半导体器件及利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件及利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，涉及半导体器件的制作方法技术领域。所述方法包括：在衬底上形成高阻金刚石层；在所述高阻金刚石层的上表面沉积具有施主特性且组分缓变的三元化合物形成第一施主层，在所述金刚石层与第一施主层的界面处形成一个缓变异质结，在金刚石一侧，近结处形成二维电子气，利用二维电子气作为n型导电沟道。所述方法可使n型金刚石材料沟道内的载流子浓度和迁移率分别达到10

Semiconductor devices and the method of using heterojunction to form the diamond n type channel

The invention discloses a semiconductor device and a method for forming diamond type N conductive channel by heterojunction, which relates to the manufacturing technology field of semiconductor devices. The method includes: forming a high resistance diamond layer on the substrate; the deposition surface of the high resistance of the diamond layer with three element compound donor characteristics and components of slowly varying form the first donor layer, a graded heterojunction formed at the interface of the diamond layer and the first layer of the donor, the diamond on one side, near the junction of the formation of two-dimensional electron gas, using two-dimensional electron gas as N type conductive channel. The method can make the carrier concentration and mobility in the channel of N diamond material reach 10, respectively.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法
本专利技术涉及半导体器件的制作方法
，尤其涉及一种半导体器件及利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法。
技术介绍
金刚石作为一种宽禁带半导体材料具有高击穿场、耐辐照、高导热等诸多优良性能，以金刚石材料基础的器件统称为金刚石基器件，金刚石基器件具有工作温度高、击穿场强大、截止频率高、功率密度大等优点，是未来微波大功率器件、电力电子器件以及声表面波等器件的首选。金刚石禁带宽度大，原子结构紧密，目前尚不能进行有效的n型掺杂。现行的制作n型导电沟道的方法是元素掺杂方法，一般采用磷元素进行n型掺杂，这种掺杂的激活效率极低，在磷掺杂浓度为5×1017cm-3时，迁移率降为410cm2/Vs。目前最好报道磷掺杂室温电子迁移率为780cm2/Vs（室温）。这远不能达到金刚石的理论值，发挥出材料本身的优异特性。在这种掺杂方式的基本物理机制为杂质电离释放多余载流子，而在低掺杂浓度下，杂质电离被强烈抑制，激活率极低，在高掺杂浓度下，引入掺杂还会导致较强的电离杂质散射，影响载流子迁移率，使载流子迁移率几乎降至0。这些使得金刚石材料的掺杂问题成为一个世本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于包括如下步骤：在衬底（1）上形成高阻金刚石层（2）；在所述高阻金刚石层（2）的上表面沉积具有施主特性且组分缓变的三元化合物形成第一施主层（3），在所述金刚石层（2）与第一施主层（3）的界面处形成一个缓变异质结，在金刚石一侧，近结处形成二维电子气（4），利用二维电子气作为n型导电沟道。

【技术特征摘要】
1.一种利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于包括如下步骤：在衬底（1）上形成高阻金刚石层（2）；在所述高阻金刚石层（2）的上表面沉积具有施主特性且组分缓变的三元化合物形成第一施主层（3），在所述金刚石层（2）与第一施主层（3）的界面处形成一个缓变异质结，在金刚石一侧，近结处形成二维电子气（4），利用二维电子气作为n型导电沟道。2.如权利要求1所述的利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于所述方法还包括：在所述第一施主层（3）的上表面沉积具有施主特性的二元化合物或者单质形成第二补偿施主层（5），为所述缓变异质结中的第一施主层（3）提供补偿电子。3.如权利要求1所述的利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于所述方法还包括：在第一施主层（3）与高阻金刚石层（2）之间形成外延金刚石层（6）的步骤。4.如权利要求1所述的利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于：所述有施主特性且组分缓变的三元化合物包括：MgxGayNz、SixByNz、MgxAlyNz、FexAlyNz、MgxGayOz、FexAlyOz、ZnxAlyOz、ZnxMgyOz、MgxGayFz、FexAlyFz、ZnxAlyFz或ZnxMgyFz，其中上述三元化合物的化学式中，从左到右为第一至第三种元素，使用第一种元素替代部分第二种元素，使第一种元素的组分逐渐减少，而第二种元素的组分逐渐增加，上述三元化合物中x+y=a，a为一定值，a和z的值分别与三元化合物中第二种元素以及第三种元素的化合价有关。5.如权利要求1所述的利用异质结形成金刚石n型导电沟道的方法，其特征在于：所述单质包括：锂Li、钠Na、钙Ga、镁Mg、钾K、硅Si、锗Ge、锌Zn或铁Fe；所述二元化合物包括：BxNy、GaxNy、AlxNy、SixNy，BxNy、FexNy氮化物、GaxOy、AlxOy、SixOy、ZnxOy或FexOy，其中上述二元化合物的化学式中，从左到右为第一至第二种元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶晶，冯志红，蔚翠，周闯杰，刘庆彬，何泽召，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13