常关型场效应晶体管及其制备方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN110534557A

(43)申请公布日2019.12.03

(21)申请号CN201910698159.8

(22)申请日2019.07.30

(71)申请人中国科学技术大学

地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号

(72)发明人孙海定龙世兵

(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司

代理人周天宇

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

常关型场效应晶体管及其制备方法

(57)摘要

一种常关型场效应晶体管及其制备

方法，该晶体管包括：氮化镓衬底(1)；氧

化镓外延层(2)，其形成在氮化镓衬底(1)

上，两者交界面形成氮化镓/氧化镓异质结

界面；氮化铝外延层(3)，其形成在氧化镓

外延层(2)上，两者交界面形成氮化铝/氧化

镓异质结界面；帽层(4)，其形成在氮化铝

外延层(3)上。该晶体管充分利用三族氮化

物和氧化镓的材料特性，在氮化铝/氧化镓

界面处产生高密度的极化电荷，提高二维

电子气浓度，增加电导率，场效应晶体管

电学性能提高，在实现常关操作方面，采

用p型氮化镓作为栅极帽层，使阈值电压

不受界面态影响，增强场效应晶体管的可

靠性，且沟道下方的电阻率提高，减小了

漏极漏电流和亚阈值摆幅。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

2021-03-09授权授权

2020-03-06著录事项变更著录事项变更

2019-12-27实质审查的生效实质审查的生效

2019-12-03公开公开

权利要求说明书

1.一种常关型场效应晶体管,包括:

氮化镓衬底(1);

氧化镓外延层(2),其形成在所述氮化镓衬底(1)上,两者交界面形成氮化镓/氧化镓异

质结界面;

氮化铝外延层(3),其形成在所述氧化镓外延层(2)上,两者交界面形成氮化铝/氧化镓

异质结界面;

帽层(4),其形成在所述氮化铝外延层(3)上。

2.根据权利要求1所述的常关型场效应晶体管,其中,所述氮化镓衬底(1)的厚度为

0.1~1μm。

3.根据权利要求1所述的常关型场效应晶体管,其中,所述氧化镓外延层(2)的厚度为

0.1~0.5μm。

4.根据权利要求1所述的常关型场效应晶体管,其中,所述氮化铝外延层(3)的厚度为

4~12nm。

5.根据权利1所述的常关型场效应晶体管,其中,所述帽层(4)为p型氮化镓层。

6.根据权利1或5所述的常关型场效应晶体管,其中,所述帽层(4)的厚度为20~80nm。

7.根据权利1所述的常关型场效应晶体管,其中,所述氮化镓衬底(1)的晶格常数为

3.19

所述氧化镓外延层(2)的晶格常数为3.00

氮化铝外延层(3)的晶格常数为3.11

8.根据权利要求1所述的常关型场效应晶体管,所述常关型场效应晶体管还包括:

n型掺杂的氧化镓(8),其形成在所述氮化铝外延层(3)的两侧。

9.根据权利要求8所述的常关型场效应晶体管,所述常关型场效应晶体管还包括:

源极(5)及漏极(6),形成所述n型掺杂的氧化镓(8)上;

栅极(7),形成在所述帽层(4)上。

10.一种常关型场效应晶体管的制备方法,包括:

S1,在氮化镓衬底(1)上生长氧化镓外延层(2),形成氮化镓/氧化镓异质结界面;

S2,在所述氧化镓外延层(2)生长氮化铝外延层(3),形成氮化铝/氧化镓异质结界面