(57)【要約】【課題】特性の向上が可能な半導体素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、半導体素子は、第１窒化物半導体領域と、第２窒化物半導体領域と、前記第１窒化物半導体領域と前記第２窒化物半導体領域との間に設けられた中間領域と、を含む。前記中間領域におけるＳｉの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。前記中間領域における電荷密度は、３×１０１７／ｃｍ３以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１窒化物半導体領域と、
第２窒化物半導体領域と、
前記第１窒化物半導体領域と前記第２窒化物半導体領域との間に設けられた中間領域と、
を備え、
前記中間領域におけるＳｉの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であり、
前記中間領域における電荷密度は、３×１０１７／ｃｍ３以下である半導体素子。
【請求項２】
前記第１窒化物半導体領域から前記第２窒化物半導体領域への方向に沿う前記中間領域の長さは、０．２５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である、請求項１記載の半導体素子。
【請求項３】
前記中間領域は、Ｇａ及びＮをさらに含む、請求項１または２に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記中間領域は、酸素をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体素子。
【請求項５】
前記第１窒化物半導体領域におけるＳｉ濃度は、５×１０１７／ｃｍ３未満である、請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体素子。
【請求項６】
前記第２窒化物半導体領域は、
Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む第１層領域と、
Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む第２層領域と、
を含み、
前記第１層領域は、前記第２層領域と前記中間領域との間に設けられた、請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体素子。
【請求項７】
前記第１層領域におけるＳｉ濃度は、５×１０１７／ｃｍ３未満である、請求項６記載の半導体素子。
【請求項８】
第１〜第３電極をさらに備え、
前記第２層領域は、第１部分領域及び第２部分領域を含み、前記第１部分領域から前記第２部分領域への第２方向は、前記第１窒化物半導体領域から前記第２窒化物半導体領域への第１方向と交差し、
前記第１電極は、前記第１部分領域と電気的に接続され、
前記第２電極は、前記第２部分領域と電気的に接続され、
前記第２方向における前記第３電極の位置は、前記第２方向における前記第１電極の位置と、前記第２方向における前記第２電極の位置と、の間にある、請求項６または７に記載の半導体素子。
【請求項９】
前記中間領域と前記第２窒化物半導体領域との間に設けられた第３窒化物半導体領域をさらに備えた、請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体素子。
【請求項１０】
前記第１窒化物半導体領域に含まれる不純物の濃度は、前記第３窒化物半導体領域に含まれる不純物の濃度と異なる、請求項９記載の半導体素子。
【請求項１１】
第１窒化物半導体領域を、Ｓｉを含む雰囲気で処理し、
前記処理の後に前記第１窒化物半導体領域を表面処理し、
前記表面処理の後の前記第１窒化物半導体領域に第２窒化物半導体領域を形成する、半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記表面処理は、ＵＶ光の照射を含む第１処理を含む、請求項１１記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記ＵＶ光の前記照射は、酸素を含む雰囲気で行われる、請求項１２記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
前記表面処理は、アルカリ性液体による第２処理を含む、請求項１２または１３に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１５】
前記表面処理は、アルカリ性液体による第２処理を含み、
前記第２処理は、前記第１処理の後に行われる請求項１２または１３に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１６】
前記表面処理は、前記第１処理と前記第２処理との間において、塩酸、硝酸及びフッ酸よりなる群から選択された少なくとも１つを含む液による第３処理をさらに含む、請求項１５記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば窒化物半導体を用いたトランジスタなどの半導体素子がある。半導体素子において、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】特開２０１３−１８７４２７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、特性の向上が可能な半導体素子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、半導体素子は、第１窒化物半導体領域と、第２窒化物半導体領域と、前記第１窒化物半導体領域と前記第２窒化物半導体領域との間に設けられた中間領域と、を含む。前記中間領域におけるＳｉの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。前記中間領域における電荷密度は、３×１０１７／ｃｍ３以下である。
【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素子を例示する模式的断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体素子を例示するグラフ図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第２参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第３参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体素子の特性を例示するグラフ図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体素子の特性を例示するグラフ図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体素子の特性を例示するグラフ図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｆ）は、第２実施形態に係る半導体素子の製造方法を例示する模式的断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係る半導体素子の一部を例示する模式的断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る半導体素子を例示する模式的断面図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施形態に係る半導体素子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素子を例示する模式的断面図である。  
図１に示すように、本実施形態に係る半導体素子１１０は、第１窒化物半導体領域１０、第２窒化物半導体領域２０及び中間領域１５を含む。中間領域１５は、第１窒化物半導体領域１０と第２窒化物半導体領域２０との間に設けられる。
【０００９】
第１窒化物半導体領域１０から第２窒化物半導体領域２０への方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向において、中間領域１５は、第１窒化物半導体領域１０と第２窒化物半導体領域２０との間に位置する。
【００１０】
この例では、基体４０及びバッファ層６０が設けられる。基体４０は、例えば、シリコン基板である。基体４０は、例えば、サファイア基板、ＳｉＣ基板またはＧａＮ基板でも良い。基体４０は、基板の上に形成された窒化物半導体層でも良い。
【００１１】
バッファ層６０は、基体４０と第１窒化物半導体領域１０との間に設けられる。例えば、基体４０の上にバッファ層６０が形成される。１つの例において、バッファ層６０は、ＡｌＮを含む。１つの例において、バッファ層６０は、例えば、ＧａＮを含む。バッファ層６０は、複数のＡｌＧａＮ層を含む積層体を含んでも良い。バッファ層６０は、例えば、交互に設けられた複数のＧａＮ層及び複数のＡｌＮ層を含んでも良い。バッファ層６０の例については、後述する。
【００１２】
例えば、バッファ層６０の上に第１窒化物半導体領域１０が形成される。例えば、第１窒化物半導体領域１０の上に中間領域１５が形成される。例えば、中間領域１５の上に第２窒化物半導体領域２０が形成される。
【００１３】
１つの例において、第１窒化物半導体領域１０は、ＧａＮ及びＡｌＧａＮよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。１つの例において、第２窒化物半導体領域２０は、ＧａＮ及びＡｌＧａＮよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００１４】
この例では、第２窒化物半導体領域２０は、第１層領域２１及び第２層領域２２を含む。第１層領域２１は、第２層領域２２と中間領域１５との間に設けられる。第１層領域２１は、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第２層領域２２は、Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む。１つの例において、第１層領域２１は、ＧａＮを含み、第２層領域２２は、ＡｌＧａＮを含む。第２窒化物半導体領域２０は、例えば、機能層である。１つの例において、ｘ２は１よりも小さくても良い。
【００１５】
中間領域１５は、Ｓｉを含む。中間領域１５は、Ｇａ及びＮをさらに含んでも良い。中間領域１５におけるＳｉの濃度は、例えば、第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉの濃度よりも高い。中間領域１５におけるＳｉの濃度は、例えば、第２窒化物半導体領域２０におけるＳｉの濃度よりも高い。１つの例において、中間領域１５の厚さは、０．２５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。中間領域１５の厚さは、例えば、Ｚ軸方向（第１窒化物半導体領域１０から第２窒化物半導体領域２０への方向）に沿う中間領域１５の長さに対応する。
【００１６】
後述するように、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。後述するように、中間領域１５における電荷密度（例えばキャリア密度）は、３×１０１７／ｃｍ３以下である。Ｓｉの濃度が極大値を有する場合には、Ｓｉの濃度は、例えば、ピークの濃度である。
【００１７】
Ｓｉを含む中間領域１５を設けることで、例えば、第２窒化物半導体領域２０における転位密度を減少させることができる。電荷密度が低い（例えば、３×１０１７／ｃｍ３以下）ことで、例えば、高い移動度を得ることができる。
【００１８】
以下、半導体素子の特性の例について説明する。以下の例では、第１窒化物半導体領域１０は、ＧａＮを含む。第２窒化物半導体領域２０は、ＧａＮの第１層領域２１、及び、ＡｌＧａＮの第２層領域２２を含む。
【００１９】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体素子を例示するグラフ図である。  
図２（ａ）は、半導体素子１１０における元素のプロファイルを例示している。図２（ａ）の左の縦軸は、Ｓｉの濃度ＣＳｉ（／ｃｍ３）である。図２（ａ）の右の縦軸は、Ａｌに関する２次イオン強度ＩＡｌ（ｃｐｓ）である。図２（ｂ）の縦軸は、電荷密度ＣＤ（／ｃｍ３）である。Ｓｉの濃度ＣＳｉ、及び、Ａｌに関する２次イオン強度ＩＡｌは、ＳＩＭＳ分析の結果である。電荷密度ＣＤは、電子（ドナー）の密度に相当する。図２（ａ）及び図２（ｂ）の横軸は、Ｚ軸方向における位置ｐＺ（ｎｍ）である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、Ａｌが検出される領域が、第２層領域２２に対応する。Ｓｉ濃度が高い領域は、中間領域１５に対応する。第２層領域２２と中間領域１５の間の領域は、第１層領域２１に対応する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。中間領域１５におけるＳｉの濃度は、例えば、２×１０１８／ｃｍ３以上５×１０１８／ｃｍ３以下でも良い。この例では、中間領域１５におけるＳｉのピーク濃度は、約３×１０１８／ｃｍ３である。
【００２２】
第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉ濃度は、５×１０１７／ｃｍ３未満である。第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉ濃度は、例えば、２×１０１７／ｃｍ３以下でも良い。この例では、ノイズによる信号を除くと、第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉ濃度は、１×１０１７／ｃｍ３以下である。
【００２３】
一方、第１層領域２１におけるＳｉ濃度は、５×１０１７／ｃｍ３未満である。第１層領域２１におけるＳｉ濃度は、例えば、２×１０１７／ｃｍ３以下でも良い。この例では、ノイズによる信号を除くと、第１層領域２１におけるＳｉ濃度は、１×１０１７／ｃｍ３以下である。
【００２４】
第２層領域２２におけるＳｉ濃度は、表面領域（位置ｐＺは２ｎｍ以下）においては、やや高い。この領域を除くと、第２層領域２２におけるＳｉ濃度は、５×１０１７／ｃｍ３未満である。第２層領域２２におけるＳｉ濃度は、例えば、２×１０１７／ｃｍ３以下でも良い。この例では、ノイズによる信号を除くと、第２層領域２２におけるＳｉ濃度は、２×１０１７／ｃｍ３以下である。
【００２５】
このように、局所的にＳｉの濃度が高い領域が設けられる。この領域が、中間領域１５に対応する。
【００２６】
図２（ｂ）に示すように、第１層領域２１及び第２層領域２２の界面の近傍において、電荷密度ＣＤのピークが観察される。このピークは、例えば、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）に由来すると考えられる。一方、中間領域１５における電荷密度ＣＤは、３×１０１７／ｃｍ３以下である。この例では、中間領域１５における電荷密度ＣＤは、１×１０１６／ｃｍ３以下である。
【００２７】
このように、実施形態に係る半導体素子１１０においては、局所的にＳｉの濃度が高い中間領域１５が設けられる。このような中間領域１５の上に第２窒化物半導体領域２０を形成する（結晶成長させる）ときにおいて、例えば、３次元的な成長が生じると考えられる。これにより、転位を減少させることができる。
【００２８】
中間領域１５においては、Ｓｉの濃度が高いものの、中間領域１５における電荷密度ＣＤは、低い。これにより、電気的特性に与える悪影響が抑制される。例えば、２次元電子ガスを応用した電流への、中間領域１５の電荷による悪影響が抑制できる。例えば、２次元電子ガスに基づく高い移動度を維持しつつ、転位が低減できる。
【００２９】
実施形態においては、電気的特性に与える悪影響を抑制しつつ、特性の向上が可能である。
【００３０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。  
これらの図は、第１参考例の半導体素子１１９ａの特性を例示している。
【００３１】
図３（ａ）は、半導体素子１１９ａにおける元素のプロファイルを例示している。図３（ａ）に示すように、半導体素子１１９ａにおいても、第２層領域２２、第１層領域２１、中間領域１５Ａ、第１窒化物半導体領域１０が設けられる。半導体素子１１９ａにおける中間領域１５ＡにおけるＳｉの濃度は、２×１０１９／ｃｍ３程度である。
【００３２】
図３（ｂ）に示すように、半導体素子１１９ａにおいては、電荷密度ＣＤは、２つのピークを有する。ピークの１つは、２次元電子ガスに由来する。ピークの別の１つは、中間領域１５Ａに対応する。中間領域１５Ａにおける電荷密度ＣＤは、５×１０１８／ｃｍ３程度である。半導体素子１１９ａにおいては、電気的特性に悪影響が生じる。例えば、移動度が低下する。
【００３３】
以下、移動度の測定結果の例について説明する。  
実施形態に係る半導体素子１１０においては、電子の移動度は、１７００ｃｍ２／Ｖｓである。第１参考例の半導体素子１１９ａにおいては、電子の移動度は、５１０ｃｍ２／Ｖｓである。第１参考例においては、中間領域１５における電荷（キャリア）によって、２次元電子ガス（２ＤＥＧ）中の電子が散乱されるためであると考えられる。このように、電荷密度ＣＤが低い中間領域１５により、高い移動度が得られる。移動度に関する情報は、例えば、ホール効果測定により得られる。
【００３４】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第２参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。    これらの図は、第２参考例の半導体素子１１９ｂの特性を例示している。図４（ａ）は、半導体素子１１９ｂにおける元素のプロファイルを例示している。第２参考例の半導体素子１１９ｂにおいては、中間領域が設けられない。図４（ｂ）に示すように、半導体素子１１９ｂにおいては、電荷密度ＣＤは、１つのピークを有する。第２参考例における移動度は、１６００ｃｍ２／Ｖｓである。この第２参考例においては、第１窒化物半導体領域１０及び第２窒化物半導体領域２０を含む領域に、高いＳｉの濃度が設けられない。第２参考例における移動度は、第１参考例における移動度よりも高い。しかしながら、第２参考例における移動度は、実施形態における移動度よりも低い。第２参考例においては、中間領域が設けられないため、転位密度が高く、十分に高い結晶品質を得ることが困難である。これにより、十分に高い移動度を得ることが困難である。
【００３５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第３参考例の半導体素子を例示するグラフ図である。    これらの図は、第３参考例の半導体素子１１９ｃの特性を例示している。図５（ａ）は、半導体素子１１９ｃにおける元素のプロファイルを例示している。第３参考例の半導体素子１１９ｃにおいては、中間領域が設けられず、第１層領域２１及び第１窒化物半導体領域１０が、低程度の濃度で、Ｓｉを含む。半導体素子１１９ｃにおいては、第１層領域２１及び第１窒化物半導体領域１０は、ｎ形の窒化物半導体領域である。図５（ｂ）に示すように、半導体素子１１９ｃにおいては、電荷密度ＣＤは、１つのピークを有する。第３参考例における移動度は、１１５０ｃｍ２／Ｖｓである。第３参考例における移動度は、第１参考例における移動度よりも高い。しかしながら、第３参考例における移動度は、実施形態における移動度よりも低い。第３参考例においては、中間領域が設けられないため、転位密度が高く、十分に高い結晶品質を得ることが困難である。これにより、十分に高い移動度を得ることが困難である。
【００３６】
このように、実施形態によれば、特性の向上が可能な半導体素子を提供できる。
【００３７】
ここで、電荷密度ＣＤと、Ｓｉの濃度ＣＳｉと、の間の関係に関するパラメータＰを導入する。パラメータＰは、中間領域１５または１５ＡにおけるＳｉの濃度ＣＳｉに対する、その領域における電荷密度ＣＤの比である。
【００３８】
上記の半導体素子１１０における１つの例において、中間領域１５におけるＳｉの濃度ＣＳｉは、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であり、中間領域１５における電荷密度ＣＤは、３×１０１７／ｃｍ３以下である。このとき、パラメータＰは、０．０１以下である。
【００３９】
上記の第１参考例においては、中間領域１５ＡにおけるＳｉの濃度ＣＳｉは、約１．５×１０１９／ｃｍ３であり、中間領域１５Ａにおける電荷密度ＣＤは、約５×１０１８／ｃｍ３である。このとき、パラメータＰは、０．２２である。
【００４０】
上記の第２及び第３参考例においては、パラメータＰは導出されない。
【００４１】
実施形態において、例えば、上記のパラメータＰが０．３３よりも低いことが好ましい。パラメータＰは、例えば、０．１以下である。パラメータＰは、例えば、０．０５以下でも良い。パラメータＰは、例えば、０．０１以下でも良い。
【００４２】
以下、上記の電荷密度ＣＤの測定方法の例について説明する。  
図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、半導体素子の特性を例示するグラフ図である。  
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る半導体素子１１０に対応する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１参考例の半導体素子１１９ａに対応する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２参考例の半導体素子１１９ｂに対応する。これらの図の横軸は、基体４０と第２窒化物半導体領域２０との間に印加される電圧（印加電圧Ｖ１）に対応する。図６（ａ）、図７（ａ）及び図８（ａ）の縦軸は、基体４０と第２窒化物半導体領域２０との間の空乏層の電気容量Ｃ１に対応する。図６（ｂ）、図７（ｂ）及び図８（ｂ）の縦軸は、電荷密度ＣＤに対応する。
【００４３】
例えば、第２窒化物半導体領域２０の側に電極が形成され、ショットキー接合が形成される。例えば、第２窒化物半導体領域２０の側を正極とし、基体４０の側を陰極として、容量−電圧特性（Ｃ−Ｖ特性）の測定が行われる。これにより、図６（ａ）、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すような容量−電圧特性（Ｃ−Ｖ特性）の測定結果が得られる。
【００４４】
印加電圧が、ＶからＶ＋ｄＶまで変化したときに、微小な変化ｄＶで空乏化する領域の電荷密度分布（濃度）が一定であるとする。空乏化する領域の幅をＷとする。この空乏化する領域における電荷密度分布をＮｄ（Ｗ）とする。電荷密度分布は以下の（１）式で与えられる。
【００４５】
Ｎｄ（Ｗ）＝Ｃ３／{（ｑε０εｓＡ２）・（ｄＣ／ｄＶ）}  …（１）
（１）式において、「ｑ」は、電気素量である。「ε０」は、真空の誘電率である。「εｓ」は、第２窒化物半導体領域２０の比誘電率である。「Ａ」は、電気容量を測定するときの電極（コンタクト領域、ショットキー接合領域）の面積である。「Ｃ」は、電気容量である。「Ｖ」は、印加電圧である。空乏化する領域の幅Ｗは、電極からの距離に対応する。
【００４６】
空乏化する領域の幅Ｗは以下の（２）式で与えられる。
【００４７】
Ｗ＝ε０εｓＡ／Ｃ  …（２）
従って、容量−電圧特性（Ｃ−Ｖ特性）の印加電圧値と電気容量値から、例えば（１）式及び（２）式に基づいて、空乏化する領域の幅Ｗにおける電荷密度分布Ｎｄ（Ｗ）を得ることができる。図６（ｂ）、図７（ｂ）及び図８（ｂ）は、印加電圧Ｖに対する電荷密度ＣＤを例示している。
【００４８】
この結果から、電荷密度ＣＤの厚さ方向に沿う分布が得られる。このような結果に基づいて、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に例示した特性が得られる。
【００４９】
（第２実施形態）  
本実施形態は、半導体素子の製造方法に係る。  
以下、実施形態に係る半導体素子１１０の製造方法の概要の例について説明する。  
例えば、第１窒化物半導体領域１０を、Ｓｉを含む雰囲気で処理する。この処理の後に、第１窒化物半導体領域１０を表面処理する。表面処理の後、第１窒化物半導体領域１０に第２窒化物半導体領域２０を形成する。
【００５０】
例えば、基体４０の上に設けられたバッファ層６０の上に、第１窒化物半導体領域１０が形成される。例えば、第１窒化物半導体領域１０が結晶成長される。そして、表面処理の後に、第１窒化物半導体領域１０の上に、第２窒化物半導体領域２０が結晶成長される。
【００５１】
１つの例において、表面処理は、例えば、ＵＶ光の照射を含む第１処理を含んでも良い。例えば、ＵＶ光の照射は、酸素を含む雰囲気で行われる。
【００５２】
１つの例において、表面処理は、アルカリ性液体による第２処理を含んでも良い。１つの例において、この第２処理（アルカリ性液体による処理）は、第１処理（ＵＶ光の照射）の後に行われる。
【００５３】
１つの例において、表面処理は、酸（例えば、塩酸、硝酸及びフッ酸よりなる群から選択された少なくとも１つ）を含む液による第３処理を含んでも良い。第３処理は、第１処理と第２処理との間に行われる。
【００５４】
以下、実施形態に係る半導体素子１１０の製造方法の例について説明する。  
図９（ａ）〜図９（ｆ）は、第２実施形態に係る半導体素子の製造方法を例示する模式的断面図である。  
図９（ａ）に示すように、基体４０の上に、バッファ層６０及び第１窒化物半導体領域１０が、エピタキシャル成長法により順次形成される。形成は、例えば、エピタキシャル成長装置のチャンバ内で行われる。
【００５５】
加工体（基体４０、バッファ層６０及び第１窒化物半導体領域１０）が、チャンバから取り出される。第１窒化物半導体領域１０の表面が、空気と接触する。
【００５６】
これにより、図９（ｂ）に示すように、第１窒化物半導体領域１０の表面にＳｉを含む物質（例えば、Ｓｉを含む化合物）が付着する。１つの例において、物質は、Ｓｉ及び酸素を含む。物質は、例えば、シロキサンを含む。１つの例において、物質は、Ｓｉ及びＣ（炭素）を含む場合があっても良い。
【００５７】
図９（ｃ）に示すように、第１窒化物半導体領域１０の表面にＵＶ光を照射する（第１処理）。ＵＶ光の光源として、例えば、エキシマランプまたは水銀ランプが用いられる。エキシマランプから出射したＵＶ光のピーク波長は、例えば、約１７２ｎｍである。水銀ランプのピーク波長は、例えば、１８５ｎｍまたは２５４ｎｍである。ＵＶ光の照射により、例えば、第１窒化物半導体領域１０に付着したＳｉを含む物質（Ｓｉを含む化合物）が酸化される。ＵＶ光の照射により、例えば、Ｓｉを含む酸化物（Ｓｉ酸化物）が形成される。ＵＶ光の照射により、例えば、Ｇａを含む酸化物（Ｇａ酸化物）が形成される場合もある。
【００５８】
例えば、ＵＶ光は、酸素を含む雰囲気中で照射される。例えば、第１窒化物半導体領域１０の表面における酸化が促進される。雰囲気中の酸素濃度は、１％以上、２５％以下であることが好ましい。雰囲気中の酸素濃度が１％よりも低いと、例えば、酸化効果が得られ難く、酸化物が形成されにくい。雰囲気中の酸素濃度が２５％よりも高いと、例えば、酸素によるＵＶ光の吸収が大きくなり、酸化物が形成されにくい。雰囲気中の酸素濃度は、２％以上、１０％以下であることがさらに好ましい。
【００５９】
図９（ｄ）に示すように、１つの例において、ＵＶ光を照射した第１窒化物半導体領域１０の表面を、酸を含む雰囲気（液体または気体）と接触させる（第３処理）。例えば、酸を含む雰囲気（液体）は、例えば、塩酸、硝酸及びフッ酸よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。この液体（酸性水溶液）により、第１窒化物半導体領域１０の表面において、Ｇａ酸化物またはＳｉ酸化物が減少する（例えばエッチングされる）。
【００６０】
図９（ｅ）に示すように、１つの例において、ＵＶ光を照射した第１窒化物半導体領域１０の表面を、アルカリ性の液体と接触させる（第２処理）。アルカリ性の液体（例えば、水溶液）は、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、及び、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液の少なくともいずれかを含む。この液体（アルカリ性水溶液）により、第１窒化物半導体領域１０の表面において、Ｇａ酸化物（例えば、酸化ガリウム）またはＳｉ酸化物（例えば、酸化シリコン）が減少する（例えばエッチングされる）。
【００６１】
１つの例において、酸性水溶液での処理した後に、アルカリ性水溶液での処理が行われる。例えば、塩酸による処理を行った後に、フッ酸による処理を行い、さらに、ＴＭＡＨによる処理を行うことができる。塩酸による処理により、例えば、Ｇａ酸化物（例えば、酸化ガリウム）が除去される。フッ酸による処理により、例えば、シリコン酸化物（例えば、酸化シリコン）の一部が除去される。ＴＭＡＨによる処理により、例えば、Ｇａ酸化物（例えば、酸化ガリウム）、及び、シリコン酸化物（例えば、酸化シリコン）の一部の少なくともいずれかが除去される。このような処理により、第１窒化物半導体領域１０の表面に形成されたＳｉ化合物の一部が除去されても良い。
【００６２】
この後、加工体が、チャンバ内に導入される。図９（ｆ）に示すように、表面処理後の第１窒化物半導体領域１０の上に第２窒化物半導体領域２０が形成される。上記の処理により、中間領域１５が形成される。
【００６３】
中間領域１５は、Ｓｉを含む。このＳｉは、上記の表面処理により、安定化していると考えられる。例えば、Ｓｉと酸素を含む電気的に中性で安定な化合物が形成されると考えられる。これにより、電荷密度ＣＤが低くなると考えられる。例えば、図２（ａ）に示すように、中間領域１５において、Ｓｉの濃度のピークが観察される。図２（ｂ）に示すように、中間領域１５において、電荷密度ＣＤのピークが観察されない。
【００６４】
１つの例において、中間領域１５は、酸素を含んでも良い。例えば、Ｓｉ及び酸素を含むことで、電気的な中性が得やすくなる。
【００６５】
上記の例では、第１窒化物半導体領域１０の表面が、空気と接触することで、第１窒化物半導体領域１０の表面にＳｉを含む物質（例えば、Ｓｉを含む化合物）が付着する。別の例において、第１窒化物半導体領域１０の表面を、Ｓｉを含むガスと接触させても良い。
【００６６】
上記の第１窒化物半導体領域１０及び第２窒化物半導体領域２０の形成は、例えば、有機金属気相堆積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition: ＭＯＣＶＤ）法、有機金属気相成長（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy：ＭＯＶＰＥ）法、分子線エピタキシー（Molecular Beam Epitaxy：ＭＢＥ）法、及び、ハライド気相エピタキシー法(ＨＶＰＥ)法などにより行われる。
【００６７】
例えば、ＭＯＣＶＤ法またはＭＯＶＰＥ法を用いた場合では、各半導体層の形成の際の原料には、以下を用いることができる。Ｇａの原料として、例えばＴＭＧａ（トリメチルガリウム）及びＴＥＧａ（トリエチルガリウム）を用いることができる。Ａｌの原料として、例えば、ＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）などを用いることができる。Ｎの原料として、例えば、ＮＨ３（アンモニア）、ＭＭＨｙ（モノメチルヒドラジン）及びＤＭＨｙ（ジメチルヒドラジン）などを用いることができる。Ｉｎの原料として、例えば、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）及びＴＥＩｎ（トリエチルインジウム）などを用いることができる。
【００６８】
以下、上記の製造方法を用いて作製した試料のＳｉの濃度と電荷密度の測定結果の例について説明する。
【００６９】
以下、第１〜第５試料は、半導体素子１１０と同様の構造を有する。
【００７０】
第１試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面を空気と接触させた後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。第１試料においては、表面処理が行われない。
【００７１】
第２試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面を空気と接触させた後、ＵＶ光が照射される（第１処理）。その後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。
【００７２】
第３試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面を空気と接触させた後、ＵＶ光が照射される（第１処理）。ＵＶ光を照射した第１窒化物半導体領域１０の表面が、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液と接触させられる（第２処理）。その後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。第３試料においては、第２試料に対して、第２処理がさらに行われる。
【００７３】
第４試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面が空気と接触させられた後に、ＵＶ光が照射される（第１処理）。ＵＶ光が照射された第１窒化物半導体領域１０の表面が、塩酸（第３処理）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液（第２処理）の順に接触させられる。その後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。第４試料においては、第３試料に対して、第１処理の後に、さらに第３処理が行われる。
【００７４】
第５試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面を空気と接触させた後、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液による処理が行われる（第２処理）。その後、処理が行われた第１窒化物半導体領域１０の表面に、ＵＶ光が照射される（第１処理）。その後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。第５試料においては、第３試料に対して、第１処理と第２処理との順序が逆である。
【００７５】
第６試料においては、第１窒化物半導体領域１０の表面を空気と接触させた後、ＵＶ光が照射される（第１処理）。ＵＶ光が照射された第１窒化物半導体領域１０の表面が、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液（第２処理）、塩酸（第３処理）の順に接触させられる。その後、第２窒化物半導体領域２０が形成される。第６試料においては、第４試料に対して、第２処理と第３処理との順序が逆である。
【００７６】
第１試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、７×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは４．５×１０１８／ｃｍ３である。パラメータＰは、０．６４である。
【００７７】
第２試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、４．２×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは２．８×１０１７／ｃｍ３である。パラメータＰは、０．０７である。第２試料におけるパラメータＰは、第１試料におけるパラメータＰよりも低い。ＵＶ光の照射による表面処理により、Ｓｉの濃度および電荷密度ＣＤが低減できる。ＵＶ光の照射による表面処理により、パラメータＰを低減できると考えられる。
【００７８】
第３試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、３．６×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは８×１０１６／ｃｍ３である。パラメータＰは、０．０２である。表面処理として、ＵＶ光の照射に加えて、アルカリ性の液体による処理（第２処理）を行うことで、Ｓｉの濃度および電荷密度ＣＤがより低減できると考えられる。例えば、第３試料の条件により、パラメータＰを低減できると考えられる。
【００７９】
第４試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、３×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは１×１０１６／ｃｍ３以下である。パラメータＰは、０．０１以下である。表面処理として、ＵＶ光の照射、及び、アルカリ性の液体による処理（第２処理）に加えて、酸を含む雰囲気（液体または基体）による処理（第３処理）を行うことで、Ｓｉの濃度および電荷密度ＣＤがより低減できると考えられる。例えば、第４試料の条件により、パラメータＰを低減できると考えられる。
【００８０】
第５試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、３．８×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは２×１０１７／ｃｍ３以下である。パラメータＰは、０．０５である。表面処理として、ＵＶ光の照射（第１処理）とアルカリ性の液体による処理（第２処理）とを含む場合には、第１処理の後に、第２処理を行うことで、Ｓｉの濃度および電荷密度ＣＤがより低減しやすいと考えられる。例えば、第５試料の条件により、パラメータＰをより低減できると考えられる。
【００８１】
第６試料においては、中間領域１５におけるＳｉの濃度は、３．６×１０１８／ｃｍ３であり、電荷密度ＣＤは４×１０１７／ｃｍ３以下である。パラメータＰは、０．０１である。表面処理として、ＵＶ光の照射（第１処理）と、アルカリ性の液体による処理（第２処理）と、酸性の液体による処理（第３処理）と、を含む場合には、第１処理、第３処理、第２処理の順に行うことで、Ｓｉの濃度および電荷密度ＣＤがより低減しやすいと考えられる。例えば、第６試料の条件により、パラメータＰをより低減できると考えられる。
【００８２】
上記の第１参考例では、中間領域１５Ａとして、例えば、δドープ層が形成される。例えば、Ｓｉの原料としては、ＳｉＨ４（モノシラン）、または、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）などを用いた結晶成長が行われる。例えば、δドープ層は、６００℃以上の温度で、アンモニアとモノシランを供給することで形成される。この場合、Ｓｉの濃度ＣＳｉのピークに対応して、電荷密度ＣＤのピークが生じる（図３（ａ）及び図３（ｂ）参照）。すなわち、δドープ層は、例えばＳｉ含む電気的に活性な化合物が形成されると考えられる。これにより、電荷密度ＣＤのピークが生じると考えられる。
【００８３】
既に説明したように、上記の第２参考例では、中間領域が設けられない。第２参考例において、第１窒化物半導体領域１０は、ノンドープの窒化物半導体領域である。
【００８４】
既に説明したように、上記の第３参考例では、中間領域が設けられない。第３参考例において、第１窒化物半導体領域１０は、低程度の濃度でＳｉを含むｎ形の窒化物半導体領域である。第３参考例において、第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉの濃度ＣＳｉは、約１．２×１０１７／ｃｍ３であり、第１窒化物半導体領域１０における電荷密度ＣＤは、約１×１０１７／ｃｍ３である（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）。
【００８５】
この他、第３参考例の構成においてＳｉの濃度を高くした第４参考例がある。第４参考例において、第１窒化物半導体領域１０は、中程度の濃度でＳｉを含むｎ形の窒化物半導体領域である。第４参考例において、例えば、第１窒化物半導体領域１０におけるＳｉの濃度ＣＳｉは、約２×１０１８／ｃｍ３であり、第１窒化物半導体領域１０における電荷密度ＣＤは、約１．７×１０１８／ｃｍ３である。
【００８６】
第３及び第４参考例においては、Ｓｉの濃度ＣＳｉに対する電荷密度ＣＤの比が高い。ｎ形の窒化物半導体においては、窒化物半導体中のＳｉが電気的に活性であると考えられる。例えば、第１層領域２１が中程度の濃度でＳｉを含むｎ形の窒化物半導体領域である参考例も考えられる。このような参考例においても窒化物半導体中のＳｉが電気的に活性であると考えられる。これらの参考例においては、例えば、高い移動度を得ることが困難である。
【００８７】
図１０は、実施形態に係る半導体素子の一部を例示する模式的断面図である。  
図１０は、バッファ層６０の例を示している。この例では、バッファ層６０は、ＡｌＮ下地層６２、ＡｌＧａＮ下地層６３、及び、ＧａＮ下地層６１を含む。基体４０の上にＡｌＮ下地層６２が設けられる。ＡｌＮ下地層６２の上に、ＡｌＧａＮ下地層６３が設けられる。ＡｌＧａＮ下地層６３の上に、ＧａＮ下地層６１が設けられる。基体４０は、例えば、シリコン基板である。
【００８８】
この例では、バッファ層６０は、ＧａＮ中間層６５ａ、高Ａｌ組成層６５ｂ及び低Ａｌ組成層６５ｃを含む。ＧａＮ中間層６５ａは、低Ａｌ組成層６５ｃとＧａＮ下地層６１との間に設けられる。高Ａｌ組成層６５ｂは、低Ａｌ組成層６５ｃとＧａＮ中間層６５ａとの間に設けられる。高Ａｌ組成層６５ｂ及び低Ａｌ組成層６５ｃは、窒化物半導体を含む。高Ａｌ組成層６５ｂにおけるＡｌの組成比は、低Ａｌ組成層６５ｃにおけるＡｌの組成比よりも高い。ＧａＮ中間層６５ａ、高Ａｌ組成層６５ｂ及び低Ａｌ組成層６５ｃは、１つの積層構造に含まれる。実施形態において、バッファ層６０は、複数の積層構造を含んでも良い。例えば、適切な応力を蓄積でき、例えば、クラックなどを抑制できる。
【００８９】
図１１は、実施形態に係る半導体素子を例示する模式的断面図である。  
図１１に示すように、実施形態に係る半導体素子１１１は、第１窒化物半導体領域１０、第２窒化物半導体領域２０及び中間領域１５に加えて、第３窒化物半導体領域３０をさらに含む。第３窒化物半導体領域３０は、中間領域１５と第２窒化物半導体領域２０との間に設けられる。半導体素子１１１におけるこれ以外の構成は、半導体素子１１０の構成と同様である。
【００９０】
例えば、第１窒化物半導体領域１０に含まれる不純物の濃度は、第３窒化物半導体領域３０に含まれる不純物の濃度とは異なる。例えば、第１窒化物半導体領域１０に、不純物として、炭素が含まれる。例えば、第３窒化物半導体領域３０に、不純物として、炭素が含まれる。例えば、第１窒化物半導体領域１０に含まれる不純物の濃度は、第３窒化物半導体領域３０に含まれる不純物の濃度よりも高い。例えば、第１窒化物半導体領域１０に含まれる炭素の濃度は、第３窒化物半導体領域３０に含まれる炭素の濃度よりも高い。第１窒化物半導体領域１０に含まれる不純物（例えば、炭素）の濃度は、例えば、１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。第３窒化物半導体領域３０に含まれる不純物（例えば、炭素）の濃度は、例えば、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０１７／ｃｍ３未満である。このような不純物により、例えば、移動度を高くすることができる。
【００９１】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、実施形態に係る半導体素子を例示する模式的断面図である。  
図１２（ａ）に示すように、実施形態に係る半導体素子２１０は、第１窒化物半導体領域１０、第２窒化物半導体領域２０及び中間領域１５に加えて、第１〜第３電極５１〜５３を含む。この例では、半導体素子２１０は、基体４０及びバッファ層６０をさらに含む。
【００９２】
この例では、第２窒化物半導体領域２０は、第１層領域２１及び第２層領域２２を含む。第１層領域２１は、Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜１）を含む。第２層領域２２は、Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２Ｎ（０＜ｘ２≦１、ｘ１＜ｘ２）を含む。第１層領域２１は、第２層領域２２と中間領域１５との間に設けられる。
【００９３】
第２層領域２２は、第１部分領域２２ａ及び第２部分領域２２ｂを含む。第１部分領域２２ａから第２部分領域２２ｂへの第２方向は、第１窒化物半導体領域１０から第２窒化物半導体領域２０への第１方向（Ｘ軸方向）と交差する。この例では、第２方向は、Ｘ軸方向に対応する。
【００９４】
第１電極５１は、第１部分領域２２ａと電気的に接続される。第２電極５２は、第２部分領域２２ｂと電気的に接続される。第２方向（Ｘ軸方向）における第３電極５３の位置は、第２方向における第１電極５１の位置と、第２方向における第２電極５２の位置と、の間にある。
【００９５】
半導体素子２１０において、２次元電子ガス５５が形成される。半導体素子２１０は、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）である。
【００９６】
例えば、中間領域１５により転位が低減できる。そして、２次元電子ガスを応用した電流への、中間領域１５の電荷による悪影響が抑制できる。例えば、高い移動度が得られる。例えば、低いオン抵抗が得られる。
【００９７】
半導体素子２１０において、第３窒化物半導体領域３０（図１１参照）が設けられても良い。第３窒化物半導体領域３０は、例えば、ＧａＮである。第３窒化物半導体領域３０の厚さ（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、例えば、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下（例えば、２０ｎｍ）である。
【００９８】
半導体素子２１０において、第１層領域２１は、ＧａＮを含む。第１層領域２１の厚さは、例えば、５０ｎｍである。第２層領域２２は、ＡｌＧａＮを含む。第２層領域２２におけるＡｌの組成比は、例えば、０．２である。第２層領域２２の厚さは、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下（例えば３０ｎｍ）である。第２窒化物半導体領域２０は、例えば、再成長により形成される。
【００９９】
図１２（ｂ）に示すように、実施形態に係る半導体素子２２０は、第１窒化物半導体領域１０、第２窒化物半導体領域２０及び中間領域１５に加えて、第１電極５１及び第２電極５２を含む。第２窒化物半導体領域２０は、第１層領域２１、第２層領域２２及び第３層領域２３を含む。第３層領域２３は、第１層領域２１と第２層領域２２との間に設けられる。第１層領域２１及び第２層領域２２は、例えば、ＧａＮを含む。第３層領域２３は、ＩｎＧａＮを含む。第１層領域２１は、第１導電形である。第２層領域２２は、第２導電形である。第３層領域２３は、発光層である。この例では、第２窒化物半導体領域２０は、低不純物領域２１ｉを含む。低不純物領域２１ｉにおける不純物の濃度は、第１層領域２１における不純物の濃度よりも低く、第２層領域２２における不純物の濃度よりも低い。不純物は、例えば、Ｓｉ及びＭｇのいずれかを含む。低不純物領域２１ｉは、例えば、ｉ−ＧａＮである。この例において、第１電極５１は、第１層領域２１と電気的に接続される。第２電極５２は、第２層領域２２と電気的に接続される。半導体素子２２０は、半導体発光素子である。半導体素子２２０は、例えば、レーザまたはＬＥＤである。
【０１００】
窒化物半導体を用いた半導体素子の例として、ＡｌＧａＮ／ＧａＮのヘテロ構造を用いた電界効果トランジスタがある。例えば、窒化物半導体中の欠陥を低減することにより、半導体素子の特性を向上できる。例えば、転位を少なくすることで、半導体素子の特性を向上できる。
【０１０１】
実施形態によれば、特性の向上が可能な半導体素子及びその製造方法が提供できる。
【０１０２】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【０１０３】
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、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、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１０４】
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、半導体素子に含まれる窒化物半導体領域、中間領域、基体、バッファ層及び電極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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体素子及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体素子及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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】
【０１０９】
１０…第１窒化物半導体領域、  １５、１５Ａ…中間領域、  ２０…第２窒化物半導体領域、  ２１…第１層領域、  ２１ｉ…低不純物領域、  ２２…第２層領域、  ２２ａ、２２ｂ…第１、第２部分領域、  ２３…第３層領域、  ３０…第３窒化物半導体領域、  ４０  基体、  ５１〜５３…第１〜第３電極、  ５５…２次元電子ガス、  ６０…バッファ層、  ６１…ＧａＮ下地層、  ６２…ＡｌＮ下地層、  ６３…ＡｌＧａＮ下地層、  ６５ａ…ＧａＮ中間層、  ６５ｂ…高Ａｌ組成層、  ６５ｃ…低Ａｌ組成層、  １１０、１１１、１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、２１０、２２０…半導体素子、  Ｃ１…電気容量、  ＣＤ…電荷密度、  ＣＳｉ…濃度、  ＩＡｌ…２次イオン強度、  Ｖ１…印加電圧、  ｐＺ…位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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