[发明专利]一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管

权利要求书

1.一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，包括单晶衬底（00）、形成于单晶衬底（00）上的缓冲层（02）、形成于缓冲层（02）上的高迁移率沟道层（03）、形成于高迁移率沟道层（03）上的超晶格势垒层（04）、形成于超晶格势垒层（04）上的窄带隙欧姆接触层（05）、形成于窄带隙欧姆接触层（05）上的源金属电极（06）和漏金属电极（07）、蚀刻所述超晶格势垒层（04）至高迁移率沟道层（03）表面形成的栅槽结构（08）、形成于栅槽结构（08）内表面的高K 栅介质（09）以及形成于高K 栅介质（09）上的栅金属电极（10），其特征在于，所述超晶格势垒层（04）为多个周期的薄膜层交替重叠组成，所述薄膜层由锡化物和另一掺杂的锡化物组成。

2.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述超晶格势垒层（04）由5个周期的薄膜层交替组成，所述薄膜层由SnS与F-SnO₂组成，所述超晶格势垒层（04）中F-SnO₂为最外层。

3.根据权利要求2所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述F-SnO₂中F的掺杂量为1.8~3.0%at。

4.根据权利要求2所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述超晶格势垒层（04）厚度为 20~40 nm。

5.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述单晶衬底（00）为纯度99.999%的单晶硅衬底。

6.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，在所述单晶衬底（00）上蒸镀的一薄层Au（01），所述薄层Au（01）位于所述单晶衬底（00）和缓冲层（02）之间，所述薄层Au（01）厚度为50nm~100nm。

7.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述缓冲层（02）由Ⅳ-Ⅵ族半导体构成，所述高迁移率沟道层（03）包含一种Ⅳ-Ⅵ 族半导体或者多种Ⅳ-Ⅵ 族半导体的多元合金薄层组合而成的复合沟道，所述Ⅳ-Ⅵ族半导体为氧化亚锡、氧化锡、硫化亚锡和硫化锡中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述缓冲层（02）的禁带宽度大于所述高迁移率沟道层（03）的禁带宽度，所述的窄带隙欧姆接触层（05）的禁带宽度从下至上逐渐变小，所述窄带隙欧姆接触层（05）在表面处的禁带宽度最小。

9.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述高K栅介质（09）的K 值高于SiO₂，所述高K栅介质（09）为氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镧、氧化钛中的一种或一种以上。

10.根据权利要求1所述的一种锡化物超晶格势垒半导体晶体管，其特征在于，所述栅槽结构（09）形成于所述源金属电极（07）和漏金属电极（08）的中间，采用选择性腐蚀技术使栅槽刻蚀自动终止于所述高迁移率沟道层（03）表面。