[發明專利]一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管

有效

• 申請號: 201310640163.1
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103811542A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 趙靈智;劉詠梅;姜如青;李仕杰
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 廖繼海;邱奕才

1.一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，包括單晶襯底（00）、形成于單晶襯底（00）上的緩沖層（02）、形成于緩沖層（02）上的高遷移率溝道層（03）、形成于高遷移率溝道層（03）上的超晶格勢壘層（04）、形成于超晶格勢壘層（04）上的窄帶隙歐姆接觸層（05）、形成于窄帶隙歐姆接觸層（05）上的源金屬電極（06）和漏金屬電極（07）、蝕刻所述超晶格勢壘層（04）至高遷移率溝道層（03）表面形成的柵槽結構（08）、形成于柵槽結構（08）內表面的高K?柵介質（09）以及形成于高K?柵介質（09）上的柵金屬電極（10），其特征在于，所述超晶格勢壘層（04）為多個周期的薄膜層交替重疊組成，所述薄膜層由錫化物和另一摻雜的錫化物組成。

2.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述超晶格勢壘層（04）由5個周期的薄膜層交替組成，所述薄膜層由SnS與F-SnO₂組成，所述超晶格勢壘層（04）中F-SnO₂為最外層。

3.根據權利要求2所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述F-SnO₂中F的摻雜量為1.8~3.0%at。

4.根據權利要求2所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述超晶格勢壘層（04）厚度為?20~40?nm。

5.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述單晶襯底（00）為純度99.999%的單晶硅襯底。

6.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，在所述單晶襯底（00）上蒸鍍的一薄層Au（01），所述薄層Au（01）位于所述單晶襯底（00）和緩沖層（02）之間，所述薄層Au（01）厚度為50nm~100nm。

7.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述緩沖層（02）由Ⅳ-Ⅵ族半導體構成，所述高遷移率溝道層（03）包含一種Ⅳ-Ⅵ?族半導體或者多種Ⅳ-Ⅵ?族半導體的多元合金薄層組合而成的復合溝道，所述Ⅳ-Ⅵ族半導體為氧化亞錫、氧化錫、硫化亞錫和硫化錫中的任意一種。

8.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述緩沖層（02）的禁帶寬度大于所述高遷移率溝道層（03）的禁帶寬度，所述的窄帶隙歐姆接觸層（05）的禁帶寬度從下至上逐漸變小，所述窄帶隙歐姆接觸層（05）在表面處的禁帶寬度最小。

9.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述高K柵介質（09）的K?值高于SiO₂，所述高K柵介質（09）為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鑭、氧化鈦中的一種或一種以上。

10.根據權利要求1所述的一種錫化物超晶格勢壘半導體晶體管，其特征在于，所述柵槽結構（09）形成于所述源金屬電極（07）和漏金屬電極（08）的中間，采用選擇性腐蝕技術使柵槽刻蝕自動終止于所述高遷移率溝道層（03）表面。