本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件。

背景技術(shù)：

目前半導(dǎo)體工業(yè)的主流是硅技術(shù)，隨著半導(dǎo)體技術(shù)最小尺寸發(fā)展到納米尺度，硅集成電路技術(shù)日益逼近其理論和技術(shù)的雙重極限。而III-V族半導(dǎo)體材料相比硅材料具有更高的電子遷移率(6-60倍)和在低電場(chǎng)和強(qiáng)場(chǎng)下具有更加優(yōu)異的電子輸運(yùn)性能等特性，因此，III-V族半導(dǎo)體材料將是新一代超高頻低功耗集成電子系統(tǒng)的必然選擇。

然而，傳統(tǒng)的GaAs HEMT的溝道二維電子氣濃度和電子遷移率，受材料結(jié)構(gòu)的影響無(wú)法做到使得導(dǎo)電溝道電子遷移率與二維電子氣濃度均很大，限制了GaAs HEMT器件在微波通信中的發(fā)展。需要在III-V族半導(dǎo)體上采用新的器件結(jié)構(gòu)，以充分發(fā)揮III-V族半導(dǎo)體材料的特性，增強(qiáng)溝道中二維電子氣濃度與電子遷移率。由于InP襯底的制造成本較高，材質(zhì)較脆，不利于的推廣，所以利用在GaAs襯底采用新的器件結(jié)構(gòu)，使得GaAs HEMT器件具有很強(qiáng)的實(shí)用性與利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有HEM器件導(dǎo)電溝道電子遷移率與二維電子氣濃度無(wú)法同時(shí)做到更大的問(wèn)題，提供一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件，包括單晶襯底、變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層、In_0.52Al_0.48As緩沖層、第一層In_0.7Ga_0.3As溝道層、第二層In_0.6Ga_0.4As溝道層、第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層、In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層、窄帶隙歐姆接觸層、源漏金屬、柵介質(zhì)和柵金屬；單晶襯底、變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層、In_0.52Al_0.48As緩沖層、第一層In_0.7Ga_0.3As溝道層、第二層In_0.6Ga_0.4As溝道層、第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層、In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層和窄帶隙歐姆接觸層自下而上依次疊放；窄帶隙歐姆接觸層的中間部分開設(shè)有有源區(qū)；源漏金屬設(shè)置在窄帶隙歐姆接觸層，源漏金屬的中間部分開設(shè)有柵槽；柵介質(zhì)填充在有源區(qū)和柵槽中；柵金屬呈T形，其下部嵌入柵介質(zhì)中。

上述方案中，In_0.52Al_0.48As緩沖層的上部設(shè)有第一平面摻雜層。

上述方案中，第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層的上部設(shè)有第二平面摻雜層。

上述方案中，單晶襯底為GaAs族的單晶襯底。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的組分漸變緩沖層降低III-V半導(dǎo)體之間晶格失配，減少位錯(cuò)引進(jìn)的缺陷。同時(shí)該器件結(jié)構(gòu)不僅降低MOS界面態(tài)密度，并且通過(guò)對(duì)外延材料采用高In組分In_0.7Ga_0.3As/In_0.6Ga_0.4As/In_0.5Ga_0.5As復(fù)合溝道設(shè)計(jì)以及勢(shì)壘層和緩沖層平面處的雙摻雜設(shè)計(jì)充分的提高了2-DEG的濃度與電子遷移率，降低了溝道的方塊電阻。本實(shí)用新型具有二維電子氣濃度高、溝道電子遷移率大、器件特征頻率和振蕩頻率高和制造工藝簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件，如圖1所示，包括單晶襯底101、變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層102、In_0.52Al_0.48As緩沖層103、第一平面摻雜層104、第一層In_0.7Ga_0.3As溝道層105、第二層In_0.6Ga_0.4As溝道層106、第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層107、第二平面摻雜層108、In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層109、窄帶隙歐姆接觸層110、源漏金屬111、柵介質(zhì)112和柵金屬113。

單晶襯底101、變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層102、In_0.52Al_0.48As緩沖層103、第一層In_0.7Ga_0.3As溝道層105、第二層In_0.5Ga_0.5As溝道層106、第三層In_0.6Ga_0.4As溝道層107、In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層109和窄帶隙歐姆接觸層110自下而上依次疊放。單晶襯底101為GaAs族的單晶襯底101。第一平面摻雜層104設(shè)置在In_0.52Al_0.48As緩沖層103的上部。第二平面摻雜層108設(shè)置在第三層In_0.4Ga_0.6As溝道層107的上部。

窄帶隙歐姆接觸層110的中間部分開設(shè)有有源區(qū)。源漏金屬111設(shè)置在窄帶隙歐姆接觸層110，源漏金屬111的中間部分開設(shè)有柵槽。柵介質(zhì)112填充在有源區(qū)和柵槽中。柵金屬113呈T形，其下部嵌入柵介質(zhì)112中。

一種III-V族半導(dǎo)體MOSHEMT器件的制備方法，其具體包括如下步驟：

S1：在GaAs族襯底片上外延形成變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層102

S2：在變In組分In_xAl_1-xAs緩沖層102上外延形成In_0.52Al_0.48As緩沖層103；

S3：在In_0.52Al_0.48As緩沖層上外延生長(zhǎng)第一層In_0.5Ga_0.5As溝道層105；

S4：在第一層In_0.7Ga_0.3As溝道層105外延生長(zhǎng)第二層In_0.6Ga_0.4As溝道層106；

S5：在第二層In_0.6Ga_0.4As溝道層106外延生長(zhǎng)第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層107；

S6：在第三層In_0.5Ga_0.5As溝道層107外延形成In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層109；

S7：在In_0.52Al_0.48As勢(shì)壘層109上外延形成重?fù)诫s的窄帶隙歐姆接觸層110；

S8：在以上外延結(jié)構(gòu)上的窄帶隙歐姆接觸層110處利用光刻和刻蝕工藝形成有源區(qū)；有源區(qū)得到的方法可以是干法刻蝕，也可以使?jié)穹涛g；

S9：在窄帶隙歐姆接觸層110上形成源漏金屬111；源漏金屬111采用Ti/Pt/Au金屬系統(tǒng)；

S10：在源漏金屬111中采用濕法腐蝕方法對(duì)柵槽進(jìn)行腐蝕；

S11：在腐蝕完?yáng)挪酆?，采用ALD沉積系統(tǒng)在柵槽中生長(zhǎng)高K柵介質(zhì)112；

S12：在高K柵介質(zhì)112上形成T形的柵金屬113。柵金屬113采用PMMA/MMA/PMMA膠兩次電子束曝光一次顯影。