专利汇可以提供一种宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 半导体 器件制造技术领域,具体涉及一种基于 硅 衬底的、结合了n 沟道 晶体管和p沟道晶体管的宽禁带III‑V CMOS应变 场效应晶体管 ,采用MOCVD或MBE设备 外延 生长 ,由在硅衬底上依次外延生长的第一多层晶格应变 缓冲层 、GaSb沟道层、AlGaSb势垒层、GaSb帽层、第二多层晶格应变缓冲层、In0.53Ga0.47As沟道层、In0.52Al0.48As势垒层及In0.53Ga0.47As帽层构成。本发明可有效地提升p沟道晶体管迁移率,以改进III‑V中n沟道晶体管和p沟道晶体管迁移率巨大差别的问题,并提供高载流子速度与高驱动 电流 的宽禁带III‑V族晶体管通道,有效的改善晶体管等比例缩小过程中带来短沟道效应,降低功耗,克服摩尔定律,打破极限,维持半导体产业等比例缩小 进程 。,下面是一种宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管专利的具体信息内容。
1.一种宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,包括P沟道晶体管和n沟道晶体管;P沟道晶体管在硅衬底上依次外延生长第一多层晶格应变缓冲层、GaSb沟道层及AlGaSb势垒层,AlGaSb势垒层上方生长第一GaSb帽层和第二GaSb帽层,所述GaSb沟道层与AlGaSb势垒层形成二维空穴气;所述第一GaSb帽层上形成有第一漏极,且AlGaSb势垒层上形成有第一栅极,第二GaSb帽层上形成有第一源极;n沟道晶体管在所述第二GaSb帽层上依次外延生长第二多层晶格应变缓冲层、In0.53Ga0.47As沟道层及In0.52Al0.48As势垒层,In0.52Al0.48As势垒层上方生长第一In0.53Ga0.47As帽层和第二In0.53Ga0.47As帽层,所述In0.53Ga0.47As沟道层与In0.52Al0.48As势垒层形成二维空穴气,且第一In0.53Ga0.47As帽层上形成有第二源极,In0.52Al0.48As势垒层上形成有第二栅极,第二In0.53Ga0.47As帽层上形成有第二漏极;
所述第一多层晶格应变缓冲层不掺杂,厚度为800~1800nm,从下至上先低温生长GaAs缓冲层,再高温生长GaAs/AlGaAs超晶格缓冲层,再采用梯度结构生长GaAsySb1-y缓冲层,再生长GaSb/AlGaSb超晶格缓冲层;y的值从1逐步降为0;GaSb/AlGaSb超晶格缓冲层中Al含量小于30%。
2.根据权利要求1所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述硅衬底为p型Si衬底。
3.根据权利要求1所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述GaSb沟道层不掺杂,厚度为50~100nm。
4.根据权利要求1所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述AlGaSb势垒层厚度为15~40nm,Al含量小于30%,采用p型掺杂,体掺杂材料为Be、C或Mg,掺杂剂量为1×1018cm-3~3×1018cm-3。
5.根据权利要求1所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述第一GaSb帽层和第二GaSb帽层的厚度为15~40nm,采用p型掺杂,体掺杂材料为Be、C或Mg,掺杂剂量为5×1018cm-3~2×1019cm-3。
6.根据权利要求1所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述第二多层晶格应变缓冲层不掺杂,厚度600~1500nm,从下至上先采用梯度结构生长GaAsySb1-y缓冲层,再生长In0.53Ga0.47As/InP超晶格缓冲层;y的值从0逐步升为0.42。
7.根据权利要求3-6任一权项所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述In0.53Ga0.47As沟道层不掺杂,厚度为50~100nm。
8.根据权利要求3-6任一权项所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述In0.52Al0.48As势垒层的厚度为15~40nm,采用n型掺杂,体掺杂Si的剂量为2×
1018cm-3~6×1018cm-3。
9.根据权利要求3-6任一权项所述的宽禁带III-V CMOS应变场效应晶体管,其特征在于,所述第一In0.53Ga0.47As帽层和第二In0.53Ga0.47As帽层的厚度为15~40nm,采用n型掺杂,体掺杂Si的剂量为5×1018cm-3~2×1019cm-3。
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