[发明专利]一种混合沟道化合物半导体器件

权利要求书

1.一种混合沟道化合物场效应晶体管，包括衬底和在所述衬底上依次层叠设置的缓冲层、第一沟道层、第一势垒层、第二沟道层、第二势垒层；

从所述第二势垒层的上表面设有贯穿至不超过所述第一势垒层的下表面的凹槽状的栅极沉积区，并在所述栅极沉积区的两侧分别设有贯穿至不超过所述第二势垒层的下表面形成的源极沉积区，和从所述第二势垒层的上表面贯穿至不超过所述第一势垒层下表面的漏极沉积区；

所述混合沟道化合物场效应晶体管还包括栅介质层、栅极层、源极层和漏极层，其中，所述栅介质层覆盖在所述栅极沉积区的底面及侧面上，并向外侧延伸至所述第二势垒层的上方；

所述栅极层从所述栅极沉积区一侧的所述栅介质层上方，沿所述栅介质层延伸至另一侧的所述栅介质层的上方；

所述源极层和所述漏极层分别从所述源极沉积区的底部和所述漏极沉积区的底部沿相应的侧面延伸至所述第二势垒层的上方；

所述栅极层可以通过电场透过所述栅介质层控制所述第二沟道层中水平和垂直两个方向的电流大小。

2.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，具有多于一个的凹槽状的栅极沉积区和源极沉积区。

3.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述的源极沉积区以及周边的半导体材料被所述栅极沉积区间隔成二维阵列。

4.如权利要求3所述的二维阵列，其特征在于，阵列单元的水平截面包括但不限于圆形、方形、及六边形。

5.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第一势垒层的厚度为2纳米到100纳米。

6.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第一势垒层包含Al_xGa_1-xN材料，其中x在0和1之间,包括0和1本身。

7.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第一沟道层包含GaN材料。

8.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第一沟道层的材料包含杂质掺杂。

9.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第二沟道层包含GaN材料。

10.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第二沟道层的厚度为2纳米到10微米。

11.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第二沟道层的材料包含杂质掺杂。

12.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第二势垒层的厚度为2纳米到100纳米。

13.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述第二势垒层包含AlxGa1-xN材料，其中x在0和1之间,包括0和1本身。

14.如权利要求1所述的混合沟道化合物场效应晶体管，其特征在于，所述栅介质是但不限于SiO2、SiN、Al2O3、AlN、HfO2、及Ga2O3中的一种或几种的组合，厚度为0.5纳米到100纳米。