JP2011091406A - 横型ｈｅｍｔおよび横型ｈｅｍｔの製造方法 - Google Patents

横型ｈｅｍｔおよび横型ｈｅｍｔの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 横型ＨＥＭＴおよび横型ＨＥＭＴの製造方法を提供する。
【解決手段】 一実施形態では、横型ＨＥＭＴが、半導体材料を含む第１の層と、半導体材料を含み、第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層とを有する。横型ＨＥＭＴはさらに、パッシベーション層と、横幅ｗｄを含むドリフト領域とを有する。横型ＨＥＭＴはさらに、少なくとも１つのフィールドプレートを有し、少なくとも１つのフィールドプレートが、ドリフト領域の領域でパッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置され、横幅ｗｆを含み、ｗｆ＜ｗｄである。
【選択図】図１

Description

電力半導体デバイスなどの半導体デバイスでは、近年ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体などの化合物半導体の重要性が次第に高まっている。高い耐圧特性を維持したまま、シリコンベースの半導体デバイスよりも高ドープでドリフトゾーンの短い半導体デバイスが得られることが、その理由である。
現時点までのところ、ＩＩＩ−Ｖ化合物半導体ベースの電力半導体デバイスは、横型デバイスとして実現されている。これらのデバイスは、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）として周知である。ＨＥＭＴは、異なるバンドギャップでさまざまにドープされた半導体材料の複数の層を含む。個々の層のバンドギャップが異なるため、これらの層と層の界面で二次元電子ガス（２ＤＥＧ）が生成され、この二次元電子ガスが伝導性チャネルとして作用する。二次元電子ガス内では、電子の移動度ならびに２Ｄ電子電荷キャリア密度が極めて高い。
二次元電子ガスは、ソース電極とドレイン電極との間の領域に生成される。ＨＥＭＴに逆バイアスをかけると、ゲート電極とドレイン電極との間の領域で降伏が生じ、ホット電荷キャリアによって二次元電子ガスが大幅に劣化してしまう。
これらの理由および他の理由で、本発明に対する需要がある。
一実施形態では、横型ＨＥＭＴは、半導体材料を含む第１の層と、半導体材料を含み、第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層とを含む。この横型ＨＥＭＴはさらに、パッシベーション層とドリフト領域とを含み、ドリフト領域が横幅ｗｄを含む。横型ＨＥＭＴはさらに、少なくとも１つのフィールドプレートを含み、少なくとも１つのフィールドプレートは、ドリフト領域の領域においてパッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置され、横幅ｗｆを含み、ここでｗｆ＜ｗｄである。
横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図１に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図６Ａに示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 図６Ｂに示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図８に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図１０に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図１３に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図１８に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 図２０に示す横型ＨＥＭＴの断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 図２４に示す横型ＨＥＭＴの断面に沿った概略断面図を示す。 図２４に示す横型ＨＥＭＴの断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 図２７に示す横型ＨＥＭＴの断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 図３０に示す横型ＨＥＭＴの断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 図３３に示す横型ＨＥＭＴの断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面の概略平面図を示す。 横型ＨＥＭＴの一実施形態の断面に沿った概略断面図を示す。 横型ＨＥＭＴの製造方法の一実施形態を示す。 横型ＨＥＭＴの製造方法の一実施形態を示す。 横型ＨＥＭＴの製造方法の一実施形態を示す。 横型ＨＥＭＴの製造方法の一実施形態を示す。 横型ＨＥＭＴの製造方法の一実施形態を示す。
以下の詳細な説明では、本明細書の一部をなす添付の図面を参照する。同図には、本発明を実施できる例示として特定の実施形態を示してある。これに関して、「頂部」「底部」「前」「後」「前縁」「後縁」などの方向を示す表現は、説明の対象となる図の向きを基準に用いられる。実施形態の構成要素は多数の異なる向きで配置可能であるため、方向を示す表現は例示目的で用いられているものであり、何ら限定するものではない。本発明の範囲を逸脱することなく他の実施形態を利用してもよく、構造的または論理的な変更をほどこしてもよい旨は理解できよう。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈されることがなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。
図１は、横型ＨＥＭＴ１０の断面の概略断面図を示す。この実施形態では、横型ＨＥＭＴ１０が、基板２２と、基板２２上に配置されたバッファー層２１とを含む。基板２２は、Ｓｉ、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３を含むものであってもよい。バッファー層２１は、ＡｌＮ、ＧａＮまたはＡｌＧａＮを含むものであってもよい。いくつかの実施形態では、バッファー層２１が複数の個別の層を含み、個別の層の各々が、ＡｌＮ、ＧａＮまたはＡｌＧａＮを含むものであってもよい。したがって、横型ＨＥＭＴ１０の要件に応じて、好適なバッファー層２１を設けてもよい。
バッファー層２１の上には、第１の層１１が配置されている。第１の層１１の上には、少なくとも部分的に第２の層１２が配置されている。図示の実施形態では、第１の層１１が軽くｎドープされたＧａＮを含む。これは一般に、界面での固定電荷によって空乏となるか軽くｎ電導性であり、自由電荷キャリアの濃度を落とすディープトラップを含む。また、第２の層１２はＡｌＧａＮを含む。第２の層１２のＡｌＧａＮは一般に補償されるすなわち自由電荷キャリアを持たず、電気的に絶縁されている。第１の層１１と第２の層１２との界面では、二次元電子ガスが生成されるが、これを図１では点線２４で概略的に示してある。
横型ＨＥＭＴ１０はさらに、第１の電極１６と、第２の電極１７と、ゲート電極１８とを含む。図示の実施形態では、第１の電極１６と第２の電極１７が各々第１の層１１の上に配置されている。他の実施形態では、第１の電極１６と第２の電極１７が各々第２の層１２の上に配置され、第１の電極１６および第２の電極１７を第２の層１２にアロイ化することで、二次元電子ガスを電気的に接触させる。第１の電極１６および第２の電極１７は、第１の層１１、第２の層１２、二次元電子ガスと電気的に接触している。第１の電極１６と第２の電極１７との間には、二次元電子ガスの領域でドリフト領域１４が設けられている。ゲート電極１８は、第１の電極１６と第２の電極１７との間の領域で第２の層１２の上に配置されるか、あるいは、いくつかの実施形態では、通常はオフであるデバイスの場合に第２の層１２を少なくとも部分的に切り欠いて形成されていてもよい。パッシベーション層１３は第２の層１２の上に配置され、ゲート電極１８を少なくとも部分的に囲んでいる。パッシベーション層１３は、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３からなる群から選択される材料を含むものであってもよい。
ゲート電極１８は、好適な電圧をゲート電極１８に印加することで、横型ＨＥＭＴ１０を制御するよう構成される。図示の実施形態では、第１の電極１６がソース電極であり、第２の電極１７がドレイン電極である。第１の電極１６、第２の電極１７、ゲート電極１８は、金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を含む。
横型ＨＥＭＴ１０はさらに、少なくとも１つのフィールドプレート１５を含む。少なくとも１つのフィールドプレート１５は、ドリフト領域１４の領域で、パッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置されている。少なくとも１つのフィールドプレート１５は、金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を含む。図示の実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレート１５が、スルーコンタクト１９を介してゲート電極１８と電気的に連結されている。スルーコンタクト１９は、パッシベーション層１３の領域で、少なくとも１つのフィールドプレート１５とゲート電極１８との間に配置され、少なくとも１つのフィールドプレート１５とゲート電極１８の両方と直接接触する。スルーコンタクト１９は、金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を含む。いくつかの実施形態では、スルーコンタクト１９は、横型ＨＥＭＴの周囲にも存在していてもよい。
図２は、図１に示す横型ＨＥＭＴ１０の断面の概略平面図を示す。図１と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１０のゲート電極１８は、図２の平面図では見えないため点線で示した、垂直にみて下側にある層に配置されている。
図２に示すように、第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート１５は各々横幅ｗｆｇを有し、ゲート電極１８から第２の電極１７に向かって横方向に延在している。フィールドプレート１５は、櫛形に配置されている。フィールドプレート１５の横幅ｗｆｇは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｇ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇの合計が横幅ｗｄより狭い。
図１および図２に概略的に示すように、横型ＨＥＭＴ１０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３５を、横方向に第２の電極１７寄りのフィールドプレート１５の端に向かってピンニングできる。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３５で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、電界強度がこれらの領域での降伏を回避し、これらの領域での二次元ガスの劣化を回避できる程度に十分下がることがある。よって、横型ＨＥＭＴ１０に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、隣接するフィールドプレート１５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート１５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｇが互いに異なっている。
図３は、横型ＨＥＭＴ３０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図示の実施形態では、横型ＨＥＭＴ３０の第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇが、図２に示す横型ＨＥＭＴ１０のフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇよりも狭い。また、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが大きくなっている。フィールドプレート数は横型ＨＥＭＴ１０の場合と同一である。フィールドプレート１５の横幅ｗｆｇの合計と、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇの合計との関係は１：ｎで与えられ、ここで、図１および図２に示す実施形態ではｎ＞１であり、横型ＨＥＭＴ３０の場合はｎ＞５である。図示しない実施形態では、ｎが１０より大きい。ｎの値を大きくするには、降伏が生じる際にホット電荷キャリアによって劣化しない二次元電子ガスの面積を大きくする。よって、横型ＨＥＭＴのオン抵抗が小さくなることがある。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、隣接するフィールドプレート１５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート１５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｇが互いに異なっている。
図４は、横型ＨＥＭＴ４０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ４０は、第１の複数のフィールドプレート１５が、第１の横方向の長さｌｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート１５とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なるという点で、横型ＨＥＭＴ１０および３０とは異なる。よって、フィールドプレート１５と第２の電極１７との間の横方向の距離つまり降伏が生じる横位置は、可変となる。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、隣接するフィールドプレート１５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート１５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｇが互いに異なっている。
図５は、横型ＨＥＭＴ５０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ５０は、第１の複数のフィールドプレート１５が、第１の横幅ｗｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート１５とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なるという点で、先に例示した実施形態とは異なる。
また、第１の複数のフィールドプレート１５は、第１の横方向の長さｌｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート１５とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、隣接するフィールドプレート１５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート１５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｇが互いに異なっている。
図１〜図５に示す実施形態では、フィールドプレート１５が互いに離れて配置されている。別の実施形態では、金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を含む層をパッシベーション層１３に配置し、横方向に第１の電極１６寄りのフィールドプレート１５の端とオーバーラップしてもよく、フィールドプレート１５を互いに電気的に連結させてもよい。他の実施形態では、フィールドプレート１５が、同一の層で別のフィールドプレート材料と櫛形に接続されている。この接続は、第１の電極１６側で実現可能である。
図６Ａは、横型ＨＥＭＴ６０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ６０は、少なくとも１つのフィールドプレート２３がパッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置され、第１の電極１６と電気的に連結されているという点で、先に例示した実施形態とは異なる。図示の実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレート２３が、第１の電極１６と直接接触している。少なくとも１つのフィールドプレート２３は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。パッシベーション層１３は厚さｔｐ１を含む。
図６Ｂは、横型ＨＥＭＴ６５の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ６５は、第１の電極１６が、パッシベーション層１３の上に配置された延在領域４１を含む点で先に例示した実施形態とは異なる。延在領域４１は、ゲート電極１８と垂直方向にオーバーラップし、横方向にはゲート電極１６よりも第２の電極１７寄りに延在する。延在領域４１は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。延在領域４１は、横方向に第２の電極１７寄りのゲート電極１８の縁によって生じる電界強度のピークを落とすことがある。さらに、パッシベーション層１３は厚さｔｐ２を含み、これは図６Ａに示すパッシベーション層１３の厚さｔｐ１よりも厚く選択できる。
少なくとも１つのフィールドプレート４２を、パッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置し、第１の電極１６と電気的に連結させる。図示の実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレート４２が、第１の電極１６の延在領域４１と直接接触している。少なくとも１つのフィールドプレート４２は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
第１の電極１６、延在領域４１、少なくとも１つのフィールドプレート４２あるいは、延在領域４１と少なくとも１つのフィールドプレート４２が、同一の材料層でなるものであってもよく、同一の積層・構造ステップで形成可能である。
図７Ａは、図６Ａに示す横型ＨＥＭＴ６０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図７Ａに示すように、第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート２３は、横方向にみてゲート電極１８よりも第２の電極１７寄りに延在し、櫛形に配置されている。フィールドプレート２３は各々横幅ｗｆｓを含む。フィールドプレート２３の横幅ｗｆｓは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｓ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート２３の横幅ｗｆｓの合計が横幅ｗｄより狭い。
図６Ａおよび図７Ａに概略的に示すように、横型ＨＥＭＴ６０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３５を、横方向に第２の電極１７寄りのフィールドプレート２３の端に向かってピンニングできる。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３５で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、電界強度がこれらの領域での降伏を回避し、これらの領域での二次元ガスの劣化を回避できる程度に十分低くなることがある。よって、横型ＨＥＭＴ６０に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
一般に、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３の横幅ｗｆｓの合計が最大で横幅ｗｄの３０％である。別の実施形態では、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３の横幅ｗｆｓの合計が最大で横幅ｗｄの１０％である。これによって、降伏が生じてもホット電荷キャリアによって劣化しない二次元電子ガスの面積が大きくなる。よって、横型ＨＥＭＴのオン抵抗が低くなることがある。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート２３間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート２３について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３が、隣接するフィールドプレート２３間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート２３間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート２３間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２３の横幅ｗｆｓが、すべてのフィールドプレート２３について同一であり、フィールドプレート２３の横方向の長さｌｆｓが、すべてのフィールドプレート２３について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレート２３と第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２３（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート２３と第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２３（第１の横方向の長さは第２の横方向の長さとは異なる）を含む。
図７Ｂは、図６Ｂに示す横型ＨＥＭＴ６５の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図７Ｂに示すように、第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート４２が、横方向にみてゲート電極１８よりも第２の電極１７寄りに延在し、櫛形に配置されている。フィールドプレート４２は各々横幅ｗｆｓを含み、第１の電極１６の延在領域４１は横方向の長さｌｅを含む。フィールドプレート４２の横幅ｗｆｓはドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｓ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート４２の横幅ｗｆｓの合計が横幅ｗｄより狭い。
図６Ｂおよび図７Ｂに概略的に示すように、横型ＨＥＭＴ６５に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３６を、横方向に、フィールドプレート４２と隣接していない延在領域４１の領域と隣接した第２の電極１７寄りの延在領域４１の端に向かってピンニングできる。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３６で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、電界強度がこれらの領域での降伏を回避し、これらの領域での二次元ガスの劣化を回避できる程度に十分低くなることがある。よって、横型ＨＥＭＴ６５に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
一般に、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート４２の横幅ｗｆｓの合計が横幅ｗｄの少なくとも７０％である。別の実施形態では、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート４２の横幅ｗｆｓの合計が横幅ｗｄの少なくとも９０％である。これによって、降伏が生じてもホット電荷キャリアによって劣化しない二次元電子ガスの面積が大きくなる。よって、横型ＨＥＭＴのオン抵抗が低くなることがある。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート４２間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート４２について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート４２が、隣接するフィールドプレート４２間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート４２間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート４２間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート４２の横幅ｗｆｓが、すべてのフィールドプレート４２について同一であり、フィールドプレート４２の横方向の長さｌｆｓが、すべてのフィールドプレート４２について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート４２が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレート４２と第２の横幅を含む第２のフィールドプレート４２（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート４２と第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート４２（第１の横方向の長さは第２の横方向の長さとは異なる）を含む。
図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂに示すように、横型ＨＥＭＴに逆バイアスをかけたときに降伏が生じる領域の位置は、詳細なレイアウト、特にパッシベーション層１３の厚さ、フィールドプレートの横方向の長さｌｆｓ、第１の電極１６の延在領域４１の横方向の長さｌｅ次第で変化し得る。パッシベーション層１３の厚さの値が小さいおよび／またはフィールドプレートの横方向の長さｌｆｓの値が大きい場合、降伏がまず領域３５で生じることがある。すなわち、降伏位置がフィールドプレートのフィンガーの端付近に存在することがある。パッシベーション層１３の厚さの値が大きくなればなるほど、またフィールドプレートの横方向の長さｌｆｓの値が小さくなればなるほど、特に第１の電極１６の延在領域４１の横方向の長さｌｅの値が大きいと、降伏がまず領域３６で生じることがある。すなわち、降伏位置が、第２の電極１７のほうを向いたゲート電極１８の端付近のフィールドプレート間に存在することがある。
図８は、横型ＨＥＭＴ７０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ７０は、パッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置され、第１の電極１６と電気的に連結された少なくとも１つのフィールドプレート２５が、第１の電極１６と直接接触していないという点で、横型ＨＥＭＴ６０とは異なる。代わりに、接続ワイヤ（図示せず）が少なくとも１つのフィールドプレート２５を第１の電極１６と電気的に連結している。少なくとも１つのフィールドプレート２５は、垂直方向にゲート電極１８と少なくとも部分的にオーバーラップし、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図９は、図８に示す横型ＨＥＭＴ７０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図９に示すように、第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート２５が、横方向にみてゲート電極１８よりも第２の電極１７寄りに延在し、櫛形に配置されている。図示の実施形態では、フィールドプレート２５の横幅ｗｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレート２５と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２５とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２５の横幅ｗｆｓが、互いに異なっている。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、隣接するフィールドプレート２５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート２５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２５の横方向の長さｌｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート２５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２５とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２５の横方向の長さｌｆｓが、互いに異なっている。
図１０は、横型ＨＥＭＴ８０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ８０は、パッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置され、図示しない接続ワイヤで第１の電極１６と電気的に連結された少なくとも１つのフィールドプレート２５が全体的に、横方向にみてゲート電極１８より第２の電極１７寄りに配置されているという点で、横型ＨＥＭＴ７０とは異なる。
図１１は、図１０に示す横型ＨＥＭＴ８０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図１１に示すように、フィールドプレート２５は、ドリフト領域１４の領域内で、全体がゲート電極１８と第２の電極１７との間に配置されている。図示の実施形態では、フィールドプレート２５の横幅ｗｆｓがそれぞれのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレート２５と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２５とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２５の横幅ｗｆｓが、互いに異なっている。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、隣接するフィールドプレート２５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート２５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが、互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２５の横方向の長さｌｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート２５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２５とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２５の横方向の長さｌｆｓが、互いに異なっている。
図１２は、横型ＨＥＭＴ９０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ９０は、第１の電極１６に直接接触しているフィールドプレート２３と、図示しない接続ワイヤによって第１の電極１６と電気的に連結されたフィールドプレート２５の両方を含むという点で、先に例示した実施形態とは異なる。
図１２に示すように、フィールドプレート２５と第２の電極１７との間の横方向の距離はまちまちであり、第１の複数のフィールドプレート２５が、第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート２５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２５とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２５の横方向の長さｌｆｓが、互いに異なっている。
また、第１の複数のフィールドプレート２５は、垂直方向にゲート電極１８と少なくとも部分的にオーバーラップしている第１のフィールドプレート２５と、ドリフト領域１４の領域で全体がゲート電極１８と第２の電極１７との間に配置された第２のフィールドプレート２５とを含む。
図示の実施形態では、フィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓが、それぞれのフィールドプレートについて同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３および２５が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレートと、第２の横幅を含む第２のフィールドプレートとを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレートの横幅ｗｆｓが、互いに異なっている。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２５が、隣接するフィールドプレート２５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート２５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート２５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが、互いに異なっている。
図１３は、横型ＨＥＭＴ１００の断面での概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１００は、ドリフト領域１４の領域でパッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィールドプレート２６が、第２の電極１７と電気的に連結されているという点で、先に例示した実施形態とは異なる。図示の実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレート２６が第２の電極１７と直接接触している。少なくとも１つのフィールドプレート２６は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図１４は、図１３に示す横型ＨＥＭＴ１００の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図１４に示すように、第１の複数のフィールドプレートとなるフィールドプレート２６は各々横幅ｗｆｄを含み、櫛形に配置されている。フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄは、ドリフト領域１４横幅ｗｄのより狭いすなわち、関係ｗｆｄ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄの合計が横幅ｗｄより狭い。
図１３および図１４に概略的に示すように、横型ＨＥＭＴ１００に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３５を、横方向に第１の電極１６寄りのフィールドプレート２６の端に向かってピンニングできる。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３５で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、電界強度がこれらの領域での降伏を回避し、これらの領域での二次元ガスの劣化を回避できる程度に十分下がることがある。よって、横型ＨＥＭＴ１００に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
図示の実施形態では、フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄが、それぞれのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２６が、第１の横幅ｗｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２６とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄが、互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２６の横方向の長さｌｆｄが、すべてのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２６が、第１の横方向の長さｌｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２６とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべてのフィールドプレート２６の横方向の長さｌｆｄが、互いに異なっている。
図１〜図１４に示す実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレートまたは第１の複数のフィールドプレートが、第１の電極１６、第２の電極１７、ゲート電極１８のうちの１つと電気的に連結されている。図示しない実施形態では、少なくとも１つのフィールドプレートまたは第１の複数のフィールドプレートが、別の電極に対して電気的に連結され、別の電極が、第１の電極１６、第２の電極１７、ゲート電極１８の電位とは異なる電位にある。
図１５は、横型ＨＥＭＴ１１０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１１０は、ゲート電極１８と電気的に連結された第１の複数のフィールドプレート１５と、第１の電極１６と電気的に連結された第２の複数のフィールドプレート２３とを含む点で、先に例示した実施形態とは異なる。フィールドプレート２３は、図１５の横断面図に示す層とは異なる横の層に配置される。したがって、フィールドプレート２３については、点線で示してある。
フィールドプレート１５は、スルーコンタクト１９を介してゲート電極１８と電気的に連結されている。スルーコンタクト１９は、パッシベーション層１３の領域でフィールドプレート１５とゲート電極１８との間に配置され、フィールドプレート１５およびゲート電極１８と直接接触している。フィールドプレート２３は、第１の電極１６と直接接触している。フィールドプレート１５および２３は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図１６は、横型ＨＥＭＴ１２０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図１６に示すように、横型ＨＥＭＴ１２０は、ゲート電極１８と電気的に連結された第１の複数のフィールドプレート１５と、第１の電極１６と電気的に連結された第２の複数のフィールドプレート２３および２５とを含む。第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３は第１の電極１６と直接接触しているのに対し、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２５は、図示しない接続ワイヤを介して第１の電極１６と連結されている。
フィールドプレート１５の横幅ｗｆｇは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｇ＜ｗｄが成り立ち、フィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｓ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇの合計は横幅ｗｄより狭く、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓの合計は横幅ｗｄより狭い。
図示の実施形態では、フィールドプレート１５と第２の電極１７との間の横方向の距離ならびに、フィールドプレート２５と第２の電極１７との間の横方向の距離が変化する。さらに、第１の複数のフィールドプレート１５の横方向の長さｌｆｇならびに、第２の複数のフィールドプレート２３および２５の横方向の長さｌｆｓも変化する。
図示の実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇが、それぞれのフィールドプレート１５について同一であり、第２の複数のフィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓが、それぞれのフィールドプレート２３および２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、第１の横幅ｗｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と第２の横幅を含む第２のフィールドプレート１５を含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２３および２５が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレートと第２の横幅を含む第２のフィールドプレートとを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）。
図示の実施形態では、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇが、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓと同一である。図示しない実施形態では、フィールドプレート１５の横幅と、フィールドプレート２３および２５の横幅とが異なる。
図示の実施形態では、第１の複数のフィールドプレートおよび第２の複数のフィールドプレートの隣接するフィールドプレート間の横方向の距離ｄｇｓが、すべてのフィールドプレートについて同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレートおよび第２の複数のフィールドプレートの隣接するフィールドプレート間の横方向の距離が変化する。
図１７は、横型ＨＥＭＴ１３０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１３０は、フィールドプレート２０が図示しない接続ワイヤを介してゲート電極１８と電気的に連結されるという点で、横型ＨＥＭＴ１２０とは異なる。フィールドプレート２０は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図示の実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５および２０の横幅ｗｆｇが、それぞれのフィールドプレート１５および２０について同一であり、第２の複数のフィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓが、それぞれのフィールドプレート２３および２５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５および２０が、第１の横幅ｗｆｇを含む第１のフィールドプレートと、第２の横幅を含む第２のフィールドプレートとを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２３および２５が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレートと、第２の横幅を含む第２のフィールドプレートとを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）。
図１８は、横型ＨＥＭＴ１４０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１４０は、第１の複数のフィールドプレート１５がゲート電極１８と電気的に連結され、第２の複数のフィールドプレート２６が第２の電極１７と電気的に連結されている点で、先に例示した実施形態とは異なる。
フィールドプレート１５は、スルーコンタクト１９のゲート電極１８と電気的に連結されている。スルーコンタクト１９は、パッシベーション層１３の領域でフィールドプレート１５とゲート電極１８との間に配置され、フィールドプレート１５およびゲート電極１８の両方と直接接触する。フィールドプレート２６は、第２の電極１７と直接接触している。フィールドプレート１５および２６は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図１９は、図１８に示す横型ＨＥＭＴ１４０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図１９に示すように、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート１５が各々、すべてのフィールドプレート１５について同一である横幅ｗｆｇを含み、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２６が各々、すべてのフィールドプレート２６について同一である横幅ｗｆｄを含む。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、第１の横幅ｗｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート１５とを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２６が、第１の横幅ｗｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２６とを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）。
さらに、図示の実施形態では、横幅ｗｆｇとｗｆｄは同一である。図示しない実施形態では、ｗｆｇがｗｆｄとは異なる。
フィールドプレート１５の横幅ｗｆｇは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｇ＜ｗｄが成り立ち、フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｄ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇの合計は横幅ｗｄより狭く、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄの合計は横幅ｗｄより狭い。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の横方向の距離ｄｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、隣接するフィールドプレート１５間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート１５間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート１５間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｇが互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート１５の横方向の長さｌｆｇが、すべてのフィールドプレート１５について同一であり、フィールドプレート２６の横方向の長さｌｆｄが、すべてのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート１５が、第１の横方向の長さｌｆｇを含む第１のフィールドプレート１５と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート１５とを含む（第１の横方向の長さは第２の横方向の長さとは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２６が、第１の横方向の長さｌｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２６とを含む（第１の横方向の長さは第２の横方向の長さとは異なる）。
図２０は、横型ＨＥＭＴ１５０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１５０は、第１の複数のフィールドプレート２３が第１の電極１６と電気的に連結され、第２の複数のフィールドプレート２６が第２の電極１７と電気的に連結されるという点で、先に例示した実施形態とは異なる。
フィールドプレート２３は、第１の電極１６と直接接触しており、フィールドプレート２６は、第２の電極１７と直接接触している。フィールドプレート２３および２６は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図２１は、図２０に示す横型ＨＥＭＴ１５０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図２１に示すように、第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３の横幅ｗｆｓは、それぞれのフィールドプレート２３について同一であり、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄは、それぞれのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３が、第１の横幅ｗｆｓを含む第１のフィールドプレート２３と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２３とを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２６が、第１の横幅ｗｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２６とを含む（第１の横幅は第２の横幅とは異なる）。
フィールドプレート２３の横幅ｗｆｓは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｇ＜ｗｄが成り立ち、フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｄ＜ｗｄが成り経つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート２３の横幅ｗｆｓの合計は、横幅ｗｄより狭く、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄの合計は横幅ｗｄより狭い。
図示の実施形態では、隣接するフィールドプレート２３間の横方向の距離ｄｆｓが、すべてのフィールドプレート２３について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３が、隣接するフィールドプレート２３間の第１の横方向の距離と、隣接するフィールドプレート２３間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接するフィールドプレート２３間の多くのまたはすべての横方向の距離ｄｆｓが互いに異なっている。
さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２３の横方向の長さｌｆｓが、すべてのフィールドプレート２３について同一であり、フィールドプレート２６の横方向の長さｌｆｄが、すべてのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレート２３が、第１の横方向の長さｌｆｓを含む第１のフィールドプレート２３と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２３とを含む（第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる）および／または第２の複数のフィールドプレート２６が、第１の横方向の長さｌｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２６とを含む（第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる）。
図示の実施形態では、ｗｆｓがｗｆｄとは異なる。図示しない実施形態では、横幅ｗｆｓおよびｗｆｄが同一である。
図２２は、横型ＨＥＭＴ１６０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１６０は、第１の複数のフィールドプレート１５が、ゲート電極１８と電気的に連結され、第２の複数のフィールドプレート２３が、第１の電極１６と電気的に連結され、第３の複数のフィールドプレート２６が、第２の電極１７と電気的に連結されるという点で、先に例示した実施形態とは異なる。フィールドプレート２３および２６は、図２２の横断面図に示す層とは異なる横の層に配置される。したがって、フィールドプレート２３および２６を点線で示してある。
フィールドプレート１５は、スルーコンタクト１９を介してゲート電極１８と電気的に連結される。スルーコンタクト１９は、パッシベーション層１３の領域でフィールドプレート１５とゲート電極１８との間に配置され、フィールドプレート１５およびゲート電極１８の両方と直接接触する。フィールドプレート２３は、第１の電極１６と直接接触しており、フィールドプレート２６は、第２の電極１７と直接接触している。フィールドプレート１５、２３、２６は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。
図２３は、横型ＨＥＭＴ１７０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１７０は、横型ＨＥＭＴ１７０が、ゲート電極１８と電気的に連結された第１の複数のフィールドプレート１５と、第１の電極１６と電気的に連結された第２の複数のフィールドプレート２３および２５と、第２の電極１７と電気的に連結された第３の複数のフィールドプレート２６とを含む点で、図１２に示す横型ＨＥＭＴ１２０とは異なる。第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３は、第１の電極１６と直接接触しているのに対し、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２５は、第１の電極１６と図示しない接続ワイヤを介して連結されている。
フィールドプレート１５の横幅ｗｆｇは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｇ＜ｗｄが成り立ち、フィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｓ＜ｗｄが成り立ち、フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｆｄ＜ｗｄが成り立つ。さらに、第１の複数のフィールドプレートであるフィールドプレート１５の横幅ｗｆｇの合計は横幅ｗｄより狭く、第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２３および２５の横幅ｗｆｓの合計は横幅ｗｄより狭く、第３の複数のフィールドプレートのフィールドプレート２６の横幅ｗｆｄの合計は横幅ｗｄより狭い。
図示の実施形態では、フィールドプレート２６の横方向の長さｌｆｄが、すべてのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第３の複数のフィールドプレート２６が、第１の横方向の長さｌｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレート２６とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる。さらに、図示の実施形態では、フィールドプレート２６の横幅ｗｆｄが、すべてのフィールドプレート２６について同一である。図示しない実施形態では、第３の複数のフィールドプレート２６が、第１の横幅ｗｆｄを含む第１のフィールドプレート２６と、第２の横幅を含む第２のフィールドプレート２６とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。
図１５〜図２３に示す実施形態では、第１の複数のフィールドプレートが、第１の電極１６、第２の電極１７、ゲート電極１８のうちの１つと電気的に連結され、第２の複数のフィールドプレートが、残りの２つの電極のうち一方と電気的に連結される。図示しない実施形態では、第１の複数のフィールドプレートおよび／または第２の複数のフィールドプレートが、別の電極と電気的に連結され、別の電極は、第１の電極１６、第２の電極１７、ゲート電極１８の電位とは異なる電位にある。
図示しない別の実施形態では、横型ＨＥＭＴが、半導体材料を含む第１の層と、半導体材料を含み、第１の層に少なくとも部分的に配置された第２の層とを含む。第１の層は、軽くｎドープされたＧａＮを含むものであってもよく、これは一般に界面の固定電荷によって空乏となるか軽くｎ電導性であり、自由電荷キャリアの濃度を落とすディープトラップを含んでいる。また、第２の層は、ＡｌＧａＮを含むものであってもよい。第２の層のＡｌＧａＮは一般に補償されるすなわち自由電荷キャリアを持たず、電気的に絶縁されている。第１の層と第２の層との界面では、二次元電子ガスが生成される。横型ＨＥＭＴはさらに、第１の電極と第２の電極との間で第２の層の上に少なくとも部分的に直接的に配置されたゲート電極と、横幅ｗｄを含むドリフト領域と、複数のフィールドプレートとを含む。それぞれのフィールドプレートは、ドリフト領域の領域で第２の層の上に少なくとも部分的に直接的に配置され、横幅を含み、ここで、フィールドプレートの横幅の合計が横幅ｗｄより狭い。また、複数のフィールドプレートは、ゲート電極と電気的に連結されている。一般に、それぞれのフィールドプレートがゲート電極と直接接触する。この実施形態では、複数のフィールドプレートおよびゲート電極が、共通の層すなわち第２の層の上に少なくとも部分的に配置されている。別の実施形態は、同一の成膜・エッチプロセスで製造され、等価のレイアウトを用いて第２の層の上に直接配置される、同一の材料層からフィールドプレートおよびゲート電極を形成することで、図示のものから構成されるものであってもよい。
図２４は、横型ＨＥＭＴ１８０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１８０は、ゲート電極１８と第２の電極１７との間のドリフト領域１４の領域で、少なくとも１つの絶縁層２７が第２の層１２に配置されている点で、先に例示した実施形態とは異なる。図示の実施形態では、横型ＨＥＭＴ１８０は複数の絶縁層２７を含み、絶縁層２７がパッシベーション層１３の上に櫛形に少なくとも部分的に配置されている。絶縁層２７は、ゲート電極１８から第２の電極１７まで横方向に延在し、ゲート電極１８および第２の電極１７の両方と直接接触している。
絶縁層２７は各々横幅ｗｌを含み、絶縁層２７の横幅ｗｌは、ドリフト領域１４の横幅ｗｄより狭いすなわち、関係ｗｌ＜ｗｄが成り立つ。また、絶縁層２７の横幅ｗｌの合計が横幅ｗｄより狭い。
絶縁層２７は応力誘起材料を含み、応力誘起材料は、少なくとも第２の層１２で横方向の引張応力を誘起する。横方向の引張応力を誘起することで、絶縁層２７が、絶縁層２７の下にあるＡｌＧａＮ−ＧａＮヘテロ構造すなわち、第２の層１２および第１の層１１で横方向の応力を調節し、よって圧電効果によって第１の層１１と第２の層１２との界面で二次元電子ガスの電荷キャリア濃度を調節することになる。制約が多く二次元電子ガスの電荷キャリア濃度も高い領域では、降伏電圧が第２の電極１７とゲート電極１８との間で横方向に低減されることがある。横型ＨＥＭＴ１８０に逆バイアスをかけると、まずは二次元電子ガスの電荷キャリア濃度の高い領域で、横型ＨＥＭＴ１８０の最大耐圧に達したときにアバランシェが生成されることがある。よって、降伏が生じる領域３７を絶縁層２７の横方向に第１の電極１６寄りの端に向かって絶縁層２７の下でピンニングしてもよい。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３７で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、降伏とこれに伴う二次元電子ガスの劣化を回避できる。よって、横型ＨＥＭＴ１８０に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
絶縁層２７は、化学気相成長法によって適用できる酸化物またはＳｉＮを含むものであってもよい。絶縁層２７の下に配置された層すなわち、第２の層１２およびパッシベーション層１３に対して選択的にエッチングできる材料がそれぞれ、絶縁層２７に含有されていてもよい。
図２５は、図２４に示す横型ＨＥＭＴ１８０を線Ａ−Ａで切った断面に沿った概略断面図を示し、図２６は、図２４に示す横型ＨＥＭＴを線Ｂ−Ｂで切った断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
図２５および図２６に示すように、横型ＨＥＭＴ１８０は、基板２２と、基板２２の上に配置されたバッファー層２１とを含む。基板２２は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮまたはＡｌ２Ｏ３を含むものであってもよい。バッファー層２１は、ＡｌＮ、ＧａＮまたはＡｌＧａＮあるいは、これらの材料の超格子を含むものであってもよい。
第１の層１１は、バッファー層２１の上に配置される。第２の層１２は、第１の層１１の上に少なくとも部分的に配置される。図示の実施形態では、第１の層１１がｎ電導性ＧａＮを含み、第２の層１２がＡｌＧａＮを含む。第２の層１２のＡｌＧａＮは補償されるすなわち自由電荷キャリアを持たず、電気的に絶縁されている。第１の層１１と第２の層１２との界面では、二次元電子ガスが生成されるが、これを図２５および図２６では点線２４で概略的に示してある。
横型ＨＥＭＴ１８０はさらに、第１の電極１６と、第２の電極１７と、ゲート電極１８とを含む。図示の実施形態では、第１の電極１６および第２の電極１７が各々第１の層１１の上に配置される。他の実施形態では、第１の電極１６および第２の電極１７が各々第２の層１２の上に配置され、第１の電極１６および第２の電極１７を第２の層１２にアロイ化することで、二次元電子ガスを電気的に接触させる。第１の電極１６および第２の電極１７は、第１の層１１、第２の層１２、二次元電子ガスと電気的に接触している。第１の電極１６と第２の電極１７との間には、二次元電子ガスの領域でドリフト領域１４が設けられている。ゲート電極１８は、第１の電極１６と第２の電極１７との間の領域で第２の層１２の上に配置されるか、あるいは、いくつかの実施形態では第２の層１２を少なくとも部分的に切り欠いて形成されていてもよい。パッシベーション層１３は第２の層１２の上に配置され、ゲート電極１８を少なくとも部分的に囲んでいる。パッシベーション層１３は、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３からなる群から選択される材料を含むものであってもよい。
図２７は、横型ＨＥＭＴ１９０の断面の概略平面図を示し、図２８は、図２７に示す横型ＨＥＭＴ１９０を線Ａ−Ａで切った断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ１９０は、ドリフト領域１４の領域で少なくとも１つの絶縁層２８が第２の層１２の上に配置され、第２の電極１７からゲート電極１８に向かって横方向に延在し、第２の電極１７のみと直接接触しているという点で、横型ＨＥＭＴ１８０とは異なる。
横型ＨＥＭＴ１９０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を、横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層２８の端に向かってピンニングできる。
図示の実施形態では、複数の絶縁層２８がパッシベーション層１３の上に櫛形で少なくとも部分的に配置されている。
図２９は、横型ＨＥＭＴ２００の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２００は、複数の絶縁層２８が第１の横方向の長さｌｌを含む第１の絶縁層２８と、第２の横方向の長さを含む第２の絶縁層２８とを少なくとも含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なるという点で、横型ＨＥＭＴ１９０とは異なる。
横型ＨＥＭＴ２００に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層２８の端に向かってピンニングできる。
図３０は、横型ＨＥＭＴ２１０の断面の概略平面図を示し、図３１は、図３０に示す横型ＨＥＭＴ２１０を線Ａ−Ａに沿って切った断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２１０は、少なくとも１つの絶縁層２９がドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、ゲート電極１８から第２の電極１７に向かって横方向に延在し、ゲート電極１８のみと直接接触するという点で、先に例示した実施形態とは異なる
横型ＨＥＭＴ２１０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を、横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層２９の端に向かってピンニングできる。
図示の実施形態では、複数の絶縁層２９が、パッシベーション層１３の上に櫛形で少なくとも部分的に配置される。
図３２は、横型ＨＥＭＴ２２０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２２０は、複数の絶縁層２９が、第１の横方向の長さｌｌを含む第１の絶縁層２９と、第２の横方向の長さを含む第２の絶縁層とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なる点で、横型ＨＥＭＴ２１０とは異なる。
横型ＨＥＭＴ２２０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を、横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層２９の端に向かってピンニングできる。
図３３は、横型ＨＥＭＴ２３０の断面の概略平面図を示し、図３４は、図３３に示す横型ＨＥＭＴ２３０を線Ａ−Ａに沿って切った断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２３０は、少なくとも１つの絶縁層３４が、第２の電極１７とゲート電極１８との間のドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、第２の電極１７ともゲート電極１８とも接触していないという点で、先に例示した実施形態とは異なる。
横型ＨＥＭＴ２３０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を、横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層３４の端に向かってピンニングできる。
図示の実施形態では、絶縁層３４が、パッシベーション層１３の上に櫛形に少なくとも部分的に配置されている。
図３５は、横型ＨＥＭＴ２４０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２４０は、複数の絶縁層３４が、第１の横方向の長さｌｌを含む第１の絶縁層３４と、第２の横方向の長さを含む第２の絶縁層３４とを含み、第１の横方向の長さが第２の横方向の長さとは異なるという点で横型ＨＥＭＴ２３０とは異なる。また、絶縁層３４と第２の電極１７との間の横方向の距離ならびに、絶縁層３４とゲート電極１８との間の横方向の距離がまちまちである。
横型ＨＥＭＴ２４０に逆バイアスをかけると、降伏が生じる領域３７を、横方向に第１の電極１６寄りの絶縁層３４の端に向かってピンニングできる。
図３６は、横型ＨＥＭＴ２５０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２５０は、ドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、横方向に第２の電極１７とゲート電極１８との間に延在し、第２の電極１７およびゲート電極１８と直接接触している少なくとも１つの絶縁層２７を含む。さらに、横型ＨＥＭＴ２５０は、ドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、横方向に第２の電極１７からゲート電極１８に向かって延在し、第２の電極１７のみと直接接触している少なくとも１つの絶縁層２８と、ドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、横方向にゲート電極１８から第２の電極１７に向かって延在し、ゲート電極１８のみと直接接触している少なくとも１つの絶縁層２９とを含む。また、横型ＨＥＭＴ２５０は、第２の電極１７とゲート電極１８との間のドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置された少なくとも１つの絶縁層３４を含み、少なくとも１つの絶縁層３４が、第２の電極１７ともゲート電極１８とも接触しない。
図示の実施形態では、絶縁層２７、２８、２９、３４は、パッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置されている。
図３７は、横型ＨＥＭＴ２６０の断面の概略平面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２６０は、少なくとも１つの絶縁層３１が、ドリフト領域１４の領域で第２の層１２の上に配置され、少なくとも１つの絶縁層３１が少なくとも第２の層１２で横方向の圧縮応力を誘起する応力誘起材料を含む点で、先に例示した実施形態とは異なる。
図示の実施形態では、少なくとも１つの絶縁層３１がパッシベーション層１３の上に少なくとも部分的に配置される。
さらに、図示の実施形態では、横型ＨＥＭＴ２６０が複数の絶縁層３１を含み、絶縁層３１が櫛形に配置される。
少なくとも第２の層１２で横方向の圧縮応力を誘起する応力誘起材料は、少なくとも１つの絶縁層３１の下にある第１の層１１と第２の層１２との界面で、二次元電子ガスの電荷キャリア濃度を低下させる。横型ＨＥＭＴ２６０に逆バイアスをかけると、まずは少なくとも１つの絶縁層３１で覆われていないパッシベーション層１３の領域の下に存在する二次元電子ガスの電荷キャリア濃度の高い領域で、横型ＨＥＭＴ２６０の最大耐圧に達したときにアバランシェが生成されることがある。よって、降伏が生じる領域３８を、横方向に第１の電極１６寄りのパッシベーション層１３の端に向かって少なくとも１つの絶縁層３１で覆われていないパッシベーション層１３の領域の下でピンニングできる。二次元電子ガスは、ドリフト領域１４のこれらの領域３８で、ホット電荷キャリアによって局所的に劣化する。しかしながら、ドリフト領域１４の残りの領域では、降伏とこれに伴う二次元電子ガスの劣化を回避できる。よって、横型ＨＥＭＴ２６０に順バイアスをかけると、二次元電子ガスならびにこれに伴う伝導性チャネルを、ドリフト領域１４に大きな面積で提供できることがある。
図２４〜図３７に示す実施形態では、複数の絶縁層となる絶縁層の横幅ｗｌが、それぞれの絶縁層について同一である。図示しない実施形態では、複数の絶縁層が、第１の横幅を含む第１の絶縁層と、第２の横幅を含む第２の絶縁層とを含み、第１の横幅が第２の横幅とは異なる。別の図示しない実施形態では、多くのまたはすべての絶縁層の横幅ｗｌが互いに異なっている。
さらに、図２４〜図３７に示す実施形態では、隣接する絶縁層の横方向の距離が、すべての絶縁層について同一である。図示しない実施形態では、複数の絶縁層が、隣接する絶縁層間の第１の横方向の距離と、隣接する絶縁層間の第２の横方向の距離とを含み、第１の横方向の距離が第２の横方向の距離とは異なる。別の図示しない実施形態では、隣接する絶縁層間の多くのまたはすべての横方向の距離が互いに異なっている。
図３８は、横型ＨＥＭＴ２７０の断面に沿った概略断面図を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
横型ＨＥＭＴ２７０は、少なくとも１つの絶縁層３２が、ドリフト領域１４の領域で直接第２の層１２の上に少なくとも部分的に配置されるという点で、先に例示した実施形態とは異なる。パッシベーション層１３は、少なくとも１つの絶縁層３２およびゲート電極１８の上に少なくとも部分的に配置される。
少なくとも１つの絶縁層３２は、応力誘起材料を含み、応力誘起材料が、横方向の引張応力と横方向の圧縮応力のうちの一方を少なくとも第２の層１２で誘起する。
図１〜図３８に示す実施形態では、第１の層１１がＧａＮを含み、第２の層１２がＡｌＧａＮを含み、二次元電子ガスが第１の層１１と第２の層１２との界面で第１の層１１に向かって存在する。これは、Ｇａ面極性とも呼ばれる。この場合、ＨＥＭＴは「通常のＨＥＭＴ」と呼ばれる。図示しない実施形態では、第１の層１１がＡｌＧａＮを含み、第２の層１２がＧａＮを含む。二次元電子ガスは、第１の層と第２の層との間の界面で第２の層に向かって存在する。これは、Ｎ面極性とも呼ばれる。この場合、横型ＨＥＭＴは「逆ＨＥＭＴ」と呼ばれる。
別の図示しない実施形態では、第１の層と第２の層の両方がアンドープで、第１の層と第２の層との界面の二次元電子ガスが圧電効果によって形成される。この場合のＨＥＭＴは、「ＰＩ−ＨＥＭＴ」（極性誘起高電子移動度トランジスタ）と呼ばれる。
別の図示しない実施形態では、第１の電極が、パッシベーション層の上に配置された延在領域を含む。延在領域は、垂直方向にゲート電極とオーバーラップし、横方向にはゲート電極よりも第２の電極寄りに延在する。延在領域は、金属または高ドープポリシリコンといった導電性材料を含む。延在領域は、電界強度のピークを落とすことがある。
図３９Ａ〜図３９Ｅは、横型ＨＥＭＴ２８０の製造方法を示す。前の図と同じ機能の構成要素については同一の参照符号で示し、以下ではその説明を割愛する。
基板２２にバッファー層２１を適用する。バッファー層２１はＡｌＮなどを含むものであってもよく、基板２２は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣまたはＳｉを含むものであってもよい。バッファー層２１の上には第１の層１１が配置され、第１の層１１の上には第２の層１２が少なくとも部分的に配置される。図示の実施形態では、第１の層１１がｎ電導性ＧａＮを含み、第２の層１２がＡｌＧａＮを含む。第２の層１２の上にパッシベーション層１３を適用し、パッシベーション層１３の上には化学気相成長法などによって絶縁層３３を少なくとも部分的に適用する。パッシベーション層１３は、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３からなる群から選択される材料を含むものであってもよい。絶縁層３３は、酸化物を含むものであってもよく、絶縁層３３の下に配置された層に対して選択的にエッチングされてもよい。第２の層１２の形成後またはパッシベーション層１３の形成と部分的な切り欠き後に、ゲート層を形成してもよい。ゲート層の形成前にオーミック接触を形成してもよい。図３９Ａは、上述したプロセスステップ後の横型ＨＥＭＴ２８０を示す。
別のステップでは、プラズマ化学プロセスなどによって、絶縁層３３を構成する。この目的で、絶縁層３３の上で少なくとも部分的に図示しないフォトレジストマスクを適用した後、フォトレジストマスクに覆われていない領域で絶縁層３３を除去する。フォトレジストマスクについては、別のプロセスステップで除去する。図３９Ｂおよび図３９Ｃは、上述したプロセスステップ後の横型ＨＥＭＴ２８０を、それぞれ断面図および平面図で示すものである。
図示の実施形態では、パッシベーション層１３および第２の層１２を部分的に除去し、第１の層１１で金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を適用して構造化することで、第１の電極１６および第２の電極１７を得る。上述したプロセスステップ後の横型ＨＥＭＴ２８０を図３９Ｄに示す。他の実施形態では、パッシベーション層１３を部分的に除去し、第２の層１２で金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を適用して構造化することで、第１の電極１６および第２の電極１７を得る。第１の電極１６および第２の電極１７はそれぞれ第２の層１２の上に配置され、第１の電極１６および第２の電極１７を第２の層１２にアロイ化することで、二次元電子ガスを電気的に接触させる。
別のプロセスステップでは、第１の電極と第２の電極１７との間の領域でパッシベーション層１３を部分的に除去し、第２の層１２で金属または高ドープポリシリコンなどの導電性材料を適用して構造化することで、ゲート電極１８を得る。図３９Ｅは、上述したプロセスステップ後の横型ＨＥＭＴ２８０を示す。
図示しない実施形態では、第１の層と第２の層の両方をアンドープしてもよい。図示しない別の実施形態では、第１の層がＡｌＧａＮを含み、第２の層がＧａＮを含む。
本明細書に記載のさまざまな例示的実施形態の特徴を互いに組み合わせてもよい（そうでない旨を特に明記した場合を除く）旨は、理解できよう。
以上、本明細書では特定の実施形態について例示ならびに説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、図示し説明した特定の実施形態に代えて多岐にわたる別のおよび／または等価な実現例を用いてもよいことは、当業者であれば自明であろう。本出願は、本明細書に開示した特定の実施形態に関する改変例または変更例をすべて包含することを意図したものである。したがって、本発明は特許請求の範囲ならびにその等価物によってのみ限定されるものである。
１０ 横型ＨＥＭＴ
１１ 第１の層
１２ 第２の層
１３ パッシベーション層
１４ ドリフト領域
１５ フィールドプレート
１６ 第１の電極
１７ 第２の電極
１８ ゲート電極
１９ スルーコンタクト
２１ バッファー層
２２ 基板
２７ 絶縁層
３５ 降伏が生じる領域
４１ 延在領域

Claims (25)

  1. 半導体材料を含む第１の層と、
    半導体材料を含み、前記第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層と、
    パッシベーション層と、
    横幅ｗｄを含むドリフト領域と、
    少なくとも１つのフィールドプレートと、を備える横型ＨＥＭＴであって、前記少なくとも１つのフィールドプレートが、前記ドリフト領域の領域で前記パッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置され、なおかつ横幅ｗｆを含み、ｗｆ＜ｗｄである、横型ＨＥＭＴ。
  2. 第１の電極と、第２の電極と、ゲート電極とをさらに含み、前記パッシベーション層が前記ゲート電極を少なくとも部分的に囲む、請求項１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  3. 前記少なくとも１つのフィールドプレートが、前記第１の電極、前記第２の電極、前記ゲート電極のうちの１つまたは別の電極と電気的に連結され、前記別の電極が、前記第１の電極、前記第２の電極、前記ゲート電極の電位とは異なる電位にある、請求項２に記載の横型ＨＥＭＴ。
  4. 前記フィールドプレートが金属を含む、請求項１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  5. 前記第１の層がＧａＮを含み、前記第２の層がＡｌＧａＮを含む、請求項１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  6. 前記第１の層がＡｌＧａＮを含み、前記第２の層がＧａＮを含む、請求項１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  7. 半導体材料を含む第１の層と、
    半導体材料を含み、前記第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層と、
    ゲート電極と、
    横幅ｗｄを含むドリフト領域と、
    複数のフィールドプレートと、を備える横型ＨＥＭＴであって、前記フィールドプレートが各々、前記ドリフト領域の領域で前記第２の層の上に少なくとも部分的に直接配置され、横幅を含み、前記フィールドプレートの横幅の合計が前記横幅ｗｄより狭く、複数のフィールドプレートが前記ゲート電極と電気的に連結されている、横型ＨＥＭＴ。
  8. 半導体材料を含む第１の層と、
    半導体材料を含み、前記第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層と、
    パッシベーション層と、
    横幅ｗｄを含むドリフト領域と、
    第１の複数のフィールドプレートと、を備える横型ＨＥＭＴであって、前記第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレートが各々、前記ドリフト領域の領域で前記パッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置され、横幅を含み、前記第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレートの横幅の合計が前記横幅ｗｄより狭い、横型ＨＥＭＴ
  9. 第１の電極と、第２の電極と、ゲート電極とをさらに含み、前記パッシベーション層が前記ゲート電極を少なくとも部分的に囲む、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  10. 少なくとも第２の複数のフィールドプレートをさらに含み、前記第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレートが各々、前記ドリフト領域の別の領域で前記パッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置され、横幅を含み、前記第２の複数のフィールドプレートのフィールドプレートの横幅の合計が前記横幅ｗｄより狭い、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  11. 前記第１の複数のフィールドプレートおよび／または前記第２の複数のフィールドプレートが、前記第１の電極、前記第２の電極、前記ゲート電極のうちの１つまたは別の電極と電気的に連結され、前記別の電極が、前記第１の電極、前記第２の電極、前記ゲート電極の電位とは異なる電位にある、請求項１０に記載の横型ＨＥＭＴ。
  12. 前記第１の複数のフィールドプレートおよび／または前記第２の複数のフィールドプレートが、第１の横幅を含む第１のフィールドプレートと、第２の横幅を含む第２のフィールドプレートとを備え、前記第１の横幅が前記第２の横幅とは異なる、請求項１０に記載の横型ＨＥＭＴ。
  13. 前記第１の複数のフィールドプレートおよび／または前記第２の複数のフィールドプレートが、第１の横方向の長さを含む第１のフィールドプレートと、第２の横方向の長さを含む第２のフィールドプレートとを備え、前記第１の横方向の長さが前記第２の横方向の長さとは異なる、請求項１０に記載の横型ＨＥＭＴ。
  14. 前記第１の複数のフィールドプレートのフィールドプレートの横幅の合計と、前記第１の複数のフィールドプレートの隣接するフィールドプレート間の横方向の距離の合計の関係が、１：ｎで与えられ、ｎ＞１である、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  15. ｎ＞５である、請求項１４に記載の横型ＨＥＭＴ。
  16. ｎ＞１０である、請求項１４に記載の横型ＨＥＭＴ。
  17. 前記第１の複数のフィールドプレートおよび／または前記第２の複数のフィールドプレートが金属を含む、請求項１０に記載の横型ＨＥＭＴ。
  18. 前記第１の層がＧａＮを含み、前記第２の層がＡｌＧａＮを含む、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  19. 前記第１の層がＡｌＧａＮを含み、前記第２の層がＧａＮを含む、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  20. 前記パッシベーション層が、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３からなる群から選択される材料を含む、請求項８に記載の横型ＨＥＭＴ。
  21. 半導体材料を含む第１の層と、
    半導体材料を含み、前記第１の層の上に少なくとも部分的に配置された第２の層と、
    横幅ｗｄを含むドリフト領域と、
    少なくとも１つの絶縁層と、を備える横型ＨＥＭＴであって、前記少なくとも１つの絶縁層が、前記ドリフト領域の領域で前記第２の層の上に配置され、なおかつ横幅ｗｌを含み、ｗｌ＜ｗｄであり、前記少なくとも１つの絶縁層が、少なくとも前記第２の層に横方向の応力を誘起する応力誘起材料を含む、横型ＨＥＭＴ。
  22. 前記応力誘起材料が、少なくとも前記第２の層で、横方向の引張応力および横方向の圧縮応力のうちの一方を誘起する、請求項２１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  23. 前記応力誘起材料が酸化物およびＳｉＮのうちの一方を含む、請求項２１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  24. 前記少なくとも１つの絶縁層が、前記第２の層の上に少なくとも部分的に直接配置されている、請求項２１に記載の横型ＨＥＭＴ。
  25. パッシベーション層をさらに含み、前記少なくとも１つの絶縁層が前記パッシベーション層の上に少なくとも部分的に配置されている、請求項２１に記載の横型ＨＥＭＴ。
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