特許 6040904 半導体装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6040904

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】半導体装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/28 20060101AFI20161128BHJP

   C23C 14/06 20060101ALI20161128BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20161128BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/28 301R

   C23C14/06 N

   H01L21/285 S

   H01L21/285 P

   H01L21/28 301B

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-201317(P2013-201317)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-70026(P2015-70026A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2015年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100179578

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和弘

(72)【発明者】

【氏名】村上 倫章

(72)【発明者】

【氏名】岡 徹

(72)【発明者】

【氏名】安西 孝太

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０９１４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−００５５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２２９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３８１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３１６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１４６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２８

２１／２８５

Ｃ２３Ｃ １４／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体装置の製造方法であって、
（ｉ）半導体層の少なくとも一部を覆うように、チタン、バナジウムからなる群の少なくとも一種により形成される第１の層を積層する工程と、
（ｉｉ）前記第１の層に対して前記半導体層とは反対側に、アルミニウムを主成分とするアルミニウム層を積層する工程と、
（ｉｉｉ）前記アルミニウム層が酸化する工程と、
（ｉｖ）前記アルミニウム層に対して前記第１の層とは反対側に、チタンにより形成されるチタン層を積層する工程と、
（ｖ）前記チタン層に対して前記アルミニウム層とは反対側に、窒化チタンにより形成される窒化チタン層を積層する工程と、
（ｖｉ）前記窒化チタン層に対して前記チタン層とは反対側に、電極層を積層する工程と、を備え、
前記工程（ｉ）及び（ｉｉ）は、第１の装置により行い、
前記工程（ｉｖ）、（ｖ）及び（ｖｉ）は、前記第１の装置とは異なる第２の装置により行い、
前記工程（ｉｉｉ）は、前記第１の装置から前記第２の装置へ前記半導体装置を移動させる際に生じ、
前記第１の装置は、蒸着装置であり、前記第２の装置は、スパッタ装置である、半導体装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体層は、ＩＩＩ族窒化物のｎ型半導体により形成されており、
前記電極層は、金、銀、銅からなる群の少なくとも一種により形成されている、半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体装置として、半導体基板上に、アルミニウム（Ａｌ）層、バリアメタル層、が順に積層されており、バリアメタル層上には電極層として金（Ａｕ）が積層されている構造が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載された技術において、各層はスパッタリングにより形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１７３３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、スパッタ装置により層を形成する場合、製造された半導体装置がプラズマダメージを受けている場合があるという課題がある。一方、蒸着装置により層を形成する場合、窒化チタンなどの化合物により層を形成する際に成分比の制御が困難であるという課題がある。

【0005】

また、蒸着装置からスパッタ装置へ酸素雰囲気下において移動させる場合、金属層などの層の酸化が起こり、各層の密着性が低下するという課題がある。一方、スパッタ装置と蒸着装置とを組み合わせて層を形成する場合であって、全ての層を非酸素雰囲気下で形成する場合、製造コストが嵩むという課題がある。そのほか、従来の半導体装置においては、その低抵抗化や、小型化、省資源化、製造の容易化、製造の精確さ、作業性の向上等が望まれていた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。
本発明の一形態によれば、
半導体装置の製造方法であって、
（ｉ）半導体層の少なくとも一部を覆うように、チタン、バナジウムからなる群の少なくとも一種により形成される第１の層を積層する工程と、
（ｉｉ）前記第１の層に対して前記半導体層とは反対側に、アルミニウムを主成分とするアルミニウム層を積層する工程と、
（ｉｉｉ）前記アルミニウム層が酸化する工程と、
（ｉｖ）前記アルミニウム層に対して前記第１の層とは反対側に、チタンにより形成されるチタン層を積層する工程と、
（ｖ）前記チタン層に対して前記アルミニウム層とは反対側に、窒化チタンにより形成される窒化チタン層を積層する工程と、
（ｖｉ）前記窒化チタン層に対して前記チタン層とは反対側に、電極層を積層する工程と、を備え、
前記工程（ｉ）及び（ｉｉ）は、第１の装置により行い、
前記工程（ｉｖ）、（ｖ）及び（ｖｉ）は、前記第１の装置とは異なる第２の装置により行い、
前記工程（ｉｉｉ）は、前記第１の装置から前記第２の装置へ前記半導体装置を移動させる際に生じ、
前記第１の装置は、蒸着装置であり、前記第２の装置は、スパッタ装置である、半導体装置の製造方法が提供される。また、本発明は以下の形態として実現することもできる。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、半導体装置の製造方法が提供される。この半導体装置の製造方法は、（ｉ）半導体層の少なくとも一部を覆うように、チタン（Ti）、窒化チタン（TiN）、バナジウム（V）からなる群の少なくとも一種により形成される第１の層を積層する工程と、（ｉｉ）前記第１の層に対して前記半導体層とは反対側に、アルミニウムを主成分とするアルミニウム層を積層する工程と、（ｉｉｉ）前記アルミニウム層が酸化する工程と、（ｉｖ）前記アルミニウム層に対して前記第１の層とは反対側に、チタンにより形成されるチタン層を積層する工程と、（ｖ）前記チタン層に対して前記アルミニウム層とは反対側に、窒化チタンにより形成される窒化チタン層を積層する工程と、（ｖｉ）前記窒化チタン層に対して前記チタン層とは反対側に、電極層を積層する工程と、を備える。この形態の半導体装置の製造方法によれば、密着性の高い半導体装置を製造することができる。

【0008】

（２）上記形態の半導体装置の製造方法において、前記工程（ｉｉ）は、第１の装置により行い、前記工程（ｖ）は、前記第１の装置とは異なる第２の装置により行い、前記工程（ｉｉｉ）は、前記第１の装置から前記第２の装置へ前記半導体装置を移動させる際に生じるとしてもよい。この形態の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置を酸素雰囲気中において第１の装置から第２の装置へ移動させることができる。

【0009】

（３）上記形態の半導体装置の製造方法において、前記第１の装置は、蒸着装置であり、前記第２の装置は、スパッタ装置であるとしてもよい。この形態の半導体装置の製造方法によれば、プラズマダメージの発生を抑制できる。

【0010】

（４）上記形態の半導体装置の製造方法において、前記半導体層は、ＩＩＩ族窒化物のｎ型半導体により形成されており、
前記電極層は、金、銀（Ag）、銅（Cu）からなる群の少なくとも一種により形成されているとしてもよい。この形態の半導体装置の製造方法によれば、良好なオーミック接触の半導体装置を得ることができる。

【0011】

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

【0012】

本発明は、半導体装置の製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、半導体装置や、半導体装置を備える電力変換装置等の形態で実現することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、密着性の高い半導体装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態における半導体装置１００の構成を模式的に示す断面図。

【図2】第１実施形態における半導体装置１００の製造方法を示すフローチャート。

【図3】本実施形態の半導体装置の性能を評価するために用いた試作例の構成を示す図。

【図4】各試作例のマイクロスクラッチ試験の結果。

【図5】試作例２の各層をＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）により撮影した画像。

【図6】試作例３の各層をＴＥＭにより撮影した画像。

【発明を実施するための形態】

【0015】

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．半導体装置１００の構成：
図１は、第１実施形態における半導体装置１００の構成を模式的に示す断面図である。図１には、本実施形態における半導体装置１００の断面の一部を示している。なお、図１は、半導体装置１００の技術的特徴をわかりやすく示すための図であり、各層の厚さを正確に示すものではない。また、図１には、説明を容易にするために、相互に直行するＸＹＺ軸が図示されている。以降の図についても同様である。なお、本明細書において、層の厚さとは、Ｘ軸方向の寸法をいう。

【0016】

本実施形態における半導体装置１００は、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）である。半導体装置１００は、半導体層１０と、第１の層２０と、アルミニウム層３０と、チタン層４０と、窒化チタン層５０と、電極層６０とを備える。

【0017】

半導体層１０は、ＩＩＩ族窒化物のｎ型半導体により形成されている。「ＩＩＩ族窒化物」とは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物のうち、Ｖ族元素として窒素を用いたものをいう。ＩＩＩ族窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化インジウムが挙げられる。「ｎ型半導体」とは、ＩＩＩ族窒化物の場合は、ドナー不純物として、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などを添加した半導体をいう。本実施形態においては、半導体として、窒化ガリウム（GaN）を用いた。なお、本明細書において半導体層１０を半導体基板１０とも呼ぶ。

【0018】

窒化ガリウムは、他の半導体と比較して、（ｉ）熱伝導率が大きいため放熱性に優れている点、（ｉｉ）高温においても作動する点、（ｉｉｉ）電子の飽和速度が大きい点、（ｉｖ）絶縁破壊電圧が高い点で好ましい。

【0019】

第１の層２０は、半導体層１０の一方の面を覆うように形成されている。本実施形態において、第１の層２０は、チタンを主成分とする層である。本実施形態において、第１の層２０の厚さは１７．５ｎｍとする。以下、「第１の層２０」を「チタン層２０」とも呼ぶ。なお、第１の層２０としては、チタンではなく、窒化チタン（TiN）や、バナジウム（Ｖ）を用いてもよい。後に詳述するように、本実施形態において、第１の層２０は、蒸着装置により形成される。窒化チタンを第１の層２０に用いると、窒素とチタンの組成比を制御することが困難であるため、第１の層２０は、チタンもしくはバナジウムを用いることが好ましい。

【0020】

アルミニウム層３０は、第１の層２０に対して半導体層１０とは反対側（−Ｘ軸方向側）に形成されている。アルミニウム層３０は、アルミニウムを主成分とする層である。本実施形態において、アルミニウム層３０はアルミニウムのみからなる単層であり、その厚さは２００ｎｍである。なお、アルミニウム層は、アルミニウムを９０％以上含有する化合物（合金）であれば良く、その様な化合物であれば、アルミニウムの単層と同等の効果が得られる。化合物（合金）の例としてはＡｌ−ＳｉやＡｌ−Ｃｕなどが挙げられる。

【0021】

チタン層４０は、アルミニウム層３０に対して第１の層２０とは反対側（−Ｘ軸方向側）に形成されている。チタン層４０は、チタンを主成分とする層である。本実施形態において、チタン層４０の厚さは１０ｎｍとする。

【0022】

窒化チタン層５０は、チタン層４０に対してアルミニウム層３０とは反対側（−Ｘ軸方向側）に形成されている。窒化チタン層５０は、窒化チタンを主成分とする層である。本実施形態において、窒化チタン層５０の厚さは１００ｎｍとする。

【0023】

電極層６０は、窒化チタン層５０に対してチタン層４０とは反対側（−Ｘ軸方向側）に形成されている。電極層６０は、銀（Ａｇ）を主成分とする層である。本実施形態において、電極層６０の厚さは１００ｎｍとする。

【0024】

Ａ２．半導体装置１００の製造方法：
図２は、第１実施形態における半導体装置１００の製造方法を示すフローチャートである。ステップＳ１００では、半導体基板１０を用意する。半導体基板１０の第１の層２０が形成される面には、予めエッチングが施されている。エッチングには、ドライエッチングやウェットエッチングがあるが、本実施形態においては、ドライエッチングを用いる。エッチングを施すことにより、接触抵抗率を下げることができる。また、半導体基板１０は、第１の層２０が形成される面とは反対側（＋Ｘ軸方向側）の面に予め加工処理が施されている。

【0025】

予め施されている加工処理は、（ｉ）半導体基板１０への凹凸形状の形成、（ｉｉ）ソース電極の形成、（ｉｉｉ）絶縁膜の形成、（ｉｖ）ドライエッチング、（ｖ）ドレイン電極の形成、（ｖｉ）ゲート電極の形成、および（ｖｉｉ）熱処理を含む。

【0026】

次に、ステップＳ１１０では、半導体基板１０の加工処理が施されていない側（―Ｘ軸方向側）の面に、半導体層１０の少なくとも一部を覆うように第１の層２０を積層する。本実施形態において、第１の層２０の形成は蒸着装置により行い、蒸着装置としてＥＢ（Electron Beam）蒸着装置を用いる。蒸着装置を用いることにより、プラズマダメージを回避できる。なお、プラズマダメージとは、プラズマにより結晶が部分的に破損することをいう。プラズマダメージにより、結晶の破損した部分にキャリアがトラップされるため、接触抵抗が高くなる。

【0027】

ステップＳ１２０では、第１の層２０に対して半導体層１０とは反対側に、アルミニウムを主成分とするアルミニウム層３０を積層する。つまり、第１の層２０の表面（−Ｘ軸方向側の面）にアルミニウム層３０を形成する。アルミニウム層３０の形成についても、ＥＢ蒸着装置を用いる。

【0028】

ステップＳ１３０では、ＥＢ装置からスパッタ装置へ半導体装置１００を移動させる。この際、半導体装置１００のアルミニウム層３０が酸化する。この酸化は、表面の少なくとも一部において起こる。

【0029】

ステップＳ１４０では、アルミニウム層３０に対して第１の層２０とは反対側に、チタンにより形成されるチタン層４０を積層する。つまり、アルミニウム層３０の表面（−Ｘ軸方向側の面）にチタン層４０を形成する。チタン層４０の形成は、スパッタ装置により行う。具体的には、まず、非酸素雰囲気のチャンバー内にアルゴンを導入した後、そのチャンバー内に半導体層１０を設置する。次に、プラズマ化させたアルゴン（Ａｒ）の原子核を、ターゲットに当てる。その後、アルゴンの原子核があたった部分のターゲット原子が飛び、半導体基板１０の予め加工処理が施されている面とは反対側（−Ｘ方向側）の面に付着する。なお、ターゲットは、チタンを放出するターゲットを用いる。スパッタ装置を用いることにより、予め加工処理が施されている面とは反対側（−Ｘ方向側）の面全体を、短時間で均一に成膜することができる。なお、スパッタリング時のＲＦ（Radio Frequency）パワーなどの条件は使用する機器により異なるため、適宜最適な条件に設定する。「非酸素雰囲気」とは、酸素の分圧が、大気における酸素の分圧の１％未満である雰囲気をいう。

【0030】

ステップＳ１５０では、チタン層４０に対してアルミニウム層３０とは反対側に、窒化チタンにより形成される窒化チタン層５０を積層する。つまり、チタン層４０の表面（−Ｘ軸方向側の面）に窒化チタン層５０を形成する。チタン層４０の形成は、スパッタ装置により行う。なお、ターゲットは、チタンを放出するターゲットを用いる。また、スパッタリングを行う際、チャンバー内に、アルゴンと共に窒素ガスも導入する。この条件でスパッタリングを行うことにより、アルミニウム層３０の表面（−Ｘ軸方向側の面）に窒化チタン層５０を形成できる。

【0031】

ステップＳ１６０では、窒化チタン層５０に対してチタン層４０とは反対側に、電極層６０を積層する。つまり、窒化チタン層５０の表面（−Ｘ軸方向側の面）に電極層６０を形成する。電極層６０の形成についても、スパッタリングを用いる。なお、ターゲットは、銀を放出するターゲットを用いる。

【0032】

ステップＳ１７０では、熱処理を行う。本実施形態における「熱処理」とは、半導体層１０と電極層６０との接触をオーミック接触とするための熱処理をいう。本実施形態において、熱処理は４００度で３０分間行う。以上の処理により、本実施形態における半導体装置１００が製造される。

【0033】

この形態の半導体装置の製造方法によれば、ステップＳ１２０まで蒸着装置を用いるため、プラズマダメージを受ける機会を低減できる。このため、半導体装置１００の接触抵抗が高くなることを抑制できる。また、窒化チタン層５０をスパッタ装置により形成するため、蒸着装置により形成する場合と比較して、組成の制御が容易となる。

【0034】

また、本実施形態において、半導体基板１０の予め加工処理が施されている面とは反対側（−Ｘ方向側）の面全体に各層（２０、３０、４０、５０）を堆積している。このため、電極層６０はこの面（−Ｘ方向側の面）全体に堆積できるため、半導体装置１００を他のデバイスに実装する際に、電極間の抵抗を低くできる。また、半導体装置１００を他のデバイスに実装する際の密着性を向上できる。

【0035】

Ｂ．性能評価：
各層の形成完了前に、非酸素条件下より取り出して酸素条件下に置くことは、一般的に好ましくない。この理由としては、形成済みの層の表面に酸化膜が生じ、酸化膜に起因してその上に形成される層との密着性が低下するためである。本実施形態の半導体装置１００において、密着性の性能評価を行った。密着性の評価方法として、ＪＩＳ Ｒ−３２５５に準拠したマイクロスクラッチ試験方法を採用した。

【0036】

図３は、本実施形態の半導体装置の性能を評価するために用いた試作例の構成を示す図である。試作例において、半導体基板はシリコン基板を用い、電極として銀（Ａｇ）を用いた。電極層の成膜後、全ての試作例において４００度３０分の熱処理を行なった。各試作例において、シリコン基板上に各層が以下の順番および厚みで積層されている。

【0037】

［試作例１］
シリコン基板／窒化チタン層（層厚：３５ｎｍ）／アルミニウム層（層厚：３００ｎｍ）／窒化チタン層（層厚：５０ｎｍ）／チタン層（層厚：５ｎｍ）／電極層６０（層厚：１００ｎｍ）

【0038】

［試作例２］
シリコン基板／窒化チタン層（層厚：３５ｎｍ）／アルミニウム層（層厚：３００ｎｍ）／窒化チタン層（層厚：５０ｎｍ）／チタン層（層厚：５ｎｍ）／電極層６０（層厚：１００ｎｍ）

【0039】

［試作例３］
シリコン基板／窒化チタン層（層厚：３５ｎｍ）／アルミニウム層（層厚：３００ｎｍ）／チタン層（層厚：１０ｎｍ）／窒化チタン層（層厚：５０ｎｍ）／チタン層（層厚：５ｎｍ）／電極層６０（層厚：１００ｎｍ）

【0040】

全ての試作例において、スパッタ装置により非酸素雰囲気下において金属層を形成した。試作例１は、非酸素雰囲気下において連続成膜した。一方、試作例２および試作例３は、アルミニウム層の成膜後、半導体装置を酸素雰囲気に曝し、その後、続きの成膜を行なった。試作例３は、試作例１および試作例２と比較して、アルミニウム層の成膜後、窒化チタン層の成膜前にチタン層を成膜する点が異なる。上記２点以外は、試作例の試作方法は同じである。

【0041】

図４は、各試作例のマイクロスクラッチ試験の結果である。縦軸はセンサーアウトプットを示し、横軸は荷重（ｍＮ）を示す。膜の剥がれ始める荷重の値が大きいほど、密着性が高いことを示す。上段の図は、試作例１の結果を示し、中段の図は、試作例２の結果を示し、下段の図は、試作例３の結果を示す。

【0042】

図４の結果より、試作例２は、約２０ｍＮの荷重により膜が剥がれ始めたのに対し、試作例１および試作例３は、約２５ｍＮの荷重により膜が剥がれ始めた。この結果は、（ｉ）成膜時に半導体装置を酸素雰囲気に曝した場合の密着性は、非酸素雰囲気において連続成膜した場合の密着性と比べて低いこと、（ｉｉ）アルミニウム層の成膜後、窒化チタン層の成膜前にチタン層を成膜することにより、チタン層を成膜しない場合と比べて密着性が向上することを示している。

【0043】

図５は、試作例２の各層をＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）により撮影した画像である。画像における最下層は、アルミニウム（Ａｌ）層であり、その上に、窒化チタン（ＴｉＮ）層、チタン（Ｔｉ）層、電極（Ａｇ）層が積層された状態が撮影されている。この画像から、窒化チタン層の膜厚は約２３ｎｍであり、チタン層の膜厚は約１７ｎｍであり、電極層の膜厚は約９８ｎｍであることがわかる。なお、この画像から、アルミニウム層と窒化チタン層との間に、膜Fがあることが視認できる。膜Fは、アルミニウムが酸化した膜と推測される。膜Fを除く各層の境界はあいまいであるのに対し、膜Fの境界は明確であることから、この膜が他の層と密着性が低いことを示すと推測される。

【0044】

図６は、試作例３の各層をＴＥＭにより撮影した画像である。画像における最下層は、アルミニウム（Ａｌ）層であり、その上に、チタン（Ｔｉ）層、窒化チタン（ＴｉＮ）層、チタン（Ｔｉ）層、電極（Ａｇ）層が積層された状態が撮影されている。この画像から、アルミニウム層と接するチタン層の膜厚は約１０ｎｍであり、窒化チタン層の膜厚は約４０ｎｍであり、チタン層の膜厚は約２９ｎｍであり、電極層の膜厚は約８２ｎｍであることがわかる。なお、図６において、窒化チタン層の膜厚は、４０ｎｍと３９ｎｍの２箇所の測定値から、窒化チタン層の膜厚は、約４０ｎｍであることがわかる。同様に、アルミニウム層と接するチタン層の膜厚は、１２ｎｍと９ｎｍの２箇所の測定値から、チタン層の膜厚は、約１０ｎｍであることがわかる。

【0045】

図５により視認できたアルミニウムが酸化したと推測される膜Fは、図６では視認できない。膜Fが試作例３には視認できない理由としては、アルミニウム層の上にチタン層を設けることにより、チタンとアルミニウム酸化膜が反応してアモルファスとなったのではないかと推測される。一方、試作例２において膜Fが残存する理由としては、膜Fと窒化チタンとは反応しないからではないかと推測される。

【0046】

以上の結果から、アルミニウム層を形成した後に、酸素雰囲気に曝したとしても、チタン層をアルミニウム層の上に形成することにより、各層の密着性が向上することがわかる。また、アルミニウム層の形成後に、半導体装置１００を酸素雰囲気中においても移動させることができるため、アルミニウム層を形成する第１の装置と、窒化チタン層を形成する第２の装置とを異なる装置とすることができる。このため、全ての層を非酸素雰囲気下で形成するような設備を設ける必要が無くなり、製造コストを抑えることができる。

【0047】

アルミニウム層を形成する第１の装置として、蒸着装置を用いることにより、製造された半導体装置へのプラズマダメージを受ける機会を低減することができる。また、窒化チタン層を形成する第２の装置として、スパッタ装置を用いることにより、成分比の制御の困難性を克服できる。

【0048】

また、半導体として、ＩＩＩ族窒化物のｎ型半導体装置を用い、電極を、金、銀、銅からなる群の少なくとも一種により形成することにより、良好なオーミック接触を得ることができる。

【0049】

Ｃ．変形例：
この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【0050】

Ｃ１．変形例１：
本実施形態において、ステップＳ１００において半導体層１０は予め用意されている。しかし、本発明はこれに限られない。つまり、ステップＳ１１０の直前に半導体基板１０を形成してもよい。具体的には、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ）により、半導体層１０を形成することができる。

【0051】

Ｃ２．変形例２：
本実施形態において、金属層の形成は蒸着装置により形成後、スパッタ装置により形成される。しかし、本発明はこれに限られない。金属層の形成は、蒸着装置を用いてもよく、スパッタ装置を用いてもよく、スパッタ装置を用いた後に蒸着装置を用いてもよい。また、金属層の形成方法として、例えば、液相成膜法や、化学的気相法を用いてもよい。なお、蒸着法は、薄膜の均一成膜に適している。

【0052】

Ｃ３．変形例３：
本実施形態において、半導体層１０には下記の順に金属層が配置されている。
第１の層２０／アルミニウム層３０／チタン層４０／窒化チタン層５０／電極層６０
上記各層は、互いに接触して配置されている。しかし、本発明はこれに限らない。金属層の配置としては、例えば、バリアメタルにより形成される層をアルミニウム層３０とチタン層４０との間を除く各層の間のうちの少なくとも一箇所に積層してもよい。また、各層において、不純物などの他の成分が混入されていてもよい。

【0053】

Ｃ４．変形例４：
本実施形態において、熱処理は４００度３０分行っている。しかし、本発明はこれに限らない。熱処理を行う場合、半導体と電極との接触がオーミック接触となる温度および時間であればよく、例えば、４５０度３０分や、５００度５分としてもよい。

【0054】

Ｃ５．変形例５：
本実施形態において、半導体装置はＳＢＤとしている。しかし、本発明はこれに限らない。半導体装置としては、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）としてもよい。

【0055】

Ｃ６．変形例６：
本実施形態において、半導体はＩＩＩ族窒化物である窒化ガリウムを用いている。しかし、本発明はこれに限らない。半導体としては、例えば、窒化アルミニウムや窒化インジウムなどのＩＩＩ族窒化物を用いてもよく、シリコンや、ガリウムヒ素や、シリコンカーバイドなどを用いてもよい。

【0056】

Ｃ７．変形例７：
本実施形態においては、第１の層２０などを積層する面とは反対側の面に予め加工処理が施された半導体基板１０を用いている。しかし、本発明は、これに限られない。電極層６０などを半導体層１０に形成した後に、電極層６０とは反対側の半導体層１０の面に加工処理を施してもよい。

【0057】

Ｃ８．変形例８：
本実施形態において、半導体基板１０の予め加工処理が施されている面とは反対側（−Ｘ方向側）の面全体に各層（２０、３０、４０、５０、６０）を堆積している。しかし、本発明はこれに限られない。半導体基板１０の予め加工処理が施されている面とは反対側（−Ｘ方向側）の面全体ではなく、面の一部に各層（２０、３０、４０、５０、６０）を堆積してもよい。

【0058】

Ｃ９．変形例９：
本実施形態において、半導体装置１００の各層の膜厚を規定している。しかし、本発明はこれに限られない。半導体装置１００の各層の膜厚は、適宜変更してもよい。

【0059】

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0060】

１０…半導体層
２０…第１の層
３０…アルミニウム層
４０…チタン層
５０…窒化チタン層
６０…電極層
１００…半導体装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】