(57)【要約】      （修正有）【課題】ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置、その製造方法を提供する。【解決手段】化合物半導体装置１は、ソース領域２１およびドレイン領域２５が形成される化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）と、ソース領域２１およびドレイン領域２５にそれぞれ対応して形成されたソース電極２２およびドレイン電極２６とを備える。ソース領域２１およびドレイン領域２５は、化合物半導体層１０に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によって形成され、ソース電極２２およびドレイン電極２６は、領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを除去した領域へ新たに形成されソース領域２１およびドレイン領域２５に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍによって形成されている。【選択図】図１Ｅ
2010171133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース領域およびドレイン領域が形成される化合物半導体層と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置であって、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によって形成され、
前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属を前記化合物半導体層から除去した領域へ新たに形成され前記ソース領域および前記ドレイン領域に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属によって形成されていること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の化合物半導体装置であって、
前記ソース電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の化合物半導体装置であって、
前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の化合物半導体装置であって、
前記ソース電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成され、
前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の化合物半導体装置であって、
前記化合物半導体層が露出した表面に形成された保護層を備えること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の化合物半導体装置であって、
前記化合物半導体層は、チャネル領域を形成する第１化合物半導体層と、該第１化合物半導体層に積層され前記第１化合物半導体層に対する障壁を構成する第２化合物半導体層とを備え、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記第２化合物半導体層を通って前記第１化合物半導体層に到達していること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の化合物半導体装置であって、
前記第１化合物半導体層は、窒化ガリウムであり、
前記第２化合物半導体層は、アルミニウム窒化ガリウムであること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の化合物半導体装置であって、
前記第２化合物半導体層の表面に形成された第３化合物半導体層を備え、
該第３化合物半導体層は、窒化ガリウムで形成され１ｎｍ以下の厚さを有すること
を特徴とする化合物半導体装置。
【請求項９】
化合物半導体層に形成されたソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、
前記化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を前記化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施して前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、
前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成したとき前記化合物半導体層の表面に存在する前記領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、
電極形成用オーミック金属を前記ソース領域および前記ドレイン領域に対応させて形成し前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えること
を特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
チャネル領域を形成する第１化合物半導体層と、該第１化合物半導体層に積層され前記第１化合物半導体層に対する障壁を構成する第２化合物半導体層と、該第２化合物半導体層を通って前記第１化合物半導体層に到達させて形成されたソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、
前記第２化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を前記第２化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施して前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、
前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成したとき前記第２化合物半導体層の表面に存在する前記領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、
電極形成用オーミック金属を前記ソース領域および前記ドレイン領域に対応させて形成し前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えること
を特徴とする化合物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、ソース領域およびドレイン領域が形成される化合物半導体層と、ソース領域およびドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置、および、そのような化合物半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インバーターなどのスイッチング電源には、パワー半導体素子が用いられ、このパワー半導体素子にはシリコンを使用していたが、さらに性能を高めるために、低オン抵抗を実現でき、損失の少ないワイドバンドギャップ半導体である化合物半導体（特に窒化物半導体）などが注目されている。
【０００３】
化合物半導体の基板材料によってはオーミック電極を形成するときに高温アニール処理が必要となり、高温アニール処理によってオーミック電極のモフォロジーが悪くなり、電極金属の延性が劣化し耐圧が低くなり、オン抵抗が増加するという問題が生じている。
【０００４】
図６は、従来例に係る化合物半導体装置の断面図である。
【０００５】
従来例に係る化合物半導体装置１０１は、例えばＨＦＥＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造としてある。
【０００６】
化合物半導体装置１０１は、チャネル層１２９を形成する第１化合物半導体層１１１（例えば、ＧａＮ）と、第１化合物半導体層１１１に積層されて障壁層を形成する第２化合物半導体層１１２（例えば、ＡｌＧａＮ）と、第２化合物半導体層１１２を通って第１化合物半導体層１１１へ到達するように形成されたソース領域１２１、ドレイン領域１２５、ゲート電極１２７を備える。
【０００７】
化合物半導体装置１０１の電極は、第２化合物半導体層１１２の表面にソース電極１２０およびドレイン電極１２４となるオーミック金属を形成した後、高温アニール処理を行うことによって形成される。
【０００８】
上述したとおり、化合物半導体装置１０１では、高温アニール処理により、ソース電極およびドレイン電極のモフォロジーが悪くなり、電極金属の延性も劣化し耐圧が低くなり、オン抵抗が増加する。
【０００９】
なお、化合物半導体装置でのオーミック電極の熱処理による形状変化を開示したものとして、例えば特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７３６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によって形成されたソース領域およびドレイン領域と、領域形成用オーミック金属を除去したソース領域およびドレイン領域に対して新たに形成した領域形成用オーミック金属によって形成されたソース電極およびドレイン電極とを備えることにより、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させてソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によってソース領域およびドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、ソース領域およびドレイン領域を形成したとき化合物半導体層の表面に存在する領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、ソース領域およびドレイン領域に対して新たに電極形成用オーミック金属を形成してソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えることにより、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を容易に歩留まり良く製造することができる化合物半導体装置の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る化合物半導体装置は、ソース領域およびドレイン領域が形成される化合物半導体層と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置であって、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によって形成され、前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属を前記化合物半導体層から除去した領域へ新たに形成され前記ソース領域および前記ドレイン領域に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属によって形成されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させることが可能となるので、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置とすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記ソース電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、ソース領域の形成に用いられた領域形成用オーミック金属と異なる金属である電極形成用オーミック金属を用いてソース電極を構成するので、オン抵抗を低減してオン抵抗を低減したソース電極とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、ドレイン領域の形成に用いられた領域形成用オーミック金属と異なる電極形成用オーミック金属でドレイン電極を構成するので、ドレイン耐圧を向上して高耐圧化することができる。
【００１９】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記ソース電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成され、前記ドレイン電極は、前記領域形成用オーミック金属と異なる金属で形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、ソース領域およびドレイン領域の形成に適した領域形成用オーミック金属を適用してソース領域およびドレイン領域を形成し、ソース電極およびドレイン電極の形成に適した電極形成用オーミック金属を適用してソース電極およびドレイン電極を形成することが可能となるので、オン抵抗を低減し、かつ、高耐圧化した化合物半導体装置とすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記化合物半導体層が露出した表面に形成された保護層を備えることを特徴とする。
【００２２】
この構成により、化合物半導体層の表面を安定化させることが可能となるので、信頼性を向上させた化合物半導体装置とすることができる。
【００２３】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記化合物半導体層は、チャネル領域を形成する第１化合物半導体層と、該第１化合物半導体層に積層され前記第１化合物半導体層に対する障壁を構成する第２化合物半導体層とを備え、前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記第２化合物半導体層を通って前記第１化合物半導体層に到達していることを特徴とする。
【００２４】
この構成により、２次元電子ガスをチャネル領域として有するＨＦＥＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｏｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造となるので、オン抵抗が低く、高耐圧化したＨＦＥＴとすることができる。
【００２５】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記第１化合物半導体層は、窒化ガリウムであり、前記第２化合物半導体層は、アルミニウム窒化ガリウムであることを特徴とする。
【００２６】
この構成により、窒化物半導体を用いた化合物半導体装置を構成することができる。
【００２７】
また、本発明に係る化合物半導体装置では、前記第２化合物半導体層の表面に形成された第３化合物半導体層を備え、該第３化合物半導体層は、窒化ガリウムで形成され１ｎｍ以下の厚さを有することを特徴とする。
【００２８】
この構成により、電気的特性を劣化させずに第２化合物半導体層の表面の安定化を図ることが可能となる。
【００２９】
また、本発明に係る化合物半導体装置の製造方法は、化合物半導体層に形成されたソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、前記化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を前記化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施して前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成したとき前記化合物半導体層の表面に存在する前記領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属を前記ソース領域および前記ドレイン領域に対応させて形成し前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えることを特徴とする。
【００３０】
この構成により、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を容易に歩留まり良く製造することができる。
【００３１】
また、本発明に係る化合物半導体装置の製造方法は、チャネル領域を形成する第１化合物半導体層と、該第１化合物半導体層に積層され前記第１化合物半導体層に対する障壁を構成する第２化合物半導体層と、該第２化合物半導体層を通って前記第１化合物半導体層に到達させて形成されたソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、前記第２化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を前記第２化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施して前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、前記ソース領域および前記ドレイン領域を形成したとき前記第２化合物半導体層の表面に存在する前記領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属を前記ソース領域および前記ドレイン領域に対応させて形成し前記ソース電極および前記ドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えることを特徴とする。
【００３２】
この構成により、ＨＦＥＴでのソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を容易に歩留まり良く製造することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る化合物半導体装置によれば、ソース領域およびドレイン領域が形成される化合物半導体層と、ソース領域およびドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置であって、ソース領域およびドレイン領域は、化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属によって形成され、ソース電極およびドレイン電極は、領域形成用オーミック金属を化合物半導体層から除去した領域へ新たに形成されソース領域およびドレイン領域に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属によって形成していることから、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させることが可能となるので、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置とすることができるという効果を奏する。
【００３４】
また、本発明に係る化合物半導体装置の製造方法によれば、化合物半導体層に形成されたソース領域およびドレイン領域と、ソース領域およびドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施してソース領域およびドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、ソース領域およびドレイン領域を形成したとき化合物半導体層の表面に存在する領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属をソース領域およびドレイン領域に対応させて形成しソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えることから、ソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を容易に歩留まり良く製造することができるという効果を奏する。
【００３５】
また、本発明に係る化合物半導体装置の製造方法によれば、チャネル領域を形成する第１化合物半導体層と、第１化合物半導体層に積層され第１化合物半導体層に対する障壁を構成する第２化合物半導体層と、第２化合物半導体層を通って第１化合物半導体層に到達させて形成されたソース領域およびドレイン領域と、ソース領域およびドレイン領域にそれぞれ対応して形成されたソース電極およびドレイン電極とを備える化合物半導体装置の製造方法であって、第２化合物半導体層に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属を第２化合物半導体層の表面に形成し加熱処理を施してソース領域およびドレイン領域を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、ソース領域およびドレイン領域を形成したとき第２化合物半導体層の表面に存在する領域形成用オーミック金属を除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属をソース領域およびドレイン領域に対応させて形成しソース電極およびドレイン電極を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備えることから、ＨＦＥＴでのソース電極およびドレイン電極の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域およびドレイン領域の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置を容易に歩留まり良く製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属をソース領域およびドレイン領域に対応させて形成した状態を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属に加熱処理を施してソース領域およびドレイン領域を形成した状態を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属に加熱処理を施したとき化合物半導体層の表面に存在する領域形成用オーミック金属を除去した状態を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程でソース領域およびドレイン領域に電極形成用オーミック金属を形成した状態を示す断面図である。
【図１Ｅ】本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態５に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【図６】従来例に係る化合物半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
＜実施の形態１＞
図１Ａないし図１Ｅに基づいて、本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法について説明する。
【００３９】
図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属をソース領域およびドレイン領域に対応させて形成した状態を示す断面図である。
【００４０】
先ず、化合物半導体層１０を準備する。化合物半導体層１０は、第１化合物半導体層１１と、第１化合物半導体層１１に積層された第２化合物半導体層１２とを備える。第１化合物半導体層１１は、例えばＧａＮ（窒化ガリウム）の半導体結晶であり、第２化合物半導体層１２は、例えばＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）の半導体結晶である。つまり、化合物半導体装置１（完成前の状態を含めて言う。）は、窒化物半導体で構成されている。したがって、化合物半導体装置１は、高電圧、大電流の半導体装置となる。
【００４１】
化合物半導体装置１では、第２化合物半導体層１２で電子を供給し、供給された電子は、第１化合物半導体層１１に形成される電子層（２次元電子ガス（２ＤＥＧ：Ｔｗｏ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｇａｓ）と言われる。本願ではチャネル領域２９（図１Ｅ参照）と記載することがある。）を流れる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、電子層を形成するものとして説明するが、正孔層を形成させた構造とすることも可能である。
【００４３】
次に、化合物半導体層１０の表面（第２化合物半導体層１２の表面）に領域形成用オーミック金属２０、領域形成用オーミック金属２４を形成する。領域形成用オーミック金属２０は、ソース領域２１（図１Ｂ参照）を形成する領域に対応させて形成され、領域形成用オーミック金属２４は、ドレイン領域２５（図１Ｂ参照）を形成する領域に対応させて形成される。
【００４４】
領域形成用オーミック金属２０、２４は、化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）に対してオーミック性を有する金属であり、例えば低融点金属であるアルミニウムを適用することが可能である。
【００４５】
なお、アルミニウム以外に、ＡｌＴｉ（アルミニウムチタン）、ＴｉＮｉ（チタンニッケル）、ＨｆＡｌ（ハフニウムアルミニウム）、ＴａＡｌ（タンタルアルミニウム）、ＭｏＡｌ（モリブデンアルミニウム）などを適用することが可能である。
【００４６】
図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属に加熱処理を施してソース領域およびドレイン領域を形成した状態を示す断面図である。
【００４７】
領域形成用オーミック金属２０、２４に対して加熱処理を施して、ソース領域２１およびドレイン領域２５を形成する。つまり、第２化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属２０、２４を第２化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）の表面に形成し加熱処理を施してソース領域２１およびドレイン領域２５を形成する（ソース・ドレイン領域形成工程）。
【００４８】
なお、加熱処理は、いわゆる高温アニール処理として、例えば８００℃以上の温度とされる。高温アニール処理によって、ソース領域２１およびドレイン領域２５は、第２化合物半導体層１２を通って第１化合物半導体層１１に到達するように形成される。
【００４９】
領域形成用オーミック金属２０、２４は、加熱処理を受けたことにより変成して領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒとなる。
【００５０】
従来は、領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒをそのままソース電極およびドレイン電極としていた。しかし、領域形成用オーミック金属２０ｒおよび領域形成用オーミック金属２４ｒは、加熱処理によって表面モフォロジーおよび延性が悪化している。したがって、本実施の形態では、後述するとおり、領域形成用オーミック金属２０ｒおよび領域形成用オーミック金属２４ｒを除去する。
【００５１】
なお、ソース領域２１およびドレイン領域２５は、２ＤＥＧに対する電子の通路を構成する必要があることから、ｎ型構成としてある。
【００５２】
図１Ｃは、本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程で領域形成用オーミック金属に加熱処理を施したとき化合物半導体層の表面に存在する領域形成用オーミック金属を除去した状態を示す断面図である。
【００５３】
領域形成用オーミック金属２０ｒおよび領域形成用オーミック金属２４ｒを塩酸、フッ化水素などの金属除去液を用いて除去し、第２化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）の表面を露出させる。したがって、第２化合物半導体層１２の表面に、ソース領域２１およびドレイン領域２５が露出された状態となる。
【００５４】
つまり、ソース領域２１およびドレイン領域２５を形成したとき第２化合物半導体層１２の表面に存在する領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを除去する（領域形成用オーミック金属除去工程）。
【００５５】
図１Ｄは、本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程でソース領域およびドレイン領域に電極形成用オーミック金属を形成した状態を示す断面図である。
【００５６】
電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍをソース領域２１およびドレイン領域２５に対応させて形成しソース電極２２およびドレイン電極２６を形成する（ソース・ドレイン電極形成工程）。
【００５７】
つまり、ソース電極２２およびドレイン電極２６は、領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）から除去した領域（ソース領域２１の表面およびドレイン領域２５の表面）に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍを新たに形成することによって形成されている。
【００５８】
したがって、本実施の形態に係る化合物半導体装置１は、ソース領域２１およびドレイン領域２５が形成される化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）と、ソース領域２１およびドレイン領域２５にそれぞれ対応して形成されたソース電極２２およびドレイン電極２６とを備える。
【００５９】
なお、電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍは、通常の蒸着技術などを適用して形成することが可能である。また、ソース領域２１およびドレイン領域２５に対して電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍを形成すれば良いことから、通常のアニール処理で十分であり、高温アニール処理は不要である。
【００６０】
図１Ｅは、本発明の実施の形態１に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【００６１】
ゲート電極２７を形成し、さらに第２化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）の表面を保護する保護膜２８（例えば、ＳｉＮ膜）を形成することによって、化合物半導体装置１は完成される。なお、ゲート電極２７は、化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）に対してショットキーゲート構造として形成される。
【００６２】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１は、ソース領域２１およびドレイン領域２５が形成される化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）と、ソース領域２１およびドレイン領域２５にそれぞれ対応して形成されたソース電極２２およびドレイン電極２６とを備える。
【００６３】
また、ソース領域２１およびドレイン領域２５は、化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属２０、２４によって形成され、ソース電極２２およびドレイン電極２６は、領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）から除去した領域へ新たに形成されソース領域２１およびドレイン領域２５に対してオーミック性を有する電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍによって形成されている。
【００６４】
つまり、電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍに対しては、高温度での熱処理（高温アニール処理）を施す必要が無く、通常のアニール処理を施せば良い。したがって、ソース電極２２およびドレイン電極２６の表面モフォロジーおよび延性を向上させることが可能となるので、ソース領域２１およびドレイン領域２５の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置１とすることができる。
【００６５】
また、ソース領域２１およびドレイン領域２５は、領域を画定する不純物として化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属２０、２４を不純物として含有する。
【００６６】
ソース電極２２およびドレイン電極２６は、ソース領域２１およびドレイン領域２５を形成したときに化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）の表面に存在する領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを除去して新たに形成された電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍで形成されている。
【００６７】
また、化合物半導体装置１では、化合物半導体層１０は、チャネル領域２９を形成する第１化合物半導体層１１と、第１化合物半導体層１１に積層され第１化合物半導体層１１に対する障壁を構成する第２化合物半導体層１２とを備え、ソース領域２１およびドレイン領域２５は、第２化合物半導体層１２を通って第１化合物半導体層１１に到達している。
【００６８】
したがって、化合物半導体装置１は、シート状に生成される２ＤＥＧをチャネル領域２９として有するＨＦＥＴ（Ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）構造となるので、オン抵抗が低く、高耐圧化したＨＦＥＴとすることが可能となる。ＨＦＥＴ構造自体については、従来のとおりであるので詳細な説明は省略する。
【００６９】
なお、本実施の形態では、領域形成用オーミック金属２０、２４に対して、ソース電極２２およびドレイン電極２６を形成する電極形成用オーミック電極２２ｍ、２６ｍは、同一の金属とすることが可能である。つまり、電極形成用オーミック電極２２ｍ、２６ｍは、アルミニウム、ＡｌＴｉ（アルミニウムチタン）、ＴｉＮｉ（チタンニッケル）、ＨｆＡｌ（ハフニウムアルミニウム）、ＴａＡｌ（タンタルアルミニウム）、ＭｏＡｌ（モリブデンアルミニウム）などを適用することが可能である。
【００７０】
また、化合物半導体装置１では、化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）が露出した表面に形成された保護層２８を備える。したがって、化合物半導体層１０（第２化合物半導体層１２）の表面を安定化させることが可能となるので、信頼性を向上させた化合物半導体装置１とすることができる。
【００７１】
化合物半導体装置１では、第１化合物半導体層１１は、窒化ガリウムであり、第２化合物半導体層１２は、窒化アルミニウムガリウムである。したがって、窒化物半導体を用いた化合物半導体装置１を構成することができる。
【００７２】
上述したとおり、本実施の形態に係る化合物半導体装置１の製造方法は、化合物半導体層１０に形成されたソース領域２１およびドレイン領域２５と、ソース領域２１およびドレイン領域２５にそれぞれ対応して形成されたソース電極２２およびドレイン電極２６とを備える化合物半導体装置１の製造方法に関する。
【００７３】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１の製造方法では、化合物半導体層１０に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属２０、２４を化合物半導体層１０の表面に形成し加熱処理を施してソース領域２１およびドレイン領域２５を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、ソース領域２１およびドレイン領域２５を形成したとき化合物半導体層１０の表面に存在する領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍをソース領域２１およびドレイン領域２５に対応させて形成しソース電極２２およびドレイン電極２５を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備える。
【００７４】
したがって、ソース電極２２およびドレイン電極２６の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域２１およびドレイン領域２５の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置１を容易に歩留まり良く製造することができる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る化合物半導体装置１の製造方法は、チャネル領域２９を形成する第１化合物半導体層１１と、第１化合物半導体層１１に積層され第１化合物半導体層１１に対する障壁を構成する第２化合物半導体層１２と、第２化合物半導体層１２を通って第１化合物半導体層１１に到達させて形成されたソース領域２１およびドレイン領域２５と、ソース領域２１およびドレイン領域２５にそれぞれ対応して形成されたソース電極２２およびドレイン電極２６とを備える化合物半導体装置１の製造方法に関する。
【００７６】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１の製造方法では、第２化合物半導体層１２（化合物半導体層１０）に対してオーミック性を有する領域形成用オーミック金属２０，２４を第２化合物半導体層１２の表面に形成し加熱処理を施してソース領域２１およびドレイン領域２５を形成するソース・ドレイン領域形成工程と、ソース領域２１およびドレイン領域２５を形成したとき第２化合物半導体層１２の表面に存在する領域形成用オーミック金属２０ｒ、２４ｒを除去する領域形成用オーミック金属除去工程と、電極形成用オーミック金属２２ｍ、２６ｍをソース領域２１およびドレイン領域２５に対応させて形成しソース電極２２およびドレイン電極２６を形成するソース・ドレイン電極形成工程とを備える。
【００７７】
したがって、ＨＦＥＴでのソース電極２２およびドレイン電極２６の表面モフォロジーおよび延性を向上させて、ソース領域２１およびドレイン領域２５の耐圧を向上させ、オン抵抗の増加を抑制した化合物半導体装置１を容易に歩留まり良く製造することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、第１化合物半導体層１１としてＧａＮ、第２化合物半導体層１２としてＡｌＧａＮの場合を例示したが、これ以外に、例えば、ＧａＡｓ、ＳｉＣ、Ｃ（ダイヤモンド）半導体層に対しても適用できる。
【００７９】
＜実施の形態２＞
図２に基づいて、本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法の基本的な構成は、実施の形態１に係る化合物半導体装置およびその製造方法と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【００８０】
図２は、本発明の実施の形態２に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【００８１】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１では、ソース電極３２は、領域形成用オーミック金属２０と異なる金属（電極形成用オーミック金属３２ｍ）で形成されている。
【００８２】
つまり、ソース領域２１の形成に用いられた領域形成用オーミック金属２０と異なる金属である電極形成用オーミック金属３２ｍを用いてソース電極３２を構成するので、領域形成用オーミック金属２０を適用した場合に比較して、オン抵抗を低減したソース電極３２とすることができる。
【００８３】
例えば、領域形成用オーミック金属２０は、上述したとおり、アルミニウム、ＡｌＴｉ（アルミニウムチタン）、ＴｉＮｉ（チタンニッケル）、ＨｆＡｌ（ハフニウムアルミニウム）、ＴａＡｌ（タンタルアルミニウム）、ＭｏＡｌ（モリブデンアルミニウム）などを適用することが可能である。
【００８４】
他方、ソース電極３２を形成する電極形成用オーミック金属３２ｍは、領域形成用オーミック金属２０に比較して高融点で安定性の高いタングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、ハフニウム（Ｈｆ）、銅（Ｃｕ）などとすることが可能である。
【００８５】
＜実施の形態３＞
図３に基づいて、本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法の基本的な構成は、実施の形態１、実施の形態２に係る化合物半導体装置およびその製造方法と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【００８６】
図３は、本発明の実施の形態３に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【００８７】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１では、ドレイン電極３６は、領域形成用オーミック金属２４と異なる金属（電極形成用オーミック金属３６ｍ）で形成されている。
【００８８】
つまり、ドレイン領域２５の形成に用いられた領域形成用オーミック金属２４と異なる金属である電極形成用オーミック金属３６ｍを用いてドレイン電極３６を構成するので、領域形成用オーミック金属２４を適用した場合に比較して、電界集中が発生し易く高耐圧な電極が求められるドレイン電極３６のドレイン耐圧を向上して高耐圧化することができる。
【００８９】
例えば、領域形成用オーミック金属２４は、上述したとおり、アルミニウム、ＡｌＴｉ（アルミニウムチタン）、ＴｉＮｉ（チタンニッケル）、ＨｆＡｌ（ハフニウムアルミニウム）、ＴａＡｌ（タンタルアルミニウム）、ＭｏＡｌ（モリブデンアルミニウム）などを適用することが可能である。
【００９０】
他方、ドレイン電極３６を形成する電極形成用オーミック金属３６ｍは、領域形成用オーミック金属２４に比較して高融点で安定性の高いタングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、ハフニウム（Ｈｆ）、銅（Ｃｕ）などとすることが可能である。
【００９１】
＜実施の形態４＞
図４に基づいて、本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法の基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態３に係る化合物半導体装置およびその製造方法と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【００９２】
図４は、本発明の実施の形態４に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【００９３】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１では、ソース電極３２は、領域形成用オーミック金属２０と異なる金属（電極形成用オーミック金属３２ｍ）で形成され、ドレイン電極３６は、領域形成用オーミック金属２４と異なる金属（電極形成用オーミック金属３６ｍ）で形成されている。
【００９４】
つまり、本実施の形態に係る化合物半導体装置１は、実施の形態２、実施の形態３の特徴を併せたものである。
【００９５】
したがって、ソース領域２１およびドレイン領域２５の形成に適した領域形成用オーミック金属２０、２４を適用してソース領域２１およびドレイン領域２５を形成し、ソース電極３２およびドレイン電極３６の形成に適した電極形成用オーミック金属３２ｍ、３６ｍを適用してソース電極３２およびドレイン電極３６を形成することが可能となるので、オン抵抗を低減し、かつ、高耐圧化した化合物半導体装置１とすることができる。
【００９６】
＜実施の形態５＞
図５に基づいて、本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係る化合物半導体装置およびその製造方法の基本的な構成は、実施の形態１ないし実施の形態４に係る化合物半導体装置およびその製造方法と同様であるので、符号を援用し、主に異なる事項について説明する。
【００９７】
図５は、本発明の実施の形態５に係る化合物半導体装置の製造工程でゲート電極を形成して化合物半導体装置を製造した状態を示す断面図である。
【００９８】
本実施の形態に係る化合物半導体装置１では、第２化合物半導体層１２の表面に形成された第３化合物半導体層１３を備え、第３化合物半導体層１３は、窒化ガリウムで形成され１ｎｍ以下の厚さを有する。したがって、電気的特性を劣化させずに第２化合物半導体層１２の表面の安定化を図ることが可能となる。
【００９９】
なお、ソース電極３２、ドレイン電極３６として、実施の形態４での化合物半導体装置１に対して第３化合物半導体層１３を形成した状態を示すが、他の実施の形態１ないし実施の形態３での化合物半導体装置１に対しても適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  化合物半導体装置
１０  化合物半導体層
１１  第１化合物半導体層
１２  第２化合物半導体層
１３  第３化合物半導体層
２０  領域形成用オーミック金属
２０ｒ  領域形成用オーミック金属
２１  ソース領域
２２  ソース電極
２２ｍ  電極形成用オーミック金属
２４  領域形成用オーミック金属
２４ｒ  領域形成用オーミック金属
２５  ドレイン領域
２６  ドレイン電極
２６ｍ  電極形成用オーミック金属
２７  ゲート電極
２８  保護膜
２９  チャネル領域
３２  ソース電極
３２ｍ  電極形成用オーミック金属
３６  ドレイン電極
３６ｍ  電極形成用オーミック金属
【図１Ａ】
2010171133.tif 000003
【図１Ｂ】
2010171133.tif 000004
【図１Ｃ】
2010171133.tif 000005
【図１Ｄ】
2010171133.tif 000006
【図１Ｅ】
2010171133.tif 000007
【図２】
2010171133.tif 000008
【図３】
2010171133.tif 000009
【図４】
2010171133.tif 000010
【図５】
2010171133.tif 000011
【図６】
2010171133.tif 000012