[發(fā)明專利]具有雙柵極的III族氮化物場效應晶體管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680062331.5
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN108292678B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 儲榮明
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/10
• 代理公司: 北京鴻德海業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11412
• 代理人: 袁媛

1.一種場效應晶體管，包括:

III-族氮化物溝道層；

III-族氮化物勢壘層，其在所述溝道層上；

第一電介質層，其在所述勢壘層上；

第一柵極溝槽，其延伸穿過所述第一電介質層并且全部穿過所述勢壘層；

第二電介質層，其在所述第一電介質層上并在所述第一柵極溝槽的底部和壁上；

第一柵極電極，其在所述第一柵極溝槽中并在所述第二電介質層上；

源極電極，其在所述第一柵極溝槽的第一側上與所述溝道層電接觸；

漏極電極，其在與所述第一側相對的所述第一柵極溝槽的第二側上與所述溝道層電接觸；

第三電介質層，其在所述第二電介質層上，其中所述第三電介質層全部覆蓋所述第一柵極電極；

第二柵極溝槽，其延伸穿過所述第三電介質層并且橫向地位于所述第一柵極溝槽與所述漏極電極之間；以及

第二柵極電極，其在所述第二柵極溝槽中，其中所述第二柵極電極的底部位于所述第一電介質層的頂表面與所述第二電介質層的頂表面之間，并且其中所述第三電介質層未完全覆蓋所述第二柵極電極；

其中所述第一柵極電極延伸穿過所述III-族氮化物勢壘層并進入所述III-族氮化物溝道層。

2.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第二柵極電極的底部和所述勢壘層的頂表面之間的垂直距離具有1nm到10nm的范圍。

3.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中:

所述第一柵極電極是常關柵極；以及

所述第二柵極電極是常開柵極。

4.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第二電介質層包括至少一層AlN。

5.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第一電介質層包括SiN。

6.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第三電介質層包括具有0.1nm到10μm的厚度的SiN。

7.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第二柵極電極的閾值電壓具有小于或等于0伏到大于或等于50伏的范圍。

8.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，還包括:

在所述第二柵極電極和所述源極電極之間的電連接。

9.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，還包括:

在所述第二柵極電極和所述第一柵極電極之間的電連接。

10.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，還包括:

襯底，其包括Si、藍寶石、SiC、GaN或AlN；以及

Ill-族氮化物緩沖層，其在所述襯底和所述溝道層之間耦合。

11.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述III-族氮化物勢壘層包括具有厚度為1納米(nm)至20nm的AlGaN。

12.根據(jù)權利要求1所述的場效應晶體管，其中所述第二柵極電極具有與所述第一柵極電極的偏置電壓不同的偏置電壓。