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公開番号2024167877
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2024008907
出願日2024-01-24
発明の名称ウエーハ及び半導体装置
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 20060101AFI20241127BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】特性の向上が可能なウエーハ及び半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ウエーハは、シリコン基板と、第1層と、複数の構造体と、を含む。前記第1層は、アルミニウム及び窒素を含む。前記複数の構造体は、前記シリコン基板から前記第1層への第1方向において前記シリコン基板の一部と前記第1層の一部との間に設けられる。前記複数の構造体は、Ni、Cu、Cr、Mn、Fe及びCoよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1元素と、シリコンと、を含む。前記第1層の別の一部は、前記シリコン基板の別の一部と接する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
シリコン基板と、
アルミニウム及び窒素を含む第１層と、
前記シリコン基板から前記第１層への第１方向において前記シリコン基板の一部と前記第１層の一部との間に設けられた複数の構造体と、
を備え、
前記複数の構造体は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、シリコンと、を含み、
前記第１層の別の一部は、前記シリコン基板の別の一部と接した、ウエーハ。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記シリコン基板は、第１シリコン領域、第２シリコン領域及び第３シリコン領域を含み、
前記第１方向において、前記複数の構造体は、前記第１シリコン領域と前記第１層との間に設けられ、
前記第１方向と交差する方向において、前記複数の構造体の１つは、前記第２シリコン領域と前記第３シリコン領域との間にある、請求項１に記載のウエーハ。
【請求項３】
前記第２シリコン領域は、前記第１層に対向する基板面を含み、
前記複数の構造体の前記１つは、前記第１層に対向する構造体面を含み、
前記基板面の前記第１方向における位置は、前記構造体面の前記第１方向における位置と一致する、請求項２に記載のウエーハ。
【請求項４】
複数の構造体の前記１つの前記第１方向に沿う構造体厚は、前記第１層の前記第１方向に沿う第１層厚よりも薄い、請求項２に記載のウエーハ。
【請求項５】
前記構造体厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項４に記載のウエーハ。
【請求項６】
前記第１方向に対して垂直な方向における複数の構造体の前記１つの構造体長は２００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である、請求項２に記載のウエーハ。
【請求項７】
前記第１方向に対して垂直な平面における前記複数の構造体の密度は、２×１０
３
／ｃｍ
２
以上２×１０
５
／ｃｍ
２
以下である、請求項２に記載のウエーハ。
【請求項８】
前記複数の構造体の前記１つは、前記第２シリコン領域と対向する構造体側面を含み、
前記構造体側面は、前記第１方向に対して傾斜した、請求項２～７のいずれか１つに記載のウエーハ。
【請求項９】
前記複数の構造体の前記１つは、前記第２シリコン領域と対向する構造体側面を含み、
前記構造体側面は、前記シリコン基板の結晶面に沿う、請求項２～７のいずれか１つに記載のウエーハ。
【請求項１０】
前記構造体側面は、前記シリコン基板の（１１１）面に沿う、請求項９に記載のウエーハ。
（【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、ウエーハ及び半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、窒化物を含むウエーハを用いて半導体装置が形成される。ウエーハ及び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２００３－２２４０７２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ウエーハ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、ウエーハは、シリコン基板と、第１層と、複数の構造体と、を含む。前記第１層は、アルミニウム及び窒素を含む。前記複数の構造体は、前記シリコン基板から前記第１層への第１方向において前記シリコン基板の一部と前記第１層の一部との間に設けられる。前記複数の構造体は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ及びＣｏよりなる群から選択された少なくとも１つを含む第１元素と、シリコンと、を含む。前記第１層の別の一部は、前記シリコン基板の別の一部と接する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係るウエーハを例示する電子顕微鏡像である。
図３は、第１実施形態に係るウエーハを例示する顕微鏡像である。
図４（ａ）～図４（ｃ）は、第１実施形態に係るウエーハを例示する顕微鏡像である。
図５は、第１実施形態に係るウエーハにおける位置を示す像である。
図６は、第１実施形態に係るウエーハにおける元素濃度を例示するグラフである。
図７は、第１実施形態に係るウエーハにおける元素濃度を例示するグラフである。
図８は、第１実施形態に係るウエーハにおける元素濃度を例示するグラフである。
図９は、第１実施形態に係るウエーハにおける元素濃度を例示するグラフである。
図１０は、第１実施形態に係るウエーハにおける元素濃度を例示するグラフである。
図１１は、第１実施形態に係るウエーハを例示する元素プロファイルである。
図１２は、第１実施形態に係るウエーハを例示する元素プロファイルである。
図１３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１４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実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図１に示すように、実施形態に係るウエーハ１１０は、シリコン基板１５、第１層１７、及び、複数の構造体１６を含む。第１層１７は、アルミニウム及び窒素を含む。第１層１７は、例えば、ＡｌＮ層である。
【０００９】
シリコン基板１５から第１層１７への第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向を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。
【００１０】
第１層１７は、Ｘ－Ｙ平面に対して平行な層状である。シリコン基板１５は、Ｘ－Ｙ平面に沿う。
（【００１１】以降は省略されています）

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