一种可用于硅基集成的HEMT器件及其制备方法

本发明公开了一种可用于硅基集成的HEMT器件的制作方法及相应的HEMT器件，所述方法通过在锗上生长掺Fe的GaInP作为半绝缘层，生长GaInP作为缓冲层，在GaInP缓冲层上再制作HEMT器件。本发明可以有效地解决HEMT工艺与COMS工艺相兼容的问题，可为HEMT的硅基集成提供基础。

1.一种可用于硅基集成的HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：对由锗构成的衬底进行预处理；步骤B：将所述衬底进行加热，然后进行退火处理；步骤C：在所述衬底上生长掺杂Fe的GaInP半绝缘层；步骤D：在所述掺杂Fe的GaInP半绝缘层上继续外延生长GaInP缓冲层；步骤E：在所述GaInP缓冲层上形成半导体叠层，该半导体叠层自下而上包括GaAs沟道层、未掺杂的AlGaAs隔离层和重掺杂的AlGaAs供应层；步骤F：在所述半导体叠层上生长高掺杂的GaAs帽层；步骤G：在所述GaAs帽层上形成源极和漏极；步骤H：在所述GaAs帽层中形成栅极。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为晶面方向为(100)的晶体锗，并且偏向<111>晶向4°～6°。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括在磷烷气体氛围中将所述锗衬底加热到700℃，然后再退火10min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括采用MOCVD的方法生长掺铁GaInP半绝缘层，其条件是，反应室压力为60mbar，三甲基镓、三甲基铟作为III族源，磷烷作为V族源，二乙基铁作为铁的有机源，生长厚度为1μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C中控制Fe在GaInP中的掺杂浓度为3×10¹⁷～90×10¹⁷/cm³。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中生成的GaInP缓冲层的厚度为300nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C和步骤D中分别生长的掺杂Fe的GaInP半绝缘层和GaInP缓冲层中Ga的组分为
0.51。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E形成的GaAs沟道层还包括在所述半导体叠层中形成的二维电子气。
9.一种可用于硅基集成的HEMT器件，包括由锗构成的衬底，其特征在于，还包括：掺杂Fe的GaInP半绝缘层，位于所述衬底之上；GaInP缓冲层，位于所述掺杂Fe的GaInP半绝缘层之上；半导体叠层，位于所述GaInP缓冲层，该半导体叠层包括GaAs沟道层、未掺杂的AlGaAs隔离层和重掺杂的AlGaAs供应层；GaAs帽层，位于所述半导体叠层之上；源极、漏极和栅极，形成于所述GaAs帽层中。
10.如权利要求9所述的可用于硅基集成的HEMT器件，其特征在于，所述GaAs沟道层还包括在所述半导体叠层中形成的二维电子气。