半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法。其使电极与氧化镓基板欧姆接触。半导体装置的制造方法具有如下工序：将氧化镓基板的表面暴露于酸性或者碱性的溶液中，来提高所述表面的表面粗糙度的工序；以及在表面粗糙度已被提高的所述表面形成电极的工序。根据该制造方法，由于使电极与表面粗糙度已被提高的所述表面接触，因此能够使电极与氧化镓基板欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法
本说明书公开的技术涉及一种半导体装置的制造方法。
技术介绍
在专利文献1公开的半导体装置的制造方法中，在氧化镓基板的表面形成由钛(Ti)构成的电极。在专利文献1中，说明了根据该构成，能够使电极与氧化镓基板欧姆接触。[专利文献1]日本特开2009-081468号公报
技术实现思路
有时即使如专利文献1那样在氧化镓基板的表面形成电极，电极也不呈现欧姆性。在本说明书中，提出一种能够使电极与氧化镓基板欧姆接触的新技术。本说明书公开的半导体装置的制造方法具有如下工序：将氧化镓基板的表面暴露于酸性或者碱性的溶液中，来提高所述表面的表面粗糙度的工序；以及在表面粗糙度已被提高的所述表面形成电极的工序。通过在像这样提高了表面粗糙度的氧化镓基板的表面形成电极，能够使电极与氧化镓基板欧姆接触。附图说明图1是示出实施方式的制造方法的流程图。图2是示出特性测量用电极图案的俯视图。图3是示出特性测量结果的图形。具体实施方式以下，对实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。另外，本实施方式的制造方法的特征在于在氧化镓(Ga2O3)基板的表面形成电极的处理，因此以下对形成电极的处理进行说明。图1是示出形成电极的处理的流程图。在步骤S2中，实施利用清洁液清洁氧化镓基板的表面的清洁工序。在此，使用过氧盐酸(即，含有盐酸(HCL)和过氧化氢(H2O2)的水溶液)作为清洁液。例如能够使用按比例含有35～37wt％的盐酸、30～35.5wt％的过氧化氢的过氧盐酸(盐酸与过氧化氢的体积比为5：2的过氧盐酸)。在一个示例中，在清洁工序中，可以将氧化镓基板浸入85℃的过氧盐酸中10分钟。在氧化镓基板的表面暴露于过氧盐酸后，其表面被过氧盐酸蚀刻。其结果是氧化镓基板的表面粗糙度Ra提高。在一个示例中，清洁前的氧化镓基板的表面粗糙度Ra为1.2nm，与之相对，清洁后的氧化镓基板的表面粗糙度Ra为2.8m。像这样氧化镓基板的表面粗糙度Ra提高的原因，认为是由于在氧化镓基板的表面被清洁液蚀刻时，蚀刻速率因晶体取向不同而不同，因此氧化镓基板的表面变得粗糙。在利用过氧盐酸进行清洁后，利用超纯水冲洗氧化镓基板，之后，吹入氮气来使氧化镓基板干燥。在步骤S4中，实施通过溅射而在氧化镓基板的表面形成电极的电极形成工序。在此，在步骤S2中表面粗糙度Ra提高的氧化镓基板的表面形成由钛构成的电极。作为溅射方法，能够使用例如直流磁控溅射法。在该情况下，作为溅射条件，能够采用以下的条件。能够使用纯钛作为靶。能够使用氩气作为溅射气体。也可以不加热(阶段加热)氧化镓基板。能够将放电时的气体压力设为0.1～1.0Pa(例如0.2Pa)。能够将对靶的输入能量密度设为0.1～50W/cm2(例如7.9W/cm2)。能够将靶表面的最大水平磁场设为200～1000G。能够将靶与氧化镓基板之间的间隔设为30～200mm。在这样的条件下，在氧化镓基板的表面形成电极。例如能够形成厚度约200nm的电极。接下来，对电极的特性的评价结果进行说明。图2示出了用于评价电极的特性的评价图案。图2中的以斜线示出的阴影区域表示电极20。电极20通过圆形的间隙区域22形成图案。电极20被间隙区域22分为第一部分20a与第二部分20b。间隙区域22不形成电极20而使氧化镓基板露出。另外，间隙区域22如以下那样形成。首先，通过旋涂在形成间隙区域22前的电极20的表面涂覆抗蚀剂。接下来，通过紫外线曝光将间隙区域22的形状的图案转印至抗蚀剂。接下来，利用TMAH水溶液(四甲基氢氧化铵水溶液)蚀刻抗蚀剂，去除与间隙区域22相应的部分的抗蚀剂。接下来，利用含有28～38wt％的氨水、约31wt％的过氧化氢的混合溶液蚀刻电极20，去除与间隙区域22相应的部分的电极20。由此，如图2所示那样形成电极20图案。对通过4端子法测量第一部分20a与第二部分20b之间的电流-电压特性而得的结果进行说明。通过电源30从第一部分20a经由氧化镓基板向第二部分20b流过任意的电流，通过电流计32测量流过的电流，并通过电压计34测量第一部分20a与第二部分20b之间的电压。图3示出了该测量结果。在图3中，分别针对进行了如图1所示的清洁工序(步骤S2)后进行电极形成工序(步骤S4)来形成电极20的情况(有清洁：图形A)、和不进行清洁工序(步骤S2)而进行电极形成工序(步骤S4)来形成电极20的情况(无清洁：图形B)，测量了电流-电压特性。另外，图3的测量结果示出了在将间隙区域22的内径r1(参照图2)设为240μm并将间隙区域22的外径r2(参照图2)设为260μm的情况下的测量结果。如图3所示，在图形A(有清洁)中，电压与电流成线性关系，电极20与氧化镓基板欧姆接触。在图形A中，电阻为约0.19Ω。另一方面，图形B(无清洁)为曲线，在图形B中电压与电流不成线性关系。此外，在图形B中，与图形A相比，在电极20与氧化镓基板之间电流难以流动。在图形B(无清洁)中，电极20相对于氧化镓基板成肖特基接触。像这样，如果在进行清洁工序(步骤S2)后进行电极形成工序(步骤S4)，则电极20与氧化镓基板欧姆接触，能够大幅降低电极20与氧化镓基板之间的接触电阻。认为是在通过清洁工序提高了氧化镓基板的表面粗糙度后，电极20与氧化镓基板之间的接触面积增加，因此电极20与氧化镓基板之间的接触电阻降低，从而它们易于欧姆接触。如以上说明的那样，根据实施方式的制造方法，能够容易地在氧化镓基板形成欧姆接触的电极。另外，在本说明书公开的制造方法中，在电极形成后是否加热氧化镓基板是任意的。如上述实施方式那样，即使在电极形成后不加热氧化镓基板，也能够使电极与氧化镓基板欧姆接触。因此，制造工序中的温度限制变少，能够更自由地构建制造工序。例如能够在电极形成前在氧化镓基板的表面形成不耐热的材料(例如聚酰亚胺等)的膜。另一方面，在电极形成后加热氧化镓基板的情况下，有时能够使电极与氧化镓基板之间的接触电阻进一步降低。另外，在上述实施方式中，通过用过氧盐酸蚀刻氧化镓基板的表面来使该表面粗糙，但也可以利用其他的酸性水溶液来蚀刻氧化镓基板。因此，作为清洁工序(步骤S2)的清洁液，可以使用任意的酸性水溶液(例如磷酸、硝酸、盐酸、硫酸、醋酸、过氧化氢、或者包含至少其中之一的水溶液)。此外，氧化镓基板也可以由碱性水溶液来蚀刻。因此，作为清洁工序的清洁液，也可以使用任意的碱性水溶液(例如氢氧化钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、或者包含至少其中之一的水溶液)。此外，在上述实施方式中，使用钛作为在电极形成工序(步骤S4)中形成的电极的材料，但也可以使用钛以外的材料。此外，在上述实施方式中，在电极形成工序(步骤S4)中，通过直流磁控溅射法形成电极。然而，在电极形成工序中，也可以通过其他的溅射法形成电极。此外，在电极形成工序中，也可以通过蒸镀等的溅射法以外的方法形成电极。以下列出本说明书公开的技术要素。另外，以下的各技术要素都是独立地起作用的技术要素。...

【技术保护点】
1.一种制造方法，其制造半导体装置，具有如下工序：/n将氧化镓基板的表面暴露于酸性或者碱性的溶液中，来提高所述表面的表面粗糙度的工序；以及/n在表面粗糙度已被提高的所述表面形成电极的工序。/n

【技术特征摘要】
20190319 JP 2019-0513041.一种制造方法，其制造半导体装置，具有如下工序：
将氧化镓基板的表面暴露于酸性或者碱性的溶液中，来提高所述表面的表面粗糙度的工序；以及
在表面粗糙度已被提高的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：市川周平，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP