專利名稱：氮化物半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在p型接觸層上形成p電極并進(jìn)行熱處理之后，進(jìn)一步在p電極上
形成焊盤電極(pad electrode)，從而制造現(xiàn)有技術(shù)的氮化物半導(dǎo)體裝 置(例如參考專利文獻(xiàn)1、 2)。
專利文獻(xiàn)1 特許第3427732號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 特許第3765246號(hào)公報(bào)
如上所述，在形成p電極之后，在包含氧的環(huán)境中進(jìn)行熱處理時(shí)， p電極被氧化，形成氧化膜。由于在這樣的p電極上形成焊盤電極時(shí)， 在p電極上形成有作為絕緣物的氧化膜的狀態(tài)下形成焊盤電極，所以， 由氧化膜引起p電極和在其上部形成的焊盤電極的接觸不良。
由于該p電極和焊盤電極的接觸不良，使得電極間的電阻成分增大， 例如，在氮化物半導(dǎo)體裝置是激光二極管(laser diode)的情況下，產(chǎn) 生用于使激光二極管工作的工作電壓增加以及由工作時(shí)的發(fā)熱導(dǎo)致的 電特性偏差。結(jié)果，產(chǎn)生難以在規(guī)定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定地得到工作輸出的 問(wèn)題。此外，所述電阻成分成為成品率降低的主要原因。
因此，期望提高p電極和焊盤電極的連接性并降低對(duì)器件特性的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的是提供具有在電極間 不產(chǎn)生電阻成分的p電極的氮化物半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體裝置的特征在于，具備由氮化物半導(dǎo)體構(gòu) 成的p型接觸層；p電極，由在所述p型接觸層上依次形成的鈀(Pd) 膜、鉭(Ta)膜、以及在所述Ta膜上部的整個(gè)面上形成的防止所述Ta 膜氧化的防氧化膜構(gòu)成；形成在所述防氧化膜上的焊盤電極。
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，包括p電極形成工序，在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層上依次形成鈀(Pd)膜 以及鉭(Ta)膜，在所述Ta膜上部的整個(gè)面上形成防止所述Ta膜氧化 的防氧化膜，由此，形成由所述Pd膜、Ta膜和所述防氧化膜構(gòu)成的p 電極；熱處理工序，對(duì)所形成的所述p電極進(jìn)行熱處理。
根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體裝置，能夠抑制p電極和焊盤電極的接 觸不良，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻的p電極。因此，與上述現(xiàn)有技術(shù)相比， 能夠降低氮化物半導(dǎo)體裝置的工作電壓，并且能夠使工作時(shí)的發(fā)熱減 少，所以能夠在高輸出下穩(wěn)定地工作。
根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，可以防止p電極和焊 盤電極的接觸不良，并且可以穩(wěn)定地形成低電阻的p電極。因此，與上 述現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠降低氮化物半導(dǎo)體裝置的工作電壓，并且能夠使 工作時(shí)的發(fā)熱減少，所以能夠得到可在高輸出下穩(wěn)定地工作的氮化物半 導(dǎo)體裝置。


圖1是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的結(jié) 構(gòu)的截面圖。
圖2是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制 造方法的截面圖。
圖3是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制 造方法的截面圖。
圖4是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制 造方法的截面圖。
圖5是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制 造方法的截面圖。
圖6是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制 造方法的截面圖。
圖7是示出在沒(méi)有形成防氧化膜15,而進(jìn)行熱處理的情況下的氮化 物半導(dǎo)體裝置io的結(jié)構(gòu)截面圖。
圖8是示出在沒(méi)有形成防氧化膜15的情況下的p電極12和焊盤電 極22間的電壓電流特性的圖表。
圖9是示出在形成防氧化膜15的情況下的p電極12和焊盤電極22間的電壓電流特性的圖表。
圖10是示出作為本發(fā)明第二實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置30的結(jié)
構(gòu)的截面圖。
圖11是示出發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝置35的結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施方式
圖1是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的結(jié) 構(gòu)的截面圖。氮化物半導(dǎo)體裝置10使用作為氮化物半導(dǎo)體襯底的氮化 鎵(GaN)襯底形成。
在氮化物半導(dǎo)體裝置10中，在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層 11上形成p電極12。 p電極12由第一鈀(Pd)膜13、鉭(Ta)膜14 和防止Ta膜14氧化的防氧化膜15構(gòu)成。在p型接觸層11上依次形成 第一 Pd膜13以及Ta膜14。防氧化膜15形成在Ta膜14上部的整個(gè)面 上。防氧化膜15由第二Pd膜構(gòu)成。第二Pd膜作為防氧化膜15而起作 用，所以，在下面的實(shí)施方式中，對(duì)第二 Pd膜給出與防氧化膜相同的 附圖標(biāo)記"15"進(jìn)行說(shuō)明。在p型接觸層11上依次形成第一Pd膜13、 Ta 膜14以及第二Pd膜15。作為p型接觸層11,使用p型的AlxGai.xN (0 《x《1 )。
構(gòu)成p電極12的第一Pd膜13以及Ta膜14的膜厚分別是10nm~ 100nm左右即可。為了得到與p型接觸層11的歐姆特性(ohmic pr叩erty)，需要第一Pd膜13,為了抑制后述的熱處理時(shí)的第一 Pd膜 13的凝集以及促進(jìn)歐姆特性反應(yīng)，需要Ta膜14。例如，第一Pd膜13 的膜厚是55nm左右，Ta膜14的膜厚是15nm左右。作為防氧化膜的第 二 Pd膜15的膜厚是能夠防止Ta膜14氧化的膜厚即可，并且需要為 50nm以上的膜厚。
在氮化物半導(dǎo)體裝置10中，在作為防氧化膜的第二 Pd膜15上， 形成焊盤電極22。作為焊盤電極22的材料，優(yōu)選是包含鈦(Ti)的材 料。作為本實(shí)施方式的焊盤電極22的具體材料，例如是Ti、 Ta、金(Au )、 鉬(Mo)。對(duì)于焊盤電極22的具體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，例如，是在p電極12 上依次形成Ti膜、Ta膜、另一個(gè)Ti膜以及Au膜而成的Ti/Ta/Ti/Au的 四層結(jié)構(gòu)、或者是在p電極12上依次形成Ti膜、Mo膜、另一個(gè)Ti膜和Au膜而成的Ti/Mo/Ti/Au的四層結(jié)構(gòu)。
接下來(lái)，說(shuō)明作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的 制造方法。圖2~圖6是示出作為本發(fā)明第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體 裝置10的制造方法的截面圖。首先，如圖2~圖4所示，在p型接觸層 11上，由提升(liftoff)法選擇性地形成p電極12的材料(下面，有時(shí) 稱為"p電極材料")。具體地說(shuō)，首先，如圖2所示，在p型接觸層ll 上，選擇性地形成用于形成p電極材料的掩模20。掩模20形成在所述 p型接觸層11上的除了形成p電極12的部分(下面，有時(shí)稱為"p電極 形成部分")的剩余部分上。例如，由抗蝕劑形成掩模20。
在形成掩模20之后，如圖3所示，采用電子束(Electron Beam, 簡(jiǎn)稱為EB)蒸鍍法或賊射法等，在p型接觸層11上的沒(méi)有被掩模20 覆蓋的部分即p電極形成部分、以及掩模20上，依次堆積構(gòu)成p電極 12的第一Pd膜13、 Ta膜14以及作為防氧化膜的第二 Pd膜15。
在堆積第一Pd膜13、 Ta膜14以及第二 Pd膜15之后，如圖4所 示，除去掩模20,由此，掩模20以及不要的部分即p電極形成部分以 外的部分的p電極材料被除去。由此，能夠在p型接觸層11上選擇性 地形成p電極材料。在p型接觸層11上依次形成第一 Pd膜13和Ta膜 14，并且在Ta膜14上部的整個(gè)面上形成作為防氧化膜的第二 Pd膜15, 從而形成由第一 Pd膜13、 Ta膜14和第二Pd膜15構(gòu)成的p電極12的 工序相當(dāng)于p電極形成工序。
這樣形成p電極12之后，在熱處理工序中，對(duì)p電極12進(jìn)行熱處 理。為了得到所希望的接觸電祖，需要在這樣形成p電極12之后進(jìn)行 熱處理。在熱處理工序中，優(yōu)選在包含氧原子的氣體的環(huán)境下，對(duì)p電 極12進(jìn)行熱處理。包含氧原子的氣體例如是包含氧氣(02)、臭氧(03)、 一氧化氮(NO ) 、 二氧化氮(N02)、 一氧化碳(CO ) 、 二氧化碳(C02) 和水蒸汽(H20)中的至少一種的氣體即可，也可以是空氣。此外，熱 處理溫度為400°C ~ 80(TC左右，根據(jù)材料結(jié)構(gòu)等使用最優(yōu)溫度。
在如上所述的包含氧原子的氣體的環(huán)境下進(jìn)行熱處理時(shí)，在第二 Pd 膜15上形成Pd氧化膜21,但是，構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的整 個(gè)面由第二Pd膜15覆蓋，所以，構(gòu)成p電極12的Ta膜14的氧化被 抑制。即，在構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的整個(gè)面上形成作為防氧 化膜的第二Pd膜15,由此，抑制構(gòu)成p電極12的Ta膜14被氧化，并且即使在熱處理之后，也能夠在p電極12上形成示出良好電特性的焊
盤電極22。
熱處理之后，在除去工序中，如圖5所示，除去在第二Pd膜15的 表面部形成的Pd氧化膜21。對(duì)于Pd氧化膜21的除去來(lái)說(shuō)，可以通過(guò) 采用酸類的溶液實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō)，在鹽酸溶液中浸泡10分鐘左右，由 此，除去Pd氧化膜21。利用鹽酸溶液實(shí)施處理之后的第二 Pd膜15的 表面部成為與熱處理前相同的金屬光澤。對(duì)于Pd氧化膜21的除去來(lái)說(shuō)， 可以在熱處理之后進(jìn)行，也可以在用于形成下述的焊盤電極22的圖案 形成后進(jìn)行。進(jìn)行熱處理之后除去Pd氧化膜21，因?yàn)檫@樣氮化物半導(dǎo) 體裝置IO的制造工序的自由度變高，所以是優(yōu)選的。
除去Pd氧化膜21時(shí)，可以采用使用了如上所述的鹽酸溶液的濕法 蝕刻的除去法，除了該方法以外，也可以采用使用了四氟化碳(CF4) 以及四氯化碳(ecu)等卣化碳類氣體的干法蝕刻的除去法。
在除去Pd氧化膜21之后，在焊盤電極的形成工序中，如圖6所示， 在p電極12上，更具體地說(shuō)，在第二Pd膜15i上形成用于引線接合(wire bonding)等的焊盤電極22。與p電極材料的形成相同地，焊盤電極22 可以采用EB蒸鍍法或'賊射法形成。作為焊盤電極22的膜厚，可以根據(jù) 焊盤形成后的處理而改變。
此外，在采用濺射法形成焊盤電極22的情況下，不需要另外地設(shè) 置熱處理后除去在第二 Pd膜15的表面部所形成的Pd氧化膜21的工序， 能夠在形成焊盤電極22之前由反賊射(逆7^、;/夕)法除去Pd氧化膜 21。如上所述，制造出氮化物半導(dǎo)體裝置10。
接下來(lái)，說(shuō)明p電極12和焊盤電極22間的電特性。圖7是示出在 沒(méi)有形成防氧化膜15并進(jìn)行熱處理的情況下的氮化物半導(dǎo)體裝置10的 結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8是示出在沒(méi)有形成防氧化膜15的情況下的p電極 12和焊盤電極22間的電壓電流特性的圖表。圖9是示出本發(fā)明第一實(shí) 施方式即形成防氧化膜15的情況下的p電極12和焊盤電極22間的電 壓電流特性的圖表。
在包含氧原子的氣體的環(huán)境下對(duì)構(gòu)成p電極12的第一 Pd膜13以 及Ta膜14進(jìn)行熱處理的情況下，由于該熱處理，Ta膜14被氧化，形 成Ta氧化膜23。對(duì)于此時(shí)的Ta膜14的氧化來(lái)說(shuō)，不僅是Ta膜14的 表面部，在Ta膜14的整體中產(chǎn)生。即，Ta膜14全部被氧化，如圖7所示，在第一Pd膜13上形成Ta氧化膜23,第一Pd膜13上部的整個(gè) 面被Ta氧化膜23覆蓋。
在這種狀態(tài)下，在p電極12上、即在Ta氧化膜23上形成焊盤電 極22，即便要使p電極12和焊盤電極22之間流過(guò)電流，也由于因熱處 理而形成的Ta氧化膜23變?yōu)楦唠娮?，所以，如圖8所示，沒(méi)有電流流 過(guò)。即，不能得到良好的電特性。
與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，在構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的 整個(gè)面上，形成作為防氧化膜的第二 Pd膜15,由此，僅第二Pd膜15 的表面部被氧化，形成Pd氧化膜21。
因此，沒(méi)有形成上述Ta氧化膜23這樣的高電阻膜，在除去第二Pd 膜15的表面部所形成的Pd氧化膜21之后，形成焊盤電極22,由此， 能夠?qū)崿F(xiàn)p電極12和焊盤電極22的低電阻的連接。由此，如圖9所示， 電壓電流特性表現(xiàn)為直線性(歐姆性)，得到良好的電特性。
作為防氧化膜即第二Pd膜15的膜厚，優(yōu)選是如下的膜厚能夠防 止Ta膜14氧化，并且除去第二 Pd膜15的表面部被氧化而形成的Pd 氧化膜21之后，在Ta膜14上也殘留有第二Pd膜15。作為具體的第二 Pd膜15的膜厚，需要為50nm以上。此外，若第二 Pd膜15的膜厚變 厚，則針對(duì)與第二Pd膜15接觸的Ta膜14的保護(hù)效果變大，但是，當(dāng) 使第二Pd膜15的膜厚過(guò)厚時(shí)，在氮化物半導(dǎo)體裝置的制造工序上、形 狀加工等變得困難。因此，第二Pd膜15的膜厚上限是100nm左右。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10, p電極12 由第一Pd膜13、 Ta膜14和作為防止Ta膜14氧化的防氧化膜的第二 Pd膜15構(gòu)成，并且形成在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層11上。在 第二 P d膜15上形成焊盤電極2 2 。作為防氧化膜的第二 P d膜15形成在 構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的整個(gè)面上，能夠由該第二 Pd膜15防 止構(gòu)成p電極12的Ta膜14被氧化，所以，能夠抑制在p電極12和焊 盤電極2 2之間產(chǎn)生的電阻成分。
因此，由于能夠防止p電極12和焊盤電極22的接觸不良，所以能 夠?qū)崿F(xiàn)低電阻的p電極12。因此，與所述現(xiàn)有的技術(shù)相比，可以降低氮 化物半導(dǎo)體裝置10的工作電壓,,能夠使工作時(shí)的發(fā)熱減少，所以能夠 在高輸出下進(jìn)行穩(wěn)定的工作。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10，防氧化膜15由金屬膜具體地說(shuō)由第二 Pd膜15實(shí)現(xiàn)。因此，可以進(jìn)一步地抑制在p 電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分。因此，由于可以更可靠地 防止p電極12和焊盤電極22之間的接觸不良，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)更低電 阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10,防氧化膜15 由第二Pd膜15實(shí)現(xiàn)，但是，作為防氧化膜15的金屬膜不限于第二Pd 膜15,也可以由鎳(Ni)膜以及鈦(Ti)膜中的任何一種實(shí)現(xiàn)。這樣， 在使用Pd膜、Ni膜、Ti膜等金屬膜作為防氧化膜15的情況下，與使 用Pd膜、Ni膜、Ti膜以外的金屬膜作為防氧化膜15的情況相比，能 夠進(jìn)一步地抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分。由此， 能夠更可靠地防止p電極12和焊盤電極22之間的接觸不良，并且能夠 實(shí)現(xiàn)更低電阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在p電極形成工序中，在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層11上依次 形成第一Pd膜13和Ta膜14,在Ta膜14上部的整個(gè)面上形成作為防 止Ta膜14氧化的防氧化膜的第二Pd膜15，從而形成由第一Pd膜13、 Ta膜14和第二 Pd膜15構(gòu)成的p電極12。在熱處理工序中，對(duì)在該 Ta膜14上部的整個(gè)面上形成有第二Pd膜15的p電極12進(jìn)行熱處理之 后，在焊盤電極形成工序中，在構(gòu)成p電極12的第二 Pd膜15上形成 焊盤電極22。
在熱處理工序中對(duì)p電極12進(jìn)行熱處理時(shí)，在構(gòu)成p電極12的Ta 膜14上部的整個(gè)面上形成作為防氧化膜的第二Pd膜15,所以能夠防止 在熱處理時(shí)Ta膜14纟皮氧化。
因此，能夠抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分，所 以能夠防止p電極12和焊盤電極22的接觸不良，能夠穩(wěn)定地形成低電 阻的p電極12。因此，與所述現(xiàn)有的技術(shù)相比，能夠降低氮化物半導(dǎo)體 裝置10的工作電壓，也能夠減少工作時(shí)的發(fā)熱，所以可以得到能夠在 高輸出下進(jìn)行穩(wěn)定的工作的氮化物半導(dǎo)體裝置10。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在包含氧原子的氣體的環(huán)境下進(jìn)行熱處理時(shí)，作為防氧化膜的第二 Pd 膜15的表面部被氧化，從而形成Pd氧化膜21。因此，在本實(shí)施方式中， 在熱處理工序之后，在除去工序中除去形成在第二Pd膜15表面部的Pd氧化膜21。
對(duì)于Pd氧化膜21來(lái)說(shuō)，電阻比所述圖7中示出的Ta氧化膜23低， 所以不一定需要除去，在Pd氧化膜21殘留的狀態(tài)下形成焊盤電極22 也可以，但是，優(yōu)選如本實(shí)施方式那樣在除去Pd氧化膜21之后形成焊 盤電極22。
由此，能夠進(jìn)一步地抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻 成分，所以能夠更可靠地防止p電極12和焊盤電極22的接觸不良。因 此，能夠更穩(wěn)定地形成低電阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在熱處理工序之后，在焊盤電極的形成工序中，在作為防氧化膜的第二 Pd月莫15上，形成焊盤電極22。對(duì)于構(gòu)成p電極12的Ta膜14來(lái)說(shuō)， 由第二Pd膜15防止氧化，所以，能夠抑制p電極12和焊盤電極22之 間產(chǎn)生的電阻成分。因此，可以防止p電極12和焊盤電極22的接觸不 良，并且可以穩(wěn)定地形成低電阻的p電極12。因此，與所述現(xiàn)有的技術(shù) 相比，能夠降低氮化物半導(dǎo)體裝置10的工作電壓，并且可以使工作時(shí) 的發(fā)熱減少，所以能夠得到能在高輸出下進(jìn)行穩(wěn)定的工作的氮化物半導(dǎo) 體裝置10。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在熱處理工序中，在包含氧原子的氣體的環(huán)境下對(duì)p電極12進(jìn)行熱處 理。由此，能夠更可靠地實(shí)現(xiàn)p電極12和p型接觸層11的歐姆接觸， 并且能夠形成具有低電阻的接觸電阻的p電極12。在構(gòu)成p電極12的 Ta膜14上部的整個(gè)面上形成有作為防氧化膜的第二Pd膜15的狀態(tài)下 對(duì)p電極12進(jìn)行熱處理，所以，在熱處理工序中，能夠防止構(gòu)成p電 極12的Ta膜14被氧化。
因此，能夠抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分，所 以可以防止p電極12和焊盤電極22的接觸不良。因此，能夠穩(wěn)定地形 成低電阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在熱處理工序中，在p電極12的熱處理中采用的包含氧原子的氣體是 氧氣(02)、臭氧(ozone ) ( 03)、 一氧化氮(NO ) 、 二氧化氮(N02)、 一氧化碳(CO) 、 二氧化碳(C02)和水蒸汽(H20)中的至少任何一 種。由此，能夠更可靠地實(shí)現(xiàn)p電極12和p型接觸層11的歐姆接觸，并且能夠形成具有低電阻的接觸電阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法，
在除去工序中，利用刻蝕，將防氧化膜15的表面部被氧化而形成的氧 化膜除去。由此，能夠更確實(shí)地抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生 的電阻成分，所以能夠更確實(shí)地防止p電極12和焊盤電極22的接觸不 良。因此，可以更穩(wěn)定地形成低電阻的p電極12。
此外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法， 在除去工序中，利用刻蝕.，除去防氧化膜15的表面部，進(jìn)一步地說(shuō)除 去所述表面部被氧化而形成的氧化膜，但是不限于此，可以通過(guò)反濺射 法除去所述氧化膜，之后，在焊盤電極形成工序中，通過(guò)濺射法在防氧 化膜15上形成焊盤電極22。
由此，能夠在利用濺射裝置形成焊盤電極22之前除去氧化膜，所 以能夠容易地除去氧化膜。即，對(duì)于除去工序來(lái)說(shuō)，作為如本實(shí)施方式 那樣進(jìn)行刻蝕的工序，也可以與焊盤電極形成工序不同地設(shè)置，可以不 包含在焊盤電極形成工序中。
此外，在氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造工序中，在包含清洗氮化物 半導(dǎo)體裝置10的表面的表面清洗工序的情況下，存在能夠利用該表面 清洗工序除去防氧化膜15的表面部的情況。在這樣的情況下，由于表 面清洗工序作為除去工序而起作用，所以，也可以不單獨(dú)地設(shè)置除去工 序。
第二實(shí)施方式
圖10是示出作為本發(fā)明第二實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置30的結(jié) 構(gòu)的截面圖。氮化物半導(dǎo)體裝置30采用作為氮化物半導(dǎo)體襯底的GaN ^t底形成。
對(duì)于氮化物半導(dǎo)體裝置30來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)與上迷第一實(shí)施方式的氮化 物半導(dǎo)體裝置10類似，不同點(diǎn)僅在于，代替在構(gòu)成p電極12的Ta膜 14上部的整個(gè)面上形成第二Pd膜15，而形成鉭(Ta)和硅(Si)的合 金層(下面有時(shí)稱為"鉭硅合金層")25。因此，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明 與上述第 一實(shí)施方式不同的點(diǎn)，對(duì)相對(duì)應(yīng)的部分給出相同的附圖標(biāo)記， 并且省略相同的說(shuō)明。
在氮化物半導(dǎo)體裝置30中，在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層 11上，形成p電極12。本實(shí)施方式的p電極12由第一Pd膜13、 Ta膜14和鉭硅合金層25構(gòu)成。在p型接觸層11上依次形成第一Pd膜13、 Ta膜14和鉭硅合金層25。鉭硅合金層25形成在Ta膜14上部的整個(gè) 面上，作為防止Ta膜14氧化的防氧化膜而起作用。作為p型接觸層11, 采用p型的AlxGa!.xN ( 0《x《1 )。
這樣的氮化物半導(dǎo)體裝置30的制造方法與在圖2~圖6中示出的上 述第一實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置10的制造方法類似，不同點(diǎn)僅在 于，代替在構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的整個(gè)面上形成第二Pd膜15, 而形成成為鉭硅合金層25的硅(Si)膜。因此，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明 與上述第 一實(shí)施方式不同的點(diǎn)，對(duì)相對(duì)應(yīng)的部分給出相同的附圖標(biāo)記， 并且省略相同的說(shuō)明。
作為在構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部的整個(gè)面上形成Si膜的方法， 例如，能夠利用蒸鍍法蒸鍍Si。這樣在Ta膜14上部的整個(gè)面上形成 Si膜之后，在包含氧原子的氣體的環(huán)境下進(jìn)行熱處理，Si膜的表面被氧 化而Ta膜14不^f皮氧化。
并且，在熱處理中，Ta膜14和Si膜進(jìn)行反應(yīng)，形成鉭硅合金層25。 Ta的電阻率是13pQ.cm, Si的電阻率是500pn.cm。在Ta膜14上的整 個(gè)面上形成的Si膜原樣地殘留時(shí)，作為電阻成分而作貢獻(xiàn)，但是，利用 熱處理形成鉭硅合金層25時(shí)，Si膜的電阻降低到30(iQxm左右，作為 電阻成分而作貢獻(xiàn)的比例變小。
此外，對(duì)于在Si膜的表面上形成的Si氧化膜來(lái)說(shuō)，由使用了氟酸 類溶液的濕法刻蝕、或者使用了 CF4等卣化碳類氣體的干法刻蝕進(jìn)行除 去，并且能夠根據(jù)制造工序選擇處理。
根據(jù)本實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置30，防氧化膜由半導(dǎo)體膜或包 含半導(dǎo)體的絕緣膜實(shí)現(xiàn)。由此，能夠進(jìn)一步抑制p電極12和焊盤電極 22之間產(chǎn)生的電阻成分，所以可以更可靠地防止p電極12和形成在鉭 硅合金層25上的焊盤電極22的接觸不良。因此，可以實(shí)現(xiàn)低電阻的p 電極12。
根據(jù)本實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置30,防氧化膜可以由硅(Si) 膜、硅氧化膜(Si02)、硅氮化膜(SiN )、氮氧化物(oxynitride ) ( S認(rèn)) 膜、鍺(Ge)膜以及鍺氧化膜(GeO)中的任何一種實(shí)現(xiàn)。Si膜和Ge 膜是半導(dǎo)體膜，SiOJ莫、SiN膜、SiON膜和GeO膜是包含半導(dǎo)體的絕緣膜。由此，與防氧化膜是其他的半導(dǎo)體膜或包含半導(dǎo)體的絕緣膜的情況
相比，能夠進(jìn)一步抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分， 所以，能夠更可靠地防止p電極12和焊盤電極22的接觸不良。因此， 能夠?qū)崿F(xiàn)更低電阻的p電極12。
此外，作為防氧化膜，可以組合這些半導(dǎo)體及其絕緣物來(lái)使用，例 如，在下部(p電極12側(cè))為Si、在上部為硅絕緣物(Si + SiN),從 而能夠明確分配為下部形成與構(gòu)成p電極12的Ta膜14的合金層、上 部防止氧化。
接下來(lái)，說(shuō)明應(yīng)用上述第一和第二實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體裝置 10、 30的發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝置35。圖11是示出發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝 置35的結(jié)構(gòu)的截面圖。發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝置35使用作為氮化物半導(dǎo) 體襯底的n型氮化鎵(GaN )襯底40形成。
在n型GaN襯底40上，形成由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。具體 地說(shuō)，在n型GaN襯底40上依次形成n型AlGaN覆蓋層41 、 n型GaN 引導(dǎo)層42、活性層43、 p型GaN引導(dǎo)層44、 p型AlGaN覆蓋層45和p 型GaN接觸層46。
由n型GaN襯底40和這些層結(jié)構(gòu)形成激光二極管元件(氮化物半 導(dǎo)體元件)。在與上述第一和第二實(shí)施方式的p型接觸層11相當(dāng)?shù)膒 型GaN接觸層46上形成p電極12,在該p電極12上形成焊盤電極22。 p型AlGaN覆蓋45和p型GaN接觸層46通過(guò)刻蝕被構(gòu)圖成預(yù)定的形狀。 p電極12由第一 Pd膜13、 Ta膜14和第二 Pd膜15構(gòu)成。第一 Pd膜 13、 Ta膜14和第二Pd膜15依次形成在p型GaN接觸層46上。第二 Pd膜15是防氧化膜，形成在Ta膜14上部的整個(gè)面上，防止Ta膜14 的氧化。此外，作為保護(hù)膜的SiOJ莫48形成在p型AlGaN覆蓋45表 面部的一部分上。此外，在n型GaN襯底40的下部設(shè)置作為金屬電極 的n電才及49。
根據(jù)發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝置35，在構(gòu)成p電極12的Ta膜14上部 的整個(gè)面上形成防止Ta膜14氧化的第二Pd膜15作為防氧化膜，所以 能夠防止在形成p電極12i之后進(jìn)行熱處理時(shí)的Ta膜14的氧化。由此， 能夠抑制p電極12和焊盤電極22之間產(chǎn)生的電阻成分，所以能夠防止 p電極12和焊盤電極22的接觸不良，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻的p電極12。 因此，與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠降低發(fā)光氮化物半導(dǎo)體裝置35的工作電壓，并且能夠使工作時(shí)的發(fā)熱減少，所以，能夠在高輸出下進(jìn)行穩(wěn) 定的工作。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10、 30是氮化物半導(dǎo)體裝置，ll是p型接觸層， 12是p電極，13是第一鈀(Pd)膜，14是鉭(Ta)膜，15是防氧化膜 (第二Pd膜)，20是掩模，21是Pd氧化膜，22是焊盤電極，25是鉭 硅合金層。
權(quán)利要求
1. 一種氮化物半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層；p電極，由在所述p型接觸層上依次形成的鈀膜和鉭膜、以及在所述鉭膜上部的整個(gè)面上形成的防止所述鉭膜氧化的防氧化膜構(gòu)成；形成在所述防氧化膜上的焊盤電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述防氧化膜是金屬膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的氮化物半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述金屬膜是鈀膜、鎳膜和鈦膜中的任何一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述防氧化膜是半導(dǎo)體膜或包含半導(dǎo)體的絕緣膜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述防氧化膜是硅膜、硅氧化膜、硅氮化膜、氮氧化物膜、鍺膜以及鍺氧化膜中的任何一種。
6. —種氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括p電極形成工序，在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層上依次形成 鈀膜以及鉭膜，在所述鉭膜上部的整個(gè)面上形成防止所述鉭膜氧化的防 氧化膜，由此，形成由所述鈀膜、所述鉭膜和所述防氧化膜構(gòu)成的p電 極^熱處理工序，對(duì)所形成的所述p電極進(jìn)行熱處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述熱處理工序之后，還具備除去所述防氧化膜的表面部的除去工序。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述熱處理工序之后，還具備在所述防氧化膜上形成焊盤電極的焊盤電極形成工序。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述熱處理工序中，在包含氧原子的氣體的環(huán)境下對(duì)所述p電極進(jìn)行熱處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 所述包含氧原子的氣體是氧氣、臭氧、 一氧化氮、二氧化氮、 一氧化碳、二氧化碳和水蒸汽中的至少任何一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，在所述除去工序中，利用刻蝕，除去所述防氧化膜的表面部被氧化 而形成的氧化膜。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7的氮化物半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述除去工序中，利用反濺射法除去所述防氧化膜的表面部， 之后，還具備利用濺射法在所述防氧化膜上形成焊盤電極的焊盤電極形成工序。
全文摘要
本發(fā)明提供具有在電極間不產(chǎn)生電阻成分的p電極的氮化物半導(dǎo)體裝置及其制造方法。p電極(12)由第一Pd膜(13)、Ta膜(14)和防止Ta膜(14)氧化的作為防氧化膜的第二Pd膜(15)構(gòu)成，并且形成在由氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的p型接觸層(11)上。在該第二Pd膜(15)上形成焊盤電極(22)。作為防氧化膜的第二Pd膜(15)形成在構(gòu)成p電極(12)的Ta膜(14)上部的整個(gè)面上，并且由于可以由該第二Pd膜(15)防止Ta膜(14)被氧化，所以能夠抑制在p電極(12)和焊盤電極(22)之間產(chǎn)生的電阻成分。由此，由于能夠防止p電極(12)和焊盤電極(22)之間的接觸不良，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻的p電極(12)。
文檔編號(hào)H01L23/48GK101447468SQ200810178809
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者大塚健一, 大石敏之, 德田安紀(jì), 樽井陽(yáng)一郎, 鹽澤勝臣, 金本恭三, 黑川博志 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社