[發明專利]InP PHEMT外延結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202110015630.6
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112736132B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 周書星;王寅;張欣;類淑來;胡青松
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/20;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種InP?PHEMT外延結構，其特征在于，包括由下至上依次層疊設置的InP襯底、下緩沖層、遞變緩沖層、上緩沖層、溝道層、隔離層、Si平面摻雜層、勢壘層、刻蝕停止層、第一接觸層和第二接觸層，所述下緩沖層的材料為InP、In_0.52Al_0.48As或者In_0.53Ga_0.47As中的任意一種；所述上緩沖層的材料為In_zA1_1-zAs，其中，0.7≤z≤0.9；所述遞變緩沖層的材料為In_xA1_1-xAs，其中，x自所述遞變緩沖層的下端至上端由0.52至0.8依次連續遞增；所述溝道層的材料為In_yGa_1-yAs，0.8≤y≤1；所述第一接觸層的材料為摻雜Si的N型In_kGa_1-kAs，0.8≤k≤0.9；所述第二接觸層的材料為摻雜Si的N型InAs。

2.如權利要求1所述的InP?PHEMT外延結構，其特征在于，所述隔離層的材料為In_mA1_1-mAs，0.7≤m≤0.9，所述勢壘層的材料為In_nA1_1-nAs，0.7≤n≤0.9。

3.如權利要求1所述的InP?PHEMT外延結構，其特征在于，所述刻蝕停止層的材料為InAs_1-jP_j，0.1≤j≤1。

4.如權利要求1所述的InP?PHEMT外延結構，其特征在于，所述Si平面摻雜層的摻雜濃度為4×10¹²cm^-2?~?7×10¹²cm^-2；所述第一接觸層的摻雜濃度大于10¹⁹cm^-3，第二接觸層的摻雜濃度大于10¹⁸cm^-3。

5.如權利要求1~4中任一項所述的InP?PHEMT外延結構，其特征在于，所述InP襯底的厚度為50nm~150nm，所述遞變緩沖層的厚度為0.5um~3um，所述溝道層的厚度為10nm~30nm，所述隔離層的厚度為2nm~6nm，所述勢壘層的厚度為5nm~20nm，所述刻蝕停止層的厚度為2nm~6nm，所述第一接觸層的厚度為10nm~20nm，所述第二接觸層的厚度為5nm~10nm。

6.一種InP?PHEMT外延結構的制備方法，其特征在于，用于制備如權利要求1~5中任一項所述的InP?PHEMT外延結構，所述制備方法包括以下步驟：

將所述InP襯底置于反應室內，對所述InP襯底進行熱處理；

在所述InP襯底上外延生長所述遞變緩沖層；

在所述遞變緩沖層上外延生長所述溝道層；

在所述溝道層上外延生長所述隔離層；

在所述隔離層上外延生長所述Si平面摻雜層；

在所述Si平面摻雜層上外延生長所述勢壘層；

在所述勢壘層上外延生長所述刻蝕停止層；

在所述刻蝕停止層上外延生長所述第一接觸層；

在所述第一接觸層上外延生長所述第二接觸層。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的條件為：將所述InP襯底送入氣態源分子束外延系統的預處理室，在250~300℃的溫度下除氣20~40?min。

8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述遞變緩沖層的外延生長過程中，溫度為300~500℃，AsH₃的裂解壓力為300~800Torr，保持Al爐溫度不變，單向逐漸升高In爐溫度，以使In_xA1_1-xAs中In組分x由0.52逐漸增大至0.8。