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一種砷化鎵基MOSFET柵介質(zhì)的制備方法與流程

文檔序號(hào):12129276閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種砷化鎵基MOSFET柵介質(zhì)的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟1:清洗砷化鎵襯底表面;

步驟2:在清洗完成后的所述砷化鎵襯底表面沉積阻擋層;

步驟3:利用直接離化的氧等離子體或間接離化的氧等離子體處理步驟2獲得的襯底表面,氧等離子擴(kuò)散進(jìn)入到所述阻擋層和砷化鎵界面處,從而氧化砷化鎵表面,在所述阻擋層與所述砷化鎵襯底界面形成一薄層五氧化二砷和三氧化二鎵的混合物層;

步驟4:在氧等離子體氧化后的砷化鎵襯底表面沉積高介電常數(shù)的柵氧化物層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述砷化鎵襯底包括砷化鎵片、絕緣體上砷化鎵片、硅上外延砷化鎵片或化合物半導(dǎo)體上外延砷化鎵片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟1中,所述砷化鎵襯底首先用丙酮和乙醇各清洗1-10分鐘,然后用去離子水沖洗干凈,接著采用氫氟酸和/或鹽酸與去離子水混合后的混合溶液去除砷化鎵襯底表面的自然氧化物層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟2中,所述阻擋層為采用原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、脈沖激光濺射或分子束外延的方法沉積的三氧化二鑭,所述三氧化二鑭的厚度在3埃-10納米之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述直接離化的氧等離子體是由氧氣、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一種或多種,或氧氣、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一種或多種與氮?dú)?、氦氣、氬氣中的一種或多種混合后的氣體,經(jīng)過(guò)等離子體發(fā)生器離化形成的等離子體,所述等離子體發(fā)生器工作功率在0-200瓦每平方厘米之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述間接離化的氧等離子體是由氮?dú)?、氦氣、氬氣中的一種或多種經(jīng)過(guò)等離子體發(fā)生器離化形成等離子體源,所述等離子體源再與氧氣、臭氧、二氧化碳、一氧化二氮中的一種或多種混合氣體混合使其離化,所述等離子體發(fā)生器工作功率在0-200瓦每平方厘米之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述直接離化的氧等離子體或間接離化的氧等離子體處理步驟2獲得的襯底表面的時(shí)間在1毫秒-1小時(shí)之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟3中,所述直接離化的氧等離子體或間接離化的氧等離子體處理步驟2獲得的襯底表面的溫度在20攝氏度-500攝氏度之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟4中,采用原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、脈沖激光濺射、分子束外延的方法沉積高介電常數(shù)的氧化物作為柵氧化物層。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法,其特征在于,所述氧化物包括鋁基、鋯基、鉿基、釓基、鎵基、鑭基或鉭基氧化物,所述氧化物中的摻雜元素為鋁、鋯、鉿、釓、鎵、鑭、鉭、氮或磷,氧化物中摻雜元素的原子數(shù)量與總的金屬元素的原子數(shù)量的比值=x:(1-x),x的取值范圍為0≤x<1,柵氧化物層的厚度在3埃-10納米之間。

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