特開 2023-112681 ＨＥＭＴ装置のオーミックコンタクトの製造方法及びＨＥＭＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023112681

(43)【公開日】2023-08-14

(54)【発明の名称】ＨＥＭＴ装置のオーミックコンタクトの製造方法及びＨＥＭＴ装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/338 20060101AFI20230804BHJP

   H01L 29/417 20060101ALI20230804BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20230804BHJP

【ＦＩ】

H01L29/80 F

H01L29/80 H

H01L29/50 J

H01L21/28 301R

H01L21/28 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011292

(22)【出願日】2023-01-27

(31)【優先権主張番号】102022000001700

(32)【優先日】2022-02-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(71)【出願人】

【識別番号】591002692

【氏名又は名称】エスティーマイクロエレクトロニクス エス．アール．エル．

【氏名又は名称原語表記】ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓ．ｒ．ｌ．

(74)【代理人】

【識別番号】100076185

【弁理士】

【氏名又は名称】小橋 正明

(72)【発明者】

【氏名】フェルディナンド イウコラーノ

(72)【発明者】

【氏名】ジウセッペ グレコ

(72)【発明者】

【氏名】パオロ バダラ

(72)【発明者】

【氏名】ファブリヅィオ ロッカフォルテ

(72)【発明者】

【氏名】モニア スペラ

【テーマコード（参考）】

4M104

5F102

【Ｆターム（参考）】

4M104AA04

4M104AA07

4M104BB02

4M104BB14

4M104BB17

4M104BB18

4M104BB30

4M104CC01

4M104DD03

4M104DD15

4M104DD34

4M104DD37

4M104DD43

4M104DD68

4M104DD71

4M104DD79

4M104DD80

4M104FF17

4M104FF18

4M104FF40

4M104GG12

4M104HH15

4M104HH20

5F102GB01

5F102GC01

5F102GD01

5F102GJ02

5F102GJ03

5F102GJ10

5F102GL04

5F102GM04

5F102GQ01

5F102GR04

5F102GS04

5F102GV07

5F102GV08

5F102HC11

5F102HC21

(57)【要約】

【課題】 従来技術の欠点を解消したＨＥＭＴ装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 ＨＥＭＴ装置（１）を製造するために、導電性領域（１５，１６）を半導体ヘテロ構造体（８）を有する作業ボディ（５０）上に形成する。該導電性領域を得るために、炭素を有する第１リアクション領域（６６）を該ヘテロ構造体上に形成し；且つ該第１リアクション領域とコンタクトする第２リアクション領域（７０Ａ）を有する金属積層体（７０）を形成する。該第１リアクション領域（６６）が該第２リアクション領域（７０Ａ）と反応して該導電性領域のインターフェース部分（２５）を形成するように該作業ボディをアニーリングする。該インターフェース部分は、炭素を有する化合物からなり且つ該半導体ヘテロ構造体とオーミックコンタクトしている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体ヘテロ構造体（８）を包含している作業ボディ（５０；１５０）から
ＨＥＭＴ装置（１；１００）を製造する方法であって該半導体ヘテロ構造体とオーミックコンタクトしているインターフェース部分（２５）を有する導電性領域（１５，１６；１１５，１１６）を形成することを包含している該方法において、導電性領域を形成することが、
該半導体ヘテロ構造体上に炭素を包含している第１リアクション領域（６６；１６６）を形成すること、
該第１リアクション領域とコンタクトして延在して第２リアクション領域（７０Ａ；１７０Ａ）を包含している金属積層体（７０；１７０）を形成すること、及び
該第１リアクション領域（６６；１６６）が該第２リアクション領域（７０Ａ；１７０Ａ）と反応して該導電性領域のインターフェース部分（２５；１２５）であって炭素を含有する化合物からなる該インターフェース部分を形成するように該作業ボディをアニーリングすること、
を包含している方法。

【請求項2】

該第２リアクション領域（７０Ａ；１７０Ａ）がチタン又はタンタルからなる請求項１に記載の方法。

【請求項3】

該第１リアクション領域（６６：１６６）が１ｎｍと１０ｎｍとの間で、特に１ｎｍと５ｎｍとの間の厚さを有している請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

該作業ボディをアニーリングすることが４００℃と５５０℃との間で、特に４００℃と５００℃との間の温度において実施される請求項１乃至３の内のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

導電性領域を形成することが、更に、該半導体ヘテロ構造体（８）内に凹所（１６２）を形成することを包含しており、該第１リアクション領域（１６６）が該凹所内に形成される請求項１乃至４の内のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

該半導体ヘテロ構造体（８）が表面（５０Ａ；１５０Ａ）を有しており、第１リアクション領域（６６：１６６）を形成することが、
該半導体ヘテロ構造体の該表面上にマスク（６０；１５３）を形成すること、
該半導体ヘテロ構造体（８）の該表面（１５０Ａ）上に炭素を包含するインターフェース層（６５；１６５）を付着させること、及び
該マスク（６０：１５３）のリフトオフ処理を実施すること、
を包含している請求項１乃至５の内のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

金属積層体（７０；１７０）を形成することが、
該第１リアクション領域（６６；１６６）上に第２リアクション領域（７０Ａ；１７０Ａ）を付着させること、及び
該第２リアクション領域上に充填領域（７０Ｂ；１７０Ｂ）を付着させること、
を包含している請求項１乃至６の内のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

該充填領域がアルミニウムからなる請求項７に記載の方法。

【請求項9】

ＨＥＭＴ装置（１；１００）において、
半導体ヘテロ構造体（８）と、
該半導体ヘテロ構造体とオーミックコンタクトしている導電性領域（１５，１６；１１５，１１６）と、
を有しており、該導電性領域が、炭素を包含しており且つ該半導体ヘテロ構造体と直接コンタクトして延在しているインターフェース部分（２５；１２５）を包含しているＨＥＭＴ装置。

【請求項10】

該導電性領域（１５，１６；１１５，１１６）の該インターフェース部分（２５；１２５）が炭化金属からなる請求項９に記載のＨＥＭＴ装置。

【請求項11】

該導電性領域（１５，１６；１１５，１１６）の該インターフェース部分（２５；１２５）が、炭素及びチタンを包含する化合物又は炭素及びタンタルを包含する化合物である請求項９又は１０に記載のＨＥＭＴ装置。

【請求項12】

該導電性領域が、更に、該インターフェース部分上を延在している少なくとも一つの金属層（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ；１２６Ａ，１２６Ｂ，１２６Ｃ）を含む中央ボディ部分（２６；１２６）を包含している請求項９乃至１１の内のいずれか１項に記載のＨＥＭＴ装置。

【請求項13】

該少なくとも一つの金属層がアルミニウム層（２６Ｂ；１２６Ｂ）である請求項１２に記載のＨＥＭＴ装置。

【請求項14】

該導電性領域（１５，１６；１１５，１１６）が或る粗度を有している上部表面（２８；１２８）を有しており、該粗度が１００ｎｍよりも低い二乗平均平方根値を有している請求項９乃至１３の内のいずれか１項に記載のＨＥＭＴ装置。

【請求項15】

該導電性領域（１１５，１１６）が凹設型であり且つ該半導体ヘテロ構造体内側に部分的に延在している請求項９乃至１４の内のいずれか１項に記載のＨＥＭＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）のオーミックコンタクトの製造方法及びＨＥＭＴ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＨＥＭＴ装置は知られており、その場合に、導電性チャンネルは、ヘテロ接合、即ち異なるバンドギャップを有する半導体物質間の界面において、高い移動度を有する２次元電子ガス（２ＤＥＧ）の形成に基づいている。例えば、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）層と窒化ガリウム（ＧａＮ）層との間のヘテロ接合に基づくＨＥＭＴ装置が知られている。

【0003】

ＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ接合又はヘテロ構造に基づくＨＥＭＴ装置は、異なる適用例に対して特に適切なものとさせ且つ広く使用されることとする幾つかの利点を提供している。例えは、ＨＥＭＴ装置の高ブレークダウンスレッシュホールドは高性能パワースイッチに使用されており、導電性チャンネルにおける電子の高い移動度は高周波数増幅器を提供することを可能としており、更に、該２ＤＥＧ内の電子の高い濃度は低オン状態抵抗（Ｒ_ＯＮを得ることを可能としている。

【0004】

更に、無線周波数（ＲＦ）適用例用のＨＥＭＴ装置は、典型的に、同様のシリコンＬＤＭＯＳ装置に関してより良いＲＦ性能を有している。

【0005】

既知のＨＥＭＴ装置は、基板及びヘテロ構造を包含する半導体ボディ内に形成され、且つ該ヘテロ構造とオーミックコンタクトするソース領域及びドレイン領域を有している。

【0006】

通常、ソース領域及びドレイン領域は、低いコンタクト及びアクセス抵抗を達成することを可能とする金を包含するメタリゼーションで構成される。

【0007】

しかしながら、金を包含するオーミックコンタクトの製造プロセスは、８００℃よりも一層高い高温度においてのアニーリングを必要する。本発明者等が検証したところでは、この様な高温度は、ＨＥＭＴ装置において、機械的安定性問題や電気的機能不良を発生させる場合がある。

【0008】

更に、金でのオーミックコンタクトの形成は、金によって発生される金属汚染に起因してＣＭＯＳラインにおいて容易に実現することは不可能であり、そのことは、専用の装置及び分離された製造区域を必要とすることとなる。

【0009】

代替的なアプローチによれば、オーミックコンタクトは、金無しで、ヘテロ構造表面とコンタクトしているチタン層及び該チタン層上を延在しているアルミニウム層からなる金属層の積層体から形成される。

【0010】

この代替的アプローチは、アニーリングの温度を６００℃へ減少させることを可能とする。

【0011】

しかしながら、本発明者等が検証したところでは、この温度減少は特定の適用例においては十分なものではない。より詳細には、本発明者等が検証したところでは、金無しで構成された既知のＨＥＭＴ装置のオーミックコンタクトは高い表面粗度、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した１００ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）値、を有しており、そのことはＨＥＭＴ装置の機能障害及びブレークダウンを発生させる場合がある。

【0012】

更に、該オーミックコンタクトのコンタクト及びアクセス抵抗は特定の適用例においては充分に低いものではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明の目的とするところは、上述した従来技術の欠点を解消することである

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明によれば、特許請求の範囲に定義されるように、ＨＥＭＴ装置及びその製造方法が提供される。

【0015】

本発明をより良く理解するために、添付の図面を参照して、純粋的に非制限的な例によってその実施例について以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の１実施例に基づくＨＥＭＴ装置の断面図。

【図2】図１のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図3】相次ぐ製造工程の或る段階における図２のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図4】相次ぐ製造工程の或る段階における図２のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図5】相次ぐ製造工程の或る段階における図２のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図6】相次ぐ製造工程の或る段階における図２のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図7】相次ぐ製造工程の或る段階における図２のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図8】本発明の異なる実施例に基づくＨＥＭＴ装置の断面図。

【図9】図８のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図10】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図11】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図12】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図13】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図14】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図15】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図16】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【図17】相次ぐ製造工程の或る段階における図９のＨＥＭＴ装置の一部の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、第１軸Ｘと、第２軸Ｙと、第３軸Ｚとからなるカーテシアン座標系ＸＹＺにおけるＨＥＭＴ装置１を示している。

【0018】

ＨＥＭＴ装置１は通常オン型のものである。しかしながら、代替的に、該ＨＥＭＴ装置１は通常オフ型のものとすることも可能である。

【0019】

ＨＥＭＴ装置１は、第１表面５Ａと第２表面５Ｂとを有しており且つ基板６及び該基板６上に延在しているヘテロ構造体８を包含しているボディ５内に形成されている。

【0020】

例えばシリコン又はシリコンカーバイド、又はサファイア（Ａｌ_２３等のその他の物質等の半導体物質の基板６が、ボディ５の第２表面５Ｂと夫々の表面６Ａとの間に延在している。

【0021】

ヘテロ構造体８は、ＩＩＩ－Ｖ群の元素の化合物半導体物質を包含しており、基板６の表面６ａ上を延在してボディ５の第１表面５Ａを形成している。

【0022】

ヘテロ構造体８は、基板６上を延在しており且つ表面１０Ａを有しており、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）又はＩｎＧａＮ等の窒化ガリウムを包含する合金で、ここでは真性窒化ガリウム（ＧａＮ）等の第１半導体物質のチャンネル層１０によって、及びチャンネル層１０の表面１０Ａとボディ５の第１表面５Ａとの間を延在しており、例えばＡｌ_ｘａ_１－ｘ、ＡｌＩｎＧａＮ、Ｉｎ_ｘａ_１－ｘ、Ａｌ_ｘｎ_１－ｘｌ、ＡｌＳｃＮ等の窒化ガリウムの三元又は四元合金に基づく化合物で、ここでは真性窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）等の第２半導体物質のバリア層１１によって形成されている。

【0023】

該チャンネル層１０は、第３軸Ｚに沿って、例えば約１μｍと５μｍとの間の厚さを有しており、該バリア層１１は、第３軸Ｚに沿って、例えば約５ｎｍと３０ｎｍとの間の厚さを有している。

【0024】

ヘテロ構造体８は、図１において点線で示した活性領域２０を収容しており、それは、使用において、ＨＥＭＴ装置１の導電性チャンネルを収容する。その導電性チャンネルは、チャンネル層１０とバリア層１１との間のバンドギャップにおける差異に起因する２次元ガス（２ＤＥＧ）の層の形成に基づいており、且つ例えば電子である高移動度電荷キャリアによって形成される。

【0025】

ＨＥＭＴ装置１は、ヘテロ構造体８と直接電気的にコンタクトして延在しているソース領域１５及びドレイン領域１６と、ヘテロ構造体８と直接電気的にコンタクトしてソース領域１５とドレイン領域１６との間に第１軸Ｘに平行に延在しているゲート領域１８とを包含している。

【0026】

ＨＥＭＴ装置１は、更に、ボディ５の第１表面５Ａ上を延在している、例えばシリコン窒化物又はシリコン酸化物等の誘電体物質の絶縁又はパッシベーション層２２を包含している。

【0027】

この実施例においては、絶縁層２２はソース領域１５とドレイン領域１６とを被覆している。

【0028】

ゲート領域１８は、単一の導電層によって又は例えば複数の導電層の積層体か又は複数の導電層及び絶縁層の積層体によって形成することが可能であり、且つヘテロ構造体８との、特にここではバリア層１１とのショットキー型コンタクトを形成するのに適している。

【0029】

ゲート領域１８はＨＥＭＴ装置１のゲート電極Ｇを形成する。

【0030】

ゲート領域１８は、絶縁層２２の夫々の部分によって、ソース領域１５から及びドレイン領域１６から、第１軸Ｘに沿って横方向に分離されている。

【0031】

詳細には、ゲート領域１８は、ボディ５の第１表面５Ａに至るまで、絶縁層２２の第３軸Ｚに沿ってその厚さ全体にわたって絶縁層２２を貫通して延在している。

【0032】

しかしながら、ここでは不図示のその他の実施例によれば、ゲート領域１８は、ヘテロ構造体８内に或る深さ延在する一部を有することが可能である。

【0033】

ソース領域１５及びドレイン領域１６は、ヘテロ構造体８とオーミックコンタクトしている。

【0034】

実際上、ソース領域１５及びドレイン領域１６は、夫々、ＨＥＭＴ装置１のソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄを形成する。

【0035】

この実施例においては、ソース領域１５及びドレイン領域１６は互いに同じであり、従って、以後においては、説明の便宜上、ソース領域１５のみについて説明するが、ソース領域１５についての説明は、そうでないことが特に指摘されない限り、ドレイン領域１６についても当て嵌ることに注意すべきである。

【0036】

しかしながら、例えば、特定の適用例に従って、異なる物質から形成されたり又は異なる形状及び寸法を有することによってソース領域１５とドレイン領域１６とが互いに異なるものである場合があることは当業者には明らかである。

【0037】

図２に詳細に示したソース領域１５は、上部表面２８を有しており、且つヘテロ構造体８と直接コンタクトして延在しているインターフェース部分２５及びインターフェース部分２５上に延在している中央ボディ部分２６によって形成されている。

【0038】

インターフェース部分２５は、例えばチタンと炭素又は炭素とタンタルを包含する化合物などの炭素を包含する化合物からなる。

【0039】

詳細には、インターフェース部分２５は、例えばチタンカーバイド（ＴｉＣ）又はタンタルカーバイド（ＴａＣ）等の金属カーバイドからなるものとすることが可能である。

【0040】

インターフェース部分２５は、バリア層１１と直接電気的にコンタクトして半導体ボディ５の第１表面５Ａ上を延在しており、且つ例えば１ｎｍと１０ｎｍとの間で、特に、１ｎｍと５ｎｍとの間の第３軸Ｚに沿っての厚さを有している。

【0041】

インターフェース部分２５は、ソース領域１５とヘテロ構造体８との間にオーミックコンタクトを形成している。

【0042】

中央ボディ部分２６は、この実施例においては、インターフェース部分２５上を延在しておりチタン又はタンタルから選択される物質の第１中央層２６Ａと、該第１中央層２６Ａ上を延在しており且つ例えばアルミニウム等の金属の第２中央層２６Ｂと、該第２中央層２６Ｂ上を延在しており且つここでは上部表面２８を形成しており且つ例えばチタン、タンタル、タングステン、窒化チタン等の金属の第３中央層２６Ｃとを包含している複数の金属層の積層体によって形成されている。

【0043】

第２中央層２６Ｂは、例えば１０ｎｍと３００ｎｍとの間の第３軸Ｚに沿っての厚さを有しており、且つソース領域１５の充填ボディとして機能する。

【0044】

第３中央層２６Ｃは、ソース領域１５の被包体又は保護層として作用する。

【0045】

しかしながら、中央ボディ部分２６は、特定の適用例に依存して、異なる数の層によって形成することが可能である。例えば、第３中央層２６Ｃは不存在とすることが可能である。

【0046】

付加的に又は代替的に、第１中央層２６Ａは、以下にソース領域１５の製造プロセスに関して説明するように、不存在とすることが可能である。

【0047】

実際に、１実施例によれば、第２中央層２６Ｂはインターフェース部分２５上に直接的に延在することが可能である。

【0048】

異なる実施例によれば、中央ボディ部分２６は、第２充填層２６Ｂのみによって形成することが可能である。

【0049】

本発明者等が検証したところでは、炭素が豊富なソース領域１５のインターフェース部分２５は、特にインターフェース部分２５が炭素フリーであった場合に得られるであろうものよりも一層低い低コンタクト抵抗を有するヘテロ構造体８とオーミックコンタクトを形成する。

【0050】

ソース領域２５の製造プロセスについて以下に説明するように、この様なオーミックコンタクトは、特に４００℃と５００℃との間の温度において、例えば５５０℃より低い低温度アニーリングによって形成することが可能である。

【0051】

更に、本発明者等が検証したところでは、ソース領域１５の上部表面２８は、既知のＨＥＭＴ装置のオーミックコンタクトのものよりも一層低い、例えば１００ｎｍ未満の、低表面粗度を有している。

【0052】

その結果、ＨＥＭＴ装置１は最適な電気的性能を有しており、且つ機能障害又は損傷が発生する蓋然性は低い。

【0053】

以後、図３乃至７を参照して、ＨＥＭＴ装置１の製造工程、特にソース領域１５の形成に至る製造工程について説明する。

【0054】

当業者には明らかなように、図３乃至７を参照して説明するソース領域１５を形成するための製造工程は、ドレイン領域１６の形成にも適用される。例えば、ドレイン領域１６は、ソース領域１５と同時に形成することが可能である。

【0055】

更に、図３乃至７は、ゲート領域１８、電気的コンタクトメタリゼーション、全体的な電気的接続部、及びそれ自身知られておりここでは示していないがＨＥＭＴ装置１の動作に有用であるか又は必要な全てのその他の要素の形成のための工程（文脈的に、以前及び／又は爾後の工程）を例示するものではない。

【0056】

図３は、第１表面５０Ａと第２表面５０Ｂとを有する作業ボディ５０の断面を示している。図１及び２を参照して全ての説明したものと共通の作業ボディ５０の要素は、同じ参照番号で示してありその更なる詳細な説明は割愛する。

【0057】

作業ボディ５０において、基板６及びチャンネル層１０とバリア層１１とを包含しているヘテロ構造体８は既に形成されている。ヘテロ構造体８、特にここではバリア層１１が作業ボディ５０の第１表面５０Ａを形成している。

【0058】

次に、図４を参照すると、作業ボディ５０の第１表面５０Ａ上に窓６２を有するマスク６０が形成されている。

【0059】

マスク６０は、既知のリソグラフィ及びエッチング工程を介して形成することが可能で在り、例えば、マスク６０は、ポジティブ、ネガティブ、又は二層タイプのフォトレジストによって形成することが可能である。

【0060】

窓６２は、マスク６０の厚さを介して第３軸Ｚに沿って延在しており、且つ作業ボディ５０の第１表面５０Ａの一部を露出させたままとし、そこにソース領域１５を形成することが所望される。

【0061】

図５を参照すると、例えば、蒸着、スパッタリング、化学蒸気付着（ＣＶＤ）等を介して、作業ボディ５０上に炭素の作業インターフェース層６５が形成される。

【0062】

作業インターフェース層６５は、例えば１ｎｍと１０ｎｍとの間の、第３軸Ｚに沿っての厚さを有している。

【0063】

特に、作業インターフェース層６５は、インターフェース部分２５の意図されている厚さに依存して、１ｎｍと５ｎｍとの間の第３軸Ｚに沿っての厚さを有することが可能である。

【0064】

作業インターフェース層６５は、窓６２の内側、即ち作業ボディ５０の第１表面５０Ａの露出部分上を延在しているリアクション部分６６と、マスク６０上方に延在しているスプリアス部分６７とを包含している。

【0065】

次に、図６を参照すると、例えば蒸着、スパッタリング、化学蒸気付着（ＣＶＤ）等を介して、作業インターフェース層６５上に金属作業積層体７０を形成する。

【0066】

金属作業積層体７０は、作業インターフェース層６５上を直接延在しているチタンとタンタルとの間で選択されるリアクション層７０Ａを包含している。

【0067】

リアクション層７０Ａは、例えば２ｎｍと１０ｎｍとの間の第３軸に沿っての厚さを有している。

【0068】

この実施例においては、金属作業積層体７０は、又、リアクション層７０Ａ上を延在しており例えばアルミニウムの充填層７０Ｂと、該充填層７０Ｂ上を延在しており例えばチタン、タンタル、タングステンなどの保護層７０Ｃとを包含している。

【0069】

充填層７０Ｂは、例えば、１０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さを有している。

【0070】

金属作業積層体７０は、窓６２の内側、即ち作業インターフェース層６５のリアクション部分６６の上と、マスク６０の上の両方に形成されている。

【0071】

マスク６０上に付着される金属作業積層体７０の部分は作業インターフェース層６５のスプリアス部分６７の上に乗り、図６に置いて参照番号７２によって全体的に示したようにスプリアス付着部を形成する。

【0072】

次いで、それ自身既知のタイプのリフトオフ処理によってマスク６０を除去する。マスク６０と一緒に、スプリアス付着部７２も除去される。

【0073】

次いで、図７を参照すると、作業ボディ５０を図７において矢印８０で模式的に示したようにアニーリングに露呈させる。

【0074】

そのアニーリングは、保護されている環境（例えば窒素又はアルゴン雰囲気中）において、例えば４００℃と６００℃との間で特に５５０℃以下の温度で実施することが可能である。

【0075】

該アニーリングは、迅速熱アニーリング（ＲＴＡ）又はそれ自身既知のタイプの異なるアニーリングとすることが可能である。

【0076】

該アニーリング期間中に、炭素の作業インターフェース層６５のリアクション部分６６がチタン又はタンタルのリアクション層７０Ａと反応し、図１及び２のソース領域１５のインターフェース部分２５を形成する。

【0077】

リアクション部分６６の厚さ、リアクション層７０Ａの厚さ、及び該アニーリングの期間に依存して、リアクション層７０Ａはリアクション部分６６と単に部分的に反応し、リアクション層７０Ａの残存部分が図２に示した第１中央層２６Ａを形成する。

【0078】

しかしながら、リアクション層７０Ａは、作業インターフェース層６５のリアクション部分６６と完全に反応することが可能であり、その場合には、図１及び２のＨＥＭＴ装置１において、第２中央層２６Ｂ（充填層７０Ｂに対応する）は直接インターフェース部分２５上へ延在する。

【0079】

例えば、ゲート領域１８の形成、作業ボディ５０のダイシング、及び電気的接続の形成等のそれ自身既知のタイプの更なる製造工程の後に、ＨＥＭＴ装置１が形成される。

【0080】

作業インターフェース層６５の存在は、既に低い温度において、例えば５５０℃又はそれより更に低い温度においてヘテロ構造体８とのオーミックコンタクトの形成を可能とさせる。

【0081】

本発明者等が検証したところでは、この様に低い温度においてのアニーリングは、ソース領域１５の上部表面２８の低い粗度を得ることを可能とする。例えば、本発明者等が検証したところでは、ソース領域１５の上部表面２８の粗度は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した約１０ｎｍの二乗平均平方根（ＲＭＳ）値を有する場合がある。

【0082】

更に、リアクション部分６６とリアクション層７０Ａとの間の反応を発生させる該アニーリングは、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）及びＸＲＤ（Ｘ線回折）分析によって観察することが可能であるように、結果的に得られるインターフェース部分２５は結晶層及びヘテロ構造体８に関してエピタキシャル層であることを生じさせる。

【0083】

図８は、ここでは参照番号１００で示した本発明ＨＥＭＴ装置の異なる実施例を示している。ＨＥＭＴ装置１００は、図１のＨＥＭＴ装置１の構造と概略同様の構造を有しており、従って、共通の要素には同じ参照番号を付しており更なる説明は割愛する。

【0084】

ＨＥＭＴ装置１００は、第１表面５Ａと第２表面５Ｂとを有しており、且つ基板６とヘテロ構造体８とを包含しているボディ５内に形成されている。ヘテロ構造体８は、ここでも、チャンネル層１０とバリア層１１とを包含しており且つ活性領域２０を収容している。

【0085】

ＨＥＭＴ装置１００は、更に、ここでは１１５で示したソース領域と、ここでは１１６で示したドレイン領域とを包含しており、且つゲート領域１８がソース領域１１５とドレイン領域１１６との間に第１軸Ｘに沿って延在している。

【0086】

ゲート領域１８は、ボディ５の第１表面５Ａに到達するまで、第３軸Ｚに沿って、絶縁層２２の厚さを貫通して延在している。

【0087】

この実施例においては、ソース領域１１５及びドレイン領域１１６は凹設型であり、且つボディ５の第１表面５Ａから、部分的にヘテロ構造体８内部へ、ヘテロ構造体８と、特に活性区域２０内に収容されている導電性チャンネルと、オーミックコンタクトをして延在している。

【0088】

又、この実施例においては、ソース領域１１５及びドレイン領域１１６は、夫々、ＨＥＭＴ装置１００のソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄを形成している。更に、ソース領域１１５及びドレイン電極１１６は互いに等しく、従って、以後は、説明の便宜上、ソース電極１１５についてのみ参照するが、ソース領域１１５に対して説明することは、そうでないことを特筆しない限り、ドレイン領域１１６にも当て嵌まる。

【0089】

しかしながら、当業者等に明らかなように、ソース領域１１５とドレイン領域１１６とは互いに異なるものとすることが可能であり、例えば、特定の適用例に依存して異なる物質から形成したり又は異なる形状及び寸法を有するものとすることが可能である。

【0090】

図９に詳細に示したように、ソース領域１１５は、バリア層１１を介して延在し且つバリア層１１において終端している。

【0091】

ここでは示していない１実施例によれば、ソース領域１１５は、チャンネル層１０の表面１０Ａに到達するまで、バリア層１１の厚さを貫通して延在することが可能である。

【0092】

ここでは示していない更なる実施例によれば、ソース領域１１５は、第３軸Ｚに沿ってバリア層１１の厚さを貫通し、且つ第３軸に沿って部分的にチャンネル層１０の厚さを介して延在することが可能である。即ち、ソース領域１１５はチャンネル層１０内において終端することが可能である。

【0093】

ソース領域１１５は、又、ここでは、ヘテロ構造体８と直接コンタクトして延在しているインターフェース部分１２５及びインターフェース部分１２５上を延在しており且つソース領域１１５の上部表面１２８を形成している中央ボディ部分１２６によって形成されている。

【0094】

インターフェース部分１２５は、又、ここでは、炭素を包含する化合物、例えばチタンと炭素又は炭素とタンタルを包含する化合物からなる。

【0095】

詳細には、インターフェース部分１２５は、金属炭化物、例えば炭化チタン（ＴｉＣ）又は炭化タンタル（ＴａＣ）、からなるものとすることが可能である。

【0096】

中央ボディ部分１２６は、又、ここでは、チタン又はタンタルの第１中央層１２６Ａによって、例えばアルミニウム等の金属からなる第２中央層１２６Ｂによって、及び例えばチタン、タンタル、タングステン、窒化チタン等からなる第３中央層１２６Ｃによって、形成されている。

【0097】

ＨＥＭＴ装置１のインターフェース部分２５及び中央ボディ部分２６について説明した更なる詳細は、夫々、ＨＥＭＴ装置１００のインターフェース部分１２５及び中央ボディ部分１２６へ適用される。従って、インターフェース部分１２５及び中央ボディ部分１２６についての更なる詳細な説明はここでは割愛する。

【0098】

以後、図１０－１７を参照して、ＨＥＭＴ装置１００の製造工程、特にソース領域１１５の形成に至る製造工程について説明する。

【0099】

当業者等にとって明らかなように、ソース領域１１５の形成のための図１０－１７を参照して説明する製造工程は、ドレイン領域１１６の形成にも適用される。例えば、ドレイン領域１１６はソース領域１１５と同時に形成することが可能である。

【0100】

更に、図１０－１７は、ゲート領域１８、電気的コンタクトメタリゼーション、全体的な電気的接続部、及びＨＥＭＴ装置１００の動作のために有用又は必要なそれ自身既知であるがここでは示されていないその他の要素を形成するための工程（文脈的に、以前及び／又は爾後の工程）を例示するものではない。

【0101】

図１０は、第１表面１５０Ａと第２表面１５０Ｂとを有する作業ボディ１５０の断面を示している。図８及び９を参照して説明したものと共通の作業ボディ１５０の要素には同じ参照番号を付してあり、それらの更なる詳細な説明は割愛する。

【0102】

作業ボディ１５０において、基板６及びチャンネル層１０とバリア層１１とを包含するヘテロ構造体８は既に形成されている。ヘテロ構造体８、特にここでは、バリア層１１が作業ボディ１５０の第１表面１５０Ａを形成している。

【0103】

更に、犠牲層の積層体１５３が第１表面１５０Ａ上に形成されており、それは、ソース領域１１５の形成のためのマスクを形成することを意図したものであって、第１犠牲層１５４及び第２犠牲層１５５を包含している。

【0104】

第１犠牲層１５４は、非感光性物質からなり、例えば非感光性有機ポリマーのソリューション（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）であって、付着させることが必要な金属の厚さの関数として選択される第３軸Ｚに沿っての厚さを有している。第１犠牲層１５４は、作業ボディ１５０の第１表面１５０Ａ上を延在している。

【0105】

第２犠牲層１５５は、感光性物質からなり、例えばフォトレジストからなり、且つ第１犠牲層１５４上を延在している。

【0106】

第１及び第２犠牲層１５４，１５５はスピンコーティング技術を介して付着させることが可能である。

【0107】

次に、図１１を参照すると、既知のリソグラフィ及び現像工程を介して、第２犠牲層１５５をパターン形成して、第２犠牲層１５５の一部を選択的に除去し、ソース領域１１５を形成することが意図される作業ボディ１５０の領域に窓１５７を形成する。

【0108】

第１犠牲層１５４は感光性ではないので、第２犠牲層１５５のリソグラフィ工程は第１犠牲層１５４には何らの影響もない。第２犠牲層１５５の現像の終わりに、第１犠牲層１５４は部分的に窓１５７において露出される。この工程の期間中、第１犠牲層１５４の等方的エッチングも発生して、窓１５７によって露出されている第１犠牲層１５４の領域が一様に除去される。そのエッチングは等方的タイプのものであるから、第２犠牲層１５５下側の第１犠牲層の一部も除去される。実際上、アンダーエッチ又はアンダーカット現象が観測され、従って、アンダーカット領域１５９が、第２犠牲層１５５の下側に延在して、第１軸Ｘに沿って窓１５７の側部上に形成される。

【0109】

第１犠牲層１５４の除去は、作業ボディ１５０の第１表面１５０Ａに到達するまで進行する。

【0110】

次いで、図１２を参照すると、例えば、エッチングを介して、窓１５７において、ヘテロ構造体８に凹所１６２を形成する。

【0111】

この実施例においては、凹所１６２はバリア層１１における第１表面１５０Ａから延在しており且つバリア層１１内において終端している。

【0112】

その後、図１３を参照すると、犠牲層の積層体１５３をマスクとして使用して、例えば蒸着、スパッタリング、又は化学蒸気付着（ＣＶＤ）を介して、作業ボディ１５０上に炭素の作業インターフェース層１６５を形成する。作業インターフェース層１６５は、バリア層１１と直接コンタクトして凹所１６２内に延在しているリアクション部分１６６と、第２犠牲層１５５上に延在しているスプリアス部分１６７とを包含している。

【0113】

作業インターフェース部分１６５は、例えば１ｎｍと１０ｎｍとの間の厚さを有している。

【0114】

特に、作業インターフェース層１６５は、結果的に得られるインターフェース部分１２５の意図した厚さに依存して、１ｎｍと５ｎｍとの間の第３軸Ｚに沿っての厚さを有することが可能である。

【0115】

この実施例においては、作業インターフェース層１６５のリアクション部分１６６は、凹所１６２の側部上の作業ボディ１５０の第１表面１５０Ａ上にも部分的に延在している。実際上、リアクション部分１６６は、凹所１６２を形成しているバリア層１１の壁に対してコンフォーマルな連続的な部分である。

【0116】

次いで、図１４を参照すると、それ自身既知のタイプのリフトオフプロセスが実施され、その際に、第１及び第２犠牲層１５４，１５５が除去される。同時に、作業インターフェース層１６５のスプリアス部分１６７も除去される。

【0117】

次いで、図１５を参照すると、金属作業積層体１７０が、ブランケット型付着プロセスを介して、作業ボディ１０５上に形成される。実際上、金属作業積層体１７０は、作業ボディ１５０の第１表面１５０Ａ上及び作業インターフェース層１６５のリアクション部分１６６上の両方に形成される。

【0118】

金属作業積層体１７０は、作業インターフェース層１６５のリアクション部分１６６上に延在しているチタン又はタンタルのリアクション層１７０Ａを包含している。

【0119】

リアクション層１７０Ａは、例えば２ｎｍと１０ｎｍとの間の厚さを有している。

【0120】

この実施例においては、金属作業積層体１７０は、又、リアクション層１７０Ａ上を延在している例えばアルミニウムの充填層１７０Ｂ、及び該充填層１７０Ｂ上を延在している例えばチタン、タンタル、タングステン等の保護層１７０Ｃを包含している。

【0121】

充填層１７０Ｂは、例えば１０ｎｍと３００ｎｍとの間の厚さを有している。

【0122】

図１６を参照すると、選択的エッチング工程を介して、ソース領域１１５を形成することを意図した領域外側に延在している金属作業積層体１７０の部分を選択的に除去する。

【0123】

実際上、金属層の積層体１７０の内で、作業インターフェース層１６５のリアクション部分１６６上に延在しているボディ部分のみが残存する。

【0124】

その後、図１７を参照すると、作業ボディ１５０をアニーリングに露呈させるが、それは、図７を参照して説明したことと同様であり、従ってここではその詳細な説明は割愛する。

【0125】

該アニーリングに続いて、作業インターフェース層１６５のリアクション部分１６６がリアクション層１７０Ａと反応し、図８及び９のソース領域１１５のインターフェース部分１２５を形成する。

【0126】

例えば、ゲート領域１８の形成、作業ボディ１５０のダイシング、及び電気的接続部の形成等のそれ自身既知のタイプの更なる製造工程を経て、ＨＥＭＴ装置１００が形成される。

【0127】

犠牲層の積層体１５３の使用、特にアンダーカット領域１５９の存在が、リフトオフ工程の信頼性、従ってＨＥＭＴ装置１００の製造プロセスの信頼性、を改善させることを可能とさせる。

【0128】

最後に、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに、本書に記載し且つ例示したＨＥＭＴ装置１、１００及びそれに関連する製造方法に対して種々の修正及び変形をなすことが可能であることは勿論である。

【0129】

例えば、チャンネル層１０及びバリア層１１は、各々、特定の適用例に依存して、たとえば、適宜ドープされているか又は真性タイプのＧａＮ、又はＧａＮを基礎とした合金の一つ又はそれ以上の層等の複数の層を互いに重畳させて形成させることが可能である。

【0130】

ＨＥＭＴ装置１を参照すると、ソース領域１５、ドレイン領域１６、ゲート領域１８は、特定の適用例に依存して異なる形状及び形態で第２軸Ｙに沿ってそれ自身既知の態様で延在することが可能であり、従ってその態様についての説明は割愛する。例えば、ここでは図示していない平面図において、ソース領域１５、ドレイン領域１６、及びゲート領域１８は、第２軸Ｙに沿っての長尺状のストリップの形状を有することが可能であり、又は円形状又は、規則的であると非規則的であるとを問わず、任意のその他の形状を有することが可能である。

【0131】

例えば、ソース領域１５、ドレイン領域１６、及びゲート領域１８は、各々、一層複雑な形状を有する夫々の領域の一部を形成することが可能であり且つ特定の電気的接続部を介してその他の部分へ電気的に接続させることが可能である。

【0132】

同様の考察が、ＨＥＭＴ装置１００のソース領域１１５、ドレイン領域１１６、及びゲート領域１８の形状及び形態に対しても適用される。

【0133】

上述した実施例を結合して更なるソリューションを形成することが可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】