JP6398909B2 - Schottky barrier diode and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、ショットキーバリアダイオードに関する。   The present invention relates to a Schottky barrier diode.

ショットキーバリアダイオード(Schottky Barrier Diode:SBD)として、窒化ガリウム(GaN)から主に形成される1つ以上の半導体層を備えるものが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1のSBDは、半導体層としての窒化ガリウム(GaN)層の上に、ニッケル(Ni)層と、金(Au)層とが、この順に積層されている。   As a Schottky Barrier Diode (SBD), one having one or more semiconductor layers mainly formed of gallium nitride (GaN) is known (for example, Patent Document 1). In the SBD of Patent Document 1, a nickel (Ni) layer and a gold (Au) layer are stacked in this order on a gallium nitride (GaN) layer as a semiconductor layer.

特開2009−59912号公報JP 2009-59912 A

金(Au)は高価であるため、アルミニウム(Al)などの比較的安価な金属を用いることが好ましい。しかし、金(Au)の代わりに、アルミニウム(Al)を用い、アルミニウム(Al)とニッケル(Ni)とを接触させた場合、逆方向耐圧が下がるという課題がある。この課題を解決するため、アルミニウム(Al)層とニッケル(Ni)層との間に、チタン(Ti)層と、窒化チタン(TiN)層と、チタン(Ti)層とを、この順に積層させる構造を採用することができる。   Since gold (Au) is expensive, it is preferable to use a relatively inexpensive metal such as aluminum (Al). However, when aluminum (Al) is used instead of gold (Au) and aluminum (Al) and nickel (Ni) are brought into contact with each other, there is a problem that the reverse breakdown voltage is lowered. In order to solve this problem, a titanium (Ti) layer, a titanium nitride (TiN) layer, and a titanium (Ti) layer are laminated in this order between an aluminum (Al) layer and a nickel (Ni) layer. A structure can be adopted.

さらに、窒化ガリウム(GaN)とショットキー電極とのバリア高さを向上させる方法として、ニッケル(Ni)層の上にパラジウム(Pd)層を積層する方法を発明者らは発見した。この方法を採用した場合、パラジウム(Pd)層と、チタン(Ti)層とを接触させることとなる。しかし、パラジウム(Pd)層と、チタン(Ti)層とを接触させた場合、逆方向耐圧が下がることについても発明者らは発見した。   Furthermore, the inventors have discovered a method of laminating a palladium (Pd) layer on a nickel (Ni) layer as a method for improving the barrier height between gallium nitride (GaN) and a Schottky electrode. When this method is adopted, the palladium (Pd) layer and the titanium (Ti) layer are brought into contact with each other. However, the inventors have also discovered that when the palladium (Pd) layer and the titanium (Ti) layer are brought into contact with each other, the reverse breakdown voltage is lowered.

このため、低コスト化と、逆方向耐圧の低減抑制と、バリア高さの向上とを実現する技術が望まれていた。そのほか、SBDにおいては、微細化、製造の容易化、省資源化、使い勝手の向上、耐久性の向上などが望まれていた。   For this reason, there has been a demand for a technology that realizes cost reduction, suppression of reduction of reverse breakdown voltage, and improvement of barrier height. In addition, in SBD, miniaturization, ease of manufacture, resource saving, improvement in usability, improvement in durability, and the like have been desired.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms.

(1)本発明の一形態によれば、ショットキーバリアダイオードが提供される。このショットキーバリアダイオードは、主に窒化ガリウムから形成されている半導体層と、前記半導体層の上に、主にニッケルから形成されているニッケル層と、前記ニッケル層の上に、主にパラジウムから形成されているパラジウム層と、前記パラジウム層の上に、主にモリブデンから形成されているモリブデン層と、前記モリブデン層の上に、主にチタンから形成されている第1のチタン層と、前記第1のチタン層の上に、主に窒化チタンから形成されている窒化チタン層と、前記窒化チタン層の上に、主にチタンから形成されている第2のチタン層と、前記第2のチタン層の上に、アルミニウムを含むアルミニウム層と、を備え、前記パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下である。この形態のショットキーバリアダイオードによれば、低コスト化と、逆方向耐圧の低減抑制と、バリア高さの向上とを実現することができる。 (1) According to one aspect of the present invention, a Schottky barrier diode is provided. The Schottky barrier diode includes a semiconductor layer mainly formed of gallium nitride, a nickel layer mainly formed of nickel on the semiconductor layer, and mainly palladium on the nickel layer. A palladium layer formed, a molybdenum layer mainly formed of molybdenum on the palladium layer, a first titanium layer mainly formed of titanium on the molybdenum layer, and A titanium nitride layer mainly formed of titanium nitride on the first titanium layer, a second titanium layer mainly formed of titanium on the titanium nitride layer, and the second titanium layer An aluminum layer containing aluminum is provided on the titanium layer, and the titanium content of the palladium layer is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less. According to this form of the Schottky barrier diode, it is possible to realize cost reduction, suppression of reduction in reverse breakdown voltage, and improvement of barrier height.

(2)本発明の他の形態によれば、ショットキーバリアダイオードの製造方法が提供される。ショットキーバリアダイオードの製造方法は、主に窒化ガリウムから形成される半導体層の上に、主にニッケルによりニッケル層を形成する工程と、前記ニッケル層の上に、主にパラジウムによりパラジウム層を形成する工程と、前記パラジウム層の上に、主にモリブデンによりモリブデン層を形成する工程と、前記モリブデン層の上に、主にチタンにより第1のチタン層を形成する工程と、前記第1のチタン層の上に、主に窒化チタンにより窒化チタン層を形成する工程と、前記窒化チタン層の上に、主にチタンにより第2のチタン層を形成する工程と、前記第2のチタン層の上に、アルミニウムを含むアルミニウム層を形成する工程と、を備え、前記パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下である。この形態のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、低コスト化と、逆方向耐圧の低減抑制と、バリア高さの向上とを実現したショットキーバリアダイオードを製造することができる。 (2) According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a Schottky barrier diode is provided. The Schottky barrier diode manufacturing method includes a step of forming a nickel layer mainly from nickel on a semiconductor layer mainly formed from gallium nitride, and a palladium layer mainly formed from palladium on the nickel layer. A step of forming a molybdenum layer mainly from molybdenum on the palladium layer, a step of forming a first titanium layer mainly from titanium on the molybdenum layer, and the first titanium. Forming a titanium nitride layer mainly on the titanium nitride layer; forming a second titanium layer mainly on the titanium nitride layer; and on the second titanium layer. And a step of forming an aluminum layer containing aluminum, wherein the palladium layer has a titanium content of 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less. According to this method of manufacturing a Schottky barrier diode, it is possible to manufacture a Schottky barrier diode that realizes cost reduction, suppression of reduction in reverse breakdown voltage, and improvement of barrier height.

(3)上述の製造方法において、前記ニッケル層を形成する工程から前記アルミニウム層を形成する工程までに、熱処理する工程を含まず、前記アルミニウム層を形成する工程の後に、熱処理する工程を含んでもよい。この形態のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、逆方向耐圧の低減がより抑制されたショットキーバリアダイオードを製造することができる。 (3) In the manufacturing method described above, from the step of forming the nickel layer to the step of forming the aluminum layer, the step of heat treatment is not included, and the step of heat treatment is included after the step of forming the aluminum layer. Good. According to this method of manufacturing a Schottky barrier diode, it is possible to manufacture a Schottky barrier diode in which the reduction in reverse breakdown voltage is further suppressed.

本発明は、ショットキーバリアダイオードおよびショットキーバリアダイオードの製造方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上述のショットキーバリアダイオードを備える半導体装置、その半導体装置を製造する製造方法などの形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms other than the Schottky barrier diode and the Schottky barrier diode manufacturing method. For example, it can be realized in the form of a semiconductor device including the above Schottky barrier diode, a manufacturing method for manufacturing the semiconductor device, and the like.

本願発明のショットキーバリアダイオードによれば、低コスト化と、逆方向耐圧の低減抑制と、バリア高さの向上とを実現することができる。また、本願発明のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、低コスト化と、逆方向耐圧の低減抑制と、バリア高さの向上とを実現したショットキーバリアダイオードを製造することができる。   According to the Schottky barrier diode of the present invention, it is possible to realize cost reduction, suppression of reduction in reverse breakdown voltage, and improvement of barrier height. In addition, according to the method for manufacturing a Schottky barrier diode of the present invention, it is possible to manufacture a Schottky barrier diode that realizes cost reduction, suppression of reduction in reverse breakdown voltage, and improvement of barrier height.

第1実施形態における半導体装置10の構成を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the semiconductor device 10 according to the first embodiment. 半導体装置10の製造方法を示す工程図。FIG. 5 is a process diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device 10. 半導体装置の深さと、各成分濃度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the depth of a semiconductor device, and each component density | concentration. 電流密度(A/cm)と逆方向電圧(V)との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a current density (A / cm < 2 >) and reverse voltage (V). 半導体装置の深さと、各成分濃度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the depth of a semiconductor device, and each component density | concentration. 電流密度(A/cm)と逆方向電圧(V)との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a current density (A / cm < 2 >) and reverse voltage (V). 第2実施形態における半導体装置20の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device 20 in 2nd Embodiment.

A.第1実施形態
A−1.半導体装置の構成
図1は、第1実施形態における半導体装置10の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態では、半導体装置10は、縦型のショットキーバリアダイオードである。図1には、相互に直交するXYZ軸が図示されている。
A. First embodiment A-1. Configuration of Semiconductor Device FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a semiconductor device 10 in the first embodiment. In the present embodiment, the semiconductor device 10 is a vertical Schottky barrier diode. FIG. 1 shows XYZ axes orthogonal to each other.

図1のXYZ軸のうち、X軸は、図1の紙面左から紙面右に向かう軸であり、+X軸方向は、紙面右に向かう方向であり、−X軸方向は、紙面左に向かう方向である。図1のXYZ軸のうち、Y軸は、図1の紙面手前から紙面奥に向かう軸であり、+Y軸方向は、紙面奥に向かう方向であり、−Y軸方向は、紙面手前に向かう方向である。図1のXYZ軸のうち、Z軸は、図1の紙面下から紙面上に向かう軸であり、+Z軸方向は、紙面上に向かう方向であり、−Z軸方向は、紙面下に向かう方向である。   Of the XYZ axes in FIG. 1, the X axis is an axis from the left side of FIG. 1 toward the right side of the page, the + X axis direction is a direction toward the right side of the page, and the −X axis direction is a direction toward the left side of the page. It is. Of the XYZ axes in FIG. 1, the Y axis is an axis from the front of the paper to the back of the paper in FIG. 1, the + Y axis direction is a direction toward the back of the paper, and the −Y axis direction is a direction toward the front of the paper. It is. Among the XYZ axes in FIG. 1, the Z axis is an axis that goes from the bottom of FIG. 1 to the top of the paper, the + Z axis direction is a direction that goes on the paper, and the −Z axis direction is a direction that goes down the paper. It is.

半導体装置10は、窒化ガリウム(GaN)を用いて形成されたGaN系の半導体装置である。半導体装置10は、基板110と、半導体層120と、配線層160と、絶縁層180と、ショットキー電極190と、裏面電極170とを備える。   The semiconductor device 10 is a GaN-based semiconductor device formed using gallium nitride (GaN). The semiconductor device 10 includes a substrate 110, a semiconductor layer 120, a wiring layer 160, an insulating layer 180, a Schottky electrode 190, and a back electrode 170.

半導体装置10の基板110は、X軸およびY軸に沿って広がる板状を成す半導体層である。本実施形態では、基板110は、窒化ガリウム(GaN)から主に形成され、ケイ素(Si)をドナーとして含有するn型半導体層である。本明細書において、「主に形成される」とは、モル分率において90%以上含有することを示す。   The substrate 110 of the semiconductor device 10 is a semiconductor layer having a plate shape extending along the X axis and the Y axis. In the present embodiment, the substrate 110 is an n-type semiconductor layer that is mainly formed of gallium nitride (GaN) and contains silicon (Si) as a donor. In the present specification, “mainly formed” means containing 90% or more by mole fraction.

半導体装置10の半導体層120は、X軸およびY軸に沿って広がるn型半導体層である。本実施形態では、半導体層120は、窒化ガリウム(GaN)から主に形成され、ケイ素(Si)をドナーとして含有する。半導体層120は、基板110の+Z軸方向側に積層されている。半導体層120は、界面121を有する。界面121は、半導体層120が広がるXY平面に沿うとともに+Z軸方向を向いた面である。界面121の少なくとも一部は、曲面であってもよいし、起伏を有してもよい。本実施形態において、半導体層120の膜厚は10μmであり、ドナー濃度は1×1016cm−3である。 The semiconductor layer 120 of the semiconductor device 10 is an n-type semiconductor layer that extends along the X axis and the Y axis. In the present embodiment, the semiconductor layer 120 is mainly formed of gallium nitride (GaN) and contains silicon (Si) as a donor. The semiconductor layer 120 is stacked on the + Z axis direction side of the substrate 110. The semiconductor layer 120 has an interface 121. The interface 121 is a surface along the XY plane in which the semiconductor layer 120 extends and facing the + Z-axis direction. At least a part of the interface 121 may be a curved surface or may have undulations. In the present embodiment, the thickness of the semiconductor layer 120 is 10 μm, and the donor concentration is 1 × 10 16 cm −3 .

半導体装置10の絶縁層180は、電気絶縁性を有し、基板110と半導体層120との+Z軸側の面を被覆する。絶縁層180は、第1の絶縁層181と、第2の絶縁層182とを備える。   The insulating layer 180 of the semiconductor device 10 has electrical insulation and covers the + Z-axis side surfaces of the substrate 110 and the semiconductor layer 120. The insulating layer 180 includes a first insulating layer 181 and a second insulating layer 182.

絶縁層180における第1の絶縁層181は、酸化アルミニウム(Al23)から形成され、基板110及び半導体層120と接する層である。本実施形態では、第1の絶縁層181の厚みは、100nmである。絶縁層180における第2の絶縁層182は、二酸化ケイ素(SiO2)から形成される。本実施形態では、第2の絶縁層182の厚みは、500nmである。 The first insulating layer 181 in the insulating layer 180 is a layer formed of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and in contact with the substrate 110 and the semiconductor layer 120. In the present embodiment, the thickness of the first insulating layer 181 is 100 nm. The second insulating layer 182 in the insulating layer 180 is made of silicon dioxide (SiO 2 ). In the present embodiment, the thickness of the second insulating layer 182 is 500 nm.

絶縁層180には、第1の絶縁層181および第2の絶縁層182を貫通する開口部185が形成されている。開口部185は、ウエットエッチングにより形成される。   In the insulating layer 180, an opening 185 that penetrates the first insulating layer 181 and the second insulating layer 182 is formed. The opening 185 is formed by wet etching.

半導体装置10のショットキー電極190は、導電性を有し、半導体層120の界面121にショットキー接合された電極である。ショットキー電極190は、半導体層120と接する層から順に、ニッケル層192と、パラジウム層194と、モリブデン層196とを備える。本明細書において、ショットキー電極とは、半導体層120の電子親和力とショットキー電極として用いられる金属の仕事関数との差が、0.5eV以上の電極をいう。   The Schottky electrode 190 of the semiconductor device 10 is a conductive electrode and is a Schottky junction with the interface 121 of the semiconductor layer 120. The Schottky electrode 190 includes a nickel layer 192, a palladium layer 194, and a molybdenum layer 196 in order from the layer in contact with the semiconductor layer 120. In this specification, a Schottky electrode refers to an electrode in which the difference between the electron affinity of the semiconductor layer 120 and the work function of a metal used as the Schottky electrode is 0.5 eV or more.

ショットキー電極190におけるニッケル層192は、主に、ニッケル(Ni)から形成されている。本実施形態において、ニッケル層192の厚みは、100nmである。ショットキー電極190におけるパラジウム層194は、主に、パラジウム(Pd)から形成されている。本実施形態において、パラジウム層194の厚みは、100nmである。半導体装置10におけるパラジウム層194のチタン含有量は、1.0×1018(atm/ cm3)以下である。また、ショットキー電極190におけるモリブデン層196は、主に、モリブデン(Mo)から形成されている。本実施形態において、モリブデン層196の厚みは、10nmである。モリブデン層196の厚みは、均質な層とするためには5nm以上が好ましく、応力による剥がれを防止する観点から500nm以下が好ましい。なお、ニッケル層192は、半導体層120と接している。パラジウム層194は、ニッケル層192と接している。モリブデン層196は、パラジウム層194と接している。 The nickel layer 192 in the Schottky electrode 190 is mainly formed of nickel (Ni). In the present embodiment, the thickness of the nickel layer 192 is 100 nm. The palladium layer 194 in the Schottky electrode 190 is mainly formed of palladium (Pd). In the present embodiment, the palladium layer 194 has a thickness of 100 nm. The titanium content of the palladium layer 194 in the semiconductor device 10 is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less. In addition, the molybdenum layer 196 in the Schottky electrode 190 is mainly formed of molybdenum (Mo). In the present embodiment, the molybdenum layer 196 has a thickness of 10 nm. The thickness of the molybdenum layer 196 is preferably 5 nm or more in order to obtain a homogeneous layer, and is preferably 500 nm or less from the viewpoint of preventing peeling due to stress. Note that the nickel layer 192 is in contact with the semiconductor layer 120. The palladium layer 194 is in contact with the nickel layer 192. The molybdenum layer 196 is in contact with the palladium layer 194.

半導体装置10の配線層160は、パッド電極や引き出し配線用の電極としてショットキー電極の上に設けられた電極層である。配線層160は、一般的に、ショットキー電極層よりも抵抗が小さくなるよう、Al、Au、Cuなどの比較的抵抗率の低い金属材料を含み厚く設けることが多い。半導体装置10の配線層160は、ショットキー電極190と接する層から順に、第1のチタン層162と、窒化チタン層164と、第2のチタン層166と、アルミニウム層168と、を備える。   The wiring layer 160 of the semiconductor device 10 is an electrode layer provided on the Schottky electrode as a pad electrode or an extraction wiring electrode. In general, the wiring layer 160 often includes a metal material having a relatively low resistivity such as Al, Au, or Cu so as to have a smaller resistance than the Schottky electrode layer. The wiring layer 160 of the semiconductor device 10 includes a first titanium layer 162, a titanium nitride layer 164, a second titanium layer 166, and an aluminum layer 168 in order from the layer in contact with the Schottky electrode 190.

配線層160における第1のチタン層162は、主に、チタン(Ti)から形成されている。本実施形態において、第1のチタン層162の厚みは、20nmである。配線層160における窒化チタン層164は、主に、窒化チタン(TiN)から形成されている。本実施形態において、窒化チタン層164の厚みは、200nmである。配線層160における第2のチタン層166は、主に、チタン(Ti)から形成されている。本実施形態において、第2のチタン層166の厚みは、20nmである。なお、第1のチタン層162は、モリブデン層196と接している。窒化チタン層164は、第1のチタン層162と接している。第2のチタン層166は、窒化チタン層164と接している。   The first titanium layer 162 in the wiring layer 160 is mainly made of titanium (Ti). In the present embodiment, the thickness of the first titanium layer 162 is 20 nm. The titanium nitride layer 164 in the wiring layer 160 is mainly formed of titanium nitride (TiN). In the present embodiment, the thickness of the titanium nitride layer 164 is 200 nm. The second titanium layer 166 in the wiring layer 160 is mainly formed of titanium (Ti). In the present embodiment, the thickness of the second titanium layer 166 is 20 nm. Note that the first titanium layer 162 is in contact with the molybdenum layer 196. The titanium nitride layer 164 is in contact with the first titanium layer 162. The second titanium layer 166 is in contact with the titanium nitride layer 164.

配線層160におけるアルミニウム層168は、アルミニウム(Al)を含む層である。本実施形態において、アルミニウム層168は、アルミニウムシリコン(AlSi)から形成されている。アルミニウム層168は、アルミニウム(Al)にシリコン(Si)が1%添加されたアルミニウムシリコン(AlSi)から形成されている。なお、アルミニウム層168としては、主に、アルミニウムにより形成されている層としてもよい。また、アルミニウム層168は、アルミニウム銅(AlCu)から形成されていてもよい。本実施形態において、アルミニウム層168の厚みは、2000nmである。配線層160およびショットキー電極190が、ショットキーバリアダイオードのアノード電極となる。なお、アルミニウム層168は、第2のチタン層166と接している。   The aluminum layer 168 in the wiring layer 160 is a layer containing aluminum (Al). In the present embodiment, the aluminum layer 168 is formed from aluminum silicon (AlSi). The aluminum layer 168 is made of aluminum silicon (AlSi) obtained by adding 1% of silicon (Si) to aluminum (Al). Note that the aluminum layer 168 may be a layer mainly formed of aluminum. The aluminum layer 168 may be formed of aluminum copper (AlCu). In the present embodiment, the thickness of the aluminum layer 168 is 2000 nm. The wiring layer 160 and the Schottky electrode 190 serve as the anode electrode of the Schottky barrier diode. Note that the aluminum layer 168 is in contact with the second titanium layer 166.

半導体装置10の配線層160のうち、ショットキー電極190側に形成された第1のチタン層162、窒化チタン層164、および第2のチタン層166はバリアメタル層とも呼ばれる。これらの層は、ショットキー電極190とアルミニウム層168との間での金属の拡散を抑制するために設けられた層である。   Of the wiring layer 160 of the semiconductor device 10, the first titanium layer 162, the titanium nitride layer 164, and the second titanium layer 166 formed on the Schottky electrode 190 side are also referred to as barrier metal layers. These layers are provided in order to suppress metal diffusion between the Schottky electrode 190 and the aluminum layer 168.

半導体装置10の裏面電極170は、基板110の−Z軸方向側にオーミック接合された電極である。裏面電極170は、基板110と接する層から順に、(i)チタン(Ti)を含むチタン層171と、(ii)アルミニウム(Al)を含むアルミニウム層172と、(iii)チタン(Ti)を含むチタン層173と、(iv)窒化チタン(TiN)を含む窒化チタン層174と、(v)チタン(Ti)を含むチタン層175と、(vi)銀(Ag)を含む銀層176と、を備える。本実施形態において、チタン層171の厚みは30nmであり、アルミニウム層172の厚みは300nmであり、チタン層173の厚みは20nmであり、窒化チタン層174の厚みは200nmであり、チタン層175の厚みは20nmであり、銀層176の厚みは100nmである。   The back electrode 170 of the semiconductor device 10 is an electrode that is ohmic-bonded to the −Z-axis direction side of the substrate 110. The back electrode 170 includes, in order from the layer in contact with the substrate 110, (i) a titanium layer 171 containing titanium (Ti), (ii) an aluminum layer 172 containing aluminum (Al), and (iii) titanium (Ti). A titanium layer 173, (iv) a titanium nitride layer 174 containing titanium nitride (TiN), (v) a titanium layer 175 containing titanium (Ti), and (vi) a silver layer 176 containing silver (Ag). Prepare. In this embodiment, the thickness of the titanium layer 171 is 30 nm, the thickness of the aluminum layer 172 is 300 nm, the thickness of the titanium layer 173 is 20 nm, the thickness of the titanium nitride layer 174 is 200 nm, and the thickness of the titanium layer 175 is The thickness is 20 nm, and the thickness of the silver layer 176 is 100 nm.

A−2.半導体装置の製造方法
図2は、半導体装置10の製造方法を示す工程図である。半導体装置10を製造する際には、製造者は、工程P110において、エピタキシャル成長によって基板110の上に半導体層120を形成する。本実施形態では、製造者は、有機金属気相成長法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)を実現するMOCVD装置を用いたエピタキシャル成長によって、基板110上に半導体層120を形成する。
A-2. FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing the semiconductor device 10. When manufacturing the semiconductor device 10, the manufacturer forms the semiconductor layer 120 on the substrate 110 by epitaxial growth in Step P <b> 110. In this embodiment, the manufacturer forms the semiconductor layer 120 on the substrate 110 by epitaxial growth using an MOCVD apparatus that realizes a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method.

半導体層120を形成した(工程P110)後、製造者は、工程P115において、半導体層120のY軸(図1参照)と垂直な断面がメサ(台地)状となるようにエッチングを行なう。   After forming the semiconductor layer 120 (process P110), in step P115, the manufacturer performs etching so that the cross section perpendicular to the Y axis (see FIG. 1) of the semiconductor layer 120 has a mesa (plateau) shape.

エッチング(工程P110)(図2参照)後、工程P120において、半導体層120の界面121に、ショットキー電極190を形成する。工程P120は、工程P122と、工程P124と、工程P126とを備える。   After etching (process P110) (see FIG. 2), a Schottky electrode 190 is formed on the interface 121 of the semiconductor layer 120 in process P120. The process P120 includes a process P122, a process P124, and a process P126.

工程P122は、半導体層120の上に、主にニッケル(Ni)によりニッケル層192を形成する工程である。工程P124は、工程P122後に、ニッケル層192の上に、主にパラジウム(Pd)によりパラジウム層194を形成する工程である。工程P126は、工程P124後に、パラジウム層194の上に、主にモリブデン(Mo)によりモリブデン層196を形成する工程である。本実施形態では、製造者は、ショットキー電極190をリフトオフ法によって形成する。   Step P122 is a step of forming the nickel layer 192 mainly on the semiconductor layer 120 from nickel (Ni). Step P124 is a step of forming a palladium layer 194 mainly on palladium (Pd) on the nickel layer 192 after the step P122. Step P126 is a step of forming a molybdenum layer 196 mainly of molybdenum (Mo) on the palladium layer 194 after the step P124. In this embodiment, the manufacturer forms the Schottky electrode 190 by a lift-off method.

ショットキー電極190を形成した(工程P120)後、製造者は、工程P130において、基板110と半導体層120とショットキー電極190との+Z軸側の面に、絶縁層180を形成する。工程P130は、工程P132と、工程P134とを備える。   After forming the Schottky electrode 190 (process P120), the manufacturer forms the insulating layer 180 on the + Z-axis side surfaces of the substrate 110, the semiconductor layer 120, and the Schottky electrode 190 in process P130. The process P130 includes a process P132 and a process P134.

工程P132は、基板110と半導体層120とショットキー電極190との+Z軸側の面に、酸化アルミニウム(Al23)から形成される第1の絶縁層181を形成する工程である。本実施形態では、製造者は、ALD(Atomic Layer Deposition)法によって第1の絶縁層181を形成する。 Step P132 is a step of forming a first insulating layer 181 made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) on the + Z-axis side surfaces of the substrate 110, the semiconductor layer 120, and the Schottky electrode 190. In the present embodiment, the manufacturer forms the first insulating layer 181 by an ALD (Atomic Layer Deposition) method.

工程P134は、工程P132後に、第1の絶縁層181の上に、二酸化ケイ素(SiO2)から形成される第2の絶縁層182を形成する工程である。本実施形態では、製造者は、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)法によって第2の絶縁層182を形成する。 Step P134 is a step of forming the second insulating layer 182 made of silicon dioxide (SiO 2 ) on the first insulating layer 181 after the step P132. In this embodiment, the manufacturer forms the second insulating layer 182 by a chemical vapor deposition (CVD) method.

絶縁層180を形成した(工程P130)後、製造者は、工程P140において、絶縁層180に、ウエットエッチングを用いて開口部185(図1参照)を形成する。本実施形態では、製造者は、フォトリソグラフィによって、開口部185を形成する。   After forming the insulating layer 180 (process P130), the manufacturer forms the opening 185 (see FIG. 1) in the insulating layer 180 using wet etching in the process P140. In this embodiment, the manufacturer forms the opening 185 by photolithography.

開口部185を形成した(工程P140(図2参照))後、製造者は、工程P150において、基板110の−Z軸方向側の面に裏面電極170を形成する。本実施形態では、製造者は、基板110の−Z軸方向側に、チタン層171と、アルミニウム層172と、チタン層173と、窒化チタン層174と、チタン層175と、銀層176とをこの順で形成する。本実施形態において、裏面電極170の形成は、蒸着法を用いるが、スパッタ法を用いてもよい。   After forming the opening 185 (process P140 (see FIG. 2)), the manufacturer forms the back electrode 170 on the surface on the −Z-axis direction side of the substrate 110 in process P150. In this embodiment, the manufacturer provides a titanium layer 171, an aluminum layer 172, a titanium layer 173, a titanium nitride layer 174, a titanium layer 175, and a silver layer 176 on the −Z-axis direction side of the substrate 110. They are formed in this order. In the present embodiment, the back electrode 170 is formed using a vapor deposition method, but a sputtering method may be used.

裏面電極170を形成した(工程P150)後、製造者は、工程P160において、熱処理を行なう。本実施形態における熱処理は、窒素雰囲気において400℃30分行なう。   After forming the back electrode 170 (process P150), the manufacturer performs heat treatment in process P160. The heat treatment in this embodiment is performed at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

熱処理を行なった(工程P160)後、製造者は、工程P170において、絶縁層180及びショットキー電極190の上に、配線層160を形成する。工程P170は、工程P172と、工程P174と、工程P176と、工程P178とを備える。   After the heat treatment (process P160), the manufacturer forms the wiring layer 160 on the insulating layer 180 and the Schottky electrode 190 in process P170. The process P170 includes a process P172, a process P174, a process P176, and a process P178.

工程P172は、ショットキー電極190であるモリブデン層196の上、及び絶縁層180である第2の絶縁層182の上に、主にチタン(Ti)により第1のチタン層162を形成する工程である。工程P174は、工程P172後に、第1のチタン層162の上に、主に窒化チタン(TiN)により窒化チタン層164を形成する工程である。工程P176は、工程P174後に、窒化チタン層164の上に、主にチタン(Ti)により第2のチタン層166を形成する工程である。工程P178は、第2のチタン層166の上に、アルミニウム(Al)を含むアルミニウム層168を形成する工程である。本実施形態において、配線層160の成膜は、スパッタ法を用いるが、蒸着法を用いてもよい。成膜後は不要な部分をエッチングにより除去することにより、配線層160を形成する。本実施形態において、エッチングとして、ICP(Inductively Coupled Plasma)によるドライエッチングを採用するが、他のエッチング法を用いてもよい。また、エッチングは行なわず、リフトオフ法を用いてもよい。   Step P172 is a step of forming the first titanium layer 162 mainly using titanium (Ti) on the molybdenum layer 196 that is the Schottky electrode 190 and the second insulating layer 182 that is the insulating layer 180. is there. Step P174 is a step of forming titanium nitride layer 164 mainly on titanium nitride (TiN) on first titanium layer 162 after step P172. Step P176 is a step of forming second titanium layer 166 mainly on titanium (Ti) on titanium nitride layer 164 after step P174. Step P178 is a step of forming an aluminum layer 168 containing aluminum (Al) on the second titanium layer 166. In the present embodiment, the wiring layer 160 is formed by sputtering, but vapor deposition may be used. After the film formation, unnecessary portions are removed by etching, whereby the wiring layer 160 is formed. In this embodiment, dry etching using ICP (Inductively Coupled Plasma) is employed as etching, but other etching methods may be used. Further, the lift-off method may be used without performing etching.

配線層160を形成した(工程P170)後、製造者は、工程P180において、熱処理を行なう。本実施形態における熱処理は、窒素雰囲気において400℃30分行なう。   After forming the wiring layer 160 (process P170), the manufacturer performs heat treatment in process P180. The heat treatment in this embodiment is performed at 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere.

これらの工程を経て、半導体装置10が完成する。   Through these steps, the semiconductor device 10 is completed.

本実施形態の半導体装置10は、半導体層120と、ニッケル層192と、パラジウム層194と、モリブデン層196と、第1のチタン層162と、窒化チタン層164と、第2のチタン層166と、アルミニウム層168とが、この順に積層されている。また、半導体装置10におけるパラジウム層194のチタン含有量は、1.0×1018(atm/ cm3)以下である。 The semiconductor device 10 of this embodiment includes a semiconductor layer 120, a nickel layer 192, a palladium layer 194, a molybdenum layer 196, a first titanium layer 162, a titanium nitride layer 164, and a second titanium layer 166. The aluminum layer 168 is laminated in this order. Further, the titanium content of the palladium layer 194 in the semiconductor device 10 is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less.

本実施形態の半導体装置10は、配線層160の最外層として、金(Au)層の代わりにアルミニウム(Al)層を用いる。このため、半導体装置の材料として金(Au)を含む場合と比較して、半導体装置10は安価に製造することができる。   In the semiconductor device 10 of this embodiment, an aluminum (Al) layer is used as the outermost layer of the wiring layer 160 instead of the gold (Au) layer. For this reason, compared with the case where gold (Au) is included as a material of the semiconductor device, the semiconductor device 10 can be manufactured at low cost.

また、本実施形態の半導体装置10は、ニッケル層192とアルミニウム層168との間に、複数の層が積層されている。このため、ニッケル層192とアルミニウム層168とが接することに起因して生じる逆方向耐圧の低下を、半導体装置10によれば低減することができる。   In the semiconductor device 10 of this embodiment, a plurality of layers are laminated between the nickel layer 192 and the aluminum layer 168. For this reason, according to the semiconductor device 10, it is possible to reduce the decrease in the reverse breakdown voltage caused by the contact between the nickel layer 192 and the aluminum layer 168.

本実施形態の半導体装置10において、ショットキー電極190は、半導体層120と密着性を有するニッケル層192と、仕事関数の大きいパラジウム層194とを含む。ショットキー電極190としてパラジウム層194を含むため、半導体装置10によれば、半導体層120とショットキー電極とのバリア高さを向上できる。   In the semiconductor device 10 according to the present embodiment, the Schottky electrode 190 includes a nickel layer 192 having adhesiveness with the semiconductor layer 120 and a palladium layer 194 having a high work function. Since the palladium layer 194 is included as the Schottky electrode 190, according to the semiconductor device 10, the barrier height between the semiconductor layer 120 and the Schottky electrode can be improved.

本実施形態の半導体装置10において、パラジウム層194と第1のチタン層162との間に、モリブデン層196が積層されている。このため、パラジウム層194へのチタン(Ti)の拡散が抑制され、半導体装置10におけるパラジウム層194のチタン含有量は、1.0×1018(atm/ cm3)以下となる。この結果、パラジウム層194と第1のチタン層162とが接することや、パラジウム層194に多量のチタン(Ti)が含有されていることに起因して生じる逆方向耐圧の低下を、半導体装置10によれば低減することができる。以下に、パラジウム層のチタン含有率と逆方向耐圧との関係を示す実験結果を示す。 In the semiconductor device 10 of this embodiment, a molybdenum layer 196 is laminated between the palladium layer 194 and the first titanium layer 162. For this reason, diffusion of titanium (Ti) into the palladium layer 194 is suppressed, and the titanium content of the palladium layer 194 in the semiconductor device 10 is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less. As a result, the reduction in reverse breakdown voltage caused by the contact between the palladium layer 194 and the first titanium layer 162 or the presence of a large amount of titanium (Ti) in the palladium layer 194 is reduced in the semiconductor device 10. Can be reduced. Below, the experimental result which shows the relationship between the titanium content rate of a palladium layer and reverse direction pressure | voltage resistance is shown.

A−3.実験結果
本実験において、実施例と比較例とを用いた。実施例として、上記製造方法により製造された半導体装置10を用いた。比較例として、半導体装置10のパラジウム層194に予めチタン(Ti)を1021(atm/ cm3)混ぜた半導体装置10Aを用いた。なお、上記以外の部分において、実施例と比較例は同じである。図3及び図4は実施例の結果を示し、図5及び図6は比較例の結果を示す。
A-3. Experimental Results In this experiment, examples and comparative examples were used. As an example, the semiconductor device 10 manufactured by the above manufacturing method was used. As a comparative example, a semiconductor device 10A in which titanium (Ti) was previously mixed with 10 21 (atm / cm 3 ) in the palladium layer 194 of the semiconductor device 10 was used. Except for the above, the examples and comparative examples are the same. 3 and 4 show the results of the example, and FIGS. 5 and 6 show the results of the comparative example.

図3は、半導体装置の深さと、各成分濃度との関係を示す図である。図3のサンプルとして、上記製造方法により製造された半導体装置10(実施例)を用いた。図3は、二次イオン質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry:SIMS)により得られた結果である。図3において、縦軸は各成分の濃度(atm/ cm3)を示し、横軸は半導体装置の深さ(μm)を示す。深さが0μmの地点は、半導体層120の任意の点を示し、深さが約1.6μm付近から約2.5μm付近までにショットキー電極190の各成分と、配線層160の各成分とが、この順に検出されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the depth of the semiconductor device and the concentration of each component. As the sample of FIG. 3, the semiconductor device 10 (Example) manufactured by the above manufacturing method was used. FIG. 3 shows the results obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS). In FIG. 3, the vertical axis indicates the concentration (atm / cm 3 ) of each component, and the horizontal axis indicates the depth (μm) of the semiconductor device. The point where the depth is 0 μm indicates an arbitrary point of the semiconductor layer 120, and each component of the Schottky electrode 190, each component of the wiring layer 160, and the like from about 1.6 μm to about 2.5 μm. Are detected in this order.

図3において、深さが約1.8μmから約1.9μm付近に、パラジウム(Pd)のピークがある。他の材料と比較してパラジウム(Pd)の濃度が最も多い部分が、パラジウム層194である。図3において、半導体装置10(実施例)のパラジウム層194のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下であることが分かる。なお、モリブデン層196のチタン含有量についても1.0×1018(atm/ cm3)以下であることが分かる。 In FIG. 3, a peak of palladium (Pd) is present at a depth of about 1.8 μm to about 1.9 μm. The portion with the highest concentration of palladium (Pd) compared to other materials is the palladium layer 194. In FIG. 3, it can be seen that the titanium content of the palladium layer 194 of the semiconductor device 10 (Example) is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less. Note that the titanium content of the molybdenum layer 196 is also 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less.

図4は、電流密度(A/cm)と逆方向電圧(V)との関係を示す図である。図4のサンプルとして、半導体装置10(実施例)を用いた。図4は、半導体装置10へ逆方向電圧を印加した場合における電流密度を示す。つまり、図4は、半導体装置10の配線層160を電源の陰極と接続し、半導体装置10の裏面電極170を電源の陽極と接続した場合における電流密度を示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between current density (A / cm 2 ) and reverse voltage (V). The semiconductor device 10 (Example) was used as the sample of FIG. FIG. 4 shows the current density when a reverse voltage is applied to the semiconductor device 10. That is, FIG. 4 shows the current density when the wiring layer 160 of the semiconductor device 10 is connected to the cathode of the power source and the back electrode 170 of the semiconductor device 10 is connected to the anode of the power source.

図4において、半導体装置10へ印加した逆方向電圧が0Vから約20Vまでの範囲では、逆方向電圧の増加とともに電流密度が減少しているが、約20Vから200Vまでの範囲では、逆方向電圧の増加とともに電流密度が増加していることがわかる。   In FIG. 4, when the reverse voltage applied to the semiconductor device 10 is in the range from 0V to about 20V, the current density decreases as the reverse voltage increases. In the range from about 20V to 200V, the reverse voltage It can be seen that the current density increases with increasing.

図5は、半導体装置の深さと、各成分濃度との関係を示す図である。図5のサンプルとして、半導体装置10A(比較例)を用いた。図5は、図3の結果と同様に、二次イオン質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry:SIMS)により得られた結果である。図5において、縦軸は各成分の濃度(atm/ cm3)を示し、横軸は半導体装置の深さ(μm)を示す。深さが0μmの地点は、半導体層の任意の点を示し、深さが約1.2μm付近から約1.9μm付近までにショットキー電極190Aの各成分と、配線層160Aの各成分とが、この順に検出されている。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the depth of the semiconductor device and the concentration of each component. A semiconductor device 10A (comparative example) was used as the sample of FIG. FIG. 5 shows the results obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS), similar to the results of FIG. In FIG. 5, the vertical axis indicates the concentration (atm / cm 3 ) of each component, and the horizontal axis indicates the depth (μm) of the semiconductor device. The point where the depth is 0 μm indicates an arbitrary point of the semiconductor layer, and the components of the Schottky electrode 190A and the components of the wiring layer 160A are divided between about 1.2 μm and about 1.9 μm. Are detected in this order.

図5において、深さが約1.3μmから約1.4μm付近に、パラジウム(Pd)のピークがある。他の材料と比較してパラジウム(Pd)の濃度が最も多い部分が、半導体装置10Aのパラジウム層194Aである。図5において、半導体装置10A(比較例)のパラジウム層194Aのチタン含有量が約1.0×1021(atm/ cm3)であることが分かる。 In FIG. 5, there is a palladium (Pd) peak at a depth of about 1.3 μm to about 1.4 μm. The portion having the highest palladium (Pd) concentration compared to other materials is the palladium layer 194A of the semiconductor device 10A. 5 that the titanium content of the palladium layer 194A of the semiconductor device 10A (comparative example) is about 1.0 × 10 21 (atm / cm 3 ).

図6は、電流密度(A/cm)と逆方向電圧との関係を示す図である。図6のサンプルとして、半導体装置10A(比較例)を用いた。図6は、図4の結果と同様に、半導体装置10Aへ逆方向電圧を印加した場合における電流密度を示す。 FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between current density (A / cm 2 ) and reverse voltage. A semiconductor device 10A (comparative example) was used as the sample of FIG. FIG. 6 shows the current density when a reverse voltage is applied to the semiconductor device 10A, similarly to the result of FIG.

図6の結果から、半導体装置10Aへ印加した逆方向電圧の大きさによらず、電流密度が約1.0×10−3(A/cm)であることが分かる。この結果から、半導体装置10Aは、電流がリークしており、ショートしていることがわかる。 From the result of FIG. 6, it can be seen that the current density is about 1.0 × 10 −3 (A / cm 2 ) regardless of the magnitude of the reverse voltage applied to the semiconductor device 10A. From this result, it can be seen that the semiconductor device 10A has a leaked current and is short-circuited.

図4から図6までに示される結果から、パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)より大きい半導体装置10Aの場合と比較して、パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下である半導体装置10の逆方向耐圧が高いことが分かる。つまり、パラジウム層のチタン含有率が高い場合に、逆方向耐圧が下がることが分かる。 From the results shown in FIGS. 4 to 6, the titanium content in the palladium layer is higher than that in the semiconductor device 10A in which the titanium content in the palladium layer is larger than 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ). It can be seen that the reverse breakdown voltage of the semiconductor device 10 which is 1.0 × 10 18 (atm / cm 3 ) or less is high. That is, it can be seen that the reverse breakdown voltage decreases when the titanium content of the palladium layer is high.

B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態における半導体装置20の製造方法を示す工程図である。第1実施形態における半導体装置10の製造方法(図2参照)と比較して、第2実施形態における半導体装置20の製造方法は、工程P160における熱処理を行なわない点が異なるが、それ以外は同じである。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is a process diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor device 20 according to the second embodiment. Compared with the manufacturing method of the semiconductor device 10 in the first embodiment (see FIG. 2), the manufacturing method of the semiconductor device 20 in the second embodiment is different in that the heat treatment in the process P160 is not performed, but the other points are the same. It is.

第2実施形態における半導体装置20の製造方法は、ニッケル層を形成する工程(工程P122)からアルミニウム層を形成する工程(工程P178)までに、熱処理する工程を含まず、アルミニウム層を形成する工程(工程P178)の後に、熱処理する工程(工程P180)を含む。このようにすることにより、熱処理に起因して第1のチタン層162からパラジウム層194までチタン(Ti)が拡散することを抑制できる。この結果として、パラジウム層194のチタン含有量の増加を抑制できる。このため、半導体装置20の製造方法によれば、逆方向耐圧の低下をより低減することができる。   The manufacturing method of the semiconductor device 20 according to the second embodiment includes a process of forming an aluminum layer without including a heat treatment process from a process of forming a nickel layer (process P122) to a process of forming an aluminum layer (process P178). After (Process P178), a process of heat treatment (Process P180) is included. By doing so, it is possible to suppress the diffusion of titanium (Ti) from the first titanium layer 162 to the palladium layer 194 due to the heat treatment. As a result, an increase in the titanium content of the palladium layer 194 can be suppressed. For this reason, according to the manufacturing method of the semiconductor device 20, the fall of a reverse breakdown voltage can be reduced more.

C.その他の実施形態
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
C. Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above-described effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.

上述の実施形態において、絶縁層の各層を形成する手法は、ALD法やCVD法に限らず、スパッタ法や塗布法などであってもよい。   In the above-described embodiment, the method of forming each layer of the insulating layer is not limited to the ALD method or the CVD method, but may be a sputtering method or a coating method.

上述の実施形態において、ショットキー電極190の形成(工程P110)と、裏面電極170の形成(工程P150)と、配線層160の形成(工程P170)とが、この順で行なわれている。しかし、これに限られない。例えば、ショットキー電極190の形成後に、配線層160を形成し、その後に、配線層160の形成が行なわれてもよい。   In the above-described embodiment, the formation of the Schottky electrode 190 (process P110), the formation of the back electrode 170 (process P150), and the formation of the wiring layer 160 (process P170) are performed in this order. However, it is not limited to this. For example, the wiring layer 160 may be formed after the Schottky electrode 190 is formed, and then the wiring layer 160 may be formed.

上述の実施形態において、絶縁層として、酸化シリコン(SiO)と酸化アルミニウム(Al)とを用いたが、これに限られず、単層や上記以外の積層構造であってもよい。絶縁層としては、例えば、酸化シリコン(SiO)、窒化シリコン(SiN)、酸化アルミニウム(Al)、酸窒化アルミニウム(AlON)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸窒化ジルコニウム(ZrON)、酸窒化シリコン(SiON)を用いてもよい。 In the above-described embodiment, silicon oxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are used as the insulating layer. However, the present invention is not limited to this, and a single layer or a laminated structure other than the above may be used. Examples of the insulating layer include silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxynitride (AlON), zirconium oxide (ZrO 2 ), zirconium oxynitride (ZrON), Silicon oxynitride (SiON) may be used.

上述の実施形態において、n型半導体層に含まれるドナーは、ケイ素(Si)に限らず、例えば、ゲルマニウム(Ge)、酸素(O)などであってもよい。   In the above-described embodiment, the donor included in the n-type semiconductor layer is not limited to silicon (Si), and may be, for example, germanium (Ge), oxygen (O), or the like.

上述の実施形態において、半導体装置としてショットキーバリアダイオードを用いたが、これに限らず、MESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)やHFET(hetero-FET)などのショットキー電極を備えた半導体装置に用いてもよい。   In the above-described embodiment, a Schottky barrier diode is used as a semiconductor device. However, the present invention is not limited to this, and a semiconductor device having a Schottky electrode such as a MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor) or an HFET (hetero-FET) It may be used.

上述の実施形態において、裏面電極の材質は、他の材料を用いてもよい。他の材料としては、例えば、バナジウム(V)、ハフニウム(Hf)などの他の金属であってもよい。   In the above-described embodiment, other materials may be used for the back electrode material. As other materials, other metals such as vanadium (V) and hafnium (Hf) may be used.

上述の実施形態において、成膜装置については特に限定していないが、パラジウム層へのチタン(Ti)の混入を抑制する観点から、チタン(Ti)を備えない成膜装置を用いることが好ましい。   In the above-described embodiment, the film forming apparatus is not particularly limited, but it is preferable to use a film forming apparatus that does not include titanium (Ti) from the viewpoint of suppressing the mixing of titanium (Ti) into the palladium layer.

10…半導体装置
10A…半導体装置
20…半導体装置
110…基板
120…半導体層
121…界面
160…配線層
160A…配線層
162…第1のチタン層
164…窒化チタン層
166…第2のチタン層
168…アルミニウム層
170…裏面電極
171…チタン層
172…アルミニウム層
173…チタン層
174…窒化チタン層
175…チタン層
176…銀層
180…絶縁層
181…第1の絶縁層
182…第2の絶縁層
185…開口部
190…ショットキー電極
190A…ショットキー電極
192…ニッケル層
194…パラジウム層
194A…パラジウム層
196…モリブデン層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor device 10A ... Semiconductor device 20 ... Semiconductor device 110 ... Substrate 120 ... Semiconductor layer 121 ... Interface 160 ... Wiring layer 160A ... Wiring layer 162 ... 1st titanium layer 164 ... Titanium nitride layer 166 ... 2nd titanium layer 168 ... Aluminum layer 170 ... Back electrode 171 ... Titanium layer 172 ... Aluminum layer 173 ... Titanium layer 174 ... Titanium nitride layer 175 ... Titanium layer 176 ... Silver layer 180 ... Insulating layer 181 ... First insulating layer 182 ... Second insulating layer 185 ... Opening 190 ... Schottky electrode 190A ... Schottky electrode 192 ... Nickel layer 194 ... Palladium layer 194A ... Palladium layer 196 ... Molybdenum layer

Claims (3)

主に窒化ガリウムから形成されている半導体層と、
前記半導体層の上に、主にニッケルから形成されているニッケル層と、
前記ニッケル層の上に、主にパラジウムから形成されているパラジウム層と、
前記パラジウム層の上に、主にモリブデンから形成されているモリブデン層と、
前記モリブデン層の上に、主にチタンから形成されている第1のチタン層と、
前記第1のチタン層の上に、主に窒化チタンから形成されている窒化チタン層と、
前記窒化チタン層の上に、主にチタンから形成されている第2のチタン層と、
前記第2のチタン層の上に、アルミニウムを含むアルミニウム層と、を備え、
前記パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下である、ショットキーバリアダイオード。
A semiconductor layer mainly formed of gallium nitride;
A nickel layer formed mainly of nickel on the semiconductor layer;
On the nickel layer, a palladium layer mainly formed of palladium;
A molybdenum layer mainly formed of molybdenum on the palladium layer;
A first titanium layer formed mainly of titanium on the molybdenum layer;
A titanium nitride layer mainly formed of titanium nitride on the first titanium layer;
A second titanium layer formed mainly of titanium on the titanium nitride layer;
An aluminum layer containing aluminum on the second titanium layer;
The Schottky barrier diode whose titanium content of the said palladium layer is 1.0 * 10 < 18 > (atm / cm < 3 >) or less.
ショットキーバリアダイオードの製造方法であって、
主に窒化ガリウムから形成される半導体層の上に、主にニッケルによりニッケル層を形成する工程と、
前記ニッケル層の上に、主にパラジウムによりパラジウム層を形成する工程と、
前記パラジウム層の上に、主にモリブデンによりモリブデン層を形成する工程と、
前記モリブデン層の上に、主にチタンにより第1のチタン層を形成する工程と、
前記第1のチタン層の上に、主に窒化チタンにより窒化チタン層を形成する工程と、
前記窒化チタン層の上に、主にチタンにより第2のチタン層を形成する工程と、
前記第2のチタン層の上に、アルミニウムを含むアルミニウム層を形成する工程と、を備え、
前記パラジウム層のチタン含有量が1.0×1018(atm/ cm3)以下である、ショットキーバリアダイオードの製造方法。
A method of manufacturing a Schottky barrier diode,
Forming a nickel layer mainly of nickel on a semiconductor layer mainly formed of gallium nitride;
Forming a palladium layer mainly on palladium on the nickel layer;
Forming a molybdenum layer mainly on molybdenum on the palladium layer;
Forming a first titanium layer mainly on titanium on the molybdenum layer;
Forming a titanium nitride layer mainly from titanium nitride on the first titanium layer;
Forming a second titanium layer mainly on titanium on the titanium nitride layer;
Forming an aluminum layer containing aluminum on the second titanium layer,
The manufacturing method of the Schottky barrier diode whose titanium content of the said palladium layer is 1.0 * 10 < 18 > (atm / cm < 3 >) or less.
請求項2に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法であって、
前記ニッケル層を形成する工程から前記アルミニウム層を形成する工程までに、熱処理する工程を含まず、
前記アルミニウム層を形成する工程の後に、熱処理する工程を含む、ショットキーバリアダイオードの製造方法。
A method for manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 2,
From the step of forming the nickel layer to the step of forming the aluminum layer, does not include a step of heat treatment,
A method for manufacturing a Schottky barrier diode, comprising a step of performing a heat treatment after the step of forming the aluminum layer.
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