[发明专利]一种场效应晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种场效应晶体管及其制备方法。所述场效应晶体管包括：氧化镓衬底；位于所述氧化镓衬底上的p型材料层和钝化层；位于所述p型材料层两侧的漏极电极和源极电极；位于所述p型材料层上的栅极电极。因氧化镓衬底与p型材料层材料功函数的差别，p型材料层可将其底部的电子耗尽，以形成常关型器件从而解决了现有的氧化镓材料由于很难实现p型掺杂而用于制作半导体器件时伴随的高技术难度和高成本的问题，且氧化镓材料具有优异的半导体特性，制作的半导体器件可适用于多种特殊的领域，如高压电力电子等，扩展了半导体器件的使用范围。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种场效应晶体管及其制备方法。

背景技术

氧化镓是一种宽禁带半导体材料，β-Ga2O3禁带宽度大约是4.85eV，其临界击穿电场高达8MV/cm，且n型掺杂可控，耐辐射，熔点高，非常适合于制作高压电力电子器件。其应用包括功率电子器件，射频电子器件，紫外探测器，气体传感器等，并在固态照明、通讯、消费电子产品，以及新能源汽车、智能电网等领域有广阔的应用前景。氧化镓具有比碳化硅等第三代半导体材料更优异的耐高压等特性，其Baliga优值(BFOM)比氮化镓高大约4倍，比碳化硅高9倍多，且同质衬底可以采用熔体方式加工，因此具有广阔的应用前景，切合国家节能减排、智能制造、通讯与信息安全的要求。

对氧化镓的研究，目前还处于起步阶段，尽管实验表明氧化镓器件的击穿电场测试值已经超过氮化镓和碳化硅的理论值，但是目前工艺条件下氧化镓器件电学特性相比于其他第三代半导体器件仍然有一定的差距。由于氧化镓受主能级较深，且存在空穴自束缚效应，因此很难实现有效的p型掺杂材料，进而导致现有技术中利用氧化镓材料制备半导体器件时所伴随的高技术难度和高成本的问题。这在很大程度上限制了利用氧化镓材料来制作场效应晶体管，即无法利用氧化镓材料制备高性能的场效应晶体管。

发明内容

本发明提供一种场效应晶体管及其制备方法，以利用氧化镓材料实现高性能的场效应晶体管。

第一方面，本发明实施例提供了一种场效应晶体管，所述场效应晶体管包括：

氧化镓衬底；

位于所述氧化镓衬底上的p型材料层和钝化层；

位于所述p型材料层两侧的漏极电极和源极电极；

位于所述p型材料层上的栅极电极。

可选的，所述漏极电极和源极电极与所述氧化镓衬底形成有欧姆接触结构；

所述钝化层覆盖所述p型材料层及所述氧化镓衬底，所述钝化层上设置有多个开口，所述多个开口分别暴露出所述漏极电极、所述源极电极和所述栅极电极。

可选的，所述氧化镓衬底还包括外延层；所述p型材料层和所述钝化层位于所述氧化镓衬底的外延层上；

所述漏极电极和源极电极与所述氧化镓衬底形成有欧姆接触结构；所述钝化层覆盖所述p型材料层及所述氧化镓衬底，所述钝化层上设置有多个开口，所述多个开口分别暴露出所述漏极电极、源极电极和栅极电极。

可选的，所述p型材料层采用p型In_xAl_yGa_zN、p型In_xAl_yGa_zN多层交叠结构或p型碳化硅；

其中，在所述p型In_xAl_yGa_zN中，X+Y+Z＝1。

可选的，所述p型材料层厚度范围为20纳米至500纳米。