[發明專利]增強型氮化鎵晶體管器件

有效

• 申請號: 201410608510.7
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105633143B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 郭威宏;林素芳;周以倫;傅毅耕
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/41
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

1.一種增強型氮化鎵晶體管器件，其特征在于，所述器件包括：

基板；

外延結構，位于所述基板上，所述外延結構由所述基板依序包括非摻雜氮化鎵層與非摻雜氮化鋁鎵層，所述外延結構為具有二維電子氣的異質結構；

凹入式柵極，在所述外延結構上，其中所述凹入式柵極具有納米結構圖案，所述納米結構圖案延伸至所述非摻雜氮化鎵層與所述非摻雜氮化鋁鎵層之間，且所述凹入式柵極是p型金屬氧化物；

柵極電極，位于所述凹入式柵極上；

介電疊層，位于所述柵極電極與所述凹入式柵極之間，所述介電疊層包括第一介電層與第二介電層，其中所述第二介電層與所述凹入式柵極接觸，且所述第二介電層中的金屬元素的氧化電位比所述p型金屬氧化物的金屬元素低；以及

源極電極與漏極電極，位于所述凹入式柵極兩側的所述外延結構上。

2.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述第一介電層是氧化鋁層，且所述第一介電層與所述第二介電層的厚度各自獨立為1-50nm。

3.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述介電疊層中與所述凹入式柵極接觸的所述第二介電層包括氧化硅、氮化硅、含氮氧化硅、氧化釓、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭或氮化鈦。

4.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述凹入式柵極的形狀包括環狀或條狀。

5.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述凹入式柵極的長度為200nm-20000nm。

6.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述凹入式柵極是具有不同載流子濃度的NiO_X層，其中1≤x≤1.2。

7.如權利要求6所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述NiO_X層的載流子濃度分布包括小于1E15/cm³的第一范圍、1E15/cm³-1E17/cm³的第二范圍、與大于1E17/cm³的第三范圍，且所述載流子濃度分布的組合包括低至高、由高至低、上下低中間高、或上下高中間低。

8.如權利要求7所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述第一范圍、所述第二范圍與所述第三范圍的厚度各自獨立為1nm-200nm。

9.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述納米結構圖案包括多數個納米條狀圖案、多數個納米柱狀圖案或多數個納米點狀圖案。

10.如權利要求9所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述納米結構圖案內的圖案最小寬度為50nm-500nm。

11.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述外延結構還包括氮化鎵系緩沖層，位于所述非摻雜氮化鎵層與所述基板之間。

12.如權利要求1所述的增強型氮化鎵晶體管器件，其中所述基板包括硅基板或藍寶石基板。