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公開番号2025181342
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-11
出願番号2024089280
出願日2024-05-31
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 1/68 20250101AFI20251204BHJP()
要約【課題】回路設計の自由度が高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、貫通部が設けられた炭化シリコン層と、前記炭化シリコン層上に配置された窒化アルミニウム層と、前記窒化アルミニウム層上に配置された窒化ガリウム層と、前記貫通部の直上域の第1部分に配置された第1電極と、前記貫通部の直上域の第2部分に配置され、前記窒化ガリウム層及び前記窒化アルミニウム層を貫通した引出電極と、前記貫通部内における前記第1電極の直下域を含む領域に配置され、前記引出電極に接続された第2電極と、前記炭化シリコン層の下面上及び前記貫通部の側面上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の下面上に配置され、前記貫通部内には配置されていない金属膜と、を備える。前記貫通部内の誘電率は、前記絶縁膜の誘電率よりも低い。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
貫通部が設けられた炭化シリコン層と、
前記炭化シリコン層上に配置された窒化アルミニウム層と、
前記窒化アルミニウム層上に配置された窒化ガリウム層と、
前記貫通部の直上域の第１部分に配置された第１電極と、
前記貫通部の直上域の第２部分に配置され、前記窒化ガリウム層及び前記窒化アルミニウム層を貫通した引出電極と、
前記貫通部内における前記第１電極の直下域を含む領域に配置され、前記引出電極に接続された第２電極と、
前記炭化シリコン層の下面上及び前記貫通部の側面上に配置された絶縁膜と、
前記絶縁膜の下面上に配置され、前記貫通部内には配置されていない金属膜と、
を備え、
前記貫通部内の誘電率は、前記絶縁膜の誘電率よりも低い半導体装置。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記貫通部内に配置され、誘電率が前記絶縁膜の誘電率よりも低い低誘電率部材をさらに備えた請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記低誘電率部材は酸化シリコンを含む請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記貫通部内は中空である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属膜は前記貫通部の直下域には配置されていない請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁膜は前記第２電極の下面を覆う請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記絶縁膜は前記第２電極の下面を覆わない請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１電極は前記窒化ガリウム層の上面に接しており、
前記第２電極は前記窒化ガリウム層の下面に接している請求項１～７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１電極は前記窒化アルミニウム層の上面に接しており、
前記第２電極は前記窒化アルミニウム層の下面に接している請求項１～７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１電極は前記窒化ガリウム層の上面に接しており、
前記第２電極は前記窒化アルミニウム層の下面に接している請求項１～７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】
実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＭＭＩＣ（Monolithic Microwave Integrated Circuit：モノリシック・マイクロ波集積回路）が形成された半導体装置においては、１つの半導体基板上にＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor：高電子移動度トランジスタ）及びＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal：金属－絶縁物－金属）キャパシタを混載させる場合がある。このような半導体装置においては、回路設計の自由度の向上が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１１７０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態の目的は、回路設計の自由度が高い半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、貫通部が設けられた炭化シリコン層と、前記炭化シリコン層上に配置された窒化アルミニウム層と、前記窒化アルミニウム層上に配置された窒化ガリウム層と、前記貫通部の直上域の第１部分に配置された第１電極と、前記貫通部の直上域の第２部分に配置され、前記窒化ガリウム層及び前記窒化アルミニウム層を貫通した引出電極と、前記貫通部内における前記第１電極の直下域を含む領域に配置され、前記引出電極に接続された第２電極と、前記炭化シリコン層の下面上及び前記貫通部の側面上に配置された絶縁膜と、前記絶縁膜の下面上に配置され、前記貫通部内には配置されていない金属膜と、を備える。前記貫通部内の誘電率は、前記絶縁膜の誘電率よりも低い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図２は、第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図３は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図４は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図５は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図６は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図７は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図８は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図９は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１０は、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１１は、第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１２は、第３の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１３は、第４の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１４は、第５の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１５は、第６の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１６は、第７の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１７は、第８の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図１８は、第９の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜第１の実施形態＞
本実施形態においては、ＨＥＭＴとＭＩＭを混載したＭＭＩＣが設けられた半導体装置について説明する。なお、ＨＥＭＴについては、説明を省略する。
【０００８】
（半導体装置）
先ず、本実施形態に係る半導体装置の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図２は、本実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
なお、各図は模式的なものであり、適宜、強調及び簡略化されている。後述する他の図についても、同様である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置１においては、炭化シリコン層（以下、「ＳｉＣ層１１」という）、窒化アルミニウム層（以下、「ＡｌＮ層１２」という）、窒化ガリウム層（以下、「ＧａＮ層１３」という）、表面電極２１、引出電極２２、裏面電極２３、絶縁膜２５、低誘電率部材２６、及び、金属膜２７が設けられている。
【００１０】
ＳｉＣ層１１には貫通部１７が設けられている。ＡｌＮ層１２はＳｉＣ層１１上に配置されている。ＡｌＮ層１２は、ＳｉＣ層１１における貫通部１７上にも配置されている。ＡｌＮ層１２には、貫通部１８が設けられている。ＧａＮ層１３はＡｌＮ層１２上に配置されている。ＧａＮ層１３はＡｌＮ層１２の貫通部１８上にも配置されている。ＧａＮ層１３上には窒化ガリウムアルミニウム層（ＡｌＧａＮ層、図示せず）が設けられていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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