[发明专利]一种III-V CMOS型赝配异质结场效应晶体管

摘要

本发明涉及半导体器件制造技术领域，具体涉及一种基于硅衬底的、结合了n沟道晶体管和p沟道晶体管的宽禁带III‑V CMOS型赝配异质结场效应晶体管，该型异质结场效应晶体管材料采用MOCVD或MBE设备外延生长，由在高电阻率硅衬底上依次外延生长的第一多层晶格应变缓冲层、InGaSb沟道层、AlGaSb势垒层、GaSb帽层、第二多层晶格应变缓冲层、InGaAs沟道层、AlGaAs势垒层及In_XGa_1‑XAs帽层构成。本发明可有效地提升p沟道晶体管迁移率，以改进III‑V中n沟道晶体管和p沟道晶体管迁移率巨大差别的问题，并提供高载流子速度与高驱动电流的宽禁带III‑V族晶体管通道，有效的改善晶体管等比例缩小过程中带来短沟道效应，降低功耗，克服摩尔定律，打破极限，维持半导体产业等比例缩小进程。

主权项

1.一种III‑V CMOS型赝配异质结场效应晶体管，其特征在于，包括P沟道晶体管和n沟道晶体管；P沟道晶体管在硅衬底上依次外延生长第一多层晶格应变缓冲层、InGaSb沟道层及AlGaSb势垒层，AlGaSb势垒层上方生长第一GaSb帽层和第二GaSb帽层，所述InGaSb沟道层与AlGaSb势垒层形成二维空穴气；所述第一GaSb帽层上形成有第一漏极，且AlGaSb势垒层上形成有第一栅极，第二GaSb帽层上形成有第一源极；n沟道晶体管在所述第二GaSb帽层上依次外延生长第二多层晶格应变缓冲层、InGaAs沟道层及AlGaAs势垒层，AlGaAs势垒层上方生长第一In_XGa_1‑XAs帽层和第二In_XGa_1‑XAs帽层，所述InGaAs沟道层与AlGaAs势垒层形成二维空穴气，且第一In_XGa_1‑XAs帽层上形成有第二源极，AlGaAs势垒层上形成有第二栅极，第二In_XGa_1‑XAs帽层上形成有第二漏极；所述第一多层晶格应变缓冲层不掺杂，厚度为800～1800nm，从下至上先低温生长GaAs缓冲层，再高温生长GaAs/AlGaAs超晶格缓冲层，再采用梯度结构生长GaAs_ySb_1‑yAs缓冲层，再生长GaSb/AlGaSb超晶格缓冲层；y的值从1逐步降为0；GaSb/AlGaSb超晶格缓冲层中Al含量小于30％。