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公開番号2025028695
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-03
出願番号2023133660
出願日2023-08-18
発明の名称半導体装置
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H10D 30/47 20250101AFI20250221BHJP()
要約【課題】特性の向上が可能な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電極、第2電極、第3電極、第1半導体部材、第2半導体部材、第1化合物部材及び第1絶縁部材を含む。第1半導体部材は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む。第2半導体部材は、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2≦1、x1<x2)を含む。第1化合物部材は、Al_z1Ga_1-z1N(0<z1≦1、x2<z1)を含む。第1化合物部材の第3領域は、結晶を含む。第1絶縁部材の第1絶縁部分の少なくとも一部、及び、第1絶縁部材の第2絶縁部分の少なくとも一部は非晶質である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
第２電極と、
第１電極部分を含む第３電極であって、前記第１電極から前記第２電極への第１方向における前記第３電極の位置は、前記第１方向における前記第１電極の位置と、前記第１方向における前記第２電極の位置と、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半導体部材であって、前記第１半導体部材は、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、第６部分領域及び第７部分領域を含み、前記第１部分領域から前記第１電極への方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿い、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１方向における前記第４部分領域の位置は、前記第１方向における前記第１部分領域の位置と、前記第１方向における前記第３部分領域の位置と、の間にあり、前記第１方向における前記第５部分領域の位置は、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第２部分領域の位置と、の間にあり、前記第１方向における前記第６部分領域の位置は、前記第１方向における前記第４部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、の間にあり、前記第１方向における前記第７部分領域の位置は、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第５部分領域の前記位置と、の間にある、前記第１半導体部材と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体部材であって、前記第２半導体部材は、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半導体部材と、
Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む第１化合物部材であって、前記第１化合物部材は、第１領域、第２領域、第３領域、第４領域及び第５領域を含み、前記第１領域は、前記第１方向において前記第４部分領域と前記第１電極部分との間にあり、前記第２領域は、前記第１方向において前記第１電極部分と前記第５部分領域との間にあり、前記第３領域は、前記第２方向において、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４領域は、前記第１領域と前記第３領域との間にあり、前記第５領域は、前記第３領域と前記第２領域との間にあり、前記第３領域は、結晶を含む、前記第１化合物部材と、
第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分及び第２絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第１方向において前記第４部分領域と前記第３領域との間にあり、前記第１絶縁部分は、前記第２方向において前記第６部分領域と前記第４領域との間にあり、前記第２絶縁部分は、前記第１方向において前記第３領域と前記第５部分領域との間にあり、前記第２絶縁部分は、前記第２方向において前記第７部分領域と前記第５領域との間にあり、前記第１絶縁部分の少なくとも一部、及び、前記第２絶縁部分の少なくとも一部は非晶質である、前記第１絶縁部材と、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１領域及び前記第２領域は、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４領域の少なくとも一部、及び、前記第５領域の少なくとも一部は、非晶質である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
第２絶縁部材をさらに備え、
前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域、第２絶縁領域及び第３絶縁領域を含み、
前記第１絶縁領域は、前記第１方向において、前記第１領域と前記第１電極部分との間にあり、
前記第２絶縁領域は、前記第１方向において、前記第１電極部分と前記第２領域との間にあり、
前記第３絶縁領域は、前記第３領域と前記第１電極部分との間、前記第４領域と前記第１電極部分との間、及び、前記第５領域と前記第１電極部分との間に設けられた、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２絶縁部材は、シリコン及び酸素を含み、
前記第１絶縁部材は、シリコン及び窒素を含み、
前記第１絶縁部材は、酸素を含まない、または、前記第１絶縁部材における酸素の濃度は、前記第２絶縁部材における酸素の濃度よりも低い、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１絶縁部材は、第３絶縁部分及び第４絶縁部分をさらに含み、
前記第１半導体部分は、前記第２方向において前記第４部分領域と前記第３絶縁部分との間にあり、
前記第２半導体部分は、前記第２方向において前記第５部分領域と前記第４絶縁部分との間にある、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２絶縁部材は、第４絶縁領域及び第５絶縁領域をさらに含み、
前記第３絶縁部分は、前記第２方向において前記第１半導体部分と前記第４絶縁領域との間にあり、
前記第４絶縁部分は、前記第２方向において前記第２半導体部分と前記第５絶縁領域との間にある、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１領域の前記第２方向に沿う第１領域長は、１５０ｎｍ以上であり、
前記第２領域の前記第２方向に沿う第２領域長は、１５０ｎｍ以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１電極と前記第３電極との間の第１距離は、前記第３電極と前記第２電極との間の第２距離よりも短く、
第１和は、第２和よりも短く、
前記第１和は、前記第１絶縁部分の前記第１方向に沿う第１絶縁部分長と、前記第１絶縁部分の前記第２方向に沿う第１絶縁部分厚と、の和であり、
前記第２和は、前記第２絶縁部分の前記第１方向に沿う第２絶縁部分長と、前記第２絶縁部分の前記第２方向に沿う第２絶縁部分厚と、の和である、請求項１～８のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１絶縁部分の前記第１方向に沿う第１絶縁部分長の、前記第１絶縁部分の前記第２方向に沿う第１絶縁部分厚に対する第１比は、０．５以上１．５以下であり、
前記第２絶縁部分の前記第１方向に沿う第２絶縁部分長の、前記第２絶縁部分の前記第２方向に沿う第２絶縁部分厚に対する第２比は、０．５以上１．５以下である、請求項１～８のいずれか１つ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 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、トランジスタなどの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】
特表２０１１－５２９６３９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半導体部材、第２半導体部材、第１化合物部材及び第１絶縁部材を含む。前記第３電極は、第１電極部分を含む。前記第１電極から前記第２電極への第１方向における前記第３電極の位置は、前記第１方向における前記第１電極の位置と、前記第１方向における前記第２電極の位置と、の間にある。前記第１半導体部材は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。前記第１半導体部材は、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、第６部分領域及び第７部分領域を含む。前記第１部分領域から前記第１電極への方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う。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１方向における前記第４部分領域の位置は、前記第１方向における前記第１部分領域の位置と、前記第１方向における前記第３部分領域の位置と、の間にある。前記第１方向における前記第５部分領域の位置は、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第２部分領域の位置と、の間にある。前記第１方向における前記第６部分領域の位置は、前記第１方向における前記第４部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、の間にある。前記第１方向における前記第７部分領域の位置は、前記第１方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第１方向における前記第５部分領域の前記位置と、の間にある。前記第２半導体部材は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む。前記第２半導体部材は、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化合物部材は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む。前記第１化合物部材は、第１領域、第２領域、第３領域、第４領域及び第５領域を含む。前記第１領域は、前記第１方向において前記第４部分領域と前記第１電極部分との間にある。前記第２領域は、前記第１方向において前記第１電極部分と前記第５部分領域との間にある。前記第３領域は、前記第２方向において、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４領域は、前記第１領域と前記第３領域との間にある。前記第５領域は、前記第３領域と前記第２領域との間にある。前記第３領域は、結晶を含む。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１方向において前記第４部分領域と前記第３領域との間にある。前記第１絶縁部分は、前記第２方向において前記第６部分領域と前記第４領域との間にある。前記第２絶縁部分は、前記第１方向において前記第３領域と前記第５部分領域との間にある。前記第２絶縁部分は、前記第２方向において前記第７部分領域と前記第５領域との間にある。前記第１絶縁部分の少なくとも一部、及び、前記第２絶縁部分の少なくとも一部は非晶質である。
【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、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。
【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半導体部材１０、第２半導体部材２０、第１化合物部材３１、及び、第１絶縁部材４１を含む。この例では、半導体装置１１０は、基板１０Ｓ及び窒化物部材１０Ｂを含む。
【０００９】
第１電極５１から第２電極５２への第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を含む。第１方向Ｄ１における第３電極５３の位置は、第１方向Ｄ１における第１電極５１の位置と、第１方向Ｄ１における第２電極５２の位置と、の間にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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