(57)【要約】【課題】低抵抗なオーミック性を有し、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を備えた半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】窒化物半導体層１と、窒化物半導体層１上に設けられた電極と、を備え、電極は、窒化物半導体層１上に設けられた第一金属層２と、第一金属層２上に設けられた第二金属層３と、前記第二金属層３上に設けられた第三金属層４と、を備え、第一金属層２は第二金属層３よりも窒化物半導体層１との高い密着性を有する金属を含み、第二金属層３は第一金属層２よりも低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する金属を含み、第三金属層４は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする、半導体装置。【選択図】図１
2010212406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層上に設けられた電極と、を備え、
前記電極は、
前記窒化物半導体層上に設けられた第一金属層と、
前記第一金属層上に設けられた第二金属層と、
前記第二金属層上に設けられた第三金属層と、を備え、
前記第一金属層は前記第二金属層よりも前記窒化物半導体層との高い密着性を有する金属を含み、
前記第二金属層は前記第一金属層よりも低抵抗で前記窒化物半導体層に対してオーミック性を有する金属を含み、
前記第三金属層は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする、半導体装置。
【請求項２】
前記第一金属層は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分とすることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第二金属層は、Ｎｂ、Ａｌのいずれかを主成分とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第三金属層は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第一金属層の厚さが１５ｎｍ〜２５ｎｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第二金属層の厚さが４５ｎｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記窒化物半導体層は不純物としてＳｉを含み、その不純物濃度は１×１０19ｃｍ-3以上であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記窒化物半導体層は、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
（ａ）窒化物半導体層を準備する工程と、
（ｂ）前記窒化物半導体層上に電極を形成する工程と、を備え、
前記工程（ｂ）は、
（ｂ１）前記窒化物半導体層上に第一金属層を形成する工程と、
（ｂ２）前記第一金属層上に第二金属層を形成する工程と、
（ｂ３）前記第二金属層上に第三金属層を形成する工程と、を備え、
前記工程（ｂ１）は、前記第二金属層よりも前記窒化物半導体層との高い密着性を有する金属を用いて前記第一金属層を形成する工程であり、
前記工程（ｂ２）は、前記第一金属層よりも低抵抗で前記窒化物半導体層に対してオーミック性を有する金属を用いて前記第二金属層を形成する工程であり、
前記工程（ｂ３）は、水素よりもイオン化傾向の小さい金属を用いて前記第三金属層を形成する工程である、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ１）は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分として前記第一金属層を形成する工程である、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｂ２）は、Ｎｂ、Ａｌのいずれかを主成分として前記第二金属層を形成する工程である、請求項９又は１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ３）は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分として前記第三金属層を形成する工程である、請求項９〜１１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｂ１）は、厚さ１５ｎｍ〜２５ｎｍの前記第一金属層を形成する工程である、請求項９〜１２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記工程（ｂ２）は、厚さ４５ｎｍ以上の前記第二金属層を形成する工程である、請求項９〜１３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記工程（ａ）は、Ｓｉイオンを１×１０15ｃｍ-2以上の注入濃度で注入することにより、不純物濃度が１×１０19ｃｍ-3以上の前記窒化物半導体層を準備する工程である、請求項９〜１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記工程（ａ）は、前記窒化物半導体層として、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）層のいずれかを準備する工程である、請求項９〜１５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor : ＨＥＭＴ）、レーザーダイオードなどの半導体装置に関するものであり、特にｎ型窒化物半導体層への接触抵抗の低いオーミック性電極を安定的に形成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
III族窒化物半導体を用いたＨＥＭＴを高出力、高周波で動作させるための重要な課題の一つは、ソース・ドレイン電極のコンタクト抵抗を十分に低下させることである。コンタクト抵抗が大きいと寄生抵抗が増大し、その結果トランスコンダクタンスが低くなり、出力電圧、動作周波数が低下するからである。
【０００３】
ｎ型III族窒化物半導体層に対して良好なオーミックコンタクトを得る手段として、特許文献１では、ＳｉドープＧａＮ層にＴｉとＡｌが含まれる合金、又はＴｉとＡｌとが積層された多層膜を形成する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２１１０３号公報（第２〜５頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、接触抵抗を低くするためにＡｌを含む構造にすると、形成工程におけるエッチングで電極が損傷するために安定して形成することが困難である。
【０００６】
又、電極が酸やアルカリで腐食することにより、特性が低下したり半導体層から剥離してしまうという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、半導体装置において低抵抗なオーミック性を有し、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における半導体装置は、窒化物半導体層と、窒化物半導体層上に設けられた電極と、を備え、電極は、窒化物半導体層上に設けられた第一金属層と、第一金属層上に設けられた第二金属層と、第二金属層上に設けられた第三金属層と、を備え、第一金属層は第二金属層よりも窒化物半導体層との高い密着性を有する金属を含み、第二金属層は第一金属層よりも低抵抗で窒化物半導体層に対してオーミック性を有する金属を含み、第三金属層は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明における半導体装置において、第一金属層は第二金属層よりも窒化物半導体層との高い密着性を有する金属を含み、第二金属層は第一金属層よりも低抵抗で窒化物半導体層に対してオーミック性を有する金属を含み、第三金属層は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする。これにより、低抵抗なオーミック性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持ち、安定的に形成される電極を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の電極構造を示す断面模式図である。
【図２】半導体層の深さ方向の不純物濃度分布を示すグラフである。
【図３】実施の形態１の電極を構成する各金属層の厚さを示した図である。
【図４】実施の形態１の電極の接触抵抗値のＴｉ膜厚依存性を示した図である。
【図５】実施の形態１の電極の接触抵抗値のＮｂ膜厚依存性を示した図である。
【図６】実施の形態２のＨＥＭＴの構造を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る電極構造を示した断面図である。実施の形態１の電極構造は、図示しないＳｉＣ基板の上に形成されたＡｌＧａＮ層（窒化物半導体層）１と、ＡｌＧａＮ層１の上に電極層として順に形成された第一金属層２、第二金属層３、第三金属層４を備えている。
【００１２】
第一金属層２は、ＡｌＧａＮ層１と結合し、オーミック電極のＡｌＧａＮ層１への付着力を高めるためのものである。ここでは、Ｔｉとする。膜厚は２０ｎｍとする。
【００１３】
第二金属層３はオーミック電極を形成するためのものであり、第１金属層２より低抵抗なオーミック性を有する。例えばＮｂが用いられる。膜厚は５０ｎｍとする。
【００１４】
第三金属層４は、ドライエッチングに耐性のあることを主目的とし、酸・アルカリによる腐食に耐性を持つことが望ましい。このような観点から、水素よりもイオン化傾向の小さな金属とする。ここでは、Ａｕとする。膜厚は５５ｎｍとする。
【００１５】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置は、窒化物半導体層１と、窒化物半導体層１上に設けられた電極と、を備え、電極は、窒化物半導体層１上に設けられた第一金属層２と、第一金属層２上に設けられた第二金属層３と、第二金属層３上に設けられた第三金属層４と、を備え、第一金属層２は第二金属層３よりも窒化物半導体層１との高い密着性を有する金属を含み、第二金属層３は第一金属層２よりも低抵抗なオーミック性を有する金属を含み、第三金属層４は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００１６】
＜製造工程＞
次に、実施の形態１に係る電極構造の製造工程について説明する。
【００１７】
まず、ＳｉＣ基板（図示せず）上に有機金属気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition : ＭＯＣＶＤ）法によりＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）層（ＡｌＧａＮ層１）をエピタキシャル成長させる。
【００１８】
図２は、Ｓｉイオンを加速エネルギー３０〜２００ＫｅＶ、注入濃度１×１０15ｃｍ-2でＡｌＧａＮ層１に注入したときの、ＡｌＧａＮ層１中のＳｉ濃度の深さ依存性をモンテカルロ計算で求めたグラフである。図２から、５０ＫｅＶの加速エネルギーで１×１０15ｃｍ-2の注入濃度のＳｉイオンを注入した場合のＡｌＧａＮ層１の表面におけるＳｉ濃度は１×１０19ｃｍ-3以上になることが分かる。
【００１９】
上記の結果に基づき、ＡｌＧａＮ層１にＳｉイオンを１×１０15ｃｍ-2の注入濃度、５０ＫｅＶの加速エネルギーで注入し、Ｓｉ濃度を１×１０19ｃｍ-3とする。なお、Ｓｉイオン注入を実施しなくとも安定的なオーミック性電極の形成自体に問題はないが、コンタクト抵抗を低くするために実施しておくことが好ましい。
【００２０】
次に、ＡｌＧａＮ層１に１１００〜１２００℃の温度で短時間の急速加熱処理（ＲＴＡ）を行なう。
【００２１】
そして、上記の通りＳｉを添加したＡｌＧａＮ層１の上に下記の方法で電極を形成する。
【００２２】
まず、電極を形成する場所以外にレジストパターン（図示せず）を形成し、その上に第一金属層２、第二金属層３、第三金属層４を順に蒸着する。第一金属層２の厚さは２０ｎｍ、第二金属層３の厚さは５０ｎｍとし、第三金属層４の厚さは第一金属層２の厚さおよび第二金属層３の厚さと合わせて１２５ｎｍになるように設計する。
【００２３】
次にレジストパターンを除去し、４００〜７００℃の温度で短時間のＲＴＡ処理を行なう。
【００２４】
上記の熱処理の効果により、電極の各金属は相互に熱拡散することが分かっている。
【００２５】
従って、第一金属層２が十分に薄ければ、第二金属層３が窒化物半導体層１と接触することができ、第二金属層３は第一金属層２よりも低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する金属を含むため、コンタクト抵抗の低い良好なオーミック電極が得られる。
【００２６】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置は、窒化物半導体層１は不純物としてＳｉを含み、その不純物濃度は１×１０19ｃｍ-3以上であることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１は第１金属層と高い密着性を有する。
【００２７】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）窒化物半導体層１を準備する工程と、（ｂ）窒化物半導体層１上に電極を形成する工程と、を備え、工程（ｂ）は、（ｂ１）窒化物半導体層１上に第一金属層２を形成する工程と、（ｂ２）第一金属層２上に第二金属層３を形成する工程と、（ｂ３）第二金属層３上に第三金属層４を形成する工程と、を備え、工程（ｂ１）は、第二金属層３よりも窒化物半導体層１との高い密着性を有する金属を用いて第一金属層２を形成する工程であり、工程（ｂ２）は、第一金属層２よりも低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する金属を用いて第二金属層３を形成する工程であり、工程（ｂ３）は、水素よりもイオン化傾向の小さい金属を用いて第三金属層４を形成する工程である。これにより、半導体装置において良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００２８】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１を準備する工程は、Ｓｉイオンを１×１０15ｃｍ-2以上の注入濃度で注入することにより、不純物濃度が１×１０19ｃｍ-3以上の前記窒化物半導体層１を準備する工程である。これにより、窒化物半導体層１は第１金属層２と高い密着性を有する。
【００２９】
＜各金属層の厚さ＞
上記の説明では、第一金属層２の厚さを２０ｎｍ、第二金属層３の厚さを５０ｎｍ、第三金属層４の厚さを５５ｎｍとしたが、必ずしもこの厚さである必要はない。金属層の厚さの限界を調べるために、各金属層の厚さの組み合わせを変えて評価を実施した。
【００３０】
図３に、各金属層の厚みの組み合わせを示す。Ｎｂ（第二金属層３）は５０ｎｍで一定とし、Ｔｉ（第一金属層２）を１０ｎｍ，１５ｎｍ，２０ｎｍ，２５ｎｍと変化させ、それに伴いＡｕ（第三金属層４）を６５ｎｍ，６０ｎｍ，５５ｎｍ，５０ｎｍと変化させて各金属層の厚さの合計を１２５ｎｍとしている。
【００３１】
図３に示した組み合わせの金属層からなるオーミック電極のコンタクト抵抗ρcをＴＬＭ（Transfer Length Method）法により求めた値を図４に示す。横軸がＴｉ膜厚、縦軸がコンタクト抵抗である。これによると、Ｔｉ膜厚が１５ｎｍ以下になると急激に接触抵抗が増大する傾向が得られた。よって、第一金属層２の厚さは１５ｎｍ以上必要であることが分かる。
【００３２】
第一金属層２の厚さの上限についても考慮する。第一金属層２の効果は、窒化物半導体層１と結合してオーミック電極の半導体上への付着力を高める点にあり、低い接触抵抗を得るための仕事関数やウェットエッチング耐性については考慮しない。したがって、第一金属層２をあまりに厚く形成してしまうと、第二金属層３の熱拡散による窒化物半導体層１との接触を妨げ、コンタクト抵抗の増加を招くばかりか課題としている酸・アルカリに対する腐食耐性を欠く結果となる。経験的には、第一金属層２は２５ｎｍ以下で形成すると良い。以上のことから、第一金属層２は１５ｎｍ〜２５ｎｍにすることが望ましい。
【００３３】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置は、第一金属層２の厚さが１５ｎｍ〜２５ｎｍであることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００３４】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１の上部に第一金属層２を形成する工程は、厚さ１５ｎｍ〜２５ｎｍの第一金属層２を形成する工程である。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００３５】
次に、第二金属層３の厚さについて考慮する。図４は、コンタクト抵抗のＮｂ（第二金属層３）膜厚依存性を示した図である。横軸がＮｂの膜厚であり、縦軸はコンタクト抵抗ρcである。第一金属層２はＴｉとし、その膜厚が２０ｎｍ，２５ｎｍのそれぞれについてＮｂの膜厚を変化させたときのコンタクト抵抗ρcを調べた。
【００３６】
図５において、コンタクト抵抗はＮｂの厚さが４０ｎｍ以下においては一定して１×１０-5Ωｃｍ2以上を示しているのに対して、Ｎｂを５０ｎｍにすると１×１０-5Ωｃｍ2以下の低いコンタクト抵抗が得られた。この傾向に関しては、Ｔｉ（第一金属層２）の膜厚が２０ｎｍのものと２５ｎｍのものとで差は見られない。以上の結果より、窒化物半導体層１と電極のコンタクト抵抗値を急激に低減するためには、Ｎｂ（第二金属層３）の厚さは４５ｎｍ以上必要であるといえる。
【００３７】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置は、第二金属層３の厚さが４５ｎｍ以上であることを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００３８】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第一金属層２の上部に第二金属層３を形成する工程は、厚さ４５ｎｍ以上の第二金属層３を形成する工程である。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。第３の金属層４は、ドライエッチング耐性を考慮すると最低限１０ｎｍは必要である。
【００３９】
これらのことから、最も薄く電極層を形成するならば第一金属層２を１５ｎｍ、第二金属層３を４５ｎｍ、第三金属層を１０ｎｍとし、電極層は７０ｎｍとなる。
【００４０】
なお、上記の説明では窒化物半導体層１としてｎ型ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）層を用いたが、これに限らず、例えばｎ型ＡｌxＩｎyＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）を用いても良い。
【００４１】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置において、窒化物半導体層１は、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）のいずれかであることを特徴とする。この上に所定の電極層を形成することで、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００４２】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１を準備する工程は、前記窒化物半導体層１として、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）層のいずれかを準備する工程である。この窒化物半導体層１の上に所定の電極層を形成することで、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００４３】
又、窒化物半導体層１はＭＯＣＶＤ法で形成することとしたが、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法などのほかのエピタキシャル成長法を用いて形成しても良い。
【００４４】
さらに、基板はＳｉＣ基板としたが、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、Ｓｉ基板、サファイア基板であっても同様の効果を得ることが可能である。
【００４５】
又、第一金属層２はＡｌＧａＮ層１への高い付着力を有するものである。上述の説明ではＴｉを用いたが、ＴａやＮｉを主成分とする金属でも良い。
【００４６】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置において、第一金属層２は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００４７】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１の上に第一金属層２を形成する工程（ｂ１）は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分として第一金属層２を形成する工程である。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００４８】
又、第二金属層３は第１金属層２より低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する。上述の説明ではＮｂを用いたが、Ａｌを主成分とする金属でも良い。
【００４９】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置において、第二金属層３は、Ｎｂ、Ａｌのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００５０】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第一金属層２の上部に第二金属層３を形成する工程は、Ｎｂ、Ａｌのいずれかを主成分として第二金属層３を形成する工程である。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００５１】
又、第三金属層４は、水素よりもイオン化傾向の小さな金属である。上述の説明ではＡｕを用いたが、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒを主成分とする金属でも良い。
【００５２】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置において、第三金属層４は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００５３】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第二金属層３の上部に第三金属層４を形成する工程は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分として第三金属層４を形成する工程である。これにより、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００５４】
＜効果＞
実施の形態１に係る半導体装置は、窒化物半導体層１と、窒化物半導体層１上に設けられた電極と、を備え、電極は、窒化物半導体層１上に設けられた第一金属層２と、第一金属層２上に設けられた第二金属層３と、第二金属層３上に設けられた第三金属層４と、を備え、第一金属層２は第二金属層３よりも窒化物半導体層１との高い密着性を有する金属を含み、第二金属層３は第一金属層２よりも低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する金属を含み、第三金属層４は水素よりもイオン化傾向の小さい金属を含むことを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００５５】
又、第一金属層２はＴｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００５６】
さらに、第二金属層３はＮｂ、Ａｌのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００５７】
又、第三金属層４は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分とすることを特徴とする。これにより、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００５８】
さらに、第一金属層２はその厚さが１５ｎｍ〜２５ｎｍであることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００５９】
又、第二金属層３はその厚さが４５ｎｍ以上であることを特徴とする。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００６０】
さらに、窒化物半導体層１は不純物としてＳｉを含み、その不純物濃度は１×１０19ｃｍ-3以上であることを特徴とする。これにより、窒化物半導体層１は第１金属層と高い密着性を有する。
【００６１】
すなわち、実施の形態１に係る半導体装置において、窒化物半導体層１は、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）のいずれかであることを特徴とする。この上に所定の電極層を形成することで、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００６２】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法は、（ａ）窒化物半導体層１を準備する工程と、（ｂ）窒化物半導体層１上に電極を形成する工程と、を備え、工程（ｂ）は、（ｂ１）窒化物半導体層１上に第一金属層２を形成する工程と、（ｂ２）第一金属層２上に第二金属層３を形成する工程と、（ｂ３）第二金属層３上に第三金属層４を形成する工程と、を備え、工程（ｂ１）は、第二金属層３よりも窒化物半導体層１との高い密着性を有する金属を用いて第一金属層２を形成する工程であり、工程（ｂ２）は、第一金属層２よりも低抵抗で窒化物半導体層１に対してオーミック性を有する金属を用いて第二金属層３を形成する工程であり、工程（ｂ３）は、水素よりもイオン化傾向の小さい金属を用いて第三金属層４を形成する工程である。これにより、半導体装置において良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００６３】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１の上に第一金属層２を形成する工程（ｂ１）は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉのいずれかを主成分として第一金属層２を形成する工程である。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００６４】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第一金属層２の上部に第二金属層３を形成する工程は、Ｎｂ、Ａｌのいずれかを主成分として第二金属層３を形成する工程である。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００６５】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第二金属層３の上部に第三金属層４を形成する工程は、Ｓｂ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｉｒのいずれかを主成分として第三金属層４を形成する工程である。これにより、酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００６６】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１の上部に第一金属層２を形成する工程は、厚さ１５ｎｍ〜２５ｎｍの第一金属層２を形成する工程である。これにより、窒化物半導体層１と高い密着性を有する電極を得ることができる。
【００６７】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、第一金属層２の上部に第二金属層３を形成する工程は、厚さ４５ｎｍ以上の第二金属層３を形成する工程である。これにより、良好なオーミック特性を有する電極を得ることができる。
【００６８】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１を準備する工程は、Ｓｉイオンを１×１０15ｃｍ-2以上の注入濃度で注入することにより、不純物濃度が１×１０19ｃｍ-3以上の前記窒化物半導体層１を準備する工程である。これにより、窒化物半導体層１は第１金属層２と高い密着性を有する。
【００６９】
又、実施の形態１に係る半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層１を準備する工程は、前記窒化物半導体層１として、ＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）又はＡｌxＩｎyＧａ1-xーyＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）層のいずれかを準備する工程である。この窒化物半導体層１の上に所定の電極層を形成することで、良好なオーミック特性を有し、且つ酸・アルカリによる腐食に対し高い耐性を持つ電極を得ることができる。
【００７０】
（実施の形態２）
＜構成＞
図６は実施の形態２に係るＨＥＭＴの断面模式図である。実施の形態２に係るＨＥＭＴは実施の形態１で示した電極構造を有しており、実施の形態１と同様の構成要素には同一の番号を付している。
【００７１】
実施の形態２に係るＨＥＭＴは、基板６と、基板６の上に順に形成されたバッファ層７、チャネル層８、バリア層９（実施の形態１の半導体層に対応）と、を備え、さらにバリア層９の表面からチャネル層８にかけて、ソース・ドレイン領域としてＳｉ濃度が１×１０19ｃｍ-3のＳｉ高濃度ドーピング層１０を備える。
【００７２】
又、実施の形態２に係るＨＥＭＴは、高濃度ドーピング層１０上にソース・ドレイン電極として順に形成される、第一金属層２、第二金属層３、第三金属層４を備え、バリア層９の上部にゲート電極５を備える。
【００７３】
＜製造工程＞
実施の形態２に係るＨＥＭＴの製造工程について説明する。
【００７４】
まず、基板６上に、バッファ層７、チャネル層８、バリア層９を順に形成する。
【００７５】
その次に、ソース・ドレイン領域となる場所にのみ、実施の形態１で述べた方法によりＳｉイオンを加速エネルギー５０ＫｅＶ、注入濃度１×１０15ｃｍ-2で注入し、Ｓｉ高濃度ドーピング層１０を形成する。
【００７６】
次に、ソース・ドレイン電極として、Ｓｉ高濃度ドーピング層１０上に第一金属層２、第二金属層３、第三金属層４を順に形成する。この際、電極金属のパターニングは、予め電極を形成しない場所にレジストによるパターンを形成した上で電極金属を堆積し、電極を形成しない場所に堆積した金属をレジストごと剥離するリフトオフ法によって行う。又、ゲート電極５もリフトオフ法により形成する。
【００７７】
上記の通り作成したＨＥＭＴはソース・ドレイン電極のコンタクト抵抗値が低いため、高電圧・高周波で動作させることが出来る。
【００７８】
なお、上記の説明ではプレーナ型のトランジスタについてのみ言及したが、選択エッチングや選択成長により、ゲートリセス構造を適用した場合についても本実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７９】
１  窒化物半導体層、２  第一金属層、３  第二金属層、４  第三金属層、５  ゲート電極、６  基板、７  バッファ層、８  チャネル層、９  バリア層、１０  Ｓｉ高濃度ドーピング層。
【図１】
2010212406.tif 000003
【図２】
2010212406.tif 000004
【図３】
2010212406.tif 000005
【図４】
2010212406.tif 000006
【図５】
2010212406.tif 000007
【図６】
2010212406.tif 000008