[发明专利]一种GaN基增强型场效应器件及其制作方法

权利要求书

1.一种GaN基增强型场效应器件，包括：有源区和围绕所述有源区的隔离区，所述有源区包括单晶衬底、缓冲层、沟道层、势垒层、界面控制层、源金属电极、漏金属电极、栅金属电极以及介质钝化层，其特征在于，所述有源区还包括：P型二维材料栅极；

所述缓冲层、所述沟道层、所述势垒层和所述界面控制层沿背离所述单晶衬底的方向，依次形成在所述单晶衬底之上；

所述源金属电极和所述漏金属电极位于所述界面控制层上，且穿透所述界面控制层与所述势垒层欧姆接触；

所述P型二维材料栅极位于所述界面控制层上；

所述栅金属电极位于所述P型二维材料栅极上，且与所述P型二维材料栅极形成肖特基接触；

所述介质钝化层位于所述栅金属电极和所述漏金属电极之间的所述界面控制层上，以及位于所述栅金属电极和所述源金属电极之间的所述界面控制层上。

2.根据权利要求1所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述P型二维材料栅极的掺杂浓度范围为10¹⁶/cm³-10²¹/cm³。

3.根据权利要求2所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述P型二维材料栅极包括：WSe₂、WS₂、MoSe₂、MoS₂、MoTe₂中的一种材料层或多种材料的叠层组合。

4.根据权利要求1所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述单晶衬底包括硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底。

5.根据权利要求1所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述沟道层包括GaN、InGaN中的一种材料层或两种材料层的叠层组合。

6.根据权利要求1所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述界面控制层的材质为GaN，所述界面控制层的厚度范围为0.3nm-10nm，包括端点值。

7.根据权利要求1所述的GaN基增强型场效应器件，其特征在于，所述势垒层包括AlGaN、InAlN、InGaAlN、AlN中的一种材料层或多种材料层的叠层组合。

8.一种GaN基增强型场效应器件制作方法，其特征在于，用于制作形成权利要求1-7任意一项所述的GaN基增强型场效应器件，所述制作方法包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底包括：单晶衬底和依次形成在所述单晶衬底上的缓冲层、沟道层、势垒层以及界面控制层，所述半导体衬底包括有源区和围绕所述有源区的隔离区；

在所述半导体衬底的隔离区注入硼离子形成高阻隔离区；

在所述界面控制层上沉积金属形成源金属电极和漏金属电极，并通过高温合金工艺使得所述源金属电极和所述漏金属电极通过所述界面控制层与所述势垒层形成欧姆接触；

在所述界面控制层上外延P型二维材料，通过选择性腐蚀方法形成P型二维材料栅极；

在所述P型二维材料栅极上形成栅金属电极；

所述半导体衬底的表面沉积介质钝化层；

在所述介质钝化层上与所述源金属电极、所述漏金属电极、所述栅金属电极对应的位置形成接触孔。

9.根据权利要求8所述的GaN基增强型场效应器件制作方法，其特征在于，所述在所述界面控制层上外延P型二维材料，通过选择性腐蚀方法形成P型二维材料栅极，具体包括：

在所述界面控制层上外延整层的P型二维材料；

对所述P型二维材料进行选择性湿法腐蚀，形成P型二维材料栅极。

10.根据权利要求8所述的GaN基增强型场效应器件制作方法，其特征在于，还包括：在所述接触孔上沉积所述栅金属电极、所述源金属电极和所述漏金属电极，形成场板结构。