一種新型常關(guān)型iii-v異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種新型常關(guān)型III?V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括襯底材料層、第二半導(dǎo)體層、介質(zhì)模板層、漏電極、源電極、第一介質(zhì)層，第二介質(zhì)層和柵電極，第二半導(dǎo)體層和第一半導(dǎo)體層本體結(jié)合在一起形成異質(zhì)結(jié)溝道，介質(zhì)模板層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層本體上并等間隔形成n個(gè)窗口，第一半導(dǎo)體層本體沿n個(gè)窗口生長(zhǎng)形成n個(gè)凸起部分；凸起部分使第一半導(dǎo)體層超出臨界厚度從而在凸起部分的投影區(qū)域形成二維電子氣2DEG。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用特殊設(shè)計(jì)的勢(shì)壘層獲得不連續(xù)的溝道，并且柵電極將源、漏電極之間的溝道完全覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溝道二維電子氣的完全控制，能夠避免器件的“電流崩塌”效應(yīng)；同時(shí)該器件可以同時(shí)獲得較高的擊穿電壓和截止頻率。
【專利說明】
一種新型常關(guān)型M 1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。【背景技術(shù)】[00〇2]某些III族和V族元素構(gòu)成的二元或者三元化合物(甚至多元化合物)具有自發(fā)極化和壓電極化效應(yīng)，當(dāng)它們結(jié)合在一起構(gòu)成異質(zhì)結(jié)時(shí)(如AlGaN/GaN)，會(huì)在異質(zhì)結(jié)的界面處形成高濃度的二維電子氣(2DEG)，以異質(zhì)結(jié)界面處的2DEG為導(dǎo)電機(jī)構(gòu)的器件稱為異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管(HFET)，也可以稱為高電子迀移率晶體管(HEMT)。
[0003]HFET器件具有高電子迀移率、器件工作頻率高以及高效率的特點(diǎn)。在微波功率發(fā)射極傳輸以及電力電子領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用前景。但是，迄今為止，HFET器件存在一個(gè)天然的缺憾，以AlGaN/GaN HFET為例，由于極強(qiáng)的自發(fā)極化和壓電極化，在無任何外加電壓的情況下，異質(zhì)結(jié)界面即形成了高濃度的2DEG，HFET器件天然為常開型(耗盡型hHFET器件的缺陷限制了器件在邏輯電路和電力電子電路中的應(yīng)用，前者需要常關(guān)型和常開型的邏輯互補(bǔ)，而后者出于安全性及節(jié)能的考慮，更需要的是常關(guān)型器件。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)常開型HFET器件，通常有以下幾種方式獲得:
[0005]柵下溝道F離子注入技術(shù):即在柵極下部的勢(shì)皇層中注入F的負(fù)離子，靠負(fù)電勢(shì)將柵下的溝道電子耗盡，實(shí)現(xiàn)器件的正向閾值(增強(qiáng)型)。
[0006]槽柵技術(shù):用干法刻蝕技術(shù)將柵下部分勢(shì)皇層刻薄，當(dāng)厚度低于臨界厚度時(shí)，柵下的2DEG將耗盡。只有當(dāng)柵壓高于某一電壓時(shí)，才會(huì)重新誘導(dǎo)出2DEG。實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)型器件。
[0007]利用P-AlGaN層的器件，這種器件是在柵下部位增加了一層P-AlGaN層，由于能帶的均衡作用，使溝道的2DEG耗盡。
[0008]以上幾種技術(shù)存在不同的劣勢(shì)，其中F離子注入技術(shù)在可靠性及獲得較大的閾值方面存在問題，槽柵技術(shù)在工藝控制方面存在較大難度，P-AlGaN技術(shù)存在材料生長(zhǎng)困難、 器件開關(guān)頻率低等缺點(diǎn)。
[0009]另外，現(xiàn)有器件由于柵電極僅覆蓋部分溝道，所以，柵電壓無法控制柵、漏電極之間的溝道。當(dāng)器件由“關(guān)”狀態(tài)到“開”狀態(tài)時(shí)，由于“虛柵效應(yīng)”，柵、漏之間的溝道無法及時(shí)開啟，造成溝道電阻增大，從而形成“電流崩塌”效應(yīng)。
[0010]故，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案， 解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以解決上述問題。
[0012]—種新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括襯底材料層、第二半導(dǎo)體層、介質(zhì)模板層、漏電極、源電極、第一介質(zhì)層，第二介質(zhì)層和柵電極，其中，
[0013]在所述襯底材料層上形成所述第二半導(dǎo)體層，在所述第二半導(dǎo)體層上構(gòu)造出漏電極和源電極；
[0014]所述第一半導(dǎo)體層包括本體和沿該本體生長(zhǎng)形成的n個(gè)凸起部分，n>l;
[0015]所述第二半導(dǎo)體層和第一半導(dǎo)體層本體結(jié)合在一起形成異質(zhì)結(jié)溝道，該異質(zhì)結(jié)溝道兩端分別連接所述漏電極和源電極;所述第一半導(dǎo)體層本體的厚度不大于在異質(zhì)結(jié)溝道上形成二維電子氣2DEG的臨界厚度，使所述異質(zhì)結(jié)溝道中天然的二維電子氣2DEG被耗盡；
[0016]所述介質(zhì)模板層設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層本體上并等間隔形成n個(gè)窗口，所述第一半導(dǎo)體層本體沿所述n個(gè)窗口生長(zhǎng)形成所述n個(gè)凸起部分;所述凸起部分使所述第一半導(dǎo)體層超出臨界厚度從而在所述凸起部分的投影區(qū)域形成二維電子氣2DEG，在所述異質(zhì)結(jié)溝道上形成n個(gè)等間隔的二維電子氣2DEG區(qū)域；[〇〇17]所述第一半導(dǎo)體層表面還設(shè)有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層上設(shè)有所述柵電極， 所述柵電極覆蓋整個(gè)溝道長(zhǎng)度且所述柵電極的兩個(gè)邊緣延伸分別超過所述漏電極和源電極靠近溝道一側(cè)的邊緣，在所述柵電極與所述漏電極、源電極之間設(shè)有所述第二介質(zhì)層。 [0〇18]優(yōu)選地，所述凸起部分為連續(xù)分布或者沿其生長(zhǎng)方向分為m份，111多1。
[0019]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)層僅位于所述柵電極與所述漏電極和源電極的交迭的邊緣部分。
[0020]優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間還設(shè)有用以提高異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣的迀移率的插入層，所述插入層為A1N層。
[0021]優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層為AlGaN層;所述第二半導(dǎo)體層為GaN層。
[0022]優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體層為A1N層，所述第二半導(dǎo)體層為GaN層。[〇〇23]優(yōu)選地，所述第一介質(zhì)層為生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料時(shí)原位生長(zhǎng)的Si3N4,其厚度為5? 25nm〇[〇〇24]優(yōu)選地，所述介質(zhì)模板層為L(zhǎng)PCVD生長(zhǎng)的Si02層。[〇〇25]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)層為Si02層。
[0026]優(yōu)選地，所述第二介質(zhì)層朝向溝道一側(cè)邊緣分別超出所述漏電極、源電極的長(zhǎng)度均為0.5M1。
[0027]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，利用特殊設(shè)計(jì)的勢(shì)皇層獲得不連續(xù)的溝道，采用高柵電壓重新誘導(dǎo)出2DEG，從而實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定的常關(guān)型器件。并可以根據(jù)器件的性能需求，采取靈活多樣的設(shè)計(jì)方案?！靖綀D說明】
[0028]圖1是本發(fā)明新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的剖面示意圖。[0029 ]圖2是本發(fā)明新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，n = 2，m = 1時(shí)，第一
[0030]半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體部分以及介質(zhì)模板部分的左視圖。
[0031]圖3是本發(fā)明新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，n = 2，m=l時(shí)，第一
[0032]半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體部分以及介質(zhì)模板部分的主視圖。[0033 ]圖4是本發(fā)明新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，n = 2，m = 1時(shí)，第一 [〇〇34]半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體部分以及介質(zhì)模板部分的俯視圖。[〇〇35] 標(biāo)號(hào)說明:
[0036]襯底材料層1，第二半導(dǎo)體層2，第一半導(dǎo)體層本體3，第一半導(dǎo)體層凸起部分4，二維電子氣5,介質(zhì)模板6,第一介質(zhì)層7,第二介質(zhì)層8,柵電極9,源電極10,漏電極11?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇37]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0038]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，
【申請(qǐng)人】對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中HFET器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究，
【申請(qǐng)人】發(fā)現(xiàn)，常規(guī)器件的勢(shì)皇層，即第一半導(dǎo)體層的厚度超過臨界厚度，所以在不加任何外加電壓的情況下，由于材料體系的壓電極化和自發(fā)極化，在異質(zhì)結(jié)界面，即第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體的界面處，即存在高濃度的二維電子氣2DEG。要想獲得常關(guān)型器件，必須采用槽柵、F離子注入摻雜等特殊工藝。這些工藝存在難以精確控制的缺點(diǎn)，另外，槽柵結(jié)構(gòu)由于工藝過程中要采用刻蝕工藝，對(duì)器件溝道存在損傷，因此，對(duì)于器件的性能有損傷，另外，在器件的可靠性方面也存在一定隱患。F注入工藝很難進(jìn)行精確的控制，并且在可靠性方面存在隱患。
[0039]為了克服以上缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，參見圖1、圖2、圖3和圖4所示，其中圖1為器件的剖面示意圖，圖2-至圖4為n = 2，m=l時(shí)第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體以及介質(zhì)模板部分的三視圖，其中，圖2為左視圖，圖3為主視圖，圖4為俯視圖。本發(fā)明新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括襯底材料層1，第二半導(dǎo)體層2,第一半導(dǎo)體層本體3,第一半導(dǎo)體層凸起部分4,二維電子氣5,介質(zhì)模板6,第一介質(zhì)層7,第二介質(zhì)層8,柵電極9,源電極10,漏電極11。
[0040]其中，在襯底材料層1上形成第二半導(dǎo)體層2,在第二半導(dǎo)體層2上構(gòu)造出漏電極11 和源電極10,且在第二半導(dǎo)體層2上形成第一半導(dǎo)體層本體3,第一半導(dǎo)體層本體3與第二半導(dǎo)體層2結(jié)合在一起構(gòu)成異質(zhì)結(jié)構(gòu);漏電極11和源電極10之間通過第一半導(dǎo)體層本體3與第二半導(dǎo)體2之間形成的溝道相連;第一半導(dǎo)體層比第二半導(dǎo)體層具有更大的禁帶寬度;第一半導(dǎo)體層本體3的厚度不大于在異質(zhì)結(jié)構(gòu)上形成二維電子氣2DEG的臨界厚度。[0041 ]在第一半導(dǎo)體層本體3之上構(gòu)造介質(zhì)模板層6,并使介質(zhì)模板層6上并等間隔形成n 個(gè)窗口，第一半導(dǎo)體層本體3沿該n個(gè)窗口生長(zhǎng)形成所述n個(gè)凸起部分4;凸起部分使所述第一半導(dǎo)體層超出臨界厚度從而在所述凸起部分的投影區(qū)域形成二維電子氣2DEG，在所述異質(zhì)結(jié)溝道上形成n個(gè)等間隔的二維電子氣2DEG區(qū)域。[〇〇42]如果僅存在第一半導(dǎo)體層本體3,異質(zhì)結(jié)構(gòu)中不足以產(chǎn)生二維電子氣2DEG;由于在存在第一半導(dǎo)體凸起部分4的地方，第一半導(dǎo)體層本體3和第一半導(dǎo)體凸起部分4的總厚度超過能夠產(chǎn)生二維電子氣2DEG的臨界厚度，所以在存在第一半導(dǎo)體凸起部分4的下方的異質(zhì)結(jié)界面處，存在二維電子氣2DEG。進(jìn)而在異質(zhì)結(jié)界面處，分布有不連續(xù)的二維電子氣 2DEG。由于二維電子氣2DEG的不連續(xù)，在無柵電壓時(shí)，導(dǎo)電溝道沒有形成HFET器件為常關(guān)型。只有當(dāng)柵電壓大于閾值電壓時(shí)，異質(zhì)結(jié)界面處的二維電子氣2DEG才會(huì)連續(xù)，形成導(dǎo)電溝道。
[0043]采用上述技術(shù)方案，本器件的柵電極實(shí)現(xiàn)了對(duì)源、漏之間溝道的全覆蓋，所以當(dāng)器件工作時(shí)，柵電壓可以完全控制溝道，實(shí)現(xiàn)溝道的瞬時(shí)開關(guān)，所以，可以最大程度避免“電流崩塌”效應(yīng)。
[0044]另外，雖然本器件的柵電極覆蓋在源、漏電極之間，由于第一半導(dǎo)體有凸起部分的二維電子氣是常存在的，所以器件的等效柵長(zhǎng)僅為第一半導(dǎo)體上無凸起部分的長(zhǎng)度，所以， 該器件獲得較高的截止頻率。同時(shí)，由于器件的擊穿電壓與源、漏電極之間的長(zhǎng)度正相關(guān)， 所以，該器件可以同時(shí)獲得較高的擊穿電壓。
[0045]第一半導(dǎo)體層表面還設(shè)有第一介質(zhì)層7,第一介質(zhì)層7上設(shè)有柵電極9,柵電極9覆蓋整個(gè)溝道長(zhǎng)度且柵電極9的兩個(gè)邊緣延伸分別超過漏電極11和源電極10靠近溝道一側(cè)的邊緣，在柵電極9與漏電極11、源電極10之間設(shè)有第二介質(zhì)層8。由于采用柵電極完全覆蓋的溝道結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了柵電壓對(duì)于溝道2DEG的完全控制，從而實(shí)現(xiàn)無電流崩塌效應(yīng)的器件。
[0046]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，在垂直于源、漏電極相連的方向上，第一半導(dǎo)體層凸起部分4可以是連續(xù)分布的，也可以被分成m份。所述介質(zhì)層模板6在源、漏電極之間的方向上呈現(xiàn)不連續(xù)。
[0047]在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，第二介質(zhì)層8僅位于柵電極9與漏電極11和源電極10的交迭的邊緣部分。第二介質(zhì)層8的目的是為了阻止柵電極9與漏電極11和源電極10的電連通， 但第二介質(zhì)層8又會(huì)對(duì)柵電容造成影響，進(jìn)而影響柵控能力和放大能力。該結(jié)構(gòu)使第二介質(zhì)層8僅僅覆蓋柵電極9與漏電極11和源電極10的交迭的邊緣部分，與第二介質(zhì)層完全覆蓋第一介質(zhì)層相比，在實(shí)現(xiàn)良好電隔離的前提下，能夠保證更大的柵電容，具有更大的器件跨導(dǎo)，使器件具有更大的柵控能力和放大能力。優(yōu)選地，第二介質(zhì)層的厚度應(yīng)盡量小。這樣，在柵的正投影下方，第二介質(zhì)層非常少，使柵電容的減少降到最低。[〇〇48]同時(shí)，本發(fā)明新型增強(qiáng)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的實(shí)現(xiàn)工藝與現(xiàn)有技術(shù)HFET 器件的工藝基本相同，無需額外增加器件的工藝復(fù)雜程度。本發(fā)明的器件可通過如下主要工藝步驟實(shí)現(xiàn):(1)基片材料生長(zhǎng):在合適襯底材料上(如Si襯底)，按照材料生長(zhǎng)規(guī)律生長(zhǎng)相應(yīng)緩沖層、第二半導(dǎo)體層、選擇性生長(zhǎng)插入層、第一半導(dǎo)體層本體3、介質(zhì)模板層6。(2)對(duì)介質(zhì)模板層進(jìn)行光刻及刻蝕，形成第一半導(dǎo)體層凸起部分4的生長(zhǎng)窗口。(3)生長(zhǎng)第一半導(dǎo)體層凸起部分4。(4)源漏電極構(gòu)造。(5)第一介質(zhì)層生長(zhǎng)。(4)第二介質(zhì)層生長(zhǎng)及選區(qū)刻蝕。 (5)柵電極構(gòu)造。(6)鈍化及封裝。
[0049]采用上述技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)常關(guān)型器件;并且，由于器件的溝道材料采用的是生長(zhǎng)而沒有如槽柵器件中使用的刻蝕工藝，所以不會(huì)對(duì)異質(zhì)結(jié)界面形成破壞，從而有利于提高器件性能。
[0050]實(shí)施例1:本實(shí)施例新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括以下幾部分:襯底材料包含Si材料和在其上生長(zhǎng)的低溫A1N緩沖層，第二半導(dǎo)體層為GaN材料層(厚度約為2y m)，第一半導(dǎo)體層的第一部分為AlGaN層(厚度約為3nm)，在第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層第一部分之間設(shè)有A1N插入層(厚度約為lnm)，用于提高2DEG的電學(xué)特性。介質(zhì)模板層為 LPCVD(低壓力化學(xué)氣相沉積法)生長(zhǎng)的Si02層，其上取窗口的數(shù)值n = 2，m=l，窗口沿源、漏電極相連方向上的長(zhǎng)度為〇.5wn，沿垂直于源、漏電極相連方向上的長(zhǎng)度為lOOwii。第一介質(zhì)層為原位生長(zhǎng)Si3N4層，厚度約為10nm，第二介質(zhì)層為hf〇2,厚度為100nm。源、漏電極都采用 Ti/Al/Ni/Au(20/120/50/200nm)經(jīng)金屬淀積與高溫?zé)嵬嘶鹦纬伞Ｔ绰╇姌O之間的距離為 2.5wii。第二介質(zhì)層朝向溝道中心一層邊緣超出源、漏電極的長(zhǎng)度皆為0.5_。柵電極采用 Ni/Au(50/150nm)〇
[0051]實(shí)施例2:本實(shí)施例新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管包括以下幾部分:襯底材料包含Sic材料和在其上生長(zhǎng)的低溫A1N緩沖層，第二半導(dǎo)體層為GaN材料層(厚度約為2ii m)，第一半導(dǎo)體層的第一部分為A1N層(厚度約為3nm)。介質(zhì)模板層為L(zhǎng)PCVD生長(zhǎng)的Si〇2層， 其上取窗口的數(shù)值n = 2，m = 3,窗口沿源、漏電極相連方向上的長(zhǎng)度為0.5wn，沿垂直于源、 漏電極相連方向上的長(zhǎng)度為20wii。第一介質(zhì)層為原位生長(zhǎng)Si3N4層，厚度約為10nm，第二介質(zhì)層為hf02,厚度為lOOnm。源、漏電極都采用Ti/Al/Ni/Au(20/120/50/200nm)經(jīng)金屬淀積與高溫?zé)嵬嘶鹦纬?。源漏電極之間的距離為2.5mi。第二介質(zhì)層朝向溝道中心一層邊緣超出源、漏電極的長(zhǎng)度皆為〇.5mi。柵電極采用Ni/Au(50/150nm)。[〇〇52]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本申請(qǐng)中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本申請(qǐng)所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本申請(qǐng)所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型常關(guān)型m-v異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，包括襯底材料層、第二半 導(dǎo)體層、介質(zhì)模板層、漏電極、源電極、第一介質(zhì)層，第二介質(zhì)層和柵電極，其中，在所述襯底材料層上形成所述第二半導(dǎo)體層，在所述第二半導(dǎo)體層上構(gòu)造出漏電極和 源電極；所述第一半導(dǎo)體層包括本體和沿該本體生長(zhǎng)形成的n個(gè)凸起部分，n大于等于1;所述第二半導(dǎo)體層和第一半導(dǎo)體層本體結(jié)合在一起形成異質(zhì)結(jié)溝道，該異質(zhì)結(jié)溝道兩 端分別連接所述漏電極和源電極;所述第一半導(dǎo)體層本體的厚度不大于在異質(zhì)結(jié)溝道上形 成二維電子氣2DEG的臨界厚度，使所述異質(zhì)結(jié)溝道中天然的二維電子氣2DEG被耗盡；所述介質(zhì)模板層設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層本體上并等間隔形成n個(gè)窗口，所述第一半 導(dǎo)體層本體沿所述n個(gè)窗口生長(zhǎng)形成所述n個(gè)凸起部分;所述凸起部分使所述第一半導(dǎo)體層 超出臨界厚度從而在所述凸起部分的投影區(qū)域形成二維電子氣2DEG，在所述異質(zhì)結(jié)溝道上 形成n個(gè)等間隔的二維電子氣2DEG區(qū)域；所述第一半導(dǎo)體層表面還設(shè)有第一介質(zhì)層，所述第一介質(zhì)層上設(shè)有所述柵電極，所述 柵電極覆蓋整個(gè)溝道長(zhǎng)度且所述柵電極的兩個(gè)邊緣延伸分別超過所述漏電極和源電極靠 近溝道一側(cè)的邊緣，在所述柵電極與所述漏電極、源電極之間設(shè)有所述第二介質(zhì)層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述凸 起部分為連續(xù)分布或者沿其生長(zhǎng)方向分為m份，m大于等于1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第二介質(zhì)層僅位于所述柵電極與所述漏電極和源電極的交迭的邊緣部分。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間還設(shè)有用以提高異質(zhì)結(jié)界面的二維電子氣的迀移率的 插入層，所述插入層為A1N層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第一半導(dǎo)體層為AlGaN層;所述第二半導(dǎo)體層為GaN層。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第一半導(dǎo)體層為A1N層，所述第二半導(dǎo)體層為GaN層。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第一介質(zhì)層為生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料時(shí)原位生長(zhǎng)的Si3N4,其厚度為5?25nm。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 介質(zhì)模板層為Si〇2層。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型常關(guān)型II1-V異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述 第二介質(zhì)層為Si〇2層。
【文檔編號(hào)】H01L29/205GK105977294SQ201610294235
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】董志華, 程知群, 劉國(guó)華, 柯華杰, 周濤
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)