CN106684143A - 基于垂直沟道的异质结场效应管器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件(VC‑HFET)及其制备方法。所述异质结场效应管器件包括源极、漏极、栅极以及至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述异质结沟道位于异质结构内，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，且所述异质结沟道内形成有二维电子气或二维空穴气，所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。本发明的异质结场效应管器件具有栅控能力好、工作频率高，工艺难度低，易于制作，成品率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体器件，特别涉及一种基于垂直沟道的异质结场效应管(Vertical Channel Heterostructure Field-effect Transistor,VC-HFET)器件及其制备方法。
背景技术
随着微电子技术的发展，CMOS器件和集成电路已经步入所谓的后摩尔时代，也即，集成电路的发展已经逐步偏离“摩尔定律”的曲线。特别是当器件的栅长及异质结沟道长度越来越短、栅介质层越来越薄时所带来的“短异质结沟道效应”、“DIBL效应”(DrainInduced Barrier Lowering，漏端引入的势垒降低)以及源漏直接隧穿等，使得器件尺寸缩小愈来愈困难。并且由于栅长变短，栅控能力下降，使器件的亚阈摆幅以及开关电流比下降，带来功耗增加等一系列问题。为了解决以上问题，研究人员提出了Si基Fin-FET、Si基的垂直沟道器件、基于纳米线的垂直器件等解决方案。但这些解决方案仍存在一些缺陷。例如，Fin-FET仍然要借助光刻技术来获得更小的栅长。又如，基于Si纳米线的器件等必须进行局部掺杂，这增大了工艺难度。再如，Si的垂直沟道器件可以先行形成多层不同掺杂类型的结构再刻蚀形成垂直沟道结构，但是，这无疑更加增大了工艺的复杂程度，而且Si材料体系由于其材料性质所限，在耐高压和耐高温、抗辐射方面性能不甚理想。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有垂直沟道阵列的HFET器件，以克服现有技术的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其包括源极、漏极、栅极以及至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述异质结沟道位于异质结构内，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，且所述异质结沟道内形成有二维电子气或二维空穴气，所述源极与漏极经所述二维电子气(2DEG)或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
在一些较为优选的实施方案中，所述异质结场效应管器件包括由复数个所述异质结沟道形成的异质结沟道阵列。
进一步的，所述异质结中的第一半导体与第二半导体同轴设置。
进一步的，所述异质结沟道为柱状。
进一步的，所述源极、漏极分别与所述第一半导体、第二半导体形成欧姆接触。
进一步的，所述栅极环绕所述异质结沟道设置。
优选的，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面。
进一步的，所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层。其中，若在所述源极和/或漏极与栅极之间保留有隔离绝缘介质层，特别是低介电常数的隔离绝缘介质层，可以简化器件制作工艺。但是更为优选的，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无前述隔离绝缘介质层，如此可以减少寄生电容。
本发明实施例还提供了一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的制备方法，其包括：
于衬底主平面上形成至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于所述衬底主平面，所述异质结沟道位于异质结构内，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，所述异质结沟道内形成有二维电子气或二维空穴气；
制作源极、栅极及漏极，并使所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
进一步的，所述异质结沟道为柱状。
进一步的，所述异质结构中的第一半导体与第二半导体同轴设置。
进一步的，所述异质结场效应管器件包括由复数个所述异质结沟道形成的异质结沟道阵列。
进一步的，所述源极、漏极分别与所述第一半导体、第二半导体形成欧姆接触。
进一步的，所述栅极环绕所述异质结沟道设置。
优选的，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面。
进一步的，所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层。
在一些实施方案中，所述源极和/或漏极与栅极之间保留有隔离绝缘介质层，特别是低介电常数的隔离绝缘介质层。但是在一些更为优选的实施方案中，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无前述隔离绝缘介质层，如此可以减少甚至消除寄生电容。
较之现有技术，本发明提供的基于垂直沟道的异质结场效应管器件至少具有如下优点：
(1)所述异质结场效应管器件的栅极可对异质结沟道实现全角度包围，因此可以最大限度提高栅控能力。
(2)所述异质结场效应管器件的栅极长度由沉积的栅极金属厚度决定，其极限厚度可以达到单原子层厚度，即，可以突破光刻的极限，因此可以极大提高器件工作频率。
(3)所述异质结场效应管器件因异质结构特有的二维电子气或二维空穴气可以形成天然导电通道，所以毋需对源、漏极接触处的半导体进行局部掺杂，简化了工艺；
(4)所述异质结场效应管器件在制作时，无需如现有平面结构器件那样考虑栅极、漏极、源极的引线交迭问题，可以大大简化工艺难度，提高成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的立体结构示意图。
图2是本发明一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的主视图。
图3是本发明一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的俯视图。
图4是本发明一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的左视图。
图5是本发明另一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的主视图。
图6是本发明另一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的俯视图。
图7是本发明另一典型实施例中一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的左视图。
具体实施方式
本发明实施例的一个方面提供了一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件(VC-HFET)，其可包括源极、漏极、栅极以及至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述异质结沟道位于异质结构内部，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，且所述异质结沟道内形成有二维电子气(2DEG)或二维空穴气，所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
前述的“基本垂直于”是指所述异质结沟道的轴线与所述选定平面成90°或接近于90°的角，即所述异质结沟道可以相对于所述选定平面竖直站立或者倾斜站立的方式设置。
其中，所述异质结沟道可以为柱状的，其径向截面可以是圆形、正六边形、三角形或其它封闭多边形中的一种。亦即，所述异质结沟道可以呈圆柱状、棱柱状等。
在一些较佳实施方案中，所述异质结中的第一半导体与第二半导体同轴设置。
进一步的，所述异质结沟道的长度和直径可以依据实际需要而相应设置。
例如，所述异质结沟道中的第二半导体可以是纳米柱，即，其直径可以是纳米级的。
例如，所述异质结沟道长度可以达到纳米尺度，当其小于符合条件的值时，将使所述器件具有更佳性能，例如产生诸如弹道输运等性能。
进一步的，所述源极、漏极与第一、第二半导体形成欧姆接触，从而实现源、漏极可通过二维电子气或二维空穴气形成电连接。其中，利用异质结构特有的二维电子气或二维空穴气形成天然导电通道，毋需对源、漏极接触处的半导体进行局部掺杂，可有效简化工艺。
进一步的，所述源极和漏极沿所述异质结沟道轴向间隔设置，所述栅极设于源极和漏极之间。如此，源、漏、栅是非共平面的，所以在制作时无需考虑栅极、漏极、源极的引线交迭等问题，可以大大简化工艺难度。
在一些较佳实施方案中，所述栅极与源极之间的距离小于所述栅极与漏极之间的距离，如此可以获得较大的击穿电压。
在一些实施方案中，所述源极和漏极可分别设置所述异质结沟道两端处。并且，所述源极和漏极的位置可以互换。
在一些较佳实施方案中，所述栅极环绕所述异质结沟道设置。亦即，所述栅极对所述异质结沟道实现全角度包围，如此可以最大限度提高栅控能力。
进一步的，所述栅极的长度(亦即在所述异质结沟道轴向上的厚度)可以通过对栅金属的沉积厚度进行控制，因此可以极小(极限值可以达到单电子层厚度)，即，可以突破光刻的极限，因而可以极大提高器件工作频率，甚至可以将器件工作频率延伸至太赫兹波段。
同样的，对于所述源极和漏极而言，其长度(亦即在所述异质结沟道轴向上的厚度)也可以通过对源金属、漏金属的沉积厚度进行控制。
进一步的，为避免大的栅源、栅漏寄生电容，所述栅极与源极之间以及所述栅极与漏极之间的交叠面积(亦可认为是栅极与源极和/或漏极于所述选定平面上的正投影的交叠面积)应尽可能小。
在一些较佳实施方案中，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面。
进一步优选的，所述源极、漏极及栅极均平行于所述选定平面，这种设置形式可以使工艺成本最低。
在一些较为具体的实施案例中，所述源极包括源极接触环，所述源极接触环环绕所述异质结沟道设置。进一步的，所述源极接触环还可经连接线与源极引线盘电连接。
在一些较为具体的实施案例中，所述漏极包括漏极接触环，所述漏极接触环环绕所述异质结沟道设置。进一步的，所述漏极接触环还可经连接线与漏极引线盘电连接。
在一些较为具体的实施案例中，所述栅极包括栅极接触环，所述栅极接触环环绕所述异质结沟道设置。进一步的，所述栅极接触环还可经连接线与栅极引线盘电连接。
更进一步的，前述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者与所述异质结沟道同轴设置。
更进一步的，前述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者平行于所述选定平面。
在一些实施方案中，所述栅极与所述第一半导体之间还可设有绝缘介质层，即，形成MIS结构。
进一步的，所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层。在一些实施方案中，所述源极和/或漏极与栅极之间可保留有相同材质或不同材质的隔离绝缘介质层，特别是低介电常数的隔离绝缘介质层，以简化器件制作工艺。但是在一些更为优选的实施方案中，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无前述隔离绝缘介质层，如此可以减少甚至消除寄生电容。
进一步的，前述绝缘介质层的材质可以选自二氧化硅、氮化硅、氧化铝等业界习用的材料。
在一些较佳实施方案中，所述栅极还可具有场板结构。
在一些较佳实施方案中，所述第一半导体与第二半导体之间还设有插入层，用以提高异质结界面的二维电子气或二维空穴气的迁移率。
其中，所述插入层的材质可以包括AlN等业界习用的材料。
在一些较为具体的实施案例中，所述第一半导体、第二半导体可以选自III、V族半导体。例如，所述第一半导体的材质可以包括AlGaN。所述第二半导体的材质可以包括GaN。
在一些较为具体的实施案例中，所述异质结场效应管器件还可包括衬底，所述选定平面为所述衬底主平面，并且所述异质结沟道形成于所述衬底主平面上。
进一步的，所述衬底可以选自业界习用的衬底，例如蓝宝石衬底、GaN衬底、SiC衬底等，且不限于此。
在一些较佳实施方案中，所述异质结场效应管器件还可包括由复数个所述异质结沟道形成的异质结沟道阵列(亦可称为异质结沟道簇)，如此可提高器件电流。显然的，通过控制所述异质结沟道的数量等，还可以实现对器件电流的精确调控。
进一步的，所述异质结沟道阵列可以采用业界习知的点阵结构。
所述基于垂直沟道的异质结场效应管器件可以通过习见半导体器件加工工艺制成。
综述之，与现有平面型HEET相比，本发明基于垂直沟道的异质结场效应管器件具有如下优点：第一，器件的栅电极长度决定于金属的厚度，不需要借助光刻工艺定义，因此，可以突破光刻分辨率限制，获得极小栅长。对于提高器件频率特性具有非常重要意义。第二，由于栅电极360°包围异质结沟道，所以可以大大提高栅控能力，从而获得极高跨导并且降低关态电流。与现有的垂直沟道Si基器件或垂直型Si基纳米线器件相比，其同样具有不可比拟的优势：第一，由于2DEG具有高迁移率的特点，该器件预计可以获得比Si基器件更大的电流。第二，该器件不需要进行局部掺杂工艺，可以大大降低器件工艺成本。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种制作前述基于垂直沟道的异质结场效应管器件的方法，其可以包括：
于衬底主平面上形成至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于所述衬底主平面，所述异质结沟道位于异质结构内部，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，所述异质结构内形成有二维电子气或二维空穴气；
制作源极、栅极及漏极，并使所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
进一步的，在所述制备方法中，可以通过MOCVD、PECVD等业界已知的外延生长方式等于衬底主平面上生长形成所述异质结沟道。
进一步的，在所述制备方法中，可以通过金属溅射、原子层积等方式制作形成前述源极、漏极、栅极等。而这些电极的材质也可以选自业界常用的金属或非金属材料，特别是金属材料，例如Ti/Al/Ni/Au、Au、Ni、Ti等等。
进一步的，在所述制备方法中，也可以通过业界已知的物理和/或化学沉积方式形成前述的绝缘介质层等。
又及，在所述的制备方法中，若在所述异质结沟道中第一半导体与第二半导体的接触界面为非极性面，在界面处不能天然产生二维电子气或二维空穴气时，则可以对所述第一半导体进行n型掺杂，以提高所述异质结构中的二维电子气或二维空穴气浓度。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示是本发明一典型实施例中的一种基于垂直沟道的异质结场效应管(VC-HFET)器件，其包括衬底、异质结沟道、源极、漏极、栅极等。该异质结沟道为柱状结构，其形成异质结构内部，该异质结构可以是主要由第一半导体a和第二半导体b组成的同轴异质结构(也可以认为是同心异质结)。该两种半导体界面处形成有2DEG(图中未示出)。所述源极和漏极分别设置于异质结沟道的上、下两端，且与第一、第二半导体形成欧姆接触，使得源、漏极可通过2DEG形成电连接。栅极设置于第一半导体外侧，且其高度位于源、漏电极之间。进一步的，所述源极与栅极之间和所述漏极与栅极之间还可分布有绝缘介质层。
进一步的，所述漏极可以包括漏极接触环c1，该漏极接触环c1可以通过漏极连接线c3与漏极引线盘c2电连接。
进一步的，所述栅极可以包括栅极接触环e1，该栅极接触环e1可以通过栅极连接线e3与栅极引线盘e2电连接。
进一步的，所述源极可以包括源极接触环g1，该源极接触环g1可以通过源极连接线g3与源极引线盘g2电连接。
进一步的，所述第一半导体可以是AlGaN，所述第二半导体可以是GaN。
本发明一典型实施例中的一种制备所述VC-HFET器件的方法可以包括如下步骤：
(1)在选定衬底上形成主要由第一半导体a和第二半导体b组成的异质结构，其内部分布有异质结沟道。
(2)形成漏极，包括环绕异质结沟道的漏极接触环c1。
(3)沉积漏极和栅极之间的隔离绝缘介质层。
(4)形成栅极，包括环绕异质结沟道的栅极接触环e1。
(5)沉积栅极和源极之间的隔离绝缘介质层。
(6)形成源极，包括环绕异质结沟道的源极接触环g1。
(7)去除位于引线盘之外的栅极与漏极、栅极与源极之间的隔离绝缘介质层。
(8)刻蚀形成源极、栅极、漏极引线盘的接触孔。
(9)制作源极、栅极、漏极引线。
进一步的，前述漏极连接线c3、栅极连接线e3、源极连接线g3皆不平行。
再请参阅图2-图4所示，本发明一更为具体的实施案例中的一种VC-HFET器件可以包括衬底3、第一半导体1、第二半导体2、源极4、栅极5和漏极6。其中，作为外壳的第一半导体1与作为核心的第二半导体2组成柱状同轴异质结构(其内部包含异质结沟道)，并垂直设置于衬底主平面。源极和漏极分别位于柱状同轴异质结构两端，与异质结构形成欧姆接触，源极和漏极金属与衬底主平面平行。栅极位于源、漏极之间。栅极金属与衬底主平面平行。
该典型实施案例的VC-HFET器件中，第一、第二半导体的材质、直径、长度、形状等可以依据实际需要而定。例如，第二半导体可以为GaN纳米线，其直径可以为100nm，第一半导体可以为InxAl1-xN(0<x<0.3)，厚度可以为约10nm，二者形成同轴异质结构，并且在InxAl1-xN中进行了n型掺杂，以利于在同轴异质结界面处产生二维电子气(或二维空穴气)，而该异质结沟道的径向截面可以为圆形。又及，其中异质结沟道的长度，也即源、漏极之间的距离也可以依据实际需要而定，例如可以为50nm。其中，该VC-HFET器件的栅极长度，源、漏极距离，栅、源极距离等也均可以依据实际需要而定，例如，栅极长度可以为5nm，栅、漏极距离可以为30nm，栅、源极的距离可以为15nm，漏极可以位于该VC-HFET器件顶侧，源极可以位于该VC-HFET器件底侧。其中源、漏极的厚度可以根据过器件的总输出电流要求大小给予设计。
在本发明的另一典型实施案例中，一种基于垂直沟道的异质结场效应管(VC-HFET)器件可以具有图5～图7所示的结构，在该图5～图7中，各附图标记的释义同前所述。
进一步的，该VC-HFET器件可以包括衬底、由若干异质结沟道形成的沟道阵列、源极、漏极、栅极等。其中，每一异质结沟道可以为垂直于衬底主平面的柱状结构，其形成于异质结构内部，所述异质结构可以是主要由第一半导体a和第二半导体b组成的同轴异质结构。该两种半导体界面处形成有2DEG(图中未示出)。所述源极和漏极分别设置于异质结沟道的上、下两端，且与第一、第二半导体形成欧姆接触，使得源、漏极可通过2DEG形成电连接。栅极设置于第一半导体外侧，且其高度位于源、漏电极之间。进一步的，所述源极与栅极之间和所述漏极与栅极之间还可分布有绝缘介质层。
该典型实施案例的VC-HFET器件中，第一、第二半导体的材质、直径、长度、形状等可以依据实际需要而定。例如，其中第二半导体可以为沿c轴生长的GaN，其直径可以为0～2μm(不等于0)，第一半导体可以为沿c轴生长的AlxGa1-xN(0<x<0.3)，其径向厚度可以为10～25nm，第一半导体和第二半导体之间的中间层可以为AlN层，其径向厚度可以为1nm，其中还可对AlxGa1-xN进行n型掺杂，以利于在同轴异质结界面处产生二维电子气(或二维空穴气)。又及，其中异质结沟道的长度，也即源、漏极之间的距离也可以依据实际需要而定，例如可以为100nm。前述沟道阵列可以为点阵形态的，例如可以分布为3*23正方点阵。前述异质结沟道的径向截面可以为圆形等形状的。该典型实施案例的VC-HFET器件中，器件的栅极长度，源、漏极距离，栅、源极距离等也均可以依据实际需要而定，例如，栅极长度可以为10nm，栅、漏极距离可以为60nm，栅、源极距离可以为30nm，漏极可以位于VC-HFET器件底侧，源极可以位于VC-HFET器件顶侧。此外，源、漏极的厚度也可以根据过器件的总输出电流要求大小给予合理设计。
本发明不局限于前述的实施例。事实上，还可以有许多利用本发明技术特征的不同类型设计的变化实施形式。例如，在前述实施案例中，在栅极与漏极之间和源极与栅极之间还可设置氧化铝介质层等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解，以上所述仅是本发明的具体实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件，包括源极、漏极、栅极以及至少一异质结沟道，其特征在于：所述异质结沟道的轴线基本垂直于一选定平面，所述异质结沟道位于异质结构内，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，且所述异质结沟道内形成有二维电子气或二维空穴气，所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
2.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其特征在于：所述异质结场效应管器件包括由复数个所述异质结沟道形成的异质结沟道阵列。
3.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其特征在于：所述异质结构中的第一半导体与第二半导体同轴设置；优选的，所述异质结沟道为柱状；优选的，所述异质结沟道的径向截面形状包括多边形或圆形；优选的，所述第二半导体为纳米柱。
4.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其特征在于：所述源极、漏极分别与所述第一半导体、第二半导体形成欧姆接触；优选的，所述源极和漏极沿所述异质结沟道轴向间隔设置；优选的，所述栅极与源极之间的距离小于所述栅极与漏极之间的距离；优选的，所述源极和漏极分别设置所述异质结沟道两端处；优选的，所述栅极环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面；优选的，所述源极、漏极及栅极均平行于所述选定平面；优选的，所述源极包括源极接触环，所述源极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述源极接触环经连接线与源极引线盘电连接；优选的，所述漏极包括漏极接触环，所述漏极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述漏极接触环经连接线与漏极引线盘电连接；优选的，所述栅极包括栅极接触环，所述栅极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述栅极接触环经连接线与栅极引线盘电连接；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者与所述异质结沟道同轴设置；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者平行于所述选定平面。
5.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其特征在于：所述栅极与所述第一半导体之间还设有绝缘介质层；和/或，所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层；优选的，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无隔离绝缘介质层；和/或，所述栅极具有场板结构。
6.根据权利要求1所述的基于垂直沟道的异质结场效应管器件，其特征在于：所述第一半导体与第二半导体之间还设有插入层；优选的，所述插入层的材质包括AlN；和/或，所述第一半导体的材质包括AlGaN，所述第二半导体的材质包括GaN；和/或，所述异质结场效应管器件还包括衬底，所述选定平面为所述衬底主平面，并且所述异质结沟道形成于衬底主平面上。
7.一种基于垂直沟道的异质结场效应管器件的制备方法，其特征在于包括：
于衬底主平面上形成至少一异质结沟道，所述异质结沟道的轴线基本垂直于所述衬底主平面，所述异质结沟道位于异质结构内，所述异质结构包括第二半导体和环绕第二半导体设置的第一半导体，第一半导体的禁带宽度大于第二半导体，所述异质结沟道内形成有二维电子气或二维空穴气；
制作源极、栅极及漏极，并使所述源极与漏极经所述二维电子气或二维空穴气电连接，所述栅极分布于源极和漏极之间。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述异质结沟道为柱状；优选的，所述异质结沟道的径向截面形状包括多边形或圆形；优选的，所述异质结构中的第一半导体与第二半导体同轴设置；优选的，所述第二半导体为纳米柱；和/或，所述异质结场效应管器件包括由复数个所述异质结沟道形成的异质结沟道阵列。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于还包括：若在所述异质结构中第一半导体与第二半导体的接触界面为非极性面，则对所述第一半导体进行n型掺杂，以提高所述异质结构中的二维电子气或二维空穴气浓度。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述源极、漏极分别与所述第一半导体、第二半导体形成欧姆接触；优选的，所述源极和漏极沿所述异质结沟道轴向间隔设置；优选的，所述源极和漏极分别设置所述异质结沟道两端处；优选的，所述栅极环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述源极、漏极及栅极中的至少一者平行于所述选定平面；优选的，所述源极、漏极及栅极均平行于所述选定平面；优选的，所述源极包括源极接触环，所述源极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述源极接触环经连接线与源极引线盘电连接；优选的，所述漏极包括漏极接触环，所述漏极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述漏极接触环经连接线与漏极引线盘电连接；优选的，所述栅极包括栅极接触环，所述栅极接触环环绕所述异质结沟道设置；优选的，所述栅极接触环经连接线与栅极引线盘电连接；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者与所述异质结沟道同轴设置；优选的，所述源极接触环、漏极接触环和栅极接触环中的至少一者平行于所述选定平面；和/或，所述栅极与所述第一半导体之间还设有绝缘介质层；和/或，所述源极和漏极中的至少一者与栅极之间还保留或未保留隔离绝缘介质层；优选的，所述源极和漏极中的任一者与栅极之间均无隔离绝缘介质层；和/或，所述栅极具有场板结构。
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