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(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】P2024136904
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】半導体装置及び半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/338 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
H01L29/80 F
H01L29/80 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023048208
(22)【出願日】2023-03-24
(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】110004026
【氏名又は名称】弁理士法人ｉＸ
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 啓
(72)【発明者】
【氏名】小林 仁
(72)【発明者】
【氏名】関口 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】洪 洪
(72)【発明者】
【氏名】磯部 康裕
(72)【発明者】
【氏名】杉山 亨
【テーマコード（参考）】
5F102
【Ｆターム（参考）】
5F102FA01
5F102GB01
5F102GC01
5F102GD10
5F102GL04
5F102GM04
5F102GQ01
5F102GR12
(57)【要約】
【課題】安定した特性を得ることが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】実施形態に係る半導体装置は、第１～２半導体層と第１～３電極と導電部と絶縁部とを含む。第２半導体層は、第１半導体層の上に設けられる。第１電極は、第２半導体層の上に設けられる。第１電極は、電極部と、電極延出部と、を含む。電極延出部は、第１半導体層から第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に電極部の上端部から延びる。第２電極は、第２半導体層の上に設けられ、第１電極と第２方向において離れる。導電部は、第２半導体層の上面に接し、第１電極と第２電極との間に位置し第１電極に接触する。絶縁部は、導電部の上に設けられ、導電部と電極延出部との間に位置する。第３電極は、絶縁膜部を介して第２半導体層の上方に位置し、第１電極と第２電極との間に位置する。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態に係る半導体装置は、第１～２半導体層と第１～３電極と導電部と絶縁部とを含む。第２半導体層は、第１半導体層の上に設けられる。第１電極は、第２半導体層の上に設けられる。第１電極は、電極部と、電極延出部と、を含む。電極延出部は、第１半導体層から第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に電極部の上端部から延びる。第２電極は、第２半導体層の上に設けられ、第１電極と第２方向において離れる。導電部は、第２半導体層の上面に接し、第１電極と第２電極との間に位置し第１電極に接触する。絶縁部は、導電部の上に設けられ、導電部と電極延出部との間に位置する。第３電極は、絶縁膜部を介して第２半導体層の上方に位置し、第１電極と第２電極との間に位置する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
窒化物半導体を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む第２半導体層と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第２半導体層と接する電極部と、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に前記電極部の上端部から延びる電極延出部と、を含む第１電極と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第１電極と前記第２方向において離れた第２電極と、
前記第２半導体層の上面に接し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し前記第１電極に接する導電部であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、導電部と、
前記導電部の上に設けられ、前記導電部と前記電極延出部との間に位置する絶縁部と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極と、
を備えた、半導体装置。
前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む第２半導体層と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第２半導体層と接する電極部と、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に前記電極部の上端部から延びる電極延出部と、を含む第１電極と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第１電極と前記第２方向において離れた第２電極と、
前記第２半導体層の上面に接し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し前記第１電極に接する導電部であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、導電部と、
前記導電部の上に設けられ、前記導電部と前記電極延出部との間に位置する絶縁部と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極と、
を備えた、半導体装置。
【請求項2】
前記電極部は、前記導電部の一部の上面、及び、前記第２半導体層の前記上面に接する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第１電極の上に設けられた第１配線層をさらに備え、
前記第１配線層は、第１配線部と、前記第１配線部の上端部から前記第２方向に延びた第１配線延出部と、を含み、
前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長く、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも短い、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記第１配線層は、第１配線部と、前記第１配線部の上端部から前記第２方向に延びた第１配線延出部と、を含み、
前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長く、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも短い、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長い、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長い、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、請求項３に記載の半導体装置。
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記第１電極は、複数設けられ、
前記導電部は、複数設けられ、
複数の前記導電部のそれぞれは、複数の前記第１電極のそれぞれに接触する、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記導電部は、複数設けられ、
複数の前記導電部のそれぞれは、複数の前記第１電極のそれぞれに接触する、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第１電極は、複数設けられ、
１つの前記導電部は、複数の前記第１電極に接触する、請求項１または２に記載の半導体装置。
１つの前記導電部は、複数の前記第１電極に接触する、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第１方向に垂直で前記第２方向に垂直な第３方向における前記導電部の長さは、前記電極延出部の前記第３方向における長さよりも長く、
前記電極延出部の前記第３方向における端部は、前記第１方向において前記導電部と重なる位置である、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記電極延出部の前記第３方向における端部は、前記第１方向において前記導電部と重なる位置である、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記導電部の厚さは、前記電極延出部の厚さよりも薄い、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記導電部の材料は、前記第１電極の材料とは異なる、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記第２半導体層の上に設けられ、前記絶縁膜部を含む第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に設けられ、一部が前記導電部の上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上に設けられ、一部が前記電極延出部の上に設けられた第３絶縁膜と、
をさらに備えた、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記第１絶縁膜の上に設けられ、一部が前記導電部の上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上に設けられ、一部が前記電極延出部の上に設けられた第３絶縁膜と、
をさらに備えた、請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項13】
窒化物半導体を含む第１半導体層の上に設けられ窒化物半導体を含む第２半導体層の一部の上に、導電部を形成する工程と、
前記導電部の第１部分の上に絶縁部を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に位置し前記第２半導体層及び前記導電部と接触する電極部と、前記絶縁部の上に位置し前記電極部の上端から、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に延びる電極延出部と、を含む第１電極を形成する工程と、
前記第２方向において前記第１電極及び前記導電部から離れた第２電極であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、第２電極を形成する工程と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
前記導電部の第１部分の上に絶縁部を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に位置し前記第２半導体層及び前記導電部と接触する電極部と、前記絶縁部の上に位置し前記電極部の上端から、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に延びる電極延出部と、を含む第１電極を形成する工程と、
前記第２方向において前記第１電極及び前記導電部から離れた第２電極であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、第２電極を形成する工程と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項14】
前記導電部を形成する工程は、前記第２半導体層の上に導電膜を形成し、前記導電膜の一部をウェットエッチングによって除去することを含む、請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項15】
前記絶縁部を形成する工程は、前記第２半導体層及び前記導電部の上に設けられ前記導電部を覆う絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部を除去して前記絶縁膜に開口部を形成することを含み、
前記第１電極を形成する工程は、前記開口部内に前記電極部の一部を形成することを含む、請求項１３または１４に記載の半導体装置の製造方法。
前記第１電極を形成する工程は、前記開口部内に前記電極部の一部を形成することを含む、請求項１３または１４に記載の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、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
窒化物半導体を用いたトランジスタなどの半導体装置においては、例えばスイッチングの繰り返し等の動作によって、オン抵抗の増大等の特性の変化が生じることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－０３００７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、安定した特性を得ることが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法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、第１半導体層と、第２半導体層と、第１電極と、第２電極と、導電部と、絶縁部と、第３電極と、を含む。前記第１半導体層は、窒化物半導体を含む。前記第２半導体層は、前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む。前記第１電極は、前記第２半導体層の上に設けられる。前記第１電極は、電極部と、電極延出部と、を含む。前記電極部は、前記第２半導体層と接する。前記電極延出部は、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に前記電極部の上端部から延びる。前記第２電極は、前記第２半導体層の上に設けられ、前記第１電極と前記第２方向において離れる。前記導電部は、前記第２半導体層の上面に接し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し前記第１電極に接触する。前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い。前記絶縁部は、前記導電部の上に設けられ、前記導電部と前記電極延出部との間に位置する。前記第３電極は、絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【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、各部分の厚みと幅との関係、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。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、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例示する模式的断面図である。
図２は、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に示したＡ－Ａ線における断面に対応する。
図１及び図２には、実施形態に係る半導体装置１００の一例として、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）が例示されている。図１に表したように、半導体装置１００は、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第１電極２１と、第２電極２２と、第３電極２３と、絶縁層３０と、導電部５０と、を含む。半導体装置１００は、さらに、配線層４１（第１配線層）と、配線層４２と、を含む。
なお、図２においては、配線層４１、配線層４２及び絶縁層３０などの一部の図示を省略している。
図２は、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に示したＡ－Ａ線における断面に対応する。
図１及び図２には、実施形態に係る半導体装置１００の一例として、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）が例示されている。図１に表したように、半導体装置１００は、第１半導体層１１と、第２半導体層１２と、第１電極２１と、第２電極２２と、第３電極２３と、絶縁層３０と、導電部５０と、を含む。半導体装置１００は、さらに、配線層４１（第１配線層）と、配線層４２と、を含む。
なお、図２においては、配線層４１、配線層４２及び絶縁層３０などの一部の図示を省略している。
【0009】
実施形態の説明では、ＸＹＺ直交座標系を用いる。第１半導体層１１から第２半導体層１２に向かう方向をＺ方向（第１方向）とする。Ｚ方向に対して垂直であり、相互に直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、説明のために、第１半導体層１１から第２半導体層１２に向かう方向を「上」と言い、その反対方向を「下」と言う場合がある。これらの方向は、第１半導体層１１と第２半導体層１２との相対的な位置関係に基づき、重力の方向とは無関係である。
【0010】
第１半導体層１１は、窒化物半導体を含む。第２半導体層１２は、第１半導体層１１の上に設けられており、第１半導体層１１と接している。第２半導体層１２は、窒化物半導体を含む。第１半導体層１１と第２半導体層１２とは、例えばヘテロ接合を構成している。
【0011】
第１電極２１は、例えばドレイン電極である。第１電極２１は、第２半導体層１２の一部の上に設けられている。第１電極２１は、第２半導体層１２の上面とオーミック接触しており、第２半導体層１２と電気的に接続されている。
【0012】
第１電極２１は、第１電極部２１ｅと、第１電極延出部２１ｆと、を含む。第１電極部２１ｅの下端部は、第２半導体層１２の上面に接している。第１電極延出部２１ｆは、第１電極部２１ｅの上端部からＸ方向に沿って第２電極２２側へ延びている。第１電極部２１ｅ及び第１電極延出部２１ｆは、例えば同じ材料で一体に形成された１つの導電層（金属層）でよい。
【0013】
導電部５０は、第２半導体層１２の上に設けられ、第２半導体層１２の上面１２ｕに接している。導電部５０は、第２半導体層１２とオーミック接触していてもよいし、オーミック接触していなくてもよい（例えばショットキー接触でもよい）。導電部５０は、第１電極２１と第２電極２２との間に位置し、第２電極２２に接触する。より具体的には、図１に表したように、導電部５０の一部は、第１電極部２１ｅと第２半導体層１２との間に設けられており、第１電極部２１ｅによって覆われている。つまり、第１電極部２１ｅの一部は、導電部５０の一部の上面５０ｓに接触している。また、この例では、図２に表したように、導電部５０は、第１電極２１に沿ってＹ方向に延在している。
【0014】
図１に表したように、導電部５０は、第１電極延出部２１ｆよりも第１電極部２１ｅから第２電極２２側へ延びている。すなわち、長さＬ１（第１電極部２１ｅから導電部５０の第２電極２２側の端部５０ｘまでのＸ方向に沿った長さ）は、長さＬ２（第１電極部２１ｅから第１電極延出部２１ｆの第２電極２２側の端部２１ｆｘまでのＸ方向に沿った長さ）よりも長い。第１電極延出部２１ｆの端部２１ｆｘは、Ｚ方向において導電部５０と並ぶ（重なる）。
【0015】
配線層４１は、第１電極２１の上に設けられ、第１電極２１と電気的に接続されている。配線層４１は、配線部４１ｅ（第１配線部）と、配線延出部４１ｆ（第１配線延出部）と、を含む。配線部４１ｅの下端部は、第１電極部２１ｅの上端部と接している。配線延出部４１ｆは、配線部４１ｅの上端部からＸ方向に沿って第２電極２２側へ延びている。配線部４１ｅ及び配線延出部４１ｆは、例えば同じ材料で一体に形成された１つの導電層（金属層）でよい。
【0016】
この例では、配線延出部４１ｆは、第１電極延出部２１ｆよりも配線部４１ｅから第２電極２２側へ延びている。例えば、長さＬ３（第１電極部２１ｅから配線延出部４１ｆの第２電極２２側の端部４１ｆｘまでのＸ方向に沿った長さ）は、上述の長さＬ２よりも長い。また、例えば、導電部５０は、配線延出部４１ｆよりも第１電極部２１ｅから第２電極２２側へ延びている。例えば、上述の長さＬ１は、長さＬ３よりも長い。配線延出部４１ｆの端部４１ｆｘは、Ｚ方向において導電部５０と並び、第１電極延出部２１ｆと並ばない。
【0017】
第２電極２２は、例えばソース電極である。第２電極２２は、第２半導体層１２の一部の上に設けられている。第２電極２２は、第１電極２１からＸ方向に離れている。第２電極２２は、第２半導体層１２の上面とオーミック接触しており、第２半導体層１２と電気的に接続されている。
【0018】
例えば、第２電極２２は、第２電極部２２ｅと、第２電極延出部２２ｆと、を含む。第２電極部２２ｅの下端部は、第２半導体層１２の上面に接している。第２電極延出部２２ｆは、第２電極部２２ｅの上端部からＸ方向に沿って第１電極２１側へ延びている。第２電極部２２ｅ及び第２電極延出部２２ｆは、例えば同じ材料で一体に形成された１つの導電層（金属層）でよい。
【0019】
配線層４２は、第２電極２２の上に設けられ、第２電極２２と電気的に接続されている。配線層４２（第２配線層）は、配線部４２ｅ（第２配線部）と、配線延出部４２ｆ（第２配線延出部）と、を含む。配線部４２ｅの下端部は、第２電極部２２ｅの上端部と接している。配線延出部４２ｆは、配線部４２ｅの上端部からＸ方向に沿って第１電極２１側へ延びている。配線部４２ｅ及び配線延出部４２ｆは、例えば同じ材料で一体に形成された１つの導電層（金属層）でよい。
【0020】
配線延出部４２ｆは、第２電極延出部２２ｆよりも配線部４２ｅから第１電極２１側へ延び、第２電極２２を覆っている。言い換えれば、Ｘ方向において、配線延出部４２ｆの第１電極２１側の端部４２ｆｘは、第２電極延出部２２ｆの第１電極２１側の端部２２ｆｘと、第１電極２１と、の間に位置する。
配線延出部４２ｆは、さらに第３電極２３よりも第１電極２１へ向かって延び、第３電極２３、導電部材６１、導電部材６２を覆っている。言い換えれば、Ｘ方向において、配線延出部４２ｆの端部４２ｆｘは、第３電極２３と第１電極２１との間に位置している。配線延出部４２ｆは、例えばフィールドプレート電極として機能する。
配線延出部４２ｆは、さらに第３電極２３よりも第１電極２１へ向かって延び、第３電極２３、導電部材６１、導電部材６２を覆っている。言い換えれば、Ｘ方向において、配線延出部４２ｆの端部４２ｆｘは、第３電極２３と第１電極２１との間に位置している。配線延出部４２ｆは、例えばフィールドプレート電極として機能する。
【0021】
第３電極２３は、例えばゲート電極である。第３電極２３は、絶縁膜部３１ａを介して第２半導体層１２の上方に位置している。つまり、第２半導体層１２の上に絶縁膜部３１ａが設けられており、その絶縁膜部３１ａの上に第３電極２３が設けられている。第３電極２３は、絶縁膜部３１ａにより、第２半導体層１２と絶縁されている。第３電極２３は、第２電極２２と、第１電極２１と、の間に位置している。
【0022】
第３電極２３は、第１電極２１よりも第２電極２２の近くに配置されている。すなわち、第３電極２３と第１電極２１との間の距離は、第３電極２３と第２電極２２との間の距離よりも長い。
【0023】
この例では、第３電極２３の上方に、導電部材６１が設けられている。導電部材６１は、第３電極２３と電気的に接続されており、第３電極２３を覆っている。また、導電部材６１と第１電極２１との間には、導電部材６２が設けられている。導電部材６２は、例えば、図示しない接続部により第２電極２２と電気的に接続されている。導電部材６１及び導電部材６２は、例えばフィールドプレート電極として機能する。
【0024】
第３電極２３は、絶縁層３０によって、第１電極２１及び第２電極２２のそれぞれと絶縁されている。この例では、絶縁層３０は、第２半導体層１２の上に設けられた第１絶縁膜３１と、第１絶縁膜３１の上に設けられた第２絶縁膜３２と、第２絶縁膜３２の上に設けられた第３絶縁膜３３と、を含む。このように絶縁層３０は、積層構造を有していてもよい。
【0025】
第１絶縁膜３１及び第２絶縁膜３２は、第１電極部２１ｅと第２電極部２２ｅとの間に設けられている。上述の絶縁膜部３１ａは、第１絶縁膜３１の一部である。第３電極２３は、第１絶縁膜３１の上に設けられている。導電部５０の一部の上に、第２絶縁膜３２の一部が設けられている。導電部材６１、導電部材６２、第１電極延出部２１ｆ及び第２電極延出部２２ｆは、第２絶縁膜３２の上に設けられている。第３絶縁膜３３は、配線部４１ｅと配線部４２ｅとの間に設けられており、導電部材６１、導電部材６２、第１電極延出部２１ｆ及び第２電極延出部２２ｆを覆っている。配線延出部４１ｆ及び配線延出部４２ｆは、第３絶縁膜３３の上に設けられている。
【0026】
図１に表したように、半導体装置１００には、第１絶縁部３０ａと第２絶縁部３０ｂとが設けられている。第１絶縁部３０ａ及び第２絶縁部３０ｂは、絶縁層３０の一部である。より具体的には、この例では、第１絶縁部３０ａは、第２絶縁膜３２の一部であり、第２絶縁部３０ｂは、第３絶縁膜３３の一部である。
【0027】
第１絶縁部３０ａは、導電部５０の一部の上に設けられた部分である。第１絶縁部３０ａは、第１電極部２１ｅの側面及び導電部５０の上面に接している。第１絶縁部３０ａの一部は、導電部５０と第１電極延出部２１ｆとの間に位置している。第２絶縁部３０ｂは、配線部４１ｅの側面、第１電極延出部２１ｆの上面及び第１絶縁部３０ａの上面に接している。第２絶縁部３０ｂは、配線延出部４１ｆと第１絶縁部３０ａとの間に位置している。
【0028】
配線層４１、配線層４２及び絶縁層３０の上には、さらに絶縁層３５が設けられている。
【0029】
半導体装置１００の各要素の材料の一例について説明する。
第１半導体層１１は、例えばＡｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第１半導体層１１におけるＡｌの組成比ｘ１は、例えば、０以上０．０１以下である。第１半導体層１１は、例えばＧａＮでよい。
第２半導体層１２は、例えばＡｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（ｘ１＜ｘ２＜１）を含む。第２半導体層１２におけるＡｌの組成比ｘ２は、例えば、０．１以上０．４以下である。
絶縁層３０（第１絶縁膜３１、第２絶縁膜３２及び第３絶縁膜３３のそれぞれ）及び絶縁層３５は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくともいずれかを含む。
第１電極２１は、例えば、ＴｉおよびＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２電極２２は、例えば、ＴｉおよびＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
配線層４１及び配線層４２は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｕおよびＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第３電極５３は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、ＷＮ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｎ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
導電部材６１、導電部材６２は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
導電部５０は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、ＷＮ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｎ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部５０は、例えば金属層である。導電部５０の材料は、例えば、第１電極２１（第１電極部２１ｅ）の材料と異なっていてよい。例えば、第１電極２１の電気抵抗率（Ω・ｃｍ）は、導電部５０の電気抵抗率よりも低くてもよい。導電部５０には、第１電極２１と同じ材料を用いてもよい。
第１半導体層１１は、例えばＡｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第１半導体層１１におけるＡｌの組成比ｘ１は、例えば、０以上０．０１以下である。第１半導体層１１は、例えばＧａＮでよい。
第２半導体層１２は、例えばＡｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（ｘ１＜ｘ２＜１）を含む。第２半導体層１２におけるＡｌの組成比ｘ２は、例えば、０．１以上０．４以下である。
絶縁層３０（第１絶縁膜３１、第２絶縁膜３２及び第３絶縁膜３３のそれぞれ）及び絶縁層３５は、窒化シリコン及び酸化シリコンの少なくともいずれかを含む。
第１電極２１は、例えば、ＴｉおよびＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２電極２２は、例えば、ＴｉおよびＡｌよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
配線層４１及び配線層４２は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｕおよびＷよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第３電極５３は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、ＷＮ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｎ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
導電部材６１、導電部材６２は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
導電部５０は、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＷ、ＷＮ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｉｎ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。導電部５０は、例えば金属層である。導電部５０の材料は、例えば、第１電極２１（第１電極部２１ｅ）の材料と異なっていてよい。例えば、第１電極２１の電気抵抗率（Ω・ｃｍ）は、導電部５０の電気抵抗率よりも低くてもよい。導電部５０には、第１電極２１と同じ材料を用いてもよい。
【0030】
半導体装置１００の動作について説明する。
第１電極２１には、第２電極２２に対して正の電圧が印加される。例えば、第１半導体層１１内の第１半導体層１１と第２半導体層１２との界面付近には、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が発生する。第２電極２２の電圧を基準として、第３電極２３の電圧を制御することにより、第３電極２３の下方における２次元電子ガスの濃度を制御することができる。例えば、第３電極２３の電圧が閾値以上（例えば０Ｖ）の場合には、第３電極２３の下方において２次元電子ガスが発生している。これにより、電子が第２電極２２から第１半導体層１１を介して第１電極２１へ流れるオン状態が得られる。第３電極２３の電圧が閾値よりも小さい場合（例えばマイナス）には、第３電極２３の下方における２次元電子ガスの濃度が低下し、例えば第３電極２３の下方においては２次元電子ガスが実質的に発生しない。これにより、電子が第２電極２２から第１半導体層１１を介して第１電極２１へ実質的に流れないオフ状態が得られる。なお、この例では、第３電極２３が０Ｖの場合にオン状態が得られるノーマリオンの装置を例示したが、実施形態は、第３電極２３が０Ｖの場合にオフ状態が得られるノーマリオフの装置であってもよい。
第１電極２１には、第２電極２２に対して正の電圧が印加される。例えば、第１半導体層１１内の第１半導体層１１と第２半導体層１２との界面付近には、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が発生する。第２電極２２の電圧を基準として、第３電極２３の電圧を制御することにより、第３電極２３の下方における２次元電子ガスの濃度を制御することができる。例えば、第３電極２３の電圧が閾値以上（例えば０Ｖ）の場合には、第３電極２３の下方において２次元電子ガスが発生している。これにより、電子が第２電極２２から第１半導体層１１を介して第１電極２１へ流れるオン状態が得られる。第３電極２３の電圧が閾値よりも小さい場合（例えばマイナス）には、第３電極２３の下方における２次元電子ガスの濃度が低下し、例えば第３電極２３の下方においては２次元電子ガスが実質的に発生しない。これにより、電子が第２電極２２から第１半導体層１１を介して第１電極２１へ実質的に流れないオフ状態が得られる。なお、この例では、第３電極２３が０Ｖの場合にオン状態が得られるノーマリオンの装置を例示したが、実施形態は、第３電極２３が０Ｖの場合にオフ状態が得られるノーマリオフの装置であってもよい。
【0031】
実施形態の効果について、参考例を参照しつつ説明する。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、参考例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、参考例に係る半導体装置１９０の第１電極２１の周辺を例示している。半導体装置１９０は、導電部５０が設けられない点において、実施形態に係る半導体装置１００と異なる。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、参考例に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図３（ａ）～図３（ｃ）は、参考例に係る半導体装置１９０の第１電極２１の周辺を例示している。半導体装置１９０は、導電部５０が設けられない点において、実施形態に係る半導体装置１００と異なる。
【0032】
図３（ａ）は、オフ状態において、第２電極２２に対して正の電圧が第１電極２１に印加されている状態を表す。図３（ｂ）は、第１電極２１に印加されている電圧が、図３（ａ）における電圧よりも、大きくなった状態である。図３（ｃ）は、第１電極２１に印加されている電圧が、図３（ｂ）における電圧よりも、さらに大きくなった状態である。
【0033】
図３（ａ）に表したように、第１半導体層１１と第２半導体層１２との間の一部には、２次元電子ガスＧが形成されている。２次元電子ガスＧの第３電極２３側には、空乏層の端部Ｄｅが位置する。第１電極２１の電圧が大きくなると、図３（ｂ）に表したように、２次元電子ガスＧが形成される領域が狭くなり、空乏層の端部Ｄｅが第１電極２１に近づく。図３（ｂ）においては、端部Ｄｅは、第１電極延出部２１ｆの端部２１ｆｘの下方付近に位置する。このとき、第２半導体層１２と配線延出部４１ｆとの間には、Ｚ方向に沿った電界Ｅ１が発生する。第１電極２１の電圧がさらに大きくなると、図３（ｃ）に表したように、２次元電子ガスＧが形成される領域がさらに狭くなり、空乏層の端部Ｄｅが第１電極部２１ｅに近づく。図３（ｃ）においては、端部Ｄｅは、第１電極部２１ｅの側面の下方付近に位置する。このとき、第２半導体層１２と第１電極延出部２１ｆとの間には、Ｚ方向に沿った電界Ｅ２が発生する。
【0034】
このように空乏層が第１電極２１の周辺に到達すると、第２半導体層１２と第１電極延出部２１ｆとの間、及び、第２半導体層１２と配線延出部４１ｆとの間に強い縦電界が発生する。
【0035】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、半導体装置を例示する模式的断面図である。
図４（ａ）は、半導体装置１９０を例示し、図４（ｂ）は、半導体装置１００を例示している。
図４（ａ）に表したように、図３（ａ）～図３（ｃ）に関して説明した縦電界によって、絶縁層３０内や、第２半導体層１２と絶縁層３０との界面Ｂに、第２半導体層１２から電子ｅが注入される。注入された電子ｅは、絶縁層３０や界面Ｂにトラップされる。トラップされた電子ｅが、例えばオン状態において、第１半導体層１１と第２半導体層１２との界面に形成される２次元電子ガスに影響を与える恐れがある。例えば電子ｅによって生じる電界によって、２次元電子ガスの電子密度が低下し、オン抵抗が増大することが考えられる。
図４（ａ）は、半導体装置１９０を例示し、図４（ｂ）は、半導体装置１００を例示している。
図４（ａ）に表したように、図３（ａ）～図３（ｃ）に関して説明した縦電界によって、絶縁層３０内や、第２半導体層１２と絶縁層３０との界面Ｂに、第２半導体層１２から電子ｅが注入される。注入された電子ｅは、絶縁層３０や界面Ｂにトラップされる。トラップされた電子ｅが、例えばオン状態において、第１半導体層１１と第２半導体層１２との界面に形成される２次元電子ガスに影響を与える恐れがある。例えば電子ｅによって生じる電界によって、２次元電子ガスの電子密度が低下し、オン抵抗が増大することが考えられる。
【0036】
これに対して、実施形態においては、第２半導体層１２の上には、図１に関して述べたように長さＬ１が第１電極延出部２１ｆの長さＬ２よりも長く、第１電極２１と接触する導電部５０が設けられている。図４（ｂ）に表したように、例えば、第２半導体層１２から第１電極延出部２１ｆの下方に位置する導電部５０に到達した電子ｅは、導電部５０から第１電極２１へ排出される。導電部５０により、絶縁層３０や界面Ｂに電子ｅがトラップされることが抑制できるため、オン抵抗の増大を抑制することができる。実施形態によれば、例えば電流コラプスを抑制することができ、安定した特性を得ることができる。
【0037】
図１に関して述べたように、例えば導電部５０の長さＬ１は、配線延出部４１ｆの長さＬ３よりも長くてもよい。このように、導電部５０を広く形成することにより、電子ｅが絶縁層３０や界面Ｂにトラップされることを、より抑制できる。ただし、実施形態においては、長さＬ３を長さＬ１よりも長くしてもよい。長さＬ３が長い場合には、配線層４１の電気抵抗を抑制できる。
【0038】
なお、図示を省略するが、配線層４１の上には、さらに別の配線層４１が積層されてもよい。各配線層４１の配線延出部４１ｆの長さＬ３は、例えば第１電極延出部２１ｆの長さＬ２よりも長く、導電部５０の長さＬ１より短くてよい。
【0039】
また、図１に表したように第１電極部２１ｅは、導電部５０の一部の上面５０ｓ、及び、第２半導体層１２の上面１２ｕに接している。つまり、第１電極部２１ｅは、導電部５０の上面に接触し、かつ、第２半導体層１２の上面に接触している。このようにして、例えば、第１電極部２１ｅを、導電部５０と第２半導体層１２との両方に、より確実に接触させている。
【0040】
例えば、図４（ｂ）に表したように、導電部５０の厚さＴ５０（Ｚ方向に沿った長さ）は、第１電極延出部２１ｆの厚さＴ２１ｆよりも薄く、第１絶縁部３０ａの厚さＴ３０ａよりも薄い。導電部５０を比較的薄くすることにより、例えば第１電極２１の厚さを抑えることができ、Ｚ方向の抵抗成分の増大が抑制される。
【0041】
導電部５０は、第１電極２１の周辺に設けられればよい。例えば、図１に表したように、Ｘ方向において、導電部５０の端部５０ｘは、配線延出部４１ｆの端部４１ｆｘと、配線延出部４２ｆの端部４２ｆｘと、の間である。導電部５０の端部５０ｘと配線延出部４２ｆの端部４２ｆｘとの間のＸ方向に沿った長さＬ４は、長さＬ１と長さＬ３との差よりも長く、長さＬ１と長さＬ２との差よりも長い。例えば、長さＬ４は、長さＬ１よりも長い。
【0042】
図５～図８は、実施形態の変形例に係る半導体装置を例示する模式的平面図である。
図５～図８は、実施形態の変形例に係る半導体装置１０１～１０４における第１電極２１の周辺部分の平面配置を表している。半導体装置１０１～１０４は、導電部５０及び第１電極２１の平面形状において、図２に表した半導体装置１００と異なる。
図５～図８は、実施形態の変形例に係る半導体装置１０１～１０４における第１電極２１の周辺部分の平面配置を表している。半導体装置１０１～１０４は、導電部５０及び第１電極２１の平面形状において、図２に表した半導体装置１００と異なる。
【0043】
図５に表した半導体装置１０１においては、複数の第１電極２１及び複数の導電部５０が設けられている。複数の第１電極２１及び複数の導電部５０は、Ｙ方向に並んでいる。各導電部５０は、各第１電極２１と接触するように設けられている。つまり、１つの導電部５０が、１つの第１電極２１と接触する。また、１つの配線層４１がＹ方向に延在し、複数の第１電極２１の上に設けられている。配線層４１は、各第１電極２１と電気的に接続されている。
【0044】
Ｚ方向に沿って見た平面視において、第１電極延出部２１ｆの外縁は、第１電極部２１ｅを囲むように設けられていてもよい。第１電極延出部２１ｆの外縁の平面形状は、例えば矩形状でもよい。すなわち、第１電極２１の第１電極延出部２１ｆは、第１電極部２１ｅから四方（Ｘ方向及びＹ方向）に延出していてもよい。
【0045】
Ｚ方向に沿って見た平面視において、導電部５０の外縁は、例えば、第１電極２１を囲むように設けられていてもよい。導電部５０の外縁の平面形状は、例えば矩形状でもよい。例えば、導電部５０のＹ方向に沿った長さＬ５０は、第１電極延出部２１ｆのＹ方向に沿った長さＬ２１ｆよりも長い。第１電極延出部２１ｆは、Ｙ方向における両端部（端部ｆ１及び端部ｆ２）を有する。端部ｆ１及び端部ｆ２は、Ｚ方向において導電部５０と重なる位置に配置されている。例えば、Ｚ方向に沿って見た平面視において、端部ｆ１及び端部ｆ２は、導電部５０のＹ方向における両端部（端部ｇ１及び端部ｇ２）の間に位置する。このように、第１電極２１に対して導電部５０を広く形成することにより、絶縁層３０等に電子ｅがトラップされることをより抑制することができる。
【0046】
図６に表した半導体装置１０２においては、１つの導電部５０に対して、複数の第１電極２１が設けられている。複数の第１電極２１は、Ｙ方向に並んでいる。１つの導電部５０は、Ｙ方向に延在して、複数の第１電極２１と接触している。
【0047】
図７に表した半導体装置１０３においては、導電部５０の幅Ｗ５０（Ｘ方向に沿った長さ）が、図６に表した半導体装置１０２における導電部５０の幅よりも狭い。半導体装置１０３においては、第１電極２１の端部ｆ１（辺）の一部ｆ１ａは、Ｚ方向において導電部５０と重なっている。一方、端部ｆ１の別の一部ｆ１ｂは、Ｚ方向において導電部５０と重ならない。なお、一部ｆ１ａは、一部ｆ１ｂよりも第２電極２２側の部分である。同様に、半導体装置１０３においては、第１電極２１の端部ｆ２（辺）の一部ｆ２ａは、Ｚ方向において導電部５０と重なっている。一方、端部ｆ２の別の一部ｆ２ｂは、Ｚ方向において導電部５０と重ならない。なお、一部ｆ２ａは、一部ｆ２ｂよりも第２電極２２側の部分である。
【0048】
図５～図７の例においては、導電部５０の幅（Ｘ方向に沿った長さ）は、例えば一定である。これに限らず、図８に表した半導体装置１０４のように、導電部５０の幅は、Ｙ方向に沿って変化してもよい。例えば、半導体装置１０４においては、導電部５０は、Ｙ方向において交互に並ぶ複数の幅広部５１と複数の幅狭部５２とを含む。幅広部５１の幅Ｗ５１は、幅狭部５２の幅Ｗ５２よりも広い。複数の幅広部５１のそれぞれが、複数の第１電極２１のそれぞれに直接接している。幅狭部５２は、第１電極２１から離れている。図８の例では、第１電極２１の端部ｆ１（辺）及び端部ｆ２（辺）は、Ｚ方向において導電部５０と重ならない。
【0049】
図９（ａ）～図９（ｄ）及び図１０（ａ）～図１０（ｄ）は、実施形態に係る半導体装置の製造工程を例示する模式的断面図である。
なお、図９（ａ）～図１０（ｃ）は、第１電極２１が形成される領域の周辺のみを表している。図１０（ｄ）は、第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２３が形成される領域の周辺を表している。
なお、図９（ａ）～図１０（ｃ）は、第１電極２１が形成される領域の周辺のみを表している。図１０（ｄ）は、第１電極２１、第２電極２２及び第３電極２３が形成される領域の周辺を表している。
【0050】
図９（ａ）に表したように、第１半導体層１１の上に第２半導体層１２を設ける。そして、第２半導体層１２の上に、例えばＬＰＣＶＤ（Low-Pressure Chemical Vapor Deposition）等によって、第１絶縁膜３１を形成する。
【0051】
その後、図９（ｂ）に表したように、例えば反応性イオンエッチング等によって、第１絶縁膜３１の一部を除去して、開口部ＯＰ１を形成する。開口部ＯＰ１において、第２半導体層１２の上面１２ｕが露出している。
【0052】
その後、図９（ｃ）に表したように、例えば、スパッタ等によって、導電膜５０ｆを形成する。導電膜５０ｆは、第１絶縁膜３１の上、及び、第２半導体層１２の上面１２ｕの上に設けられる。
【0053】
その後、図９（ｄ）に表したように、例えば、ウェットエッチングによって、第１絶縁膜３１の上、及び、第２半導体層１２の上面１２ｕの一部の上から、導電膜５０ｆの一部を除去する。これにより、第１絶縁膜３１の上面、及び、上面１２ｕの一部である第１領域１２ｕａが露出し、導電部５０が形成される。
【0054】
その後、図１０（ａ）に表したように、例えばＰＥＣＶＤ（Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）等によって、第１絶縁膜３１の上、第２半導体層１２（上面１２ｕの第１領域１２ｕａ）の上、及び、導電部５０の上に、第２絶縁膜３２を形成する。このとき、第２絶縁膜３２は、例えば導電部５０及び第１領域１２ｕａの全体を覆っている。
【0055】
その後、図１０（ｂ）に表したように、導電部５０の第１部分５０ａの上に、第１絶縁部３０ａが形成される。すなわち、例えば反応性イオンエッチング等によって、第２半導体層１２の一部の上面１２ｕｂ、及び、導電部５０の第２部分５０ｂの上面５０ｓの上から、第２絶縁膜３２の一部を除去して、第２絶縁膜３２に開口部ＯＰ２を形成する。開口部ＯＰ２において、上面５０ｓ及び上面１２ｕｂが露出している。なお、上面１２ｕｂは、上面１２ｕの第１領域１２ｕａの一部である。
【0056】
その後、図１０（ｃ）に表したように、開口部ＯＰ２内及び第１絶縁部３０ａの上に、第１電極２１を形成する。具体的には、例えば、第２絶縁膜３２、上面５０ｓ、及び上面１２ｕｂの上に、第１電極２１となる電極膜を形成する。反応性イオンエッチング等によって、第２絶縁膜３２の一部３２ａの上から電極膜の一部を除去することで、第１電極２１を形成する。第１電極２１のうち、開口部ＯＰ２内において、上面５０ｓ及び上面１２ｕｂの上に設けられた部分が第１電極部２１ｅとなる。第１電極２１のうち、第１絶縁部３０ａの上に設けられた部分が第１電極延出部２１ｆとなる。
【0057】
図１０（ｄ）に表したように、第２電極２２を形成する。第２電極２２の形成は、例えば、第１電極２１の形成と同時に行ってもよい。すなわち、開口部ＯＰ２を形成する際に、第２電極２２を形成する位置に応じて、第１絶縁膜３１及び第２絶縁膜３２に開口部ＯＰ３を形成する。開口部ＯＰ３において、第２半導体層１２を露出させる。その後、上述の電極膜を開口部ＯＰ３内にも形成し、反応性イオンエッチング等によって第１電極２１と同時に加工することで、第２電極２２を形成する。
【0058】
また、適宜の方法及びタイミングで、第３電極２３を形成する。例えば、第１電極２１や第２電極２２を形成する前において、第２絶縁膜３２に第３電極２３を埋め込むようにして形成してもよい。あるいは、第２絶縁膜３２を形成する前において、第３電極２３を形成し、その後、第２絶縁膜３２を積層及び研磨してもよい。
【0059】
実施形態においては、例えば図９（ｄ）に関して説明したように、導電膜５０ｆの一部をウェットエッチングによって加工する。ウェットエッチングを用いることで、ドライエッチングを用いた場合に比べて、第２半導体層１２への影響（ダメージ）を抑制することができる。例えば、２次元電子ガスにおけるキャリア密度が減少することを抑制することができる。ウェットエッチングのエッチング液としては、例えば導電膜５０ｆの材質がＴｉＮであれば塩酸と過酸化水素水および水の混合液等を用いることができる。
【0060】
また、例えば図１０（ｃ）に関して説明したように、開口部ＯＰ２において、第２半導体層１２及び導電部５０を露出させ、その上に第１電極部２１ｅを形成する。これにより、例えば、第１電極部２１ｅと第２半導体層１２とのオーミック接合を形成しつつ、導電部５０と第１電極部２１ｅとをより確実に接続できる。
【0061】
上述したように、第１電極２１の材料は、導電部５０の材料とは異なっていてもよい。例えば、第１電極２１には、第２半導体層１２とオーミック接合を形成しやすい材料を選択し、導電部５０には、ウェットエッチングによって加工しやすい材料を選択することができる。
【0062】
実施形態によれば、安定した特性を得ることが可能な半導体装置が提供できる。
【0063】
実施形態は、以下の構成を含んでもよい。
（構成１）
窒化物半導体を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む第２半導体層と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第２半導体層と接する電極部と、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に前記電極部の上端部から延びる電極延出部と、を含む第１電極と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第１電極と前記第２方向において離れた第２電極と、
前記第２半導体層の上面に接し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し前記第１電極に接触する導電部であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、導電部と、
前記導電部の上に設けられ、前記導電部と前記電極延出部との間に位置する絶縁部と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極と、
を備えた、半導体装置。
（構成２）
前記電極部は、前記導電部の一部の上面、及び、前記第２半導体層の前記上面に接する、構成１に記載の半導体装置。
（構成３）
前記第１電極の上に設けられた第１配線層をさらに備え、
前記第１配線層は、第１配線部と、前記第１配線部の上端部から前記第２方向に延びた第１配線延出部と、を含み、
前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長く、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも短い、構成１または２に記載の半導体装置。
（構成４）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長い、構成１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成５）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、構成１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成６）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、構成３に記載の半導体装置。
（構成７）
前記第１電極は、複数設けられ、
前記導電部は、複数設けられ、
複数の前記導電部のそれぞれは、複数の前記第１電極のそれぞれに接触する、構成１～６のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成８）
前記第１電極は、複数設けられ、
１つの前記導電部は、複数の前記第１電極に接触する、構成１～６のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成９）
前記第１方向に垂直で前記第２方向に垂直な第３方向における前記導電部の長さは、前記電極延出部の前記第３方向における長さよりも長く、
前記電極延出部の前記第３方向における端部は、前記第１方向において前記導電部と重なる位置である、構成１～８のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１０）
前記導電部の厚さは、前記電極延出部の厚さよりも薄い、構成１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１１）
前記導電部の材料は、前記第１電極の材料とは異なる、構成１～１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１２）
前記第２半導体層の上に設けられ、前記絶縁膜部を含む第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に設けられ、一部が前記導電部の上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上に設けられ、一部が前記電極延出部の上に設けられた第３絶縁膜と、
をさらに備えた、構成１～１１のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１３）
窒化物半導体を含む第１半導体層の上に設けられ窒化物半導体を含む第２半導体層の一部の上に、導電部を形成する工程と、
前記導電部の第１部分の上に絶縁部を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に位置し前記第２半導体層及び前記導電部と接触する電極部と、前記絶縁部の上に位置し前記電極部の上端から、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に延びる電極延出部と、を含む第１電極を形成する工程と、
前記第２方向において前記第１電極及び前記導電部から離れた第２電極であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、第２電極を形成する工程と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
（構成１４）
前記導電部を形成する工程は、前記第２半導体層の上に導電膜を形成し、前記導電膜の一部をウェットエッチングによって除去することを含む、構成１３に記載の半導体装置の製造方法。
（構成１５）
前記絶縁部を形成する工程は、前記第２半導体層及び前記導電部の上に設けられ前記導電部を覆う絶縁膜を形成することを含み、
前記第１電極を形成する工程は、前記開口部内に前記電極部の一部を形成することを含む、構成１３または１４に記載の半導体装置の製造方法。
（構成１）
窒化物半導体を含む第１半導体層と、
前記第１半導体層の上に設けられ、窒化物半導体を含む第２半導体層と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第２半導体層と接する電極部と、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に前記電極部の上端部から延びる電極延出部と、を含む第１電極と、
前記第２半導体層の上に設けられ、前記第１電極と前記第２方向において離れた第２電極と、
前記第２半導体層の上面に接し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置し前記第１電極に接触する導電部であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、導電部と、
前記導電部の上に設けられ、前記導電部と前記電極延出部との間に位置する絶縁部と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極と、
を備えた、半導体装置。
（構成２）
前記電極部は、前記導電部の一部の上面、及び、前記第２半導体層の前記上面に接する、構成１に記載の半導体装置。
（構成３）
前記第１電極の上に設けられた第１配線層をさらに備え、
前記第１配線層は、第１配線部と、前記第１配線部の上端部から前記第２方向に延びた第１配線延出部と、を含み、
前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長く、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも短い、構成１または２に記載の半導体装置。
（構成４）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さよりも長い、構成１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成５）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、構成１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成６）
前記第２電極の上に設けられた第２配線層をさらに備え、
前記第２配線層は、第２配線部と、前記第２配線部の上端部から前記第１電極側へ延びた第２配線延出部と、を含み、
前記導電部の前記第２電極側の前記端部と前記第２配線延出部の前記第１電極側の端部との間の前記第２方向に沿った長さは、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、前記電極部から前記第１配線延出部の前記第２電極側の前記端部までの前記第２方向に沿った前記長さと、の差よりも長い、構成３に記載の半導体装置。
（構成７）
前記第１電極は、複数設けられ、
前記導電部は、複数設けられ、
複数の前記導電部のそれぞれは、複数の前記第１電極のそれぞれに接触する、構成１～６のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成８）
前記第１電極は、複数設けられ、
１つの前記導電部は、複数の前記第１電極に接触する、構成１～６のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成９）
前記第１方向に垂直で前記第２方向に垂直な第３方向における前記導電部の長さは、前記電極延出部の前記第３方向における長さよりも長く、
前記電極延出部の前記第３方向における端部は、前記第１方向において前記導電部と重なる位置である、構成１～８のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１０）
前記導電部の厚さは、前記電極延出部の厚さよりも薄い、構成１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１１）
前記導電部の材料は、前記第１電極の材料とは異なる、構成１～１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１２）
前記第２半導体層の上に設けられ、前記絶縁膜部を含む第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上に設けられ、一部が前記導電部の上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上に設けられ、一部が前記電極延出部の上に設けられた第３絶縁膜と、
をさらに備えた、構成１～１１のいずれか１つに記載の半導体装置。
（構成１３）
窒化物半導体を含む第１半導体層の上に設けられ窒化物半導体を含む第２半導体層の一部の上に、導電部を形成する工程と、
前記導電部の第１部分の上に絶縁部を形成する工程と、
前記第２半導体層の上に位置し前記第２半導体層及び前記導電部と接触する電極部と、前記絶縁部の上に位置し前記電極部の上端から、前記第１半導体層から前記第２半導体層へ向かう第１方向と垂直な第２方向に延びる電極延出部と、を含む第１電極を形成する工程と、
前記第２方向において前記第１電極及び前記導電部から離れた第２電極であって、前記電極部から前記導電部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さが、前記電極部から前記電極延出部の前記第２電極側の端部までの前記第２方向に沿った長さよりも長い、第２電極を形成する工程と、
絶縁膜部を介して前記第２半導体層の上方に位置し、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する第３電極を形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
（構成１４）
前記導電部を形成する工程は、前記第２半導体層の上に導電膜を形成し、前記導電膜の一部をウェットエッチングによって除去することを含む、構成１３に記載の半導体装置の製造方法。
（構成１５）
前記絶縁部を形成する工程は、前記第２半導体層及び前記導電部の上に設けられ前記導電部を覆う絶縁膜を形成することを含み、
前記第１電極を形成する工程は、前記開口部内に前記電極部の一部を形成することを含む、構成１３または１４に記載の半導体装置の製造方法。
【0064】
本願明細書において、「垂直」は、厳密な垂直だけではなく、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、実質的に垂直であれば良い。
本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。
ある要素が別の要素の「上に設けられ」という範囲は、２つの当該要素が互いに接する（又は連続する）場合だけでなく、２つの当該要素の間に別の要素が設けられた場合を含んでもよい。例えば、ある要素が別の要素の「上に設けられ」という範囲は、２つの当該要素が互いに接しているか否かに関わらず、ある要素が別の要素の上方に位置する場合を含んでもよい。
本願明細書において、「電気的に接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して接続される場合も含む。
ある要素が別の要素の「上に設けられ」という範囲は、２つの当該要素が互いに接する（又は連続する）場合だけでなく、２つの当該要素の間に別の要素が設けられた場合を含んでもよい。例えば、ある要素が別の要素の「上に設けられ」という範囲は、２つの当該要素が互いに接しているか否かに関わらず、ある要素が別の要素の上方に位置する場合を含んでもよい。
【0065】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【0066】
１１：第１半導体層
１２：第２半導体層
１２ｕ：上面
１２ｕａ：第１領域
１２ｕｂ：上面
２１：第１電極
２１ｅ：第１電極部
２１ｆ：第１電極延出部
２１ｆｘ：端部
２２：第２電極
２２ｅ：第２電極部
２２ｆ：第２電極延出部
２２ｆｘ：端部
２３：第３電極
３０：絶縁層
３０ａ：第１絶縁部
３０ｂ：第２絶縁部
３１：第１絶縁膜
３１ａ：絶縁膜部
３２：第２絶縁膜
３２ａ：一部
３３：第３絶縁膜
３５：絶縁層
４１：配線層
４１ｅ：配線部
４１ｆ：配線延出部
４１ｆｘ：端部
４２：配線層
４２ｅ：配線部
４２ｆ：配線延出部
４２ｆｘ：端部
５０：導電部
５０ａ：第１部分
５０ｂ：第２部分
５０ｆ：導電膜
５０ｓ：上面
５０ｘ：端部
５１：幅広部
５２：幅狭部
５３：第３電極
６１：導電部材
６２：導電部材
１００～１０４、１９０：半導体装置
Ｂ：界面
Ｄｅ：空乏層の端部
Ｅ１、Ｅ２：電界
Ｇ：２次元電子ガス
Ｌ１～Ｌ４、Ｌ２１ｆ、Ｌ５０：長さ
ＯＰ１～ＯＰ３：開口部
Ｔ２１ｆ、Ｔ３０ａ、Ｔ５０：厚さ
Ｗ５０、Ｗ５１、Ｗ５２：幅
ｆ１、ｆ２：端部
ｆ１ａ、ｆ１ｂ、ｆ２ａ、ｆ２ｂ：端部の一部
ｇ１、ｇ２：端部
１２：第２半導体層
１２ｕ：上面
１２ｕａ：第１領域
１２ｕｂ：上面
２１：第１電極
２１ｅ：第１電極部
２１ｆ：第１電極延出部
２１ｆｘ：端部
２２：第２電極
２２ｅ：第２電極部
２２ｆ：第２電極延出部
２２ｆｘ：端部
２３：第３電極
３０：絶縁層
３０ａ：第１絶縁部
３０ｂ：第２絶縁部
３１：第１絶縁膜
３１ａ：絶縁膜部
３２：第２絶縁膜
３２ａ：一部
３３：第３絶縁膜
３５：絶縁層
４１：配線層
４１ｅ：配線部
４１ｆ：配線延出部
４１ｆｘ：端部
４２：配線層
４２ｅ：配線部
４２ｆ：配線延出部
４２ｆｘ：端部
５０：導電部
５０ａ：第１部分
５０ｂ：第２部分
５０ｆ：導電膜
５０ｓ：上面
５０ｘ：端部
５１：幅広部
５２：幅狭部
５３：第３電極
６１：導電部材
６２：導電部材
１００～１０４、１９０：半導体装置
Ｂ：界面
Ｄｅ：空乏層の端部
Ｅ１、Ｅ２：電界
Ｇ：２次元電子ガス
Ｌ１～Ｌ４、Ｌ２１ｆ、Ｌ５０：長さ
ＯＰ１～ＯＰ３：開口部
Ｔ２１ｆ、Ｔ３０ａ、Ｔ５０：厚さ
Ｗ５０、Ｗ５１、Ｗ５２：幅
ｆ１、ｆ２：端部
ｆ１ａ、ｆ１ｂ、ｆ２ａ、ｆ２ｂ：端部の一部
ｇ１、ｇ２：端部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】