[发明专利]横向鳍式静电感应晶体管

权利要求书

1.一种具有鳍状沟道的横向晶体管装置，所述装置包括：栅控沟道和漂移区，所述栅控沟道位于所述鳍状沟道中靠近所述漂移区的位置，所述漂移区位于所述鳍状沟道中，其中，穿过所述漂移区的电流传输受到空间电荷的限制，所述漂移区决定了所述晶体管的击穿电压；

源极；

漏极；和

基片；

所述源极和所述漏极由所述鳍状沟道电连接；

所述源极、所述漏极以及所述鳍状沟道在所述基片上；

所述源极、所述漏极和所述鳍状沟道是第一导电类型。

2.根据权利要求1所述的装置，其具有源极和栅极，其中，所述栅极与所述源极重叠。

3.根据权利要求2所述的装置，其还具有漏极，其中，所述栅极与所述漏极重叠。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括缓冲层；其中所述第一导电类型是P型，并且其中所述源极和所述漏极由所述缓冲层与所述基片分开。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述基片是N型金刚石或本征金刚石。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置是基于金刚石的。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述源极、漏极以及鳍状沟道包括碳化硅和宽带隙材料中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，存在耦合在所述源极与所述漏极之间的多个鳍状沟道。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述栅控沟道是MOS栅控或肖特基栅控沟道。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述鳍状沟道具有磨圆横截面，该横截面的直径小于或等于500nm。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述鳍状沟道的横截面小于或等于500nm宽。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述漂移区和所述栅控沟道具有厚度和宽度，其中，所述漂移区和所述栅控沟道的厚度和宽度在测量上不同。

13.根据权利要求2所述的装置，其中，由以下方程对栅控沟道电流I_h和漂移区电流I_df建模：

并且

其中，V_di是跨所述栅控沟道的电压降，V_ds是跨所述鳍状沟道的电压降，t是所述漂移区的厚度，L_g和L_gd分别是栅控沟道长度和栅极到漏极间隔，ε_s是所述沟道的介电常数；v_s是电荷载流子的饱和速度；μ_h是所述栅极下的有效沟道迁移率；C_ox是氧化物电容；V_g是栅极偏置电压；V_t是阈值电压。

14.根据权利要求4所述的装置，其中，所述漂移区的电流与所述漂移区的厚度成比例，并且与栅极到漏极分离距离的平方成反比。

15.一种晶体管，其包括：

源极和漏极区，它们布置在基片上；

半导电鳍，该半导电鳍布置在所述源极区与漏极区之间的所述基片上；

与鳍关联的栅极结构和介电层，所述鳍具有被所述栅极结构和所述介电层覆盖的至少一个表面，所述介电层使所述栅极结构与所述鳍电绝缘；其中，

所述源极和所述漏极区包括掺杂有P型掺杂剂的金刚石，并且

所述半导电鳍包括掺杂有P型掺杂剂的金刚石，其中，所述半导电鳍的P型掺杂剂浓度小于所述源极和漏极区的P型掺杂剂浓度。