(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電子構造であって、
窒化ガリウム層と、
前記窒化ガリウム層上の電荷誘導層と、
前記窒化ガリウム層内の２Ｄ電子ガスと、
前記２Ｄ電子ガスに隣接する単結晶部分を含むソース／ドレイン構造と、
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分及び前記窒化ガリウム層に隣接する、前記ソース／ドレイン構造の多結晶部分と、
を備える、マイクロ電子構造。
【請求項２】
前記電荷誘導層が、結晶移行層上に形成された分極層を含み、前記結晶移行層が、前記窒化ガリウム層に隣接する、請求項１に記載のマイクロ電子構造。
【請求項３】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分が、窒化インジウムガリウム及び窒化ガリウムから選択される材料を含む、請求項１または２に記載のマイクロ電子構造。
【請求項４】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分が、Ｎ＋ドープされる、請求項３に記載のマイクロ電子構造。
【請求項５】
前記単結晶部分が、前記窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された結晶配向を有する、窒化インジウムガリウムである、請求項３に記載のマイクロ電子構造。
【請求項６】
前記単結晶部分が、前記窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された結晶配向を有する、窒化ガリウムである、請求項３に記載のマイクロ電子構造。
【請求項７】
前記分極層が、窒化アルミニウムインジウムを含む、請求項２または請求項２を引用する請求項３から６のいずれか１項に記載のマイクロ電子構造。
【請求項８】
前記結晶移行層が、窒化インジウムを含む、請求項２または請求項２を引用する請求項３から７のいずれか１項に記載のマイクロ電子構造。
【請求項９】
前記結晶移行層が、窒化アルミニウムを含む、請求項２または請求項２を引用する請求項３から７のいずれか１項に記載のマイクロ電子構造。
【請求項１０】
電子システムであって、
ボードと、
前記ボードに取り付けられるマイクロ電子デバイスと、
を備え、
前記マイクロ電子デバイスは、請求項１から９のいずれか１項に記載の前記マイクロ電子構造を有する、電子システム。
【請求項１１】
マイクロ電子構造を製造する方法であって、
窒化ガリウム層を形成することと、
前記窒化ガリウム層上に電荷誘導層を形成して、前記窒化ガリウム層内に２Ｄ電子ガスを形成することと、
前記電荷誘導層上にハードマスクをパターニングすることと、
前記電荷誘導層を通して、前記窒化ガリウム層の中へエッチングして、凹部を形成することと、
前記凹部に近接する前記ハードマスクの一部分を除去して、前記電荷誘導層の一部分を露出させることと、
ソース／ドレイン構造の単結晶部分が前記２Ｄ電子ガスに隣接するように、前記電荷誘導層の前記露出させた部分から前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることと、
前記電荷誘導層の上方にゲート電極を形成することと、
を含み、
前記電荷誘導層を形成することが、前記窒化ガリウム層上に結晶移行層を形成すること、及び結晶移行層上に分極層を形成することを含み、
前記分極層が、前記ソース／ドレイン構造の間に延在するが、前記ゲート電極のゲート長を通って延在しない、方法。
【請求項１２】
マイクロ電子構造を製造する方法であって、
窒化ガリウム層を形成することと、
前記窒化ガリウム層上に電荷誘導層を形成して、前記窒化ガリウム層内に２Ｄ電子ガスを形成することと、
前記電荷誘導層上にハードマスクをパターニングすることと、
前記電荷誘導層を通して、前記窒化ガリウム層の中へエッチングして、凹部を形成することと、
前記凹部に近接する前記ハードマスクの一部分を除去して、前記電荷誘導層の一部分を露出させることと、
ソース／ドレイン構造の単結晶部分が前記２Ｄ電子ガスに隣接するように、前記電荷誘導層の前記露出させた部分から前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることと、
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分及び前記窒化ガリウム層に隣接する、前記ソース／ドレイン構造の多結晶部分を形成することと、
を含む、方法。
【請求項１３】
前記電荷誘導層を形成することが、前記窒化ガリウム層上に結晶移行層を形成すること、及び結晶移行層上に分極層を形成することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることが、前記ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させること、又は前記ソース／ドレイン構造の窒化ガリウム単結晶部分を成長させることを含む、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることが、前記ソース／ドレイン構造のＮ＋ドープした単結晶部分を成長させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることが、前記窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された結晶配向を有する窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ソース／ドレイン構造の前記単結晶部分を成長させることが、前記窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された結晶配向を有する窒化ガリウム単結晶部分を成長させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記分極層を形成することが、窒化アルミニウムインジウム分極層を形成することを含む、請求項１１、請求項１３または、請求項１１若しくは１３を引用する請求項１４から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記結晶移行層を形成することが、窒化インジウム結晶移行層を形成することを含む、請求項１１、請求項１３または、請求項１１若しくは１３を引用する請求項１４から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記結晶移行層を形成することが、窒化アルミニウム結晶移行層を形成することを含む、請求項１１、請求項１３または、請求項１１若しくは１３を引用する請求項１４から１８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本説明の実施形態は、全般的に、マイクロ電子デバイスの分野に関し、より具体的には、低接触抵抗のソース及びドレイン構造を有する窒化ガリウムトランジスタを形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電子技術業界は、コンピュータサーバ製品、並びにラップトップ／ネットブックコンピュータ、電子タブレット、スマートフォン、デジタルカメラ、及び同類のものなどのポータブル製品が挙げられるが、それらに限定されない、様々な電子製品で使用するための、かつてないほどにより高速でより小型のマイクロ電子パッケージを生産しようと努力を続けている。こうした目標を達成するための１つの道筋は、システムオンチップ（ＳｏＣ）デバイスの製造であり、該デバイスにおいて、電子システムの全ての構成要素が単一のチップ上に製造される。このようなＳｏＣデバイスにおいて、電源管理用集積回路（ＰＭＩＣ）及び無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）は、極めて重要な機能ブロックであり、また、このようなＳｏＣデバイスの電力効率及び形状因子を決定する際に、論理及びメモリ集積回路と同じように重要である。したがって、ＳｏＣデバイスに関して、ＰＭＩＣ及びＲＦＩＣ並びに論理及びメモリ集積回路を縮小するための、及び／又はそれらの効率を向上させるための取り組みが続けられている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の主題は、明細書の結論部分において特に指摘されており、かつ明確に特許請求されている。本開示の上述した特徴及び他の特徴は、添付図面と併せて、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らになるであろう。添付図面は、本開示に従ういくつかの実施形態だけを描写したものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなすべきではないことを理解されたい。本開示は、添付図面を使用することによって更に具体的かつ詳細に説明され、よって、本開示の利点をより容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本説明の一実施形態による窒化ガリウムトランジスタの側断面図である。
【図２】本説明の別の実施形態による窒化ガリウムトランジスタの側断面図である。
【図３】本説明の一実施形態による窒化ガリウムトランジスタのためのソース／ドレイン構造の製造物の側断面図である。
【図４】本説明の一実施形態による窒化ガリウムトランジスタのためのソース／ドレイン構造の製造物の側断面図である。
【図５】本説明の一実施形態による窒化ガリウムトランジスタのためのソース／ドレイン構造の製造物の側断面図である。
【図６】本説明の一実施形態による窒化ガリウムトランジスタのためのソース／ドレイン構造の製造物の側断面図である。
【図７】窒化ガリウム結晶の斜視図を示す。
【図８】窒化ガリウム結晶の平面図を示す。
【図９】本説明の一実施形態によるマイクロ電子構造を製造するプロセスのフローチャートである。
【図１０】本説明の１つの実現形態によるコンピューティングデバイスを例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明では、添付図面の参照が行われ、該添付図面は、実例として、特許請求される主題を実施することができる具体的な実施形態を示す。これらの実施形態は、当業者がその主題を実施することを可能にするために、十分詳細に説明される。様々な実施形態は、異なっているが、必ずしも互いに排他的ではないことを理解されたい。例えば、１つの実施形態に関連して本明細書で説明される特定の特徴、構造、又は特性は、特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態内で実現することができる。本明細書内で「１つの実施形態」又は「一実施形態」に言及することは、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、本説明内に包含される少なくとも１つの実現形態に含まれることを意味する。したがって、「１つの実施形態」又は「一実施形態において」という語句の使用は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。加えて、開示された各実施形態内の個々の要素の場所又は配設は、特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、修正することができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味に解釈するべきではなく、主題の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義され、添付の特許請求の範囲が権利を有する全ての範囲の均等物とともに適切に解釈される。図面において、同じ参照符号は、幾つかの図面を通して同じ又は類似する要素又は機能を指し、その図面に描写されている要素は、必ずしも互いに一定の縮尺ではなく、むしろ、個々の要素は、本説明の文脈においてその要素をより容易に理解するために、拡大又は縮小され得る。
【０００６】
本明細書で使用される「〜より上の（ｏｖｅｒ）」、「〜に（ｔｏ）」、「〜の間の（ｂｅｔｗｅｅｎ）」、及び「〜の上の（ｏｎ）」という用語は、他方の層に対する一方の層の相対的な位置を指す。もう一方の層「より上の」又はもう一方の層「の上の」一方の層、又はもう一方の層「に」接合された一方の層は、他の層に直接接触してもよく、又は１つ以上の介在層を有してもよい。複数の層「の間の」１つの層は、複数の層と直接接触してもよく、又は１つ以上の介在層を有してもよい。
【０００７】
本説明の実施形態は、窒化ガリウムトランジスタの２Ｄ電子ガスと、ソース／ドレイン構造との間に低接触抵抗を有するソース／ドレイン構造を含む、窒化ガリウムトランジスタに関した。低接触抵抗は、ソース／ドレイン構造の少なくとも一部分が、２Ｄ電子ガスに隣接する単結晶構造であることの結果である。一実施形態において、単結晶構造は、窒化ガリウムトランジスタの電荷誘導層の一部分が核形成サイトとして作用することによって成長させられる。
【０００８】
図１及び図２は、本説明の実施形態による、窒化ガリウムトランジスタ１００を例示する。窒化ガリウムトランジスタ１００は、（一方がソース構造であり、他方がドレイン構造である）対向するソース／ドレイン構造１０４が中に形成された、窒化ガリウム層１０２を備えることができる。電荷誘導層１０８は、対向するソース／ドレイン構造１０４の間に延在する窒化ガリウム層１０２上に形成することができ、窒化ガリウム層１０２内に２Ｄ電子ガス（破線１１２によって例示される）を形成する。一実施形態において、電荷誘導層１０８は、結晶移行層１１６上に形成された分極層１１４を含むことができ、結晶移行層１１６は、窒化ガリウム層１０２に隣接する。分極層１１４は、２Ｄ電子ガス１１２を形成する三元結晶構造を有することができるが、窒化ガリウム層１０２の二元結晶構造内の電子移動度を抑制する場合がある。したがって、結晶移行層１１６は、分極層１１４と窒化ガリウム層１０２との間で移行を行う、二元結晶構造とすることができる。電荷誘導層１０８は、２つの層（すなわち、分極層１１４及び結晶移行層１１６）を有するように例示されるが、単一の層として、又は２つを超える層を有するように製造することができることが理解される。
【０００９】
図１及び図２に更に示されるように、誘電体層１１８は、分極層１１４の上に形成することができ、ゲート電極１２２は、誘電体層１１８上に形成することができ、よって、誘電体層１１８は、分極層１１４からゲート電極１２２を電気的に絶縁する。更に、ソース／ドレイン接点１２４は、当業者に理解されるように、ソース／ドレイン構造１０４と外部構成要素（図示せず）とを電気的に接続することができる。
【００１０】
窒化ガリウムは、シリコンのバンドギャップ（約１．１ｅＶ）と比較すると、比較的広いバンドギャップ（例えば、約３．４ｅＶ）を有する。したがって、窒化ガリウムトランジスタ１００は、類似する寸法のシリコン系トランジスタと比較すると、降伏（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）を起こす前に、印加電圧、ドレイン電圧、及び同類のものなどの大きい電界に耐えることができる。更に、当業者に理解されるように、窒化ガリウムトランジスタ１００は、その動作のために、その電子輸送チャネルとして２Ｄ電子ガス１１２を用いる。２Ｄ電子ガス１１２は、窒化ガリウム層１０２上に電荷誘導層１０８を堆積させることによって形成される急峻なヘテロ界面に形成される。このような機構によって、不純物ドーパントを使用することなく、１ｃｍ２あたり最高で約２Ｅ１３という非常に高い電荷密度を形成することができ、例えば約１０００ｃｍ２／Ｖｓを超える、高い電子移動度を可能にする。当業者に理解されるように、窒化ガリウムの特性を十分に活用するために、窒化ガリウムトランジスタ１００をシリコン基板（図示せず）の上へ不均一に集積させて、相互接続損失を最小にし、より小さいフットプリント、並びに当技術分野で既知の他の縮小の利点を達成するために、シリコンＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）トランジスタ（図示せず）に極めて接近して窒化ガリウムトランジスタ１００を配置することができる。
【００１１】
電力管理及び無線周波数増幅で使用するために、窒化ガリウムトランジスタ１００は、無線周波数用途において、（例えば、約１Ａを超える）十分に大きい電流及び（例えば、約１Ｗを超える）十分に大きい無線周波数電力を送達するために、約１ｍｍを超える大きい幅Ｗ（対向するソース／ドレイン構造１０４の間の距離）を必要とし得る。更に、窒化ガリウムトランジスタ１００は、空間の最小使用を確実にする（ドレインを図１及び図２の左側のソース／ドレイン構造１０４であるように割り当てる）ために、約１５０ｎｍ未満のチャネル長さＬｇ、及び約５０ｎｍ〜５００ｎｍのゲート−ドレイン間距離Ｌｇｄを用いるサブミクロンスケールを有することができる。更に、窒化ガリウムトランジスタ１００は、電力管理及び／又は無線周波数増幅に使用するときに、高効率の電圧変換及び無線周波数電力増幅に対する低電力（Ｉ２Ｒ）損を確実にするために、低オン状態抵抗（Ｒｏｎ）を必要とし得る。窒化ガリウムトランジスタ１００におけるサブミクロンスケールで、オン状態抵抗は、ソース／ドレイン構造１０４と２Ｄ電子ガス１１２との間の接触抵抗によって大半が支配され得る。したがって、本説明の実施形態は、低接触抵抗の、２Ｄ電子ガス１１２に隣接するソース／ドレイン構造１０４の単結晶部分１４２に関する。
【００１２】
図１に例示されるように、本説明の１つの実施形態において、分極層１１４は、トランジスタの幅Ｗの全体に延在させることができ、したがって、２Ｄ電子ガス１１２は、ゲート長Ｌｇを通って延在する。しかしながら、図２に示されるような本説明の別の実施形態において、分極層の一部分は、除去するか、又はゲート電極１２２に近接して形成させないことができ、したがって、２Ｄ電子ガス１１２は、ゲート長Ｌｇを通って延在しない場合がある。
【００１３】
図３〜図６は、本説明の一実施形態による、ソース／ドレイン構造１０４を形成する（例えば、ソース構造又はドレイン構造のいずれかを形成する）ためのプロセスを例示する。図３に示されるように、電荷誘導層１０８は、窒化ガリウム層１０２上に形成することができる。上で論じられるように、一実施形態において、電荷誘導層１０８は、窒化ガリウム層１０２に隣接する、結晶移行層１１６上に形成された分極層１１４を含むことができる。一実施形態において、分極層１１４は、窒化アルミニウムガリウム、窒化アルミニウムインジウム、窒化インジウムガリウム、及び窒化アルミニウムを含むことができるが、これらに限定されない。別の実施形態において、結晶移行層１１６は、窒化インジウム及び窒化アルミニウムを含むことができるが、これらに限定されない。
【００１４】
図４に示されるように、窒化ケイ素、酸化ケイ素、及び同類のものなどのハードマスク１３２は、フォトリソグラフィなどの任意の周知の技法によってパターニングすることができ、そして、凹部１３４は、エッチングなどの周知の技法によって、電荷誘導層１０８（例えば、分極層１１４及び結晶移行層１１６）を通って、窒化ガリウム層１０２の中へ延在するように形成することができる。一実施形態において、凹部１３４は、塩素系の化学作用におけるプラズマエッチングによって形成することができる。
【００１５】
現時点での周知のプロセスにおいて、Ｎ＋窒化インジウムガリウム、Ｎ＋窒化ガリウム、Ｎ＋窒化インジウム、及びこれらの任意の傾斜付き組み合わせを含むソース／ドレイン構造は、窒化ガリウム層１０２からの多結晶再成長によって形成される。しかしながら、このような再成長は、２Ｄ電子ガス１１２に接触する、極めて欠陥の多いソース／ドレイン構造をもたらし得る。このような極めて欠陥のあるソース／ドレイン構造は、ソース／ドレイン構造と各ソース／ドレイン構造の２Ｄ電子ガス１１２との間に約４７０オーム−μｍ以上の接触抵抗をもたらし得る。したがって、窒化ガリウムトランジスタ１００（図１を参照されたい）のオン状態抵抗は、約９４０オーム−μｍ以上に制限される。
【００１６】
図５に示されるように、本説明の一実施形態において、ハードマスク１３２の一部分は、電荷誘導層１０８の一部分、特に分極層１１４の一部分１３６を露出させるために、凹部１３４の近位を除去することができる。本説明の１つの実施形態において、露出させた分極層部分１３６の幅Ｗｅｘは、約１５ｎｍより少なくすることができる。本発明の別の実施形態において、分極層部１３６の露出は、希釈したフッ化水素酸のウェットエッチングを使用して達成することができる。
【００１７】
図６に示されるように、露出させた分極層部分１３６は、再成長プロセス中に、核形成サイトとしての役割を果たすことができ、よって、２Ｄ電子ガス１１２に隣接するソース／ドレイン構造１０４の単結晶部分１４２は、露出させた分極層部分１３６から成長するが、一方で、ソース／ドレイン構造１０４の多結晶部分１４４は、窒化ガリウム層１０２から成長することができる。ソース／ドレイン構造１０４の単結晶部分１４２は、各ソース／ドレイン構造１０４と２Ｄ電子ガス１１２との間で、約１３０オーム−μｍ以下の接触抵抗を有することができる。このように、窒化ガリウムトランジスタ１００（図１を参照されたい）のオン状態抵抗は、約２６０オーム−μｍである。一実施形態において、単結晶部分１４２は、窒化インジウムガリウムを含むことができる。特に、単結晶部分１４２は、Ａｌ０．８３Ｉｎ０．１７Ｎを含む露出させた分極層部分１３６上の、エピタキシャルに再成長させたＮ＋ドープした（２Ｅ２０／ｃｍ３シリコン）Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎとすることができる。別の実施形態において、単結晶部分１４２は、窒化ガリウムを含むことができる。特に、単結晶部分１４２は、Ｎ＋ドープした（シリコン）窒化ガリウムとすることができる。
【００１８】
一実施形態において、再成長プロセスは、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）又は分子ビームエピタキシ（ＭＢＥ）などの、エピタキシャル結晶成長技法を含むことができる。
【００１９】
チャネル又は電流の流れの特定の配向が、約２３％低い（例えば、より良好な）接触抵抗（Ｒｃｃ）をもたらすことに更に留意されたい。これらの配向は、当業者に理解されるように、単結晶部分１４２のＮ＋窒化インジウムガリウム結晶が、窒化ガリウム層１０２の窒化ガリウムの六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列さることに対応し得る。そのｃ面に対する六方晶ウルツ鉱型結晶構造１４８のｍ面は、図７及び図８（図７の線８−８に沿った平面図）に例示される。
【００２０】
当業者に理解されるように、露出させた分極層部分１３６からソース／ドレイン構造１０４の単結晶部分１４２を製造する能力は、非常に狭いピッチで、すなわち、１００ｎｍ未満の極めて縮小されたソース／ドレイン接点１２４（図１及び図２を参照されたい）での、窒化ガリウムトランジスタ１００（図１及び図２を参照されたい）の製造を可能にすることができることになお更に留意されたい。
【００２１】
図１及び図２を再度参照すると、誘電体層１１８は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、並びに酸化ハフニウム、酸化ケイ素ハフニウム、酸化ランタン、酸化アルミニウムランタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素ジルコニウム、酸化タンタル、酸化ケイ素タンタル、酸化チタン、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化イットリウム、酸化アルミニウム、タンタル酸鉛スカンジウム、及び亜鉛ニオブ酸鉛などの高誘電率誘電体材料が挙げられるが、これらに限定されない、任意の周知のゲート誘電層材から形成することができる。誘電体層１１８は、化学蒸着（「ＣＶＤ」）、物理蒸着（「ＰＶＤ」）、原子層蒸着（「ＡＬＤ」）などの周知の技法によって形成することができる。ゲート電極１２２は、任意の適切なゲート電極材料で形成することができる。本開示の一実施形態において、ゲート電極１２２は、ポリシリコン、タングステン、ルテニウム、パラジウム、白金、コバルト、ニッケル、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、タンタル、アルミニウム、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化タンタル、炭化ハフニウム、炭化アルミニウム、他の金属炭化物、金属窒化物、及び金属酸化物が挙げられるが、これらに限定されない、材料から形成することができる。ゲート電極１２２は、当業者に理解されるように、ゲート電極材料をブランケット堆積し、次いで、周知のフォトリソグラフィ技法及びエッチング技法によって、ゲート電極材料をパターニングすることなどの、周知の技法によって形成することができる。
【００２２】
図９は、本説明の一実施形態によるマイクロ電子デバイスを製造するプロセス１５０のフローチャートである。ブロック１５２に記載されるように、窒化ガリウム層を形成することができる。ブロック１５４に記載されるように、電荷誘導層を窒化ガリウム層上に形成して、窒化ガリウム層内に２Ｄ電子ガスを形成することができる。ブロック１５６に記載されるように、ハードマスクを電荷誘導層上にパターニングすることができる。ブロック１５８に記載されるように、電荷誘導層を通して、窒化ガリウム層の中へエッチングすることによって、凹部を形成することができる。ブロック１６０に記載されるように、凹部に近接するハードマスクの一部分を除去して、電荷誘導層の一部分を露出させることができる。ブロック１６２に記載されるように、ソース／ドレイン構造の単結晶部分が２Ｄ電子ガスに隣接するように、ソース／ドレイン構造の単結晶部分を、電荷誘導層の露出させた部分から成長させることができる。
【００２３】
図１０は、本説明の１つの実現形態による、コンピューティングデバイス２００を例示する。コンピューティングデバイス２００は、ボード２０２を収容する。ボード２０２は、プロセッサ２０４及び少なくとも１つの通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂが挙げられるが、これらに限定されない、いくつかの構成要素を含むことができる。プロセッサ２０４は、ボード２０２に、物理的かつ電気的に結合される。いくつかの実現形態において、少なくとも１つの通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂもまた、ボード２０２に、物理的及び電気的に結合される。更なる実現形態において、通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂは、プロセッサ２０４の一部である。
【００２４】
その用途に応じて、コンピューティングデバイス２００は、ボード２０２に物理的かつ電気的に結合される、又は結合されない場合がある、他のコンポーネントを含むことができる。これらの他の構成要素としては、揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、グラフィックスプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、暗号プロセッサ、チップセット、アンテナ、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、タッチスクリーンコントローラ、バッテリ、オーディオコーデック、ビデオコーデック、電力増幅器、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）デバイス、コンパス、加速度計、ジャイロスコープ、スピーカー、カメラ、及び（ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、及びその他のものなどの）大容量記憶デバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２５】
通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂは、コンピューティングデバイス２００との間でデータを転送するための無線通信を可能にする。「無線」という用語及びその派生語は、非固体媒体を通して変調電磁放射を使用することによってデータを通信することができる、回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネルなどを説明するために使用することができる。この用語は、関連付けられるデバイスがいかなるワイヤも含まないことを意味するが、いくつかの実施形態では、関連付けられるデバイスがそうではない場合がある。通信チップ２０６は、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ８０２.１１ファミリ）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２.１６ファミリ）、ＩＥＥＥ８０２.２０、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及びそれらの派生物が挙げられるが、これらに限定されない、いくつかの無線規格又はプロトコル、並びに３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降のものとして指定される任意の他の無線プロトコルのうちのいずれかを実現することができる。コンピューティングデバイス２００は、複数の通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂを含むことができる。例えば、第１の通信チップ２０６Ａは、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの短距離無線通信専用とすることができ、第２の通信チップ２０６Ｂは、ＧＰＳ、ＥＤＧＥ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、Ｅｖ−ＤＯ、及びその他のものなどの長距離無線通信専用とすることができる。
【００２６】
コンピューティングデバイス２００のプロセッサ２０４は、上で説明されるようなマイクロ電子トランジスタを含むことができる。「プロセッサ」という用語は、レジスタ及び／又はメモリからの電子データを処理して、該電子データを、レジスタ及び／又はメモリに記憶することができる他の電子データに変換する、任意のデバイス又はデバイスの一部分を指すことができる。更に、通信チップ２０６Ａ、２０６Ｂは、上で説明されるように製造されるマイクロ電子トランジスタを含むことができる。
【００２７】
様々な実現形態において、コンピューティングデバイス２００は、ラップトップ、ネットブック、ノートブック、ウルトラブック、スマートフォン、タブレット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ウルトラモバイルＰＣ、携帯電話、デスクトップコンピュータ、サーバ、プリンタ、スキャナ、モニタ、セットトップボックス、エンターテイメント制御ユニット、デジタルカメラ、ポータブル音楽プレーヤ、又はデジタルビデオレコーダとすることができる。更なる実現形態において、コンピューティングデバイス２００は、データを処理する任意の他の電子デバイスとすることができる。
【００２８】
本説明の主題は、必ずしも図１〜図１０に例示された特定の用途に限定されないことが理解される。当業者に理解されるように、主題は、他のマイクロ電子デバイス及び組み立て用途に、並びに任意の他の適切なトランジスタ用途に適用することができる。
【００２９】
以下の例は、更なる実施形態に関係し、例１は、窒化ガリウム層と、窒化ガリウム層上の電荷誘導層と、窒化ガリウム層内の２Ｄ電子ガスと、２Ｄ電子ガスに隣接する単結晶部分を含むソース／ドレイン構造と、を備える、マイクロ電子構造である。
【００３０】
例２において、例１に記載の主題は、窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の単結晶部分を随意に含むことができる。
【００３１】
例３において、例２に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を随意に含むことができる。
【００３２】
例４において、例２に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分の結晶配向を随意に含むことができる。
【００３３】
例５において、例１に記載の主題は、窒化ガリウムを含むソース／ドレイン構造の単結晶部分を随意に含むことができる。
【００３４】
例６において、例５に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化ガリウムを含むソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を随意に含むことができる。
【００３５】
例７において、例５に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化ガリウム単結晶部分の結晶配向を随意に含むことができる。
【００３６】
例８において、例１〜７のいずれかに記載の主題は、結晶移行層上に形成された分極層を含む電荷誘導層を随意に含むことができ、結晶移行層は、窒化ガリウム層に隣接する。
【００３７】
例９において、例８に記載の主題は、窒化アルミニウムインジウムを含む分極層を随意に含むことができる。
【００３８】
例１０において、例８に記載の主題は、窒化インジウムを含む結晶移行層を随意に含むことができる。
【００３９】
例１１において、例８に記載の主題は、窒化インジウムを含む結晶移行層を随意に含むことができる。
【００４０】
例１２において、例１〜７のいずれかに記載の主題は、ソース／ドレイン構造及び窒化ガリウム層の単結晶部分に隣接する、ソース／ドレイン構造の多結晶部分を随意に含むことができる。
【００４１】
以下の例は、更なる実施形態に関係し、例１３は、マイクロ電子構造を製造する方法であり、該方法は、窒化ガリウム層を形成することと、電荷誘導層を窒化ガリウム層上に形成して、窒化ガリウム層内に２Ｄ電子ガスを形成することと、ハードマスクを電荷誘導層上にパターニングすること、電荷誘導層を通して、窒化ガリウム層の中へエッチングして、凹部を形成することと、凹部に近接するハードマスクの一部分を除去して、電荷誘導層の一部分を露出させることと、ソース／ドレイン構造の単結晶部分が２Ｄ電子ガスに隣接するように、電荷誘導層の露出させた部分からソース／ドレイン構造の単結晶部分を成長させることと、を含む。
【００４２】
例１４において、例１３に記載の主題は、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４３】
例１５において、例１４に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化インジウムガリウムを成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４４】
例１６において、例１４に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分の結晶配向を成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４５】
例１７において、例１３に記載の主題は、ソース／ドレイン構造の窒化ガリウム単結晶部分を成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４６】
例１８において、例１７に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化インジウムガリウムを成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４７】
例１９において、例１７に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分の結晶配向を成長させることを含む、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を成長させることを随意に含むことができる。
【００４８】
例２０において、例１３〜１９のいずれかに記載の主題は、結晶移行層を窒化ガリウム層上に形成すること、及び分極層を結晶移行層上に形成することを含む、電荷誘導層を形成することを随意に含むことができる。
【００４９】
例２１において、例２０に記載の主題は、窒化アルミニウムインジウム分極層を形成することを含む、分極層を形成することを随意に含むことができる。
【００５０】
例２２において、例２０に記載の主題は、窒化インジウムの結晶移行層を形成することを含む、結晶移行層を形成することを随意に含むことができる。
【００５１】
例２３において、例２０に記載の主題は、窒化アルミニウムの結晶移行層を形成することを含む、結晶移行層を形成することを随意に含むことができる。
【００５２】
例２３において、例１３〜１９のいずれかに記載の主題は、ソース／ドレイン構造の単結晶部分及び窒化ガリウム層に隣接するソース／ドレイン構造の多結晶部分を形成することを随意に含むことができる。
【００５３】
以下の例は、更なる実施形態に関係し、例２５は、電子システムであり、該電子システムは、ボードと、該ボードに取り付けられるマイクロ電子デバイスと、を備え、該マイクロ電子デバイスは、少なくとも１つの窒化ガリウムトランジスタを含み、該少なくとも１つの窒化ガリウムトランジスタは、窒化ガリウム層と、窒化ガリウム層上の電荷誘導層と、窒化ガリウム層内の２Ｄ電子ガスと、２Ｄ電子ガスに隣接する単結晶部分を含むソース／ドレイン構造と、を備える。
【００５４】
例２６において、例２５に記載の主題は、窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の単結晶部分を随意に含むことができる。
【００５５】
例２７において、例２６に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を随意に含むことができる。
【００５６】
例２８において、例２６に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分の結晶配向を随意に含むことができる。
【００５７】
例２９において、例２５に記載の主題は、窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の単結晶部分を随意に含むことができる。
【００５８】
例３０において、例２９に記載の主題は、Ｎ＋ドープした窒化インジウムガリウムを含むソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分を随意に含むことができる。
【００５９】
例３１において、例２９に記載の主題は、窒化ガリウム層の六方晶ウルツ鉱型結晶構造のｍ面に対して実質的に平行に整列された、ソース／ドレイン構造の窒化インジウムガリウム単結晶部分の結晶配向を随意に含むことができる。
【００６０】
こうして、本説明の実施形態を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本説明は、上の説明に記載される特定の詳細によって限定されるものではなく、その多くの明らかな変形例が、その特許請求の範囲の趣旨又は範囲から逸脱することなく可能であることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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