【技术实现步骤摘要】
一种具有复合栅介质层的氮化镓基异质结场效应晶体管
本专利技术涉及半导体器件领域,具体涉及一种具有复合栅介质层的氮化镓基异质结 场效应晶体管。
技术介绍
氮化镓(GaN)基异质结场效应晶体管具有禁带宽度大、临界击穿电场高、电子饱 和速度高、导热性能好、抗辐射和良好的化学稳定性等优异特性,同时氮化镓(GaN)材料可 以与铝镓氮(AlGaN)等材料形成具有高浓度和高迁移率的二维电子气异质结沟道,因此特 别适用于高压、大功率和高温应用,是电力电子应用最具潜力的晶体管之一。 图1为基于现有技术的传统GaN MIS-HFET结构示意图,主要包括:衬底101,氮化 镓(GaN)缓冲层102,氮化镓(GaN)沟道层103,铝镓氮(AlGaN)势垒层104以及栅介质层 105,铝镓氮(AlGaN)势垒层104上设置有源极106和漏极107,栅介质层105上设置有栅极 108,其中源极105和漏极106均与铝镓氮(AlGaN)势垒层104形成欧姆接触,栅极108与 栅介质层105形成肖特基接触。 在微波应用领域,对于现有技术的传统GaN MIS-HFET,为了得到较大的直流跨导, 常选用高介电常数栅介质,而高介电常数栅介质又会引入大的栅电容&,反而对器件的电 流增益截止频率造 fT成负面影响。为了提高电流增益截止频率fT,最常用的办法是缩短器 件的栅长。缩短栅长对工艺要求较高,同时,随着栅长的缩短将会产生严重的短沟道效应, 导致器件的亚阈值电流增大、输出电流不饱和,最大直流跨导下降、阈值电压漂移和频率栅 长乘积下降等现象[Short ...
【技术保护点】
一种具有复合栅介质层的氮化镓基异质结场效应晶体管,其结构由下至上依次主要有衬底(101),氮化镓缓冲层(102),氮化镓沟道层(103)以及铝镓氮势垒层(104),在所述铝镓氮势垒层(104)上表面的两端分别设有源极(106)、漏极(107),所述源极(106)和漏极(107)均与所述铝镓氮势垒层(104)成欧姆接触,其特征在于,在所述源极(106)与漏极(107)之间、并于铝镓氮势垒层(104)上表面还设有复合栅介质层,在所述复合栅介质层上表面形成与所述复合栅介质层成肖特基接触的栅极(108),所述复合栅介质层由介电常数不同的高介电常数栅介质层(201)与低介电常数栅介质层(202)横向连接组成,所述高介电常数栅介质层(201)所用材料的介电常数大于所述低介电常数栅介质层(202)所用材料的介电常数,所述高介电常数栅介质层(201)的另一侧与所述源极(106)邻接,所述低介电常数介质层(202)的另一侧与所述漏极(107)邻接。
【技术特征摘要】
1. 一种具有复合栅介质层的氮化镓基异质结场效应晶体管,其结构由下至上依次主要 有衬底(101),氮化镓缓冲层(102),氮化镓沟道层(103)以及铝镓氮势垒层(104),在所述 铝镓氮势垒层(104)上表面的两端分别设有源极(106)、漏极(107),所述源极(106)和漏 极(107)均与所述铝镓氮势垒层(104)成欧姆接触,其特征在于,在所述源极(106)与漏极 (107) 之间、并于铝镓氮势垒层(104)上表面还设有复合栅介质层,在所述复合栅介质层上 表面形成与所述复合栅介质层成肖特基接触的栅极(108),所述复合栅介质层由介电常数 不同的高介电常数栅介质层(201)与低介电常数栅介质层(202)横向连接组成,所述高介 电常数栅介质层(201)所用材料的介电常数大于所述低介电常数栅介质层(202)所用材料 的介电常数,所述高介电常数栅介质层(201)的另一侧与所述源极(106)邻接,所述低介电 常数介质层(202)的另一侧与所述漏极(107)邻接。2. 根据权利要求1所述的具有复合栅介质层的氮化镓基异质结场效应晶体管,其特征 在...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜江锋,潘沛霖,王康,刘东,于奇,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川;51
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