The invention provides a device and method for forming quantum well, quantum well devices can be formed with high mobility, the breakdown voltage of quantum well devices and formation is high, so as to obtain quantum well devices with better performance and reliability.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造领域,尤其涉及一种量子阱器件及其形成方法。
技术介绍
高电子迁移率晶体管(HEMT)的基本结构由一个调制掺杂异质结及其源漏结构组成。存在于调制掺杂异质结中的二维电子气(2-DEG),由于不受电离杂质离子散射的影响,其迁移率非常高。HEMT是电压控制器件,栅极电压Vg可控制异质结势阱的深度,从而控制势阱中2-DEG的面密度,进而控制器件的工作电流。对于GaAs体系的HEMT,通常其中的n-AlxGa1-xAs控制层应该是耗尽的。若n-AlxGa1-xAs层厚度较大、掺杂浓度又高,则在Vg=0时就存在有2-DEG,为耗尽型器件,反之则为增强型器件(Vg=0时,肖特基耗尽层即延伸到本征GaAs层内部);对于HEMT,主要是要控制好宽禁带半导体层(控制层)的掺杂浓度和厚度,特别是厚度。在考虑HEMT中的2-DEG面密度Ns时,通常只需要考虑异质结势阱中的两个二维子能带(i=0和1)即可。2-DEG面电荷密度Ns将受到栅极电压Vg的控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种量子阱器件及其形成方法,能够获得具有高迁移率的量子阱器件。为了实现上述目的,本专利技术提出了一种量子阱器件的形成方法,包括步骤:提供衬底,在所述衬底的表面形成具有鳍状结构的缓冲层;在所述缓冲层及鳍状结构表面上依次沉积量子阱沟道层、阻挡层及介质层;在所述鳍状结构两侧的介质层表面形成金属栅极,所述金属栅极高度低于所述鳍状结构的高度;在鳍状结构两侧暴露出的介质层表面及金属栅极的两侧形成侧墙;依次刻蚀位于鳍状结构及缓冲层表面暴露出的介质层及阻挡层,暴露出源漏区域的所述量子阱沟 ...
【技术保护点】
一种量子阱器件的形成方法,其特征在于,包括步骤:提供衬底,在所述衬底的表面形成具有鳍状结构的缓冲层;在所述缓冲层及鳍状结构表面上依次沉积量子阱沟道层、阻挡层及介质层;在所述鳍状结构两侧的介质层表面形成金属栅极,所述金属栅极高度低于所述鳍状结构的高度;在鳍状结构两侧暴露出的介质层表面及金属栅极的两侧形成侧墙;依次刻蚀位于鳍状结构及缓冲层表面暴露出的介质层及阻挡层,暴露出源漏区域的所述量子阱沟道层;在暴露出的源漏区域的量子阱沟道层内进行掺杂,形成源极和漏极;在所述源极和漏极上形成源漏电极。
【技术特征摘要】
1.一种量子阱器件的形成方法,其特征在于,包括步骤:提供衬底,在所述衬底的表面形成具有鳍状结构的缓冲层;在所述缓冲层及鳍状结构表面上依次沉积量子阱沟道层、阻挡层及介质层;在所述鳍状结构两侧的介质层表面形成金属栅极,所述金属栅极高度低于所述鳍状结构的高度;在鳍状结构两侧暴露出的介质层表面及金属栅极的两侧形成侧墙;依次刻蚀位于鳍状结构及缓冲层表面暴露出的介质层及阻挡层,暴露出源漏区域的所述量子阱沟道层;在暴露出的源漏区域的量子阱沟道层内进行掺杂,形成源极和漏极;在所述源极和漏极上形成源漏电极。2.如权利要求1所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述具有鳍状结构的缓冲层的形成步骤包括:在所述衬底上形成所述缓冲层;在所述缓冲层表面形成图案化的光阻;以所述图案化的光阻作为掩膜,干法刻蚀所述缓冲层,形成鳍状结构。3.如权利要求2所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述缓冲层的材质为AlN,厚度范围是100nm~5000nm。4.如权利要求2所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述缓冲层采用MOCVD、ALD或者MBE工艺形成。5.如权利要求1所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述量子阱沟道层的材质为N-型GaN,厚度范围是1nm~100nm。6.如权利要求1所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述阻挡层的材质为AlN。7.如权利要求5或6所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述量子阱沟道层及阻挡层均采用外延生长工艺形成。8.如权利要求1所述的量子阱器件的形成方法,其特征在于,所述介质层的材质为二氧化硅、氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖德元,张汝京,
申请(专利权)人:上海新昇半导体科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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