(57)【要約】【課題】逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ショットキーバリアダイオード１は、第１の電極４０と、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａと、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層２０と、をこの順に含み、ＩＩＩ族酸化物層２０ａは、開口部３０ｗで第１の電極４０にショットキー接触されて接し、開口部３０ｗ以外で絶縁膜３０に接しており、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0よりも小さい。【選択図】図１
2016174070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、開口部を有する絶縁膜と、ＩＩＩ族酸化物層と、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層と、をこの順に含み、
前記ＩＩＩ族酸化物層は、前記開口部で前記第１の電極にショットキー接触されて接し、前記開口部以外で前記絶縁膜に接しており、
前記ＩＩＩ族酸化物層の前記第１の電極に接する部分の厚さは、前記ＩＩＩ族酸化物層の前記絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい、ショットキーバリアダイオード。
【請求項２】
前記ＩＩＩ族酸化物層の前記第１の電極に接する部分の厚さは３ｎｍ未満であり、前記ＩＩＩ族酸化物層の前記絶縁膜に接する部分の厚さは１０ｎｍ未満である、請求項１に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項３】
前記ＩＩＩ族酸化物層と前記ＩＩＩ族窒化物層とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じである、請求項１または請求項２に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項４】
前記ＩＩＩ族窒化物層は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層とを含み、前記第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度は、前記第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度より高い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項５】
前記ＩＩＩ族窒化物層側に導電性支持体をさらに含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項６】
前記第１の電極側に導電性支持体をさらに含む請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項７】
少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程と、
前記ＩＩＩ族酸化物層上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の一部を除去することにより開口部を形成する工程と、
前記開口部下の前記ＩＩＩ族酸化物層の少なくとも一部を除去することにより、前記開口部下の前記ＩＩＩ族酸化物層の厚さを低減する工程と、
前記開口部下の前記ＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程と、を含み、
前記ＩＩＩ族酸化物層の前記第１の電極に接する部分の厚さは、前記ＩＩＩ族酸化物層の前記絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい、ショットキーバリアダイオードの製造方法。
【請求項８】
前記ＩＩＩ族酸化物層の前記第１の電極に接する部分の厚さは３ｎｍ未満であり、前記ＩＩＩ族酸化物層の前記絶縁膜に接する部分の厚さは１０ｎｍ未満である、請求項７に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法。
【請求項９】
前記ＩＩＩ族酸化物層と前記ＩＩＩ族窒化物層とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じである、請求項７または請求項８に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法。
【請求項１０】
前記ＩＩＩ族窒化物層は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層とを含み、前記第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度は、前記第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度より高い、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法。
【請求項１１】
前記ＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程の前に、導電性支持体上に前記ＩＩＩ族窒化物層を形成する工程をさらに含む、請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法。
【請求項１２】
前記開口部における前記ＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程の後に、前記第１の電極側に導電性支持体を形成する工程をさらに含む請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物、たとえばＧａＮ（窒化ガリウム）は、Ｓｉ（シリコン）に比べて、約３倍のバンドギャップ、約１０倍の高い絶縁破壊電界強度、さらに大きな飽和電子速度などの様々な優れた特性を有しているため、ショットキーバリアダイオードなどのパワーデバイス（電力用デバイス）への応用が期待されている。
【０００３】
特開２００９−０７６８７４号公報（特許文献１）は、逆方向耐圧の高いショットキーバリアダイオードを提供するために、主表面を有する半導体層と、主表面上に形成され開口部が形成されている窒化絶縁膜と、主表面に接触するように形成されたショットキー電極と、ショットキー電極に接続するとともに窒化絶縁膜に重なるように形成されたフィールドプレート電極と、を備え、窒化絶縁膜中の水素濃度が３．８×１０22ｃｍ-3未満である、ショットキーバリアダイオードを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０７６８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００９−０７６８７４号公報（特許文献１）で開示されるショットキーバリアダイオードは、半導体層の主表面上に窒化絶縁膜をプラズマＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）法により形成する際に半導体層の主表面側にプラズマによるダメージを受けることから、ショットキー電極に接する半導体層のプラズマによるダメージを受けた主表面側に欠陥準位が生じるため、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が大きくなり逆方向耐電圧が低くなるという問題点があった。
【０００６】
そこで、上記の問題点を解決して、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様にかかるショットキーバリアダイオードは、第１の電極と、開口部を有する絶縁膜と、ＩＩＩ族酸化物層と、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層と、をこの順に含み、ＩＩＩ族酸化物層は、開口部で第１の電極にショットキー接触されて接し、開口部以外で絶縁膜に接しており、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さは、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい。
【０００８】
本発明の別の態様にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程と、ＩＩＩ族酸化物層上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の一部を除去することにより開口部を形成する工程と、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の少なくとも一部を除去することにより、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の厚さを低減する工程と、開口部下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程と、を含み、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さは、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードおよびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のある態様にかかるショットキーバリアダイオードのある例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のある態様にかかるショットキーバリアダイオードの別の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の別の態様にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法のある例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の別の態様にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法の別の例を示す概略断面図である。
【図５】本発明の別の態様にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法のさらに別の例の前半工程部分を示す概略断面図である。
【図６】本発明の別の態様にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法のさらに別の例の後半工程部分を示す概略断面図である。
【図７】従来のショットキーバリアダイオードのある例を示す概略断面図である。
【図８】実施例および比較例のショットキーバリアダイオードにおける逆方向電圧とリーク電流密度との関係を示すグラフである。
【図９】実施例および比較例のショットキーバリアダイオードにおける順方向電圧と順方向電流密度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の実施形態の説明＞
本発明のある実施形態にかかるショットキーバリアダイオードは、第１の電極と、開口部を有する絶縁膜と、ＩＩＩ族酸化物層と、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層と、をこの順に含み、ＩＩＩ族酸化物層は、開口部で第１の電極にショットキー接触されて接し、開口部以外で絶縁膜に接しており、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さは、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい。本実施形態のショットキーバリアダイオードは、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分において、絶縁膜の形成の際にＩＩＩ族酸化物層の主表面側に受けたダメージが除去されているため、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高い。
【００１２】
本実施形態のショットキーバリアダイオードにおいて、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さを３ｎｍ未満とし、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さを５ｎｍ未満とすることができる。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなる。
【００１３】
本実施形態のショットキーバリアダイオードにおいて、ＩＩＩ族酸化物層とＩＩＩ族窒化物層とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類を同じとすることができる。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さくなる。
【００１４】
本実施形態のショットキーバリアダイオードにおいて、ＩＩＩ族窒化物層は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層とを含み、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度を、第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度より高くすることができる。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さくなる。
【００１５】
本実施形態のショットキーバリアダイオードにおいて、ＩＩＩ族窒化物層側に導電性支持体をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、機械的強度が高くなる。
【００１６】
本実施形態のショットキーバリアダイオードにおいて、第１の電極側に導電性支持体をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、機械的強度が高くなる。
【００１７】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程と、ＩＩＩ族酸化物層上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の一部を除去することにより開口部を形成する工程と、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の少なくとも一部を除去することにより、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の厚さを低減する工程と、開口部下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程と、を含み、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さは、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さよりも小さい。本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法は、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の少なくとも一部を除去することにより、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の厚さを低減することから、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分において、絶縁膜の形成の際にＩＩＩ族酸化物層の主表面側に受けたダメージが除去されるため、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００１８】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法において、ＩＩＩ族酸化物層の第１の電極に接する部分の厚さを３ｎｍ未満とし、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜に接する部分の厚さを５ｎｍ未満とすることができる。かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くオン抵抗が低いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００１９】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法において、ＩＩＩ族酸化物層とＩＩＩ族窒化物層とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類を同じとすることができる。かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さいショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００２０】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法において、ＩＩＩ族窒化物層は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層とを含み、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度を、第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層のキャリア濃度より高くすることができる。かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さいショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００２１】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法において、ＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程の前に、導電性支持体上にＩＩＩ族窒化物層を形成する工程をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、機械的強度が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００２２】
本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオードの製造方法において、開口部におけるＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程の後に、第１の電極側に導電性支持体を形成する工程をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオードの製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、機械的強度が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００２３】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の詳細を説明する。
【００２４】
［実施形態１：ショットキーバリアダイオード］
図１および図２に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１は、第１の電極４０と、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａと、少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層２０と、をこの順に含み、ＩＩＩ族酸化物層２０ａは、開口部３０ｗで第１の電極４０にショットキー接触されて接し、開口部３０ｗ以外で絶縁膜３０に接しており、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0よりも小さい。ここで、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0および第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、分光エリプソ法により測定される。
【００２５】
本実施形態のショットキーバリアダイオード１は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1が絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0より小さいことにより、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分において、絶縁膜３０の形成の際にＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けたダメージ２０ａｄが除去されているため、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高い。ここで、逆方向電圧およびリーク電流は、カーブトレーサにより測定される。
【００２６】
本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は３ｎｍ未満であり、ＩＩＩ族酸化物層の絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は１０ｎｍ未満であることが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなる。ここで、順方向電圧および順方向電流は、カーブトレーサにより測定される。
【００２７】
ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、ショットキーバリアダイオード１に順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなる観点から、小さいことが望ましく、３．０ｎｍ未満が好ましく、１．０ｎｍ未満がより好ましく、０ｎｍすなわちＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分がなくＩＩＩ族窒化物層２０が直接第１の電極４０に接していることがさらに好ましいが、絶縁膜３０の開口部の３０ｗの形状を維持したまま形成されたＩＩＩ族酸化物層２０ａを完全に除去することは難しい。
【００２８】
また、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は、ショットキーバリアダイオード１に順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなるように、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1を形成しやすい観点から、厚さＴ1より大きく、かつ、１０．０ｎｍ未満が好ましく、６．０ｎｍ未満がより好ましい。また、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は、ＩＩＩ族窒化物層２０上に形成されたＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に絶縁膜３０を形成する際にＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けたダメージ２０ａｄがＩＩＩ族窒化物層２０に達するのを防止する観点から、１．０ｎｍ以上が好ましく、２．０ｎｍ以上がより好ましく、４．０ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００２９】
本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、絶縁膜３０の形成の際にＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けたダメージ２０ａｄが確実に除去される観点から、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0とＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1との差Ｔ0−Ｔ1は、１．０ｎｍ以上が好ましく、３．０ｎｍ以上がより好ましく、５．０ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００３０】
図１および図２に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａとＩＩＩ族窒化物層２０とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じであることが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さくなる。
【００３１】
図１および図２に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、ＩＩＩ族窒化物層２０は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２とを含み、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１のキャリア濃度を、第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２のキャリア濃度より高くすることが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さくなる。ここで、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１および第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２のキャリア濃度は、ＣＶ（静電容量−電圧）法、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析）法などにより測定される。
【００３２】
本実施形態のショットキーバリアダイオード１における第１の電極４０、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ、および少なくとも１層のＩＩＩ族窒化物層２０について以下に説明する。なお、本明細書中の電極および金属層の具体的な名称において、「Ｍ1／Ｍ2／・・・／Ｍn」の表記はｎ個の金属によるｎ層構造を示し、「Ｍ1−Ｍ2−・・・−Ｍn」の表記はｎ個の金属による合金構造を示す。
【００３３】
（第１の電極）
第１の電極４０は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ（ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1が０ｎｍとなる場合は、ＩＩＩ族窒化物層２０）にショットキー接触で接するものであれば特に制限はなく、Ｎｉ／Ａｕ電極、Ｔｉ／Ａｕ電極、Ｐｔ電極が挙げられる。
【００３４】
（開口部を有する絶縁膜）
開口部３０ｗを有する絶縁膜３０は、フィールドプレート構造を形成できるものであれば特に制限はないが、絶縁性が高い観点から、ＳｉＮx（窒化シリコン）膜、ＳｉＯ2（酸化シリコン）膜などが好ましく挙げられる。
【００３５】
（ＩＩＩ族酸化物層）
ＩＩＩ族酸化物層２０ａは、特に制限はないが、ＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触する第１の電極４０に含まれる金属元素とＩＩＩ族窒化物層２０に含まれる元素との間で生成する生成物以外の生成物を生じさせない観点、および、ＩＩＩ族酸化物層２０ａに含まれる元素がＩＩＩ族窒化物層２０へ原子拡散するのを防止する観点から、ＩＩＩ族酸化物層２０ａとＩＩＩ族窒化物層２０とについて、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じであることが好ましく、含有するＩＩＩ族元素の全ての種類が同じであることがより好ましく、含有するＩＩＩ族元素の全ての種類の組成比率が同じであることがさらに好ましい。ここで、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの化学組成はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）法により測定される。
【００３６】
（ＩＩＩ族窒化物層）
ＩＩＩ族窒化物層２０は、特に制限はないが、ＩＩＩ族酸化物層２０ａに含まれる元素がＩＩＩ族窒化物層２０へ原子拡散するのを防止する観点から、ＩＩＩ族窒化物層２０とＩＩＩ族酸化物層２０ａとについて、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じであることが好ましく、含有するＩＩＩ族元素の全ての種類が同じであることがより好ましく、含有するＩＩＩ族元素の全ての種類の組成比率が同じであることがさらに好ましい。ここで、ＩＩＩ族窒化物層２０の化学組成はＸＰＳ法、ＳＩＭＳ法などにより測定される。
【００３７】
ＩＩＩ族窒化物層２０は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２とを含み、第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２が第１の電極４０側に位置しており、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１のキャリア濃度は第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２のキャリア濃度より高い。第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１のキャリア濃度は、オン抵抗を低減し、かつ、結晶性を損なわない観点から、５×１０16ｃｍ-3以上１×１０22ｃｍ-3以下が好ましく、５×１０17ｃｍ-3以上１×１０19ｃｍ-3以下がより好ましい。第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２のキャリア濃度は、逆方向耐電圧を高め、かつ、オン抵抗を低く維持する観点から、１×１０15ｃｍ-3以上３×１０16ｃｍ-3以下が好ましく、４×１０15ｃｍ-3以上１×１０16ｃｍ-3以下がより好ましい。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、ＩＩＩ族窒化物層２０側に導電性支持体１３をさらに含むことが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、機械的強度が高くなる。
【００３９】
（導電性支持体）
導電性支持体１３は、縦型のショットキーバリアダイオード１を形成する観点から導電性の支持体であれば特に制限はなく、Ｓｉ（シリコン）基板、ＩＩＩ族窒化物基板、ＩＩＩ−Ｖ族化合物基板、ＩＩ−ＶＩ族化合物基板、金属基板などが挙げられる。導電性支持体１３は、導電性支持体１３上に高品質のＩＩＩ族窒化物層２０を形成する観点から、ＩＩＩ族窒化物基板、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｓが好適に挙げられる。なお、導電性支持体１３が金属基板の場合は、ショットキーバリアダイオード１と線熱膨張係数が近似し、かつ、熱伝導性が高い観点から、ＩＩＩ族窒化物層２０にオーミック接触するＭｏ（モリブデン）基板、Ｗ（タングステン）基板などが好適に挙げられる。
【００４０】
図２に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１において、第１の電極４０側に導電性支持体８０をさらに含むことが好ましい。かかるショットキーバリアダイオードは、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高くなるとともに、機械的強度が高くなる。
【００４１】
（導電性支持体）
導電性支持体８０は、縦型のショットキーバリアダイオード１を形成する観点から導電性の支持体であれば特に制限はなく、Ｓｉ基板、ＩＩＩ族窒化物基板、ＩＩＩ−Ｖ族化合物基板、ＩＩ−ＶＩ族化合物基板、金属基板などが挙げられる。
【００４２】
（ショットキーバリアダイオードの第１例）
図１に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１の第１例は、パッド電極５０、第１の電極４０、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ、ＩＩＩ族窒化物層２０である第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２および第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１、導電性支持体１３、ならびに第２の電極６０がこの順に配置されている。すなわち、第１例のショットキーバリアダイオード１は、ＩＩＩ族窒化物層２０側に導電性支持体１３が配置されているものである。
【００４３】
第１の電極４０、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ、ＩＩＩ族窒化物層２０である第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２および第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１、ならびに導電性支持体１３については、上記と同様であるため、ここでは繰り返さない。
【００４４】
（パッド電極）
パッド電極５０は、特に制限はなく、Ｔｉ／Ａｕ電極、Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極などが挙げられる。
【００４５】
（第２の電極）
第２の電極６０は、特に制限はないが、ショットキーバリアダイオード１のオン抵抗を低くする観点から、導電性支持体１３が半導体の場合は、導電性支持体１３にオーミック接触する電極が好ましい。導電性支持体１３がＩＩＩ族窒化物基板またはＩＩＩ族窒化物膜１３ｓの場合は、第２の電極６０は、Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ電極、Ａｌ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極などが好ましい。なお、導電性支持体１３が金属基板の場合は、第２の電極６０を省略することができる。
【００４６】
（ショットキーバリアダイオードの第２例）
図２に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１の第２例は、導電性支持体電極８０ｅ、導電性支持体８０、導電性支持体電極８０ｅ、接合金属層８０ｂ、パッド金属層７０ｐ、スペーサ金属層７０ｓ、第１の電極４０、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０、ＩＩＩ族窒化物層２０である第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２および第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１、ならびに第２の電極６０がこの順に配置されている。すなわち、本実施形態のショットキーバリアダイオード１の第２例は、第１の電極４０側に導電性支持体８０が配置されているものである。
【００４７】
導電性支持体８０、第１の電極４０、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ、ＩＩＩ族窒化物層２０である第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２および第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１、ならびに第２の電極６０については、上記と同様であるため、ここでは繰り返さない。
【００４８】
（導電性支持体電極）
導電性支持体電極８０ｅは、特に制限はないが、ショットキーバリアダイオード１のオン抵抗を低くする観点から、導電性支持体８０が半導体の場合は、導電性支持体８０にオーミック接触する電極が好ましい。導電性支持体８０がＳｉ基板の場合は、導電性支持体電極８０ｅは、Ｔｉ／Ａｕ電極、Ａｌ電極などが好ましい。なお、導電性支持体８０が金属基板の場合は、導電性支持体電極８０ｅを省略することができる。
【００４９】
（接合金属層）
接合金属層８０ｂは、導電性支持体電極８０ｅ（導電性支持体８０が金属の場合において導電性支持体電極が省略されているときは、導電性支持体８０）と後述のパッド金属層７０ｐとの接合に適したものであれば特に制限なく、Ａｕ−Ｓｎ金属層、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ金属層などが挙げられる。
【００５０】
（パッド金属層）
パッド金属層７０ｐは、特に制限はなく、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ金属層、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ金属層などが挙げられる。
【００５１】
（スペーサ金属層）
スペーサ金属層７０ｓは、開口部３０ｗを有する絶縁膜３０の開口部３０ｗおよびその近傍（たとえば開口部３０ｗの縁から１０μｍ以下の距離の範囲）上に第１の電極４０を形成したときの凹凸を平坦化するのに適したものであれば特に制限はなく、Ｔｉ／Ａｕ金属層、Ｎｉ／Ａｕ金属層などが挙げられる。
【００５２】
［実施形態２：ショットキーバリアダイオードの製造方法］
図３〜図６に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオード１の製造方法は、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程（図３（Ａ）、図４（Ａ）および図５（Ａ））と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に絶縁膜３０を形成する工程（図３（Ａ）、図４（Ａ）および図５（Ａ））と、絶縁膜３０の一部を除去することにより開口部３０ｗを形成する工程（図３（Ｂ）、図４（Ｂ）および図５（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを低減する工程（図３（Ｂ）、図４（Ｂ）および図５（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程（図３（Ｃ）、図４（Ｃ）および図５（Ｃ））と、を含み、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0よりも小さい。
【００５３】
本実施形態のショットキーバリアダイオード１の製造方法は、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを厚さＴ0から厚さＴ1に低減することから、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分において、絶縁膜３０の形成の際にＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けたダメージ２０ａｄが除去されるため、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。以下に、上記の各工程について詳細に説明する。
【００５４】
（ＩＩＩ族窒化物層上にＩＩＩ族酸化物層を形成する工程）
図３（Ａ）、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示すように、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する方法は、特に制限はないが、後述のように好ましくは１ｎｍ以上５ｎｍ未満の薄いＩＩＩ族酸化物層２０ａを効率よく製造する観点から、ＩＩＩ族窒化物層２０の主表面層を酸素含有雰囲気下でアニールする方法が好ましい。アニール温度は、４００℃以上１０００℃以下が好ましく、８５０℃以上９５０℃以下がより好ましい。ＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さは、アニール温度およびアニール時間により調節できる。このようにして、厚さＴ0のＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する。
【００５５】
（ＩＩＩ族酸化物層上に絶縁膜を形成する工程）
図３（Ａ）、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示すように、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に絶縁膜３０を形成する工程において、絶縁膜３０を形成する方法は、特に制限はないが、品質のよい絶縁膜３０を効率よく形成する観点から、プラズマＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）法、熱ＣＶＤ法、スパッタ法などが好ましく、プラズマＣＶＤ法が特に好ましい。
【００５６】
ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に絶縁膜３０を形成する工程において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上にプラズマＣＶＤ法により絶縁膜３０を形成する際に、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面層側にプラズマによるダメージ２０ａｄを受ける。かかるダメージ２０ａｄのＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面からの深さは、プラズマの強度にもよるが、１ｎｍ〜５ｎｍ程度である。
【００５７】
（絶縁膜の一部を除去することにより開口部を形成する工程）
図３（Ｂ）、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、絶縁膜３０の一部を除去することにより開口部３０ｗを形成する工程において、絶縁膜３０の一部を除去する方法は、特に制限はないが、開口部３０ｗを効率よく形成する観点から、フォトリドグラフィー法で開口部を有するレジストマスク（図示せず）を形成し、レジストマスクの開口部下の絶縁膜３０をフッ化水素酸を用いたウエットエッチングでエッチングする方法が好ましい。
【００５８】
（開口部下のＩＩＩ族酸化物層の少なくとも一部を除去することにより、開口部下のＩＩＩ族酸化物層の厚さを低減する工程）
図３（Ｂ）、図４（Ｂ）および図５（Ｂ）に示すように、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを低減する工程において、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去する方法は、特に制限はないが、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの部分の厚さを効率よく低減する観点から、上記の絶縁膜３０の一部を除去した後、続けて、レジストマスクの開口部下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部をフッ化水素酸を用いたウエットエッチングでエッチングする方法が好ましい。
【００５９】
さらに、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの表面の金属汚染を除去し、良好なショットキー接合界面を確保する観点から、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの部分を塩酸を用いて洗浄することが好ましい。
【００６０】
上記のようにして、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの部分の厚さを厚さＴ0から厚さＴ1に低減する。このため、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの開口部３０ｗ下の部分において、絶縁膜３０を形成する際に厚さＴ0のＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けたダメージ２０ａｄが、上記のエッチングにより除去される。上記ダメージ２０ａｄを確実に除去する観点から、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの開口部３０ｗ下の部分における上記エッチング前の厚さＴ0とエッチング後の厚さＴ1との差Ｔ0−Ｔ1は、１ｎｍ以上が好ましく、３ｎｍ以上がより好ましく、５ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００６１】
（開口部下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極を形成する工程）
図３（Ｃ）、図４（Ｃ）および図５（Ｃ）に示すように、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程において、第１の電極４０を形成する方法は、特に制限はなく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【００６２】
このようにして、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0よりも小さい実施形態１のショットキーバリアダイオード１が得られる。
【００６３】
図３〜図６に示すように、本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオード１の製造方法において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は３ｎｍ未満であり、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は１０ｎｍ未満であることが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１の製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くオン抵抗が低いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００６４】
ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1は、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなる観点から、小さいことが望ましく、３．０ｎｍ未満が好ましく、１．０ｎｍ未満がより好ましく、０ｎｍすなわちＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分がなくＩＩＩ族窒化物層２０が直接第１の電極４０に接していることがさらに好ましいが、絶縁膜３０の開口部の３０ｗの形状を維持したまま形成されたＩＩＩ族酸化物層２０ａを完全に除去することは難しい。
【００６５】
また、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は、ショットキーバリアダイオード１に順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなるように、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの第１の電極４０に接する部分の厚さＴ1を形成しやすい観点から、厚さＴ1より大きく、かつ、１０．０ｎｍ未満が好ましく、６．０ｎｍ未満がより好ましい。また、ＩＩＩ族酸化物層２０ａの絶縁膜３０に接する部分の厚さＴ0は、ＩＩＩ族窒化物層２０上に形成されたＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に絶縁膜３０を形成する際にＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に受けるダメージ２０ａｄがＩＩＩ族窒化物層２０に達するのを防止する観点から、１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｍ以上がより好ましく、４ｎｍ以上がさらに好ましい。
【００６６】
図３〜図６に示すように、本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオード１の製造方法において、ＩＩＩ族酸化物層２０ａとＩＩＩ族窒化物層２０とは、含有するＩＩＩ族元素の少なくとも１種類が同じであることが好ましい。かかるショットキーバリアダイオード１の製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さいショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００６７】
図３〜図６に示すように、本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオード１の製造方法において、ＩＩＩ族窒化物層２０は、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１と第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２とを含み、第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１のキャリア濃度を、第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２のキャリア濃度より高くすることができる。かかるショットキーバリアダイオード１の製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、オン抵抗および逆方向耐電圧のばらつきが小さいショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００６８】
図３および図４に示すように、本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオード１の製造方法において、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程（図３（Ａ）および図４（Ａ））の前に、導電性支持体１３上にＩＩＩ族窒化物層２０を形成する工程（図３（Ａ）および図４（Ａ））をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオード１の製造方法は、ＩＩＩ族窒化物層２０側に導電性支持体１３をさらに含むショットキーバリアダイオード１を形成することにより、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、機械的強度が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００６９】
（導電性支持体上にＩＩＩ族窒化物層を形成する工程）
図３（Ａ）および図４（Ａ）に示すように、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程の前の導電性支持体１３上にＩＩＩ族窒化物層２０を形成する工程において、ＩＩＩ族窒化物層２０を形成する方法は、特に制限はないが、高品質のＩＩＩ族窒化物層２０を形成する観点から、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積）法、ＭＢＥ（分子線成長）法、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）法、昇華法などの気相法、高窒素圧溶液法、フラックス法などの液相法が好ましい。
【００７０】
図５および図６に示すように、本発明の別の実施形態にかかるショットキーバリアダイオード１の製造方法において、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程（図５（Ｃ））の後に、第１の電極４０側に導電性支持体８０を形成する工程（図５（Ｄ）〜（Ｆ））をさらに含むことができる。かかるショットキーバリアダイオード１の製造方法は、逆方向電圧を印加したときのリーク電流が小さく逆方向耐電圧が高いとともに、機械的強度が高いショットキーバリアダイオードを製造できる。
【００７１】
（第１の電極側に導電性支持体を形成する工程）
図５（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程の後の第１の電極４０側に導電性支持体８０を形成する工程において、第１の電極４０側に導電性支持体８０を形成する方法は、特に制限はなく、たとえば、以下の方法が挙げられる。
【００７２】
まず、図５（Ｄ）および（Ｅ）に示すように、第１の電極４０側にスペーサ金属層７０ｓおよびパッド金属層７０ｐをこの順に形成する。スペーサ金属層７０ｓおよびパッド金属層７０ｐを形成する方法は、特に制限はなく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【００７３】
次いで、図５（Ｆ）に示すように、導電性支持体８０上に導電性支持体電極８０ｅおよび接合金属層８０ｂをこの順に形成する。導電性支持体電極８０ｅを形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。接合金属層８０ｂを形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【００７４】
次いで、上記のパッド金属層７０ｐと上記の接合金属層８０ｂとを接合することにより、第１の電極４０側に導電性支持体８０が形成される。パッド金属層７０ｐと接合金属層８０ｂとを接合する方法は、特に制限はなく、共晶接合法、金属拡散法、表面活性化法などが挙げられる。
【００７５】
（ショットキーバリアダイオードの製造方法の第１例）
図１および図３に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第１例は、導電性支持体１３としてＩＩＩ族窒化物基板を用いて、ＩＩＩ族窒化物層２０側に導電性支持体１３を含む実施形態１の第１例のショットキーバリアダイオード１を製造する方法の例である。
【００７６】
図３に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第１例は、導電性支持体１３上にＩＩＩ族窒化物層２０として第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１および第２のＩＩＩ族窒化物層２２をこの順で形成する工程（図３（Ａ））と、ＩＩＩ族窒化物層２０の第２のＩＩＩ族窒化物層２２上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程（図３（Ａ））と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に厚さＴ0の絶縁膜３０を形成する工程（図３（Ａ））と、絶縁膜３０の一部を除去することにより開口部３０ｗを形成する工程（図３（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを厚さＴ0から厚さＴ1に低減する工程（図３（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程（図３（Ｃ））と、第１の電極４０上にパッド電極５０を形成する工程（図３（Ｄ））と、導電性支持体１３の一部を研削、研磨およびそれらにより導電性支持体１３が受けたダメージ１３ｄをエッチングで除去することにより、導電性支持体１３の厚さを低減して調整する工程（図３（Ｅ）〜（Ｇ））と、導電性支持体１３に第２の電極６０を形成する工程（図３（Ｈ））と、を含む。
【００７７】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す工程で行われる方法は、上記の方法と同様であるため、ここでは繰り返さない。図３（Ｄ）に示す第１の電極４０上にパッド電極５０を形成する工程におけるパッド電極５０を形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。図３（Ｅ）〜（Ｇ）に示す導電性支持体１３の厚さを低減して調整する工程において、導電性支持体１３の一部を研削および研磨する方法は、特に制限はなく、機械的研削、機械的研磨、ＣＭＰ（化学機械的研磨）などの一般的な方法が挙げられ、それらにより導電性支持体１３が受けたダメージ１３ｄをエッチングで除去する方法は、特に制限なく、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などが挙げられる。図３（Ｈ）に示す導電性支持体１３に第２の電極６０を形成する工程における第２の電極６０を形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【００７８】
（ショットキーバリアダイオードの製造方法の第２例）
図１および図４に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第２例は、導電性支持体１３となるＩＩＩ族窒化物膜１３ｓを含む複合基板１０を用いて、ＩＩＩ族窒化物層２０側に導電性支持体１３を含む実施形態１の第１例のショットキーバリアダイオード１を製造する方法の例である。ここで、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｓが導電性支持体１３となる観点から、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｓの厚さは、１０μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上がさらに好ましい。また、コストを低減するために高価なＩＩＩ族窒化物の使用量を減少させる観点から、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｓの厚さは、２５０μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましく、１００μｍ以下がさらに好ましい。
【００７９】
本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第２例で用いられる複合基板１０は、支持基板１１に上記の比較的厚いＩＩＩ族窒化物膜１３ｓを貼り合わせた基板である。貼り合わせの形態は、特に制限はなく、図４に示すように支持基板１１とＩＩＩ族窒化物膜１３ｓとが接合膜１２を介在させて間接的に貼り合わされていてもよく、図示しないが支持基板１１とＩＩＩ族窒化物膜１３ｓとが接合膜１２を介在させずに直接的に貼り合わされていてもよい。複合基板１０の製造方法は、特に制限はないが、効率よく製造する観点から、支持基板１１とＩＩＩ族窒化物膜１３ｓのドナーとなるＩＩＩ族窒化物基板を貼り合わせた後、ＩＩＩ族窒化物基板の貼り合わせ主表面から所定の深さの位置で切断またはその所定の位置まで研削および／または研磨することにより製造することが好ましい。
【００８０】
図４に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第２例は、上記の複合基板１０のＩＩＩ族窒化物膜１３ｓ上にＩＩＩ族窒化物層２０として第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１および第２のＩＩＩ族窒化物層２２をこの順で形成する工程（図４（Ａ））と、ＩＩＩ族窒化物層２０の第２のＩＩＩ族窒化物層２２上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程（図４（Ａ））と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に厚さＴ0の絶縁膜３０を形成する工程（図４（Ａ））と、絶縁膜３０の一部を除去することにより開口部３０ｗを形成する工程（図４（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを厚さＴ0から厚さＴ1に低減する工程（図４（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程（図４（Ｃ））と、第１の電極４０上にパッド電極５０を形成する工程（図４（Ｄ））と、複合基板１０の支持基板１１の一部を研削し、支持基板１１の残りの一部および接合膜１２を研磨し、それらによりＩＩＩ族窒化物膜１３ｓが受けたダメージ１３ｓｄをエッチングで除去することにより、導電性支持体１３であるＩＩＩ族窒化物膜１３ｓの厚さを低減して調整する工程（図４（Ｅ）〜（Ｇ））と、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｓに第２の電極６０を形成する工程（図４（Ｈ））と、を含む。
【００８１】
図４（Ａ）〜（Ｄ）に示す工程で行われる方法は、上記の方法と同様であるため、ここでは繰り返さない。図４（Ｅ）〜（Ｇ）に示すＩＩＩ族窒化物膜１３ｓの厚さを低減して調整する工程において、複合基板１０の支持基板１１の一部を研削する方法は、特に制限なく、機械的研削などの一般的な方法が挙げられ、支持基板１１の残りの一部および接合膜１２を研磨する方法は、特に制限なく、機械的研磨、ＣＭＰ（化学機械的研磨）などの一般的な方法が挙げられ、それらによりＩＩＩ族窒化物膜１３ｓが受けたダメージ１３ｓｄをエッチングで除去する方法は、特に制限なく、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などが挙げられる。図４（Ｈ）に示すＩＩＩ族窒化物膜１３ｓに第２の電極６０を形成する工程における第２の電極６０を形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【００８２】
（ショットキーバリアダイオードの製造方法の第３例）
図２および図５〜図６に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第３例は、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔを含む複合基板１０を用いて、第１の電極４０側に導電性支持体８０を含む実施形態１の第２例のショットキーバリアダイオード１を製造する方法の例である。ここで、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔが導電性支持体となる必要がなく、コストを低減するために高価なＩＩＩ族窒化物の使用量を減少させる観点から、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔの厚さは、１０μｍ未満が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下がさらに好ましい。また、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔ上に高品質のＩＩＩ族窒化物層２０を形成する観点から、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔの厚さは、０．０５μｍ以上が好ましく、０．０８μｍ以上がより好ましく、０．１μｍ以上がさらに好ましい。
【００８３】
本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第３例で用いられる複合基板１０は、支持基板１１に上記の比較的薄いＩＩＩ族窒化物膜１３ｔを貼り合わせた基板である。貼り合わせの形態は、特に制限はなく、図４に示すように支持基板１１とＩＩＩ族窒化物膜１３ｔとが接合膜１２を介在させて間接的に貼り合わされていてもよく、図示しないが支持基板１１とＩＩＩ族窒化物膜１３ｔとが接合膜１２を介在させずに直接的に貼り合わされていてもよい。複合基板１０の製造方法は、特に制限はないが、効率よく製造する観点から、ＩＩＩ族窒化物膜１３ｔのドナーとなるＩＩＩ族窒化物基板に貼り合わせ主表面から所定の深さの位置にイオン注入領域を形成し、イオン注入領域が形成されたＩＩＩ族窒化物基板と支持基板１１とを貼り合わせた後、ＩＩＩ族窒化物基板の貼り合わせ主表面から所定の深さの位置で分離することにより製造することが好ましい。
【００８４】
図５〜図６に示すように、本実施形態のショットキーバリアダイオードの製造方法の第３例は、上記の複合基板１０のＩＩＩ族窒化物膜１３ｔ上にＩＩＩ族窒化物層２０として第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１および第２のＩＩＩ族窒化物層２２をこの順で形成する工程（図５（Ａ））と、ＩＩＩ族窒化物層２０の第２のＩＩＩ族窒化物層２２上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成する工程（図５（Ａ））と、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に厚さＴ0の絶縁膜３０を形成する工程（図５（Ａ））と、絶縁膜３０の一部を除去することにより開口部３０ｗを形成する工程（図５（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部を除去することにより開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを厚さＴ0から厚さＴ1に低減する工程（図５（Ｂ））と、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層にショットキー接触で接する第１の電極４０を形成する工程（図５（Ｃ））と、第１の電極４０側に導電性支持体８０を形成する工程（図５（Ｄ）〜（Ｆ））と、複合基板１０の支持基板１１の一部を研削し、支持基板１１の残りの一部および接合膜１２を除去し、それらによりダメージを受けたＩＩＩ族窒化物膜１３ｔをエッチングで除去することにより、ＩＩＩ族窒化物層２０の第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１を露出させる工程（図６（Ｇ）〜（Ｉ））と、ＩＩＩ族窒化物層２０の第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１に第２の電極６０を形成する工程（図６（Ｊ））と、導電性支持体８０に導電性支持体電極８０ｅを形成する工程（図６（Ｋ））と、を含む。
【００８５】
図５（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程で行われる方法は、上記の方法と同様であるため、ここでは繰り返さない。図６（Ｇ）〜（Ｉ）に示すＩＩＩ族窒化物層２０の第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１を露出させる工程において、複合基板１０の支持基板１１の一部を研削する方法は、特に制限なく、機械的研削などの一般的な方法が挙げられ、支持基板１１の残りの一部および接合膜１２の除去は、特に制限なく、フッ化水素酸を用いたエッチングなどの一般的な方法が挙げられ、それらによりダメージを受けたＩＩＩ族窒化物膜１３ｔをエッチングで除去する方法は、特に制限なく、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などが挙げられる。図６（Ｊ）に示す第２の電極６０を形成する工程における第２の電極６０を形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。図６（Ｋ）に示す導電性支持体８０に導電性支持体電極８０ｅを形成する工程における導電性支持体電極８０ｅを形成する方法は、特に制限なく、ＥＢ（電子線）蒸着法、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法などが挙げられる。
【実施例】
【００８６】
（実施例１）
１．導電性支持体上へのＩＩＩ族窒化物層の形成
図３（Ａ）に示すように、導電性支持体１３としてＩＩＩ族窒化物基板である厚さ５００μｍでドーパントとしてＳｉ原子が添加されそのドーパント濃度が１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ基板を用いて、導電性支持体１３上に、ＭＯＣＶＤ法により、ＩＩＩ族窒化物層２０として第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２１である厚さ０．５μｍでドーパントとしてＳｉ原子が添加されそのドーパント濃度が１×１０18ｃｍ-3のｎ+型ＧａＮ層および第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２である厚さ７μｍでドーパントとしてＳｉ原子が添加されそのドーパント濃度が６×１０15ｃｍ-3のｎ-型ＧａＮ層を形成した。
【００８７】
２．ＩＩＩ族窒化物層上へのＩＩＩ族酸化物層の形成
次に、上記導電性支持体１３上に上記ＩＩＩ族窒化物層２０を形成したウエハを１０質量％のフッ化水素酸水溶液で１０分間洗浄した後、ＲＴＡ（高速アニール炉）内で酸素雰囲気下９００℃で時間を調節してアニールすることにより、ＩＩＩ族窒化物層２０の第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層２２上に厚さ５．０ｎｍのＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成した。ＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さは、分光エリプソ法により測定した。また、ＩＩＩ族酸化物層２０ａは、ＸＰＳ法による分析から、Ｇａ2Ｏ3層であった。
【００８８】
３．ＩＩＩ族酸化物層上への絶縁膜の形成
次に、ＩＩＩ族酸化物層２０ａ上に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＨ4（シラン）ガスとＮＨ3（アンモニア）ガスとを原料ガスに用いて、絶縁膜３０として厚さ５００ｎｍのＳｉＮx層を形成した。次いで、ＲＴＡ（高速アニール炉）内で窒素雰囲気下６００℃で３分間アニールした。
【００８９】
４．絶縁膜の開口部の形成
次に、図３（Ｂ）に示すように、絶縁膜３０上にフォトリソグラフィー法により開口部を有するレジストマスク（図示せず）を形成し、レジストマスクの開口部下の絶縁膜３０をバッファードフッ酸（ダイキン社製ＢＨＦ−１１０）を用いてウェットエッチングすることで、絶縁膜３０に直径２００μｍの開口部３０ｗを形成した。
【００９０】
５．開口部下のＩＩＩ族酸化物層の厚さの低減
次に、上記のウェットエッチングを継続し、いわゆるオーバーエッチングを行なうことにより、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの一部を除去した。次いで、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａを１０質量％の塩酸水溶液を用いて洗浄した。次いで、アセトンを用いてレジストマスクを除去した。開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さは、分光エリプソ法により測定したところ、２．９ｎｍに低減していた。
【００９１】
６．第１の電極の形成
次に、図３（Ｃ）に示すように、絶縁膜３０上にフォトリソグラフィー法により開口部を有するレジストマスク（図示せず）を形成し、レジストマスクの開口部下であって、絶縁膜３０の開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａ上および開口部３０ｗの縁から２０μｍ以下の距離の範囲の絶縁膜３０上に、ＥＢ蒸着法により、厚さ５０ｎｍのＮｉ層および厚さ３００ｎｍのＡｕ層を形成し、ＲＴＡ内で窒素雰囲気下４００℃で３分間アニールすることにより、第１の電極４０として、ＩＩＩ族酸化物層２０ａにショットキー接触するＮｉ／Ａｕ電極を形成した。
【００９２】
７．パッド電極の形成
次に、図３（Ｄ）に示すように、第１の電極４０上に、ＥＢ蒸着法により、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ６００ｎｍのＡｕ層を形成することにより、パッド電極５０としてＴｉ／Ａｕ電極を形成した。次いで、アセトンを用いてレジストマスクを除去した。
【００９３】
８．導電性支持体の厚さを低減して調整
次に、図３（Ｅ）〜（Ｇ）に示すように、導電性支持体１３の一部を機械的研削、機械的研磨およびＣＭＰ（化学機械的研磨）し、さらに研削および研磨することにより、受けたダメージをＩＣＰ−ＲＩＥ（誘導結合プラズマ−反応性イオンエッチング）により除去した。ＣＭＰおよびＩＣＰ−ＲＩＥ後の導電性支持体１３の厚さは２００μｍであった。
【００９４】
９．第２の電極の形成
次に、図３（Ｈ）に示すように、導電性支持体１３に、ＥＢ蒸着法により、厚さ２０ｎｍのＡｌ層、厚さ２０ｎｍのＴｉ層および厚さ６００ｎｍのＡｕ層を形成することにより、第２の電極６０としてＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ電極を形成した。
【００９５】
１０．チップ化
次に、レーザスクライブによりけがき線を形成しブレークによりけがき線に沿って劈開することにより、１０００μｍ×１０００μｍの大きさにチップ化した。こうして、図１に示すように、チップ化されたショットキーバリアダイオード１が得られた。
【００９６】
１１．ステムへの実装
チップ化されたショットキーバリアダイオード１を、その第２の電極６０をステムにダイボンディングし、第１の電極４０に電気的に接続するパッド電極５０をＡｕ（金）ワイヤでステムにワイヤボンディングすることにより、ステムに実装した。
【００９７】
１２．電気特性の評価
チップ化されてステムに実装されたショットキーバリアダイオード１の電気特性をカーズトレーサにより評価した。本実施例における逆方向電圧とリーク電流密度との関係を図８に２点鎖線で示した。本実施例における順方向電圧と順方向電流密度との関係を図９に２点鎖線で示した。
【００９８】
（実施例２）
開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さの低減において、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを５ｎｍから１．５ｎｍに低減させたこと以外は、実施例１と同様にしてチップ化されたショットキーバリアダイオード１を作製し、ステムに実装して、その電気特性を評価した。本実施例における逆方向電圧とリーク電流密度との関係を図８に１点鎖線で示した。本実施例における順方向電圧と順方向電流密度との関係を図９に１点鎖線で示した。
【００９９】
（実施例３）
開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さの低減において、開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さを５ｎｍから１ｎｍ未満に低減させたこと以外は、実施例１と同様にしてチップ化されたショットキーバリアダイオード１を作製し、ステムに実装して、その電気特性を評価した。本実施例における逆方向電圧とリーク電流密度との関係を図８に実線で示した。本実施例における順方向電圧と順方向電流密度との関係を図９に実線で示した。
【０１００】
（比較例１）
図７に示すように、上記導電性支持体１３上に上記ＩＩＩ族窒化物層２０を形成したウエハを１０質量％のフッ化水素酸水溶液で１０分間洗浄した後、ＩＩＩ族窒化物層２０上に、ＩＩＩ族酸化物層２０ａを形成することなく、直接絶縁膜３０を形成したこと以外は、実施例１と同様にチップ化されたショットキーバリアダイオード１Ｒを作製し、ステムに実装して、その電気特性を評価した。本比較例における逆方向電圧とリーク電流密度との関係を図８に破線で示した。本比較例における順方向電圧と順方向電流密度との関係を図９に破線で示した。
【０１０１】
図８に示すように、実施例１〜３のショットキーバリアダイオードは、比較例１のショットキーバリアダイオードに比べて、逆方向電圧が大きくなってもリーク電流が大きくなりにくく、逆方向耐電圧が高くなった。これは、図７に示す比較例１のショットキーバリアダイオード１Ｒは、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層を介在させることなく絶縁膜３０が形成され、その絶縁膜３０に開口部３０ｗが形成されたことから、開口部３０ｗにおいて第１の電極４０にショットキー接触されて接するＩＩＩ族窒化物層２０の主表面側に絶縁膜３０の形成の際に受けたダメージ２０ｄが残存したために、逆方向電圧が大きくなったときのリーク電流が大きくなり、逆方向耐電圧が低くなったものと考えられる。これに対して、図１に示す実施例１〜３のショットキーバリアダイオード１は、ＩＩＩ族窒化物層２０上にＩＩＩ族酸化物層２０ａを介在させて絶縁膜３０が形成され、その絶縁膜３０に開口部３０ｗが形成され、さらに開口部３０ｗ下のＩＩＩ族酸化物層２０ａの少なくとも一部が除去されたことから、開口部３０ｗにおいて第１の電極４０にショットキー接触されて接するＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に絶縁膜３０の形成の際に受けたダメージ２０ａｄが除去されたために、逆方向電圧が大きくなったときのリーク電流が小さくなり、逆方向耐電圧が高くなったものと考えられる。
【０１０２】
また、実施例１〜３のショットキーバリアダイオードの間では、リーク電流の大きさにほとんど差がなかった。このことから、開口部３０ｗにおいて第１の電極４０にショットキー接触されて接するＩＩＩ族酸化物層２０ａの主表面側に絶縁膜３０の形成の際に受けたダメージ２０ａｄが除去されたため、開口部３０ｗにおいて第１の電極４０にショットキー接触されて接するＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さが３ｎｍ未満であれば、リーク電流の大きさにほとんど差がなく、高い逆方向耐電圧が得られることがわかった。
【０１０３】
図９に示すように、実施例１〜３のショットキーバリアダイオードの間において、ＩＩＩ族酸化物層の厚さが小さくなるほど、順方向電圧を印加したときの順方向電流が高くなりオン抵抗が低くなった。これは、第１の電極とＩＩＩ族窒化物層との間にＩＩＩ族酸化物層であるＧａ2Ｏ3層が存在するため、第１の電極とＩＩＩ族酸化物層とのショットキー界面における電子注入過程が変化したこと、および、ＩＩＩ族酸化物層であるＧａ2Ｏ3層の比抵抗が高いこと、によるものと考えられる。また、実施例１〜３の結果から、開口部３０ｗにおいて第１の電極４０にショットキー接触されて接するＩＩＩ族酸化物層２０ａの厚さが３ｎｍ未満であれば、実用のために十分に低いオン抵抗が得られることが分かった。
【０１０４】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０５】
１  ショットキーバリアダイオード
１０  複合基板
１１  支持基板
１２  接合膜
１３，８０  導電性支持体
１３ｄ，１３ｓｄ，２０ａｄ，２０ｄ  ダメージ
１３ｓ，１３ｔ  ＩＩＩ族窒化物膜
２０  ＩＩＩ族窒化物層
２０ａ  ＩＩＩ族酸化物層
２１  第１のｎ型ＩＩＩ族窒化物層
２２  第２のｎ型ＩＩＩ族窒化物層
３０  絶縁膜
４０  第１の電極
５０  パッド電極
６０  第２の電極
７０ｓ  スペーサ金属層
７０ｐ  パッド金属層
８０ｂ  接合金属層
８０ｅ  導電性支持体電極
【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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