[发明专利]量子阱场效应晶体管及其制造方法

说明书

量子阱场效应晶体管(QWFET)包括阻挡层、量子阱层和间隔层。量子阱层在阻挡层上。阻挡层和间隔层包括未掺杂的锑化铝铟。量子阱层包括锑化铟。间隔层在量子阱层上。量子阱层和间隔层在源极触点与漏极触点之间。栅极触点在介电层上，介电层在间隔层上。通过将阻挡层和间隔层设置为未掺杂的层，可以改善QWFET的性能。

技术领域

本公开涉及量子阱场效应晶体管(QWFET)及其制造方法。

背景技术

已经研究了用于低电压、高性能应用的量子阱场效应晶体管(QWFET)。特别地，由于锑化铟的高载流子迁移率，已经研究了具有包含锑化铟的量子阱的QWFET。图1示出了包括锑化铟量子阱的常规QWFET 10。常规QWFET 10包括锑化铝铟(In_xAl_1-xSb)阻挡层12、在阻挡层12上的锑化铟量子阱层14以及在量子阱层14上的锑化铝铟(In_xAl_1-xSb)间隔层16。源极触点18和漏极触点20在阻挡层12上与量子阱层14以及间隔层16相邻，以使得源极触点18和漏极触点20与量子阱层14以及间隔层16接触，并且量子阱层14和间隔层16在源极触点18与漏极触点20之间延伸。介电层22在间隔层16上。栅极触点24在介电层22上。

阻挡层12和间隔层16被远程掺杂以形成与量子阱层14的底侧相邻的第一Δ掺杂层26A和与量子阱层14的顶侧相邻的第二Δ掺杂层26B。因此，量子阱层14被夹在第一Δ掺杂层26A与第二Δ掺杂层26B之间。Δ掺杂层26被掺杂以提供多余的电子(例如，使用硅作为掺杂剂)，这些电子被拉入到由量子阱层14形成的量子阱中。因此，量子阱层14在稳态条件(即，零栅极偏压)期间在源极触点18与漏极触点20之间形成导电通道，因此常规QWFET 10是耗尽模式器件。

在操作中，常规QWFET 10处于开启状态，以使得当向栅极触点24施加零偏压或正偏压时，在漏极触点20与源极触点18之间存在传导。如上面所讨论的，这是因为由Δ掺杂层26添加的电子被拉入到由量子阱层14形成的量子阱中，以使得量子阱层14形成导电沟道。因此，常规QWFET 10可以被称为耗尽模式器件。为了关断常规QWFET 10以使得限制漏极触点20与源极触点18之间的传导，将低于器件阈值电压的负偏压施加到栅极触点24。负偏压创建推动电子离开量子阱层14的电场，并且因此限制了在漏极触点20与源极触点18之间的传导。

虽然功能正常，但常规QWFET 10的性能可能会随着时间的推移而不稳定。例如，常规QWFET 10的传导性可能随时间漂移甚至突然跳跃。因此，需要一种具有稳定性能的QWFET10器件。

发明内容

在一个示例性实施例中，量子阱场效应晶体管(QWFET)包括阻挡层、量子阱层和间隔层。量子阱层在阻挡层上。阻挡层和间隔层包括未掺杂的锑化铝铟。量子阱层包括锑化铟。间隔层在量子阱层上。量子阱层和间隔层在源极触点与漏极触点之间。栅极触点在介电层上，介电层在间隔层上。通过将阻挡层和间隔层设置为未掺杂的层，可以提高QWFET的性能。

在一个示例性实施例中，一种用于制造QWFET的方法包括：设置阻挡层、在阻挡层上设置量子阱层、在量子阱层上设置间隔层、设置源极触点和漏极触点，以及设置介电层和栅极触点。阻挡层和间隔层包括未掺杂的锑化铝铟。量子阱层包括锑化铟。将源极触点和漏极触点设置为使得量子阱层和间隔层在源极触点与漏极触点之间。介电层被设置在间隔层上，并且栅极触点被设置在介电层上。通过将阻挡层和间隔层设置为未掺杂的层，可以提高由该方法所设置的QWFET器件的性能。

本领域技术人员在阅读以下结合附图对优选实施例的详细描述后将理解本公开的范围并实现其附加方面。

附图说明

并入并且形成本说明书一部分的附图图示了本公开的若干方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。

图1图示了常规的量子阱场效应晶体管(QWFET)。