[发明专利]一种氮化镓基增强型异质结场效应晶体管

权利要求书

1.一种氮化镓基增强型异质结场效应晶体管，从下至上依次主要为衬底(101)，氮化铝(AlN)成核缓冲层(102)，氮化镓沟道层(103)，势垒层(104)和绝缘介质层(105)，在所述势垒层(104)上形成有源极(106)、漏极(107)，在所述绝缘介质层(105)上表面设有栅极(108)，所述源极(106)及漏极(107)均与所述势垒层(104)形成欧姆接触，所述栅极(108)与所述绝缘介质层(105)形成肖特基接触，其特征在于，在所述氮化铝(AlN)成核缓冲层(102)的上表面设有背势垒层(201)；所述势垒层(104)所用材料的极化强度小于或等于所述背势垒层(201)所用材料的极化强度；所述背势垒层(201)的垂直轴线与栅极(108)的垂直轴线重合；所述的背势垒层(201)的长度L_bb满足0＜L_bb＜L_sd，其中L_sd为源漏距。

2.根据权利要求1所述的氮化镓基增强型异质结场效应晶体管，其特征在于，所述的势垒层(104)的厚度T_barrier和背势垒层(201)的厚度T_backbarrier满足1nm≤T_backbarrier≤T_barrier≤100nm。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基增强型异质结场效应晶体管，其特征在于，所述的绝缘介质层(105)所用材料包括SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基增强型异质结场效应晶体管，其特征在于，所述的势垒层(104)和背势垒层(201)的材料均为铝铟镓氮Al_xIn_yGa_zN，其中，x、y、z分别指铝铟镓氮中Al、In和Ga的摩尔百分比组分含量，且x+y+z＝1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。

5.根据权利要求4所述的氮化镓基增强型异质结场效应晶体管，其特征在于，所述的铝铟镓氮Al_xIn_yGa_zN的极化强度P_sp(Al_xIn_yGa_zN)可通过下式确定：

P_sp(Al_xIn_yGa_zN)＝x·P_sp(AlN)+y·P_sp(InN)+z·P_sp(GaN)

其中，P_sp(AlN)、P_sp(InN)、P_sp(GaN)分别指AlN、InN、GaN的极化强度，其中，x、y、z分别指铝铟镓氮中Al、In和Ga的摩尔百分比组分含量，且x+y+z＝1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。