个示例性实施例中，沉积并且图案化抗蚀剂以暴露栅极接触金属的至少一部分。在栅极接触金属的暴露部分上沉积电介质材料以形成第二电介质层并且剥离所述抗蚀剂。此时，完成了可操作的栅极沟道。因此，在框912中，操作人员判定最近完成的栅极沟道是否是要形成的CNTFET的最后栅极沟道。该判定一般基于操作人员选择的设计规格。如果这是最后的栅极沟道，则该过程前进到框914，在框914该过程结束。否则，将第二碳纳米管膜转移到衬底以使其位于在框906、908和910中形成的栅极沟道顶上以及在框904中形成的源极接触和漏极接触顶上。该第二碳纳米管膜形成与所述第一栅极沟道并联的CNTFET的第二栅极沟道。从框916，该过程返回框904并且沉积更多的层以形成接下来的栅极沟道层。该过程可以继续以形成任何数量的栅极沟道。一旦完成了最后的栅极沟道，就可以使用例如布线连接或接合方法电耦合栅极接触金属。
[0031 ] 本文中使用的术语仅仅是为了描述特定实施例，并不意图限制本发明。如本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”也意图包含复数形式，除非上下文中另外明确指出。还应当理解，术语“包含”和/或“包括”，如果在本说明书中使用了，则指明存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
[0032]下面的权利要求中的所有装置或步骤加功能元素的对应结构、材料、动作和等效物旨在包括用于与特别要求保护的其它要求保护的元素相结合地执行功能的任何结构、材料或动作。已经为了说明和描述了目的呈现了本发明的说明书，但是该说明书并不是穷尽的或者限于所公开的形式的发明。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对于本领域技术普通技术人员而言，很多修改和改变是显而易见的。选择和描述该实施例是为了最好地解释本发明的原理和实践应用，并使得本领域普通技术人员能够对于具有适于所想到的特定用途的各种修改的示例性实施例来理解本发明。
[0033]本申请中描绘的流程图仅仅是一个例子。在不脱离本发明的精神的情况下，可以存在该流程图或其中描述的步骤的很多变型。例如，所述步骤可以以不同的顺序进行或者可以添加、删除或修改步骤。所有这些变型都被认为是所要求保护的方面的一部分。
[0034]尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解，现在以及将来，本领域技术人员可以进行落入后附权利要求的范围内的各种改进和增强。这些权利要求应当被认为保持对被首先描述的本发明的适当保护。
【权利要求】
1.一种形成碳纳米管场效应晶体管的方法，包括: 形成第一碳纳米管膜； 将第一栅极层耦合到所述第一碳纳米管膜的表面以影响所述第一碳纳米管膜的电场； 将第二碳纳米管膜耦合到所述第一栅极层，其中所述第一栅极层影响所述第二碳纳米管膜的电场；以及 将源极接触和漏极接触中的至少一个耦合到通过欠重叠区域与所述第一栅极层分开的所述第一碳纳米管膜。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括:形成到第二碳纳米管膜的第二栅极层并且电耦合所述第一栅极层和所述第二栅极层。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括:将第二栅极层耦合到所述第二碳纳米管膜以使用所述第一栅极层和所述第二栅极层二者影响所述第二碳纳米管膜中的电场。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一栅极层还包括夹在电介质层之间的栅极接触金属。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碳纳米管膜的金属接触降低了所述欠重叠区域的接触电阻。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述栅极层的厚度基本与所述源极接触和所述漏极接触中的至少一个的厚度相同。·
7.根据权利要求1所述的方法，还包括:层叠碳纳米管膜和栅极层的交替层以获得所述晶体管的参数的选定状态。
8.一种形成晶体管的栅极区域的方法，包括: 层叠栅极层和碳纳米管膜的多个交替层； 将所述栅极层彼此电耦合以形成所述晶体管的所述栅极区域；以及将源极接触和漏极接触中的至少一个耦合到通过欠重叠区域与所述栅极层分开的所述碳纳米管膜。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，层叠栅极接触金属和碳纳米管的多个交替层还包括在衬底上形成第一碳纳米管层并且在所述第一碳纳米管层的顶上垂直层叠栅极接触金属和碳纳米管的多个交替层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述晶体管在衬底上的占地面积与所述交替层的数量无关。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括:层叠所述多个交替层以便选定的碳纳米管膜中的电场受到在该选定的碳纳米管膜的相对侧上的栅极层的影响。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述碳纳米管膜的金属内容物降低了所述欠重叠区域的接触电阻。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，选定的栅极层包括夹在电介质层之间的栅极接触金属。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括:选择交替层的数量以获得晶体管参数的选定状态。
15.一种形成晶体管的方法，包括:层叠栅极层和碳纳米管膜的多个交替层； 将所述栅极层彼此电耦合；以及 将所述碳纳米管膜耦合到源极接触和漏极接触中的至少一个，其中所述源极接触和漏极接触中的所述至少一个通过欠重叠区域与所述栅极层分开。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，层叠栅极层和碳纳米管的多个交替层还包括在衬底上形成第一碳纳米管层并且在所述第一碳纳米管层的顶上垂直层叠栅极层和碳纳米管的多个交替层。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括:层叠所述多个层以便选定的碳纳米管膜中的电场受到在该选定的碳纳米管膜的相对侧上的栅极层的影响。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，选定的栅极层包括夹在绝缘体材料之间的栅极接触金属。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述栅极层的厚度基本与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个的厚度相同。
20.根据权利要求15所述的方法，还包括:选择交替层的数量以获得晶体管参数的选定状态。
21.—种碳纳米管场效应晶体管，包括: 第一碳纳米管膜； 耦合到所述第一碳纳米管膜的第一栅极层，其配置成影响所述第一碳纳米管膜中的电场； 与所述第一栅极层相对并耦合到所述第一栅极层的第二碳纳米管膜，其中所述第一栅极层配置成影响所述第二碳纳米管膜的电场；以及 源极接触和漏极接触中的至少一个，其耦合到所述碳纳米管膜并且通过欠重叠区域与所述第一栅极层分开。
22.根据权利要求21的碳纳米管场效应晶体管，还包括:耦合到所述第二碳纳米管膜的第二栅极层，其中所述第一栅极层和所述第二栅极层彼此耦合。
23.根据权利要求22的碳纳米管场效应晶体管，其中，所述第一栅极层和所述第二栅极层配置成改变所述第二碳纳米管膜中的电场。
24.根据权利要求21的碳纳米管场效应晶体管，其中，所述第一栅极层还包括夹在电介质层之间的栅极接触金属。
25.根据权利要求21的碳纳米管场效应晶体管，其中，所述碳纳米管膜的金属内容物降低了所述欠重叠区域的接触电阻。
26.根据权利要求25的碳纳米管场效应晶体管，其中，所述栅极层的厚度基本与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个的厚度相同。
27.根据权利要求21的碳纳米管场效应晶体管，还包括:碳纳米管膜和栅极层的多个交替层；其中所述交替层 的数量被选择为获得所述碳纳米管场效应晶体管的参数的选定状态。
28.一种晶体管的栅极区域，包括: 栅极层和碳纳米管膜的多个交替层；以及 所述栅极层之间的电耦合，其中所述碳纳米管膜耦合到源极接触和漏极接触中的至少一个并且所述栅极层通过欠重叠区域与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个分开。
29.根据权利要求28所述的栅极区域，其中，栅极层和碳纳米管的所述多个交替层还包括在衬底上的第一碳纳米管层以及在所述第一碳纳米管层的顶上的垂直层叠的栅极层和碳纳米管的交替层。
30.根据权利要求29所述的栅极区域，其中，所述栅极区域的占地面积基本上与所述交替层的数量无关。
31.根据权利要求28所述的栅极区域，其中，耦合到选定的碳纳米管膜的相对表面的栅极层被配置成改变该选定的碳纳米管膜中的电场。
32.根据权利要求28所述的栅极区域，其中，所述碳纳米管膜的金属内容物降低了所述欠重叠区域的接触电阻。
33.根据权利要求28所述的栅极区域，其中，选定的栅极层包括夹在电介质层之间的栅极接触金属。
34.根据权利要求28所述的栅极区域，其中，交替层的数量被选择为获得晶体管参数的选定状态。
35.一种晶体管，包括: 栅极层和碳纳米管膜的多个交替层； 配置成将所述栅极层彼此耦合的电耦合装置；以及 源极接触和漏极接触中的至 少一个，其中所述碳纳米管膜配置成耦合到所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个并且所述栅极层配置成通过欠重叠区域与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个分开。
36.根据权利要求35所述的晶体管，其中，所述多个交替的栅极层和碳纳米管膜还包括在衬底上的第一碳纳米管膜以及在所述第一碳纳米管膜的顶上的栅极层和碳纳米管的交替层的垂直叠层。
37.根据权利要求35所述的晶体管，其中，在选定的碳纳米管膜的相对侧上的栅极层被配置成改变该选定的碳纳米管膜中的电场。
38.根据权利要求35所述的晶体管，其中，选定的栅极层包括夹在电介质层之间的栅极接触金属。
39.根据权利要求35所述的晶体管，其中，选定的栅极层的厚度基本与所述源极接触和所述漏极接触中的所述至少一个的厚度相同。
40.根据权利要求35所述的晶体管，其中，交替层的数量被选择为获得晶体管参数的选定状态。
【文档编号】H01L29/423GK103824778SQ201310572051
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】A·D·富兰克林, J·T·史密斯, G·S·图勒夫斯基 申请人:国际商业机器公司