JP2019535134A - 統合されたエピタキシャル金属電極 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国仮出願第62/398,416号(2016年9月22日出願)の米国特許法§119(e)に基づく利益を主張し、上記出願は、その全体が参照により本明細書に引用される。本願は、同時係属の米国出願第______号(______出願、代理人事件番号111848−0016−101)に関連し、上記出願は、その全体が参照により本明細書に引用される。
本用途は、半導体設計に関し、より具体的には、エピタキシャル金属が下側エピタキシャル酸化物と上側エピタキシャル半導体との間に導入される統合されたエピタキシャル金属電極のための層状構造に関する。
Claims (70)
- 層状構造であって、前記層状構造は、
基板と、
前記基板を覆ってエピタキシャルに成長させられた第1の希土類酸化物層と、
前記希土類酸化物層を覆ってエピタキシャルに成長させられた第1の金属層と、
前記第1の金属層を覆ってエピタキシャルに成長させられた第1の半導体層と
を備えている、層状構造。 - 前記基板は、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、絶縁体上シリコン(SOI)、およびSiGeから成る群から選択される1つ以上の第IV族元素を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記基板は、最大10度のミスカットを伴う<100>または<111>のいずれかの結晶配向を有する、請求項1に記載の層状構造。
- 前記基板は、第III族および第V族からの元素を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記基板は、Ga2O3およびAl2O3から成る群から選択される、請求項1に記載の層状構造。
- 前記希土類酸化物層は、周期表のランタニド基、スカンジウム(Sc)、およびイットリウム(Y)から選択される希土類金属元素を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記希土類酸化物層は、1〜2の酸素/金属比を有する希土類酸化物から成る、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層は、周期表の遷移金属基から選択される金属元素を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1の半導体層は、第III族、第IV族、第V族から選択される元素を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記基板は、シリコンから成り、
前記希土類酸化物層は、1.5の酸素/金属比を有するエルビウム酸化物(ErO1.5)から成り、
前記第1の金属層は、モリブデン(Mo)から成る、
請求項1に記載の層状構造。 - 前記第1の半導体層は、AlxSc1−xN(0≦x<1)から成る、請求項9に記載の層状構造。
- 前記基板は、Siから成るとき、<100>の結晶配向を有し、
前記希土類酸化物層は、ErO1.5から成るとき、<110>の結晶配向を有し、
前記第1の金属層は、Moから成るとき、<211>の結晶配向を有する、
請求項10に記載の層状構造。 - 前記希土類酸化物層は、複数の希少金属酸化物成分から成り、前記複数の希少金属酸化物成分は、異なる金属元素または異なる酸素/金属比を有する、請求項1に記載の層状構造。
- 前記希土類酸化物層は、第1の希土類酸化物から成る第1の副層と、第2の希土類酸化物から成る第2の副層とを含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記希土類酸化物層は、第1の希土類酸化物から成る第1の領域と、第2の希土類酸化物から成る第2の領域とを含み、前記第1の領域は、勾配パターンにおいて、前記第2の領域に遷移する、請求項1に記載の層状構造。
- 前記希土類酸化物層は、第1の希土類酸化物から成る第1の副層と、第2の希土類酸化物から成る第2の副層とを含み、前記第1の副層および前記第2の副層は、超格子構造において繰り返される、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第2の金属酸化物は、第III族元素をさらに備えている、請求項13に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層は、第1の金属から成る第1の副層と、第2の金属から成る第2の副層とを含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層は、第1の金属から成る第1の領域と、第2の金属から成る第2の領域とを含み、前記第1の領域は、勾配パターンにおいて、前記第2の領域に遷移する、請求項1に記載の層状構造。
- 前記金属層は、第1の金属から成る第1の副層と、第2の金属から成る第2の副層とを含み、前記第1の副層および前記第2の副層は、超格子構造において繰り返される、請求項1に記載の層状構造。
- 前記半導体層を覆ってエピタキシャルに成長させられた第2の金属層をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第2の金属層を覆ってエピタキシャルに成長させられた第2の半導体層をさらに備えている、請求項21に記載の層状構造。
- 金属層と半導体層との組み合わせの最大20反復をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 金属層と希土類酸化物層との組み合わせの反復をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 前記半導体層を覆って成長させられた第2の希土類酸化物層をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第2の希土類酸化物層を覆ってエピタキシャルに成長させられた第2の金属層をさらに備えている、請求項25に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層から成長させられたエピタキシャル層をさらに備え、前記エピタキシャル層は、2次元(2D)材料、キャップ層、および絶縁体から成る群から選択される成分を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記2D材料は、グラフェンおよび遷移金属二硫化物から成る群から選択される、請求項27に記載の層状構造。
- 前記キャップ層は、金属酸化物および金属ケイ化物から成る群から選択される材料から成る、請求項27に記載の層状構造。
- 前記絶縁体は、希土類酸化物から成る、請求項27に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層から前記第1の半導体層に遷移する中間層をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 前記中間層は、金属窒化物、金属プニクタイド、およびテンプレート2D電極から成る群から選択される1つ以上の成分から成る、請求項31に記載の層状構造。
- 前記第1の希土類酸化物層から前記第1の金属層に遷移する中間層をさらに備えている、請求項1に記載の層状構造。
- 前記中間層は、前記第1の金属層からの金属成分と酸素とを用いて成長させられる、請求項33に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層は、前記第1の金属層の第1の部分と前記第1の金属層の第2の部分との間に第1の間隙空間を伴う非連続パターンを有し、
前記第1の半導体層は、前記間隙および前記金属領域の両方を覆って成長させられる、
請求項1に記載の層状構造。 - 層状構造を成長させる方法であって、前記方法は、
基板を取得することと、
第1の希土類酸化物層を前記基板を覆ってエピタキシャルに成長させることと、
第1の金属層を前記希土類酸化物層を覆ってエピタキシャルに成長させることと、
第1の半導体層を前記第1の金属層を覆ってエピタキシャルに成長させることと
を含む、方法。 - シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、絶縁体上シリコン(SOI)、およびSiGeから成る群から選択される第IV族元素を含む前記基板を選択することをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記基板は、最大10度のミスカットを伴う<100>または<111>のいずれかの結晶配向を有する、請求項36に記載の方法。
- 第III族および第V族からの元素を含む前記基板層を選択することをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記基板は、Ga2O3およびAl2O3から成る群から選択される、請求項36に記載の方法。
- 周期表のランタニド基、スカンジウム(Sc)、およびイットリウム(Y)から選択される希土類金属元素を伴う前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 1〜2の酸素/金属比を有する希土類酸化物から成る前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 周期表の遷移金属基から選択される金属元素を含む前記第1の金属層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 第III族、第IV族、第V族から選択される元素を含む前記第1の半導体層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- シリコンから成る前記基板を選択することと、
1.5の酸素/金属比を有するエルビウム酸化物(ErO1.5)から成る前記希土類酸化物層を成長させることと、
モリブデン(Mo)から成る前記第1の金属層を成長させることと
をさらに含む、請求項36に記載の方法。 - 前記第1の半導体層は、AlxSc1−xN(0≦x<1)から成る、請求項44に記載の方法。
- <100>の結晶配向を有するSiから成る前記基板を選択することと、
<110>の結晶配向を有するErO1.5から成る前記希土類酸化物層を成長させることと、
<211>の結晶配向を有するMoから成る前記第1の金属層を成長させることと
をさらに含む、請求項45に記載の方法。 - 複数の希少金属酸化物成分から成る前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含み、前記複数の希少金属酸化物成分は、異なる金属元素または異なる酸素/金属比を有する、請求項36に記載の方法。
- 第1の希土類酸化物から成る第1の副層と、第2の希土類酸化物から成る第2の副層とを含む前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 第1の領域と、第2の領域とを含む前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含み、前記第1の領域は、第1の比率における元素を伴う第1の希土類酸化物合金を含み、前記第2の領域は、第2の比率における元素を伴う第2の希土類酸化物合金を含み、前記第1の領域は、勾配パターンにおいて、前記第2の領域に遷移する、請求項36に記載の方法。
- 第1の希土類酸化物から成る第1の副層と、第2の希土類酸化物から成る第2の副層とを含む前記希土類酸化物層を成長させることをさらに含み、前記第1の副層および前記第2の副層は、超格子構造において繰り返される、請求項36に記載の方法。
- 第III族元素から成る前記第2の金属酸化物を成長させることをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 第1の金属から成る第1の副層と、第2の金属から成る第2の副層とを含む前記第1の金属層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 第1の金属から成る第1の領域と、第2の金属から成る第2の領域とを含む前記第1の金属層を成長させることをさらに含み、前記第1の領域は、勾配パターンにおいて、前記第2の領域に遷移する、請求項36に記載の方法。
- 第1の金属から成る第1の副層と、第2の金属から成る第2の副層とを含む前記金属層を成長させることをさらに含み、前記第1の副層および前記第2の副層は、超格子構造において繰り返される、請求項36に記載の方法。
- 前記半導体層を覆ってエピタキシャルに成長させられる第2の金属層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記第2の金属層を覆ってエピタキシャルに成長させられる第2の半導体層を成長させることをさらに含む、請求項56に記載の方法。
- 金属層と半導体層との組み合わせの最大20反復を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 金属層と希土類酸化物との組み合わせの反復を後に成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記半導体層を覆って成長させられる第2の希土類酸化物層酸化物を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記第2の希土類酸化物層を覆ってエピタキシャルに成長させられる第2の金属層を成長させることをさらに含む、請求項60に記載の方法。
- 前記第1の金属層からエピタキシャル層を成長させることをさらに含み、前記エピタキシャル層は、2次元(2D)材料、キャップ層、および絶縁体から成る群から選択される成分を含む、請求項36に記載の方法。
- 前記2D材料は、グラフェンおよび遷移金属二硫化物から成る群から選択される、請求項62に記載の方法。
- 前記キャップ層は、金属窒化物、金属酸化物、および金属ケイ化物から成る群から選択される材料から成る、請求項62に記載の方法。
- 前記絶縁体は、希土類酸化物から成る、請求項62に記載の方法。
- 前記第1の金属層から前記第1の半導体層に遷移する中間層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記中間層は、金属窒化物、金属プニクタイド、およびテンプレート2D電極から成る群から選択される1つ以上の成分から成る、請求項66に記載の方法。
- 前記第1の希土類酸化物層から前記第1の金属層に遷移する中間層を成長させることをさらに含む、請求項36に記載の方法。
- 前記第1の金属層からの金属成分と酸素とを用いて前記中間層を成長させることをさらに含む、請求項68に記載の層状構造。
- 前記第1の金属層の第1の部分と前記第1の金属層の第2の部分との間に第1の間隙空間を伴う非連続パターンを伴う前記第1の金属層を成長させることと、
前記間隙および前記間隙空間における前記金属領域の両方を覆って前記第1の半導体層を成長させることと
をさらに含む、請求項36に記載の方法。
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