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公開番号2025082236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2024083077
出願日2024-05-22
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 20250101AFI20250521BHJP()
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方向に沿って延びる第1～第3電極、及び、半導体部材を含む。半導体部材は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む第1半導体層と、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2≦1、x1<x2)を含む第2半導体層と、を含む。第3電極は、第1電極部分及び第2電極部分を含む。第1電極部分の第1電極部分厚は、第2電極部分の第2電極部分厚よりも厚い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に沿って延びる第１電極と、
前記第１方向に沿って延びる第２電極であって、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方向と交差する、前記第２電極と、
前記第１方向に沿って延びる第３電極であって、前記第２方向における前記第３電極の位置は、前記第２方向における前記第１電極の位置と、前記第２方向における前記第２電極の位置と、の間にあり、前記第３電極は、第１電極部分及び第２電極部分を含み、前記第２電極部分は、前記第１電極部分と電気的に接続された、前記第３電極と、
半導体部材と、
を備え、
前記半導体部材は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体層と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層と、
を含み、
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、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方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３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３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３方向に沿い、
前記第２方向における前記第４部分領域の位置は、前記第２方向における前記第１部分領域の位置と、前記第２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２方向における前記第５部分領域の位置は、前記第２方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第２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３部分領域の前記第１方向における位置は、前記第７部分領域の前記第１方向における位置と、前記第６部分領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第２半導体層は、第１半導体部分、第２半導体部分、第３半導体部分、及び、第４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３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３方向に沿い、
前記第６部分領域から前記第３半導体部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第７部分領域から前記第４半導体部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第３半導体部分は、前記第３方向において、前記第６部分領域と前記第２電極部分との間に設けられ、
前記第１電極部分の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第１半導体部分と前記第２半導体部分との間にあり、
前記第１電極部分の前記少なくとも一部は、前記第１方向において前記第４半導体部分と前記第３半導体部分との間にあり、
前記第１電極部分の前記第３方向に沿う第１電極部分厚は、前記第２電極部分の前記第３方向に沿う第２電極部分厚よりも厚く、
前記第３電極は、第３電極部分をさらに含み、
前記第３電極部分は、前記第１電極部分と前記第２電極部分との間に設けられ、
前記第３電極部分は、前記第１電極部分及び前記第２電極部分と電気的に接続され、
前記第３電極部分は、前記第１電極部分の前記少なくとも一部と、前記第３半導体部分と、の間に設けられ、
前記第１電極部分厚は、前記第３電極部分の前記第３方向に沿う第３電極部分厚よりも厚い、半導体装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記第３電極の少なくとも一部は、ポリシリコンを含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
第１方向に沿って延びる第１電極と、
前記第１方向に沿って延びる第２電極であって、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方向と交差する、前記第２電極と、
前記第１方向に沿って延びる第３電極であって、前記第２方向における前記第３電極の位置は、前記第２方向における前記第１電極の位置と、前記第２方向における前記第２電極の位置と、の間にあり、前記第３電極は、第１電極部分及び第２電極部分を含み、前記第２電極部分は、前記第１電極部分と電気的に接続された、前記第３電極と、
半導体部材と、
を備え、
前記半導体部材は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体層と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層と、
を含み、
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、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方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３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３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３方向に沿い、
前記第２方向における前記第４部分領域の位置は、前記第２方向における前記第１部分領域の位置と、前記第２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２方向における前記第５部分領域の位置は、前記第２方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第２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３部分領域の前記第１方向における位置は、前記第７部分領域の前記第１方向における位置と、前記第６部分領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第２半導体層は、第１半導体部分、第２半導体部分、第３半導体部分、及び、第４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３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３方向に沿い、
前記第６部分領域から前記第３半導体部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第７部分領域から前記第４半導体部分への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第３半導体部分は、前記第３方向において、前記第６部分領域と前記第２電極部分との間に設けられ、
前記第１電極部分の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第１半導体部分と前記第２半導体部分との間にあり、
前記第１電極部分の前記少なくとも一部は、前記第１方向において前記第４半導体部分と前記第３半導体部分との間にあり、
前記第１電極部分の前記第３方向に沿う第１電極部分厚は、前記第２電極部分の前記第３方向に沿う第２電極部分厚よりも厚く、
前記第３電極の少なくとも一部は、ポリシリコンを含む、半導体装置。
【請求項４】
前記第１半導体部分の結晶性は、前記第３半導体部分の少なくとも一部の結晶性よりも高い、または、
前記第１半導体部分は結晶を含み、前記第３半導体部分の前記少なくとも一部は結晶を含まない、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第３電極は、第４電極部分をさらに含み、
前記第４電極部分は、前記第１電極部分と電気的に接続され、
前記第４半導体部分は、前記第３方向において、前記第７部分領域と前記第４電極部分との間に設けられ、
前記第１電極部分厚は、前記第４電極部分の前記第３方向に沿う第４電極部分厚よりも厚い、請求項１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第３電極は、第５電極部分をさらに含み、
前記第５電極部分は、前記第４電極部分と前記第１電極部分との間に設けられ、
前記第５電極部分は、前記第４電極部分及び前記第１電極部分と電気的に接続され、
前記第５電極部分は、前記第４半導体部分と、前記第１電極部分の前記少なくとも一部と、の間に設けられ、
前記第１電極部分厚は、前記第５電極部分の前記第３方向に沿う第５電極部分厚よりも厚い、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１半導体部分の結晶性は、前記第４半導体部分の少なくとも一部の結晶性よりも高い、または、
前記第１半導体部分は結晶を含み、前記第４半導体部分の前記少なくとも一部は結晶を含まない、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１電極部分から前記第２電極部分の少なくとも一部への方向は、前記第１方向に沿う、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１電極部分の前記第１方向に沿う第１電極部分長は、前記第２電極部分の前記第１方向に沿う第２電極部分長よりも長い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第３部分領域の結晶性は、前記第６部分領域の少なくとも一部の結晶性よりも高い、または、
前記第３部分領域は結晶を含み、前記第６部分領域の前記少なくとも一部は結晶を含まず、
前記第３部分領域と、前記第６部分領域の前記少なくとも一部と、の間の第１境界の前記第１方向における位置は、前記第１電極部分と前記第３電極部分との間の第２境界の前記第１方向における位置と実質的に一致する、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 2,400 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】
特開２０１４－１３５４３９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方向に沿って延びる第１電極と、前記第１方向に沿って延びる第２電極と、前記第１方向に沿って延びる第３電極と、半導体部材と、を含む。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方向と交差する。前記第２方向における前記第３電極の位置は、前記第２方向における前記第１電極の位置と、前記第２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電極は、第１電極部分及び第２電極部分を含む。前記第２電極部分は、前記第１電極部分と電気的に接続される。前記半導体部材は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体層と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層と、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、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方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３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３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３方向に沿う。前記第２方向における前記第４部分領域の位置は、前記第２方向における前記第１部分領域の位置と、前記第２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２方向における前記第５部分領域の位置は、前記第２方向における前記第３部分領域の前記位置と、前記第２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３部分領域の前記第１方向における位置は、前記第７部分領域の前記第１方向における位置と、前記第６部分領域の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第２半導体層は、第１半導体部分、第２半導体部分、第３半導体部分、及び、第４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３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３方向に沿う。前記第６部分領域から前記第３半導体部分への方向は、前記第３方向に沿う。前記第７部分領域から前記第４半導体部分への方向は、前記第３方向に沿う。前記第３半導体部分は、前記第３方向において、前記第６部分領域と前記第２電極部分との間に設けられる。前記第１電極部分の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第１半導体部分と前記第２半導体部分との間にある。前記第１電極部分の前記少なくとも一部は、前記第１方向において前記第４半導体部分と前記第３半導体部分との間にある。前記第１電極部分の前記第３方向に沿う第１電極部分厚は、前記第２電極部分の前記第３方向に沿う第２電極部分厚よりも厚い。
【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平面図である。
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。
図３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４は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
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平面図である。
図６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７は、第３実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図８は、第３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９は、第３実施形態に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
【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平面図である。
図２及び図３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、図１のＡ１－Ａ２線断面図である。図３は、図１のＢ１－Ｂ２線断面図である。
【０００９】
図１～３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、及び、半導体部材１０Ｍを含む。半導体部材１０Ｍは、第１半導体層１０、及び、第２半導体層２０を含む。
【００１０】
第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。第１方向Ｄ１をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｙ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。これらの電極のそれぞれにおいて、Ｙ軸方向における長さは、Ｘ軸方向における長さよりも長く、Ｚ軸方向における長さよりも長い。
（【００１１】以降は省略されています）

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