特許ウォッチ

公開番号2025109881
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-25
出願番号2025083021,2021202188
出願日2025-05-19,2021-12-14
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250717BHJP()
要約【課題】安定した特性を得ること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～第3電極、第1、第2半導体領域、及び、第1部材を含む。第1半導体領域は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む。第2半導体領域は、Al_x2Ga_1-x2N(x1<x2≦1)を含む。第1部材は、第1、第2領域を含む。第2領域は、第1領域と、第2電極の第1電極領域と、の間にある。第2領域一部は、第2半導体領域の第2半導体部分と、第2電極の一部と、の間にある。第2領域は、Ti、Al、Ga、Ni、Nb、Mo、Ta、Hf、V及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つの第1元素を含む。第1領域は、第1元素を含まない。または、第1領域における第1元素の濃度は、第2領域における第1元素の濃度よりも低い。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１電極と、
第２電極であって、前記第１電極から前記第２電極への方向は、第１方向に沿い、前記第２電極は、第１電極領域及び第２電極領域を含む、前記第２電極と、
第３電極であって、前記第３電極の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における位置と、前記第２電極の前記第１方向における位置と、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半導体領域であって、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方向と交差する第２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２方向に沿い、前記第３部分領域から前記第３電極への方向は、前記第２方向に沿い、前記第４部分領域は前記第１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１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る、前記第１半導体領域と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域であって、前記第２半導体領域は、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、前記第２半導体領域と、
第１部材であって、前記第１部材は、第１領域及び第２領域を含み、前記第２半導体部分は、前記第２方向において、前記第５部分領域と前記第１領域との間にあり、前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１領域の少なくとも一部と前記第１電極領域との間にあり、前記第２領域の前記少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第２半導体部分と前記第２電極領域との間にあり、前記第１領域は、窒素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素と、シリコンと、を含み、前記第２領域は、シリコンを含み、前記第２領域におけるシリコンの濃度は、前記第１領域におけるシリコンの濃度よりも高い、前記第１部材と、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記第２領域は、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電極と、
第２電極であって、前記第１電極から前記第２電極への方向は、第１方向に沿い、前記第２電極は、第１電極領域及び第２電極領域を含む、前記第２電極と、
第３電極であって、前記第３電極の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における位置と、前記第２電極の前記第１方向における位置と、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半導体領域であって、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方向と交差する第２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２方向に沿い、前記第３部分領域から前記第３電極への方向は、前記第２方向に沿い、前記第４部分領域は前記第１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１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る、前記第１半導体領域と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域であって、前記第２半導体領域は、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、前記第２半導体領域と、
第１部材であって、前記第１部材は、第１領域及び第２領域を含み、前記第２半導体部分は、前記第２方向において、前記第５部分領域と前記第１領域との間にあり、前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１領域の少なくとも一部と前記第１電極領域との間にあり、前記第２領域の前記少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第２半導体部分と前記第２電極領域との間にあり、前記第１領域は、窒素及び酸素よりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素と、シリコンと、を含み、前記第２領域は、Ａｌ
ｚ１
Ｇａ
１－ｚ１
Ｎ（０≦ｚ１≦１）を含む、前記第１部材と、
を備えた半導体装置。
【請求項４】
前記第２領域は、多結晶を含む、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２領域は、第３元素及び第４元素の少なくともいずれかを含み、
前記第３元素は、Ｓｉ、Ｇｅ、及びＳｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第４元素は、Ｍｇ及びＺｎよりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項２または４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１領域は、
シリコン及び酸素を含む第１化合物膜と、
Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２化合物膜と、
シリコン及び窒素を含む第３化合物膜と、
を含み、
前記第２化合物膜は、前記第２半導体部分と前記第１化合物膜との間にあり、
前記第３化合物膜は、前記第２半導体部分と前記第２化合物膜との間にある、請求項１～５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第３電極の少なくとも一部は、前記第１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部材は、第３領域、第４領域及び第５領域をさらに含み、
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３電極の前記少なくとも一部との間にあり、
前記第４領域は、前記第１方向において、前記第１半導体部分と前記第３電極の前記少なくとも一部との間にあり、
前記第５領域は、前記第１方向において、前記第３電極の前記少なくとも一部と前記第２半導体部分との間にあり、
前記第１部材は、
シリコン及び酸素を含む第１化合物膜と、
Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２化合物膜と、
シリコン及び窒素を含む第３化合物膜と、
を含み、
前記第１化合物膜は、前記第３領域において、前記第３部分領域と前記第３電極の前記少なくとも一部との間にあり、前記第４領域において、前記第１半導体部分と前記第３電極の前記少なくとも一部との間にあり、前記第５領域において、前記第３電極の前記少なくとも一部と前記第２半導体部分との間にあり、
前記第２化合物膜は、前記第３領域において、前記第３部分領域と前記第１化合物膜との間にあり、前記第４領域において、前記第１半導体部分と前記第１化合物膜との間にあり、前記第５領域において、前記第１化合物膜と前記第２半導体部分との間にあり、前記第１領域において、前記第２半導体部分と前記第１化合物膜との間にあり、
前記第３化合物膜は、前記第１領域において、前記第２半導体部分と前記第２化合物膜との間にある、請求項１～５のいずれか１つ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、安定した特性が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１９９７００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、安定した特性を得ること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電極、第２電極、第３電極、第１半導体領域、第２半導体領域及び第１部材を含む。前記第１電極から前記第２電極への方向は、第１方向に沿う。前記第２電極は、第１電極領域及び第２電極領域を含む。前記第３電極の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における位置と、前記第２電極の前記第１方向における位置と、の間にある。前記第１半導体領域は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。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部分領域を含む。前記第１部分領域から前記第１電極への方向は、第１方向と交差する第２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２方向に沿う。前記第３部分領域から前記第３電極への方向は、前記第２方向に沿う。前記第４部分領域は前記第１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る。前記第５部分領域は前記第１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る。前記第２半導体領域は、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む。前記第２半導体領域は、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。前記第１部材は、第１領域及び第２領域を含む。前記第２半導体部分は、前記第２方向において、前記第５部分領域と前記第１領域との間にある。前記第２領域の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１領域の少なくとも一部と前記第１電極領域との間にある。前記第２領域の前記少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第２半導体部分と前記第２電極領域との間にある。前記第２領域は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｖ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。前記第１領域は、前記第１元素を含まない。または、前記第１領域における前記第１元素の濃度は、前記第２領域における前記第１元素の濃度よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図２（ａ）～図２（ｃ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
図３は、半導体装置の特性を例示するグラフである。
図４（ａ）～図４（ｆ）は、実施形態に係る半導体装置の分析像である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の光学顕微鏡写真像である。
図６は、実施形態に係る半導体装置の特性を例示するグラフである。
図７（ａ）～図７（ｅ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
図８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９（ａ）～図９（ｅ）は、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する模式的断面図である。
図１０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１１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１２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１３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１４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１５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１６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１７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。
【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半導体領域１０、第２半導体領域２０、及び、第１部材４０を含む。
【０００９】
第１電極５１から第２電極５２への方向は、第１方向Ｄ１に沿う。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２電極５２は、第１電極領域５２ａ及び第２電極領域５２ｂを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許