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公開番号2025079981
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-23
出願番号2023192904
出願日2023-11-13
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 20250101AFI20250516BHJP()
要約【課題】特性を向上できる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半導体層、第2半導体層、及び、化合物部材を含む。第1半導体層は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む。第1半導体層は、第1～第5部分領域を含む。第2半導体層は、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む。化合物部材は、Al_z1Ga_1-z1N(0<z1≦1、x2<z1)を含む。化合物部材は、第1～第3領域を含む。第1領域における(10-10)面間隔と、第4部分領域における(10-10)面間隔と、の間の第1差の第1絶対値は、第3領域における(10-10)面間隔と、第3部分領域における(10-10)面間隔と、の間の第3差の第3絶対値よりも大きい。
【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半導体層であって、前記第１半導体層は、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２方向は、前記第１方向と交差し、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、の間にある、前記第１半導体層と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層であって、前記第２半導体層は、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半導体層と、
Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む化合物部材であって、前記化合物部材は、第１領域、第２領域、及び、第３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１領域における（１０－１０）面間隔と、前記第４部分領域における（１０－１０）面間隔と、の間の第１差の第１絶対値は、前記第３領域における（１０－１０）面間隔と、前記第３部分領域における（１０－１０）面間隔と、の間の第３差の第３絶対値よりも大きい、前記化合物部材と、
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４部分領域は、第１位置及び第２位置を含み、
前記第１位置は、前記第１方向において前記第２位置と前記第１領域との間にあり、
前記第１位置と前記第１領域との間の前記第１方向における距離は、１ｎｍであり、
前記第２位置と前記第１領域との間の前記第１方向における距離は、１０ｎｍであり、
前記第１位置における（１０－１０）面間隔と、前記第２位置における（１０－１０）面間隔と、の間の差の絶対値は、前記第１絶対値よりも小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第３部分領域は、第３位置及び第４位置を含み、
前記第３位置は、前記第２方向において前記第４位置と前記第３領域との間にあり、
前記第３位置と前記第３領域との間の前記第１方向における距離は、１ｎｍであり、
前記第４位置と前記第３領域との間の前記第１方向における距離は、１０ｎｍであり、
前記第３位置における（１０－１０）面間隔と、前記第４位置における（１０－１０）面間隔と、の間の差の絶対値は、前記第１絶対値よりも小さい、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第３部分領域は、前記第３領域と対向する第３部分領域面を含み、
前記第３部分領域面は、前記第１半導体層のｃ面に沿う、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１絶対値は、前記第３絶対値の２倍以上５０倍以下である、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１絶対値は、０．００２ｎｍ以上であり、
前記第３絶対値は、０．００１ｎｍ未満である、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第３絶対値の、前記第３部分領域における前記（１０－１０）面間隔に対する比は、０．００１以下である、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１領域における（０００１）面間隔と、前記第４部分領域における（０００１）面間隔と、の間の差の絶対値は、前記第３絶対値よりも大きい、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第３領域における（０００１）面間隔と、前記第３部分領域における（０００１）面間隔と、の間の差の絶対値は、前記第３絶対値よりも大きい、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ｘ１は、０以上０．０５以下であり、
前記ｘ２は、０．１５以上０．３５以下であり、
前記ｚ１は、０．９以上１以下である、請求項１に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,100 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、特性を向上できる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半導体層、第２半導体層、及び、化合物部材を含む。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半導体層は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。前記第１半導体層は、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２方向は、前記第１方向と交差する。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２半導体層は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む。前記第２半導体層は、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。前記化合物部材は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１≦１、ｘ２＜ｚ１）を含む。前記化合物部材は、第１領域、第２領域、及び、第３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１領域における（１０－１０）面間隔と、前記第４部分領域における（１０－１０）面間隔と、の間の第１差の第１絶対値は、前記第３領域における（１０－１０）面間隔と、前記第３部分領域における（１０－１０）面間隔と、の間の第３差の第３絶対値よりも大きい。
【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断面図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、半導体装置の評価位置を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）～図３（ｄ）は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
図４（ａ）～図４（ｄ）は、半導体装置における特性を例示するグラフである。
図５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半導体層１０、第２半導体層２０及び化合物部材３１を含む。
【０００９】
第３電極５３は、第１電極部分５３ａを含む。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。例えば、第３電極５３は、第１方向Ｄ１において、第１電極５１と第２電極５２との間にある。第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３は、例えば、第３方向Ｄ３（例えばＹ軸方向）に沿って延びて良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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