[发明专利]一种增强型氮化物场效应晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，包括：

衬底；

依次形成于衬底之上的成核层、高阻缓冲层及势垒层；

形成于势垒层一端之上的源极；

形成于势垒层另一端之上的漏极；

形成于源极、漏极之间的单条沟槽或多条沟槽，且沟槽内填充有高介电常数、宽带隙的电介质材料；

形成于沟槽上方的栅极；以及

形成于源极、漏极和栅极之间的钝化层。

2.根据权利要求1所述的增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，

所述高介电常数、宽带隙的电介质材料，包括：MnO₂、Pb₃MgNb₂O₉、BaTiO₃、SrTiO₃、SnTe、PbTe、WO₃、SbS、Pb₂CoWO₆、TiO₂或SnSb中的一种或几种；

所述高介电常数、宽带隙的电介质材料，采用磁控溅射、离子束蒸镀、化学气相沉淀、溶胶凝胶法或水热法制备而成。

3.根据权利要求1所述的增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，所述沟槽的深度大于势垒层的厚度，所述电介质材料厚度小于或者等于所述沟槽的深度。

4.根据权利要求1所述的增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，

所述衬底为蓝宝石、碳化硅或硅中的一种；

所述成核层为氮化镓GaN或氮化铝AlN；

所述高阻缓冲层为铟镓氮In_xGa_1-xN，其中0≤x＜1；

所述势垒层为铝铟镓氮Al_xIn_yGa_1-x-yN，其中0＜x≤1，0≤y＜1。

5.根据权利要求1所述的增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，

所述单条沟槽或多条沟槽的宽度之和不超过其上栅极的宽度；

所述单条沟槽或多条沟槽采用ICP干法刻蚀或者湿法腐蚀制备而成。

6.根据权利要求1所述的增强型氮化物场效应晶体管，其特征在于，

所述源极和漏极采用Ti、Al、Ni、Pt、Cr或Au金属中的一种或几种；

所述栅极采用Ti、Ni、Pt、Al、Cu、W、Co或Au金属中的一种或几种；

所述钝化层采用Al₂O₃、SiN_x、SiO₂或Ga₂O₃。

7.一种增强型氮化物场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在衬底上依次生长成核层、高阻缓冲层及势垒层；

在势垒层一端之上制备源极，另一端之上制备漏极；

对源极、漏极之间的势垒层进行刻蚀形成单条沟槽或多条沟槽，在沟槽内填充高介电常数、宽带隙的电介质材料；

在沟槽上方制备栅极；以及

源极、漏极和栅极之间生长钝化层。

8.根据权利要求7所述的增强型氮化物场效应晶体管的制备方法，其特征在于，

所述在沟槽内填充的高介电常数、宽带隙的电介质材料包括MnO₂、Pb₃MgNb₂O₉、BaTiO₃、SrTiO₃、SnTe、PbTe、WO₃、SbS、Pb₂CoWO₆、TiO₂或SnSb中的一种或几种；

所述高介电常数、宽带隙的电介质材料采用磁控溅射、离子束蒸镀、化学气相沉淀、溶胶凝胶法或水热法制备而成。

9.根据权利要求7所述的增强型氮化物场效应晶体管的制备方法，其特征在于，所述沟槽的深度大于势垒层的厚度，所述电介质材料厚度小于或者等于所述沟槽的深度。

10.根据权利要求7所述的增强型氮化物场效应晶体管的制备方法，其特征在于，

所述单条沟槽或多条沟槽的宽度之和不超过其上栅极的宽度；

所述单条沟槽或多条沟槽采用ICP干法刻蚀或者湿法腐蚀制备而成。