[发明专利]一种透明的氮化镓基晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种透明的氮化镓基晶体管，包括自下而上依次设置的衬底层(1)、沟道层(2)和势垒层(3)以及位于势垒层(3)上的源电极(4)、栅电极(5)和漏电极(6)，其特征在于，所述沟道层(2)和势垒层(3)的材料为三族氮化物半导体，形成异质结结构，并在沟道层(2)和势垒层(3)的界面形成二维电子气，作为晶体管的导电沟道；所述衬底层(1)、沟道层(2)、势垒层(3)以及所述源电极(4)、栅电极(5)和漏电极(6)均为在可见光区间透明的材料。

2.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，在所述衬底层(1)和沟道层(2)之间，设有成核层(11)、过渡层(12)和缓冲层(13)中的一层或者多层，当设置多层时，成核层(11)位于过渡层(12)下方，过渡层(12)位于缓冲层(13)下方。

3.根据权利要求2所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述衬底层(1)的材料为蓝宝石或玻璃，厚度为100-1000μm；所述成核层(11)的材料为氮化铝，厚度为10-300nm；过渡层(12)的材料为铝组分变化的铝镓氮，或者氮化铝/氮化镓超晶格，或者铝镓氮/氮化镓超晶格，厚度为100-1000nm；缓冲层(13)的材料为氮化镓或者铝镓氮，厚度为100-3000nm。

4.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，在所述沟道层(2)和势垒层(3)之间设有隔离层(14)，在所述势垒层(3)上面，设有帽层(15)，所述源电极(4)、栅电极(5)和漏电极(6)位于所述帽层(15)上面。

5.根据权利要求4所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述隔离层(14)的材料为氮化铝，厚度为0.5-3nm，所述帽层(15)的材料为氮化镓，厚度为0.5-3nm。

6.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述沟道层(2)的材料为氮化镓或铟镓氮或氮化铝，厚度为100-500nm；所述势垒层(3)的材料为铝镓氮或铟镓氮，厚度为5-40nm。

7.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述源电极(4)、栅电极(5)和漏电极(6)材料为具有导电性的透明金属氧化物、石墨烯和纳米金属线中的任意一种或任意几种的组合。

8.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述透明金属氧化物为ITO或掺杂氧化锌。

9.根据权利要求1所述透明的氮化镓基晶体管，其特征在于，所述栅电极(5)为肖特基接触型，源电极(4)和漏电极(6)为欧姆接触型。

10.权利要求1所述的透明的氮化镓基晶体管的制备方法，包括以下步骤：

S1：衬底清洗；

S2：在衬底上依次生长沟道层(2)和势垒层(3)；

S3：表面清洗；

S4：在所述势垒层(3)上制备源电极(4)和漏电极(6)，形成欧姆接触；

S5：在所述沟道层(2)和势垒层(3)制备晶体管的电学隔离；

S6：在所述势垒层(3)上制备栅电极(5)，形成肖特基接触。