[發明專利]銻化物高電子遷移率晶體管及制備方法

在審

• 申請號: 202011438021.3
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112563137A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 倪健;董海云;薛聰
• 申請（專利權）人: 埃特曼（深圳）半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/06;H01L29/207;H01L29/778
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 魏宇星

本發明公開了一種銻化物高電子遷移率晶體管及制備方法，所述制備方法包括：提供襯底；于所述襯底的表面形成電子阻擋層；于所述電子阻擋層的表面形成銻化物外延結構。通過在銻化物外延結構和襯底之間設計引入電子阻擋層，解決襯底中的原子向上層結構擴散可能帶來的器件漏電以及襯底原子不可控的擴散增加溝道層中電子濃度的控制難度等問題；銻化物外延結構既保證整體銻化物高分子遷移率晶體管的正常工作，同時緩解了常見的襯底與上層銻化物存在的晶格失配的問題，進而有效提高銻化物高電子遷移率晶體管溝道的電子濃度和在室溫條件下的電子遷移率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種銻化物高電子遷移率晶體管及制備方法。

背景技術

在高速化合物半導體器件中，高電子遷移率晶體管(High electron mobilitytransistor,HEMT)因具有高跨導，低閾值電壓，高的電流截止頻率，低柵漏電流等優良性能占有舉足輕重的作用，以Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體為基礎的高電子遷移率晶體管在微波、毫米波器件及單片集成電路和邏輯集成電路的應用近年來一直受到持續的關注。

銻化物體系材料是第三代高電子遷移率晶體管的應用材料，以InSb、InAsSb為代表的窄帶隙材料作為溝道層可達到比GaAs和InP更高的載流子遷移率和飽和漂移速率，在高頻高速領域的應用潛力巨大。溝道層的載流子濃度和遷移率是決定器件性能的關鍵因素。而傳統的銻化物高電子遷移率晶體管的襯底采用價格且加工與集成相對困難的InP或銻化物襯底，雖然目前部分技術采用Si作為襯底，但仍然存在晶格失配，晶格失配會帶來器件溝道層電子遷移率下降，并且Si原子擴散易導致上層結構中漏電現象。

發明內容

基于此，有必要針對上述背景技術中的問題，提供一種銻化物高電子遷移率晶體管及制備方法，有效解決銻化物與襯底之間晶格失配，同時消除襯底中的原子擴散導致器件漏電的問題，極大提高溝道層電子遷移率。

為解決上述技術問題，本申請的第一方面提出一種銻化物高電子遷移率晶體管的制備方法，包括：

提供襯底；

于所述襯底的表面形成電子阻擋層；

于所述電子阻擋層的表面形成銻化物外延結構。

于上述實施例中的銻化物高電子遷移率晶體管的制備方法中，于提供的襯底上依次形成電子阻擋層和銻化物外延結構，通過在銻化物外延結構和襯底之間設計引入電子阻擋層，解決襯底中的原子向上層結構擴散可能帶來的器件漏電以及襯底原子不可控的擴散增加溝道層中電子濃度的控制難度等問題；銻化物外延結構既保證整體銻化物高分子遷移率晶體管的正常工作，同時緩解了常見的襯底與上層銻化物存在的晶格失配的問題，進而有效提高銻化物高電子遷移率晶體管溝道的電子濃度和在室溫條件下的電子遷移率。

在其中一個實施例中，所述電子阻擋層包括P型摻雜的InAlSb層。

在其中一個實施例中，所述于所述電子阻擋層的表面形成銻化物外延結構包括：

于所述電子阻擋層的表面形成復合緩沖層；

于所述復合緩沖層的表面形成溝道層；

于所述溝道層的表面形成銻化物隔離層；

于所述銻化物隔離層的表面形成勢壘層；

于所述勢壘層的表面形成帽層。

在其中一個實施例中，所述于所述電子阻擋層的表面形成復合緩沖層包括：

于所述電子阻擋層的表面形成超晶格緩沖層；

于所述超晶格緩沖層的表面形成穿插緩沖層；

其中，所述穿插緩沖層包括第一穿插緩沖層和相鄰的所述第一穿插緩沖層之間設有第二穿插緩沖層。