[实用新型]常关型高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括：

半导体异质结构，包括半导体沟道层以及在所述沟道层上的半导体势垒层；

所述异质结构内的二维传导沟道；

与所述势垒层的第一区域接触的外延绝缘层；以及

延伸穿过所述外延绝缘层的整个厚度的栅极电极，所述栅极电极终止于与所述势垒层的第二区域接触，

其中所述势垒层和所述外延绝缘层具有晶格常数的失配，所述晶格常数的失配在所述势垒层的所述第一区域中生成机械应力，引起在位于所述势垒层的所述第一区域下方的所述二维传导沟道的第一部分中的第一电子浓度，所述第一电子浓度大于位于所述势垒层的所述第二区域下方的所述二维传导沟道的第二部分中的第二电子浓度。

2.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述二维传导沟道的所述第二电子浓度为零。

3.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述异质结构被配置为使得在没有所述外延绝缘层的情况下，不形成二维传导沟道。

4.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述沟道层和所述势垒层由相应化合物材料制成，所述化合物材料包括III-V族元素，并且其中所述外延绝缘层由使得所述外延绝缘层和所述势垒层之间的所述晶格常数的失配处在1％至20％的范围内的材料制成。

5.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述外延绝缘层由氧化镍制成，并且其中所述势垒层由氮化铝镓制成，所述势垒层具有处在5％至20％的范围内的铝的摩尔浓度，并且所述势垒层具有5nm至30nm范围内的厚度。

6.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述栅极电极包括栅极电介质和栅极金属化物，所述栅极电介质与所述势垒层的所述第二区域接触，而不产生将形成所述二维传导沟道的机械应力。

7.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括：

源极电极，在所述栅极电极的第一侧上延伸穿过所述绝缘层和所述势垒层的整个厚度，终止于所述势垒层和所述沟道层之间的界面处；以及

漏极电极，在所述栅极电极的第二侧上延伸穿过所述绝缘层和所述势垒层的整个厚度，并终止于所述势垒层和所述沟道层之间的所述界面处，所述栅极电极的所述第二侧与所述栅极电极的所述第一侧相对。

8.根据权利要求1所述的常关型高电子迁移率晶体管，其特征在于，还包括：

在所述沟道层下方延伸的缓冲层，所述缓冲层包括被配置为生成陷阱态的杂质，所述陷阱态促进从所述缓冲层发射空穴，由此在所述缓冲层内形成负电荷层；

在所述缓冲层和所述沟道层之间延伸的P型掺杂半导体材料的空穴提供层；

源极电极，在所述栅极电极的第一侧上延伸并且与所述空穴提供层直接电接触；以及

漏极电极，在所述栅极电极的第二侧上延伸穿过所述绝缘层的整个厚度并穿过所述势垒层，并终止于所述势垒层和所述沟道层之间的界面处，所述栅极电极的所述第二侧与所述栅极电极的所述第一侧相对。