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公開番号2025079548
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-22
出願番号2023192290
出願日2023-11-10
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 20250101AFI20250515BHJP()
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、第1積層体と、第2積層体と、第1方向において前記第1積層体と前記第2積層体との間に設けられた中間層と、を含む。前記第1積層体は、複数の第1膜と、複数の第2膜と、を含む。前記第2積層体は、複数の第3膜と、複数の第4膜と、を含む。前記第1積層体は、複数のピットを含む。前記中間層の一部は、前記複数のピットの中に設けられる。前記第2積層体は、ピットを含まない。または、前記第2積層体におけるピットの第2密度は、前記第1積層体における前記複数のピットの第1密度よりも低い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１積層体と、
第２積層体と、
第１方向において前記第１積層体と前記第２積層体との間に設けられＡｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１≦１）を含む中間層と、
を備え、
前記第１積層体は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の第１膜と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の第２膜と、
を含み、
前記複数の第１膜の１つは、前記第１方向において、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、前記第１方向において、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、の間に設けられ、
前記第２積層体は、
Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０＜ｘ３≦１）を含む複数の第３膜と、
Ａｌ
ｘ４
Ｇａ
１－ｘ４
Ｎ（０≦ｘ４＜１、ｘ４＜ｘ３）を含む複数の第４膜と、
を含み、
前記複数の第３膜の１つは、前記第１方向において、前記複数の第４膜の１つと、前記複数の第４膜の別の１つと、の間に設けられ、
前記複数の第４膜の前記１つは、前記第１方向において、前記複数の第３膜の前記１つと、前記複数の第３膜の別の１つと、の間に設けられ、
前記第１積層体は、複数のピットを含み、
前記中間層の一部は、前記複数のピットの中に設けられ、
前記第２積層体は、ピットを含まない、または、前記第２積層体におけるピットの第２密度は、前記第１積層体における前記複数のピットの第１密度よりも低い、窒化物構造体。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記第２積層体における第２転位密度は、前記第１積層体における第１転位密度よりも低い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項３】
前記中間層の前記第１方向に沿う中間層厚は、前記複数の第１膜の前記１つの第１厚よりも厚く、
前記中間層厚は、前記複数の第２膜の前記１つの第２厚よりも厚く、
前記中間層厚は、前記複数の第３膜の前記１つの第３厚よりも厚く、
前記中間層厚は、前記複数の第４膜の前記１つの第４厚よりも厚い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項４】
前記ｘ１は、０．７以上１．０以下であり、前記第１厚は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下であり、
前記ｘ２は、０．１以上０．５以下であり、前記第２厚は、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であり、
前記ｘ３は、０．７以上１．０以下であり、前記第３厚は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下であり、
前記ｘ４は、０．０以上０．３以下であり、前記第４厚は、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下である、請求項３に記載の窒化物構造体。
【請求項５】
前記ｚ１は、０以上０．０５以下である、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項６】
前記第１積層体は、複数の転位を含み、
前記複数の転位の少なくとも２つは、前記複数のピットの１つの中で合体する、請求項１～５いずれか１つに記載の窒化物構造体。
【請求項７】
前記第１積層体における炭素の濃度は、前記第２積層体における炭素の濃度よりも高い、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項８】
第１積層体と、
第２積層体と、
第１方向において前記第１積層体と前記第２積層体との間に設けられＡｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１≦１）を含む中間層と、
を備え、
前記第１積層体は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の第１膜と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の第２膜と、
を含み、
前記複数の第１膜の１つは、前記第１方向において、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、前記第１方向において、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、の間に設けられ、
前記第２積層体は、
Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０＜ｘ３≦１）を含む複数の第３膜と、
Ａｌ
ｘ４
Ｇａ
１－ｘ４
Ｎ（０≦ｘ４＜１、ｘ４＜ｘ３）を含む複数の第４膜と、
を含み、
前記複数の第３膜の１つは、前記第１方向において、前記複数の第４膜の１つと、前記複数の第４膜の別の１つと、の間に設けられ、
前記複数の第４膜の前記１つは、前記第１方向において、前記複数の第３膜の前記１つと、前記複数の第３膜の別の１つと、の間に設けられ、
前記第１積層体における炭素の濃度は、前記第２積層体における炭素の濃度よりも高い、窒化物構造体。
【請求項９】
前記第１積層体における炭素の濃度は、前記第２積層体における炭素の濃度の２倍以上１０倍以下である、請求項８に記載の窒化物構造体。
【請求項１０】
請求項１に記載の窒化物構造体と、
半導体部材と、
第１電極と、
第２電極と、
第３電極と、
を備え、
前記半導体部材は、
Ａｌ
α１
Ｇａ
１－α１
Ｎ（０≦α１＜１）を含む第１半導体層と、
Ａｌ
α２
Ｇａ
１－α２
Ｎ（０＜α２≦１、α１＜α２）を含む第２半導体層と、
を含み、
前記第１半導体層は、前記第２積層体と前記第２半導体層との間に設けられ、
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方向と交差し、
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方向にける位置と、の間にあり、
前記第２半導体層は、第１半導体部分と第２半導体部分と含み、
前記第１半導体部分から前記第２半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第１電極は、前記第１半導体部分と電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第２半導体部分と電気的に接続された、半導体装置。

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 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、窒化物半導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】
特許７１５８８４２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、第１積層体と、第２積層体と、第１方向において前記第１積層体と前記第２積層体との間に設けられＡｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１≦１）を含む中間層と、を含む。前記第１積層体は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の第１膜と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の第２膜と、を含む。前記複数の第１膜の１つは、前記第１方向において、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、の間に設けられる。前記複数の第２膜の前記１つは、前記第１方向において、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、の間に設けられる。前記第２積層体は、Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０＜ｘ３≦１）を含む複数の第３膜と、Ａｌ
ｘ４
Ｇａ
１－ｘ４
Ｎ（０≦ｘ４＜１、ｘ４＜ｘ３）を含む複数の第４膜と、を含む。前記複数の第３膜の１つは、前記第１方向において、前記複数の第４膜の１つと、前記複数の第４膜の別の１つと、の間に設けられる。前記複数の第４膜の前記１つは、前記第１方向において、前記複数の第３膜の前記１つと、前記複数の第３膜の別の１つと、の間に設けられる。前記第１積層体は、複数のピットを含む。前記中間層の一部は、前記複数のピットの中に設けられる。前記第２積層体は、ピットを含まない。または、前記第２積層体におけるピットの第２密度は、前記第１積層体における前記複数のピットの第１密度よりも低い。
【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。
【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２１０は、第１積層体６０Ａ、第２積層体６０Ｂ及び中間層６５を含む。中間層６５は、第１方向Ｄ１において第１積層体６０Ａと第２積層体６０Ｂとの間に設けられる。
【０００９】
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。第１積層体６０Ａ、第２積層体６０Ｂ及び中間層６５は、Ｘ－Ｙ平面に沿う層状である。
【００１０】
中間層６５は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１≦１）を含む。１つの例において、組成比ｚ１は、０以上０．３０以下である。組成比ｚ１は、０以上０．０５以下でも良い。中間層６５は、例えば、ＧａＮを含んで良い。中間層６５は、例えば、導電性を付与する不純物を含まなくて良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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