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公開番号2024101241
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-29
出願番号2023005116
出願日2023-01-17
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 21/338 20060101AFI20240722BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】安定した特性が得られる半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、第1～第3電極、第1、第2半導体領域、第1窒化物領域、第1絶縁部材及び第2絶縁部材を含む。第1半導体領域は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む。第2半導体領域は、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む。第1窒化物領域は、Al_z1Ga_1-z1N(0<z1≦1、x2<z1)を含む。第1絶縁部材は、Si及びAlよりなる群から選択された少なくとも1つと、酸素と、を含む。第2絶縁部材は、第1絶縁領域を含む。第1半導体領域の第5部分領域から第1絶縁領域への方向は、第2方向に沿う。第1窒化物領域の第2窒化物部分は、第3電極の第1電極部分と第1絶縁領域との間にある。第1絶縁領域の一部は、第5部分領域と第2電極部分との間にある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
第２電極であって、前記第１電極から前記第２電極への方向は第１方向に沿う、前記第２電極と、
第１電極部分及び第２電極部分を含む第３電極であって、前記第３電極の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における位置と、前記第２電極の前記第１方向における位置と、の間にあり、前記第２電極部分は、前記第１電極部分と接続された、前記第３電極と、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体領域であって、前記第１半導体領域は、第１部分領域、第２部分領域、第３部分領域、第４部分領域、第５部分領域及び第６部分領域を含み、前記第１部分領域から前記第１電極への第２方向は、前記第１方向と交差し、前記第２部分領域から前記第２電極への方向は、前記第２方向に沿い、前記第３部分領域から前記第１電極部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第４部分領域の前記第１方向における位置は、前記第１部分領域の前記第１方向における位置と、前記第３部分領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、前記第５部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、前記第６部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第５部分領域の前記第１方向における位置と、の間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体領域であって、前記第２半導体領域は、第１半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５部分領域及び前記第６部分領域から前記第２半導体部分への方向は、前記第２方向に沿う、前記第２半導体領域と、
Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む第１窒化物領域であって、前記第１窒化物領域は、第１窒化物部分及び第２窒化物部分を含み、前記第１窒化物部分は前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にあり、前記第２窒化物部分は、前記第６部分領域と前記第２電極部分との間にある、前記第１窒化物領域と、
第１絶縁部分及び第２絶縁部分を含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部分は、前記第２方向において前記第１窒化物部分と前記第１電極部分との間にあり、前記第２絶縁部分は、前記第２方向において前記第２窒化物部分と前記第２電極部分との間にあり、前記第１絶縁部材は、Ｓｉ及びＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つと、酸素と、を含む、前記第１絶縁部材と、
第１絶縁領域を含む第２絶縁部材であって、前記第５部分領域から前記第１絶縁領域への方向は、前記第２方向に沿い、前記第２窒化物部分は、前記第１方向において、前記第１電極部分と前記第１絶縁領域との間にあり、前記第１絶縁領域の一部は、前記第２方向において、前記第５部分領域と前記第２電極部分との間にある、前記第２絶縁部材と、
を備えた、半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第２窒化物部分は、結晶を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１絶縁領域は、非晶質である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２窒化物部分の前記第２方向に沿う第１厚さは、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１絶縁領域は、Ｓｉ及びＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つと、窒素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つと、を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１電極部分の少なくとも一部は、前記第１方向において前記第１半導体部分と前記第２半導体部分との間にあり、
前記第１窒化物領域は、第３窒化物部分をさらに含み、
前記第１絶縁部材は、第３絶縁部分をさらに含み、
前記第３絶縁部分は、前記第１方向において、前記第１電極部分の前記少なくとも一部と、前記第２半導体部分と、の間にあり、
前記第３窒化物部分は、前記第１方向において、前記第３絶縁部分と前記第２半導体部分との間にある、請求項１～５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１窒化物領域は、第４窒化物部分をさらに含み、
前記第１絶縁部材は、第４絶縁部分をさらに含み、
前記第１絶縁領域の少なくとも一部は、前記第２半導体部分と前記第４絶縁部分との間にあり、
前記第４窒化物部分の少なくとも一部は、前記第１絶縁領域と前記第４絶縁部分との間にある、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１窒化物領域は、第５窒化物部分をさらに含み、
前記第１絶縁部材は、第５絶縁部分をさらに含み、
前記第５絶縁部分は、前記第１半導体部分と前記第１電極部分との間にあり、
前記第５窒化物部分は、前記第１半導体部分と前記第５絶縁部分との間にある、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１絶縁領域の前記第２方向に沿う第２厚さは、５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１絶縁領域は、前記第２電極と接した、請求項１に記載の半導体装置。
（【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、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体装置において、安定した特性が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１１８３４３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、安定した特性が得られる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、半導体装置は、第１電極、第２電極、第３電極、第１半導体領域、第２半導体領域、第１窒化物領域、第１絶縁部材及び第２絶縁部材を含む。前記第１電極から前記第２電極への方向は第１方向に沿う。前記第３電極は、第１電極部分及び第２電極部分を含む。前記第３電極の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における位置と、前記第２電極の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第２電極部分は、前記第１電極部分と接続される。前記第１半導体領域は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。前記第１半導体領域は、第１部分領域、第２部分領域、第３部分領域、第４部分領域、第５部分領域及び第６部分領域を含む。前記第１部分領域から前記第１電極への第２方向は、前記第１方向と交差する。前記第２部分領域から前記第２電極への方向は、前記第２方向に沿う。前記第３部分領域から前記第１電極部分への方向は、前記第２方向に沿う。前記第４部分領域の前記第１方向における位置は、前記第１部分領域の前記第１方向における位置と、前記第３部分領域の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第５部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第６部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第５部分領域の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第２半導体領域は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む。前記第２半導体領域は、第１半導体部分及び第２半導体部分を含む。前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿う。前記第５部分領域及び前記第６部分領域から前記第２半導体部分への方向は、前記第２方向に沿う。前記第１窒化物領域は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む。前記第１窒化物領域は、第１窒化物部分及び第２窒化物部分を含む。前記第１窒化物部分は前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある。前記第２窒化物部分は、前記第６部分領域と前記第２電極部分との間にある。前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分及び第２絶縁部分を含む。前記第１絶縁部分は、前記第２方向において前記第１窒化物部分と前記第１電極部分との間にある。前記第２絶縁部分は、前記第２方向において前記第２窒化物部分と前記第２電極部分との間にある。前記第１絶縁部材は、Ｓｉ及びＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つと、酸素と、を含む。前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域を含む。前記第５部分領域から前記第１絶縁領域への方向は、前記第２方向に沿う。前記第２窒化物部分は、前記第１方向において、前記第１電極部分と前記第１絶縁領域との間にある。前記第１絶縁領域の一部は、前記第２方向において、前記第５部分領域と前記第２電極部分との間にある。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１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２は、半導体装置の特性を例示するグラフである。
図３は、半導体装置の特性を例示するグラフである。
図４は、第１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５は、第１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６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７は、第３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、本発明の実施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装置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装置１１０は、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１窒化物領域３０、第１絶縁部材４１及び第２絶縁部材４２を含む。
【０００９】
第１電極５１から第２電極５２への方向は、第１方向Ｄ１に沿う、第１方向Ｄ１をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１０】
第３電極５３は、第１電極部分５３ａ及び第２電極部分５３ｂを含む。第３電極５３の第１方向Ｄ１における位置は、第１電極５１の第１方向Ｄ１における位置と、第２電極５２の第１方向Ｄ１における位置と、の間にある。第２電極部分５３ｂは、第１電極部分５３ａと接続される。第２電極部分５３ｂは、第１電極部分５３ａと連続して良い。第２電極部分５３ｂと第１電極部分５３ａとの間の境界は明確でも不明確でも良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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