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公開番号2025062799
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-15
出願番号2023172068
出願日2023-10-03
発明の名称窒化物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H10D 30/47 20250101AFI20250408BHJP()
要約【課題】特性の向上が可能な窒化物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、窒化物構造体は、基体と、窒化物部材と、Ga及びNを含む半導体部材と、を含む。窒化物部材は、第1方向において基体と半導体部材との間に設けられる。窒化物部材は、第1窒化物領域、第2窒化物領域及び第3窒化物領域を含む。第1窒化物領域は、基体と第3窒化物領域との間に設けられる。第2窒化物領域は、第1窒化物領域と第3窒化物領域との間に設けられる。第1窒化物領域は、AlNを含む。第2窒化物領域は、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2<1)を含む。第3窒化物領域は、Al_x3Ga_1-x3N(0<x3≦1、x2<x3)を含む。第2窒化物領域の第1方向に沿う第2厚さは、第3窒化物領域の第1方向に沿う第3厚さよりも薄い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
基体と、
窒化物部材と、
Ｇａ及びＮを含む半導体部材と、
を備え、
前記窒化物部材は、第１方向において前記基体と前記半導体部材との間に設けられ、
前記窒化物部材は、第１窒化物領域、第２窒化物領域及び第３窒化物領域を含み、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第３窒化物領域との間に設けられ、
前記第２窒化物領域は、前記第１窒化物領域と前記第３窒化物領域との間に設けられ、
前記第１窒化物領域は、ＡｌＮを含み、
前記第２窒化物領域は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１）を含み、
前記第３窒化物領域は、Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０＜ｘ３≦１、ｘ２＜ｘ３）を含み、
前記第２窒化物領域の前記第１方向に沿う第２厚さは、前記第３窒化物領域の前記第１方向に沿う第３厚さよりも薄い、窒化物構造体。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記第１窒化物領域は、前記基体と接し、
前記第２窒化物領域は、前記第１窒化物領域と接し、
前記第３窒化物領域は、前記第２窒化物領域と接した、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項３】
前記第２厚さは、前記第１窒化物領域の前記第１方向に沿う第１厚さよりも薄い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項４】
前記第３厚さは、前記第１厚さよりも厚い、請求項３に記載の窒化物構造体。
【請求項５】
前記第２厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ未満であり、
前記第３厚さは、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項６】
前記窒化物部材は、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む第４窒化物領域をさらに含み、
前記第４窒化物領域は、前記第３窒化物領域と前記半導体部材との間に設けられ、
前記第４窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第２領域は、前記第１領域と前記半導体部材との間に設けられ、
前記第２領域におけるＡｌ組成比は、前記第１領域におけるＡｌ組成比よりも低い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項７】
前記窒化物部材は、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む第４窒化物領域をさらに含み、
前記第４窒化物領域は、前記第３窒化物領域と前記半導体部材との間に設けられ、
前記第４窒化物領域は、複数の第１膜と、複数の第２膜と、を含み、
前記複数の第１膜の１つは、前記複数の第２膜の１つと、前記複数の第２膜の別の１つと、の間に設けられ、
前記複数の第２膜の前記１つは、前記複数の第１膜の前記１つと、前記複数の第１膜の別の１つとの間にあり、
前記複数の第１膜におけるＡｌ組成比は、前記複数の第２膜におけるＡｌ組成比よりも高い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項８】
前記第１窒化物領域は炭素を含まない、または、前記第１窒化物領域における炭素の濃度は、前記第２窒化物領域における炭素の濃度よりも低い、請求項１～７のいずれか１つに記載の窒化物構造体。
【請求項９】
前記半導体部材は、第１半導体領域及び第２半導体領域を含み、
前記第１半導体領域は、前記窒化物部材と前記第２半導体領域との間に設けられ、
前記第１半導体領域は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１＜１）を含み、
前記第２半導体領域は、Ａｌ
ｚ２
Ｇａ
１－ｚ２
Ｎ（ｚ１＜ｚ２＜１）を含む、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項１０】
請求項９に記載の窒化物構造体と、
第１電極と、
第２電極と、
第３電極と、
を備え、
前記第１電極から前記第２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、の間にあり、
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電極への方向は、前記第１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１方向に沿い、
前記第３部分領域は、前記第２方向において前記第１部分領域と前記第２部分領域との間にあり、前記第３部分領域から前記第３電極への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４部分領域は、前記第２方向において前記第１部分領域と前記第３部分領域との間にあり、
前記第５部分領域は、前記第２方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にあり、
前記第２半導体領域は、第６部分領域及び第７部分領域を含み、
前記第４部分領域から前記第６部分領域への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第５部分領域から前記第７部分領域への方向は、前記第１方向に沿う、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、窒化物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、窒化物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】
特開２０１２－１３４４７９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窒化物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、窒化物構造体は、基体と、窒化物部材と、Ｇａ及びＮを含む半導体部材と、を含む。前記窒化物部材は、第１方向において前記基体と前記半導体部材との間に設けられる。前記窒化物部材は、第１窒化物領域、第２窒化物領域及び第３窒化物領域を含む。前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第３窒化物領域との間に設けられる。前記第２窒化物領域は、前記第１窒化物領域と前記第３窒化物領域との間に設けられる。前記第１窒化物領域は、ＡｌＮを含む。前記第２窒化物領域は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１）を含む。前記第３窒化物領域は、Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０＜ｘ３≦１、ｘ２＜ｘ３）を含む。前記第２窒化物領域の前記第１方向に沿う第２厚さは、前記第３窒化物領域の前記第１方向に沿う第３厚さよりも薄い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る窒化物構造体を例示する模式的断面図である。
図２は、第１実施形態に係る窒化物構造体を例示する模式的断面図である。
図３は、第１実施形態に係る窒化物構造体を例示する模式的断面図である。
図４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５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実施形態に係る窒化物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、実施形態に係る窒化物構造体１１０は、基体６１ｓ、窒化物部材６０Ｍ、及び半導体部材１０Ｍを含む。半導体部材１０Ｍは、Ｇａ及びＮを含む。半導体部材１０Ｍは、ＧａＮ及びＡｌＧａＮの少なくともいずれかを含んで良い。
【０００９】
窒化物部材６０Ｍは、第１方向Ｄ１において基体６１ｓと半導体部材１０Ｍとの間に設けられる。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。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】
窒化物部材６０Ｍは、Ｘ－Ｙ平面に沿う層状である。半導体部材１０Ｍは、Ｘ－Ｙ平面に沿う層状である。
（【００１１】以降は省略されています）

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