德国和荷兰的研究人员已经使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）来创建AlScN势垒高电子迁移率晶体管（HEMT）。该团队还使用氮化硅（SiNx）盖材料来代替更常见的氮化镓（GaN），据该团队所知该材料此前从未被研究过。

　　AlScN的研究工作建立在一篇关于MOCVD增长报告的基础上，该报告由弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（IAF）、INATECH、荷兰Eurofins材料科学和荷兰埃因霍温大学的团队、德国的弗劳恩霍夫材料与系统微结构研究所（IMWS）共同研究。

　　将钪引入势垒增加自发和压电（应变相关）电荷极化，这使HEMT所基于的GaN二维电子气（2DEG）通道中的薄层电荷载流子密度达到5倍。研究人员正在开发和部署GaN通道HEMT，用于电动汽车（EV）、可再生能源功率处理、微波无线通信功率传输等高功率、高压和高频应用。

　　尽管以前用分子束外延（MBE）生长AlScN材料制造HEMT，但MOCVD工艺更适合用于批量生产。将钪引入MOCVD中的一个问题是潜在前驱体的蒸气压低。MOCVD在低压（40-100mbar）下进行，用氢气作载气，生长温度为1000℃至1200℃。氮源为氨（NH3）。第三类金属镓和铝来自三甲基（TM-）有机物。钪的前体是三环戊二烯基钪（Cp3Sc）。硅烷（SiH4）为SiNx帽提供硅。

　　AlScN阻挡层的生长使用了各种连续和脉冲方法。脉冲方法包括将金属电源与5s Cp3Sc和2s TM-Al交替使用。

　　该实验使用100mm蓝宝石衬底和4H碳化硅（SiC）进行某些实验，尤其是在晶体管制造阶段。

　　HEMT由钛/铝欧姆源极-漏极触点和离子注入设备隔离组成。研究人员称，SiNx钝化技术实现了“低电流扩散和热稳定性”。栅极设计为低电容，以改善高速操作。

　　氮化硅用于覆盖AlScN势垒层。在AlGaN晶体管中，经常使用GaN帽，但是在AlScN的情况下，发现这种帽很难生长，会出现“3d岛”，这对保护和钝化AlScN的能力产生了不利影响。根据原子力显微镜（AFM）测量，在1000°C下生长的材料中，发现AlScN上的GaN帽的均方根粗糙度为1.5nm，而SiNx的均方根粗糙度为0.2nm。

　　用于HEMT的材料在9.5nm AlScN阻挡层中包含约14％的Sc。SiNx帽为3.4nm。生长温度为1100°C，使用连续供应的前体进行AlScN沉积。衬底是4H SiC。还生长并制造了具有3nm SiNx帽的比较5.6nm AlN势垒器件。

　　通过比较发现具有AlScN势垒的HEMT的性能与具有AlN势垒的器件相当，AlScN HEMT的性能低于理论预期。研究人员表示，两种样品中迁移率较低的主要原因可能是界面质量差和原子之间的相互扩散，从而导致合金散射，影响HEMT异质结构的迁移率，并补充说AlScN HEMT已经优于标准AlGaN HEMT。