特開 2019-207941 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-207941(P2019-207941A)

(43)【公開日】2019年12月5日

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/338 20060101AFI20191108BHJP

   H01L 29/778 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 29/812 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 29/423 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 29/49 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 29/43 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 21/283 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20191108BHJP

   H01L 29/78 20060101ALI20191108BHJP

【ＦＩ】

   H01L29/80 H

   H01L21/28 301R

   H01L29/58 G

   H01L29/60

   H01L29/62

   H01L21/283 C

   H01L29/78 301B

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-102437(P2018-102437)

(22)【出願日】2018年5月29日

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】蔵口 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】梶原 瑛祐

(72)【発明者】

【氏名】新留 彩

(72)【発明者】

【氏名】大野 浩志

(72)【発明者】

【氏名】加藤 大望

(72)【発明者】

【氏名】向井 章

【テーマコード（参考）】

4M104

5F102

5F140

【Ｆターム（参考）】

4M104AA04

4M104BB30

4M104BB31

4M104CC05

4M104EE03

4M104EE14

4M104EE17

4M104FF01

4M104FF06

4M104FF10

4M104FF13

4M104FF27

4M104GG08

4M104GG18

4M104HH20

5F102GB01

5F102GC01

5F102GD10

5F102GL04

5F102GM04

5F102GQ01

5F102GR04

5F102GR12

5F102GS01

5F102GS04

5F102GV06

5F102GV07

5F102GV08

5F140AA30

5F140BA09

5F140BB04

5F140BB06

5F140BB18

5F140BD05

5F140BD07

5F140BD09

5F140BF10

5F140BF43

5F140BJ05

5F140CC08

(57)【要約】

【課題】特性を向上できる半導体装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る半導体装置は、第１領域、第２領域、第１絶縁部、第１電極乃至第３電極を含む。第１領域はＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第１領域は、第１部分領域と、第２部分領域と、それらの間の第３部分領域と、を含む。第２領域はＡｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む。第１絶縁部は、第１絶縁領域乃至第３絶縁領域を含む。第１絶縁領域は、第１方向において第３部分領域と重なる。第２絶縁領域及び第３絶縁領域は、第１方向において第１絶縁領域から離れている。第３電極は、第１導電部及び第２導電部を含む。第１導電部は、第２絶縁領域と第３絶縁領域との間に設けられている。第２導電部は、第１絶縁領域と第２絶縁領域との間、第１絶縁領域と第３絶縁領域との間、及び第１絶縁領域と第１導電部との間に設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含み、第１部分領域と、第２部分領域と、前記第１部分領域と前記第２部分領域との間の第３部分領域と、を含む第１領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２領域であって、前記第１部分領域から前記第２部分領域への第２方向と交差する第１方向において前記第１部分領域と重なる第４部分領域と、前記第１方向において前記第２部分領域と重なる第５部分領域と、を含む前記第２領域と、
第１絶縁部であって、前記第１方向において前記第３部分領域と重なる第１絶縁領域と、前記第１方向において前記第１絶縁領域の一部から離れた第２絶縁領域と、前記第１方向において前記第１絶縁領域の別の一部から離れ前記第２方向において前記第２絶縁領域から離れた第３絶縁領域と、を含み、前記第１絶縁領域は、前記第２絶縁領域と前記第３部分領域との間及び前記第３絶縁領域と前記第３部分領域との間に設けられた、前記第１絶縁部と、
前記第４部分領域と電気的に接続された第１電極と、
前記第２方向において前記第１電極から離れ、前記第５部分領域と電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた第３電極であって、前記第２絶縁領域と前記第３絶縁領域との間に設けられた第１導電部と、前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間、前記第１絶縁領域と前記第３絶縁領域との間、及び前記第１絶縁領域と前記第１導電部との間に設けられた第２導電部と、を含む、前記第３電極と、
を備えた半導体装置。

【請求項2】

第２絶縁部と、
第３絶縁部と、
をさらに備え、
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２絶縁部との間に設けられ、
前記第５部分領域は、前記第１方向において、前記第２部分領域と前記第３絶縁部との間に設けられ、
前記第２導電部は、前記第２方向において、前記第２絶縁部と前記第２絶縁領域との間に設けられた第１導電領域を含む、請求項１記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第２絶縁部は、第１面及び第２面を有し、
前記第１面及び前記第２面は、前記第１方向と交差し、前記第２方向に沿い、
前記第２面は、前記第１面と前記第４部分領域との間に設けられ、
前記第１面から前記第１導電部への方向は、前記第２方向に沿う請求項２記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１導電領域は、前記第１方向において、前記第１面と重ならない請求項３記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１導電領域の前記第１方向における位置は、前記第１面の前記第１方向における位置と、前記第１領域の前記第１方向における位置と、の間にある請求項３記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第２導電部は、第２導電領域をさらに含み、
前記第２導電領域は、前記第２方向において、前記第３絶縁部と前記第３絶縁領域との間に設けられ、
前記第３絶縁部は、第３面及び第４面を有し、
前記第３面及び前記第４面は、前記第１方向と交差し、前記第２方向に沿い、
前記第４面は、前記第３面と前記第５部分領域との間に設けられ、
前記第３面から前記第１導電部への方向は、前記第２方向に沿う請求項３〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第２導電領域は、前記第１方向において、前記第３面と重ならない請求項６記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第２導電領域の前記第１方向における位置は、前記第３面の前記第１方向における位置と、前記第１領域の前記第１方向における位置と、の間にある請求項６記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第１導電部と接続された第３導電部をさらに備え、
前記第１導電部、前記第２絶縁領域、及び前記第３絶縁領域は、前記第２導電部と前記第３導電部との間に設けられ、
前記第３導電部は、前記第１方向において、前記第１面と重ならない請求項３〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第１導電部と接続された第３導電部をさらに備え、
前記第１導電部、前記第２絶縁領域、及び前記第３絶縁領域は、前記第２導電部と前記第３導電部との間に設けられ、
前記第３導電部は、前記第１方向において、前記第３面と重ならない請求項６〜８のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第１絶縁部は、シリコン及び酸素を含み、
前記第２絶縁部及び前記第３絶縁部は、シリコン及び窒素を含む請求項３〜１０のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第１導電部、前記第２絶縁領域、及び前記第３絶縁領域は、前記第２方向において、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項13】

前記第１導電部は、チタン、金、及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも１つと、窒素と、を含み、
前記第２導電部は、チタン及びモリブデンからなる群より選択された少なくとも１つを含む請求項１〜１２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。

【背景技術】

【0002】

ガリウム及び窒素を含む半導体装置がある。半導体装置について、特性の向上が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−０６７２４０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、特性を向上できる半導体装置を提供する。

【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、第１領域と、第２領域と、第１絶縁部と、第１電極と、第２電極と、第３電極と、を含む。前記第１領域は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。前記第１領域は、第１部分領域と、第２部分領域と、前記第１部分領域と前記第２部分領域との間の第３部分領域と、を含む。前記第２領域は、Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む。前記第２領域は、第４部分領域及び第５部分領域を含む。前記第４部分領域は、前記第１部分領域から前記第２部分領域への第２方向と交差する第１方向において、前記第１部分領域と重なる。前記第５部分領域は、前記第１方向において前記第２部分領域と重なる。前記第１絶縁部は、第１絶縁領域と、第２絶縁領域と、第３絶縁領域と、を含む。前記第１絶縁領域は、前記第１方向において、前記第３部分領域と重なる。前記第２絶縁領域は、前記第１方向において、前記第１絶縁領域の一部から離れている。前記第３絶縁領域は、前記第１方向において、前記第１絶縁領域の別の一部から離れている。前記第３絶縁領域は、前記第２方向において、前記第２絶縁領域から離れている。前記第１絶縁領域は、前記第２絶縁領域と前記第３部分領域との間及び前記第３絶縁領域と前記第３部分領域との間に設けられている。前記第１電極は、前記第４部分領域と電気的に接続されている。前記第２電極は、前記第２方向において前記第１電極から離れ、前記第５部分領域と電気的に接続されている。前記第３電極は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられている。前記第３電極は、第１導電部及び第２導電部を含む。前記第１導電部は、前記第２絶縁領域と前記第３絶縁領域との間に設けられている。前記第２導電部は、前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間、前記第１絶縁領域と前記第３絶縁領域との間、及び前記第１絶縁領域と前記第１導電部との間に設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態に係る半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【図2】図２（ａ）〜図２（ｇ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に例示する断面図である。

【図3】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【図4】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【図6】図６は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【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、既に説明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】

図１は、実施形態に係る半導体装置を模式的に例示する断面図である。
図１に表したように、半導体装置１１０は、第１領域１１、第２領域１２、第１絶縁部２１、第１電極４１、第２電極４２、及び第３電極４３を含む。

【0009】

第１領域１１は、第１部分領域１１ａ、第２部分領域１１ｂ、及び第３部分領域１１ｃを含む。第３部分領域１１ｃは、第１部分領域１１ａと第２部分領域１１ｂとの間に位置する。

【0010】

第１部分領域１１ａから第２部分領域１１ｂに向かう方向を第２方向とする。第２方向は、例えば、図１に表されるＸ軸方向に沿う。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。第２方向と交差する方向を第１方向とする。第１方向は、例えばＺ軸方向に沿う。第１方向および第２方向と交差する方向を第３方向とする。第３方向は、例えばＹ軸方向に沿う。
以下では、第１方向、第２方向、および第３方向が、それぞれ、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、およびＹ軸方向に沿う場合について説明する。

【0011】

第２領域１２は、第４部分領域１２ｄ及び第５部分領域１２ｅを含む。第４部分領域１２ｄは、Ｚ軸方向において、第１部分領域１１ａと重なる。第５部分領域１２ｅは、Ｚ軸方向において、第２部分領域１１ｂと重なる。第５部分領域１２ｅは、Ｘ軸方向において、第４部分領域１２ｄから離れている。

【0012】

第２領域１２は、Ｚ軸方向において、第１領域１１と第１絶縁部２１との間に設けられる。第１絶縁部２１は、第１絶縁領域２１ａ、第２絶縁領域２１ｂ、及び第３絶縁領域２１ｃを含む。第１絶縁領域２１ａは、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと重なる。第２絶縁領域２１ｂは、Ｚ軸方向において、第１絶縁領域２１ａの一部から離れている。第３絶縁領域２１ｃは、Ｚ軸方向において、第１絶縁領域２１ａの別の一部から離れている。第３絶縁領域２１ｃは、Ｘ軸方向において、第２絶縁領域２１ｂから離れている。第１絶縁領域２１ａは、第３部分領域１１ｃと第２絶縁領域２１ｂとの間及び第３部分領域１１ｃと第３絶縁領域２１ｃとの間に設けられる。

【0013】

第１電極４１は、第４部分領域１２ｄと電気的に接続されている。第４部分領域１２ｄの一部は、Ｚ軸方向において、第１部分領域１１ａの一部と第１電極４１との間に位置する。

【0014】

第２電極４２は、第５部分領域１２ｅと電気的に接続されている。第５部分領域１２ｅの一部は、Ｚ軸方向において、第２部分領域１１ｂの一部と第２電極４２との間に位置する。

【0015】

第３電極４３は、第１電極４１と第２電極４２との間に設けられる。第３電極４３は、第１導電部３１及び第２導電部３２を含む。

【0016】

第１導電部３１は、Ｘ軸方向において、第２絶縁領域２１ｂと第３絶縁領域２１ｃとの間に設けられている。

【0017】

第２導電部３２は、Ｚ軸方向において、第１絶縁領域２１ａと第２絶縁領域２１ｂとの間、第１絶縁領域２１ａと第３絶縁領域２１ｃとの間、及び第１絶縁領域２１ａと第１導電部３１との間に設けられている。第２導電部３２は、第１導電部３１と接続されている。

【0018】

図１に表した例では、半導体装置１１０は、第２絶縁部２２及び第３絶縁部２３をさらに含む。

【0019】

第２絶縁部２２は、Ｚ軸方向において、第４部分領域１２ｄと重なる。第４部分領域１２ｄは、第１部分領域１１ａと第２絶縁部２２との間に位置する。第２絶縁部２２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を含む面に沿って、第１電極４１の周りに設けられる。

【0020】

第３絶縁部２３は、Ｚ軸方向において、第５部分領域１２ｅと重なる。第５部分領域１２ｅは、第２部分領域１１ｂと第３絶縁部２３との間に位置する。第３絶縁部２３は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を含む面に沿って、第２電極４２の周りに設けられる。

【0021】

第２絶縁領域２１ｂ、第３絶縁領域２１ｃ、及び第１導電部３１は、例えば、Ｘ軸方向において、第１電極４１と第２電極４２との間に設けられる。例えば、第１電極４１と第３電極４３との間のＸ軸方向における距離は、第２電極４２と第３電極４３との間のＸ軸方向における距離よりも短い。

【0022】

第１領域１１は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第１領域１１は、例えば、ＧａＮを含む。第２領域１２は、Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む。第２領域１２は、例えば、ＡｌＧａＮを含む。

【0023】

第１絶縁部２１は、例えば、酸素及び窒素からなる群より選択された少なくとも１つと、シリコンと、を含む。例えば、第１絶縁部２１は、窒化珪素膜、酸化珪素膜、又は酸窒化珪素膜で形成される。第２絶縁部２２及び第３絶縁部２３は、例えば、シリコン及び窒素を含む。第２絶縁部２２及び第３絶縁部２３は、例えば窒化珪素膜で形成される。

【0024】

第１導電部３１は、例えば、チタン、金、及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。第２導電部３２は、例えば、チタン及びモリブデンからなる群より選択された少なくとも１つと、窒素と、を含む。第１電極４１及び第２電極４２は、例えば、チタン及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。

【0025】

第１電極４１は、例えば、ソース電極として機能する。第２電極４２は、例えば、ドレイン電極として機能する。第１絶縁領域２１ａは、ゲート絶縁層として機能する。第１絶縁領域２１ａと接する第２導電部３２は、ゲート電極として機能する。

【0026】

第１領域１１と第２領域１２との界面近傍には、２次元電子ガスが発生する。第２電極４２の電位が第１電極４１の電位よりも大きな値に設定された状態で、第２導電部３２の電位を閾値以上に設定する。これにより、第３部分領域１１ｃと第１絶縁領域２１ａとの界面近傍にチャネルが形成される。第１電極４１から第２電極４２へ向けて電子がチャネルを通して流れ、半導体装置１１０がオン状態となる。

【0027】

実施形態に係る半導体装置１１０によれば、特性を向上できる。

【0028】

例えば、参考例に係る半導体装置において、第１絶縁部２１は、第２絶縁領域２１ｂ及び第３絶縁領域２１ｃを含まない。第１導電部３１のＸ軸方向における長さは、第２導電部３２のＸ軸方向における長さよりも長い。第１導電部３１は、Ｚ軸方向において、第２絶縁部２２の端部及び第３絶縁部２３の端部と重なる。

【0029】

参考例に係る２つの半導体装置（第１半導体装置と第２半導体装置）を用意した。第１半導体装置と第２半導体装置では、第２絶縁部２２及び第３絶縁部２３の組成が異なる。第１半導体装置及び第２半導体装置において、２絶縁部２２及び第３絶縁部２３は、窒化珪素膜で形成される。第１半導体装置と第２半導体装置では、第２絶縁部２２と第３絶縁部２３のシリコンと窒素の組成比が異なる。これら２つの半導体装置について、第１特性と第２特性を調べた。

【0030】

第１特性は、第３電極４３に正の電位を所定時間連続して印加した場合の、閾値電圧の変動量である。第１特性は、第３絶縁部２３に電荷がトラップされることと関係する。
第２特性は、第３電極４３に負の電位を所定時間連続して印加した場合の、閾値電圧の変動量である。第２特性は、第１領域１１内部又は第２領域１２と第３絶縁部２３との界面に電荷がトラップされることと関係する。

【0031】

実験の結果、第１半導体装置については、第１特性の値が大きく、第２特性の値が小さかった。すなわち、第１半導体装置については、第２特性が良く、第１特性が良く無かった。第２半導体装置については、第１特性が良く、第２特性が良く無かった。参考例に係る半導体装置では、第１特性と第２特性の両方の向上が容易では無い。

【0032】

発明者らは、第１絶縁部２１に第２絶縁領域２１ｂ及び第３絶縁領域２１ｃを設けることで、第１特性及び第２特性を向上できることを見いだした。半導体装置１１０によれば、第１特性及び第２特性を向上できる。
第３電極４３に正の電位を印加した時、第２絶縁領域２１ｂ及び第３絶縁領域２１ｃを設けることで、第３絶縁部２３に印加される電界を弱めることができる。このため、第３絶縁部２３にトラップされる電荷が低減され、第１の特性を向上できると考えられる。また、第３電極４３に負の電位を印加した時、第２絶縁領域２１ｂ及び第３絶縁領域２１ｃを設けることで、第１領域１１内部又は第２領域１２と第３絶縁部２３との界面に印加される電界を弱めることができる。このため、第１領域１１内部又は第２領域１２と第３絶縁部２３との界面にトラップされる電荷が低減され、第２の特性を向上できると考えられる。

【0033】

図２（ａ）〜図２（ｇ）は、実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に例示する断面図である。

【0034】

Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１層１１Ｌを形成する。Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２＜１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２層１２Ｌを、第１層１１Ｌの上に形成する。シリコン及び窒素を含む絶縁層２２Ｌを第２層１２Ｌの上に形成する。絶縁層２２Ｌの一部、第２層１２Ｌの一部、及び第１層１１Ｌの一部を除去する。これにより、図２（ａ）に表したように、第１開口ＯＰ１が形成される。

【0035】

第１開口ＯＰ１の内壁及び絶縁層２２Ｌの上面に沿って、絶縁層２１Ｌ１を形成する。絶縁層２１Ｌ１の上面に沿って、導電層３２Ｌを形成する。図２（ｂ）に表したように、導電層３２Ｌの上に、絶縁層２１Ｌ２を形成する。絶縁層２１Ｌ１及び２１Ｌ２は、例えば、シリコン及び酸素を含む。導電層３２Ｌは、例えば、チタン及び窒素を含む。

【0036】

図２（ｃ）に表したように、絶縁層２１Ｌ２の一部を除去する。図２（ｄ）に表したように、導電層３２Ｌの一部を除去する。絶縁層２１Ｌ２を除去する。図２（ｅ）に表したように、絶縁層２１Ｌ１の一部及び絶縁層２２Ｌの一部を除去することで、第２開口ＯＰ２及び第３開口ＯＰ３を形成する。第２開口ＯＰ２及び第３開口ＯＰ３に、それぞれ、第１電極４１及び第２電極４２を形成する。

【0037】

導電層３２Ｌ、第１電極４１、及び第２電極４２の上に、絶縁層２１Ｌ３を形成する。図２（ｆ）に表したように、絶縁層２１Ｌ３の一部を除去し、第４開口ＯＰ４を形成する。図２（ｇ）に表したように、第４開口ＯＰ４内に導電層３１Ｌを形成する。絶縁層２１Ｌ３及び導電層３１Ｌの上に絶縁層を形成する。以上により、実施形態に係る半導体装置１１０が製造される。

【0038】

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【0039】

図３（ａ）に表した半導体装置１２０では、第２導電部３２は、第１導電領域３２ａ及び第２導電領域３２ｂを含む。

【0040】

第１導電領域３２ａは、Ｘ軸方向において、第２絶縁部２２と第２絶縁領域２１ｂとの間に位置する。第２導電領域３２ｂは、Ｘ軸方向において、第３絶縁部２３と第３絶縁領域２１ｃとの間に位置する。

【0041】

第２絶縁部２２は、第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１及び第２面Ｓ２は、Ｚ軸方向と交差し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を含む平面に沿う。第２面Ｓ２は、Ｚ軸方向において、第１面Ｓ１と第４部分領域１２ｄとの間に位置する。第１面Ｓ１から第１導電部３１への方向は、Ｘ軸方向に沿う。

【0042】

第３絶縁部２３は、第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４を有する。第３面Ｓ３及び第４面Ｓ４は、Ｚ軸方向と交差し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を含む平面に沿う。第４面Ｓ４は、Ｚ軸方向において、第３面Ｓ３と第５部分領域１２ｅとの間に位置する。第３面Ｓ３から第１導電部３１への方向は、Ｘ軸方向に沿う。

【0043】

第１導電領域３２ａのＺ軸方向における位置は、例えば、第１面Ｓ１のＺ軸方向における位置と、第１領域１１のＺ軸方向における位置と、の間にある。第２導電領域３２ｂのＺ軸方向における位置は、例えば、第３面Ｓ３のＺ軸方向における位置と、第１領域１１のＺ軸方向における位置と、の間にある。

【0044】

図３（ｂ）に表した半導体装置１２１のように、第１面Ｓ１から第１導電領域３２ａの一部への方向は、Ｘ軸方向に沿っていても良い。第１導電領域３２ａは、Ｚ軸方向において、第１面Ｓ１と重ならない。第３面Ｓ３から第２導電領域３２ｂの一部への方向は、Ｘ軸方向に沿っていても良い。第２導電領域３２ｂは、Ｚ軸方向において、第３面Ｓ３と重ならない。

【0045】

半導体装置において、第２導電部３２は、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと重なることが望ましい。第２導電部３２は、Ｘ軸方向において、第１領域１１と第２領域１２との界面と重なることが望ましい。これにより、半導体装置のオン抵抗を低減できる。

【0046】

半導体装置１２０又は１２１によれば、半導体装置１１０に比べて、第２領域１２と第２導電部３２がＸ軸方向において重なる部分の面積が増加する。半導体装置を製造する際に、第２導電部３２の形状のばらつきが生じても、第２導電部３２がＸ軸方向において第１領域１１と第２領域１２との界面に重なり易い。半導体装置１２０又は１２１によれば、半導体装置１１０に比べて、製造が容易となる。例えば、歩留まりを向上できる。

【0047】

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。

【0048】

図４（ａ）に表した半導体装置１３０では、第３電極４３は、第３導電部３３をさらに含む。第２絶縁領域２１ｂ、第３絶縁領域２１ｃ、及び第１導電部３１は、Ｚ軸方向において、第２導電部３２と第３導電部３３との間に設けられる。

【0049】

第３導電部３３は、Ｚ軸方向において、第３面Ｓ３と重ならない。第３導電部３３は、例えば、Ｚ軸方向において、第１面Ｓ１と重なる。第３導電部３３が設けられることで、第３電極４３の電気抵抗（例えばゲート抵抗）を低減できる。また、第３導電部３３が第１面Ｓ１と重なる場合、半導体装置１３０の製造が容易となる。これにより、例えば歩留まりを向上できる。

【0050】

図４（ｂ）に表した半導体装置１３１のように、第３導電部３３は、Ｚ軸方向において、第１面Ｓ１及び第３面Ｓ３と重ならなくても良い。

【0051】

第３導電部３３は、例えば、チタン、金、及びアルミニウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。

【0052】

半導体装置１３０又は１３１によれば、半導体装置１１０に比べて、第２導電部３２近傍の電界集中を緩和できる。これにより、例えば、耐圧を向上できる。

【0053】

図５は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。
図５に表した半導体装置１４０では、第１電極４１は、第１電極部分４１ａを含む。第１絶縁部２１は、第４絶縁領域２１ｄを含む。

【0054】

第１電極部分４１ａは、Ｚ軸方向において、第３電極４３から離れている。第４絶縁領域２１ｄ及び第３導電部３３は、Ｚ軸方向において、第１導電部３１と第１電極部分４１ａとの間に設けられる。

【0055】

第１電極部分４１ａは、Ｚ軸方向において、第３電極４３及び第３面Ｓ３と重なる。第１電極部分４１ａは、Ｚ軸方向において、第２電極４２と重ならない。第１電極部分４１ａと第２電極４２との間のＸ軸方向における距離は、第３電極４３と第２電極４２との間のＸ軸方向における距離よりも短い。

【0056】

半導体装置１４０によれば、半導体装置１３０に比べて、第２導電部３２近傍の電界集中を緩和できる。これにより、例えば、耐圧を向上できる。

【0057】

図６は、実施形態に係る別の半導体装置を模式的に例示する断面図である。
図６に表した半導体装置１５０では、第２領域１２は、第６部分領域１２ｆをさらに含む。

【0058】

第６部分領域１２ｆは、Ｘ軸方向において、第４部分領域１２ｄと第５部分領域１２ｅとの間に位置する。第６部分領域１２ｆは、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと第１絶縁領域２１ａとの間に位置する。半導体装置１５０では、第２導電部３２の電位が閾値以上に設定されると、第６部分領域１２ｆと第１絶縁領域２１ａとの界面近傍にチャネルが形成される。第６部分領域１２ｆが設けられることで、チャネル抵抗を低減できる。この結果、半導体装置１５０のオン抵抗を低減できる。第６部分領域１２ｆのＺ軸方向における長さは、第４部分領域１２ｄのＺ軸方向における長さよりも短く、第５部分領域１２ｅのＺ軸方向における長さよりも短い。

【0059】

半導体装置１１０、１２０、１２１、１３０、又は１３１において、半導体装置１５０と同様に、第２領域１２が第６部分領域１２ｆを含んでいても良い。

【0060】

以上で説明した各実施形態によれば、特性を向上できる半導体装置を提供できる。

【0061】

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

【0062】

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に第１領域、第２領域、絶縁部、導電部、電極などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

【0063】

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

【0064】

その他、本発明の実施の形態として上述した半導体装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

【0065】

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

【0066】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0067】

１１ 第１領域、 １１Ｌ 第１層、 １１ａ 第１部分領域、 １１ｂ 第２部分領域、 １１ｃ 第３部分領域、 １２ 第２領域、 １２Ｌ 第２層、 １２ｄ 第４部分領域、 １２ｅ 第５部分領域、 １２ｆ 第６部分領域、 ２１ 第１絶縁部、 ２１Ｌ 絶縁層、 ２１ａ 第１絶縁領域、 ２１ｂ 第２絶縁領域、 ２１ｃ 第３絶縁領域、 ２１ｄ 第４絶縁領域、 ２２ 第２絶縁部、 ２２Ｌ 絶縁層、 ２３ 第３絶縁部、 ３１ 第１導電部、 ３１Ｌ 導電層、 ３２ 第２導電部、 ３２Ｌ 導電層、 ３２ａ 第１導電領域、 ３２ｂ 第２導電領域、 ３３ 第３導電部、 ４１ 第１電極、 ４１ａ 第１電極部分、 ４２ 第２電極、 ４３ 第３電極、 １１０、１２０、１２１、１３０、１３１、１４０、１５０ 半導体装置、 ＯＰ１ 第１開口、 ＯＰ２ 第２開口、 ＯＰ３ 第３開口、 ＯＰ４ 第４開口、 Ｓ１ 第１面、 Ｓ２ 第２面、 Ｓ３ 第３面、 Ｓ４ 第４面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2019年3月1日

【手続補正1】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図4】