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公開番号2025163980
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-30
出願番号2024067664
出願日2024-04-18
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 20250101AFI20251023BHJP()
要約【課題】特性を向上可能な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。半導体部材は、第1半導体領域及び第2半導体領域を含む。第1半導体領域は、Al_x1Ga_1-x1N(0≦x1<1)を含み、炭素を含む。第1半導体領域の第6部分領域における第1水素濃度は、第1半導体領域の第5部分領域における第2水素濃度よりも低い。第2半導体領域は、Al_x2Ga_1-x2N(x1<x2≦1)を含む。第2半導体領域は、第1半導体部分を含む。
【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方向に沿う、前記第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電極部分の前記第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）を含み、炭素を含む第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、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１電極部分への方向は、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３部分領域と前記第２部分領域との間にあり、前記第６部分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電極部分と前記第５部分領域との間にあり、前記第６部分領域における第１水素濃度は、前記第５部分領域における第２水素濃度よりも低い、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半導体部分を含み、前記第５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２半導体領域と、
を含む、半導体装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記第１水素濃度は、前記第６部分領域における第１炭素濃度の１／１０以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２水素濃度は、前記第５部分領域における第２炭素濃度の１／２以上である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１電極と前記第１電極部分との間の前記第１方向に沿う第１距離は、前記第１電極部分と前記第２電極との間の前記第１方向に沿う第２距離よりも短い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２半導体領域は、第２半導体部分をさらに含み、
前記第４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、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１半導体領域は、第７部分領域をさらに含み、
前記第７部分領域の少なくとも一部は、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７部分領域における第３水素濃度は、前記第４部分領域における第４水素濃度よりも低い、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１電極部分は、前記第１方向において前記第２半導体部分と前記第１半導体部分との間にある、請求項５または６に記載の半導体装置。
【請求項８】
第１電極と、
第２電極と、
第１電極部分を含む第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）を含み、炭素を含む第１半導体領域と、
Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域と、
Ａｌ
ｘ３
Ｇａ
１－ｘ３
Ｎ（０≦ｘ３＜１）を含み、シリコンを含む第３半導体領域と、
を含み、
前記第２電極から前記第１電極部分への第２方向は、前記第１電極から前記第２電極への第１方向と交差し、
前記第３半導体領域は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、
前記第１部分から前記第２電極への方向は、前記第１方向に沿い、
前記第２部分から前記第１電極部分への方向は前記第１方向に沿い、
前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にあり、
前記第１半導体領域は、第１部分領域及び第２部分領域を含み、
前記第１部分領域は、前記第２方向において前記第２部分領域と前記第１電極部分との間にあり、
前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記第１方向において前記第３部分と前記第２半導体領域との間にあり、
前記第１部分領域における第１水素濃度は、前記第２部分領域における第２水素濃度よりも低い、半導体装置。
【請求項９】
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含み、水素及び炭素を含む第１半導体領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域と、を含む半導体部材を準備し、
前記第１半導体領域の第１領域に含まれる水素の一部を除去し、前記第１領域における第１領域水素濃度を、前記第１半導体領域の第２領域における第２領域水素濃度よりも低くし、
前記第２半導体領域及び前記第２領域の一部を除去して凹部を形成し、前記凹部に電極を形成する、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含み、水素及び炭素を含む第１半導体領域と、Ａｌ
ｘ２
Ｇａ
１－ｘ２
Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域と、を含む半導体部材を準備し、
前記第２半導体領域の一部及び前記第１半導体領域の一部を除去して凹部を形成し、
前記凹部及び前記第２半導体領域の一部に電極を形成し、前記第１半導体領域は、前記電極と重なる第１領域と、前記電極と重ならない第２領域と、を含み、
前記電極をマスクとして前記半導体部材に水素を導入し、前記第１領域における第１領域水素濃度を前記第２領域における第２領域水素濃度より低くする、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 1,900 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２０１７－１６２９１７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、特性を向上可能な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３電極は、第１電極部分を含む。前記第１電極部分の前記第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半導体領域及び第２半導体領域を含む。前記第１半導体領域は、Ａｌ
ｘ１
Ｇａ
１－ｘ１
Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含み、炭素を含む。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、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電極への方向は、前記第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１電極部分への方向は、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３部分領域と前記第２部分領域との間にある。前記第６部分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電極部分と前記第５部分領域との間にある。前記第６部分領域における第１水素濃度は、前記第５部分領域における第２水素濃度よりも低い。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半導体部分を含む。前記第５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。
【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、半導体装置の特性を例示するグラフである。
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。
図６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。
図８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９（ａ）～図９（ｆ）は、第３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（ａ）～図１０（ｅ）は、第３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及び半導体部材１０Ｍ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。図１の例では、第１方向Ｄ１は、Ｘ軸方向に沿う。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３電極５３は、第１電極部分５３ａを含む。第１電極部分５３ａの第１方向Ｄ１における位置は、第１電極５１の第１方向Ｄ１における位置と、第２電極５２の第１方向Ｄ１における位置と、の間にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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