场效应晶体管及开关元件

本发明涉及场效应晶体管及开关元件。

背景技术：

1、半导体微处理器和高度集成电路是在半导体基板上集成金属氧化物半导体(以下，也称为“mos”)场效应晶体管(以下，也称为“fet”)等元件而制造的。一般而言，互补式mosfet(以下，也称为“cmos”)为集成电路的基本元件(开关元件)。半导体基板的材料主要使用作为iv族半导体的硅。通过使构成cmos的晶体管小型化，能够提高半导体微处理器和高度集成电路的集成度及性能。使cmos小型化时存在的问题之一在于耗电量的增大。作为耗电量增大的主要原因，可举出以下两个原因，即，能够搭载在一个微芯片上的cmos的数量增加以及因短沟道效应所导致的漏电流增大。

2、作为在比通常的mosfet更小的亚阈值系数下动作的开关元件，已知有隧道fet(以下，也称为“tfet”)。tfet不带来短沟道效应且能够在低电压下实现较高的on/off(开/关)比，因此被认为是下一代开关元件的有力候选。近年来，已有报道使用iii-v族化合物半导体纳米线的tfet(例如，参照专利文献1)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：国际公开第2011/040012号

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在以往的fet中，为了实现不同的开关特性，需要制作不同的元件结构。例如，在由si-mosfet构成的cmos中，需要分别制作n-p-n结构和p-n-p结构。

3、本发明的目的在于，提供以一个元件结构展示多个开关特性的场效应晶体管及包含所述场效应晶体管的开关元件。

4、解决问题的方案

5、本发明的场效应晶体管具备：基板，具有(111)面，并由被掺杂为第一导电型的iv族半导体构成；核壳纳米线，包含核心纳米线和壳层，所述核心纳米线连接于所述基板的所述(111)面并由被掺杂为与所述第一导电型不同的第二导电型的iii-v族化合物半导体构成，所述壳层以包覆所述核心纳米线的方式配置，并由被掺杂为所述第一导电型的iii-v族化合物半导体构成；第一电极，与所述壳层电连接；第二电极，与所述基板电连接；以及栅极电极，使电场作用于所述基板与所述核心纳米线的接合界面以及所述壳层。

6、本发明的开关元件包含上述场效应晶体管。

7、发明效果

8、根据本发明，能够提供以一个元件结构展示多个开关特性的场效应晶体管及包含所述场效应晶体管的开关元件。

技术特征：

1.一种场效应晶体管，其具备：

2.如权利要求1所述的场效应晶体管，其中，

3.如权利要求1或2所述的场效应晶体管，其中，

4.如权利要求1～3中任意一项所述的场效应晶体管，其中，

5.如权利要求1～4中任意一项所述的场效应晶体管，其中，

6.如权利要求1～5中任意一项所述的场效应晶体管，其中，

7.一种开关元件，包含权利要求1～6中任意一项所述的场效应晶体管。

技术总结本发明的场效应晶体管具备：基板，具有(111)面，并由被掺杂为第一导电型的IV族半导体构成；核壳纳米线，包含核心纳米线和壳层，该核心纳米线连接于所述基板的所述(111)面并由被掺杂为与所述第一导电型不同的第二导电型的III‑V族化合物半导体构成，该壳层以包覆所述核心纳米线的方式配置，并由被掺杂为所述第一导电型的III‑V族化合物半导体构成；第一电极，与所述壳层电连接；第二电极，与所述基板电连接；以及栅极电极，使电场作用于所述基板与所述核心纳米线的接合界面以及所述壳层。技术研发人员：富冈克广,蒲生浩宪受保护的技术使用者：国立大学法人北海道大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14