[發(fā)明專利]硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310306847.8
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103346092A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周旭亮;于紅艷;李夢珂;潘教青;王圩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，包括以下步驟：

步驟1：在清洗好的硅襯底上，采用超高真空化學(xué)氣相沉積生長鍺層；

步驟2：將硅襯底立即放入MOCVD反應(yīng)室中，在鍺層上依次生長低溫成核砷化鎵層和高溫砷化鎵層，形成樣品；

步驟3：將樣品取出，對高溫砷化鎵層的表面進(jìn)行拋光；

步驟4：樣品清洗后放入MOCVD反應(yīng)室，退火后生長MOSFET結(jié)構(gòu)，該MOSFET結(jié)構(gòu)包括依次生長的GaAs緩沖層、InGaP層、InGaAs溝道層、InGaP刻蝕停止層和GaAs接觸層；

步驟5：在一個(gè)基本單元ABCD內(nèi)選區(qū)刻蝕長方形EFGH到InGaP刻蝕停止層；

步驟6：在選區(qū)刻蝕EFGH的位置，進(jìn)行圖形刻蝕InGaP刻蝕停止層、InGaAs溝道層和InGaP層，刻蝕深度到達(dá)GaAs緩沖層的表面，在EFGH的位置中的InGaAs溝道層形成有效溝道；

步驟7：選擇性濕法腐蝕掉有效溝道下方的InGaP層；

步驟8：采用ALD方法以及電子束曝光、刻蝕的方法，在懸空的有效溝道的周圍沉積Al₂O₃柵；

步驟9：分別制作源電極、漏電極、柵電極，完成器件的制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中硅襯底為偏[011]方向4°的(100)襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中退火的溫度和生長低溫成核砷化鎵層之外的各層相同的，均為620-660℃之間，退火在砷烷的保護(hù)氣氛下進(jìn)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中基本單元ABCD的邊長至少300μm，主要為源漏柵三個(gè)電極區(qū)域，并且各個(gè)基本單元之間需要隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中選區(qū)刻蝕長方形EFGH的寬為50-100nm，長為1-1.5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中圖形ICP刻蝕InGaP刻蝕停止層、InGaAs溝道層、InGaP層到GaAs緩沖層時(shí)，該圖形為間距10-50nm的長方形，刻蝕后留下脊形的InGaP刻蝕停止層、InGaAs溝道層、InGaP層到GaAs緩沖層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅基高遷移率InGaAs溝道的環(huán)柵MOSFET制備方法，其中選擇性腐蝕掉InGaAs溝道層下方的InGaP層后，留下懸空的有效溝道，其為平行于襯底的近長方體納米柱，厚度為10mn，In的組分為0.2，長和寬分別與選區(qū)刻蝕長方形EFGH的寬、圖形ICP刻蝕的長方形間距對應(yīng)。