[发明专利]层结构竖直场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种III族氮化物竖直场效应晶体管，包括：

基板；

掩膜层，覆盖所述基板并具有用于部分暴露所述基板的开口窗口；

在所述的基板上，从所述掩膜层的窗口外延生长出来的漏区，所述的漏区具有一个顶面和一个侧面；

外延生长在所述漏区顶表面上的绝缘层，所述绝缘层具有一个顶面和一个侧面；

外延生长在所述绝缘层顶面上的源区，所述源区具有一个顶面和一个侧面；

外延生长在所述漏区，绝缘层和源区的侧面上的竖直氮化物叠层，置于所述掩膜层的上方，该叠层提供连接所述源区和所述漏区的导电通道；

漏区和源区在所述导电通道的背面,而栅极在竖直氮化物叠层的正面。

2.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，其中所述漏区至少部分地覆盖所述掩膜层。

3.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，其中所述漏区包括In_yAl_xGa_1-x-yN中的至少一个，其中0≤y≤0.4且0≤x≤0.4。

4.根据权利要求3所述的竖直场效应晶体管，其中所述In_yAl_xGa_1-x-yN具有200nm至50μm的厚度和1×10¹⁷cm^-3至3×10²⁰cm^-3的n型掺杂浓度。

5.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，其中所述绝缘层包括In_yAl_xGa_1-x-yN中的至少一种材料，其中0≤y≤0.2且0≤x≤1，并且具有300nm至30μm的厚度。

6.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，其中所述源区包括In_yAl_xGa_1-x-yN中的至少一种材料，其中0≤y≤0.4,0≤x≤0.4。

7.根据权利要求6所述的竖直场效应晶体管，其中所述In_yAl_xGa_1-x-yN具有的厚度在200nm至50μm之间和n型掺杂浓度在1×10¹⁷cm^-3至3×10²⁰cm^-3之间。

8.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，其中所述竖直氮化物叠层包括至少一层n型In_xGa_1-xN，其中0≤x≤0.4作为导电通道，其厚度在20nm至300nm之间，以及n型掺杂浓度在1×10¹⁵cm^-3至1×10²⁰cm^-3之间。

9.根据权利要求1所述的竖直场效应晶体管，当所述漏区、绝缘层和源区包括非极性氮化物层时，其中所述竖直氮化物叠层提供至少一个竖直二维电子气导电沟道。

10.一种制作层结构III族氮化物竖直场效应晶体管的方法，包括：

提供基板；

置掩膜层于所述基板上，且具有部分暴露所述基板的窗口；

从所述掩膜层的窗口，通过外延生长，置漏区到所述基板上；

通过外延生长，置绝缘层在所述漏区上；

通过外延生长，置源区于所述绝缘层上；和

通过外延生长，置竖直氮化物叠层于所述漏区、绝缘层和所述源区的侧面上，并置所述竖直氮化物叠层于所述掩膜层上方，并提供至少一个竖直导电通道、将所述源区和所述漏区连接起来；其中，漏区和源区在所述导电通道的背面,而栅极在竖直氮化物叠层的正面。