(57)【要約】【課題】オーミック接合の電気的な接合抵抗値が小さく、物理的に固定化する強度が高い半導体素子に用いることのできる積層体及び半導体素子を提供する。【解決手段】対向する第１の面５４１及び第２の面５４２を有する導電性基板５４と、前記導電性基板の第１の面５４１の側に、接触抵抗低減層６１、ハンダ浸食防止層６２、接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層６３を、この順で有し、前記接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層６３は、フレームにハンダ７０で固定されており、前記導電性基板の第２の面５４２の側に、少なくとも酸化物半導体層１０及びショットキー電極層２０を有することを特徴とする積層体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１の面及び第２の面を有する導電性基板と、
前記導電性基板の第１の面の側に、接触抵抗低減層、ハンダ浸食防止層、接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層を、この順で有し、
前記接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層は、フレームにハンダで固定されており、
前記導電性基板の第２の面の側に、少なくとも酸化物半導体層及びショットキー電極層を有することを特徴とする積層体。
【請求項２】
前記接触抵抗低減層が、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｄ及びＣｏから選択される１種以上を含有する金属層であることを特徴とする請求項１に記載の積層体。
【請求項３】
前記ハンダ浸食防止層が、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ及びＣｒ合金から選択される１種以上を含有する金属層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体。
【請求項４】
前記接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される１種以上を含む金属層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項５】
前記導電性基板が、シリコン基板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の積層体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の積層体を有することを特徴とする半導体素子。
【請求項７】
ディスクリート素子であることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の半導体素子を有することを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体、半導体素子及び電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化物半導体を用いた半導体素子の電極の形成方法として、例えば、Ｇａ２Ｏ３（酸化ガリウム）単結晶に電極を形成する場合、Ｔｉ電極を用いる技術（例えば、特許文献１）、単結晶にプラズマ処理をした後にＴｉ電極を形成する技術（例えば、特許文献２）、Ｇａ２Ｏ３単結晶にＩｎ電極を形成した後に６００℃〜１０００℃で熱処理を行う技術（例えば、特許文献３）、Ｇａ２Ｏ３単結晶表面にドライエッチングを行い、変質層を形成した後金属電極を形成してオーミック接合する技術（例えば、特許文献４）が知られている。また、導電性基板上に酸化物半導体を形成し、スパッタリングにより金属電極を形成する技術（例えば、特許文献５、６）等も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８１４６８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３００１３号公報
【特許文献３】特開２００９−３０２２５７号公報
【特許文献４】国際公開２０１３／０６９７２９号
【特許文献５】国際公開２０１５／０２５４９９号
【特許文献６】国際公開２０１５／０２５５００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体を実装する場合、複数の半導体素子を基板上に配線で結合する場合や単独で単機能のディスクリート素子として使用する場合がある。いずれの場合も、半導体素子を配線基板に電気的に接続するとともに、物理的に固定する必要がある。具体的には、半導体とのオーミック接合機能と、配線基板やフレーム等への物理的な固定が求められる。しかしながら、オーミック接合の電気的な接合抵抗値を下げようとすると物理的に固定化する強度が低下したり、物理的に固定化する強度を高めようとするとオーミック接合の電気的な接合抵抗値が上がる場合があった。
【０００５】
本発明は、オーミック接合の電気的な接合抵抗値が小さく、物理的に固定化する強度が高い半導体素子に用いることのできる積層体及び半導体素子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】
【０００６】
本発明によれば、以下の積層体等が提供される。
１．対向する第１の面及び第２の面を有する導電性基板と、
前記導電性基板の第１の面の側に、接触抵抗低減層、ハンダ浸食防止層、接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層を、この順で有し、
前記接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層は、フレームにハンダで固定されており、
前記導電性基板の第２の面の側に、少なくとも酸化物半導体層及びショットキー電極層を有することを特徴とする積層体。
２．前記接触抵抗低減層が、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｗ、Ｐｄ及びＣｏから選択される１種以上を含有する金属層であることを特徴とする１に記載の積層体。
３．前記ハンダ浸食防止層が、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ｃｒ及びＣｒ合金から選択される１種以上を含有する金属層であることを特徴とする１又は２に記載の積層体。
４．前記接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層が、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される１種以上を含む金属層であることを特徴とする１〜３のいずれか一に記載の積層体。
５．前記導電性基板が、シリコン基板であることを特徴とする１〜４のいずれか一に記載の積層体。
６．１〜５のいずれか一に記載の積層体を有することを特徴とする半導体素子。
７．ディスクリート素子であることを特徴とする６に記載の半導体素子。
８．６又は７に記載の半導体素子を有することを特徴とする電気機器。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、オーミック接合の電気的な接合抵抗値が小さく、物理的に固定化する強度が高い半導体素子に用いることのできる積層体及び半導体素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るショットキーバリヤダイオードを示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るディスクリート素子の概略平面図である。
【図３】図２のディスクリート素子の概略断面図である。
【図４】モールド後のショットキーバリヤダイオードの写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［積層体］
本発明の積層体は、対向する第１及び第２の面を有する導電性基板を有し、この導電性基板の第１の面の側に、接触抵抗低減層、ハンダ浸食防止層、接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層（接着強度向上・接触抵抗低減層）を、この順で有する。導電性基板の第２の面の側に、少なくとも酸化物半導体層及びショットキー電極層を有する。接着強度向上・接触抵抗低減層は、フレームにハンダで固定されている。
【００１０】
酸化物半導体層が形成されている導電性基板の裏面に、接触抵抗低減層、ハンダ浸食防止層、接着強度向上・接触抵抗低減層がこの順に形成されていて、フレームにハンダで固定されているため、オーミック接合の電気的な抵抗値が小さくなり、物理的に固定する強度も大きくなる。
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る上ショットキーバリヤダイオードを示す概略断面図である。
導電性基板５４は、対向する第１の面５４１及び第２の面５４２を有する。
第１の面５４１の上に、接触抵抗低減層６１、ハンダ浸食防止層６２、接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層６３が、この順で積層している。接触抵抗低減層６１、ハンダ浸食防止層６２、及び接着強度向上・接触抵抗低減層６３で、裏面コンタクト層６０を形成している。接着強度向上・接触抵抗低減層６３は、ハンダ層７０を介して、フレーム（図示せず）に固定されている。
導電性基板５４の第２の面５４２の上には、シリサイドを形成し接触抵抗を低減する金属層５３、酸素の拡散を防止する拡散防止層５２、酸化されても導電性を有する金属又は導電性金属酸化物からなる層（導電性金属酸化物層）５１、酸化物半導体層１０が、この順で積層している。導電性基板５４、シリサイドを形成し接触抵抗を低減する金属層５３、酸素の拡散を防止する拡散防止層５２、及び酸化されても導電性を有する金属又は導電性金属酸化物からなる層５１で、オーミック電極層５０を形成している。
【００１３】
酸化物半導体層１０の上には、ショットキー電極層２０、アルミニウム層４０がこの順に設けられ、酸化物半導体層１０とショットキー電極層２０の間の一部には、絶縁膜３０が介在してもよい。ショットキー電極層２０は、ショットキー電極２１（第１のショットキー層）と、ショットキー電極２１が還元されないための還元抑制層２２（第２のショットキー層）とからなる。アルミニウム層４０は、ＡｌやＣｕ等のワイヤーボンド工程において、熱や超音波のダメージを低減する。
【００１４】
酸化物半導体層１０とショットキー電極層２１との間の一部に絶縁膜３０を形成するとき、絶縁膜３０の一端は、絶縁膜非介在領域に向かって薄くなり、角度θでテーパーしている。
酸化物半導体層１０、ショットキー電極層２０、アルミニウム層４０、導電性支持基板５４を含むオーミック電極層５０、裏面コンタクト層６０で、ショットキーバリヤダイオード１が形成される。
【００１５】
この実施形態では、ショットキー電極層２０は、ショットキー特性を有する金属酸化物からなる第１の層２１と、ショットキー特性を有する金属酸化物層２１が還元されるのを抑制する還元抑制層からなる第２の層２２との積層体である。第１の層２１と第２の層２２はそれぞれ異なる金属の金属酸化物層及び金属層としてもよいし、同一金属の金属酸化物層及び金属層としてもよい。同一の金属の金属酸化物層と金属層とすることが望ましい。第１の層２１は、酸化物半導体層１０と接触（作用）しショットキー特性を発揮する層である。第２の層２２は、この層自身もショットキー特性を有し、且つ、上部に積層されるアルミニウム層からアルミニウム原子が第１の層２１に侵入し金属酸化物を還元したり、ショットキー特性を低下させたり、電気的な抵抗層になることを防ぐ役割を担っている。第１の層２１を厚くしても、アルミニウムの拡散や反応を抑制し難いため、第２の層２２を設け材質の違う積層構造とするのが好ましい。このように機能分離することにより、より安定的に、ショットキー特性を保つことができるようになる。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態に係るディスクリート素子を示す概略平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａの概略断面図である。これらの図のディスクリート素子１００において、図３に示すように、ショットキーバリヤダイオード１は、ハンダ層７０を介して、フレーム２に固定されている。図２に示すように、ショットキーバリヤダイオード１は、ボンディングワイヤー３により、アノード・カソード部４に接続している。
【００１７】
以下、各層について説明する。
＜導電性基板＞
導電性基板５４は、例えば、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板等のシリコン基板、導電性酸化物基板等を使用できる。好ましくは、単結晶・多結晶シリコン基板であり、より好ましくは単結晶シリコン基板である。一般的にシリコンウエハは大量生産されており容易に入手できる。シリコンウエハを用いると量産性に優れる。
導電性基板の厚みは、通常５０〜１，０００μｍである。
【００１８】
＜接触抵抗低減層＞
接触抵抗低減層６１は、シリコン基板と金属間の接触抵抗を低減させるための層である。
接触抵抗低減層は、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｗ，Ｐｄ及びＣｏから選択される１種以上を含む金属（合金を含む）層が望ましい。接触抵抗低減層を設けることにより、オーミック接合を形成し、接触抵抗値を小さく保つことが可能となる。
導電性基板がシリコンウエハーの場合、このシリコン層と接触して金属自体がシリサイド化されても導電性を有し、オーミック接合を形成することにより、接触抵抗を小さく保つことが可能となる。
接触抵抗低減層は、より好ましくは、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｉｎ及びＳｎから選択される１種以上を含む金属層であり、さらに好ましくは、Ｔｉ及びＭｏから選択される１種以上を含む金属層である。
【００１９】
接触抵抗低減層の厚みは、通常２０ｎｍ〜１μｍである。２０ｎｍ未満では、薄すぎて金属膜にならない部分ができ、接触抵抗値が上がる場合がある。また、１μｍを超えると、接触抵抗低減層自体が抵抗層になる恐れがあり、成膜に時間が掛かりすぎて生産コストの上昇を招く恐れがある。好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは、４０ｎｍ〜４００ｎｍ、さらに好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２０】
＜ハンダ浸食防止層＞
ハンダ浸食防止層６２は、フレームの固定実装するハンダの成分により、接触抵抗低減層が変質し接触抵抗値が増したり、ハンダ成分と反応して抵抗層に変化することを抑制するための層である。ハンダの浸食を抑制して、ハンダが酸化物層と金属のオーミック接触部分に侵入したり、ハンダと接触抵抗低減層の金属が反応して抵抗を大きくしないようにする。
【００２１】
ハンダ浸食防止層は、Ｎｉ、Ｎｉ合金（Ｎｉ−Ｖ合金等）、Ｃｒ及びＣｒ合金（Ｃｒ−Ｃｕ合金等）から選択される１種以上を含む金属層である。好ましくはＮｉ及びＮｉ合金から選択される１種以上を含む金属層であり、より好ましくはＮｉ金属層である。
【００２２】
ハンダ浸食防止層の厚みは、通常５０ｎｍ〜１０μｍである。５０ｎｍ未満では、薄すぎてハンダの浸食防止層にならない部分ができ、接触抵抗値が上がる場合がある。また、１０μｍを超えると、ハンダ浸食防止層自体が抵抗層になる恐れがあり、成膜に時間が掛かりすぎ生産コストの上昇を招く恐れがある。好ましくは１００ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは３００ｎｍ〜３μｍ、さらに好ましくは５００ｎｍ〜２μｍである。
【００２３】
＜接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層＞
接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層（接着強度向上・接触抵抗低減層）６３は、フレームに固定実装するハンダの成分により、接触抵抗低減層やハンダ浸食防止層が変質し接触抵抗値が増したり、ハンダ成分と反応して抵抗層に変化することを抑制したり、ハンダと接着するまでにハンダ浸食防止層自体が酸化されハンダ浸食防止能を失ったりするのを抑制し、さらにハンダ浸食防止層とハンダの接触抵抗を低減し、及び／又は接着強度を大きく保つための層である。
【００２４】
接着強度向上・接触抵抗低減層は、主に接着強度向上作用を有する層でもよく、主に接触抵抗低減作用を有する層でもよく、接着強度向上作用と接触抵抗低減作用を併せ持つ層でもよい。
【００２５】
接着強度向上・接触抵抗低減層は、好ましくは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ及びＰｄから選択される１種以上を含む金属（合金も含む）層である。より好ましくは、生産性や価格の観点から、Ａｕ及びＡｇから選択される１種以上を含む金属層である。
【００２６】
接着強度向上・接触抵抗低減層の厚みは、通常２０ｎｍ〜１μｍである。２０ｎｍ未満では、薄すぎて金属膜にならない部分ができ、接触抵抗値が上がる場合がある。また、１μｍを超えると、接着強度向上・接触抵抗低減層自体が抵抗層になる恐れがあり、成膜に時間が掛かりすぎ生産コストの上昇を招く恐れがある。好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは４０ｎｍ〜４００ｎｍ、さらに好ましくは５０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００２７】
＜ハンダ層＞
ハンダ層７０は、接着強度向上・接触抵抗低減層をフレームに固定するための層である。ハンダ層は、当該技術分野で使用されるハンダから構成でき、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ，Ｃｕ−Ｓｂ（Ｂｉ）等からなる。
ハンダ層の厚みは、通常５０μｍ〜５ｍｍである。
【００２８】
＜酸化物半導体層＞
酸化物半導体層１０は、酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化ガリウムから選択される１種以上を含むことが好ましい。ｎ型酸化物半導体層が好ましい。
【００２９】
具体的には、結晶性酸化物半導体としては、β―Ｇａ２Ｏ３、α―Ｇａ２Ｏ３、ＩｎＧａＯ３等が好ましい。非晶質酸化物半導体としては、ＩｎドープＧａ２Ｏ３、ＩｎＧａＯ３、ＩｎＧａＺｎＯ４等が好ましい。
単一結晶相を形成する組成として、Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝９０〜１００原子％、又はＧａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝４５〜５５原子％が挙げられる。Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝９０〜１００原子％の場合は、Ｉｎがドーピングされるか、もしくはドーピングされていないβ―Ｇａ２Ｏ３、α−Ｇａ２Ｏ３を形成することができる。基板の選定、成膜の条件、結晶化させる温度等によりβ―Ｇａ２Ｏ３、α−Ｇａ２Ｏ３を形成することができる。組成がＧａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝４５〜５５原子％である場合は、ＩｎＧａＯ３相を形成することができる。
非晶質酸化物の組成として、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯの混合組成のなかから選択することができるが、好適な組成としては、Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝４５〜５５原子％、Ｇａ／（Ｉｎ＋Ｇａ）＝９０〜１００原子％、の非晶質組成が好ましい。また、ＩｎＧａＺｎＯ４で表される組成領域も好適に使用できる。
【００３０】
酸化物半導体層の厚みは特に限定されないが、通常、０．１μｍ以上１００μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上５０μｍ以下である。
【００３１】
＜ショットキー電極層＞
ショットキー電極層２０として、仕事関数の大きな金属からなる第２のショットキー層２２と仕事関数の大きな金属の酸化物からなる第１のショットキー層の積層体を用いることができる。金属層と金属酸化物層の積層体を用いるとき、仕事関数の大きな金属層を成膜した後に、熱処理等により酸化物半導体層と接触している金属層の部分を酸化させて金属酸化物層とし、酸化されていない金属層の部分を金属層とすることもできるし、金属酸化物を形成した後に金属層を形成してもよい。仕事関数は、通常４．４ｅＶ以上であり、好ましくは４．５ｅＶ以上である。仕事関数の上限は、通常６．５ｅＶである。具体的な金属は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｍｏ及びＴｉ等であり、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｔｉ等が好適に使用される。
仕事関数の大きな金属が高価な金属である場合、その金属は酸化物半導体と接するごく薄い層として使用し、他の金属からなる層を積層するとよい。
仕事関数は、光電子分光法により測定することができる。
【００３２】
ショットキー電極層２０の厚みは特に限定されないが、通常、０．０２μｍ以上１０μｍ以下であり、好ましくは０．０５μｍ以上５μｍ以下である。図１において、第１のショットキー層２１は、通常、０．０２μｍ以上１μｍ以下である。第２のショットキー層２２は、通常、０．０２μｍ以上１μｍ以下である。
【００３３】
＜絶縁膜＞
酸化物半導体層１０とショットキー電極層２０との間の一部に絶縁膜３０を形成することが好ましい。絶縁膜３０により、ショットキー電極層２０、酸化物半導体層１０への電力の集中を緩和させ、耐電圧性を向上させることができる。
【００３４】
絶縁膜の厚みは、高電圧に耐えるために、好ましくは０．１μｍから３０μｍである。より好ましくは０．５μｍから１５μｍであり、さらに好ましくは１μｍから１０μｍである。
【００３５】
絶縁膜介在領域と絶縁膜非介在領域の境界領域では、絶縁膜３０をテーパー加工することが好ましい。テーパー加工することにより、境界領域での膜厚の急激な変動を抑えることができ、素子の耐電圧性を低下させない。テーパー角θは、好ましくは１５度から７０度である。より好ましくは、２０度から６０度であり、さらに好ましくは、２５度から５０度である。
テーパー加工された絶縁膜３０のエッチングには、通常用いられているドライエッチング、ウエットエッチング等の方法が用いることができる。
【００３６】
絶縁膜は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム及び窒化珪素から選択される１種又は２種以上の単一膜又は積層膜とすることが好ましい。酸化物半導体層１０と接触する絶縁膜３０は、酸化物が望ましい。窒化物を成膜する場合に、酸化物半導体層１０を還元し、キャリヤーを発生する恐れがあるためである。酸化ケイ素と酸化アルミニウムを比べた場合、酸化アルミニウムの方が酸素不導体としての作用があるので、絶縁膜３０として好ましい。
【００３７】
＜オーミック電極層＞
オーミック電極層５０は、導電性基板５４と酸化物半導体層１０をオーミックコンタクトさせる機能を有する。
導電性基板５４がシリコンウエハの場合、好ましくは、シリコンと接触するオーミック電極層５０の金属層５３にはシリサイドを形成する金属が使用され、酸化物半導体層１０と接触するオーミック電極層５０の層５１には酸化されても導電性を有する金属又は導電性金属酸化物が使用される。酸化物半導体層１０と接触する層に酸化されても導電性を有する金属を使用した場合、その金属は酸化物半導体層１０を形成する場合に導電性を有する導電性金属酸化物層５１に変換することができる。シリサイドを形成する金属層５３と酸化されても導電性を有する金属又は導電性金属酸化物層５１の間には、酸素の拡散を防ぐ拡散防止層５２を挟むことができる。シリサイドを形成する金属としては、Ｍｏ、Ｔｉ等が使用できる。酸化されても導電性を有する金属又は金属酸化物としては、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＩｎＳｎ合金、Ｍｏ、Ｔｉ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物等が使用できる。好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、ＩｎＳｎ合金、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物である。酸素の拡散を防ぐ拡散防止層は、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、ＩｎＳｎ合金、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ等が使用できる。
【００３８】
導電性金属酸化物層５１と拡散防止層５２は、異なる金属種を用いることもできるが、同一の金属種を用いることが好ましい。同一の金属種を用いる場合、拡散防止層５２として、例えばＩｎＳｎ合金を用いた場合、その上に酸化物半導体層１０を成膜する時に、拡散防止層５２の表面が酸化され、インジウム錫酸化物となり導電性金属酸化物層５１を形成するようになり、工程を増やすことなく導電性金属酸化物層５１を形成することができるようになる。
オーミック電極層５０の厚みは特に限定されないが、通常、５０ｎｍ〜１μｍである。
【００３９】
［半導体素子、電気機器］
本発明の積層体は、ショットキーバリヤダイオードに用いることができ、ディスクリート素子等の半導体素子を構成することができる。特に、本発明は、酸化物半導体を用いた半導体素子をフレームに固定実装するディスクリート素子に好適に適用できる。このような半導体素子は電力変換装置等の電気機器に使用できる。
【実施例】
【００４０】
低効率３ｍΩ・ｃｍのｎ型Ｓｉ基板（Ｐドープｎ型単結晶Ｓｉ直径４インチ、厚み２５０μｍ）をスパッタリング装置（アネルバ製：Ｅ−２００Ｓ）に装着し、Ｓｉ基板５４の第1の面５４２に、オーミック電極層２０としてシリサイドを形成する金属層５３としてＭｏを１５ｎｍ成膜し、その上に、Ｓｎ（５ｗｔ％）Ｉｎ合金を拡散防止層５２として２０ｎｍ成膜した。次に、この基板をエリアマクスとともにスパッタリング装置（ＵＬＶＡＣ製：ＣＳ−２００）にセットし、酸化物半導体層１０として、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ（１：１：１）酸化物組成の酸化物半導体１０を膜厚２００ｎｍ、水蒸気を１０体積％含むアルゴン雰囲気下で室温条件で成膜した。この基板を取り出し、電気炉によって空気中３００℃の条件で１時間アニールした。
【００４１】
その後、この基板の酸化物半導体層１０の上に、エリアマスクを装着し、スパッタリング装置にて、Ｐｄターゲットを用いて、酸素１００体積％にて２０ｎｍ成膜し、続いて、酸素１００％をアルゴン１００体積％にて５０ｎｍ成膜し、第１のショットキー電極層２１、及び第２のショットキー電極２２を形成した。その後、Ａｌターゲットを用いて、アルゴン１００体積％にて、２μｍのアルミニウム層４０を形成した。
【００４２】
アルミニウム層４０が形成された表面に、保護フィルムを貼付した後に、Ｓｉ基板５４の第２の面５４１に、接触低減抵抗層６１として、Ｔｉターゲットを用いて、アルゴン１００体積％にて室温で１００ｎｍ成膜し、続いて、ハンダ浸食防止層６２として、Ｎｉターゲットを用いて、アルゴン１００体積％にて室温で８００ｎｍ成膜し、続いて、接着強度向上・接触抵抗低減層６３として、Ａｕターゲットを用いて、アルゴン１００体積％にて室温で１００ｎｍ成膜し、裏面コンタクト層６０を形成した。
【００４３】
裏面コンタクト層の表面に、保護及びディスクリート素子固定用のフィルムを貼付した。その後に、アルミニウム層を形成した側の保護フィルムを剥がし、エリアマスクにより分離された素子を傷つけないように、ウエハーダイシング装置によりダイシングし個別の素子とした。次いで、フレーム上にシートハンダＭ７０５（Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）厚み７０μｍを設置した上にセットし、加熱接着後冷却し、ハンダ接合した。その後、ワイヤーボンディングにより、カソード側、アノード側にそれぞれ１５０μｍの配線を施した。接合抵抗値が小さく、固定の強度が強いことを確認した。
【００４４】
得られたディスクリート素子を、金型に設置し、ガラス転移温度１４５℃、硬化温度１７５℃の樹脂を用いて、１７５℃で成型し、その後８時間ポストキュアして成型した。図４は、このようにしてモールドした後のショットキーバリヤダイオードの写真である。
【００４５】
上記に本発明の実施形態と実施例を説明したが、当業者は、本発明の特徴から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態と実施例に多くの変更を加えることが容易である。これらの変更は本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１  ショットキーバリヤダイオード
２  フレーム
３  ボンディングワイヤー
４  アノード・カソード部
１０  酸化物半導体層
２０  ショットキー電極層
２１  第１のショットキー層
２２  第２のショットキー層
３０  絶縁膜
４０  アルミニウム層
５０  オーミック電極層
５１  酸化されても導電性を有する金属又は導電性金属酸化物からなる層
５２  拡散防止層
５３  シリサイドを形成する金属層
５４  導電性基板
５４１  導電性基板の第１の面
５４２  導電性基板の第２の面
６０  裏面コンタクト層
６１  接触抵抗低減層
６２  ハンダ浸食防止層
６３  接着強度向上及び／又は接触抵抗低減層
７０  ハンダ層
１００  ディスクリート素子
θ  テーパー角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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