[发明专利]用于在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法

权利要求书

1.用于在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法，包括以下步骤：

S1，在金属有机化合物气相外延反应室中，在氢气气氛下，在Si衬底上，温度980℃～1200℃下，反应室压力60torr-100torr,通入TMAl作为III族源，NH₃作为V族源，生长0.1～0.5微米厚的AlN成核层；

S2，反应室压力60torr-100torr,通入TMAl、TMGa作为III族源，NH₃作为V族源，在AlN成核层上生长0.5～1微米厚的Al组分线性变化的Al_xGa_1-xN应力释放层；

S3，保持温度1050℃～1200℃下，反应室压力60torr-100torr,通入TMAl、TMGa作为III族源，NH₃作为V族源，在Al_xGa_1-xN应力释放层上生长0.25～0.5微米厚的Al组分固定不变的Al_yGa_1-yN应力释放层,其中y的取值范围：20%～30%，该Al_xGa_1-xN应力释放层和Al_yGa_1-yN应力释放层组合成复合应力释放层；

S4，在氢气（H₂）气氛下，在1040℃～1200℃下,通入TMGa作为III族源，NH₃作为V族源生长0.5～1微米厚的GaN外延层；

S5，采用低压化学气相沉积法在GaN外延层上生长三组碳纳米管，先铺设排列方向平行于GaN外延层[1-100]方向的第一组碳纳米管形成第一组碳纳米管掩膜，然后铺设排列方向和第一组碳纳米管60度夹角的第二组碳纳米管形成第二组碳纳米管掩膜，再铺设排列方向和第一组碳纳米管成120度夹角的第三组碳纳米管形成第三组碳纳米管掩膜，通过生长和编织，最终由该三组交叉排列的碳纳米管形成连续的碳纳米管薄膜周期性介质掩膜；

S6, 在1000℃-1050℃下通入NH₃和SiH₄或Cp₂Mg，生长形成纳米量级的MgN无定型掩膜或SiN无定型掩膜，从而得到由碳纳米管薄膜周期性介质掩膜和MgN无定型掩膜或SiN无定型掩膜形成的复合微纳米掩膜；

S7，在氢气气氛下，在1040℃～1200℃下,反应室压力75～100torr,通入TMGa作为III族源，NH₃作为V族源生长1-1.5微米GaN合并层；

S8，在氢气气氛下，在1050℃～1200℃下,通入TMGa、TMAl作为III族源，NH₃作为V族源生长不掺杂的25nm 厚的Al_0.25Ga_0.75N势叠层。

2.根据权利要求1所述的用于在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法，其特征在于，所述步骤S2中的Al_xGa_1-xN应力释放层的生长温度随着生长厚度的增加从1070℃线性降到1050℃；其中Al组分随着Al_xGa_1-xN厚度的增加从高Al组分x₁线性变化到低Al组分x₂,其中x₁取值范围：75%～85%，x₂取值范围：20%～30%。

3.根据权利要求2所述的在硅衬底上制备高电子迁移率场效应晶体管的方法，其特征在于，所述步骤S3中的Al组分固定不变的Al_yGa_1-yN应力释放层为Al_0.25Ga_0.75N应力释放层。