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公開番号2025128887
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025872
出願日2024-02-22
発明の名称半導体装置及びその製造方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H10D 30/47 20250101AFI20250827BHJP()
要約【課題】特性を安定化できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、第1～第3電極及び半導体部材を含む。第1半導体層は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含む。第2半導体層は、Al_x2Ga_1-x2N(0<x2<1、x1<x2)を含む。第3半導体層は、Al、Ga及びNを含む。第3半導体層の少なくとも一部は、第2半導体層の第3半導体部分と、第2電極の第2電極部分の少なくとも一部と、の間に設けられる。第3半導体層は、Al_y1Ga_1-y1N(0<y1≦1)を含む第1部分と、Al_y2Ga_1-y2N(0≦y2<1、y2<y1)を含む第2部分と、を含む。第2部分は、第1部分と、第2電極部分の少なくとも一部と、の間にある。
【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電極部分と接続された、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、
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、第５部分領域及び第６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１電極部分への方向は前記第２方向に沿い、前記第６部分領域から前記第２電極部分への方向は前記第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部分領域の前記第１方向における位置は、前記第１部分領域の前記第１方向における位置と、前記第３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５部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２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６部分領域の前記第１方向における位置は、前記第５部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第１方向における前記位置と、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、第２半導体部分及び第３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２方向に沿う、前記第２半導体層と、
Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む第３半導体層であって、前記第３半導体層の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第３半導体部分と、前記第２電極部分の少なくとも一部と、の間に設けられ、前記第３半導体層は、Ａｌ
ｙ１
Ｇａ
１－ｙ１
Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む第１部分と、Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０≦ｙ２＜１、ｙ２＜ｙ１）を含む第２部分と、を含み、前記第２部分は、前記第１部分と、前記第２電極部分の前記少なくとも一部と、の間にある、前記第３半導体層と、
とを含む、半導体装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記ｙ１は、前記ｘ２以上である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ｙ１は、前記ｘ２よりも高い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第３半導体層におけるＡｌの組成比は、前記第３半導体部分から前記第２電極部分の前記少なくとも一部への向きに沿って減少する、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半導体層は、前記第２方向に沿って並ぶ複数の部分を含み、
前記複数の部分におけるＡｌの組成比は実質的に一定であり、
複数の部分のそれぞれの前記第２方向における厚さは、１０ｎｍ以下である、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
第１絶縁部材をさらに備え、
前記半導体部材は、複数の前記第３半導体層を含み、
前記複数の第３半導体層の１つから前記複数の第３半導体層の別の１つへの方向は、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１絶縁部材の少なくとも一部は、前記第３方向において、前記複数の第３半導体層の前記１つと、前記複数の第３半導体層の前記別の１つと、の間にあり、
前記第１絶縁部材の前記少なくとも一部は、前記第３半導体部分と、前記第２電極部分と、の間に設けられた、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１電極と電気的に接続された第１導電部材をさらに備え、
前記第１導電部材の前記第１方向における位置は、前記第３電極の前記第１方向における前記位置と、前記第２電極の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、
前記第３半導体層の一部は、前記第２半導体部分と前記第１導電部材との間に設けられ、
前記第３半導体層の前記一部におけるＡｌの組成比は、前記第２半導体層から前記第１導電部材への向きに沿って減少する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第３電極は、第３電極部分及び第４電極部分を含み、
前記第４電極部分は、前記第３電極部分と接続され、
前記第４電極部分の前記第１方向における位置は、前記第３電極部分の前記第１方向における位置と、前記第２電極部分の前記第１方向における位置と、の間にあり、
前記第３半導体層の一部は、前記第２半導体部分と前記第４電極部分との間に設けられ、
前記第３半導体層の前記一部におけるＡｌの組成比は、前記第２半導体部分から前記第４電極部分への向きに沿って減少する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体層の上に設けられた、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層の上に、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む第３半導体層を形成し、前記第３半導体層は、Ａｌ
ｙ１
Ｇａ
１－ｙ１
Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む第１部分と、Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０≦ｙ２＜１、ｙ２＜ｙ１）を含む第２部分と、を含み、前記第１部分は、前記第２半導体層と前記第２部分との間にあり、
前記第３半導体層の一部を除去して、前記第２半導体層の一部を露出させ、
露出した前記第２半導体層の前記一部の少なくとも一部の上、及び、残った前記第３半導体層の上に、電極を形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体層の上に設けられた、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２半導体層の一部の上に、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む第３半導体層を形成し、前記第３半導体層は、Ａｌ
ｙ１
Ｇａ
１－ｙ１
Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む第１部分と、Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０≦ｙ２＜１、ｙ２＜ｙ１）を含む第２部分と、を含み、前記第１部分は、前記第２半導体層の前記一部と前記第２部分との間にあり、
前記第２半導体層の他の一部の上、及び、前記第３半導体層の上に、電極を形成する、半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、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】
特表２０２３－５３７７１３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、特性を安定化できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【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電極及び半導体部材を含む。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電極部分と接続される。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。前記半導体部材は、第１半導体層、第２半導体層及び第３半導体層を含む。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、第５部分領域及び第６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１電極部分への方向は前記第２方向に沿う。前記第６部分領域から前記第２電極部分への方向は前記第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部分領域の前記第１方向における位置は、前記第１部分領域の前記第１方向における位置と、前記第３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５部分領域の前記第１方向における位置は、前記第３部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２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６部分領域の前記第１方向における位置は、前記第５部分領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２部分領域の前記第１方向における前記位置と、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、第２半導体部分及び第３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６部分領域から前記第３半導体部分への方向は前記第２方向に沿う。前記第３半導体層は、Ａｌ、Ｇａ及びＮを含む。前記第３半導体層の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第３半導体部分と、前記第２電極部分の少なくとも一部と、の間に設けられる。前記第３半導体層は、Ａｌ
ｙ１
Ｇａ
１－ｙ１
Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む第１部分と、Ａｌ
ｙ２
Ｇａ
１－ｙ２
Ｎ（０≦ｙ２＜１、ｙ２＜ｙ１）を含む第２部分と、を含む。前記第２部分は、前記第１部分と、前記第２電極部分の前記少なくとも一部と、の間にある。
【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３は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
図４は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
図５は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
図６は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
図７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（ｃ）は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
図１０（ａ）～図１０（ｃ）は、第１実施形態に係る半導体装置を例示する模式図である。
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（ａ）～図１５（ｃ）は、第２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１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２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。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の実施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）
【０００９】
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１は、図２のＡ１－Ａ２線断面図である。
【００１０】
図１及び図２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。
（【００１１】以降は省略されています）

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