(57)【要約】【課題】窒化ガリウム半導体基板の裏面（Ｎ面）における炭素の除去をより少ない工程で実施する。【解決手段】窒化ガリウム層１３０と、窒化ガリウム層１３０のＧａ面である表面１２０ｇの一部と接する第１の電極層１６０と、表面１２０ｇの他の一部と第１の電極層１６０とを覆う絶縁層１８０と、窒化ガリウム層１３０のＮ面である裏面１１０ｎに接する酸化物層２００と、を備える窒化ガリウム基板２０を準備する（Ｐ１００）。ウェットエッチングにより、絶縁層１８０を貫通する開口部１８５を形成しつつ、酸化物層２００を除去する（Ｐ１４０）。窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇにおいて、開口部１８５内の第１の電極層１６０に接する第２の電極層１９０を形成する（Ｐ１６０）。窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに接して配される裏面電極層１７０を形成する（Ｐ１５０）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として窒化ガリウム（ＧａＮ）から形成される窒化ガリウム層と、前記窒化ガリウム層のＧａ面である表面の一部と接する第１の電極層と、前記窒化ガリウム層の前記表面の他の一部と前記第１の電極層とを覆う絶縁層と、前記窒化ガリウム層のＮ面である裏面に接する酸化物で構成される酸化物層と、を備える窒化ガリウム基板を準備する準備工程と、
ウェットエッチングを行う工程であって、前記ウェットエッチングにより、前記絶縁層を貫通して前記第１の電極層に達する開口部を形成しつつ、前記酸化物層を除去して前記窒化ガリウム層の前記裏面を露出させる、ウェットエッチング工程と、
前記窒化ガリウム層の前記表面において、前記開口部内の前記第１の電極層に接する第２の電極層を形成する表面電極形成工程と、
前記窒化ガリウム層の前記裏面に接する裏面電極層を形成する裏面電極形成工程と、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、
前記絶縁層と前記酸化物層とは、同一の組成を有し、
前記酸化物層の厚みは、前記第１の電極層上の前記絶縁層の厚みよりも小さい、半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程は、前記窒化ガリウム層の前記表面の前記他の一部と前記第１の電極層への前記絶縁層の形成と、前記窒化ガリウム層の前記裏面への前記酸化物層の形成と、を同時に行う層形成工程を含み、
前記層形成工程は、チャンバ内で前記表面をサセプタに接触する面と逆側の面にして前記窒化ガリウム基板を支持しつつ、各層の形成を行う工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の製造方法であって、
前記層形成工程は、準備される前記窒化ガリウム基板において、前記酸化物層の厚みが、前記絶縁層の厚みよりも１０％以上薄くなるように行われる、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、前記絶縁層は、主として酸化ケイ素から構成される、半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、
前記酸化物層は、主として酸化ケイ素と酸化アルミニウムの少なくとも一方で構成され、
前記酸化物層の厚みは、前記第１の電極層上の前記絶縁層の厚み以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、前記絶縁層は、
主として酸化ケイ素から構成され前記窒化ガリウム基板の表面を構成する層と、
主として酸化アルミニウムから構成され、前記酸化ケイ素から構成される層に対して、前記窒化ガリウム層の側に配される層と、を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ウェットエッチング工程は、フッ化水素を含むエッチング溶液でエッチングを行う工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、
前記絶縁層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、および酸化ハフニウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備え、
前記酸化物層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、および酸化ハフニウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ウェットエッチング工程は、前記表面を上にして、前記窒化ガリウム基板をエッチング溶液中に配して、前記ウェットエッチングを行う工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ウェットエッチング工程は、前記窒化ガリウム基板を鉛直方向に略平行となるようにエッチング溶液中に配して、前記ウェットエッチングを行う工程を含む、半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記準備工程において、前記絶縁層は２ｎｍ以上の厚みを有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記表面電極形成工程は、前記開口部内の前記第１の電極層と、前記絶縁層の一部と、に接して連続的に配される前記第２の電極層を形成する工程である、半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１の電極層は、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびモリブデンからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第２の電極層は、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、タンタル、タングステン、およびモリブデンからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、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、半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、窒化ガリウム半導体基板の裏面（Ｎ面）に対してＳｉＯ２膜の堆積およびエッチング（除去）を行なうことにより、窒化ガリウム半導体基板の裏面から炭素を除去し、その後に形成する電極のコンタクト抵抗を低減する技術が存在する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９１６４３４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、上記の技術においては、窒化ガリウム半導体基板の裏面から炭素を除去するために、窒化ガリウム半導体基板の裏面にＳｉＯ２膜を堆積させる工程と、堆積させたＳｉＯ２膜をエッチングにより除去する工程と、を追加的に行う必要がある。その結果、窒化ガリウム半導体基板を用いた半導体蔵置を製造するための工程が増加することとなる。工程の増加は、製造リードタイムの増加およびコストアップを招く。また、工程数の増加に伴い、異なる工程を実施するステージの間で窒化ガリウム半導体基板を移動させる際に、窒化ガリウム半導体基板が破損してしまい、良品率が低下する、という問題も、大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
（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。この方法は：主として窒化ガリウム（ＧａＮ）から形成される窒化ガリウム層と、前記窒化ガリウム層のＧａ面である表面の一部と接する第１の電極層と、前記窒化ガリウム層の前記表面の他の一部と前記第１の電極層とを覆う絶縁層と、前記窒化ガリウム層のＮ面である裏面に接する酸化物で構成される酸化物層と、を備える窒化ガリウム基板を準備する準備工程と；ウェットエッチングを行う工程であって、前記ウェットエッチングにより、前記絶縁層を貫通して前記第１の電極層に達する開口部を形成しつつ、前記酸化物層を除去して前記窒化ガリウム層の前記裏面を露出させる、ウェットエッチング工程と；前記窒化ガリウム層の前記表面において、前記開口部内の前記第１の電極層に接する第２の電極層を形成する表面電極形成工程と；前記窒化ガリウム層の前記裏面に接する裏面電極層を形成する裏面電極形成工程と、を備える。
このような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、窒化ガリウム層の表面側の絶縁層に開口部を形成しつつ、裏面側の酸化物層を除去できる。このため、裏面側の酸化物層の除去を、ウェットエッチング工程とは独立した工程として行う態様に比べて、工程数を少なくすることができる。また、絶縁層への開口部の形成と、裏面側の酸化物層の除去とを同一工程で行うため、両者を別工程で行う場合のように、工程間の移動の際に中間品が破損するおそれがない。
【０００７】
（２）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において：前記絶縁層と前記酸化物層とは、同一の組成を有し；前記酸化物層の厚みは、前記第１の電極層上の前記絶縁層の厚みよりも小さい、態様とすることができる。このような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、絶縁層を貫通する開口部が形成された時点で、裏面側の酸化物層はほぼすべて除去されていることが期待できる。このため、ウェットエッチング工程において、開口部の形成に要する時間よりも多くの時間を、酸化物層の除去のために要することがない。
【０００８】
（３）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程は、前記窒化ガリウム層の前記表面の前記他の一部と前記第１の電極層への前記絶縁層の形成と、前記窒化ガリウム層の前記裏面への前記酸化物層の形成と、を同時に行う層形成工程を含み；前記層形成工程は、チャンバ内で前記表面をサセプタに接触する面と逆側の面にして前記窒化ガリウム基板を支持しつつ、各層の形成を行う工程を含む、態様とすることができる。このような態様においては、絶縁層と酸化物層が同一の組成で形成される。そして、裏面側に形成される酸化物層を、表面側に形成される絶縁層よりも薄く形成することができる。
【０００９】
（４）上記の半導体装置の製造方法において、前記層形成工程は、準備される前記窒化ガリウム基板において、前記酸化物層の厚みが、前記絶縁層の厚みよりも１０％以上薄くなるように行われる、態様とすることができる。このような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、絶縁層を貫通する開口部が形成された時点で、裏面側の酸化物層はほぼすべて除去されていることが期待できる。このため、ウェットエッチング工程において、開口部の形成に要する時間よりも多くの時間を、酸化物層の除去のために要することがない。
【００１０】
（５）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において、前記絶縁層は、主として酸化ケイ素から構成される、態様とすることができる。このような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、酸化ケイ素の層の上にレジストを強固に密着させて、ウェットエッチングを行うことができる。
【００１１】
（６）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において：前記酸化物層は、主として酸化ケイ素と酸化アルミニウムの少なくとも一方で構成され；前記酸化物層の厚みは、前記第１の電極層上の前記絶縁層の厚み以下である、態様とすることができる。このような態様とすれば、主として酸化ケイ素から構成される絶縁層と、酸化物層とを同一のエッチング液でウェットエッチングすることができる。また、酸化アルミニウムのエッチングレートは、酸化ケイ素のエッチングレートよりも高い。このため、ウェットエッチング工程において、絶縁層を貫通する開口部が形成された時点で、裏面側の酸化物層はほぼすべて除去されていることが期待できる。このため、ウェットエッチング工程において、開口部の形成に要する時間よりも多くの時間を、酸化物層の除去のために要することがない。
【００１２】
（７）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において、前記絶縁層は：  主として酸化ケイ素から構成され前記窒化ガリウム基板の表面を構成する層と；主として酸化アルミニウムから構成され、前記酸化ケイ素から構成される層に対して、前記窒化ガリウム層の側に配される層と、を備える、態様とすることができる。このような態様とすれば、酸化アルミニウムの層により、半導体装置における絶縁層の絶縁性能を確保しつつ、ウェットエッチング工程において、酸化ケイ素の層の上にレジストを強固に密着させて、ウェットエッチングを行うことができる。
【００１３】
（８）上記の半導体装置の製造方法において、前記ウェットエッチング工程は、フッ化水素を含むエッチング溶液でエッチングを行う工程を含む、態様とすることができる。このような態様とすれば、主として酸化ケイ素から構成される層や主として酸化アルミニウムから構成される層を効率的に除去することができる。
【００１４】
（９）上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において：前記絶縁層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、窒化ケイ素、および酸化ハフニウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備え；前記酸化物層は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、および酸化ハフニウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、態様とすることができる。このような態様とすれば、絶縁性能と、製造コスト上の要請とを考慮して、適切に絶縁層を構成することができる。
【００１５】
（１０）上記の半導体装置の製造方法において、前記ウェットエッチング工程は、前記表面を上にして、前記窒化ガリウム基板をエッチング溶液中に配して、前記ウェットエッチングを行う工程を含む、態様とすることができる。一般に、エッチング溶液中において、窒化ガリウム基板の表面側においては、エッチング溶液が流動しにくく、窒化ガリウム基板の裏面側においては、エッチング溶液が流動しやすい。このため、窒化ガリウム基板の表面側においては、窒化ガリウム基板の裏面側に比べて、エッチングレートが低くなる。よって、上記のような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、絶縁層を貫通する開口部が形成された時点で、裏面側の酸化物層はほぼすべて除去されているように、窒化ガリウム基板を設計することが容易である。このため、窒化ガリウム基板をそのように設計することにより、ウェットエッチング工程において、開口部の形成に要する時間よりも多くの時間を、酸化物層の除去のために要することがなくなる。
【００１６】
（１１）上記の半導体装置の製造方法において、前記ウェットエッチング工程は、前記窒化ガリウム基板を鉛直方向に略平行となるようにエッチング溶液中に配して、前記ウェットエッチングを行う工程を含む、態様とすることができる。このような態様とすれば、ウェットエッチング工程において、表面側の絶縁層と、裏面側の酸化物層は、同程度のエッチングレートを有することが期待できる。このため、絶縁層を貫通する開口部が形成された時点で、過不足なく裏面側の酸化物層が除去されているように、窒化ガリウム基板の組成や構造を設計することが容易である。
【００１７】
（１２）  上記の半導体装置の製造方法において、前記準備工程において、前記絶縁層は２ｎｍ以上の厚みを有する、態様とすることができる。このような態様とすれば、絶縁層が２ｎｍ未満の厚みを有する態様に比べて、絶縁層において欠陥がなく、半導体装置において短絡が生じないことを、実用上十分な程度の信頼性で推定することができる。
【００１８】
（１３）上記の半導体装置の製造方法において、前記表面電極形成工程は、前記開口部内の前記第１の電極層と、前記絶縁層の一部と、に接して連続的に配される前記第２の電極層を形成する工程である、態様とすることができる。このような態様とすれば、生成される半導体装置はフィールドプレート構造を備えることとなり、半導体装置使用時の第１の電極層の電界強度を低減できる。
【００１９】
（１４）上記の半導体装置の製造方法において、前記第１の電極層は、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびモリブデンからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、態様とすることができる。このような態様とすれば、電気抵抗の低減と、製造コスト上の要請とを考慮して、適切に第１の電極層を構成することができる。
【００２０】
（１５）上記の半導体装置の製造方法において、前記第２の電極層は、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、タンタル、タングステン、およびモリブデンからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備える、態様とすることができる。このような態様とすれば、電気抵抗の低減と、製造コスト上の要請とを考慮して、適切に第２の電極層を構成することができる。
【００２１】
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り、例えば、ショットキーバリアダイオードや上記形態の半導体装置が組み込まれた電気機器の製造方法、並びに、それらの半導体装置や電気機器を製造する製造装置、それらの装置の設計方法などの形態で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態における半導体装置１０の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】半導体装置１０の製造方法を示す工程図である。
【図３】工程Ｐ１１５後の中間品１０ｐ１を示す模式図である。
【図４】工程Ｐ１２０後の中間品１０ｐ２を示す模式図である。
【図５】工程Ｐ１２５後の中間品１０ｐ３を示す模式図である。
【図６】工程Ｐ１４０における中間品１０ｐ４のウェットエッチング処理を示す模式図である。
【図７】工程Ｐ１４０後の中間品１０ｐ５を示す模式図である。
【図８】工程Ｐ１５０後の中間品１０ｐ６を示す模式図である。
【図９】レジスト１４０が除去された後の中間品１０ｐ７を示す模式図である。
【図１０】第１の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに酸化物層２００が形成された状態の中間品１０ｐ１１を示す模式図である。
【図１１】第１の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎから酸化物層２００が除去された状態の中間品１０ｐ１２を示す模式図である。
【図１２】第１の比較例において、絶縁層１８０に開口部１８５が形成された状態の中間品１０ｐ１３を示す模式図である。
【図１３】窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇおよび第１の電極層１６０の上にレジスト１４５が形成された状態の中間品１０ｐ２１を示す模式図である。
【図１４】第２の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎから酸化物層２００が除去された状態の中間品１０ｐ２２を示す模式図である。
【図１５】第２の比較例において、絶縁層１８０に開口部１８５が形成された状態の中間品１０ｐ２３を示す模式図である。
【図１６】第２実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
Ａ．第１実施形態
Ａ１．半導体装置の構成：
図１は、第１実施形態における半導体装置１０の構成を模式的に示す断面図である。図１には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。Ｘ軸は、図１の左から右に延びる軸である。Ｙ軸は、図１の紙面の手前から奥に延びる軸である。Ｚ軸は、図１の下から上に延びる軸である。他の図のＸＹＺ軸は、図１のＸＹＺ軸に対応する。なお、本明細書において、Ｚ軸の＋方向を便宜的に「上」または「上方」と呼ぶことがある。この「上」または「上方」という呼称は、半導体装置１０の配置（向き）を限定するものではない。すなわち、半導体装置１０は、任意の向きに配置しうる。
【００２４】
半導体装置１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いて形成されたＧａＮ系の半導体装置である。より具体的には、半導体装置１０は、縦型のショットキーバリアダイオードである。半導体装置１０は、窒化ガリウム層１３０と、絶縁層１８０と、第１の電極層１６０と、第２の電極層１９０と、裏面電極層１７０とを備える。
【００２５】
窒化ガリウム層１３０は、第１の半導体層１１０と第２の半導体層１２０とを備える。半導体装置１０の第１の半導体層１１０は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がる半導体層である。第１の半導体層１１０は、主に窒化ガリウム（ＧａＮ）から形成され、ケイ素（Ｓｉ）をドナーとして含有するｎ型半導体層である。本明細書において、「主に〜から形成される」および「主として〜から形成される」とは、モル分率において対象物を９０％以上含有することを意味する。
【００２６】
第１の半導体層１１０のＺ軸方向の−側の面はＮ面である。第１の半導体層１１０等の層のＺ軸方向の−側の面を、本明細書において「裏面」とも呼ぶ。第１の半導体層１１０の裏面１１０ｎには、ウェットエッチングにより微細な凹凸が形成されている。この凹凸により、第１の半導体層１１０と裏面電極層１７０との接触抵抗をより低減することができる。
【００２７】
第２の半導体層１２０は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って広がるｎ型半導体層である。第２の半導体層１２０は、主に窒化ガリウム（ＧａＮ）から形成され、ケイ素（Ｓｉ）をドナーとして含有する。第２の半導体層１２０は、第１の半導体層１１０のＺ軸方向の＋側に積層されている。第２の半導体層１２０のＺ軸方向の＋側の面はＧａ面である。第２の半導体層１２０等の層のＺ軸方向の＋側の面を、本明細書において「表面」とも呼ぶ。
【００２８】
第１の電極層１６０は、第２の半導体層１２０にショットキー接合された電極である。第１の電極層１６０は、導電性を有する。第１の電極層１６０は、第２の半導体層１２０の表面１２０ｇの一部に形成されている。第１の電極層１６０は、第２の半導体層１２０と接する層から順に、ニッケル（Ｎｉ）から構成されるニッケル層と、パラジウム（Ｐｄ）から構成されるパラジウム層と、モリブデン（Ｍｏ）から構成されるモリブデン層とを備える。ニッケル層の厚みは１００ｎｍであり、パラジウム層の厚みは１００ｎｍであり、モリブデン層の厚みは２０ｎｍである。
【００２９】
絶縁層１８０は、第１の電極層１６０と、第２の半導体層１２０のＺ軸方向の＋側の面のうち第１の電極層１６０に接していない部分と、を覆う。絶縁層１８０は、電気絶縁性を有する。絶縁層１８０は、第２の半導体層１２０と接する層から順に、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される厚さ１００ｎｍの層と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される厚さ５００ｎｍの層とを備える。
【００３０】
本実施形態においては、絶縁層１８０は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層を備える。このため、半導体装置１０において、絶縁層１８０は、高い絶縁性を発揮することができる。
【００３１】
本実施形態において、窒化ガリウム層１３０（第２の半導体層１２０）の表面１２０ｇ上に配されている絶縁層１８０の厚みは、６００ｎｍである。また、第１の電極層１６０上に配されている絶縁層１８０の厚みは、３８０ｎｍである。後述するウェットエッチング工程において、第２の半導体層１２０の表面１２０ｇを保護する観点から、絶縁層１８０の膜厚は、２ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上がさらに好ましい。一方、半導体装置１０を小型化する観点から、絶縁層１８０の膜厚は、１００００ｎｍ以下が好ましく、１０００ｎｍ以下がより好ましく、８００ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、絶縁層１８０の膜厚を１００００ｎｍ以下とすることにより、開口部１８５の表面から底面までの距離が短くなり、フィールドプレート構造によって電界集中が緩和される効果を向上させることができる。
【００３２】
絶縁層１８０には、絶縁層１８０を貫通する開口部１８５が形成されている。
【００３３】
第２の電極層１９０は、パッド電極や引き出し配線用の電極として設けられた電極層である。第２の電極層１９０は、開口部１８５により露出する第１の電極層１６０の上、および絶縁層１８０のうち開口部１８５周辺に位置する部分の上に形成されている。第２の電極層１９０は、第１の電極層１６０よりも厚く設けられる。第２の電極層１９０は、ショットキー電極層である第１の電極層１６０よりも抵抗が小さい。第２の電極層１９０は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの比較的抵抗率の低い金属合金を含んで構成される。
【００３４】
第２の電極層１９０は、第１の電極層１６０と接する層から順に、チタン（Ｔｉ）により形成されるチタン層と、窒化チタン（ＴｉＮ）から構成される窒化チタン層と、チタン（Ｔｉ）により形成されるチタン層と、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）から構成されるアルミニウムシリコン層と、を備える。第２の電極層１９０においては、第１の電極層１６０と接する層から順に、チタン層の厚みが２０ｎｍ、窒化チタン層の厚みが２００ｎｍ、チタン層の厚みが２０ｎｍ、アルミニウム層の厚みが２０００ｎｍである。第２の電極層１９０および第１の電極層１６０が、ショットキーバリアダイオードとしての半導体装置１０のアノード電極となる。
【００３５】
裏面電極層１７０は、第１の半導体層１１０のＺ軸方向の−側の面（Ｎ面）に接して配され、第１の半導体層１１０とオーミック接合された電極である。裏面電極層１７０は、第１の半導体層１１０と接する層から順に、（ｉ）チタン（Ｔｉ）から構成されるチタン層と、（ｉｉ）主に、アルミニウム（Ａｌ）から構成されるアルミニウム層と、（ｉｉｉ）チタン（Ｔｉ）から構成されるチタン層と、（ｉｖ）窒化チタン（ＴｉＮ）から構成される窒化チタン層と、（ｖ）チタン（Ｔｉ）から構成されるチタン層と、（ｖｉ）銀（Ａｇ）から構成される銀層と、を備える。裏面電極層１７０においては、第１の半導体層１１０と接する層から順に、チタン層の厚みが３０ｎｍ、アルミニウム層の厚みが３００ｎｍ、チタン層の厚みが１０ｎｍ、窒化チタン層の厚みが１０００ｎｍ、チタン層の厚みが１０ｎｍ、銀層の厚みが５０００ｎｍである。裏面電極層１７０が、ショットキーバリアダイオードとしての半導体装置１０のカソード電極となる。
【００３６】
Ａ２．半導体装置の製造方法：
図２は、本実施形態の半導体装置の製造方法を示す工程図である。製造者は、まず、工程Ｐ１００において、窒化ガリウム基板２０を準備する準備工程を行う。工程Ｐ１００は、工程Ｐ１１０と、工程Ｐ１１５と、工程Ｐ１２０と、工程Ｐ１２５と、を備える。
【００３７】
工程Ｐ１１０において、製造者は、第１の半導体層１１０を準備し、エピタキシャル成長によって第１の半導体層１１０の上に第２の半導体層１２０を形成する。本実施形態では、ＭＯＣＶＤ装置を用いた有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）によるエピタキシャル成長によって、第２の半導体層１２０が形成される。その結果、第１の半導体層１１０と第２の半導体層１２０とを備える窒化ガリウム層１３０が準備される。
【００３８】
工程Ｐ１１０後の状態において、第１の半導体層１１０の裏面１１０ｎ（Ｎ面）には、変質層１１５が存在する。窒化物半導体から構成される第１の半導体層１１０のＮ面は、炭素（Ｃ）を吸着しやすい。また、第１の半導体層１１０のＮ面に吸着された炭素（Ｃ）はＮ面において安定に存在し続ける。このため、変質層１１５は、炭素（Ｃ）を含む層であると考えられる。変質層１１５は、第１の半導体層１１０の裏面１１０ｎにおけるコンタクト抵抗が高くなる原因であると考えられる。
【００３９】
図２の工程Ｐ１１５において、製造者は、第２の半導体層１２０の表面１２０ｇ（Ｇａ面）上に、第２の半導体層１２０の一部と接する第１の電極層１６０を形成する。本実施形態においては、ＥＢ（Electron Beam）蒸着装置を用いて、リフトオフ法により第１の電極層１６０が形成される。
【００４０】
図３は、工程Ｐ１１５後の中間品１０ｐ１を示す模式図である。なお、図３〜図９においては、技術の理解を容易にするために、窒化ガリウム層１３０上に一つの半導体装置１０が形成される状態を示す。しかし、実際には、窒化ガリウム層１３０上には、互いに間隔をあけて、複数の半導体装置１０が形成される。
【００４１】
図２の工程Ｐ１２０において、製造者は、絶縁層１８０を形成する。具体的には、窒化ガリウム層１３０（第２の半導体層１２０）の表面１２０ｇのうち第１の電極層１６０と接していない部分と、第１の電極層１６０の表面とを連続的に覆い、それらに接するように、絶縁層１８０が形成される。本実施形態においては、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法により、絶縁層１８０が形成される。本実施形態において、絶縁層１８０として、まず、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される厚さ１００ｎｍの層が形成され、次に、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される厚さ５００ｎｍの層が形成される。なお、ここでは、窒化ガリウム層１３０（第２の半導体層１２０）の表面１２０ｇ上に配されている絶縁層１８０の厚みについて、説明している。
【００４２】
図４は、工程Ｐ１２０後の中間品１０ｐ２を示す模式図である。
【００４３】
図２の工程Ｐ１２５において、製造者は、酸化物から構成される酸化物層２００を形成する。具体的には、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎの変質層１１５に接して、変質層１１５を覆うように、酸化物層２００が形成される。本実施形態において、化学気相成長（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法により、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される厚さ３００ｎｍの酸化物層２００が形成される。
【００４４】
図５は、工程Ｐ１２５後の中間品１０ｐ３を示す模式図である。準備工程Ｐ１００により、窒化ガリウム層１３０と、窒化ガリウム層１３０のＧａ面である表面１２０ｇの一部と接する第１の電極層１６０と、第１の電極層１６０と接していない窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇおよび第１の電極層１６０に接する絶縁層１８０と、窒化ガリウム層１３０のＮ面に接する酸化物層２００と、を備える中間品１０ｐ３が生成される。この中間品１０ｐ３を、本明細書において「窒化ガリウム基板２０」とも呼ぶ。
【００４５】
なお、本実施形態では、半導体装置１０の製造方法の一部として、窒化ガリウム基板２０を作製している。しかし、予め作製された窒化ガリウム基板２０を準備し、その窒化ガリウム基板２０を用いて半導体装置１０を製造することとしてもよい。
【００４６】
図２の工程Ｐ１４０において、製造者は、ウェットエッチングを行う。本実施形態では、製造者は、まず、絶縁層１８０の上にポジ型フォトレジスト１４０を用いてパターンを形成する。その後、製造者は、中間品１０ｐ３をエッチング溶液に浸して、絶縁層１８０のエッチングを行う。
【００４７】
本実施形態においては、絶縁層１８０のうち、表層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成されている。このため、レジスト１４０を絶縁層１８０に強固に密着させることができ、その結果、高精度なエッチングを行うことができる。
【００４８】
図６は、工程Ｐ１４０における中間品１０ｐ４のウェットエッチング処理を示す模式図である。なお、図６においては、窒化ガリウム基板２０は中空に浮いているように示されている。しかし、実際には、窒化ガリウム基板２０は、完成品としての各半導体装置１０が形成される領域の間の部位において、エッチング溶液Ｌｅ中で支持体に支持されている。工程Ｐ１４０において、窒化ガリウム基板２０は表面側、すなわち、窒化ガリウム層１３０（第２の半導体層１２０）の表面１２０ｇ側を上にして、エッチング溶液Ｌｅ中で、裏面側を支持体に保持されている。また、エッチング溶液の液面から窒化ガリウム基板２０の表面までの深さは、窒化ガリウム基板２０の裏面からエッチング溶液槽の底面までの深さより小さい。
【００４９】
工程Ｐ１４０において、ウェットエッチングに使用する溶液Ｌｅとしては、例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）溶液や、フッ酸（ＨＦ）溶液などフッ化水素を含む溶液が挙げられる。本実施形態では、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）溶液を用いたウェットエッチングを行う。
【００５０】
工程Ｐ１４０のウェットエッチングにおいて、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側において、レジスト１４０が形成されていない部分に、絶縁層１８０を貫通して第１の電極層１６０に達する開口部１８５が形成される。また、工程Ｐ１４０のウェットエッチングにおいて、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎ側において、酸化物層２００が除去される。
【００５１】
工程Ｐ１４０において、酸化物層２００が除去されるのに伴い、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに存在する変質層１１５中の炭素（Ｃ）が除去され、第１の半導体層１１０中の変質層１１５が消滅する。また、工程Ｐ１４０において、エッチングが行われることにより、窒化ガリウム層１３０のうちの第１の半導体層１１０の裏面１１０ｎに凹凸を形成することができる。
【００５２】
本実施形態においては、絶縁層１８０は、エッチング溶液に接する側（Ｚ軸方向＋側）から順に、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される層と、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層と、を備える。一方、酸化物層２００は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される。このため、工程Ｐ１４０のウェットエッチングにおいて、絶縁層１８０への開口部１８５の形成と、酸化物層２００の除去とを、同一のエッチング溶液（ＢＨＦ溶液）中で同時に行うことができる。
【００５３】
また、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）よりも、ＢＨＦによりエッチングされやすい。そして、本実施形態においては、酸化物層２００は、絶縁層１８０よりも１０％以上、薄く構成される。このため、工程Ｐ１４０のウェットエッチングにおいて、絶縁層１８０への開口部１８５の形成が達成された時点で、酸化物層２００の除去が完了していることが期待できる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、窒化ガリウム基板２０は表面側を上にして、エッチング溶液Ｌｅ中で保持されている。エッチング溶液層内において、対象物たる窒化ガリウム基板２０の上側においては、エッチング溶液が滞留しがちであり、窒化ガリウム基板２０に接するエッチング溶液が入れ替わりにくい。これに対して、対象物たる窒化ガリウム基板２０の下側においては、エッチング溶液が対流をおこしやすく、窒化ガリウム基板２０に接するエッチング溶液が入れ替わりやすい。このため、窒化ガリウム基板２０の下側においては、窒化ガリウム基板２０の上側においては、エッチングレートが高い。よって、この点からも、工程Ｐ１４０のウェットエッチングにおいて、絶縁層１８０への開口部１８５の形成が達成された時点で、酸化物層２００の除去が完了していることが期待できる。
【００５５】
図７は、工程Ｐ１４０後の中間品１０ｐ５を示す模式図である。窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側において、レジスト１４０が形成されていない部分に、絶縁層１８０を貫通して第１の電極層１６０に達する開口部１８５が形成されている。また、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎ側において、酸化物層２００が除去され、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎが露出している。
【００５６】
図２の工程Ｐ１５０において、製造者は、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに接する金属膜である裏面電極層１７０を形成する。本実施形態では、製造者は、まず、窒化ガリウム層１３０と接する層から順に、（ｉ）チタン層と、（ｉｉ）アルミニウム層と、を形成する。その後、製造者は、窒素（Ｎ２）雰囲気において、４５０℃で３０分間の熱処理を行う。そして、製造者は、アルミニウム層の上に、（ｉｉｉ）チタン層と、（ｉｖ）窒化チタン層と、（ｖ）チタン層と、（ｖｉ）銀層と、をこの順に形成する。本実施形態において、裏面電極層１７０の形成は、スパッタ法により行われるが、蒸着法により行われてもよい。なお、熱処理は窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）が混合された雰囲気において行なわれてもよい。
【００５７】
図８は、工程Ｐ１５０後の中間品１０ｐ６を示す模式図である。窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに裏面電極層１７０が形成されている。
【００５８】
図２の工程Ｐ１６０において、製造者は、レジスト１４０を除去する。本実施形態では、製造者は、中間品１０ｐ６をアセトン（ＣＨ３ＣＯＣＨ３）に５分浸すことにより、レジストパターン１４０を除去する。
【００５９】
図９は、レジスト１４０が除去された後の中間品１０ｐ７を示す模式図である。絶縁層１８０上からレジストパターン１４０が除去されている。
【００６０】
その後、製造者は、工程Ｐ１６０において、絶縁層１８０の開口部１８５により露出する第１の電極層１６０の上および絶縁層１８０の一部の上に、第２の電極層１９０を形成する。その結果、開口部１８５内の第１の電極層１６０と、絶縁層１８０の一部とを連続的に覆うように第２の電極層１９０が形成される（図１参照）。
【００６１】
本実施形態では、製造者は、第２の電極層１９０として、第１の電極層１６０と接する層から順に、チタン層と、窒化チタン層と、チタン層と、アルミニウムシリコン層とを形成する。本実施形態では、各層は、ＥＢ（Electron Beam）蒸着により形成される。なお、ＥＢ蒸着に代えて、例えば、抵抗加熱蒸着を用いてもよく、スパッタ法を用いてもよい。
【００６２】
これらの工程を経て、半導体装置１０が完成する（図１参照）。
【００６３】
本実施形態においては、ウェットエッチング工程Ｐ１４０において、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側の絶縁層１８０に開口部１８５を形成しつつ、裏面１１０ｎ側の酸化物層２００を除去する（図６および図７参照）。このため、裏面側の酸化物層の除去を独立した工程として行う態様に比べて、工程数を少なくすることができる。また、絶縁層への開口部の形成と、裏面側の酸化物層の除去とを同一工程で行うため、両者を別工程で行う場合のように、工程間の移動の際に中間品を破損するおそれがない。
【００６４】
Ａ３．第１の比較例：
図１０〜図１２は、第１の比較例の半導体装置１０の製造方法を示す図である。第１の比較例においては、他の工程に対する、酸化物層２００の形成および除去の工程の実施の順番が、本実施形態とは異なる。
【００６５】
第１の比較例においては、本実施形態と同様の処理で窒化ガリウム層１３０が形成された後（図２のＰ１１０参照）、本実施形態の工程Ｐ１２５と同様の処理で、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに酸化物層２００が形成される（同、Ｐ１２５参照）。
【００６６】
図１０は、第１の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに酸化物層２００が形成された状態の中間品１０ｐ１１を示す模式図である。第１の比較例においては、その後、エッチングが行われ、酸化物層２００が除去される。この工程を、「酸化物除去工程」と呼ぶ。酸化物除去工程の結果、第１の半導体層１１０中の変質層１１５が消滅する。なお、比較例の説明において、本実施形態の各構成に対応する構成については、本実施形態の各構成の符号を付して説明する。
【００６７】
図１１は、第１の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎから酸化物層２００が除去された状態の中間品１０ｐ１２を示す模式図である。
【００６８】
その後、第１の比較例においては、本実施形態と同様に、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側において、第１の電極層１６０の形成（図２のＰ１１５参照）と、絶縁層１８０の形成（図２のＰ１２０参照）とが行われる。
【００６９】
その後、第１の比較例においては、本実施形態のＰ１４０と同様のウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）において、絶縁層１８０を貫通して第１の電極層１６０に達する開口部１８５が形成される。
【００７０】
図１２は、第１の比較例において、絶縁層１８０に開口部１８５が形成された状態の中間品１０ｐ１３を示す模式図である。第１の比較例におけるウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）後の処理は、本実施形態と同様である（図２のＰ１５０，Ｐ１６０参照）。
【００７１】
第１の比較例においては、ウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）の前に、本実施形態の工程Ｐ１１０，Ｐ１１５，Ｐ１２０，Ｐ１２５の各処理に対応する処理が行われ、さらに、それらに加えて酸化物除去工程が行われる。このため、本実施形態よりも工程の数が多くなり、半導体装置の製造に要する時間が長くなる。また、異なる工程を実施するステージの間で窒化ガリウム半導体基板を移動させる際に、窒化ガリウム半導体基板が破損してしまうことにより、良品率が低下する可能性も、本実施形態よりも高くなる。
【００７２】
Ａ４．第２の比較例：
図１３〜図１５は、第２の比較例の半導体装置１０の製造方法を示す図である。第２の比較例においても、他の工程に対する、酸化物層２００の形成および除去の工程の実施の順番が、本実施形態とは異なる。
【００７３】
第２の比較例においては、本実施形態と同様の処理で窒化ガリウム層１３０が準備され（図２のＰ１１０参照）、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ上に第１の電極層１６０が形成された後（同、Ｐ１１５参照）、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎ上に酸化物層２００が形成される（同、Ｐ１２５参照）。第２の比較例においては、その後、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇおよび第１の電極層１６０を覆うように、レジスト１４５が形成される。この工程を「レジスト形成工程」と呼ぶ。
【００７４】
図１３は、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇおよび第１の電極層１６０の上にレジスト１４５が形成された状態の中間品１０ｐ２１を示す模式図である。第２の比較例においては、その後、エッチングが行われ、酸化物層２００が除去される。この工程を、「酸化物除去工程」と呼ぶ。酸化物除去工程の結果、第１の半導体層１１０中の変質層１１５が消滅する。一方、窒化ガリウム層１３０および第１の電極層１６０は、レジスト１４５により保護されている。
【００７５】
図１４は、第２の比較例において、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎから酸化物層２００が除去された状態の中間品１０ｐ２２を示す模式図である。第２の比較例においては、その後、レジスト１４５が除去される。この工程を、「レジスト除去工程」と呼ぶ。
【００７６】
その後、第２の比較例においては、本実施形態と同様に、絶縁層１８０の形成（図２のＰ１２０参照）が行われる。そして、ウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）において、絶縁層１８０を貫通して第１の電極層１６０に達する開口部１８５が形成される。
【００７７】
図１５は、第２の比較例において、絶縁層１８０に開口部１８５が形成された状態の中間品１０ｐ２３を示す模式図である。第１の比較例におけるウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）後の処理は、本実施形態と同様である（図２のＰ１５０，Ｐ１６０参照）。
【００７８】
第２の比較例においては、ウェットエッチング工程（図２のＰ１４０参照）の前に、本実施形態の工程Ｐ１１０，Ｐ１１５，Ｐ１２０，Ｐ１２５の各処理に対応する処理が行われ、さらに、それらに加えて、レジスト形成工程、酸化物除去工程、レジスト除去工程が行われる。このため、本実施形態よりも工程の数が多くなり、半導体装置の製造に要する時間が長くなる。また、異なる工程を実施するステージ間で窒化ガリウム半導体基板を移動させる際に、窒化ガリウム半導体基板が破損してしまうことにより、良品率が低下する可能性も、本実施形態よりも高くなる。
【００７９】
Ａ５．他の比較例：
たとえば、絶縁層１８０に開口部１８５を形成する工程の他の工程に対する順番が第２の比較例とは異なる、以下のような処理で、半導体装置１０を製造することもできる。すなわち、図２の工程Ｐ１１０，Ｐ１１５，Ｐ１２０の後の中間品１０ｐ２の状態（図４参照）から、裏面１１０ｎ側に変質層１１５を残したまま、先に、ウェットエッチングにより表面１２０ｇ側の絶縁層１８０に開口部１８５を形成し（図２のＰ１４０および図１参照）、その後、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎに図２のＰ１２５と同様の処理で酸化物層２００を形成する。そして、開口部１８５内の第１の電極層１６０および絶縁層１８０をレジストで覆って保護しつつ、エッチングにより酸化物層２００を除去する。その後、レジストを除去する。
【００８０】
このような態様においても、本実施形態の工程Ｐ１１０，Ｐ１１５，Ｐ１２０，Ｐ１２５の各処理に対応する処理に加えて、第１の電極層１６０および絶縁層１８０を保護するためのレジスト形成工程、開口部１８５を形成するウェットエッチングとは別の酸化物除去工程、およびレジスト除去工程が行われる。このため、本実施形態よりも工程の数が多くなり、半導体装置の製造に要する時間が長くなる。また、異なる工程を実施するステージ間で窒化ガリウム半導体基板を移動させる際に、窒化ガリウム半導体基板が破損してしまうことにより、良品率が低下する可能性も、本実施形態よりも高くなる。
【００８１】
Ａ６．第１実施形態のまとめ：
以上の各比較例との対比からも明らかなように、本実施形態においては、ウェットエッチング工程Ｐ１４０において、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側の絶縁層１８０に開口部１８５を形成しつつ、同時に、裏面１１０ｎ側の酸化物層２００を除去できる（図２のＰ１４０、ならびに図６および図７参照）。このため、裏面側の酸化物層の除去を独立した工程として行う比較例に比べて、工程数を少なくすることができる。その結果、半導体装置の製造に要する時間を短くすることができ、また、工程間の移動の際に中間品が破損する可能性を低減できる。
【００８２】
なお、本実施形態における窒化ガリウム基板２０が、「課題を解決するための手段」における「窒化ガリウム基板」に対応する。窒化ガリウム層１３０が、「窒化ガリウム層」に対応する。第１の電極層１６０が、「第１の電極層」に対応する。絶縁層１８０が、「絶縁層」に対応する。酸化物層２００が、「酸化物層」に対応する。開口部１８５が、「開口部」に対応する。窒化ガリウム層１３０（第２の半導体層１２０）の表面１２０ｇが、「窒化ガリウム層のＧａ面である表面」に対応する。窒化ガリウム層１３０（第１の半導体層１１０）の裏面１１０ｎが、「窒化ガリウム層のＮ面である裏面」に対応する。第２の電極層１９０が、「第２の電極層」に対応する。裏面電極層１７０が、「裏面電極層」に対応する。
【００８３】
本実施形態における工程Ｐ１００が、「課題を解決するための手段」における「準備工程」に対応する。工程Ｐ１４０が、「ウェットエッチング工程」に対応する。工程Ｐ１６０が、「表面電極形成工程」に対応する。工程Ｐ１５０が、「裏面電極形成工程」に対応する。
【００８４】
Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態においては、絶縁層１８０の形成（図２のＰ１２０参照）と、酸化物層２００の形成（同、Ｐ１２５参照）とは、別々に行われる。しかし、第２実施形態においては、絶縁層の形成と酸化物層の形成とは、同時に行われる。その結果、第２実施形態においては、絶縁層と酸化物層の組成は同じである。第２実施形態の他の点は、第１実施形態と同じである。
【００８５】
図１６は、第２実施形態における半導体装置の製造方法を示す工程図である。第２実施形態における工程Ｐ１１０，Ｐ１１５の処理は、第１実施形態と同じである（図２参照）。第２実施形態においては、図２の工程Ｐ１２０，Ｐ１２５に代えて、工程Ｐ１２７が実施される。工程Ｐ１２７の後に実行される工程Ｐ１４０，Ｐ１５０，Ｐ１６０は、第１実施形態と同様に行われる。
【００８６】
工程Ｐ１２７においては、絶縁層と酸化物層を形成するために、原子層堆積法（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）が実施される。工程Ｐ１２７により、窒化ガリウム層１３０の表面１２０ｇ側に形成される絶縁層の厚みは、窒化ガリウム層１３０上において、５５０ｎｍであり、第１の電極層１６０上において、３３０ｎｍである。工程Ｐ１２７により、窒化ガリウム層１３０の裏面１１０ｎ側に形成される酸化物層の厚みは、２５０ｎｍである。
【００８７】
図示を省略するが、工程Ｐ１２７において、窒化ガリウム層１３０は、処理チャンバ内において、サセプタによって、表面１２０ｇを上にして支持される。その結果、窒化ガリウム層１３０は、サセプタに接触する面（裏面）とは逆側の面が表面となるように、チャンバ内に配される。なお、サセプタは、処理対象物としての窒化ガリウム層１３０を保持し、加熱する装置である。そして、窒化ガリウム層１３０は、完成品としての各半導体装置１０が形成される領域の間の部位において、チャンバ内で支持されている。
【００８８】
このような態様とすれば、絶縁層の形成と酸化物層の形成とを、同時に行うことができる。本実施形態においては、絶縁層と酸化物層とは、いずれも酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成されるものとする。絶縁層の形成と酸化物層の形成とを、同時に行うことにより、絶縁層の形成と酸化物層の形成とを、別の工程で行う態様に比べて、絶縁層と酸化物層の形成に要する時間を短くすることができる。
【００８９】
本実施形態において、窒化ガリウム層１３０は、チャンバ内において、裏面をサセプタに支持され、表面１２０ｇを上にして配される。このため、裏面側の酸化物層は薄く、表面側の絶縁層は裏面側の酸化物層よりも厚く形成される。本実施形態においては、裏面側の酸化物層の厚さは、表面側の絶縁層の厚さの９０％未満である。すなわち、裏面側の酸化物層の厚さは、表面側の絶縁層の厚さよりも１０％以上薄い。
【００９０】
本実施形態において、絶縁層と酸化物層の組成は同じである。このため、後に実施されるウェットエッチング工程Ｐ１４０（図１６参照）において、絶縁層１８０への開口部１８５の形成が達成された時点で、酸化物層２００の除去が完了していることが期待できる。
【００９１】
なお、本実施形態における工程Ｐ１２７が、「課題を解決するための手段」における「層形成工程」に対応する。
【００９２】
Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
上記実施形態においては、窒化ガリウム層１３０は、第１の半導体層１１０と第２の半導体層１２０とを備える。しかし、窒化ガリウム層は、単一の組成を有する１層で構成することもでき、異なる組成を有する３層以上で構成することもできる。
【００９３】
Ｃ２．変形例２：
上記第１実施形態においては、第１の電極層１６０は、第２の半導体層１２０と接する層から順に、ニッケル（Ｎｉ）から構成されるニッケル層と、パラジウム（Ｐｄ）から構成されるパラジウム層と、モリブデン（Ｍｏ）から構成されるモリブデン層とを備える。しかし、第１の電極層１６０は、他の構成とすることもできる。第１の電極層は、たとえば、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、モリブデン、金、銀、ルテニウム、ロジウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備えることができる。
【００９４】
Ｃ３．変形例３：
上記第１実施形態においては、絶縁層１８０は、第２の半導体層１２０と接する層から順に、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される層とを備える。また、第２実施形態においては、絶縁層１８０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される。しかし、絶縁層は、他の態様とすることもできる。
【００９５】
絶縁層は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）の少なくとも一つを含む酸化物や窒化物、酸窒化物で構成することもできる。また、絶縁層は、単層で構成することもでき、複数の層で構成することもできる。
【００９６】
Ｃ４．変形例４：
上記第１実施形態においては、酸化物層２００は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層である。また、第２実施形態においては、酸化物層２００は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される層である。しかし、酸化物層とは、他の態様とすることもできる。
【００９７】
酸化物層は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）の少なくとも一つを含む酸化物や窒化物、酸窒化物で構成することもできる。また、酸化物層は、単層で構成することもでき、複数の層で構成することもできる。
【００９８】
Ｃ５．変形例５：
上記第１実施形態においては、絶縁層１８０は、第２の半導体層１２０と接する層から順に、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層と、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される層とを備える。酸化物層２００は、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）から構成される層である。また、第２実施形態においては、絶縁層と酸化物層は、いずれも酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成される層である。しかし、絶縁層と酸化物層は、他の組成の組み合わせとすることもできる。
【００９９】
たとえば、絶縁層を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成し、酸化物層を酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の層であって、絶縁層以下の厚さを有する単層で構成することもできる。このような態様とすれば、絶縁層への開口部の形成が達成された時点で、酸化物層の除去が完了していることがより確実に期待できる。すなわち、窒化ガリウム基板のＮ面に形成され除去される間化物層は、窒化ガリウム基板のＧａ面の電極層の上に形成される絶縁層と同じエッチング溶液でエッチングでき、その絶縁層よりも早く除去される構成であることが好ましい。なお、「構成」には、組成、厚み、および構造を含む。
【０１００】
Ｃ６．変形例６：
上記第２実施形態においては、絶縁層１８０と酸化物層２００は、いずれも酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から構成され、酸化物層２００の厚みは、絶縁層１８０の厚みよりも１０％以上薄い。しかし、酸化物層の厚みが、絶縁層の厚みよりも１０％未満の差分だけ薄い態様とすることもできる。さらに、酸化物層の厚みと絶縁層の厚みとを同じにすることもできる。ただし、そのような態様においては、酸化物層を酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）で構成し、絶縁層を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で構成するなど、酸化物層を絶縁層よりも同一処理においてエッチングされやすい構成とすることが好ましい。
【０１０１】
絶縁層を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の単層で構成し、酸化物層を酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の絶縁層より薄い単層で構成することにより、同一のエッチング溶液中でエッチングした際に、絶縁層への開口部の形成が達成された時点で、酸化物層の除去が完了していることが期待できる。なお、酸化物層が絶縁層よりもエッチングレートの高い成分で構成される場合には、酸化物層の厚みが絶縁層の厚みよりも大きい態様とすることもできる。
【０１０２】
Ｃ７．変形例７：
上記第１実施形態においては、絶縁層１８０と酸化物層２００は、異なる構造を有し、異なる工程Ｐ１２０，Ｐ１２５で形成される。また、上記第２実施形態においては、絶縁層１８０と酸化物層２００は、同じ組成を有し、同一の工程Ｐ１２７で形成される。しかし、絶縁層と酸化物層は、同じ組成を有し、異なる工程で形成されることもできる。
【０１０３】
Ｃ８．変形例８：
上記第２実施形態においては、絶縁層と酸化物層を並行して形成するために、原子層堆積法（ＡＬＤ）が実施される。しかし、絶縁層と酸化物層を並行して形成する際には、気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）を実施することもできる。
【０１０４】
Ｃ９．変形例９：
上記実施形態においては、ウェットエッチング工程Ｐ１４０において、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）溶液が使用される。しかし、ウェットエッチング工程においては、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）溶液、フッ酸（ＨＦ）溶液など、フッ酸（ＨＦ）を含む溶液以外に、臭化水素（ＨＢｒ）を含む溶液など、他の溶液を使用することもできる。絶縁層１８０がジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）を含む組成で構成される場合には、エッチング溶液として、臭化水素（ＨＢｒ）を含む溶液を使用することが好ましい。
【０１０５】
Ｃ１０．変形例１０：
上記実施形態においては、工程Ｐ１４０のウェットエッチング処理において、中間品１０ｐ４（窒化ガリウム基板２０）は、エッチング溶液Ｌｅ中で表面を上にして、水平に配される（図６参照）。しかし、ウェットエッチング処理において、中間品である窒化ガリウム基板を、鉛直方向に略平行となるように配することもできる。なお、「鉛直方向に略平行」とは、鉛直方向に対してプラスマイナス１０度以下の傾きを有する範囲を意味する。
【０１０６】
そのような態様とすれば、窒化ガリウム基板の表面側と裏面側とのエッチングレートは、同程度となることが期待できる。このため、絶縁層１８０に開口部１８５が形成された時点で、過不足なく裏面１１０ｎ側の酸化物層２００が除去されているように、絶縁層１８０および酸化物層２００の組成や構造を設計することが容易である。窒化ガリウム基板をそのように設計することにより、ウェットエッチング工程において、開口部１８５の形成に要する時間よりも多くの時間を、酸化物層２００の除去のために要することがなくなる。また、窒化ガリウム層１３０の裏面側が過剰にエッチングされてしまうリスクを避けることができる。また、過剰に酸化物層を形成することによるリードタイムの増大や、過大な材料の消費を抑制することができる。
【０１０７】
Ｃ１１．変形例１１：
上記第１実施形態においては、第２の電極層１９０は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの比較的抵抗率の低い金属合金を含んで構成される。しかし、第２の電極層１９０は、他の構成とすることもできる。第２の電極層は、主として反射金属から構成される層を備えることができる。第２の電極層は、たとえば、チタン、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、タンタル、タングステン、モリブデン、金、銀、ルテニウム、ロジウムからなる群より選ばれた少なくとも一つを含む層を備えることができる。
【０１０８】
Ｃ１２．変形例１２：
上記実施形態においては、裏面電極形成工程Ｐ１５０と、表面電極形成工程Ｐ１６０とは、その順番で行われる。しかし、裏面電極形成工程は、表面電極形成工程の後に行われることもできる。
【０１０９】
Ｃ１３．変形例１３：
上記実施形態においては、縦型のショットキーバリアダイオードである半導体装置１０の製造方法について説明している。しかし、本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）など、主として窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いて形成されたＧａＮ系の半導体装置であって、Ｎ面に電極を設ける半導体であれば、他の半導体装置の製造に適用することもできる。
【０１１０】
Ｃ１４．その他の変形例：
本発明は、上述の実施形態や実施例、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、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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】
【０１１１】
１０…半導体装置
１０ｐ１〜１０ｐ７…半導体装置の製造工程における中間品
１０ｐ１１〜１０ｐ１３…比較例の半導体装置の製造工程における中間品
１０ｐ２１〜１０ｐ２３…比較例の半導体装置の製造工程における中間品
２０…窒化ガリウム基板
１１０…第１の半導体層
１１０ｎ…窒化ガリウム層（第１の半導体層）の裏面
１１５…変質層
１２０…第２の半導体層
１２０ｇ…窒化ガリウム層（第２の半導体層）の表面
１３０…窒化ガリウム層
１４０…レジスト
１４５…レジスト
１６０…第１の電極層
１７０…裏面電極層
１８０…絶縁層
１８５…開口部
１９０…第２の電極層
２００…酸化物層
Ｌｅ…エッチング溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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