[发明专利]具有双栅极的III族氮化物场效应晶体管

权利要求书

1.一种场效应晶体管，包括:

III-族氮化物沟道层；

III-族氮化物势垒层，其在所述沟道层上；

第一电介质层，其在所述势垒层上；

第一栅极沟槽，其延伸穿过所述第一电介质层并且全部穿过所述势垒层；

第二电介质层，其在所述第一电介质层上并在所述第一栅极沟槽的底部和壁上；

第一栅极电极，其在所述第一栅极沟槽中并在所述第二电介质层上；

源极电极，其在所述第一栅极沟槽的第一侧上与所述沟道层电接触；

漏极电极，其在与所述第一侧相对的所述第一栅极沟槽的第二侧上与所述沟道层电接触；

第三电介质层，其在所述第二电介质层上，其中所述第三电介质层全部覆盖所述第一栅极电极；

第二栅极沟槽，其延伸穿过所述第三电介质层并且横向地位于所述第一栅极沟槽与所述漏极电极之间；以及

第二栅极电极，其在所述第二栅极沟槽中，其中所述第二栅极电极的底部位于所述第一电介质层的顶表面与所述第二电介质层的顶表面之间，并且其中所述第三电介质层未完全覆盖所述第二栅极电极；

其中所述第一栅极电极延伸穿过所述III-族氮化物势垒层并进入所述III-族氮化物沟道层。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第二栅极电极的底部和所述势垒层的顶表面之间的垂直距离具有1nm到10nm的范围。

3.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中:

所述第一栅极电极是常关栅极；以及

所述第二栅极电极是常开栅极。

4.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第二电介质层包括至少一层AlN。

5.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第一电介质层包括SiN。

6.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第三电介质层包括具有0.1nm到10μm的厚度的SiN。

7.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第二栅极电极的阈值电压具有小于或等于0伏到大于或等于50伏的范围。

8.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括:

在所述第二栅极电极和所述源极电极之间的电连接。

9.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括:

在所述第二栅极电极和所述第一栅极电极之间的电连接。

10.根据权利要求1所述的场效应晶体管，还包括:

衬底，其包括Si、蓝宝石、SiC、GaN或AlN；以及

Ill-族氮化物缓冲层，其在所述衬底和所述沟道层之间耦合。

11.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述III-族氮化物势垒层包括具有厚度为1纳米(nm)至20nm的AlGaN。

12.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中所述第二栅极电极具有与所述第一栅极电极的偏置电压不同的偏置电压。