氢终端金刚石基两步法介质层场效应晶体管及其制备方法 .pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN109920736A

(43)申请公布日2019.06.21

(21)申请号CN201910094128.1

(22)申请日2019.01.30

(71)申请人西安交通大学

地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西路28号

(72)发明人王宏兴王艳丰常晓慧王玮问峰王若铮侯洵

(74)专利代理机构陕西增瑞律师事务所

代理人张瑞琪

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

氢终端金刚石基两步法介质层场效

应晶体管及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了氢终端金刚石基两步

法介质层场效应晶体管及其制备方法，在

金刚石衬底1上生长出氢终端金刚石外延

薄膜2，在氢终端金刚石外延薄膜2上制

备出源极3和漏极4，沉积介质层5覆盖所

有结构，对介质层5图形化处理，保留源

极3、漏极4及其之间的介质层5，在源极

3和漏极4之间的介质层5上沉积出栅极

6；本发明采用两步法制备介质层，通过两

个步骤完成介质层的制备，先使用低温工

艺制备一层介质层保护氢终端金刚石的二

维空穴气不被破坏，再使用高温工艺沉积

高质量介质层改善器件性能，从而提升器

件的电学特性，该两步法制备的氧化铝薄

膜，既可以最大程度的保护氢终端金刚石

的二维空穴气，又可以得到高质量的介质

层氧化铝薄膜。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2019-07-16实质审查的生效实质审查的生效

2019-06-21公开公开

发明专利申请公布后的驳回

IPC(主分类):H01L21/336专利申发明专利申请公布后

2022-02-25

请号:2019100941281申请公布的驳回

日

权利要求说明书

1.氢终端金刚石基两步法介质层场效应晶体管的制备方法,其特征在于,在金刚石衬

底(1)上生长出氢终端金刚石外延薄膜(2),在氢终端金刚石外延薄膜(2)上制备出源极

(3)和漏极(4),沉积介质层(5)覆盖所有结构,对介质层(5)图形化处理,保留源极(3)、漏

极(4)及其之间的介质层(5),在源极(3)和漏极(4)之间的介质层(5)上沉积出栅极(6);

其中,沉积介质层(5)覆盖所有结构通过两个步骤完成:

步骤1:使用低温工艺,沉积介质材料以获得覆盖所有结构的介质层;

步骤2:使用高温工艺,在步骤1沉积的介质层上继续沉积同种介质,完成介质层(5)的

沉积。

2.根据权利要求1所述的氢终端金刚石基两步法介质层场效应晶体管的制备方法,其

特征在于,所述低温工艺中,沉积温度≤125°C,获得介质层厚度≤50nm;所述高温工艺中,

沉积温度125°C。

3.根据权利要求2任一所述的氢终端金刚石基两步法介质层场效应晶体管的制备方

法,其特征在于,

所述低温工艺中,沉积温度为80°C,沉积材料为氧化铝,氧化铝厚度为10nm,反应源为

三甲基铝和水,泵入时间间隔为60s;

所述高温工艺中,将沉积温度为250°C,沉积材料为氧化铝。

4.根据权利要求1或2或3任一所述的氢终端金刚石基两步法介质层场效应晶体管

的制备方法,其特征在于,所述的金刚石衬底(1)为本征金刚石材料,所述氢终端金刚石

外延薄膜(2)为本征金刚石材料,其载流子浓度为10

11

-10

15

cm