特表 2024-507149 希土類ＩＩＩ族窒化物Ｎ極性ＨＥＭＴ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-16

(54)【発明の名称】希土類ＩＩＩ族窒化物Ｎ極性ＨＥＭＴ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/338 20060101AFI20240208BHJP

【ＦＩ】

H01L29/80 H

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023548611

(86)(22)【出願日】2022-02-08

(85)【翻訳文提出日】2023-10-03

(86)【国際出願番号】 US2022015575

(87)【国際公開番号】W WO2022173718

(87)【国際公開日】2022-08-18

(31)【優先権主張番号】63/148,794

(32)【優先日】2021-02-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503455363

【氏名又は名称】レイセオン カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ローガン，ジョン アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】シュルツ，ブライン ダグラス

(72)【発明者】

【氏名】タッハン，マハー ビシャラ

【テーマコード（参考）】

5F102

【Ｆターム（参考）】

5F102GB01

5F102GC01

5F102GD01

5F102GJ02

5F102GJ03

5F102GJ04

5F102GJ10

5F102GK04

5F102GK08

5F102GL04

5F102GL07

5F102GM04

5F102GM08

5F102GQ02

5F102GR01

(57)【要約】

高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）ヘテロ構造は、基板（２１０）と、Ｎ極性チャネル層（２２０）と、基板とチャネル層との間に配置されたＮ極性障壁層（２１８）であって、障壁層は希土類ＩＩＩ族窒化物材料を含む、Ｎ極性障壁層と、を含む。希土類ＩＩＩ族窒化物材料はＳｃＡｌＮとすることができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高電子移動度トランジスタヘテロ構造であって、
基板と、
Ｎ極性チャネル層と、
前記基板と前記チャネル層との間に配置されたＮ極性障壁層であって、希土類ＩＩＩ族窒化物材料を含む、Ｎ極性障壁層と、
を有する、前記高電子移動度トランジスタヘテロ構造。

【請求項2】

前記希土類ＩＩＩ族窒化物材料は、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、ＬａＡｌＮ、ＰｒＡｌＮ、ＧｄＡｌＮ、ＥｒＡｌＮ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項3】

前記希土類ＩＩＩ族窒化物材料は、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項4】

さらに、前記基板と前記障壁層との間に、核生成層、バッファ層、及び電荷緩和遷移層のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項5】

さらに、前記基板と前記障壁層との間に核生成層を有する、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項6】

前記核生成層はＡｌＮ核生成層を含む、請求項５に記載のヘテロ構造。

【請求項7】

さらに、前記核生成層と前記障壁層との間にバッファ層を有する、請求項５に記載のヘテロ構造。

【請求項8】

前記バッファ層はＧａＮバッファ層を含む、請求項７に記載のヘテロ構造。

【請求項9】

さらに、前記バッファ層と前記障壁層との間に電荷緩和遷移層を有する、請求項７に記載のヘテロ構造。

【請求項10】

前記電荷緩和遷移層は傾斜希土類ＩＩＩ族窒化物合金層を含む、請求項９に記載のヘテロ構造。

【請求項11】

前記電荷緩和遷移層はドープされたＧａＮ層を含む、請求項９に記載のヘテロ構造。

【請求項12】

さらに、前記障壁層に対して前記チャネル層の反対側に配置された少なくとも１つのキャッピング層を有する、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項13】

前記少なくとも１つのキャッピング層は、エッチング停止層、中間層、上部障壁、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１２に記載のヘテロ構造。

【請求項14】

前記チャネル層はＧａＮチャネル層を含む、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項15】

前記障壁層の前記希土類ＩＩＩ族窒化物材料はＮ極性配向である、請求項１に記載のヘテロ構造。

【請求項16】

前記バッファ層はＮ極性配向である、請求項１に記載のヘテロ構造。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本開示は全般的に、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）に関し、より詳細には、希土類ＩＩＩ族窒化物障壁層を含むＨＥＭＴの窒素極性（Ｎ極性）構成に関する。

【0002】

ＨＥＭＴデバイスは、多くの用途、特に高周波または高速用途がある半導体デバイスである。

【0003】

多くの既知のＩＩＩ族窒化物ＨＥＭＴデバイスは、ヘテロ構造における半導体結晶の方向を指す金属極性配向を利用する。金属極性は、ＲＦ用途にとって、より標準的なアプローチである。金属極性ヘテロ構造では、ＩＩＩ族窒化物材料中の金属様原子面（ガリウム、アルミニウム、及び／またはインジウムなど）が上面で終端する。図１Ａ及び１Ｂに、金属極性構成及びＮ極性構成をそれぞれ例示する。金属極性構成にはいくつかの利点があるが、いくつかの制限もある。

【0004】

ＨＥＭＴヘテロ構造内の種々の層に対する材料は、デバイスの性能に大きく影響を与える可能性があり、ＨＥＭＴ高出力トランジスタ内の電荷生成層または障壁層として使用するための最近開発された注目のＩＩＩ族窒化物材料の１つは、ＳｃＡｌＮである。ＳｃＡｌＮには、ＡｌＧａＮなどの従来の材料と比べていくつかの利点がある。たとえば、著しくより高い固有分極及び｛０００１｝面においてＧａＮの格子定数と一致する能力などである。しかし、金属極性ＨＥＭＴデバイス内でこの材料を使用することに関しては、特に障壁を通るリーク及びチャネルの裏側からバッファ内へのリークに対して、課題が残っている。本開示はこれらの問題を対象とする。

【発明の概要】

【0005】

１つの非限定的な構成では、高電子移動度トランジスタヘテロ構造は、基板と、Ｎ極性チャネル層と、基板とチャネル層との間に配置されたＮ極性障壁層であって、障壁層は希土類ＩＩＩ族窒化物材料を含む、障壁層と、を含む。

【0006】

非限定的な構成では、希土類ＩＩＩ族窒化物材料は、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、ＬａＡｌＮ、ＰｒＡｌＮ、ＧｄＡｌＮ、ＥｒＡｌＮ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

【0007】

さらに非限定的な構成では、希土類ＩＩＩ族窒化物材料は、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

【0008】

さらにまた非限定的な構成では、ヘテロ構造は、基板と障壁層との間に、核生成層、バッファ層、及び電荷緩和遷移層のうちの少なくとも１つをさらに含む。

【0009】

他の非限定的な構成、ヘテロ構造は、基板と障壁層との間に核生成層をさらに含む。

【0010】

さらに他の非限定的な構成では、核生成層はＡｌＮ核生成層を含む。

【0011】

さらなる非限定的な構成では、ヘテロ構造は、核生成層と障壁層との間にバッファ層をさらに含む。

【0012】

さらにまた非限定的な構成では、バッファ層はＧａＮバッファ層を含む。

【0013】

他の非限定的な構成では、ヘテロ構造は、バッファ層と障壁層との間に電荷緩和遷移層をさらに含む。

【0014】

さらなる非限定的な構成では、電荷緩和遷移層は、傾斜希土類ＩＩＩ族窒化物合金層を含む。

【0015】

さらに他の非限定的な構成では、電荷緩和遷移層は、ドープされたＧａＮ層を含む。

【0016】

さらなる非限定的な構成では、ヘテロ構造は、障壁層に対してチャネル層の反対側に配置された少なくとも１つのキャッピング層をさらに含む。

【0017】

さらにまた非限定的な構成では、少なくとも１つのキャッピング層は、エッチング停止層、中間層、上部障壁、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。

【0018】

他の非限定的な構成では、チャネル層はＧａＮチャネル層を含む。

【0019】

さらに他の非限定的な構成では、障壁層の希土類ＩＩＩ族窒化物材料はＮ極性配向である。

【0020】

他の非限定的な構成では、チャネル層はＮ極性配向である。

【0021】

本開示の１つ以上の実施形態の詳細な説明を、添付図面を参照して以下に示す。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】Ａ及びＢは、ＩＩＩ族窒化物の金属極性及びＮ極性の結晶方位図である。

【図2】従来技術の金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図2A】従来技術の金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図3】さらなるＡｌＧａＮ背面障壁層を備えた従来技術の金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図3A】さらなるＡｌＧａＮ背面障壁層を備えた従来技術の金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図4】本開示によるＮ極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図4A】本開示によるＮ極性ＨＥＭＴヘテロ構造構成を例示する図である。

【図5】本明細書で開示したヘテロ構造構成の異なる非限定的な実施形態を例示する図である。

【図6】本明細書で開示したヘテロ構造構成の異なる非限定的な実施形態を例示する図である。

【図7】本明細書で開示したヘテロ構造構成の異なる非限定的な実施形態を例示する図である。

【図8】本明細書で開示したヘテロ構造構成の異なる非限定的な実施形態を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

種々の図面における同様の参照番号及び名称は、同様の構成要素を示す。

【0024】

本開示は、電荷生成層用に希土類ＩＩＩ族窒化物材料を利用するＨＥＭＴヘテロ構造のＮ極性構成に関する。特に好適な非限定的な構成の１つでは、電荷生成層としてＳｃＡｌＮを利用する。これは、Ｎ極性配向において、電荷生成層用の材料としてＳｃＡｌＮを使用するすべての利点を得るのに役立ち、同時に、前述したリークの問題を解決する。

【0025】

図２及び２Ａに、金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造の典型的な配列を示す。図２に、ＧａＮバッファ層１２が堆積された基板１０を示す。非意図的にドープされた（ＵＩＤ）ＧａＮチャネル層などのチャネル層１６を、バッファ層１２上に堆積させることができる。最後に、図２に概略的に例示するように、障壁層１８をチャネル層１６上に堆積させることができる。障壁層１８は、種々のＩＩＩ族窒化物材料（ＩＩＩＡ及びＩＩＩＢ、たとえば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、ＳｃＡｌＮ）から製造することができる。この構成では、前述したように、障壁層が非常に高い２次元電子ガス（２ＤＥＧ）電荷密度（約～１Ｅ１３ｃｍ^－２超え）をもたらす場合、キャリア閉じ込めが不十分であるために、２ＤＥＧからバッファ内への意図しないリーク経路がますます問題になり得る。加えて、２ＤＥＧと表面との間に高電界が誘起されるため、破壊が早めに生じ得る。

【0026】

図３及び３Ａに、金属極性ＨＥＭＴヘテロ構造の代替的な配列を示す。図３に、ＧａＮバッファ層１２が堆積された基板１０を示す。ＡｌＧａＮ背面障壁層１４を通常、バッファ層１２上に堆積させることができる。ＵＩＤ ＧａＮチャネル層などのチャネル層１６を、背面障壁１４上に堆積させることができる。最後に、図３に概略的に例示するように、障壁層１８をチャネル層１６上に堆積させることができる。障壁層１８は、種々のＩＩＩ族窒化物材料（ＩＩＩＡ及びＩＩＩＢ、たとえば、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、ＳｃＡｌＮ）から製造することができる。この構成では、図３Ａに示すように、バッファ層１２と背面障壁層１４との間の界面付近に確立され得る意図しないさらなる２ＤＥＧに起因して、前述したように、リークが生じ得る。

【0027】

図４及び４Ａに、Ｎ極性ヘテロ構造１００の１つの非限定的な構成を例示する。この構成では、基板１１０と、ＧａＮバッファ層１１２と、電荷緩和遷移層１１４と、希土類ＩＩＩ族窒化物（ＩＩＩＡ、ＩＩＩＢ、ランタニド、たとえば、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮなど）障壁層１１６と、それに続いてチャネル層１１８とを有する。この構成（Ｎ極性構成と言われる）では、ヘテロ構造プロファイル層の結晶方位は、たとえば図１Ｂに例示するように、窒素原子面が材料ヘテロ構造の上面で終端するようなものである。

【0028】

１つの構成では、電荷緩和遷移層１１４は、たとえば、傾斜希土類ＩＩＩ族窒化物合金及び／または高濃度にドープされたＧａＮであってもよい。この遷移層の目的は、結果として得られるヘテロ構造の電子構造を操作して、意図しない２Ｄ電子ガスまたは２Ｄ正孔ガスが障壁層１１６の下側界面付近に形成されることを防止することである。したがって、高濃度にドープされたＧａＮ例の場合、好適なドーパントとしては、特定のバッファ構造に応じて、シリコン、炭素、鉄、ベリリウム、マグネシウムなど（ＧａＮ内でバンド曲がり及び／またはフェルミ準位ピンニングを引き起こすことが当該技術分野で知られている）が挙げられる。障壁１１６及びチャネル１１８がＮ極性の結晶方位であるため、金属極性構成の場合とは異なり、意図した２ＤＥＧが障壁層の反対側に位置するという事実に起因して意図しない２Ｄガスが形成されることを防止するために、遷移層を用いたさらに積極的なアプローチを利用してもよい。

【0029】

この配向及び構成により、図２及び３の構成によって生じるリークが著しく減り、その結果、対処できることが分かっている。Ｎ極性配向及び金属極性配向の両方において、一対の層、より具体的には、ＧａＮチャネル層及び電荷生成層を使用して２ＤＥＧを形成する。金属極性ＨＥＭＴの場合、電荷生成層の方が表面に近いが、Ｎ極性ＨＥＭＴでは、ＧａＮチャネル層の方が表面に近い。そのより大きい電子親和力のため、ＧａＮチャネル層によって障壁が低くなり、電子リークが防止される。図２、２Ａの金属極性構成では、ＧａＮチャネル層が障壁のバッファ層と同じ側に存在し、チャネルとバッファとの間に背面障壁が追加されない限り、バッファ内へのリークが可能である。さらに、図３、３Ａの金属極性構成では、広く用いられる背面障壁材料は電荷生成層材料と同じである。その結果、背面障壁層の導入によって、背面障壁及びバッファの界面付近に、さらなる意図しない２ＤＥＧ（図３Ａに示すような）が簡単に誘起される可能性がある。存在する場合、この意図しない２ＤＥＧがリーク経路として機能し、金属極性構成におけるデバイス性能を低下させる。逆に、Ｎ極性配向（図４、４Ａ）では、電荷生成層が、意図した２ＤＥＧとバッファとの間に存在するため、バッファに対する強化されたリーク障壁として機能する。

【0030】

これらの異なる構成における層と結晶方位の組み合わせにより、電子を２Ｄシート内にトラップするエネルギー井戸が形成される。この２ＤＥＧは、金属極性及びＮ極性構成の両方に存在する。前述したように、エネルギー井戸のＧａＮチャネル側の方が、エネルギー障壁が短く、一部の電子がその方向における隣接層内に脱出することができ得る。

【0031】

金属極性構成の場合、エネルギー井戸のＧａＮチャネル側はバッファ及び基板に向かっている。このリークを減らすために、背面障壁を加えることができるが、残念ながら、加えるのに最も便利な障壁は、エネルギー井戸を作成するのと同じ材料である。これは、電子をトラップする第２のエネルギー井戸を作成する可能性があり、望ましくない。

【0032】

Ｎ極性の場合、逆に、エネルギー井戸のＧａＮチャネル側は表面に向かっている。結果として、ＧａＮチャネルの上に電子障壁を加えても、その新しい障壁の上に任意のさらなるＧａＮ層は必要ではない。したがって、ＧａＮが障壁の上方にあるさらなる材料対は存在しない。したがって、電子リークに対する障壁を加えることによってリークを減らそうとするときに、さらなるチャネルは形成されない。さらにＧａＮ層内の電界は、特定の厚さ未満に留まる限り、電子を井戸内に保持できるため、特定の障壁層を加える必要性が減る。

【0033】

図４に例示するようなヘテロ構造は、Ｎ極性であるチャネル層１１８と障壁層１１６とを少なくとも有する。最もシンプルな状況では、ヘテロ構造全体がＮ極性構造を有する。なぜならば、これはヘテロ構造の種々の層の生成中に引き継がれるためである。しかし、すべての層がＮ極性である必要はなく、いくつかの状況の下では、基板１１０と障壁層１１６との間に、Ｎ極性でなくてもよい１つ以上の層を有することが望ましいことが想定される。

【0034】

図２、３、及び４と位置合わせされた図２Ａ、３Ａ、及び４Ａに、位置合わせされたヘテロ構造のそれぞれに対する１Ｄシュレーディンガーポアソンバンド構造シミュレーションとともに、計算された自由キャリア電荷密度分配を示す。これらの図では、本明細書で開示したヘテロ構造によって生成される有利なバンド構造を強調している（図４Ａ）。

【0035】

図５～８に、本開示によるＮ極性ヘテロ構造の異なる非限定的な構成を例示する。

【0036】

これらの異なる構成のそれぞれに異なる層があることが明らかになる。当該分野で良く知られているように、これらの層は全般的に、所望の材料ヘテロ構造を生成するために結晶基板上に種々の半導体層を堆積または成長させるエピタキシャル製造プロセスを用いて、基板から成長される。このヘテロ構造は次に、リソグラフィ及び／またはエッチングなどの後続の処理ステップを経て、デバイスになる。このようなデバイスは通常、ゲート及びオーミックコンタクト、ならびに他の層またはコンポーネントを含んでおり、これらはすべて当業者には良く知られている。

【0037】

図５の構成を参照して、ヘテロ構造２００は基板２１０を有すると概略的に例示している。ＡｌＮ核生成層などの核生成層２１２を、基板２１０上に形成することができる。核生成層２１２に続いて、ＧａＮバッファ２１４などのバッファ層を核生成層２１２上に成長させることができる。次に、随意の電荷緩和遷移層２１６を、バッファ層２１４上に成長させることができる。

【0038】

この層に続いて、Ｎ極性障壁（電荷生成）層２１８を遷移層２１６上に堆積させることができ、続いてＮ極性ＵＩＤ ＧａＮチャネル層２２０を堆積させることができる。

【0039】

特に、Ｎ極性構成は、希土類ＩＩＩ族窒化物障壁層２１８（ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮなど）と組み合わせて利用できるため、有利である。このような構成によって、ＳｃＡｌＮ材料の所望の利点がすべて得られると同時に、図２及び３で遭遇したリークの問題が著しく低減される。

【0040】

希土類ＩＩＩ族窒化物材料用の好適な材料としては、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、ＬａＡｌＮ、ＰｒＡｌＮ、ＧｄＡｌＮ、ＥｒＡｌＮ、及びそれらの組み合わせが挙げられる。特に有用な希土類ＩＩＩ族窒化物材料は、ＳｃＡｌＮ、ＹＡｌＮ、及びそれらの組み合わせである。

【0041】

図４～８に示す構成では、ヘテロ構造内にさらなる埋め込み層を追加すること（図２または３などの金属極性構成では必要となる）がもはや必要ではないため、強化された電荷閉じ込めをヘテロ構造内に組み込むことがかなり簡単になる。その代わりに、随意のキャッピング層を表面に追加することができる（図８など）。したがって、非常に高い２ＤＥＧ電荷密度を有するＨＥＭＴヘテロ構造に対して、Ｎ極性配向は金属極性構成と比べてかなりの利点をもたらす。

【0042】

図４～８に示す構成のさらなる利点は、ＳｃＡｌＮ（または他の希土類ＩＩＩ族窒化物材料）障壁層がもはや空気にさらされず、代わりにヘテロ構造内に位置することである。これは、ＳｃＡｌＮ電荷生成層の偶発的処理または表面劣化を防止するのに役立つ。

【0043】

さらに、オーミックコンタクトを、本来はチャネル層と障壁層との間の接触によって形成される２ＤＥＧを乱す可能性がある障壁層を通すことなく形成することができる。

【0044】

図６に、デバイス３００が、基板３１０と、核生成層３１２と、ＳｃＡｌＮ障壁層３１４と、チャネル層３１６とを有する簡略化された非限定的な構成を示す。この構成では、図５のバッファ及び遷移層は回避されている。それにもかかわらず、図６に示すデバイス３００は、本明細書で開示したＳｃＡｌＮ障壁層を利用することによる望ましい影響をやはりもたらす。

【0045】

図７に、図６の構成よりもさらに基本的なさらに非限定的な構成を例示する。この構成では、デバイス４００は、基板４１０上に障壁層４１２が直接堆積されており、障壁層４１２上にチャネル層４１４が直接堆積されている。

【0046】

最後に、図８にさらにまた非限定的な構成を例示する。この構成では、デバイス５００が基板５１０を有し、基板５１０は、核生成層５１２、ＧａＮバッファ層５１４、電荷緩和遷移層５１６、ＳｃＡｌＮ障壁層５１８、ＵＩＤ ＧａＮチャネル層５２０、及び任意選択で１つ以上のキャッピング層５２２を伴う。

【0047】

この構成では、キャッピング層は、エッチング停止層、中間層、上部障壁層、またはこれらの層のうちの１つ以上を組み合わせたものとすることができる。これらのキャッピング層は、非限定的な例として、図６及び７に例示するような他の構成のいずれにおいても使用することができる。

【0048】

本明細書で開示した種々の構成の基板は、ＳｉＣ、サファイア、ＧａＮ、ＡｌＮ、Ｓｉなど、本明細書で説明した目的に適した任意の基板とすることができる。本明細書で開示した種々のヘテロ構造はＮ極性配向されているため、電荷生成層及びＵＩＤチャネル層が、Ｎ極性配向を有する上面を伴って形成されるように、基板の配向は、核生成層及び／またはバッファ層（存在する場合）を形成するために使用される後続の成長アプローチと一致しなければならない。

【0049】

また当然のことながら、障壁層及びチャネル層のみがＮ極性である必要がある。他の層は、異なる構成を有することができる。ヘテロ構造全体がＮ極性配向されることが最も典型的であるが、ＩＩＩ族窒化物結晶分極を制御または反転する代替的な戦略が当該技術分野で知られている。最も典型的なアプローチでは、最初の成長層（核生成層など）を、表面が確実にＮ極性を有するように成長させ、そして、その極性がヘテロ構造の残りの部分に対して維持される。しかし、第１に、障壁層の下方のバッファ及び／または核生成層が、意図しないリーク経路を形成させず、第２に、バッファ及び／または核生成層を用いて、後続のＮ極性障壁及びチャネル層をうまく成長させ得る限り、バッファ及び／または核生成層は、結晶方位の任意の組み合わせであってもよい。

【0050】

各層が次の層の適切なエピタキシャル成長のためのベース層となるように、個々の層を成長させることが特に効果的である。場合によっては、核生成層は、ある材料から次の材料へ、たとえば基板からバッファ層または障壁層へ移行するのに有用である場合がある。加えて、電荷緩和遷移層及び／または電荷緩和バッファ層は、特定の層の間に配置されたときも有用となる可能性がある。さらに、当該技術分野で知られるように、単一の薄いＮ極性中間層（ＡｌＮなど）または複数の薄いＮ極性中間層（ＧａＮ及びＡｌＮなど）を、障壁層とチャネル層との間に組み込んでもよいことを理解されたい。

【0051】

障壁材料としてＳｃＡｌＮを使用することによって、標準的なＡｌＧａＮ ＨＥＭＴと比べて電荷密度が２～３倍増加するため、電荷閉じ込めが強化されて、はるかに大きい利点が得られることを理解されたい。さらに、本明細書で開示したように材料分極をＮ極性に反転させると、前述したように強化された電荷閉じ込めをもたらす材料構造を、本開示を検討すると当業者には明らかな多くの異なる構成にデザインするためのかなりより多くの自由がもたらされる。

【0052】

また、本開示はヘテロ構造に関して行っているが、このヘテロ構造それ自体は、トランジスタとして機能するためにゲート及び／またはオーミックコンタクトなどの良く知られたコンポーネントを有するデバイスのコンポーネントである可能性があることも理解されたい。

【0053】

１つの図または実施形態に図示及び記載された種々の特徴を、他の図及び実施形態に図示及び記載された他の特徴と、限定することなく組み合わせることができ、このような組み合わせはすべて、本明細書で開示しているものとみなされる。

【0054】

本開示の１つ以上の実施形態について説明してきた。しかしながら、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を施してもよいことが理解される。たとえば、異なる材料及び構成を利用することができ、異なる形状または構成を有するトランジスタ構造が本開示から利点を受け得る。したがって、他の実施形態は以下の特許請求の範囲内である。

【図1】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図3A】

【図4】

【図4A】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】