[发明专利]GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管材料及方法

权利要求书

1.GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的外延结构，其特征是包括半绝缘GaAs衬底上（1）、GaAs缓冲层（2）、第一AlGaAs势垒层（3）、第一平面掺杂层（4）、第一隔离层（5）、沟道层（6）、第二隔离层（7）、第二平面掺杂层（8）、第二势垒层（9）、接触层（10），其中半绝缘GaAs衬底上（1）上是GaAs缓冲层（2）；在缓冲层（2）上是AlGaAs势垒层（3）；第一AlGaAs势垒层（3）上是第一平面掺杂层（4）；第一平面掺杂层（4）上是第一隔离层（5）；第一隔离层（5）上是沟道层（6）；沟道层（6）上是第二隔离层（7）；第二隔离层（7）上是第二平面掺杂层（8）；第二平面掺杂层（8）上是第二势垒层（9）；第二势垒层（9）上是接触层（10）。

2.根据权利要求1所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的外延结构，其特征是所述的沟道层（6）的结构是交替生长的超晶格结构（I）上是InGaAs沟道（Ⅱ），InGaAs沟道（Ⅱ）上是重复生长的超晶格结构（Ⅲ）。

3.根据权利要求1所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的外延结构，其特征是所述的第一AlGaAs势垒层（3）厚度为15~30nm；第二AlGaAs隔离层（5）的厚度为10~20nm；第二隔离层（7）的厚度为10~20nm；第二势垒层（9）的厚度为15~30nm。

4.根据权利要求1所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的外延结构，其特征是所述的第一平面掺杂层（4）的浓度为1~2E12cm^-2；第二平面掺杂层（8）浓度为1~2E12cm^-2。

5.根据权利要求1所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的外延结构，其特征是所述的GaAs接触层（10）厚度为10~30nm，掺杂浓度为1~2E19cm^-3。

6.如权利要求1所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的方法，其特征是包括以下步骤：

1）在GaAs衬底上生长GaAs缓冲层（2）；

2）在GaAs缓冲层（2）上生长第一AlGaAs势垒层（3）；

3）在第一AlGaAs势垒层（3）上生长第一平面掺杂层（4）；

4）在第一平面掺杂层（4）上生长第一AlGaAs隔离层（5）；

5）在第一AlGaAs隔离层（5）上生长沟道层（6）；

6）在InGaAs沟道（6）上生长第二隔离层（7）；

7）在第二隔离层（7）上生长第二平面掺杂层（8）；

8）在第二平面掺杂层（8）上生长第二势垒层（9）；

9）在第二AlGaAs势垒层（9）上生长GaAs高掺杂接触层（10）。

7.根据权利要求2所述的GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管半导体材料的方法，其特征是所述的沟道层（6）的生长方法：首先生长AlGaAs/InGaAs超晶格结构（I），然后生长InGaAs沟道（II），最后生长AlGaAs/InGaAs超晶格结构（III）形成三角形势阱，所述的AlGaAs/InGaAs超晶格（I）厚度为0.5~1.5nm，周期为5~10个；InGaAs沟道（II）厚度为2~5nm；超晶格（III）周期数和厚度与超晶格（I）相同只是生长顺序相反，即靠近隔离层先生长改为靠近势垒层先生长。

8.根据权利要求2所述GaAs衬底上生长赝配高电子迁移晶体管（PHEMT）半导体材料的外延结构，其特征是所述GaAs缓冲层（2）生长在半绝缘GaAs衬底（1）的表面，GaAs缓冲层（2）厚度为300~500nm。