一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管制造技术

本发明专利技术公开了一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，属于铁磁材料领域及三代半导体微波毫米波器件领域。该晶体管包括GaN HEMT完整外延结构以及在GaN HEMT完整外延结构上制备的源漏金属、源漏保护SiN介质、一次栅金属磁化膜及二次栅金属；所述的GaN HEMT完整外延结构包括：衬底、成核层及高阻缓冲层、沟道层和势垒层；所述的一次栅金属磁化膜及二次栅金属自下而上共同构成器件的栅极。本发明专利技术采用磁化膜作为栅极的一次栅金属，可通过磁化膜的自旋极化耦合，实现对二维电子气的电子自旋方向的调制。同时由于肖特基势垒的作用，可调控沟道内的二维电子气浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管
本专利技术涉及一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管(HighElectronicMobilityTransistor,HEMT)，属于铁磁材料领域及三代半导体微波毫米波器件领域。
技术介绍
三代半导体GaN器件，具有更大的禁带宽度和更高的工作电压，其在微波毫米波芯片领域具有广阔的应用前景。一般的AlGaN/GaN结构的HEMT器件，由于AlGaN/GaN界面的逆压电效应，使得在GaN沟道存在二维电子气，故器件的栅极形成的肖特基接触势垒，会对沟道二维电子气具有控制作用，即电压控制电流器件。由于栅极电压对沟道电流的调制作用，使得HEMT器件广泛的用于功率放大器、低噪声放大器等有源器件中。传统的高电子迁移率晶体管的调制模式由电压控制电流器件，即栅极电压的改变可控制沟道电流的大小。对沟道中的电子自旋并未控制。垂直磁化膜或面内磁化膜可以使磁性薄膜内部产生自发磁化，自发磁化方向垂直与膜面或平行于膜面或平行于膜面。垂直磁化膜或面内磁化膜可以通过磁场来控制其内部的自旋电子的方向。由于垂直磁化膜或面内磁化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括GaN HEMT完整外延结构(108)以及在GaN HEMT完整外延结构(108)上制备的源漏金属(201)、源漏保护SiN介质(202)、一次栅金属磁化膜(603)及二次栅金属(602)；所述的GaN HEMT完整外延结构(108)包括：衬底(101)、成核层及高阻缓冲层(102)、沟道层(103)和势垒层(104)；所述的一次栅金属磁化膜(603)及二次栅金属(602)自下而上共同构成器件的栅极。/n

【技术特征摘要】
1.一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括GaNHEMT完整外延结构(108)以及在GaNHEMT完整外延结构(108)上制备的源漏金属(201)、源漏保护SiN介质(202)、一次栅金属磁化膜(603)及二次栅金属(602)；所述的GaNHEMT完整外延结构(108)包括：衬底(101)、成核层及高阻缓冲层(102)、沟道层(103)和势垒层(104)；所述的一次栅金属磁化膜(603)及二次栅金属(602)自下而上共同构成器件的栅极。


2.根据权利要求1所述的一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述衬底(101)为Si单晶、高纯半绝缘SiC、GaN单晶、金刚石衬底中的任一种。


3.根据权利要求1所述的一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述的成核层及高阻缓冲层(102)为掺铁GaN、掺矾GaN、AlN材料中的一种或多种组成。


4.根据权利要求1所述的一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述沟道层(103)为GaN、InGaN材料中的一种。


5.根根据权利要求1所述的一种自旋极化耦合的GaN高电子迁移率晶体管，其特征在于，所述势垒层(104)为AlGaN、AlInN、AlN、AlInGaN中的任一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴少兵，陈韬，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32