JP2021089934A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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1は、第1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2(a)〜図2(d)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(a)は、図1のA1−A2線断面図である。図2(b)は、図1のB1−B2線断面図である。図2(c)は、図1のC1−C2線断面図である。図2(d)は、図1のD1−D2線断面図である。
図3(a)に示すように、構造体SB1を準備する。構造体SB1は、第1半導体層11となる第1半導体膜11F、及び、第2半導体層12となる第2半導体膜12Fを含む。この例では、構造体SB1は、第2絶縁膜85Gを含む。第1半導体膜11Fと第2絶縁膜85Gとの間に、第2半導体膜12Fがある。
図5(a)に例示する半導体装置119aにおいては、周辺領域17と素子領域16との間の境界17Eの内側に、ゲート電極32がある。ゲート電極32は、境界17Eから離れている。ゲート電極32と境界17Eとの間に、素子領域16の一部がある。この場合、ソース電極31とドレイン電極33との間の経路cpに沿って、電荷(例えば電子)が移動できる。このため、半導体装置119aにおいては、リーク電流が大きい。
図6(a)に例示する半導体装置119aにおいて、複数のゲート電極32、複数のドレイン電極33、及び、ソース電極31が設けられる。半導体装置119aにおいては、ゲート電極32は、境界17Eから離れている。ソース電極31とドレイン電極33との間の経路cpに沿って電荷が移動でき、リーク電流が大きい。既に説明したように、半導体装置119aにおいては、第1元素E1の導入の処理において、処理装置の汚染は抑制される。
図7(a)に示すように、半導体装置110においては、例えば、ゲート電極32は、ソース電極31を囲む。ゲート電極32は、境界17Eから離れている。
図8(a)は、図1のA1−A2線断面に対応する。図8(b)は、図1のB1−B2線断面に対応する。図8(c)は、図1のC1−C2線断面に対応する。図8(d)は、図1のD1−D2線断面に対応する。
図9(a)は、図1のA1−A2線断面に対応する。図9(b)は、図1のB1−B2線断面に対応する。図9(c)は、図1のC1−C2線断面に対応する。図9(d)は、図1のD1−D2線断面に対応する。
図10に示すように、実施形態に係る半導体装置113は、半導体部材15、第1ソース電極31A、第2ソース電極31B、第1ゲート電極32A、第2ゲート電極32B、第1ドレイン電極33A、ソースパッド部31P及び第1ソース接続部31cnを含む。半導体装置113は、ゲート接続部材32CN、及び、絶縁部80(図2(c)参照)をさらに含む。半導体装置113における第1ゲート電極32A及び第2ゲート電極32Bの構成は、半導体装置110におけるそれらの構成と異なる。これらを除く半導体装置113の構成は、例えば、半導体装置110の構成と同様である。以下、半導体装置113における第1ゲート電極32A、第2ゲート電極32B及びゲート接続部材32CNの例について説明する。
図11は、第2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11に示すように、第2実施形態に係る半導体装置120は、半導体部材15、第1ソース電極31A、第2ソース電極31B、第1ゲート電極32A、第2ゲート電極32B、第1ドレイン電極33A、ソースパッド部31P及び第1ソース接続部31cnを含む。半導体装置113は、絶縁部80(図2(c)参照)をさらに含む。半導体装置120における第1ゲート電極32A及び第2ゲート電極32Bの構成は、半導体装置110におけるそれらの構成と異なる。これらを除く半導体装置120の構成は、例えば、半導体装置110の構成と同様である。以下、半導体装置120における第1ゲート電極32A及び第2ゲート電極32Bの例について説明する。
図12に示すように、第2実施形態に係る半導体装置121は、半導体部材15、第1ソース電極31A、第2ソース電極31B、第1ゲート電極32A、第2ゲート電極32B、第1ドレイン電極33A、ソースパッド部31P、第1ソース接続部31cn及びソース接続部材31CNを含む。半導体装置121は、絶縁部80(図2(c)参照)をさらに含む。半導体装置121におけるソース接続部材31CNを除く構成は、例えば、半導体装置121の構成と同様である。
Claims (20)
- Alx1Ga1−x1N(0≦x1<1)を含む第1半導体層と、Alx2Ga1−x2N(0<x2≦1、x1<x2)を含む第2半導体層と、を含む、半導体部材と、
第1方向に沿って延びる第1ソース電極と、
第1部分、第2部分、第3部分及び第4部分を含む第1ゲート電極であって、前記第1ソース電極は、前記第1方向において前記第1部分及び前記第2部分との間にあり、前記第1ソース電極は、前記第1方向と交差する第2方向において前記第3部分と前記第4部分との間にあり、前記第3部分及び前記第4部分は、前記第1方向に沿って延び、前記第1半導体層から前記第2半導体層への第3方向は、前記第1方向及び前記第2方向を含む平面と交差する、前記第1ゲート電極と、
前記第1方向に沿って延びる第1ドレイン電極であって、前記第1ソース電極は、前記第2方向において前記第3部分と前記第1ドレイン電極との間にあり、前記第4部分は、前記第2方向において前記第1ソース電極と前記第1ドレイン電極との間にある、前記第1ドレイン電極と、
ソースパッド部と、
前記第1ソース電極と前記ソースパッド部とを電気的に接続する第1ソース接続部と、
第1絶縁領域を含む絶縁部であって、前記第1絶縁領域の少なくとも一部は、前記第3方向において前記第1部分と前記第1ソース接続部との間にある、前記絶縁部と、
を備えた半導体装置。 - 前記半導体部材は、
素子領域と、
前記平面において前記素子領域の周りの周辺領域と、
を含み、
前記周辺領域は、第1周辺部分及び第2周辺部分を含み、
前記半導体部材は、
前記素子領域と前記第1周辺部分との間の第1境界と、
前記素子領域と前記第2周辺部分との間の第2境界と、
を含み、
前記第1境界から前記第2境界への方向は、前記第1方向に沿い、
前記第1部分の前記第1方向における位置は、前記第1境界の前記第1方向における位置と、前記第2境界の前記第1方向における位置と、の間にあり、
前記第2部分の前記第1方向における位置は、前記第1ソース電極の前記第1方向における前記位置と、前記第2境界の前記第1方向における前記位置と、の間にあり、
前記周辺領域における結晶性は、前記素子領域における結晶性よりも低い、請求項1記載の半導体装置。 - 前記周辺領域は、第3周辺部分及び第4周辺部分を含み、
前記半導体部材は、
前記素子領域と前記第3周辺部分との間の第3境界と、
前記素子領域と前記第4周辺部分との間の第4境界と、
を含み、
前記第3境界から前記第4境界への方向は、前記第2方向に沿い、
前記第3部分の前記第2方向における位置は、前記第3境界の前記第2方向における位置と、前記第4境界の前記第2方向における位置と、の間にあり、
前記第1ドレイン電極の前記第2方向における位置は、前記第4部分の前記第2方向における前記位置と、前記第4境界の前記第2方向における前記位置と、の間にある、請求項2記載の半導体装置。 - 前記第1周辺部分は、前記第3方向において前記ソースパッド部と重なる、請求項2または3に記載の半導体装置。
- 前記第1部分は、前記第3部分及び前記第4部分の少なくともいずれかと連続した、請求項2〜4のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第2部分は、前記第3部分及び前記第4部分の少なくともいずれかと連続した、請求項2〜5のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1ゲート電極は、前記平面内で前記第1ソース電極を囲む、請求項2〜6のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1ドレイン電極と電気的に接続されたドレインパッド部をさらに備え、
前記第2部分の前記第1方向における位置は、前記第1ソース電極の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にある、請求項2〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第2境界の前記第1方向における前記位置は、前記第2部分の前記第1方向における前記位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にある、請求項8記載の半導体装置。
- 前記第1方向に沿って延びる第2ソース電極と、
第2ゲート電極と、
第2ソース接続部と、
をさらに備え、
前記第2ゲート電極は、第5部分、第6部分、第7部分及び第8部分を含み、
前記第2ソース電極は、前記第1方向において前記第5部分と前記第6部分との間にあり、
前記第2ソース電極は、前記第2方向において前記第7部分と前記第8部分との間にあり、
前記第7部分及び前記第8部分は、前記第1方向に沿って延び、
前記第7部分は、前記第2方向において前記第1ドレイン電極と前記第8部分との間にあり、
前記第2ソース接続部は、前記第2ソース電極と前記ソースパッド部とを電気的に接続し、
前記第1絶縁領域は、前記第3方向において前記第5部分と前記第2ソース接続部との間にある、請求項2〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第5部分は、前記第7部分及び前記第8部分の少なくともいずれかと直接的に連続した、請求項10記載の半導体装置。
- 前記第6部分は、前記第7部分及び前記第8部分の少なくともいずれかと直接的に連続した、請求項11記載の半導体装置。
- 前記第2ゲート電極は、前記平面内で前記第2ソース電極を囲む、請求項10〜12のいずれか1つに記載の半導体装置。
- 前記第1ドレイン電極と電気的に接続されたドレインパッド部をさらに備え、
前記第2部分の前記第1方向における位置は、前記第1ソース電極の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にあり、
前記第6部分の前記第1方向における位置は、前記第2ソース電極の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における前記位置と、の間にある、請求項10〜13のいずれか1つに記載の半導体装置。 - ゲート接続部材をさらに備え、
前記ゲート接続部材は、前記第5部分を前記第1部分と電気的に接続する、請求項10〜14のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1方向に沿って延びる第2ソース電極と、
第2ソース接続部と、
前記第1ドレイン電極と電気的に接続されたドレインパッド部と、
をさらに備え、
前記第1ゲート電極は、第5部分、第6部分、第7部分、第8部分及び第9部分を含み、
前記第2ソース電極は、前記第1方向において前記第5部分及び前記第6部分との間にあり、
前記第2ソース電極は、前記第2方向において前記第7部分と前記第8部分との間にあり、
前記第7部分及び前記第8部分は、前記第1方向に沿って延び、
前記第7部分は、前記第2方向において前記第1ドレイン電極と前記第8部分との間にあり、
前記第9部分は、前記第4部分及び前記第7部分と接続され、
前記第2ソース接続部は、前記第2ソース電極と前記ソースパッド部とを電気的に接続し、
前記第1絶縁領域は、前記第3方向において前記第5部分と前記第2ソース接続部との間にあり、
前記第1ドレイン電極の前記第1方向における位置は、前記第9部分の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にある、請求項2〜7のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1ゲート電極は、前記平面内で前記第1ソース電極及び前記第2ソース電極を囲む、請求項16記載の半導体装置。
- 前記第2部分の前記第1方向における位置は、前記第1ソース電極の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にあり、
前記第6部分の前記第1方向における位置は、前記第2ソース電極の前記第1方向における位置と、前記ドレインパッド部の前記第1方向における位置と、の間にある、請求項16または17に記載の半導体装置。 - ソース接続部材をさらに備え、
前記ソース接続部材は、前記第1ソース電極を前記第2ソース電極と電気的に接続する、請求項10〜14のいずれか1つに記載の半導体装置。 - 前記第1半導体層は、第1部分領域、第2部分領域、第3部分領域、第4部分領域、第5部分領域及び第6部分領域を含み、
前記第2半導体層は、第1半導体部分及び第2半導体部分を含み、
前記第2方向において、前記第2部分領域は、前記第1部分領域と前記第5部分領域との間にあり、
前記第2方向において、前記第3部分領域は、前記第1部分領域と前記第2部分領域との間にあり、
前記第2方向において、前記第4部分領域は、前記第3部分領域と前記第2部分領域との間にあり、
前記第2方向において、前記第6部分領域は、前記第2部分領域と前記第5部分領域との間にあり、
前記第1部分領域から前記第3部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第2部分領域から前記第4部分への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第3部分領域から前記第1ソース電極への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第4部分領域から前記第1ドレイン電極への方向は、前記第3方向に沿い、
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3方向に沿い、
前記第5部分領域から前記第1ドレイン電極への方向は、前記第3方向に沿い、
前記第6部分領域から前記第2半導体部分への方向は、前記第3方向に沿う、請求項1〜19のいずれか1つに記載の半導体装置。
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