[发明专利]过渡金属氮化物势垒高电子迁移率晶体管及其制作方法

权利要求书

1.一种过渡金属氮化物势垒高电子迁移率晶体管，自下而上，包括衬底(1)、成核层(2)、沟道层(3)、插入层(4)、势垒层(5)、保护层(7)，其特征在于：

所述势垒层(5)与保护层(7)之间增设有铁电调控层(6)；

该势垒层(5)，采用由过渡金属氮化物Sc_xY_yAl_zN与AlN的复合交替的叠层结构，其中AlN层的厚度为0.5nm-3.5nm，过渡金属氮化物Sc_xY_yAl_zN层的厚度为0.5nm-5nm，组分0≤x≤0.35，0≤y≤0.3，且x+y+z＝1；

该铁电调控层(6)，采用连续外延的单晶Sc_xY_yAl_zN材料，组分0≤x≤0.35，0≤y≤0.3，且x+y+z＝1，厚度为5nm-30nm；

该保护层(7)，采用连续外延的单晶AlN材料，厚度为1nm-3nm，其两侧设有钝化层(8)。

2.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：

所述沟道层(3)，其厚度为50nm-4000nm，材料为In_mAl_nGa_wN，组分0≤m≤1，0≤n≤1，0≤w≤1，且m+n+w＝1；

所述成核层(2)，厚度为5nm-500nm，材料为Al_sGa_tN，组分0≤s≤1，0≤t≤1，且s+t＝1；

所述插入层(4)，采用AlN材料，厚度为1nm-2nm。

3.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：

所述衬底(1)，采用蓝宝石材料、硅材料、碳化硅材料、金刚石材料、氮化镓材料、氮化铝材料，氮化硼材料中的任意一种材料；

所述钝化层(8)，采用SiN材料、Al₂O₃材料、HfO₂材料中的任意一种材料。

4.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：

所述保护层(7)的上部设置有栅电极；

所述沟道层(3)上部至势垒层(5)的两侧均为欧姆接触区，欧姆接触区上分别设置源、漏电极；源、漏电极与栅电极之间填充钝化层(8)。