高速砷化镓基复合沟道应变高电子迁移率晶体管材料制造技术

本发明专利技术涉及化合物半导体材料技术领域，公开了一种高速砷化镓基复合沟道ＭＨＥＭＴ材料，该ＭＨＥＭＴ材料由在ＧａＡｓ衬底上依次外延生长的晶格应变层Ｉｎ↓［ｘ］Ａｌ↓［１－ｘ］Ａｓ、沟道下势垒层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ、沟道层掺杂ＩｎＰ、沟道层不掺杂ＩｎＰ、沟道层Ｉｎ↓［０．５３］Ｇａ↓［０．４７］Ａｓ、空间隔离层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ、平面掺杂层、势垒层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ和高掺杂盖帽层Ｉｎ↓［０．５３］Ｇａ↓［０．４７］Ａｓ构成。利用本发明专利技术，结合了Ｉｎ↓［０．５３］Ｇａ↓［０．４７］Ａｓ的低场高电子迁移率和高场下ＩｎＰ有高阈值能量以及高饱和速率的特性，解决了常规ＭＨＥＭＴ器件源漏击穿电压低的缺点，达到了既提高源漏击穿电压，又保证器件具有优越的毫米波频率特性的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化合物半导体材料
，尤其涉及一种高速砷化镓基 复合沟道应变高电子迁移率晶体管材料。
技术介绍
高电子迁移率晶体管(HEMT)具有高频、高速、高功率增益和低噪 声系数的特点，因而大量应用于军事、太空和民用通讯领域。如毫米波雷 达、电子战、智能装备、卫星通讯和辐射天文学等。GaAs基HEMT主要应用于Ka波段以下，而InP基HEMT在更高的W波 段仍具有高增益和低噪声性能，但是InP基HEMT的不足之处在于 一是源 漏击穿电压低，输出功率小，制约了其在微波功率放大器电路上的应用； 二是InP衬底易碎，晶片尺寸小，价格高昂，加工成本高。GaAs基应变高电子迁移率晶体管(MHEMT)结构，即在GaAs衬底上 外延InP基HEMT的外延结构。这样，既可以利用GaAs衬底成熟的制备工 艺，降低了制备成本；同时也可以获得与InP基HEMT相近的高频、高速性 能。如图1所示，图1为现有技术中常规MHEMT材料的示意图。常规 MHEMT材料包括GaAs衬底、应变缓冲层InxAl^As (x从0渐变至0.52)、In0.52Al。.48As、 Ino.53Gao.47As沟道层、I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速砷化镓基复合沟道应变高电子迁移率晶体管材料，其特征在于，该应变高电子迁移率晶体管ＭＨＥＭＴ材料由在ＧａＡｓ衬底上依次外延生长的晶格应变层Ｉｎ↓［ｘ］Ａｌ↓［１－ｘ］Ａｓ、沟道下势垒层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ、沟道层ＩｎＰ、沟道层Ｉｎ↓［０．５３］Ｇａ↓［０．４７］Ａｓ、空间隔离层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ、平面掺杂层、势垒层Ｉｎ↓［０．５２］Ａｌ↓［０．４８］Ａｓ和高掺杂盖帽层Ｉｎ↓［０．５３］Ｇａ↓［０．４７］Ａｓ构成。

【技术特征摘要】
1. 一种高速砷化镓基复合沟道应变高电子迁移率晶体管材料，其特征在于，该应变高电子迁移率晶体管MHEMT材料由在GaAs衬底上依次外延生长的晶格应变层InxAl1-xAs、沟道下势垒层In0.52Al0.48As、沟道层InP、沟道层In0.53Ga0.47As、空间隔离层In0.52Al0.48As、平面掺杂层、势垒层In0.52Al0.48As和高掺杂盖帽层In0.53Ga0.47As构成。2、 根据权利要求1所述的高速砷化镓基复合沟道MHEMT材料，其 特征在于，所述晶格应变层InxAl^AS采用低温外延生长方法在GaAs衬 底上生长，厚度为10000至20000A， In组分x从0渐变至0.52，用于吸 收GaAs衬底与后续外延层之间因为晶格失配产生的应力，避免产生晶格 驰豫。3、 根据权利要求1所述的高速砷化镓基复合沟道MHEMT材料，其 特征在于，所述沟道下势垒层InQ.52Al,AS采用分子束外延技术低温组分 渐变方法在晶格应变层InxAl,.、As上生长，厚度为500至2000A,用于为 沟道生长提供一个平整的界面，并利用InP/InQ.52AlQ.48As异质结把二维电 子气2DEG束缚在沟道内。4、 根据权利要求1所述的高速砷化镓基复合沟道MHEMT材料，其 特征在于，所述沟道层InP采用分子束外延方法在沟道下势垒层 Ino.52Alo.48As上生长，厚度为100至200A，用于提高漏源击穿电压其中 掺杂InP层厚度为50至120 A，体掺杂Si剂量为2X 1018cm—3，不掺杂InP 层厚度为50至80A。5、 根据权利要求1所述的高速砷化镓基复合沟道MHEMT材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静波，张海英，叶甜春，尹军舰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]