[發明專利]P型半導體器件

無效

• 申請號: 201080026465.4
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN102804382A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: D.J.瓦利斯
• 申請（專利權）人: 秦內蒂克有限公司
• 主分類號: H01L29/16
• 分類號: H01L29/16;H01L29/267;H01L29/778
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;盧江

1.一種半導體器件，包括：

有源層，其包括小于20nm厚的一層α-Sn；以及

在有源層下面的第一約束層，其中，第一約束層由具有比α-Sn寬的能帶隙的一種或多種材料形成，其中，α-Sn與所述一種或多種材料之間的能帶隙偏移允許約束有源層中的載流子，使得有源層充當量子阱。

2.如權利要求1所述的半導體器件，還包括在有源層上的第二約束層，其中，第二約束層也由具有比α-Sn寬的能帶隙的一種或多種材料形成，其中，α-Sn與所述一種或多種材料之間的能帶隙偏移允許約束有源層中的載流子。

3.如權利要求1或權利要求2所述的半導體器件，其中，用達到2%的Si、Ge或其組合來摻雜有源層。

4.如任一前述權利要求所述的半導體器件，其中，有源層中的載流子是空穴，并且有源層形成p溝道。

5.如從屬于權利要求2的任一前述權利要求所述的半導體器件，其中，在有源層與第一約束層和第二約束層中的至少一個之間存在至少1%的應變。

6.如從屬于權利要求2的任一前述權利要求所述的半導體器件，其中，第一約束層和第二約束層中的至少一個包括三元III-V半導體。

7.如權利要求6所述的半導體器件，其中，第一約束層和第二約束層中的至少一個包括AI_xIn_1-xSb。

8.如權利要求7所述的半導體器件，其中，第一約束層和第二約束層兩者都包括Al_xIn_1-xSb。

9.如權利要求7或權利要求8所述的半導體器件，其中，x的值在0.30?≤x≤0.45的范圍內。

10.如任一前述權利要求所述的半導體器件，還包括基底，其中，第一約束層在基底上方形成至少0.2μm的緩沖層。

11.如權利要求10所述的半導體器件，其中，所述基底包括GaAs或Si。

12.如任一前述權利要求所述的半導體器件，其中，?所述半導體器件是p-FET，并且其中，所述半導體還包括全部設置在第二約束層上方的源極、漏極和柵極，其中，柵極位于源極與漏極之間以控制其之間的p溝道中的電流。

13.如權利要求12所述的半導體器件，其中，所述半導體器件還包括適合于向有源層貢獻載流子的摻雜劑片。

14.一種制造半導體器件的方法，包括步驟：

制備基底；

用外延生長過程直接地或間接地生長第一約束層；以及

用外延生長過程在第一約束層上方生長α-Sn的有源層；

其中，第一約束層由具有比α-Sn的能帶隙寬的一種或多種材料形成，其中，α-Sn與所述一種或多種材料之間的能帶隙偏移允許約束有源層中的載流子，使得有源層充當量子阱。

15.如權利要求14所述的方法，還包括步驟：

用外延生長過程在α-Sn的有源層上方生長第二約束層；

其中，第二約束層由具有比α-Sn的能帶隙寬的一種或多種材料形成，其中，α-Sn與所述一種或多種材料之間的能帶隙偏移允許約束有源層中的載流子。

16.如權利要求15所述的方法，其中，制備基底的步驟包括制備相對于晶面基本上被斜切以在其上面進行第一約束層、有源層和第二約束層的后續生長的表面。

17.如權利要求16所述的方法，其中，所述基底是GaAs或Si，并且所述晶面是（001）平面。

18.如權利要求14至17中的任一項所述的方法，其中，任何約束層由Al_xIn_1-xSb形成。

19.如權利要求18所述的方法，其中，x的值在0.30?≤x≤0.45的范圍內。

20.如從屬于權利要求15的權利要求15至19中的任一項所述的方法，其中，所述半導體器件是p-FET，并且其中，所述方法還包括步驟：

用平版印刷過程在第二約束層上方形成金屬源極、漏極和柵極焊盤以形成p-FET，其有源層形成p溝道。