專利名稱：半導(dǎo)體裝置以及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本說明書所記載的技術(shù)涉及一種半導(dǎo)體裝置，其具有相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層被歐姆接觸的電極。
背景技術(shù)：
如日本特許公開公報(bào)2008-235405號(hào)(以下，稱為專利文獻(xiàn)I)所公開的內(nèi)容所示，相對(duì)于GaN層歐姆接觸的電極的材料，通常使用Ti。通常，在形成該電極時(shí)，在GaN層上形成Ti層，之后對(duì)半導(dǎo)體基板實(shí)施熱處理。當(dāng)半導(dǎo)體基板被實(shí)施熱處理時(shí)，在Ti層和GaN層的邊界部上將形成TIN層。TiN層相對(duì)于GaN層而表現(xiàn)出良好的歐姆特性。由此，Ti層成為相對(duì)于GaN層的歐姆電扱。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在上述的電極形成方法中，在Ti層和GaN層的邊界部上以島狀而形成有TiN層。即，未在Ti層和GaN層的邊界部整體上形成TiN層，而是在其邊界部上局部地形成TiN層。其原因在于，在實(shí)施熱處理時(shí)，在Ti層和GaN層的邊界部上TiN會(huì)產(chǎn)生偏析。如此，在上述的電極形成方法中，由于在Ti層和GaN層的邊界部上以島狀而形成了 TiN層，因此Ti層和GaN層之間的接觸電阻増大。本說明書提供一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻較低的電極。用于解決課題的方法本說明書所公開的半導(dǎo)體裝置的制造方法具有含碳層形成エ序和含鈦層形成エ序。在含碳層形成エ序中，在氮化物半導(dǎo)體層上形成含有碳的含碳層。在含鈦層形成エ序中，在含碳層上形成含有鈦的含鈦層形成エ序。當(dāng)在含碳層上形成含鈦層時(shí)，通過氮化物半導(dǎo)體層中的N、含碳層中的C以及含鈦層中的Ti，從而形成了作為TiN和TiC的無限固溶體的Ti (C，N)。Ti(C，N)相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層而表現(xiàn)出良好的歐姆特性。此外，由于Ti (C，N)為無限固溶體，因此不易產(chǎn)生偏祈。因此，含鈦層在較大的范圍內(nèi)與氮化物半導(dǎo)體層歐姆接觸。因此，含鈦層與氮化物半導(dǎo)體層之間的接觸電阻與現(xiàn)有的電極相比而降低。根據(jù)該制造方法，能夠獲得如下的半導(dǎo)體裝置，其具有與現(xiàn)有的電極相比，相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層的接觸電阻較低的電極(即，含鈦層)。上述的制造方法中，也可以采用如下方式，S卩，在含鈦層形成エ序之后，還具有對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行加熱的退火エ序。當(dāng)在含鈦層形成エ序之后實(shí)施退火エ序時(shí)，氮化物半導(dǎo)體層和含鈦層之間的接觸電阻將進(jìn)ー步降低?？梢哉J(rèn)為其原因在于，通過退火エ序，從而促進(jìn)了由氮化物半導(dǎo)體層中的N、含碳層中的C、以及含鈦層中的Ti生成無限固溶體Ti (C，N)的反應(yīng)。此外，本說明書提供ー種具有相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層的接觸電阻較低的電極的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置具有氮化物半導(dǎo)體層、無限固溶體層、以及含鈦層。無限固溶體層被形成在氮化物半導(dǎo)體層上，并由碳化鈦和氮化鈦的無限固溶體構(gòu)成。含鈦層被形成在無限固溶體層上，并含有鈦。由于在該半導(dǎo)體裝置中，含鈦層經(jīng)由無限固溶體層而與氮化物半導(dǎo)體層連接，因此含鈦層和氮化物半導(dǎo)體層之間的接觸電阻較低。含鈦層成為相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層的良好的歐姆電極。


圖I為表示實(shí)施例I的半導(dǎo)體裝置的制造方法中形成電極的エ序的流程圖。圖2為在C層12形成之后的η型GaN層10的表面附近的剖視圖。圖3為在Ti層14形成之后的η型GaN層10的表面附近的剖視圖。圖4為表示通過現(xiàn)有的方法而形成的電極的、電流-電壓特性的圖表。圖5為表示通過實(shí)施例I以及實(shí)施例2的方法而形成的電極的、電流-電壓特性的圖表。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例)下面對(duì)實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。另外，由于本制造方法中，在形成電極的エ序中具有特征，因此關(guān)于其他エ序(在半導(dǎo)體基板內(nèi)形成各種區(qū)域的エ序)，省略對(duì)其說明。(實(shí)施例I)在實(shí)施例I的制造方法中，按照?qǐng)DI的流程圖，在半導(dǎo)體基板的表面上形成電極。在本實(shí)施例中，在半導(dǎo)體基板中的、η型的GaN層的表面上形成電極。在步驟S2中，對(duì)半導(dǎo)體基板的表面進(jìn)行濺射清洗。在步驟S4中，如圖2所示，通過陰極真空噴鍍而在η型的GaN層10的表面上形成由碳構(gòu)成的C層12。在步驟S6中，通過陰極真空噴鍍而在C層12的表面上形成由鈦構(gòu)成的Ti層14。當(dāng)在步驟S6中形成Ti層14時(shí)，如圖3所示，在Ti層14和GaN層10之間形成有作為TiC和TiN的無限固溶體的、Ti (C，N)的層16。可以認(rèn)為其原因在干，Ti層14中的Ti、C層12中的C、以及GaN層10中的N通過Ti層14的陰極真空噴鍍時(shí)所產(chǎn)生的熱量而發(fā)生反應(yīng)。在步驟S6中形成的Ti層14成為半導(dǎo)體裝置的電極。另外，在步驟S4、S6中，在應(yīng)該形成電極的范圍內(nèi)選擇性地形成C層12以及Ti層14。C層12以及Ti層14能夠通過現(xiàn)有的公知技術(shù)而選擇性地形成。此外，在步驟S6中，形成與在步驟S4中形成的C層12相比更厚的Ti層14。如果形成Ti層14，則能夠在Ti層14和GaN層10之間得到接觸電阻較低的歐姆接觸?？梢哉J(rèn)為其理由如下。η型的GaN的功函數(shù)為約3. leV。TiC的功函數(shù)為約3. 5eV。TiN的功函數(shù)為約3. 75eV。即，TiC以及TiN均具有高于η型的GaN的功函數(shù)。因此，TiC以及TiN相對(duì)于η型的GaN具有歐姆特性。因此，作為TiC和TiN的無限固溶體的Ti (C，N)，相對(duì)于η型的GaN也具有歐姆特性。此外，由于Ti(C，N)為無限固溶體，因此不易產(chǎn)生偏析。因此，在步驟S6中，Ti (C，N)層16均勻地形成在Ti層14和GaN層10的邊界部整體上。因此，在步驟S6中形成的Ti層14以遍布與GaN層10的邊界部整體的方式而與GaN層10歐姆接觸。因此，與相對(duì)于GaN層以島狀而歐姆接觸的現(xiàn)有的電極相比，Ti層14相對(duì)于GaN層的接觸電阻更低。圖4圖示了在通過現(xiàn)有的方法(即，直接在η型GaN層上形成Ti層，之后，對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火的方法)而形成了 Ti層的情況下的、Ti層和η型GaN層之間的電流-電壓特性。此外，圖5中的圖表Al圖示了通過實(shí)施例I的制造方法而形成的、Ti層14和η型GaN層10之間的電流-電壓特性。通過對(duì)圖4以及圖5進(jìn)行比較可以明確看出，通過實(shí)施例I的制造方法而形成的Ti層14，與通過現(xiàn)有技術(shù)而形成的Ti層相比，接觸電阻更低。因此，通過實(shí)施例I的制造方法而形成的Ti層14成為良好的歐姆電扱。(實(shí)施例2)接下來，對(duì)實(shí)施例2的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。在實(shí)施例2的制造方法中，與實(shí)施例I的制造方法同樣地，實(shí)施步驟S2至S6。并且，在實(shí)施例2的制造方法中，在步驟S6之后，對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火處理。在退火處理中，將半導(dǎo)體基板在大約873Κ的溫度中保持大約300秒。圖5中的圖表Α2圖示了通過實(shí)施例2的制造方法而形成的Ti層14和η型GaN層10之間的電流-電壓特性。如圖5所示，通過對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火處理，從而進(jìn)ー步降低Ti層14相對(duì)于GaN層10的接觸電阻。根據(jù)實(shí)施例2的制造方法，能夠制造出具有接觸電阻更低的電極的半導(dǎo)體裝置。如以上的說明所述，根據(jù)實(shí)施例I以及實(shí)施例2的制造方法，能夠制造出如下的半導(dǎo)體裝置，其具有與現(xiàn)有技術(shù)相比相對(duì)于η型GaN層10的接觸電阻更低的電極(即，Ti層14)。此外，根據(jù)實(shí)施例I的制造方法，即使在Ti層14形成之后不對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行退火，Ti層14和GaN層10也被歐姆接觸。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠以更高的制造效率來制造半導(dǎo)體裝置。此外，根據(jù)實(shí)施例2的制造方法，能夠制造出與實(shí)施例I相比具有接觸電阻更低的電極的半導(dǎo)體裝置。此外，在上述的實(shí)施例I以及實(shí)施例2中，在步驟S6中，使Ti層14形成為厚于C層12。通過使Ti層14形成為厚于C層12，從而能夠使C層12的整體發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而在GaN層10和Ti層14之間的整體上形成Ti (C，N)層16。S卩，防止了在GaN層10和Ti層14之間殘存C層12的情況。由此，能夠進(jìn)一歩降低Ti層14的接觸電阻。另外，雖然在上述的實(shí)施例I以及實(shí)施例2中，通過陰極真空噴鍍而形成了 C層12，但也可以通過蒸鍍等而形成C層12。此外，雖然在實(shí)施例I以及實(shí)施例2中，通過陰極真空噴鍍而形成了 Ti層14，但還可以通過蒸鍍等而形成Ti層14。在實(shí)施例I以及實(shí)施例2中，在通過蒸鍍而形成Ti層14的情況下，也能夠得到較低的接觸電阻。此外，雖然在上述的實(shí)施例I以及實(shí)施例2中，Ti層14露出于最外層的表面,但也可以在Ti層14上形成其他的金屬層(例如，Al、Ni以及Au等)，從而使電極成為多層結(jié) 構(gòu)。此外，實(shí)施例I以及實(shí)施例2的制造方法能夠被應(yīng)用于各種半導(dǎo)體裝置的制造中。例如，能夠被應(yīng)用于LED、或GaN類功率器件(ニ極管、晶體管等)的制造中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具有 含碳層形成工序，在氮化物半導(dǎo)體層上形成含有碳的含碳層； 含鈦層形成工序，在含碳層上形成含有鈦的含鈦層。
2.如權(quán)利要求I所述的制造方法，其中， 在含鈦層形成工序之后，還具有對(duì)半導(dǎo)體基板進(jìn)行加熱的退火工序。
3.一種半導(dǎo)體裝置，具有 氮化物半導(dǎo)體層； 無限固溶體層，其被形成在氮化物半導(dǎo)體層上，并由碳化鈦和氮化鈦的無限固溶體構(gòu)成； 含鈦層，其被形成在無限固溶體層上，并含有鈦。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，該半導(dǎo)體裝置具有相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體的接觸電阻較低的電極。該制造方法具有含碳層形成工序，在氮化物半導(dǎo)體層上形成含有碳的含碳層；含鈦層形成工序，在含碳層上形成含有鈦的含鈦層。在含鈦層和氮化物半導(dǎo)體層之間形成TiN和TiC的無限固溶體Ti(C，N)的層。由此，含鈦層在其邊界部整體上相對(duì)于氮化物半導(dǎo)體層被歐姆接觸。
文檔編號(hào)H01L33/40GK102668040SQ201080042659
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者前田將克, 川橋憲, 杉本雅裕, 関章憲, 高橋康夫 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社