[发明专利]一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管

权利要求书

1.一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，从下到上主要包括有衬底（209），氮化铝（AlN）成核层（208），氮化镓（GaN）沟道层（206），氮化铝（AlN）插入层（205），势垒层（204）以及势垒层（204）上形成的源极（201），漏极（202）和栅极（203），其中源极（201）和漏极（202）与势垒层（204）形成欧姆接触，栅极（203）与势垒层（204）形成肖特基接触，其特征在于：在氮化镓（GaN）沟道层（206）和氮化铝（AlN）成核层（208）之间还设有一层由n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）和p型铝铟镓氮（p- Al_xIn_yGa_zN）横向排列复合而成的缓冲层，简称横向p-n结复合缓冲层（207）。

2.根据权利要求1所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：所述的n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）与p型铝铟镓氮（p- Al_xIn_yGa_zN）间隔排列。

3.根据权利要求2所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：所述的势垒层（204）为Al_xIn_yGa_zN势垒层。

4.根据权利要求3所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：在所述的n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）、p型铝铟镓氮（p-Al_xIn_yGa_zN）和Al_xIn_yGa_zN势垒层中，x+y+z=1，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。

5.根据权利要求4所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：在所述的横向p-n结复合缓冲层（207）中，n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）与p型铝铟镓氮（p-Al_xIn_yGa_zN）形成的p-n结是突变p-n结。

6.根据权利要求4所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：在所述的横向p-n结复合缓冲层（207）中，n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）与p型铝铟镓氮（p-Al_xIn_yGa_zN）形成的p-n结是渐变p-n结。

7.根据权利要求5或6所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：所述横向p-n结复合缓冲层（207）的厚度为1μm~8μm。

8.根据权利要求7所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：在所述横向p-n结复合缓冲层（207）中，n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）与p型铝铟镓氮（p-Al_xIn_yGa_zN）的单层宽度均为50nm~10μm。

9.根据权利要求8所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：在所述横向p-n结复合缓冲层（207）中，n型铝铟镓氮（n-Al_xIn_yGa_zN）与p型铝铟镓氮（p-Al_xIn_yGa_zN）的掺杂浓度均为1×10¹⁴ cm^-3~1×10²¹ cm^-3。

10.根据权利要求9所述的一种具有横向p-n结复合缓冲层结构的氮化镓基异质结场效应晶体管，其特征在于：所述氮化铝（AlN）成核层（208）厚度为10nm到1μm；所述氮化镓（GaN）沟道层（206）厚度为5nm到2μm；所述氮化铝（AlN）插入层（205）厚度为1nm到5nm；所述Al_xIn_yGa_zN势垒层厚度为1nm到50nm。