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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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