[發明專利]一種基于復合襯底的場效應晶體管及其制作方法

在審

• 申請號: 202210395533.9
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114823576A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 鄭偉;燕英強;凌云志;王垚;向迅;崔銀花;何思亮;胡川;陳志濤
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L29/06;H01L29/66;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 李家平

1.一種基于復合襯底的場效應晶體管，其特征在于，包括：

基礎襯底、復合襯底、單晶硅層、介電層、源極區域、漏極區域和柵極區域；

所述基礎襯底的表面依次層疊所述復合襯底、所述單晶硅層和所述介電層；

所述復合襯底包括金剛石層和多晶硅層，所述金剛石層與所述基礎襯底接觸，所述多晶硅層與所述單晶硅層接觸；

所述單晶硅層的兩端分別設置有源極摻雜區和漏極摻雜區，所述源極摻雜區的上方設有源極區域，所述漏極摻雜區的上方設有漏極區域；

所述介電層設置在所述單晶硅層的表面；

所述源極區域設置在所述源極摻雜區的上方的介質層，所述漏極區域設置在所述漏極摻雜區的上方的介質層，所述源極區域和所述漏極區域之間的單晶硅層的未摻雜區的上方的介電層設置有所述柵極區域。

2.如權利要求1所述的基于復合襯底的場效應晶體管，其特征在于，還包括隔離層，所述隔離層穿透所述單晶硅層和所述多晶硅層與所述金剛石層接觸。

3.如權利要求1所述的基于復合襯底的場效應晶體管，其特征在于，所述源極區域和所述漏極區域之間的單晶硅層的未摻雜區的上方的介電層的長度大于所述柵極區域的長度，所述源極摻雜區的長度大于所述源極區域的長度，所述漏極摻雜區的長度大于所述漏極區域的長度，且所述柵極區域不與所述漏極區域和所述源極區域連接。

4.如權利要求1所述的基于復合襯底的場效應晶體管，其特征在于，其特征在于，所述金剛石層包括單晶結構金剛石層和多晶結構金剛石層的其中一種。

5.一種如權利要求1-4任意一項所述的基于復合襯底的場效應晶體管的制作方法，其特征在于，包括：

提供一基礎襯底，在所述基礎襯底的表面通過外延形成金剛石層，在所述金剛石層的表面通過外延生成多晶硅層；

在臨時載板上形成單晶硅，并通過鍵合的方式轉移至所述多晶硅未與所述金剛石層接觸的表面；

在所述單晶硅層和所述多晶硅層進行深硅蝕刻形成硅深坑，在所述硅深坑內形成隔離帶；

在所述單晶硅層中形成預設深度的源極摻雜區和漏極摻雜區，并在所述單晶硅層的表面形成介電層；

在所述源極摻雜區的上方的介電層上沉積源極結構，在所述漏極摻雜區的上方的介電層上沉積漏極結構，在所述源極區域和所述漏極區域之間的單晶硅層的未摻雜區的上方覆蓋的介電層上方沉積柵極結構。

6.如權利要求5所述的制作方法，其特征在于，在所述單晶硅層的表面形成預設深度的源極摻雜區和漏極摻雜區，包括：

對單晶硅層進行離子摻雜，剝離所述單晶硅層上的光刻膠并對所述單晶硅層的表面進行拋光，得到源極摻雜區和漏極摻雜區。

7.如權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述介電層的形成方式包括電子束蒸鍍、磁控濺射和化學氣相沉積。

8.如權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述金剛石層的外延工藝包括離子蒸鍍法、濺射法和化學氣相沉積法。

9.如權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述多晶硅層和所述單晶硅層的表面采用化學機械拋光方法進行表面拋光。

10.如權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述深硅蝕刻的方法包括KOH溶液濕蝕刻法、氟F基化學氣體蝕刻法和Cl 2離子體干蝕刻法的其中一種。