一种可重构二维沟道晶体管及其制备方法与流程

本说明书涉及半导体，尤其涉及一种可重构二维沟道晶体管及其制备方法。

背景技术：

1、随着信息技术的发展，采用传统的冯诺依曼架构的计算机由于处理器和存储器物理分离的设计，使得计算机在进行数据处理时，需要先从存储器中获取数据并传输到处理器中进行处理，其中，存储器和处理器之间的数据传输距离导致计算机的功耗增加。

2、因此，如何能够进一步降低计算机的功耗，则是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本说明书提供一种可重构二维沟道晶体管及其制备方法，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种可重构二维沟道晶体管，所述可重构二维沟道晶体管包括：衬底、沟道、源极、漏极、栅极，其中，所述沟道位于所述衬底上方，所述源极和所述漏极分别位于所述沟道两端，所述栅极位于所述沟道上方，所述源极包括：源区、源极可移动离子薄膜层、源极掺杂电极、源极金属电极，所述漏极包括：漏区、漏极可移动离子薄膜层、漏极掺杂电极、漏极金属电极，所述栅极包括：栅电介质层、栅金属电极，所述沟道、所述源区、所述漏区由双极性层状二维半导体材料构成。

4、可选地，通过控制施加在所述栅极的电压保持不变，调整施加在所述源极掺杂电极的电压以及所述漏极掺杂电极上的电压，使得所述可重构二维沟道晶体管用于数据存储，或者，通过控制施加在所述源极掺杂电极的电压以及所述漏极掺杂电极上的电压保持不变，调整施加在所述栅极的电压，使得所述可重构二维沟道晶体管用于逻辑运算。

5、可选地，若施加在所述栅极的电压保持不变，调整施加在所述源极掺杂电极的电压，使得所述源区注入不同的载流子，以及，调整施加在所述漏极掺杂电极的电压，使得所述源区和所述漏区中被注入不同的载流子以控制所述可重构二维沟道晶体管开启状态和关闭状态之间切换，并通过所述可重构二维沟道晶体管的开启状态和关闭状态储存相应的数据，其中，施加在所述源极掺杂电极的电压与施加在所述漏极掺杂电极的电压一致。

6、可选地，若施加在所述栅极的电压为负向脉冲电压，则当施加在所述源极掺杂电极的电压以及施加在所述漏极掺杂电极的电压为负向脉冲电压时，使得所述源区和所述漏区中被注入空穴以控制所述可重构二维沟道晶体管处于开启状态，并通过所述可重构二维沟道晶体管的开启状态存储第一数据；

7、当施加在所述源极掺杂电极的电压以及施加在所述漏极掺杂电极的电压为正向脉冲电压时，使得所述源区和所述漏区中被注入电子以控制所述可重构二维沟道晶体管处于关闭状态，并通过所述可重构二维沟道晶体管的关闭状态存储第二数据。

8、可选地，若施加在所述栅极的电压为正向脉冲电压，则当施加在所述源极掺杂电极的电压以及施加在所述漏极掺杂电极的电压为正向脉冲电压时，使得所述源区和所述漏区中被注入电子以控制所述可重构二维沟道晶体管处于开启状态，并通过所述可重构二维沟道晶体管的开启状态存储第一数据；

9、当施加在所述源极掺杂电极的电压以及施加在所述漏极掺杂电极的电压为负向脉冲电压时，使得所述源区和所述漏区中被注入空穴以控制所述可重构二维沟道晶体管处于关闭状态，并通过所述可重构二维沟道晶体管的关闭状态存储第二数据。

10、可选地，若施加在所述源极掺杂电极的电压以及所述漏极掺杂电极上的电压保持不变，调整施加在所述栅极的电压，使得所述沟道上方形成不同的电场以控制所述可重构二维沟道晶体管在开启状态和关闭状态之间切换，并通过所述可重构二维沟道晶体管的开启状态和关闭状态以及施加在所述栅极的电压进行逻辑运算。

11、本说明书提供了可重构二维沟道晶体管制备方法，所述方法用于制备可重构二维沟道晶体管，所述可重构二维沟道晶体管包括：衬底、沟道、源极、漏极、栅极，其中，所述沟道位于所述衬底上方，所述源极和所述漏极分别位于所述沟道两端，所述栅极位于所述沟道上方，所述源极包括：源区、源极可移动离子薄膜层、源极掺杂电极、源极金属电极，所述漏极包括：漏区、漏极可移动离子薄膜层、漏极掺杂电极、漏极金属电极，所述栅极包括：栅电介质层、栅金属电极，所述方法包括：

12、获取用于制备所述可重构二维沟道晶体管的硅衬底；

13、通过机械剥离将二维半导体材料剥离在预设的聚二甲基氧烷薄膜上，并采用干转移法将所述二维半导体材料转移至所述硅衬底上方，并通过机械剥离将预设的六方氮化硼hbn剥离在预设的聚二甲基氧烷薄膜上，并采用干转移法将所述六方氮化硼转移至所述二维半导体材料上方，作为栅电介质层，得到堆叠后硅基片；

14、将所述堆叠后硅基片置入预设的反应腔中，并在所述反应腔中通入去离子水前驱体源以及第一指定类型金属的前驱体源，以在所述栅电介质层的两端形成源极可移动离子薄膜层以及漏极可移动离子薄膜层，所述第一指定类型金属的前驱体源用于提供形成可移动离子薄膜层所需的指定金属元素；

15、使用第二指定类型金属作为靶材进行反应溅射，以在所述源极可移动离子薄膜层的上方沉积得到源极掺杂电极，并在所述漏极可移动离子薄膜层的上方沉积得到漏极掺杂电极，以及在所述二维半导体材料的两侧沉积得到源极金属电极和漏极金属电极，在所述栅电介质层上方沉积得到栅极金属电极。

16、可选地，获取用于制备所述可重构二维沟道晶体管的硅衬底，具体包括：

17、获取基础硅衬底；

18、在所述基础硅衬底上加盖二氧化硅覆盖层，得到用于制备所述可重构二维沟道晶体管的硅衬底。

19、可选地，将所述堆叠后硅基片置入预设的反应腔中之前，所述方法还包括：

20、将预设的反应腔中的气体抽出以使所述反应腔内处于真空状态；

21、在所述反应腔处于所述真空状态后，在所述反应腔中充入惰性气体，以使所述反应腔中的气压为指定气压，并将所述反应腔的温度调整为指定温度，得到调整后反应腔；

22、将所述堆叠后硅基片置入预设的反应腔中，具体包括：

23、将所述堆叠后硅基片置入所述调整后反应腔中。

24、可选地，使用第二指定类型金属作为靶材进行反应溅射，以在所述源极可移动离子薄膜层的上方沉积得到源极掺杂电极，并在所述漏极可移动离子薄膜层的上方沉积得到漏极掺杂电极，以及在所述二维半导体材料的两侧沉积得到源极金属电极和漏极金属电极，在所述栅电介质层上方沉积得到栅极金属电极，具体包括：

25、使用第二指定类型金属作为靶材进行反应溅射，以在所述源极可移动离子薄膜层的上方沉积得到源极掺杂电极金属层，并在所述漏极可移动离子薄膜层的上方沉积得到漏极掺杂电极金属层，以及在所述二维半导体材料的两侧沉积得到源极金属电极金属层和漏极金属电极金属层，在所述栅电介质层上方沉积得到栅极金属电极金属层；

26、对所述源极掺杂电极金属层、所述漏极掺杂电极金属层、所述源极金属电极金属层、所述漏极金属电极金属层、所述栅极金属电极金属层进行刻蚀，得到所述可重构二维沟道晶体管的源极掺杂电极、所述漏极掺杂电极、所述源极金属电极、所述漏极金属电极、所述栅极金属电极。

27、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述模型部署的方法。

28、本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述模型部署的方法。

29、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

30、在本说明书提供的可重构二维沟道晶体管中，包括：衬底、沟道、源极、漏极、栅极，其中，沟道位于衬底上方，源极和漏极分别位于沟道两端，栅极位于沟道上方，源极包括：源区、源极可移动离子薄膜层、源极掺杂电极、源极金属电极，漏极包括：漏区、漏极可移动离子薄膜层、漏极掺杂电极、漏极金属电极，栅极包括：栅电介质层、栅金属电极，沟道、源区、漏区由双极性层状二维半导体材料构成。

31、从上述方法可以看出，可以通过在可重构二维沟道晶体管中的由双极性层状二维半导体材料构成的沟道、源区、漏区，以及，在可重构二维沟道晶体管中的源极可移动离子薄膜层、源极掺杂电极、源极金属电极、漏极可移动离子薄膜层、漏极掺杂电极、漏极金属电极，使得可重构二维沟道晶体管不仅可以用于数据存储还可以用于逻辑运算，从而可以通过可重构二维沟道晶体管将计算机中的处理器和存储器集成在一起，以降低由于存储器和处理器之间较远的数据传输距离而带来的功耗。