硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法

一种硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，包括：在清洗好的硅衬底上生长锗层；在锗层上依次生长低温成核砷化镓层和高温砷化镓层；对高温砷化镓层的表面进行抛光；退火后生长MOSFET结构，该MOSFET结构包括依次生长的GaAs缓冲层、InGaP层、InGaAs沟道层、InGaP刻蚀停止层和GaAs接触层；在一个基本单元ABCD内选区刻蚀长方形EFGH到InGaP刻蚀停止层；进行图形刻蚀InGaP刻蚀停止层、InGaAs沟道层和InGaP层，刻蚀深度到达GaAs缓冲层的表面，在EFGH的位置中的InGaAs沟道层形成有效沟道；选择性湿法腐蚀掉有效沟道下方的InGaP层；在悬空的有效沟道的周围沉积Al

1.一种硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，包括以下步骤：步骤1：在清洗好的硅衬底上，采用超高真空化学气相沉积生长锗层；步骤2：将硅衬底立即放入MOCVD反应室中，在锗层上依次生长低温成核砷化镓层和高温砷化镓层，形成样品；步骤3：将样品取出，对高温砷化镓层的表面进行抛光；步骤4：样品清洗后放入MOCVD反应室，退火后生长MOSFET结构，该MOSFET结构包括依次生长的GaAs缓冲层、InGaP层、InGaAs沟道层、InGaP刻蚀停止层和GaAs接触层；步骤5：在一个基本单元ABCD内选区刻蚀长方形EFGH到InGaP刻蚀停止层；步骤6：在选区刻蚀EFGH的位置，进行图形刻蚀InGaP刻蚀停止层、InGaAs沟道层和InGaP层，刻蚀深度到达GaAs缓冲层的表面，在EFGH的位置中的InGaAs沟道层形成有效沟道；步骤7：选择性湿法腐蚀掉有效沟道下方的InGaP层；步骤8：采用ALD方法以及电子束曝光、刻蚀的方法，在悬空的有效沟道的周围沉积Al₂O₃栅；步骤9：分别制作源电极、漏电极、栅电极，完成器件的制备。
2.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中硅衬底为偏[011]方向4°的(100)衬底。
3.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中退火的温度和生长低温成核砷化镓层之外的各层相同的，均为620-660℃之间，退火在砷烷的保护气氛下进行。
4.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中基本单元ABCD的边长至少300μm，主要为源漏栅三个电极区域，并且各个基本单元之间需要隔离。
5.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中选区刻蚀长方形EFGH的宽为50-100nm，长为1-1.5μm。
6.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中图形ICP刻蚀InGaP刻蚀停止层、InGaAs沟道层、InGaP层到GaAs缓冲层时，该图形为间距10-50nm的长方形，刻蚀后留下脊形的InGaP刻蚀停止层、InGaAs沟道层、InGaP层到GaAs缓冲层。
7.根据权利要求1所述的硅基高迁移率InGaAs沟道的环栅MOSFET制备方法，其中选择性腐蚀掉InGaAs沟道层下方的InGaP层后，留下悬空的有效沟道，其为平行于衬底的近长方体纳米柱，厚度为10mn，In的组分为0.2，长和宽分别与选区刻蚀长方形EFGH的宽、图形ICP刻蚀的长方形间距对应。