具有增强的绝缘结构的场效应晶体管制造技术

技术编号:3170847 阅读:183 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
基于Ⅲ族-氮化物的场效应晶体管通过操纵材料层界面的面内晶格常数之间的关系获得了改善的性能特性。Ⅲ族-氮化物材料界面产生的高迁移率二维电子气在低导通电阻下允许高电流导电,并且可通过操纵根据Ⅲ族-氮化物的特性所获得的自发极化场进行控制。所制造的场效应晶体管可制成名义导通器件,其中材料的面内晶格常数形成界面匹配。材料层之一具有大于其它层材料的面内晶格常数时,可制造名义上截止的器件。层的材料优选为InAlGaN/GaN层,其显著适合本发明专利技术的特性。(*该技术在2024年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的来说涉及一类基于m族-氮化物材料的场效应晶体管,更具体地,涉及一种在栅极结构下,利用自发的极化场提供改进的电 绝缘的同时提供增强的导电性的场效应晶体管。
技术介绍
基于m族-氮化物材料的器件的发展一般针对大功率-高频应用, 例如用于蜂窝电话基站的发射器。为这些类型的应用而制造的器件是 基于具有较高的电子迁移率的普通器件结构的,并且被不同地称为异质结场效应晶体管(HFET),高电子迁移率晶体管(HEMT)或者调 制掺杂型场效应晶体管(MODFET)。此类器件通常能够承受例如100 左右的高压,同时典型地在2-100GHz范围内的高频下工作。可以对 此类器件进行改造以用于多种类型的应用,但是其典型地通过应用压 电极化场来产生二维电子气(2DEG),从而能够传输极高的电流密度, 同时具有极低的电阻损耗。在这些传统的III族-氮化物HEFT器件中, 2DEG在材料的界面处形成。但是,这些类型的器件的缺陷在于,在 应变的AlGaN/GaN系统中仅能够达到有限的厚度。这些类型的材料的 晶格结构中的差异会产生应力,使得所生长的用于制造不同层的膜中 产生位错。例如,这导致了通过势垒层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ⅲ族-氮化物器件,包括:第一层,由具有第一成分的第一Ⅲ族-氮化物材料构成;第二层,由具有第二成分的第二Ⅲ族-氮化物材料构成,其中所述第二成分不同于所述第一成分,所述第二层被布置成与所述第一层接触;由所述第一层和所 述第二层形成的界面,其提供用于传输电流的二维电子气;以及所述第一层和所述第二层被形成为使得在所述第一层和所述第二层的界面的平面内的晶格常数大致相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-12-5 60/527,631;US 2004-12-3 11/004,1871.一种III族-氮化物器件,包括第一层,由具有第一成分的第一III族-氮化物材料构成;第二层,由具有第二成分的第二III族-氮化物材料构成,其中所述第二成分不同于所述第一成分,所述第二层被布置成与所述第一层接触;由所述第一层和所述第二层形成的界面,其提供用于传输电流的二维电子气;以及所述第一层和所述第二层被形成为使得在所述第一层和所述第二层的界面的平面内的晶格常数大致相同。2. 如权利要求i所述的器件,其中所述第一m族-氮化物材料或者第二III族-氮化物材料中的一种是GaN。3. 如权利要求2所述的器件,其中所述第一III族-氮化物材料或 者第二III族-氮化物材料中的另 一种是InAlGaN。4. 如权利要求2所述的器件,其中所述GaN材料的带隙小于所述第一m族-氮化物材料或者第二m族-氮化物材料中的另一种的带隙。5. 如权'利要求3所述的器件,其中所述InAlGaN材料具有大于所 述GaN材料的带隙。6. 如权利要求1所述的器件,其中所述第一III族-氮化物材料和 所述第二III族-氮化物材料具有不同的带隙。7. —种III族-氮化物器件,包括第 一层,由具有第 一成分和带隙的第一m族-氮化物材料构成;第二层,由具有第二成分和不同带隙的第二in族-氮化物材料构 成,其中所述第二成分不同于所述第一成分,所述第二层被布置成与所述第一层接触;由所述第一层和第二层形成的界面,其提供用于传输电流的二维电子气;以及所述第一in族-氮化物材料或者第二ni族-氮化物材料之一的带隙 大于另一种的带隙。8. —种场效应晶体管,包括源极电极、栅极电极以及漏极电极,其中所述源极电极和所述漏极电极之间的沟道由所述栅极电极控制;所述沟道由二维电子气形成,其中在具有不同成分的两种III族-氮化物材料的界面上获得所述二维电子气;一种晶格常数为A的所述III族-氮化物材料,和另 一种晶格常数为 B的所述III族-氮化物材料;以及所述ni族-氮化物材料被形成为使得常数a和b之间具有这样的关系,即其中常数B大于或者等于常数A。9. 如权利要求8所述的晶体管,其中所述晶格常数为B的III族-下面的厚度不同10.如权利要求9所述的晶体管,其中所述晶格常数为B的III族-氮化物材料形成良好的...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗伯特彼迟
申请(专利权)人:国际整流器公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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