[发明专利]电流孔径垂直电子晶体管

权利要求书

1.一种电子器件，其包括：

电流孔径垂直电子晶体管（CAVET），其包括在III族氮化物电流阻挡层中的孔径区，其中对通过所述III族氮化物电流阻挡层的电子流的势垒是至少1电子伏特。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述III族氮化物电流阻挡层是有源p型掺杂III族氮化物层，或具有大于类似的通过离子注入掺杂的p型III族氮化物层的空穴浓度。

3.根据权利要求2所述的器件，其中所述III族氮化物电流阻挡层是有源p型GaN层。

4.根据权利要求3所述的器件，其中所述p型GaN层是有源镁掺杂层。

5.根据权利要求1所述的器件，其中所述电流阻挡层的空穴浓度和组成使得所述对电子流的势垒是至少1电子伏特。

6.根据权利要求1所述的器件，其中所述孔径区包括n型GaN。

7.根据权利要求1所述的器件，其进一步包括：

漏极；和

在所述孔径区和所述漏极之间的n型III族氮化物漂移区，其中在所述漂移区中的n型掺杂浓度小于在所述孔径区中的n型掺杂浓度。

8.根据权利要求1所述的器件，其进一步包括：

有源区或沟道，其包括通过AlGaN势垒层限定在GaN中的二维电子气；

接触所述GaN层和所述AlGaN势垒层的源极；

漂移区，其包括一个或更多个n型GaN层，其中所述电流阻挡层在所述漂移区与所述有源区或沟道之间；

接触所述漂移区的漏极，其中

栅极，其被安置在所述有源区或沟道和所述孔径之上或上方以便调制所述源极与所述漏极之间的电流。

9.根据权利要求1所述的器件，其中所述对通过III族氮化物电流阻挡层的电子流的势垒是至少2电子伏特。

10.根据权利要求1所述的器件，其中所述电流阻挡层使开态电流流过所述孔径区。

11.根据权利要求1所述的器件，其中所述CBL和所述CAVET的源极被电连接，使得操作中在所述源极与所述CBL之间无偏置。

12.一种制造电流孔径垂直电子晶体管（CAVET）的方法，其包括：

在第一III族氮化物层中限定孔径区和牺牲区；

除去所述牺牲区中的所述第一III族氮化物层；

在所述孔径区周围形成III族氮化物电流阻挡层；以及

在所述第一III族氮化物层和III族氮化物电流阻挡层二者上形成一个或更多个第二III族氮化物层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电流阻挡层利用基于氨（NH₃）的分子束外延（MBE）生长。

14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括，在去除所述牺牲层中的所述第一III族氮化物层之前，在所述孔径区上方形成掩模。

15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在形成所述第二III族氮化物层之前，去除所述掩模。

16.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述III族氮化物电流阻挡层经由金属有机化学气相沉积（MOCVD）生长技术通过用Mg掺杂剂掺杂氮化镓层来生长，

所述III族氮化物电流阻挡层通过在700℃以上的温度下在无氢环境中退火被活化，来制造所述III族氮化物电流阻挡层，p型III族氮化物电流阻挡层，以及

包括AlGaN/GaN层的所述第二III族氮化物层以不使Mg受体钝化的氨-MBE再生长，从而保存所述III族氮化物电流阻挡层的p型性能。

17.一种III族氮化物电流孔径垂直电子晶体管（CAVET），其包括：

电流阻挡层，其中，所述电流阻挡层是当所述CAVET被400V或更少的源极-漏极电压偏置在断态时，使得所述CAVET可操作，以防止大于0.4A/cm²的电流密度流过所述电流阻挡层。

18.根据权利要求17所述的III族氮化物CAVET，其中，当所述CAVET被大约400V的源极-漏极电压偏置在断态时，所述CAVET可操作，以防止大于0.4A/cm²的电流密度流过所述电流阻挡层。