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公開番号2025087384
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-10
出願番号2023201993
出願日2023-11-29
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 20250101AFI20250603BHJP()
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、Ga及びNを含む窒化物部材と、第1方向において前記基体と前記窒化物部材との間に設けられた積層体と、を含む。前記積層体は、複数の高組成膜と、複数の低組成膜と、を含む。前記複数の高組成膜の1つの前記第1方向における高組成膜厚は、前記窒化物部材の前記第1方向における窒化物部材厚よりも薄い。前記複数の低組成膜の1つの前記第1方向における低組成膜厚は、前記窒化物部材厚よりも薄い。前記高組成膜及び前記低組成膜は、前記第1方向に沿って交互に設けられる。前記複数の高組成膜は、第1膜と、他膜と、を含む。前記第1膜は、第1面領域と、第1傾斜領域と、を含む。前記他膜は、前記交差方向に沿う。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
基体と、
Ｇａ及びＮを含む窒化物部材と、
第１方向において前記基体と前記窒化物部材との間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の高組成膜と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の低組成膜と、
を含み、
前記複数の高組成膜の１つの前記第１方向における高組成膜厚は、前記窒化物部材の前記第１方向における窒化物部材厚よりも薄く、
前記複数の低組成膜の１つの前記第１方向における低組成膜厚は、前記窒化物部材厚よりも薄く、
前記高組成膜及び前記低組成膜は、前記第１方向に沿って交互に設けられ、
前記複数の高組成膜は、第１膜と、他膜と、を含み、前記第１膜は、前記基体と前記他膜との間に設けられ、
前記第１膜は、
前記第１方向と交差する交差方向に沿う第１面領域と、
前記交差方向に沿う第１他面領域と、
前記第１方向に対して傾斜する第１傾斜方向に沿う第１傾斜領域と、
前記第１方向に対して傾斜し前記第１傾斜方向と交差する第１他傾斜方向に沿う第１他傾斜領域と、
を含み、
前記第１面領域から前記第１他面領域への方向は、前記交差方向に沿い、
前記第１傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第１面領域の前記交差方向における位置と、前記第１他面領域の前記交差方向における位置と、の間にあり、
前記第１他傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第１傾斜領域の前記交差方向における前記位置と、前記第１他面領域の前記交差方向における前記位置と、の間にあり、
前記第１傾斜領域の第１傾斜部分は、前記第１面領域と接続され、
前記第１他傾斜領域の第１他傾斜部分は、前記第１他面領域と接続され、
前記第１傾斜領域の第１接続部分は、前記第１他傾斜領域と接続され、
前記第１接続部分の前記第１方向における位置は、前記基体の前記第１方向における位置と、前記第１面領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記他膜は、前記交差方向に沿う、窒化物構造体。
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
前記複数の低組成膜の１つの一部は、前記交差方向において、前記第１傾斜領域と前記第１他傾斜領域との間に設けられた、請求項１に記載の窒化物構造体。
【請求項３】
前記複数の高組成膜は、第２膜をさらに含み、
前記第２膜は、
前記交差方向に沿う第２面領域と、
前記交差方向に沿う第２他面領域と、
前記第１傾斜方向に沿う第２傾斜領域と、
前記第１他傾斜方向に沿う第２他傾斜領域と、
を含み、
前記第２面領域から前記第２他面領域への方向は、前記交差方向に沿い、
前記第２傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第２面領域の前記交差方向における位置と、前記第２他面領域の前記交差方向における位置と、の間にあり、
前記第２他傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第２傾斜領域の前記交差方向における前記位置と、前記第２他面領域の前記交差方向における前記位置と、の間にあり、
前記第２傾斜領域の第２傾斜部分は、前記第２面領域と接続され、
前記第２他傾斜領域の第２他傾斜部分は、前記第２他面領域と接続され、
前記第２傾斜領域の第２接続部分は、前記第２他傾斜領域と接続され、
前記第２接続部分の前記第１方向における位置は、前記第１接続部分の前記第１方向における前記位置と、前記第２面領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第２面領域は、前記第１面領域と前記他膜との間にあり、
前記第２他面領域は、前記第１他面領域と前記他膜との間にあり、
前記第２傾斜領域は、前記第１傾斜領域と前記他膜との間にあり、
前記第２他傾斜領域は、前記第１他傾斜領域と前記他膜との間にあり、
前記第２傾斜領域の一部及び前記第２他傾斜領域の一部は、前記交差方向において、前記第１傾斜領域と前記第１他傾斜領域との間にある、請求項２に記載の窒化物構造体。
【請求項４】
前記第２傾斜部分と前記第２他傾斜部分との間の前記交差方向に沿う距離は、前記第１傾斜部分と前記第１他傾斜部分との間の前記交差方向に沿う距離よりも短い、請求項３に記載の窒化物構造体。
【請求項５】
前記複数の高組成膜は、第３膜をさらに含み、
前記第３膜は、
前記交差方向に沿う第３面領域と、
前記交差方向に沿う第３他面領域と、
前記第１傾斜方向に沿う第３傾斜領域と、
前記第１他傾斜方向に沿う第３他傾斜領域と、
を含み、
前記第３面領域から前記第３他面領域への方向は、前記交差方向に沿い、
前記第３傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第３面領域の前記交差方向における位置と、前記第３他面領域の前記交差方向における位置と、の間にあり、
前記第３他傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第３傾斜領域の前記交差方向における前記位置と、前記第３他面領域の前記交差方向における前記位置と、の間にあり、
前記第３傾斜領域の第３傾斜部分は、前記第３面領域と接続され、
前記第３他傾斜領域の第３他傾斜部分は、前記第３他面領域と接続され、
前記第３傾斜領域の第３接続部分は、前記第３他傾斜領域と接続され、
前記第３接続部分の前記第１方向における位置は、前記第２接続部分の前記第１方向における前記位置と、前記第３面領域の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第３面領域は、前記第２面領域と前記他膜との間にあり、
前記第３他面領域は、前記第２他面領域と前記他膜との間にあり、
前記第３傾斜領域は、前記第２傾斜領域と前記他膜との間にあり、
前記第３他傾斜領域は、前記第２他傾斜領域と前記他膜との間にあり、
前記第３接続部分と前記第３面領域との間の前記第１方向に沿う第３距離は、前記第１接続部分と前記第１面領域との間の前記第１方向に沿う第１距離よりも短い、請求項３に記載の窒化物構造体。
【請求項６】
前記第１傾斜領域から前記第３傾斜領域への方向は、前記第１方向に沿う、請求項５に記載の窒化物構造体。
【請求項７】
前記基体と前記積層体との間に設けられＡｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０＜ｚ１＜１）を含む第１中間層をさらに備え、
前記第１中間層は、前記積層体に向けて突出する突出部を含み、
前記突出部の少なくとも一部から前記第１接続部分への方向は、前記第１方向に沿う、請求項１～５のいずれか１つに記載の窒化物構造体。
【請求項８】
前記第１傾斜領域を通る転位は、前記第１他傾斜方向を通る転位と合流する、請求項１～５のいずれか１つに記載の窒化物構造体。
【請求項９】
基体と、
Ｇａ及びＮを含む窒化物部材と、
第１方向において前記基体と前記窒化物部材との間に設けられた積層体と、
を備え、
前記積層体は、
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の高組成膜と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の低組成膜と、
を含み、
前記複数の高組成膜の１つの前記第１方向における高組成膜厚は、前記窒化物部材の前記第１方向における窒化物部材厚よりも薄く、
前記複数の低組成膜の１つの前記第１方向における低組成膜厚は、前記窒化物部材厚よりも薄く、
前記高組成膜及び前記低組成膜は、前記第１方向に沿って交互に設けられ、
前記積層体は、第１部分と、第２部分と、を含み、
前記第１部分は、前記基体と、前記第２部分と、の間に設けられ、
前記第１部分に含まれる前記高組成膜は、前記第１方向と交差する交差方向に沿う第１面領域と、前記第１方向に対して傾斜する第１傾斜方向に沿う第１傾斜領域と、を含み、
前記第２部分に含まれる前記高組成膜は、前記交差方向に沿う、窒化物構造体。
【請求項１０】
請求項１または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、
前記窒化物部材は、
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 2,200 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】
特開２０１３－１２０７７４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、Ｇａ及びＮを含む窒化物部材と、第１方向において前記基体と前記窒化物部材との間に設けられた積層体と、を含む。前記積層体は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む複数の高組成膜と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む複数の低組成膜と、を含む。前記複数の高組成膜の１つの前記第１方向における高組成膜厚は、前記窒化物部材の前記第１方向における窒化物部材厚よりも薄い。前記複数の低組成膜の１つの前記第１方向における低組成膜厚は、前記窒化物部材厚よりも薄い。前記高組成膜及び前記低組成膜は、前記第１方向に沿って交互に設けられる。前記複数の高組成膜は、第１膜と、他膜と、を含む。前記第１膜は、前記基体と前記他膜との間に設けられる。前記第１膜は、前記第１方向と交差する交差方向に沿う第１面領域と、前記交差方向に沿う第１他面領域と、前記第１方向に対して傾斜する第１傾斜方向に沿う第１傾斜領域と、前記第１方向に対して傾斜し前記第１傾斜方向と交差する第１他傾斜方向に沿う第１他傾斜領域と、を含む。前記第１面領域から前記第１他面領域への方向は、前記交差方向に沿う。前記第１傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第１面領域の前記交差方向における位置と、前記第１他面領域の前記交差方向における位置と、の間にある。前記第１他傾斜領域の前記交差方向における位置は、前記第１傾斜領域の前記交差方向における前記位置と、前記第１他面領域の前記交差方向における前記位置と、の間にある。前記第１傾斜領域の第１傾斜部分は、前記第１面領域と接続される。前記第１他傾斜領域の第１他傾斜部分は、前記第１他面領域と接続される。前記第１傾斜領域の第１接続部分は、前記第１他傾斜領域と接続される。前記第１接続部分の前記第１方向における位置は、前記基体の前記第１方向における位置と、前記第１面領域の前記第１方向における位置と、の間にある。前記他膜は、前記交差方向に沿う。
【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１実施形態に係る窒化物構造体を例示する電子顕微鏡像である。
図５は、第１実施形態に係る窒化物構造体を例示する電子顕微鏡像である。
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及び図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１に示すように、実施形態に係る窒化物構造体２１０は、基体６０、窒化物部材１０Ｍ及び積層体６０Ｓを含む。窒化物部材１０Ｍは、Ｇａ及びＮを含む。積層体６０Ｓは、第１方向Ｄ１において基体６０と窒化物部材１０Ｍ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。基体６０、窒化物部材１０Ｍ及び積層体６０Ｓは、Ｘ－Ｙ平面に沿う層状である。
【００１０】
積層体６０Ｓは、複数の高組成膜６０Ｈと、複数の低組成膜６０Ｌと、を含む。複数の高組成膜６０Ｈは、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。複数の低組成膜６０Ｌは、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０≦ｘ２＜１、ｘ２＜ｘ１）を含む。１つの例において、複数の高組成膜６０Ｈは、例えばＡｌＮ膜である。複数の低組成膜６０Ｌは、例えば、ＡｌＧａＮ膜である。複数の低組成膜６０Ｌは、例えばＧａＮ膜でも良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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