(57)【要約】【課題】電極との接触抵抗が低いＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置を提供する。【解決手段】ＧａＮ系化合物半導体で代表されるＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体から成るｎ型層４の表面に形成される電極５の材料がシリサイド系合金であるＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体から成るｎ型層の表面に形成される電極の材料がシリサイド系合金であることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置。
【請求項２】
前記シリサイド系合金を構成するＳｉ以外の金属が、Ｔａ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種である請求項１のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置。
【請求項３】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体から成るｎ型層に、真空蒸着法、スパッタ法、またはＥＢ蒸着法で、シリサイド系合金を、直接、被着せしめることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置への電極形成方法。
【請求項４】
前記シリサイド系合金を構成するＳｉ以外の金属が、Ｔａ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種である請求項３のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置への電極形成方法。
【請求項５】
前記シリサイド系合金が被着されている前記ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系半導体装置を、熱処理炉で熱処理する請求項３または４のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置の電極形成方法。
【請求項６】
前記熱処理が、温度６２０℃、時間５分間行われる請求項５のＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置の電極形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置に関し、更に詳しくは、ｎ型層に低接触抵抗のｎ型電極が形成されているので、大電流動作を行わせることができるＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置、具体的にはＧａＮ系半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＡｌＩｎＧａＮなどに代表されるＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体は、そのバンドギャップエネルギーが大きく、かつ直接遷移型であり、しかも高温動作が優れているということで、この材料、とくにＧａＮを用いて発光素子、受光素子、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）などの電子・光デバイスの開発研究が行われている。
【０００３】
例えば、ＧａＮを用いるＦＥＴの場合、その製造に際しては、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法やガスソース分子線エピタキシャル成長（ＧＳＭＢＥ）法を適用して、まず半絶縁性の例えばサファイヤ基板の上に、ＧａＮのバッファ層を形成し、ついでこのバッファ層の上に所定組成のＧａＮ系化合物半導体を順次エピタキシャル成長させて最表層が活性層として機能するｎ型層になっている所定の層構造を形成する。
【０００４】
そして、この活性層の上に、ソース電極とドレイン電極が形成され、またこれら電極の間にはゲート電極が形成される。
ところで、これら電極の形成に関しては、電極を形成すべきｎ型層の表面に、直接、電極材料を例えば真空蒸着法で所定の厚みだけ蒸着し、ついで全体に熱処理を行うのが通例である。そして、形成された電極に対しては、ｎ型層との密着性が良好であり、かつｎ型層との間の接触抵抗が低いことが要求される。
【０００５】
しかしながら、ＧａＮやＡｌＧａＮなどのＧａＮ系化合物半導体は、バンドギャップエネルギーが大きいのでその電子親和力が小さい。そのため、この上に形成される電極との接触抵抗も高くなる。例えば、ＧａＮやＡｌＧａＮなどに用いる電極材料としては、ＴｉやＡｌなどが実使用されているが、その場合の両者間の接触抵抗は、概ね１×１０−４Ωｃｍ２オーダと高い値を示している。
【０００６】
ところで、ＧａＮ系ＦＥＴに関しては、最近、自動車部品としての用途が検討されている。そして、その場合には当該ＦＥＴに大電流動作が課せられてくるため、上記した接触抵抗を低めることは非常に重要な問題になってくる。
しかしながら、現在までのところ、ＧａＮ系半導体装置における低抵抗化を実現するための方法は不確実な状態にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＧａＮ系ＦＥＴに代表されるＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置のｎ型層に形成された電極を後述する材料で形成することにより、電極の接触抵抗が１×１０−７Ωｃｍ２以下の値にまで低下することができるので、大電流動作が可能になっているＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置とそこへの電極形成方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体から成るｎ型層の表面に形成される電極の材料がシリサイド系合金であることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置が提供される。
【０００９】
また、本発明においては、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体から成るｎ型層に、真空蒸着法、スパッタ法、またはＥＢ蒸着法で、シリサイド系合金を、直接、被着せしめることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体装置への電極形成方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の装置は、例えばＦＥＴなど製造目的の装置に対応する層構造がＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体材料で形成され、そして電極を形成すべき最表層がｎ型層になっていて、そこに後述するシリサイド系合金から成る電極が形成された構造になっている。
【００１１】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系化合物半導体としては、例えば、ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＩｎＧａＡｌＮ，ＩｎＧａＮＡｓ，ＩｎＧａＮＡｓＰ，ＡｌＩｎＧａＮＡｓ，ＡｌＩｎＧａＮＡｓＰ，ＡｌＧａＮＰ，ＩｎＧａＮＰ，ＧａＮＰ，ＧａＮＰＡｓ，ＧａＮＡｓなどをあげることができるが、これらのうち、ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＡｌＮ，ＡｌＩｎＧａＮＡｓＰのようなＧａＮ系のものが、装置の大電流動作を可能にするという点で有効である。
【００１２】
層構造は、公知の例えばＭＯＣＶＤ法やＧＳＭＢＥ法を適用して形成すればよく、そして、最表層のｎ型層の形成に際しては例えばＳｉやモノシランをｎ型ドーパントとして用いればよい。
この装置では、上記したｎ型層に、直接、シリサイド系合金を被着して電極が形成されている。
【００１３】
具体的には、ｎ型層の所定表面箇所（電極を形成すべき箇所）に、例えば、電子ビーム（ＥＢ）を用いたＥＢ蒸着法、スパッタ法、抵抗加熱による蒸着法などの方法で、シリサイド系合金の蒸気を、直接、被着せしめて形成される。
【００１４】
用いるシリサイド系合金としては、Ｔａ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｎの群から選ばれる少なくとも１種の金属とＳｉとの合金をあげることができる。これらのうち、Ｔａ−Ｓｉ系シリサイドは好適である。
【００１５】
なお、この電極の表面を、更に、例えばＡｕ，Ａｕ系合金，Ｐｔ／Ａｕ，Ｐｄ／Ａｕなどで被覆して当該シリサイド系合金から成るの電極の酸化を防止する保護膜を形成することが好ましい。
【００１６】
【実施例】
ＧＳＭＢＥ法により、ラジカル化した窒素（３×１０−６Ｔｏｒｒ）、Ｇａ（５×１０−７Ｔｏｒｒ）、成長温度６４０℃でサファイヤ基板１の上にｎ−ＧａＮから成る厚み５０ｎｍのバッファ層２を形成し、更にその上に、Ｇａ（１×１０−６Ｔｏｒｒ）とアンモニア（５×１０−５Ｔｏｒｒ）を用い、成長温度８５０℃で厚み１０００ｎｍのアンドープＧａＮ層３を形成した。
【００１７】
ついで、Ｇａ（１×１０−７Ｔｏｒｒ）、アンモニア（５×１０−５Ｔｏｒｒ）、およびＳｉ（１×１０−９Ｔｏｒｒ）をドーパントとして用い、成長温度８５０℃で前記アンドープＧａＮ層３の上に厚み２００ｎｍのｎ−ＧａＮ層４を形成した。なお、このｎ−ＧａＮ層４のキャリア濃度は２×１０１７ｃｍ−３となるように、予めホール測定をして設定しておいた。このｎ−ＧａＮ層が本発明でいうｎ型層１に相当する。
【００１８】
ｎ−ＧａＮ層４の全面を被覆してＳｉＯ２から成る保護膜（図示しない）を熱化学堆積法で形成したのち、その保護膜にフッ酸を用いて電極形成箇所を開口した。
【００１９】
ついで全体を真空蒸着装置に移し、そこで、Ｔａ−Ｓｉを厚み１００ｎｍとなるように蒸着して電極５を形成し、更にその上に、Ａｕを厚み１０００ｎｍとなるようにスパッタ蒸着して保護層６を形成した。
【００２０】
得られた材料を熱処理炉に移し、そこで、温度６２０℃で５分間の熱処理を行い、図１で示したＧａＮ系装置を製造した。
この電極と前記Ｓｉドープｎ−ＧａＮ層４との間の接触抵抗を測定したところ、３×１０−８Ωｃｍ２であり、極めて低い値を示した。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の装置は、電極材料としてシリサイド系合金を用いた結果、電極との接触抵抗が極めて低くなり、大電流動作が可能な半導体装置としてその工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例装置の層構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１　サファイア基板
２　バッファ層
３　アンドープＧａＮ層
４　ｎ−ＧａＮ層
５　Ｔｉ−Ｓｉ層（金属シリサイド層）
６　Ａｕ（保護層）
【図１】
2004055840.tif 000003