[发明专利]AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种AlGaN／GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)，HEMT具 有设计的源极位置，栅极位置和漏极位置，包括：

衬底；

在衬底上布置的GaN缓冲层；

在缓冲层上布置的含AlGaN的势垒层以及势垒层和缓冲层界面 上的异质结；以及

利用氟离子注入形成的跨越异质结的一部分的增强背势垒 (EBB)区域，其布置在GaN缓冲层中，并且垂直布置在栅极位置 下方，

其中，增强背势垒区域注入氟离子形成的势垒位于GaN缓冲层 中，阻挡沟道以下GaN缓冲层中存在的载流子从源极向漏极的输运，

其中，所述势垒层和所述增强背势垒区域之间的沟道由栅极的 偏压控制；以及

其中，所注入的氟离子的浓度峰值位于邻近异质界面的缓冲层 中。

2.根据权利要求1的AlGaN／GaN HEMT，其中，所述衬底至少 包括蓝宝石、硅(111)、碳化硅、氮化铝或氮化镓。

3.根据权利要求1的AlGaN／GaN HEMT，其中，所述缓冲层位 于衬底上由GaN或AlN构成的成核层之上。

4.根据权利要求1的AlGaN／GaN HEMT，进一步包括：

邻近HEMT设计的栅极位置并且位于HEMT的设计的栅极位置 和HEMT的设计的漏极位置之间包含氟离子的低浓度漏端区域。

5.根据权利要求4的AlGaN／GaN HEMT，其中，所述氟离子注 入形成的增强背势垒区域由HEMT的设计的栅极位置下面扩展到设 计的源极位置下面的区域。

6.一种AlGaN／GaN垂直型异质结构场效应晶体管(V-HFET) 结构，包括：

非故意掺杂的GaN层；

布置在GaN层上的AlGaN势垒层，以及在AlGaN层和GaN层 界面上形成的异质结；以及

至少一个位于GaN层中延伸穿过异质结的一部分的由氟离子注 入形成的阻挡层，

其中阻挡层的位置位于整个源极下面并延伸到部分栅极下面。

7.根据权利要求6的AlGaN／GaN V-HFET，其中，至少有一个 氟离子注入形成的阻挡层中的氟离子浓度峰值位于邻近界面的GaN 层中。

8.一种在高电子迁移率晶体管(HEMT)中形成背势垒区域的 方法，HEMT具有至少一个设计的源极位置、至少一个设计的栅极位 置和至少一个设计的漏极位置，此方法包括：

在衬底上淀积缓冲层；

在缓冲层上淀积势垒层以形成异质结；以及

向至少一个设计的栅极位置下面的缓冲层中注入氟离子来形成 至少一个背势垒区域，

其中，至少一个背势垒区域注入氟离子形成的势垒位于缓冲层 中，阻挡沟道以下缓冲层中存在的载流子从源极向漏极的输运，

其中，所述势垒层和所述背势垒区域之间的沟道由栅极的偏压 控制，以及

其中，所注入的氟离子的浓度峰值位于邻近异质界面的缓冲层 中。

9.根据权利要求8的方法，其中，所述淀积缓冲层包括在至少 包括蓝宝石、硅(111)、碳化硅、氮化铝或氮化镓中的一种衬底上 生长缓冲层。

10.根据权利要求8的方法，其中，所述淀积缓冲层包括在含 GaN成核层或AlN成核层的衬底上生长缓冲层。

11.根据权利要求8的方法，还包括：

在势垒层中掺入氟离子来形成增强型HEMT。

12.根据权利要求8的方法，还包括：

在邻近设计的栅极位置并且位于设计的栅极位置和设计的漏极 位置之间形成包含氟离子的低浓度漏端区域。

13.根据权利要求12的方法，其中，所述注入包括在缓冲层中 注入氟离子以形成位于设计的栅极位置下面并可扩展到设计的源极 位置下面的区域的增强背势垒区域。