A method for preparing a high electron mobility field effect transistor on a silicon substrate, growing an AlN nucleation layer on a Si substrate, and fixing a Al component of Al
【技术实现步骤摘要】
一种在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法
本专利技术属于半导体
,具体地说是一种在硅衬底上,尤其是在八英寸硅衬底上采用碳纳米管制备高电子迁移率场效应晶体管的方法。
技术介绍
高电子迁移率场效应晶体管(HEMT),又称调制掺杂场效应晶体管(MODFET,modulation-dopedfieldeffecttransistor),是一种以衬底材料与另一种宽带材料形成的异质界面的二维电子气导电的场效应晶体管(FET)。因其沟道中无杂质,基本上不存在电离杂质散射对电子运动的影响,因此电子迁移率更高而得名。HEMT的工作原理是通过控制删极电压的变化使源极、漏极之间的沟道电流产生相应的变化,从而达到放大信号的目的。其优点是具有高的频率和低的噪声特性。HEMT现已用于卫星电视、移动通信、军事通信和雷达系统的接收电路中。自1980年GaAs基HEMT研制成功以来,得到了很快的发展。GaAs基HEMT在射频、微波及毫米波低频段已得到广泛的应用。InP器件比GaAsHEMT有更高的工作频率和更低的噪声,用于毫米波高频段和亚毫米波频段。GaNHEMT器件的特点是耐高温、大功率,有着巨大的应用前景,特别是在10-40GHz占据优势地位。AlGaN/GaNHEMT由于作为沟道层的GaN带隙宽度大(3.4eV)、击穿电压高(3.3MV/cm)、饱和电子速度大(2.8*107s-1)和二维电子气面密度高(1013cm2)等特性,导致GaN基HEMT的研究向更高工作频率、更大输出功率、更高工作温度和实用化方向发展。GaN基HEMT还可以用于高速开关集成电路和高压DC-DC ...
【技术保护点】
一种在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法,包括以下步骤:S1,在金属有机化合物气相外延反应室中,在氢气气氛下,在Si衬底上,温度980℃~1200℃下,反应室压力60torr‑100torr,通入TMAl作为III族源,NH
【技术特征摘要】
1.一种在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法,包括以下步骤:S1,在金属有机化合物气相外延反应室中,在氢气气氛下,在Si衬底上,温度980℃~1200℃下,反应室压力60torr-100torr,通入TMAl作为III族源,NH3作为V族源,生长0.1~0.5微米厚的AlN成核层;S2,在AlN成核层上,保持温度1050℃~1200℃下,反应室压力60torr-100torr,通入TMAl和TMGa作为III族源,NH3作为V族源,生长0.25~0.5微米厚的AlyGa1-yN应力释放层,该AlyGa1-yN应力释放层中的Al组分为固定组分,其中y的取值范围:20%~30%。;S3,在AlyGa1-yN应力释放层上,氢气气氛下,温度为1040℃~1200℃下,通入TMGa作为III族源,NH3作为V族源生长0.2~0.5微米厚的GaN外延层;S4,采用低压化学气相沉积法在GaN外延层上生长四组碳纳米管,先铺设排列方向平行于GaN外延层[1-100]方向的第一组碳纳米管形成第一组碳纳米管掩膜,然后采用选区外延方法生长0.2微米厚的AlyGa1-yN合并层,在该AlyGa1-yN合并层上铺设排列方向和第一组碳纳米管成45度夹角第二组碳纳米管形成第二组碳纳米管掩膜,然后生长0.4微米厚的AlyGa1-yN合并层,在该AlyGa1-yN合并层上铺设排列方向和第一组碳纳米管成90度夹角的第三组碳纳米管形成第三组碳纳米管掩膜,然后生长0.4微米厚的AlyGa1-yN合并层,在该AlyGa1-yN合并层上铺设排列方向和第一组碳纳米管成135度夹角的第四组碳纳米管形成第四组碳纳米管掩膜,接着再生长0.5微米厚的AlyGa1-yN合并层,从而形成在GaN外延层不同厚度处分别插入四组成固定角度交叉排列的碳纳米管结构;S5,在氢气气氛下,在1040℃~1200℃下,反应室压力75~100torr,通入TMGa作为III族源,NH3作为V族源生长1-1.5微米厚的GaN合并层;S6,在氢气气氛下,在1050℃~1200℃下,通入TMGa、TMAl作为III族源,NH3作为V族源生长不掺杂的25nm厚的AlyGa1-yN势垒层。2.根据权利要求1所述的在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法,其特征在于,所述步骤S4中,第一组碳纳米管上生长的AlyGa1-yN...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾传宇,殷淑仪,张国义,
申请(专利权)人:东莞市中镓半导体科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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