[发明专利]高效率和/或高功率密度宽带隙晶体管

权利要求书

1.一种场效应晶体管，包括：

III族氮化物沟道层；

在所述III族氮化物沟道层之上的栅极接触，该栅极接触被设置为当电压施加到所述栅极接触上时调制所述沟道层的导电率，所述栅极接触具有设置为在超过1GHz频率的情况下允许对所述沟道层的所述导电率进行调制的长度；

在所述III族氮化物沟道层之上的源极接触和漏极接触；

在所述栅极接触之上的绝缘层；以及

在所述绝缘层之上的场板，其电耦合到所述源极接触；

其中所述沟道层包括第一沟道子层和在所述第一沟道子层之上的第二沟道子层，所述第一沟道子层包括GaN且具有至少1×10¹⁷/cm³的Fe掺杂剂浓度，所述第二沟道子层包括GaN且在其中具有随着远离所述第一沟道子层而降低的Fe掺杂剂浓度。

2.如权利要求1所述的场效应晶体管，进一步包括在所述沟道层之上的III族氮化物势垒层，其中所述栅极接触在所述势垒层之上。

3.如权利要求2所述的场效应晶体管，其中所述势垒层包括在所述沟道层之上的第一势垒子层以及在所述第一势垒子层之上的第二势垒子层，所述第一势垒子层包括AIN且所述第二势垒子层包括Al_xGa_1-xN，其中0.15≤x≤0.45。

4.如权利要求3所述的场效应晶体管，其中所述第一势垒子层具有0到4nm的厚度且所述第二势垒子层具有10到50nm的厚度。

5.如权利要求2所述的场效应晶体管，其中所述场板包括上部场板，所述场效应晶体管进一步包括：

在所述势垒层之上的分隔层；以及

电连接到所述栅极的下部场板，该下部场板从所述栅极接触的漏极侧朝着所述漏极接触越过所述分隔层延伸一距离 L_FD1，其中所述上部场板从所述下部场板的漏极侧边缘朝着所述漏极接触延伸一距离L_FD2，且其中L_FD1+L_FD2为1.0-2.5μm。

6.如权利要求5所述的场效应晶体管，其中L_FD1为0.5μm且L_FD2为1.2μm。

7.如权利要求5所述的场效应晶体管，其中所述下部场板还朝着所述源极接触越过所述分隔层延伸0μm到0.5μm的距离。 

8.如权利要求5所述的场效应晶体管，其中所述分隔层包括SiN。

9.如权利要求2所述的场效应晶体管，其中所述场板包括上部场板，所述场效应晶体管进一步包括：

在所述势垒层之上的分隔层；以及

电连接到所述栅极的下部场板，该下部场板从所述栅极接触的漏极侧边缘朝着所述漏极接触越过所述分隔层延伸一定距离L_FD1，其中所述上部场板从所述下部场板的漏极侧边缘朝着所述漏极接触延伸一定距离L_FD2，且其中L_FD1+L_FD2为0.3-1.0μm。

10.如权利要求9所述的场效应晶体管，其中L_FD1为0.25μm且L_FD2为0.3μm。

11.如权利要求9所述的场效应晶体管，其中所述下部场板还朝着所述源极接触越过所述分隔层延伸0μm到0.5μm的距离。

12.如权利要求9所述的场效应晶体管，其中所述分隔层包括SiN。