[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

摘要

一种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，在在Si衬底上生长AlN成核层和Al组分线性变化和固定不变的AlyGa1‑yN应力释放层，再生长GaN外延层，然后铺设三组交叉排列的碳纳米管阵列形成连续的碳纳米管薄膜周期性介质掩膜和MgN/SiN无定型掩膜形成的复合微纳米掩膜，第一组碳纳米管排列方向平行于GaN外延层[1‑100]方向，第二组碳纳米管排列方向与第一组碳纳米管成60度夹角，第三组碳纳米管排列方向与第一组碳纳米管成120度夹角，然后再生长GaN合并层和Al0.25Ga0.75N势叠层。本发明能获得无龟裂、高晶体质量的GaN外延层。

主权项

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AlxGa1‑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AlxGa1‑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AlyGa1‑yN应力释放层,其中y的取值范围：20％～30％，该AlxGa1‑xN应力释放层和AlyGa1‑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/Cp2Mg，生长形成纳米量级的MgN/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/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Al0.25Ga0.75N势叠层。