[發明專利]制備半導體結構的方法、半導體結構及場效應晶體管

在審

• 申請號: 201711143467.1
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107910265A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 武嫻;王敬;肖磊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/772
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

1.一種制備半導體結構的方法，其特征在于，包括：

提供半導體層；

在所述半導體層的上表面設置界面層，所述界面層為含鋁元素的氮化物；

在所述半導體層上設置第一介質層，所述第一介質層是通過對所述界面層進行熱氧化或熱氮氧化而形成的，所述界面層至少部分轉化為所述第一介質層；以及

在所述第一介質層遠離所述半導體層的表面設置金屬層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體層設置在基底層上。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基底層包括半導體材料以及絕緣材料的至少之一。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導體層包括砷化物半導體、銻化物半導體、磷化物半導體、以及硫化物半導體的至少之一。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述界面層包括具有非晶、贗晶、或晶體結構的含鋁元素的氮化物的至少之一，

所述第一介質層是由所述界面層經過所述熱氧化或熱氮氧化形成的高k介質形成的。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述界面層為AlN，所述界面層的厚度為1-100nm。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述高k介質為Al₂O₃或AlO_xN_y，其中0<x<1.5，0≤y<1。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述熱氧化或所述熱氮氧化的溫度為600-1000℃。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在設置所述金屬層之前，在所述第一介質層遠離所述半導體層的表面進一步設置第二介質層，

在所述第二介質層遠離所述半導體層的表面設置所述金屬層。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二介質層是通過原子層沉積、磁控濺射或等離子體增強化學氣相沉積形成的，

任選地，所述第二介質層包括Al₂O₃、SiO₂、HfO₂、TiO₂、ZrO₂、La₂O₃的至少之一。

11.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述界面層是在所述基底層上設置所述半導體層時采用原位沉積技術形成的。

12.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述界面層是通過金屬有機物化學氣相沉積、原子層沉積、磁控濺射或等離子體增強化學氣相沉積形成的。

13.一種半導體結構，其特征在于，所述半導體結構是由權利要求1-12任一項所述的方法制備的。

14.一種半導體結構，其特征在于，包括：

半導體層；

界面層，所述界面層設置在所述半導體層的上表面，所述界面層為含鋁元素的氮化物；

第一介質層，所述第一介質層是由所述界面層通過熱氧化或熱氮氧化而形成的，所述界面層至少部分轉化為所述第一介質層；以及

金屬層，所述金屬層設置在所述第一介質層遠離所述半導體層的一側。

15.根據權利要求14所述的半導體結構，其特征在于，進一步包括：基底層，所述基底層設置在所述半導體層下表面。

16.根據權利要求15所述的半導體結構，其特征在于，所述基底層包括Si、GaAs、GaP、InP、GaSb、InSb、ZnS、ZnO、SiC、AlN、藍寶石以及GaN的至少之一。

17.根據權利要求14所述的半導體結構，其特征在于，所述半導體層包括砷化物半導體、銻化物半導體、磷化物半導體、以及硫化物半導體的至少之一。

18.根據權利要求14所述的半導體結構，其特征在于，所述界面層包括具有非晶、贗晶、或晶體結構的含Al的氮化物的至少之一，所述第一介質層為高k介質形成的。