[发明专利]氮极性III族/氮化物磊晶结构及其主动元件与其积体化的极性反转制作方法

权利要求书

1.一种氮极性氮化镓铝/氮化镓结构，其特征在于，其包含有:

一矽基底；

一具碳掺杂的缓冲层，其位于该矽基底上；

一具碳掺杂的氮化镓层，其位于该具碳掺杂的缓冲层上；

一i-Al_yGaN层，其位于该具碳掺杂的氮化镓层上；

一氮化镓通道层，其位于该i-Al_yGaN层上；以及

一i-Al_xGaN层，其位于该氮化镓通道层上；

一栅极护城河结构，其位于该i-Al_xGaN层；

一氟离子结构，其植入并位于该i-Al_xGaN层内，该栅极护城河结构围绕该氟离子结构两侧；以及

一第一栅极绝缘介电层，其位于该氟离子结构上；

其中，该x取值在0.1-0.3之间，该y取值在0.05-0.75之间，该氮化镓通道层内具有二维电子气，一绝缘保护介电层的应力使得i-Al_xGaN层/氮化镓通道层/i-Al_yGaN层产生极性反转，使得该二维电子气从该氮化镓通道层与该i-Al_yGaN层的接面处上升至该氮化镓通道层与该i-Al_xGaN层的接面处。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，其中该具碳掺杂的氮化镓层与该i-Al_yGaN层间更设置有一i-Al_zGaN层，该Z取值在0.01-0.75之间。

3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，其中该氮化镓通道层内的该二维电子气位于该氟离子结构下方是呈现空乏状态，该二维电子气位于该氮化镓通道层与该i-Al_yGaN层的接面处。

4.一种制作加强型具有栅极护城河结构氮极性反转氮化镓铝/氮化镓高速电子迁移率晶体管的方法，其特征在于，包含有下列步骤:

提供一氮极性氮化镓铝/氮化镓磊晶结构，该氮极性氮化镓铝/氮化镓磊晶结构包含：

一矽基底；

一具碳掺杂的缓冲层，其位于该矽基底上；

一具碳掺杂的氮化镓层，其位于该具碳掺杂的缓冲层上；

一i-Al_yGaN层，其位于该具碳掺杂的氮化镓层上；

一氮化镓通道层，其位于该i-Al_yGaN层上；以及

一i-Al_xGaN层，其位于该氮化镓通道层上；

利用干式蚀刻的方式在氟离子结构预定区两侧的该i-Al_xGaN层蚀刻出两条栅极护城河结构，之后再利用氟离子电浆，在特定电场或特定电压下将氟离子F-注入该i-Al_xGaN层内后，经过425℃、600秒热处理后，该氟离子结构稳定的占据该i-Al_xGaN层内的空间，并将元件主动区磊晶层内的i-Al_xGaN层/氮化镓通道层/i-Al_yGaN层，一绝缘保护介电层的应力使得i-Al_xGaN层/氮化镓通道层/i-Al_yGaN层产生极性反转由氮极性反转至镓极性，使得二维电子气从该氮化镓通道层与该i-Al_yGaN层的接面处上升至该氮化镓通道层与该i-Al_xGaN层的接面处；及

制作一第一栅极绝缘介电层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，其中该氟离子结构形成于该i-Al_xGaN层内的步骤更包含有:

利用黄光曝光显影定义该i-Al_xGaN层的氟离子注入的区域；以及

利用氟化碳在干式蚀刻系统或离子布植机系统内产生氟离子电浆；

在特定电场下将氟离子F-注入于该i-Al_xGaN层内；

经过425℃、600秒的热处理，使该氟离子结构稳定的占据该i-Al_xGaN内的空间。