特許 7520778 半導体装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-12

(45)【発行日】2024-07-23

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/338 20060101AFI20240716BHJP

   H01L 29/778 20060101ALI20240716BHJP

   H01L 29/812 20060101ALI20240716BHJP

   H01L 29/41 20060101ALI20240716BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20240716BHJP

   H01L 21/336 20060101ALI20240716BHJP

   H01L 29/78 20060101ALI20240716BHJP

【ＦＩ】

H01L29/80 H

H01L29/44 Y

H01L21/28 301B

H01L29/78 301B

H01L29/78 301V

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021115503

(22)【出願日】2021-07-13

(65)【公開番号】P2022111974

(43)【公開日】2022-08-01

【審査請求日】2023-03-13

(31)【優先権主張番号】P 2021006881

(32)【優先日】2021-01-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】梶原 瑛祐

(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

(72)【発明者】

【氏名】蔵口 雅彦

【審査官】恩田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０４５１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８６１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２９６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５０１４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２９／７７８

Ｈ０１Ｌ ２９／７８

Ｈ０１Ｌ ２１／３３８

Ｈ０１Ｌ ２９／４１

Ｈ０１Ｌ ２１／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／３３６

(57)【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、
Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（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半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５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、前記第２半導体領域と、
シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある、前記第１絶縁部材と、
シリコン及び窒素を含む第２絶縁部材であって、前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にあり、前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する、前記第２絶縁部材と、
を備え、
前記第２絶縁部材は、第３絶縁領域及び第４絶縁領域を含み、
前記第３絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、前記第２電極の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、
前記第４絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第３絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２電極の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、
前記第２半導体部分は、前記第５部分領域と前記第３絶縁領域との間、及び、前記第５部分領域と前記第４絶縁領域との間にあり、
前記第３絶縁領域は、前記第４絶縁領域における第４窒素濃度よりも高い第３窒素濃度、前記第４絶縁領域における第４水素濃度よりも低い第３水素濃度、及び、前記第４絶縁領域における第４密度よりも高い第３密度の少なくともいずれかを有し、
前記第２絶縁部材は、第６絶縁領域をさらに含み、
前記第４絶縁領域は、前記第２半導体部分と前記第６絶縁領域との間にあり、
前記第６絶縁領域は、前記第３窒素濃度よりも低い第６窒素濃度、前記第３水素濃度よりも高い第６水素濃度、及び、前記第３密度よりも低い第６密度の少なくともいずれかを有する、半導体装置。

【請求項2】

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、
Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（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半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５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、前記第２半導体領域と、
シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある、前記第１絶縁部材と、
シリコン及び窒素を含む第２絶縁部材であって、前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にあり、前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する、前記第２絶縁部材と、
を備え、
前記第２絶縁部材は、第５絶縁領域をさらに含み、
前記第１絶縁領域は、前記第１半導体部分と前記第５絶縁領域との間にあり、
前記第５絶縁領域は、前記第１窒素濃度よりも高い第５窒素濃度、前記第１水素濃度よりも低い第５水素濃度、及び、前記第１密度よりも高い第５密度の少なくともいずれかを有する、半導体装置。

【請求項3】

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、
Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（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半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５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、前記第２半導体領域と、
シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある、前記第１絶縁部材と、
シリコン及び窒素を含む第２絶縁部材であって、前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にあり、前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する、前記第２絶縁部材と、
を備え、
前記第３電極は、第２電極部分をさらに含み、
前記第１半導体部分の一部は、前記第４部分領域と前記第２電極部分との間にあり、
前記第２絶縁領域の少なくとも一部は、前記第１半導体部分の前記一部と、前記第２電極部分との間にあり、
前記第１絶縁領域の少なくとも一部は、前記第１半導体部分の前記一部と、前記第２電極部分との間にある、半導体装置。

【請求項4】

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、
Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（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半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５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、前記第２半導体領域と、
シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある、前記第１絶縁部材と、
シリコン及び窒素を含む第２絶縁部材であって、前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にあり、前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する、前記第２絶縁部材と、
を備え、
前記第２絶縁部材は、第７絶縁領域をさらに含み、
前記第７絶縁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絶縁領域と前記第２絶縁領域との間にあり、
前記第７絶縁領域は、前記第１窒素濃度と前記第２窒素濃度との間の第７窒素濃度、前記第１水素濃度と前記第２水素濃度との間の第７水素濃度、及び、前記第１密度と前記第２密度との間の第７密度の少なくともいずれかを有する、半導体装置。

【請求項5】

前記第２絶縁部材は、第３絶縁領域及び第４絶縁領域を含み、
前記第３絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、前記第２電極の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、
前記第４絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第３絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第２電極の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、
前記第２半導体部分は、前記第５部分領域と前記第３絶縁領域との間、及び、前記第５部分領域と前記第４絶縁領域との間にあり、
前記第３絶縁領域は、前記第４絶縁領域における第４窒素濃度よりも高い第３窒素濃度、前記第４絶縁領域における第４水素濃度よりも低い第３水素濃度、及び、前記第４絶縁領域における第４密度よりも高い第３密度の少なくともいずれかを有する、請求項２～４のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第３絶縁領域におけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも低い、請求項１または５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第４絶縁領域におけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも高い、請求項１、５、６のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項8】

前記第３絶縁領域の前記第２方向に沿う第３厚さは、前記第４絶縁領域の前記第２方向に沿う第４厚さよりも薄い、請求項１、５～７のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項9】

前記第３電極は、第３電極部分をさらに含み、
前記第２半導体部分の一部は、前記第５部分領域と前記第３電極部分との間にあり、
前記第３絶縁領域の少なくとも一部は、前記第２半導体部分の前記一部と、前記第３電極部分との間にある、請求項１、５～８のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第２絶縁領域におけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも低い、請求項１～９のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項11】

前記第１絶縁領域におけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも高い、請求項１～１０のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第２絶縁領域の前記第２方向に沿う第２厚さは、前記第１絶縁領域の前記第２方向に沿う第１厚さよりも薄い、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２厚さの前記第１厚さに対する比は、０．５以下である、請求項１２記載の半導体装置。

【請求項14】

第１導電部材と、
第３絶縁部材と、
をさらに備え、
前記第１絶縁領域の少なくとも一部は、前記第１半導体部分と前記第１導電部材と、の間にあり、
前記第３絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１絶縁部材の前記少なくとも一部と前記第１導電部材と、の間にあり、
前記第１導電部材は、前記第２電極及び前記第３電極のいずれかと電気的に接続された、または、前記第２電極及び前記第３電極の前記いずれかと電気的に接続されることが可能である、請求項１２または１３に記載の半導体装置。

【請求項15】

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、
Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある、前記第１半導体領域と、
Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（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半導体部分及び第２半導体部分を含み、前記第４部分領域から前記第１半導体部分への方向は、前記第２方向に沿い、前記第５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、前記第２半導体領域と、
シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材であって、前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含み、前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある、前記第１絶縁部材と、
シリコン及び窒素を含む第２絶縁部材であって、前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含み、前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にあり、前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にあり、前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度を有する、前記第２絶縁部材と、
を備えた半導体装置。

【請求項16】

Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１－ｘ３Ｎ（ｘ２＜ｘ３≦１）を含む窒化物部材をさらに備え、
前記窒化物部材の少なくとも一部は前記第３部分領域と前記第１絶縁部分との間にある、請求項１～１５のいずれか１つに記載の半導体装置。

【請求項17】

前記第１電極部分の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１半導体部分と前記第２半導体部分との間にある、請求項１～１６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、半導体装置及びその製造方法に関する。

【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】

【文献】特開２０２０－１５０１４１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、第１半導体領域、第２半導体領域、第１絶縁部材及び第２絶縁部材を含む。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１半導体領域は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）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部分領域及び第５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、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方向において前記第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１方向において前記第３部分領域と前記第２部分領域との間にある。前記第２半導体領域は、Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む。前記第２半導体領域は、第１半導体部分及び第２半導体部分を含む。前記第４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５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。前記第１絶縁部材は、シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む。前記第１絶縁部材は、第１絶縁部分を含む。前記第１絶縁部分は、前記第３部分領域と前記第１電極部分との間にある。前記第２絶縁部材は、シリコン及び窒素を含む。前記第２絶縁部材は、第１絶縁領域及び第２絶縁領域を含む。前記第１絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１電極の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にある。前記第２絶縁領域の前記第１方向における位置は、前記第１絶縁領域の前記第１方向における前記位置と、前記第１電極部分の前記第１方向における前記位置と、の間にある。前記第１半導体部分は、前記第４部分領域と前記第１絶縁領域との間、及び、前記第４部分領域と前記第２絶縁領域との間にある。前記第２絶縁領域は、前記第１絶縁領域における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、前記第１絶縁領域における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、前記第１絶縁領域における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】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】図２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】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、半導体装置の特性を例示するグラフ図である。

【図4】図４は、半導体装置の特性を例示するグラフ図である。

【図5】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】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】図７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8】図８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9】図９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10】図１０（ａ）～図１０（ｄ）は、第２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11】図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、第２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、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２を含む。

【0009】

第１電極５１から第２電極５２への方向は、第１方向に沿う。第１方向をＸ軸方向とする。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（Ｘ軸方向）における位置は、第１電極５１の第１方向における位置と、第２電極５２の第１方向における位置と、の間にある。

【0011】

第１半導体領域１０は、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。組成比ｘ１は、例えば、０以上０．１未満である。第１半導体領域１０は、例えばＧａＮを含む。

【0012】

第１半導体領域１０は、第１部分領域１１、第２部分領域１２、第３部分領域１３、第４部分領域１４及び第５部分領域１５を含む。第１部分領域１１から第１電極５１への方向は、第１方向と交差する第２方向に沿う。第２方向は、例えば、Ｚ軸方向である。第２部分領域１２から第２電極５２への方向は、第２方向に沿う。第３部分領域１３から第１電極部分５３ａへの方向は、第２方向に沿う。第４部分領域１４は、第１方向（Ｘ軸方向）において第１部分領域１１と第３部分領域１３との間にある。第５部分領域１５は、第１方向において第３部分領域１３と第２部分領域１２との間にある。

【0013】

第２半導体領域２０は、Ａｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む。組成比ｘ２は、例えば、０．１以上０．３５以下である。第２半導体領域２０は、例えば、ＡｌＧａＮである。第１半導体領域１０と第２半導体領域２０との間に、ＡｌＮを含む領域が設けられても良い。ＡｌＮを含む領域の厚さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば、１．５ｎｍ以下である。

【0014】

第２半導体領域２０は、第１半導体部分２１及び第２半導体部分２２を含む。第４部分領域１４から第１半導体部分２１への方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。第５部分領域１５から第２半導体部分２２への方向は、第２方向に沿う。

【0015】

この例では、半導体装置１１０は、基体１８ｓ及び窒化物層１８ｂを含む。基体１８ｓは、例えば、基板で良い。基体１８ｓは、例えば、シリコン基板などで良い。基体１８ｓの上に、窒化物層１８ｂが設けられる。窒化物層１８ｂの上に第１半導体領域１０が設けられる。第１半導体領域１０の上に第２半導体領域２０が設けられる。窒化物層１８ｂは、例えば、バッファ層である。窒化物層１８ｂは、Ａｌ、Ｇａ及び窒素を含む。第１半導体領域１０及び第２半導体領域２０は、例えば、半導体部材１０Ｍに含まれる。

【0016】

第１絶縁部材４１は、シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと、酸素と、を含む。第１絶縁部材４１は、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、または、ＡｌＳｉＯを含む。第１絶縁部材４１は、窒素を含んでも良い。第１絶縁部材４１は、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮを含んでも良い。第１絶縁部材４１の厚さは、例えば、２０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。このような厚さにより、高い絶縁耐圧と、低いチャネル抵抗と、が得られる。

【0017】

第１絶縁部材４１は、第１絶縁部分４１ａを含む。第１絶縁部分４１ａは、第３部分領域１３と第１電極部分５３ａとの間にある。

【0018】

第２絶縁部材４２は、シリコン及び窒素を含む。第２絶縁部材４２における窒素の濃度は、第１絶縁部材４１における窒素の濃度よりも高い。第１絶縁部材４１における酸素の濃度は、第２絶縁部材４２における酸素の濃度よりも高い。

【0019】

第２絶縁部材４２は、第１絶縁領域４２ａ及び第２絶縁領域４２ｂを含む。第１絶縁領域４２ａの第１方向（Ｘ軸方向）における位置は、第１電極５１の第１方向における位置と、第１電極部分５３ａの第１方向における位置と、の間にある。第２絶縁領域４２ｂの第１方向における位置は、第１絶縁領域４２ａの第１方向における位置と、第１電極部分５３ａの第１方向における位置と、の間にある。第１半導体部分２１は、第４部分領域１４と第１絶縁領域４２ａとの間、及び、第４部分領域１４と第２絶縁領域４２ｂとの間にある。

【0020】

例えば、第１電極５１と第１電極部分５３ａとの間の距離は、第１電極部分５３ａと第２電極５２との間の距離よりも長い。

【0021】

第１電極５１は、例えば、第１部分領域１１及び第１半導体部分２１の少なくともいずれかと電気的に接続される。第２電極５２は、例えば、第２部分領域１２及び第２半導体部分２２の少なくともいずれかと電気的に接続される。

【0022】

第１電極５１と第２電極５２との間に流れる電流は、第３電極５３の電位により制御できる。第３電極５３の電位は、例えば、第２電極５２の電位を基準にした電位である。第１電極５１は、例えば、ドレイン電極である。第２電極５２は、例えば、ソース電極である。第３電極５３は、例えば、ゲート電極である。第１絶縁部分４１ａは、例えば、ゲート絶縁膜として機能する。

【0023】

例えば、半導体装置１１０は、トランジスタである。第１半導体領域１０の第２半導体領域２０に対向する部分にキャリア領域（例えば２次元電子ガス）が形成される。半導体装置１１０は、例えば、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）である。

【0024】

実施形態において、例えば、第２絶縁領域４２ｂの材料は、第１絶縁領域４２ａの材料とは異なる。実施形態において、第２絶縁領域４２ｂは、第１絶縁領域４２ａにおける第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、第１絶縁領域４２ａにおける第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、第１絶縁領域４２ａにおける第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する。このような第２絶縁部材４２により、例えば、しきい値電圧の変動を抑制できる。しきい値電圧が安定化できる。例えば、電流コラプスが抑制できる。例えば、高い耐圧が得られる。

【0025】

例えば、第３電極５３に近い第２絶縁領域４２ｂにおける第２窒素濃度は、第１絶縁領域４２ａにおける第１窒素濃度よりも高い。これにより、高い耐圧が得やすい。例えば、第３電極５３に近い第２絶縁領域４２ｂにおける第２水素濃度は、第１絶縁領域４２ａにおける第１水素濃度よりも低い。これにより、高い耐圧が得やすい。例えば、第３電極５３に近い第２絶縁領域４２ｂにおける第２密度は、第１絶縁領域４２ａにおける第１密度よりも高い。これにより、高い耐圧が得やすい。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。

【0026】

例えば、第１電極５１に近い第１絶縁領域４２ａにおける第１窒素濃度は、第２絶縁領域４２ｂにおける第２窒素濃度よりも低い。これにより、電流コラプスが抑制し易い。例えば、第１電極５１に近い第１絶縁領域４２ａにおける第１水素濃度は、第２絶縁領域４２ｂにおける第２水素濃度よりも高い。これにより、電流コラプスが抑制し易い。例えば、第１電極５１に近い第１絶縁領域４２ａにおける第１密度は、第２絶縁領域４２ｂにおける第２密度よりも低い。これにより、電流コラプスが抑制し易い。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。

【0027】

例えば、第２絶縁領域４２ｂにおけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも低い。第２絶縁領域４２ｂは、例えば窒素リッチの窒化シリコンである。

【0028】

例えば、第１絶縁領域４２ａにおけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも高い。第１絶縁領域４２ａは、例えば、シリコンリッチな窒化シリコンである。

【0029】

１つの例において、このような第２絶縁部材４２は、第２絶縁部材４２の形成時に、第１絶縁領域４２ａとなる膜と、第２絶縁領域４２ｂとなる膜と、を別に形成することで得られる。

【0030】

実施形態において、第１絶縁領域４２ａと第２絶縁領域４２ｂとの間の境界は、明確でも、不明確でも良い。後述するように、これらの絶縁領域の間に中間的な特性の領域が設けられても良い。

【0031】

図１に示すように、第２絶縁部材４２は、第３絶縁領域４２ｃ及び第４絶縁領域４２ｄを含んでも良い。第３絶縁領域４２ｃの第１方向（Ｘ軸方向）における位置は、第１電極部分５３ａの第１方向における位置と、第２電極５２の第１方向における位置と、の間にある。第４絶縁領域４２ｄの第１方向における位置は、第３絶縁領域４２ｃの第１方向における位置と、第２電極５２の第１方向における位置と、の間にある。第２半導体部分２２は、第５部分領域１５と第３絶縁領域４２ｃとの間、及び、第５部分領域１５と第４絶縁領域４２ｄとの間にある。

【0032】

第３絶縁領域４２ｃは、第４絶縁領域４２ｄにおける第４窒素濃度よりも高い第３窒素濃度、第４絶縁領域４２ｄにおける第４水素濃度よりも低い第３水素濃度、及び、第４絶縁領域４２ｄにおける第４密度よりも高い第３密度の少なくともいずれかを有する。このような第３絶縁領域４２ｃにより、高い耐圧が得やすい。例えば、ゲートリーク電流が低減できる。

【0033】

例えば、第３絶縁領域４２ｃの材料は、第２絶縁領域４２ｂの材料と実質的に同じで良い。第４絶縁領域４２ｄの材料は、第１絶縁領域４２ａの材料と実質的に同じで良い。

【0034】

例えば、第３絶縁領域４２ｃにおけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも低い。例えば、第４絶縁領域４２ｄにおけるシリコンの濃度の窒素の濃度に対する比は、０．７５よりも高い。

【0035】

図１に示すように、この例では、第１電極部分５３ａの少なくとも一部は、第１方向（Ｘ軸方向）において、第１半導体部分２１と第２半導体部分２２との間にある。例えば、第１電極部分５３ａの少なくとも一部は、第１方向において、第４部分領域１４と第５部分領域１５との間にある。第３電極５３は、例えば、トレンチ型ゲート電極である。例えば、高いしきい値電圧が得易い。例えば、ノーマリオフの特性が得られる。

【0036】

この例では、第３電極５３は、第２電極部分５３ｂをさらに含む。第１半導体部分２１の一部は、第４部分領域１４と第２電極部分５３ｂとの間にある。第２電極部分５３ｂは、例えば庇部である。第２絶縁領域４２ｂの少なくとも一部は、第１半導体部分２１の一部と、第２電極部分５３ｂとの間にある。

【0037】

この例では、第３電極５３は、第３電極部分５３ｃをさらに含む。第２半導体部分２２の一部は、第５部分領域１５と第３電極部分５３ｃとの間にある。第３電極部分５３ｃは、例えば庇部である。第３絶縁領域４２ｃの少なくとも一部は、第２半導体部分２２の一部と、第３電極部分５３ｃとの間にある。

【0038】

第２電極部分５３ｂ及び第３電極部分５３ｃが設けられることで、例えば、第３電極５３において、低い電気抵抗が得られる。このような庇部が設けられる場合に、上記のような第２絶縁領域４２ａ及び第３絶縁領域４２ｃが設けられることで、高い耐圧と、安定したしきい値電圧と、が得やすい。

【0039】

図１に示すように、第１絶縁部材４１は、第２絶縁部分４１ｂ及び第３絶縁部分４１ｃを含む。第２絶縁部分４１ｂは、第１半導体部分２１と第１電極部分５３ａとの間にある。第３絶縁部分４１ｃは、第１電極部分５３ａと第２半導体部分２２との間にある。

【0040】

図１に示すように、第１絶縁部材４１は、第４絶縁部分４１ｄ及び第５絶縁部分４１ｅを含んでも良い。例えば、第１絶縁領域４２ａは、第１半導体部分２１と第４絶縁部分４１ｄとの間にある。第４絶縁領域４２ｄは、第２半導体部分２２と第５絶縁部分４１ｅとの間にある。

【0041】

図１に示すように、この例では、半導体装置１１０は、窒化物部材３０をさらに含む。窒化物部材３０は、Ａｌ_ｘ３Ｇａ_１－ｘ３Ｎ（ｘ２＜ｘ３≦１）を含む。組成比ｘ３は、例えば、０．８以上１以下である。窒化物部材３０は、例えば、ＡｌＮである。窒化物部材３０の少なくとも一部は、第３部分領域１３と第１絶縁部分４１ａとの間にある。窒化物部材３０が設けられることで、より高い電子移動度が得られる。例えば、より低いオン抵抗が得られる。窒化物部材３０の厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。窒化物部材３０の厚さが１．５ｎｍ以上であることで、例えば、高いチャネル移動度が得られる。窒化物部材３０の厚さが１０ｎｍ以下であることで、例えば、窒化物部材３０が安定になり、ゲートリーク電流が抑制される。

【0042】

窒化物部材３０の一部は、例えば、第４部分領域１４と第１電極部分５３ａとの間に設けられて良い。窒化物部材３０の一部は、例えば、第１電極部分５３ａと第５部分領域１５との間に設けられて良い。窒化物部材３０の一部は、例えば、第１半導体部分２１と第１電極部分５３ａとの間に設けられて良い。窒化物部材３０の一部は、例えば、第２電極部分５３ａと第２半導体部分２２との間に設けられて良い。

【0043】

例えば、第１絶縁領域４２ａは、第１半導体部分２１と窒化物部材３０の一部との間に設けられて良い。第２絶縁領域４２ｂは、第１半導体部分２１と窒化物部材３０の一部との間に設けられて良い。第３絶縁領域４２ｃは、第２半導体部分２２と窒化物部材３０の一部との間に設けられて良い。第４絶縁領域４２ｄは、第２半導体部分２２と窒化物部材３０の一部との間に設けられて良い。

【0044】

図２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に示すように、実施形態に係る半導体装置１１１も、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２を含む。半導体装置１１１においては、第１絶縁領域４２ａの厚さが、第２絶縁領域４２ｂの厚さと異なり、第４絶縁領域４２ｄの厚さが、第３絶縁領域４２ｃの厚さと異なる。半導体装置１１１におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１０における構成と同様で良い。

【0045】

図１に示すように、第１絶縁領域４２ａの第２方向（Ｚ軸方向）に沿う厚さを第１厚さｔ１とする。第２絶縁領域４２ｂの第２方向に沿う厚さを第２厚さｔ２とする。第３絶縁領域４２ｃの第２方向に沿う厚さを第３厚さｔ３とする。第４絶縁領域４２ｄの第２方向に沿う厚さを第４厚さｔ４とする。この例では、第２厚さｔ２は、第１厚さｔ１よりも薄い。第３厚さｔ３は、第４厚さｔ４よりも薄い。第３厚さｔ３は、第２厚さｔ２と実質的に同じでよい。第４厚さｔ４は、第１厚さｔ１と実質的に同じで良い。

【0046】

第２厚さｔ２が薄いことで、しきい値電圧の変動がより抑制できる。第３厚さｔ３が薄いことで、しきい値電圧の変動がより抑制できる。

【0047】

例えば、第２厚さｔ２は、５ｎｍ以下である。例えば、第２厚さｔ２の第１厚さｔ１に対する比は、０．５以下である。例えば、第１厚さｔ１は、５ｎｍを超え１５０ｎｍ以下である。

【0048】

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、半導体装置の特性を例示するグラフ図である。
図３（ａ）の横軸は、第２厚さｔ２である。図３（ｂ）の横軸は、厚さ比Ｒｔ１である。厚さ比Ｒｔ１は、第２厚さｔ２の第１厚さｔ１に対する比（すなわち、ｔ２／ｔ１）である。これらの図の縦軸は、第３電極５３に電圧ストレスを与えたときのしきい値電圧の変動量ＶＣ１である。この例では、電圧ストレスとして、＋１５Ｖの電圧が、１０００秒の期間、第３電極５３に与えられる。変動量ＶＣ１は、電圧ストレスが与えられる前のしきい値電圧と、電圧ストレスが与えられた後のしきい値電圧と、の差である。測定温度は、１５０℃である。これらの図において、第２厚さｔ２が０の条件は、第２絶縁領域４２ｂが設けられない場合に対応する。

【0049】

図３（ａ）に示すように、第２厚さｔ２が０よりも大きい場合、第２厚さｔ２が大きいと、変動量ＶＣ１が大きくなる。第２厚さｔ２は、例えば５ｎｍ以下であることが好ましい。第２厚さｔ２は、例えば３．５ｎｍ以下でも良い。変動量ＶＣ１が小さくできる。

【0050】

図３（ｂ）に示すように、厚さ比Ｒｔ１が高くなると、変動量ＶＣ１が大きくなる。厚さ比Ｒｔ１は、例えば、０．５以下であることが好ましい。厚さ比Ｒｔ１は、例えば、０．３以下でも良い。変動量ＶＣ１が小さくできる。

【0051】

図４は、半導体装置の特性を例示するグラフ図である。
図４は、第３電極５３に負の電圧を印加したときの特性を例示している。図４の横軸は、第３電極５３に印加される負の電圧－Ｖｇである。縦軸は、第３電極５３と第２電極５２との間のリーク電流ＩＬである。この測定において、第１電極５１の電位は、第２電極５２の電位と同じである。図４には、第２厚さｔ２を変えたときの特性が例示されている。第２厚さｔ２が０の条件は、第２絶縁領域４２ｂが設けられない場合に対応する。

【0052】

図４に示すように、第２厚さｔ２が０で、第２絶縁領域４２ｂが設けられない場合は、負の電圧－Ｖｇの絶対値が約１４５Ｖのときに、リーク電流ＩＬが急激に増大する。リーク電流ＩＬの急激な増大は、半導体装置の破壊に対応する。実施形態において、第２厚さｔ２は０ｎｍよりも大きいことが好ましい。例えば、第２厚さｔ２は０．５ｎｍ以上であることが好ましい。例えば、第２厚さｔ２は１ｎｍ以上でも良い。

【0053】

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５に示すように、実施形態に係る半導体装置１１２は、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２に加えて、第１導電部材６１及び第３絶縁部材４３を含む。半導体装置１１２におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１１における構成と同様で良い。

【0054】

半導体装置１１２において、第１絶縁領域４２ａの少なくとも一部は、第１半導体部分２１と第１導電部材６１と、の間にある。

【0055】

第１導電部材６１は、第２電極５２及び第３電極５３のいずれかと電気的に接続される。または、第２電極５２及び第３電極５３のいずれかと電気的に接続されることが可能である。例えば、第１導電部材６１は、接続部材６１Ｃにより、例えば、第２電極５２及び第３電極５３のいずれかと電気的に接続される。図５の例では、第１導電部材６１は、接続部材６１Ｃにより、第２電極５２と電気的に接続される。接続部材６１Ｃは、図５の断面とは異なる位置に設けられて良い。例えば、第１導電部材６１と電気的に接続された端子６１Ｔが設けられても良い。例えば、第２電極５２と電気的に接続された端子５２Ｔが設けられても良い。これらの端子が、接続部材６１Ｃにより電気的に接続されても良い。

【0056】

例えば、第１導電部材６１は、フィールドプレートとして機能できる。例えば、電界の集中を抑制できる。例えば、高い耐圧が得られる。例えば、電流コラプスが抑制できる。

【0057】

例えば、第１導電部材６１とキャリア領域との間に、電気容量が形成される。第１絶縁領域４２ａが厚いことで、第１導電部材６１とキャリア領域との間の距離が長くなる。第１絶縁領域４２ａが厚いことで、電気容量を小さくすることができる。寄生容量が小さくできる。例えば、良好なスイッチング特性が得易い。例えば、スイッチング損失を低減できる。

【0058】

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６に示すように、実施形態に係る半導体装置１１３も、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２を含む。半導体装置１１３においては、第２絶縁部材４２は、第５絶縁領域４２ｅ及び第５絶縁領域４２ｆを含む。半導体装置１１３におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１１（または半導体装置１１０）における構成と同様で良い。

【0059】

第１絶縁領域４２ａは、第１半導体部分２１と第５絶縁領域４２ｅとの間にある。第５絶縁領域４２ｅは、第１窒素濃度よりも高い第５窒素濃度、第１水素濃度よりも低い第５水素濃度、及び、第１密度よりも高い第５密度の少なくともいずれかを有する。第５絶縁領域４２ｅの材料は、例えば、第２絶縁領域４２ｂの材料と同じで良い。第５絶縁領域４２ｅは、第２絶縁領域４２ｂと連続して良い。

【0060】

第４絶縁領域４２ｄは、第２半導体部分２２と第６絶縁領域４２ｆとの間にある。第６絶縁領域４２ｆは、第３窒素濃度よりも低い第６窒素濃度、第３水素濃度よりも高い第６水素濃度、及び、第３密度よりも低い第６密度の少なくともいずれかを有する。第６絶縁領域４２ｆの材料は、例えば、第３絶縁領域４２ｃの材料と同じで良い。第６絶縁領域４２ｆは、第３絶縁領域４２ｃと連続して良い。

【0061】

半導体装置１１１～１１３においても、高い耐圧が得られる。安定したしきい値電圧が得られる。電流コラプスが抑制できる。特性を向上できる。

【0062】

図７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に示すように、実施形態に係る半導体装置１１４も、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２を含む。半導体装置１１４においては、第３電極５３の形状が、半導体装置１１２における第３電極５３の形状とは異なる。半導体装置１１４におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１３における構成と同様で良い。

【0063】

図７に示すように、第３電極５３は、第２電極部分５３ｂを含む。第１半導体部分２１の一部は、第４部分領域１４と第２電極部分５３ｂとの間にある。第１絶縁領域４２ａの少なくとも一部は、第１半導体部分２１の一部と、第２電極部分５３ｂとの間にある。第２絶縁領域４２ｂの少なくとも一部は、第１半導体部分２１の別の一部と、第２電極部分５３ｂとの間にある。

【0064】

半導体装置１１４においては、第１絶縁領域４２ａは、Ｚ軸方向において、第２電極部分５３ｂと重なる。例えば、ゲート－ドレイン容量が低減できる。例えば、第２電極部分５３ｂは、ゲートフィールドプレートして機能できる。例えば、高い耐圧が得やすくなる。

【0065】

図８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８に示すように、実施形態に係る半導体装置１１５において、第１導電部材６１が設けられる。半導体装置１１５におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１３（または半導体装置１１４）における構成と同様で良い。例えば、電界の集中を抑制できる。例えば、高い耐圧が得られる。

【0066】

図９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９に示すように、実施形態に係る半導体装置１１６も、第１電極５１、第２電極５２、第３電極５３、第１半導体領域１０、第２半導体領域２０、第１絶縁部材４１、及び、第２絶縁部材４２を含む。半導体装置１１６において、第２絶縁部材４２の構成は、半導体装置１１３における第２絶縁部材４２の構成と異なる。半導体装置１１６におけるこれ以外の構成は、半導体装置１１３における構成と同様で良い。

【0067】

図９に示すように、第２絶縁部材４２は、第７絶縁領域４２ｇを含む。第７絶縁領域４２ｇの少なくとも一部は、第１方向（Ｘ軸方向）において第１絶縁領域４２ａと第２絶縁領域４２ｂとの間にある。

【0068】

第７絶縁領域４２ｇは、第１窒素濃度と第２窒素濃度との間の第７窒素濃度、第１水素濃度と第２水素濃度との間の第７水素濃度、及び、第１密度と第２密度との間の第７密度の少なくともいずれかを有する。

【0069】

図９に示すように、第２絶縁部材４２は、第８絶縁領域４２ｈを含んでも良い。第８絶縁領域４２ｈの少なくとも一部は、第１方向（Ｘ軸方向）において第３絶縁領域４２ｃと第４絶縁領域４２ｄとの間にある。

【0070】

第８絶縁領域４２ｈは、第３窒素濃度と第４窒素濃度との間の第８窒素濃度、第３水素濃度と第４水素濃度との間の第８水素濃度、及び、第３密度と第４密度との間の第８密度の少なくともいずれかを有する。

【0071】

このように、第２絶縁部材４２は、中間的な領域（第７絶縁領域４２ｇ及び第８絶縁領域４２ｈ）を含んでも良い。中間領域の数は任意である。例えば、第２絶縁部材４２における複数の絶縁領域の間の境界は、明確でも不明確でも良い。

【0072】

半導体装置１１４～１１６においても、高い耐圧が得られる。安定したしきい値電圧が得られる。電流コラプスが抑制できる。特性を向上できる。

【0073】

半導体装置１１１または半導体装置１１２などのように、第２厚さｔ２が第１厚さｔ１よりも薄い場合、第２絶縁領域４２ｂの特性（組成比または密度など）が第１絶縁領域４２ａの特性（組成比または密度など）と実質的に同じでも良い。厚さの違いにより、安定したしきい値電圧が得やすい。

【0074】

（第２実施形態）
第２実施形態は半導体装置の製造方法に係る。
図１０（ａ）～図１０（ｄ）、及び、図１１（ａ）～図１１（ｄ）は、第２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）に示すように、半導体部材１０Ｍを準備する。半導体部材１０Ｍは、Ａｌ_ｘ１Ｇａ_１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１半導体領域１０と、第１半導体領域１０の上に設けられたＡｌ_ｘ２Ｇａ_１－ｘ２Ｎ（ｘ１＜ｘ２≦１）を含む第２半導体領域２０と、を含む。

【0075】

図１０（ａ）に示すように、第２半導体領域２０の上に第１絶縁膜Ｆ１を形成する。第１絶縁膜Ｆ１は、シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む。

【0076】

図１０（ｂ）に示すように、第１絶縁膜Ｆ１の上にマスク材Ｍ１を形成し、マスク材Ｍ１をマスクとして用いて、第１絶縁膜Ｆ１の一部を除去する。除去は、例えば、ウエットエッチングの実施により行われる。

【0077】

このように、半導体部材１０Ｍの第２半導体領域２０の一部の上に、シリコン及び窒素を含む第１絶縁膜Ｆ１を形成する。

【0078】

図１０（ｃ）に示すように、第２半導体領域２０の他部の上に、シリコン及び窒素を含む第２絶縁膜Ｆ２を形成する。第２半導体領域２０の他部、及び、第１絶縁膜Ｆ１の上に、シリコン及び窒素を含む第２絶縁膜Ｆ２が形成されても良い。

【0079】

図１０（ｄ）に示すように、第２絶縁膜Ｆ２の一部を除去し、第２絶縁膜Ｆ２の一部の除去により露出された半導体部材１０Ｍに穴１０Ｈを形成する。穴１０Ｈは、第１半導体領域１０に到達する。

【0080】

図１１（ａ）に示すように、穴１０Ｈの中に、シリコン及びアルミニウムの少なくともいずれかと酸素とを含む第１絶縁部材４１を形成する。必要に応じて、第１絶縁部材４１の形成の前に、窒化物部材３０となる膜を形成しても良い。

【0081】

図１１（ｂ）に示すように、穴１０Ｈの残余の空間に第３電極５３を形成する。

【0082】

図１１（ｃ）に示すように、第１絶縁膜Ｆ１及び第２絶縁膜Ｆ２の一部を除去する。

【0083】

図１１（ｄ）に示すように、第１電極５１及び第２電極５２を形成する。第１電極５１と第３電極５３との間、及び、第２電極５２と第３電極５３との間に、第１絶縁膜Ｆ１及び第２絶縁膜Ｆ２がある。

【0084】

第２絶縁膜Ｆ２は、第１絶縁膜Ｆ１における第１窒素濃度よりも高い第２窒素濃度、第１絶縁膜Ｆ１における第１水素濃度よりも低い第２水素濃度、及び、第１絶縁膜Ｆ１における第１密度よりも高い第２密度の少なくともいずれかを有する。例えば、第１絶縁膜Ｆ１により、第１絶縁領域４２ａ及び第４絶縁領域４２ｄが得られる。例えば、第２絶縁膜Ｆ２により、第２絶縁領域４２ｂ及び第３絶縁領域４２ｃが得られる。

【0085】

実施形態に係る製造方法によれば、特性を向上可能な半導体装置が得られる。

【0086】

第１電極５１は、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、及び、金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５２は、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、及び、金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、ＴｉＮ、ＷＮ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ及びＴｉよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１導電部材６１は、例えば、金属を含む。第１導電部材６１に含まれる金属は、例えば、アルミニウム、銅及び金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、及び、第１導電部材６１は、例えば、導電性のシリコン、または、ポリシリコンなど含んでも良い。

【0087】

実施形態によれば、特性を向上可能な半導体装置及びその製造方法を提供できる。

【0088】

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、半導体装置に含まれる、半導体部材、半導体領域、導電部材、電極及び絶縁部材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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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】

【0093】

１０…第１半導体領域、 １０Ｈ…穴、 １０Ｍ…半導体部材、 １１～１５…第１～第５部分領域、 １８ｂ…窒化物層、 １８ｓ…基体、 ２０…第２半導体領域、 ２１、２２…第１、第２半導体部分、 ３０…窒化物部材、 ４１…第１絶縁部材、 ４１ａ～４１ｅ…第１～第５絶縁部分、 ４２…第２絶縁部材、 ４２ａ～４２ｈ…第１～第８絶縁領域、 ４３…第３絶縁部材、 ５１…第１電極、 ５２…第２電極、 ５２Ｔ…端子、 ５３…第３電極、 ５３ａ～５３ｃ…第１～第３電極部分、 ６１…第１導電部材、 ６１Ｃ…接続部材、 ６１Ｔ…端子、 １１０～１１６…半導体装置、 Ｆ１、Ｆ２…第１、第２絶縁膜、 ＩＬ…リーク電流、 Ｍ１…マスク材、 Ｒｔ１…厚さ比、 ＶＣ１…変動量、 ｔ１～ｔ４…第１～第４厚さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】