氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法与流程

氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法
1.本技术以日本专利申请2021-132234(申请日为2021年8月16日)为基础，从该申请享受优先的权益。本技术通过参照该申请而包含该申请的所有内容。
技术领域
2.本发明的实施方式涉及氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法。


背景技术：

3.例如，使用包含氮化物半导体的晶片来制造半导体装置。期望抑制翘曲。


技术实现要素：

4.本发明的实施方式提供一种能够抑制翘曲的氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法。
5.根据本发明的实施方式，氮化物半导体包括基体、氮化物部件以及设置于所述基体与所述氮化物部件之间的中间区域。所述氮化物部件包括：第1氮化物区域，含有al
x1
ga
1-x1
n(0《x1≤1)；以及第2氮化物区域，含有al
x2
ga
1-x2
n(0≤x2《1，x2《x1)。所述第1氮化物区域处于所述中间区域与所述第2氮化物区域之间。所述中间区域含有氮以及碳。所述中间区域中的碳的浓度是1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下。
6.根据上述结构的氮化物半导体，可提供能够抑制翘曲的氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法。
附图说明
7.图1是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖面图。
8.图2是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的曲线图。
9.图3是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的曲线图。
10.图4是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖面图。
11.图5是例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖面图。
12.图6是例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖面图。
13.图7是例示第3实施方式所涉及的氮化物半导体的制造方法的流程图。
14.(符号说明)
15.10m：氮化物部件；10a～10e：第1～第5部分区域；11～15：第1～第5氮化物区域；11m：中间区域；13a、13b：第1、第2区域；14a、14b：第1、第2膜区域；15f：第6部分区域；15g：第7部分区域；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；210、211：晶片；c(c)、c(si)：浓度；cc1：浓度；int_al、int_n：2次离子强度；w1：翘曲量；pz：位置；t1、t2：第1、第2区域厚度；tm1：中间区域厚度；tr1～tr5：第1～第5氮化物区域厚度；tr4a、tr4b：第1、第2膜区域厚度。
具体实施方式
16.以下，一边参照附图一边说明本发明的各实施方式。
17.附图是示意性或者概念性的图，各部分的厚度与宽度的关系、部分之间的大小的比率等未必与现实的情况相同。即便是表示相同的部分的情况，也有时根据附图而相互的尺寸、比率被呈现为不同。
18.在本技术说明书和各图中，对于与关于已经出现过的图进行过说明的要素同样的要素，附加同一符号而适当省略详细的说明。
19.(第1实施方式)
20.图1是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖面图。
21.如图1所示，实施方式所涉及的氮化物半导体110包括基体18s、氮化物部件10m以及中间区域11m。中间区域11m处于基体18s与氮化物部件10m之间。晶片210包括氮化物半导体110。
22.基体18s例如含有硅。基体18s例如是硅基板。
23.氮化物部件10m包括第1氮化物区域11以及第2氮化物区域12。第1氮化物区域11处于中间区域11m与第2氮化物区域12之间。
24.氮化物部件10m也可以包括第3氮化物区域13、第4氮化物区域14以及第5氮化物区域15等。第4氮化物区域14以及第5氮化物区域15对应于功能层。第3氮化物区域13、第4氮化物区域14以及第5氮化物区域15是根据需要而被设置的，也可以省略。也可以视为第3氮化物区域13、第4氮化物区域14以及第5氮化物区域15中的至少任一个包含于第2氮化物区域12。
25.第1氮化物区域11含有al
x1
ga
1-x1
n(0《x1≤1)。第1氮化物区域11中的al的组成比x1例如是0.35以上且1以下。在一个例子中，第1氮化物区域11含有aln。
26.第2氮化物区域12含有al
x2
ga
1-x2
n(0≤x2《1，x2《x1)。例如，第2氮化物区域12含有algan或者gan。
27.将从第1氮化物区域11朝向第2氮化物区域12的方向设为第1方向。将第1方向设为z轴方向。将与z轴方向垂直的一个方向设为x轴方向。将与z轴方向以及x轴方向垂直的方向设为y轴方向。
28.基体18s、中间区域11m、第1氮化物区域11以及第2氮化物区域12是沿着x-y平面的层状。
29.例如，中间区域11m与基体18s相接。例如，中间区域11m与第1氮化物区域11相接。例如，第1氮化物区域11与第2氮化物区域12相接。
30.例如，中间区域11m的至少一部分可以含有铝。例如，中间区域11m的至少一部分可以含有硅。
31.中间区域11m含有氮以及碳。中间区域11m中的碳的浓度为1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下。中间区域11m中的碳的浓度也可以为3
×
10
19
/cm3以上且4
×
10
20
/cm3以下。
32.通过设置这样的中间区域11m，可知在氮化物半导体110(例如，晶片210)中能够抑制翘曲。
33.图2是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的曲线图。
34.图2例示了氮化物半导体110的sims(secondary ion mass spectrometry，二次离
子质谱)分析结果。在图2中，横轴是z轴方向上的位置pz。图2的左边的纵轴是碳的浓度c(c)或者硅的浓度c(si)。图2的右边的纵轴是al的2次离子强度int_al或者n的2次离子强度int_n。
35.如图2所示，在基体18s与第1氮化物区域11之间设置有中间区域11m。中间区域11m含有碳。中间区域11m含有氮。在本例中，中间区域11m含有铝以及硅。基体18s实质上不含氮。中间区域11m、第1氮化物区域11以及第2氮化物区域12含有氮。
36.如后所述，通过对基体18s供给含有碳的第1气体，之后停止供给含有碳的第1气体，而供给含有氮的第2气体，之后形成第1氮化物区域11以及第2氮化物区域12，从而得到这样的中间区域11m。
37.例如利用含有碳的第1气体的供给量，能够控制中间区域11m中的碳的浓度c(c)。例如，利用基体18s的热处理的温度等，也能够控制中间区域11m中的碳的浓度c(c)。如果第1气体的供给量多，则中间区域11m中的碳的浓度c(c)变高。如果热处理的温度低，则中间区域11m中的碳的浓度c(c)变高。
38.以下，说明关于改变碳的浓度c(c)时的翘曲的变化的实验结果的例子。
39.图3是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的曲线图。
40.图3的横轴是中间区域11m中的碳的浓度cc1。图3的纵轴是晶片210的翘曲量w1。以未设置中间区域11m的情况(第1参考例)下的翘曲量为基准而对翘曲量w1进行了标准化。在第1参考例中，第1氮化物区域11与基体18s相接。在这个实验例中，第1参考例中的翘曲量是约170μm。
41.如图3所示，在中间区域11m中的碳的浓度cc1为1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下时，翘曲量w1小。在浓度cc1小于1.5
×
10
19
/cm3时，翘曲量w1大。如果浓度cc1超过6
×
10
20
/cm3，则翘曲量w1大。
42.在第1参考例中，例如由于在基体18s与氮化物部件10m之间产生的应力而发生翘曲。例如，由于基体18s与氮化物部件10m之间的热膨胀系数的差等而发生应力。
43.在中间区域11m中的碳的浓度cc1为1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下时，能够抑制翘曲。认为通过将具有这样的碳的浓度cc1的中间区域11m设置于基体18s与氮化物部件10m之间，能够缓和应力。由此，能够抑制翘曲。
44.如图3所示，中间区域11m中的碳的浓度cc1和翘曲量w1的特性是临界性的。在浓度cc1为约1.5
×
10
19
/cm3的附近，翘曲量w1急剧地变化。在浓度cc1为约6
×
10
20
/cm3的附近，翘曲量w1急剧地变化。如图3所示，在中间区域11m中的碳的浓度cc1为3
×
10
19
/cm3以上且4
×
10
20
/cm3以下时，翘曲量w1更小。
45.如图2所示，例如第1氮化物区域11实质上不含碳。或者，第1氮化物区域11中的碳的浓度c(c)低于中间区域11m中的碳的浓度c(c)。通过使第1氮化物区域11中的碳的浓度c(c)低，例如在氮化物部件10m中缺陷的密度容易变低。例如，对第2氮化物区域12施加的形变变大。由此，缺陷减少。
46.如图2所示，例如第2氮化物区域12含有碳。第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)高于第1氮化物区域11中的碳的浓度c(c)。通过使第2氮化物区域12含有碳，例如在氮化物部件10m中容易得到低的位错密度(dislocation density)。例如，在含有碳的第2氮化物区域12中，位错容易弯曲。由此，沿着第1方向(z轴方向)而比第2氮化物区域12靠上延伸的位错
会减少。
47.例如，第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)低于中间区域11m中的碳的浓度c(c)。通过使第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)不会过度地变高，例如对第2氮化物区域12施加的形变会变大。例如，在形成第2氮化物区域12时，对第2氮化物区域12施加的形变不易被缓和。由此，翘曲的控制变得容易。
48.如图2所示，例如第1氮化物区域11中的硅的浓度c(si)低于第1氮化物区域11中的碳的浓度c(c)。例如，第1氮化物区域11中的硅的浓度c(si)相对第1氮化物区域11中的碳的浓度c(c)之比为0.0001以上且0.01以下。通过使第1氮化物区域11中的硅的浓度c(si)低，从而例如在形成第2氮化物区域12时，对第2氮化物区域12施加的形变不易被缓和。由此，翘曲的控制变得更容易。
49.例如，第2氮化物区域12中的硅的浓度c(si)低于第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)。例如，第2氮化物区域12中的硅的浓度c(si)相对第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)之比为0.0001以上且0.1以下。通过使第2氮化物区域12中的硅的浓度c(si)低，从而例如对第2氮化物区域12施加的形变不易被缓和。由此，翘曲的控制变得更容易。
50.在实施方式中，中间区域11m的厚度(中间区域厚度tm1(参照图1))例如是0.5nm以上且100nm以下。
51.第1氮化物区域11的厚度(第1氮化物区域厚度tr1(参照图1))例如是5nm以上且500nm以下。
52.第2氮化物区域12的厚度(第2氮化物区域厚度tr2(参照图1))例如是50nm以上且200nm以下。
53.如图1所示，氮化物部件10m也可以包括第3氮化物区域13。第3氮化物区域13例如含有al
x3
ga
1-x3
n(0≤x3≤1)。第3氮化物区域13例如含有algan或者gan。如后所述，第3氮化物区域13例如可以具有层叠构造。第3氮化物区域13的厚度(第3氮化物区域厚度tr3(参照图1))例如是100nm以上且8000nm以下。
54.如图1所示，如已经说明那样氮化物部件10m也可以包括第4氮化物区域14以及第5氮化物区域15。第4氮化物区域14含有al
x4
ga
1-x4
n(0≤x4《1)。第4氮化物区域14中的al的组成比x4例如是0以上且0.5以下。第4氮化物区域14例如含有gan。第4氮化物区域14中的al的组成比x4低于第3氮化物区域13中的al的组成比。第4氮化物区域14的厚度(第4氮化物区域厚度tr4(参照图1))例如是50nm以上且5000nm以下。
55.如图1所示，第4氮化物区域14也可以包括第1膜区域14a以及第2膜区域14b。第1膜区域14a处于第3氮化物区域13与第2膜区域14b之间。第1膜区域14a含有碳。第2膜区域14b不含碳。或者，第2膜区域14b中的碳的浓度低于第1膜区域14a中的碳的浓度。通过设置含有碳的第1膜区域14a，例如容易得到低的位错密度。通过碳的浓度低的第2膜区域14b，例如容易得到高的电子迁移率。第1膜区域14a的厚度(第1膜区域厚度tr4a(参照图1))例如是100nm以上且3000nm以下。第2膜区域14b的厚度(第2膜区域厚度tr4b(参照图1))例如是50nm以上且2000nm以下。
56.第5氮化物区域15含有al
x5
ga
1-x5
n(0《x5≤1，x4《x5)。第5氮化物区域15中的al的组成比x5例如是0.05以上且0.35以下。第5氮化物区域15例如是algan。第5氮化物区域15的厚度(第5氮化物区域厚度tr5(参照图1))例如是15nm以上且50nm以下。第2氮化物区域12处于
第1氮化物区域11与第5氮化物区域15之间。第3氮化物区域13处于第2氮化物区域12与第5氮化物区域15之间。第4氮化物区域14处于第3氮化物区域13与第5氮化物区域15之间。第4氮化物区域14处于第2氮化物区域12与第5氮化物区域15之间。
57.例如，在第4氮化物区域14的与第5氮化物区域15对置的部分形成载流子区域。载流子区域例如是二维电子气体。在基于氮化物半导体110的半导体装置中，载流子区域被用于半导体装置的动作。
58.例如，使用含有iii族元素(al或者ga)的原料气体以及含有v族元素(n)的原料气体，例如通过mocvd(metal organic chemical vapor deposition，金属有机化学气相沉积)法等而形成氮化物部件10m。
59.图4是例示第1实施方式所涉及的氮化物半导体的示意性剖面图。
60.如图4所示，在实施方式所涉及的氮化物半导体111以及晶片211中，第3氮化物区域13具有层叠构造。
61.例如，第3氮化物区域13包括多个第1区域13a和多个第2区域13b。在从第1氮化物区域11朝向第2氮化物区域12的第1方向(z轴方向)上，多个第1区域13a中的一个第1区域13a处于多个第2区域13b中的一个第2区域13b与多个第2区域13b中的另一个第2区域13b之间。多个第2区域13b中的上述一个第2区域13b处于多个第1区域13a中的上述一个第1区域13a与多个第1区域13a中的另一个第1区域13a之间。例如，沿着z轴方向，交替地设置第1区域13a和第2区域13b。
62.第1区域13a含有al
y1
ga
1-y1
n(0《y1≤1)。第2区域13b含有al
y2
ga
1-y2
n(0≤y2《y1)。
63.第1区域13a中的al组成比(组成比y1)例如是0.75以上且1以下。在一个例子中，第1区域13a是aln。
64.第2区域13b中的al组成比(组成比y2)例如是0.06以上且0.3以下。在一个例子中，第2区域13b是al
0.13
ga
0.87
n。
65.在一个例子中，组成比y1是组成比x1以下。在一个例子中，组成比y2高于组成比x2。
66.例如，多个第1区域13a中的一个第1区域13a也可以与第2氮化物区域12相接。例如，多个第2区域13b中的一个第2区域13b也可以与第2氮化物区域12相接。例如，多个第1区域13a中的一个第1区域13a也可以与第4氮化物区域14相接。例如，多个第2区域13b中的一个第2区域13b也可以与第4氮化物区域14相接。多个第1区域13a和多个第2区域13b例如也可以形成超晶格构造。多个第1区域13a的数量与多个第2区域13b的数量之差的绝对值既可以是0也可以是1。多个第1区域13a的数量例如是10以上且200以下。也可以将多个第1区域13a中的一个第1区域13a视为第2氮化物区域12。
67.多个第1区域13a各自具有沿着第1方向(z轴方向)的第1区域厚度t1。例如，第1区域厚度t1比第2氮化物区域12的沿着第1方向的第2氮化物区域厚度tr2薄。多个第2区域13b各自具有沿着第1方向的第2区域厚度t2。例如，第2区域厚度t2比第2氮化物区域厚度tr2薄。例如，第1区域厚度t1比第2区域厚度t2薄。
68.例如，多个第1区域13a各自的沿着第1方向的第1区域厚度t1比第1氮化物区域11的沿着第1方向的第1氮化物区域厚度tr1薄。多个第2区域13b各自的沿着第1方向的第2区域厚度t2比第1氮化物区域厚度tr1薄。
69.第1区域厚度t1例如是3nm以上且10nm以下。在一个例子中，第1区域厚度t1是5nm。第2区域厚度t2例如是15nm以上且40nm以下。在一个例子中，第2区域厚度t2是25nm。
70.在具有这样的构造的第3氮化物区域13中，例如在第1区域13a与第2区域13b之间的界面，位错容易弯曲。容易得到更低的位错密度。通过设置al的组成比不同的多个区域，例如容易得到高的耐压。
71.以下，说明氮化物半导体111(晶片211)的制造方法的例子。
72.通过有机清洗以及酸洗来处理基体18s。将基体18s导入到mocvd装置。在氢环境中，在1000℃下对基体18s的表面进行热处理。通过热处理，例如除去基体18s的表面的氧化膜。
73.之后，形成中间区域11m。例如，在580℃下供给含有碳的第1气体。由此，碳附着于基体18s的表面。含有碳的第1气体例如包括三甲基铝(tmal)。含有碳的第1气体例如也可以包括乙炔、乙烯等烃类气体。之后，停止供给含有碳的第1气体。
74.之后，供给含有氮的第2气体。第2气体例如含有氨(nh3)。在供给第2气体时，使温度例如从580℃变化为1040℃。通过第2气体的供给，形成中间区域11m。
75.例如利用含有碳的第1气体的供给量(例如分压)或者第1气体的供给时间，能够控制中间区域11m中的碳的浓度c(c)。也可以利用基体18s的温度，控制中间区域11m中的碳的浓度c(c)。例如，通过增加第1气体的供给量，中间区域11m中的碳的浓度c(c)会上升。通过加长第1气体的供给时间，中间区域11m中的碳的浓度c(c)会上升。如果基体18s的温度低，则中间区域11m中的碳的浓度c(c)会上升。在中间区域11m的形成中，供给第2气体时的基体18s的温度例如是550℃以上且800℃以下。
76.在上述第2气体的供给之后，形成第1氮化物区域11。例如，使用tmal以及nh3，在1040℃下形成成为第1氮化物区域11的aln层。第1氮化物区域11的厚度(第1氮化物区域厚度tr1)例如是150nm(例如，5nm以上且500nm以下)。例如，第1氮化物区域11不含碳。例如，第1氮化物区域11中的碳的浓度低于中间区域11m中的碳的浓度。例如，第1氮化物区域11中的碳的浓度相对中间区域11m中的碳的浓度之比是0.05以下。例如，第1氮化物区域11中的碳的浓度相对中间区域11m中的碳的浓度之比也可以是0.0001以上。例如，第1氮化物区域11中的氧的浓度低于中间区域11m中的氧的浓度。例如，第1氮化物区域11中的氧的浓度相对中间区域11m中的氧的浓度之比是0.05以下。第1氮化物区域11中的氧的浓度相对中间区域11m中的氧的浓度之比也可以是0.0001以上。
77.之后，形成第2氮化物区域12。例如，使用tmal、三甲基镓(tmga)以及氨，在960℃下形成成为第2氮化物区域12的至少一部分的algan层。该algan层例如是掺杂碳的al
0.12
ga
0.88
n层。第2氮化物区域12的厚度(第2氮化物区域厚度tr2)例如是250nm(例如50nm以上且2000nm以下)。第2氮化物区域12中的碳的浓度c(c)例如是4.0
×
10
18
/cm3。第2氮化物区域12中的氧的浓度例如是7.9
×
10
15
/cm3。例如，第2氮化物区域12中的碳的浓度低于中间区域11m中的碳的浓度。例如，第2氮化物区域12中的碳的浓度高于第1氮化物区域11中的碳的浓度。例如，第2氮化物区域12中的氧的浓度低于中间区域11m中的氧的浓度。例如，第2氮化物区域12中的氧的浓度低于第1氮化物区域11中的氧的浓度。
78.之后，形成第3氮化物区域13。例如，第3氮化物区域13包括多个第1区域13a以及多个第2区域13b。例如，在含有氮以及氢的环境中，使用tmal以及氨来形成成为第1区域13a的
aln层。第1区域13a的形成的温度例如是940℃。第1区域13a的厚度(第1区域厚度t1)例如是5nm(例如，2nm以上且15nm以下)。
79.在第1区域13a之上，使用tmal、tmga以及氨来形成成为第2区域13b的al
0.13
ga
0.87
n层。第2区域13b的形成的温度例如是940℃。第2区域13b的厚度(第2区域厚度t2)例如是25nm(例如，15nm以上且40nm以下)。将这样的第1区域13a的形成以及第2区域13b的形成反复进行合计125次。在最后的第2区域13b之上进一步形成第1区域13a。由此，形成第3氮化物区域13。
80.第3氮化物区域13中的碳的浓度例如是1.5
×
10
19
/cm3(例如，5
×
10
18
/cm3以上且9
×
10
19
/cm3以下)。第3氮化物区域13中的氧的浓度例如是3.9
×
10
16
/cm3(例如，5
×
10
15
/cm3以上且1
×
10
17
/cm3以下)。例如，第3氮化物区域13中的碳的浓度高于中间区域11m中的碳的浓度。例如，第3氮化物区域13中的氧的浓度高于中间区域11m中的氧的浓度。例如，第3氮化物区域13中的碳的浓度高于第2氮化物区域12中的碳的浓度。例如，第3氮化物区域13中的氧的浓度高于第2氮化物区域12中的氧的浓度。例如，第3氮化物区域13中的碳的浓度高于第1氮化物区域11中的碳的浓度。例如，第3氮化物区域13中的氧的浓度低于第1氮化物区域11中的氧的浓度。
81.之后，将基体18s的温度例如设为940℃，在氢环境中使用tmga以及氨来形成第1膜区域14a。第1膜区域14a例如是gan层。第1膜区域14a含有碳。第1膜区域14a的厚度例如是1000nm(例如，600nm以上且3000nm以下)。第1膜区域14a中的碳的浓度例如是3
×
10
19
/cm3(例如，5
×
10
18
/cm3以上且9
×
10
19
/cm3以下)。
82.之后，将基体18s的温度例如设为1040℃，使用tmga以及氨来形成第2膜区域14b。第2膜区域14b例如是未掺杂的gan层。第2膜区域14b的厚度例如是500nm(例如50nm以上且2000nm以下)。
83.之后，将基体18s的温度例如设为1020℃，使用tmga、tmal以及氨来形成第5氮化物区域15。第5氮化物区域15例如是未掺杂的al
0.2
ga
0.8
n层。第5氮化物区域15的厚度例如是30nm(例如，15nm以上且50nm以下)。
84.第1膜区域14a、第2膜区域14b以及第5氮化物区域15成为功能层的一部分。
85.(第2实施方式)
86.第2实施方式涉及半导体装置。
87.图5是例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖面图。
88.如图5所示，实施方式所涉及的半导体装置120包括第1实施方式所涉及的氮化物半导体(在这个例子中是氮化物半导体110)、第1电极51、第2电极52、第3电极53以及绝缘部件61。
89.从第1电极51朝向第2电极52的方向沿着与第1方向(z轴方向)交叉的第2方向。第2方向例如是x轴方向。第3电极53的第2方向上的位置处于第1电极51的第2方向上的位置与第2电极52的第2方向上的位置之间。
90.氮化物部件10m包括第1～第5氮化物区域11～15。第4氮化物区域14包括第1部分区域10a、第2部分区域10b、第3部分区域10c、第4部分区域10d以及第5部分区域10e。从第1部分区域10a朝向第1电极51的方向沿着第1方向(z轴方向)。从第2部分区域10b朝向第2电极52的方向沿着第1方向。第3部分区域10c在第2方向(x轴方向)上处于第1部分区域10a与
第2部分区域10b之间。从第3部分区域10c朝向第3电极53的方向沿着第1方向。第4部分区域10d在第2方向上处于第1部分区域10a与第3部分区域10c之间。第5部分区域10e在第2方向上处于第3部分区域10c与第2部分区域10b之间。
91.第5氮化物区域15包括第6部分区域15f以及第7部分区域15g。从第4部分区域10d朝向第6部分区域15f的方向沿着第1方向(z轴方向)。从第5部分区域10e朝向第7部分区域15g的方向沿着第1方向。
92.绝缘部件61处于氮化物部件10m与第3电极53之间。例如，绝缘部件61包括第1绝缘区域61p。第1绝缘区域61p在第1方向(z轴方向)上设置于第3部分区域10c与第3电极53之间。
93.半导体装置120也可以包括氮化物半导体111。在半导体装置120中，利用第3电极53的电位，能够控制在第1电极51与第2电极52之间流过的电流。第3电极53的电位例如是以第1电极51的电位为基准的电位。第1电极51例如作为源极电极发挥功能。第2电极52例如作为漏极电极发挥功能。第3电极53例如作为栅极电极发挥功能。在一个例子中，半导体装置120是hemt(high electron mobility transistor，高电子迁移率晶体管)。根据实施方式，可提供能够提高特性的半导体装置。
94.在半导体装置120中，第3电极53的至少一部分在第2方向(例如x轴方向)上处于第6部分区域15f与第7部分区域15g之间。第3电极53的至少一部分也可以在第2方向(例如x轴方向)上处于第4部分区域10d与第5部分区域10e之间。半导体装置120例如是常关型(normally-off type)。
95.图6是例示第2实施方式所涉及的半导体装置的示意性剖面图。
96.如图6所示，实施方式所涉及的半导体装置121包括第1实施方式所涉及的氮化物半导体(在这个例子中是氮化物半导体110)、第1电极51、第2电极52、第3电极53以及绝缘部件61。在半导体装置121中，第3电极53在第2方向(例如x轴方向)上不与第6部分区域15f以及第7部分区域15g重叠。第3电极53在第2方向(例如x轴方向)上不与第4部分区域10d以及第5部分区域10e重叠。半导体装置121例如是常开型(normally-on type)。
97.(第3实施方式)
98.第3实施方式涉及氮化物半导体的制造方法。第3实施方式所涉及的氮化物半导体的制造方法也可以应用于晶片的制造方法或者半导体装置的制造方法。
99.图7是例示第3实施方式所涉及的氮化物半导体的制造方法的流程图。
100.如图7所示，在实施方式所涉及的氮化物半导体的制造方法中，向基体18s之上供给含有碳的第1气体(步骤s120)。在供给第1气体之后，供给含有氮的第2气体(步骤s130)。在供给第2气体之后的基体18s之上，形成含有al
x1
ga
1-x1
n(0《x1≤1)的第1氮化物区域11(步骤s140)。在形成第1氮化物区域11之后，形成含有al
x2
ga
1-x2
n(0≤x2《1，x2《x1)的第2氮化物区域12(步骤s150)。通过步骤s110以及s120，形成中间区域11m。
101.基体18s与第1氮化物区域11之间的中间区域11m含有氮以及碳。中间区域11m中的碳的浓度是1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下。能够抑制翘曲。
102.例如，在第2气体的供给之中的至少一部分中，不供给第1气体。例如，停止第1气体的供给，供给含有氮的第2气体(步骤s130)。由此，能够稳定地形成作为目标的中间区域11m。也可以在供给第1气体之前，对基体18s进行热处理(步骤s110)。由此，除去基体18s的
表面的不需要的层(例如氧化硅层)。能够减少包含于中间区域11m中的氧。由此，能够稳定地形成作为目标的中间区域11m。
103.例如，第1气体含有铝和碳。例如，第2气体含有氨。例如，第1气体可以含有碳和氢。例如，第2气体可以含有氮。
104.在实施方式中，例如通过电子显微镜观察等而得到与氮化物区域的形状等有关的信息。例如，通过edx(energy dispersive x-ray spectroscopy，能量色散x射线光谱学)或者sims(secondary ion mass spectrometry，二次离子质谱)等而得到与氮化物区域中的组成以及元素浓度有关的信息。例如，也可以通过x射线倒易晶格空间映射(x-ray reciprocal lattice space mapping)等而得到与氮化物区域中的组成有关的信息。
105.实施方式可以包括以下的技术方案。
106.(技术方案1)
107.一种氮化物半导体，具备：
108.基体；
109.氮化物部件；以及
110.中间区域，设置于所述基体与所述氮化物部件之间，
111.所述氮化物部件包括：
112.第1氮化物区域，含有al
x1
ga
1-x1
n(0《x1≤1)；以及
113.第2氮化物区域，含有al
x2
ga
1-x2
n(0≤x2《1，x2《x1)，
114.所述第1氮化物区域处于所述中间区域与所述第2氮化物区域之间，
115.所述中间区域含有氮以及碳，
116.所述中间区域中的碳的浓度是1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下。
117.(技术方案2)
118.根据技术方案1所述的氮化物半导体，其中，
119.所述中间区域与所述基体相接。
120.(技术方案3)
121.根据技术方案2所述的氮化物半导体，其中，
122.所述中间区域与所述第1氮化物区域相接。
123.(技术方案4)
124.根据技术方案3所述的氮化物半导体，其中，
125.所述第1氮化物区域与所述第2氮化物区域相接。
126.(技术方案5)
127.根据技术方案1～4中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
128.所述中间区域的至少一部分含有铝。
129.(技术方案6)
130.根据技术方案1～5中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
131.所述中间区域的至少一部分含有硅。
132.(技术方案7)
133.根据技术方案1～6中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
134.所述第1氮化物区域含有aln。
135.(技术方案8)
136.根据技术方案1～7中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
137.所述基体含有硅。
138.(技术方案9)
139.根据技术方案1～8中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
140.所述中间区域中的碳的浓度是3
×
10
19
/cm3以上且4
×
10
20
/cm3以下。
141.(技术方案10)
142.根据技术方案1～9中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
143.所述第1氮化物区域不含碳，或者所述第1氮化物区域中的碳的浓度低于所述中间区域中的所述碳的所述浓度。
144.(技术方案11)
145.根据技术方案10所述的氮化物半导体，其中，
146.所述第2氮化物区域含有碳，
147.所述第2氮化物区域中的碳的浓度高于所述第1氮化物区域中的碳的所述浓度。
148.(技术方案12)
149.根据技术方案11所述的氮化物半导体，其中，
150.所述第2氮化物区域中的碳的所述浓度低于所述中间区域中的所述碳的所述浓度。
151.(技术方案13)
152.根据技术方案1～12中的任一个所述的氮化物半导体，其中，
153.所述氮化物部件还包括含有al
x3
ga
1-x3
n(0≤x3≤1)的第3氮化物区域，
154.所述第2氮化物区域处于所述第1氮化物区域与所述第3氮化物区域之间。
155.(技术方案14)
156.根据技术方案13所述的氮化物半导体，其中，
157.所述第3氮化物区域包括多个第1区域和多个第2区域，
158.在从所述第1氮化物区域朝向所述第2氮化物区域的第1方向上，所述多个第1区域中的一个第1区域处于所述多个第2区域中的一个第2区域与所述多个第2区域中的另一个第2区域之间，所述多个第2区域中的所述一个第2区域处于所述多个第1区域中的所述一个第1区域与所述多个第1区域中的另一个第1区域之间，
159.所述第1区域含有al
y1
ga
1-y1
n(0《y1≤1)，
160.所述第2区域含有al
y2
ga
1-y2
n(0≤y2《y1)。
161.(技术方案15)
162.根据技术方案13所述的氮化物半导体，其中，
163.所述氮化物部件还包括：
164.第4氮化物区域，含有al
x4
ga
1-x4
n(0≤x4《1)；以及
165.第5氮化物区域，含有al
x5
ga
1-x5
n(0《x5≤1，x4《x5)，
166.所述第3氮化物区域处于所述第1氮化物区域与所述第5氮化物区域之间，
167.所述第4氮化物区域处于所述第3氮化物区域与所述第5氮化物区域之间。
168.(技术方案16)
169.一种半导体装置，具备：
170.技术方案15所述的氮化物半导体；
171.第1电极；
172.第2电极；
173.第3电极；以及
174.绝缘部件，
175.从所述第1电极朝向所述第2电极的方向沿着与从所述第1氮化物区域朝向所述第2氮化物区域的方向交叉的第2方向，
176.所述第3电极的所述第2方向上的位置处于所述第1电极的所述第2方向上的位置与所述第2电极的所述第2方向上的位置之间，
177.所述第4氮化物区域包括第1部分区域、第2部分区域、第3部分区域、第4部分区域以及第5部分区域，
178.从所述第1部分区域朝向所述第1电极的方向沿着所述第1方向，
179.从所述第2部分区域朝向所述第2电极的方向沿着所述第1方向，
180.所述第3部分区域在所述第2方向上处于所述第1部分区域与所述第2部分区域之间，从所述第3部分区域朝向所述第3电极的方向沿着所述第1方向，
181.所述第4部分区域在所述第2方向上处于所述第1部分区域与所述第3部分区域之间，
182.所述第5部分区域在所述第2方向上处于所述第3部分区域与所述第2部分区域之间，
183.所述第5氮化物区域包括第6部分区域以及第7部分区域，
184.从所述第4部分区域朝向所述第6部分区域的方向沿着所述第1方向，
185.从所述第5部分区域朝向所述第7部分区域的方向沿着所述第1方向，
186.所述绝缘部件处于所述氮化物部件与所述第3电极之间。
187.(技术方案17)
188.一种氮化物半导体的制造方法，其中，
189.向基体之上供给含有碳的第1气体，
190.停止所述第1气体的所述供给，
191.供给含有氮的第2气体，
192.在所述第2气体的所述供给之后的所述基体之上，形成含有al
x1
ga
1-x1
n(0《x1≤1)的第1氮化物区域，
193.在所述第1氮化物区域的所述形成之后，形成含有al
x2
ga
1-x2
n(0≤x2《1，x2《x1)的第2氮化物区域。
194.(技术方案18)
195.根据技术方案17所述的氮化物半导体的制造方法，其中，
196.所述基体与所述第1氮化物区域之间的中间区域含有氮以及碳，
197.所述中间区域中的碳的浓度是1.5
×
10
19
/cm3以上且6
×
10
20
/cm3以下。
198.(技术方案19)
199.根据技术方案17或者18所述的氮化物半导体的制造方法，其中，
200.在所述第1气体的所述供给之前，对所述基体进行热处理。
201.(技术方案20)
202.根据技术方案17～19中的任一个所述的氮化物半导体的制造方法，其中，
203.所述第1气体含有铝和碳，
204.所述第2气体含有氨。
205.(技术方案21)
206.根据技术方案17～19中的任一个所述的氮化物半导体的制造方法，其中，
207.所述第1气体含有烃，
208.所述第2气体含有氨。
209.根据实施方式，可提供能够抑制翘曲的氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法。
210.以上，一边参照具体例一边说明了本发明的实施方式。但是，本发明并非限定于这些具体例。例如，关于包含于氮化物半导体的氮化物部件、氮化物区域以及基体等各要素的具体的结构，只要本领域技术人员能够通过从公知的范围适当选择而同样地实施本发明并得到同样的效果，就包含于本发明的范围。
211.另外，将各具体例中的任意2个以上的要素在技术上可实现的范围中进行组合得到的方案只要包含本发明的要点，就包含于本发明的范围。
212.此外，基于作为本发明的实施方式而在上面叙述的氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法，本领域技术人员适当进行设计变更而能够实施的所有的氮化物半导体、半导体装置以及氮化物半导体的制造方法只要包含本发明的要点，就属于本发明的范围。
213.此外，在本发明的思想的范畴中，只要是本领域技术人员，就能够想到各种变更例以及修正例，应理解为这些变更例以及修正例也属于本发明的范围。
214.虽然说明了本发明的若干个实施方式，但这些实施方式只是作为例子而提示的，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式来实施，在不脱离发明的要点的范围中能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要点，并且包含于权利要求书记载的发明及其同等的范围。