[發明專利]一種可用于硅基集成的HEMT器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310069787.2
• 申請日: 2013-03-06
• 公開（公告）號: CN103165446A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 米俊萍;周旭亮;于紅艷;李夢珂;李士顏;潘教青
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778;H01L29/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種可用于硅基集成的HEMT器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A：對由鍺構成的襯底進行預處理；

步驟B：將所述襯底進行加熱，然后進行退火處理；

步驟C：在所述襯底上生長摻雜Fe的GaInP半絕緣層；

步驟D：在所述摻雜Fe的GaInP半絕緣層上繼續外延生長GaInP緩沖層；

步驟E：在所述GaInP緩沖層上形成半導體疊層，該半導體疊層自下而上包括GaAs溝道層、未摻雜的AlGaAs隔離層和重摻雜的AlGaAs供應層；

步驟F：在所述半導體疊層上生長高摻雜的GaAs帽層；

步驟G：在所述GaAs帽層上形成源極和漏極；

步驟H：在所述GaAs帽層中形成柵極。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述襯底為晶面方向為(100)的晶體鍺，并且偏向<111>晶向4°～6°。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括在磷烷氣體氛圍中將所述鍺襯底加熱到700℃，然后再退火10min。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括采用MOCVD的方法生長摻鐵GaInP半絕緣層，其條件是，反應室壓力為60mbar，三甲基鎵、三甲基銦作為III族源，磷烷作為V族源，二乙基鐵作為鐵的有機源，生長厚度為1μm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C中控制Fe在GaInP中的摻雜濃度為3×10¹⁷～90×10¹⁷/cm³。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟D中生成的GaInP緩沖層的厚度為300nm。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C和步驟D中分別生長的摻雜Fe的GaInP半絕緣層和GaInP緩沖層中Ga的組分為0.51。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟E形成的GaAs溝道層還包括在所述半導體疊層中形成的二維電子氣。

9.一種可用于硅基集成的HEMT器件，包括由鍺構成的襯底，其特征在于，還包括：

摻雜Fe的GaInP半絕緣層，位于所述襯底之上；

GaInP緩沖層，位于所述摻雜Fe的GaInP半絕緣層之上；

半導體疊層，位于所述GaInP緩沖層，該半導體疊層包括GaAs溝道層、未摻雜的AlGaAs隔離層和重摻雜的AlGaAs供應層；

GaAs帽層，位于所述半導體疊層之上；

源極、漏極和柵極，形成于所述GaAs帽層中。

10.如權利要求9所述的可用于硅基集成的HEMT器件，其特征在于，所述GaAs溝道層還包括在所述半導體疊層中形成的二維電子氣。