[发明专利]具有栅极堆叠中的隧道二极管的IIIA族氮化物HEMT

权利要求书

1.一种用于在衬底上形成增强型高电子迁移率晶体管即E型HEMT的方法，其包含：

在所述衬底上提供有源层，在所述有源层上提供IIIA族氮化物阻挡层，在所述IIIA族氮化物阻挡层上提供p型GaN层，在所述p型GaN层上提供InGaN层，在所述InGaN层上提供n型GaN层；

形成至少一个隔离区域，所述至少一个隔离区域穿过所述n型GaN层、所述InGaN层、所述p型GaN层和所述阻挡层以在所述有源层上提供包含所述阻挡层的至少一个隔离有源区；

通过对所述InGaN层上的所述n型GaN层图案化以限定隧道二极管；

在所述n型GaN层上方形成栅电极；

在所述阻挡层上形成具有漏极触点的漏极以提供对所述有源层的接触；以及

在所述阻挡层上形成具有源极触点的源极以提供对所述有源层的接触。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述InGaN层是n型掺杂的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述InGaN层是p型掺杂的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述InGaN层包括沿厚度方向线性缓变In浓度，以用于降低所述隧道二极管的势垒电压。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述InGaN层的厚度从35埃到100埃。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述栅电极包含钛或铝。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述E型HEMT是形成在所述衬底中或形成在所述衬底上的集成电路即IC的一部分。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述E型HEMT是第一E型HEMT，并且进一步包含至少一个第二E型HEMT，所述方法进一步包含以下步骤：为所述第一E型HEMT和所述第二E型HEMT的所述InGaN层提供不同厚度，以便为所述第一E型HEMT提供相比于所述第二E型HEMT不同的阈值电压V_T。

9.根据权利要求8所述的方法，提供所述不同厚度的所述步骤包含选择性地蚀刻所述n型GaN层和所述InGaN层，使得所述第二E型HEMT没有所述隧道二极管，而所述第一E型HEMT包括所述n型GaN层和所述InGaN层使得所述第一E型HEMT包括所述隧道二极管。

10.一种增强型高电子迁移率晶体管，即E型HEMT，其包含：

衬底；

所述衬底上的IIIA族氮化物有源层；

所述有源层上的IIIA族氮化物阻挡层；

至少一个隔离区域，其穿过所述阻挡层以在所述有源层上提供包含所述阻挡层的至少一个隔离有源区；

所述阻挡层上的p型GaN层；

隧道二极管，其包含n型GaN层、InGaN层、所述p型GaN层，其中所述InGaN层在所述p型GaN层上，所述n型GaN层在所述InGaN层上；

所述n型GaN层上方的栅极；

漏极，其在所述阻挡层上具有漏极触点以提供对所述有源层的接触；以及

源极，其在所述阻挡层上具有源极触点以提供对所述有源层的接触。

11.根据权利要求10所述的E型HEMT，其中所述InGaN层是n型掺杂的。

12.根据权利要求10所述的E型HEMT，其中所述InGaN层是p型掺杂的。

13.根据权利要求10所述的E型HEMT，其中所述InGaN层包括沿厚度方向线性缓变的In浓度，以用于降低所述隧道二极管的势垒电压。

14.根据权利要求10所述的E型HEMT，其中所述InGaN层的厚度从35埃到100埃。