[实用新型]基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件

权利要求书

1.一种基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，自下而上包括衬底层(6)、GaN缓冲层(7)、AlGaN势垒层(8)、栅介质层(9)、钝化层(10)、源电极(1)、漏电极(2)和栅电极(3)；其特征在于：所述AlGaN势垒层(8)和所述GaN缓冲层(7)形成AlGaN/GaN异质结，所述AlGaN势垒层(8)上方有凹槽，栅电极(3)位于凹槽内并且包裹在AlGaN/GaN异质结的上方和两侧，形成三维环栅结构；所述栅电极(3)下的AlGaN/GaN异质结具有纳米图形，形成纳米沟道(5)；所述纳米沟道(5)两端具有沟道扩展区(4)；所述栅介质层(9)位于所述栅电极(3)之下，所述源电极(1)和所述漏电极(2)之间，覆盖在所述AlGaN/GaN异质结顶部并包裹所述纳米沟道(5)的两个侧壁。

2.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述衬底层(6)为蓝宝石、SiC或GaN。

3.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述GaN缓冲层(7)厚度为0.5-2.5um。

4.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述AlGaN势垒层(8)厚度为10-20nm。

5.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述纳米沟道(5)的数目n为n≥1，长度L_ch为0<L_ch<源电极(1)和漏电极(2)的间距，宽度W_ch为10-200nm。

6.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述AlGaN势垒层(8)上的凹槽底部与所述AlGaN/GaN异质结的距离D_ch1为0-15nm，所述纳米沟道(5)底部与所述AlGaN/GaN异质结的距离D_ch2为0-150nm。

7.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述栅介质层(9)为SiN、Al₂O₃、SiO₂或多种介质层的堆叠结构，厚度为1-15nm。

8.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述钝化层(10)为SiN、Al₂O₃、SiO₂或多种钝化层(10)的堆叠结构，厚度为50-150nm。

9.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述栅电极(3)为直栅或T型栅，栅极长度L_g＝L_ch或L_g>L_ch或L_g<L_ch。

10.根据权利要求1所述的基于纳米沟道的凹槽栅增强型GaN晶体管器件，其特征在于：所述源电极(1)和漏电极(2)为欧姆接触，位于纳米沟道(5)两端的沟道扩展区(4)之上。