JP4597653B2 - Semiconductor device, semiconductor module including the same, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、GaN系半導体基板を備えた半導体装置、それを備える半導体モジュールおよびGaN系半導体基板を備えた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including a GaN-based semiconductor substrate, a semiconductor module including the semiconductor device, and a method for manufacturing the semiconductor device including the GaN-based semiconductor substrate.
半導体装置においては、オーミック電極により半導体素子との電気的接触が円滑に行われる。GaAs系半導体、GaN系半導体等を用いた半導体装置においては、Al系オーミック電極により外部回路に接続される(例えば、特許文献1参照。)。外部回路への接続配線は主にAu配線が用いられる。 In a semiconductor device, electrical contact with a semiconductor element is smoothly performed by an ohmic electrode. A semiconductor device using a GaAs-based semiconductor, a GaN-based semiconductor, or the like is connected to an external circuit by an Al-based ohmic electrode (see, for example, Patent Document 1). Au wiring is mainly used as connection wiring to the external circuit.
しかしながら、Al系オーミック電極とその上に設けられた電極とを接続すると、電極に用いるAu、Cu等とAl系オーミック電極中のAlとが反応し、オーミックコンタクト不良が発生する。 However, when an Al-based ohmic electrode and an electrode provided thereon are connected, Au, Cu, etc. used for the electrode react with Al in the Al-based ohmic electrode, and an ohmic contact failure occurs.
本発明は、オーミックコンタクト不良が発生しない半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which ohmic contact failure does not occur and a method for manufacturing the same.
本発明に係る半導体装置は、GaN系半導体基板と、前記GaN系半導体基板上に設けられたAl含有オーミック電極と、前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うように設けられ、TiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルと、前記バリアメタル上に設けられた電極と、を備えることを特徴とするものである。 A semiconductor device according to the present invention is provided so as to cover a GaN-based semiconductor substrate, an Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate, and an upper surface and a side surface of the Al-containing ohmic electrode, TiWN, TiN, It comprises a barrier metal made of either WN, WSiN or TaN, and an electrode provided on the barrier metal .
本発明に係る半導体装置においては、Al含有オーミック電極と電極との間にTiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルが形成されていることから、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。それにより、本発明に係る半導体装置の特性劣化を防止することができる。また、TiWN,TiN,WN,WSiNおよびTaNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本発明に係る半導体装置に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。さらに、TiWN,TiN,WN,WSiNおよびTaNにはNが入り込む隙間がないことから、GaN系半導体基板の窒素抜けを防止することができる。 In the semiconductor device according to the present invention, since a barrier metal made of TiWN, TiN, WN, WSiN or TaN is formed between the Al-containing ohmic electrode and the electrode, the Al in the Al-containing ohmic electrode Can be prevented from reacting with the electrode. Thereby, characteristic degradation of the semiconductor device according to the present invention can be prevented. Further, since TiWN, TiN, WN, WSiN and TaN are excellent in barrier properties even in a high temperature region, even if the semiconductor device according to the present invention is subjected to a high temperature annealing treatment, Al and the electrode in the Al-containing ohmic electrode Reaction can be prevented. Furthermore, since TiWN, TiN, WN, WSiN, and TaN do not have a gap for N to enter, nitrogen escape from the GaN-based semiconductor substrate can be prevented.
バリアメタルの露出した側面を覆う保護膜が設けられていてもよい。この場合、バリアメタルおよびAl含有オーミック電極に水分が入り込むことが防止される。その結果、バリアメタルの耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極の変質が防止される。 A protective film covering the exposed side surface of the barrier metal may be provided. In this case, moisture is prevented from entering the barrier metal and the Al-containing ohmic electrode. As a result, the moisture resistance of the barrier metal is improved. Further, alteration of the Al-containing ohmic electrode is prevented.
バリアメタルの上面および側面を覆う保護膜がさらに設けられていてもよい。この場合、バリアメタルおよびAl含有オーミック電極に水分が入り込むことが確実に防止される。その結果、バリアメタルの耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極の変質が防止される。 A protective film that covers the top and side surfaces of the barrier metal may be further provided. In this case, moisture can be reliably prevented from entering the barrier metal and the Al-containing ohmic electrode. As a result, the moisture resistance of the barrier metal is improved. Further, alteration of the Al-containing ohmic electrode is prevented.
本発明に係る半導体モジュールは、GaN系半導体基板と、前記GaN系半導体基板上に設けられたAl含有オーミック電極と、前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うように設けられ、TiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルと、前記バリアメタルの露出した側面を覆う保護膜と、前記バリアメタル上に設けられた電極とを備える半導体装置を備え、前記半導体装置は、樹脂封止されていることを特徴とするものである。本発明に係る他の半導体モジュールは、GaN系半導体基板と、前記GaN系半導体基板上に設けられたAl含有オーミック電極と、前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うように設けられ、TiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルと、前記バリアメタルの上面および側面を覆う保護膜と、前記バリアメタル上に設けられた電極とを備える半導体装置を備え、前記半導体装置は、樹脂封止されていることを特徴とするものである。 A semiconductor module according to the present invention is provided so as to cover a GaN-based semiconductor substrate, an Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate, and an upper surface and a side surface of the Al-containing ohmic electrode, TiWN, TiN, A semiconductor device including a barrier metal made of any of WN, WSiN, or TaN, a protective film that covers the exposed side surface of the barrier metal , and an electrode provided on the barrier metal ; It is characterized by being sealed. Another semiconductor module according to the present invention is provided to cover a GaN-based semiconductor substrate, an Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate, an upper surface and a side surface of the Al-containing ohmic electrode, and TiWN, A semiconductor device comprising a barrier metal made of any one of TiN, WN, WSiN, or TaN, a protective film covering the upper surface and side surfaces of the barrier metal , and an electrode provided on the barrier metal ; It is characterized by being resin-sealed.
本発明に係る半導体モジュールにおいては、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。また、バリアメタルおよびAl含有オーミックに水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタルのバリア性が低下することが防止される。また、Al含有オーミック電極の変質が防止される。したがって、気密性の高いパッケージで半導体装置をパックする必要がない。その結果、本発明に係る半導体モジュールの生産コストが低減される。 In the semiconductor module according to the present invention, reaction between Al in the Al-containing ohmic electrode and the electrode can be prevented. Further, moisture is prevented from entering the barrier metal and the Al-containing ohmic. This prevents the barrier property of the barrier metal from being lowered. Further, alteration of the Al-containing ohmic electrode is prevented. Therefore, it is not necessary to pack the semiconductor device with a highly airtight package. As a result, the production cost of the semiconductor module according to the present invention is reduced.
樹脂封止は、ポッティングまたはモールドであってもよい。 The resin sealing may be potting or molding.
樹脂封止は、エポキシ樹脂またはテフロン(登録商標)樹脂によりなされていてもよい。 The resin sealing may be performed with an epoxy resin or a Teflon (registered trademark) resin.
Al含有オーミック電極とバリアメタルとの間またはバリアメタルと電極との間の少なくともいずれか一方にTi層がさらに設けられていてもよい。この場合、Al含有オーミック電極と電極との密着性が向上する。 A Ti layer may be further provided between at least one of the Al-containing ohmic electrode and the barrier metal or between the barrier metal and the electrode. In this case, the adhesion between the Al-containing ohmic electrode and the electrode is improved.
本発明に係る半導体装置の製造方法は、GaN系半導体基板上にAl含有オーミック電極を形成する工程と、Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うようにTiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルを形成する工程と、バリアメタル上に電極を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。 The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming an Al-containing ohmic electrode on a GaN-based semiconductor substrate and any one of TiWN, TiN, WN, WSiN, or TaN so as to cover the upper surface and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode. The method includes a step of forming a barrier metal composed of the above and a step of forming an electrode on the barrier metal .
本発明に係る半導体装置の製造方法においては、Al含有オーミック電極と電極との間にTiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルが形成される。それにより、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。その結果、本発明に係る製造方法により製造された半導体装置の特性劣化を防止することができる。また、TiWN,TiN,WN,WSiNおよびTaNは高温域においてもバリア性に優れていることから、バリアメタル形成後に半導体装置に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a barrier metal made of TiWN, TiN, WN, WSiN, or TaN is formed between the Al-containing ohmic electrode and the electrode. Thereby, reaction with Al in an Al content ohmic electrode and an electrode can be prevented. As a result, characteristic deterioration of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to the present invention can be prevented. In addition, since TiWN, TiN, WN, WSiN and TaN have excellent barrier properties even in a high temperature range, even if high temperature annealing is performed on the semiconductor device after the barrier metal is formed, Al and the electrode in the Al-containing ohmic electrode Reaction can be prevented.
電極を形成する工程の前に、バリアメタルの露出した側面を覆う保護膜を形成する工程をさらに含んでいてもよい。この場合、バリアメタルおよびAl含有オーミック電極に水分が入り込むことが防止される。その結果、バリアメタルの耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極の変質が防止される。 A step of forming a protective film covering the exposed side surface of the barrier metal may be further included before the step of forming the electrode . In this case, moisture is prevented from entering the barrier metal and the Al-containing ohmic electrode. As a result, the moisture resistance of the barrier metal is improved. Further, alteration of the Al-containing ohmic electrode is prevented.
電極を形成する工程の前に、バリアメタルの上面の一部および側面を覆う保護膜を形成する工程をさらに含んでいてもよい。この場合、熱処理によるAl含有オーミック電極の膨れを防止することができる。 Before the step of forming the electrode, it may further include a step of forming a protective film covering a part and the side of the upper surface of the barrier metal. In this case, swelling of the Al-containing ohmic electrode due to heat treatment can be prevented.
本発明に係る半導体装置の他の製造方法は、GaN系半導体基板上にAl含有オーミック電極を形成する工程と、Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うTi/Pt/Au金属からなるバリアメタルを形成する工程と、バリアメタル上に電極を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。
Another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming an Al-containing ohmic electrode on a GaN-based semiconductor substrate, and a barrier metal made of Ti / Pt / Au metal covering the top and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode. A step of forming, and a step of forming an electrode on the barrier metal .
本発明に係る半導体装置の他の製造方法においては、Al含有オーミック電極を覆うようにTi/Pt/Au系金属からなるバリアメタルが形成される。それにより、熱処理によるAl含有オーミック電極の膨れを防止することができる。 In another method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a barrier metal made of a Ti / Pt / Au-based metal is formed so as to cover the Al-containing ohmic electrode. Thereby, swelling of the Al-containing ohmic electrode due to heat treatment can be prevented.
本発明によれば、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。それにより、本発明に係る半導体装置の特性劣化を防止することができる。また、本発明に係る半導体装置に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極中のAlと電極との反応を防止することができる。 According to the present invention, the reaction between Al in the Al-containing ohmic electrode and the electrode can be prevented. Thereby, characteristic degradation of the semiconductor device according to the present invention can be prevented. Further, even when the semiconductor device according to the present invention is subjected to a high temperature annealing treatment, the reaction between Al in the Al-containing ohmic electrode and the electrode can be prevented.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は、第1実施例に係る半導体装置100の模式的断面図である。図1に示すように、半導体装置100は、GaN系半導体基板1、Al含有オーミック電極2、絶縁層4、バリアメタル層5およびAu配線電極7を含む。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a
GaN系半導体基板1は、GaN,AlGaN等のGaN系半導体からなる。Al含有オーミック電極2は、Al/Pd/Ti金属またはAl/Ta金属からなり、GaN系半導体基板1の上面に形成されている。
The GaN-based
絶縁層4は、SiN等の絶縁体からなる。また、絶縁層4は、GaN系半導体基板1上に形成されている。絶縁層4の膜厚は特に限定されないが、本実施例においては400nm程度である。バリアメタル層5は、Al含有オーミック電極2上から絶縁層4上にかけて形成されている。バリアメタル層5は、TiWN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなる。バリアメタル層5の膜厚は、100nm〜200nm程度である。Au配線電極7は、バリアメタル層5上に形成されている。Au配線電極7に用いられるAuは、低抵抗金属であることから、配線、ボンディングパッド等に適している。
The
一般的なオーミック電極としては、例えば、Au/Mo等が用いられる。しかしながら、Au/Moからなるオーミック電極を用いる場合、オーミックコンタクトを得るための熱処理温度が800℃程度の高温となる。この場合、本実施例に用いるGaN系半導体基板1において窒素抜け等が発生する。GaN系半導体基板1において窒素抜けが発生すれば、GaN系半導体基板1の上面近傍の組成は、Gaリッチの組成となる。したがって、半導体装置100において、電流コラプスが発生する等の特性劣化が引き起こされる。そこで、本実施例においては、500℃〜600℃程度の低温における熱処理が可能なAl含有オーミック電極2を用いている。
For example, Au / Mo or the like is used as a general ohmic electrode. However, when an ohmic electrode made of Au / Mo is used, the heat treatment temperature for obtaining an ohmic contact is as high as about 800 ° C. In this case, nitrogen loss or the like occurs in the GaN-based
バリアメタル層5においては、バリアメタル層5を構成する金属の隙間にNが存在していることから、バリアメタル層5へのAlの侵入が防止される。したがって、本実施例に係る半導体装置100においては、Al含有オーミック電極2中のAlとAu配線電極7中のAuとの反応を防止することができる。それにより、オーミックコンタクト不良を防止することができる。その結果、半導体装置100の特性劣化を防止することができる。
In the
本実施例に係る半導体装置100を所定の温度条件下(例えば、250℃)において1000時間放置したところ、オーミックコンタクト不良が発生しなかった。一方、バリアメタル層5としてTi/Pt/Au金属を用いたところ、250℃の高温雰囲気下に100時間放置しただけでオーミックコンタクト不良が発生した。以上のことから、本実施例に係る半導体装置100の高い信頼性が確認できる。
When the
また、TiWNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本実施例に係る半導体装置100に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極2中のAlとAu配線電極7中のAuとの反応を防止することができる。さらに、TiWNにはNが入り込む隙間がないことから、高温アニール処理によりGaN系半導体基板1の窒素抜けを防止することができる。なお、バリアメタル層5としてTiを用いる場合、GaN系半導体基板1の窒素抜けを防止することはできない。以上のことから、GaN系半導体基板1およびAl含有オーミック電極2を用いる場合、TiWN等からなるバリアメタル層5が必要となる。
Further, since TiWN is excellent in barrier properties even in a high temperature region, even if the
さらに、本実施例においては配線電極としてAu配線電極7を用いているが、Cuを主成分とするCu配線電極を用いることもできる。この場合、Al含有オーミック電極2中のAlとCu配線電極中のCuとの反応が防止される。
Further, although the
図2は、半導体装置100の他の例である半導体装置100aの模式的断面図である。図2に示すように、半導体装置100は、GaN系半導体基板1、Al含有オーミック電極2、密着層3,6、絶縁層4、バリアメタル層5およびAu配線電極7を含む。半導体装置100aが半導体装置100と異なる点は、密着層3,6が形成られている点である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a
密着層3,6は、Ti薄膜からなる。密着層3は、Al含有オーミック電極2を覆うように形成されている。密着層6は、バリアメタル層5上に形成されている。密着層3,6の膜厚は、5nm〜10nm程度である。バリアメタル5は密着層3上に形成されており、Au配線電極7は、密着層6上に形成されている。
The adhesion layers 3 and 6 are made of a Ti thin film. The
半導体装置100aにおいては、Al含有オーミック電極2とバリアメタル層5との間に密着層3が形成されていることから、Al含有オーミック電極2とバリアメタル層5との密着性が向上する。さらに、バリアメタル層5とAu配線電極7との間に密着層6が形成されていることから、バリアメタル層5とAu配線電極7との密着性が向上する。それにより、Al含有オーミック電極2とAu配線電極7との密着性が向上する。
In the
図3は、半導体装置100aの製造方法について説明するフロー図である。まず、図3(a)に示すように、GaN系半導体基板1上に形成されたAl含有オーミック電極2を覆うように、スパッタリングにより密着層3が形成される。次に、図3(b)に示すように、プラズマCVD法により、GaN系半導体基板1上および密着層3上に絶縁層4が形成される。次いで、図3(c)に示すように、Al含有オーミック電極2の上方を除いた絶縁層4上にレジストパターン11が形成される。この場合、絶縁層4上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極2の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン11が形成される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the
次に、図3(d)に示すように、絶縁層4にドライエッチング処理が施されることによってコンタクトホール12が形成される。絶縁層4上に残存するレジストパターン11は、その後に剥離される。次いで、図3(e)に示すように、スパッタリングにより、密着層3上から絶縁層4上にかけてバリアメタル層5、密着層6およびAu薄膜13が形成される。
Next, as shown in FIG. 3D, the insulating
次に、図3(f)に示すように、Al含有オーミック電極2の上方を除いたAu薄膜13上にレジストパターン14が形成される。この場合、Au薄膜13上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極2の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン14が形成される。次いで、図3(g)に示すように、Au薄膜13上にAuめっき処理が施されることによりAu配線電極7が形成される。次に、図3(h)に示すように、残存するレジスト14が剥離され、Au薄膜13に対してミリング処理が施され、密着層6およびバリアメタル層5に対してドライエッチング処理が施されることにより、半導体装置100aが完成する。
Next, as shown in FIG. 3 (f), a resist
本実施例においては、バリアメタル層5がスパッタリングにより形成されていることから、バリアメタル層5の膜厚が均一になる。それにより、Al含有オーミック電極2中のAlとAu配線電極7中のAuとの反応を確実に防止することができる。
In this embodiment, since the
なお、密着層3,6の形成工程を省略することにより半導体装置100を製造することができる。
The
本実施例においては、絶縁層4が保護膜に相当し、Au配線電極7が電極に相当する。
In this embodiment, the insulating
図4は、第2実施例に係る半導体装置101の模式的断面図である。図4に示すように、半導体装置101は、GaN系半導体基板21、Al含有オーミック電極22、バリアメタル層24、絶縁層26、耐湿層27およびAu配線電極29を含む。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
GaN系半導体基板21は、GaN,AlGaN等の半導体からなる。Al含有オーミック電極22は、Al/Pd/Ti金属またはAl/Ta金属からなり、GaN系半導体基板21の上面に形成されている。
The GaN-based
バリアメタル層24は、Al含有オーミック電極22上に形成されている。バリアメタル層24は、TiWN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなる。バリアメタル層24の膜厚は、100nm〜200nm程度である。絶縁層26は、SiN等の絶縁体からなる。絶縁層26は、GaN系半導体基板21上に形成されている。絶縁層26の膜厚は特に限定されないが、本実施例においては400nm程度である。
The
耐湿層27は、バリアメタル層24上から絶縁層26上にかけて形成されている。耐湿層27は、TiWからなる。TiWは、耐湿性が良く、絶縁物との密着性が優れている。それにより、バリアメタル層24およびAl含有オーミック電極22に水分が入り込むことが防止される。その結果、バリアメタル層24の耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極22の変質が防止される。耐湿層27の膜厚は、50nm〜100nm程度である。Au配線電極29は、耐湿層27上に形成されている。
The moisture
本実施例に係る半導体装置101においては、Al含有オーミック電極22とAu配線電極29との間にバリアメタル層24が形成されていることから、Al含有オーミック電極22中のAlとAu配線電極29中のAuとの反応を防止することができる。それにより、オーミックコンタクト不良を防止することができる。その結果、半導体装置101の特性劣化を防止することができる。また、TiWNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本実施例に係る半導体装置101に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極22中のAlとAu配線電極29中のAuとの反応を防止することができる。
In the
また、バリアメタル層24とAu配線電極29との間に絶縁層26および耐湿層27が形成されていることから、バリアメタル層24に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層24のバリア性が低下することが防止される。その結果、半導体装置101の特性劣化を防止することができる。
In addition, since the insulating
また、Al含有オーミック電極22がバリアメタル層24に覆われていることから、熱処理によるAl含有オーミック電極22の膨れを防止することができる。
Further, since the Al-containing
さらに、本実施例においては配線電極としてAu配線電極29を用いているが、Cuを主成分とするCu配線電極を用いることもできる。この場合、Al含有オーミック電極22中のAlとCu配線電極中のCuとの反応が防止される。
Furthermore, in this embodiment, the
図5は、半導体装置101の他の例である半導体装置101aの模式的断面図である。図5に示すように、半導体装置101aは、GaN系半導体基板21、Al含有オーミック電極22、密着層23,25,28、バリアメタル層24、絶縁層26、耐湿層27およびAu配線電極29を含む。半導体装置101aが半導体装置101と異なる点は、密着層23,25,28が形成されている点である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a
密着層23,25,28は、Ti薄膜からなる。密着層23は、Al含有オーミック電極22を覆うように形成されている。密着層25は、バリアメタル層24上に形成されている。密着層28は、耐湿層27上に形成されている。バリアメタル層24は、密着層23上に形成されている。耐湿層27は、密着層25上から絶縁層26上にかけて形成されている。Au配線電極29は、密着層28上に形成されている。
The adhesion layers 23, 25, 28 are made of a Ti thin film. The
半導体装置101aにおいては、Al含有オーミック電極22とバリアメタル層24との間に密着層23が形成されていることから、Al含有オーミック電極22とバリアメタル層24との密着性が向上する。さらに、バリアメタル層24と耐湿層27との間に密着層25が形成されていることから、バリアメタル層24と耐湿層27との密着性が向上する。また、耐湿層27とAu配線電極29との間に密着層28が形成されていることから、耐湿層27とAu配線電極29との密着性が向上する。それにより、Al含有オーミック電極22とAu配線電極29との密着性が向上する。
In the
図6は、半導体装置101aの製造方法について説明するフロー図である。まず、図6(a)に示すように、GaN系半導体基板21の上面に形成されたAl含有オーミック電極22を覆うようにスパッタリングにより密着層23、バリアメタル層24および密着層25が形成される。次に、図6(b)に示すように、Al含有オーミック電極22の上方の密着層25上にレジストパターン31が形成される。この場合、密着層25上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極22の上方以外のレジストが除去されることによってレジストパターン31が形成される。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the
次いで、図6(c)に示すように、レジストパターン31が形成されていない部分の密着層23、バリアメタル層24および密着層25がドライエッチング処理により除去される。残存するレジストパターン31は、その後に剥離される。次に、図6(d)に示すように、プラズマCVD法により、GaN系半導体基板21および密着層25を覆うように絶縁層26が形成される。次いで、図6(e)に示すように、Al含有オーミック電極22の上方を除いた絶縁層26上にレジストパターン32が形成される。この場合、絶縁層26にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極22の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン32が形成される。
Next, as shown in FIG. 6C, the
次に、図6(f)に示すように、レジストパターン32が形成されていない部分の絶縁層26にCF4ガス+CHF3ガスを用いたドライエッチング処理が施され、コンタクトホール33が形成される。この場合、CF4およびCHF3がTiおよびTiWNに対するエッチング選択比が小さいことから、密着層25およびバリアメタル層24がエッチングされることが防止される。なお、エッチングガスとしてSF6ガス+N2ガスまたはSF6ガス+CF4ガスを用いて、絶縁層26のエッチングが終了する前にエッチングガスをCF4ガス+CHF3ガスに切替えてもよい。それにより、密着層25およびバリアメタル層24がエッチングされることを防止することができる。
Next, as shown in FIG. 6F, the portion of the insulating
次いで、図6(g)に示すように、スパッタリングにより、密着層25上および絶縁層26上に耐湿層27、密着層28およびAu薄膜34が形成される。次に、図6(h)に示すように、バリアメタル層24の上方以外のAu薄膜34上にレジストパターン35が形成される。この場合、Au薄膜34上にレジストが塗布され、パターニング処理によりバリアメタル層24の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン35が形成される。
Next, as shown in FIG. 6G, the moisture-
次いで、図6(i)に示すように、レジスト35が形成されていないAu薄膜34上にAuめっき処理が施され、Au配線電極29が形成される。次に、図6(j)に示すように、残存するレジストパターン35が除去され、Au薄膜34に対してミリング処理が施され、密着層28および耐湿層27に対してドライエッチング処理が施されることにより、半導体装置101aが完成する。
Next, as shown in FIG. 6 (i), an Au plating process is performed on the Au
本実施例においては、バリアメタル層24および耐湿層27がスパッタリングにより形成されていることから、バリアメタル層24および耐湿層27の膜厚が均一になる。それにより、Al含有オーミック電極22中のAlとAu配線電極29中のAuとの反応を確実に防止することができるとともに、バリアメタル層24に水分が入り込むことが確実に防止される。
In this embodiment, since the
なお、バリアメタル層24を構成するバリアメタルの種類に関係なく、Al含有オーミック電極22がバリアメタル層24によって覆われることによってAl含有オーミック電極22の膨れが防止される。本発明者が確認していることによれば、バリアメタル層24としてTi/Pt/Au金属を用いた場合においても、Al含有オーミック電極22の膨れが生じないことを確認している。また、密着層23,25,28の形成工程を省略することにより半導体装置101を製造することができる。
Note that the Al-containing
本実施例においては、絶縁層26が保護膜に相当し、Au配線電極29が電極に相当する。
In this embodiment, the insulating
図7は、第3実施例に係る半導体装置102の模式的断面図である。図7に示すように、半導体装置102は、GaN系半導体基板41、Al含有オーミック電極42、絶縁層44、バリアメタル層45、耐湿層46およびAu配線電極48を含む。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a
Al含有オーミック電極42は、Al/Pd/Ti金属またはAl/Ta金属からなり、GaN系半導体基板41の上面に形成されている。
The Al-containing
絶縁層44は、SiN等の絶縁体からなる。また、絶縁層44は、GaN系半導体基板41上に形成されている。絶縁層44の膜厚は特に限定されないが、本実施例においては400nm程度である。バリアメタル層45は、Al含有オーミック電極42上から絶縁層44上にかけて形成されている。バリアメタル層45は、TiWN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなる。45の膜厚は、100nm〜200nm程度である。
The insulating
耐湿層46は、バリアメタル層45を覆うように形成されている。耐湿層46は、TiWからなる。この場合、バリアメタル層45およびAl含有オーミック電極42に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層45の耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極42の変質が防止される。耐湿層46の膜厚は、50nm〜100nm程度である。Au配線電極48は、耐湿層46上に形成されている。
The moisture
本実施例に係る半導体装置102においては、Al含有オーミック電極42とAu配線電極48との間にTiWNからなるバリアメタル層45が形成されていることから、Al含有オーミック電極42中のAlとAu配線電極48中のAuとの反応を防止することができる。それにより、オーミックコンタクト不良の発生を防止することができる。その結果、半導体装置102の特性劣化を防止することができる。また、TiWNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本実施例に係る半導体装置102に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極42中のAlとAu配線電極48中のAuとの反応を防止することができる。
In the
また、バリアメタル層45が耐湿層46および絶縁層44に覆われていることから、バリアメタル層45に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層45のバリア性が低下することが防止される。その結果、半導体装置102の特性劣化を防止することができる。
Further, since the
さらに、本実施例においては配線電極としてAu配線電極48を用いているが、Cuを主成分とするCu配線電極を用いることもできる。この場合、Al含有オーミック電極42中のAlとCu配線電極中のCuとの反応が防止される。
Furthermore, in this embodiment, the
図8は、半導体装置102の他の例である半導体装置102aの模式的断面図である。図8に示すように、半導体装置102aは、GaN系半導体基板41、Al含有オーミック電極42、密着層43,47、絶縁層44、バリアメタル層45、耐湿層46およびAu配線電極48を含む。半導体装置102aが半導体装置102と異なる点は、密着層43,47が形成されている点である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a
密着層43,47は、Ti薄膜からなる。密着層43は、Al含有オーミック電極42を覆うように形成されている。密着層47は、耐湿層46を覆うように形成されている。密着層43,47の膜厚は、5nm〜10nm程度である。バリアメタル層45は、密着層43上から絶縁層44上にかけて形成されている。Au配線電極48は、密着層47上に形成されている。
The adhesion layers 43 and 47 are made of a Ti thin film. The
半導体装置102aにおいては、Al含有オーミック電極42とバリアメタル層45との間に密着層43が形成されていることから、Al含有オーミック電極42とバリアメタル層45との密着性が向上する。また、耐湿層46とAu配線電極48との間に密着層47が形成されていることから、耐湿層46とAu配線電極48との密着性が向上する。それにより、Al含有オーミック電極42とAu配線電極48との密着性が向上する。
In the
図9は、半導体装置102aの製造方法について説明するフロー図である。まず、図9(a)に示すように、GaN系半導体基板41の上面に形成されたAl含有オーミック電極42を覆うように、スパッタリングにより密着層43が形成される。次に、図9(b)に示すように、プラズマCVD法により、GaN系半導体基板41および密着層43を覆うように絶縁層44が形成される。次いで、図9(c)に示すように、Al含有オーミック電極42の上方を除いた絶縁層44上にレジストパターン51が形成される。この場合、絶縁層44上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極42の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン51が形成される。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the
次に、図9(d)に示すように、絶縁層44にドライエッチング処理が施されることによってコンタクトホール52が形成される。絶縁層44上に残存するレジストパターン51は、その後に剥離される。次いで、図9(e)に示すように、スパッタリングにより、密着層43上および絶縁層44上にバリアメタル層45が形成される。
Next, as shown in FIG. 9D, the
次に、図9(f)に示すように、Al含有オーミック電極42の上方のバリアメタル層45上にレジストパターン53が形成される。この場合、バリアメタル層上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極42の上方以外のレジストが除去されることによって、レジストパターン53が形成される。
Next, as shown in FIG. 9 (f), a resist pattern 53 is formed on the
次いで、図9(g)に示すように、レジストパターン53が形成されていない部分のバリアメタル層45に対してドライエッチング処理が施される。バリアメタル層45上に残存するレジストパターン53は、その後に剥離される。次に、図9(h)に示すように、スパッタリングによりバリアメタル層45を覆うように耐湿層46、密着層47およびAu薄膜54が形成される。次いで、図9(i)に示すように、Al含有オーミック電極42の上方を除いたAu薄膜54上にレジストパターン55が形成される。この場合、Au薄膜54上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極42の上方のレジストが除去されることによってレジストパターン55が形成される。
Next, as shown in FIG. 9G, dry etching is performed on the
次に、図9(j)に示すように、Au薄膜54上にAuめっき処理が施されることによりAu配線電極48が形成される。次に、図9(k)に示すように、残存するレジスト55が剥離され、Au薄膜54に対してミリング処理が施され、密着層47および耐湿層45に対してドライエッチング処理が施されることにより、半導体装置102aが完成する。
Next, as shown in FIG. 9J, the
本実施例においては、バリアメタル層45および耐湿層46がスパッタリングにより形成されていることから、バリアメタル層45および耐湿層46の膜厚が均一になる。それにより、Al含有オーミック電極42中のAlとAu配線電極48中のAuとの反応を確実に防止することができるとともに、バリアメタル層45に水分が入り込むことが確実に防止される。
In this embodiment, since the
なお、密着層43,46の形成工程を省略することにより半導体装置102を製造することができる。
Note that the
本実施例においては、絶縁層44が保護膜に相当し、Au配線電極48が電極に相当する。
In this embodiment, the insulating
図10は、第4実施例に係る半導体装置103の模式的断面図である。図10に示すように、半導体装置103は、GaN系半導体基板61、Al含有オーミック電極62、絶縁層64、バリアメタル層65、Au配線電極67および耐湿層68を含む。実施例4は、例えば、実施例3のバリエーションである。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a
Al含有オーミック電極62は、Al/Pd/Ti金属またはAl/Ta金属からなり、GaN系半導体基板61の上面に形成されている。
The Al-containing
絶縁層64は、SiN等の絶縁体からなる。また、絶縁層64は、GaN系半導体基板61上に形成されている。絶縁層64の膜厚は特に限定されないが、本実施例においては400nm程度である。バリアメタル層65は、Al含有オーミック電極62上から絶縁層64上にかけて形成されている。バリアメタル層65は、TiWN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなる。バリアメタル層65の膜厚は、100nm〜200nm程度である。
The insulating
耐湿層68は、TiWからなる。この場合、バリアメタル層65およびAl含有オーミック電極62に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層65の耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極62の変質が防止される。耐湿層68の膜厚は、50nm〜100nm程度である。耐湿層68は、バリアメタル層65の端部を囲むように絶縁層64上に形成されている。Au配線電極67は、バリアメタル層65上および耐湿層68上に形成されている。
The moisture
本実施例に係る半導体装置103においては、Al含有オーミック電極62とAu配線電極67との間にTiWNからなるバリアメタル層65が形成されていることから、Al含有オーミック電極62中のAlとAu配線電極67中のAuとの反応を防止することができる。それにより、オーミックコンタクト不良の発生を防止することができる。その結果、半導体装置103の特性劣化を防止することができる。また、TiWNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本実施例に係る半導体装置103に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極62中のAlとAu配線電極67中のAuとの反応を防止することができる。
In the
また、バリアメタル層65が耐湿層68、絶縁層64およびAu配線電極67に覆われていることから、バリアメタル層65に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層65のバリア性が低下することが防止される。その結果、半導体装置103の特性劣化を防止することができる。
Further, since the
さらに、本実施例においては配線電極としてAu配線電極67を用いているが、Cuを主成分とするCu配線電極を用いることもできる。この場合、Al含有オーミック電極62中のAlとCu配線電極中のCuとの反応が防止される。
Furthermore, in this embodiment, the
図11は、半導体装置103の他の例である半導体装置103aの模式的断面図である。図11に示すように、半導体装置103aは、GaN系半導体基板61、Al含有オーミック電極62、密着層63,66、絶縁層64、バリアメタル層65、Au配線電極67および耐湿層68を含む。半導体装置103aが半導体装置103と異なる点は、密着層63,66が形成されている点である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a
密着層63,66は、Ti薄膜からなる。密着層63は、Al含有オーミック電極62を覆うように形成されている。密着層66は、バリアメタル層65上に形成されている。密着層63,66の膜厚は、5nm〜10nm程度である。バリアメタル層65は、密着層63上から絶縁層64上にかけて形成されている。Au配線電極67は、密着層66上および耐湿層68上に形成されている。
The adhesion layers 63 and 66 are made of a Ti thin film. The
半導体装置103aにおいては、Al含有オーミック電極62とバリアメタル層65との間に密着層63が形成されていることから、Al含有オーミック電極62とバリアメタル層65との密着性が向上する。さらに、バリアメタル層65とAu配線電極67との間に密着層66が形成されていることから、バリアメタル層65とAu配線電極67との密着性が向上する。それにより、Al含有オーミック電極62とAu配線電極67との密着性が向上する。
In the
図12は、半導体装置103aの製造方法について説明するフロー図である。まず、図12(a)に示すように、GaN系半導体基板61の上面に形成されたAl含有オーミック電極62を覆うように、スパッタリングにより密着層63が形成される。次に、図12(b)に示すように、プラズマCVD法により、GaN系半導体基板61および密着層63を覆うように絶縁層64が形成される。次いで、図12(c)に示すように、Al含有オーミック電極62の上方を除いた絶縁層64上にレジストパターン71が形成される。この場合、絶縁層64上にレジストが塗布され、パターニングによりAl含有オーミック電極62の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン71が形成される。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the
次に、図12(d)に示すように、絶縁層64にドライエッチング処理が施されることによってコンタクトホール72が形成される。絶縁層64上に残存するレジストパターン71は、その後に剥離される。次いで、図12(e)に示すように、スパッタリングにより、密着層63上および絶縁層64上にバリアメタル層65、密着層66およびAu薄膜73が形成される。次に、図12(f)に示すように、Al含有オーミック電極62の上方を除いたAu薄膜73上にレジストパターン74が形成される。この場合、Au薄膜73上にレジストが塗布され、パターニング処理によりAl含有オーミック電極62の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン74が形成される。
Next, as shown in FIG. 12D, a
次いで、図12(g)に示すように、Au薄膜73上にAuめっき処理が施されることによりAu配線電極67が形成される。次に、図12(h)に示すように、残存するレジストパターン74が剥離され、Au薄膜73に対してミリング処理が施される。次いで、図12(h)に示すように、密着層66およびバリアメタル層65に対して等方エッチング処理が施される。この場合、低バイアスかつ高圧力(例えば、1Pa〜3Paの圧力および1V〜50Vの電圧)の条件下でSF6ガスによるエッチング処理が施される。それにより、絶縁層64にダメージを与えることなく、Au配線電極67の端部下のバリアメタル層65までエッチングすることができる。なお、過酸化水素水を用いてAu配線電極67の端部下のバリアメタル層65に対してエッチング処理を施すこともできる。
Next, as shown in FIG. 12G, an
次に、図12(i)に示すように、スパッタリングにより絶縁層64上およびAu配線電極67上に耐湿層68が形成される。次いで、図12(j)に示すように、耐湿層68に対して異方性エッチング処理が施される。この場合、低圧力かつ高バイアス(例えば、0.5Paの圧力および100V〜500Vの電圧)の条件下でCHF3ガス+SF6ガス(例えば、CHF3ガスとSF6ガスとの流量比が3:1程度)によるエッチング処理が施される。それにより、Au配線電極67の端部下の耐湿層68がエッチングされることが防止される。以上の行程により、半導体装置103aが完成する。
Next, as shown in FIG. 12I, a moisture-
本実施例においては、バリアメタル層65および耐湿層67がスパッタリングにより形成されていることから、バリアメタル層65および耐湿層67の膜厚が均一になる。それにより、Al含有オーミック電極62中のAlとAu配線電極67中のAuとの反応を確実に防止することができるとともに、バリアメタル層65に水分が入り込むことが確実に防止される。
In this embodiment, since the
なお、密着層63,66の形成工程を省略することにより半導体装置103を製造することができる。
Note that the
本実施例においては、絶縁層64が保護膜に相当し、Au配線電極67が電極に相当する。
In this embodiment, the insulating
図13は、第5実施例に係る半導体装置104の模式的断面図である。図13に示すように、半導体装置104は、GaN系半導体基板81、Al含有オーミック電極82、絶縁層84、バリアメタル層85、Au配線電極87,89および耐湿層88を含む。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a
Al含有オーミック電極82は、Al/Pd/Ti金属またはAl/Ta金属からなり、GaN系半導体基板81の上面に形成されている。
The Al-containing
絶縁層84は、SiN等の絶縁体からなる。また、絶縁層84は、GaN系半導体基板81上に形成されている。絶縁層84の膜厚は特に限定されないが、本実施例においては400nm程度である。バリアメタル層85は、Al含有オーミック電極82上から絶縁層84上にかけて形成されている。バリアメタル層85は、TiWN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなる。バリアメタル層85の膜厚は、100nm〜200nm程度である。Au配線電極87は、バリアメタル層85上に形成されている。
The insulating
耐湿層88は、Au配線電極87上から絶縁層84上にかけて形成されている。耐湿層88は、TiWからなる。この場合、バリアメタル層85およびAl含有オーミック電極82に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層85の耐湿性が向上する。また、Al含有オーミック電極82の変質が防止される。耐湿層88の膜厚は、50nm〜100nm程度である。Au配線電極89は、耐湿層88上に形成されている。
The moisture
本実施例に係る半導体装置104においては、Al含有オーミック電極82とAu配線電極87との間にTiWNからなるバリアメタル層85が形成されていることから、Al含有オーミック電極82中のAlとAu配線電極87中のAuとの反応を防止することができる。それにより、オーミックコンタクト不良の発生を防止することができる。その結果、半導体装置104の特性劣化を防止することができる。また、TiWNは高温域においてもバリア性に優れていることから、本実施例に係る半導体装置104に高温アニール処理を施しても、Al含有オーミック電極82中のAlとAu配線電極87中のAuとの反応を防止することができる。
In the
また、バリアメタル層85が耐湿層88、絶縁層84およびAu配線電極87に覆われていることから、バリアメタル層85に水分が入り込むことが防止される。それにより、バリアメタル層85のバリア性が低下することが防止される。その結果、半導体装置104の特性劣化を防止することができる。
Further, since the
さらに、本実施例においては配線電極としてAu配線電極87を用いているが、Cuを主成分とするCu配線電極を用いることもできる。この場合、Al含有オーミック電極82中のAlとCu配線電極中のCuとの反応が防止される。
Furthermore, although the
図14は、半導体装置104の他の例である半導体装置104aの模式的断面図である。図14に示すように、半導体装置104aは、GaN系半導体基板81、Al含有オーミック電極82、密着層83,86、絶縁層84、バリアメタル層85、Au配線電極87,89および耐湿層88を含む。半導体装置104aが半導体装置104と異なる点は、密着層83,86が形成されている点である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a
密着層83,86は、Ti薄膜からなる。密着層83は、Al含有オーミック電極82を覆うように形成されている。密着層86は、バリアメタル層85上に形成されている。密着層83,86の膜厚は、5nm〜10nm程度である。バリアメタル層85は、密着層83上から絶縁層84上にかけて形成されている。Au配線電極87は、密着層86上に形成されている。
The adhesion layers 83 and 86 are made of a Ti thin film. The
半導体装置104aにおいては、Al含有オーミック電極82とバリアメタル層85との間に密着層83が形成されていることから、Al含有オーミック電極82とバリアメタル層85との密着性が向上する。また、バリアメタル層85とAu配線電極87との間に密着層86が形成されていることから、バリアメタル層85とAu配線電極87との密着性が向上する。それにより、Al含有オーミック電極82とAu配線電極87との密着性が向上する。
In the
図15は、半導体装置104aの製造方法について説明するフロー図である。まず、図15(a)に示すように、Al含有オーミック電極82を覆うように、スパッタリングにより密着層83が形成される。次に、図15(b)に示すように、プラズマCVD法により、GaN系半導体基板81および密着層83を覆うように絶縁層84が形成される。次いで、図15(c)に示すように、Al含有オーミック電極82の上方を除いた絶縁層84上にレジストパターン91が形成される。この場合、絶縁層84上にレジストが塗布され、パターニングによりAl含有オーミック電極82の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン91が形成される。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the
次に、図15(d)に示すように、絶縁層84にドライエッチング処理が施されることによってコンタクトホール92が形成される。絶縁層84上に残存するレジストパターン91は、その後に剥離される。次いで、図15(e)に示すように、スパッタリングにより、密着層83上および絶縁層84上にバリアメタル層85、密着層86およびAu薄膜93が形成される。
Next, as shown in FIG. 15D, a
次に、図15(f)に示すように、Al含有オーミック電極82の上方を除いたAu薄膜93上にレジストパターン94が形成される。この場合、Au薄膜93上にレジストが塗布され、パターニングによりAl含有オーミック電極82の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン94が形成される。次いで、図15(g)に示すように、Au薄膜93上にAuめっき処理が施されることによりAu配線電極87が形成される。次に、図15(h)に示すように、残存するレジスト94が剥離され、Au薄膜93に対してミリング処理が施され、密着層86およびバリアメタル層85に対してドライエッチング処理が施される。
Next, as shown in FIG. 15 (f), a resist
次いで、図15(i)に示すように、スパッタリングにより絶縁層84上からAu配線電極87上にかけて耐湿層88およびAu薄膜95が形成される。次に、図15(j)に示すように、Al含有オーミック電極82の上方以外のAu薄膜95上にレジストパターン96が形成される。この場合、Au薄膜95上にレジストが塗布され、パターニングによりAl含有オーミック電極82の上方のレジストが除去されることによって、レジストパターン96が形成される。その後、Au薄膜95上にAuめっき処理が施される。次いで、図15(k)に示すように、レジストパターン96が剥離され、Au薄膜95に対してミリング処理が施され、耐湿層88に対してドライエッチング処理が施されることにより、半導体装置104aが完成する。
Next, as shown in FIG. 15I, a moisture-
本実施例においては、バリアメタル層85および耐湿層88がスパッタリングにより形成されていることから、バリアメタル層85および耐湿層88の膜厚が均一になる。それにより、Al含有オーミック電極82中のAlとAu配線電極87中のAuとの反応を確実に防止することができるとともに、バリアメタル層85に水分が入り込むことが確実に防止される。
In this embodiment, since the
なお、密着層83,86の形成工程を省略することにより半導体装置104を製造することができる。
Note that the
本実施例においては、絶縁層84が保護膜に相当し、Au配線電極87が電極に相当する。
In this embodiment, the insulating
図16は、本発明に係る半導体モジュール200の模式的断面図である。図16に示すように、半導体モジュール200は、パッケージ201、半導体パッケージ用基板202、半導体装置101および端子203を備える。半導体装置101は、半導体パッケージ用基板202およびパッケージ201により囲まれており、半導体パッケージ用基板202上に配置されている。半導体装置101入出力は、端子203によって行われる。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a
上述したように、半導体装置101は耐湿性に優れることから、パッケージ201に気密性が必要とされない。それにより、高速モジュール200の生産コストが低減される。また、例えば、半導体装置101は、半導体パッケージ用基板202上に搭載された後に樹脂で覆って使用することもできる。樹脂封止は、例えば、ポッティングまたはモールドである。また、樹脂封止に用いる樹脂は、例えば、エポキシ、テフロン(登録商標)等である。なお、半導体装置101の代わりに半導体装置102,103,104を用いることもできる。
As described above, since the
1,21,41,61,81 GaN系半導体基板
2,22,42,62,82 Al含有オーミック電極
3,6,23,28,43,47,63,66,83,86 密着層
4,26,44,64,84 絶縁層
5,24,45,65,85 バリアメタル層
7,29,48,67,87,89 Au配線電極
27,46,68,88 耐湿層
100〜104,100a〜104a 半導体装置
200 半導体モジュール
1, 21, 41, 61, 81 GaN-based
Claims (12)
前記GaN系半導体基板上に設けられたAl含有オーミック電極と、
前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うように設けられ、TiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルと、
前記バリアメタル上に設けられた電極と、を備えることを特徴とする半導体装置。 A GaN-based semiconductor substrate;
An Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate;
A barrier metal provided to cover the upper and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode and made of any one of TiWN, TiN, WN, WSiN, and TaN;
And an electrode provided on the barrier metal.
前記半導体装置は、樹脂封止されていることを特徴とする半導体モジュール。 A GaN-based semiconductor substrate, an Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate, and provided to cover an upper surface and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode, and any one of TiWN, TiN, WN, WSiN, or TaN A semiconductor device comprising: a barrier metal comprising: a protective film covering the exposed side surface of the barrier metal ; and an electrode provided on the barrier metal ,
A semiconductor module, wherein the semiconductor device is resin-sealed.
前記半導体装置は、樹脂封止されていることを特徴とする半導体モジュール。 A GaN-based semiconductor substrate, an Al-containing ohmic electrode provided on the GaN-based semiconductor substrate, and provided to cover an upper surface and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode, and any one of TiWN, TiN, WN, WSiN, or TaN A semiconductor device comprising: a barrier metal comprising: a protective film covering an upper surface and a side surface of the barrier metal ; and an electrode provided on the barrier metal ,
A semiconductor module, wherein the semiconductor device is resin-sealed.
前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うように、TiWN,TiN,WN,WSiNまたはTaNのいずれかからなるバリアメタルを形成する工程と、
前記バリアメタル上に電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming an Al-containing ohmic electrode on a GaN-based semiconductor substrate;
Forming a barrier metal made of any one of TiWN, TiN, WN, WSiN, or TaN so as to cover the upper surface and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode;
And a step of forming an electrode on the barrier metal.
前記Al含有オーミック電極の上面および側面を覆うTi/Pt/Au金属からなるバリアメタルを形成する工程と、
前記バリアメタル上に電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming an Al-containing ohmic electrode on a GaN-based semiconductor substrate;
Forming a barrier metal made of Ti / Pt / Au metal that covers the upper and side surfaces of the Al-containing ohmic electrode;
And a step of forming an electrode on the barrier metal.
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