(57)【要約】【課題】アルミニウム（Ａｌ）による特性不良を抑制することができる窒化物半導体装置を提供する。【解決手段】窒化物半導体層１１と、窒化物半導体層１１の主面に形成されたショットキー電極２０と、ショットキー電極２０上に形成されたパッド電極２１とを備える。パッド電極２１は、ショットキー電極２０側に位置するパッド下地層２３と、パッド下地層２３上に形成されたニッケル（Ｎｉ）層２４とを含む。【選択図】図１
2015026669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する窒化物半導体層と、
前記窒化物半導体層の前記主面に形成されたショットキー電極と、
前記ショットキー電極上に形成されたパッド電極とを備え、
前記パッド電極は、前記ショットキー電極側に位置するパッド下地層と、前記パッド下地層上に形成されたニッケル層とを含む、窒化物半導体装置。
【請求項２】
前記ニッケル層の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記パッド下地層を構成する材料の仕事関数は、５．１ｅＶ以上である、請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記パッド下地層を構成する材料のモース硬度は、２．８以下である、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記パッド下地層を構成する材料の比抵抗は、３．０×１０−６Ωｃｍ以下である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記パッド下地層は、Ａｌ以外の元素で構成されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記パッド下地層を構成する材料は、ＡｕまたはＡｕ合金である、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記窒化物半導体層は、窒化ガリウム層である、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記主面上には、開口部を有する誘電体層が形成されており、
前記ショットキー電極は、前記開口部から露出した前記主面から前記誘電体層上に延びるように形成されている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記誘電体層は、窒化珪素または酸化珪素である、請求項９に記載の窒化物半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体装置に関し、特にワイヤボンディング実装される窒化物半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）などの窒化物半導体材料は、Ｓｉなどの半導体材料と比べて広いバンドギャップを有し、かつ高い熱伝導率を有するため、光デバイスやパワーデバイスなどの半導体装置用の材料として注目されている。パワーデバイスとしての窒化物半導体装置には、たとえばショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）がある。
【０００３】
ショットキーバリアダイオードは、窒化物半導体層とショットキー接合するショットキー電極と、窒化物半導体層とオーミック接合するカソード電極とを備えている。
【０００４】
特開２０１１−８２３９２号公報には、卑金属により構成されたショットキー電極を備えるショットキーバリアダイオードが開示されている。また、ショットキー電極はフィールドプレート電極と接続されていることが記載されている。
【０００５】
一方、ショットキーバリアダイオードは、一般的にアルミニウム（Ａｌ）ワイヤを用いてワイヤボンディング実装される。これは、窒化物半導体装置がワイヤボンディング実装により電気的に接続される相手方のリードフレームがＡｌを含んでいるからである。
【０００６】
そのため、ショットキー電極上に形成されて、Ａｌワイヤと直接接合されるパッド電極は、一般にコンタクト層としてＡｌを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−８２３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、Ａｌは、融点が６６０℃と他の電極材料（たとえば金（Ａｕ）やチタン（Ｔｉ）など）と比べて低い。また、Ａｌは窒化物半導体材料とオーミック接触可能な材料である。そのため、窒化物半導体装置の実装時や、窒化物半導体装置を高温環境下で動作させた場合には、パッド電極に含まれるＡｌやＡｌワイヤを構成するＡｌがショットキー電極内に拡散してしまう場合がある。この場合、ショットキー電極がショットキー接合している窒化物半導体層との界面にＡｌが微量でも到達すると、ショットキー接合の界面条件が変わるとともに、窒化物半導体層をＡｌが拡散する。この結果、窒化物半導体装置のリーク電流が増大し、特性が著しく悪化する。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、Ａｌによる特性不良を抑制することができる窒化物半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の係る窒化物半導体装置は、主面を有する窒化物半導体層と、窒化物半導体層の主面に形成されたショットキー電極と、ショットキー電極上に形成されたパッド電極とを備え、パッド電極は、ショットキー電極側に位置するパッド下地層と、パッド下地層上に形成されたニッケル層とを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ａｌによる特性不良を抑制することができる窒化物半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る窒化物半導体装置を説明するための断面図である。
【図２】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本実施の形態に係る窒化物半導体装置を備えるモジュールの断面図である。
【図８】図７に示すモジュールの一部を拡大して示す断面図である。
【図９】本実施の形態に係る窒化物半導体装置の作用効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１４】
はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
（１）  本実施の形態に係る窒化物半導体装置１００は、窒化物半導体層１１と、窒化物半導体層１１の主面に形成されたショットキー電極２０と、ショットキー電極２０上に形成されたパッド電極２１とを備える。パッド電極２１は、ショットキー電極２０側に位置するパッド下地層２３と、パッド下地層２３上に形成されたニッケル（Ｎｉ）層２４とを含む。
【００１５】
Ｎｉは、Ａｌと比べて融点が高いため、窒化物半導体装置１００の実装時や高温動作時においてほとんど移動（マイグレーション）せず、ショットキー電極２０内にほとんど拡散しない。そのため、Ｎｉ層２４は、Ｎｉ層２４の下層に位置するパッド下地層２３とともに、Ａｌワイヤ３１（図７参照）を構成するＡｌの拡散を抑制する拡散阻止層として機能する。また、Ｎｉは、導電型がｎ型である窒化物半導体材料とショットキー接合可能である。そのため、窒化物半導体層１１の導電型がｎ型であれば、仮に微量のＮｉがショットキー電極２０内を拡散して窒化物半導体層１１に到達しても、リーク電流の増大などの特性不良を抑制することができる。
【００１６】
（２）ニッケル（Ｎｉ）層２４の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であってもよい。Ｎｉ層２４の膜厚を１００ｎｍ以上とすることにより、Ａｌワイヤ３１（図７参照）を構成するＡｌの拡散を効果的に抑制することができる。また、Ｎｉ層２４はたとえば従来の電極材料に広く用いられている金（Ａｕ）などと比べて硬度が高いため、Ｎｉ層２４の膜厚を５００ｎｍ超えとすると、ワイヤボンディング実装時等にパッド電極２１やショットキー電極２０を介して窒化物半導体層１１に加えられる応力が従来の電極と比べて増加する。この結果、窒化物半導体装置１００の特性不良が引き起こされる場合がある。そのため、Ｎｉ層２４の膜厚を５００ｎｍ以下とすることにより、Ｎｉ層２４を含むことにより生じる応力に起因した、窒化物半導体装置１００の特性不良を抑制することができる。
【００１７】
（３）パッド下地層２３を構成する材料の仕事関数は、５．１ｅＶ以上であってもよい。このようにすれば、該パッド下地層２３の下層に位置するショットキー電極２０と、窒化物半導体層１１とは良好なショットキー特性を示すことができる。具体的には、パッド下地層２３は、その仕事関数がｎ型窒化物半導体材料の仕事関数よりも十分に大きい材料で構成されている。そのため、パッド下地層２３を構成する材料が仮にショットキー電極２０内を拡散して、導電型がｎ型である窒化物半導体層１１に達した場合にも、窒化物半導体層１１とショットキー接合することができる。
【００１８】
（４）パッド下地層２３を構成する材料のモース硬度は、２．８以下であってもよい。このようにすれば、パッド下地層２３は、モース硬さが３．８であるＮｉ層２４よりも硬度が十分に低い材料で構成されている。このため、従来の電極を構成する材料と比べてモース硬度の高いＮｉ層２４を含んだパッド電極２１に対しワイヤボンディングを行った際にも、パッド電極２１やショットキー電極２０に加えられる応力が従来の電極と比べて増加することを抑制することができる。本願発明者らは、種々のモース硬度を有する電極材料を検討した結果、モース硬度が２．５であるＡｕや、２，７であるＡｌなどでパッド下地層２３を構成した場合には、上述のような効果を奏することができることを確認した。一方、モース硬度が３．０である銅（Ｃｕ）でパッド下地層２３を構成した場合には、窒化物半導体装置１００の特性不良が引き起こされる場合があった。つまり、この場合、ワイヤボンディング実装時等にパッド電極２１やショットキー電極２０を介して窒化物半導体層１１に大きな応力が加えられたと考えられる。
【００１９】
（５）パッド下地層２３を構成する材料の比抵抗は、３．０×１０−６Ωｃｍ以下であってもよい。このようにすれば、パッド電極２１を低抵抗化することができる。この場合、窒化物半導体などのワイドバンドギャップ半導体を半導体材料とするショットキーバリアダイオードには、数Ａ（アンペア）の大電流が流れるため、パッド電極２１内において電流を広がりやすくすることができる。
【００２０】
（６）パッド下地層２３は、Ａｌ以外の元素で構成されているのが好ましい。これにより、Ａｌワイヤ３１（図７参照）を構成するＡｌの拡散を抑制することができるとともに、窒化物半導体層１１とショットキー電極２０との界面にまでＡｌが拡散することによる窒化物半導体装置１００の特性不良を防止することができる。
【００２１】
（７）パッド下地層２３を構成する材料は、ＡｕまたはＡｕ合金であってもよい。ＡｕおよびＡｕ合金は、モース硬さが２．８以下であり、仕事関数が５．１ｅＶ以上であり、比抵抗が３．０×１０−６Ωｃｍ以下である。そのため、上述のように、ＡｕまたはＡｕ合金で構成されるパッド下地層２３上にＮｉ層２４が形成されているパッド電極２１構造とした場合にも、窒化物半導体装置１００の特性不良を抑制することができる。
【００２２】
（８）窒化物半導体層１１は、窒化ガリウム（ＧａＮ）層であってもよい。このようにしても、パッド電極２１に含まれるパッド下地層２３およびＮｉ層２４を構成する材料は、ＧａＮとショットキー接合することができるため、ＧａＮ基板層を用いて形成された窒化物半導体装置１００の特性不良を抑制することができる。
【００２３】
（９）主面上には、開口部を有する誘電体層１５が形成されており、ショットキー電極２０は、開口部から露出した主面から誘電体層１５上に延びるように形成されていてもよい。このようにすればショットキー電極２０の一部をフィールドプレート構造として形成することができる。これにより、ショットキー電極２０の端部での電界集中を大きく緩和することができる。
【００２４】
（１０）誘電体層１５は、窒化珪素または酸化珪素であってもよい。このようにすれば、ショットキー電極２０およびパッド電極２１をフィールドプレート構造として形成した場合にも、誘電体層１５を介したＡｌの拡散を抑制することができる。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の詳細について説明する。
図１を参照して、本実施の形態に係る窒化物半導体装置について説明する。本実施の形態にかかる窒化物半導体装置１００は、ＳＢＤ（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）である。窒化物半導体装置１００は、ＧａＮ基板１０と、窒化物半導体層１１と、窒化物半導体層１１上に形成されたショットキー電極２０と、ショットキー電極２０上に形成されたパッド電極２１と、ＧａＮ基板１０において窒化物半導体層１１が形成された面と反対側の面上に形成されたカソード電極２５とを主に備える。
【００２６】
ＧａＮ基板１０は、ＧａＮの単結晶基板である。ＧａＮ基板１０不純物濃度は、１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下である。ＧａＮ基板１０の転位密度は、たとえば１×１０8ｃｍ-2以下である。ＧａＮ基板１０の主面１０ａ上には、窒化物半導体層１１（ＩＩＩ族窒化物半導体層）が形成されている。ＩＩＩ族窒化物半導体層１１は、導電型がｎ型のＧａＮ層である。ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の不純物濃度は、１×１０１５／ｃｍ３以上１×１０１７／ｃｍ３以下である。ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の膜厚は、たとえば３μｍ以上３０μｍ以下程度である。主面１１ａは、たとえば（０００１）面である。
【００２７】
ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の主面１１ａ上には、開口部を有する誘電体層１５が形成されている。誘電体層１５は、たとえばＳｉＮやＳｉＯ２で構成されている。
【００２８】
ショットキー電極２０は、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の主面１１ａ上に形成されている。ショットキー電極２０は、誘電体層１５の開口部内においてはＩＩＩ族窒化物半導体層１１とショットキー接合しており、誘電体層１５上においてはフィールドプレート構造を形成している。ショットキー電極２０を構成する材料は、主面１１ａにおけるＩＩＩ族窒化物半導体層１１の仕事関数より大きい仕事関数を有する任意の金属としてもよい。たとえばショットキー電極２０は、ＮｉからなるショットキーＮｉ層（図示しない）と、ＡｕからなるショットキーＡｕ層（図示しない）とが積層した構成を有している。
【００２９】
パッド電極２１はショットキー電極２０上に形成されている。つまり、ショットキー電極２０が誘電体層１５上に形成されている場合には、パッド電極２１の一部はショットキー電極２０を介して誘電体層１５上に形成されていてもよい。パッド電極２１は、Ｔｉ層２２と、パッド下地層としてのＡｕ層２３と、Ｎｉ層２４とが積層した構造を有している。
【００３０】
Ｔｉ層２２は、ショットキー電極２０のショットキーＡｕ層（図示しない）上に形成されている。Ｔｉ層２２の厚みは、たとえば５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度である。Ｔｉ層２２は、ショットキー電極２０とパッド電極２１との密着性を高めるための接合層として設けられている。
【００３１】
Ａｕ層２３は、Ｔｉ層２２上に形成されている。Ａｕ層２３の膜厚は、たとえば１μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。Ａｕ層２３は、パッド電極２１を低抵抗とするとともに、パッド電極２１にボンディングされるＡｌワイヤ３１（図７参照）からショットキー電極２０の主面１１ａの面内方向における全体に電流を広がりやすくすることができる。また、Ａｕはモース硬度が２．５とＮｉやＴｉと比べて低いため、たとえばワイヤボンディング実装時などパッド電極２１に応力が加えられる場合にも、該応力がショットキー電極２０に伝わることを抑制することができる。また、Ａｕの仕事関数は５．３１ｅＶであるため、Ａｕがショットキー電極２０内を拡散してＩＩＩ族窒化物半導体層１１に達したときにも、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１としてのｎ型ＧａＮ層とショットキー接合することができる。
【００３２】
Ｎｉ層２４は、Ａｕ層２３上に形成されている。Ｎｉ層２４の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。Ｎｉ層２４の膜厚を１００ｎｍ以上とすることにより、Ａｌワイヤ３１（図７参照）を構成するＡｌの拡散を効果的に抑制することができる。また、Ｎｉ層２４の膜厚を５００ｎｍ以下とすることにより、Ｎｉ層２４を含むことにより生じる応力に起因した、窒化物半導体装置１００の特性不良を抑制することができる。
【００３３】
カソード電極２５は、ＧａＮ基板１０において、主面１０ａ反対側に位置する裏面１０ｂ上に形成されている。カソード電極２５は、ＧａＮ基板１０とオーミック接合している。カソード電極２５を構成する材料は、たとえばＴｉやＡｌなどである。カソード電極２５は、たとえばＴｉ／Ａｌとして構成されたアロイ電極や、Ａｌ単層からなるノンアロイ電極である。カソード電極２５の上層には、カソード電極２５のパッド電極として、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕが形成されていてもよい。これにより、たとえばカソード電極２５が後述するベース体４２（図７参照）とはんだ接合される場合に、はんだの濡れ性を高めることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る窒化物半導体装置の製造方法について説明する。まず、主面１０ａおよび裏面１０ｂを有するＧａＮ基板１０を準備する。
【００３５】
次に、図２を参照して、ＧａＮ基板１０の主面１０ａ上にＩＩＩ族窒化物半導体層１１を形成する。ＩＩＩ族窒化物半導体層１１は、たとえば有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）を用いて形成される。
【００３６】
次に、図２を参照して、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の主面１１ａ上に、誘電体層１５を形成する。具体的には、たとえばプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学蒸着）により、ＳｉＮまたはＳｉＯ２よりなる誘電体層１５を成膜する。その後、図３に示すように、フォトリソグラフィーを用いて、誘電体層１５を部分的に除去することにより、誘電体層１５に開口部を形成する。
【００３７】
次に、図４を参照して、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１の主面１１ａ上にショットキー電極２０を形成する。具体的には、まず、フォトリソグラフィー法を用いて、主面１１ａ上でショットキー電極２０が形成されるべき領域に開口パターンを有するレジストマスクを形成する。開口パターンは誘電体層１５の開口部を露出させるように形成される。その後、ショットキー電極２０となるべき金属材料（たとえばＮｉ，Ａｕ等）の積層体をレジストマスク上および開口パターン上に形成する。その後、レジストマスクを除去（リフトオフ）する。このようにして、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１とショットキー接合しているショットキー電極２０を形成する。
【００３８】
次に、図５を参照して、ショットキー電極２０上にパッド電極を形成する。具体的には、まず、フォトリソグラフィー法を用いて、パッド電極２１が形成されるべき領域に開口パターンを有するレジストマスクを形成する。その後、たとえば蒸着法によって、パッド電極２１となるべき金属材料（たとえばＮｉ，Ａｕ等）の積層体を、レジストマスク上および開口パターン上に形成する。その後、レジストマスクを除去（リフトオフ）する。このようにして、パッド電極２１を形成する。なお、ショットキー電極２０およびパッド電極２１は、先に各電極となるべき金属材料の積層体を形成した後、フォトリソグラフィー法により形成されたマスクを用いて該積層体を部分的に除去することにより、形成されてもよい。
を用いて形成されてもよい。
【００３９】
次に、図６を参照して、ＧａＮ基板１０の裏面１０ｂ上にカソード電極２５を形成する。具体的には、まず、たとえばＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの機械的研磨や、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などによってＧａＮ基板１０の裏面１０ｂを研磨（エッチング）する。次に、たとえば蒸着法によって、裏面１０ｂ上にカソード電極２５となるべき金属材料（たとえばＴｉ、Ａｌ等）の積層体を形成する。次に、たとえば窒素雰囲気下で約２分間６００℃で熱処理して、積層体の合金化を行ない、ＧａＮ基板１０とオーミック接合しているカソード電極２５を形成する。その後、ダイシング工程を行ってチップを分離する。以上のようにして、本実施の形態に係るＳＢＤとしての窒化物半導体装置を得ることができる。
【００４０】
次に、図７および図８を参照して、本実施の形態に係る窒化物半導体装置を備えたモジュールについて説明する。窒化物半導体装置１００は、ワイヤボンディング実装されることにより、モジュールに組み立てられる。具体的には、ショットキー電極２０は、パッド電極２１にボンディングされたＡｌワイヤ３１を介してリードフレーム３３と接続されている。また、カソード電極２５は、導電性接着剤４１を介してベース体４２に接合（ダイボンディング）されており、さらにベース体４２にボンディングされたＡｌワイヤ３２を介してリードフレーム３４と接続されている。窒化物半導体装置１００、Ａｌワイヤ３１，３２、ベース体４２、およびリードフレーム３３，３４の一部は、封止体５０によって封止されている。なお、Ａｌワイヤ３１，３２は、ボンディングリボンとして設けられていてもよい。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る窒化物半導体装置の作用効果を説明する。本実施の形態に係る窒化物半導体装置において、ショットキー電極２０上に形成されているパッド電極２１は構成材料にＡｌを含んでおらず、Ｎｉを含んでいる。そのため、図７および図８を参照して、本実施の形態に係る窒化物半導体装置をＡｌワイヤ３１を用いてワイヤボンディング実装する際には、Ａｌワイヤ３１はパッド電極２１のＮｉ層２４上にボンディングされる。このとき、ＮｉはＡｌと比べて融点が高いため、ボンディング時の温度下ではほとんど移動（マイグレーション）せず、Ｎｉはショットキー電極２０内にほとんど拡散しない。また、窒化物半導体装置１００がワイヤボンディング実装されたモジュールを高温動作させたときにも、Ｎｉは高温動作環境下においてほとんど移動（マイグレーション）せず、Ｎｉはショットキー電極２０内にほとんど拡散しない。そのため、Ｎｉ層２４は、Ｎｉ層２４の下層に位置するＡｕ層２３とともに、Ａｌワイヤ３１を構成するＡｌの拡散を抑制する拡散阻止層として機能する。さらに、Ｎｉは、窒化物半導体材料とショットキー接合することができるため、仮に微量のＮｉがショットキー電極２０内を拡散して窒化物半導体層１１に到達した場合にも、リーク電流の増大などの特性不良を抑制することができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る窒化物半導体装置において、Ｎｉ層２４の膜厚は、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。図９に、Ｎｉ層の膜厚を１００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内で形成した窒化物半導体装置としてのＳＢＤに対し、逆方向リーク電流を測定した結果を示す。図９の横軸はＮｉ層の膜厚を示し、単位はｎｍである。図９の縦軸は逆方向リーク電流を示し、単位はμＡである。なお、逆方向に６００Ｖ印加したときのリーク電流を測定した。測定の結果、Ｎｉ層の膜厚が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であれば、リーク電流は問題のない程度に抑制することができることが確認できた。一方、６００ｎｍ以上ではリーク電流は増加し、７００ｎｍ以上ではおよそ１００μＡのリーク電流が確認された。これについては、Ｎｉはモース硬度が高いため、厚みが増すとショットキー電極を介してＩＩＩ族窒化物半導体層に伝わる応力が増し、これによりリーク電流が増大したと考えられる。
【００４３】
本実施の形態において、パッド電極２１はＡｕ層２３を含んでいたが、これに限られるものではない。具体的には、パッド電極２１は、モース硬度が２．８以下である材料で構成されているのが好ましい。また、パッド電極２１は、たとえば、Ａｕ層２３に代わって、Ａｕ合金層を含んでいてもよい。Ａｕ合金層とは、たとえばＮｉとＡｕとの合金からなる層である。このようにしても、Ａｕ層２３を含む場合と同様に、パッド電極２１を低抵抗とするとともに、パッド電極２１にボンディングされるＡｌワイヤ３１（図７参照）からショットキー電極２０の主面１１ａの面内方向における全体に電流を広がりやすくすることができる。また、たとえばワイヤボンディング実装時などパッド電極２１に応力が加えられる場合にも、該応力がショットキー電極２０に伝わることを抑制することができる。また、ＮｉおよびＡｕは、いずれも仕事関数が十分に大きいため、ショットキー電極２０内を拡散してＩＩＩ族窒化物半導体層１１に達したときにも、ＩＩＩ族窒化物半導体層１１としてのｎ型ＧａＮ層とショットキー接合することができる。
【００４４】
本実施の形態に係る窒化物半導体装置１００は、ＧａＮ基板１０の主面１０ａ上にＩＩＩ族窒化物半導体層１１が形成されることにより構成されていたが、これに限られるものではない。ＩＩＩ族窒化物半導体層１１は、たとえば導電性を有する支持基板の主面上に形成されていてもよい。具体的には、ＳｉＣなどの半導体基板や、金属基板などを支持基板として用いることができる。このようにしても、支持基板の主面上に形成されたＩＩＩ族窒化物半導体層１１とショットキー接合するショットキー電極２０と、支持基板の他の主面上において支持基板とオーミック接合するカソード電極２５とを備えたＳＢＤとしての窒化物半導体装置を得ることができる。
【００４５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行ったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、Ａｌワイヤを用いてワイヤボンディング実装される窒化物半導体装置に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００４７】
１０  基板、
１０ａ，１１ａ  主面、
１０ｂ  裏面、
１１  窒化物半導体層、
１５  誘電体層、
２０  ショットキー電極、
２１  パッド電極、
２２  Ｔｉ層、
２３  Ａｕ層（パッド下地層）、
２４  Ｎｉ層、
２５  カソード電極、
３１，３２  Ａｌワイヤ、
３３，３４  リードフレーム、
４１  導電性接着剤、
４２  ベース体、
５０  封止体、
１００  窒化物半導体装置。
【図１】
2015026669.tif 000003
【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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