JP2000196109A - 窒化物系ｉｉｉ―ｖ族化合物半導体装置の電極構造 - Google Patents
窒化物系ｉｉｉ―ｖ族化合物半導体装置の電極構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体上の膜付着力が強く、かつ温度特性が
優れたショットキー電極を備えた窒化物系III−Ｖ族化
合物半導体装置の電極構造を提供する。 【解決手段】 この窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装
置の電極構造は、電極４の材料として金属窒化物(窒化
タングステン)を用いたので、半導体ＧａＮ層３への膜
付着力が強く、かつ、加熱によってショットキー特性が
劣化することがないショットキー電極４を得ることがで
きた。
優れたショットキー電極を備えた窒化物系III−Ｖ族化
合物半導体装置の電極構造を提供する。 【解決手段】 この窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装
置の電極構造は、電極４の材料として金属窒化物(窒化
タングステン)を用いたので、半導体ＧａＮ層３への膜
付着力が強く、かつ、加熱によってショットキー特性が
劣化することがないショットキー電極４を得ることがで
きた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、窒化物系III−
Ｖ族化合物半導体装置の電極構造に関し、特に、付着強
度および温度特性に優れたショットキー電極構造に関す
る。
Ｖ族化合物半導体装置の電極構造に関し、特に、付着強
度および温度特性に優れたショットキー電極構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化物系半導体を用いたヘテロ接
合電界効果型トランジスター(以下、ＨＦＥＴという)
は、一般的に、図８に示すような構造になっている。図
８に示すように、このＨＦＥＴは、サファイア基板１０
１、膜厚２０ｎｍの低温成長ＧａＮ(窒化ガリウム)バッ
ファ層１０２、膜厚２μm,キャリア濃度５×１０16ｃｍ
-3のＧａＮバッファ層１０３が順次積層されている。こ
のバッファ層１０３の上に、膜厚２０ｎｍのＡｌＧａＮ
(窒化アルミニウムガリウム)スペーサ層１０４、膜厚２
０ｎｍ,キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3のＡｌＧａＮド
ナー層１０５、膜厚１０ｎｍ,キャリア濃度２×１０18
ｃｍ-3のＧａＮコンタクト層１０６が順次積層されてい
る。そして、このＧａＮコンタクト層１０６の上に、オ
ーミック接触を用いたソース/ドレイン電極１０７,１０
７と、ショットキー接合を用いたゲート電極１０８が形
成されている。
合電界効果型トランジスター(以下、ＨＦＥＴという)
は、一般的に、図８に示すような構造になっている。図
８に示すように、このＨＦＥＴは、サファイア基板１０
１、膜厚２０ｎｍの低温成長ＧａＮ(窒化ガリウム)バッ
ファ層１０２、膜厚２μm,キャリア濃度５×１０16ｃｍ
-3のＧａＮバッファ層１０３が順次積層されている。こ
のバッファ層１０３の上に、膜厚２０ｎｍのＡｌＧａＮ
(窒化アルミニウムガリウム)スペーサ層１０４、膜厚２
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ナー層１０５、膜厚１０ｎｍ,キャリア濃度２×１０18
ｃｍ-3のＧａＮコンタクト層１０６が順次積層されてい
る。そして、このＧａＮコンタクト層１０６の上に、オ
ーミック接触を用いたソース/ドレイン電極１０７,１０
７と、ショットキー接合を用いたゲート電極１０８が形
成されている。
【０００３】一般的に、ゲートに用いるショットキー電
極材料として、ニッケルＮｉ(Ｙ.‐Ｆ．Ｗu etal.ＩＥ
ＥＥ Ｅlectron Ｄevice Ｌett.１８(１９９７）２９
０)，白金Ｐｔ(Ｗ．Ｋruppa et aｌ.Ｅlectronics Ｌet
t.３１(１９９５)１９５１)，金Ａｕ(ＵＳ Ｐatent Ｎ
ｏ.５１９２９８７)といった仕事関数の大きい金属が用
いられている。これらの金属は、ｐ型半導体に対するオ
ーミック電極材料であることから、ｎ型半導体に対する
ショットキー電極材料として用いられている。
極材料として、ニッケルＮｉ(Ｙ.‐Ｆ．Ｗu etal.ＩＥ
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ｏ.５１９２９８７)といった仕事関数の大きい金属が用
いられている。これらの金属は、ｐ型半導体に対するオ
ーミック電極材料であることから、ｎ型半導体に対する
ショットキー電極材料として用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の金属は、半導体に対する付着力が弱く、また、４００
℃以上の温度では漏れ電流が増大するので、ＨＦＥＴの
特性がきわめて悪化するという問題がある。
の金属は、半導体に対する付着力が弱く、また、４００
℃以上の温度では漏れ電流が増大するので、ＨＦＥＴの
特性がきわめて悪化するという問題がある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、半導体に対す
る膜付着力が強く、かつ温度特性が優れたショットキー
電極を備えた窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電
極構造を提供することにある。
る膜付着力が強く、かつ温度特性が優れたショットキー
電極を備えた窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電
極構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、以下に記載
する電極構造が有効であることを見出し本発明に至っ
た。
めに、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、以下に記載
する電極構造が有効であることを見出し本発明に至っ
た。
【０００７】すなわち、窒化物系III―Ｖ族化合物半導
体装置において、電極材料として金属窒化物を用いるこ
とによって、半導体への膜付着力および温度特性が優れ
たショットキー電極を得ることができることを見出し
た。これは、窒化物半導体上に金属窒化物を形成するこ
とで、窒素原子を介した化学結合が形成され、従来の半
導体/金属界面よりも強固な結合が形成されるからであ
る。
体装置において、電極材料として金属窒化物を用いるこ
とによって、半導体への膜付着力および温度特性が優れ
たショットキー電極を得ることができることを見出し
た。これは、窒化物半導体上に金属窒化物を形成するこ
とで、窒素原子を介した化学結合が形成され、従来の半
導体/金属界面よりも強固な結合が形成されるからであ
る。
【０００８】したがって、請求項１の発明の窒化物系II
I−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造は、電極材料とし
て金属窒化物を用いることを特徴としている。
I−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造は、電極材料とし
て金属窒化物を用いることを特徴としている。
【０００９】この請求項１の発明では、電極材料として
金属窒化物を用いたので、半導体への膜付着力が強く、
かつ、温度特性が優れたショットキー電極を得ることが
できた。
金属窒化物を用いたので、半導体への膜付着力が強く、
かつ、温度特性が優れたショットキー電極を得ることが
できた。
【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造にお
いて、上記金属窒化物が、Ｔｉ(チタン),Ｚｒ(ジルコ
ン),Ｈｆ(ハフニウム),Ｖ(バナジウム),Ｎｂ(ニオブ),
Ｔａ(タンタル),Ｃｒ(クロム),Ｍｏ(モリブデン),Ｗ(タ
ングステン)のうちの少なくとも１つの窒化物であるこ
とを特徴としている。
の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造にお
いて、上記金属窒化物が、Ｔｉ(チタン),Ｚｒ(ジルコ
ン),Ｈｆ(ハフニウム),Ｖ(バナジウム),Ｎｂ(ニオブ),
Ｔａ(タンタル),Ｃｒ(クロム),Ｍｏ(モリブデン),Ｗ(タ
ングステン)のうちの少なくとも１つの窒化物であるこ
とを特徴としている。
【００１１】この請求項２の発明では、電極材料用金属
窒化物中の構成金属を、窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体に適合したものにした。すなわち、上記構成金属とし
て、ＩＶａ族に属するチタン(Ｔｉ)，ジルコン(Ｚｒ),
ハフニウム(Ｈｆ),Ｖａ族に属するバナジウム(Ｖ),ニオ
ブ(Ｎｂ),タンタル(Ｔａ),ＶＩａ族に属するクロム(Ｃ
ｒ),モリブデン(Ｍｏ),タングステン(Ｗ)のうちの少な
くとも１つを採用した。これら金属窒化物を構成する金
属は、単一金属であってもよく、２種類以上の複合系金
属であってもよい。これらの金属は融点が高いので、そ
の窒化物も融点が高く、熱的に安定した材料である。し
たがって、優れた温度特性(耐熱性)が得られる。
窒化物中の構成金属を、窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体に適合したものにした。すなわち、上記構成金属とし
て、ＩＶａ族に属するチタン(Ｔｉ)，ジルコン(Ｚｒ),
ハフニウム(Ｈｆ),Ｖａ族に属するバナジウム(Ｖ),ニオ
ブ(Ｎｂ),タンタル(Ｔａ),ＶＩａ族に属するクロム(Ｃ
ｒ),モリブデン(Ｍｏ),タングステン(Ｗ)のうちの少な
くとも１つを採用した。これら金属窒化物を構成する金
属は、単一金属であってもよく、２種類以上の複合系金
属であってもよい。これらの金属は融点が高いので、そ
の窒化物も融点が高く、熱的に安定した材料である。し
たがって、優れた温度特性(耐熱性)が得られる。
【００１２】なお、これらの金属窒化物を積層する方法
としては、窒素ラジカルを用いた分子線エピタキシー
法，反応性スパッタ法などを用いることができる。
としては、窒素ラジカルを用いた分子線エピタキシー
法，反応性スパッタ法などを用いることができる。
【００１３】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極
構造において、上記金属窒化物の層厚が、１０ｎｍ乃至
２００ｎｍであることを特徴としている。
２に記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極
構造において、上記金属窒化物の層厚が、１０ｎｍ乃至
２００ｎｍであることを特徴としている。
【００１４】この請求項３の発明では、上記金属窒化物
の層厚を１０ｎｍ以上にしたから、金属膜の連続性を保
つことができ、上記金属窒化物の層厚を２００ｎｍ以下
にしたから、ＧａＮ膜の電気的特性および結晶性を劣化
させることがない。つまり、金属窒化膜の膜厚が、１０
ｎｍ未満であれば金属窒化膜が連続膜にならないため
に、特性の再現性が乏しくなる。一方、膜厚が、２００
ｎｍを越えると、金属窒化膜の応力によって、ＧａＮ膜
の電気的特性，結晶性が劣化する。したがって、積層さ
れた金属窒化物の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下
であることが適当である。
の層厚を１０ｎｍ以上にしたから、金属膜の連続性を保
つことができ、上記金属窒化物の層厚を２００ｎｍ以下
にしたから、ＧａＮ膜の電気的特性および結晶性を劣化
させることがない。つまり、金属窒化膜の膜厚が、１０
ｎｍ未満であれば金属窒化膜が連続膜にならないため
に、特性の再現性が乏しくなる。一方、膜厚が、２００
ｎｍを越えると、金属窒化膜の応力によって、ＧａＮ膜
の電気的特性，結晶性が劣化する。したがって、積層さ
れた金属窒化物の膜厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下
であることが適当である。
【００１５】また、請求項４の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１つに記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体装置の電極構造において、上記金属窒化物の上に、Ａ
ｕまたはＡｕの合金が積層されていることを特徴として
いる。
のいずれか１つに記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体装置の電極構造において、上記金属窒化物の上に、Ａ
ｕまたはＡｕの合金が積層されていることを特徴として
いる。
【００１６】この請求項４の発明では、金属窒化物膜の
上に、さらに、ＡｕまたはＡｕの合金からなる膜を積層
したから、電極用リード線のボンディングが容易にな
る。また、金属窒化物上に、ＡｕまたはＡｕの合金を堆
積することで、電極とリード線の接触抵抗を低減でき、
接触部における熱の発生を小さくすることが可能とな
り、電極の特性が更に向上する。このようにして、膜付
着力が強く、かつ温度特性が優れたショットキー電極を
得ることができる。
上に、さらに、ＡｕまたはＡｕの合金からなる膜を積層
したから、電極用リード線のボンディングが容易にな
る。また、金属窒化物上に、ＡｕまたはＡｕの合金を堆
積することで、電極とリード線の接触抵抗を低減でき、
接触部における熱の発生を小さくすることが可能とな
り、電極の特性が更に向上する。このようにして、膜付
着力が強く、かつ温度特性が優れたショットキー電極を
得ることができる。
【００１７】なお、上記Ａｕの合金としては、特に限定
されるものでなく、Ａｕよりも硬さ的に優れたものであ
れば良い。このＡｕまたはＡｕの合金の積層方法として
は、真空蒸着法，スパッタ法などがある。
されるものでなく、Ａｕよりも硬さ的に優れたものであ
れば良い。このＡｕまたはＡｕの合金の積層方法として
は、真空蒸着法，スパッタ法などがある。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
態により詳細に説明する。
【００１９】〔第１の実施の形態〕図１は、この発明の
第１の実施の形態である電極構造を備えた半導体装置の
概要を示す。この半導体装置は、(０００１)サファイア
基板１、膜厚２０ｎｍの低温成長ＡｌＮ(窒化アルミニ
ウム)バッファ層２、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3,膜
厚１μｍのｎ型ＧａＮ層３、ＷＮ(窒化タングステン)電
極４が順次積層されている。
第１の実施の形態である電極構造を備えた半導体装置の
概要を示す。この半導体装置は、(０００１)サファイア
基板１、膜厚２０ｎｍの低温成長ＡｌＮ(窒化アルミニ
ウム)バッファ層２、キャリア濃度２×１０18ｃｍ-3,膜
厚１μｍのｎ型ＧａＮ層３、ＷＮ(窒化タングステン)電
極４が順次積層されている。
【００２０】この実施形態の電極構造では、反応性スパ
ッタ法によりＷＮ電極４を形成した。この反応性スパッ
タ法のプロセスは、以下の通りである。
ッタ法によりＷＮ電極４を形成した。この反応性スパッ
タ法のプロセスは、以下の通りである。
【００２１】まず、ターゲットとしてタングステン(Ｗ)
を用い、アルゴン流量および窒素流量をそれぞれ、３０
ｓｃｃｍ，１２ｓｃｃｍとして、投入電力７０Ｗでスパ
ッタリングした。これにより、膜厚１００ｎｍのＷＮ
(窒化タングステン)膜からなるＷＮ電極４をｎ型ＧａＮ
層３上に形成した。
を用い、アルゴン流量および窒素流量をそれぞれ、３０
ｓｃｃｍ，１２ｓｃｃｍとして、投入電力７０Ｗでスパ
ッタリングした。これにより、膜厚１００ｎｍのＷＮ
(窒化タングステン)膜からなるＷＮ電極４をｎ型ＧａＮ
層３上に形成した。
【００２２】図２に、ＷＮ(窒化タングステン)膜からな
るＷＮ電極４を堆積した後の、ＧａＮ層３のＩ‐Ｖ特性
を示す。図２に示すように、この実施形態の電極構造に
よれば、立ち上がり電圧１．５Ｖ程度の良好なショット
キー特性を得ることができた。
るＷＮ電極４を堆積した後の、ＧａＮ層３のＩ‐Ｖ特性
を示す。図２に示すように、この実施形態の電極構造に
よれば、立ち上がり電圧１．５Ｖ程度の良好なショット
キー特性を得ることができた。
【００２３】また、図３(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に、アニール温
度が５００℃,６４３℃,８００℃における各Ｉ‐Ｖ特性
を示す。図３(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示すように、各アニール
温度５００℃,６４３℃,８００℃(アニール時間は各６
分間)での各Ｉ−Ｖ特性間で、何ら変化が見らなかっ
た。すなわち、この実施形態のＷＮ(窒化タングステン)
電極構造によれば、熱に対して安定なショットキー特性
を示すことが実験で確認できた。
度が５００℃,６４３℃,８００℃における各Ｉ‐Ｖ特性
を示す。図３(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)に示すように、各アニール
温度５００℃,６４３℃,８００℃(アニール時間は各６
分間)での各Ｉ−Ｖ特性間で、何ら変化が見らなかっ
た。すなわち、この実施形態のＷＮ(窒化タングステン)
電極構造によれば、熱に対して安定なショットキー特性
を示すことが実験で確認できた。
【００２４】〔第２の実施の形態〕次に、この発明の第
２実施形態を説明する。この第２実施形態を備えた半導
体装置は、図１に示した第１実施形態の窒化タングステ
ン電極４を、窒化チタン電極に替えた点だけが、前述の
第１実施形態を備えた半導体装置と異なる。
２実施形態を説明する。この第２実施形態を備えた半導
体装置は、図１に示した第１実施形態の窒化タングステ
ン電極４を、窒化チタン電極に替えた点だけが、前述の
第１実施形態を備えた半導体装置と異なる。
【００２５】図４(Ｂ)に、この第２実施形態の窒化チタ
ン電極を備えた半導体装置のｎ型ＧａＮ層３のＩ−Ｖ特
性を示す。このＩ−Ｖ特性は、アニール前の状態で測定
したものであるが、立ち上がり電圧１．２Ｖ程度の良好
なショットキー特性を得ることができた。また、図５
(Ｂ)に、５００℃で１０分間のアニールを行った後の状
態で測定したＩ−Ｖ特性を示す。このアニール後のｎ型
ＧａＮ層３のＩ−Ｖ特性においても、立ち上がり電圧
１．２Ｖ程度の良好なショットキー特性が得られ、前記
アニール前のＩ−Ｖ特性と略同じ特性であった。
ン電極を備えた半導体装置のｎ型ＧａＮ層３のＩ−Ｖ特
性を示す。このＩ−Ｖ特性は、アニール前の状態で測定
したものであるが、立ち上がり電圧１．２Ｖ程度の良好
なショットキー特性を得ることができた。また、図５
(Ｂ)に、５００℃で１０分間のアニールを行った後の状
態で測定したＩ−Ｖ特性を示す。このアニール後のｎ型
ＧａＮ層３のＩ−Ｖ特性においても、立ち上がり電圧
１．２Ｖ程度の良好なショットキー特性が得られ、前記
アニール前のＩ−Ｖ特性と略同じ特性であった。
【００２６】一方、この実施形態に対する比較例とし
て、上記窒化チタン(ＴｉＮ)電極に替えてチタン(Ｔｉ)
電極を備えた半導体装置が有するｎ型ＧａＮ層３のアニ
ール前のＩ−Ｖ特性を、図４(Ａ)に示し、アニール(５
００℃,１０分間)後のＩ−Ｖ特性を、図５(Ａ)に示す。
ｎ型ＧａＮ層３上に、ＴｉＮに替えて、Ｔｉを堆積した
場合、図４(Ａ)に示すように、膜堆積後の状態では、若
干オーミック特性から外れているものの、アニールする
ことによって、図５(Ａ)に示すように、完全なオーミッ
ク特性が得られた。
て、上記窒化チタン(ＴｉＮ)電極に替えてチタン(Ｔｉ)
電極を備えた半導体装置が有するｎ型ＧａＮ層３のアニ
ール前のＩ−Ｖ特性を、図４(Ａ)に示し、アニール(５
００℃,１０分間)後のＩ−Ｖ特性を、図５(Ａ)に示す。
ｎ型ＧａＮ層３上に、ＴｉＮに替えて、Ｔｉを堆積した
場合、図４(Ａ)に示すように、膜堆積後の状態では、若
干オーミック特性から外れているものの、アニールする
ことによって、図５(Ａ)に示すように、完全なオーミッ
ク特性が得られた。
【００２７】これに対し、窒化チタン(ＴｉＮ)を堆積し
た本実施形態では、先述のように、膜堆積後においても
アニール後においても、略同等の良好なショットキー特
性を得ることができた。
た本実施形態では、先述のように、膜堆積後においても
アニール後においても、略同等の良好なショットキー特
性を得ることができた。
【００２８】その理由を次に説明する。上記比較例に対
応する図６(Ａ)に示すように、ｎ型ＧａＮ層３上にＴｉ
を堆積して、チタン(Ｔｉ)電極６１を形成し、その後、
アニールした場合には、図６(Ｂ)に示すように、ｎ型Ｇ
ａＮ層３とチタン電極６１との界面において、ＧａＮ/
ＧａＴｉＮ/ＴｉＮ/Ｔｉのように、連続的に組成が変化
する中間層(ＧａＴｉＮ)６２が形成される。この連続的
に組成が変化する中間層(ＧａＴｉＮ)６２の存在によ
り、オーミック特性になるのである。
応する図６(Ａ)に示すように、ｎ型ＧａＮ層３上にＴｉ
を堆積して、チタン(Ｔｉ)電極６１を形成し、その後、
アニールした場合には、図６(Ｂ)に示すように、ｎ型Ｇ
ａＮ層３とチタン電極６１との界面において、ＧａＮ/
ＧａＴｉＮ/ＴｉＮ/Ｔｉのように、連続的に組成が変化
する中間層(ＧａＴｉＮ)６２が形成される。この連続的
に組成が変化する中間層(ＧａＴｉＮ)６２の存在によ
り、オーミック特性になるのである。
【００２９】これに対し、この第２実施形態に対応した
図７(Ａ)に示すように、ｎ型ＧａＮ層３上にＴｉＮを堆
積し、ＴｉＮ(窒化チタン)電極６３を形成した場合に
は、アニールした後にも、図７(Ｂ)に示すように、Ｇａ
Ｎ/ＴｉＮの急峻な界面が維持される。このＧａＮ/Ｔｉ
Ｎの急峻な界面の存在により、良好なショットキー特性
を得ることができる。
図７(Ａ)に示すように、ｎ型ＧａＮ層３上にＴｉＮを堆
積し、ＴｉＮ(窒化チタン)電極６３を形成した場合に
は、アニールした後にも、図７(Ｂ)に示すように、Ｇａ
Ｎ/ＴｉＮの急峻な界面が維持される。このＧａＮ/Ｔｉ
Ｎの急峻な界面の存在により、良好なショットキー特性
を得ることができる。
【００３０】〔第３の実施の形態〕次に、この発明の第
３の実施の形態の電極構造を説明する。この第３実施形
態の電極構造は、図１に示すｎ型ＧａＮ層３の上に、窒
化タングステン(ＷＮ)を１００ｎｍの厚さで堆積し、引
き続きその上に、金(Ａｕ)の合金(ここではＡｕＣｒ)を
スパッタ法で４００ｎｍ堆積したものである。この第３
実施形態のように、金属窒化物(ここでは窒化タングス
テン)上に、Ａｕの合金を堆積することで、電極とリー
ド線の接触抵抗を低減でき、接触部における熱の発生を
小さくすることが可能となり、電極の特性を更に向上さ
せることができる。なお、この実施形態では、金の合金
(ＡｕＣｒ)を窒化タングステン上に堆積させたが、金
(Ａｕ)を窒化タングステン上に堆積させてもよい。
３の実施の形態の電極構造を説明する。この第３実施形
態の電極構造は、図１に示すｎ型ＧａＮ層３の上に、窒
化タングステン(ＷＮ)を１００ｎｍの厚さで堆積し、引
き続きその上に、金(Ａｕ)の合金(ここではＡｕＣｒ)を
スパッタ法で４００ｎｍ堆積したものである。この第３
実施形態のように、金属窒化物(ここでは窒化タングス
テン)上に、Ａｕの合金を堆積することで、電極とリー
ド線の接触抵抗を低減でき、接触部における熱の発生を
小さくすることが可能となり、電極の特性を更に向上さ
せることができる。なお、この実施形態では、金の合金
(ＡｕＣｒ)を窒化タングステン上に堆積させたが、金
(Ａｕ)を窒化タングステン上に堆積させてもよい。
【００３１】尚、上記第１,第２,第３実施形態では、金
属窒化物を構成する金属としては、チタン(Ｔｉ),タン
グステン(Ｗ)を採用したが、Ｔｉ,Ｗの他に、ＩＶａ族,
Ｖａ族,ＶIａ族に属するジルコン(Ｚｒ),ハフニウム(Ｈ
ｆ),ニオブ(Ｎｂ),タンタル(Ｔａ),クロム(Ｃｒ),モリ
ブデン(Ｍｏ),バナジウム(Ｖ)を採用した場合にも、上
記第１〜第３実施形態と同様の効果を示す。
属窒化物を構成する金属としては、チタン(Ｔｉ),タン
グステン(Ｗ)を採用したが、Ｔｉ,Ｗの他に、ＩＶａ族,
Ｖａ族,ＶIａ族に属するジルコン(Ｚｒ),ハフニウム(Ｈ
ｆ),ニオブ(Ｎｂ),タンタル(Ｔａ),クロム(Ｃｒ),モリ
ブデン(Ｍｏ),バナジウム(Ｖ)を採用した場合にも、上
記第１〜第３実施形態と同様の効果を示す。
【００３２】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造
は、電極材料として金属窒化物を用いたので、半導体へ
の膜付着力が強く、かつ、加熱によってショットキー特
性が劣化することがないショットキー電極を得ることが
できた。
明の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造
は、電極材料として金属窒化物を用いたので、半導体へ
の膜付着力が強く、かつ、加熱によってショットキー特
性が劣化することがないショットキー電極を得ることが
できた。
【００３３】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造にお
いて、上記金属窒化物が、Ｔｉ(チタン),Ｚｒ(ジルコ
ン),Ｈｆ(ハフニウム),Ｖ(バナジウム),Ｎｂ(ニオブ),
Ｔａ(タンタル),Ｃｒ(クロム),Ｍｏ(モリブデン),Ｗ(タ
ングステン)のうちの少なくとも１つの窒化物として、
電極材料用金属窒化物中の構成金属を、窒化物系III−
Ｖ族化合物半導体に適合したものにした。これら金属窒
化物を構成する金属は、単一金属であってもよく、２種
類以上の複合系金属であってもよい。これらの金属は融
点が高いので、その窒化物も融点が高く、熱的に安定し
た材料である。したがって、優れた温度特性(耐熱性)が
得られる。
の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造にお
いて、上記金属窒化物が、Ｔｉ(チタン),Ｚｒ(ジルコ
ン),Ｈｆ(ハフニウム),Ｖ(バナジウム),Ｎｂ(ニオブ),
Ｔａ(タンタル),Ｃｒ(クロム),Ｍｏ(モリブデン),Ｗ(タ
ングステン)のうちの少なくとも１つの窒化物として、
電極材料用金属窒化物中の構成金属を、窒化物系III−
Ｖ族化合物半導体に適合したものにした。これら金属窒
化物を構成する金属は、単一金属であってもよく、２種
類以上の複合系金属であってもよい。これらの金属は融
点が高いので、その窒化物も融点が高く、熱的に安定し
た材料である。したがって、優れた温度特性(耐熱性)が
得られる。
【００３４】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極
構造において、上記金属窒化物の層厚を１０ｎｍ以上に
したから、金属膜の連続性を保つことができ、上記金属
窒化物の層厚を２００ｎｍ以下にしたから、ＧａＮ膜の
電気的特性および結晶性を劣化させることがない。
２に記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極
構造において、上記金属窒化物の層厚を１０ｎｍ以上に
したから、金属膜の連続性を保つことができ、上記金属
窒化物の層厚を２００ｎｍ以下にしたから、ＧａＮ膜の
電気的特性および結晶性を劣化させることがない。
【００３５】また、請求項４の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１つに記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体装置の電極構造において、金属窒化物膜の上に、さら
に、ＡｕまたはＡｕの合金からなる膜を積層したから、
電極用リード線のボンディングが容易になる。また、金
属窒化物上に、ＡｕまたはＡｕの合金を堆積すること
で、電極とリード線の接触抵抗を低減でき、接触部にお
ける熱の発生を小さくすることが可能となり、電極の特
性が更に向上する。このようにして、膜付着力が強く、
かつ、温度特性が優れたショットキー電極を得ることが
できる。
のいずれか１つに記載の窒化物系III−Ｖ族化合物半導
体装置の電極構造において、金属窒化物膜の上に、さら
に、ＡｕまたはＡｕの合金からなる膜を積層したから、
電極用リード線のボンディングが容易になる。また、金
属窒化物上に、ＡｕまたはＡｕの合金を堆積すること
で、電極とリード線の接触抵抗を低減でき、接触部にお
ける熱の発生を小さくすることが可能となり、電極の特
性が更に向上する。このようにして、膜付着力が強く、
かつ、温度特性が優れたショットキー電極を得ることが
できる。
【図１】 この発明の電極構造を備えた窒化物系III−
Ｖ族化合物半導体装置の断面図である。
Ｖ族化合物半導体装置の断面図である。
【図２】 上記半導体装置の窒化タングステン(ＷＮ)膜
のＩ−Ｖ特性図である。
のＩ−Ｖ特性図である。
【図３】 図３(Ａ),(Ｂ),(Ｃ)は、アニール温度が５０
０℃,６４３℃,８００℃における上記半導体装置のアニ
ール後のＩ−Ｖ特性図である。
０℃,６４３℃,８００℃における上記半導体装置のアニ
ール後のＩ−Ｖ特性図である。
【図４】 図４(Ａ)は、第２実施形態に対する比較例に
おけるチタン(Ｔｉ)膜堆積後のアニール前のＩ−Ｖ特性
図であり、図４(Ｂ)は、第２実施形態におけるＴｉＮ膜
堆積後のアニール前のＩ−Ｖ特性である。
おけるチタン(Ｔｉ)膜堆積後のアニール前のＩ−Ｖ特性
図であり、図４(Ｂ)は、第２実施形態におけるＴｉＮ膜
堆積後のアニール前のＩ−Ｖ特性である。
【図５】 図５(Ａ)は上記比較例でのチタン(Ｔｉ)膜堆
積後のアニール後のＩ−Ｖ特性図であり、図５(Ｂ)は、
上記第２実施形態でのＴｉＮ膜堆積後のアニール後のＩ
−Ｖ特性である。
積後のアニール後のＩ−Ｖ特性図であり、図５(Ｂ)は、
上記第２実施形態でのＴｉＮ膜堆積後のアニール後のＩ
−Ｖ特性である。
【図６】 図６(Ａ)は、上記比較例でのチタン(Ｔｉ)膜
堆積後のアニール前の金属/半導体界面構造を示す図で
あり、図６(Ｂ)は、チタン(Ｔｉ)膜堆積後のアニール後
の金属/半導体界面構造を示す図である。
堆積後のアニール前の金属/半導体界面構造を示す図で
あり、図６(Ｂ)は、チタン(Ｔｉ)膜堆積後のアニール後
の金属/半導体界面構造を示す図である。
【図７】 図７(Ａ)は、上記第２実施形態での窒化チタ
ン(ＴｉＮ)膜堆積後のアニール前の金属/半導体界面構
造を示す図であり、図７(Ｂ)は窒化チタン(ＴｉＮ)膜堆
積後のアニール後の金属/半導体界面構造を示す図であ
る。
ン(ＴｉＮ)膜堆積後のアニール前の金属/半導体界面構
造を示す図であり、図７(Ｂ)は窒化チタン(ＴｉＮ)膜堆
積後のアニール後の金属/半導体界面構造を示す図であ
る。
【図８】 ＨＦＥＴの構造を示す図である。
【符号の説明】 １…(０００１)サファイア基板、２…低温成長ＡｌＮバ
ッファ層、３…ｎ型ＧａＮ層、４…ＷＮ電極、６３…Ｔ
ｉＮ電極、１０１…サファイア基板、１０２…低温成長
ＧａＮバッファ層、１０３…ＧａＮバッファ層、１０４
…ＡｌＧａＮスペーサ層、１０５…ＡｌＧａＮドナー
層、１０６…ＧａＮコンタクト層、１０７…ソース／ド
レイン電極、１０８…ゲート電極。
ッファ層、３…ｎ型ＧａＮ層、４…ＷＮ電極、６３…Ｔ
ｉＮ電極、１０１…サファイア基板、１０２…低温成長
ＧａＮバッファ層、１０３…ＧａＮバッファ層、１０４
…ＡｌＧａＮスペーサ層、１０５…ＡｌＧａＮドナー
層、１０６…ＧａＮコンタクト層、１０７…ソース／ド
レイン電極、１０８…ゲート電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA04 AA07 AA09 BB29 BB30 BB31 BB32 BB33 CC03 DD34 DD37 DD42 FF13 GG12 HH08 HH20 5F102 FA04 GD01 GJ10 GK04 GL04 GS01 GT06 HC11
Claims (4)
- 【請求項１】 電極材料として金属窒化物を用いること
を特徴とする窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電
極構造。 - 【請求項２】 請求項１に記載の窒化物系III−Ｖ族化
合物半導体装置の電極構造において、 上記金属窒化物が、Ｔｉ(チタン),Ｚｒ(ジルコン),Ｈｆ
(ハフニウム),Ｖ(バナジウム),Ｎｂ(ニオブ),Ｔａ(タン
タル),Ｃｒ(クロム),Ｍｏ(モリブデン),Ｗ(タングステ
ン)のうちの少なくとも１つの窒化物であることを特徴
とする窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構
造。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の窒化物系III
−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造において、 上記金属窒化物の層厚が、１０ｎｍ乃至２００ｎｍであ
ることを特徴とする窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装
置の電極構造。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
窒化物系III−Ｖ族化合物半導体装置の電極構造におい
て、 上記金属窒化物の上に、ＡｕまたはＡｕの合金が積層さ
れていることを特徴とする窒化物系III−Ｖ族化合物半
導体装置の電極構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37347798A JP3512659B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置 |
| US09/472,008 US6521998B1 (en) | 1998-12-28 | 1999-12-27 | Electrode structure for nitride III-V compound semiconductor devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37347798A JP3512659B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196109A true JP2000196109A (ja) | 2000-07-14 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6521998B1 (ja) |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190749A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子および電界効果トランジスタ |
| JP2006237394A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2006237393A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2009130046A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Sharp Corp | 窒化物系半導体装置用多層電極構造 |
| JP2009130047A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Sharp Corp | 窒化物半導体用電極および窒化物半導体装置 |
| JP2011082552A (ja) * | 2010-12-08 | 2011-04-21 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体積層構造 |
| JP2011249828A (ja) * | 2011-07-19 | 2011-12-08 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
| WO2013046943A1 (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| CN103219239A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-24 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 具有高热稳定性的AlGaN/GaN HEMT制造法 |
| CN103745922A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-04-23 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | GaN高电子迁移率晶体管复合介质绝缘栅的制造方法 |
| CN104425629A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-03-18 | 宋爱民 | 平面型肖特基二极管及其制作方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4221697B2 (ja) * | 2002-06-17 | 2009-02-12 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| JP4224423B2 (ja) * | 2003-06-10 | 2009-02-12 | パナソニック株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2005086171A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US7026665B1 (en) | 2003-09-19 | 2006-04-11 | Rf Micro Devices, Inc. | High voltage GaN-based transistor structure |
| JP4866007B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2012-02-01 | 富士通株式会社 | 化合物半導体装置 |
| JP5526712B2 (ja) * | 2009-11-05 | 2014-06-18 | 豊田合成株式会社 | 半導体発光素子 |
| KR101774933B1 (ko) * | 2010-03-02 | 2017-09-06 | 삼성전자 주식회사 | 듀얼 디플리션을 나타내는 고 전자 이동도 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| US9093420B2 (en) | 2012-04-18 | 2015-07-28 | Rf Micro Devices, Inc. | Methods for fabricating high voltage field effect transistor finger terminations |
| US9124221B2 (en) | 2012-07-16 | 2015-09-01 | Rf Micro Devices, Inc. | Wide bandwidth radio frequency amplier having dual gate transistors |
| US9917080B2 (en) | 2012-08-24 | 2018-03-13 | Qorvo US. Inc. | Semiconductor device with electrical overstress (EOS) protection |
| US9202874B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-12-01 | Rf Micro Devices, Inc. | Gallium nitride (GaN) device with leakage current-based over-voltage protection |
| US9147632B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-09-29 | Rf Micro Devices, Inc. | Semiconductor device having improved heat dissipation |
| US9142620B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-09-22 | Rf Micro Devices, Inc. | Power device packaging having backmetals couple the plurality of bond pads to the die backside |
| US8988097B2 (en) | 2012-08-24 | 2015-03-24 | Rf Micro Devices, Inc. | Method for on-wafer high voltage testing of semiconductor devices |
| US9070761B2 (en) | 2012-08-27 | 2015-06-30 | Rf Micro Devices, Inc. | Field effect transistor (FET) having fingers with rippled edges |
| WO2014035794A1 (en) | 2012-08-27 | 2014-03-06 | Rf Micro Devices, Inc | Lateral semiconductor device with vertical breakdown region |
| US9325281B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-04-26 | Rf Micro Devices, Inc. | Power amplifier controller |
| DE102014208456A1 (de) * | 2014-05-06 | 2015-11-12 | Robert Bosch Gmbh | Leuchtdiode und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiode |
| US9455327B2 (en) | 2014-06-06 | 2016-09-27 | Qorvo Us, Inc. | Schottky gated transistor with interfacial layer |
| US9536803B2 (en) | 2014-09-05 | 2017-01-03 | Qorvo Us, Inc. | Integrated power module with improved isolation and thermal conductivity |
| US10615158B2 (en) | 2015-02-04 | 2020-04-07 | Qorvo Us, Inc. | Transition frequency multiplier semiconductor device |
| US10062684B2 (en) | 2015-02-04 | 2018-08-28 | Qorvo Us, Inc. | Transition frequency multiplier semiconductor device |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5192987A (en) | 1991-05-17 | 1993-03-09 | Apa Optics, Inc. | High electron mobility transistor with GaN/Alx Ga1-x N heterojunctions |
| EP1313153A3 (en) * | 1992-07-23 | 2005-05-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| JPH08250768A (ja) * | 1995-03-13 | 1996-09-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体光素子 |
| JP3620926B2 (ja) * | 1995-06-16 | 2005-02-16 | 豊田合成株式会社 | ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極及び電極形成方法及び素子 |
| US6121127A (en) * | 1996-06-14 | 2000-09-19 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Methods and devices related to electrodes for p-type group III nitride compound semiconductors |
| KR100244208B1 (ko) * | 1997-02-12 | 2000-02-01 | 구자홍 | 발광다이오드및그제조방법 |
| JP3813740B2 (ja) * | 1997-07-11 | 2006-08-23 | Ｔｄｋ株式会社 | 電子デバイス用基板 |
| US6303459B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-10-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Integration process for Al pad |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37347798A patent/JP3512659B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-27 US US09/472,008 patent/US6521998B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190749A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体素子および電界効果トランジスタ |
| US7598548B2 (en) | 2005-01-05 | 2009-10-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and field-effect transistor |
| JP2006237394A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2006237393A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2009130046A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Sharp Corp | 窒化物系半導体装置用多層電極構造 |
| JP2009130047A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Sharp Corp | 窒化物半導体用電極および窒化物半導体装置 |
| JP2011082552A (ja) * | 2010-12-08 | 2011-04-21 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体積層構造 |
| JP2011249828A (ja) * | 2011-07-19 | 2011-12-08 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置 |
| WO2013046943A1 (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| JP2013074052A (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Sharp Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| CN103219239A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-24 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 具有高热稳定性的AlGaN/GaN HEMT制造法 |
| CN104425629A (zh) * | 2013-09-03 | 2015-03-18 | 宋爱民 | 平面型肖特基二极管及其制作方法 |
| CN103745922A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-04-23 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | GaN高电子迁移率晶体管复合介质绝缘栅的制造方法 |
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