[发明专利]具有垂直结构的异质结晶体管

权利要求书

1.一种异质结场效应晶体管(1)，包括：

-III-N型第一半导体层和第二半导体层(14、13)的堆叠，其配置成在第一半导体层和第二半导体层的界面处形成异质结，从而形成电子或空穴气体层(15)；

-第一传导电极(21)，其与所述电子或空穴气体层(15)电接触；

-分离层(12)，其位于第一电极的正上方并且位于第二半导体层(13)的下方；

-第三半导体层(11)，其设置在分离层(12)的下方；

-第二传导电极(22)，其与第三半导体层(11)电接触；

-栅极(23)，其配置成选择性地电隔离和电连接所述电子或空穴气体层(15)的两个部分；

其特征在于：

-所述晶体管包括导电元件(24)，其与所述电子或空穴气体层(15)电接触并且穿过分离层(12)，用于将第三半导体层(11)和所述电子或空穴气体层(15)电连接起来，所述分离层(12)在所述导电元件(24)的整个周缘上与其接触，所述导电元件(24)穿入第三半导体层(11)中，使得所述导电元件(24)与第二传导电极(22)之间的距离最多等于1μm；

-栅极(23)位于所述导电元件(24)和传导电极(21)之间。

2.根据权利要求1所述的晶体管(1)，其中，所述导电元件(24)和第一传导电极(21)包括同一种金属。

3.根据权利要求1或2所述的晶体管(1)，其中，所述导电元件(24)穿入第三半导体层(11)中的深度至少等于10nm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的晶体管(1)，其中第三半导体层(11)的掺杂类型与第二半导体层(13)的掺杂类型相同。

5.根据权利要求4所述的晶体管(1)，其中，第三半导体层(11)中的掺杂剂浓度与第二半导体层(13)的掺杂剂浓度相同。

6.根据权要求4或5所述的晶体管(1)，其中，分离层(12)包括半导体材料，该半导体材料的掺杂类型与第二层和第三层的掺杂类型相反。

7.根据权利要求6所述的晶体管(1)，其中，分离层(12)的半导体材料是具有掺杂剂浓度1×10¹⁷cm^-3至3×10¹⁷cm^-3的GaN。

8.根据权利要求6或7所述的晶体管(1)，其中，第二半导体层(13)将第一半导体层(14)与分离层(12)分隔开。

9.根据权利要求8所述的晶体管，其中，所述导电元件(24)与所述第二传导电极(22)接触。

10.根据权利要求6或7所述的晶体管(1)，所述晶体管包括半导体材料制成的元件(16)，所述半导体材料制成的元件(16)的掺杂类型与分离层(12)的半导体材料的掺杂类型相同，该半导体材料制成的元件(16)将第一层(14)连接到分离层。

11.根据权利要求10所述的晶体管，其中，所述导电元件(24)和所述第二传导电极(22)之间的距离至少等于100nm。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的晶体管(1)，其中，分离层(12)由介电材料形成。

13.根据前述权利要求中任一项所述的晶体管(1)，其中，第二传导电极(22)至少部分地位于导电元件(24)的正上方。

14.根据前述权利要求中任一项所述的晶体管(1)，所述晶体管包括布置在第三半导体层(11)下方的硅衬底(10)，在硅衬底(10)中形成凹部(101)，第二电极(22)容纳在该凹部中。