一种垂直增强型FinFET器件及其制备方法与流程

一种垂直增强型finfet器件及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种垂直增强型finfet器件及其制备方法。


背景技术：

2.近年来，ga2o3已被确定为功率器件应用中最重要的半导体之一，其最稳定的晶体结构单斜β-ga2o3具有高达4.9ev的超宽禁带宽度，高达8mv/cm的超高击穿电场和高达250cm2/v
·
s的电子迁移率，使高电压、高电流和稳定装置即使在严酷的环境下也能稳定操作。除此之外，ga2o3另一个巨大优势是目前大部分研究和应用所使用的衬底都是通过熔体生长的方法获得的大面积低位错密度(～102cm-2
)的大块ga2o3衬底。通过衬底获得的高质量、高迁移率和n型掺杂可控的外延层为功率器件的开发奠定了基础。
3.目前，对于功率开关器件中的场效应晶体管(field effect transistor，fets)和肖特基二极管(schottky barrier diode，sbds)来说，过去几年里关于ga2o3基的横向水平型器件和纵向垂直型器件都报导出极佳的性能参数。但从充分发挥ga2o3材料两大优势方面来说，垂直型器件有更佳的电场分布，同时利用高掺杂的低阻ga2o3自支撑衬底，能够实现极高的击穿电压和低导通电阻。在场效应晶体管中，与平面栅场效应晶体管相比，鳍型栅场效应晶体管(finfet)具有更高的电子迁移率、更强的栅控能力和更小的泄漏电流。现有的ga2o3基finfet器件的工艺都很类似，基本上都是先在ga2o3漂移层上通过外延或者离子注入的方式得到一层高掺的ga2o3薄膜，然后利用icp刻蚀，在ga2o3漂移层上刻蚀出鳍型结构，最后再沉积栅极金属和源漏极金属，制备出具有鳍型栅结构的垂直型ga2o3基finfet器件。但是，与许多其他宽带隙半导体相似，由于缺乏高导电性的p型ga2o3，ga2o3基功率器件只能进行单极导电，无法制备出垂直增强型的finfet器件。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种垂直增强型finfet器件及其制备方法，旨在解决现有技术无法制备出垂直增强型的finfet器件的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.本发明的第一方面，提供一种垂直增强型finfet器件，其中，包括从下至上依次层叠设置的漏极、ga2o3衬底、ga2o3漂移层，所述ga2o3漂移层具有凸起的鳍部；
8.所述垂直增强型finfet器件还包括：
9.依次层叠设置在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部上的ga2o3高阻层、ga2o3高导层、源极；所述ga2o3高阻层中掺杂有受主离子；
10.设置在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部侧壁及所述ga2o3漂移层表面上的绝缘栅介质层；以及，
11.设置在所述绝缘栅介质层上的栅极。
12.可选地，所述漏极的材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种；所述源极的材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种；所述栅极的材料选自镍、金、钛、铝、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种。
13.可选地，所述受主离子选自n离子、mg离子中的至少一种。
14.可选地，所述ga2o3高导层中掺杂有施主离子。
15.可选地，所述施主离子选自si离子、sn离子、ge离子、v离子、nb离子、ta离子中的至少一种。
16.可选地，所述ga2o3高导层中的电子浓度为1
×
10
19
～5
×
10
19
cm-3
。
17.可选地，在竖直方向上，所述鳍部的高度为500～1000nm，所述鳍部的宽度为600～1000nm；
18.在竖直方向上，所述绝缘栅介质层在所述鳍部侧壁上的高度大于所述鳍部的高度，小于所述鳍部与所述ga2o3高阻层高度之和。
19.本发明的第二方面，提供一种本发明如上所述的垂直增强型finfet器件的制备方法，其中，包括步骤：
20.提供ga2o3衬底；
21.在所述ga2o3衬底上形成ga2o3漂移层，所述ga2o3漂移层具有凸起的鳍部；在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部上依次形成ga2o3高阻层、ga2o3高导层；所述ga2o3高阻层中掺杂有受主离子；
22.在所述ga2o3高导层上形成源极；在所述ga2o3衬底背离所述ga2o3漂移层一侧的表面上形成漏极；
23.在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部侧壁及所述ga2o3漂移层表面上形成绝缘栅介质层；
24.在所述绝缘栅介质层上形成栅极。
25.可选地，通过离子注入法，在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部上形成ga2o3高阻层；
26.通过离子注入法或外延法，在所述ga2o3高阻层上形成ga2o3高导层。
27.可选地，在所述ga2o3高导层上沉积第一金属材料，形成源极；
28.在所述ga2o3衬底背离所述ga2o3漂移层一侧的表面上沉积第二金属材料，形成漏极；
29.在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部侧壁及所述ga2o3漂移层表面上沉积绝缘材料，形成绝缘栅介质层；
30.在所述绝缘栅介质层上沉积第三金属材料，形成栅极。
31.有益效果：本发明在finfet器件的鳍型电子沟道中形成掺杂有受主离子的ga2o3高阻层，实现电子耗尽，然后利用栅压促进电子在绝缘栅介质附近形成电子积累层，从而实现垂直增强型finfet器件，即本发明不需要使用p型材料就能实现增强型，避免了对p型ga2o3的过度依赖，对提升ga2o3基功率器件的性能和可靠性具有重要的意义。
附图说明
32.图1为本发明实施例中垂直增强型finfet器件的结构示意图。
33.图2为本发明实施例中垂直增强型finfet器件的制备流程示意图，其中，(a)为在
ga2o3衬底上形成ga2o3薄膜的示意图；(b)为在ga2o3薄膜的上层部分注入受主离子形成ga2o3高阻膜的示意图；(c)为在ga2o3高阻膜的上层部分注入施主离子形成ga2o3高导膜的示意图；(d)为在ga2o3高导膜表面的两侧垂直向下对称刻蚀出l型凹槽的示意图；(e)为ga2o3高导层上形成源极；在ga2o3衬底背离ga2o3漂移层一侧的表面上形成漏极的示意图；(f)为退火的步骤；(g)为通过ald方法在步骤s3中得到的器件的上表面沉积al2o3的示意图；(h)在al2o3层上沉积第三金属的示意图；(i)为在源极区域上方开孔漏出源极的示意图。
具体实施方式
34.本发明提供一种垂直增强型finfet器件及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
36.本发明实施例提供一种垂直增强型finfet器件，其中，如图1所示，包括从下至上依次层叠设置的漏极1、ga2o3衬底2、ga2o3漂移层3，所述ga2o3漂移层3具有凸起的鳍部31；
37.所述垂直增强型finfet器件还包括：
38.依次层叠设置在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31上的ga2o3高阻层4、ga2o3高导层5、源极6；所述ga2o3高阻层4中掺杂有受主离子；
39.设置在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31侧壁及所述ga2o3漂移层3表面上的绝缘栅介质层7；以及，
40.设置在所述绝缘栅介质层7上的栅极8。
41.本发明实施例在finfet器件的鳍型电子沟道中形成掺杂有受主离子的ga2o3高阻层，实现电子耗尽，然后利用栅压促进电子在绝缘栅介质附近形成电子积累层，从而实现垂直增强型finfet器件，即本发明不需要使用p型材料就能实现增强型，避免了对p型ga2o3的过度依赖，对提升ga2o3基功率器件的性能和可靠性具有重要的意义。
42.本实施例中，栅极不加电压时，由于高阻层的存在，电子无法从源极输送到漏极，器件处于截止状态；当施加正向电压后，在鳍部两侧介质层与氧化镓界面处，半导体能带发生弯曲，当正向电压大于阈值电压时，能带弯曲程度加深，本征费米能级低于费米能级，导带相比价带更靠近费米能级，此时与氧化物-半导体界面相邻的半导体表面是n型的，从而产生了电子反型层，此时源极至漏极的电子通道打开，器件处于导通状态，以此实现增强型。
43.本实施例中，所述受主离子即为可作为补偿受主实现电子耗尽的离子。
44.在一些实施方式中，所述漏极的厚度为50～200nm，例如可以是50nm、60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等。
45.在一些实施方式中，所述漏极的材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种，但不限于此。作为举例，当所述漏极的材料选自钛和金，所述漏极由层叠的钛层和金层构成(可记作ti/au)，其中，钛层的厚度可为50nm，金层的厚度可为150nm(ti/au层的厚度记作50/150nm)，钛层贴合ga2o3衬底设置。
46.在一些实施方式中，所述ga2o3衬底的厚度为100～1000μm，例如可以是100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm等。
47.在一些实施方式中，所述ga2o3衬底中的材料选自n型ga2o3。
48.在进一步的实施方式中，所述n型ga2o3为n型β-ga2o3，n型β-ga2o3具有单斜晶体结构，热稳定性最好。
49.在更进一步的一些实施方式中，所述n型β-ga2o3为sn、ge、v、nb、ta、mo、w、sb中的一种或多种掺杂的n型β-ga2o3，掺杂后n型β-ga2o3的电子浓度为1
×
10
18
～2
×
10
19
cm-3
。
50.在一些实施方式中，如图1所示，所述ga2o3漂移层包括基部32和设置在所述基部32上的鳍部31，所述基部32的厚度(也可称为在竖直方向上的高度)为4～19.9μm(例如可以是4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、15μm、17μm、18μm或19μm等)，所述鳍部31的厚度(也可称为在竖直方向上的高度)为500～1000nm(例如可以是500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm等)，所述鳍部的宽度为600～1000nm(600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm等)。
51.在进一步的实施方式中，所述ga2o3漂移层的材料为β-ga2o3。在更进一步的实施方式中，所述β-ga2o3可为si、sn、ge、v、nb、ta中的至少一种掺杂的n型β-ga2o3，其中，ga2o3漂移层的电子浓度小于ga2o3衬底的电子浓度，具体为5
×
10
15
～1
×
10
17
cm-3
。
52.在一些实施方式中，所述ga2o3高阻层的厚度(也可称为在竖直方向上的高度)为200～600nm，例如可以是200nm、300nm、400nm、500nm或600nm等。
53.在一些实施方式中，所述ga2o3高阻层中掺杂的受主离子选自n离子、mg离子中的至少一种，但不限于此。这些受主离子作为补充受主实现电子耗尽。进一步地，这些受主离子的掺杂浓度为1
×
10
18
～5
×
10
18
个/cm3。
54.在一些实施方式中，所述ga2o3高导层的厚度为50～150nm，例如可以是50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、120nm或150nm。
55.在一些实施方式中，所述ga2o3高导层中掺杂施主离子。在一些实施发生中，所述施主离子选自有si离子、sn离子、ge离子、v离子、nb离子、ta离子中的至少一种，但不限于此。这些离子的注入可有效提高ga2o3高导层中的电子浓度，实现高电子浓度的ga2o3高导层，进一步与源极形成良好的欧姆接触，进一步降低器件的导通电阻、提高器件的耐压性能。进一步地，这些离子的掺杂浓度为2
×
10
19
～2
×
10
20
个/cm3。
56.在进一步的实施方式中，所述ga2o3高导层中的电子浓度为1
×
10
19
～5
×
10
19
cm-3
。
57.在一种实施方式中，如图1所示，所述绝缘栅介质层7呈l型，包括水平部分71和垂直连接在水平部分边缘的竖直部分72，竖直部分72设置在所述漂移层凸起的鳍部31的侧壁上，水平部分71设置在所述ga2o3漂移层基部32的表面上。
58.在一些实施方式中，所述绝缘栅介质层的水平部分和垂直部分的厚度均为20～60nm，例如可以是20nm、30nm、40nm、50nm或60nm。
59.在一些实施方式中，如图1所示，在竖直方向上，所述绝缘栅介质层7在所述ga2o3漂移层3鳍部31侧壁上的高度大于所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31的高度，小于所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31与所述ga2o3高阻层4高度之和。也即是说，呈l型的绝缘栅介质层的竖直部分72的高度与水平部分71的厚度之和大于所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31的高度，小于所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31与所述ga2o3高阻层4高度之和。
60.在一些实施方式中，所述绝缘栅介质层的材料选自al2o3、sio2、aln中的至少一种，
但不限于此。
61.在一些实施方式中，如图1所示，所述栅极8设置在所述绝缘栅介质层7上，同样呈l型，包括水平部分81和竖直部分82。在进一步的一些实施方式中，所述水平部分81和竖直部分82的厚度均为50～200nm，例如可以是50nm、60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等。
62.在一些实施方式中，所述栅极的材料选自镍、金、钛、铝、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种，但不限于此。作为举例，当所述栅极的材料选自镍和金时，所述栅极由层叠的镍层和金层构成(可记作ni/au)，其中镍层的厚度可为50nm，金层的厚度可为150nm(ni/au层的厚度记作50/150nm)，镍层贴合所述绝缘栅介质层设置。
63.在一些实施方式中，所述源极的厚度为50～200nm，例如可以是50nm、60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等。
64.在一些实施方式中，所述源极的材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种，但不限于此。作为举例，当所述源极的材料选自钛和金时，所述源极由层叠的钛层和金层构成(可记作ti/au)，其中钛层的厚度可为50nm，金层的厚度可为150nm(ti/au层的厚度记作50/150nm)，钛层贴合ga2o3高阻层设置。
65.本发明实施例还提供一种本发明实施例如上所述的垂直增强型finfet器件的制备方法，其中，如图2所示，包括步骤：
66.s1、如图2中(a)所示，提供ga2o3衬底2；
67.s2、如图2中(d)所示，在所述ga2o3衬底2上形成ga2o3漂移层3，所述ga2o3漂移层3具有凸起的鳍部31；在所述ga2o3漂移层3凸起的鳍部31上依次形成ga2o3高阻层4、ga2o3高导层5；所述ga2o3高阻层4中掺杂有受主离子；
68.s3、如图2中(e)所示，在所述ga2o3高导层5上形成源极6；在所述ga2o3衬底2背离所述ga2o3漂移层3一侧的表面上形成漏极1；
69.s4、如图2中(i)所示，在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31侧壁及所述ga2o3漂移层3表面上形成绝缘栅介质层7；
70.s5、如图2中(i)所示，在所述绝缘栅介质层7上形成栅极8。
71.通过本发明提供的制备方法制备得到了垂直增强型finfet器件，具体地，在finfet器件的鳍型电子沟道中形成掺杂有受主离子的ga2o3高阻层，实现电子耗尽，然后利用栅压促进电子在绝缘栅介质附近形成电子积累层，从而实现垂直增强型finfet器件，避免了对p型ga2o3的过度依赖，对提升ga2o3基功率器件的性能和可靠性具有重要的意义。
72.步骤s1中，ga2o3衬底的厚度及掺杂元素、电子浓度等如上文所述，此处不再详述。
73.步骤s2中，ga2o3漂移层的厚度及掺杂元素、电子浓度等如上文所述，此处不再详述。
74.在一些实施方式中，通过离子注入法，在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部上形成ga2o3高阻层；通过离子注入法或外延法，在所述ga2o3高阻层上形成ga2o3高导层。
75.在一些实施发生方式中，所述外延法包括但不限于金属有机化合物化学气相沉积(mocvd)、分子束外延(mbe)、氢化物气相外延(hvpe)中的一种。
76.步骤s2中，在一些实施方式中，如图2中(a)-(d)所示，在所述ga2o3衬底2上形成ga2o3漂移层3，所述ga2o3漂移层3具有凸起的鳍部31；在所述ga2o3漂移层3凸起的鳍部31上
的依次形成ga2o3高阻层4、ga2o3高导层5的步骤具体包括：
77.s201、如图2中(a)所示，在所述ga2o3衬底2上形成ga2o3薄膜3’，所述ga2o3薄膜包括上层部分和下层部分(所述ga2o3薄膜3’的下层部分经步骤s204刻蚀后形成ga2o3漂移层3)；
78.s202、如图2中(b)所示，在所述ga2o3薄膜3’的上层部分注入受主离子，退火后，形成ga2o3高阻膜4’，所述ga2o3高阻膜4’包括上层部分和下层部分(所述ga2o3高阻膜4’的下层部分经步骤s204刻蚀后形成ga2o3高阻层4)；
79.s203、如图2中(c)所示，在所述ga2o3高阻膜4’的上层部分注入施主离子，退火后，形层ga2o3高导膜5’(ga2o3高导膜5’经步骤s204刻蚀后形成ga2o3高导层5)；
80.s204、如图2中(d)所示，在所述ga2o3高导膜5’表面的两侧垂直向下对称刻蚀出l型凹槽，凹槽的底部抵至所述ga2o3薄膜3’的下层部分，呈现出鳍型结构，即在所述ga2o3衬底2上依次形成具有鳍部的ga2o3漂移层3、ga2o3高阻层4、ga2o3高导层5。本实施方式中，所述刻蚀方法可采用电感耦合等离子体(icp)刻蚀法。
81.步骤s202，在注入受主离子前，可先沉积一层sio2薄膜作为离子注入牺牲层，以增强离子注入时的随机性，避免ga2o3薄膜表面被污染、避免注入损失。
82.步骤s202中退火的目的是激活受主离子，步骤s203中退火的目的是激活施主离子。
83.在进一步的实施方式中，在刻蚀出l型凹槽后，用ga自反应腐蚀去修复表面降低刻蚀损伤，即本实施方式中结合icp刻蚀和ga自反应腐蚀使得刻蚀损伤小、界面态低、表面形貌好，大大降低了干法刻蚀带来的刻蚀损伤。同时ga自反应腐蚀修复工艺不会在表面形成附产物，影响后续器件的制备。具体地，在没有活性氧的条件下，暴露在ga通量中的ga2o3表面会被腐蚀，化学反应如下式(1)所示：
84.4ga(s)+ga2o3(s)
→
3ga2o(g)(1)
85.通过控制ga流量的大小与腐蚀时间，改善刻蚀后表面粗糙的形貌，修复刻蚀损伤。
86.其中的ga2o3漂移层的厚度、掺杂元素、电子浓度等参见上文所述，ga2o3高阻层、ga2o3高导层的厚度、注入离子种类、离子浓度等参见上文所述，此处不再赘述。
87.步骤s3中，在一些实施方式中，在所述ga2o3高导层上沉积第一金属材料，形成源极。源极的厚度参见上文。具体地，可采用包括但不限于电子束蒸发法或溅射方法在所述ga2o3高导层上沉积第一金属材料，形成源极。其中，所述第一金属材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种，但不限于此。
88.在一些具体的实施方式中，采用电子束蒸发法在所述ga2o3高导层上先后沉积ti、au，形成ti/au源极，ti层贴合ga2o3高导层设置，并利用揭开-剥离(lift-off)工艺进行金属剥离，形成源极。
89.在一些实施方式中，在所述ga2o3衬底背离所述ga2o3漂移层一侧的表面上沉积第二金属材料，形成漏极。漏极的厚度参见上文。具体地，可采用包括但不限于电子束蒸发法或溅射方法在所述ga2o3衬底背离所述ga2o3漂移层一侧的表面上沉积第二金属材料，形成漏极。其中，所述第二金属材料选自钛、金、铝、镍、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的一种或多种，但不限于此。
90.在一些具体的实施方式中，采用电子束蒸发法在所述ga2o3衬底背离所述ga2o3漂移层一侧的表面上先后沉积ti、au，形成ti/au漏极，ti层贴合ga2o3衬底，并利用揭开-剥离
(lift-off)工艺进行金属剥离，形成漏极。
91.如图2中(f)所示，在步骤s3之后，步骤s4之前，还包括退火的步骤，目的是使漏极1与ga2o3衬底2形成欧姆接触，源极6与ga2o3高导层5形成欧姆接触。
92.在一些实施方式中，所述退火的温度为450～470℃，所述退火的时间为1min。
93.步骤s4中，在一些实施方式中，在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部侧壁及所述ga2o3漂移层表面上沉积绝缘材料，形成绝缘栅介质层。
94.在一些实施方式中，通过包括但不限于原子层沉积(ald)法在所述ga2o3漂移层凸起的鳍部侧壁及所述ga2o3漂移层表面上沉积绝缘材料，形成绝缘栅介质层。绝缘栅介质层的厚度参见上文。
95.在一些实施方式中，所述绝缘材料可为al2o3、sio2、aln中的至少一种，但不限于此。
96.在一些具体的实施方式中，所述绝缘材料为al2o3。
97.步骤s5中，在一些实施方式中，在所述绝缘栅介质层沉积第三金属材料，形成栅极。所述栅极的厚度参见上文所述。具体地，可采用包括但不限于电子束蒸发法或溅射方法在所述绝缘栅介质层上沉积第三金属材料，形成栅极。其中，所述第三金属材料选自镍、金、钛、铝、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨中的至少一种，但不限于此。
98.在一些具体的实施方式中，采用电子束蒸发法在所述绝缘栅介质层上先后沉积ni、au，形成ni/au栅极，ni层贴合绝缘栅介质层表面设置，并利用揭开-剥离(lift-off)工艺进行金属剥离，形成栅极。
99.如图2中(g)-(i)所示，在一些具体的实施方式中，步骤s4-s5的步骤具体包括：
100.如图2中(g)所示，通过ald方法在步骤s3中得到的器件的上表面沉积al2o3，形成al2o3层7’；
101.如图2中(h)所示，在al2o3层7’上沉积第三金属，形成金属层8’；
102.如图2中(i)所示，在源极区域上方开孔漏出源极6(刻蚀掉源极区域上方al2o3层和金属层)，则剩余的al2o3层即为绝缘栅介质层7，剩余的金属层即为栅极8。(即所述ga2o3漂移层凸起的鳍部31侧壁及所述ga2o3漂移层3表面上形成绝缘栅介质层7；在所述绝缘栅介质层7上形成栅极8)。
103.下面通过具体的实施例进行详细说明。
104.实施例1
105.如图2所示，垂直增强型finfet器件的制备方法包括步骤：
106.(1)如图2中(a)所示，取氧化镓同质外延片，然后依次用丙酮、异丙醇各超声清洗5min，再用大量去离子水冲洗，之后用氮气吹干，吹干后的氧化镓同质外延片即为含有n型β-ga2o3薄膜3’的n型β-ga2o3衬底2，其中n型β-ga2o3衬底2为sn掺杂，厚度为650μm，电子浓度为1
×
10
19
cm-3
，n型β-ga2o3薄膜3’为si掺杂，厚度为10μm，电子浓度为1
×
10
16
cm-3
；
107.(2)如图2中(b)所示，分别以sih4、n2o作为硅源、氧源，通过pecvd法在n型β-ga2o3薄膜3’上生长100nm厚的sio2薄膜作为离子注入牺牲层，然后通过离子注入机将n离子注入到从n型β-ga2o3薄膜3’表面至深度为500nm的上层部分，形成厚度为500nm的注入有n离子的β-ga2o3高阻膜4’，n离子的注入浓度为2.5
×
10
18
个/cm3，然后在管式退火炉中1100℃退火30min，激活n离子；
108.(3)如图2中(c)所示，然后通过离子注入机将si离子注入到从注入有n离子的β-ga2o3高阻膜4’表面至深度为100nm的上层部分，形成厚度为100nm的同时注入有si离子和n离子的β-ga2o3高导膜5’，si离子的注入浓度为5
×
10
19
个/cm3，然后在管式退火炉中850℃退火30min，激活si离子；剥离掉sio2薄膜；
109.(4)如图2中(d)所示，利用icp法在β-ga2o3高导膜5’表面两侧对称刻蚀出l型凹槽，l型凹槽底部抵至n型β-ga2o3薄膜3’的下层部分，形成鳍型结构，然后用ga自反应腐蚀去修复刻蚀表面降低刻蚀损伤，在n型β-ga2o3衬底2上形成具有鳍部31的n型β-ga2o3漂移层3、在鳍部31上形成注入有n离子的β-ga2o3高阻层4，在注入有n离子的β-ga2o3高阻层4上形成注入有si离子的β-ga2o3高导层5(此高导层同时注入有n离子)，鳍部31的高度为600nm，宽度为800nm；
110.(5)如图2中(e)所示，利用电子束蒸发法，在注入有si离子的β-ga2o3高导层5上先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，在所述n型β-ga2o3衬底2背离所述n型β-ga2o3漂移层3的一侧先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离后，分别形成源极6和漏极1；
111.(6)如图2中(f)所示，将上述制备的器件放置在快速热处理炉内，在n2环境中，470℃退火1min以形成良好的欧姆接触；
112.(7)如图2中(g)所示，分别以三甲基铝(tma)和水蒸汽(h2o)作为前驱体，利用ald工艺，在步骤(6)制得的器件的上表面上淀积厚度为40nm的al2o3层7’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成绝缘栅介质层7)；
113.(8)如图2中(h)所示，利用电子束蒸发法在al2o3层7’上先后沉积ni和au，形成厚度为50/150nm的ni/au层8’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成栅极8)，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离；并在源极区域上方开孔漏出源极，得到如图2中(i)所示的垂直增强型finfet器件。
114.实施例2
115.如图2所示，垂直增强型finfet器件的制备方法包括步骤：
116.(1)如图2中(a)所示，取氧化镓同质外延片，然后依次用丙酮、异丙醇各超声清洗5min，再用大量去离子水冲洗，之后用氮气吹干，吹干后的氧化镓同质外延片即为含有n型β-ga2o3薄膜3’的n型β-ga2o3衬底2，其中n型β-ga2o3衬底2为v掺杂，厚度为100μm，电子浓度为1
×
10
18
cm-3
，n型β-ga2o3薄膜3’，厚度为5μm，电子浓度为5
×
10
15
cm-3
；
117.(2)如图2中(b)所示，分别以sih4、n2o作为硅源、氧源，通过pecvd法在n型β-ga2o3薄膜3’上生长100nm厚的sio2薄膜作为离子注入牺牲层，然后通过离子注入机将n离子注入到从n型β-ga2o3薄膜3’表面至深度为300nm的上层部分，形成厚度为300nm的注入有n离子的β-ga2o3高阻膜4’，n离子的注入浓度为5
×
10
18
个/cm3，然后在管式退火炉中1100℃退火30min，激活n离子；
118.(3)如图2中(c)所示，然后通过离子注入机将si离子注入到从注入有n离子的β-ga2o3高阻膜4’表面至深度为50nm的上层部分，形成厚度为50nm的同时注入有si离子和n离子的β-ga2o3高导膜5’，si离子的注入浓度为2
×
10
20
个/cm3，然后在管式退火炉中850℃退火30min，激活si离子；剥离掉sio2薄膜；
119.(4)如图2中(d)所示，利用icp法在β-ga2o3高导膜5’表面两侧对称刻蚀出l型凹槽，
l型凹槽底部抵至n型β-ga2o3薄膜3’的下层部分，形成鳍型结构，然后用ga自反应腐蚀去修复刻蚀表面降低刻蚀损伤，在n型β-ga2o3衬底2上形成具有鳍部31的n型β-ga2o3漂移层3、在鳍部31上形成注入有n离子的β-ga2o3高阻层4，在注入有n离子的β-ga2o3高阻层4上形成注入有si离子的β-ga2o3高导层5(此高导层同时注入有n离子)，鳍部31的高度为500nm，宽度为600nm；
120.(5)如图2中(e)所示，利用电子束蒸发法，在注入有si离子的β-ga2o3高导层5上先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，在所述n型β-ga2o3衬底2背离所述n型β-ga2o3漂移层3的一侧先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离后，分别形成源极6和漏极1；
121.(6)如图2中(f)所示，将上述制备的器件放置在快速热处理炉内，在n2环境中，470℃退火1min以形成良好的欧姆接触；
122.(7)如图2中(g)所示，分别以三甲基铝(tma)和水蒸汽(h2o)作为前驱体，利用ald工艺，在步骤(6)制得的器件的上表面上淀积厚度为20nm的al2o3层7’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成绝缘栅介质层7)；
123.(8)如图2中(h)所示，利用电子束蒸发法在al2o3层7'上先后沉积ni和au，形成厚度为50/150nm的ni/au层8’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成栅极8)，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离；并在源极区域上方开孔漏出源极，得到如图2中(i)所示的垂直增强型finfet器件。
124.实施例3
125.如图2所示，垂直增强型finfet器件的制备方法包括步骤：
126.(1)如图2中(a)所示，取氧化镓同质外延片，然后依次用丙酮、异丙醇各超声清洗5min，再用大量去离子水冲洗，之后用氮气吹干，吹干后的氧化镓同质外延片即为含有n型β-ga2o3薄膜3’的n型β-ga2o3衬底2，其中n型β-ga2o3衬底2为si掺杂，厚度为1000μm，电子浓度为2
×
10
19
cm-3
，n型β-ga2o3薄膜3’为si掺杂，厚度为20μm，电子浓度为1
×
10
17
cm-3
；
127.(2)如图2中(b)所示，分别以sih4、n2o作为硅源、氧源，通过pecvd法在n型β-ga2o3薄膜3’上生长100nm厚的sio2薄膜作为离子注入牺牲层，然后通过离子注入机将mg离子注入到从n型β-ga2o3薄膜3’表面至深度为600nm的上层部分，形成厚度为600nm的注入有mg离子的β-ga2o3高阻膜4’，n离子的注入浓度为1
×
10
18
个/cm3，然后在管式退火炉中1100℃退火30min，激活n离子；
128.(3)如图2中(c)所示，然后通过离子注入机将si离子注入到从注入有mg离子的β-ga2o3高阻膜4’表面至深度为150nm的上层部分，形成厚度为150nm的同时注入有si离子和mg离子的β-ga2o3高导膜5’，si离子的注入浓度为2
×
10
19
个/cm3，然后在管式退火炉中850℃退火30min，激活si离子；剥离掉sio2薄膜；
129.(4)如图2中(d)所示，利用icp法在β-ga2o3高导膜5’表面两侧对称刻蚀出l型凹槽，l型凹槽底部抵至n型β-ga2o3薄膜3’的下层部分，形成鳍型结构，然后用ga自反应腐蚀去修复刻蚀表面降低刻蚀损伤，在n型β-ga2o3衬底2上形成具有鳍部31的n型β-ga2o3漂移层3、在鳍部31上形成注入有n离子的β-ga2o3高阻层4，在注入有n离子的β-ga2o3高阻层4上形成注入有si离子的β-ga2o3高导层5(此高导层同时注入有n离子)，其中鳍部31的高度为900nm，宽度为1000nm；
130.(5)如图2中(e)所示，利用电子束蒸发法，在注入有si离子的β-ga2o3高导层5上先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，在所述n型β-ga2o3衬底2背离所述n型β-ga2o3漂移层3的一侧先后沉积ti和au，得到厚度为50/150nm的ti/au层，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离后，分别形成源极6和漏极1；
131.(6)如图2中(f)所示，将上述制备的器件放置在快速热处理炉内，在n2环境中，470℃退火1min以形成良好的欧姆接触；
132.(7)如图2中(g)所示，分别以三甲基铝(tma)和水蒸汽(h2o)作为前驱体，利用ald工艺，在步骤(6)制得的器件的上表面上淀积厚度为60nm的al2o3层7’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成绝缘栅介质层7)；
133.(8)如图2中(h)所示，利用电子束蒸发法在al2o3层7’上先后沉积ni和au，形成厚度为50/150nm的ni/au层8’(经步骤(8)在源极区域上方开孔后形成栅极8)，并放入剥离液中利用lift-off剥离工艺进行剥离；并在源极区域上方开孔漏出源极，得到如图2中(i)所示的垂直增强型finfet器件。
134.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。