CN113257890B - 一种高线性度氮化镓射频器件及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高线性度氮化镓射频器件及其制作方法，方法包括在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；在势垒层上形成源极和漏极；通过若干次光刻工艺依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入区的离子注入深度不规则排列；形成栅极。本发明氮化镓射频器件沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列，不同区域栅极具有不同关断电压，沿着栅宽方向形成不同的关断电压不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化镓射频器件增益保持不变，线性度提高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件领域，特别涉及高线性度氮化镓射频器件及其制作方法。
背景技术
5G通信技术是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统后的延伸。5G通信技术将广泛用于智慧家庭、远程医疗、远程教育、工业制造和物联网领域，具体包括千兆级移动宽带数据接入、3D视频、高清视频、云服务、增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、工业制造自动化、紧急救援、自动驾驶、现代物流等典型业务应用。其中，高清视频、AR、VR、远程医疗、工业制造自动化、现代物流管理等主要发生在建筑物室内场景。
GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点，是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料，并与SIC、金刚石等半导体材料一起，被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。氮化镓(GaN)具有宽禁带宽度，高击穿电场，高热导率，高电子饱和速率以及更高的抗辐射能力等优点，在高温、高频和微波大功率半导体器件中有着十分广阔的应用前景。低欧姆接触电阻对于输出功率，高效率，高频和噪声性能起到至关重要的作用。近年来，GaN凭借高频下更高的功率输出和更小的占位面积，被射频行业大量应用。
GaN射频器件在应用中，GaN HEMT射频器件为横向平面器件，如附图1所示，GaNHEMT器件的跨导(gm)随栅电压(Vgs)变化曲线，随着栅极输入电压增加，跨导gm下降，对应增益降低；跨导gm是指输出端电流的变化值与输入端电压的变化值之间的比值其PA的非线性导致显著的带边泄露、输出功率过早饱和、信号失真等，影响系统的特性及增加了系统设计的复杂度。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术问题，提供一种高线性度氮化镓射频器件及其制作方法。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种高线性度氮化镓射频器件，包含从下至上依次层叠设置的衬底、缓冲层、沟道层、势垒层，所述沟道层与势垒层构成异质结；还包括相对设置在势垒层上方有源区处的源极和漏极，以及栅极，设置于有源区处的源极与漏极之间栅极区域处的势垒层排列有M个离子注入区，沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列；M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数。N种离子注入深度的离子注入区是经过N次或(N-1)次离子注入或者一次离子注入形成，离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子。
其中，离子注入深度不规则排列是指离子注入深度非线性规律排列；离子注入区的离子注入深度规则排列是指不同离子注入深度的离子注入区沿着栅宽方向的离子注入深度依次变深或依次变浅。
进一步的，上述氮化镓射频器件中，所述M个离子注入区沿着栅宽方向均匀排列，所述离子注入区的形状为矩形。
进一步的，上述氮化镓射频器件中，所述势垒层的厚度范围为3nm-50nm，相邻离子注入区的离子注入深度差大于等于1nm，所述离子注入区的离子注入深度范围为0nm-50nm。
进一步的，上述氮化镓射频器件中，离子注入区在栅长方向的尺寸小于等于栅极在栅长方向的尺寸。
与上述高线性度氮化镓射频器件相应的，本发明还提供了一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法；包括如下步骤：
步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；
步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；
步骤三，通过若干次光刻工艺，并进行N或(N-1)次离子注入，依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区，M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不同；沿着栅宽方向M个离子注入区的离子注入深度不规则排列；其中，离子注入深度不规则排列是指离子注入深度非线性规律排列；离子注入区深度规则排列是指不同离子注入深度的离子注入区沿着栅宽方向的离子注入深度依次变深或依次变浅排列。
M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；
步骤四，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极。
进一步地，上述方法中，步骤三，N或(N-1)次离子注入的注入剂量相同，注入能量不同；离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子，注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。
进一步的，上述实施例在步骤七之前，还包括退火以激活注入的负离子，退火温度为300℃至1300℃，退火时间为30s至30min。
本发明通过若干次光刻及离子注入，实现同一器件的栅极区域下方的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入区的深度任意变化的离子注入区，以形成了不同区域栅极，不同区域栅极具有不同关断电压，沿着栅宽方向形成不同的关断电压不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化物射频器件增益保持不变，线性度提高。
与上述高线性度氮化镓射频器件相应的，进一步降低工艺成本，采用一次光刻或多次光刻的方式形成凹槽深度不规则排列的凹槽状光刻胶层，通过一次离子注入的方式形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列，形成了不同区域栅极，不同区域栅极具有不同关断电压，沿着栅宽方向形成不同的关断电压不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化物射频器件增益保持不变，线性度提高。本发明还提供了另一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法；包括如下步骤：
步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；
步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；
步骤三，在势垒层上方涂覆一层光刻胶层；
步骤四，采用一次或若干次光刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层上方形成凹槽深度不规则排列的凹槽状光刻胶层；有源区处的势垒层上方的凹槽状光刻胶层形成三种以上的凹槽深度，沿着栅宽方向凹槽深度不规则排列，即沿着栅宽方向在势垒层表面上形成厚度不规则的光刻胶层；
步骤五，进行一次离子注入，离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子；其中，在凹槽状光刻胶层的厚度小于等于离子注入区外的光刻胶层的厚度；
步骤六，去除凹槽状光刻胶层，形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子深度不规则排列；其中，M为大于等于3的正整数；
步骤七，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极。
进一步的，上述步骤三中在势垒层上方涂覆的光刻胶层厚度范围为0.1μm～1μm。
进一步的，在步骤七之前，还包括退火以激活注入的负离子，退火温度为300℃至1300℃，退火时间为30s至30min。
进一步的，一次离子注入的注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。
在本发明高线性度氮化镓射频器件的不同离子注入深度的离子注入区的离子总数一样，也可以为不同离子注入深度的离子注入区的离子总数不一样。
进一步的，离子注入区在栅长方向的尺寸小于等于栅极在栅长方向的尺寸。
进一步的，本发明的氮化物射频器件为T型栅结构。
本发明提供的高线性度氮化镓射频器件及其制作方法，与现有技术相比，本发明器件沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列，不同区域栅极具有不同关断电压，沿着栅宽方向形成不同的关断电压不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化物射频器件增益保持不变，线性度提高。
附图说明
图1为现有GaN HEMT器件的跨导随栅电压变化曲线图；
图2为本发明的一实施例中氮化物射频器件的示意图一；
图3为本发明的一实施例中氮化物射频器件的示意图一B处的剖面示意图；
图4-图7为本发明的一实施例中氮化物射频器件的示意图一的A1～A4处的剖面示意图；
图8为本发明的另一实施例中氮化物器件的制作方法中形成不同凹槽深度的光刻胶层的示意图一；
图9为本发明的另一实施例中氮化物器件的制作方法中进行一次离子注入后的器件示意图；
图10-13为本发明的另一实施例中氮化物器件的制作方法中一次离子注入后的器件剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参考附图2-7，本发明的氮化物射频器件的示意图，包含从下至上依次层叠设置的衬底1、缓冲层2、沟道层3、势垒层4；还包括相对设置在势垒层上方有源区处的源极5、漏极6、栅极7，设置于有源区处100的源极5与漏极6之间的栅极下方处的势垒层排列有若干离子注入区，沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列。例如，有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层的形成M个离子注入区域，形成N种离子注入深度的离子注入区，M≥N，M、N均为大于等于3的正整数，N种离子注入深度的离子注入区是经过N或(N-1)次离子注入形成的。
其中，离子注入深度不规则排列是指离子注入区的离子注入深度非线性规律排列；离子注入区的离子注入深度规则排列是指不同离子注入深度的离子注入区沿着栅宽方向的离子注入深度依次变深或依次变浅。
如附图3所述，本发明的一实施例中氮化物半导体器件的示意图一B处的剖面示意图，其中B方向与栅宽方向一致，设置9个离子注入区，沿着栅宽方向9个离子注入区分别为第一离子注入区41、第二离子注入区42、第三离子注入区43、第四离子注入区44、第五离子注入区45、第六离子注入区46、第七离子注入区47、第八离子注入区48、第九离子注入区49，9个离子注入区沿着栅宽方向从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列。
进一步的，所述9个离子注入区沿着栅宽方向均匀排列，所述离子注入区的形状为矩形，本实施具体实施例中，图4为氮化物半导体器件的示意图一A1处的剖面示意图，第一离子注入区41的离子注入深度为d1；图5为氮化物半导体器件的示意图一A2处的剖面示意图，第二离子注入区42的离子注入深度为d2；图6为氮化物半导体器件的示意图一A3处的剖面示意图，第三离子注入区43的离子注入深度为d3；图7为氮化物半导体器件的示意图一A4处的剖面示意图，第四离子注入区44的离子注入深度为d4，其中d4＞d1＞d3＞d2。
在本发明实施例中，所述势垒层的厚度范围为3nm-50nm，相邻离子注入区的离子注入深度差大于等于1nm，所述离子注入区的离子注入深度范围为0nm-50nm。需要说明的是为了使得栅极对离子注入区进行有效地调控形成不同的开启电压的栅极区域，离子注入区在栅长方向的尺寸小于等于栅极在栅长方向的尺寸。
在本发明实施例中，氮化物射频器件优先为氮化镓半导体器件。
本实施例还提供了器件的相应的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；
步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；
步骤三，通过若干次光刻工艺，并进行N或(N-1)次离子注入，依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区，M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不同；沿着栅宽方向M个离子注入区的离子注入深度不规则排列；M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；N种离子注入深度的离子注入区是经过N或(N-1)次离子注入形成。
需要说明的是，M个离子注入区可以包含离子注入深度为零的离子注入区，M个离子注入区可以包含不进行离子注入。
以N次离子注入形成M个离子注入区为例，具体而言，通过第一次光刻工艺形成m1个第一类离子注入区窗口，对所述第一类离子注入区窗口进行第一次离子注入形成第一种离子注入深度的m1个第一类离子注入区，其中m1为大于等于1的正整数；通过第二次光刻工艺形成m2个第二类离子注入区窗口，对所述第二类离子注入区窗口进行第二次离子注入形成第二种离子注入深度的m2个第一类离子注入区，其中m2为大于等于1的正整数；通过第三次光刻工艺形成m3个第二类离子注入区窗口，对所述第二类离子注入区窗口进行第三次离子注入形成第三种离子注入深度的m3个第一类离子注入区，其中m3为大于等于1的正整数；依次类推……，M＝m1+m2+m3+…+mN；例如，有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层的形成M个离子注入区，形成N种离子注入深度的离子注入区，M≥N，M、N均为大于等于3的正整数，N种离子注入深度的离子注入区是经过N次离子注入形成。其中第一至第N次离子注入的剂量相同，注入的能量不同。其中，离子注入深度不规则排列是指离子注入深度非线性规律排列；离子注入区的离子注入深度规则排列是指不同离子注入深度的离子注入区沿着栅宽方向的离子注入深度依次变深或依次变浅。
在本发明实施例中，沿着栅宽方向9个离子注入区分别为第一离子注入区41、第二离子注入区42、第三离子注入区43、第四离子注入区44、第五离子注入区45，第六离子注入区46、第七离子注入区47、第八离子注入区48、第九离子注入区49，9个离子注入区沿着栅宽方向9个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列；
例如即第一离子注入区的离子注入深度为d1，第二离子注入区的离子注入深度为d2，第三离子注入区的离子注入深度为d3，第四离子注入区的离子注入深度为d4，第三离子注入区的离子注入深度为d5，第五离子注入区的离子注入深度为d6，第六离子注入区的离子注入深度为d7，第七离子注入区的离子注入深度为d7，第八离子注入区的离子注入深度为d8，第九离子注入区的离子注入深度为d9，其中，d1＞d2＞d3＞d4＞d5……；
步骤四，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极。
进一步的，上述实施例在步骤四之前，还包括退火以激活注入的负离子，退火温度为300℃至1300℃，退火时间为30s至30min。
进一步的，上述制作方法的步骤三，N或(N-1)次离子注入的注入剂量相同，注入能量不同；离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子，注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。该方法的N或(N-1)次离子注入形成M个离子注入区，离子注入深度深的离子注入区与离子注入深度浅的离子注入区所注入的离子总数一样，离子注入深度不同。本发明实施例，高线性度氮化镓射频器件的方法，通过若干次光刻及离子注入，实现同一器件的栅极区域下方的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入区的离子注入深度不规则排布，以形成了不同区域栅极，不同区域栅极具有不同关断电压，不同关断电压沿着栅宽方向不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化物射频器件增益保持不变，线性度提高。
实施例二
本发明实施例的提供了一种氮化物射频器件的制作方法与实施例一的氮化物射频器件的制作方法相似，与实施例一不同之处，本发明的器件的制作方法是采用一次离子注入形成N种离子注入区，包括如下步骤，
1)在蓝宝石衬底1上，利用金属有机化学气相沉积工艺生长GaN缓冲层2；
2)在GaN缓冲层2上，生长GaN沟道层3，厚度为30nm；
3)在GaN沟道层3上，生长AlGaN势垒层4，厚度30nm；
4)在AlGaN势垒层4上，采用原子层沉积工艺在700℃下沉积厚度为8nm的Si3N4介质薄膜介质层8；
5)通过光刻工艺在源、漏区域形成刻蚀所需的窗口，采用反应离子刻蚀工艺去除源、漏极区域的Si3N4薄膜介质层8，形成源、漏极区域窗口；
6)采用电子束蒸发工艺，在源、漏极区域窗口上蒸发欧姆接触金属(例如Ti/Al/Ni/Au或Ti/Al/Mo/Au)，并高温退火形成源极和漏极；
7)在势垒层上方涂覆一层光刻胶层；
8)采用一次或若干次光刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层的离子注入区上方形成凹槽状光刻胶层，如附图8；有源区处的势垒层凹槽状光刻胶层形成三种以上的凹槽深度，沿着栅宽方向凹槽深度不规则排列，即沿着栅宽方向在势垒层表面上形成厚度不规则的光刻胶层(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9)；在凹槽状光刻胶层的厚度小于等于离子注入区外的光刻胶层的厚度；
9)进行一次离子注入，离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子，如附图10所示；
10)去除凹槽状光刻胶层，形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入区的离子注入深度不规则排布；其中，离子注入区的离子注入深度不规则排列是指离子注入深度非线性规律排列；离子注入区的离子注入深度规则排列是指不同离子注入深度的离子注入区沿着栅宽方向的离子注入深度依次变深或依次变浅。
在本发明实施例，如图10-13，具体为，沿着栅宽方向9个离子注入区分别为第一离子注入区41、第二离子注入区42、第三离子注入区43、第四离子注入区44、第五离子注入区45、第六离子注入区46、第七离子注入区47、第八离子注入区48、第九离子注入区49；即第一离子注入区41的离子注入深度为d1，第二离子注入区42的离子注入深度为d2，第三离子注入区43的离子注入深度为d3，第四离子注入区44的离子注入深度为d4……，其中，d4＞d1＞d3＞d2……，在凹槽状光刻胶层的厚度小于等于离子注入区外的光刻胶层的厚度。
11)通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极，如附图9。
需要说明的是，本实施例中，离子注入深度深的离子注入区与离子注入深度浅的离子注入区所注入的离子总数不同，离子注入深度的离子注入区的离子总数最多。
进一步的，上述实施例步骤7)中在势垒层上方涂覆的光刻胶层厚度范围为0.1μm～1μm。
进一步的，上述实施例在步骤七之前，还包括退火以激活注入的负离子，退火温度为300℃至1300℃，退火时间为30s至30min。
进一步的，上述实施例一次离子注入的注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。
上述通过一次离子注入形成不同的离子注入区的方法，可以实现降低工艺成本，采用一次光刻或多次光刻的方式形成不同凹槽深度的凹槽状光刻胶层，通过一次离子注入的方式形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入区的离子注入深度不规则的离子注入区，以形成了不同区域栅极，不同区域栅极具有不同关断电压，不同关断电压沿着栅宽方向不规则排布，保证总体器件在开态漏极电流均匀分布的同时，实现器件跨导的平整性，使器件在射频工作时随着输入功率的增加，氮化物射频器件增益保持不变，线性度提高。
需要说明的是，在以若干实施例中，需要说明的是，栅极金属层横截面为T型结构，包括栅帽和栅足，所述栅足设置于势垒层上表面上，栅帽边沿与势垒层之间设置有介质层。
源极和漏极可以部分深入到势垒层中，也可以源极和漏极可以设置在势垒层上。
上述若干实施例仅用来进一步说明本发明高线性度氮化镓射频器件以及制作方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，
包含从下至上依次层叠设置的衬底、缓冲层、沟道层、势垒层，所述沟道层与势垒层构成异质结；还包括相对设置在势垒层上方有源区处的源极和漏极，以及栅极，
设置于有源区处的源极与漏极之间栅极区域处的势垒层排列有M个离子注入区，沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不规则排列；
M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；
M个离子注入区的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子。
2.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，
所述M个离子注入区沿着栅宽方向均匀排列，所述离子注入区的形状为矩形。
3.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，
所述势垒层的厚度范围为3nm-50nm，相邻离子注入区的离子注入深度差大于等于1nm，所述离子注入区的离子注入深度范围为0nm-50nm。
4.根据权利要求1所述的高线性度氮化镓射频器件，其特征在于，
所述离子注入区在栅长方向的尺寸小于等于栅极在栅长方向的尺寸。
5.一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；
步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；
步骤三，通过若干次光刻工艺，并进行N或(N-1)次离子注入，依次在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层形成沿着栅宽方向M个离子注入区，M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子注入深度不同；沿着栅宽方向M个离子注入区的离子注入深度不规则排列；
M个离子注入区包含N种离子注入深度，其中M≥N且M为大于等于3的正整数，N为大于等于3的正整数；
M个离子注入区的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子；
步骤四，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极。
6.根据权利要求5所述的高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
步骤三，N或(N-1)次离子注入的注入剂量相同，注入能量不同；
注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。
7.一种高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
步骤一，在半导体衬底上依次形成缓冲层、沟道层、势垒层；
步骤二，在势垒层上沉积介质层，再刻蚀介质层，在势垒层上方的源极区域和漏极区域相应形成源极区域窗口、漏极区域窗口；在源极区域窗口、漏极区域窗口上形成欧姆接触金属，并高温退火形成源极和漏极；
步骤三，在势垒层上方涂覆一层光刻胶层；
步骤四，采用一次或若干次光刻工艺在有源区处的源极与漏极之间栅极区域的势垒层上方形成凹槽深度不规则排列的凹槽状光刻胶层；有源区处的势垒层上方的凹槽状光刻胶层形成三种以上的凹槽深度，沿着栅宽方向凹槽深度不规则排列，即沿着栅宽方向在势垒层表面上形成厚度不规则的光刻胶层；
步骤五，进行一次离子注入，离子注入的注入离子为氟离子、硼离子、氢离子或氦离子；其中，在凹槽状光刻胶层的厚度小于等于离子注入区外的光刻胶层的厚度；
步骤六，去除凹槽状光刻胶层，形成沿着栅宽方向M个离子注入区从势垒层的上表面至沟道层方向上的离子深度不规则排列；其中，M为大于等于3的正整数；
步骤七，通过光刻工艺得到栅极区域窗口，在栅极区域窗口上形成肖特基接触金属，形成栅极。
8.根据权利要求7所述的高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
步骤三中在势垒层上方涂覆的光刻胶层厚度范围为0.1μm～1μm。
9.根据权利要求7所述的高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
在步骤七之前，还包括退火以激活注入的负离子，退火温度为300℃至1300℃，退火时间为30s至30min。
10.根据权利要求7所述的高线性度氮化镓射频器件的制作方法，其特征在于，
一次离子注入的注入能量范围为0.1KeV～100KeV，注入剂量范围为1×1010cm-2～1×1015cm-2。
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