[发明专利]高电压Ⅲ族氮化物半导体器件

权利要求书

1.一种III-N器件，包括：

缓冲层；

第一III-N材料层，所述第一III-N材料层在所述缓冲层上；

第二III-N材料层，在相对于所述缓冲层的相反侧上，所述第二III-N材料层在所述第一III-N材料层上，其中，所述第一III-N材料层是沟道层，并且在所述第一III-N材料层和所述第二III-N材料层之间的组分差异在所述第一III-N材料层中感生出2DEG沟道；以及

分散阻挡层，所述分散阻挡层在所述缓冲层和所述沟道层之间，其中，在所述沟道层和所述分散阻挡层界面处的负电荷的薄片或分布将电子限制为远离所述缓冲层。

2.如权利要求1所述的器件，其中，在所述分散阻挡层最下面的导带最小值高于在所述沟道层中的最高占据导带最小值。

3.如权利要求1或2所述的器件，其中，所述分散阻挡层配置为在器件工作期间将电子限制到所述沟道层。

4.如前述权利要求中的任一项所述的器件，进一步包括在所述分散阻挡层和所述缓冲层之间的隔离层。

5.如权利要求4的器件，其中，所述分散阻挡层具有大于所述隔离层的铝浓度。

6.如权利要求4或5所述的器件，其中，所述沟道层由第一III族氮化物合金组成，并且所述隔离层由第二III族氮化物合金组成，其中，所述第一III族氮化物合金和所述第二III族氮化物合金彼此具有10％以内的铝摩尔分数。

7.如权利要求4-6中的任一项所述的器件，所述沟道层的材料是非故意掺杂的，并且所述隔离层是被补偿的或过补偿的。

8.如权利要求4-7中的任一项所述的器件，其中，所述隔离层由III族氮化物三元合金组成。

9.如权利要求4-8中的任一项所述的器件，其中，所述隔离层由0≤x＜0.3的Al_xGa_1-xN组成。

10.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡层是具有与所述沟道层相邻的负极化电荷的薄片或层的三元III族氮化物合金层。

11.如权利要求1-9中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡层包括Al_xIn_yGa_1-x-yN，其中y＜x且0＜(x+y)＜1。

12.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡层的、比所述缓冲层更靠近所述沟道层的部分比所述分散阻挡层的、靠近所述缓冲层的部分具有更高的铝组分。

13.如前述权利要求中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡层具有缓变的铝浓度。

14.如权利要求1-12中的任一项所述的器件，其中，所述分散阻挡层具有阶梯状的铝浓度。

15.如权利要求10所述的器件，其中，所述三元III族氮化物合金层的组分是缓变的，并且所述三元III族氮化物合金层是故意补偿的。

16.如权利要求15所述的器件，其中，Fe、C、Mg、Zn或Be或受主的任意组合或两性掺杂剂补偿III族氮化物层。

17.如前述权利要求中的任一项所述的器件，进一步包括由Fe、C、Mg、Zn或Be或受主的任意组合或两性掺杂剂掺杂的隔离层。

18.如前述权利要求中的任一项所述的器件，进一步包括源极接触、漏极接触和栅极，其中所述栅极与所述第二III-N材料层相邻，所述源极接触和漏极接触与所述2DEG电接触，并且所述器件是增强模式FET。

19.如权利要求1-17中的任一项所述的器件，进一步包括源极接触、漏极接触和栅极，其中所述栅极与所述第二III-N材料层接触，所述源极接触和漏极接触与所述2DEG电接触，并且所述器件是耗尽模式FET。

20.如权利要求1-17中的任一项所述的器件，进一步包括利用III族氮化物堆叠形成肖特基势垒的阳极以及与所述2DEG电接触的阴极，其中所述器件是二极管。