[发明专利]一种新型二维电子气浓度调控的晶体管结构及制作方法

权利要求书

1.一种新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述新型二维电子气浓度调控的晶体管结构包括：

衬底；

氮化镓层，所述氮化镓层形成在所述衬底上；

氮化镓铝层，所述氮化镓铝层形成在所述氮化镓层上形成氮化镓铝/氮化镓异质结构，所述氮化镓铝/氮化镓异质结构界面形成二维电子气；

ε相氧化镓层，所述ε相氧化镓层形成在所述氮化镓铝层上。

2.根据权利要求1所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述新型二维电子气浓度调控的晶体管结构还包括：

源极、漏极和栅极，所述源极和漏极穿过所述ε相氧化镓层、氮化镓铝层并沉积形成在所述氮化镓层上表面与所述氮化镓铝/氮化镓异质结构形成欧姆接触，所述栅极生长在所述ε相氧化镓层的上表面并与所述ε相氧化镓层形成肖特基接触；

所述源极、漏极和栅极均采用金属材料制成，栅介质采用铁电材料制成，所述新型二维电子气浓度调控的晶体管结构形成为铁电栅场效应晶体管结构。

3.根据权利要求1或2所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述ε相氧化镓层的厚度为10nm～20nm。

4.根据权利要求1或2所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述氮化镓铝层的厚度为20～30nm。

5.根据权利要求1或2所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述氮化镓铝层中铝组分为0.25～0.35。

6.根据权利要求1或2所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述氮化镓层的厚度为400nm～1μm。

7.一种新型二维电子气浓度调控的晶体管结构的制作方法，用于制作形成如权利要求1-6任一所述的新型二维电子气浓度调控的晶体管结构，其特征在于，所述方法包括：

准备衬底；

在所述衬底上制作氮化镓层；

在所述氮化镓层上制作氮化镓铝层形成氮化镓铝/氮化镓异质结构，所述氮化镓铝/氮化镓异质结构界面形成二维电子气；

在所述氮化镓铝层上制作ε相氧化镓层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在制作得到所述氮化镓铝/氮化镓异质结构后，使用干法刻蚀方法对所述氮化镓铝/氮化镓异质结构进行器件隔离并制作得到漏极和源极，所述源极和漏极穿过所述氮化镓铝层并沉积形成在所述氮化镓层上表面与所述氮化镓铝/氮化镓异质结构形成欧姆接触；

在制作得到所述ε相氧化镓层后，在所述ε相氧化镓层表面制作得到栅极，所述栅极与所述ε相氧化镓层形成肖特基接触。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述在所述氮化镓铝层上制作ε相氧化镓层，包括：

使用乙酰丙酮镓为镓源、使用Mist-CVD方法在所述氮化镓铝/氮化镓异质结构上沉积所述ε相氧化镓层。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述在所述氮化镓铝层上制作ε相氧化镓层，包括：

使用氯化镓和氧气为前驱体、使用HVPE方法在所述氮化镓铝/氮化镓异质结构上沉积所述ε相氧化镓层。