[发明专利]外延Ⅲ族氮化物中的掺杂阻挡层

权利要求书

1.一种场效应晶体管，包括：

半导体结构，包括：

Ⅲ-N族缓冲层，包括掺杂的下部部分和在所述掺杂的下部部分上的未掺杂的上部部分；

Ⅲ-N族阻挡层，其与所述Ⅲ-N族缓冲层的所述未掺杂的上部部分直接接触，以在所述Ⅲ-N族缓冲层与所述Ⅲ-N族阻挡层之间形成结，从而在所述Ⅲ-N族缓冲层和所述Ⅲ-N族阻挡层中具有较低带隙的层中产生二维电子气(2DEG)；

栅极电极，设置在源极电极与漏极电极之间，用于调制所述2DEG中的电荷；并且

其中，所述Ⅲ-N族阻挡层包括最接近于所述结的下部无意掺杂区域以及位于所述下部无意掺杂区域上方的有意掺杂区域，

其中，所述下部无意掺杂区域的厚度为1.5nm。

2.根据权利要求1所述的场效应晶体管，其中，所述有意掺杂区域在所述下部无意掺杂区域上方的区域中包括掺杂剂，所述掺杂剂被选择为增大阻挡层对电子传输的阻力，以减小所述源极电极和所述漏极电极之一与所述栅极电极之间的泄漏电流。

3.一种场效应晶体管，包括：

半导体结构，具有设置在源极电极与漏极电极之间的栅极电极，所述半导体结构包括：

Ⅲ-N族缓冲层，包括掺杂的下部部分和在所述掺杂的下部部分上的未掺杂的上部部分；

Ⅲ-N族阻挡层，其与所述Ⅲ-N族缓冲层的所述未掺杂的上部部分直接接触，以在所述Ⅲ-N族缓冲层与所述Ⅲ-N族阻挡层之间形成结，从而在所述半导体结构中产生二维电子气(2DEG)；并且

其中，所述Ⅲ-N族阻挡层包括最接近于所述结的下部无意掺杂区域以及位于所述下部无意掺杂区域上方的有意掺杂区域；并且

其中，所述有意掺杂区域在所述下部无意掺杂区域上方的区域中包括掺杂剂，所述掺杂剂被选择为增大阻挡层对电子传输的阻力，以减小所述源极电极和所述漏极电极之一与所述栅极电极之间的泄漏电流，

其中，所述下部无意掺杂区域的厚度为1.5nm。

4.根据权利要求3所述的场效应晶体管，其中，所述栅极电极调制所述2DEG中的电荷，并且其中，所述阻挡层是Al_xGa_1-xN、Al_xIn_1-xN、或(Al_yGa_1-y)_xIn_1-xN，其中0＜X≤1并且0＜Y≤1。

5.根据权利要求4所述的场效应晶体管，其中，位于所述下部无意掺杂区域上方的所述有意掺杂区域中的所述掺杂剂是碳、铍、铬、钒、镁、锌、或铁。

6.根据权利要求3所述的场效应晶体管，其中，所述栅极电极调制所述2DEG中的电荷。

7.一种半导体结构，包括：

Ⅲ-N族缓冲层，包括掺杂的下部部分和在所述掺杂的下部部分上的未掺杂的上部部分；

Ⅲ-N族阻挡层，其与所述Ⅲ-N族缓冲层的所述未掺杂的上部部分直接接触，以在所述Ⅲ-N族缓冲层与所述Ⅲ-N族阻挡层之间形成结，所述Ⅲ-N族缓冲层和所述Ⅲ-N族阻挡层中的一个层具有比所述Ⅲ-N族缓冲层和所述Ⅲ-N族阻挡层中的另一个层低的带隙，从而在所述Ⅲ-N族缓冲层和所述Ⅲ-N族阻挡层中具有较低带隙的所述一个层中产生二维电子气(2DEG)沟道；并且

其中，所述Ⅲ-N族阻挡层具有最接近于所述结的下部区域以及位于所述下部区域上方的具有预定掺杂剂的区域，所述下部区域具有每cm³ 5×10¹⁶或更少原子数的掺杂浓度，位于所述下部区域上方的所述区域具有掺杂浓度大于每cm³ 1×10¹⁷原子数的预定掺杂剂，

其中，所述下部区域的厚度为1.5nm。