为什么晶体硅和砷化镓是等离子体

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砷化镓是继硅之后被研究最深入、应用最广泛的半导体材料，由于禁带宽度宽、电子迁移率高，因而不仅可直接研制光电子器件，如发光二极管、可见光激光器、近红外激光器、量子阱大功率激光器，红外探测器和高效太阳能电池等，而且在微电子方面，以半绝缘砷化镓为基体，用直接离子注入自对准平面工艺研制的砷化镓高速数字电路、微波单片电路、光电集成电路、低噪声及大功率场效应晶体管，具有速度快、频率高、低功耗和抗辐射等特点，不仅在国防上具有重要意义，在民用和国民经济建设中更有广泛应用。

第一只砷化镓晶体管产生与20世纪50年代，只有在得到足够的纯的砷化镓单晶材料后才让我们在接下来的几十年里生产砷化镓器件成为可能。跟砷化镓的前辈硅不同，第一只砷化镓器件不是二级晶体管，早期的砷化镓器件更象一个肖特基的场效应管(FETs)而不是PN级二级管。但是在那时候因为砷化镓材料的化学不稳定性砷化镓器件只能应用于一些低频低功率的应用场合。

但是因为砷化镓拥有1．4eV的禁带宽度，击穿电压可以承受20V，并且跟硅相比有更高的电子迁移率，这将给砷化镓材料在高速数字逻辑电路应用上带来很好的应用前景。但是砷化镓材料最主要的应用很快被切换到模拟微波市场，原因是更高的电子迁移率能够在无线通信器件的不同频率上得到充分的应用。

本发明公开了利用基本上无深能级掺杂物的半绝缘SiC衬底的SiC MESFET。半绝缘衬底的利用可以减少MESFETs中的背栅效应。还提供了具有两个凹槽的栅极结构的SiC MESFETs。还提供了具有选择掺杂的p型缓冲层的MESFETs。这种缓冲层的利用可以在具有常规的p型缓冲层的SiC MESFETs之上降低到其三分之一的输出电导并产生3db的功率增益。还可以提供到p型缓冲层的地接触，p型缓冲层可以由两种p型层形成，其具有在衬底上形成的较高掺杂物浓度的层。根据本发明的实施例SiC MESFETs还可以利用铬作为肖特基栅极材料。此外，可以采用氧化物-氮化物-氧化物(ONO)钝化层以减少SiCMESFETs中的表面效应。同样，可以直接在n型沟道层上形成源和漏欧姆接触，因此，不需要制造n+区域，有关这种制造的步骤可以从制造工艺中去除。还公开了制造这种SiC MESFETs和用于SiC FETs的栅极结构以及钝化层的方法。

专利主权项

权利要求书 1.一种金属-半导体场效应晶体管，包括：半绝缘碳化硅衬底，其基本上无深能级掺杂物；在衬底上的n型导电性碳化硅的n型外延层；在n型外延层上的欧姆接触，其分别确定源区和漏区；以及在n型外延层上的肖特基金属接触，其位于欧姆接触之间并由此在源区和漏区之间，以便当偏压施加到肖特基金属接触时在n型外延层中的源区和漏区之间形成有源沟道。

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