[发明专利]具有不对称结构的晶体管的形成方法

说明书

本发明提供了一种具有不对称结构的晶体管的形成方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上具有第一半导体层和位于所述第一半导体层上的第二半导体层；形成覆盖部分所述第二半导体层的第一掩膜结构，在所述第一掩膜结构的第一侧形成第二掩膜结构；对所述第一掩膜结构和所述第二掩膜结构暴露出的第二半导体层进行刻蚀，直至暴露出所述第一半导体层的表面，剩余的第二半导体层构成衬垫层；在所述第一掩膜结构的与所述第一侧相对的第二侧形成侧墙结构；去除所述第二掩膜结构，在所述第一掩膜结构第一侧的衬垫层上形成漏极接触结构，在所述第一掩膜结构第二侧的第一半导体层上形成源极接触结构。本发明形成的具有不对称结构的晶体管的漏电流小。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有不对称结构的晶体管的形成方法。

背景技术

III-V族化合物由于具有稳定性好、有效质量小、电子迁移率高、以及光吸收系数较高等优点，被广泛地应用于光电器件中。

常见的GaAs材料的电子迁移率比Si的电子迁移率大五倍，禁带宽度为1.42eV，InAs材料的电子迁移率则比Si的电子迁移率要大25倍，禁带宽度为0.36V。综合考虑电子迁移率和禁带宽度，通常把三元化合物InGaAs作为n型半导体器件的沟道材料。例如，利用AlGaAs/InGaAs异质结构及InGaAs沟道二维电子气(2DEG)特性研制的赝晶高电子迁移率晶体管已在微波接收系统中得到了应用。

虽然现有技术对InGaAs MOSFET做了许多研究工作，但是现有技术形成的InGaAsMOSFET的性能仍然有待提高。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术形成的半导体器件的性能不佳。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种具有不对称结构的晶体管的形成方法，所述方法包括：提供基底，所述基底上具有第一半导体层和位于所述第一半导体层上的第二半导体层；形成覆盖部分所述第二半导体层的第一掩膜结构，在所述第一掩膜结构的第一侧形成第二掩膜结构；对所述第一掩膜结构和所述第二掩膜结构暴露出的第二半导体层进行刻蚀，直至暴露出所述第一半导体层的表面，剩余的第二半导体层构成衬垫层；在所述第一掩膜结构的与所述第一侧相对的第二侧形成侧墙结构；去除所述第二掩膜结构，在所述第一掩膜结构第一侧的衬垫层上形成漏极接触结构，在所述第一掩膜结构第二侧的第一半导体层上形成源极接触结构。

可选地，所述具有不对称结构的晶体管的形成方法还包括：去除所述第一掩膜结构和所述侧墙结构，在所述源极接触结构和漏极接触结构中间形成凹槽，所述凹槽暴露出部分所述第一半导体层和部分所述衬垫层；形成覆盖所述凹槽底部和侧壁的栅介质层；在所述栅介质层上形成填充所述凹槽的栅电极层。

可选地，所述具有不对称结构的晶体管的形成方法还包括：在去除所述第一掩膜结构和所述侧墙结构后，对所述凹槽暴露出的衬垫层进行刻蚀，使所述凹槽暴露出的衬垫层的宽度减小。

可选地，刻蚀所述第二半导体层包括：采用低功率氧等离子体对所述第二半导体层进行氧化；在氧化后采用硫酸溶液刻蚀所述第二半导体层。

可选地，所述第二半导体层为未掺杂半导体层。

可选地，所述第二半导体层的禁带宽度大于所述第一半导体层的禁带宽度。

可选地，所述基底的材料为InP，所述第一半导体层的材料为InGaAs，所述第二半导体层的材料为InP。

可选地，在所述基底和所述第一半导体层之间还具有过渡层，所述过渡层的材料为InAlAs。

可选地，所述第一掩膜结构的材料包括氢倍半硅氧烷材料。

可选地，所述漏极接触结构和所述源极接触结构包括InGaAs材料层和位于所述InGaAs材料层上InP材料层。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：