一种集成混合材料高电子迁移率晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种集成混合材料的高电子迁移率晶体管及其制备方法，通过利用石墨烯材料作为导电通道代替传统的异质界面2DEG,实现超高速的电子迁移和导电速率，采用金属半导体接触的肖特基势垒作为栅电源控制整个晶体管的开关，采用碳化硅(SiC)或者硅(Si)或者锗硅(Ge/Si)或者其他可选半导体材料作为基底材料，通过半导体工艺现实不同材料的生长集成，构成全新的具有优良特性的高电子迁移率晶体管。管。管。

【技术实现步骤摘要】
一种集成混合材料高电子迁移率晶体管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体电子信息
，更具体的说是涉及一种集成混合材料高电子迁移率晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]一般的高电子迁移率晶体管HEMT(或异质结场效应晶体管HFET，调制掺杂场效应晶体管MODFET)使用两种具有不同能隙的材料形成异质结，为载流子提供沟道，像砷化镓、砷镓铝三元化合物半导体是构成这种器件的可选材料，根据具体的应用场合，可以有其他多种组合。近年来发展的氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体，以其宽的禁带常数、更高的电子迁移率、抗辐射能力强、击穿电场强度好、耐高温等特点，在半导体领域已经取得广泛应用，其芯片具有反向阻断电压高、正向导通电阻低、工作频率高等特性，但随着应用深入前进，对高电子迁移率芯片的性能和功能要求越来越高，传统的一些设计结构和材料性能面临很大挑战。
[0003]传统的高电子迁移率晶体管采用两个异质结材料，一般为化合物半导体，利用两种材料的能带差异会在界面靠近窄带一侧形成二维电子气(2DEG)，二维电子气远离耗尽层区的散射原子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：基底、Si3N4层、石墨烯层、合金区、S/D电极区和G电极区；所述Si3N4层、合金区以及G电极区位于所述基底上方，且分别与所述基底连接；所述石墨烯层位于所述合金区和所述Si3N4层上方，且与所述合金区和所述Si3N4层连接；所述S/D电极区位于所述石墨烯层上方，且与所述石墨烯层连接；其中，所述基底上方中心向下设置有掺杂型半导体区，所述Si3N4层位于所述掺杂型半导体区上方两侧，且不与所述掺杂型半导体区接触；所述G电极区包括G电极，所述G电极位于所述掺杂型半导体区中心上方且与所述掺杂型半导体区连接；所述合金区位于所述掺杂型半导体区上方，且所述石墨烯层通过合金区与所述掺杂型半导体区连接。2.根据权利要求1所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括：保护层；所述保护层设置于所述S/D电极区和G电极以外的石墨烯层、合金区和掺杂型半导体区的上方，且包覆所述合金区。3.根据权利要求2所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述合金区包括合金层一和合金层二；所述合金层一和合金层二分别位于所述掺杂型半导体区两端上方，且与所述Si3N4层连接；所述石墨烯层通过合金层一和合金层二与所述掺杂型半导体区连接。4.根据权利要求1所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述S/D电极区包括S电极和D电极；所述S电极和D电极分别位于所述石墨烯层上方两侧。5.根据权利要求1所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述基底材料为SiC、Si或GeSi。6.根据权利要求1所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述掺杂型半导体区为掺杂N型或掺杂P型半导体区。7.根据权利要求3所述的一种集成混合材料高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述合金层一和合金层二均为由Ti/Al/Ni/Au组合的金属合金层，各层厚度分别为：Ti10
‑
20nm；Al100
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓波，王楠，
申请(专利权)人：西安瑞芯光通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：