本发明属于纳电子学，具体涉及一种环形栅场效应晶体管。
背景技术：
1、在传统的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(mosfet)器件中，从源极注入的热载流子遵循指数衰减的玻尔兹曼统计分布规律，导致器件工作电流及亚阈值摆幅(ss)与温度存在指数依赖关系，理论计算得到的ss的最小极限为60mv/decade。后摩尔时代，国际半导体技术路线图从新材料、新机理和新结构三个方向给出器件发展方向。
2、在新材料方面，二维材料表面光滑无悬挂键，柔韧性好，其超薄的厚度有利于提升器件栅控能力，然而，目前实验上制备的以二维材料为沟道材料的器件的开态电流和ss仍难以满足国际半导体技术路线图的要求。
3、在新机理方面，人们已开始研究具有陡峭亚阈值摆幅的新原理器件，目前研究较多的两类器件是隧穿场效应晶体管(tfets)和负电容场效应晶体管(nc-fets)，这两类晶体管的ss均突破了60mv/decade的极限，被认为有希望代替传统mosfet器件。然而，负电容场效应晶体管表现出较为严重的迟滞现象，这限制了其在实际中的应用。隧穿场效应晶体管的工作原理是利用了源极与沟道区之间的带间隧穿，器件由关态到开态的过程中，载流子需要穿过导带与价带之间的隧穿势垒，导致开态电流较小，通常小于10μa/μm。
4、在新结构方向，通过引入鳍状栅(fin)、环形栅(gaa)等新结构，可以提升器件栅控能力，以增大器件开态电流，但新的栅极结构对于器件开态电流提升不显著，器件ss仍大于60mv/decade，器件性能提升效果仍未达到实际应用的要求。
技术实现思路
1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：对于目前研究较多的两类陡峭亚阈值摆幅器件，负电容晶体管表现出较为严重的迟滞现象，隧穿晶体管开态电流较小。实验上制备的鳍状栅晶体管、环形栅场效应晶体管等器件性能改善未达到实际应用要求。因此，有必要设计出一种环形栅场效应晶体管，该环形栅场效应晶体管具有60mv/decade以下的陡峭亚阈值摆幅以及较大的开态电流，可实现快速开关。
2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种环形栅场效应晶体管。
3、本发明实施例提供了一种环形栅场效应晶体管，包括：
4、源极、沟道区和漏极；
5、所述源极的材料包括已掺杂的砷烯纳米带；
6、所述沟道区包括左侧砷烯纳米带延伸区，本征砷烯纳米带沟道，右侧砷烯纳米带延伸区，所述源极与所述左侧砷烯纳米带延伸区连接，所述右侧砷烯纳米带延伸区与所述漏极连接，所述本征砷烯纳米带沟道四周被环绕式栅极包裹；
7、所述漏极的材料包括已掺杂的砷烯纳米带；
8、所述左侧砷烯纳米带延伸区吸附有氢原子。
9、本发明实施例的环形栅场效应晶体管带来的优点和技术效果为：
10、本发明实施例的环形栅场效应晶体管晶体管中，金属栅极为环绕式，包裹在本征砷烯纳米带沟道四周，利用环绕式栅极以及左侧砷烯纳米带延伸区吸附氢原子的共同作用，可实现器件的快速开关，使得器件可以达到60mv/decade以下的陡峭亚阈值摆幅以及较大的开态电流。
11、在一些实施例中，吸附的所述氢原子的个数为1个。
12、在一些实施例中，吸附的所述氢原子位于所述左侧砷烯纳米带延伸区的边界砷原子顶位或中间砷原子顶位或边界钝化砷原子顶位。
13、在一些实施例中，吸附的所述氢原子位于所述左侧砷烯纳米带延伸区的边界砷原子顶位。
14、在一些实施例中，所述左侧砷烯纳米带延伸区与所述右侧砷烯纳米带延伸区的长度均为1纳米。
15、在一些实施例中，所述本征砷烯纳米带沟道的长度为亚10纳米级。
16、在一些实施例中，所述源极、所述沟道区和所述漏极的材料均为单层。
17、在一些实施例中，所述源极、所述沟道区和所述漏极的边界均采用氢原子钝化。
18、在一些实施例中，所述源极的砷烯纳米带为n型掺杂，所述漏极的砷烯纳米带为p型掺杂。
19、在一些实施例中，所述n型已掺杂的所述源极的载流子浓度为5×1019e/cm3；所述p型已掺杂的所述漏极的载流子浓度为5×1019e/cm3。
1.一种环形栅场效应晶体管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，吸附的所述氢原子的个数为1个。
3.根据权利要求1所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，吸附的所述氢原子位于所述左侧砷烯纳米带延伸区的边界砷原子顶位或中间砷原子顶位或边界钝化砷原子顶位。
4.根据权利要求3所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，吸附的所述氢原子位于所述左侧砷烯纳米带延伸区的边界砷原子顶位。
5.根据权利要求1-4任一项所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述左侧砷烯纳米带延伸区与所述右侧砷烯纳米带延伸区的长度均为1纳米。
6.根据权利要求1-4任一项所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述本征砷烯纳米带沟道的长度为亚10纳米级。
7.根据权利要求1-4任一项所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述源极、所述沟道区和所述漏极的材料均为单层。
8.根据权利要求1-4任一项所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述源极、所述沟道区和所述漏极的边界均采用氢原子钝化。
9.根据权利要求1-4任一项所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述源极的砷烯纳米带为n型掺杂，所述漏极的砷烯纳米带为p型掺杂。
10.根据权利要求9所述的环形栅场效应晶体管，其特征在于，所述n型已掺杂的所述源极的载流子浓度为5×1019e/cm3；所述p型已掺杂的所述漏极的载流子浓度为5×1019e/cm3。
