【技术实现步骤摘要】
本专利技术特别涉及一种采用采用低能离子浅注入方法获得的gan基增强型场效应晶体管及其制造方法，属于半导体。
技术介绍
1、gan基hemt器件的工作原理是由于三五族氮化物材料的自发极化和压电极化，导致在异质结构界面上形成二维电子气，具有极高的电子浓度（可达1013/ cm2），可通过栅极电压控制电子浓度，从而实现对电流的控制，形成场效应晶体管。二维电子气的存在使得常规gan基异质结构hemt为常开型（耗尽型）场效应晶体管。这种晶体管在实际操作中需要负压电源才能将其关闭，存在失效安全问题；另外在射频微波领域的应用中单极电源的需要以及数字逻辑电路中对增强型和耗尽型器件集成的需求都迫切要求增强型器件的研制成功，这也是目前亟待解决的技术难题之一。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管及其制造方法，从而克服现有技术中的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例的第一个方面提供了一种gan基增强型场效应晶体管，包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，
4、所述外延结构包括沟道层、势垒层和离子注入区，所述势垒层层叠设置在所述沟道层上，所述沟道层和所述势垒层之间的界面处具有二维电子气，所述源极、所述漏极与所述二维电子气电连接，所述离子注入区位于栅下区域的势垒层内，栅下区域的二维电子气被所述离子注入区耗尽，其中，所述离
5、本专利技术实施例的第二个方面提供了一种gan基增强型场效应晶体管的制造方法，包括制作外延结构的步骤以及制作与外延结构匹配的源极、漏极和栅极的步骤，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，其中，制作外延结构的步骤包括：
6、制作异质结，所述异质结包括层叠设置的沟道层和势垒层所述沟道层和所述势垒层之间的界面处具有二维电子气，所述源极、所述漏极与所述二维电子气电连接；
7、向栅下区域的势垒层内注入氩离子，栅下区域的势垒层材料由单晶转换为多晶，从而形成离子注入区，所述离子注入区下方的二维电子气被耗尽。
8、与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术利用低能氩离子浅注入的方法，选择合适的注入能量，注入栅下的势垒层而不影响其他位置，保证注入发生在势垒层而不损伤gan沟道层，通过注入损伤的方式使部分势垒层多晶化和无定型化，破坏晶体的有序性，降低或消除损伤部分的自发极化和压电极化，使栅下的沟道层不存在二维电子气，从而形成增强型器件。
9、相比氟离子注入，由于其负电性产生负电场，导致能带的提高来实现增强型，氩离子由于惰性稳定性，只是单纯地将势垒层单晶转换成多晶，从而削弱极化，而本专利技术所采用的氩离子相对较大，注入浅，更不容易对沟道进行损伤，并且，氩离子注入实现gan基场效应晶体管增强型解决了常开型晶体管存在的失效安全问题、在射频微波领域应用中单极电源问题及数字逻辑电路中对增强型和耗尽型器件集成问题。
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1.一种氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管，包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，其特征在于：
2.根据权利要求1所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述离子注入区内的氩离子的注入能量为10keV-30keV。
3.根据权利要求1所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述外延结构还包括绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在所述势垒层上，所述栅极设置在所述绝缘介质层上；
4.根据权利要求1所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层的材质包括GaN；优选的，所述沟道层的厚度为100nm-300nm；
5.一种氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，包括制作外延结构的步骤以及制作与外延结构匹配的源极、漏极和栅极的步骤，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，其特征在于，制作外延结构的步骤包括：
6.根据权利要求5所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：所述离子注入区内的氩离
7.根据权利要求5或6所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括：采用离子注入或等离子体处理的方式向所述势垒层内注入氩离子，离子注入的能量为10keV-30keV、剂量为1e13-1e14，离子注入工艺后还包括热退火工艺，退火气氛为N2，退火温度为400℃-450℃，退火时间为10min-15min。
8.根据权利要求5所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，其特征在于，还包括：在所述势垒层的非欧姆区域形成绝缘介质层，所述栅极设置在所述绝缘介质层上；
9.根据权利要求5所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：所述沟道层的材质包括GaN；优选的，所述沟道层的厚度为100nm-300nm；
10.根据权利要求5所述氩离子注入实现GaN基增强型场效应晶体管的制造方法，其特征在于：所述沟道层层叠设置在缓冲层上，所述缓冲层层叠设置在衬底上；
...【技术特征摘要】
1.一种氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管，包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，其特征在于：
2.根据权利要求1所述氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述离子注入区内的氩离子的注入能量为10kev-30kev。
3.根据权利要求1所述氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述外延结构还包括绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在所述势垒层上，所述栅极设置在所述绝缘介质层上；
4.根据权利要求1所述氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层的材质包括gan；优选的，所述沟道层的厚度为100nm-300nm；
5.一种氩离子注入实现gan基增强型场效应晶体管的制造方法，包括制作外延结构的步骤以及制作与外延结构匹配的源极、漏极和栅极的步骤，所述栅极设置在所述源极与所述漏极之间，其特征在于，制作外延结构的步骤包括：
6.根据权利要求5所述氩离子注入实现gan基增强型场效应晶...
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