[發明專利]大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管及制造方法

有效

• 申請號: 201110283050.1
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102324436A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張雨溦;張楊;曾一平
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管，包括：

一襯底；

一復合緩沖層，生長在襯底上；

一插入層，生長在復合緩沖層上；

一AlSb隔離層，生長在插入層上，該AlSb隔離層的厚度為

一子溝道層，生長在AlSb隔離層上；

一銻化物下勢壘層，生長在子溝道層上，該銻化物下勢壘層的厚度為

一InAs溝道層，生長在銻化物下勢壘層上，該InAs溝道層的厚度為

一銻化物隔離層，生長在InAs溝道層上，該銻化物隔離層的厚度為

一摻雜層，生長在銻化物隔離層上，該摻雜層是Si平面摻雜的InAs，或者是Te的δ摻雜，其厚度為

一上勢壘層，生長在摻雜層上，該上勢壘層是由AlSb層和InAlAs層組成的復合勢壘層，該上勢壘層的厚度為其In的摩爾含量為0.2-0.6；

一InAs帽層，生長在上勢壘層上，該InAs帽層是非有意摻雜的InAs，或者是n型摻雜的InAs，其厚度為

2.根據權利要求1所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管，其中所述的襯底的材料為Si。

3.根據權利要求1所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管，其中復合緩沖層包括：

一AlSb量子點結構，該AlSb量子點的高度和直徑分別為和

一GaSb緩沖層，生長在AlSb量子點結構上，該GaSb緩沖層的厚度為100nm-300nm；

一AlSb緩沖層，生長在GaSb緩沖層上，該AlSb緩沖層的厚度為100nm-300nm；

一InSb量子點結構，生長在AlSb緩沖層上，該InSb量子點結構中量子點的高度和直徑分別為和

一AlGaSb緩沖層，生長在InSb量子點結構上，該AlGaSb緩沖層的厚度為200nm-1μm，其Ga的摩爾含量為0-0.5；

一GaSb/AlSb超晶格結構，生長在AlGaSb緩沖層上，該GaSb/AlSb超晶格結構中GaSb厚度為2nm，AlSb厚度為2nm，共有10-30個周期。

4.根據權利要求1所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管，其中插入層為p型摻雜的GaSb，其厚度為摻雜劑為Si。

5.根據權利要求1所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管，其中子溝道層為InAs，該子溝道層的厚度為

6.一種大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管的制作方法，包括以下步驟：

在襯底上采用MBE方法依次生長復合緩沖層、插入層、AlSb隔離層、子溝道層、銻化物下勢壘層、InAs溝道層、銻化物隔離層、摻雜層、上勢壘層和InAs帽層。

7.根據權利要求6所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管的制作方法，其中所述的襯底的材料為Si。

8.根據權利要求6所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管的制作方法，其中復合緩沖層包括：

一AlSb量子點結構，該AlSb量子點的高度和直徑分別為和

一GaSb緩沖層，生長在AlSb量子點結構上；

一AlSb緩沖層，生長在GaSb緩沖層上，該GaSb緩沖層的厚度為100nm-300nm，該AlSb緩沖層的厚度為100nm-300nm；

一InSb量子點結構，生長在AlSb緩沖層上，該InSb量子點結構中量子點的高度和直徑分別為和

一AlGaSb緩沖層，生長在InSb量子點結構上，該AlGaSb緩沖層的厚度為200nm-1μm，其Ga的摩爾含量為0-0.5；

一GaSb/AlSb超晶格結構，生長在AlGaSb緩沖層上，該GaSb/AlSb超晶格結構中GaSb厚度為2nm，AlSb厚度為2nm，共有10-30個周期。

9.根據權利要求6所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管的制作方法，其中插入層為p型摻雜的GaSb，其厚度為摻雜劑為Si。

10.根據權利要求6所述的大失配硅基襯底銻化物高電子遷移率晶體管的制作方法，其中生長InAs溝道層時，該InAs溝道層和銻化物下勢壘層之間界面類型需要為InSb界面。