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公開番号2024167557
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083719
出願日2023-05-22
発明の名称半導体装置及びその製造方法
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 20060101AFI20241127BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】特性を向上できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【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。第2半導体部分は、第1領域及び第2領域を含む。第1領域の第2方向における位置は、第2領域の第2方向における位置と、第2電極の第2方向における位置と、の間にある。第1領域におけるフッ素の濃度は第2領域におけるフッ素の濃度よりも高い。または、第1領域はフッ素を含み第2領域はフッ素を含まない。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に延びる第１電極と、
前記第１方向に延びる第２電極であって、前記第１電極から前記第２電極への第２方向は、前記第１方向に対して垂直である、前記第２電極と、
前記第１方向に延びる第３電極であって、前記第３電極の前記第２方向における位置は、前記第１電極の前記第２方向における位置と、前記第２電極の前記第２方向における位置と、の間にある、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部分領域及び第５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３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差し、前記第２部分領域から前記第２電極への方向は前記第３方向に沿い、前記第３部分領域から前記第３電極への方向は前記第３方向に沿い、前記第４部分領域の前記第２方向における位置は、前記第１部分領域の前記第２方向における位置と、前記第３部分領域の前記第２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２方向における位置は、前記第３部分領域の前記第２方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第２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３方向に沿い、前記第５部分領域から前記第２半導体部分への方向は前記第３方向に沿い、前記第２半導体部分は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域の前記第２方向における位置は、前記第２領域の前記第２方向における前記位置と、前記第２電極の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、前記第１領域におけるフッ素の濃度は前記第２領域におけるフッ素の濃度よりも高い、または、前記第１領域はフッ素を含み前記第２領域はフッ素を含まない、前記第２半導体領域と、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第２電極は、第１電極部分及び第２電極部分を含み、
前記第１領域から前記第１電極部分の少なくとも一部への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第１領域の少なくとも一部は、前記第３方向において、前記第１半導体領域と前記第２電極部分との間にある、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２領域と前記第１領域との間の境界の前記第２方向における位置は、前記第３電極の前記第２方向における前記位置と、前記第２電極部分の前記第２方向における位置と、の間にある、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１領域の少なくとも一部は、前記第３方向において前記第２電極部分と重ならない、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１領域の一部は、前記第３方向において前記第２部分領域と前記第１電極部分との間にある、請求項２～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２半導体部分は、第３領域をさらに含み、
前記第３領域は、前記第３方向において前記第２部分領域と前記第１電極部分との間にあり、
前記第３領域におけるフッ素の濃度は、前記第１領域におけるフッ素の前記濃度よりも低い、または、前記第３領域はフッ素を含まない、請求項２～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２部分領域は、前記第１電極部分と接し、
前記第２半導体部分から前記第１電極部分の少なくとも一部への方向は、前記第２方向に沿う、請求項２～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２半導体部分は、第４領域をさらに含み、
前記第４領域は、前記第３方向において前記第１半導体領域と前記第１領域との間にあり、
前記第４領域におけるフッ素の濃度は、前記第１領域におけるフッ素の前記濃度よりも低い、または、前記第４領域はフッ素を含まない、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
第１絶縁部材をさらに備え、
前記第１絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１領域と前記第２電極部分との間にある、請求項２～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１絶縁部材の一部は、前記第１領域と前記第２電極部分との間にあり、
前記第１絶縁部材の別の一部は、前記第３方向において前記第２電極と重ならず、
前記第１絶縁部材の前記一部の前記第３方向に沿う厚さは、前記第１絶縁部材の前記別の一部の前記第３方向に沿う厚さよりも薄い、請求項９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、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、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】
特開２０１５－０９５６００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、特性を向上できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【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半導体領域及び第２半導体領域を含む。前記第１電極は、第１方向に延びる。前記第２電極は、前記第１方向に延びる。前記第１電極から前記第２電極への第２方向は、前記第１方向に対して垂直である。前記第３電極は、前記第１方向に延びる。前記第３電極の前記第２方向における位置は、前記第１電極の前記第２方向における位置と、前記第２電極の前記第２方向における位置と、の間にある。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部分領域及び第５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３方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する。前記第２部分領域から前記第２電極への方向は前記第３方向に沿う。前記第３部分領域から前記第３電極への方向は前記第３方向に沿う。前記第４部分領域の前記第２方向における位置は、前記第１部分領域の前記第２方向における位置と、前記第３部分領域の前記第２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２方向における位置は、前記第３部分領域の前記第２方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第２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３方向に沿う。前記第５部分領域から前記第２半導体部分への方向は前記第３方向に沿う。前記第２半導体部分は、第１領域及び第２領域を含む。前記第１領域の前記第２方向における位置は、前記第２領域の前記第２方向における前記位置と、前記第２電極の前記第２方向における前記位置と、の間にある。前記第１領域におけるフッ素の濃度は前記第２領域におけるフッ素の濃度よりも高い。または、前記第１領域はフッ素を含み前記第２領域はフッ素を含まない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図２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３は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を例示する模式的断面図である。
図４は、第１実施形態に係る半導体装置の一部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の一部を例示する模式的断面図である。
図６は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を例示する模式的断面図である。
図７は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を例示する模式的断面図である。
図８は、第１実施形態に係る半導体装置の一部を例示する模式的断面図である。
図９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１０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１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、第２実施形態に係る半導体装置の製造方法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平面図である。
図２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、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。
図１及び図２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及び第２半導体領域２０を含む。
【０００９】
図１に示すように、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３は、第１方向Ｄ１に延びる。第１電極５１から第２電極５２への第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１に対して垂直である。
【００１０】
第１方向Ｄ１をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｙ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。例えば、第２方向Ｄ２は、Ｘ軸方向である。
（【００１１】以降は省略されています）

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