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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】P2025163552
(43)【公開日】2025-10-29
(54)【発明の名称】半導体装置及びウエーハ
(51)【国際特許分類】
H10D 8/50 20250101AFI20251022BHJP
【ＦＩ】
H01L29/91 F
H01L29/91 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024066941
(22)【出願日】2024-04-17
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(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】金子 竜馬
(72)【発明者】
【氏名】武田 聖矢
(72)【発明者】
【氏名】田島 純平
(72)【発明者】
【氏名】布上 真也
(72)【発明者】
【氏名】彦坂 年輝
(57)【要約】
【課題】特性を向上可能な半導体装置及びウエーハを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、第１、第２窒化物領域、第１、第２電極を含む。第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含む。第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む。第２領域は、第１領域と第２窒化物領域との間にある。ｘ１は、第１領域から第２窒化物領域への第１方向に沿って低下する。ｘ２は、第１方向に沿って低下する。第１方向に沿う位置の変化に対するｘ１の変化率は、ｘ２の変化率よりも高い。
【選択図】図１
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、第１、第２窒化物領域、第１、第２電極を含む。第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含む。第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む。第２領域は、第１領域と第２窒化物領域との間にある。ｘ１は、第１領域から第２窒化物領域への第１方向に沿って低下する。ｘ２は、第１方向に沿って低下する。第１方向に沿う位置の変化に対するｘ１の変化率は、ｘ２の変化率よりも高い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１領域及び第２領域を含む第１窒化物領域であって、前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む、前記第１窒化物領域と、
Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２窒化物領域であって、前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、前記第２窒化物領域と、
前記第１領域に電気的に接続された第１電極と、
前記第２窒化物領域と電気的に接続された第２電極と、
を備え、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、半導体装置。
Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２窒化物領域であって、前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、前記第２窒化物領域と、
前記第１領域に電気的に接続された第１電極と、
前記第２窒化物領域と電気的に接続された第２電極と、
を備え、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、半導体装置。
【請求項2】
前記第２窒化物領域は、シリコンを含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第２領域は、前記第１領域及び前記第２窒化物領域と接する、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第２領域は、Ｍｇを含まない、または、
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、請求項１に記載の半導体装置。
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第１領域の前記第１方向に沿う第１領域厚は、前記第２領域の前記第１方向に沿う第２領域厚よりも薄い、請求項１～４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項6】
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第３窒化物領域は、前記基体と前記第１窒化物領域との間にある、請求項１に記載の半導体装置。
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第３窒化物領域は、前記基体と前記第１窒化物領域との間にある、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項7】
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１方向において前記第１電極の少なくとも一部と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第３窒化物領域があり、
前記第３窒化物領域と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域があり、
前記第１電極の別の一部から前記基体への方向は、前記第１方向と交差する、請求項１に記載の半導体装置。
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１方向において前記第１電極の少なくとも一部と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第３窒化物領域があり、
前記第３窒化物領域と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域があり、
前記第１電極の別の一部から前記基体への方向は、前記第１方向と交差する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項8】
導電性の基体をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域がある、請求項１に記載の半導体装置。
前記第１電極と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域がある、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第１領域は、ｐ形であり、
前記第２窒化物領域は、ｎ形であり、
前記第１窒化物領域及び前記第２窒化物領域は、ダイオードとして機能する、請求項１に記載の半導体装置。
前記第２窒化物領域は、ｎ形であり、
前記第１窒化物領域及び前記第２窒化物領域は、ダイオードとして機能する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項10】
基体と、
第１窒化物領域と、
第２窒化物領域と、
を備え、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、
前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含み、
前記第２窒化物領域は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含み、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、ウエーハ。
第１窒化物領域と、
第２窒化物領域と、
を備え、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、
前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含み、
前記第２窒化物領域は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含み、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、ウエーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置及びウエーハに関する。
【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】
【特許文献1】国際公開第２０２１／２４５８９５号
【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ウエーハを提供する。
【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窒化物領域と、第２窒化物領域と、第１電極と、第２電極と、を含む。前記第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含む。前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む。前記第２窒化物領域は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む。前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にある。前記第１電極は、前記第１領域に電気的に接続される。前記第２電極は、前記第２窒化物領域と電気的に接続される。組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下する。組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下する。前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い。
【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。
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２は、第１実施形態に係る半導体装置を例示するグラフである。
図１に示すように、実施形態に係る半導体装置１１０は、第１窒化物領域１０、第２窒化物領域２０，第１電極５１及び第２電極５２を含む。
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グラフである。
図１に示すように、実施形態に係る半導体装置１１０は、第１窒化物領域１０、第２窒化物領域２０，第１電極５１及び第２電極５２を含む。
【0009】
第１窒化物領域１０は、第１領域１１及び第２領域１２を含む。第１領域１１は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。第２領域１２は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む。第１領域１１及び第２領域１２は、結晶を含んで良い。
【0010】
第２窒化物領域２０は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む。第２領域１２は、第１領域１１と第２窒化物領域２０との間にある。第２窒化物領域２０は、結晶を含んで良い。
【0011】
第１電極５１は、第１領域１１に電気的に接続される。第２電極５２は、第２窒化物領域２０と電気的に接続される。
【0012】
第１領域１１から第２窒化物領域２０への第１方向Ｄ１をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１領域１１、第２領域１２、及び。第２窒化物領域２０は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に沿う。
【0013】
図２は、第１領域１１、第２領域１２及び第２窒化物領域２０におけるＡｌの組成比αのプロファイルを模式的に例示している。図２は、これらの領域がＡｌαＧａ１－αＮ（０≦α≦１）を含む場合を例示している。図２の横軸は、第１方向Ｄ１（Ｚ軸方向）に沿う位置ｐＺである。縦軸は、Ａｌの組成比αである。
【0014】
図１に例示するように、第１領域１１におけるＡｌの組成比ｘ１は、第１領域１１から第２窒化物領域２０への第１方向Ｄ１に沿って低下する。第２領域１２におけるＡｌの組成比ｘ２は、第１方向Ｄ１に沿って低下する。第１方向Ｄ１に沿う位置ｐＺの変化に対する組成比ｘ１の第１変化率は、第１方向Ｄ１に沿う位置ｐＺの変化に対する組成比ｘ２の第２変化率よりも高い。第１変化率は、組成比ｘ１の変化の傾きに対応する。第２変化率は、組成比ｘ２の変化の傾きに対応する。
【0015】
このような構成により、第１領域１１は、例えば、ｐ＋層として機能する。第２領域１２は、例えば、ｐ－層として機能する。一方、第２窒化物領域２０は、ｎ層として機能して良い。例えば、半導体装置１１０は、ｐｉｎダイオードとして機能する。
【0016】
例えば、第１領域１１におけるＡｌの組成比ｘ１が急峻に低下することで、ホールが生じる。第１変化率が高い第１領域１１におけるホールの濃度は、第２変化率が低い第２領域１２におけるホールの濃度よりも高い。
【0017】
実施形態においては、第２領域１２は、Ｍｇを実質的に含まなくて良い。または、第２領域１２におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下で良い。不純物が少ないことで、第２領域１２において高い結晶品質が得易い。例えば、高い耐圧が得易い。例えば、安定な動作が得易い。実施形態によれば、特性を向上可能な半導体装置を提供できる。第１領域１１は、Ｍｇを含んで良い。第１領域１１におけるＭｇの濃度は、例えば、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下で良い。
【0018】
例えば、第２領域１２は、第１領域１１及び第２窒化物領域２０と接する。
【0019】
第２窒化物領域２０は、シリコンを含んで良い。第２窒化物領域２０におけるシリコンの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下で良い。第２窒化物領域２０は、ｎ形であり、第１領域１１は、ｐ形である。第１窒化物領域１０及び第２窒化物領域２０は、ダイオードとして機能する。
【0020】
実施形態において、第１変化率の第２変化率に対する比は、２０以上で良い。
【0021】
組成比ｘ１は、例えば、０．１以上１以下の間で変化して良い。組成比ｘ２は、例えば、０以上０．３未満の間で変化して良い。第２窒化物領域２０における組成比ｙ２は、実質的に一定で良い。組成比ｙ２は、例えば、０以上０．３５以下などで良い。
【0022】
図１に示すように、第１領域１１の第１方向Ｄ１に沿う厚さを第１領域厚ｔ１１とする。第２領域１２の第１方向Ｄ１に沿う厚さを第２領域厚ｔ１２とする。第１領域厚ｔ１１は、第２領域厚ｔ１２よりも薄い。厚い第２領域１２により、例えば、高い耐圧が得易い。
【0023】
１つの例において。第１領域厚ｔ１１は、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下で良い。第２領域厚ｔ１２は、３０００ｎｍ以上１５００００ｎｍ以下で良い。
【0024】
第２窒化物領域２０の第１方向Ｄ１に沿う厚さを第２窒化物領域厚ｔ２０とする。第２窒化物領域厚ｔ２０は、第２領域厚ｔ１２よりも薄い。第２窒化物領域厚ｔ２０は、例えば、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下で良い。第２窒化物領域厚ｔ２０は、第１領域厚ｔ１１よりも薄くて良い。
【0025】
半導体装置１１０の例において、第１領域１１は、第１部分領域１１ａと第２部分領域１１ｂとを含む。第２部分領域１１ｂから第１部分領域１１ａへの第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。第２方向Ｄ２は、例えば、Ｘ軸方向である。第２領域１２は、第１部分領域１１ａと第２窒化物領域２０との間にある。第１電極５１は、第１方向Ｄ１において第２部分領域１１ｂと重なる。この例では、第１電極５１は、第２方向Ｄ２において第２領域１２と重なる。
【0026】
図１に示すように、半導体装置１１０は、第１電極中間層５１ａをさらに含んで良い。第１電極中間層５１ａは、第２部分領域１１ｂと第１電極５１との間に設けられる。第１電極中間層５１ａは、Ｇａ及びＡｌの少なくともいずれかと、窒素と、を含む。第１電極中間層５１ａは、Ｍｇを含む。第１電極中間層５１ａは、ｐ形のＧａＮ層、ｐ形のＡｌＧａＮ層、または、ｐ形のＡｌＮ層などで良い。低い抵抗が得られる。
【0027】
図１に示すように、半導体装置１１０は、基体１８ｓ及び第３窒化物領域３０を含んで良い。この例では、基体１８ｓは、シリコンを含む。第３窒化物領域３０は、Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む。組成比ｚ３は、例えば、０．９５以上１以下で良い。第３窒化物領域３０は、例えば、ＡｌＮ層で良い。第１窒化物領域１０は、基体１８ｓと第２窒化物領域２０との間にある。第３窒化物領域３０は、基体１８ｓと第１窒化物領域１０との間にある。第３窒化物領域３０が設けられることで、高品質の第１窒化物領域１０が得られる。
【0028】
Ａｌの組成比が傾斜した第１窒化物領域１０が設けられることで、例えば、応力が緩和される。例えば、反りなどが抑制される。
【0029】
図３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３に示すように、実施形態に係る半導体装置１１１において、第１電極５１の構成が、半導体装置１１０におけるそれとは異なる。これを除く半導体装置１１１の構成は、半導体装置１１０の構成と同様で良い。
図３に示すように、実施形態に係る半導体装置１１１において、第１電極５１の構成が、半導体装置１１０におけるそれとは異なる。これを除く半導体装置１１１の構成は、半導体装置１１０の構成と同様で良い。
【0030】
半導体装置１１１は、シリコンを含む基体１８ｓと、Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域３０と、を含む。第１方向Ｄ１において、第１電極５１の少なくとも一部と第２電極５２との間に基体１８ｓがある。基体１８ｓと第２電極５２との間に第３窒化物領域３０がある。第３窒化物領域３０と第２電極５２との間に第１窒化物領域１０がある。第１窒化物領域１０と第２電極５２との間に第２窒化物領域２０がある。第１電極５１の別の一部から基体１８ｓへの方向は、第１方向Ｄ１と交差する。
【0031】
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４に示すように、実施形態に係る半導体装置１１２において、第１電極５１の構成が、半導体装置１１０におけるそれとは異なる。これを除く半導体装置１１２の構成は、半導体装置１１０の構成と同様で良い。
図４に示すように、実施形態に係る半導体装置１１２において、第１電極５１の構成が、半導体装置１１０におけるそれとは異なる。これを除く半導体装置１１２の構成は、半導体装置１１０の構成と同様で良い。
【0032】
図４に示すように、半導体装置１１２は、導電性の基体１８ｓを含む。第１電極５１と第２電極５２との間に基体１８ｓがある。基体１８ｓと第２電極５２との間に第１窒化物領域１０がある。第１窒化物領域１０と第２電極５２との間に第２窒化物領域２０がある。基体１８ｓは、例えば、ＧａＮを含む。第３窒化物領域３０が省略されて良い。
【0033】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図５に示すように、実施形態に係るウエーハ２１０は、基体１８ｓ、第１窒化物領域１０及び第２窒化物領域２０を含む。ウエーハ２１０において、基体１８ｓ、第１窒化物領域１０及び第２窒化物領域２０に関して第１実施形態において説明した構成が適用されて良い。
図５は、第２実施形態に係るウエーハを例示する模式的断面図である。
図５に示すように、実施形態に係るウエーハ２１０は、基体１８ｓ、第１窒化物領域１０及び第２窒化物領域２０を含む。ウエーハ２１０において、基体１８ｓ、第１窒化物領域１０及び第２窒化物領域２０に関して第１実施形態において説明した構成が適用されて良い。
【0034】
第１窒化物領域１０は、基体１８ｓと第２窒化物領域２０との間にある。第１窒化物領域１０は、第１領域１１及び第２領域１２を含む。第１領域１１は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含む。第２領域１２は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む。第２窒化物領域２０は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む。第２領域１２は、第１領域１１と第２窒化物領域２０との間にある。
【0035】
ウエーハ２１０において、組成比ｘ１は、第１領域１１から第２窒化物領域２０への第１方向Ｄ１に沿って低下する（図２参照）。組成比ｘ２は、第１方向Ｄ１に沿って低下する（図２参照）。第１方向Ｄ１に沿う位置ｐＺの変化に対する組成比ｘ１の第１変化率は、第１方向Ｄ１に沿う位置ｐＺの変化に対する組成比ｘ２の第２変化率よりも高い。
【0036】
例えば、ｐ形の第１領域１１が得られる。例えば、第２領域１２は、Ｍｇを含まなくて良い。または、第２領域１２におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下で良い。例えば、高い結晶品質が得易い。例えば、高い耐圧の半導体装置に応用できるウエーハが提供できる。実施形態によれば、特性を向上可能なウエーハを提供できる。
【0037】
ウエーハ２１０において、第２窒化物領域２０は、シリコンを含んで良い。ｎ形の特性が、安定して得られる。
【0038】
実施形態において、窒化物領域の形状などに関する情報は、例えば、電子顕微鏡観察などにより得られる。窒化物領域における組成及び元素濃度に関する情報は、例えば、ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）、または、ＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）などにより得られる。窒化物領域における組成に関する情報は、例えば、逆格子空間マッピングなどにより得られて良い。
【0039】
実施形態は、以下の技術案を含んで良い。
（技術案１）
第１領域及び第２領域を含む第１窒化物領域であって、前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む、前記第１窒化物領域と、
Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２窒化物領域であって、前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、前記第２窒化物領域と、
前記第１領域に電気的に接続された第１電極と、
前記第２窒化物領域と電気的に接続された第２電極と、
を備え、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、半導体装置。
（技術案１）
第１領域及び第２領域を含む第１窒化物領域であって、前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含む、前記第１窒化物領域と、
Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２窒化物領域であって、前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、前記第２窒化物領域と、
前記第１領域に電気的に接続された第１電極と、
前記第２窒化物領域と電気的に接続された第２電極と、
を備え、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、半導体装置。
【0040】
（技術案２）
前記第１変化率の前記第２変化率に対する比は、２０以上である、技術案１に記載の半導体装置。
前記第１変化率の前記第２変化率に対する比は、２０以上である、技術案１に記載の半導体装置。
【0041】
（技術案３）
前記第２窒化物領域は、シリコンを含む、技術案１または２に記載の半導体装置。
前記第２窒化物領域は、シリコンを含む、技術案１または２に記載の半導体装置。
【0042】
（技術案４）
前記第２領域は、前記第１領域及び前記第２窒化物領域と接する、技術案３に記載の半導体装置。
前記第２領域は、前記第１領域及び前記第２窒化物領域と接する、技術案３に記載の半導体装置。
【0043】
（技術案５）
前記第２領域は、Ｍｇを含まない、または、
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、技術案１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記第２領域は、Ｍｇを含まない、または、
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、技術案１～３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0044】
（技術案６）
前記第１領域の前記第１方向に沿う第１領域厚は、前記第２領域の前記第１方向に沿う第２領域厚よりも薄い、技術案１～５のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記第１領域の前記第１方向に沿う第１領域厚は、前記第２領域の前記第１方向に沿う第２領域厚よりも薄い、技術案１～５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0045】
（技術案７）
前記第１領域厚は、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
前記第２領域厚は、３０００ｎｍ以上１５００００ｎｍ以下である、技術案６に記載の半導体装置。
前記第１領域厚は、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
前記第２領域厚は、３０００ｎｍ以上１５００００ｎｍ以下である、技術案６に記載の半導体装置。
【0046】
（技術案８）
前記第２窒化物領域の前記第１方向に沿う第２窒化物領域厚は、前記第２領域厚よりも薄い、技術案６または７に記載の半導体装置。
前記第２窒化物領域の前記第１方向に沿う第２窒化物領域厚は、前記第２領域厚よりも薄い、技術案６または７に記載の半導体装置。
【0047】
（技術案９）
前記第２窒化物領域厚は、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、技術案８に記載の半導体装置。
前記第２窒化物領域厚は、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、技術案８に記載の半導体装置。
【0048】
（技術案１０）
前記第１領域は、第１部分領域と第２部分領域とを含み、
前記第２部分領域から前記第１部分領域への第２方向は、前記第１方向と交差し、
前記第２領域は、前記第１部分領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１電極は、前記第１方向において前記第２部分領域と重なる、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記第１領域は、第１部分領域と第２部分領域とを含み、
前記第２部分領域から前記第１部分領域への第２方向は、前記第１方向と交差し、
前記第２領域は、前記第１部分領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１電極は、前記第１方向において前記第２部分領域と重なる、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0049】
（技術案１１）
第１電極中間層をさらに備え、
前記第１電極中間層は、前記第２部分領域と前記第１電極との間に設けられ、
前記第１電極中間層は、Ｇａ及びＡｌの少なくともいずれかと、窒素と、を含み、
前記第１電極中間層は、Ｍｇを含む、技術案１０に記載の半導体装置。
第１電極中間層をさらに備え、
前記第１電極中間層は、前記第２部分領域と前記第１電極との間に設けられ、
前記第１電極中間層は、Ｇａ及びＡｌの少なくともいずれかと、窒素と、を含み、
前記第１電極中間層は、Ｍｇを含む、技術案１０に記載の半導体装置。
【0050】
（技術案１２）
前記第１電極は、前記第２方向において前記第２領域と重なる、技術案１０または１１に記載の半導体装置。
前記第１電極は、前記第２方向において前記第２領域と重なる、技術案１０または１１に記載の半導体装置。
【0051】
（技術案１３）
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第３窒化物領域は、前記基体と前記第１窒化物領域との間にある、技術案１～１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第３窒化物領域は、前記基体と前記第１窒化物領域との間にある、技術案１～１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0052】
（技術案１４）
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１方向において前記第１電極の少なくとも一部と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第３窒化物領域があり、
前記第３窒化物領域と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域があり、
前記第１電極の別の一部から前記基体への方向は、前記第１方向と交差する、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
シリコンを含む基体と、
Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ３Ｎ（ｙ２＜ｚ３≦１）を含む第３窒化物領域と、
をさらに含み、
前記第１方向において前記第１電極の少なくとも一部と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第３窒化物領域があり、
前記第３窒化物領域と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域があり、
前記第１電極の別の一部から前記基体への方向は、前記第１方向と交差する、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0053】
（技術案１５）
導電性の基体をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域がある、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
導電性の基体をさらに備え、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記基体があり、
前記基体と前記第２電極との間に前記第１窒化物領域があり、
前記第１窒化物領域と前記第２電極との間に前記第２窒化物領域がある、技術案１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0054】
（技術案１６）
前記基体は、ＧａＮを含む、技術案１５に記載の半導体装置。
前記基体は、ＧａＮを含む、技術案１５に記載の半導体装置。
【0055】
（技術案１７）
前記第１領域は、ｐ形であり、
前記第２窒化物領域は、ｎ形であり、
前記第１窒化物領域及び前記第２窒化物領域は、ダイオードとして機能する、技術案１～１６のいずれか１つに記載の半導体装置。
前記第１領域は、ｐ形であり、
前記第２窒化物領域は、ｎ形であり、
前記第１窒化物領域及び前記第２窒化物領域は、ダイオードとして機能する、技術案１～１６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【0056】
（技術案１８）
基体と、
第１窒化物領域と、
第２窒化物領域と、
を備え、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、
前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含み、
前記第２窒化物領域は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含み、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、ウエーハ。
基体と、
第１窒化物領域と、
第２窒化物領域と、
を備え、
前記第１窒化物領域は、前記基体と前記第２窒化物領域との間にあり、
前記第１窒化物領域は、第１領域及び第２領域を含み、
前記第１領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０＜ｘ１≦１）を含み、
前記第２領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜ｘ１）を含み、
前記第２窒化物領域は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含み、
前記第２領域は、前記第１領域と前記第２窒化物領域との間にあり、
組成比ｘ１は、前記第１領域から前記第２窒化物領域への第１方向に沿って低下し、
組成比ｘ２は、前記第１方向に沿って低下し、
前記第１方向に沿う位置の変化に対する前記組成比ｘ１の第１変化率は、前記第１方向に沿う前記位置の前記変化に対する前記組成比ｘ２の第２変化率よりも高い、ウエーハ。
【0057】
（技術案１９）
前記第２窒化物領域は、シリコンを含む、技術案１８に記載のウエーハ。
前記第２窒化物領域は、シリコンを含む、技術案１８に記載のウエーハ。
【0058】
（技術案２０）
前記第２領域は、Ｍｇを含まない、または、
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、技術案１８または１９に記載のウエーハ。
前記第２領域は、Ｍｇを含まない、または、
前記第２領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３以下である、技術案１８または１９に記載のウエーハ。
【0059】
実施形態によれば、特性を向上可能な半導体装置及びウエーハが提供される。
【0060】
本願明細書において、「電気的に接続される状態」は、複数の導電体が物理的に接してこれら複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、別の導電体が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。
【0061】
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、半導体装置及びウエーハに含まれる、電極、窒化物領域、及び、基体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。
【0062】
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。
【0063】
その他、本発明の実施の形態として上述した、及びウエーハを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての及びウエーハも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【0064】
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解される。
【0065】
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】
【0066】
１０、２０、３０：第１、第２、第３窒化物領域、 １１、１２：第１、第２領域、 １１ａ、１１ｂ：第１、第２部分領域、 １８ｓ：基体、 ５１、５２：第１、第２電極、 ５１ａ：第１電極中間層、 １１０～１１２：半導体装置、 ２１０：ウエーハ、 Ｄ１、Ｄ２：第１、第２方向、 ｐＺ：位置、 ｔ１１、ｔ１２：第１、第２領域厚、 ｔ２０：第２窒化物領域厚、 ｘ１、ｘ２、ｙ２、ｚ３、α：組成比
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】