1.一種基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,包括源極、漏極、柵極以及至少一異質(zhì)結(jié)溝道,其特征在于:所述異質(zhì)結(jié)溝道的軸線基本垂直于一選定平面,所述異質(zhì)結(jié)溝道位于異質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi),所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括第二半導(dǎo)體和環(huán)繞第二半導(dǎo)體設(shè)置的第一半導(dǎo)體,第一半導(dǎo)體的禁帶寬度大于第二半導(dǎo)體,且所述異質(zhì)結(jié)溝道內(nèi)形成有二維電子氣或二維空穴氣,所述源極與漏極經(jīng)所述二維電子氣或二維空穴氣電連接,所述柵極分布于源極和漏極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,其特征在于:所述異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件包括由復(fù)數(shù)個所述異質(zhì)結(jié)溝道形成的異質(zhì)結(jié)溝道陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,其特征在于:所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的第一半導(dǎo)體與第二半導(dǎo)體同軸設(shè)置;優(yōu)選的,所述異質(zhì)結(jié)溝道為柱狀;優(yōu)選的,所述異質(zhì)結(jié)溝道的徑向截面形狀包括多邊形或圓形;優(yōu)選的,所述第二半導(dǎo)體為納米柱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,其特征在于:所述源極、漏極分別與所述第一半導(dǎo)體、第二半導(dǎo)體形成歐姆接觸;優(yōu)選的,所述源極和漏極沿所述異質(zhì)結(jié)溝道軸向間隔設(shè)置;優(yōu)選的,所述柵極與源極之間的距離小于所述柵極與漏極之間的距離;優(yōu)選的,所述源極和漏極分別設(shè)置所述異質(zhì)結(jié)溝道兩端處;優(yōu)選的,所述柵極環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極、漏極及柵極中的至少一者平行于所述選定平面;優(yōu)選的,所述源極、漏極及柵極均平行于所述選定平面;優(yōu)選的,所述源極包括源極接觸環(huán),所述源極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)經(jīng)連接線與源極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述漏極包括漏極接觸環(huán),所述漏極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述漏極接觸環(huán)經(jīng)連接線與漏極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述柵極包括柵極接觸環(huán),所述柵極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述柵極接觸環(huán)經(jīng)連接線與柵極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)、漏極接觸環(huán)和柵極接觸環(huán)中的至少一者與所述異質(zhì)結(jié)溝道同軸設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)、漏極接觸環(huán)和柵極接觸環(huán)中的至少一者平行于所述選定平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,其特征在于:所述柵極與所述第一半導(dǎo)體之間還設(shè)有絕緣介質(zhì)層;和/或,所述源極和漏極中的至少一者與柵極之間還保留或未保留隔離絕緣介質(zhì)層;優(yōu)選的,所述源極和漏極中的任一者與柵極之間均無隔離絕緣介質(zhì)層;和/或,所述柵極具有場板結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件,其特征在于:所述第一半導(dǎo)體與第二半導(dǎo)體之間還設(shè)有插入層;優(yōu)選的,所述插入層的材質(zhì)包括AlN;和/或,所述第一半導(dǎo)體的材質(zhì)包括AlGaN,所述第二半導(dǎo)體的材質(zhì)包括GaN;和/或,所述異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件還包括襯底,所述選定平面為所述襯底主平面,并且所述異質(zhì)結(jié)溝道形成于襯底主平面上。
7.一種基于垂直溝道的異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件的制備方法,其特征在于包括:
于襯底主平面上形成至少一異質(zhì)結(jié)溝道,所述異質(zhì)結(jié)溝道的軸線基本垂直于所述襯底主平面,所述異質(zhì)結(jié)溝道位于異質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi),所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括第二半導(dǎo)體和環(huán)繞第二半導(dǎo)體設(shè)置的第一半導(dǎo)體,第一半導(dǎo)體的禁帶寬度大于第二半導(dǎo)體,所述異質(zhì)結(jié)溝道內(nèi)形成有二維電子氣或二維空穴氣;
制作源極、柵極及漏極,并使所述源極與漏極經(jīng)所述二維電子氣或二維空穴氣電連接,所述柵極分布于源極和漏極之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于:所述異質(zhì)結(jié)溝道為柱狀;優(yōu)選的,所述異質(zhì)結(jié)溝道的徑向截面形狀包括多邊形或圓形;優(yōu)選的,所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的第一半導(dǎo)體與第二半導(dǎo)體同軸設(shè)置;優(yōu)選的,所述第二半導(dǎo)體為納米柱;和/或,所述異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管器件包括由復(fù)數(shù)個所述異質(zhì)結(jié)溝道形成的異質(zhì)結(jié)溝道陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于還包括:若在所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中第一半導(dǎo)體與第二半導(dǎo)體的接觸界面為非極性面,則對所述第一半導(dǎo)體進行n型摻雜,以提高所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的二維電子氣或二維空穴氣濃度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法,其特征在于:所述源極、漏極分別與所述第一半導(dǎo)體、第二半導(dǎo)體形成歐姆接觸;優(yōu)選的,所述源極和漏極沿所述異質(zhì)結(jié)溝道軸向間隔設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極和漏極分別設(shè)置所述異質(zhì)結(jié)溝道兩端處;優(yōu)選的,所述柵極環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極、漏極及柵極中的至少一者平行于所述選定平面;優(yōu)選的,所述源極、漏極及柵極均平行于所述選定平面;優(yōu)選的,所述源極包括源極接觸環(huán),所述源極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)經(jīng)連接線與源極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述漏極包括漏極接觸環(huán),所述漏極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述漏極接觸環(huán)經(jīng)連接線與漏極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述柵極包括柵極接觸環(huán),所述柵極接觸環(huán)環(huán)繞所述異質(zhì)結(jié)溝道設(shè)置;優(yōu)選的,所述柵極接觸環(huán)經(jīng)連接線與柵極引線盤電連接;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)、漏極接觸環(huán)和柵極接觸環(huán)中的至少一者與所述異質(zhì)結(jié)溝道同軸設(shè)置;優(yōu)選的,所述源極接觸環(huán)、漏極接觸環(huán)和柵極接觸環(huán)中的至少一者平行于所述選定平面;和/或,所述柵極與所述第一半導(dǎo)體之間還設(shè)有絕緣介質(zhì)層;和/或,所述源極和漏極中的至少一者與柵極之間還保留或未保留隔離絕緣介質(zhì)層;優(yōu)選的,所述源極和漏極中的任一者與柵極之間均無隔離絕緣介質(zhì)層;和/或,所述柵極具有場板結(jié)構(gòu)。