JP2007537594A - 複数のフィールドプレートを有するワイドバンドギャップトランジスタ - Google Patents

複数のフィールドプレートを有するワイドバンドギャップトランジスタ Download PDF

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Abstract

ソース電極およびドレイン電極が半導体層に接触した、基板上の複数の活性半導体層を備えるトランジスタ。ゲートが、ソース電極とドレイン電極との間に、複数の半導体層上に形成される。複数のフィールドプレートが、半導体層上に配置され、各フィールドプレートは、ゲートのエッジからドレイン電極に向かって延び、また各フィールドプレートは、前記半導体層から、また他のフィールドプレートから分離される。最上部のフィールドプレートは、ソース電極に電気的に接続され、他のフィールドプレートは、ゲートまたはソース電極に電気的に接続される。

Description

本出願は、２００４年５月１１日に出願した、Ｗｕ等に対する仮出願第６０／５７０，５１８号の恩典を主張するものである。
本発明は、トランジスタに関し、より詳細には、フィールドプレートを利用したトランジスタに関する。
ＡｌＧａＮ／ＧａＮ半導体材料の製造における改善は、高周波数用途、高温用途、および高電力用途のＨＥＭＴ（ｈｉｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのＡｌＧａＮ／ＧａＮトランジスタの開発の進歩を助長してきた。ＡｌＧａＮ／ＧａＮは、大きなバンドギャップ、高いピーク電子速度値および飽和電子速度値を有する（非特許文献１参照）。ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴはまた、１０１３ｃｍ−２を超過する２ＤＥＧシート密度と、（２０１９ｃｍ２／Ｖｓまでの）比較的高い電子移動度を有することも可能である（非特許文献２参照）。これらの特性により、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴは、ＲＦ周波数、マイクロ波周波数、およびミリメートル波周波数において、非常に高い電圧と高電力動作を実現することができるようになる。
ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴは、サファイア基板上に成長させられ、４．６Ｗ／ｍｍの電力密度と７．６Ｗの総電力が示された（非特許文献３参照）。さらに最近では、ＳｉＣ上に成長させられたＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴで、８ＧＨｚにおいて９．８Ｗ／ｍｍの電力密度が示され（非特許文献４参照）、また９Ｇｈｚにおいて２２．９Ｗの総出力電力が示された（非特許文献５参照）。
特許文献１には、バッファおよび基板上に成長されたＧａＮ／ＡｌＧａＮベースのＨＥＭＴが開示されている。他のＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴおよびＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が、非特許文献６および非特許文献７参照に説明されている。これらのデバイスの一部には、１００ギガヘルツもの利得帯域幅積（ｆＴ）を示しているものもあり（非特許文献８参照）、またＸ−バンドにおいて１０Ｗ／ｍｍまでの高電力密度を示しているものもある（非特許文献９および非特許文献１０参照）。
米国特許第５，１９２，９８７号明細書 米国特許第６，５８６，７８１号明細書 米国特許第５，２９０，３９３号明細書 米国特許第５，６８６，７３８号明細書 米国特許第５，３９３，９９３号明細書 米国特許第５，５２３，５８９号明細書 米国特許第５，７３９，５５４号明細書 米国特許第６，３１６，７９３号明細書 米国特許第６，５８６，７８１号明細書 米国特許第６，５４８，３３３号明細書 米国特許出願公開第２００２／０１６７０２３号明細書 米国特許出願公開第２００３／０００２００９２号明細書 米国特許第５，１９２，９８７号明細書 米国特許第５，２９６，３９５号明細書 B. Gelmont, K. Kim and M.Shur, "Monte Carlo Simulation of Electron Transport in Gallium Nitride," J. Appl. Phys. 74, (1993), pp. 1818-1821 R. Gaska et al., "Electron Transport in AlGaN-GaN Heterostructures Grown on 6H-SiC Substrates," Appl. Phys. Lett. 72, (1998), pp. 707-709 Y. F. Wu et al., "GaN-Based FETs for Microwave Power Amplification," IEICE Trans. Electron. E-82-C, (1999), pp. 1895-1905 Y. F. Wu et al., "Very-High Power Density AlGaN/GaN HEMTs," IEEE Trans. Electron. Dev. 48, (2001), pp. 586-590 M. Micovic et al, "AlGaN/GaN Heterojunction Field Effect Transistors Grown by Nitrogen Plasma Assisted Molecular Beam Epitaxy," IEEE Trans. Electron. Dev. 48, (2001), pp. 591-596 Gaska et al., "High-Temperature Performance of AlGaN/GaN HFET's on SiC Substrates," IEEE Electron Device Letters, 18, (1997), pp. 492-494 Wu et al., "High Al-content AlGaN/GaN HEMTs With Very High Performance," IEDM-1999 Digest, pp. 925-927, Washington DC, Dec. 1999 Lu et al., "AlGaN/GaN HEMTs on SiC With Over 100 GHz ft and Low Microwave Noise," IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 48, No. 3, March 2001, pp. 581-585 Wu et al., "Bias-dependent Performance of High-Power AlGaN/GaN HEMTs," IEDM-2001, Washington DC, Dec. 2-6, 2001 Wu et al., "High Al-Content AlGaN/GaN MODFETs for Ultrahigh Performance," IEEE Electron Device Letters 19, (1998), pp. 50-53 S. Kamalkar and U.K.Mishra, "Very High Voltage AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistors Using a Field Plate Deposited on a Stepped Insulator", Solid State Electronics 45, (2001), pp. 1645-1662
電子トラッピング、およびこの結果生ずるＤＣ特性とＲＦ特性との違いは、これらのデバイスの性能における制限要因である。窒化ケイ素（ＳｉＮ）パッシベーションをうまく使用して、１０Ｇｈｚで１０Ｗ／ｍｍ以上の電力密度を有する高性能デバイスで生じるこのトラッピング問題が軽減されてきた。例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれている特許文献２に、ＧａＮベースのトランジスタにおけるトラッピング効果を低減する方法および構造が開示されている。しかし、これらの構造中に存在する高電界に起因して、電荷トラッピングは、依然として問題になっている。
フィールドプレートを使用して、マイクロ波周波数におけるＧａＮベースのＨＥＭＴの性能が高められてきた（非特許文献１１参照）。しかし、これらのアプローチは、トランジスタのゲートに接続されたフィールドプレートであって、チャネルのドレイン側の上部にあるものを伴った。これは、ドレインキャパシタンスに対する著しいフィールドプレートをもたらす可能性があり、また、ゲートに接続されているフィールドプレートにより、デバイスに対して追加のゲート−ドレイン間キャパシタンス（Ｃｇｄ）が追加される。これは、利得を低下させるだけでなく、入出力間の分離がより劣ることに起因した不安定性をもたらす可能性もある。
本発明は、複数のフィールドプレートを有するトランジスタを提供し、複数のフィールドプレートのうち最上部のフィールドプレートは、ソース電極に電気的に接続され、中間のフィールドプレートは、ソース電極またはゲート電極に接続されている。本発明によるトランジスタの一実施形態は、活性領域を備える。ソース電極およびドレイン電極は、活性領域と接触して形成され、ゲートは、活性領域上のソース電極とドレイン領域との間に形成される。複数のスペーサ層およびフィールドプレートが備えられ、スペーサ層のうち第１のスペーサ層は、ゲート電極とドレインおよびソース電極との間の活性領域の表面の少なくとも一部の上に存在しており、また、フィールドプレートのうちの第１のフィールドプレートは、スペーサ層のうちの第１のスペーサ層の上に存在する。残りのスペーサ層およびフィールドプレートは、スペーサ層のうちの第１のスペーサ層およびフィールドプレートのうちの第１のフィールドプレートの上に交互に配置され、フィールドプレートのうちの最上部のフィールドプレートは、ソース電極に電気的に接続され、この下のフィールドプレートのそれぞれは、ゲート電極またはソース電極に電気的に接続されている。
本発明によるトランジスタの他の実施形態は、活性領域を備え、ソース電極とドレイン電極が活性領域に接触している。ゲートが、ソース電極とドレイン電極との間に、活性領域上に存在する。複数のフィールドプレートが、活性領域上に配置され、各フィールドプレートは、ゲートのエッジからこのドレイン電極に向かって延び、各フィールドプレートは、活性領域から分離され、またフィールドプレートのうちの他のフィールドプレートから分離される。フィールドプレートのうちの最上部のフィールドプレートは、ソース電極に電気的に接続され、フィールドプレートのうちの他のフィールドプレートのそれぞれは、ゲート電極またはソース電極に電気的に接続されている。
本発明のこれらおよび他のさらなる特徴および利点については、添付図面を参照すれば以下の詳細な説明から当業者には明らかであろう。
本発明による複数のフィールドプレート構成は、ワイドバンドギャップ材料で作製されたトランジスタ構造など、多数の異なるトランジスタ構造と共に使用することができる。トランジスタは、一般に、半導体層を備える活性領域を備え、金属のソース電極およびドレイン電極が活性領域と電気的に接触して形成され、そしてゲートが、活性領域内部の電界を変調するために、ソース電極とドレイン電極との間に形成されている。第１のスペーサ層が、活性領域上に、ゲートとドレインとの間の活性領域の表面の少なくとも一部分の上にわたって形成されている。第１のスペーサ層は、誘電体層または複数の誘電体層の組合せを備えることができる。第１のスペーサ層は、ゲート、ならびに、ゲート電極とソース電極およびドレイン電極との間の活性領域の最上部表面を覆うことが好ましいが、以下で説明しているように、第１のスペーサ層は、さらに少ない部分しか覆わない可能性もある。
導電性の第１のフィールドプレートが、第１のスペーサ層上に形成され、第１のスペーサ層は、フィールドプレートとゲートおよびその下の活性領域との間の分離をもたらす。第１のフィールドプレートは、ゲートのエッジからドレイン電極に向かって距離Ｌｆ１だけ延びている。第１のフィールドプレートは、ソース電極またはゲートのどちらかに電気的に接続することができる。
第２のスペーサ層が、第１のフィールドプレートの少なくとも一部分の上と、ゲートとドレイン電極との間の第１のスペーサ層の表面の一部分の上に形成される。しかし、好ましい一実施形態において、第２のスペーサは、第１のフィールドプレートと、トランジスタ構造の露出した上面を覆い、上面は、一般的に第１のスペーサ層である。第２のフィールドプレートが、第２のスペーサ層上に形成され、第２のスペーサ層は、第１のフィールドプレートと第２のフィールドプレートとの間の分離をもたらし、第１のスペーサ層の被覆率に応じて、ゲートと活性領域との間の分離をもたらす。
本発明による他のトランジスタ構造は、３つ以上のフィールドプレートを有する可能性がある。最上部のフィールドプレートは、一般的にソース電極に電気的に接続されるが、中間のフィールドプレートは、ゲートまたはソース電極のどちらかに電気的に接続される。
このフィールドプレート構成は、デバイス中のピーク電界を低減させ、破壊電圧の増大およびトラッピングの減少をもたらすことができる。電界の低減はまた、漏れ電流の低減や信頼性の向上など他の利点をもたらす可能性もある。ソース電極に電気的に接続されたフィールドプレートを有することにより、ゲートに接続されたフィールドプレートからもたらされるゲインの低下および不安定性が低減させられる。本発明に従って構成されるとき、ソースに接続されたフィールドプレートの遮へい効果は、Ｃｇｄを減少させることが可能であり、これは、入出力の分離を向上させる。
本発明による複数のフィールドプレート構成を利用することが可能であるトランジスタの１つのタイプは、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）であり、ＨＥＭＴは、一般的にバッファ層と、バッファ層上のバリア層とを備える。２ＤＥＧ（二次元電子ガス）層／チャネルが、バッファ層とバリア層との間のヘテロ界面に形成される。ゲート電極が、ソース電極とドレイン電極との間のバリア層上に形成される。ＨＥＭＴはまた、前述の複数のスペーサ層とフィールドプレートの構成を備える。
本発明による複数のフィールドプレート構成を利用することが可能である別のタイプのトランジスタは、電界効果トランジスタ、特に金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）であり、金属半導体電界効果トランジスタは、一般的にバッファ層と、バッファ層上のチャネル層とを備える。ゲートが、ソース電極とドレイン電極との間のチャネル層上に形成され、ＭＥＳＦＥＴはまた、前述の複数のスペーサ層およびフィールドプレートの構成を備える。
ある要素もしくは層が、他の要素もしくは層「の上にある」、「に接続されている」、「に結合されている」、または「と接触している」と言及されるとき、要素もしくは層は、他の要素もしくは層の上に、直接載っている、接続もしくは結合されている、または接触している可能性があり、あるいは介在する要素もしくは層が存在していてもよいことが理解されるだろう。対照的に、ある要素が、別の要素もしくは層「の上に直接ある」、「に直接接続されている」、「に直接結合されている」、または「と直接接触している」と言及されるときには、介在する要素もしくは層は存在しない。同様に、第１の要素もしくは層が、第２の要素もしくは層「と電気的に接触している」、または「と電気的に結合されている」と言及されるときには、第１の要素もしくは層と第２の要素もしくは層との間の電流の流れを可能にする電気経路が存在する。電気経路は、キャパシタ、結合インダクタ、および／または導電性要素の間に直接的な接触がなくとも、電流の流れを可能にする他の要素を含んでいてもよい。
図１および図２は、本発明によるＨＥＭＴ１０の一実施形態を示しており、このＨＥＭＴ１０は、ＩＩＩ族窒化物ベースであることが好ましいが、他の材料系を使用することも可能である。ＨＥＭＴ１０は、炭化ケイ素、サファイア、スピネット、ＺｎＯ、シリコン、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、あるいはＩＩＩ族窒化物材料の成長を支持することが可能な他の任意の材料または材料の組合せで作製することができる基板１２を備える。核生成層１４を基板１２上に形成して、基板１２とＨＥＭＴ１０中の次の層との間の格子不整合を低減させることができる。核生成層１４は、約１０００オングストローム（Å）の厚みにすべきであるが、他の厚みを使用することも可能である。核生成層１４は、多数の異なる材料を含むことが可能であり、適切な材料は、ＡｌｚＧａ１−ｚＮ（０＜＝ｚ＜＝１）であり、層１４は、金属酸化物化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）、水素化物気相成長（ＨＶＰＥ）、または分子線エピタキシ（ＭＢＥ）などの知られている半導体成長技法を使用して基板１２上に形成することができる。
核生成層１４の形成は、基板１２に使用される材料に依存する可能性がある。例えば、様々な基板上に核生成層１４を形成する方法が特許文献３および４に教示されており、それぞれが、本明細書に完全に記述されているかのように参照により組み込まれている。炭化ケイ素基板上に核生成層を形成する方法が特許文献５、６および７に開示されており、それぞれが、本明細書に完全に記述されているかのように参照により本明細書に組み込まれている。
ＨＥＭＴ１０は、核生成層１４上に形成された高抵抗バッファ層１６をさらに備える。バッファ層１６は、ＩＩＩ族窒化物材料のドープされた層、または非ドープの層を備えることができ、好ましいバッファ層１６は、ＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０＜＝ｘ＜＝１、０＜＝ｙ＜＝１、ｘ＋ｙ＜＝１）などのＩＩＩ族窒化物材料で作製される。厚さ約２μｍのＧａＮなどの他の材料をバッファ層１６に使用することができ、この際、バッファ層の一部分はＦｅでドープされる。
バッファ層１６が、バッファ層１６上に形成されて、バリア層１８と核生成層１４との間に挟まれる。バッファ層１６と同様に、バリア層１８は、ＩＩＩ族窒化物材料の、ドープされた層、または非ドープの層を備えることができる。例示的ＨＥＭＴ構造が、特許文献８〜１２に説明されており、それぞれが、本明細書に完全に記述されているかのように参照により組み込まれている。他の窒化物ベースのＨＥＭＴ構造が特許文献１３および１４に説明されており、それぞれが、本明細書に完全に記述されているかのように参照により本明細書に組み込まれている。バッファ層１６およびバリア層１８は、核生成層１４を成長させるために使用されるものと同じ方法を使用して作製することができる。これらのデバイス間の電気的分離は、メサエッチングまたは活性ＨＥＭＴの外側におけるイオン注入を用いて行われる。
金属のソース電極２０およびドレイン電極２２が、バリア層１８を通じてオーム接触を作製することにより形成され、ゲート２４が、ソース電極２０とドレイン電極２２との間のバリア層１８の上に形成される。ゲート２４が適切なレベルにバイアスされるとき、バッファ層１６とバリア層１８との間のヘテロ界面に生じる２ＤＥＧ１７を介してソース電極２０とドレイン電極２２との間に電流が流れることが可能である。ソース電極２０およびドレイン電極２２の形成については、上述の特許文献および非特許文献に詳細に説明されている。
ソース電極２０とドレイン電極２２は、これらに限定されないが、チタン、アルミニウム、金またはニッケルの合金を含む異なる材料で作製することができる。また、ゲート２４は、これらに限定されないが、金、ニッケル、白金、チタン、クロム、チタンおよびタングステンの合金、または白金シリサイドを含む異なる材料で作製することもできる。ゲート２４は、多くの異なる長さ（Ｌｇ）を有することが可能であり、適切なゲート長は０．１ミクロンから２ミクロンの範囲にあるが、他のゲート長を使用することも可能である。本発明による一実施形態においては、好ましいゲート長（Ｌｇ）は、約０．５ミクロンである。
第１の非導電性スペーサ層２６を、ゲートとドレイン電極との間のバリア層の表面の少なくとも一部分の上に形成することができ、好ましい第１のスペーサ層は、ゲート２４の上、ならびにソース電極２０とドレイン電極２２との間のバリア層１８の表面上に形成される。第１のスペーサ層２６は、誘電体層、または複数の誘電体層の組合せを備えることができる。ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｓｉ、Ｇｅ、ＭｇＯｘ、ＭｇＮｘ、ＺｎＯ、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘ、これらの合金または連続した層など、異なる誘電体材料を使用することができる。スペーサ層は、多数の異なる厚さとすることができ、厚さの適切な範囲は、約０．０５ミクロンから２ミクロンである。図１に最もよく示されているように、ゲート２４は、ゲートコンタクト２８の位置でコンタクトされる。
第１のスペーサ層２６が、デバイスのメタライゼーションの前に形成されるときには、スペーサ層は、Ａｌ、Ｇａ、またはＩｎの合金など異なるＩＩＩ族元素を有するＩＩＩ族窒化物材料などのエピタキシャル材料を含むことが可能であり、適切なスペーサ層材料は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）である。バリア層１８のエピタキシャル成長の後に、第１のスペーサ層２６は、同じエピタキシャル成長法を使用して成長させることができる。次いで第１のスペーサ層２６は、２ＤＥＧ１７と接触してゲート２４、ソース電極２０、およびドレイン電極２２を適切に形成することができるようにエッチングされる。この構成については、図９に示され以下で説明されるような一体化した第１のフィールドプレートを伴うゲートを有するＨＥＭＴ（およびＭＥＳＦＥＴ）に特に適用可能である。
第１のフィールドプレート３０が、ゲート２４とドレインコンタクト２２との間のスペーサ層２６上に形成され、フィールドプレート３０は、ゲート２４に極めて近接しているが、ゲート２４とオーバーラップしてはいない。スペーサ層２６は、第１のフィールドプレート３０とその下の層との間の分離をもたらすように配置される。ゲート２４とフィールドプレートとの間の間隔（Ｌｇｆ）が残っており、この間隔は、第１のフィールドプレート３０からさらに分離するのに十分広くすべきであるが、第１のフィールドプレート３０によってもたらされる電界効果を最大にするのに十分小さくなってもいる。Ｌｇｆがあまりにも広すぎる場合、電界効果が低減する。本発明による一実施形態においては、Ｌｇｆは０．４ミクロン以下にすべきであるが、これよりも大きな間隔および小さな間隔も使用することができる。
第１のフィールドプレート３０は、ゲート２４のエッジからバリア層上に異なる距離Ｌｆ１だけ延びることが可能であり、適切な距離の範囲は、０．１ミクロンから１．０ミクロンであるが、他の距離についても使用することができる。フィールドプレート３０は、多数の異なる導電性材料を含むことが可能であり、適切な材料は、標準のメタライゼーション方法を使用して堆積させられた金属である。本発明による一実施形態においては、フィールドプレート３０は、以下に説明しているように接続される形態と同じ金属を含んでいる。
第１のフィールドプレート３０は、ソースコンタクト２０またはゲート２４のどちらかと電気的に接続することができる。図１は、本発明による一実施形態を示しており、第１のフィールドプレート３０はソースコンタクトに接続され、また、他の接続構造についても使用することが可能であるが２つの代替接続構造が示されている。第１の導電性バス３２（幻影線で示されている）をスペーサ層２６上に形成して、第１のフィールドプレート３０とソースコンタクト２０との間に延びているようにすることができる。異なる数のバス３２を使用することが可能であるが、使用されるバス３２が多くなればなるほど、これらのバスによって導入される可能性のある望ましくないキャパシタンスが大きくなる。バス３２は、電流がソースコンタクト２０から第１のフィールドプレート３０に効果的に広がるように十分な数を有するべきであるが、ＨＥＭＴの活性領域をできるだけ少ししか覆わないようにすべきであり、バス３２の適切な数は２である。
第１のフィールドプレート３０はまた、ＨＥＭＴ１０の活性領域の外側を走り、ソースコンタクト２０に接続された第１の導電性経路３４を介してソースコンタクト２０に電気的に接続することもできる。図１に示されるように、経路３４は、ゲートコンタクト２８と対向するエッジの位置でＨＥＭＴの活性区域の外側を走っている。本発明による代替実施形態においては、導電性経路は、ゲートコンタクト２８の側にあるＨＥＭＴ１０の活性区域の外側を走ることも可能であり、あるいはＨＥＭＴ１０は、ＨＥＭＴ１０の一方または両方の側を走る２本以上の導電性経路を備えることも可能である。
図３は、図１のＨＥＭＴ１０と類似しており、また図２に示されるものと同じ断面図を有する、本発明によるＨＥＭＴ５０の他の実施形態を示すものである。図３（および以下に続く図面）中のＨＥＭＴ５０の形態と同じまたは類似した形態について、図１および２からの参照番号と同じものが、上述した形態の説明がＨＥＭＴ５０に対しても同様に当てはまるという理解と共に使用される。
図２および３を参照すると、ＨＥＭＴ５０は、基板１２、核生成層１４、バッファ層１６、２ＤＥＧ１７、バリア層１８、ソース電極２０、ドレイン電極２２、ゲート２４、第１のスペーサ層２６、ゲートコンタクト２８、および第１のフィールドプレート３０を備えている。しかし、第１のフィールドプレートは、ソース電極２０に接続される代わりに、ゲート２４に接続されており、図３は、本発明に従って使用することができる２つの代替ゲート接続構造を示しているが、他の接続構造も使用することができる。１つの接続構造は、導電性バイア５２（幻影線で示される）の形態の導電性経路とすることが可能であり、この導電性バイアは、第１のフィールドプレート３０からゲート２４へと第１のスペーサ層２６を介して走るように形成することができる。バイア５２は、ゲート２４と第１のフィールドプレート３０との間の電気的接続を実現する。バイア５２は、先ず第１のスペーサ層２６中にエッチングなどによりホールを形成し、次いで別のステップ中、または第１のフィールドプレート３０の形成中のいずれかにおいて、導電性材料でこれらのホールを充填することにより形成することができる。バイア５２は、第１のフィールドプレート３０の下に一定間隔を空けて配置して、ゲート２４からフィールドプレート３０へと広がる有効な電流を供給することができる。ゲート２４に接続することにより、ゲートコンダクタンスが増大させられ、これにより単位セルごとにより大きなデバイス幅を可能にすることができる。
第１のフィールドプレート３０は、ＨＥＭＴ５０の活性領域の外側を走る（図３に示される）第２の導電性経路５４によってゲート２４に接続することもできる。導電性経路５４は、ゲートコンタクト２８、あるいはゲートコンタクト２８と対向したゲート２４の一部分など、ＨＥＭＴ活性領域の外側の、ゲート２４の一部分に接続することができる。
ＨＥＭＴ１０および５０は、第１のフィールドプレート３０の上、ならびに第１のフィールドプレートとドレインとの間の、ＨＥＭＴの上部表面の少なくとも一部分の上に形成される（図２に示される）第２の非導電性スペーサ層４０も備えており、好ましい第２のスペーサ層４０は図示されているように、第１のフィールドプレートと、第１のスペーサ層２６の露出した表面を覆う。第２のスペーサ層４０は、第１のスペーサ層２６と同じ材料または層材料（ｌａｙｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）で形成することができ、０．０５ミクロンから２ミクロンの範囲の合計の厚さを有することが可能である。
ＨＥＭＴ１０および５０では、次いで第２のスペーサ層４０上に第２のフィールドプレート４２を堆積させることが可能である。本発明による異なる第２のフィールドプレートは、第２のフィールドプレート４２がゲート２４とオーバーラップして示されるように、異なる被覆率をもたらす可能性がある。他の部分が、第１のフィールドプレート３０のエッジ上からドレイン電極２２に向かって距離Ｌｆ２だけ延びており、この距離については、０．２ミクロンから５ミクロンの範囲とすることが可能である。
第２のフィールドプレート４２は、ソース電極２０に接続されており、多数の異なる接続構造を使用することができる。第２のフィールドプレート４２とソース電極２０との間に延びるように第２のスペーサ層４０上に第２の導電性バス４４を形成することができる。望ましくないキャパシタンスが導入されるほど活性領域の多くの部分が覆われないようにしながら、ソース電極２０から第２のフィールドプレート４２に効果的に電流が広がるようにするために、異なる数のバス４４を使用することができる。第１のフィールドプレート３０は、ＨＥＭＴ１０および５０の活性領域の外側を走り、ソース電極２０に結合された第３の導電性経路（図示せず）を介してソース電極２０に電気的に接続することも可能である。
第２のフィールドプレート４２の堆積と、フィールドプレート４２のソース電極２０への接続の後に、活性構造は、窒化ケイ素などの誘電体パッシベーション層（図示せず）によって覆うことが可能である。誘電体パッシベーション層を形成する方法は、上述した特許文献および非特許文献に詳細に説明されている。
図４および５は、ＨＥＭＴ１０および５０中の形態と類似する多数の形態を有する、本発明によるＨＥＭＴ６０の別の実施形態を示している。ＨＥＭＴ６０は、基板１２、核生成層１４、バッファ層１６、２ＤＥＧ１７、バリア層１８、ソース電極２０、ドレイン電極２２、ゲート２４、スペーサ層２６およびゲートコンタクト２８を備える。また、ＨＥＭＴ６０は、主としてゲート２４とドレイン電極２２との間のスペーサ層２６上に形成されるが、ゲート２４の一部分とオーバーラップもしている第１のフィールドプレート６２を備える。図１〜３中のＨＥＭＴ１０および５０では、（図２に最もよく示されている）Ｌｇｆは、比較的小さく、これは、製造中に何らかの困難をもたらす可能性がある。フィールドプレート６２をゲート２４とオーバーラップさせることにより、ＨＥＭＴ６０は、Ｌｇｆの許容範囲に合わせる必要なしに製造することができる。しかし、フィールドプレート６２のオーバーラップ部分は、追加の望ましくないキャパシタンスを導入する可能性がある。オーバーラップしたフィールドプレートを使用するか、それともオーバーラップしていないフィールドプレートを使用するかを決定する際に、製造の簡単さをキャパシタンスの低減とバランスさせる必要がある。ＨＥＭＴ６０はまた、フィールドプレート６２をソース電極２０に電気的に接続するためのバス６４または導電性経路６６のいずれかを備える。
図６は、図４に示されるＨＥＭＴ５０に類似しており、図５に示されるものと同じ断面図を有することが可能であるＨＥＭＴ７０の別の実施形態を示している。しかし、ＨＥＭＴ７０中のフィールドプレート６２は、フィールドプレート６２とゲートとの間でスペーサ層２６を介して走るゲートバイア（図示せず）により、または第２の導電性経路７２によりゲート２４に接続される。
図１〜３に示されるＨＥＭＴ１０および５０と同様に、ＨＥＭＴ６０および７０はまた、第２の非導電性スペーサ層６３と第２のフィールドプレート６５とを備える。第２の導電性バス５８または第３の導電性経路（図示せず）を使用して、第２のフィールドプレート５６をソース電極２０に接続することができる。
前述のＨＥＭＴ１０、５０、６０、７０のそれぞれ（ならびに以下で説明されるＨＥＭＴおよびＭＥＳＦＥＴ）は、３つ以上のスペーサ層およびフィールドプレートを備えることも可能であり、ここで、最上部フィールドプレートはソースに接続され、中間フィールドプレートはソースまたはゲートに接続される。例えば、図５は、第３のスペーサ層６８および（幻影線で示される）第３のフィールドプレート６９を示しており、ここで第３のフィールド６９は、第２のフィールドプレート６５のエッジからドレイン電極２２に向かって延びることが可能であり、ソース電極２４に接続されている。第１のフィールドプレート６２および第２のフィールドプレート６５は、ソース電極２０またはゲート２４に接続される。
本発明の構造は、他の材料系で作製された他のタイプのトランジスタ中で使用することもできる。図７は、炭化ケイ素ベースの、本発明によるＭＥＳＦＥＴ８０の一実施形態を示している。ＭＥＳＦＥＴ８０は、炭化ケイ素基板８２を備え、この炭化ケイ素基板上に、炭化ケイ素バッファ８４と炭化ケイ素チャネル層８６が形成され、バッファ８４は、チャネル層８６と基板８２との間に挟まれている。ソース電極８８およびドレイン電極９０が、チャネル層８６と接触して形成され、ゲート９２が、ソース電極８８とドレイン電極９０との間のチャネル層８６上に形成される。
非導電性スペーサ層９４が、ゲート９２上、ならびにゲート９２とソース電極８８およびドレイン電極９０との間のチャネル層８６の表面上に形成されている。上述し、図１〜３に示されているスペーサ層２６と同様に、スペーサ層９４は、誘電体や、異なる誘電体などの非導電性材料のいくつかの異なる層などの非導電性材料の層を備えることが可能である。
第１のフィールドプレート９６が、ゲート９２とドレインコンタクト９０との間のスペーサ層９４上に形成され、フィールドプレート９６は、図１〜３中のフィールドプレート３０と同様にして配置され、同様なＬｇｆとＬｆ１を有する。フィールドプレート９６はまた、フィールドプレート３０を接続するための構造と同じものを使用してソースコンタクト８８またはゲート９０のどちらかに接続することも可能である。
第２の非導電性スペーサ層９８が、ゲート９６および第１のスペーサ層９４の上に形成され、上述し、図１〜３に示される第２のスペーサ層４０と類似している。同様に、第２のフィールドプレート４２と類似しており、ソース電極８８に同様に接続された第２のフィールドプレート１００が、第２のスペーサ層９８上に設けられる。
図８は、基板８２、バッファ８４、チャネル層８６、ソース電極８８、ドレイン電極９０、ゲート９２およびスペーサ層９４を含めて、ＭＥＳＦＥＴ８０と同様の形態を有する、本発明による炭化ケイ素ＭＥＳＦＥＴ１１０の別の実施形態を示している。ＭＥＳＦＥＴ１１０はまた、ゲート９２とオーバーラップするフィールドプレート１１２を備え、オーバーラップしていないフィールドプレートを有するＭＥＳＦＥＴよりも簡単に製造することができるが、追加のキャパシタンスを導入する可能性がある一実施形態を提供する。フィールドプレート１１２は、図３〜５中のフィールドプレート６２と同様にして配置され、ソース電極８８またはゲート９０に同様に接続される。ＭＥＳＦＥＴ１１０はまた、第２のスプレッダ層９８と、ソース電極８８に接続された第２のフィールドプレート１００も備える。
図９は、図１および２中のＨＥＭＴ１０と類似しており、基板１２、核生成層１４、バッファ層１６、２ＤＥＧ１７、バリア層１８、ソース電極２０、ドレイン電極２２、およびゲート２４を備えるＨＥＭＴ１２０の別の実施形態を示している。ＨＥＭＴ１２０は、スペーサ層１２２も備えるが、上述のスペーサ層とは違って、スペーサ層１２２は、ゲート２４を覆っていない。スペーサ層１２２は、その代わりにゲート２４とソースコンタクト２０およびドレインコンタクト２２との間のバリア層１８の表面を覆っているにすぎない。しかし、スペーサ層は、表面層のすべてよりも少ない部分を覆うことができるが、バリア層１８からフィールドプレートを分離するのを支援するのに十分な被覆率でゲート２４とドレイン電極２２との間の表面の少なくとも一部分を覆うべきであることを理解されたい。
次いで、フィールドプレート１２４を、スペーサ層１２２上に形成することができ、フィールドプレートは、フィールドプレート１２４がその長さで下のゲート２４と接触するようにしてゲート２４と一体化されている。フィールドプレート１２４は、スペーサ層１２２上でドレインコンタクト２２に向かって距離Ｌｆ１だけ延びている。この構成では、スペーサ層１２２は、前述のようにエピタキシャルとすることが可能であり、ここでスペーサ層は、バリア層１８上に堆積され、次いでソース電極２０およびドレイン電極２２、ならびにゲート２４をバリア層１８と接触して堆積させることができるようにエッチングされる。次いでフィールドプレート１２４は、ゲート２４と一体化してスペーサ層１２２上に堆積させることもでき、またフィールドプレート１２４は、ゲート２４が堆積させられるのと同じステップ中に堆積させることができる。
図９の一体化したフィールドプレート構成は、ＭＥＳＦＥＴなど、他のトランジスタと共に使用することができることを理解されたい。また、このフィールドプレートが配置されたトランジスタは、３つ以上のスペーサ層とフィールドプレートを有することも可能であることも理解されたい。
上述し、図１〜３に示される第２のスペーサ層４０およびフィールドプレート４２に類似した第２のスペーサ層１２４および第２のフィールドプレート１２６についてもまた含められる。ＨＥＭＴ１２０は、３つ以上のフィールドプレートを備えることが可能であり、中間フィールドプレートは、ゲートまたはソース電極に電気的に接続され、上部フィールドプレートは、ソース電極に電気的に接続されることを理解されたい。また、この複数のフィールドプレート構成は、ＳｉＣで作製されたＭＥＳＦＥＴとともになど、異なる材料系で作製された他のトランジスタとともに使用することも可能であることも理解されたい。
図１０は、フィールドプレートのない、フィールドプレートがゲートに接続された、またフィールドプレートがソース電極に接続されたＧａＮベースのＨＥＭＴの動作特性を比較した表１３０を示している。これらのテストは、０．５ミクロンのゲート長（Ｌｇ）と、１．１ミクロンの第１のフィールドプレートのＦＰ長（Ｌｆ）と、５００ミクロンのデバイス幅（ｗ）とを有するＨＥＭＴ上で行われた。このテストにより、ソース電極に接続されたフィールドプレートを有するデバイスが、改善されたＭＳＧ（ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔａｂｌｅ ｇａｉｎ最大安定ゲイン）と低減された逆伝送（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）（Ｓ１２）を示すことが示された。
本発明による、ソースに接続されたフィールドプレート構造は、上述のものを超える多数の異なるＨＥＭＴ中で使用することができる。例えば、図１１は、基板１２、核生成層１４、バッファ層１６、２ＤＥＧ１７、バリア層１８、ソース電極２０、およびドレイン電極２２を含む、上述のＨＥＭＴ１０、５０、６０中の形態と同様な多数の形態を有する、本発明によるＨＥＭＴ１４０の別の実施形態を示している。しかし、ＨＥＭＴ１４０は、特に高周波数動作に適合させられたガンマ（Γ）形状のゲート１４２を有する。ゲート長（Ｌｇ）は、デバイスの速度を決定する際の重要なデバイス寸法のうちの１つであり、より高い周波数のデバイスでは、ゲート長はさらに短くなる。より短いゲート長では、高周波数動作に悪影響を及ぼす可能性がある高抵抗をもたらす可能性がある。Ｔ−ゲートは、一般に高周波数動作で使用されるが、フィールドプレートのＴ−ゲートとの良好に結合した配置を実現することは難しくなる可能性がある。
ガンマゲート１４２は、低いゲート抵抗をもたらし、ゲートフットプリントの制御された画定を可能にする。ガンマゲート１４２、ならびにガンマゲート１４２とソース電極２０およびドレイン電極２２との間のバリア層１８の表面を覆うスペーサ層１４４が備えられるが、スペーサ層１４４は、上述のように少ししか覆わない可能性がある。ガンマゲート８２の水平部分とスペーサ層１４４の上部との間に間隔が残っていてもよい。ＨＥＭＴ１４０はまた、ガンマゲート１４２とオーバーラップするスペーサ層１４４上に第１のフィールドプレート１４６も備える。第１のフィールドプレート１４６は、水平のオーバーハング部分をもたないガンマゲート１４２の側面上に堆積させられることが好ましい。この構成により、密接した配置、ならびにフィールドプレート１４６とフィールドプレートの下の活性層との間の有効な結合が可能になる。他のガンマゲート実施形態においても、フィールドプレートは、フィールドプレート８６に対して同様に配置することができるが、ゲートにオーバーラップする代わりに、ゲートのエッジとフィールドプレートとの間に、図２に示し上述した間隔Ｌｇｆと同様のスペースが存在していてもよい。
フィールドプレート１４６は、上述のように、多数の異なる方法でゲート２４またはソース電極２０に電気的に接続することができる。フィールドプレート１４６がソース電極２０に接続される場合には、ゲート１４２の水平部の下側の表面とスペーサ層１４４との間の空間は、フィールドプレート１４６とソース電極２０との間に直接に導電性経路をもたらす際に困難を提示する可能性がある。その代わりに、フィールドプレート１４６とソース電極２０との間に、ＨＥＭＴ１４０の活性区域の外側を走る１つまたは複数の導電性経路を備えることもできる。あるいは、ガンマゲート１４２は、ゲートの水平部の下の空間を充填してスペーサ層１４４によって完全に覆うこともできる。この場合には、導電性経路は、フィールドプレート１４６からソース電極へとスペーサ層１４４上を直接に走ることが可能である。あるいは、フィールドプレート１４６は、上述のようにバイアまたは導電性経路を使用してゲートに接続することも可能である。
ＨＥＭＴ１４０は、第２のスペーサ層１４８と、スペーサ層上に形成され、ソース電極２０に接続された第２のフィールドプレート１５０も備える。第１のフィールドプレート１４６と同様に、ゲート１４２の水平部の下側の表面とスペーサ層１４４との間の空間は、フィールドプレート１４６とソース電極２０との間に直接に導電性経路をもたらす際に困難を提示する可能性がある。ＨＥＭＴ１４０の活性区域の外側を走る１つまたは複数の導電性経路を備えることができる。代わりに、ガンマゲート１４２は、ゲートの水平部の下の空間を充填して、第１のスペーサ層１４４または第２のスペーサ層１４８によって完全に覆うことができる。この場合には、導電性経路は、フィールドプレート１４６からソース電極にスペーサ層１４４上を直接に走ることが可能である。次いでこの活性構造は、誘電体パッシベーション層（図示せず）によって覆うことが可能である。
図１２は、以上に示し説明したような複数のフィールドプレートを用いて構成することもできる、本発明によるさらに別のＨＥＭＴ１６０を示している。ＨＥＭＴ１６０はまた、基板１２、核生成層１４、バッファ層１６、２ＤＥＧ１７、バリア層１８、ソース電極２０、およびドレイン電極２２を備える。しかし、ゲート１６２は、バリア層１８中にリセス化（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）され、スペーサ層１６４によって覆われる。フィールドプレート１６６が、スペーサ層１６４上に配置され、ソース電極２０またはゲート１６２のどちらかに接続される。第２のスペーサ層１６８が、第１のフィールドプレート１６６と第１のスペーサ層１６４上に備えられ、第２のフィールドプレート１７０が第２のスペーサ層１６８上に備えられ、ソース電極２０に電気的に接続される。次いで、上部表面は、パッシベーション層（図示せず）によって覆うことが可能である。図に示されるように、ゲート１６２の底部は、部分的にしかリセス化されておらず、他の実施形態においては、ゲートの底部表面を完全にリセス化することもでき、またゲートの異なる部分をバリア層１８中に異なる深さまでリセス化することができる。
図１１および１２中において説明したガンマゲート構成、およびリセス化ゲート構成は、ＭＥＳＦＥＴなどの異なるトランジスタと共に使用することができ、それぞれは３つ以上のスペーサ層およびフィールドプレートを備えることが可能である。上部フィールドプレートは、ソース電極に接続すべきであるが、この下の中間フィールドプレートは、ソース電極またはゲートに接続することができる。例えば、本発明によるトランジスタは、３つのフィールドプレートを有することが可能であり、最上部のフィールドプレートはソース電極に接続され、この下のフィールドプレートは、ソース電極またはゲートに接続される。
以上の実施形態は、マイクロ波周波数およびミリメートル波周波数における電力が改善されたワイドバンドギャップトランジスタを実現する。これらのトランジスタは、より高い入出力分離に起因した、高ゲイン、高電力、およびより安定した動作を同時に示す。この構造は、より低い周波数における高電圧用途のためのより大きな寸法にまで拡張することができる。
本発明について、ある好ましい構成に関して非常に詳細に説明してきたが、他の構成についても可能である。フィールドプレート構成は、多数の異なるデバイス中で使用することができる。これらのフィールドプレートはまた、多数の異なる形状を有していてもよく、多数の異なる方法でソースコンタクトに接続することができる。例えば、フィールドプレートは、ＨＥＭＴの活性区域上から延びて、バスまたは導電性経路を介する代わりに、この接続がフィールドプレートとソースコンタクトとの間で連続していてもよい。しかし、この構成は、法外なキャパシタンスをこの構造中に導入してしまう可能性がある。したがって、本発明の趣旨および範囲は、以上に説明した本発明の好ましい構成だけに限定すべきものではない。
本発明によるＨＥＭＴの一実施形態の平面図である。 本発明によるＨＥＭＴの一実施形態の断面図である。 本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の平面図である。 本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の平面図である。 本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の断面図である。 本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の平面図である。 本発明によるＭＥＳＦＥＴの一実施形態の断面図である。 本発明によるＭＥＳＦＥＴの別の実施形態の断面図である。 本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の断面図である。 フィールドプレートのないＨＥＭＴと、ゲートに接続されたフィールドプレートを有するＨＥＭＴと、ソースに接続されたフィールドプレートを有するＨＥＭＴを比較した、本発明によるＨＥＭＴの動作特性を比較した表である。 ガンマゲートを有する、本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の断面図である。 リセス化ゲートを有する、本発明によるＨＥＭＴの別の実施形態の断面図である。

Claims (33)

  1. チャネルを有する活性領域と、
    前記活性領域と接触して形成されたソース電極およびドレイン電極と、
    前記ソース電極とドレイン電極との間に、前記活性領域上に形成されたゲートと、
    複数のスペーサ層と、
    複数のフィールドプレートと
    を備え、前記スペーサ層のうちの第１のスペーサ層は、前記ゲートと前記ドレイン電極およびソース電極との間の前記活性領域の表面の少なくとも一部の上にあり、前記フィールドプレートのうちの第１のフィールドプレートは、前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層上にあり、前記スペーサ層とフィールドプレートのうちの残りのスペーサ層とフィールドプレートは、前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層と前記フィールドプレートのうちの前記第１のフィールドプレートの上に交互に配置され、前記フィールドプレートのうちの最上部のフィールドプレートは、前記ソース電極に電気的に接続され、前記フィールドプレートのうちの前記最上部のフィールドプレートの下の前記フィールドプレートのそれぞれは、前記ゲートまたはソース電極に電気的に接続されていることを特徴とするトランジスタ。
  2. 前記第１のフィールドプレート上の前記フィールドプレートのそれぞれは、前記スペーサ層のうちの１つのスペーサ層によって下のフィールドプレートから分離されていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  3. 前記フィールドプレートのそれぞれは、少なくとも１つの電気的に接続する導電性経路によって前記ソース電極またはゲートに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  4. 前記フィールドプレートのうちの前記第１のフィールドプレートは、前記ゲートのエッジから前記ドレイン電極に向かって延びる、前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層上に延びていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  5. 前記フィールドプレートのうちの第２のフィールドプレートは、前記フィールドプレートのうちの前記第１のフィールドプレートのエッジから前記ドレイン電極に向かって前記スペーサ層のうちの第２のスペーサ層上に延びていることを特徴とする請求項４に記載のトランジスタ。
  6. 前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層は、前記ゲートを少なくとも部分的に覆い、前記フィールドプレートのうちの前記第１のフィールドプレートは、前記ゲートと少なくとも部分的にオーバーラップし、前記ゲートのエッジから前記ドレイン電極に向かって前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層上で距離Ｌｆだけ延びていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  7. 少なくとも１つの導電性経路をさらに備え、前記フィールドプレートのうちの少なくとも１つのフィールドプレートは、前記少なくとも１つの導電性経路によって前記ソース電極に電気的に接続され、前記経路のそれぞれは、前記活性領域の外側を走っていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  8. 少なくとも１つの導電性経路をさらに備え、前記スペーサ層のうちの１つのスペーサ層は、前記ゲート、ならびに前記ゲートとソース電極との間の前記活性領域の表面を覆い、前記フィールドプレートのうちの少なくとも１つのフィールドプレートは、前記少なくとも１つの導電性経路によって前記ソース電極に電気的に接続され、前記経路は、前記スペーサ層のうちの前記１つのスペーサ層上を走っていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  9. 高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を備えることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  10. 電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  11. 前記ゲートは、ガンマ形状をしていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  12. 前記ゲートは、前記活性領域中に少なくとも部分的にリセス化されていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  13. 前記フィールドプレートは、前記トランジスタ中のピーク動作電界を低減させることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  14. ピーク動作電界の前記低減は、前記トランジスタの破壊電圧を増大させることを特徴とする請求項１３に記載のトランジスタ。
  15. ピーク動作電界の前記低減は、前記トランジスタ中のトラッピングを低減させることを特徴とする請求項１３に記載のトランジスタ。
  16. ピーク動作電界の前記低減は、前記トランジスタ中の漏れ電流を低減させることを特徴とする請求項１３に記載のトランジスタ。
  17. 前記スペーサ層は、前記ゲートを完全には覆っておらず、前記第１のフィールドプレートは、前記ゲートと一体化して形成され、前記スペーサ層上で前記ドレイン電極に向かって距離Ｌｆだけ延びていることを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  18. 前記スペーサ層は、誘電体材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  19. 前記スペーサ層のうちの少なくとも１つのスペーサ層は、エピタキシャル材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  20. 前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層は、エピタキシャル材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のトランジスタ。
  21. チャネルを有する活性領域と、
    前記活性領域と接触したソース電極およびドレイン電極と、
    前記ソース電極とドレイン電極との間の、前記活性領域上のゲートと、
    前記活性領域上に配置された複数のフィールドプレートと
    を備え、フィールドプレートのそれぞれは、前記ゲートのエッジから前記ドレイン電極に向かって延びており、フィールドプレートのそれぞれは、前記活性領域から、また前記フィールドプレートのうちの他のフィールドプレートから分離され、前記フィールドプレートのうちの最上部のフィールドプレートは、前記ソース電極に電気的に接続され、前記フィールドプレートのうちの他のフィールドプレートのそれぞれは、前記ゲートまたは前記ソース電極に電気的に接続されていることを特徴とするトランジスタ。
  22. 前記活性領域上にやはり配置され、前記フィールドプレートの前記分離を実現する複数のスペーサ層をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  23. 前記各スペーサ層は、前記フィールドプレートのそれぞれ１つのフィールドプレートと前記フィールドプレートの前記それぞれ１つのフィールドプレートの下の表面との間で挟まれることを特徴とする請求項２２に記載のトランジスタ。
  24. 前記スペーサ層のうちの第１のスペーサ層は、前記フィールドプレートのうちの第１のフィールドプレートと前記活性領域の表面との間にあり、前記スペーサ層のうちの他のスペーサ層は、前記スペーサ層とフィールドプレートのうちの第１のスペーサ層とフィールドプレート上に交互に積み重なっていることを特徴とする請求項２２に記載のトランジスタ。
  25. 前記フィールドプレートのそれぞれは、少なくとも１つの電気的に接続する導電性経路によって前記ソース電極またはゲートに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  26. 前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層は、前記ゲート、ならびに前記ゲートとドレイン電極との間の前記活性領域の表面の少なくとも一部分を少なくとも部分的に覆っており、前記フィールドプレートのうちの前記第１のフィールドプレートは、前記ゲートと少なくとも部分的にオーバーラップしており、前記ゲートのエッジから前記ドレイン電極に向かって前記スペーサ層のうちの前記第１のスペーサ層上で距離Ｌｆだけ延びていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  27. 少なくとも１つの導電性経路をさらに備え、前記フィールドプレートのうちの少なくとも１つのフィールドプレートは、前記少なくとも１つの導電性経路によって前記ソース電極に電気的に接続され、前記経路のそれぞれは、前記スペーサ層の外側を走っていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  28. 少なくとも１つの導電性経路をさらに備え、前記スペーサ層のうちの１つのスペーサ層は、前記ゲート、ならびに前記ゲートとソース電極との間の前記活性領域の表面を覆っており、前記フィールドプレートのうちの少なくとも１つのフィールドプレートは、前記少なくとも１つの導電性経路によって前記ソース電極に電気的に接続され、前記経路は、前記スペーサ層のうちの前記１つのスペーサ層上を走っていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  29. 高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を備えることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  30. 電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  31. 前記ゲートは、ガンマ形状をしていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  32. 前記ゲートは、前記活性領域中に少なくとも部分的にリセス化されていることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
  33. 前記フィールドプレートは、前記トランジスタ中のピーク動作電界を低減させることを特徴とする請求項２１に記載のトランジスタ。
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