技术特征：
1.一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管，其特征在于：包括：衬底(1)、底栅电极(2)、底部铁电层(3)、二维半导体沟道层(4)、源极(5)、漏极(6)、顶部铁电层(7)、顶栅电极(8)；顶栅电极(8)、顶部铁电层(7)、二维半导体沟道层(4)、底部铁电层(3)、底栅电极(2)在衬底(1)上依次由上至下竖直分布，且源极(5)、漏极(6)分别位于顶部铁电层(7)两侧。2.如权利要求1所述的基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管，其特征在于，底栅电极(2)、漏极(6)、源极(5)和顶栅电极(8)采用金属au材料。3.如权利要求1所述的基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管，其特征在于，底部铁电层(3)和顶部铁电层(7)均采用p(vdf-trfe)材料。4.如权利要求1所述的基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管，其特征在于，二维半导体沟道层(4)采用二维过渡金属硫化物(tmdc)mos2或mote2材料。5.一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)利用溶胶-凝胶旋涂工艺，在覆有au底栅电极(2)的sio2/si衬底(1)上制成p(vdf-trfe)薄膜作为底部铁电层(3)；(2)利用胶带微机械剥离方法，将二维mos2或mote2薄片机械剥离到聚二甲基硅氧烷pdms载体上，通过光学显微镜在pdms上识别出合格的mos2或mote2薄片，再用pdms将承载的mos2或mote2薄片转移到p(vdf-trfe)薄膜上，形成二维半导体沟道层(4)；(3)利用光刻和热蒸镀工艺制备具有长条形状的au金属电极，并利用pdms薄膜将其转移到二维半导体沟道层(4)，形成源极(5)和漏极(6)；(4)利用溶胶-凝胶旋涂工艺，在二维半导体沟道层(4)结构上再次旋涂p(vdf-trfe)薄膜作为顶部铁电层(7)；(5)利用pdms转移金属au电极到顶部铁电层(7)结构上，形成顶栅电极(8)。6.如权利要求5所述的一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤(1)和(4)的溶胶-凝胶旋涂工艺，是以3000转/秒，每个循环为30s的旋涂参数，生长p(vdf-trfe)薄膜。7.如权利要求5所述的一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤(2)的胶带微机械剥离方法，是利用透明胶带从块状mos2或mote2材料上剥离出二维半导体薄膜。8.如权利要求5所述的一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤(3)和(5)的热蒸镀工艺，是以固体金属au材料作为蒸发源，在pdms上外延生长au薄膜。9.如权利要求5所述的一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：所述步骤(3)和(5)的光刻工艺，是在光刻胶的掩蔽作用下，刻蚀au材料，形成特定形状的金属au电极。10.如权利要求5所述的一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管的制作方法，其特征在于：p(vdf-trfe)薄膜厚度为150nm；偏氟乙烯和三氟乙烯的比值为70:30mol％。
技术总结
本发明公开了一种基于二维半导体沟道的双铁电栅晶体管，弥补了传统铁电场效应二维晶体管在存内计算方面的不足。包括在衬底上依次由上至下竖直分布的顶栅电极层、顶部铁电层、二维半导体沟道层、底部铁电层、底栅电极层；源极、漏极分别位于顶部铁电层两侧。底栅电极、漏极、源极和顶栅电极层采用金属Au材料，二维半导体沟道层采用MoS2或MoTe2材料，底部铁电层和顶部铁电层均采用P(VDF-TrFE)材料。本发明通过双铁电栅耦合效应对TMDC沟道进行电调控，实现对于TMDC沟道的非易失导电率调整。同时，双铁电栅二维晶体管采用上下铁电层的独立极化作为两个逻辑输入，可根据双铁电栅中极化方向的4种不同组合实现双输入布尔存储逻辑运算及其逻辑态的非易失保持，从而得到存内计算的功能。功能。功能。
技术研发人员：刘艳 罗拯东 杨麒玉 檀东昕 韩根全 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2022/5/10