氮化物半导体和半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及氮化物半导体和半导体装置。提供能够提高特性的氮化物半导体和半导体装置。根据实施方式，氮化物半导体的氮化物部件含有：包含Al

【技术实现步骤摘要】
氮化物半导体和半导体装置
[0001]本申请以日本专利申请2022
‑
036878(申请日2022年3月10日)为基础，享有该申请的优先权。本申请通过参照该申请，包含该申请的全部内容。


[0002]本专利技术的实施方式涉及氮化物半导体和半导体装置。

技术介绍

[0003]例如，在基于氮化物半导体的半导体装置中，期望特性的提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施方式提供能够提高特性的氮化物半导体和半导体装置。
[0005]用于解决课题的手段
[0006]根据本专利技术的实施方式，氮化物半导体包含氮化物部件。所述氮化物部件含有：包含Al
x1
Ga1‑
x1
N(0<x1≤1)的第1氮化物区域、包含Al
x2
Ga1‑
x2
N(0≤x2<1，x2<x1)的第2氮化物区域、和包含Al
x3
Ga1‑
x3
N(0≤x3<1，x3<x1)的第3氮化物区域。所述第2氮化物区域在从所述第1氮化物区域向所述第2氮化物区域的第1方向上设于所述第1氮化物区域与所述第3氮化物区域之间。所述第2氮化物区域包含碳和氧。所述第1氮化物区域不包含碳。或者，所述第2氮化物区域中的第2碳浓度比所述第1氮化物区域中的第1碳浓度高。所述第2碳浓度比所述第3氮化物区域中的第3碳浓度高。所述第2氮化物区域中的第2氧浓度相对于所述第2碳浓度的比为1.0
×
10
‑4以上且1.4
×
10
‑3以下。
[0007]根据上述结构的氮化物半导体，可提供能够提高特性的氮化物半导体和半导体装置。
附图说明
[0008]图1为例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖视图。
[0009]图2为例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的坐标图。
[0010]图3为例示氮化物半导体的特性的坐标图。
[0011]图4为例示氮化物半导体的特性的坐标图。
[0012]图5为例示氮化物半导体的特性的坐标图。
[0013]图6为例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的坐标图。
[0014]图7为例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖视图。
[0015]图8为例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖视图。
[0016]附图标记说明
[0017]10M：氮化物部件、10a～10g：第1～第7部分区域、11～16：第1～第6氮化物区域、11M：中间区域、11a，11b：第1层，第2层、18s：基体、51～53：第1～第3电极、61：绝缘部件、61p：第1绝缘区域、110，111：氮化物半导体、120，121：半导体装置、CC，CO：浓度、CC1～CC3：
第1～第3碳浓度、CO1～CO3：第1～第3氧浓度、D1，D2：第1，第2方向、Int_Al，Int_Ga：检测强度、R2：比、VO1：峰值、Vp1：击穿电压、p1：第1位置、pZ：位置、t11～t16，ta，tb：厚度
具体实施方式
[0018]以下，参照附图对本专利技术的各实施方式进行说明。
[0019]附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的尺寸的比率等未必与现实情况相同。在表示相同的部分的情况下，有时根据附图的不同，彼此的尺寸和比率也表现为不同。
[0020]在本申请说明书和各图中，对于与已出现的图中所描述的要素相同的要素，标注同样的附图标记并适当省略详细的说明。
[0021](第1实施方式)
[0022]图1为例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖视图。
[0023]如图1所示，实施方式所涉及的氮化物半导体110包含氮化物部件10M。
[0024]氮化物部件10M包含第1氮化物区域11、第2氮化物区域12和第3氮化物区域13。第2氮化物区域12设于第1氮化物区域11与第3氮化物区域13之间。
[0025]第1氮化物区域11包含Al
x1
Ga1‑
x1
N(0<x1≤1)。第1氮化物区域11例如包含AlGaN。例如，第1氮化物区域11中的Al的组成比例如为0.05以上且0.6以下。如图1所示，第1氮化物区域11可以具有层叠结构。在该情况下，第1氮化物区域11中的有效的(例如平均的)Al的组成比例如为0.15以上且0.55以下。关于层叠结构的例子将在后文说明。
[0026]第2氮化物区域12包含Al
x2
Ga1‑
x2
N(0≤x2<1，x2<x1)。第2氮化物区域12中的Al的组成比例如为0以上且0.25以下。第2氮化物区域12例如包含GaN。第2氮化物区域12包含碳和氧。
[0027]第3氮化物区域13包含Al
x3
Ga1‑
x3
N(0≤x3<1，x3<x1)。第3氮化物区域13中的Al的组成比例如为0以上且0.25以下。第3氮化物区域13例如包含GaN。第3氮化物区域13实质上不包含碳。或者，第3氮化物区域13中的碳浓度比第2氮化物区域12中的碳浓度低。
[0028]将从第1氮化物区域11向第2氮化物区域12的第1方向D1设为Z轴方向。将与Z轴方向垂直的1个方向设为X轴方向。将与Z轴方向和X轴方向垂直的方向设为Y轴方向。第1氮化物区域11、第2氮化物区域12和第3氮化物区域13是沿着X
‑
Y平面的层状。
[0029]如图1所示，氮化物半导体110还可以包含基体18s。在基体18s与第2氮化物区域12之间存在第1氮化物区域11。基体18s例如为晶体基板。基体18s例如可以包含硅基板、蓝宝石基板、SiC基板或GaN基板中的至少任一种。
[0030]第1氮化物区域11不包含碳。或者，第2氮化物区域12中的碳的浓度比第1氮化物区域11中的碳的浓度高。第2氮化物区域12中的碳的浓度比第3氮化物区域13中的碳的浓度高。
[0031]在实施方式中，第2氮化物区域12中的氧的浓度(第2氧浓度)相对于第2碳浓度的比为1.0
×
10
‑4以上且1.4
×
10
‑3以下。已知在包含这样的氮化物半导体110的半导体装置中，能够提高半导体装置的击穿电压。击穿电压对应于在基体18s与第3氮化物区域13之间施加电压时，电流开始急剧流动的电压。如果击穿电压较高，则在包含氮化物半导体110的半导体装置中，半导体装置的耐压较高。根据实施方式，可提供能够提高特性的氮化物半导
体和半导体装置。关于包含氮化物半导体110的半导体装置的例子将在后文说明。
[0032]以下，对实验结果进行说明。
[0033]在实验中，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氮化物半导体，其具备包含以下区域的氮化物部件：包含Al
x1
Ga1‑
x1
N的第1氮化物区域，其中0<x1≤1，包含Al
x2
Ga1‑
x2
N的第2氮化物区域，其中0≤x2<1，x2<x1，和包含Al
x3
Ga1‑
x3
N的第3氮化物区域，其中0≤x3<1，x3<x1，其中，所述第2氮化物区域在从所述第1氮化物区域向所述第2氮化物区域的第1方向上设于所述第1氮化物区域与所述第3氮化物区域之间，所述第2氮化物区域包含碳和氧，所述第1氮化物区域不包含碳、或者所述第2氮化物区域中的第2碳浓度比所述第1氮化物区域中的第1碳浓度高，所述第2碳浓度比所述第3氮化物区域中的第3碳浓度高，所述第2氮化物区域中的第2氧浓度相对于所述第2碳浓度的比为1.0
×
10
‑4以上且1.4
×
10
‑3以下。2.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第2碳浓度为8
×
10
18
/cm3以上。3.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第2氧浓度为7
×
10
15
/cm3以上。4.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第2碳浓度是所述第1碳浓度的2倍以上且200倍以下。5.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第2碳浓度是所述第3碳浓度的100倍以上且25000倍以下。6.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第1氮化物区域中的第1氧浓度是所述第2氧浓度的2倍以上且30倍以下。7.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第2氧浓度是所述第3氮化物区域中的第3氧浓度的3倍以上且20倍以下。8.根据权利要求1所述的氮化物半导体，其中，所述第1氮化物区域包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：彦坂年辉，名古肇，吉田学史，田岛纯平，
申请(专利权)人：东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：