[发明专利]场效应晶体管和方法

权利要求书

1.一种场效应晶体管(FET)，包括：

多个半导体层；

接触所述半导体层中的至少一层的源极；

接触所述半导体层中的至少一层的漏极；

覆盖所述源极和所述漏极之间的所述半导体层的顶面的一部分的第一介电体层；

延伸通过所述第一介电体层并且具有位于所述半导体层的所述顶面上或位于所述半导体层中的一层内的底部的第一沟槽；

内衬所述第一沟槽并且覆盖所述第一介电体层的一部分的第二介电体层；

在所述半导体层、所述第一介电体层和所述第二介电体层上方的第三介电体层；

第二沟槽，所述第二沟槽延伸通过所述第三介电体层并且具有位于所述第二介电体层的表面上的所述第一沟槽中或位于所述第二介电体层内的底部，并且所述第二沟槽在所述第一介电体层上的所述第二介电体层的一部分上方延伸；和

填充所述第二沟槽的栅极；

其中所述第二介电体层包含在所述第一沟槽的底部的单晶AlN层；并且

所述第二介电体层包含在所述单晶AlN层上的多晶AlN层。

2.权利要求1所述的FET，进一步包括：

包含硅(Si)、碳化硅(SiC)、蓝宝石(Al₂O₃)、氮化镓(GaN)或氮化铝(AlN)的基板；

其中所述多个半导体层在所述基板上并包括：

III族氮化物沟道层；和

在所述沟道层上方的势垒层。

3.权利要求2所述的FET，其中：

所述沟道层包含GaN并且具有5纳米至几微米的厚度；且

所述势垒层包含具有1-30纳米的厚度且具有25％Al成分的AlGaN。

4.权利要求2所述的FET，其中：

所述沟道层和所述势垒层的界面与所述第一沟槽的底部之间的距离等于或大于0纳米且小于或等于10纳米。

5.权利要求1所述的FET，其中：

所述第一介电体层通过金属有机化学气相沉积沉积；且

所述第三介电体层通过等离子体增强化学气相沉积沉积。

6.权利要求1所述的FET，其中：

所述第一介电体层包含在大于600摄氏度的温度下通过金属有机化学气相沉积沉积的SiN；且

所述第三介电体层包含在低于500摄氏度的温度下通过等离子体增强化学气相沉积沉积的SiN。

7.权利要求1所述的FET，其中:

所述栅极在所述第三介电体层的上方部分地朝向所述源极和所述漏极延伸以形成集成的栅场板。

8.权利要求1所述的FET，其中:

所述第一介电体层包含具有1nm-100nm的厚度的SiN；和

所述第三介电体层包含具有10nm-500nm的厚度的SiN。

9.权利要求1所述的FET，其中所述第二介电体层包括：

在所述第一沟槽的底部处的单晶AlN层；

在所述单晶AlN层上的多晶AlN层；和

在所述多晶AlN层上的包含SiN的绝缘层。

10.权利要求9所述的FET，其中：

所述单晶AlN层在大于600℃且小于1100℃的温度下生长；

所述多晶AlN层在大于300℃且小于900℃的温度下生长。

11.权利要求9所述的FET，其中：

所述单晶AlN层为至多2nm厚；

所述多晶AlN层为1nm-50nm厚；且

所述绝缘层为1nm-50nm厚。