[发明专利]ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法

权利要求书

1.一种ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，包括以下步骤：

步骤1：在硅衬底上生长二氧化硅层；

步骤2：采用全息曝光和ICP的方法在二氧化硅层上沿着硅衬底的<110>方向刻蚀出多个沟槽；

步骤3：分别用piranha、SC₂、HF和去离子水清洗，除去沟槽底部剩余的二氧化硅层，露出硅衬底；

步骤4：采用MOCVD的方法，在沟槽内的硅衬底上依次生长缓冲层、超晶格缓冲层、沟道层、隔离层、N型重掺杂的电子供应层和盖层；

步骤5：采用化学抛光的方法，将盖层抛光，抛光后的粗糙度小于1nm；

步骤6：通过光刻、腐蚀、金属布线工艺，在抛光后的盖层上沿沟槽的方向形成源极、漏极和栅极，完成器件的制备。

2.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中二氧化硅层的厚度为600-700nm。

3.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中沟槽的宽度为200300nm，深度与二氧化硅层的厚度相同。

4.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中缓冲层的材料为GaAs，生长温度为600-650℃，生长速率为0.01-0.02nm/s，生长厚度为0.1-0.2nm。

5.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中超晶格缓冲层的材料为AlAs/GaAs，生长温度为600-650℃，生长速率为0.1-0.11nm/s，生长厚度为100-110nm。

6.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中沟道层的材料为GaAs，生长温度为600650℃之间，生长速率为0.5-0.6nm/s，生长厚度为500-600nm。

7.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中隔离层的材料为Al_xGaAs，生长温度为600-650℃，生长速率为1.0-1.1nm/s，生长厚度为8.0-8.8nm。

8.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中电子供应层的材料为Al_0.26GaAs，生长温度为700-750℃，生长速率为5-6nm/s，生长厚度为45-50nm。

9.根据权利要求8所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中电子供应层采用Si重掺杂，电子浓度为2×10¹⁸cm^-3。

10.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中盖层的材料为GaAs，生长温度为600-650℃，生长速率为1.01.5nm/s，生长厚度为12-18nm。

11.根据权利要求1所述的ART结构沟槽内生长GaAs材料HEMT器件的方法，其中采用MOCVD的方法，其生长缓冲层、超晶格缓冲层、沟道层、隔离层、N型重掺杂的电子供应层和盖层时反应室的生长压力为100mBar；生长缓冲层、沟道层和盖层时以叔丁基二氢砷和三乙基镓作为源，生长过程中的输入摩尔流量比V/III为10和20；生长隔离层和电子供应层时以三乙基镓、三乙基铝和叔丁基二氢砷作为源，生长过程中源的输入摩尔流量比V/III为20到30；生长超晶格缓冲层时以三乙基铝和叔丁基二氢砷作为源，生长过程中源的输入摩尔流量比V/III为10到20。