具有肖特基结电极的半导体装置制造方法及图纸

提供一种改善了肖特基结电极的耐热性并且功率性能和可靠性优良的ＧａＮ系半导体装置。在具有与ＡｌＧａＮ电子供给层（１４）接触的肖特基性栅电极（１７）的半导体装置中，栅电极（１７）为由Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ中任一种所形成的第一金属层（１７１）、由Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＳｉ、ＰｔＳｉ、ＷＳｉ、ＴｉＳｉ、ＴａＳｉ、ＭｏＮ、ＷＮ、ＴｉＮ、ＴａＮ的任何一种所形成的第二金属层（１７２）、由Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ中任一种所形成的第三金属层的层叠结构。由于第二金属层的材料是高熔点的，其对第一金属层金属和第三金属层金属的相互扩散起阻挡层作用，并抑制因高温动作导致的栅极特性恶化。由于与ＡｌＧａＮ电子供给层（１４）连接的第一金属层金属的功函数大，其肖特基势垒高，能够获得良好的肖特基接触。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含以GaN为主体材料的在微波频带下使用的高输出半导体装置，特别涉及耐热性、功率性能优良的半导体装置中使用的肖特基结电极。为了更充分地说明与本专利技术有关的当代技术水平，通过在这里参照本申请引用或者选定的全部专利、专利申请、专利公报、科学论文等而引入所有它们的说明。
技术介绍
图1是具有现有技术的肖特基结电极之半导体装置的部分纵向剖面图。这种半导体装置例如由Mishra(U.K.Mishra)等在文献IEEE TransMicrowave Theory Tech.中公开(第46卷第6号第756页，1998年)。如图1所示，半导体装置是异质结场效应晶体管，具有在蓝宝石基板上形成的多个氮化物半导体层的多层结构。具体地，在蓝宝石基板61上顺次形成氮化铝(AlN)缓冲层62、氮化镓(GaN)沟道层63、氮化铝镓(AlGaN)电子供给层64，在该蓝宝石基板61上构成了氮化物系化合物半导体的层叠体。接着，通过连接到AlGaN电子供给层64、形成源电极6S和漏电极6D，该源电极6S和漏电极6D与AlGaN电子供给层64构成欧姆接触。另外，形成隔离开源电极6S和漏电极6D的并且与A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括由以Ｇａ↓［ｖ］Ａｌ↓［１－ｖ］（其中，０≤ｖ≤１）为Ⅲ族侧元素主要成分和以Ｎ为Ｖ族侧元素主要成分的化合物半导体构成的半导体层和与该半导体层接触的肖特基结金属层；所述肖特基结金属层由包含与所述半导体层接触的第一金 属层、与该第一金属层接触的第二金属层以及与该第二金属层接触的第三金属层的层叠结构构成，所述第二金属层由比所述第一金属层和所述第三金属层更高熔点的金属材料构成，所述第三金属层由比所述第一金属层和所述第二金属层更低电阻率的金属材 料构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2002-6-17 175243/20021.一种半导体装置，包括由以GavAl1-v(其中，0≤v≤1)为III族侧元素主要成分和以N为V族侧元素主要成分的化合物半导体构成的半导体层和与该半导体层接触的肖特基结金属层；所述肖特基结金属层由包含与所述半导体层接触的第一金属层、与该第一金属层接触的第二金属层以及与该第二金属层接触的第三金属层的层叠结构构成，所述第二金属层由比所述第一金属层和所述第三金属层更高熔点的金属材料构成，所述第三金属层由比所述第一金属层和所述第二金属层更低电阻率的金属材料构成。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层通过从由Ni、Pt、Pd、NizSi1-z、PtzSi1-z、PdzSi1-z、NizN1-z、PdzN1-z(其中，0＜z＜1)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成，所述第二金属层通过从由Mo、Pt、W、Ti、Ta、MoxSi1-x、PtxSi1-x、WxSi1-x、TixSi1-x、TaxSi1-x、MoxN1-x、WxN1-x、TixN1-x、TaxN1-x(其中，0＜x＜1)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于所述第三金属层通过从由Au、Cu、Al、Pt构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层通过从由Niz1Si1-z1(其中，0.4≤z1≤0.75)、Ptz2Si1-z2(其中，0.5≤z2≤0.75)、Pdz3Si1-z3(其中，0.5≤z3≤0.85)、Niz4N1-z4(其中，0.5≤z4≤0.85)、Pdz5N1-z5(其中，0.5≤z5≤0.85)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成，所述第二金属层通过从由Mo、Pt、W、Ti、Ta、MoxSi1-x、PtxSi1-x、WxSi1-x、TixSi1-x、TaxSi1-x、MoxN1-x、WxN1-x、TixN1-x、TaxN1-x(其中，0＜x＜1)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于所述第三金属层通过从由Au、Cu、Al、Pt构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层由比所述第二金属层更大功函数的金属材料构成。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层由还比所述第三金属层更大功函数的金属材料构成。8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述第二金属层的熔点为1000℃以上。9.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述半导体层形成在由形成于基板上的多个化合物半导体层构成的多层结构上。10.根据权利要求9所述的半导体装置，其特征在于所述基板通过从由蓝宝石基板、SiC基板、GaN基板构成的组中所选择的任何一个基板构成。11.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述半导体层由AluGa1-uN层(其中，0≤u≤1)构成。12.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述半导体层是形成在GaN系化合物半导体沟道层上的GaN系化合物半导体电子供给层。13.根据权利要求12所述的半导体装置，其特征在于所述GaN系化合物半导体沟道层通过从由GaN和InGaN构成的组中所选择的化合物半导体构成，所述GaN系化合物半导体电子供给层由AlGaN构成。14.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述半导体层是形成在GaN系化合物半导体电子供给层上的GaN系化合物半导体沟道层。15.根据权利要求14所述的半导体装置，其特征在于所述GaN系化合物半导体沟道层通过从由GaN和InGaN构成的组中所选择的化合物半导体构成，所述GaN系化合物半导体电子供给层由AlGaN构成。16.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于所述半导体层是n型GaN沟道层。17.一种半导体装置，包括由以GavAl1-v(其中，0≤v≤1)为III族侧元素主要成分和以N为V族侧元素主要成分的化合物半导体构成的半导体层和与该半导体层接触的肖特基结金属层；所述肖特基结金属层由包含与所述半导体层接触的第一金属层、以及与该第一金属层接触的第二金属层的层叠结构构成，所述第一金属层由比所述第二金属层更高熔点的金属材料构成，所述第二金属层由比所述第一金属层更低电阻率的金属材料构成。18.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层通过从由NiySi1-y、PtySi1-y、PdySi1-y、NiyN1-y、PdyN1-y(其中，0＜y＜1)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。19.根据权利要求18所述的半导体装置，其特征在于所述第二金属层通过从由Au、Cu、Al、Pt构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。20.根据权利要求17所述的半导体装置，其特征在于所述第一金属层通过从由Niy1Si1-y1(其中，0.4≤y1≤0.75)、Pty2Si1-y2(其中，0.5≤y2≤0.75)、Pdy3Si1-y3(其中，0.5≤y3≤0.85)、Niy4N1-y4(其中，0.5≤y4≤0.85)、Pdy5N1-y5(其中，0.5≤y5≤0.85)构成的组中所选择的任何一个金属材料构成。21....

【专利技术属性】
技术研发人员：安藤裕二，宫本广信，冈本康宏，笠原健资，中山达峰，葛原正明，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]