一种基于MgZnO/ZnO的高电子迁移率晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MgZnO/ZnO的高电子迁移率晶体管及其制备方法。所述高电子迁移率晶体管包括：自下而上设置的衬底、ZnO沟道层、MgZnO缓变势垒层、掺杂的势垒层和介电层；以及，在所述ZnO沟道层与所述MgZnO缓变势垒层之间的二维电子气体；位于所述介电层表面的源极和漏极；位于所述源极和漏极之间，并贯穿所述介电层、且底部嵌入所述掺杂的势垒层的栅极。本发明专利技术提出了一种基于宽禁带ZnO材料的高电子迁移率晶体管，在大幅减少能源消耗和原料采购成本的同时，还具有较为理想的半导体性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MgZnO/ZnO的高电子迁移率晶体管及其制备方法
本专利技术涉及一种基于MgZnO/ZnO异质结的高电子迁移率晶体管及其制备方法，属于半导体材料

技术介绍
高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor,HEMT)，也称调制掺杂场效应管(Modulation-dopedFET,MODFET)，是一种基于宽禁带半导体材料的电力电子器件；其利用两种具有不同能隙的材料形成异质结，并利用界面处的极化电场有效地调制了宽禁带半导体的能带结构以及电荷分布，从而导致高电子迁移率晶体管在未故意掺杂的情况下形成高面密度的二维电子气(Two-dimensionalelectrongas，2DEG)。与金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，MOSFET)不同的是，高电子迁移率晶体管不需要对材料进行掺杂，理论上其电子具有非常高的迁移率(>1000cm2/Vs)，因此高电子迁移率晶体管具有低导通电阻和高工作频率的特点，能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MgZnO/ZnO的高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：自下而上设置的衬底、ZnO沟道层、MgZnO缓变势垒层、掺杂的势垒层和介电层；以及，/n在所述ZnO沟道层与所述MgZnO缓变势垒层之间的二维电子气体；/n位于所述介电层表面的源极和漏极；/n位于所述源极和漏极之间，并贯穿所述介电层、且底部嵌入所述掺杂的势垒层的栅极。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MgZnO/ZnO的高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：自下而上设置的衬底、ZnO沟道层、MgZnO缓变势垒层、掺杂的势垒层和介电层；以及，
在所述ZnO沟道层与所述MgZnO缓变势垒层之间的二维电子气体；
位于所述介电层表面的源极和漏极；
位于所述源极和漏极之间，并贯穿所述介电层、且底部嵌入所述掺杂的势垒层的栅极。


2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述栅极的底部与所述缓变势垒层的顶部之间的距离在5-10nm，优选7-8nm。


3.根据权利要求1或2所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述ZnO沟道层为未掺杂的ZnO层。


4.根据权利要求1-3任一所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述MgZnO缓变势垒层为未掺杂的MgZnO层。


5.根据权利要求1-4任一所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述掺杂的势垒层为掺杂N型施主杂质的、具有单一Mg组分或组分渐变的合金材料；
优选地，所述势垒层为MgZnO；
和/或，优选地，所述施主杂质为Al、Ga、In、F中的一种或多种。


6.根据权利要求1-5任一所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述介电层为未掺杂的MgZnO层或ZnO层，优选ZnO层。


7.根据权利要求1-6任一所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述ZnO沟道层、MgZnO缓变势垒层、掺杂的势垒层和MgZnO介电层的厚度比例为(0.5-5)μm：(2-10)nm：(20-50)nm：(40-100)nm；优选地，厚度比例为1μm：4nm：30nm：60nm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘利书，冯宇翔，
申请(专利权)人：广东美的白色家电技术创新中心有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44