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专利号: 2020101260209
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管,其特征在于,至少包括漏极(1)、源极(2)、在衬底(6)形成至少一异质结构,以及设置该异质结构上的Ga2O3/TiO2复合悬浮栅,其中,所述异质结构的界面处形成异质结沟道,所述异质结沟道内可以形成二维电子气(5),所述二维电子气(5)受控于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅;所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅分布于源极(2)和漏极(1)之间,包括TiO2层(7)和设置在该TiO2层(7)上Ga2O3层(8);所述源极(2)和漏极(1)经所述异质结沟道电连接,其电流大小由所产生的二维电子气(5)决定。

2.根据权利要求1所述的基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管,其特征在于,所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅受紫外光照射时,在TiO2层(7)一侧产生空穴,该空穴在异质结沟道中感应出二维电子气(5)。

3.根据权利要求1或2所述的基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管,其特征在于,所述异质结构至少包括GaN层(4)和设置在该GaN层(4)上的AlGaN层(3),所述AlGaN层(3)和GaN层(4)的界面处形成异质结沟道。

4.基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

步骤S1:在衬底(6)上形成至少一异质结构,并形成异质结沟道,所述异质结沟道内可以形成二维电子气(5);该异质结构至少包括GaN层(4)和设置在该GaN层(4)上的AlGaN层(3);所述AlGaN层(3)的厚度低于足以产生二维电子气(5)的临界厚度;

步骤S2:在AlGaN/GaN异质结构形成TiO2层(7),在该TiO2层(7)上设置Ga2O3层(8),形成Ga2O3/TiO2复合悬浮栅结构;

步骤S3:制备源极(2)和漏极(1),并使所述源极(2)与漏极(1)经异质结沟道电连接,Ga2O3/TiO2复合悬浮栅极分布于源极和漏极之间;

步骤S4:利用台面刻蚀形成器件隔离;

步骤S5:制作源极、栅极、漏极引线。

5.根据权利要求4所述的基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管的制备方法,其特征在于,所述源极(2)和漏极(1)分别与所述AlGaN/GaN异质结构形成欧姆接触。

6.根据权利要求4或5所述的基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2中,利用选区刻蚀方法形成Ga2O3/TiO2复合悬浮栅结构。

7.根据权利要求4或5所述的基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管的制备方法,其特征在于,在所述步骤S1和S2中,通过MOCVD、MBE、PECVD外延生长方式在衬底主平面上生长形成AlGaN/GaN异质结构以及形成Ga2O3/TiO2纳米复合结构。

8.紫外探测器件,其特征在于,采用至少一个基于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅的异质结场效应管,该场效应管至少包括漏极(1)、源极(2)、在衬底(6)形成至少一异质结构以及设置该异质结构上的Ga2O3/TiO2复合悬浮栅,其中,所述异质结构的界面处形成异质结沟道,所述异质结沟道内可以形成二维电子气(5),所述二维电子气(5)受控于Ga2O3/TiO2复合悬浮栅;

所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅分布于源极(2)和漏极(1)之间,包括TiO2层(7)和设置在该TiO2层(7)上Ga2O3层(8);所述源极(2)和漏极(1)经所述异质结沟道电连接,其电流大小由所产生的二维电子气(5)决定;

所述Ga2O3/TiO2复合悬浮栅受紫外光照射时,在TiO2层(7)一侧产生空穴,该空穴在异质结沟道中感应出二维电子气(5)导致源极(2)和漏极(1)之间的电流变化,该电流变化与紫外光强度相适应。

9.根据权利要求8所述的紫外探测器件,其特征在于,多个场效应管形成阵列结构。

10.根据权利要求8或9所述的紫外探测器件,其特征在于,所述异质结构至少包括GaN层(4)和设置在该GaN层(4)上的AlGaN层(3),所述AlGaN层(3)和GaN层(4)的界面处形成异质结沟道。