(57)【要約】      （修正有）【課題】動作速度を向上できる半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１１０は、第１電極２１と、第１領域１１と、第１絶縁層３０ａと、を含む。第１電極２１は、第１電極部分２１ａを含む。第１領域１１は、Ｇａ及びＮを含み、第１部分領域１１ａと、第２部分領域１１ｂと、第３部分領域１１ｃと、を含む。第１部分領域１１ａは、Ａｒ、Ｂ、Ｐ、Ｎ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの第１元素を含む。第１部分領域１１ａは、第１電極部分２１ａと第２部分領域１１ｂとの間に位置する。第３部分領域１１ｃは、第１元素を含む。第２部分領域１１ｂは、第１元素を含まないか又は第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度が、第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度よりも低く、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度よりも低い。第１絶縁層３０ａは、第１電極２１と第１領域１１との間に設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極部分を含む第１電極と、
Ｇａ及びＮを含む第１領域であって、
Ａｒ、Ｂ、Ｐ、Ｎ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの第１元素を含む第１部分領域と、
第２部分領域であって、第１方向において前記第１部分領域は前記第１電極部分と前記第２部分領域との間に位置する、前記第２部分領域と、
前記第１元素を含む第３部分領域であって、前記第２部分領域から前記第３部分領域に向かう方向は前記第１方向と交差する第２方向に沿い、前記第３部分領域から前記第１電極部分に向かう方向は前記第１方向及び前記第２方向と交差する、前記第３部分領域と、
を含み、
前記第２部分領域は、前記第１元素を含まない、又は、
前記第２部分領域における前記第１元素の濃度は、前記第１部分領域における前記第１元素の濃度よりも低く、前記第３部分領域における前記第１元素の濃度よりも低い、
前記第１領域と、
前記第１電極と前記第１領域との間に設けられた第１絶縁層と、
を備えた半導体装置。
【請求項２】
第１絶縁領域をさらに備え、
前記第３部分領域から前記第１絶縁領域に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第１電極は、第２電極部分を含み、
前記第１電極部分は、前記第１方向において、前記第１部分領域と前記第２電極部分との間に位置し、
前記第１絶縁領域から前記第２電極部分に向かう方向は、前記第２方向に沿う請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１領域は、前記第１元素を含む第４部分領域を含み、
前記第１部分領域から前記第４部分領域に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
前記第３部分領域から前記第４部分領域に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４部分領域における前記第１元素の濃度は、前記第３部分領域における前記第１元素の濃度よりも高い請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
ＡｌとＧａとＮとを含む第２領域をさらに備え、
前記第１電極部分から前記第２領域に向かう方向は、前記第２方向に沿う請求項１〜３のいずれか１つに１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１電極は、第３電極部分を含み、
前記第３電極部分の前記第２方向における位置は、前記第２部分領域の前記第２方向における位置と、前記第３部分領域の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第２領域の一部から前記第３電極部分に向かう方向は、前記第１方向に沿う請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２領域は、第１元素を含み、
前記第２領域における前記第１元素の濃度は、前記第１部分領域における前記第１元素の濃度よりも高く、前記第３部分領域における前記第１元素の濃度よりも高い請求項４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１方向において、前記第１絶縁層の一部と前記第２領域との間に設けられた第２絶縁層をさらに備え、
前記第１絶縁層は、ＳｉとＯとを含み、
前記第２絶縁層は、ＳｉとＮとを含む請求項４〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
ＡｌとＧａとＮとを含む第３領域と、
ＡｌとＧａとＮとを含み、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向において、前記第３領域から離れた第４領域と、
をさらに備え、
前記第１電極は、前記第３方向において、前記第３領域と前記第４領域との間に位置する第４電極部分を含む請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第２部分領域の前記第２方向における位置は、前記第３領域の前記第２方向における位置と前記第３部分領域の前記第２方向における位置との間、及び、前記第４領域の前記第２方向における位置と前記第３部分領域の前記第２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。
【請求項１０】
第２電極及び第３電極をさらに備え、
前記第２電極は、前記第３領域と電気的に接続され、
前記第３電極は、前記第４領域と電気的に接続された請求項８または９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第３領域の一部から前記第２電極に向かう方向は、前記第１方向に沿い、
前記第４領域の一部から前記第３電極に向かう方向は、前記第１方向に沿う請求項１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第２電極及び前記第３電極は、Ａｌ及びＴｉからなる群より選択された少なくとも１つを含む請求項１０または１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第１領域は、第５部分領域を含み、
前記第１部分領域の前記第２方向における位置は、前記第３部分領域の前記第２方向における位置と、前記第５部分領域の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第５部分領域は、前記第１元素を含まない、又は、前記第５部分領域における前記第１元素の濃度は、前記第１部分領域における前記第１元素の濃度よりも低い請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第１部分領域における前記第１元素の濃度は、１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、
前記第２部分領域における前記第１元素の濃度は、１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第１電極は、ＴｉとＮとを含む請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１６】
第３電極部分を含む第１電極と、
Ｇａ及びＮを含む第１領域であって、
Ａｒ、Ｂ、Ｐ、Ｎ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの第１元素を含む第１部分領域と、
第２部分領域であって、第１方向において前記第１部分領域は前記第３電極部分と前記第２部分領域との間に位置する、前記第２部分領域と、
前記第１元素を含む第３部分領域であって、前記第２部分領域から前記第３部分領域に向かう方向は前記第１方向と交差する第２方向に沿い、前記第３部分領域から前記第３電極部分に向かう方向は前記第１方向及び前記第２方向と交差する、前記第３部分領域と、
を含み、
前記第２部分領域は、前記第１元素を含まない、又は、
前記第２部分領域における前記第１元素の濃度は、前記第１部分領域における前記第１元素の濃度よりも低く、前記第３部分領域における前記第１元素の濃度よりも低い、
前記第１領域と、
前記第１電極と前記第１領域との間に設けられた第１絶縁層と、
を備えた半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ｇａ及びＮを含む半導体を含む半導体装置がある。半導体装置の動作速度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１５５８２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、動作速度を向上できる半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、第１電極と、第１領域と、第１絶縁層と、を含む。前記第１電極は、第１電極部分を含む。前記第１領域は、Ｇａ及びＮを含む。前記第１領域は、第１部分領域と、第２部分領域と、第３部分領域と、を含む。前記第１部分領域は、Ａｒ、Ｂ、Ｐ、Ｎ、及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの第１元素を含む。第１方向において、前記第１部分領域は、前記第１電極部分と前記第２部分領域との間に位置する。前記第３部分領域は、前記第１元素を含む。前記第２部分領域から前記第３部分領域に向かう方向は、前記第１方向と交差する第２方向に沿う。前記第３部分領域から前記第１電極部分に向かう方向は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する。前記第２部分領域は、前記第１元素を含まない、又は、前記第２部分領域における前記第１元素の濃度は、前記第１部分領域における前記第１元素の濃度よりも低く、前記第３部分領域における前記第１元素の濃度よりも低い。前記第１絶縁層は、前記第１電極と前記第１領域との間に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、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】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、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は、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】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の特性を例示するシミュレーション結果である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、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６】図６は、実施形態に係る別の半導体装置を例示する模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置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、既に説明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】
図１は、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（ｂ）、及び図３は、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Ａ３−Ａ４線断面図である。図３は、図１のＡ５−Ａ６線断面図である。
【０００９】
実施形態に係る半導体装置１１０は、図１、図２（ａ）、及び図３に表したように、第１領域１１、第２領域１２、第３領域１３、第４領域１４、第１電極２１、第２電極２２、第３電極２３、第１絶縁層３０ａ、第２絶縁層３０ｂ、及び第１絶縁領域３１ａを含む。
【００１０】
図２（ａ）に表したように、第１領域１１は、第１部分領域１１ａ、第２部分領域１１ｂ、第３部分領域１１ｃ、第４部分領域１１ｄ、及び第５部分領域１１ｅを含む。第１電極２１は、第１電極部分２１ａ、第２電極部分２１ｂ、及び第３電極部分２１ｃを含む。
【００１１】
第１部分領域１１ａは、第１方向において、第２部分領域１１ｂと第１電極部分２１ａとの間に位置する。第１電極部分２１ａは、第１方向において、第１部分領域１１ａと第２電極部分２１ｂとの間に位置する。
【００１２】
第１方向は、例えば、図１に表したＺ軸方向に沿う。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ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。第１方向と交差する方向を第２方向とする。第２方向は、例えばＸ軸方向に沿う。第１方向及び第２方向と交差する方向を第３方向とする。第３方向は、例えばＹ軸方向に沿う。
以下では、第１方向、第２方向、及び第３方向が、それぞれ、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に沿う場合について説明する。
【００１３】
第２部分領域１１ｂから第３部分領域１１ｃに向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。第３部分領域１１ｃから第１電極部分２１ａに向かう方向は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を含む面に沿い、Ｘ軸方向及びＺ軸方向と交差する。
【００１４】
第１部分領域１１ａから第４部分領域１１ｄに向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。第３部分領域１１ｃから第４部分領域１１ｄに向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第１部分領域１１ａは、Ｘ軸方向において、第４部分領域１１ｄと第５部分領域１１ｅとの間にある。
【００１５】
第１領域１１は、ＧａとＮとを含む。第１部分領域１１ａ、第３部分領域１１ｃ、及び第４部分領域１１ｄは、Ａｒ、Ｂ、Ｐ、Ｎ、及びＦｅからなる群より選択された少なくとも１つの第１元素を含む。例えば、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度は、第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度よりも高い。例えば、第３部分領域１１ｃにおける結晶欠陥の密度は、第１部分領域１１ａにおける結晶欠陥の密度よりも大きい。例えば、第３部分領域１１ｃにおける電気抵抗は、第１部分領域１１ａにおける電気抵抗よりも高い。
【００１６】
第２部分領域１１ｂは、第１元素を含まない。第２部分領域１１ｂは、第１元素を含んでいても良い。その場合、第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度は、第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度よりも低く、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度よりも低い。
【００１７】
例えば、第２部分領域１１ｂにおける結晶欠陥の密度は、第１部分領域１１ａにおける結晶欠陥の密度よりも小さく、第３部分領域１１ｃにおける結晶欠陥の密度よりも小さい。例えば、第２部分領域１１ｂにおける電気抵抗は、第１部分領域１１ａにおける電気抵抗よりも低く、第３部分領域１１ｃにおける電気抵抗よりも低い。
【００１８】
第５部分領域１１ｅは、第１元素を含まない。第５部分領域１１ｅは、第１元素を含んでいても良い。その場合、第５部分領域１１ｅにおける第１元素の濃度は、第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度よりも低く、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度よりも低い。
【００１９】
例えば、第５部分領域１１ｅにおける結晶欠陥の密度は、第１部分領域１１ａにおける結晶欠陥の密度よりも小さい。例えば、第５部分領域１１ｅにおける電気抵抗は、第１部分領域１１ａにおける電気抵抗よりも低い。
【００２０】
第２領域１２は、ＡｌとＧａとＮとを含む。第２領域１２は、第１元素を含む。第１電極部分２１ａから第２領域１２に向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。第４部分領域１１ｄは、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと第２領域１２との間に位置する。例えば、第２領域１２における第１元素の濃度は、第４部分領域１１ｄにおける第１元素の濃度よりも高い。
【００２１】
第３電極部分２１ｃのＸ軸方向における位置は、第１部分領域１１ａのＸ軸方向における位置と、第３部分領域１１ｃのＸ軸方向における位置と、の間にある。第２領域１２の一部から第３電極部分２１ｃに向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。
【００２２】
第３部分領域１１ｃから第１絶縁領域３１ａに向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第４部分領域１１ｄ及び第２領域１２は、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと第１絶縁領域３１ａとの間に位置する。第２電極部分２１ｂから第１絶縁領域３１ａに向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。
【００２３】
第４領域１４は、Ｙ軸方向において、第３領域１３から離れている。第１電極２１は、Ｙ軸方向において第３領域１３と第４領域１４との間に位置する第４電極部分２１ｄを含む。第４電極部分２１ｄから第１電極部分２１ａに向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。第５部分領域１１ｅから第４電極部分２１ｄに向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第３領域１３及び第４領域１４は、第２領域１２から離れていても良いし、第２領域１２と繋がっていても良い。
【００２４】
第１絶縁層３０ａは、第１領域１１と第１電極２１との間に設けられる。第１絶縁層３０ａは、第２領域１２と第１電極２１との間、第３領域１３と第１電極２１との間、及び第４領域１４と第１電極２１との間に位置する。第２絶縁層３０ｂは、Ｚ軸方向において、第２領域１２と第１絶縁層３０ａとの間、第３領域１３と第１絶縁層３０ａとの間、及び第４領域１４と第１絶縁層３０ａとの間に設けられる。第１絶縁層３０ａは、例えば、ＳｉとＯとを含む。第１絶縁層３０ａは、ＡｌとＯとを含んでいても良い。第２絶縁層３０ｂは、例えば、ＳｉとＮとを含む。
【００２５】
第２電極２２は、第３領域１３と電気的に接続される。第３領域１３から第２電極２２に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第３電極２３は、第４領域１４と電気的に接続される。第４領域１４から第３電極２３に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。
【００２６】
図１に表したように、第１電極２１のＸ軸方向における長さは、第１電極２１のＹ軸方向における長さよりも長い。第２電極２２のＸ軸方向における長さは、第２電極２２のＹ軸方向における長さよりも長い。第３電極２３のＸ軸方向における長さは、第３電極２３のＹ軸方向における長さよりも長い。
【００２７】
例えば、半導体装置１１０は、絶縁領域３２ａ、第１配線部４１ａ、第２配線部４１ｂ、第３配線部４１ｃ、第１導電部４２ａ、第２導電部４２ｂ、及び第３導電部４２ｃを含む。
【００２８】
第１配線部４１ａのＺ軸方向における位置は、第１電極２１のＺ軸方向における位置と第１導電部４２ａのＺ軸方向における位置との間にある。第２配線部４１ｂのＺ軸方向における位置は、第２電極２２のＺ軸方向における位置と第２導電部４２ｂのＺ軸方向における位置との間にある。第３配線部４１ｃのＺ軸方向における位置は、第３電極２３のＺ軸方向における位置と第３導電部４２ｃのＺ軸方向における位置との間にある。
【００２９】
第１導電部４２ａは、例えば、Ｙ軸方向において、第２導電部４２ｂから離れている。第３導電部４２ｃは、例えば、Ｘ軸方向において、第２導電部４２ｂから離れている。第１電極２１は、第１配線部４１ａを介して第１導電部４２ａと電気的に接続される。第２電極２２は、第２配線部４１ｂを介して第２導電部４２ｂと電気的に接続される。第３電極２３は、第３配線部４１ｃを介して第３導電部４２ｃと電気的に接続される。絶縁領域３２ａは、第１配線部４１ａの周り、第２配線部４１ｂの周り、及び第３配線部４１ｃの周りに設けられる。
【００３０】
例えば、図１に表したように、第１電極２１、第２電極２２、及び第３電極２３のそれぞれは、Ｙ軸方向において複数設けられる。例えば、第１配線部４１ａ、第２配線部４１ｂ、及び第３配線部４１ｃのそれぞれは、複数設けられる。複数の第１電極２１は、それぞれ、複数の第１配線部４１ａを介して第１導電部４２ａと電気的に接続される。複数の第２電極２２は、それぞれ、複数の第２配線部４１ｂを介して第２導電部４２ｂと電気的に接続される。複数の第３電極２３は、それぞれ、複数の第３配線部４１ｃを介して第３導電部４２ｃと電気的に接続される。
【００３１】
第１電極２１は、例えば、ＴｉとＮとを含む。第２電極２２及び第３電極２３は、例えば、Ｔｉ及びＡｌからなる群より選択された少なくとも１つを含む。第１配線部４１ａ、第２配線部４１ｂ、第３配線部４１ｃ、第１導電部４２ａ、第２導電部４２ｂ、及び第３導電部４２ｃは、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、及びＴｉからなる群より選択された少なくとも１つを含む。
【００３２】
例えば、第２電極２２が第２電位に設定される。第３電極２３が第３電位に設定される。例えば、第２電位は、接地電位である。第３電位は、第２電位よりも高い。例えば、第１領域１１と第３領域１３との境界部分及び第１領域１１と第４領域１４との境界部分には、２次元電子ガスが存在する。第１電極２１を第１電位に設定する。第１電位が、ある閾値を超える場合、第２電極２２と第３電極２３との間で電流が流れる。
【００３３】
実施形態によれば、半導体装置の動作速度を向上できる。これは、例えば、第２部分領域１１ｂにトラップされる電子数が低減されることに基づく。トラップされる電子数の低減は、例えば、以下の少なくともいずれかに基づく。
【００３４】
例えば、第２部分領域１１ｂは、第１元素を含んでいない。または、第２部分領域１１ｂが第１元素を含む場合、第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度は、第１部分領域１１ａの第１元素の濃度よりも低く、第３部分領域１１ｃの第１元素の濃度よりも低い。
例えば、第２部分領域１１ｂにおける結晶欠陥の密度は、第１部分領域１１ａにおける結晶欠陥の密度よりも小さく、第３部分領域１１ｃにおける結晶欠陥の密度よりも小さい。
例えば、第２部分領域１１ｂにおける電気抵抗は、第１部分領域１１ａにおける電気抵抗よりも低く、第３部分領域１１ｃにおける電気抵抗よりも低い。
【００３５】
第１部分領域１１ａにおける前記第１元素の濃度は、１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。第２部分領域１１ｂが第１元素を含む場合、第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度は、１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。第３部分領域１１ｃ及び第４部分領域１１ｄのそれぞれにおける第１元素の濃度は、１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３、１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００３６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る半導体装置の特性を例示するシミュレーション結果である。
図４（ａ）は、第１絶縁領域３１ａ、第１絶縁層３０ａ、第２絶縁層３０ｂ、第２領域１２、第４部分領域１１ｄ、及び第３部分領域１１ｃを含む第１線分上における第１元素の濃度分布を表す。図４（ｂ）は、第１電極２１、第１絶縁層３０ａ、第２絶縁層３０ｂ、第１部分領域１１ａ、及び第２部分領域１１ｂを含む第２線分上における第１元素の濃度分布を表す。第１線分及び第２線分は、Ｚ軸方向に沿う。図４（ａ）及び図４（ｂ）において、横軸は深さＤ［ｎｍ］を表し、縦軸は濃度Ｃ［×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３］を表す。
【００３７】
図４（ａ）の結果は、第４部分領域１１ｄにおける第１元素の濃度が、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度よりも高いことを示す。図４（ｂ）の結果は、第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度が、第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度よりも低いことを示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）の結果は、第２部分領域１１ｂにおける第１元素の濃度が、第３部分領域１１ｃにおける第１元素の濃度よりも低いことを示す。第１部分領域１１ａにおける第１元素の濃度が、第４部分領域１１ｄにおける第１元素の濃度よりも低いことを示す。
【００３８】
図５（ａ）〜図（ｅ）は、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５（ａ）〜図５（ｄ）は、図１のＡ５−Ａ６線断面に対応する部分の製造工程を例示する。図５（ｅ）は、図１のＡ１−Ａ２線断面に対応する部分の製造工程を例示する。
【００３９】
ＧａとＮとを含む半導体層１１Ａを形成する。ＡｌとＧａとＮとを含む半導体層１２Ａを、半導体層１１Ａの上に形成する。半導体層１１Ａ及び半導体層１２Ａは、例えば、半導体層１１Ａは、例えば、Metal Organic Chemical Vapor Deposition(MOCVD）により形成される。図５（ａ）に表したように、絶縁層３０Ｂを半導体層１２Ａの上に形成する。絶縁層３０Ｂは、例えば、ＳｉとＮとを含む。絶縁層３０Ｂは、例えば、Chemical Vapor Deposition(CVD)により形成される。
【００４０】
図５（ｂ）に表したように、絶縁層３０Ｂ及び半導体層１２Ａを貫通する開口ＯＰ１を形成する。開口ＯＰ１は、Ｘ軸方向に延びる。図５（ｃ）に表したように、開口ＯＰ１の内壁及び絶縁層３０Ｂの上面に、絶縁層３０Ａが形成される。絶縁層３０Ａは、例えば、Chemical Vapor Deposition(CVD)またはAtomic Layer Deposition(ALD)により形成される。
【００４１】
絶縁層３０Ａの上に、導電層を形成する。この導電層は、例えば、ＴｉとＮとを含む。この導電層は、例えば、ＴｉとＮとを含むターゲットをスパッタリングして形成される。開口ＯＰ１は、この導電層に埋め込まれる。この導電層の一部を、除去する。この除去工程は、例えば、Chemical Dry Etching(CDE)、Reactive Ion Etching(RIE)、またはウェットエッチングを用いて実施される。これにより、図５（ｄ）に表したように、開口ＯＰ１が形成されていた位置に第１電極２１が形成される。
【００４２】
図５（ｅ）に表したように、第１電極２１の一部の上にマスクＭ１を形成する。半導体層１１Ａ及び半導体層１２Ａに、第１元素のイオンを注入する。半導体層１１Ａの一部には、絶縁層３０Ａ及び絶縁層３０Ｂを通してイオンが入射する。半導体層１１Ａの別の一部には、絶縁層３０Ａ及び第１電極２１を通してイオンが入射する。半導体層１１Ａのさらに別の一部には、絶縁層３０Ａ、第１電極２１、及びマスクＭ１を通してイオンが入射する。半導体層１１Ａに第１元素のイオンが入射されることで、第１部分領域１１ａ〜第５部分領域１１ｅが形成される。
【００４３】
以降は、絶縁領域３２ａ、第１配線部４１ａ、第２配線部４１ｂ、第３配線部４１ｃ、第１導電部４２ａ、第２導電部４２ｂ、及び第３導電部４２ｃを、第１電極２１〜第３電極２３の上に形成することで、図１〜図３に表した半導体装置１１０が作製される。
【００４４】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を表す模式的断面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に表した半導体装置１２０は、絶縁領域３３ａを含む。絶縁領域３３ａは、Ｘ軸方向において、第１電極２１と第２領域１２との間及び第１電極２１と第１絶縁層３０ａの一部との間に位置する。例えば、第４部分領域１１ｄは、Ｚ軸方向において、第３部分領域１１ｃと絶縁領域３３ａとの間に位置する。
【００４５】
半導体装置１２０において、第１領域１１は、半導体装置１１０と同様に、第２部分領域１１ｂを含む。これにより、半導体装置１２０の動作速度を向上できる。
【００４６】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る別の半導体装置を表す模式的断面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に表した半導体装置１３０において、第１部分領域１１ａは、Ｚ軸方向において、第３電極部分２１ｃと第２部分領域１１ｂとの間に位置する。第２絶縁層３０ｂの一部は、Ｚ軸方向方向において、第１部分領域１１ａと第３電極部分２１ｃとの間に位置する。第１部分領域１１ａのＸ軸方向における位置は、第１電極部分２１ａのＸ軸方向における位置と、第３部分領域１１ｃのＸ軸方向における位置と、の間にある。
【００４７】
以上で説明した各実施形態によれば、動作速度を向上できる半導体装置を提供できる。
【００４８】
なお、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。
【００４９】
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、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、第１領域〜第４領域、絶縁層、絶縁領域、電極、配線部、及び導電部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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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】
【００５４】
１１ 第１領域、  １１ａ 第１部分領域、  １１ｂ 第２部分領域、  １１ｃ 第３部分領域、  １１ｄ 第４部分領域、  １１ｅ 第５部分領域、  １１Ａ 半導体層、  １２ 第２領域、  １２Ａ 半導体層、  １３ 第３領域、  １４ 第４領域、  ２１ 第１電極、  ２１ａ 第１電極部分、  ２１ｂ 第２電極部分、  ２１ｃ 第３電極部分、  ２１ｄ 第４電極部分、  ２２ 第２電極、  ２３ 第３電極、  ３０ａ 第１絶縁層、  ３０ｂ 第２絶縁層、  ３０Ａ、３０Ｂ 絶縁層、  ３１ａ 第１絶縁領域、  ３２ａ、３３ａ 絶縁領域、  ４１ａ 第１配線部、  ４１ｂ 第２配線部、  ４１ｃ 第３配線部、  ４２ａ 第１導電部、  ４２ｂ 第２導電部、  ４２ｃ 第３導電部、  １１０、１２０、１３０ 半導体装置
【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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