本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體是一種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可用于制作大規(guī)模集成電路。

背景技術(shù)：

根據(jù)等比例尺寸縮小規(guī)則，Si/SiO₂系統(tǒng)中柵介質(zhì)SiO₂的厚度不斷縮小，由直接隧穿以及FN隧穿兩種機(jī)制導(dǎo)致的柵漏電流不斷增加，嚴(yán)重影響了器件的可靠性，若采用介電常數(shù)高于3.9的高K介質(zhì)作為柵極氧化層材料，則可以在保持電容不變的前提下，增大物理層厚度從而降低柵漏電流。

在電源電壓以及物理尺寸同時(shí)縮小的情況下，為了獲得更好的器件特性，需要產(chǎn)生更大的晶體管驅(qū)動(dòng)電流，高載流子遷移率的溝道層材料是理想的選擇。III-V族材料具有高電子遷移率，高臨界場(chǎng)強(qiáng)等優(yōu)越特性，成為應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)Si材料器件物理尺寸臨近極限的一種解決方案，也為未來MOS系統(tǒng)的發(fā)展開辟了新的可能。

但是由于高K介質(zhì)同大多數(shù)III-V族材料界面處存在較高的界面陷阱密度，會(huì)對(duì)器件是想能帶來影響。以目前研究較為普遍的III-V族材料GaAs為例，其界面陷阱密度達(dá)到了1×10¹²cm^-2eV^-1以上，如此高的界面陷阱密度將會(huì)使MOS電容發(fā)生漂移甚至畸形，也會(huì)導(dǎo)致器件的電學(xué)特性如閾值電壓增加、遷移率降低和跨導(dǎo)減小的情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種閾值電壓、電子遷移率和跨導(dǎo)受界面陷阱影響小的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其制作方法，以明顯改善由界面陷阱所導(dǎo)致的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電學(xué)特性退化問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，自下而上包括襯底、溝道層，溝道層的兩端分別為源區(qū)和漏區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)的正上方分別為源極和漏極，源極與漏極之間為柵氧化層，柵氧化層的正上方為柵極，其特征在于：

襯底與溝道層之間增設(shè)有緩沖層，該緩沖層采用GaAs材料，其厚度為10μm～100μm；

所述溝道層，采用In_0.53Ga_0.47As材料，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁷cm^-3，其厚度為5μm～100μm；

所述柵氧化層，采用介電常數(shù)大于3.9的高K材料，其厚度為15nm～30nm，通過原子層淀積工藝提升其界面質(zhì)量。

上述方案中，所述襯底為厚度10μm～200μm的Si材料。

上述方案中，所述介電常數(shù)高于3.9的高K材料，包括Al₂O₃、HfO₂和ZrO₂。

上述方案中，所述源區(qū)和漏區(qū)厚度為0.5μm～0.7μm。

上述方案中，所述源極和漏極為厚度10nm～25nm的Ni或Al材料。

上述方案中，所述柵極為厚度15nm～40nm的Al材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備方法，包括如下步驟：

1)選用厚度為10μm～200μm的Si材料作為襯底，并對(duì)其進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗；

2)在清洗后的襯底上采用化學(xué)氣相沉積工藝形成厚度為10μm～100μm的GaAs緩沖層；

3)在緩沖層上采用化學(xué)氣相沉積工藝形成厚度為5μm～100μm的In_0.53Ga_0.47As溝道層，且對(duì)溝道層進(jìn)行原位摻雜，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁷cm^-3；

4)采用高溫離子注入工藝，在溝道層兩端進(jìn)行摻雜，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度分別為1×10¹⁹cm^-3～3×10¹⁹cm^-3和1×10¹⁷cm^-3～3×10¹⁷cm^-3，摻雜材料注入深度為0.5μm～0.7μm，再對(duì)溝道層兩端進(jìn)行高溫退火，實(shí)現(xiàn)摻雜材料的激活，形成源區(qū)和漏區(qū)；

5)先將HF溶液和H₂O₂溶液按1:50的比例配成氫氟酸稀釋液，清洗溝道層，再采用濃度為10％的NH₄OH溶液浸泡溝道層并用去離子水沖洗，烘干；

6)在清洗后的溝道層上采用原子層淀積工藝，在200℃～400℃的溫度下形成厚度為15nm～30nm、介電常數(shù)大于3.9的高K柵氧化層，淀積時(shí)間為40mins～5h；

7)采用磁控濺射工藝在高K柵氧化層表面濺射厚度為15nm～40nm的金屬Al作為柵極，且通過在N₂環(huán)境中采用推進(jìn)退火工藝提升其導(dǎo)電性；

8)在柵氧化層的兩端采用Ni或Ni/Al金屬淀積工藝形成厚度為10nm～25nm的源極和漏極，并在Ar氣環(huán)境下進(jìn)行快速退火，以形成良好的歐姆接觸，完成器件制作。

上述方案中，所述步驟5對(duì)溝道層材料的清洗是用氫氟酸稀釋液在20℃～25℃下超聲清洗5mins～10mins，然后將清洗后的溝道層浸泡在濃度為10％的NH₄OH溶液中10mins，再用去離子水沖洗，并在N₂氣氛中烘干使溝道層表面羥基化。

上述方案中，所述步驟7中推進(jìn)退火的溫度上升速度為50℃/min～80℃/min，退火時(shí)間為3mins～5mins。

上述方案中，所述步驟8中在Ar氣環(huán)境下快速退火的退火溫度為800℃～1000℃，退火時(shí)間為3mins～5mins。

本發(fā)明提出的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，通過添加GaAs緩沖層并引入In_0.53Ga_0.47As材料作為溝道層，一方面提高了電子在溝道中的遷移率，同目前研究較為普遍的GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管相比，電子遷移率從8500cm²/V·s提高到了12000cm²/V·s；另一方面，高K介質(zhì)同In_0.53Ga_0.47As材料的界面陷阱電荷要遠(yuǎn)小于GaAs材料。以上兩方面的因素可以使得高K/In_0.53Ga_0.47As金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有良好的電學(xué)特性，改善了因界面陷阱使MOS電容發(fā)生漂移甚至畸形與漏極電流減小、閾值電壓增加、遷移率降低和跨導(dǎo)減小的情況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的制備流程圖。

圖3是現(xiàn)有的GaAs材料界面陷阱按能級(jí)分布圖。

圖4是本發(fā)明使用的In_0.53Ga_0.47As材料界面陷阱按能級(jí)分布圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明提出的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管是在傳統(tǒng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)器件的襯底和溝道層中添加GaAs緩沖層，并使用In_0.53Ga_0.47As材料作為溝道層，在提高溝道的電子遷移率的同時(shí)減少了界面陷阱電荷。本發(fā)明制備的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可應(yīng)用于開關(guān)電源電路，DC/DC、DC/AC、AC/DC變換器等。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出的高K/In_0.53Ga_0.47As金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括襯底9、緩沖層8、溝道層7、漏區(qū)6、源區(qū)5、柵氧化層4、漏極3、柵極2和源極1。其中：

襯底9采用Si材料，其厚度為10μm～200μm；襯底9的正上方為緩沖層8，該緩沖層8采用GaAs材料，其厚度為10μm～100μm；緩沖層8的正上方為溝道層7，該溝道層7采用In_0.53Ga_0.47As材料，其厚度為5μm～100μm，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3～1×10¹⁷cm^-3；溝道層7的兩端分別為源區(qū)5和漏區(qū)6，源區(qū)5的厚度為0.5μm～0.7μm，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3～3×10¹⁹cm^-3；漏區(qū)6的厚度為0.5μm～0.7μm，摻雜材料為硼或磷，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3～3×10¹⁷cm^-3。源區(qū)5和漏區(qū)6的正上方分別為源極1和漏極3，源極1和漏極3由金屬Ni或Al淀積形成，厚度為10nm～25nm；源極1和漏極3之間為柵氧化層4，該柵氧化層4由介電常數(shù)大于3.9的高K材料淀積形成，所述高K材料包括Al₂O₃、HfO₂和ZrO₂。柵氧化層4的正上方為柵極2，柵極2由金屬Al淀積形成，厚度15nm～40nm。

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的制備方法給出如下三種實(shí)施例：

實(shí)施例1，制作緩沖層材料為GaAs，厚度為10μm；溝道層材料為In_0.53Ga_0.47As，厚度為5μm，溝道層摻雜材料為硼，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

步驟1，選用厚度為10μm的Si材料作為襯底，并對(duì)襯底材料進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗。

1a)將H₂SO₄溶液和H₂O₂溶液按1:4的比例配成硫酸過氧化氫混合液，將Si襯底置于該硫酸過氧化氫混合液中，在120℃下進(jìn)行一次超聲清洗；

1b)將HF溶液和H₂O₂溶液按1:50的比例配成氫氟酸稀釋液，將一次超聲清洗后的Si襯底置于該氫氟酸稀釋液中，在20℃下進(jìn)行二次超聲清洗；

1c)將NH₄OH溶液、H₂O₂溶液和H₂O溶液按1:2:7的比例配成氨水過氧化氫混合液，將二次超聲清洗后的Si襯底置于該氨水過氧化氫混合液中，在75℃下進(jìn)行三次超聲清洗；

1d)將HCl溶液、H₂O₂溶液和H₂O溶液按1:1:6的比例配成鹽酸過氧化氫混合液，將三次超聲清洗后的Si襯底置于該鹽酸過氧化氫混合液中，在75℃下進(jìn)行最后超聲清洗。

步驟2，淀積GaAs緩沖層。

將超聲清洗后的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀工藝，使用H₂作為運(yùn)載氣體，將三甲基鎵和三丁基砷通入反應(yīng)室，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為10μm的GaAs緩沖層。

步驟3，淀積In_0.53Ga_0.47As溝道層。

將沉積有GaAs緩沖層的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積工藝，向反應(yīng)室通入三甲基銦、三甲基鎵和砷烷，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為5μm的In_0.53Ga_0.47As溝道層，且對(duì)溝道層進(jìn)行原位摻雜，摻雜材料為硼，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3。

步驟4，制作源區(qū)和漏區(qū)。

采用高溫離子注入工藝，在溝道層兩端進(jìn)行摻雜，摻雜材料為磷，摻雜濃度分別為1×10¹⁹cm^-3和1×10¹⁷cm^-3，摻雜材料注入深度為0.5μm；再對(duì)溝道層兩端進(jìn)行高溫退火，實(shí)現(xiàn)摻雜材料的激活，形成源區(qū)和漏區(qū)。

步驟5，對(duì)溝道層進(jìn)行清洗。

首先，將HF溶液和H₂O₂溶液按1:50的比例配成氫氟酸稀釋液，在20℃的溫度下超聲清洗溝道層10mins；

接著，將清洗后的溝道層浸泡在濃度為10％的NH₄OH溶液中10mins，在N₂氣氛中烘干使溝道層表面羥基化。

步驟6，淀積Al₂O₃柵氧化層。

在表面羥基化的溝道層上采用原子層淀積工藝，淀積Al₂O₃柵氧化層，步驟如下：

6a)將生長(zhǎng)有緩沖層和溝道層的襯底置于反應(yīng)室內(nèi)；

6b)引入三甲基鋁至反應(yīng)腔內(nèi)充分反應(yīng)，三甲基鋁中的一個(gè)甲基-CH₃與溝道層表面羥基中的-H發(fā)生置換反應(yīng)，使-Al(CH₃)₂與-O結(jié)合，在溝道層表面形成O-Al(CH₃)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物甲烷氣體；

6c)向反應(yīng)腔中通入N₂，將多余的三甲基鋁以及副產(chǎn)物甲烷氣體排出反應(yīng)腔，這一過程需要停留一段時(shí)間以使反應(yīng)腔被完全清除干凈；

6d)通入水蒸氣至反應(yīng)室內(nèi)，水蒸氣的-H與O-Al(CH₃)₂中的-CH₃發(fā)生置換反應(yīng)，在溝道層表面形成O-Al(OH)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物甲烷氣體；

6e)向反應(yīng)腔內(nèi)通入N₂氣，將未反應(yīng)完的水蒸汽和生成的副產(chǎn)物甲烷氣體排出，完成柵氧化層的一層淀積；

重復(fù)上述步驟6b)-6e)，直至Al₂O₃淀積厚度達(dá)到15nm。

步驟7，制備柵極。

采用磁控濺射工藝，在Al₂O₃柵氧化層表面濺射厚度為15nm的金屬Al作為柵極，且通過在N₂環(huán)境中采用推進(jìn)退火工藝提升其導(dǎo)電性，退火溫度為800℃，溫度上升速度為50℃/min，退火時(shí)間為3mins。

步驟8，制備源極和漏極。

在柵氧化層的兩端采用Ni或Ni/Al金屬淀積工藝，形成厚度為10nm的源極和漏極，并在Ar氣環(huán)境下進(jìn)行快速退火，退火溫度為1000℃，退火時(shí)間為3mins，以形成良好的歐姆接觸，完成器件制作。

實(shí)施例2，制作緩沖層材料為GaAs，厚度為50μm；溝道層材料為In_0.53Ga_0.47As，厚度為10μm，溝道層摻雜材料為磷，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

步驟一，選用厚度為100μm的Si材料作為襯底，并對(duì)襯底材料進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟1相同。

步驟二，將超聲清洗后的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀工藝，使用H₂作為運(yùn)載氣體，將三甲基鎵和三丁基砷通入反應(yīng)室，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為50μm的GaAs緩沖層。

步驟三，將沉積有GaAs緩沖層的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積工藝，向反應(yīng)室通入三甲基銦、三甲基鎵和砷烷，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為10μm的In_0.53Ga_0.47As溝道層，且對(duì)溝道層進(jìn)行原位摻雜，摻雜材料為磷，摻雜濃度為1×10¹⁶cm^-3。

步驟四，采用高溫離子注入工藝，在溝道層兩端進(jìn)行摻雜，摻雜材料為硼，摻雜濃度分別為2×10¹⁹cm^-3和2×10¹⁷cm^-3，摻雜材料注入深度為0.6μm；再對(duì)溝道層兩端進(jìn)行高溫退火，實(shí)現(xiàn)摻雜材料的激活，形成源區(qū)和漏區(qū)。

步驟五，對(duì)溝道層進(jìn)行清洗，即先將HF溶液和H₂O₂溶液按1:50的比例配成氫氟酸稀釋液，在23℃的溫度下超聲清洗溝道層8mins；再采用濃度為10％的NH₄OH溶液浸泡清洗后的溝道層10mins并用去離子水沖洗，在N₂氣氛中烘干使溝道層表面羥基化。

步驟六，在表面羥基化的溝道層上采用原子層淀積工藝，淀積HfO₂柵氧化層，步驟如下：

6.1)將生長(zhǎng)有緩沖層和溝道層的襯底置于反應(yīng)室內(nèi)；

6.2)引入四二甲氨基鉿至反應(yīng)腔內(nèi)充分反應(yīng)，四二甲氨基鉿中的兩個(gè)二甲氨基-N(CH₃)₂與溝道層表面羥基中的-H發(fā)生置換反應(yīng)，使-Hf(N(CH₃)₂)₂與-O結(jié)合，在溝道層表面形成O₂-Hf(N(CH₃)₂)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物HN(CH3)₂；

6.3)向反應(yīng)腔中通入N₂，將多余的四二甲基鉿以及副產(chǎn)物HN(CH3)₂排出反應(yīng)腔，這一過程需要停留一段時(shí)間以使反應(yīng)腔被完全清除干凈；

6.4)通入水蒸氣至反應(yīng)室內(nèi)，使水蒸氣的-H與O₂-Hf(N(CH₃)₂)₂中的-N(CH₃)₂發(fā)生置換反應(yīng)，在溝道層表面形成O₂-Hf(OH)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物HN(CH3)₂；

6.5)向反應(yīng)腔內(nèi)通入N₂氣，將未反應(yīng)完的水蒸汽和生成的副產(chǎn)物HN(CH3)₂排出，完成柵氧化層的一層淀積；

重復(fù)上述6.2)-6.5)步驟，直至HfO₂淀積厚度達(dá)到25nm。

步驟七，采用磁控濺射工藝，在Al₂O₃柵氧化層表面濺射厚度為30nm的金屬Al作為柵極，且通過在N₂環(huán)境中采用推進(jìn)退火工藝提升其導(dǎo)電性，退火溫度為800℃，溫度上升速度為60℃/min，退火時(shí)間為4mins。

步驟八，在柵氧化層的兩端采用Ni或Ni/Al金屬淀積工藝，形成厚度為15nm的源極和漏極，并在Ar氣環(huán)境下進(jìn)行快速退火，退火溫度為900℃，退火時(shí)間為4mins，以形成良好的歐姆接觸，完成器件制作。

實(shí)施例3，制作緩沖層材料為GaAs，厚度為100μm；溝道層材料為In_0.53Ga_0.47As，厚度為100μm，溝道層摻雜材料為硼，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

步驟A，選用厚度為200μm的Si材料作為襯底，并對(duì)襯底材料進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟1相同。

步驟B，淀積GaAs緩沖層。

將超聲清洗后的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀工藝，使用H₂作為運(yùn)載氣體；

將三甲基鎵和三丁基砷通入反應(yīng)室，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為100μm的GaAs緩沖層。

步驟C，淀積In_0.53Ga_0.47As溝道層。

將沉積有GaAs緩沖層的襯底置于反應(yīng)室，采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積工藝，向反應(yīng)室通入三甲基銦、三甲基鎵和砷烷，在反應(yīng)室內(nèi)發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，形成厚度為100μm的In_0.53Ga_0.47As溝道層；

對(duì)溝道層進(jìn)行原位摻雜，摻雜材料為硼，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3。

步驟D，制作源區(qū)和漏區(qū)。

采用高溫離子注入工藝，在溝道層兩端進(jìn)行摻雜，摻雜材料為磷，摻雜濃度分別為3×10¹⁹cm^-3和3×10¹⁷cm^-3，摻雜材料注入深度為0.7μm；

對(duì)摻雜后的溝道層兩端進(jìn)行高溫退火，實(shí)現(xiàn)摻雜材料的激活，形成源區(qū)和漏區(qū)。

步驟E，對(duì)溝道層進(jìn)行清洗。

將HF溶液和H₂O₂溶液按1:50的比例配成氫氟酸稀釋液，在25℃的溫度下超聲清洗溝道層5mins；

將清洗后的溝道層浸泡在濃度為10％的NH₄OH溶液中10mins，再用去離子水沖洗，并在N₂氣氛中烘干使溝道層表面羥基化。

步驟F，在表面羥基化的溝道層上淀積ZrO₂柵氧化層。

F1)將生長(zhǎng)有溝道層和緩沖層的襯底置于反應(yīng)室內(nèi)；

F2)引入四二甲氨基鋯至反應(yīng)腔內(nèi)充分反應(yīng)，四二甲氨基鋯中的兩個(gè)二甲氨基-N(CH₃)₂與溝道層表面羥基中的-H發(fā)生置換反應(yīng)，使-Zr(N(CH₃)₂)₂與-O結(jié)合，在溝道層表面形成O₂-Zr(N(CH₃)₂)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物HN(CH3)₂；

F3)向反應(yīng)腔中通入N₂，將多余的四二甲氨基鋯以及副產(chǎn)物HN(CH3)₂排出反應(yīng)腔，以使反應(yīng)腔被完全清除干凈；

F4)通入水蒸氣至反應(yīng)室內(nèi)，水蒸氣的-H與O₂-Zr(N(CH₃)₂)₂中的-N(CH₃)₂發(fā)生置換反應(yīng)，在溝道層表面形成O₂-Zr(OH)₂，同時(shí)生成副產(chǎn)物HN(CH3)₂；

F5)向反應(yīng)腔內(nèi)通入N₂氣，將未反應(yīng)完的水蒸汽和生成的副產(chǎn)物HN(CH3)₂排出，完成柵氧化層的一層淀積；

重復(fù)上述步驟F2)-F5)，直至ZrO₂淀積厚度達(dá)到30nm。

步驟G，制備柵極。

采用磁控濺射工藝，在Al₂O₃柵氧化層表面濺射厚度為40nm的金屬Al作為柵極，且通過在N₂環(huán)境中采用推進(jìn)退火工藝提升其導(dǎo)電性，退火溫度為800℃，溫度上升速度為80℃/min，退火時(shí)間為5mins。

步驟H，制備源極和漏極。

在柵氧化層的兩端采用Ni或Ni/Al金屬淀積工藝，形成厚度為25nm的源極和漏極；在Ar氣環(huán)境下進(jìn)行快速退火，退火溫度為800℃，退火時(shí)間為5mins，以形成良好的歐姆接觸，完成器件制作。

本發(fā)明的效果通過以下測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步說明：

測(cè)試1，將GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的GaAs溝道層與高K柵氧化層的界面陷阱按能級(jí)分布，結(jié)果如圖3所示，

測(cè)試2，將本發(fā)明的In_0.53Ga_0.47As溝道層與高K柵氧化層的界面陷阱按能級(jí)的分布，結(jié)果如圖4所示。

通過對(duì)比圖3和圖4，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的In_0.53Ga_0.47As材料同高K介質(zhì)的界面陷阱電荷明顯少于GaAs材料。

測(cè)試3，在界面陷阱密度為1×10¹²cm^-2eV^-1的條件下，對(duì)本發(fā)明和目前研究較為普遍的GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓、電子遷移率、跨導(dǎo)分別進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如表1所示。

表1兩種金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管電學(xué)特性對(duì)比表

從表1可見，在界面陷阱密度為1×10¹²cm^-2eV^-1的條件下，GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓增加了0.2V，本發(fā)明的閾值電壓只增加了0.1V，僅為GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管閾值電壓增加量的50％；GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電子遷移率降低了20cm²V^-1s^-1，而本發(fā)明的電子遷移率只降低了10cm²V^-1s^-1，僅為GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管電子遷移率減少量的50％；GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的跨導(dǎo)降低了500mS/mm，本發(fā)明的跨導(dǎo)只降低了400mS/mm，僅為GaAs金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管跨導(dǎo)減少量的80％。

綜上，本發(fā)明是在傳統(tǒng)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底和溝道層中添加GaAs緩沖層，并且使用In_0.53Ga_0.47As材料作為溝道層，不僅提高了溝道中的電子遷移率，而且減小了界面陷阱電荷對(duì)電容、漏極電流和跨導(dǎo)等電學(xué)特性的影響。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，顯然對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，但所做的任何修改、替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。