JP7424268B2 - トランジスタ - Google Patents
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Description
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に係るトランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ソース電極と離れて配置されるドレイン電極と、を備え、ソース電極からドレイン電極へ向かう方向をゲート長方向とする。トランジスタは、第1面を有する絶縁性のベース部と、第1面上に配置されるグラフェン膜と、ゲート長方向と垂直なゲート幅方向に延びる帯状の形状を有し、第1面と対向する面と反対側の面であるグラフェン膜の第2面上に配置されるゲート絶縁膜と、を備える。ソース電極は、ベース部に搭載され、ゲート絶縁膜と間隔をあけて、グラフェン膜と接触するように配置される。ドレイン電極は、ベース部に搭載され、ゲート絶縁膜と間隔をあけて、グラフェン膜と接触し、ゲート長方向においてゲート絶縁膜を挟んでソース電極と反対側に配置される。ゲート電極は、ゲート幅方向に延びる帯状の形状を有し、第2面と対向する面と反対側の面であるゲート絶縁膜の第3面上に配置される。トランジスタは、ゲート絶縁膜と同じ材質であって、ゲート絶縁膜とソース電極との間に位置する第1領域およびゲート絶縁膜とドレイン電極との間に位置する第2領域において、第2面の一部を露出するよう第2面上に配置される絶縁層を備える。
次に、本開示のトランジスタの一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
本開示の実施の形態1に係るトランジスタについて説明する。図1は、実施の形態1におけるトランジスタの構造を示す概略断面図である。図1において、ベース部およびグラフェン膜の厚さ方向は、矢印Tで示す向きまたはその逆の向きで示される。トランジスタのゲート長方向は、後述するソース電極16からドレイン電極17へ向かう方向としている。ゲート長方向は、矢印Wで示す向きまたはその逆の向きで示される。図1は、ゲート幅方向に垂直な平面で切断した場合の断面図である。図1は、ゲート長方向に垂直な方向であるゲート幅方向に垂直であってゲート電極を含む断面である。
なお、上記の実施の形態においては、絶縁層21を構成する突出部22a,22b,22c,22dは、半球状であることとしたが、これに限らず、他の形状、たとえば、直方体形状や立方体形状であってもよい。さらには、帯状に連なっていてもよい。また、ウェットエッチングを途中で止めて形成した絶縁膜19を一部グラフェン膜13の第2面13aに残すことにより絶縁層21を形成することとしたが、これに限らず、一旦第1領域23aおよび第2領域23b上に形成した絶縁膜19を全て除去した後、改めて第1領域23aの一部の上および第2領域23bの一部の上に上記構成の絶縁層21を形成することにしてもよい。
12 ベース部
12a 第1面
13b,14b,15b 主面
13 グラフェン膜
13a 第2面
14 ゲート絶縁膜
14a 第3面
15 ゲート電極
16 ソース電極
16a,17a,19a 上面
17 ドレイン電極
18a,18b 空隙
19 絶縁膜
21 絶縁層
22a,22b,22c,22d 突出部
23a 第1領域
23b 第2領域
51a,51b,51c,51d,51e,51f,52a,52b,52c,52d,52e,52f,53a,53b,54a,54b,55a,55b 線
T,W 矢印
L1,L2,L3,L4 長さ
D1 厚さ
Claims (7)
- ゲート電極と、ソース電極と、前記ソース電極と離れて配置されるドレイン電極と、を備え、前記ソース電極から前記ドレイン電極へ向かう方向をゲート長方向とするトランジスタであって、
第1面を有する絶縁性のベース部と、
前記第1面上に配置されるグラフェン膜と、
ゲート長方向と垂直なゲート幅方向に延びる帯状の形状を有し、前記第1面と対向する面と反対側の面である前記グラフェン膜の第2面上に配置されるゲート絶縁膜と、を備え、
前記ソース電極は、前記ベース部に搭載され、前記ゲート絶縁膜と間隔をあけて、前記グラフェン膜と接触するように配置され、
前記ドレイン電極は、前記ベース部に搭載され、前記ゲート絶縁膜と間隔をあけて、前記グラフェン膜と接触し、ゲート長方向において前記ゲート絶縁膜を挟んで前記ソース電極と反対側に配置され、
前記ゲート電極は、ゲート幅方向に延びる帯状の形状を有し、第2面と対向する面と反対側の面である前記ゲート絶縁膜の第3面上に配置され、
前記トランジスタは、前記ゲート絶縁膜と同じ材質であって、前記ゲート絶縁膜と前記ソース電極との間に位置する第1領域および前記ゲート絶縁膜と前記ドレイン電極との間に位置する第2領域において、前記第2面の一部を露出するよう前記第2面上に配置される絶縁層と、を備え、
前記絶縁層は、前記第2面から突出するよう、それぞれ間隔をあけて配置される複数の突出部を含む、トランジスタ。 - 前記突出部の形状は、半球状である、請求項1に記載のトランジスタ。
- 前記突出部の直径は、1nm以上10nm以下である、請求項2に記載のトランジスタ。
- 前記第1領域および前記第2領域のうちの少なくともいずれか一方の領域において、前記絶縁層によって覆われる前記第2面の領域の全体に占める割合は、30%以上80%以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のトランジスタ。
- ゲート長方向において、前記ゲート絶縁膜の長さに対する前記第1領域の長さおよび前記第2領域の長さの比率はそれぞれ、1/3以上である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のトランジスタ。
- ゲート長方向において、前記第1領域の長さおよび前記第2領域の長さのうちの少なくともいずれか一方は、1μm以上である、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のトランジスタ。
- 前記グラフェン膜の原子層の数は、1以上5以下である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のトランジスタ。
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