CN110518067B - 基于沟道阵列的异质结场效应晶体管及其制作方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管及其制作方法和应用。所述基于沟道阵列的异质结场效应晶体管包括异质结以及与所述异质结配合的源极、漏极和栅极，异质结中形成有二维电子气，源极与漏极通过二维电子气电连接；所述晶体管还包括形成在所述异质结上的第三半导体，第三半导体能够将分布于其下方的二维电子气耗尽，在所述栅极下方的第三半导体中还形成有至少一第四半导体，并且第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道。本发明提供的制作方法无需采用刻蚀技术，避免了刻蚀均匀性、重复性以及刻蚀损伤等问题；以H等离子处理或H扩散的方式处理P‑GaN，处理深度可控，不会对下层材料以及二维电子气造成损伤，保证了器件的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及特别涉及一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管及其制作方法，属于半导体射频器件技术领域。
背景技术
半导体异质结是由两种以上不同半导体材料组成。由于不同半导体材料之间具有不同的物理化学参数（如电子亲和势、能带结构、介电常数、晶格常数等），其接触界面处会产生各种物理化学属性的失配，从而使异质结具有很多新特性。异质结场效应晶体管的基本结构就是包含一个由宽带隙材料和窄带隙材料构成的异质结。在该异质结中，掺N型杂质的宽带隙材料作为电子的提供层向不掺杂窄带隙材料提供大量的电子，或者由于强极化材料的极化效应引起大量电子，这些电子积累在由两种材料导带的能量差形成的三角势阱中形成二维电子气。由于脱离了施主电离中心的散射，而呈现出很高的迁移率。利用高浓度、高迁移率的二维电子气作为导电沟道，沟道中的电子浓度受到栅极电压的调制，在栅极两侧设置源区与漏区，即形成异质结场效应晶体管。由于其具有非常高的截止频率和振荡频率、高的电流密度、较小的短沟道效应以及良好的噪声性能，异质结场效应晶体管在微波电路方面具有非常广泛的应用。
从二十世纪六七十年代开始，Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体电子器件成为人们研究的重点，尤其是到了九十年代发现采用Mg注入实现P型GaN材料的外延以来，更是把GaN宽禁带半导体材料和器件的研究推向了崭新的研究阶段，到目前为止，GaN相关材料和器件依旧是国际上的研究热点。GaN体材料的禁带宽度为3.4 eV，击穿场强为3.3 MV/cm，其与AlGaN形成的二维电子气迁移率大于2000 cm2/V•s，载流子面浓度可达1.0E13 /cm2，因而具有AlGaN/GaN异质结构的半导体器件更适合于高频大功率方面的应用。
然而，GaN晶体管的线性最终限制了这些器件在许多应用中的功率密度和效率，因为器件的工作点通常需要回退以满足线性规范。事实上，随着工作频率通过减小栅长而增加到毫米波范围，预计线性会进一步降低。在过去的几年中，提出了几种物理机制来解释GaN HEMT中的非线性行为，包括通道电阻的增加、光学声子发射、界面散射以及在高漏极电流下的自热效应等。有一些报道提供了有助于提高GaN HEMT线性的技术，如MOSHEMT结构与自对准栅极等。基于在高漏极电流水平下增加的通道电阻的理论，提出了鳍状纳米沟道以提高器件跨导和截止频率的线性度。已经证明这种结构能够有效的提高器件的电流驱动能力并且抑制在高输出水平下跨导与截止频率的下降。但是这种结构会因为侧壁金属带来寄生电容，影响器件的频率特性。
现有技术中一种基于沟道阵列结构的异质结场效应晶体管的结构，其通过电子束曝光和干法刻蚀的方法实现纳米沟道，同时制作的环栅金属，使得器件的跨导提高，从而提高了器件的频率特性。但是此方案采用了刻蚀技术，刻蚀均匀性和重复性难把握，同时刻蚀技术导致沟道侧壁的损伤，使得沟道边缘处2DEG耗尽，器件沟道中的电子消失，器件无法正常工作，且侧壁金属使器件的寄生电容增加，影响器件的频率特性。
基于现有技术中的通过电子束曝光与干法刻蚀的方式实现沟道阵列，其所实现的器件存在诸如①阈值电压低；②在栅极施加一定正压情况下会发生导通现象，正向栅漏电大；③栅极正向最大安全工作电压较小，抗干扰能力弱；④沟道宽度只有几十纳米，工艺控制困难等缺点；同时，现有技术中所利用的干法刻蚀技术，刻蚀均匀性和重复性不高，刻蚀技术导致沟道侧壁的损伤，使得沟道边缘处2DEG耗尽，器件沟道中的电子消失，器件无法正常工作。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管及其制作方法和应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，包括异质结以及与所述异质结配合的源极、漏极和栅极，所述异质结中形成有二维电子气，所述源极与漏极通过所述二维电子气电连接；其特征在于：所述晶体管还包括形成在所述异质结上的第三半导体，所述第三半导体能够将分布于其下方的二维电子气耗尽，在所述栅极下方的第三半导体中还形成有至少一第四半导体，并且所述第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道。
本发明实施例还提供了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法，包括提供异质结的步骤以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，所述异质结中形成有二维电子气，以及还包括：
在所述异质结上形成第三半导体，所述第三半导体能将位于其下方的二维电子气耗尽；
将所述第三半导体的第一区域钝化处理形成至少一第四半导体，且使所述第四半导体下方的二维电子气被保留；以及制作与所述第四半导体配合的栅极。
本发明实施例还提供了所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管或由所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法制作的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管于射频领域的应用。
与现有技术相比，本发明的优点包括：
1）本发明实施例提供的制作方法可实现增强型，栅下沟道处P-GaN不以H等离子体或H扩散的方式处理可实现增强型沟道阵列的器件；
2）本发明实施例提供的制作方法不需要对器件栅下区域进行刻蚀，避免了因刻蚀工艺引入的均匀性、重复性和引入损伤问题；
3）无界面态影响，提高了器件可靠性；
4）减小寄生电容影响，提高器件的频率特性；
5）由于沟道的引入，单条沟道的电流相比传统器件小得多，所以散热要比传统器件更好，因此可以有效的抑制传统异质结场效应晶体管中存在的自热效应；
6）本发明实施例提供的制作方法工艺简单，重复性好；
7）本发明实施例提供的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，可以采用传统的半导体微加工技术完成，可以使用的设备包括光刻系统（如电子束光刻、离子束光刻、浸入式光刻、分布式曝光以及光学曝光等设备）、纳米压印技术、刻蚀设备（RIE、ICP、NLD等）、离子注入设备等。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中制作形成的外延材料结构示意图；
图2是本发明一典型实施案例中制作形成源极和漏极后的器件结构示意图；
图3是本发明一典型实施案例中以H等离子体或H扩散处理方式制作形成半导体阵列后的器件结构示意图；
图4是本发明一典型实施案例中制作形成的一种基于沟道阵列结构的异质结场效应晶体管的结构示意图；
图5是本发明一典型实施案例中一种基于沟道阵列结构的异质结场效应晶体管的俯视图。
实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，包括异质结以及与所述异质结配合的源极、漏极和栅极，所述异质结中形成有二维电子气，所述源极与漏极通过所述二维电子气电连接；其特征在于：所述晶体管还包括形成在所述异质结上的第三半导体，所述第三半导体能够将分布于其下方的二维电子气耗尽，在所述栅极下方的第三半导体中还形成有至少一第四半导体，并且所述第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道。
进一步的，所述晶体管包括由复数个所述第四半导体取向排列形成的半导体阵列。
进一步的，所述第四半导体的两端分别指向源极和漏极。
进一步的，所述第四半导体的宽度为1nm-10μm。
进一步的，所述第四半导体由所述第三半导体的第一区域经钝化处理形成。
优选的，所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理，或其他可以将P型半导体转化为高阻半导体或非P型半导体的方法。
更进一步的，所述第三半导体中还形成有至少一阻挡区，所述阻挡区用于在所述第三半导体内阻断源极与漏极之间的电连接。
优选的，所述阻挡区由所述第三半导体的第二区域经钝化处理形成。
优选的，所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理，或其他可以将P型半导体转化为高阻半导体或非P型半导体的方法。
优选的，所述阻挡区分布于源极与第四半导体之间和/或漏极与第四半导体之间。
优选的，所述阻挡区的材质包括HR-GaN。
进一步的，所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成于第一半导体上，且具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体形成在第二半导体上。
优选的，所述源极、漏极与第二半导体形成欧姆接触。
优选的，所述第一半导体、第二半导体的材质选自Ⅲ-Ⅴ族化合物。
优选的，所述第一半导体、第二半导体的材质选自Ⅲ族氮化物。
优选的，所述第一半导体的材质包括GaN或GaAs，但不限于此。
优选的，所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN、AlGaAs或AlInAs，但不限于此。
进一步的，所述第三半导体为P型半导体。
优选的，所述P型半导体的材质包括P-GaN、P-AlGaN、P型金刚石或P-NiO，但不限于此。
进一步的，所述异质结的厚度为1nm～10μm。
进一步的，所述第三半导体的厚度为10nm～10μm。
进一步的，所述第四半导体的材质包括HR-GaN。
优选的，所述第一半导体和第二半导体之间还设置有插入层。
优选的，所述插入层的材质包括InGaN或AlN，但不限于此。
进一步的，所述异质结形成在缓冲层上，所述缓冲层形成在衬底上。
优选的，所述缓冲层的材质包括高阻GaN或高阻AlGaN，但不限于此。
优选的，所述缓冲层的厚度为1 nm-10 μm。
优选的，所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、碳化硅或氮化镓，但不限于此。
优选的，所述衬底的厚度为10-5000 μm。
进一步的，所述栅极与第四半导体之间形成肖特基接触或欧姆接触；或者，所述栅极与第四半导体之间还分布有介质层。
进一步的，所述晶体管包含场板结构或不含场板结构。
本发明实施例还提供了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法，包括提供异质结的步骤以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，所述异质结中形成有二维电子气，以及还包括：
在所述异质结上形成第三半导体，所述第三半导体能将位于其下方的二维电子气耗尽；
将所述第三半导体的第一区域钝化处理形成至少一第四半导体，且使所述第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道；以及
制作与所述第四半导体配合的栅极。
进一步的，所述的制作方法具体包括：对所述第三半导体的第一区域进行钝化处理形成由复数个取向排列的第四半导体组成的半导体阵列。
进一步的，所述的制作方法还包括：将所述第三半导体的第二区域钝化处理形成至少一阻挡区，所述阻挡区用于在所述第三半导体内阻断源极与漏极之间的电连接。
优选的，所述阻挡区分布于源极与第四半导体之间和/或漏极与第四半导体之间。
优选的，所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理，或其他可以将P型半导体转化为高阻半导体或非P型半导体的方法。
进一步的，所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成于第一半导体上，且具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体形成在第二半导体上。
优选的，所述源极、漏极与第二半导体形成欧姆接触。
优选的，所述第一半导体、第二半导体的材质选自Ⅲ-Ⅴ族化合物。
优选的，所述第一半导体、第二半导体的材质选自Ⅲ族氮化物。
优选的，所述第一半导体的材质包括GaN或GaAs，但不限于此。
优选的，所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN、AlGaAs或AlInAs，但不限于此。
进一步的，所述第三半导体为P型半导体。
优选的，所述P型半导体的材质包括P-GaN、P-AlGaN、P型金刚石或P-NiO，但不限于此。
进一步的，所述异质结的厚度为10nm～10μm。
进一步的，所述第三半导体的厚度为10nm～10μm。
进一步的，所述第四半导体的材质包括HR-GaN。
优选的，所述第一半导体和第二半导体之间还设置有插入层。
优选的，所述插入层的材质包括InGaN或AlN，但不限于此。
进一步的，所述异质结形成在缓冲层上，所述缓冲层形成在衬底上。
优选的，所述缓冲层的材质包括高阻GaN或高阻AlGaN，但不限于此。
优选的，所述缓冲层的厚度为1nm-10 μm。
优选的，所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、碳化硅或氮化镓，但不限于此。
优选的，所述衬底的厚度为10-5000 μm。
进一步的，所述栅极与第四半导体之间形成肖特基接触或欧姆接触；或者，所述栅极与第四半导体之间还分布有介质层。
进一步的，所述晶体管包含场板结构或不含场板结构。
本发明实施例还提供了所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管或由所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法制作的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管于射频领域的应用。
本发明实施例中提供的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的结构如图4和图5所示，本发明实施例通过在Ⅲ-Ⅴ族元素化合的化合物异质结构上沉积p-GaN（或P-AlGaN等P型半导体材料），并制作如图4所示的器件结构，在MOCVD或者MBE进行P-GaN材料外延时用Mg作为掺杂剂，而H与Mg形成络合物，使Mg不能形成有效的掺杂（此时为高阻氮化镓（HR-GaN）），进而影响P-GaN空穴浓度；一般在外延掺杂Mg的GaN之后进行退火工艺，使H溢出，而Mg激活形成P-GaN， 所以H在P-GaN和HR-GaN相互转换中扮演着极为重要的角色，用H等离子体或H扩散处理Mg激活后的P-GaN，使得Mg不再作为有效掺杂。采用可以产生氢（H）等离子体或氢（H）扩散的设备，不局限于反应离子刻蚀（ICP，RIE，NLD）等设备，利用H等离子体或H扩散处理基于AlGaN/GaN二维电子气的电子器件的P-GaN，形成HR-GaN阵列。在H等离子体或H扩散处理过程中，H等离子体或H扩散或H扩散处理过的P-GaN区域会被钝化形成高阻氮化镓（HR-GaN），进而在HR-GaN区域下的AlGaN/GaN二维电子气不被P-GaN耗尽，从而形成具有二维电子气的纳米沟道阵列。
本发明实施例提供的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法无需采用刻蚀技术，避免了刻蚀均匀性、重复性以及刻蚀损伤等问题；同时，以H等离子处理或H扩散的方式P-GaN深度可控，不会对下层材料以及二维电子气造成损伤，保证了器件的可靠性。
在一些较为具体的实施方案中，一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法可以包括如下步骤：
1)利用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）或分子束外延（MBE）或氢化物气相外延（HVPE）等外延技术，生长衬底/缓冲层/Ⅲ-Ⅴ族元素化合物异质结构/P型半导体材料结构；衬底的材质可以选用Si、SiC或者蓝宝石等，衬底的厚度可以从10 μm到10 mm；优选的，缓冲层可以选用高阻GaN等，缓冲层的厚度可以从10 nm到1 mm；优选的，Ⅲ-Ⅴ族元素化合物异质结构可以是AlGaN/GaN异质结构、AlInN/GaN异质结构、AlGaN/InGaN/GaN异质结构、AlGaN/AlN/GaN异质结构等；优选的，Ⅲ-Ⅴ族元素化合物异质结构的厚度可以从10nm到10μm；优选的，p型半导体可以选用p-GaN、p-AlGaN、p型金刚石、p-NiO等p型半导体材料，厚度可以从1 nm到1 μm；
2) 利用反应离子刻蚀、离子束刻蚀等干法或湿法刻蚀技术去除源漏欧姆区域的P型半导体（例如P-AlGaN、P型金刚石、P-NiO等P型半导体材料）以及部分AlGaN层，刻蚀区域可以通过光刻或掩膜转移技术确定；
3）利用电子束蒸发或溅射等金属沉积技术，在欧姆区域制作源电极（S）和漏电极（D），随后对欧姆金属退火处理，目的是使源电极和漏电极与异质结形成良好的欧姆接触；处理区域可以通过光刻和掩膜转移等技术进行确定；异质结场效应管结构中可以没有场板，或者也可以加入源场板以提高器件的击穿电压，提高器件的性能；
4）采用可以产生氢（H）等离子体或者有氢（H）气氛的设备，不局限于反应离子刻蚀（ICP，RIE，NLD）等设备，利用H等离子体或H扩散处理基于AlGaN/GaN二维电子气的电子器件的沟道区域的P-GaN；同时将源漏欧姆区域附近的P-GaN也以H等离子体或H扩散处理，以防止源漏金属通过P-GaN连通，H等离子体或H扩散处理的区域均与源漏欧姆区域连接；处理区域可以通过光刻和掩膜转移等技术进行确定；优选的，HR-GaN（即第四半导体）的平面几何形状为规则形状或非规则形状；优选的，并列的不同HR-GaN的形状为相同形状或非相同形状；HR-GaN可以是单条，也可是多条HR-GaN组成的HR-GaN阵列；每条HR-GaN的宽度可以从几个纳米到几个微米，例如1nm~10μm的范围，从而形成宽度从几个纳米到几个微米的沟道；HR-GaN的长度和宽度可调；
5）利用电子束蒸发或溅射等金属沉积技术，在源电极（S）与漏电极（D）之间的沟道上制作栅电极（G）；处理区域可以通过光刻和掩膜转移等技术进行确定，栅金属的形状为普通、T型或V型；栅金属的尺寸为亚微米或更大尺寸；栅金属与第四半导体的接触可以是肖特基接触或欧姆接触，或者为了进一步减小栅泄露电流或增加器件的击穿电压，也可以采用金属-绝缘层-半导体接触或金属-氧化层-半导体接触；异质结场效应管结构中可以没有场板，或者也可以加入栅场板以提高器件的击穿电压，提高器件的性能。
例如，本发明一具体实施例提供了一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其结构可以参阅图4-图5所示，其包括GaN/Ⅲ族氮化物半导体异质结，GaN/Ⅲ族氮化物半导体异质结形成于蓝宝石衬底上，在GaN/Ⅲ族氮化物半导体异质结上形成有源极和漏极，所述源极与漏极通过所述二维电子气电连接，在GaN层上形成有P型半导体，所述P型半导体能够将分布于其下方的二维电子气耗尽；在P型半导体中形成有由复数个HR-GaN（即第四半导体）取向排列形成的HR-GaN阵列，所述HR-GaN的两端分别指向源极和漏极，位于HR-GaN阵列下方的二维电子气被保留而形成所述沟道阵列；栅极设置于所述HR-GaN阵列上；以及，在源极与HR-GaN之间、漏极与HR-GaN之间的P型半导体中还形成有阻挡区高阻半导体。
本实施例异质结场效应晶体管的一种制作方法可以包括如下步骤：
1）利用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）生长如图1所示的外延材料结构，衬底材质选用硅，蓝宝石，碳化硅，氮化镓或其他材料，厚度为10μm~5000μm，优选为400μm；缓冲层的材质选用高阻GaN或高阻AlGaN，厚度为1nm~5000nm，优选为4200nm；AlGaN/GaN 异质结构（GaN可以替换为GaAs或其他能够提供异质结的材料，AlGaN可以替换为AlInN、AlGaAs或InGaAs或其他能够提供异质结的材料）中GaN厚度为100nm~500nm ，优选为260nm；AlGaN厚度为15nm~30nm，优选为18nm，其中Al组分的含量为15~30wt％，优选为18wt％；p型半导体材料选用p-GaN，厚度为10nm~200nm ，优选为70nm；
2）利用反应离子刻蚀技术去除源漏欧姆区域的P-GaN以及部分AlGaN层，并采用电子束蒸发技术制作源极金属与漏极金属（源极金属和/或漏极金属可以是Ti/Al/Ni/Au，即，包括依次层叠设置的Ti层、Al层、Ni层、Au层），随后在氮气（N2）条件下875℃退火30s，制作形成源极金属和漏极金属后的器件结构如图2所示；
3）采用可反应离子刻蚀（ICP）设备，以H等离子体或H扩散处理的方式处理基于AlGaN/GaN（异质结）二维电子气的电子器件的P-GaN，以形成由HR-GaN组成的半导体阵列；同时将源漏欧姆区域附近的P-GaN也以H等离子体或H扩散处理的方式处理形成HR-GaN，以防止源漏金属通过P-GaN连通，H等离子体或H扩散处理的区域均与源漏欧姆区域连接；制作形成沟道阵列的器件结构如图3所示；
4）采用电子束蒸发技术制作栅极金属（栅极金属可以是Ni/Au，其为依次层叠设置的 Ni层、Au层），制作形成基于沟道阵列结构的异质结场效应晶体管。
较之现有技术，本发明实施例提供的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管可以实现大于零伏的阈值电压，栅极正向最大安全工作电压较高，抗干扰能力强，器件稳定性好，同时因其制作方法无需采用刻蚀技术，避免了刻蚀均匀性、重复性以及刻蚀损伤等问题；同时，以H等离子处理或H扩散处理的方式处理P-GaN，处理深度可控，不会对下层材料以及二维电子气造成损伤，保证了器件的可靠性。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (56)
1.一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，包括异质结以及与所述异质结配合的源极、漏极和栅极，所述异质结中形成有二维电子气，所述源极与漏极通过所述二维电子气电连接；其特征在于：所述晶体管还包括形成在所述异质结上的第三半导体，所述第三半导体能够将分布于其下方的二维电子气耗尽，在所述栅极下方的第三半导体中还形成有由复数个第四半导体取向排列形成的半导体阵列，所述第四半导体的两端分别指向源极和漏极，并且所述第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道阵列。
2.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第四半导体的宽度为1nm-10μm。
3.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第四半导体由所述第三半导体的第一区域经钝化处理形成。
4.根据权利要求3所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理。
5.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第三半导体中还形成有至少一阻挡区，所述阻挡区用于在所述第三半导体内阻断源极与漏极之间的电连接。
6.根据权利要求5所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述阻挡区由所述第三半导体的第二区域经钝化处理形成。
7.根据权利要求6所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理。
8.根据权利要求5所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述阻挡区分布于源极与第四半导体之间和/或漏极与第四半导体之间。
9.根据权利要求5所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述阻挡区的材质包括HR-GaN。
10.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成于第一半导体上，且具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体形成在第二半导体上。
11.根据权利要求10所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述源极、漏极与第二半导体形成欧姆接触。
12.根据权利要求10所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第一半导体、第二半导体的材质选自III-V族化合物。
13.根据权利要求12所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第一半导体、第二半导体的材质选自III族氮化物。
14.根据权利要求12所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第一半导体的材质包括GaN或GaAs。
15.根据权利要求12所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN、AlGaAs或AlInAs。
16.根据权利要求12所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第三半导体为P型半导体。
17.根据权利要求16所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述P型半导体的材质包括P-GaN、P-AlGaN、P型金刚石或P-NiO。
18.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述异质结的厚度为10nm～10μm。
19.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第三半导体的厚度为10nm～10μm。
20.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第四半导体的材质包括HR-GaN。
21.根据权利要求10所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述第一半导体和第二半导体之间还设置有插入层。
22.根据权利要求21所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述插入层的材质包括InGaN或AlN。
23.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述异质结形成在缓冲层上，所述缓冲层形成在衬底上。
24.根据权利要求23所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述缓冲层的材质包括高阻GaN或高阻AlGaN。
25.根据权利要求23所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述缓冲层的厚度为1nm-10μm。
26.根据权利要求23所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、碳化硅或氮化镓。
27.根据权利要求23所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述衬底的厚度为10-5000μm。
28.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述栅极与第四半导体之间形成肖特基接触；或者，所述栅极与第四半导体之间还分布有介质层。
29.根据权利要求1所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管，其特征在于：所述晶体管包含场板结构或不含场板结构。
30.一种基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法，包括提供异质结的步骤以及制作与异质结配合的源极、漏极的步骤，所述异质结中形成有二维电子气，其特征在于还包括：
在所述异质结上形成第三半导体，所述第三半导体能将位于其下方的二维电子气耗尽；
将所述第三半导体的第一区域钝化处理形成由复数个取向排列的第四半导体组成的半导体阵列，所述第四半导体的两端分别指向源极和漏极，且使所述第四半导体下方的二维电子气被保留而形成沟道阵列；以及制作与所述第四半导体配合的栅极。
31.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于还包括：将所述第三半导体的第二区域钝化处理形成至少一阻挡区，所述阻挡区用于在所述第三半导体内阻断源极与漏极之间的电连接。
32.根据权利要求31所述的制作方法，其特征在于：所述阻挡区分布于源极与第四半导体之间和/或漏极与第四半导体之间。
33.根据权利要求30或31所述的制作方法，其特征在于：所述钝化处理包括H等离子体或H扩散处理。
34.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述异质结包括第一半导体和第二半导体，所述第二半导体形成于第一半导体上，且具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体形成在第二半导体上。
35.根据权利要求34所述的制作方法，其特征在于：所述源极、漏极与第二半导体形成欧姆接触。
36.根据权利要求34所述的制作方法，其特征在于：所述第一半导体、第二半导体的材质选自III-V族化合物。
37.根据权利要求36所述的制作方法，其特征在于：所述第一半导体、第二半导体的材质选自III族氮化物。
38.根据权利要求36所述的制作方法，其特征在于：所述第一半导体的材质包括GaN或GaAs。
39.根据权利要求36所述的制作方法，其特征在于：所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN、AlGaAs或AlInAs。
40.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述第三半导体为P型半导体。
41.根据权利要求40所述的制作方法，其特征在于：所述P型半导体的材质包括P-GaN、P-AlGaN、P型金刚石或P-NiO。
42.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述异质结的厚度为1nm～10μm。
43.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述第三半导体的厚度为1nm～10μm。
44.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述沟道的两端分别指向源极和漏极。
45.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述沟道的宽度为1nm-10μm。
46.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述第四半导体的材质包括HR-GaN。
47.根据权利要求34所述的制作方法，其特征在于：所述第一半导体和第二半导体之间还设置有插入层。
48.根据权利要求47所述的制作方法，其特征在于：所述插入层的材质包括InGaN或AlN。
49.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述异质结形成在缓冲层上，所述缓冲层形成在衬底上。
50.根据权利要求49所述的制作方法，其特征在于：所述缓冲层的材质包括高阻GaN或高阻AlGaN。
51.根据权利要求49所述的制作方法，其特征在于：所述缓冲层的厚度为1nm-10μm。
52.根据权利要求49所述的制作方法，其特征在于：所述衬底的材质包括硅、蓝宝石、碳化硅或氮化镓。
53.根据权利要求49所述的制作方法，其特征在于：所述衬底的厚度为10-5000μm。
54.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述栅极与第四半导体之间形成肖特基接触或欧姆接触；或者，所述栅极与第四半导体之间还分布有介质层。
55.根据权利要求30所述的制作方法，其特征在于：所述晶体管包含场板结构或不含场板结构。
56.如权利要求1-29中任一项所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管或由权利要求30-55中任一项所述的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管的制作方法制作的基于沟道阵列的异质结场效应晶体管于射频领域的应用。
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