本发明的至少一实施例涉及异质结场效应晶体管器件结构，尤其涉及一种阈值电压可调的异质结场效应晶体管器件结构及其制备方法。
背景技术：
1、量子计算是利用量子叠加与量子纠缠等效应对数据进行读写、操作的新型计算机架构，并行计算的方式可以让该架构兼具快速及复杂的运算，因此量子计算成为了未来科技“必争之地”。半导体门控量子点作为众多实现量子计算的方案之一，以其较高的灵活性以及与现代半导体集成电路工艺相兼容的特点，得到了蓬勃的发展。
2、而实现半导体量子计算的固态体系多种多样，其中，硅锗/锗/硅锗异质结（sige/ge/sige，也称为平面应变锗结构，以下简称应变锗结构）中的空穴体系作为编码自旋量子比特（qubit）的载体，由于其较强的自旋轨道耦合而备受诸多研究者所青睐。
3、事实上，在硅锗上制备栅氧其界面态密度比硅材料高两个数量级，因此为了解决应变锗较差的界面特性，在制备过程中通常会在表面增加硅帽层（si cap）作为牺牲层来降低界面态密度。但是该结构结构依然存在大量的界面态密度，一方面是因为硅锗这两种元素存在较大的晶格失配比，这会在si cap层与硅锗（sige）交界面处产生大量的悬挂键，另一方面si cap层在生长时并非采用正常的单晶硅生长方式，而是低温减压化学气相淀积（rpcvd）残余气体附着反应而成，且未作合理的钝化，因此致使si cap自身就具有很多缺陷。
4、除此之外，位于应变锗埋沟中的空穴由于较低的ge/sige/si cap价带差，导致埋沟中的空穴很容易发生福勒-诺德海姆（fowder-nordheim，f-n）表面隧穿从而囚禁在sicap表面的界面态中，囚禁在界面态中的空穴在低温下由于不对称的势垒很难被释放出来从而形成一系列的正的带电中心，这些带电中心在增加电荷噪声的同时也导致空穴型器件的阈值电压绝对值升高，且较高的界面态密度导致表面隧穿很难达到平衡状态，造成阈值一直发生漂移。
5、为了解决异质结场效应晶体管器件结构阈值漂移的问题，相关技术中提出的方案是增厚硅锗势垒层，来降低势垒层电场，从而减小f-n表面隧穿概率，以达到快速平衡目的，但是这种方案仅适用于栅压较小且变化较慢的情况。
技术实现思路
1、为解决现有技术方案中的技术问题至少之一，本发明提供一种异质结场效应晶体管器件结构，能够调节阈值电压。
2、作为本发明实施例的一个方面，提供了一种异质结场效应晶体管器件结构，包括衬底、异质结晶圆、栅氧化层、栅极、p型源漏电极和n型源漏电极。异质结晶圆设置在上述衬底上，上述异质结晶圆包括量子阱层，上述量子阱层内形成埋沟通道；栅氧化层设置在上述异质结晶圆上；栅极设置在上述栅氧化层上；p型源漏电极与上述栅极间隔设置，穿过上述栅氧化层延伸至上述量子阱层，与上述量子阱层和上述栅极形成p型场效应晶体管；n型源漏电极与上述栅极和上述p型源漏电极间隔设置，穿过上述栅氧化层延伸至上述量子阱层，与上述量子阱层和上述栅极形成n型场效应晶体管；其中，改变向上述栅极施加的电场的方向，使上述异质结晶圆与上述栅氧化层的交界面的禁带中的能级缺陷存储或复合电荷载体，以改变上述能级缺陷的电荷量，从而控制上述n型场效应晶体管和上述p型场效应晶体管的阈值电压，其中上述电荷载体包括电子或空穴。
3、根据本发明的实施例，在小于10k的低温条件下，向上述栅极施加的电场强度超过电子的福勒-诺德海姆临界隧穿场强，使上述电荷载体在上述电场的作用下隧穿至上述能级缺陷中，形成固定电荷。
4、根据本发明的实施例，将上述p型源漏电极与外部的电路连接，向上述栅极施加负栅压，通过上述p型源漏电极向上述埋沟通道内引入的空穴，隧穿至上述交界面囚禁在上述能级缺陷中，形成正固定电荷，使上述p型场效应晶体管的阈值电压升高，并使上述n型场效应晶体管的阈值电压降低。
5、根据本发明的实施例，上述异质结场效应晶体管器件结构还包括：将上述n型源漏电极与外部的电路连接，向上述栅极施加正栅压，从上述n型源漏电极引入的位于上述埋沟通道的电子，在上述正栅压提供的电场的诱导下隧穿至交界面，并弛豫到位于上述禁带边缘的浅能级缺陷和位于禁带中心的深能级缺陷中，被上述浅能级缺陷捕获的空穴在上述电场的诱导下，重新注入到上述埋沟通道内并经上述p型源漏流出，被上述深能级缺陷捕获的空穴被注入的电子复合，回到初始状态。
6、根据本发明的实施例，将上述n型源漏电极与外部的电路连接，向上述栅极施加正栅压，通过上述n型源漏电极向上述埋沟通道内引入的电子，上述电子隧穿至上述交界面，并弛豫上述能级缺陷中，被上述能级缺陷捕获，形成负固定电荷，使上述n型场效应晶体管的阈值电压升高，并使上述p型场效应晶体管的阈值电压降低。
7、根据本发明的实施例，上述异质结场效应晶体管器件结构还包括控制上述电场的强度和维持时间，以控制被捕获进上述能级缺陷中的电荷载体的数量，实现阈值电压的调节。
8、根据本发明的实施例，上述异质结晶圆包括第一势垒层、第二势垒层和帽层。第一势垒层设置在上述衬底上，其中，上述量子阱层设置在上述第一势垒层上；第二势垒层设置在上述量子阱层上，适用于与上述第一势垒层配合将电子或空穴限制在上述量子阱层；帽层设置在上述第二势垒层上；其中，上述交界面位于上述帽层与上述栅氧化层之间。
9、根据本发明的实施例，上述量子阱层保持压应变，上述第二势垒层弛豫，上述帽层与上述第二势垒层形成张应变状态，在上述交界面处将形成异质结骑跨型能带，使上述埋沟通道能够囚禁空穴或电子。
10、根据本发明的实施例，上述n型源漏电极包括两个间隔设置的n型注入区和两个n型欧姆接触电极。两个n型注入区从上述异质结晶圆的表面向下延伸至上述量子阱层；两个n型欧姆接触电极，分别与上述栅极间隔穿过上述栅氧化层延伸至两个上述n型注入区，以与外部的电路连接；
11、上述p型源漏电极包括两个间隔设置的p型注入区和两个p型欧姆接触电极。两个p型注入区从上述异质结晶圆的表面向下延伸至上述量子阱层；两个p型欧姆接触电极分别与上述栅极间隔穿过上述栅氧化层延伸至两个上述p型注入区，以与外部的电路连接。
12、作为本发明实施例的另一个方面，提供了一种上述任一种异质结场效应晶体管器件结构的制备方法，包括：
13、采用化学气相沉积技术在衬底上生长异质结晶圆；
14、使用反应离子刻蚀技术对上述异质结晶圆进行台面刻蚀，以形成四个对准标记区；
15、使用光刻胶作为掩膜，在其中两个对准标记区进行p型注入，并用快速热退火激活，以形成p型注入区；在另外两个对准标记区进行n型注入，并用快速热退火激活，以形成n型注入区；
16、使用原子层沉积技术生长栅氧化层；
17、使用电子束蒸发技术淀积栅极；
18、使用对离子注入局部区域上方的栅氧化层进行刻蚀形成两个p型窗口和两个n型窗口；
19、在上述两个p型窗口内淀积p型欧姆接触电极，在上述两个n型窗口内淀积n型欧姆接触电极。
20、根据本发明实施例的异质结场效应晶体管器件结构，在异质结晶圆上形成共栅结构的p型场效应晶体管和n型超效应晶体管，通过改变向栅极施加的电池的方向，使异质结晶圆与栅氧化层的交界面的禁带中的能级缺陷存储或复合电荷载体，以改变能级缺陷的电荷量，从而控制n型场效应晶体管和p型场效应晶体管的阈值电压，实现阈值电压可控的目的，不需要将异质结场效应晶体管器件结构恢复至常温就能够对阈值电压进行调节。
1.一种异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求2所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，还包括控制所述电场的强度和维持时间，以控制被捕获进所述能级缺陷中的电荷载体的数量，实现阈值电压的调节。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，所述异质结晶圆包括：
8.根据权利要求7所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，所述量子阱层保持压应变，所述第二势垒层弛豫，所述帽层与所述第二势垒层形成张应变状态，在所述交界面处将形成异质结骑跨型能带，使所述埋沟通道能够囚禁空穴或电子。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的异质结场效应晶体管器件结构，其特征在于，所述n型源漏电极包括：
10.一种如权利要求1-9中任一项所述异质结场效应晶体管器件结构的制备方法，其特征在于，包括：
