[发明专利]砷化铟薄膜的外延层结构、霍尔器件及制备方法

说明书

本发明提供了一种砷化铟薄膜的外延层结构，涉及化合物半导体的技术领域，包括一砷化镓衬底；一缓冲层，覆盖于所述砷化镓衬底的上表面一砷化铟缓冲结构，覆盖所述缓冲层；一砷化铟功能层，覆盖于所述砷化铟缓冲结构的上表面。解决了现有技术中砷化铟霍尔器件信噪比低的技术问题，达到了在不降低灵敏度的基础上提高信噪比的技术效果。

技术领域

本发明涉及化合物半导体技术领域，尤其是涉及一种砷化铟薄膜的外延层结构、霍尔器件及制备方法。

背景技术

霍尔器件是一种利用霍尔效应的磁传感器，一般用于检测磁场及其变化，广泛应用于工业级与消费级电子产品中。霍尔器件的重要参数是灵敏度和信噪比。

霍尔器件的灵敏度与其体材料的载流子迁移率密切相关，高灵敏度的霍尔器件更易准确检测极小的磁场及其变化。现有的高灵敏度霍尔器件一般采用化合物半导体作为体材料，相较于传统的硅材料霍尔器件，化合物半导体霍尔器件的高灵敏度更具优势。其中，锑化铟霍尔器件灵敏度最高，其体材料的载流子迁移率最高可达78000cm²/Vs，但是锑化铟的禁带宽度窄，因此采用锑化铟材料的霍尔器件的温度系数较差，限制了应用范围。砷化镓霍尔器件温度系数非常优异，但是灵敏度偏低，其体材料的载流子迁移率最高不超过8500cm²/Vs，同样限制了应用范围。砷化铟霍尔器件，不仅具备良好的温度系数，而且其体材料的载流子迁移率最高可达40000cm²/Vs，其灵敏度显著的高于砷化镓霍尔器件，但由于信噪比较差，限制了砷化铟霍尔器件的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种砷化铟薄膜的外延层结构，以解决现有技术中存在的砷化铟霍尔器件信噪比较差的技术问题。

本发明提供一种砷化铟薄膜的外延层结构，其中，包括：

一砷化镓衬底；

一缓冲层，覆盖于所述砷化镓衬底的上表面；

一砷化铟缓冲结构，覆盖所述缓冲层；

一砷化铟功能层，覆盖于所述砷化铟缓冲结构的上表面。

进一步的，所述砷化铟缓冲结构包括：

第一类型砷化铟层，覆盖所述缓冲层；

第二类型砷化铟层，覆盖所述第一类型砷化铟层。

进一步的，所述第一类型砷化铟层为非掺杂的低温砷化铟薄膜层；和/或

所述第二类型砷化铟层为非掺杂高温砷化铟薄膜层。

进一步的，所述第一类型砷化铟层的厚度为10-100nm；和/或

所述第二类型砷化铟层的厚度为100-400nm。

进一步的，所述砷化铟功能层为N型掺杂砷化铟薄膜层，掺杂浓度范围为2E16-2E17cm^-3。

进一步的，所述第一类型砷化铟层的厚度除以所述第二类型砷化铟层及所述砷化铟功能层的厚度之和后所得的商的范围在0.02-0.2之间。

进一步的，所述缓冲层为砷化镓薄膜；和/或

所述缓冲层的厚度为50-2000nm。

还提供，一种霍尔器件结构，其中，包括如上述的外延层结构，还包括：

一保护结构，覆盖于所述砷化铟功能层的上表面；

一钝化结构，覆盖所述保护结构；

一电极层，包括复数个分离的电极，复数个所述电极由所述钝化结构上表面穿透所述钝化结构及所述保护结构，复数个所述电极的底部与所述砷化铟功能层接触。

进一步的，所述保护结构包括：

一砷化铟隔离层，覆盖所述砷化铟功能层；

一帽层，覆盖所述砷化铟隔离层。

进一步的，所述砷化铟隔离层为非掺杂高温砷化铟薄膜层；和/或