專利名稱：量子干涉晶體管及其制造和操作方法
技術領域：
示例實施例涉及晶體管和/或制造和/或操作所述晶體管的方法。此外，示例實施
例涉及利用石墨烯的量子干涉晶體管和/或制造和/或操作所述量子干涉晶體管的方法。
背景技術：
增加半導體裝置的集成度的一個方法可以是減小半導體裝置的元件的尺寸。因 此，可以作出之前沒有考慮過的減小元件的尺寸的嘗試。例如，在半導體裝置中通常使用的 晶體管的溝道的長度可遠大于電子的相干波長A。。hCTmre。因此，在傳統(tǒng)的半導體晶體管中 沒有考慮電子的波動性。 然而，當前半導體裝置的集成度可以增加和/或半導體裝置的設計規(guī)格可以為納 米級。因此，晶體管的溝道的長度可小于電子的相干波長、。hm。在這樣的情況下，考慮 到晶體管的溝道中的電子的輸送和/或傳輸，電子不是被視為粒子，而是被視為波。即，可 以量子化動態(tài)地解釋電子的行為。 因此，下文中，將這樣的晶體管稱為量子干涉晶體管可以以波動來解釋晶體管的 溝道中的電子的行為，和/或可以通過波的干涉來確定晶體管的操作。 量子干涉晶體管的示例可以為利用2D電子氣體、超導體或分子中的電子的波動 性的晶體管。這種類型的量子干涉晶體管可以以大約10THz的高頻率進行操作，并可以具 有低的功耗，但是會難以進行制造。具體地講，在利用2D電子氣體或超導體的量子干涉晶 體管的情況下，量子干涉晶體管可以以遠低于50K的溫度運行，并因此會難以使用。

發(fā)明內容
示例實施例可以包括可利用現(xiàn)有技術的制造工藝進行制造并且/或者可在基本 上為室溫的溫度條件下進行操作的量子干涉晶體管。示例實施例還可以包括制造和操作所 述量子干涉晶體管的方法。 為了實現(xiàn)上面和/或其他的方面，示例實施例可以包括一種量子干涉晶體管，所 述量子干涉晶體管包括源極；漏極；石墨烯片，包括N個溝道(N > 2) ，N個溝道位于源極和 漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差(path difference);至少一個柵極， 位于N個溝道中的一個或多個溝道處。 源極和/或漏極可以為相同或不同的石墨烯片的一部分。
路徑差可以使得穿過溝道的電子波在漏極中產(chǎn)生相消干涉。 柵極堆疊可以形成在多個溝道路徑中的至少一個溝道路徑上。柵極堆疊可以形成 在石墨烯片上方和下方中的至少一處。此外，柵極堆疊可以形成為圍繞溝道的一部分。柵 極堆疊可以包括柵極絕緣層和/或柵極。 為了實現(xiàn)上面和/或其他的方面，示例實施例可以包括一種制造量子干涉晶體管 的方法，所述量子干涉晶體管包括源極、漏極、N個溝道(N > 2)、至少一個柵極，N個溝道位 于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差，所述至少一個柵極位于溝道中的一個或多個溝道處，所述方法包括如下步驟利用石墨烯片形成N個溝道。
在示例實施例中，源極和/或漏極也可以由石墨烯片形成。 所述方法還可以包括如下步驟在將要形成量子干涉晶體管的基底上形成石墨烯
片；在石墨烯片上形成限定N個溝道的掩模；去除掩模周圍的石墨烯片；去除掩模。
可以在形成石墨烯片的步驟之前和/或在形成石墨烯片的步驟之后形成柵極堆 當在形成石墨烯片的步驟之前形成柵極的一部分并在形成石墨烯片的步驟之后 形成柵極的其余部分時，可以將在形成石墨烯片的步驟之前形成的柵極部分和在形成石墨 烯片的步驟之后形成的柵極部分形成為彼此分開或彼此連接。 為了實現(xiàn)上面和/或其他的方面，示例實施例可以包括一種操作量子干涉晶體管 的方法，所述量子干涉晶體管包括源極、漏極、N個溝道(N > 2)、至少一個柵極，N個溝道位 于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差，所述至少一個柵極位于溝 道中的一個或多個溝道處，所述方法包括如下步驟將電壓施加到至少一個柵極，其中，電 壓可以使穿過設置有所述柵極的溝道的電子波的相位移位。 —種量子干涉晶體管可以包括源極；漏極；石墨烯片，包括N個溝道(N > 2) ， N 個溝道位于源極和漏極之間，并具有的N-1個在源極和漏極之間路徑差；至少一個柵極，位 于N個溝道中的一個或多個溝道處。 —種制造量子干涉晶體管的方法可以包括利用石墨烯片形成溝道的步驟。
—種操作量子干涉晶體管的方法可以包括將電壓施加到柵極的步驟。電壓可以使
穿過設置有柵極的溝道的電子波的相位移位。


通過下面結合附圖的對示例實施例的詳細描述，上面和/或其他方面和優(yōu)點將變 得更明顯并更易于理解，附圖中 圖1至圖6是根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管的透視圖； 圖7是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖1的量子干涉晶體管的方法的沿7-7' 線截取的圖1的量子干涉晶體管的剖視圖； 圖8是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖5的量子干涉晶體管的方法的沿8-8' 線截取的圖5的量子干涉晶體管的剖視圖； 圖9是根據(jù)示例實施例的圖8的量子干涉晶體管的剖視圖； 圖IO是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖6的量子干涉晶體管的方法的沿 10-10'線截取的圖6的量子干涉晶體管的剖視圖； 圖11是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖6的量子干涉晶體管的方法的沿 10-10'線截取的圖6的量子干涉晶體管的剖視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述示例實施例。然而，實施例可以以多種不同的形式 來實施，不應該被理解為局限于在此提出的實施例。相反，提供這些示例實施例使本公開將 是徹底的和完全的，并將范圍充分地傳達給本領域的技術人員。在附圖中，為了清晰起見，會夸大層和區(qū)域的厚度。 應該理解，當元件被稱作"在"另一組件"上"、"連接到"另一組件、"電連接到"另 一組件或者"結合到"另一組件時，該元件可以直接在另一組件上、直接連接到另一組件、直 接電連接到另一組件或者直接結合到另一組件，或者可以存在中間組件。相反，當元件被稱 作"直接在"另一組件"上"、"直接連接到"另一組件、"直接電連接到"另一組件或者"直接 結合到"另一組件時，不存在中間組件。如這里所使用的，術語"和/或"包括一個或多個相 關所列的項目的任意組合和所有組合。 應該理解的是，盡管在這里可使用術語第一、第二、第三等來描述不同的元件、組 件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分并不應受這些術語的限 制。這些術語僅是用來將一個元件、組件、區(qū)域、層和/或部分與另一元件、組件、區(qū)域、層和 /或部分區(qū)分開來。因此，在不脫離示例實施例的教導的情況下，下面討論的第一元件、組 件、區(qū)域、層和/或部分可被命名為第二元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。 為了方便描述，在這里可使用如"在......之下"、"在......下方"、"下面的"、
"在......上方"、"上面的"等的空間相對術語來描述如圖中所示的一個元件和/或特征與
其它元件和/或特征的關系。應該理解的是，空間相對術語意在包含除了在附圖中描述的 方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。 這里使用的術語僅為了描述特定示例實施例的目的，而不意圖限制本發(fā)明。如這 里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式。還將理解的 是，當在本說明書中使用術語"包含"和/或"包括"時，說明存在所述特征、整體、步驟、操 作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件和/ 或組件。 除非另有定義，否則這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與示 例實施例所屬領域的普通技術人員所通常理解的意思相同的意思。將進一步理解，除非這 里明確定義，否則術語(例如在通用的字典中定義的術語)應該被解釋為具有與相關領域 的上下文中它們的意思相一致的意思，而不是理想地或者過于正式地解釋它們的意思。
現(xiàn)在將說明附圖中示出的示例實施例，其中，相同的標號可以始終表示相同的組 件。 首先將描述根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管。
圖1至圖6是根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管的透視圖。 參照圖l，根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管QT1可以包括在石墨烯片中的溝道 44C1和44C2和/或源極40、漏極42。在300K的條件下，石墨烯片中的電子的有效質量可 以為0。此外，在300K的條件下，石墨烯片中的電子的相干波長、。he，e可以為l微米或更 長。因此，量子干涉晶體管QT1基本上可以在室溫的條件下進行操作，和/或可以在各種領 域中使用。第一溝道44C l和/或第二溝道44C2可以設置在源極40和漏極42之間。第 一溝道44C1和第二溝道44C2可以在源極40和/或漏極42處相交，但是可以在源極40和 /或漏極42之間彼此分開。第一溝道44C1和第二溝道44C2可以與電子的相干波長一樣長 或短于電子的相干波長。第一溝道44C1和第二溝道44C2的長度Ll和L2 (可以是預定的 或者可以不是預定的)可以彼此不同。第一溝道44C1的長度Ll和第二溝道44C2的長度 L2之間的差L2-L1 (構成路徑差)可以由下面的式1來表示
[式1] L2-LI n(入。/2) 其中，n可以為1、3、5........， A D可以為第一溝道44C1和第二溝道44C2中的
電子的波長。 根據(jù)式1，在離開源極40的電子中，穿過第一溝道44C1的電子和穿過第二溝道 44C2的電子可以因路徑差L2-L1而具有180度的相位差。因此，在漏極42中，可以在穿過 第一溝道44C1的電子波和穿過第二溝道44C2的電子波之間產(chǎn)生相消干涉。因此，只要第 一溝道44C1和第二溝道44C2之間的路徑差L2-L1滿足式1，電流就不會在源極40和漏極 42之間流動。 此外，參照圖l，柵極46G可以設置在第二溝道44C2處。更具體地講，柵極46G可 以形成在第二溝道44C2上方?？蛇x擇地，柵極46G可以形成在第一溝道44C1上方。隨著 將電壓施加到柵極46G，穿過上方形成有柵極46G的第二溝道44C2的波的相位(S卩，電子波 的相位)可以改變。換句話說，電子波的相位可以移位。電子波的相位移位的方向可以根 據(jù)施加到柵極46G的電壓的極性而變化。如果將正電壓施加到柵極46G，則穿過第二溝道 44C2的電子波的相位可以為(例如)在穿過第一溝道44C1的電子波的相位之前。相反，如 果將負電壓施加到柵極46G，則穿過第二溝道44C2的電子波的相位可以為(例如)在穿過 第一溝道44C1的電子波的相位之后。因此，通過控制施加到柵極46G的電壓，可以相對于 穿過第一溝道44C1的電子波的相位來調節(jié)穿過第二溝道44C2的電子波的相位。因此，在 漏極42中，可以在穿過第一溝道44C1的電子和穿過第二溝道44C2的電子之間產(chǎn)生相長干 涉。結果，電流可以在源極40和漏極42之間流動。施加到柵極46G以使穿過設置有柵極 46G的溝道的電子波的相位移位的電壓可以很小，因此，可以降低功耗。
圖2示出根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管。 參照圖2，兩個柵極可以設置在第二溝道44C2處。具體地講，第一柵極48G1和/ 或第二柵極48G2可以分別形成在第二溝道44C2上方和/或下方。第一柵極48G1可以與 圖1的柵極46G相同或基本相同。第一柵極48G1和第二柵極48G2的功能可以與柵極46G 的功能相同?？梢詫⒄妷菏┘拥降谝粬艠O48Gl，和/或可以將負電壓施加到第二柵極 48G2?？蛇x擇地，第一柵極48G1和第二柵極48G2可以分別形成在第一溝道44C1上方和/ 或下方。第一柵極48G1和第二柵極48G2可以彼此分開。
圖3示出了根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管。 參照圖3，環(huán)形柵極50G可以設置在第二溝道44C2周圍。環(huán)形柵極50G可以圍繞 第二溝道44C2的一部分。除了圖1和圖2的柵極可以為在溝道上方的頂部柵極和/或在溝 道下方的底部柵極之外，圖3中示出的量子干涉晶體管的其余結構可以與圖1中的其余結 構相同。環(huán)形柵極50G的功能可以(例如)與圖1中的柵極46G的功能相同或相似?？蛇x 擇地，環(huán)形柵極50G可以設置在第一溝道44C1處。環(huán)形柵極50G可以設置在第一溝道44C1 和第二溝道44C2處。當環(huán)形柵極50G設置在第一溝道44C1和第二溝道44C2處時，可以僅 將用于產(chǎn)生相長干涉的電壓施加到一個環(huán)形柵極50G。可選擇地，當環(huán)形柵極50G設置在第 一溝道44C1和第二溝道44C2處時，可以將電壓施加到第一溝道44C1和第二溝道44C2的 環(huán)形柵極50G中的每個環(huán)形柵極50G，并可以將不同的電壓施加到每個環(huán)形柵極，從而產(chǎn)生 相長干涉。
圖4示出根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管。 參照圖4，量子干涉晶體管可以包括由兩個溝道52C1和52C2組成的矩形溝道，這 與圖1至圖3的包括由第一溝道44C1和第二溝道44C2組成的環(huán)形溝道的量子干涉晶體管 不同。具有長度L3(可以是預定的或者可以不是預定的)的第一溝道52C1可以(例如)線 性地連接源極40和漏極42，和/或第二溝道52C2的長度L4(可以是預定的或者可以不是 預定的)可以長于第一溝道52C1的長度，和/或第二溝道52C2可以構成(例如)矩形的 三條邊。第二溝道52C的長度L4和第一溝道52C1的長度L3之間的路徑差L4-L3可以表
示為與上述的式l相似，例如，L4-L3 n(A。/2)，其中，n可以為1、3、5........， A?？梢?br> 為第一溝道52C1和第二溝道52C2中的電子的波長。頂部柵極54G1可以形成在第二溝道 52C2上方。頂部柵極54G1可以形成在第二溝道52C2的一部分上方。頂部柵極54G1的功 能可以與圖1的頂部柵極46G的功能相同或相似?？蛇x擇地，頂部柵極54G1可以形成在第 一溝道52C1上。此外，頂部柵極54G1可以形成在第一溝道52C1和第二溝道52C2上。此 時，量子干涉晶體管可以以與參照圖3描述的方式相同的方式或相似的方式進行驅動。
同時，如圖5中所示，還可以將底部柵極54G2設置在頂部柵極54G1下方，第二溝 道52C2設置在頂部柵極54G1和底部柵極54G2之間?？蛇x擇地，頂部柵極54G1和/或底 部柵極54G2可以設置在第一溝道52C1處。當形成頂部柵極54G1和底部柵極54G2時，量 子干涉晶體管可以按與參照圖2描述的方式相同的方式或相似的方式進行驅動。
圖6示出根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管。 參照圖6，柵極56G可以設置在第二溝道52C2處。柵極56G可以圍繞第二溝道
52C2的一部分。就此，柵極56G的形狀可以為(例如)矩形。圖6中示出的量子干涉晶體
管的其余結構可以與圖4的量子干涉晶體管的其余結構相同或相似。此外，例如，柵極56G
的形狀可以為三角形?？蛇x擇地，柵極56G可以設置在第一溝道52C1處。 同時，雖然沒有在附圖中示出，但是量子干涉晶體管可以形成在垂直的平面上或
在傾斜的平面上。 下文中，將描述根據(jù)示例實施例的制造量子干涉晶體管的方法。 根據(jù)示例實施例的量子干涉晶體管可以包括源極、漏極和/或溝道。兩個或更多
個源極、漏極、溝道可以由石墨烯片形成。兩個或更多個源極、漏極、溝道可以同時形成。因
此，這里將集中描述形成溝道的可以形成有柵極的部分的方法。 例如，圖7是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖1的量子干涉晶體管的方法的沿 7-7'線截取的圖1的量子干涉晶體管QT1的剖視圖。圖8是用于描述根據(jù)示例實施例的 制造圖5的量子干涉晶體管的方法的沿8-8'線截取的圖5的量子干涉晶體管的剖視圖。 圖9是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖5的量子干涉晶體管的方法的圖5的量子干涉晶 體管的剖視圖。圖10是用于描述根據(jù)示例實施例的制造圖6的量子干涉晶體管的方法的 沿10-10'線截取的圖6的量子干涉晶體管的剖視圖。 分別參照圖7、圖8、圖9、圖10來描述制造圖1、圖5、圖6的量子干涉晶體管的方 法。 首先，將描述制造圖1的量子干涉晶體管的方法。 參照圖7，可以在基底30上形成第二溝道44C2?；?0可以是半導體基底?；?底30還可以包括位于基底30的上表面上的絕緣層。第二溝道44C2可以由石墨烯片形成?？梢酝ㄟ^在基底30的上表面上形成石墨烯片并將石墨烯片圖案化來形成第二溝道44C2。 具體地講，可以在形成在基底30的上表面上的石墨烯片上形成按如圖1中所示的形狀限定 石墨烯片的掩模?？梢詫⒀谀D案化，從而形成對圖1的第一溝道44C1和第二溝道44C2 進行的部分，以滿足式1的路徑差的條件。然后，可以根據(jù)掩模的形狀來蝕刻石墨烯片并可 以去除掩模，從而形成具有源極40、漏極42、第一溝道44C1、第二溝道44C2的石墨烯片，如 圖1中所示。在圖1中，可以僅第一溝道44C1和第二溝道44C2為石墨烯片。此外，在圖2 至圖6中，可以僅溝道44C1、44C2、52C1、52C2為石墨烯片。然后，可以在第二溝道44C2上 形成柵極絕緣層43，可以在柵極絕緣層43上形成柵極46G。柵極絕緣層43可以為(例如) 氧化物層或氮化物層。柵極絕緣層43和柵極46G可以一起構成柵極堆疊。因此，可以完成 圖1的量子干涉晶體管的制造。 接下來，將描述制造圖5的量子干涉晶體管的方法。術語和元件的標號與參照圖 5描述的術語和元件的標號相同。 參照圖8，可以在基底30上順序形成底部柵極54G2和第一柵極絕緣層53a。第一 柵極絕緣層53a和底部柵極54G2可以一起構成第一柵極堆疊。第一柵極絕緣層53a可以 為(例如)氧化物層或氮化物層。第二溝道52C2可以形成在第一柵極絕緣層53a上?？梢?同時或基本同時地形成圖5的第二溝道52C2、源極40、漏極42、第一溝道52C1。也可以按 與參照圖7描述的方式相同的方式利用使用掩模的蝕刻方法來形成圖5的第二溝道52C2、 源極40、漏極42、第一溝道52C1。然后，可以在第二溝道52C2周圍形成絕緣層80。也可以 在圖5的源極40、漏極42和/或第一溝道52C1周圍形成絕緣層80?？梢栽诮^緣層80上 形成覆蓋第二溝道52C2的第二柵極絕緣層53b。絕緣層80和第二柵極絕緣層53b可以為 可形成在第一柵極絕緣層53a上以覆蓋第二溝道52C2的單個絕緣層。第二柵極絕緣層53b 可以與第一柵極絕緣層53a相同?？梢栽诘诙艠O絕緣層53b上形成頂部柵極54Gl?？梢?在底部柵極54G2上方形成頂部柵極54Gl。頂部柵極54G1和第二柵極絕緣層53b可以一起 構成第二柵極堆疊。 因此，可以完成包括頂部柵極54G1和底部柵極54G2的具有雙柵極結構的量子干 涉晶體管的制造。 同時，如圖9中所示，也可以通過在基底30中形成凹入?yún)^(qū)域90并填充凹入?yún)^(qū)域90 來形成底部柵極54G2。 接下來，將參照圖10來描述制造圖6的量子干涉晶體管的方法。術語和元件的標
號與參照圖6描述的術語和元件的標號相同。 參照圖10，可以在基底30上形成第一柵極導電層92。 然后，可以在第一柵極導電層92上形成柵極絕緣層93 。柵極絕緣層93可以為(例 如)氧化物層或氮化物層。然后，可以在柵極絕緣層93上形成石墨烯片(未示出)。可以 利用上述使用掩模的圖案化方法使石墨烯片圖案化。因此，可以在柵極絕緣層93的上表 面上形成石墨烯片的第二溝道52C2。可以將第二溝道52C2形成為位于第一柵極導電層92 上方。然后，可以用柵極絕緣層95來覆蓋第二溝道52C2?？梢詫⒌诙艠O導電層94形成 為在柵極絕緣層93上覆蓋用柵極絕緣層95覆蓋的第二溝道52C2。第一柵極導電層92和 第二柵極導電層94可以對應于圖6的柵極56G。包括第一柵極導電層92、第二柵極導電層 94、柵極絕緣層93、柵極絕緣層95的堆疊可以為圍繞第二溝道52C2的柵極堆疊。
因此，可以形成包括圍繞第二溝道52C2的柵極56G的量子干涉晶體管。 同時，如圖11中所示，可以通過在基底30中形成凹入?yún)^(qū)域97并填充凹入?yún)^(qū)域97
來形成第一柵極導電層92。 可以利用上述制造方法之一來形成圖2至圖4中示出的量子干涉晶體管。
如上所述，在制造圖1至圖6的量子干涉晶體管的方法中，可以使用也可以在現(xiàn)有 技術的制造半導體裝置的工藝中使用的攝影蝕刻工藝。因此，可以容易地制造圖1至圖6 的量子干涉晶體管。 接下來，將描述根據(jù)示例實施例的操作量子干涉晶體管的方法。 具體地講，可以將電壓(可以是預定的或者可以不是預定的)施加到柵極(圖1
至圖6中示出的柵極之一 )，以操作量子干涉晶體管。隨著將電壓施加到柵極，可以使穿過
設置有所述柵極的溝道的電子波的相位移位，因此，可以在漏極中在穿過設置有所述柵極
的電子波和穿過未設置所述柵極的另一溝道的電子波之間產(chǎn)生相長干涉。施加的電壓可以
為正電壓或負電壓。 同時，當連接源極和漏極的兩個溝道的長度可以相等或基本上相等時，可以在兩 個溝道中的每個溝道中形成柵極，可以將不同的電壓施加到所述柵極，使得穿過溝道的兩 個電子波在漏極中產(chǎn)生相長干涉。例如，當在一個量子干涉晶體管中包括位于源極和漏極 之間的N個溝道(N > 2)時，所述N個溝道可以具有N-l個在源極和漏極之間的路徑差。
另一方面，當圖1至圖6中示出的量子干涉晶體管的兩個溝道的路徑差為可以導 致相長干涉而不是相消干涉的路徑差時，則可以將產(chǎn)生相消干涉的電壓施加到可以是圖1 至圖6中示出的柵極之一的柵極。當需要相長干涉時，即，當需要在源極和漏極之間進行電 流流動時，可以暫時停止施加電壓。 上面闡述的示例實施例按組合的方式示出了元件和特征；然而，公開的組合不是
排他性的。示例實施例也可以包括上面說明的元件和/或特征的任意組合。 雖然已經(jīng)具體示出并描述了示例實施例，但是本領域普通技術人員應該理解的
是，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此進行形式和細節(jié)
方面的各種改變。
權利要求
一種量子干涉晶體管，包括源極；漏極；石墨烯片，包括N個溝道，N個溝道位于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差，其中，N≥2；至少一個柵極，位于N個溝道中的一個或一個以上的溝道處。
2. 如權利要求l所述的量子干涉晶體管，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個 溝道的電子波在漏極中產(chǎn)生相消干涉。
3. 如權利要求l所述的量子干涉晶體管，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個 溝道的電子波在漏極中產(chǎn)生相長干涉。
4. 如權利要求1所述的量子干涉晶體管，其中，所述至少一個柵極位于石墨烯片上方 和下方中的至少一處，所述量子干涉晶體管還包括柵極絕緣層，在所述至少一個柵極和石墨烯片之間。
5. 如權利要求l所述的量子干涉晶體管，其中，所述至少一個柵極圍繞N個溝道中的至 少一個溝道的一部分。
6. 如權利要求1所述的量子干涉晶體管，其中，石墨烯片進一步包括所述源極和所述 漏極。
7. —種制造量子干涉晶體管的方法，所述量子干涉晶體管包括源極、漏極、N個溝道和 至少一個柵極，N個溝道位于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差， 其中，N > 2，所述至少一個柵極位于溝道中的一個或一個以上的溝道處，所述方法包括如 下步驟利用石墨烯片形成N個溝道。
8. 如權利要求7所述的方法，其中，利用石墨烯片形成N個溝道的步驟包括如下步驟 在將要形成量子干涉晶體管的基底上形成石墨烯片； 在石墨烯片上形成限定N個溝道的掩模；去除掩模周圍的石墨烯片； 去除掩模。
9. 如權利要求8所述的方法，其中，在形成石墨烯片的步驟之前和在形成石墨烯片的 步驟之后中的至少一種情況下形成所述至少一個柵極。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，當在形成石墨烯片的步驟之前形成所述至少一個 柵極的一部分并在形成石墨烯片的步驟之后形成所述至少一個柵極的其余部分時，將在形 成石墨烯片的步驟之前形成的柵極部分和在形成石墨烯片的步驟之后形成的柵極部分形 成為彼此分開或彼此連接，并在所述至少一個柵極和石墨烯片之間形成柵極絕緣層。
11. 如權利要求7所述的方法，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個溝道的電 子波在漏極中產(chǎn)生相消干涉。
12. 如權利要求7所述的方法，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個溝道的電 子波在漏極中產(chǎn)生相長干涉。
13. 如權利要求8所述的方法，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個溝道的電 子波在漏極中產(chǎn)生相消干涉。
14. 如權利要求8所述的方法，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個溝道的電 子波在漏極中產(chǎn)生相長干涉。
15. —種操作量子干涉晶體管的方法，所述量子干涉晶體管包括源極、漏極、N個溝道 和至少一個柵極，N個溝道位于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑 差，其中，N > 2，所述至少一個柵極位于溝道中的一個或一個以上的溝道處，所述方法包括 如下步驟將電壓施加到所述至少一個柵極，其中，電壓使穿過N個溝道中設置有所述至少一個柵極的至少一個溝道的電子波的相 位移位。
16. 如權利要求15所述的方法，其中，路徑差使得穿過N個溝道中的至少一個溝道的電 子波在漏極中產(chǎn)生相消干涉或在漏極中產(chǎn)生相長干涉。
17. 如權利要求15所述的方法，其中，源極和漏極形成在石墨烯片中。
18. 如權利要求15所述的方法，其中，所述至少一個柵極形成在石墨烯片的上方和下 方中的至少一處，所述量子干涉晶體管還包括柵極絕緣層，形成在所述至少一個柵極和石墨烯片之間。
19. 如權利要求15所述的方法，其中，所述至少一個柵極圍繞設置有所述柵極的一個 或一個以上的溝道的一部分。
20. 如權利要求16所述的方法，其中，源極和漏極形成在石墨烯片中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種量子干涉晶體管及其制造和操作方法。一種量子干涉晶體管可以包括源極；漏極；N個溝道(N≥2)，位于源極和漏極之間，并具有N-1個在源極和漏極之間的路徑差；至少一個柵極，設置在N個溝道中的一個或多個溝道處。N個溝道中的一個或多個溝道可以形成在石墨烯片中。一種制造所述量子干涉晶體管的方法可以包括利用石墨烯片形成N個溝道中的一個或多個溝道。一種操作所述量子干涉晶體管的方法可以包括將電壓施加到至少一個柵極。電壓可以使穿過形成有所述至少一個柵極的溝道的電子波的相位移位。
文檔編號H01L21/336GK101719510SQ20091017779
公開日2010年6月2日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權日2008年10月9日
發(fā)明者徐順愛, 洪起夏, 申在光, 鄭現(xiàn)鐘, 金鐘燮 申請人:三星電子株式會社