(57)【要約】  【課題】  窒化物半導体層に設けるオーミックコンタクトのコンタクト抵抗を低減できるようにする。  【解決手段】  母材基板１１の上に、活性層を含む窒化ガリウムからなる第１の窒化物半導体層１２と、厚さが約２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウムからなる第２の窒化物半導体層１３を順次形成する。続いて、第２の窒化物半導体層１３の上に、ＣＶＤ法により、厚さが３００ｎｍのシリコンからなるポテンシャル低減層１４を堆積する。続いて、堆積したポテンシャル低減層１４の電極形成領域に対して燐イオンを選択的にイオン注入し、燐が注入されたポテンシャル低減層１４に対して約１０００℃の温度で熱処理を施して、注入されたｎ型のドーパントを活性化する。続いて、スパッタ法により、ポテンシャル低減層１４の上に、厚さが約３００ｎｍのチタンとアルミニウムとの積層膜からなる電極１５を形成する。【選択図】      図１
2005116725.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の上に形成され、それぞれ不純物がドープされた炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも１つを含むIV族元素層と、
前記IV族元素層の上に形成され、該IV族元素層を介して前記窒化物半導体層とオーミック接触する電極とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちのいずれか１つからなる単層構造又は互いに組成が異なる層が積層された積層構造を有してい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IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも２つを含む化合物からな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４】
前記窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、
前記不純物は、Ｖ族元素からなることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記Ｖ族元素は窒素、燐、ヒ素又はアンチモンであることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、
前記不純物は、VI族元素からなることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記VI族元素は、酸素、硫黄、セレン又はテルルであることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記不純物は、前記IV族元素層における前記窒化物半導体層との界面又はその近傍にピークを持つ濃度プロファイルを有していることを特徴とする請求項６又は７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記不純物は、前記IV族元素層における前記電極との界面又はその近傍がその内側よりも高くなる濃度プロファイルを有していることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記IV族元素層における組成比は、そのバンドギャップが前記IV族元素層と前記窒化物半導体層との界面において最も大きくなるように膜厚方向で調整されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記IV族元素層は、シリコン又はシリコンの化合物からなることを特徴とする請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記窒化物半導体層はｐ型の導電性を有し、
前記不純物は、II族元素又はIII 族元素からなることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記不純物は、II族元素からなり、前記IV族元素層における前記窒化物半導体層との界面又はその近傍にピークを持つ濃度プロファイルを有していることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記IV族元素層は、組成が０より大きく且つ１以下である炭素を含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
窒化物半導体層の上に、IV族元素からなる単層膜若しくは互いに組成が異なる複数の単層膜が積層された積層膜又はIV族元素からなる化合物により構成されたIV族元素層を形成する工程と、
イオン注入法により、前記IV族元素層の電極形成領域に不純物を選択的に導入する工程と、
前記不純物が導入された前記IV族元素層の電極形成領域の上に、前記IV族元素層を介して前記窒化物半導体層とオーミック接触する電極を形成する工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、
前記不純物は、Ｖ族元素又はVI族元素からなることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記窒化物半導体層はｐ型の導電性を有し、
前記不純物は、II族元素又はIII 族元素からなることを特徴とする請求項１５又は１６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】
本発明は、窒化物半導体を用いた半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、その広いバンドギャップとそれに伴う高い破壊電圧、高い電子飽和速度及び高い移動度に加えて、ヘテロ接合における高い電子濃度等の利点を有することから、短波長発光素子、高出力高周波素子及び高周波低雑音増幅素子等への応用を目的として、研究開発が進んでいる。これらの窒化物半導体素子において、該素子の電気的又は光学的特性を高めるには、該素子内のコンタクト抵抗をできる限り低減させる必要がある。特に電流を電子によって搬送する場合は、電子が伝導する領域（以下、チャネルと呼ぶ。）に外部から電子を供給し、また外部に出力するオーミックコンタクト（オーミック電極）を形成する必要がある。
【０００３】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に従来のｎ型チャネルを有する半導体層にオーミックコンタクトを形成する第１の方法を示す。
【０００４】
まず、図１１（ａ）に示すように、サファイアからなる母材基板１０１の上に、ｎ型チャネルを含むｎ型窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる半導体層１０２を気相成長法により形成し、形成した半導体層１０２の上に、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）等を順次成膜した積層膜からなる金属薄膜１０３をリフトオフ法によって形成する。
【０００５】
次に、図１１（ｂ）に示すように、金属薄膜１０３が形成された半導体層１０２に対して比較的に高温の５００℃〜９００℃の温度でアニ−ルを行なって、チタンと半導体層１０２を構成する窒素とを反応させることにより窒素空孔を形成し、半導体１０２の表面近傍の金属性を増した領域１０２ａを形成する。このとき、該領域１０２ａには、ガリウム、アルミニウム、チタン及び窒化チタン等の安定な金属化合物が形成される。この方法によって得られるコンタクト抵抗率（specific contact resisitance）は、例えば、ヘテロ接合トランジスタにおけるソースドレイン電極のコンタクト部を構成する、窒化ガリウムの上に厚さが２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウムを積層した構造（Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ｎ／ＧａＮ構造）に適用した場合は、１×１０-4Ω・ｃｍ2 程度である。
【０００６】
一方、コンタクト抵抗をより低減する第２の方法として、コンタクトを形成する前に、オーミックコンタクト形成領域にのみｎ型の不純物を可能な限り高い濃度でドープするという方法が用いられている。具体的には、コンタクト形成領域をｎ型不純物として作用するシリコン薄膜で覆い、高温のアニールを施した後に該シリコン薄膜を除去する。続いて、チタン、アルミニウム、ニッケル及び金等を下から順次積層した金属薄膜を形成し、さらにアニールを行なう。この方法によると、ヘテロ接合トランジスタのソースドレイン電極のコンタクト部を構成するＡｌ0.25Ｇａ0.75Ｎ（２５ｎｍ）／ＧａＮ構造におけるコンタクト抵抗率は、３×１０-6Ω・ｃｍ2 程度にまで低減できる。
【０００７】
また、ｐ型の窒化物半導体にオーミックコンタクトを形成する方法としては、該窒化物半導体の表面付近のｐ型不純物濃度を増加させる方法、仕事関数が大きい金属を電極として用いる方法、又は表面にトンネル電流が流れるバリア層を形成する方法等がある。これらの方法により、ｐ型窒化ガリウムに形成されるオーミックコンタクトのコンタクト抵抗率は1×１０-4Ω・ｃｍ2 程度である。
【特許文献１】特開２００１−３２６２３１号公報
【特許文献２】米国特許第６４１０９４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来のオーミックコンタクト形成方法によって得られるコンタクト抵抗率は、いずれも実用レベルの高周波デバイスに要求される値である１０-7Ω・ｃｍ2 台には達していない。チャネルを形成する窒化物半導体がｎ型の場合には、通常用いられるコンタクト形成用金属であるチタンの仕事関数の値が十分に小さくはなく、得られるコンタクト抵抗の下限値もこれに規定されてしまう。
【０００９】
また、前記の第２の方法においても、シリコン薄膜を除去した後に、金属からなる電極を形成するため、コンタクト抵抗率は、最終的には金属と窒化物半導体層との間の障壁高さによって規定されることになる。特に、ヘテロ接合トランジスタにおけるソースドレイン電極のコンタクト部を構成するＡｌxＧａ1-xＮ／ＧａＮ構造（但し、ｘは０≦ｘ≦１である。）において、アルミニウムの組成ｘが０．３を超える場合にこの問題が顕著になる。
【００１０】
また、チャネルを形成する窒化物半導体の導電型がｐ型の場合は、充分に大きい仕事関数値を有する金属はなく、得られるコンタクト抵抗の下限値もこれに規定される。
【００１１】
このように、従来は、導電型がｎ型及びｐ型の窒化物半導体層に設けるオーミックコンタクト（電極）のコンタクト抵抗を十分に低減することができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題を解決し、窒化物半導体層に設けるオーミックコンタクトのコンタクト抵抗を低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体装置を窒化物半導体層とオーミックコンタクトとの間にIV族元素からなる半導体層を介在させる構成とする。
【００１４】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、窒化物半導体層と、該窒化物半導体層の上に形成され、それぞれ不純物がドープされた炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも１つを含むIV族元素層と、該IV族元素層の上に形成され、該IV族元素層を介して窒化物半導体層とオーミック接触する電極とを備えている。
【００１５】
本発明の半導体装置によると、IV族元素層を介して窒化物半導体層とオーミック接触する電極を備えている。ここで、IV族元素層を構成する例えばシリコン（Ｓｉ）のバンドギャップは１．１ｅＶであり、窒化物半導体例えば窒化ガリウムのバンドギャップの約３ｅＶと比べて小さいため、IV族元素である炭素、シリコン又はゲルマニウムが持つバンドギャップに相当するポテンシャル障壁が、窒化物半導体層に電極を直接に形成する場合と比べて低減するので、電極と窒化物半導体層とのコンタクト抵抗を確実に低減することができる。
【００１６】
本発明の半導体装置において、IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちのいずれか１つからなる単層構造又は互いに組成が異なる層が積層された積層構造を有していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の半導体装置において、IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも２つを含む化合物からなることが好ましい。
【００１８】
本発明の半導体装置において、窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、不純物はＶ族元素からなることが好ましい。この場合に、Ｖ族元素は窒素、燐、ヒ素又はアンチモンであることが好ましい。このようにすると、IV族元素層は、チャネルが形成される窒化物半導体層と同一の導電型であるｎ型となるため、IV族元素層と窒化物半導体層との間のポテンシャル障壁を低減でき、IV族元素層と窒化物半導体層とのコンタクト抵抗をも低減できる。
【００１９】
また、本発明の半導体装置において、窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、不純物はVI族元素からなることが好ましい。この場合に、VI族元素は酸素、硫黄、セレン又はテルルであることが好ましい。このようにすると、IV族元素層は、チャネルが形成される窒化物半導体層と同一の導電型であるｎ型となる。その上、例えば製造工程において熱処理を行なった際に、IV族元素層の不純物であるVI族元素が窒化物半導体に拡散して、窒化物半導体層におけるｎ型のドーパントとして作用するため、コンタクト抵抗をさらに低減することができる。
【００２０】
不純物がVI族元素からなる場合に、不純物はIV族元素層における窒化物半導体層との界面又はその近傍にピークを持つ濃度プロファイルを有していることが好ましい。このようにすると、VI族元素からなる不純物はIV族元素層と窒化物半導体層との双方に対してｎ型不純物として作用するため、IV族元素層と窒化物半導体層との間のポテンシャル障壁がこれらIV族元素層と窒化物半導体層との界面において低減するので、IV族元素層と窒化物半導体層とのコンタクト抵抗がより確実に低減する。
【００２１】
本発明の半導体装置において、不純物はIV族元素層における電極との界面又はその近傍がその内側よりも高くなる濃度プロファイルを有していることが好ましい。このようにすると、電極とIV族元素層との間のコンタクト抵抗をより低減することができる。
【００２２】
IV族元素層がIV族化合物からなる場合に、IV族元素層における組成比は、そのバンドギャップがIV族元素層と窒化物半導体層との界面において最も大きくなるように膜厚方向で調整されていることが好ましい。このようにすると、IV族元素層と窒化物半導体層との間のポテンシャル障壁の差が、これらIV族元素層と窒化物半導体層との界面において最小となるため、IV族元素層と窒化物半導体層との間のコンタクト抵抗がより確実に低減する。
【００２３】
本発明の半導体装置において、IV族元素層はシリコン又はシリコンの化合物からなることが好ましい。このようにすると、半導体装置の製造工程において不可避的に発生する高温熱処理工程において、IV族元素層を構成するシリコンが窒化物半導体層に拡散して、窒化物半導体層におけるｎ型のドーパントとして作用するため、コンタクト抵抗をより低減することが可能となる。
【００２４】
また、本発明の半導体装置において、窒化物半導体層はｐ型の導電性を有し、不純物は、II族元素又はIII 族元素からなることが好ましい。このようにすると、IV族元素層は、窒化物半導体層と同一の導電型であるｐ型となる。その上、例えば製造工程において熱処理を行なった際に、IV族元素層の不純物にII族元素を用いた場合は、該不純物が窒化物半導体に拡散して、窒化物半導体層におけるｐ型のドーパントとして作用するため、コンタクト抵抗をさらに低減することができる。
【００２５】
この場合に、不純物はII族元素からなり、IV族元素層における窒化物半導体層との界面又はその近傍にピークを持つ濃度プロファイルを有していることが好ましい。このようにすると、II族元素からなる不純物は、IV族元素層と窒化物半導体層の双方に対してｐ型不純物として作用するため、IV族元素層と窒化物半導体層との間のポテンシャル障壁をこれらIV族元素層と窒化物半導体層との界面において低減することができるので、コンタクト抵抗をより確実に低減することができる。
【００２６】
また、この場合に、IV族元素層は組成が０より大きく且つ１以下である炭素を含むことが好ましい。このようにすると、IV族元素層におけるバンドギャップをより大きくすることが可能となるため、IV族元素層とｐ型の窒化物半導体層との間の価電子帯におけるポテンシャルの差をより小さくすること、すなわち正孔伝導のコンタクト抵抗を低減することが可能となる。
【００２７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、窒化物半導体層の上に、IV族元素からなる単層膜若しくは互いに組成が異なる複数の単層膜が積層された積層膜又はIV族元素からなる化合物により構成されたIV族元素層を形成する工程と、イオン注入法により、IV族元素層の電極形成領域に不純物を選択的に導入する工程と、不純物が導入されたIV族元素層の電極形成領域の上に、IV族元素層を介して窒化物半導体層とオーミック接触する電極を形成する工程とを備えている。
【００２８】
本発明の半導体装置の製造方法によると、IV族元素層における不純物を選択的に導入された電極形成領域の上に、IV族元素層を介して窒化物半導体層とオーミック接触する電極を形成する。ここで、IV族元素層を構成するIV族元素のバンドギャップは窒化物半導体のバンドギャップと比べて小さいため、IV族元素が持つバンドギャップに相当するポテンシャル障壁が、窒化物半導体層に電極を直接に形成する場合と比べて低減するので、電極と窒化物半導体層とのコンタクト抵抗を確実に低減することができる。その上、IV元素層に対する不純物の導入工程をイオン注入法により行なうため、IV族元素層における不純物の濃度プロファイルをイオン注入法によるドーズ量と加速エネルギーの値とによって所望の値に制御することが可能となる。
【００２９】
本発明の半導体装置の製造方法において、IV族元素層は、炭素、シリコン及びゲルマニウムのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
【００３０】
本発明の半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層はｎ型の導電性を有し、不純物はＶ族元素又はVI族元素からなることが好ましい。
【００３１】
また、本発明の半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層はｐ型の導電性を有し、不純物はII族元素又はIII 族元素からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の半導体装置によると、IV族元素層を構成するIV族元素のバンドギャップは、窒化物半導体のバンドギャップと比べて小さいため、IV族元素が持つバンドギャップに相当するポテンシャル障壁が、窒化物半導体層に電極を直接に形成する場合と比べて低減するので、電極と窒化物半導体層とのコンタクト抵抗を確実に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
(第１の実施形態)
本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１は本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体装置におけるオーミック電極の断面構成を示している。ここでは、装置の構成を製造方法と共に説明する。
【００３５】
図１に示すように、例えば、有機金属気相成長（metal organic chemical vapor deposition:ＭＯＣＶＤ）法により、サファイア（単結晶Ａｌ2Ｏ3）からなる母材基板１１の上に、活性層（チャネル）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の窒化物半導体層１２を成長し、続いて、第１の窒化物半導体層１２の上に、厚さが約２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）からなる第２の窒化物半導体層１３を成長する。続いて、第２の窒化物半導体層１３の上に、ＣＶＤ法により、厚さが３００ｎｍのシリコン（Ｓｉ）からなるIV族元素層としてのポテンシャル低減層１４を堆積する。その後、イオン注入（イオンインプランテーション）法により、堆積したポテンシャル低減層１４の電極形成領域に対して、燐（Ｐ）からなるｎ型のドーパントをその濃度が約１×１０20ｃｍ-3となるように選択的に注入する。続いて、燐が注入されたポテンシャル低減層１４に対して約１０００℃の温度で３０分間程度の熱処理を施して、注入されたｎ型のドーパントを活性化する。この熱処理により、ポテンシャル低減層１４を構成するシリコン原子が、ポテンシャル低減層１４と界面を持つ第２の窒化物半導体層１３に拡散する。続いて、スパッタ法により、ポテンシャル低減層１４の上に、厚さが約３００ｎｍのチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層膜からなる電極１５を形成する。ここで、第２の窒化物半導体層１３、ポテンシャル低減層１４及び電極１５に対して、リソグラフィ法及びドライエッチング法によりそれぞれパターニングする。なお、電極１５に対するパターニングは、ポテンシャル低減層１４における電極形成領域を露出する開口部を持つレジストパターンを形成し、形成されたレジストパターンの上に電極形成膜を堆積した後、該レジストパターンを除去する、いわゆるリフトオフ法を用いてもよい。
【００３６】
図２（ａ）に第１の実施形態に係る電極１５と第１の窒化物半導体層１２との間の電子のエネルギーダイアグラムを示す。図２（ａ）に示すように、第１の窒化物半導体層１２と第２の窒化物半導体層１３との界面には、第１の窒化物半導体層１２を構成するＧａＮと、第２の窒化物半導体層１３を構成するＡｌ0.35Ｇａ0.65Ｎとの間の分極量の違いから、濃度が１×１０13ｃｍ-2の２次元電子ガス１０が生ずる。
【００３７】
一方、第２の窒化物半導体層１３の上に形成したポテンシャル低減層１４は燐がドープされているため、該ポテンシャル低減層１４のフェルミレベルＥf はその伝導帯のエネルギーレベルとほぼ等しい。その結果、通常用いられるチタンを窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）の上に直接に接触させる場合と比べて、０．５Ｖだけ低いポテンシャル障壁を実現することができる。
【００３８】
このように、第１の実施形態に係る電極１５は、第２の窒化物半導体層１３と第１の窒化物半導体層１２の界面に生ずる２次元電子ガス１０との間でオーミックコンタクト（オーミック接触）が形成される。
【００３９】
さらに、シリコンからなるポテンシャル低減層１４を堆積した後に、堆積したポテンシャル低減層１４に対して１０００℃という比較的に高温の熱処理を行なうため、シリコンの一部が第２の窒化物半導体層１３に拡散する。ここで、第２の窒化物半導体層１３に拡散したシリコンは、第２の窒化物半導体層１３においてｎ型のドーパントとして作用するため、第２の窒化物半導体層１３におけるポテンシャル低減層１４との界面の空乏層の厚さが低減する。このため、ポテンシャル低減層１４から第２の窒化物半導体層１３へのトンネル電流が増大することによって、電極１５と第１の窒化物半導体層１２との間の抵抗値をさらに低減することができる。
【００４０】
図２（ｂ）に第１の実施形態に係る半導体装置におけるオーミック電極の電流電圧（Ｉ−Ｖ）特性を従来例と比較して示す。図２（ｂ）から明らかなように、実線で示した本実施形態に係るＩ−Ｖ特性は、破線で示した従来例に係るＩ−Ｖ特性と比べて傾きが大きく、コンタクト抵抗が約１０分の１にまで低減しており、コンタクト抵抗率としては従来例に係る５×１０-5Ω・ｃｍ2 に対して５×１０-7Ω・ｃｍ2 と良好な値を得ている。
【００４１】
なお、第１の実施形態においては、ポテンシャル低減層１４にIV族元素のシリコン（Ｓｉ）を用いたが、これに代えて、同じIV族の炭素（Ｃ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）からなる単層構造、又はシリコン、炭素及びゲルマニウムのうちの少なくとも２層が積層された積層構造としてもよい。
【００４２】
また、ポテンシャル低減層１４に導入したｎ型のドーパントにＶ族元素の燐を用いたが、これに代えて、同じＶ族のヒ素（Ａｓ）又はアンチモン（Ｓｂ）を用いても同様の効果を得られる。
【００４３】
また、第１の窒化物半導体層１２及び第２の窒化物半導体層１３の導電型は真性でもよく、またｎ型でもよい。
【００４４】
また、図２（ｃ）に示すように、第１の実施形態の一変形例として、ポテンシャル低減層１４における電極１５側の界面又はその近傍の燐の濃度を増大することにより、ポテンシャル低減層１４における電極１５との界面近傍の空乏層の厚さをほぼ０とすることが可能となるため、コンタクト抵抗をさらに低減することができるようになる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図３は本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体装置におけるオーミック電極の断面構成を示している。ここでも、装置の構成を製造方法と共に説明する。
【００４７】
図３に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法により、サファイアからなる母材基板２１の上に、活性層（チャネル）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の窒化物半導体層２２を成長し、続いて、第１の窒化物半導体層２２の上に、厚さが約２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）からなる第２の窒化物半導体層２３を成長する。続いて、第２の窒化物半導体層２３の上に、ＣＶＤ法により、厚さが３００ｎｍのシリコン（Ｓｉ）からなるIV族元素層としてのポテンシャル低減層２４を堆積する。その後、イオン注入法により、堆積したポテンシャル低減層２４の電極形成領域に対して、テルル（Ｔｅ）からなるドーパントをその濃度が約１×１０20ｃｍ-3となるように選択的に注入し、続いて、テルルが注入されたポテンシャル低減層２４に対して約１０００℃の温度で３０分間程度の熱処理を施して、注入されたドーパントを活性化する。この熱処理により、ポテンシャル低減層２４を構成するシリコン原子が、ポテンシャル低減層２４と界面を持つ第２の窒化物半導体層２３に拡散する。続いて、スパッタ法により、ポテンシャル低減層２４の上に、厚さが約３００ｎｍのチタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層膜からなる電極２５を形成する。ここで、第２の窒化物半導体層２３、ポテンシャル低減層２４及び電極２５に対して、リソグラフィ法及びドライエッチング法によりそれぞれパターニングする。なお、電極２５に対するパターニングは、ポテンシャル低減層２４の電極形成領域を露出する開口部を持つレジストパターンの上に電極形成膜を堆積した後、該レジストパターンを除去するリフトオフ法を用いてもよい。
【００４８】
図４（ａ）に第２の実施形態に係る電極２５と第１の窒化物半導体層２２との間の電子のエネルギーダイアグラムを示す。図４（ａ）に示すように、第１の窒化物半導体層２２と第２の窒化物半導体層２３との界面には、第１の窒化物半導体層２２を構成するＧａＮと、第２の窒化物半導体層２３を構成するＡｌ0.35Ｇａ0.65Ｎとの間の分極量の違いから、濃度が１×１０13ｃｍ-2の２次元電子ガス２０が生ずる。
【００４９】
一方、第２の窒化物半導体層２３の上に形成したポテンシャル低減層２４はテルルがドープされているため、該ポテンシャル低減層２４のフェルミレベルＥf はその伝導帯のエネルギーレベルとほぼ等しい。その結果、通常用いられるチタンを窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）の上に直接に接触させる場合と比べて、０．５Ｖだけ低いポテンシャル障壁を実現することができる。
【００５０】
このように、第２の実施形態に係る電極２５は、第２の窒化物半導体層２３と第１の窒化物半導体層２２の界面に生ずる２次元電子ガス２０との間でオーミックコンタクト（オーミック接触）が形成される。
【００５１】
さらに、シリコンからなるポテンシャル低減層２４を堆積した後に、堆積したポテンシャル低減層２４に対して１０００℃という比較的に高温の熱処理を行なうため、シリコンの一部が第２の窒化物半導体層２３に拡散する。ここで、第２の窒化物半導体層２３に拡散したシリコンは、第２の窒化物半導体層２３においてｎ型のドーパントとして作用するため、第２の窒化物半導体層１３におけるポテンシャル低減層２４との界面の空乏層の厚さが低減する。このため、ポテンシャル低減層２４から第２の窒化物半導体層２３へのトンネル電流が増大することによって、電極２５と第１の窒化物半導体層２２との間の抵抗値をさらに低減することができる。
【００５２】
その上、第２の実施形態においては、ポテンシャル低減層２４にドープしたテルルの濃度プロファイルを、ポテンシャル低減層２４と第２の窒化物半導体層２３との界面又はその近傍において最も高くなるように設定している。これにより、ポテンシャル低減層２４と第２の窒化物半導体層２３との界面又はその近傍においてフェルミレベルＥf が最も高くなるため、ポテンシャル低減層２４と第２の窒化物半導体層２３との間におけるポテンシャル障壁がさらに低減する。ここで、このようなテルルの濃度プロファイルは、加速電圧を約１５０ｋｅＶとし、イオンビームのドーズ量を約１×１０16ｃｍ-2とするテルルイオンのイオン注入法により形成できる。
【００５３】
また、ポテンシャル低減層２４に導入されたテルルからなるドーパントは、熱処理によって第２の窒化物半導体層２３に拡散したとしても、VI族元素であるテルルは、第２の窒化物半導体層２３に対してｎ型のドーパントとして作用するため、ポテンシャル低減層２４と第２の窒化物半導体層２３とのコンタクト抵抗をより低減する方向に作用する。
【００５４】
図４（ｂ）に第２の実施形態に係る半導体装置におけるオーミック電極の電流電圧（Ｉ−Ｖ）特性を従来例と比較して示す。図４（ｂ）から明らかなように、実線で示した本実施形態に係るＩ−Ｖ特性は、破線で示した従来例に係るＩ−Ｖ特性と比べて傾きが大きく、コンタクト抵抗が約１０分の１にまで低減しており、コンタクト抵抗率としては従来例に係る５×１０-5Ω・ｃｍ2 に対して５×１０-7Ω・ｃｍ2 と良好な値を得ている。
【００５５】
なお、第２の実施形態においては、ポテンシャル低減層２４にIV族元素のシリコン（Ｓｉ）を用いたが、これに代えて、同じIV族の炭素（Ｃ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）からなる単層構造、又はシリコン、炭素及びゲルマニウムのうちの少なくとも２層が積層された積層構造としてもよい。
【００５６】
また、ポテンシャル低減層２４に導入したｎ型のドーパントにVI族元素のテルルを用いたが、これに代えて、同じVI族の硫黄（Ｓ）又はセレン（Ｓｅ）を用いても同様の効果を得られる。
【００５７】
また、第１の窒化物半導体層２２及び第２の窒化物半導体層２３の導電型は真性でもよく、またｎ型でもよい。
【００５８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、第２の実施形態の一変形例として、ポテンシャル低減層２４における電極２５側の界面又はその近傍のテルルの濃度を増大することにより、ポテンシャル低減層２４における電極２５との界面近傍の空乏層を消滅することが可能となるため、コンタクト抵抗をさらに低減することができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
図５は本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体装置におけるオーミック電極の断面構成を示している。ここでも、装置の構成を製造方法と共に説明する。
【００６１】
図５に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法により、サファイアからなる母材基板３１の上に、活性層（チャネル）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の窒化物半導体層３２を成長し、続いて、第１の窒化物半導体層３２の上に、厚さが約２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）からなる第２の窒化物半導体層３３を成長する。その後、第２の窒化物半導体層３３の上に、ＣＶＤ法により、厚さが３００ｎｍの炭化シリコン（ＳｉＣ）からなるIV族元素層としてのポテンシャル低減層３４を堆積する。続いて、イオン注入法により、堆積したポテンシャル低減層３４の電極形成領域に対して、テルル（Ｔｅ）からなるｎ型のドーパントを選択的に注入する。その後、テルルが注入されたポテンシャル低減層３４に対して約１０００℃の温度で３０分程度の熱処理を施して、注入されたドーパントを活性化する。続いて、スパッタ法により、ポテンシャル低減層３４の上に、厚さが約３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる電極３５を形成する。ここで、第２の窒化物半導体層３３、ポテンシャル低減層３４及び電極３５に対して、リソグラフィ法及びドライエッチング法によりそれぞれパターニングする。なお、電極３５に対するパターニングは、ポテンシャル低減層３４の電極形成領域を露出する開口部を持つレジストパターンの上に電極形成膜を堆積した後、該レジストパターンを除去するリフトオフ法を用いてもよい。
【００６２】
図６（ａ）に第３の実施形態に係る電極３５と第１の窒化物半導体層３２との間の電子のエネルギーダイアグラムを示す。図６（ａ）に示すように、第１の窒化物半導体層３２と第２の窒化物半導体層３３との界面には、第１の窒化物半導体層３２を構成するＧａＮと、第２の窒化物半導体層３３を構成するＡｌ0.35Ｇａ0.65Ｎとの間の分極量の違いから、濃度が１×１０13ｃｍ-2の２次元電子ガス３０が生ずる。
【００６３】
一方、第２の窒化物半導体層３３の上に形成したポテンシャル低減層３４はテルルがドープされているため、該ポテンシャル低減層３４のフェルミレベルＥf はその伝導帯のエネルギーレベルとほぼ等しい。その結果、通常用いられるチタンを窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）の上に直接に接触させる場合と比べて、２Ｖだけ低いポテンシャル障壁を実現することができる。
【００６４】
このように、第３の実施形態に係る電極３５は、第２の窒化物半導体層３３と第１の窒化物半導体層３２の界面に生ずる２次元電子ガス３０との間でオーミックコンタクト（オーミック接触）が形成される。
【００６５】
その上、第３の実施形態においては、ポテンシャル低減層３４にドープしたテルルの濃度プロファイルを、ポテンシャル低減層３４と第２の窒化物半導体層３３との界面又はその近傍において最も高くなるように設定している。これにより、ポテンシャル低減層３４と第２の窒化物半導体層３３との界面又はその近傍においてフェルミレベルＥf が最も高くなるため、ポテンシャル低減層３４と第２の窒化物半導体層３３との間におけるポテンシャル障壁がさらに低減する。ここで、このようなテルルの濃度プロファイルは、加速電圧を約２０ｋｅＶとし、イオンビームのドーズ量を約１×１０16ｃｍ-2とするテルルイオンのイオン注入法により形成できる。
【００６６】
また、ポテンシャル低減層３４に導入されたテルルからなるドーパントは、熱処理によって第２の窒化物半導体層３３に拡散したとしても、VI族元素であるテルルは、第２の窒化物半導体層３３に対してｎ型のドーパントとして作用するため、ポテンシャル低減層３４と第２の窒化物半導体層３３とのコンタクト抵抗をより低減する方向に作用する。
【００６７】
図６（ｂ）に第３の実施形態に係る半導体装置におけるオーミック電極の電流電圧（Ｉ−Ｖ）特性を従来例と比較して示す。図６（ｂ）から明らかなように、実線で示した本実施形態に係るＩ−Ｖ特性は、破線で示した従来例に係るＩ−Ｖ特性と比べて傾きが大きく、コンタクト抵抗が約３０分の１にまで低減しており、コンタクト抵抗率としては従来例に係る５×１０-5Ω・ｃｍ2 に対して３×１０-7Ω・ｃｍ2 と良好な値を得ている。
【００６８】
なお、炭化シリコンからなるポテンシャル低減層３４に導入したｎ型のドーパントにVI族元素のテルルを用いたが、これに代えて、同じVI族の硫黄（Ｓ）又はセレン（Ｓｅ）を用いても同様の効果を得られる。
【００６９】
また、ポテンシャル低減層３４における電子濃度を増大するには、Ｖ族元素である燐（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）又はアンチモン（Ｓｂ）をドーパントに用いてもよい。
【００７０】
また、第１の窒化物半導体層３２及び第２の窒化物半導体層３３の導電型は真性でもよく、またｎ型でもよい。
【００７１】
さらに、図６（ｃ）に示すように、第３の実施形態の一変形例として、ポテンシャル低減層３４における電極３５側の界面又はその近傍のテルルの濃度を増大することにより、ポテンシャル低減層２３における電極３５との界面近傍の空乏層を消滅することが可能となるため、コンタクト抵抗をさらに低減することができる。
【００７２】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００７３】
図７は本発明の第４の実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体装置におけるオーミック電極の断面構成を示している。ここでも、装置の構成を製造方法と共に説明する。
【００７４】
図７に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法により、サファイアからなる母材基板４１の上に、活性層（チャネル）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる第１の窒化物半導体層４２を成長し、続いて、第１の窒化物半導体層４２の上に、厚さが約２５ｎｍの窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）からなる第２の窒化物半導体層４３を成長する。続いて、第２の窒化物半導体層４３の上に、ＣＶＤ法により、IV族元素層として、厚さが３００ｎｍのシリコン（Ｓｉ）からなる第１のポテンシャル低減層４４と、該第１のポテンシャル低減層４４の上に、シリコンゲルマニウム（ＳｉxＧｅ1-x）（但し、ｘは０．２≦ｘ≦１である。）からなる第２のポテンシャル低減層４５とを順次堆積する。ここで、第２のポテンシャル低減層４５におけるシリコンの組成ｘは、その初期値を１とし表面（上方）に向かうに連れて減少させ、表面での組成ｘを０．２とする傾斜組成としている。その後、イオン注入法により、堆積した第１のポテンシャル低減層４４及び第２のポテンシャル低減層４５における電極形成領域と対応する領域に対して、テルル（Ｔｅ）からなるｎ型のドーパントを選択的に注入する。さらに、テルルが注入されたポテンシャル低減層３４に対して約１０００℃の温度で３０分間程度の熱処理を施して、注入されたドーパントを活性化する。
【００７５】
続いて、スパッタ法により、第２のポテンシャル低減層４５の上に、厚さが約３００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる電極４６を形成する。ここで、第２の窒化物半導体層４３、第１のポテンシャル低減層４４、第２のポテンシャル低減層４５及び電極４６に対して、リソグラフィ法及びドライエッチング法によりそれぞれパターニングする。なお、電極４６に対するパターニングは、第２のポテンシャル低減層４５の電極形成領域を露出する開口部を持つレジストパターンの上に電極形成膜を堆積した後、該レジストパターンを除去するリフトオフ法を用いてもよい。
【００７６】
図８（ａ）に第４の実施形態に係る電極４６と第１の窒化物半導体層４２との間の電子のエネルギーダイアグラムを示す。図８（ａ）に示すように、第１の窒化物半導体層４２と第２の窒化物半導体層４３との界面には、第１の窒化物半導体層４２を構成するＧａＮと、第２の窒化物半導体層４３を構成するＡｌ0.35Ｇａ0.65Ｎとの間の分極量の違いから、濃度が１×１０13ｃｍ-2の２次元電子ガス４０が生ずる。
【００７７】
一方、第２の窒化物半導体層４３の上に形成した第１のポテンシャル低減層４４及び第２のポテンシャル低減層４５は共にテルルがドープされているため、該第１及び第２のポテンシャル低減層４４、４５のフェルミレベルＥf はその伝導帯のエネルギーレベルとほぼ等しい。
【００７８】
その結果、通常用いられるチタンを窒化アルミニウムガリウム（Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ｎ）の上に直接に接触させる場合と比べて、０．５Ｖだけ低いポテンシャル障壁を実現することができる。
【００７９】
このように、第４の実施形態に係る電極４６は、第２の窒化物半導体層４３と第１の窒化物半導体層２２の界面に生ずる２次元電子ガス４０との間でオーミックコンタクト（オーミック接触）が形成される。
【００８０】
その上、第４の実施形態においては、第１のポテンシャル低減層４４にドープしたテルルの濃度プロファイルを、第１のポテンシャル低減層４４と第２の窒化物半導体層４３との界面又はその近傍において最も高くなるように設定している。これにより、第１のポテンシャル低減層４４と第２の窒化物半導体層４３との界面又はその近傍においてフェルミレベルＥf が最も高くなるため、第１のポテンシャル低減層４４と第２の窒化物半導体層４３との間におけるポテンシャル障壁がさらに低減する。ここで、このようなテルルの濃度プロファイルは、加速電圧を約８ｋｅＶとし、イオンビームのドーズ量を約１×１０16ｃｍ-2とするテルルイオンのイオン注入法により形成できる。
【００８１】
また、第１のポテンシャル低減層４４に導入されたテルルからなるドーパントは、熱処理によって第２の窒化物半導体層４３に拡散したとしても、VI族元素であるテルルは、第２の窒化物半導体層４３に対してｎ型のドーパントとして作用するため、第１のポテンシャル低減層４４と第２の窒化物半導体層４３とのコンタクト抵抗をより低減する方向に作用する。
【００８２】
図８（ｂ）に第４の実施形態に係る半導体装置におけるオーミック電極の電流電圧（Ｉ−Ｖ）特性を従来例と比較して示す。図８（ｂ）から明らかなように、実線で示した本実施形態に係るＩ−Ｖ特性は、破線で示した従来例に係るＩ−Ｖ特性と比べて傾きが大きく、コンタクト抵抗が約３０分の１にまで低減しており、コンタクト抵抗率としては従来例に係る５×１０-5Ω・ｃｍ2 に対して３×１０-7Ω・ｃｍ2 と良好な値を得ている。
【００８３】
第４の実施形態においては、シリコンからなる第１のポテンシャル低減層４４と電極４６との間に、電極４６側でシリコンの組成ｘが０．２でゲルマニウムの組成が０．８となる傾斜組成を持つシリコンゲルマニウム（ＳｉxＧｅ1-x）からなる第２のポテンシャル低減層４５を設けている。公知のように、ゲルマニウムのバンドギャップはシリコンのバンドギャップよりも小さいため、、電極４６との界面においてはオーミックコンタクトが容易に取れるようになる一方、第２の窒化物半導体層４３との界面においては、バンドギャップが最も大きいシリコンとなるので、第２の窒化物半導体層４３との界面におけるポテンシャル障壁も最も低減されるようになる。
【００８４】
なお、第１のポテンシャル低減層４４に導入したｎ型のドーパントにVI族元素のテルルを用いたが、これに代えて、同じVI族の硫黄（Ｓ）又はセレン（Ｓｅ）を用いても同様の効果を得られる。
【００８５】
また、シリコンからなる第１のポテンシャル低減層４４における電子濃度を増大するには、Ｖ族元素である燐（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）又はアンチモン（Ｓｂ）をドーパントに用いてもよい。
【００８６】
また、第１の窒化物半導体層４２及び第２の窒化物半導体層４３の導電型は真性でもよく、またｎ型でもよい。
【００８７】
さらに、図８（ｃ）に示すように、第４の実施形態の一変形例として、第２のポテンシャル低減層４５における電極４６側の界面又はその近傍のテルルの濃度を増大することにより、第２のポテンシャル低減層４５における電極４６側の空乏層を消滅することが可能となるため、コンタクト抵抗をさらに低減することができる。
【００８８】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００８９】
図９は本発明の第５の実施形態に係る窒化物半導体を用いた半導体装置におけるオーミック電極の断面構成を示している。ここでも、装置の構成を製造方法と共に説明する。
【００９０】
図９に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法により、サファイアからなる母材基板５１の上に、ｐ型のドーパントであるマグネシウム（Ｍｇ）がドープされ、活性層（チャネル）を含む窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる窒化物半導体層５２を成長する。その後、ＣＶＤ法により、窒化物半導体層５２の上に、厚さが３００ｎｍで、マグネシウム（Ｍｇ）が１×１０20ｃｍ-3の濃度でドープされた炭化シリコン（ＳｉＣ）からなるIV族元素層としてのポテンシャル低減層５４を堆積する。続いて、ポテンシャル低減層５４に対して約９００℃の温度で３０分間の熱処理を施して、注入されたドーパントを活性化する。その後、スパッタ法により、ポテンシャル低減層５４の上に、厚さが約３００ｎｍのパラジウム（Ｐｄ）からなる電極５５を形成する。ここで、ポテンシャル低減層５４及び電極５５に対して、リソグラフィ法及びドライエッチング法によりそれぞれパターニングする。なお、電極５５に対するパターニングは、ポテンシャル低減層５４の電極形成領域を露出する開口部を持つレジストパターンの上に電極形成膜を堆積した後、該レジストパターンを除去するリフトオフ法を用いてもよい。
【００９１】
図１０（ａ）に第５の実施形態に係る電極５５と窒化物半導体層５２との間の電子のエネルギーダイアグラムを示す。図１０（ａ）に示すように、窒化物半導体層５２の上に形成したポテンシャル低減層５４はマグネシウムがドープされているため、該ポテンシャル低減層５４のフェルミレベルＥf はその価電子帯のエネルギーレベルとほぼ等しい。その結果、通常用いられるチタンを窒化ガリウム（ＧａＮ）の上に直接に接触させる場合と比べて、２Ｖだけ低いポテンシャル障壁を実現することができる。
【００９２】
このように、第５の実施形態に係る電極５５は、窒化物半導体層５２との間でオーミックコンタクト（オーミック接触）が形成される。
【００９３】
また、ポテンシャル低減層５４を堆積した後に、９００℃という比較的に高温の熱処理を行なうため、ドープされたマグネシウムの一部は窒化物半導体層５２に拡散し、拡散したマグネシウムは窒化物半導体層５２においてもｐ型のドーパントとして作用する。このため、窒化物半導体層５２におけるポテンシャル低減層５４との界面の空乏層の厚さが低減するので、ポテンシャル低減層５４と窒化物半導体層５２との間のコンタクト抵抗がさらに低減する。
【００９４】
図１０（ｂ）に第５の実施形態に係る半導体装置におけるオーミック電極の電流電圧（Ｉ−Ｖ）特性を従来例と比較して示す。図１０（ｂ）から明らかなように、実線で示した本実施形態に係るＩ−Ｖ特性は、破線で示した従来例に係るＩ−Ｖ特性と比べて傾きが大きく、コンタクト抵抗が約２分の１にまで低減しており、コンタクト抵抗率としては従来例に係る３×１０-4Ω・ｃｍ2 に対して５×１０-5Ω・ｃｍ2 と良好な値を得ている。
【００９５】
なお、ポテンシャル低減層５４に導入したｐ型のドーパントにII族元素のマグネシウムを用いたが、これに代えて、同じII族のカルシウム（Ｃａ）又はバリウム（Ｂａ）を用いても同様の効果を得られる。
【００９６】
また、炭化シリコンからなるポテンシャル低減層５４における正孔濃度を増大するために、III 族元素であるホウ素（Ｂ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）又はガリウム（Ｇａ）をドーパントに用いても、コンタクト抵抗を低減することが可能である。
【００９７】
また、ｐ型のドーパントをポテンシャル低減層５４と窒化物半導体層５２との界面により多く局在させれば、該界面におけるポテンシャル障壁をより低くすることができるため、コンタクト抵抗をさらに低減することが可能となる。
【００９８】
また、ポテンシャル低減層５４における電極５５との界面又はその近傍の濃度をその内側よりも高めることによって、ポテンシャル低減層５４における電極５５との界面近傍の空乏層の厚さをほぼ０とすることが可能となるため、コンタクト抵抗をさらに低減することができるようになる。
【００９９】
さらに、図１０（ｃ）に示すように、第５の実施形態の一変形例として、ポテンシャル低減層５４と電極５５との間に、下から、炭化シリコンゲルマニウム（ＳｉxＧｅyＣ1-x-y ）（但し、ｘ，ｙは０≦ｘ，ｙ≦１、ｘ＋ｙ＝１）からなる第２のポテンシャル低減層５６を設ける。ここで、第２のポテンシャル低減層５６における各組成を、ポテンシャル低減層５４側においては、シリコン（Ｓｉ）の組成ｘ及びゲルマニウム（Ｇｅ）の組成ｙを共に０として炭素（Ｃ）とし、且つ電極５５側においては、例えばＳｉ0.2Ｇｅ0.8とする。
【０１００】
これにより、第２のポテンシャル低減層５６における各バンドギャップは電極５５に近づくに連れて小さくなるため、仕事関数の値が小さい金属、例えばチタン（Ｔｉ）又はアルミニウム（Ａｌ）等であっても、コンタクト抵抗が小さいオーミックコンタクトを容易に形成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係る半導体装置及びその製造方法は、窒化物半導体に設けるオーミック電極におけるコンタクト抵抗を低減できるという効果を有し、窒化物半導体を用いた半導体装置及びその製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における電極部分を示す構成断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における電流電圧特性を示すグラフである。（ｃ）は本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における電極部分を示す構成断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における電流電圧特性を示すグラフである。（ｃ）は本発明の第２の実施形態の一変形例に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置における電極部分を示す構成断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置における電流電圧特性を示すグラフである。（ｃ）は本発明の第３の実施形態の一変形例に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置における電極部分を示す構成断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体装置における電流電圧特性を示すグラフである。（ｃ）は本発明の第４の実施形態の一変形例に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る半導体装置における電極部分を示す構成断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係る半導体装置における電流電圧特性を示すグラフである。（ｃ）は本発明の第５の実施形態の一変形例に係る半導体装置における電極部分の電子のエネルギーバンド図である。
【図１１】従来の窒化物半導体に設けるオーミック電極の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    ２次元電子ガス
１１    母材基板
１２    第１の窒化物半導体層
１３    第２の窒化物半導体層
１４    ポテンシャル低減層（IV族元素層）
１５    電極
２０    ２次元電子ガス
２１    母材基板
２２    第１の窒化物半導体層
２３    第２の窒化物半導体層
２４    ポテンシャル低減層（IV族元素層）
２５    電極
３０    ２次元電子ガス
３１    母材基板
３２    第１の窒化物半導体層
３３    第２の窒化物半導体層
３４    ポテンシャル低減層（IV族元素層）
３５    電極
４０    ２次元電子ガス
４１    母材基板
４２    第１の窒化物半導体層
４３    第２の窒化物半導体層
４４    第１のポテンシャル低減層（IV族元素層）
４５    第２のポテンシャル低減層（IV族元素層）
４６    電極
５１    母材基板
５２    窒化物半導体層
５４    ポテンシャル低減層（IV族元素層）
５５    電極
５６    第２のポテンシャル低減層
【図１】
2005116725.tif 000003
【図２】
2005116725.tif 000004
【図３】
2005116725.tif 000005
【図４】
2005116725.tif 000006
【図５】
2005116725.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005116725.tif 000009
【図８】
2005116725.tif 000010
【図９】
2005116725.tif 000011
【図１０】
2005116725.tif 000012
【図１１】
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