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公開番号2024058318
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165601
出願日2022-10-14
発明の名称半導体構造体及び半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 21/338 20060101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】特性の向上が可能な半導体構造体及び半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体構造体は、シリコン結晶を含む基板と、AlN結晶を含む第1層と、前記シリコン結晶と前記AlN結晶との間に設けられAl及び窒素を含む中間領域と、を含む。前記シリコン結晶から前記AlN結晶への方向は、第1方向に沿う。前記中間領域におけるAl原子の格子の前記第1方向における第3格子面間隔は、前記シリコン結晶の前記第1方向における第1格子面間隔よりも長く、前記AlN結晶の前記第1方向における第2格子面間隔よりも長い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
シリコン結晶を含む基板と、
AlN結晶を含む第1層と、
前記シリコン結晶と前記AlN結晶との間に設けられAl及び窒素を含む中間領域と、
を備え、
前記シリコン結晶から前記AlN結晶への方向は、第1方向に沿い、
前記中間領域におけるAl原子の格子の前記第1方向における第3格子面間隔は、前記シリコン結晶の前記第1方向における第1格子面間隔よりも長く、前記AlN結晶の前記第1方向における第2格子面間隔よりも長い、半導体構造体。
続きを表示(約 700 文字)【請求項2】
前記AlN結晶のc面は、前記第1方向と交差する、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項3】
前記AlN結晶のc軸は、前記第1方向に沿う、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項4】
前記第2格子面間隔は、前記第1格子面間隔よりも短い、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項5】
前記第3格子面間隔は、前記第1格子面間隔の1.1倍以上である、請求項4に記載の半導体構造体。
【請求項6】
前記第1格子面間隔は、0.28nm以上0.32nm未満であり、
前記第2格子面間隔は、0.22nm以上0.26nm以下であり、
前記第3格子面間隔は、0.32nm以上0.38nm以下である、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項7】
前記AlN結晶のX線回折像の(002)面に関する半値全幅(FWHM:full width at half maximum)は、1200arcsec以下である、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項8】
前記シリコン結晶の前記中間領域に対向する面は、(111)面である、請求項1~7のいずれか1つに記載の半導体構造体。
【請求項9】
前記中間領域の前記第1方向に沿う厚さは、0.32nm以上1.0nm以下である、請求項1に記載の半導体構造体。
【請求項10】
前記第1層の前記第1方向に沿う厚さは、150nm以上300nm以下である、請求項1に記載の半導体構造体。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体構造体及び半導体装置に関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
例えば、半導体構造体に基づく半導体装置において、特性の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第5614130号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の実施形態は、特性の向上が可能な半導体構造体及び半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態によれば、半導体構造体は、シリコン結晶を含む基板と、AlN結晶を含む第1層と、前記シリコン結晶と前記AlN結晶との間に設けられAl及び窒素を含む中間領域と、を含む。前記シリコン結晶から前記AlN結晶への方向は、第1方向に沿う。前記中間領域におけるAl原子の格子の前記第1方向における第3格子面間隔は、前記シリコン結晶の前記第1方向における第1格子面間隔よりも長く、前記AlN結晶の前記第1方向における第2格子面間隔よりも長い。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1は、第1実施形態に係る半導体構造体を例示する模式的断面図である。
図2は、第1実施形態に係る半導体構造体を例示する模式図である。
図3は、半導体構造体の特性を例示するグラフである。
図4(a)及び図4(b)は、半導体構造体の電子顕微鏡像である。
図5(a)及び図5(b)は、半導体構造体の特性を例示するグラフである。
図6は、半導体構造体の特性を例示するグラフである。
図7は、第1実施形態に係る半導体構造体を例示する模式的断面図である。
図8は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図9は、第2実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0008】
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る半導体構造体を例示する模式的断面図である。
図1に示すように、実施形態に係る半導体構造体110は、基板18、第1層10及び中間領域15を含む。
【0009】
基板18は、シリコン結晶18cを含む。第1層10は、AlN結晶10cを含む。中間領域15は、シリコン結晶18cとAlN結晶10cとの間に設けられる。中間領域15は、Al及び窒素を含む。中間領域15は、遷移領域である。
【0010】
シリコン結晶18cからAlN結晶10cへの方向を第1方向D1とする。第1方向D1は、基板18から第1層10への方向に対応する。第1方向D1をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な方向をX軸方向とする。Z軸方向及びX軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。基板18及び第1層10は、X-Y平面に平行に広がる。
(【0011】以降は省略されています)

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