JP2009124033A

JP2009124033A - Semiconductor device, and its manufacturing method

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Publication number: JP2009124033A
Application number: JP2007298215A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Hiroki; 正伸廣木; Kazumi Nishimura; 一巳西村; Noriyuki Watanabe; 則之渡邉; Yasuhiro Oda; 康裕小田; Takashi Kobayashi; 隆小林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-06-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce contact resistance of an ohmic electrode, and to suppress degradation of a characteristic by a heat treatment. <P>SOLUTION: By depositing, on a nitride semiconductor 1 formed of AlGaInN, a multilayered film comprising a first layer 11 being a film of a low-melting-point metal (Sn, Al, In, Zn, Mg and compounds thereof) having a thickness of 0.5-100 nm, and a second layer 12 being a Ti film having a thickness of 10-400 nm, and carrying out a heat treatment not higher than 800°C, the ohmic electrode 10 is formed on the nitride semiconductor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は窒化物半導体を用いた半導体装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device using a nitride semiconductor and a method for manufacturing the same.

窒化物半導体は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等のIII族元素のうち少なくとも一つ以上の元素と、Ｖ族元素である窒素との化合物であり、一般式Ａｌ_{１−ａ−ｂ}Ｇａ_ａＩｎ_ｂＮで表される。窒化物半導体は直接遷移であり、その組成により最大６．２ｅＶから０．８ｅＶまでの幅広い禁制帯幅を有する。また、広い禁制帯幅を有する組成においては、熱的安定性、絶縁破壊電界、飽和電子速度が大きい。以上の特性から、窒化物半導体を用いて、遠赤外から紫外領域での受光・発光デバイス、および、耐高温・高出力・高周波トランジスタ等の電子デバイスヘの応用が期待され開発が進められている。 A nitride semiconductor is a compound of at least one element among group III elements such as Al, Ga, and In and nitrogen that is a group V element, and has a general formula of Al _1-ab Ga _a In _b N. It is represented by Nitride semiconductors are direct transitions and have a wide forbidden band width of up to 6.2 eV to 0.8 eV depending on their composition. In addition, in a composition having a wide forbidden band width, thermal stability, breakdown electric field, and saturation electron velocity are large. The above characteristics are expected to be applied to light-receiving / light-emitting devices in the far-infrared to ultraviolet region and electronic devices such as high-temperature / high-power / high-frequency transistors using nitride semiconductors. .

窒化物半導体を用いた半導体装置の特性向上のためには、電極のコンタクト抵抗の低減が必要不可欠である。電極のコンタクト抵抗を低減することにより、半導体装置の電力効率を向上することが可能となる。しかし、従来の窒化物半導体を用いた半導体装置においては、その広い禁制帯幅のために、理想的な金属、半導体のオーミック接合が得られにくい。 In order to improve the characteristics of a semiconductor device using a nitride semiconductor, it is essential to reduce the contact resistance of the electrode. By reducing the contact resistance of the electrode, the power efficiency of the semiconductor device can be improved. However, in a conventional semiconductor device using a nitride semiconductor, it is difficult to obtain an ideal metal-semiconductor ohmic junction because of its wide band gap.

従来、窒化物半導体と電極とのコンタクト抵抗の低減のために、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ｍｏ／ＡｕなどのＴｉ／Ａｌ系の金属材料膜を堆積した後に、高温で熱処理を施すことによりオーミック電極を形成する手法がとられている。特に、低いコンタクト抵抗を得るためには、８３０℃以上の高温での熱処理が必要である（非特許文献１）。
Ｔ．Ｎａｋａｙａｍａｅｔａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８５（２００４）３７７５Ｋ．ＳｈｉｏｊｉｍａｅｔａＩ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４３（２００４）１００ Conventionally, Ti / Al system such as Ti / Al, Ti / Al / Ni / Au, Ti / Al / Ti / Au, Ti / Al / Mo / Au is used to reduce the contact resistance between the nitride semiconductor and the electrode. A method of forming an ohmic electrode by performing a heat treatment at a high temperature after depositing the metal material film is employed. In particular, in order to obtain a low contact resistance, a heat treatment at a high temperature of 830 ° C. or higher is required (Non-Patent Document 1).
T.A. Nakayama et al. , Appl. Phys. Lett. 85 (2004) 3775 K. Shiojima et al. , Jpn. J. et al. Appl. Phys. 43 (2004) 100

従来の窒化物半導体を用いた半導体装置のＴｉ／Ａｌ系のオーミック電極において、熱処理により低接触抵抗化が可能となる機構は下記のように考えられている。高温中において窒化物半導体との反応によりＴｉＮが形成され、界面近傍の窒化物半導体は、Ｎ空孔が形成されｎ型となるため、接触抵抗が低減する。ただし、窒化物半導体の原子結合力が強いため、高濃度のＮ空孔の生成のためには、８００から８５０℃の高温の熱処理が必要である。 In a conventional Ti / Al-based ohmic electrode of a semiconductor device using a nitride semiconductor, a mechanism that enables low contact resistance by heat treatment is considered as follows. TiN is formed by reaction with the nitride semiconductor at high temperature, and the nitride semiconductor near the interface is N-type with N vacancies, so that the contact resistance is reduced. However, since the nitride semiconductor has a strong atomic bonding force, heat treatment at a high temperature of 800 to 850 ° C. is necessary to generate high-concentration N vacancies.

図１１は従来の窒化物半導体を用いた半導体装置のオーミック電極（Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ）における熱処理温度と固有接触抵抗率との関係を示すグラフである。このグラフから明らかなように、熱処理温度８００℃未満において、固有接触抵抗率は１×１０^−５Ωｃｍ^２以上に上昇した。さらに、熱処理温度７００℃以下ではショットキー接触となった。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between the heat treatment temperature and the specific contact resistivity in an ohmic electrode (Ti / Al / Ni / Au) of a semiconductor device using a conventional nitride semiconductor. As is apparent from this graph, the specific contact resistivity increased to 1 × 10 ⁻⁵ Ωcm ² or more at a heat treatment temperature of less than 800 ° C. Furthermore, Schottky contact was obtained at a heat treatment temperature of 700 ° C. or lower.

しかしながら、８００℃以上の高温での熱処理は、窒化物半導体表面において酸化や表面欠陥の発生を招きやすく、また不純物の拡散が生じる恐れがある。例えば、電界効果トランジスタとして用いられるＡｌＧａＮ／ＧａＮヘテロ構造において、８００℃以上の高温での熱処理を施すことにより、ヘテロ界面の２次元電子ガス濃度が減少するといった現象が報告されている（非特許文献２）。熱処理により発生する酸化膜や表面欠陥、不純物の混入は、半導体禁制帯中に、準位を形成するため、特性や信頼性の劣化を生じる恐れがある。 However, heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or higher tends to cause oxidation and surface defects on the surface of the nitride semiconductor, and may cause impurity diffusion. For example, in an AlGaN / GaN heterostructure used as a field effect transistor, a phenomenon has been reported in which the two-dimensional electron gas concentration at the heterointerface is reduced by performing heat treatment at a high temperature of 800 ° C. or more (Non-patent Document). 2). Oxide films, surface defects, and impurities that are generated by heat treatment form levels in the semiconductor forbidden band, which may cause deterioration of characteristics and reliability.

本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、オーミック電極のコンタクト抵抗が低く、しかも熱処理による特性の劣化が抑制される半導体装置、その製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the contact resistance of an ohmic electrode is low and the deterioration of characteristics due to heat treatment is suppressed, and a method for manufacturing the same.

この目的を達成するため、本発明においては、窒化物半導体を用いた半導体装置において、上記窒化物半導体上にｎ層（ｎ≧２）の無機材料膜からなり、第１層から第ｎ−１層が融点が８００℃未満である上記無機材料膜であり、第ｎ層がＴｉ膜である多層膜を堆積し、熱処理することによって形成されたオーミック電極を形成する。 In order to achieve this object, according to the present invention, in a semiconductor device using a nitride semiconductor, an n-layer (n ≧ 2) inorganic material film is formed on the nitride semiconductor. An ohmic electrode is formed by depositing a multilayer film in which the layer is the above-mentioned inorganic material film having a melting point of less than 800 ° C. and the nth layer is a Ti film and heat-treating.

また、窒化物半導体を用いた半導体装置において、上記窒化物半導体上にｍ層（ｍ≧３）の無機材料膜からなり、第１層から第ｎ−１層が融点が８００℃未満である上記無機材料膜であり、第ｎ層（２≦ｎ＜ｍ）がＴｉ膜である多層膜を堆積し、熱処理することによって形成されたオーミック電極を形成する。 Further, in the semiconductor device using a nitride semiconductor, the nitride semiconductor is formed of an inorganic material film of m layers (m ≧ 3), and the melting points of the first to n−1 layers are less than 800 ° C. An ohmic electrode is formed by depositing a multilayer film, which is an inorganic material film, and the nth layer (2 ≦ n <m) is a Ti film, and is heat-treated.

これらの場合、上記第１層から第ｎ−１層の無機材料膜を、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜としてもよい。 In these cases, the inorganic material films from the first layer to the (n-1) th layer may be films made of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and compounds thereof.

また、上記第ｎ＋１層から第ｍ層の無機材料膜を、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜としてもよい。 Further, the n + 1 to m-th inorganic material films are composed of any one of Al, Ti, Si, Ge, Au, Mo, Ni, Ag, Ta, Pt, Pd, Nb, Cu and their compounds. It is good also as the film made.

これらの場合、上記窒化物半導体をＡｌＧａＩｎＮとしてもよい。 In these cases, the nitride semiconductor may be AlGaInN.

また、窒化物半導体を用いた半導体装置を製造する方法において、上記窒化物半導体の表面の所定の領域に、融点が８００℃未満である上記無機材料膜を第１層から第ｎ−１層（ｎ≧２）まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を行なう。 In the method of manufacturing a semiconductor device using a nitride semiconductor, the inorganic material film having a melting point of less than 800 ° C. may be formed on a predetermined region of the surface of the nitride semiconductor from the first layer to the n−1th layer ( After sequentially depositing up to n ≧ 2) and depositing a Ti film on the n-th layer, a heat treatment is performed at less than 800 ° C.

また、窒化物半導体を用いた半導体装置を製造する方法において、上記窒化物半導体の表面の所定の領域に、融点が８００℃未満である無機材料膜を第１層から第ｎ−１層（ｎ≧２）まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積し、第ｎ＋１層から第ｍ層（ｍ＞ｎ、ｍ≧３）に無機材料膜を順次堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を行なう。 Further, in the method of manufacturing a semiconductor device using a nitride semiconductor, an inorganic material film having a melting point of less than 800 ° C. is formed in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor from the first layer to the n−1th layer (n ≧ 2) sequentially, a Ti film is deposited on the nth layer, an inorganic material film is sequentially deposited from the (n + 1) th layer to the mth layer (m> n, m ≧ 3), and then heat-treated at less than 800 ° C. Perform the process.

本発明に係る半導体装置、その製造方法においては、８００℃未満の熱処理を行なったときに、窒化物半導体に高濃度ｎ型化を促進するから、オーミック電極のコンタクト抵抗が低くなり、また８００℃未満の熱処理を行なえばよいから、熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。 In the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, when the heat treatment at a temperature of less than 800 ° C. is performed, the nitride semiconductor is promoted to have a high concentration of n-type. Therefore, the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to the heat treatment can be suppressed.

（第１の実施の形態）
図１は本発明に係る半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極１０が形成されており、第１層（低融点金属層）１１が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物（合金））膜すなわち融点が８００℃以下である無機材料膜であり、第２層（Ｔｉ層）１２がＴｉ膜である多層膜を堆積し、８００℃以下の熱処理を行なうことによってオーミック電極１０が形成されている。そして、第１層１１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜の望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。また、第１層１１に低融点金属の合金膜を用いたときも望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。さらに、第２層１２のＴｉ膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍである。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a semiconductor device according to the present invention, in which an ohmic electrode shows a state before heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 10 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 11 is made of a low melting point metal (Sn, Al, In, Zn, Mg, and These compound (alloy)) films, that is, inorganic material films having a melting point of 800 ° C. or less, and a multilayer film in which the second layer (Ti layer) 12 is a Ti film are deposited, and heat treatment at 800 ° C. or less is performed. An ohmic electrode 10 is formed. The desirable film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the first layer 11 is 0.5 nm to 100 nm. In addition, when a low melting point metal alloy film is used for the first layer 11, a desirable film thickness is 0.5 nm to 100 nm. Furthermore, the desirable film thickness of the Ti film of the second layer 12 is 10 nm to 400 nm.

つぎに、図１に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層１１を堆積し、第２層１２にＴｉ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理（加熱）することによりオーミック電極１０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described. First, a first layer 11, which is a film composed of any one of Sn, Al, In, Zn, Mg, and a compound thereof, is deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, and Ti 2 is deposited on the second layer 12. After the film is deposited, the ohmic electrode 10 is formed by heat treatment (heating) at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においては、８００℃未満の熱処理を行なったときに、第１層１１の低融点金属膜が融解して、窒化物半導体１と腐食反応を起こして窒化物半導体１の界面近傍に高濃度ｎ型化を促進し、あるいは第２層１２のＴｉと第１層１１の低融点金属との合金となり、その合金と窒化物半導体１との反応により窒化物半導体１の界面近傍に高濃度ｎ型化を促進するから、オーミック電極１０のコンタクト抵抗が低くなる。また、８００℃未満の熱処理を行なえばよいから、熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。 In this semiconductor device and its manufacturing method, when a heat treatment at a temperature of less than 800 ° C. is performed, the low-melting point metal film of the first layer 11 is melted to cause a corrosion reaction with the nitride semiconductor 1. In the vicinity of the interface, high-concentration n-type is promoted, or an alloy of Ti of the second layer 12 and a low melting point metal of the first layer 11 is formed, and the interface of the nitride semiconductor 1 by the reaction between the alloy and the nitride semiconductor 1 Since the high concentration n-type is promoted in the vicinity, the contact resistance of the ohmic electrode 10 is lowered. Further, since heat treatment at a temperature lower than 800 ° C. may be performed, deterioration in characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed.

第１層１１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層１１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 11 or its alloy film is less than 0.5 nm, the above-described effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, the thickness of the low melting point metal film of the first layer 11 or its alloy film is desirably 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第２層１２のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層１１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第２層１２のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層１１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the second layer 12. At this time, if the thickness of the low melting point metal film of the first layer 11 or the alloy film thereof is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and the Ti of the second layer 12 cannot react. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 11 or its alloy film is 100 nm or less.

（第２の実施の形態）
図２は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極２０が形成されており、第１層（低融点金属層）２１、第２層（低融点金属層）２２が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第３層（Ｔｉ層）２３がＴｉ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極２０が形成されている。そして、第１層２１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ１とし、第２層２２の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ２としたとき、０．５ｎｍ≦ｈ１＜１００ｎｍ、０．５ｎｍ≦ｈ２＜１００ｎｍ、１ｎｍ≦ｈ１＋ｈ２≦１００ｎｍを満たす膜厚にするのが望ましい。また、第３層２３のＴｉ膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍである。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 20 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 21 and a second layer (low melting point metal layer) 22 are low melting point metals. A multilayer film in which the third layer (Ti layer) 23 is a Ti film is deposited (Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds), and heat treatment is performed at a temperature of less than 800 ° C. Is formed. Then, the film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film or the compound film of the first layer 21 is h1, and the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the second layer 22 is Alternatively, when the film thickness of these compound films is h2, it is desirable that the film thickness satisfies 0.5 nm ≦ h1 <100 nm, 0.5 nm ≦ h2 <100 nm, 1 nm ≦ h1 + h2 ≦ 100 nm. The desirable film thickness of the Ti film of the third layer 23 is 10 nm to 400 nm.

つぎに、図２に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層２１、第２層２２を堆積し、第３層２３にＴｉ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極２０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2 will be described. First, a first layer 21 and a second layer 22 which are films composed of any of Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds are deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, After the Ti film is deposited on the three layers 23, the ohmic electrode 20 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極２０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 20 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed.

第１層２１、第２層２２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層２１、第２層２２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 21 and the second layer 22 is less than 0.5 nm, the above-described effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 21 and the second layer 22 is 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第３層２３のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層２１、第２層２２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第３層２３のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層２１、第２層２２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the third layer 23. At this time, if the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 21 and the second layer 22 is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and the Ti of the third layer 23 cannot react. Therefore, it is desirable that the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 21 and the second layer 22 is 100 nm or less.

（第３の実施の形態）
図３は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極３０が形成されており、第１層（低融点金属層）３１が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第２層（Ｔｉ層）３２がＴｉ膜であり、第３層（Ａｕ層）３３がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極３０が形成されている。そして、第１層３１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜の望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。また、第１層３１に低融点金属の合金膜を用いたときも望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。第２層３２のＴｉ膜の望ましい膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。第１、第２の実施の形態と異なり、第２層３２のＴｉ膜の膜厚が２０ｎｍ以下では、熱処理の際に第３層３３のＡｕの拡散が生じ、接触抵抗が増加するので、第３層３３のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから４００ｎｍである。 (Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 30 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 31 is formed of a low melting point metal (Sn, Al, In, Zn, Mg, and A multilayer film in which the second layer (Ti layer) 32 is a Ti film and the third layer (Au layer) 33 is an Au film, and heat treatment is performed at less than 800 ° C. An ohmic electrode 30 is formed. The desirable film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the first layer 31 is 0.5 nm to 100 nm. Further, when a low melting point metal alloy film is used for the first layer 31, a desirable film thickness is 0.5 nm to 100 nm. A desirable film thickness of the Ti film of the second layer 32 is 20 nm to 300 nm. Unlike the first and second embodiments, if the thickness of the Ti film of the second layer 32 is 20 nm or less, the diffusion of Au in the third layer 33 occurs during the heat treatment, and the contact resistance increases. The film thickness of the Au film of the three layers 33 is 20 nm to 400 nm.

つぎに、図３に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層３１を堆積し、第２層３２にＴｉ膜を堆積し、第３層３３にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極３０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3 will be described. First, a first layer 31, which is a film composed of any one of Sn, Al, In, Zn, Mg, and a compound thereof, is deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, and Ti 2 is deposited on the second layer 32. After the film is deposited and the Au film is deposited on the third layer 33, the ohmic electrode 30 is formed by heat treatment at a temperature below 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極３０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第３層３３のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 30 is reduced, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. Further, the Au film of the third layer 33 serves as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in storage and measurement stability of the semiconductor device.

第１層３１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層３１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 31 or its alloy film is less than 0.5 nm, the above-described effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 31 is desirably 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第２層３２のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層３１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第２層３２のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層３１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the second layer 32. At this time, when the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 31 or the alloy film thereof is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and Ti of the second layer 32 cannot react. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 31 is 100 nm or less.

（第４の実施の形態）
図４は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極４０が形成されており、第１層（低融点金属層）４１、第２層（低融点金属層）４２が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第３層（Ｔｉ層）４３がＴｉ膜であり、第４層（Ａｕ層）４４がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極４０が形成されている。そして、第１層４１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ１とし、第２層４２の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ２としたとき、０．５ｎｍ≦ｈ１＜１００ｎｍ、０．５ｎｍ≦ｈ２＜１００ｎｍ、１ｎｍ≦ｈ１＋ｈ２≦１００ｎｍを満たす膜厚にするのが望ましい。第３層４３のＴｉ膜の望ましい膜厚は２０ｎｍから４００ｎｍである。第１、第２の実施の形態と異なり、第３層４３のＴｉ膜の膜厚が２０ｎｍ以下では、熱処理の際に第４層４４のＡｕの拡散が生じ、接触抵抗が増加するので、第４層４４のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。 (Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 40 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 41 and a second layer (low melting point metal layer) 42 are low melting point metals. (Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds) films, a multilayer film in which the third layer (Ti layer) 43 is a Ti film and the fourth layer (Au layer) 44 is an Au film is deposited. And the ohmic electrode 40 is formed by performing the heat processing below 800 degreeC. The film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film or the compound film of the first layer 41 is h1, and the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the second layer 42 is used. Alternatively, when the film thickness of these compound films is h2, it is desirable that the film thickness satisfies 0.5 nm ≦ h1 <100 nm, 0.5 nm ≦ h2 <100 nm, 1 nm ≦ h1 + h2 ≦ 100 nm. A desirable film thickness of the Ti film of the third layer 43 is 20 nm to 400 nm. Unlike the first and second embodiments, if the thickness of the Ti film of the third layer 43 is 20 nm or less, the diffusion of Au in the fourth layer 44 occurs during the heat treatment, and the contact resistance increases. The film thickness of the Au film of the four layers 44 is 20 nm to 300 nm.

つぎに、図４に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層４１、第２層４２を堆積し、第３層４３にＴｉ膜を堆積し、第４層４４にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極４０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 4 will be described. First, a first layer 41 and a second layer 42, which are films made of any of Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds, are deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, After the Ti film is deposited on the third layer 43 and the Au film is deposited on the fourth layer 44, the ohmic electrode 40 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極４０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第４層４４のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 40 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. In addition, the Au film of the fourth layer 44 serves as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in storage and measurement stability of the semiconductor device.

第１層４１、第２層４２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層４１、第２層４２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 41 and the second layer 42 is less than 0.5 nm, the above-described effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 41 and the second layer 42 is 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第３層４３のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層４１、第２層４２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第３層４３のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層４１、第２層４２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the third layer 43. At this time, if the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film of the first layer 41 and the second layer 42 or the alloy film thereof is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and Ti of the third layer 43 cannot react. Therefore, the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 41 and the second layer 42 is desirably 100 nm or less.

（第５の実施の形態）
図５は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極５０が形成されており、第１層（低融点金属層）５１が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第２層（Ｔｉ層）５２がＴｉ膜であり、第３層（他金属層）５３が無機材料膜すなわちＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜およびそれらの化合物膜のいずれかであり、第４層（Ａｕ層）５４がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極５０が形成されている。そして、第１層５１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜の望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。また、第１層５１に低融魚金属の合金膜を用いたときも望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかにより構成される第３層５３が熱処理の際の第４層５４のＡｕの拡散を抑制する役割を果たすため、第２層５２のＴｉの望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍと第３の実施の形態よりも広範囲である。第３層５３のＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜またはそれらの化合物膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから１００ｎｍである、第４層５４のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。 (Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 50 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 51 is made of a low melting point metal (Sn, Al, In, Zn, Mg, and Those compounds) film, the second layer (Ti layer) 52 is a Ti film, the third layer (other metal layer) 53 is an inorganic material film, that is, Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu film and those The ohmic electrode 50 is formed by depositing a multilayer film in which the fourth layer (Au layer) 54 is an Au film and performing a heat treatment at less than 800 ° C. A desirable film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the first layer 51 is 0.5 nm to 100 nm. Further, when a low-melting fish metal alloy film is used for the first layer 51, a desirable film thickness is 0.5 nm to 100 nm. Since the third layer 53 composed of any of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu and their compounds plays a role of suppressing the diffusion of Au in the fourth layer 54 during the heat treatment, the second layer The desirable film thickness of 52 Ti is 10 nm to 400 nm, which is wider than that of the third embodiment. The desirable film thickness of the Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu film or the compound film of the third layer 53 is 10 nm to 100 nm, and the film thickness of the Au film of the fourth layer 54 is 20 nm to 300 nm.

つぎに、図５に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層５１を堆積し、第２層５２にＴｉ膜を堆積し、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかにより構成される膜である第３層５３を堆積し、第４層５４にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極５０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 5 will be described. First, a first layer 51, which is a film composed of any one of Sn, Al, In, Zn, Mg, and a compound thereof, is deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, and Ti 2 is deposited on the second layer 52. After depositing a film, depositing the third layer 53 which is a film composed of any of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu and their compounds, and depositing an Au film on the fourth layer 54, The ohmic electrode 50 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極５０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第４層５４のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 50 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. Further, the Au film of the fourth layer 54 serves as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in the storage and measurement stability of the semiconductor device.

第１層５１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層５１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 51 or its alloy film is less than 0.5 nm, the effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 51 or its alloy film is 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第２層５２のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層５１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第２層５２のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層５１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the second layer 52. At this time, if the thickness of the low melting point metal film of the first layer 51 or the alloy film thereof is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and Ti of the second layer 52 cannot react. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 51 or its alloy film is 100 nm or less.

（第６の実施の形態）
図６は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極６０が形成されており、第１層（低融点金属層）６１、第２層（低融点金属層）６２が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第３層（Ｔｉ層）６３がＴｉ膜であり、第４層（他金属層）６４がＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜およびそれらの化合物膜のいずれかであり、第５層（Ａｕ層）６５がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極６０が形成されている。そして、第１層６１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ１とし、第２層６２の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ２としたとき、０．５ｎｍ≦ｈ１＜１００ｎｍ、０．５ｎｍ≦ｈ２＜１００ｎｍ、１ｎｍ≦ｈ１＋ｈ２≦１００ｎｍを満たす膜厚にするのが望ましい。また、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜およびそれらの化合物膜のいずれかである第４層６４が、熱処理の際の第５層６５のＡｕの拡散を抑制する役割を果たすため、第３層６３のＴｉ膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍと第４の実施の形態よりも広範囲である。第４層６４のＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜またはそれらの化合物膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから１００ｎｍである。第５層６５のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。 (Sixth embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 60 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 61 and a second layer (low melting point metal layer) 62 are low melting point metals. (Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds) film, the third layer (Ti layer) 63 is a Ti film, and the fourth layer (other metal layer) 64 is Mo, Ni, Ta, Pt. The ohmic electrode 60 is formed by depositing a multilayer film in which the fifth layer (Au layer) 65 is an Au film and performing a heat treatment at less than 800 ° C. ing. Then, the film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film or the compound film of the first layer 61 is h1, and the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the second layer 62 is Alternatively, when the film thickness of these compound films is h2, it is desirable that the film thickness satisfies 0.5 nm ≦ h1 <100 nm, 0.5 nm ≦ h2 <100 nm, 1 nm ≦ h1 + h2 ≦ 100 nm. In addition, since the fourth layer 64 that is one of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu films and their compound films plays a role of suppressing the diffusion of Au in the fifth layer 65 during the heat treatment, A desirable film thickness of the Ti film of the third layer 63 is 10 nm to 400 nm, which is wider than that of the fourth embodiment. A desirable film thickness of the Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu film or their compound film of the fourth layer 64 is 10 nm to 100 nm. The film thickness of the Au film of the fifth layer 65 is 20 nm to 300 nm.

つぎに、図６に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層６１、第２層６２を堆積し、第３層６３にＴｉ膜を堆積し、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかにより構成される膜である第４層６４を堆積し、第５層６５にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極６０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 6 will be described. First, a first layer 61 and a second layer 62, which are films made of any of Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds, are deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, A Ti film is deposited on the third layer 63, a fourth layer 64, which is a film composed of any one of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu and their compounds, is deposited, and an Au film is deposited on the fifth layer 65. Then, the ohmic electrode 60 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極６０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第４層６４のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 60 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. Further, the Au film of the fourth layer 64 serves as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in storage and measurement stability of the semiconductor device.

第１層６１、第２層６２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層６１、第２層６２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 61 and the second layer 62 is less than 0.5 nm, the above-described effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 61 and the second layer 62 is 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第３層６３のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層６１、第２層６２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第３層６３のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層６１、第２層６２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the third layer 63. At this time, if the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 61 and the second layer 62 is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and the Ti of the third layer 63 cannot react. Therefore, the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 61 and the second layer 62 is desirably 100 nm or less.

（第７の実施の形態）
図７は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極７０が形成されており、第１層（低融点金属層）７１が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第２層（Ｔｉ層）７２がＴｉ膜であり、第３層（Ａｌ層）７３がＡｌ膜であり、第４層（他金属層）７４がＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜およびそれらの化合物膜のいずれかであり、第５層（Ａｕ層）７５がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極７０が形成されている。そして、第１層７１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜の望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。また、第１層７１に低融点金属の合金膜を用いたときも望ましい膜厚は０．５ｎｍから１００ｎｍである。第２層７２のＴｉ膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍである。第３層７３のＡｌ膜の望ましい膜厚は、１０ｎｍから２００ｎｍの間である。第４層７４のＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜またはそれらの化合物膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから１００ｎｍである。第５層７５のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。 (Seventh embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 70 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 71 is made of a low melting point metal (Sn, Al, In, Zn, Mg, and Those compounds) film, the second layer (Ti layer) 72 is a Ti film, the third layer (Al layer) 73 is an Al film, and the fourth layer (other metal layer) 74 is Mo, Ni, The ohmic electrode 70 is formed by depositing a multilayer film that is any one of a Ta, Pt, Nb, Cu film, and a compound film thereof, and the fifth layer (Au layer) 75 is an Au film, and is subjected to a heat treatment at less than 800 ° C. Is formed. The desirable film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the first layer 71 is 0.5 nm to 100 nm. Also, when a low melting point metal alloy film is used for the first layer 71, a desirable film thickness is 0.5 nm to 100 nm. A desirable film thickness of the Ti film of the second layer 72 is 10 nm to 400 nm. A desirable film thickness of the Al film of the third layer 73 is between 10 nm and 200 nm. A desirable film thickness of the Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu film or their compound film of the fourth layer 74 is 10 nm to 100 nm. The film thickness of the Au film of the fifth layer 75 is 20 nm to 300 nm.

つぎに、図７に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層７１を堆積し、第２層７２にＴｉ膜を堆積し、第３層７３にＡｌ膜を堆積し、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかにより構成される膜である第４層７４を堆積し、第５層７５にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極７０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 7 will be described. First, a first layer 71 which is a film made of any of Sn, Al, In, Zn, Mg and a compound thereof is deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, and Ti 2 is deposited on the second layer 72. A film is deposited, an Al film is deposited on the third layer 73, a fourth layer 74, which is a film composed of any one of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu, and their compounds, is deposited, After the Au film is deposited on the five layers 75, the ohmic electrode 70 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極７０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第５層７５のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。また、第３層７３のＡｌは熱処理の際に窒化物半導体１側に拡散するため、より安定的にオーミック特性を得ることができ、接触抵抗の面内分布が第１〜第６の実施の形態では２０％程度であったところが１０％以内に改善された。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 70 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. Further, the Au film of the fifth layer 75 serves as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in storage and measurement stability of the semiconductor device. Further, since Al in the third layer 73 diffuses to the nitride semiconductor 1 side during the heat treatment, the ohmic characteristics can be obtained more stably, and the in-plane distribution of contact resistance is the first to sixth embodiments. The form was improved to within 10% from about 20%.

第１層７１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層７１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 71 or its alloy film is less than 0.5 nm, the effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 71 or its alloy film is preferably 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第２層７２のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層７１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第２層７２のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層７１の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the second layer 72. At this time, if the thickness of the low melting point metal film of the first layer 71 or the alloy film thereof is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and Ti of the second layer 72 cannot react. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 71 or its alloy film is 100 nm or less.

（第８の実施の形態）
図８は本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図で、オーミック電極は熱処理前の状態を示す。図に示すように、例えばＡｌＧａＩｎＮからなる窒化物半導体１上にオーミック電極８０が形成されており、第１層（低融点金属層）８１、第２層（低融点金属層）８２が低融点金属（Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物）膜であり、第３層（Ｔｉ層）８３がＴｉ膜であり、第４層（Ａｌ層）８４がＡｌ膜であり、第５層（他金属層）８５がＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜およびそれらの化合物膜のいずれかであり、第６層（Ａｕ層）８６がＡｕ膜である多層膜を堆積し、８００℃未満の熱処理を行なうことによってオーミック電極８０が形成されている。そして、第１層８１の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ１とし、第２層８２の低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇ膜またはそれらの化合物膜の膜厚をｈ２としたとき、０．５ｎｍ≦ｈ１＜１００ｎｍ、０．５ｎｍ≦ｈ２＜１００ｎｍ、１ｎｍ≦ｈ１＋ｈ２≦１００ｎｍを満たす膜厚にするのが望ましい。第３層８３のＴｉ膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから４００ｎｍである。第４層８４のＡｌ膜の望ましい膜厚は、１０ｎｍから２００ｎｍの間である。第５層８５のＭｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕ膜またはそれらの含金膜の望ましい膜厚は１０ｎｍから１００ｎｍである。第６層８６のＡｕ膜の膜厚は２０ｎｍから３００ｎｍである。 (Eighth embodiment)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another semiconductor device according to the present invention, and the ohmic electrode shows a state before the heat treatment. As shown in the figure, an ohmic electrode 80 is formed on a nitride semiconductor 1 made of, for example, AlGaInN, and a first layer (low melting point metal layer) 81 and a second layer (low melting point metal layer) 82 are low melting point metals. (Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds) film, the third layer (Ti layer) 83 is a Ti film, the fourth layer (Al layer) 84 is an Al film, and the fifth layer (Other metal layer) 85 is any one of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu films and their compound films, and a sixth layer (Au layer) 86 is an Au film, and a multilayer film is deposited. The ohmic electrode 80 is formed by performing a heat treatment at a temperature lower than 0 ° C. Then, the film thickness of the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film or their compound film of the first layer 81 is h1, and the low melting point metal Sn, Al, In, Zn, Mg film of the second layer 82 is used. Alternatively, when the film thickness of these compound films is h2, it is desirable that the film thickness satisfies 0.5 nm ≦ h1 <100 nm, 0.5 nm ≦ h2 <100 nm, 1 nm ≦ h1 + h2 ≦ 100 nm. A desirable film thickness of the Ti film of the third layer 83 is 10 nm to 400 nm. A desirable film thickness of the Al film of the fourth layer 84 is between 10 nm and 200 nm. The desirable film thickness of the Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu film or their metal-containing film of the fifth layer 85 is 10 nm to 100 nm. The film thickness of the Au film of the sixth layer 86 is 20 nm to 300 nm.

つぎに、図８に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、窒化物半導体１の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇおよびその化合物のいずれかから構成された膜である第１層８１、第２層８２を堆積し、第３層８３にＴｉ膜を堆積し、第４層８４にＡｌ膜を堆積し、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかにより構成される膜である第５層８５を堆積し、第６層８６にＡｕ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することによりオーミック電極８０を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 8 will be described. First, a first layer 81 and a second layer 82, which are films composed of any one of Sn, Al, In, Zn, Mg and their compounds, are deposited in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor 1, A Ti film is deposited on the third layer 83, an Al film is deposited on the fourth layer 84, and a fifth layer 85, which is a film composed of any one of Mo, Ni, Ta, Pt, Nb, Cu, and their compounds. After depositing an Au film on the sixth layer 86, the ohmic electrode 80 is formed by heat treatment at less than 800 ° C.

この半導体装置、その製造方法においても、オーミック電極８０のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。また、第６層８６のＡｕ膜は酸化防止やプローブのパッドとしての役割を果たし、半導体装置の保管や測定の安定性に優れている。また、第４層８４のＡｌは熱処理の際に窒化物半導体１側に拡散するため、より安定的にオーミック特性を得ることができ、接触抵抗の面内分布が第１〜第６の実施の形態では２０％程度であったところが１０％以内に改善された。 Also in this semiconductor device and its manufacturing method, the contact resistance of the ohmic electrode 80 is lowered, and the deterioration of the characteristics of the semiconductor device due to heat treatment can be suppressed. The Au film of the sixth layer 86 plays a role as an antioxidant and a probe pad, and is excellent in storage and measurement stability of the semiconductor device. In addition, since Al in the fourth layer 84 diffuses to the nitride semiconductor 1 side during the heat treatment, the ohmic characteristics can be obtained more stably, and the in-plane distribution of contact resistance is the first to sixth embodiments. The form was improved to within 10% from about 20%.

第１層８１、第２層８２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚が０．５ｎｍ未満のときには、上述の低融点金属による効果は低融点金属が少なすぎるので得られない。したがって、第１層８１、第２層８２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚は０．５ｎｍ以上であることが望ましい。 When the film thickness of the low melting point metal film of the first layer 81 and the second layer 82 or the alloy film thereof is less than 0.5 nm, the effect of the low melting point metal cannot be obtained because the low melting point metal is too small. Therefore, it is desirable that the film thickness of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 81 and the second layer 82 is 0.5 nm or more.

また、オーミック金属のコンタクト抵抗を低くするためには、窒化物半導体１（例えばＡｌＧａＩｎＮ）と第３層８３のＴｉが反応する必要がある。このとき、第１層８１、第２層８２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）が１００ｎｍより厚くなると、窒化物半導体１と第３層８３のＴｉが反応できなくなる。したがって、第１層８１、第２層８２の低融点金属膜またはその合金膜の膜厚（ｈ１＋ｈ２）は１００ｎｍ以下であることが望ましい。 In order to reduce the contact resistance of the ohmic metal, the nitride semiconductor 1 (for example, AlGaInN) needs to react with Ti of the third layer 83. At this time, if the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal film or the alloy film of the first layer 81 and the second layer 82 is greater than 100 nm, the nitride semiconductor 1 and Ti of the third layer 83 cannot react. Therefore, the film thickness (h1 + h2) of the low melting point metal films or the alloy films of the first layer 81 and the second layer 82 is preferably 100 nm or less.

（第９の実施の形態）
図９は本発明に係るＦＥＴを示す概略断面図である。図に示すように、ＧａＮ層９１上にＡｌＧａＩｎＮ層９２が形成され、ＧａＮ層９１とＡｌＧａＩｎＮ層９２とでヘテロ構造を有するＦＥＴの本体が構成されている。また、ＡｌＧａＩｎＮ層９２上に図１〜図８に示したオーミック電極からなるソース電極９３、ドレイン電極９４が形成され、ソース電極９３とドレイン電極９４との間に、ＡｌＧａＩｎＮ層９２とショットキー接合となる例えばＮｉ／Ａｕからなるゲート電極９５が形成されている。 (Ninth embodiment)
FIG. 9 is a schematic sectional view showing an FET according to the present invention. As shown in the figure, an AlGaInN layer 92 is formed on a GaN layer 91, and the GaN layer 91 and the AlGaInN layer 92 constitute an FET body having a heterostructure. Further, the source electrode 93 and the drain electrode 94 made of the ohmic electrodes shown in FIGS. 1 to 8 are formed on the AlGaInN layer 92, and the AlGaInN layer 92 and the Schottky junction are formed between the source electrode 93 and the drain electrode 94. A gate electrode 95 made of, for example, Ni / Au is formed.

つぎに、図９に示した半導体装置の製造方法を説明する。まず、ＡｌＧａＩｎＮ層９２の表面の所定の領域に、図１〜図８に示した膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理することにより、ソース電極９３、ドレイン電極９４を形成する。つぎに、ソース電極９３とドレイン電極９４との間にゲート電極９４を形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 9 will be described. First, after depositing the film shown in FIGS. 1 to 8 in a predetermined region on the surface of the AlGaInN layer 92, heat treatment is performed at less than 800 ° C., thereby forming the source electrode 93 and the drain electrode 94. Next, a gate electrode 94 is formed between the source electrode 93 and the drain electrode 94.

このＦＥＴ、その製造方法においても、ソース電極９３、ドレイン電極９４のコンタクト抵抗が低くなり、また熱処理によるＦＥＴの特性劣化を抑制することができる。 Also in this FET and its manufacturing method, the contact resistance of the source electrode 93 and the drain electrode 94 becomes low, and the characteristic deterioration of the FET due to heat treatment can be suppressed.

なお、上述のいずれの実施の形態においても、全ての金属はＥＢ（Electron Beam）蒸着装置もしくはスパッタ装置により堆積された。また、各低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇは、それぞれＳｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇブロックを原料として用いた。さらに、低融点金属Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇの合金は、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｍｇのうち少なくとも２種類の金属を融解により合成した合金を原料として用いた。 In any of the above-described embodiments, all the metal was deposited by an EB (Electron Beam) vapor deposition apparatus or a sputtering apparatus. Each low melting point metal Sn, Al, In, Zn, and Mg used Sn, Al, In, Zn, and Mg blocks as raw materials. Furthermore, the alloy of the low melting point metals Sn, Al, In, Zn, and Mg used an alloy obtained by synthesizing at least two kinds of metals among Sn, Al, In, Zn, and Mg by melting.

図１０は図７に示した半導体装置のオーミック電極（Ｓｎ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ａｌ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｉｎ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｚｎ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｍｇ／Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕ）、すなわち第１層７１にＳｎ、Ａｌ、Ｉｎ、ＺｎまたはＭｇを用いたオーミック電極における熱処理温度と固有接触抵抗率との関係を示すグラフである。このグラフから明らかなように、いずれの低融点金属を用いた場合においても、７５０℃未満の熱処理において１×１０^−５Ωｃｍ^２以下の固有接触抵抗率が得られた。また、従来技術ではオーミック特性を得られなかった７００℃以下においても良好なオーミック特性が得られた。なお、他の実施の形態においても、ここに示したのと同様の結果が得られており、本発明の効果に影響を与えるものではなかった。 10 shows ohmic electrodes (Sn / Ti / Al / Ni / Au, Al / Ti / Al / Ni / Au, In / Ti / Al / Ni / Au, Zn / Ti / Al / Au) of the semiconductor device shown in FIG. Ni / Au, Mg / Ti / Al / Ni / Au), that is, a graph showing the relationship between the heat treatment temperature and the specific contact resistivity in an ohmic electrode using Sn, Al, In, Zn or Mg for the first layer 71. is there. As is apparent from this graph, even when any low melting point metal was used, a specific contact resistivity of 1 × 10 ⁻⁵ Ωcm ² or less was obtained by heat treatment at less than 750 ° C. In addition, good ohmic characteristics were obtained even at 700 ° C. or lower, where ohmic characteristics could not be obtained with the prior art. In other embodiments, the same results as shown here were obtained, and the effects of the present invention were not affected.

また、第１層７１に合金（Ｓｎ−Ｍｇ、Ｓｎ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｉｎ、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｍｇ、Ｉｎ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｍｇ、Ｚｎ−Ｍｇ）を用いた図７に示した半導体装置のオーミック電極においても、７５０℃未満の熱処理において１×１０^−５Ωｃｍ^２以下の固有接触抵抗率が得られた。また、従来技術ではオーミック特性を得られなかった７００℃以下においても良好なオーミック特性が得られた。なお、他の実施の形態においても、ここに示したのと同様の結果が得られており、本発明の効果に影響を与えるものではなかった。 An alloy (Sn—Mg, Sn—In, Sn—Zn, Sn—Mg, Al—In, Al—Zn, Al—Mg, In—Zn, In—Mg, Zn—Mg) is formed on the first layer 71. Also in the ohmic electrode of the semiconductor device shown in FIG. 7 used, a specific contact resistivity of 1 × 10 ⁻⁵ Ωcm ² or less was obtained by heat treatment at less than 750 ° C. In addition, good ohmic characteristics were obtained even at 700 ° C. or lower, where ohmic characteristics could not be obtained with the prior art. In other embodiments, the same results as shown here were obtained, and the effects of the present invention were not affected.

また、上述実施の形態においては、熱処理前のオーミック電極の層数が２〜６の場合について説明したが、熱処理前のオーミック電極の層数は２以上であればよい。この場合、窒化物半導体上に、第１層から第ｎ−１層（ｎ≧２）がＳｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であり、第ｎ層がＴｉ膜である多層膜を堆積し、熱処理することによってオーミック電極を形成する。また、窒化物半導体上に、第１層から第ｎ−１層がＳｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であり、第ｎ層がＴｉ膜であり、第ｎ＋１層から第ｍ層（ｍ＞ｎ、ｍ≧３）がＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜である多層膜を堆積し、熱処理することによってオーミック電極を形成する。また、窒化物半導体の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜を第１層から第ｎ−１層まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を行なう。また、窒化物半導体の表面の所定の領域に、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜を第１層から第ｎ−１層まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積し、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｂおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜を第ｎ＋１層から第ｍ層まで順次堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を行なう。 Moreover, although the case where the number of ohmic electrodes before heat treatment is 2 to 6 has been described in the above embodiment, the number of layers of ohmic electrodes before heat treatment may be two or more. In this case, the first to n-1 layers (n ≧ 2) are formed of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and their compounds on the nitride semiconductor, An ohmic electrode is formed by depositing a multilayer film in which the nth layer is a Ti film and performing heat treatment. Further, on the nitride semiconductor, the first to n-1 layers are films made of any of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg and their compounds, and the nth layer is a Ti film N + 1 to m-th layers (m> n, m ≧ 3) of Al, Ti, Si, Ge, Au, Mo, Ni, Ag, Ta, Pt, Pd, Nb, Cu and their compounds An ohmic electrode is formed by depositing a multilayer film, which is a film composed of any one of the films, and performing a heat treatment. In addition, a film composed of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and their compounds is sequentially deposited from a first layer to an n-1 layer in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor. After the Ti film is deposited on the nth layer, a heat treatment process is performed at a temperature below 800 ° C. In addition, a film composed of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and their compounds is sequentially deposited from a first layer to an n-1 layer in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor. A Ti film is deposited on the nth layer, and a film composed of any one of Al, Ti, Si, Ge, Au, Mo, Ni, Ag, Ta, Pt, Pd, Nb and their compounds is an n + 1th layer. After sequentially depositing from the first layer to the m-th layer, a heat treatment process is performed at less than 800 ° C.

また、上述実施の形態においては、第１層から第ｎ−１層を融点が８００℃未満である無機材料膜としたが、第１層から第ｎ−１層を融点が７５０℃以下または７００℃以下である無機材料膜としてもよく、この場合には７５０℃以下または７００℃以下の熱処理を行なえばよいから、熱処理による半導体装置の特性劣化を抑制することができる。 In the above embodiment, the first to n-1th layers are inorganic material films having a melting point of less than 800 ° C., but the first to n−1th layers have a melting point of 750 ° C. or lower or 700 In this case, an inorganic material film having a temperature of 750 ° C. or lower may be used. In this case, heat treatment at 750 ° C. or lower or 700 ° C. or lower may be performed.

本発明に係る半導体装置を示す概略断面図である。1 is a schematic sectional view showing a semiconductor device according to the present invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る他の半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係るＦＥＴを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows FET which concerns on this invention. 図７に示した半導体装置のオーミック電極における熱処理温度と固有接触抵抗率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the heat processing temperature and intrinsic contact resistivity in the ohmic electrode of the semiconductor device shown in FIG. 従来の半導体装置のオーミック電極における熱処理温度と固有接触抵抗率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the heat processing temperature and the specific contact resistivity in the ohmic electrode of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

１…窒化物半導体
１０…オーミック電極１１…第１層（低融点金属層）
１２…第２層（Ｔｉ層）
２０…オーミック電極２１…第１層（低融点金属層）
２２…第２層（低融点金属層）２３…第３層（Ｔｉ層）
３０…オーミック電極３１…第１層（低融点金属層）
３２…第２層（Ｔｉ層）３３…第３層（Ａｕ層）
４０…オーミック電極４１…第１層（低融点金属層）
４２…第２層（低融点金属層）４３…第３層（Ｔｉ層）
４４…第４層（Ａｕ層）
５０…オーミック電極５１…第１層（低融点金属層）
５２…第２層（Ｔｉ層）５３…第３層（他金属層）
５４…第４層（Ａｕ層）
６０…オーミック電極６１…第１層（低融点金属層）
６２…第２層（低融点金属層）６３…第３層（Ｔｉ層）
６４…第４層（他金属層）６５…第５層（Ａｕ層）
７０…オーミック電極７１…第１層（低融点金属層）
７２…第２層（Ｔｉ層）７３…第３層（Ａｌ層）
７４…第４層（他金属層）７５…第５層（Ａｕ層）
８０…オーミック電極８１…第１層（低融点金属層）
８２…第２層（低融点金属層）８３…第３層（Ｔｉ層）
８４…第４層（Ａｌ層）８５…第５層（他金属層）
８６…第６層（Ａｕ層）
９１…ＧａＮ層９２…ＡｌＧａＩｎＮ層
９３…ソース電極９４…ドレイン電極
９５…ゲート電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nitride semiconductor 10 ... Ohmic electrode 11 ... 1st layer (low melting metal layer)
12 ... 2nd layer (Ti layer)
20 ... Ohmic electrode 21 ... First layer (low melting point metal layer)
22 ... Second layer (low melting point metal layer) 23 ... Third layer (Ti layer)
30 ... Ohmic electrode 31 ... First layer (low melting point metal layer)
32 ... 2nd layer (Ti layer) 33 ... 3rd layer (Au layer)
40 ... Ohmic electrode 41 ... First layer (low melting point metal layer)
42 ... Second layer (low melting point metal layer) 43 ... Third layer (Ti layer)
44 ... Fourth layer (Au layer)
50 ... Ohmic electrode 51 ... First layer (low melting point metal layer)
52 ... 2nd layer (Ti layer) 53 ... 3rd layer (other metal layers)
54. Fourth layer (Au layer)
60 ... Ohmic electrode 61 ... First layer (low melting point metal layer)
62 ... Second layer (low melting point metal layer) 63 ... Third layer (Ti layer)
64 ... 4th layer (other metal layers) 65 ... 5th layer (Au layer)
70 ... Ohmic electrode 71 ... First layer (low melting point metal layer)
72 ... 2nd layer (Ti layer) 73 ... 3rd layer (Al layer)
74 ... Fourth layer (other metal layer) 75 ... Fifth layer (Au layer)
80 ... Ohmic electrode 81 ... First layer (low melting point metal layer)
82 ... Second layer (low melting point metal layer) 83 ... Third layer (Ti layer)
84 ... Fourth layer (Al layer) 85 ... Fifth layer (other metal layers)
86 ... Sixth layer (Au layer)
91 ... GaN layer 92 ... AlGaInN layer 93 ... Source electrode 94 ... Drain electrode 95 ... Gate electrode

Claims

窒化物半導体を用いた半導体装置において、上記窒化物半導体上にｎ層（ｎ≧２）の無機材料膜からなり、第１層から第ｎ−１層が融点が８００℃未満である上記無機材料膜であり、第ｎ層がＴｉ膜である多層膜を堆積し、熱処理することによって形成されたオーミック電極を有することを特徴とする半導体装置。 In the semiconductor device using a nitride semiconductor, the inorganic material is composed of an n-layer (n ≧ 2) inorganic material film on the nitride semiconductor, and the melting points of the first to n−1 layers are less than 800 ° C. A semiconductor device comprising an ohmic electrode formed by depositing and heat-treating a multilayer film which is a film and an n-th layer is a Ti film.

窒化物半導体を用いた半導体装置において、上記窒化物半導体上にｍ層（ｍ≧３）の無機材料膜からなり、第１層から第ｎ−１層が融点が８００℃未満である上記無機材料膜であり、第ｎ層（２≦ｎ＜ｍ）がＴｉ膜である多層膜を堆積し、熱処理することによって形成されたオーミック電極を有することを特徴とする半導体装置。 In the semiconductor device using a nitride semiconductor, the inorganic material is composed of m layers (m ≧ 3) of an inorganic material film on the nitride semiconductor, and the melting points of the first to n−1 layers are less than 800 ° C. A semiconductor device comprising an ohmic electrode formed by depositing and heat-treating a multilayer film which is a film and an n-th layer (2 ≦ n <m) is a Ti film.

上記第１層から第ｎ−１層の無機材料膜が、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。 The inorganic material film from the first layer to the (n-1) th layer is a film composed of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and a compound thereof. 2. The semiconductor device according to 2.

上記第ｎ＋１層から第ｍ層の無機材料膜が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。 The inorganic material films from the (n + 1) th layer to the mth layer are composed of any of Al, Ti, Si, Ge, Au, Mo, Ni, Ag, Ta, Pt, Pd, Nb, Cu and their compounds. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is a film.

上記窒化物半導体がＡｌＧａＩｎＮであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor is AlGaInN.

窒化物半導体を用いた半導体装置を製造する方法において、上記窒化物半導体の表面の所定の領域に、融点が８００℃未満である無機材料膜を第１層から第ｎ−１層（ｎ≧２）まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In the method of manufacturing a semiconductor device using a nitride semiconductor, an inorganic material film having a melting point of less than 800 ° C. is formed in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor from the first layer to the n−1th layer (n ≧ 2). ), And a Ti film is deposited on the nth layer, followed by a heat treatment at a temperature below 800 ° C.

窒化物半導体を用いた半導体装置を製造する方法において、窒化物半導体の表面の所定の領域に、融点が８００℃未満である無機材料膜を第１層から第ｎ−１層（ｎ≧２）まで順次堆積し、第ｎ層にＴｉ膜を堆積し、第ｎ＋１層から第ｍ層（ｍ＞ｎ、ｍ≧３）に無機材料膜を順次堆積した後に、８００℃未満で熱処理する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method of manufacturing a semiconductor device using a nitride semiconductor, an inorganic material film having a melting point of less than 800 ° C. is formed in a predetermined region on the surface of the nitride semiconductor from the first layer to the n−1th layer (n ≧ 2). And sequentially depositing a Ti film on the nth layer and sequentially depositing an inorganic material film from the (n + 1) th layer to the mth layer (m> n, m ≧ 3), followed by a heat treatment at less than 800 ° C. A method for manufacturing a semiconductor device.

上記第１層から第ｎ−１層の無機材料膜が、Ｓｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ｍｇおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。 The inorganic material film from the first layer to the (n-1) th layer is a film made of any one of Sn, Al, In, Tl, Zn, Mg, and a compound thereof. 8. A method for producing a semiconductor device according to 7.

上記第ｎ＋１層から第ｍ層の無機材料膜が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｂ、Ｃｕおよびそれらの化合物のいずれかから構成された膜であることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。 The inorganic material films from the (n + 1) th layer to the mth layer are composed of any of Al, Ti, Si, Ge, Au, Mo, Ni, Ag, Ta, Pt, Pd, Nb, Cu and their compounds. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the method is a film.

上記窒化物半導体がＡｌＧａＩｎＮであることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the nitride semiconductor is AlGaInN.