半導体装置及びその製造方法、電源装置
【課題】電極材料が拡散するのを抑制し、特性の向上を実現する。
【解決手段】半導体装置を、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間、Ａｌ含有オーミック電極４、５とＡｕ配線９との間、及び、ゲート電極３の下方及びＡｌ含有オーミック電極４、５の上方、のいずれかに設けられ、第１ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、第２ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備えるものとする。
【解決手段】半導体装置を、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間、Ａｌ含有オーミック電極４、５とＡｕ配線９との間、及び、ゲート電極３の下方及びＡｌ含有オーミック電極４、５の上方、のいずれかに設けられ、第１ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、第２ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備えるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ、特に、ＧａＮ系トランジスタは、その物性的性質から、例えばサーバシステム等に用いられる高耐圧・高出力デバイス、いわゆるパワーデバイスとしての応用が期待されている。また、低消費電力を実現できるため、無線基地局などの基地局に用いられる高出力増幅器への適用も期待されている。
また、ＧａＮ系トランジスタの特性を低減させるゲート電極からのリークを抑えるために、ゲート電極と半導体層との間にゲート絶縁膜を備えるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造のＧａＮ系トランジスタの研究・開発も進められている。
【０００３】
また、ＧａＮ系トランジスタの更なる特性向上のために、大電流動作時・高温環境下においても動作可能なものを開発することが必要である。現在、ＧａＮ系トランジスタでは、オーミック電極としてＡｌ層を含む電極が用いられ、配線として低抵抗配線材料であるＡｕからなる配線が用いられている。この場合、Ａｕ配線とＡｌ層とを直接接触させた状態でトランジスタを動作させると、容易にＡｕ−Ａｌ化合物が生成され、高抵抗化を引き起こすことになる。この現象を防ぐために、Ａｕ配線とＡｌ層との間に、バリアメタル層として、単層のＰｔ層、Ｔａ層、ＴａＮ層、ＴｉＷＮ層などを設けることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７３３８６号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ゲート電極と半導体層との間にゲート絶縁膜を備えるトランジスタでは、例えば製造工程中の熱処理やトランジスタ動作中の発熱によって、ゲート電極の材料がゲート絶縁膜中へ拡散してしまい、特性が低下してしまうことがわかった。
また、オーミック電極に含まれるＡｌ層とＡｕ配線との間に、単層のＰｔ層、Ｔａ層、ＴａＮ層などを設けるだけでは、特性を向上させるのが難しいことがわかった。つまり、単にこれらの層を設けるだけでは、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、これらの層の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、特性を向上させるのは難しいことがわかった。
【０００６】
そこで、電極材料が拡散するのを抑制し、特性の向上を実現したい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本半導体装置及び電源装置は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
本半導体装置及び電源装置は、Ａｌ層を含むオーミック電極と、Ａｕ配線と、Ａｌ層とＡｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
【０００８】
本半導体装置及び電源装置は、ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
また、本半導体装置の製造方法は、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを要件とする。
【０００９】
また、本半導体装置の製造方法は、Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを要件とする。
本半導体装置の製造方法は、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、オーミック電極を形成し、オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本半導体装置及びその製造方法、電源装置によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、特性の向上を実現することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる半導体装置に含まれるＧａＮ系半導体積層構造を示す模式的断面図である。
【図３】第１実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための模式的断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための模式的断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図７】第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８】第３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図９】第４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】第５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】第６実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図であって、（Ａ）は、熱劣化加速実験前の状態を示す顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、熱劣化加速実験において電極材料拡散抑制層が崩壊してＡｕ−Ａｌ化合物ができた状態を示す顕微鏡写真であり、（Ｃ）、（Ｄ）は、電極材料拡散抑制層が崩壊してＡｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［（Ａ）から（Ｂ）になるまでの時間；反応時間］を、電極材料拡散抑制層の構造毎に示した図である。
【図１３】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図である。
【図１４】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｆ）は、第６実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｅ）は、第６実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１７】第７実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１８】第８実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１９】第９実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２０】第１０実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２１】第１１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２２】（Ａ）〜（Ｇ）は、第１１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２３】第１２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２４】第１３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２５】第１４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２６】第１５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２７】第１６実施形態にかかる半導体装置（半導体パッケージ）の構成を示す模式的平面図である。
【図２８】第１６実施形態にかかる電源装置に含まれるＰＦＣ回路の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法、電源装置について説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１３】
本実施形態にかかる半導体装置は、窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ、ここでは、半導体基板上にＧａＮ系半導体積層構造を備える高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ；High Electron Mobility Transistor）（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）である。また、本半導体装置は、ゲート絶縁膜を有するＭＩＳ型トランジスタである。なお、半導体装置を、化合物半導体装置ともいう。また、ＧａＮ系半導体積層構造を、窒化物半導体積層構造ともいう。
【００１４】
本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、図２に示すように、ＳｉＣ基板（半導体基板）４０上に、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１、図示しないｉ−ＡｌＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２、ｎ−ＧａＮ層４３を順に積層させたＧａＮ系半導体積層構造１を備える。なお、電子走行層４１を、キャリア走行層ともいう。また、電子供給層４２を、キャリア供給層ともいう。
【００１５】
また、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、図１に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上にゲート絶縁膜２が設けられており、ゲート絶縁膜２の上方にゲート電極３が設けられている。具体的には、ゲート絶縁膜２上に電極材料拡散抑制層６が設けられており、この電極材料拡散抑制層６上にゲート電極３が設けられている。つまり、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、電極材料拡散抑制層６が設けられている。なお、電極材料拡散抑制層６の詳細については後述する。
【００１６】
そして、ゲート電極３、電極材料拡散抑制層６及びゲート絶縁膜２の表面は、絶縁膜７によって覆われている。なお、ゲート絶縁膜２を、第１絶縁膜ともいう。また、絶縁膜７を、第２絶縁膜ともいう。
また、ゲート電極３は、後述のソース電極４とドレイン電極５との間に設けられている。
【００１７】
ここでは、ゲート絶縁膜２及び絶縁膜７は、例えばＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３）である。また、ゲート電極３は、例えばＡｌ層からなる。つまり、ゲート電極材料は、低抵抗材料であるＡｌである。
なお、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ゲートリセスを備えるものであっても良い。例えば、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ＧａＮ系半導体積層構造１を構成するｎ−ＧａＮ層４３、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２の一部を除去することによって形成されたゲートリセスを備えるものとしても良い。
【００１８】
また、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ＧａＮ系半導体積層構造１上にソース電極４及びドレイン電極５が設けられている。ここでは、ＧａＮ系半導体積層構造１を構成するｎ−ＧａＮ層４３を除去し、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上にソース電極４及びドレイン電極５を設けている。
ここでは、ソース電極４及びドレイン電極５は、Ａｌ層を含む電極であり、例えばＴｉ層とＡｌ層とを積層させた電極である。
【００１９】
なお、ソース電極４及びドレイン電極５を、オーミック電極、Ａｌ層を含むオーミック電極、又は、Ａｌ含有オーミック電極ともいう。なお、Ａｌ層を含むオーミック電極あるいはＡｌ含有オーミック電極は、最上層にＡｌ層を含むものであれば良い。
また、Ａｌ含有オーミック電極４、５上、即ち、Ａｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、バリアメタル層８を介して、低抵抗配線材料であるＡｕ配線９が設けられている。
【００２０】
ここでは、バリアメタル層８は、Ｔｉ層とＰｔ層とを積層した構造になっている。なお、バリアメタル層８はＰｔ層からなるものであっても良い。また、Ａｕ配線９は、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９Ｂとを積層した構造になっている。
なお、図示していないが、表面は、絶縁膜、ここではＳｉＮ膜で覆われている。
ところで、本実施形態では、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６を設け、この電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層（第１ＴａＮ層）６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃを順に積層した構造を有するものとしている。
【００２１】
特に、第１ＴａＮ層６Ａ及び第２ＴａＮ層６Ｃは、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
このような電極材料拡散抑制層６を設けているのは、以下の理由による。
上述したように、ＧａＮ系半導体積層構造１とゲート電極３との間にゲート絶縁膜２を備える場合、例えばオーミック特性を確立するための熱処理（例えば６００℃以下）などの製造工程中の熱処理によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまい、特性が低下してしまうことがわかった。
【００２２】
そこで、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制するために、図３に示すように、ゲート絶縁膜２とゲート電極３との間に、高融点金属であって高安定金属であるＴａＮ層６Ａを設けることが考えられる。
しかしながら、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間にＴａＮ層６Ａを設けたとしても、デバイス動作時、即ち、トランジスタ動作時に閾値変動を引き起こし、特性、即ち、トランジスタ特性が低下してしまうことがわかった。
【００２３】
これは、以下の理由によると考えられる。
つまり、ゲート電極形成後にオーミック電極４、５の接触抵抗低減のために施される熱処理又はトランジスタ動作中の発熱によって、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、ゲート電極材料ＡｌがＴａＮ層６Ａ中に存在するグレインの界面に形成される拡散経路からゲート絶縁膜２中に拡散してしまう。これにより、トランジスタ動作時、即ち、ゲート電圧Ｖｇが０Ｖよりも大きくなった時に、ゲート電極３からのプラス電荷がゲート絶縁膜２中を通過しやすくなり、結果として、２ＤＥＧ領域からの電子が絶縁膜と半導体との界面に捕獲されやすくなるためであると考えられる。つまり、ゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中に拡散することで、トランジスタ動作時に、絶縁膜と半導体との界面に電子がトラップされやすくなり、この結果、閾値変動を引き起こし、トランジスタ特性が低下していまうことになると考えられる。なお、図４（Ａ）は、熱処理前の状態（Ｖｇ＝０Ｖ、Ｖｇ＞０Ｖ）を示しており、図４（Ｂ）は、熱処理後の状態（Ｖｇ＝０Ｖ、Ｖｇ＞０Ｖ）を示している。
【００２４】
ここで、単層のＴａＮ層６Ａは、２種類のグレインサイズ、例えば約８ｎｍと約５ｎｍのグレインサイズを有する。そして、このような構造を有するＴａＮ層６Ａでは、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌが拡散してしまうのを抑制することができない。
ところで、Ｔａ層上に形成されたＴａＮ層は、３種類のグレインサイズ、例えば約８ｎｍ、約５ｎｍ、約３ｎｍのグレインサイズを有するものとなる。
【００２５】
そこで、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造のものを用いたところ、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制できることがわかった。つまり、Ｔａ層上に形成されたＴａＮ層を含むものを用いることで、単層のＴａＮ層６Ａを用いる場合と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散経路が複雑化し、結果として、上述の熱処理や発熱によるゲート電極材料Ａｌのゲート絶縁膜２中への拡散が抑制されることがわかった。
【００２６】
そこで、特性が低下しないようにすべく、上述のように、電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有するものとしている。これにより、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制できる。この結果、２ＤＥＧ領域からの電子が絶縁膜と半導体との界面に捕獲されるのを抑制できるため、トランジスタ動作時の閾値変動が抑制され、安定したトランジスタ動作が可能となり、トランジスタ特性の低下を防ぐことができる。
【００２７】
特に、Ｔａ層６Ｂ上に形成されるＴａＮ層６Ｃを、確実に３種類のグレインサイズを有するものとし、確実にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制するためには、このＴａＮ層６Ｃの窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になるようにするのが好ましい。例えば、スパッタ法によってＴａ層６Ｂ上にＴａＮ層６Ｃを形成する際にＴａＮ層６Ｃの窒素含有率をコントロールし、グレインサイズを調節するのが好ましい。また、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制効果を高めるためには、下側のＴａＮ層６Ａも、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になるようにするのが好ましい。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図５、図６を参照しながら説明する。
まず、図５（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
ここでは、ＳｉＣ基板４０上に、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いて、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１、図示しないｉ−ＡｌＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２、ｎ−ＧａＮ層４３を順に成長させる（図２参照）。
【００２９】
ここで、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１は、例えば厚さ約３μｍである。また、ｉ−ＡｌＧａＮ層は例えば厚さ約５ｎｍである。また、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、例えば、厚さ約２０ｎｍであり、Ｓｉドーピング濃度約５×１０１８ｃｍ−３である。また、ｎ−ＧａＮ層４３は、例えば厚さ約１０ｎｍである。
なお、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。この場合、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、厚さ方向で全部除去しても良いし、一部除去しても良い。例えば、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、約１ｎｍの厚さが残るようにすれば良い。なお、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は除去せずに、ｎ−ＧａＮ層４３のみを除去するようにしても良い。
【００３０】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上にゲート絶縁膜２を形成する。
ここでは、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、例えば原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法を用いて、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。
【００３１】
次に、ゲート絶縁膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層して電極材料拡散抑制層６を形成する。
ここでは、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層して電極材料拡散抑制層６を形成する。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。
【００３２】
ここでは、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約１．０Ｐａ、電力約１ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。また、ＴａＮ層６Ａ、６Ｃの窒素含有率は約５０％程度である。
次に、ゲート電極材料であるＡｌを例えばスパッタ法によって成膜する。つまり、電極材料拡散抑制層６上に、ゲート電極３となるＡｌ層を形成する。
【００３３】
ここでは、スパッタ法によるＡｌ層３の形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．７Ｐａ、電力約０．５ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図５（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域にレジスト１５を設け、ゲート電極形成予定領域以外の領域に形成されているＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ及びＡｌ層３を、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって除去する。これにより、電極材料拡散抑制層６上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、ＭＩＳ構造が形成される。
【００３４】
次に、レジスト１５を除去した後、図５（Ｄ）に示すように、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及びゲート電極としてのＡｌ層３上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜７（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。つまり、ゲート絶縁膜２及びゲート電極３を覆うように、ＡｌＯ膜からなる絶縁膜７を形成する。
次に、図５（Ｅ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジスト１６を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、図５（Ｆ）に示すように、オーミック電極形成予定領域のゲート絶縁膜２及び絶縁膜７を除去する。なお、絶縁膜２、７のエッチング方法はこれに限られるものではなく、例えばウェットエッチングやドライエッチング等の他の方法によってエッチングするようにしても良い。
【００３５】
次いで、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３を除去する。なお、ここでは、オーミック電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３を全部除去するようにしているが、ｎ−ＧａＮ層４３を少し残しても良いし、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を少し削っても良い。また、オーミック電極形成予定領域は、ソース電極形成予定領域及びドレイン電極形成予定領域である。また、オーミック電極形成予定領域をオーミック電極部ともいい、ソース電極形成予定領域をソース電極部ともいい、ドレイン電極形成予定領域をドレイン電極部ともいう。
【００３６】
その後、図５（Ｇ）に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、Ｔｉ層、Ａｌ層を順に積層させて、Ａｌ層を含むオーミック電極（Ａｌ含有オーミック電極）４、５を形成する。そして、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。なお、上述のドライエッチングの際にｎ−ＧａＮ層４３を少し残した場合には、ｎ−ＧａＮ層４３上にＡｌ含有オーミック電極４、５が形成されることになる。
【００３７】
次に、図６（Ａ）に示すように、Ａｌ含有オーミック電極４、５上にバリアメタル層８を形成した後、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａを形成する。
ここでは、例えばスパッタ法によって、Ａｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層を順に積層させることによって、Ｔｉ層とＰｔ層とからなるバリアメタル層８及び第１Ａｕ層９Ａを形成する。なお、Ｔｉ層を第１金属層、Ｐｔ層を第２金属層、Ａｕ層を第３金属層ともいう。
【００３８】
ここで、スパッタ法によるＴｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層の形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．７Ｐａ、電力約０．５ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図６（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域にレジスト１７を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているバリアメタル層８及び第１Ａｕ層９Ａを除去する。
【００３９】
次に、レジスト１７を除去した後、図６（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジスト１８を設け、図６（Ｄ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、バリアメタル層８上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上にバリアメタル層８が形成され、バリアメタル層８上にＡｕ配線９が形成される。
【００４０】
その後、レジスト１８を除去した後、図示していないが、例えば化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、図６（Ｅ）に示すように、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
【００４１】
例えば、製造工程中の熱処理（例えばオーミック特性を確立するための熱処理）によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となる。また、例えば、トランジスタ動作時の発熱によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となり、高い信頼性を確保することができる。
［第２実施形態］
第２実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図７を参照しながら説明する。
【００４２】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図７に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図７では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００４３】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
【００４４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【００４５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ６Ａ、６Ｃ層の形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第３実施形態］
第３実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図８を参照しながら説明する。
【００４７】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図８に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図８では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００４８】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００４９】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【００５０】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第４実施形態］
第４実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図９を参照しながら説明する。
【００５２】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図９に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図９では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５３】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態及び第３実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第３実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００５４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【００５５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第５実施形態］
第５実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１０を参照しながら説明する。
【００５７】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１０に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図１０では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５８】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第２実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００５９】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【００６０】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６１】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第６実施形態］
第６実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１１〜図１６を参照しながら説明する。
【００６２】
上述の第１実施形態（図１参照）のものでは、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６を設けているのに対し、本実施形態では、図１１に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に電極材料拡散抑制層６を設けている点が異なる。なお、図１１では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００６３】
つまり、本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６が設けられておらず、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、バリアメタル層８に代えて、上述の第１実施形態のものと同一の積層構造を有する電極材料拡散抑制層６が設けられている点が異なる。
【００６４】
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に電極材料拡散抑制層６が設けられており、この電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。また、電極材料拡散抑制層６は、オーミック電極４、５の材料であるＡｌの拡散を抑制する層である。但し、電極材料拡散抑制層６は、オーミック電極４、５の材料であるＡｌの拡散を抑制するだけでなく、配線９の材料であるＡｕの拡散も抑制する。このため、電極材料拡散抑制層６は、配線材料拡散抑制層としても機能する。
【００６５】
特に、第１ＴａＮ層６Ａ及び第２ＴａＮ層６Ｃは、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実に電極材料や配線材料の拡散を抑制することが可能となる。
このような電極材料拡散抑制層６を設けているのは、以下の理由による。
まず、電極材料拡散抑制層として、Ｐｔ層（厚さ約２００ｎｍ）、Ｔａ層（窒素含有率約０％のＴａＮ層；厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約４４％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約１００ｎｍ）のそれぞれを用い、劣化加速を促すために熱劣化加速実験（４５０℃；４５０℃アニール実験）を行なった。
【００６６】
なお、ここでは、半導体チップを例えばＡｕ−Ｓｎなどのダイボンディング剤を用いて土台に固定するダイボンディング工程において、温度が約３００℃を超える高温になることを考慮して、電極材料拡散抑制層の熱評価を行なった。
そして、それぞれについて、電極材料拡散抑制層が崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［図１２中、（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示す状態になるまでの時間；反応時間］を計った。
【００６７】
この結果、図１２（Ｃ）に示すように、Ｔａ層を用いた場合、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が長い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果（熱的安定性；バリア性）が高いことがわかった。一方、窒素含有率約４４％のＴａＮ層を用いた場合、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が短い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低いことがわかった。しかし、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合、Ｐｔ層やＴａ層よりも、反応時間が長い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いことがわかった。つまり、ＴａＮ層は、窒素含有率が約４４％までは窒素含有率の増加に伴って電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低くなっていくが、窒素含有率が約５０％近傍、即ち、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になると、Ｐｔ層やＴａ層よりも、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。ここで、反応時間が長く、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いということは、高抵抗化しにくく、トランジスタの特性が低下しにくいことを意味する。
【００６８】
ここで、ＴａＮ層の窒素含有率による抵抗率の変化を調べたところ、図１３に示すように、窒素含有率が約５０％近傍のＴａＮ層は、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなるものの、抵抗率が高くなってしまうことがわかった。ここで、抵抗率が高いということは、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなり、トランジスタの特性が低下してしまうことを意味する。
【００６９】
そこで、抵抗率を下げるために、厚さを半分にしたＴａＮ層（窒素含有率約５０％；厚さ約１００ｎｍ）を用いて熱劣化加速実験を行なったところ、図１２（Ｃ）に示すように、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が短い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低くなってしまうことがわかった。
このように、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、これらの層の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、より特性を向上させ、より信頼性の高いトランジスタを実現するのは難しい。つまり、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）と同等又はそれ以上に電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高く、かつ、低抵抗率の電極材料拡散抑制層を、単層の電極材料拡散抑制層によって実現するのは難しい。
【００７０】
そこで、電極材料拡散抑制層に、Ｔａ層（厚さ約１００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約１００ｎｍ）を順に積層した構造（Ｔａ／ＴａＮ構造）のもの、及び、合計の厚さが約２００ｎｍになるように、Ｔａ層、Ｔｉ層、窒素含有率約５０％のＴａＮ層を順に積層した構造（Ｔａ／Ｔｉ／ＴａＮ構造）のものについても、熱劣化加速実験（４５０℃）を行なった。
【００７１】
そして、それぞれについて、電極材料拡散抑制層が崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［図１２中、（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示す状態になるまでの時間；反応時間］を計った。
その結果、図１２（Ｄ）に示すように、抵抗率の低いＴａ層と、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いＴａＮ層（窒素含有率約５０％；厚さ約１００ｎｍ）とを組み合わせたＴａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、単層のＰｔ層（厚さ約２００ｎｍ）やＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合よりも、反応時間が長くなる、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。また、図１４に示すように、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、ＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合に対して、抵抗率を約６割程度に抑えることができることがわかった。つまり、ＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合の抵抗率を１．０とした場合、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合は、抵抗率を０．６程度にすることができることがわかった。
【００７２】
また、Ｔａ／Ｔｉ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合よりも、反応時間が長くなる、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。つまり、Ｔａ層とＴａＮ層との間にＴｉ層（密着層）を設けることで、Ｔａ層とＴａＮ層との密着性を向上させることができ、これにより、電極材料や配線材料の拡散抑制効果を高くすることができることがわかった。
【００７３】
しかしながら、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層であっても、４５０℃に加熱されると６分で崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができてしまう。この結果、高抵抗化が引き起こされ、トランジスタの特性が低下してしまうことになる。
ＧａＮ系トランジスタの更なる特性向上のためには、より高い電流密度での動作が必要であるため、より高い電極材料や配線材料の拡散抑制効果を有する電極材料拡散抑制層が必要である。
【００７４】
そこで、上述のＴａ／ＴａＮ構造のものにさらにＴａＮ層を加えて、上述のように、電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造にしている。なお、ここでは、電極材料拡散抑制層６の厚さ、即ち、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃの合計の厚さが、約２００ｎｍになるようにしているが、これに限られるものではない。これにより、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高く、かつ、低抵抗率の電極材料拡散抑制層６を実現することができる。つまり、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、電極材料拡散抑制層６の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、より特性を向上させ、より信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【００７５】
なお、その他の構成については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図１５、図１６を参照しながら説明する。
まず、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
【００７６】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のＧａＮ系半導体積層構造１、ここではｎ−ＧａＮ層４３を除去する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、オーミック電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜２０及び第２レジスト膜２１を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜２１の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、例えばＴｉ層、Ａｌ層を順に形成する。なお、図１５（Ｂ）では、Ｔｉ層及びＡｌ層をまとめて符号２２で示している。そして、第１レジスト膜２０及び第２レジスト膜２１を除去することによって、開口部の中に形成されたＴｉ層及びＡｌ層のみが残され、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極４、５が形成される。その後、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。
【００７７】
なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ｄ）に示すように、例えばＡＬＤ法を用いて、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３膜）２を形成する。
【００７８】
次に、図１５（Ｅ）、図１５（Ｆ）に示すように、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＡｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ＡｌＯ膜２上に、ゲート電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜２３及び第２レジスト膜２４を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜２４の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、ゲート電極材料であるＡｌを成膜して、Ａｌ層３を形成する。そして、第１レジスト膜２３及び第２レジスト膜２４を除去することによって、開口部の中に形成されたＡｌ層３のみが残され、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。これにより、ＭＩＳ構造が形成される。
【００７９】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ｆ）に示すように、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及びゲート電極としてのＡｌ層３上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜７（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極形成予定領域のゲート絶縁膜２及び絶縁膜７を除去する。
【００８０】
次に、図１６（Ａ）に示すように、例えばスパッタ法によって、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に、ここではＡｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層する。これにより、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６が形成される。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。
【００８１】
ここでは、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約１．０Ｐａ、電力約１ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。また、ＴａＮ層６Ａ、６Ｃの窒素含有率は約５０％程度である。
次に、電極材料拡散抑制層６上に、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａを形成する。ここでは、例えばスパッタ法によって、電極材料拡散抑制層６に含まれるＴａＮ層６Ｃ上に第１Ａｕ層９Ａを形成する。
【００８２】
ここでは、スパッタ法による第１Ａｕ層９Ａの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図１６（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域にレジスト２５を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ及び第１Ａｕ層９Ａを除去する。
【００８３】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１６（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジスト２６を設け、図１６（Ｄ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、電極材料拡散抑制層６上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に電極材料拡散抑制層６が形成され、電極材料拡散抑制層６上にＡｕ配線９が形成される。
【００８４】
その後、図示していないが、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばＣＶＤ法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、図１６（Ｅ）に示すように、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
つまり、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間でＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、電極材料拡散抑制層６の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させることができ、特性を向上させることが可能となる。また、トランジスタ動作時の発熱によって、ＡｌとＡｕが相互拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となり、高い信頼性を確保することができる。
［第７実施形態］
第７実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１７を参照しながら説明する。
【００８６】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１７に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図１７では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００８７】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。
【００８８】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【００８９】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第８実施形態］
第８実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１８を参照しながら説明する。
【００９１】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１８に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図１８では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００９２】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００９３】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【００９４】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第９実施形態］
第９実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１９を参照しながら説明する。
【００９６】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１９に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図１９では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００９７】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態及び第８実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第８実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００９８】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【００９９】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１００】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１０実施形態］
第１０実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２０を参照しながら説明する。
【０１０１】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２０に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図２０では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１０２】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態、第８実施形態及び第９実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第７実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１０３】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【０１０４】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１１実施形態］
第１１実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２１、図２２を参照しながら説明する。
【０１０６】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、図２１に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、バリアメタル層８に代えて、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と同一の積層構造を有する電極材料拡散抑制層６Ｘが設けられている点が異なる。なお、図２１では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１０７】
つまり、本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものと、上述の第６実施形態（図１１参照）のものとを組み合わせて、ゲート電極３の下方に電極材料拡散抑制層６（第１電極材料拡散抑制層）を設けるとともに、オーミック電極４、５の上方に電極材料拡散抑制層６Ｘ（第２電極材料拡散抑制層）を設けている。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２１に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に第１電極材料拡散抑制層６が設けられており、この第１電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。
【０１０８】
また、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に第２電極材料拡散抑制層６Ｘが設けられており、この第２電極材料拡散抑制層６Ｘが、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。
特に、第１電極材料拡散抑制層６及び第２電極材料拡散抑制層６Ｘに含まれるＴａＮ層６Ａ、６Ｃは、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実に電極材料の拡散を抑制することが可能となる。
【０１０９】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図２２を参照しながら説明する。
まず、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のＧａＮ系半導体積層構造１、ここではｎ−ＧａＮ層４３を除去する。
【０１１０】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、図２２（Ｂ）、図２２（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、オーミック電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜３０及び第２レジスト膜３１を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜３１の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、例えばＴｉ層、Ａｌ層を順に形成する。なお、図２２（Ｂ）では、Ｔｉ層及びＡｌ層をまとめて符号３２で示している。そして、第１レジスト膜３０及び第２レジスト膜３１を除去することによって、開口部の中に形成されたＴｉ層及びＡｌ層のみが残され、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極４、５が形成される。その後、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。
【０１１１】
なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ｄ）に示すように、例えばＡＬＤ法を用いて、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方のゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２を除去する。
【０１１２】
次に、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５（ここではＡｌ含有オーミック電極に含まれるＡｌ層）及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層３３、Ｔａ層３４、ＴａＮ層３５を順に積層する。
次に、Ａｕ配線材料であるＡｕを例えばスパッタ法によって成膜して、Ａｕ層３６を形成する。
【０１１３】
次に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、図２２（Ｅ）に示すように、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、ゲート電極形成予定領域に形成されているＡｕ層３６を除去する。
次に、ゲート電極材料であるＡｌを例えばスパッタ法によって成膜して、Ａｌ層３７を形成する。
【０１１４】
次に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域及びオーミック電極４、５の上方の領域にレジストを設け、図２２（Ｆ）に示すように、ゲート電極形成予定領域及びオーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているＴａＮ層３３、Ｔａ層３４、ＴａＮ層３５、Ａｕ層３６及びＡｌ層３７を、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって除去する。
【０１１５】
このようにして、ゲート絶縁膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６が形成される。また、オーミック電極４、５上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘが形成される。このように、第１電極材料拡散抑制層６と第２電極材料拡散抑制層６Ｘとが同時に形成される。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。また、ここでは、第１電極材料拡散抑制層６と第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを同時に形成するようにしているが、別々の工程で形成するようにしても良い。
【０１１６】
また、第１電極材料拡散抑制層６上、ここでは第１電極材料拡散抑制層６に含まれるＴａＮ層６Ｃ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及び第１電極材料拡散抑制層６を挟んで、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。このようにして、ＭＩＳ構造が形成される。
【０１１７】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上、ここでは電極材料拡散抑制層６Ｘに含まれるＴａＮ層６Ｃ上に、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａが形成される。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２、ゲート電極としてのＡｌ層３及び第１Ａｕ層９Ａの上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３膜）７を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域の絶縁膜７を除去する。
【０１１８】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジストを設け、図２２（Ｇ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に第２電極材料拡散抑制層６Ｘが形成され、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上にＡｕ配線９が形成される。
【０１１９】
その後、図示していないが、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばＣＶＤ法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２０】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１及び第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１２実施形態］
第１２実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２３を参照しながら説明する。
【０１２１】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２３に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図２３では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１２２】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
【０１２３】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。
【０１２４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【０１２５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１３実施形態］
第１３実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２４を参照しながら説明する。
【０１２７】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２４に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図２４では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１２８】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１２９】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３０】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【０１３１】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３２】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１４実施形態］
第１４実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２５を参照しながら説明する。
【０１３３】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２５に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図２５では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１３４】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態及び第１３実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１３実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３５】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態及び第１３実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１３実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３６】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【０１３７】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３８】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１５実施形態］
第１５実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２６を参照しながら説明する。
【０１３９】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２６に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図２６では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１４０】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態、第１３実施形態及び第１４実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１２実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１４１】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態、第１３実施形態及び第１４実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１２実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１４２】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【０１４３】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１６実施形態］
次に、第１６実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法、電源装置について、図２７、図２８を参照しながら説明する。
【０１４５】
本実施形態にかかる半導体装置は、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）を半導体チップとして備える半導体パッケージである。なお、半導体チップをＨＥＭＴチップともいう。
以下、ディスクリートパッケージを例に挙げて説明する。
本半導体装置は、図２７に示すように、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６を搭載するステージ５０と、ゲートリード５１と、ソースリード５２と、ドレインリード５３と、ボンディングワイヤ５４Ａ〜５４Ｃ（ここではＡｌワイヤ）と、封止樹脂５５とを備える。なお、半導体チップ５６を、ＨＥＭＴチップともいう。また、封止樹脂５５を、モールド樹脂ともいう。
【０１４６】
そして、ステージ５０上に搭載された半導体チップ５６のゲートパッド１０、ソースパッド１１及びドレインパッド１２は、それぞれ、ゲートリード５１、ソースリード５２及びドレインリード５３に、Ａｌワイヤ５４Ａ〜５４Ｃによって接続されており、これらが樹脂封止されている。
ここでは、半導体チップ５６の基板裏面がダイアタッチ剤５７（ここでは、はんだ）によって固定されたステージ５０は、ドレインリード５３と電気的に接続されている。なお、これに限られるものではなく、ステージ５０がソースリード５２と電気的に接続されるようにしても良い。
【０１４７】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ディスクリートパッケージ）の製造方法について説明する。
まず、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）を、例えばダイアタッチ剤５７（ここでは、はんだ）を用いてリードフレームのステージ５０上に固定する。
【０１４８】
次に、例えばＡｌワイヤ５４Ａ〜５４Ｃなどを用いたボンディングによって、半導体チップ５６のゲートパッド１０をゲートリード５１に接続し、ドレインパッド１２をドレインリード５３に接続し、ソースパッド１１をソースリード５２に接続する。
その後、例えばトランスファーモールド法によって樹脂封止を行なった後、リードフレームを切り離す。
【０１４９】
このようにして、半導体装置（ディスクリートパッケージ）を作製することができる。
なお、ここでは、半導体チップ５６の各パッド１０〜１２を、ワイヤボンディングのためのボンディングパッドとして用いたディスクリートパッケージを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、他の半導体パッケージであっても良い。例えば、半導体チップの各パッドを、例えばフリップチップボンディングなどのワイヤレスボンディングのためのボンディングパッドとして用いた半導体パッケージであっても良い。また、ウエハレベルパッケージであっても良い。また、ディスクリートパッケージ以外の半導体パッケージであっても良い。
【０１５０】
次に、上述のＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージを備える電源装置について、図２８を参照しながら説明する。
以下、サーバに用いられる電源装置に備えられるＰＦＣ（power factor correction）回路に、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴを用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１５１】
本ＰＦＣ回路は、図２８に示すように、ダイオードブリッジ６０と、チョークコイル６１と、第１コンデンサ６２と、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３と、ダイオード６４と、第２コンデンサ６５とを備える。
ここでは、本ＰＦＣ回路は、回路基板上に、ダイオードブリッジ６０、チョークコイル６１、第１コンデンサ６２、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３、ダイオード６４、及び、第２コンデンサ６５が実装されて構成されている。
【０１５２】
本実施形態では、上述の半導体パッケージのドレインリード５３、ソースリード５２及びゲートリード５１が、それぞれ、回路基板のドレインリード挿入部、ソースリード挿入部及びゲートリード挿入部に挿入され、例えばはんだなどによって固定されている。このようにして、回路基板に形成されたＰＦＣ回路に、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３が接続されている。
【０１５３】
そして、本ＰＦＣ回路では、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のドレイン電極５に、チョークコイル６１の一方の端子及びダイオード６４のアノード端子が接続されている。また、チョークコイル６１の他方の端子には第１コンデンサ６２の一方の端子が接続され、ダイオード６４のカソード端子には第２コンデンサ６５の一方の端子が接続されている。そして、第１コンデンサ６２の他方の端子、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のソース電極４及び第２コンデンサ６５の他方の端子が接地されている。また、第１コンデンサ６２の両端子には、ダイオードブリッジ６０の一対に端子が接続されており、ダイオードブリッジ６０の他の一対の端子は、交流（ＡＣ）電圧が入力される入力端子に接続されている。また、第２コンデンサ６５の両端子は、直流（ＤＣ）電圧が出力される出力端子に接続されている。また、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のゲート電極３には、図示しないゲートドライバが接続されている。そして、本ＰＦＣ回路では、ゲートドライバによってＧａＮ−ＨＥＭＴ６３を駆動することで、入力端子から入力されたＡＣ電圧を、ＤＣ電圧に変換して、出力端子から出力するようになっている。
【０１５４】
したがって、本実施形態にかかる電源装置によれば、信頼性の向上させることができるという利点がある。つまり、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６を備え、信頼性の高い電源装置を構築することができるという利点がある。
なお、ここでは、上述の半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ又はＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージ）を、サーバに用いられる電源装置に備えられるＰＦＣ回路に用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、上述の半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ又はＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージ）を、サーバ以外のコンピュータなどの電子機器（電子装置）に用いても良い。また、上述の半導体装置（半導体パッケージ）を、電源装置に備えられる他の回路（例えばＤＣ−ＤＣコンバータなど）に用いても良い。
［その他］
なお、本発明は、上述した各実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１５５】
例えば、上述の各実施形態では、本発明をＧａＮ系トランジスタに適用した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、半導体積層構造として他の構造を備える電界効果トランジスタに本発明を適用することもできる。
また、例えば、上述の各実施形態では、ゲート電極をＡｌ層からなるものとしているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート電極は、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），Ａｌ−Ｃｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層備えるものであれば良い。
【０１５６】
また、例えば、上述の各実施形態では、ゲート絶縁膜をＡｌＯ膜としているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート絶縁膜は、ＡｌＯ（例えばＡｌ２Ｏ３），ＳｉＮ，ＳｉＯ（例えばＳｉＯ２），ＨｆＯ（例えばＨｆＯ２），ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有するものとすれば良い。同様に、上述の各実施形態では、ゲート絶縁膜を覆う絶縁膜をＡｌＯ膜としているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート絶縁膜を覆う絶縁膜は、ＡｌＯ（例えばＡｌ２Ｏ３），ＳｉＮ，ＳｉＯ（例えばＳｉＯ２），ＨｆＯ（例えばＨｆＯ２），ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有するものとすれば良い。
【０１５７】
また、例えば、上述の第１実施形態〜第５実施形態及び第１１実施形態〜第１６実施形態のものにおいて、ゲート電極３と電極材料拡散抑制層６との間及びゲート絶縁膜２と電極材料拡散抑制層６との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１５８】
また、例えば、上述の第６実施形態〜第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線９と電極材料拡散抑制層６（第２電極材料拡散抑制層６Ｘ）との間及びオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層と電極材料拡散抑制層６（第２電極材料拡散抑制層６Ｘ）との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１５９】
また、例えば、上述の第１実施形態〜第５実施形態、第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線を他の低抵抗配線材料からなるものとしても良い。また、上述の第１実施形態〜第５実施形態、第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線９とバリアメタル８との間及びオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とバリアメタル層８との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１６０】
また、例えば、上述の第６実施形態〜第１０実施形態、第１６実施形態のものにおいて、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１６１】
以下、上述の各実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６２】
（付記２）
前記ゲート電極は、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも１層備えることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【０１６３】
（付記３）
前記ゲート絶縁膜は、ＡｌＯ，ＳｉＮ，ＳｉＯ，ＨｆＯ，ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有することを特徴とする、付記１又は２に記載の半導体装置。
（付記４）
前記ゲート電極と前記電極材料拡散抑制層との間及び前記ゲート絶縁膜と前記電極材料拡散抑制層との間の少なくとも一方に設けられ、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも一層有する層を備えることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６４】
（付記５）
キャリア走行層及びキャリア供給層を含む窒化物半導体積層構造を備え、
前記ゲート絶縁膜は、前記窒化物半導体積層構造上に設けられていることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記６）
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６５】
（付記７）
前記Ａｕ配線と前記電極材料拡散抑制層との間及び前記Ａｌ層と前記電極材料拡散抑制層との間の少なくとも一方に設けられ、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層を備えることを特徴とする、付記６に記載の半導体装置。
【０１６６】
（付記８）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＰｔ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記９）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＡｇ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６７】
（付記１０）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＴｉ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記１１）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＣｕ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６８】
（付記１２）
前記第１ＴａＮ層及び前記第２ＴａＮ層は、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記１３）
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６９】
（付記１４）
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７０】
（付記１５）
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７１】
（付記１６）
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７２】
（付記１７）
ゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７３】
（付記１８）
Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、
前記Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７４】
（付記１９）
ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、
前記第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、
オーミック電極を形成し、
前記オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７５】
（付記２０）
前記第１電極材料拡散抑制層と前記第２電極材料拡散抑制層とを同時に形成することを特徴とする、付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１７６】
１ ＧａＮ系半導体積層構造
２ ゲート絶縁膜
３ ゲート電極（Ａｌ層）
４ ソース電極（Ａｌ含有オーミック電極）
５ ドレイン電極（Ａｌ含有オーミック電極）
６ 電極材料拡散抑制層（第１電極材料拡散抑制層）
６Ａ ＴａＮ層（第１ＴａＮ層）
６Ｂ Ｔａ層
６Ｃ ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）
６Ｄ Ｐｔ層
６Ｅ Ａｇ層
６Ｆ Ｃｕ層
６Ｇ Ｔｉ層
６Ｘ 電極材料拡散抑制層（第２電極材料拡散抑制層）
７ 絶縁膜
８ バリアメタル層
９ Ａｕ配線
９Ａ 第１Ａｕ層
９Ｂ 第２Ａｕ層
１０ ゲートパッド
１１ ソースパッド
１２ ドレインパッド
１５〜１８ レジスト
２０ 第１レジスト膜
２１ 第２レジスト膜
２２ Ｔｉ層及びＡｌ層
２３ 第１レジスト膜
２４ 第２レジスト膜
２５、２６ レジスト
３０ 第１レジスト膜
３１ 第２レジスト膜
３２ Ｔｉ層及びＡｌ層
３３ ＴａＮ層
３４ Ｔａ層
３５ ＴａＮ層
３６ Ａｕ層
３７ Ａｌ層
４０ ＳｉＣ基板（半導体基板）
４１ ｉ−ＧａＮ電子走行層
４２ ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層
４３ ｎ−ＧａＮ層
５０ ステージ
５１ ゲートリード
５２ ソースリード
５３ ドレインリード
５４Ａ〜５４Ｃ Ａｌワイヤ（ボンディングワイヤ）
５５ 封止樹脂
５６ 半導体チップ（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）
５７ ダイアタッチ剤
６０ ダイオードブリッジ
６１ チョークコイル
６２ 第１コンデンサ
６３ ＧａＮ−ＨＥＭＴ
６４ ダイオード
６５ 第２コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ、特に、ＧａＮ系トランジスタは、その物性的性質から、例えばサーバシステム等に用いられる高耐圧・高出力デバイス、いわゆるパワーデバイスとしての応用が期待されている。また、低消費電力を実現できるため、無線基地局などの基地局に用いられる高出力増幅器への適用も期待されている。
また、ＧａＮ系トランジスタの特性を低減させるゲート電極からのリークを抑えるために、ゲート電極と半導体層との間にゲート絶縁膜を備えるＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造のＧａＮ系トランジスタの研究・開発も進められている。
【０００３】
また、ＧａＮ系トランジスタの更なる特性向上のために、大電流動作時・高温環境下においても動作可能なものを開発することが必要である。現在、ＧａＮ系トランジスタでは、オーミック電極としてＡｌ層を含む電極が用いられ、配線として低抵抗配線材料であるＡｕからなる配線が用いられている。この場合、Ａｕ配線とＡｌ層とを直接接触させた状態でトランジスタを動作させると、容易にＡｕ−Ａｌ化合物が生成され、高抵抗化を引き起こすことになる。この現象を防ぐために、Ａｕ配線とＡｌ層との間に、バリアメタル層として、単層のＰｔ層、Ｔａ層、ＴａＮ層、ＴｉＷＮ層などを設けることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７３３８６号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ゲート電極と半導体層との間にゲート絶縁膜を備えるトランジスタでは、例えば製造工程中の熱処理やトランジスタ動作中の発熱によって、ゲート電極の材料がゲート絶縁膜中へ拡散してしまい、特性が低下してしまうことがわかった。
また、オーミック電極に含まれるＡｌ層とＡｕ配線との間に、単層のＰｔ層、Ｔａ層、ＴａＮ層などを設けるだけでは、特性を向上させるのが難しいことがわかった。つまり、単にこれらの層を設けるだけでは、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、これらの層の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、特性を向上させるのは難しいことがわかった。
【０００６】
そこで、電極材料が拡散するのを抑制し、特性の向上を実現したい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本半導体装置及び電源装置は、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極とゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
本半導体装置及び電源装置は、Ａｌ層を含むオーミック電極と、Ａｕ配線と、Ａｌ層とＡｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
【０００８】
本半導体装置及び電源装置は、ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを要件とする。
また、本半導体装置の製造方法は、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを要件とする。
【０００９】
また、本半導体装置の製造方法は、Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを要件とする。
本半導体装置の製造方法は、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、オーミック電極を形成し、オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを要件とする。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本半導体装置及びその製造方法、電源装置によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、特性の向上を実現することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２】第１実施形態にかかる半導体装置に含まれるＧａＮ系半導体積層構造を示す模式的断面図である。
【図３】第１実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための模式的断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための模式的断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｇ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図７】第２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図８】第３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図９】第４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１０】第５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１１】第６実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図であって、（Ａ）は、熱劣化加速実験前の状態を示す顕微鏡写真であり、（Ｂ）は、熱劣化加速実験において電極材料拡散抑制層が崩壊してＡｕ−Ａｌ化合物ができた状態を示す顕微鏡写真であり、（Ｃ）、（Ｄ）は、電極材料拡散抑制層が崩壊してＡｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［（Ａ）から（Ｂ）になるまでの時間；反応時間］を、電極材料拡散抑制層の構造毎に示した図である。
【図１３】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図である。
【図１４】第６実施形態にかかる半導体装置の課題を説明するための図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｆ）は、第６実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｅ）は、第６実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図１７】第７実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１８】第８実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図１９】第９実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２０】第１０実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２１】第１１実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２２】（Ａ）〜（Ｇ）は、第１１実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための模式的断面図である。
【図２３】第１２実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２４】第１３実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２５】第１４実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２６】第１５実施形態にかかる半導体装置の構成を示す模式的断面図である。
【図２７】第１６実施形態にかかる半導体装置（半導体パッケージ）の構成を示す模式的平面図である。
【図２８】第１６実施形態にかかる電源装置に含まれるＰＦＣ回路の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面により、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法、電源装置について説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１３】
本実施形態にかかる半導体装置は、窒化物半導体を用いた電界効果トランジスタ、ここでは、半導体基板上にＧａＮ系半導体積層構造を備える高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ；High Electron Mobility Transistor）（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）である。また、本半導体装置は、ゲート絶縁膜を有するＭＩＳ型トランジスタである。なお、半導体装置を、化合物半導体装置ともいう。また、ＧａＮ系半導体積層構造を、窒化物半導体積層構造ともいう。
【００１４】
本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、図２に示すように、ＳｉＣ基板（半導体基板）４０上に、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１、図示しないｉ−ＡｌＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２、ｎ−ＧａＮ層４３を順に積層させたＧａＮ系半導体積層構造１を備える。なお、電子走行層４１を、キャリア走行層ともいう。また、電子供給層４２を、キャリア供給層ともいう。
【００１５】
また、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、図１に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上にゲート絶縁膜２が設けられており、ゲート絶縁膜２の上方にゲート電極３が設けられている。具体的には、ゲート絶縁膜２上に電極材料拡散抑制層６が設けられており、この電極材料拡散抑制層６上にゲート電極３が設けられている。つまり、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、電極材料拡散抑制層６が設けられている。なお、電極材料拡散抑制層６の詳細については後述する。
【００１６】
そして、ゲート電極３、電極材料拡散抑制層６及びゲート絶縁膜２の表面は、絶縁膜７によって覆われている。なお、ゲート絶縁膜２を、第１絶縁膜ともいう。また、絶縁膜７を、第２絶縁膜ともいう。
また、ゲート電極３は、後述のソース電極４とドレイン電極５との間に設けられている。
【００１７】
ここでは、ゲート絶縁膜２及び絶縁膜７は、例えばＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３）である。また、ゲート電極３は、例えばＡｌ層からなる。つまり、ゲート電極材料は、低抵抗材料であるＡｌである。
なお、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ゲートリセスを備えるものであっても良い。例えば、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ＧａＮ系半導体積層構造１を構成するｎ−ＧａＮ層４３、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２の一部を除去することによって形成されたゲートリセスを備えるものとしても良い。
【００１８】
また、本ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴは、ＧａＮ系半導体積層構造１上にソース電極４及びドレイン電極５が設けられている。ここでは、ＧａＮ系半導体積層構造１を構成するｎ−ＧａＮ層４３を除去し、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上にソース電極４及びドレイン電極５を設けている。
ここでは、ソース電極４及びドレイン電極５は、Ａｌ層を含む電極であり、例えばＴｉ層とＡｌ層とを積層させた電極である。
【００１９】
なお、ソース電極４及びドレイン電極５を、オーミック電極、Ａｌ層を含むオーミック電極、又は、Ａｌ含有オーミック電極ともいう。なお、Ａｌ層を含むオーミック電極あるいはＡｌ含有オーミック電極は、最上層にＡｌ層を含むものであれば良い。
また、Ａｌ含有オーミック電極４、５上、即ち、Ａｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、バリアメタル層８を介して、低抵抗配線材料であるＡｕ配線９が設けられている。
【００２０】
ここでは、バリアメタル層８は、Ｔｉ層とＰｔ層とを積層した構造になっている。なお、バリアメタル層８はＰｔ層からなるものであっても良い。また、Ａｕ配線９は、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９Ｂとを積層した構造になっている。
なお、図示していないが、表面は、絶縁膜、ここではＳｉＮ膜で覆われている。
ところで、本実施形態では、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６を設け、この電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層（第１ＴａＮ層）６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃを順に積層した構造を有するものとしている。
【００２１】
特に、第１ＴａＮ層６Ａ及び第２ＴａＮ層６Ｃは、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
このような電極材料拡散抑制層６を設けているのは、以下の理由による。
上述したように、ＧａＮ系半導体積層構造１とゲート電極３との間にゲート絶縁膜２を備える場合、例えばオーミック特性を確立するための熱処理（例えば６００℃以下）などの製造工程中の熱処理によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまい、特性が低下してしまうことがわかった。
【００２２】
そこで、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制するために、図３に示すように、ゲート絶縁膜２とゲート電極３との間に、高融点金属であって高安定金属であるＴａＮ層６Ａを設けることが考えられる。
しかしながら、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間にＴａＮ層６Ａを設けたとしても、デバイス動作時、即ち、トランジスタ動作時に閾値変動を引き起こし、特性、即ち、トランジスタ特性が低下してしまうことがわかった。
【００２３】
これは、以下の理由によると考えられる。
つまり、ゲート電極形成後にオーミック電極４、５の接触抵抗低減のために施される熱処理又はトランジスタ動作中の発熱によって、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、ゲート電極材料ＡｌがＴａＮ層６Ａ中に存在するグレインの界面に形成される拡散経路からゲート絶縁膜２中に拡散してしまう。これにより、トランジスタ動作時、即ち、ゲート電圧Ｖｇが０Ｖよりも大きくなった時に、ゲート電極３からのプラス電荷がゲート絶縁膜２中を通過しやすくなり、結果として、２ＤＥＧ領域からの電子が絶縁膜と半導体との界面に捕獲されやすくなるためであると考えられる。つまり、ゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中に拡散することで、トランジスタ動作時に、絶縁膜と半導体との界面に電子がトラップされやすくなり、この結果、閾値変動を引き起こし、トランジスタ特性が低下していまうことになると考えられる。なお、図４（Ａ）は、熱処理前の状態（Ｖｇ＝０Ｖ、Ｖｇ＞０Ｖ）を示しており、図４（Ｂ）は、熱処理後の状態（Ｖｇ＝０Ｖ、Ｖｇ＞０Ｖ）を示している。
【００２４】
ここで、単層のＴａＮ層６Ａは、２種類のグレインサイズ、例えば約８ｎｍと約５ｎｍのグレインサイズを有する。そして、このような構造を有するＴａＮ層６Ａでは、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌが拡散してしまうのを抑制することができない。
ところで、Ｔａ層上に形成されたＴａＮ層は、３種類のグレインサイズ、例えば約８ｎｍ、約５ｎｍ、約３ｎｍのグレインサイズを有するものとなる。
【００２５】
そこで、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造のものを用いたところ、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制できることがわかった。つまり、Ｔａ層上に形成されたＴａＮ層を含むものを用いることで、単層のＴａＮ層６Ａを用いる場合と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散経路が複雑化し、結果として、上述の熱処理や発熱によるゲート電極材料Ａｌのゲート絶縁膜２中への拡散が抑制されることがわかった。
【００２６】
そこで、特性が低下しないようにすべく、上述のように、電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有するものとしている。これにより、上述の熱処理や発熱によってゲート電極材料Ａｌがゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制できる。この結果、２ＤＥＧ領域からの電子が絶縁膜と半導体との界面に捕獲されるのを抑制できるため、トランジスタ動作時の閾値変動が抑制され、安定したトランジスタ動作が可能となり、トランジスタ特性の低下を防ぐことができる。
【００２７】
特に、Ｔａ層６Ｂ上に形成されるＴａＮ層６Ｃを、確実に３種類のグレインサイズを有するものとし、確実にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制するためには、このＴａＮ層６Ｃの窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になるようにするのが好ましい。例えば、スパッタ法によってＴａ層６Ｂ上にＴａＮ層６Ｃを形成する際にＴａＮ層６Ｃの窒素含有率をコントロールし、グレインサイズを調節するのが好ましい。また、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制効果を高めるためには、下側のＴａＮ層６Ａも、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になるようにするのが好ましい。
【００２８】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図５、図６を参照しながら説明する。
まず、図５（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
ここでは、ＳｉＣ基板４０上に、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法を用いて、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１、図示しないｉ−ＡｌＧａＮ層、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２、ｎ−ＧａＮ層４３を順に成長させる（図２参照）。
【００２９】
ここで、ｉ−ＧａＮ電子走行層４１は、例えば厚さ約３μｍである。また、ｉ−ＡｌＧａＮ層は例えば厚さ約５ｎｍである。また、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、例えば、厚さ約２０ｎｍであり、Ｓｉドーピング濃度約５×１０１８ｃｍ−３である。また、ｎ−ＧａＮ層４３は、例えば厚さ約１０ｎｍである。
なお、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。この場合、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、厚さ方向で全部除去しても良いし、一部除去しても良い。例えば、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は、約１ｎｍの厚さが残るようにすれば良い。なお、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２は除去せずに、ｎ−ＧａＮ層４３のみを除去するようにしても良い。
【００３０】
次に、図５（Ｂ）に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上にゲート絶縁膜２を形成する。
ここでは、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、例えば原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法を用いて、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。
【００３１】
次に、ゲート絶縁膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層して電極材料拡散抑制層６を形成する。
ここでは、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層して電極材料拡散抑制層６を形成する。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。
【００３２】
ここでは、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約１．０Ｐａ、電力約１ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。また、ＴａＮ層６Ａ、６Ｃの窒素含有率は約５０％程度である。
次に、ゲート電極材料であるＡｌを例えばスパッタ法によって成膜する。つまり、電極材料拡散抑制層６上に、ゲート電極３となるＡｌ層を形成する。
【００３３】
ここでは、スパッタ法によるＡｌ層３の形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．７Ｐａ、電力約０．５ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図５（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域にレジスト１５を設け、ゲート電極形成予定領域以外の領域に形成されているＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ及びＡｌ層３を、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって除去する。これにより、電極材料拡散抑制層６上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、ＭＩＳ構造が形成される。
【００３４】
次に、レジスト１５を除去した後、図５（Ｄ）に示すように、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及びゲート電極としてのＡｌ層３上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜７（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。つまり、ゲート絶縁膜２及びゲート電極３を覆うように、ＡｌＯ膜からなる絶縁膜７を形成する。
次に、図５（Ｅ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジスト１６を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、図５（Ｆ）に示すように、オーミック電極形成予定領域のゲート絶縁膜２及び絶縁膜７を除去する。なお、絶縁膜２、７のエッチング方法はこれに限られるものではなく、例えばウェットエッチングやドライエッチング等の他の方法によってエッチングするようにしても良い。
【００３５】
次いで、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３を除去する。なお、ここでは、オーミック電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３を全部除去するようにしているが、ｎ−ＧａＮ層４３を少し残しても良いし、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を少し削っても良い。また、オーミック電極形成予定領域は、ソース電極形成予定領域及びドレイン電極形成予定領域である。また、オーミック電極形成予定領域をオーミック電極部ともいい、ソース電極形成予定領域をソース電極部ともいい、ドレイン電極形成予定領域をドレイン電極部ともいう。
【００３６】
その後、図５（Ｇ）に示すように、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、Ｔｉ層、Ａｌ層を順に積層させて、Ａｌ層を含むオーミック電極（Ａｌ含有オーミック電極）４、５を形成する。そして、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。なお、上述のドライエッチングの際にｎ−ＧａＮ層４３を少し残した場合には、ｎ−ＧａＮ層４３上にＡｌ含有オーミック電極４、５が形成されることになる。
【００３７】
次に、図６（Ａ）に示すように、Ａｌ含有オーミック電極４、５上にバリアメタル層８を形成した後、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａを形成する。
ここでは、例えばスパッタ法によって、Ａｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層を順に積層させることによって、Ｔｉ層とＰｔ層とからなるバリアメタル層８及び第１Ａｕ層９Ａを形成する。なお、Ｔｉ層を第１金属層、Ｐｔ層を第２金属層、Ａｕ層を第３金属層ともいう。
【００３８】
ここで、スパッタ法によるＴｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層の形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．７Ｐａ、電力約０．５ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図６（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域にレジスト１７を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているバリアメタル層８及び第１Ａｕ層９Ａを除去する。
【００３９】
次に、レジスト１７を除去した後、図６（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジスト１８を設け、図６（Ｄ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、バリアメタル層８上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上にバリアメタル層８が形成され、バリアメタル層８上にＡｕ配線９が形成される。
【００４０】
その後、レジスト１８を除去した後、図示していないが、例えば化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、図６（Ｅ）に示すように、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
【００４１】
例えば、製造工程中の熱処理（例えばオーミック特性を確立するための熱処理）によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となる。また、例えば、トランジスタ動作時の発熱によって、ゲート電極３の材料がゲート絶縁膜２中へ拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となり、高い信頼性を確保することができる。
［第２実施形態］
第２実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図７を参照しながら説明する。
【００４２】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図７に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図７では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００４３】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
【００４４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【００４５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ６Ａ、６Ｃ層の形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第３実施形態］
第３実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図８を参照しながら説明する。
【００４７】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図８に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図８では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００４８】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００４９】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【００５０】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第４実施形態］
第４実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図９を参照しながら説明する。
【００５２】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図９に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図９では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５３】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態及び第３実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第３実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００５４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【００５５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第５実施形態］
第５実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１０を参照しながら説明する。
【００５７】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１０に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図１０では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００５８】
つまり、本半導体装置は、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、ゲート絶縁膜２の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第２実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００５９】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【００６０】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６１】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第６実施形態］
第６実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１１〜図１６を参照しながら説明する。
【００６２】
上述の第１実施形態（図１参照）のものでは、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６を設けているのに対し、本実施形態では、図１１に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に電極材料拡散抑制層６を設けている点が異なる。なお、図１１では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００６３】
つまり、本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に電極材料拡散抑制層６が設けられておらず、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、バリアメタル層８に代えて、上述の第１実施形態のものと同一の積層構造を有する電極材料拡散抑制層６が設けられている点が異なる。
【００６４】
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に電極材料拡散抑制層６が設けられており、この電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。また、電極材料拡散抑制層６は、オーミック電極４、５の材料であるＡｌの拡散を抑制する層である。但し、電極材料拡散抑制層６は、オーミック電極４、５の材料であるＡｌの拡散を抑制するだけでなく、配線９の材料であるＡｕの拡散も抑制する。このため、電極材料拡散抑制層６は、配線材料拡散抑制層としても機能する。
【００６５】
特に、第１ＴａＮ層６Ａ及び第２ＴａＮ層６Ｃは、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実に電極材料や配線材料の拡散を抑制することが可能となる。
このような電極材料拡散抑制層６を設けているのは、以下の理由による。
まず、電極材料拡散抑制層として、Ｐｔ層（厚さ約２００ｎｍ）、Ｔａ層（窒素含有率約０％のＴａＮ層；厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約４４％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約１００ｎｍ）のそれぞれを用い、劣化加速を促すために熱劣化加速実験（４５０℃；４５０℃アニール実験）を行なった。
【００６６】
なお、ここでは、半導体チップを例えばＡｕ−Ｓｎなどのダイボンディング剤を用いて土台に固定するダイボンディング工程において、温度が約３００℃を超える高温になることを考慮して、電極材料拡散抑制層の熱評価を行なった。
そして、それぞれについて、電極材料拡散抑制層が崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［図１２中、（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示す状態になるまでの時間；反応時間］を計った。
【００６７】
この結果、図１２（Ｃ）に示すように、Ｔａ層を用いた場合、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が長い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果（熱的安定性；バリア性）が高いことがわかった。一方、窒素含有率約４４％のＴａＮ層を用いた場合、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が短い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低いことがわかった。しかし、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合、Ｐｔ層やＴａ層よりも、反応時間が長い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いことがわかった。つまり、ＴａＮ層は、窒素含有率が約４４％までは窒素含有率の増加に伴って電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低くなっていくが、窒素含有率が約５０％近傍、即ち、窒素含有率が約４８％よりも大きく約５２％以下になると、Ｐｔ層やＴａ層よりも、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。ここで、反応時間が長く、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いということは、高抵抗化しにくく、トランジスタの特性が低下しにくいことを意味する。
【００６８】
ここで、ＴａＮ層の窒素含有率による抵抗率の変化を調べたところ、図１３に示すように、窒素含有率が約５０％近傍のＴａＮ層は、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなるものの、抵抗率が高くなってしまうことがわかった。ここで、抵抗率が高いということは、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなり、トランジスタの特性が低下してしまうことを意味する。
【００６９】
そこで、抵抗率を下げるために、厚さを半分にしたＴａＮ層（窒素含有率約５０％；厚さ約１００ｎｍ）を用いて熱劣化加速実験を行なったところ、図１２（Ｃ）に示すように、Ｐｔ層を用いた場合よりも、反応時間が短い、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が低くなってしまうことがわかった。
このように、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、これらの層の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、より特性を向上させ、より信頼性の高いトランジスタを実現するのは難しい。つまり、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約２００ｎｍ）と同等又はそれ以上に電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高く、かつ、低抵抗率の電極材料拡散抑制層を、単層の電極材料拡散抑制層によって実現するのは難しい。
【００７０】
そこで、電極材料拡散抑制層に、Ｔａ層（厚さ約１００ｎｍ）、窒素含有率約５０％のＴａＮ層（厚さ約１００ｎｍ）を順に積層した構造（Ｔａ／ＴａＮ構造）のもの、及び、合計の厚さが約２００ｎｍになるように、Ｔａ層、Ｔｉ層、窒素含有率約５０％のＴａＮ層を順に積層した構造（Ｔａ／Ｔｉ／ＴａＮ構造）のものについても、熱劣化加速実験（４５０℃）を行なった。
【００７１】
そして、それぞれについて、電極材料拡散抑制層が崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができるまでの時間［図１２中、（Ａ）に示す状態から（Ｂ）に示す状態になるまでの時間；反応時間］を計った。
その結果、図１２（Ｄ）に示すように、抵抗率の低いＴａ層と、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高いＴａＮ層（窒素含有率約５０％；厚さ約１００ｎｍ）とを組み合わせたＴａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、単層のＰｔ層（厚さ約２００ｎｍ）やＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合よりも、反応時間が長くなる、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。また、図１４に示すように、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、ＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合に対して、抵抗率を約６割程度に抑えることができることがわかった。つまり、ＴａＮ（窒素含有率約５０％；厚さ約２００ｎｍ）を用いた場合の抵抗率を１．０とした場合、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合は、抵抗率を０．６程度にすることができることがわかった。
【００７２】
また、Ｔａ／Ｔｉ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層を用いた場合よりも、反応時間が長くなる、即ち、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高くなることがわかった。つまり、Ｔａ層とＴａＮ層との間にＴｉ層（密着層）を設けることで、Ｔａ層とＴａＮ層との密着性を向上させることができ、これにより、電極材料や配線材料の拡散抑制効果を高くすることができることがわかった。
【００７３】
しかしながら、Ｔａ／ＴａＮ構造の電極材料拡散抑制層であっても、４５０℃に加熱されると６分で崩壊し、Ａｕ−Ａｌ化合物ができてしまう。この結果、高抵抗化が引き起こされ、トランジスタの特性が低下してしまうことになる。
ＧａＮ系トランジスタの更なる特性向上のためには、より高い電流密度での動作が必要であるため、より高い電極材料や配線材料の拡散抑制効果を有する電極材料拡散抑制層が必要である。
【００７４】
そこで、上述のＴａ／ＴａＮ構造のものにさらにＴａＮ層を加えて、上述のように、電極材料拡散抑制層６を、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造にしている。なお、ここでは、電極材料拡散抑制層６の厚さ、即ち、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃの合計の厚さが、約２００ｎｍになるようにしているが、これに限られるものではない。これにより、電極材料や配線材料の拡散抑制効果が高く、かつ、低抵抗率の電極材料拡散抑制層６を実現することができる。つまり、ＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、電極材料拡散抑制層６の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させ、より特性を向上させ、より信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
【００７５】
なお、その他の構成については、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図１５、図１６を参照しながら説明する。
まず、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
【００７６】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のＧａＮ系半導体積層構造１、ここではｎ−ＧａＮ層４３を除去する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、オーミック電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜２０及び第２レジスト膜２１を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜２１の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、例えばＴｉ層、Ａｌ層を順に形成する。なお、図１５（Ｂ）では、Ｔｉ層及びＡｌ層をまとめて符号２２で示している。そして、第１レジスト膜２０及び第２レジスト膜２１を除去することによって、開口部の中に形成されたＴｉ層及びＡｌ層のみが残され、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極４、５が形成される。その後、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。
【００７７】
なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ｄ）に示すように、例えばＡＬＤ法を用いて、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３膜）２を形成する。
【００７８】
次に、図１５（Ｅ）、図１５（Ｆ）に示すように、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＡｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ＡｌＯ膜２上に、ゲート電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜２３及び第２レジスト膜２４を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜２４の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、ゲート電極材料であるＡｌを成膜して、Ａｌ層３を形成する。そして、第１レジスト膜２３及び第２レジスト膜２４を除去することによって、開口部の中に形成されたＡｌ層３のみが残され、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。これにより、ＭＩＳ構造が形成される。
【００７９】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１５（Ｆ）に示すように、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及びゲート電極としてのＡｌ層３上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜７（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極形成予定領域のゲート絶縁膜２及び絶縁膜７を除去する。
【００８０】
次に、図１６（Ａ）に示すように、例えばスパッタ法によって、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に、ここではＡｌ含有オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層する。これにより、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６が形成される。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。
【００８１】
ここでは、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約１．０Ｐａ、電力約１ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。また、ＴａＮ層６Ａ、６Ｃの窒素含有率は約５０％程度である。
次に、電極材料拡散抑制層６上に、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａを形成する。ここでは、例えばスパッタ法によって、電極材料拡散抑制層６に含まれるＴａＮ層６Ｃ上に第１Ａｕ層９Ａを形成する。
【００８２】
ここでは、スパッタ法による第１Ａｕ層９Ａの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
次に、図１６（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域にレジスト２５を設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ及び第１Ａｕ層９Ａを除去する。
【００８３】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図１６（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジスト２６を設け、図１６（Ｄ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、電極材料拡散抑制層６上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に電極材料拡散抑制層６が形成され、電極材料拡散抑制層６上にＡｕ配線９が形成される。
【００８４】
その後、図示していないが、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばＣＶＤ法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、図１６（Ｅ）に示すように、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００８５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
つまり、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間でＡｌとＡｕが相互拡散し、高抵抗化を引き起こすのを抑制することと、電極材料拡散抑制層６の抵抗率が高くなり、トランジスタ動作時の発熱量や消費電力が多くなるのを防止することとを両立させることができ、特性を向上させることが可能となる。また、トランジスタ動作時の発熱によって、ＡｌとＡｕが相互拡散してしまうのを抑制することができるため、特性を向上させることが可能となり、高い信頼性を確保することができる。
［第７実施形態］
第７実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１７を参照しながら説明する。
【００８６】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１７に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図１７では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００８７】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。
【００８８】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【００８９】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９０】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第８実施形態］
第８実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１８を参照しながら説明する。
【００９１】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１８に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図１８では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００９２】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００９３】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【００９４】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第９実施形態］
第９実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図１９を参照しながら説明する。
【００９６】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図１９に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図１９では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【００９７】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態及び第８実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第８実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【００９８】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【００９９】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１００】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１０実施形態］
第１０実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２０を参照しながら説明する。
【０１０１】
本実施形態では、上述の第６実施形態（図１１参照）のものに対し、電極材料拡散抑制層６の構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２０に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に設けられる電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図２０では、上述の第６実施形態（例えば図１１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１０２】
つまり、本半導体装置は、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、オーミック電極４、５の側から順にＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを積層した構造を有する電極材料拡散抑制層６を備える。
この場合、電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、電極材料拡散抑制層６とＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第６実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第７実施形態、第８実施形態及び第９実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第７実施形態の電極材料拡散抑制層６と比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１０３】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第６実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる電極材料拡散抑制層６を形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【０１０４】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第６実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第６実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０５】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１１実施形態］
第１１実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２１、図２２を参照しながら説明する。
【０１０６】
本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものに対し、図２１に示すように、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に、バリアメタル層８に代えて、上述の第１実施形態の電極材料拡散抑制層６と同一の積層構造を有する電極材料拡散抑制層６Ｘが設けられている点が異なる。なお、図２１では、上述の第１実施形態（例えば図１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１０７】
つまり、本実施形態では、上述の第１実施形態（図１参照）のものと、上述の第６実施形態（図１１参照）のものとを組み合わせて、ゲート電極３の下方に電極材料拡散抑制層６（第１電極材料拡散抑制層）を設けるとともに、オーミック電極４、５の上方に電極材料拡散抑制層６Ｘ（第２電極材料拡散抑制層）を設けている。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２１に示すように、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に第１電極材料拡散抑制層６が設けられており、この第１電極材料拡散抑制層６が、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。
【０１０８】
また、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とＡｕ配線９との間に第２電極材料拡散抑制層６Ｘが設けられており、この第２電極材料拡散抑制層６Ｘが、ＴａＮ層６Ａ（第１ＴａＮ層）、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ（第２ＴａＮ層）を順に積層した構造になっている。
特に、第１電極材料拡散抑制層６及び第２電極材料拡散抑制層６Ｘに含まれるＴａＮ層６Ａ、６Ｃは、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることが好ましい。より好ましくは約４９％以上約５１％以下であれば良い。これにより、確実に電極材料の拡散を抑制することが可能となる。
【０１０９】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）の製造方法について、図２２を参照しながら説明する。
まず、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ａ）に示すように、半導体基板４０上にＧａＮ系半導体積層構造１を形成する。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ｂ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって、オーミック電極形成予定領域のＧａＮ系半導体積層構造１、ここではｎ−ＧａＮ層４３を除去する。
【０１１０】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、ＧａＮ系半導体積層構造１上、ここではｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、図２２（Ｂ）、図２２（Ｃ）に示すように、例えばフォトリソグラフィ技術及び蒸着・リフトオフ技術を用いて、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極（ここではソース電極及びドレイン電極）４、５を形成する。つまり、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２上に、オーミック電極形成予定領域に開口部を有する第１レジスト膜３０及び第２レジスト膜３１を設ける。次に、全面、即ち、第２レジスト膜３１の表面上及び開口部の中に、蒸着によって、例えばＴｉ層、Ａｌ層を順に形成する。なお、図２２（Ｂ）では、Ｔｉ層及びＡｌ層をまとめて符号３２で示している。そして、第１レジスト膜３０及び第２レジスト膜３１を除去することによって、開口部の中に形成されたＴｉ層及びＡｌ層のみが残され、例えばＴｉ／ＡｌからなるＡｌ含有オーミック電極４、５が形成される。その後、例えば、窒素雰囲気中にて約４００℃から約１０００℃の間、例えば約５５０℃で熱処理を行ない、オーミック特性を確立する。
【０１１１】
なお、上述の第１実施形態の場合と同様に、ゲートリセスを設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、例えばフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、ゲート電極形成予定領域のｎ−ＧａＮ層４３及びｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層４２を除去すれば良い。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、図２２（Ｄ）に示すように、例えばＡＬＤ法を用いて、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２（例えばＡｌ２Ｏ３膜）を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方のゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２を除去する。
【０１１２】
次に、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５（ここではＡｌ含有オーミック電極に含まれるＡｌ層）及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層３３、Ｔａ層３４、ＴａＮ層３５を順に積層する。
次に、Ａｕ配線材料であるＡｕを例えばスパッタ法によって成膜して、Ａｕ層３６を形成する。
【０１１３】
次に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域に開口部を有するレジストを設け、図２２（Ｅ）に示すように、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、ゲート電極形成予定領域に形成されているＡｕ層３６を除去する。
次に、ゲート電極材料であるＡｌを例えばスパッタ法によって成膜して、Ａｌ層３７を形成する。
【０１１４】
次に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてゲート電極形成予定領域及びオーミック電極４、５の上方の領域にレジストを設け、図２２（Ｆ）に示すように、ゲート電極形成予定領域及びオーミック電極４、５の上方の領域以外の領域に形成されているＴａＮ層３３、Ｔａ層３４、ＴａＮ層３５、Ａｕ層３６及びＡｌ層３７を、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって除去する。
【０１１５】
このようにして、ゲート絶縁膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６が形成される。また、オーミック電極４、５上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘが形成される。このように、第１電極材料拡散抑制層６と第２電極材料拡散抑制層６Ｘとが同時に形成される。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層ともいう。また、ここでは、第１電極材料拡散抑制層６と第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを同時に形成するようにしているが、別々の工程で形成するようにしても良い。
【０１１６】
また、第１電極材料拡散抑制層６上、ここでは第１電極材料拡散抑制層６に含まれるＴａＮ層６Ｃ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。つまり、ＧａＮ系半導体積層構造１上に、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２及び第１電極材料拡散抑制層６を挟んで、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成される。このようにして、ＭＩＳ構造が形成される。
【０１１７】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上、ここでは電極材料拡散抑制層６Ｘに含まれるＴａＮ層６Ｃ上に、Ａｕ配線９を構成する第１Ａｕ層９Ａが形成される。
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、再度、例えばＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２、ゲート電極としてのＡｌ層３及び第１Ａｕ層９Ａの上に、絶縁膜としてのＡｌＯ膜（例えばＡｌ２Ｏ３膜）７を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジストを設け、例えばＡｒガスを用いたイオンミリング法によって、オーミック電極４、５の上方の領域の絶縁膜７を除去する。
【０１１８】
次に、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばフォトリソグラフィ技術を用いてオーミック電極４、５の上方の領域に開口部を有するレジストを設け、図２２（Ｇ）に示すように、例えばメッキ法によって、第１Ａｕ層９Ａ上に第２Ａｕ層９Ｂを形成する。これにより、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上に、第１Ａｕ層９Ａと第２Ａｕ層９ＢとからなるＡｕ配線９が形成される。つまり、Ａｌ含有オーミック電極４、５上に第２電極材料拡散抑制層６Ｘが形成され、第２電極材料拡散抑制層６Ｘ上にＡｕ配線９が形成される。
【０１１９】
その後、図示していないが、上述の第１実施形態の場合と同様に、例えばＣＶＤ法によって、全面にＳｉＮ膜（絶縁膜）を形成する。
これにより、半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）が製造される。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２０】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１及び第６実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１２実施形態］
第１２実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２３を参照しながら説明する。
【０１２１】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２３に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＰｔ層６Ｄを積層した構造を有する。なお、図２３では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１２２】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。
【０１２３】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＰｔ層６Ｄ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。
【０１２４】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｐｔ層６Ｄを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｐｔ層６Ｄを第４金属層ともいう。
【０１２５】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＰｔ層６Ｄの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１２６】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１３実施形態］
第１３実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２４を参照しながら説明する。
【０１２７】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２４に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＡｇ層６Ｅを積層した構造を有する。なお、図２４では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１２８】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１２９】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＡｇ層６Ｅ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３０】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ａｇ層６Ｅを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ａｇ層６Ｅを第４金属層ともいう。
【０１３１】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＡｇ層６Ｅの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３２】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１４実施形態］
第１４実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２５を参照しながら説明する。
【０１３３】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２５に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＣｕ層６Ｆを積層した構造を有する。なお、図２５では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１３４】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態及び第１３実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１３実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３５】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＣｕ層６Ｆ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態及び第１３実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１３実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１３６】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｃｕ層６Ｆを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｃｕ層６Ｆを第４金属層ともいう。
【０１３７】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＣｕ層６Ｆの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１３８】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１５実施形態］
第１５実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法について、図２６を参照しながら説明する。
【０１３９】
本実施形態では、上述の第１１実施形態（図２１参照）のものに対し、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘの構成が異なる。
本半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、図２６に示すように、第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘが、ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）６Ｃ上に、さらにＴｉ層６Ｇを積層した構造を有する。なお、図２６では、上述の第１１実施形態（例えば図２１参照）と同一のものには同一の符号を付している。
【０１４０】
つまり、本半導体装置は、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層６と、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層６Ｘとを備える。
この場合、第１電極材料拡散抑制層６の最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｌ層からなるゲート電極３が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、第１電極材料拡散抑制層６とゲート電極３との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、より効果的にゲート電極材料Ａｌの拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態、第１３実施形態及び第１４実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１２実施形態の第１電極材料拡散抑制層６と比較して、ゲート電極材料Ａｌの拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１４１】
また、第２電極材料拡散抑制層６Ｘの最上層のＴｉ層６Ｇ上に、Ａｕ配線９が形成されることになるため、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、第２電極材料拡散抑制層６ＸとＡｕ配線９との密着性を向上させることができ、さらに信頼性を向上させることが可能となる。また、上述の第１１実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、より効果的にオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散を抑制することが可能となる。さらに、上述の第１２実施形態、第１３実施形態及び第１４実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、密着性を低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。また、上述の第１２実施形態の第２電極材料拡散抑制層６Ｘと比較して、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層やＡｕ配線９の材料の拡散抑制レベルを低下させることなく、製造コストの削減を実現することができる。
【０１４２】
このような構造を有する半導体装置（ＭＩＳ型ＧａＮ−ＨＥＭＴ）は、以下のようにして製造することができる。
つまり、上述の第１１実施形態の半導体装置の製造方法に含まれる第１及び第２電極材料拡散抑制層６、６Ｘを形成する工程において、例えばスパッタ法によって、オーミック電極４、５に含まれるＡｌ層及びゲート絶縁膜としてのＡｌＯ膜２上に、ＴａＮ層６Ａ、Ｔａ層６Ｂ、ＴａＮ層６Ｃ、Ｔｉ層６Ｇを順に積層すれば良い。なお、ＴａＮ層６Ａを第１ＴａＮ層又は第１金属層といい、Ｔａ層６Ｂを第２金属層といい、ＴａＮ層６Ｃを第２ＴａＮ層又は第３金属層といい、Ｔｉ層６Ｇを第４金属層ともいう。
【０１４３】
ここで、スパッタ法によるＴａ層６Ｂ及びＴａＮ層６Ａ、６Ｃの形成時の条件は、上述の第１１実施形態の場合と同様である。また、スパッタ法によるＴｉ層６Ｇの形成時の条件は、例えば真空度（圧力）約０．８Ｐａ、電力約０．８ｋＷである。また、ターゲット−基板間距離（Ｔ／Ｓ）は、例えば２００ｍｍである。
なお、その他の構成及び製造方法については、上述の第１１実施形態の場合と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【０１４４】
したがって、本実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法によれば、上述の第１１実施形態の場合と同様に、電極材料が拡散するのを抑制することができ、さらなる特性の向上を実現することができるという利点がある。
［第１６実施形態］
次に、第１６実施形態にかかる半導体装置及びその製造方法、電源装置について、図２７、図２８を参照しながら説明する。
【０１４５】
本実施形態にかかる半導体装置は、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）を半導体チップとして備える半導体パッケージである。なお、半導体チップをＨＥＭＴチップともいう。
以下、ディスクリートパッケージを例に挙げて説明する。
本半導体装置は、図２７に示すように、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６を搭載するステージ５０と、ゲートリード５１と、ソースリード５２と、ドレインリード５３と、ボンディングワイヤ５４Ａ〜５４Ｃ（ここではＡｌワイヤ）と、封止樹脂５５とを備える。なお、半導体チップ５６を、ＨＥＭＴチップともいう。また、封止樹脂５５を、モールド樹脂ともいう。
【０１４６】
そして、ステージ５０上に搭載された半導体チップ５６のゲートパッド１０、ソースパッド１１及びドレインパッド１２は、それぞれ、ゲートリード５１、ソースリード５２及びドレインリード５３に、Ａｌワイヤ５４Ａ〜５４Ｃによって接続されており、これらが樹脂封止されている。
ここでは、半導体チップ５６の基板裏面がダイアタッチ剤５７（ここでは、はんだ）によって固定されたステージ５０は、ドレインリード５３と電気的に接続されている。なお、これに限られるものではなく、ステージ５０がソースリード５２と電気的に接続されるようにしても良い。
【０１４７】
次に、本実施形態にかかる半導体装置（ディスクリートパッケージ）の製造方法について説明する。
まず、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）を、例えばダイアタッチ剤５７（ここでは、はんだ）を用いてリードフレームのステージ５０上に固定する。
【０１４８】
次に、例えばＡｌワイヤ５４Ａ〜５４Ｃなどを用いたボンディングによって、半導体チップ５６のゲートパッド１０をゲートリード５１に接続し、ドレインパッド１２をドレインリード５３に接続し、ソースパッド１１をソースリード５２に接続する。
その後、例えばトランスファーモールド法によって樹脂封止を行なった後、リードフレームを切り離す。
【０１４９】
このようにして、半導体装置（ディスクリートパッケージ）を作製することができる。
なお、ここでは、半導体チップ５６の各パッド１０〜１２を、ワイヤボンディングのためのボンディングパッドとして用いたディスクリートパッケージを例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、他の半導体パッケージであっても良い。例えば、半導体チップの各パッドを、例えばフリップチップボンディングなどのワイヤレスボンディングのためのボンディングパッドとして用いた半導体パッケージであっても良い。また、ウエハレベルパッケージであっても良い。また、ディスクリートパッケージ以外の半導体パッケージであっても良い。
【０１５０】
次に、上述のＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージを備える電源装置について、図２８を参照しながら説明する。
以下、サーバに用いられる電源装置に備えられるＰＦＣ（power factor correction）回路に、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴを用いる場合を例に挙げて説明する。
【０１５１】
本ＰＦＣ回路は、図２８に示すように、ダイオードブリッジ６０と、チョークコイル６１と、第１コンデンサ６２と、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３と、ダイオード６４と、第２コンデンサ６５とを備える。
ここでは、本ＰＦＣ回路は、回路基板上に、ダイオードブリッジ６０、チョークコイル６１、第１コンデンサ６２、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３、ダイオード６４、及び、第２コンデンサ６５が実装されて構成されている。
【０１５２】
本実施形態では、上述の半導体パッケージのドレインリード５３、ソースリード５２及びゲートリード５１が、それぞれ、回路基板のドレインリード挿入部、ソースリード挿入部及びゲートリード挿入部に挿入され、例えばはんだなどによって固定されている。このようにして、回路基板に形成されたＰＦＣ回路に、上述の半導体パッケージに含まれるＧａＮ−ＨＥＭＴ６３が接続されている。
【０１５３】
そして、本ＰＦＣ回路では、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のドレイン電極５に、チョークコイル６１の一方の端子及びダイオード６４のアノード端子が接続されている。また、チョークコイル６１の他方の端子には第１コンデンサ６２の一方の端子が接続され、ダイオード６４のカソード端子には第２コンデンサ６５の一方の端子が接続されている。そして、第１コンデンサ６２の他方の端子、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のソース電極４及び第２コンデンサ６５の他方の端子が接地されている。また、第１コンデンサ６２の両端子には、ダイオードブリッジ６０の一対に端子が接続されており、ダイオードブリッジ６０の他の一対の端子は、交流（ＡＣ）電圧が入力される入力端子に接続されている。また、第２コンデンサ６５の両端子は、直流（ＤＣ）電圧が出力される出力端子に接続されている。また、ＧａＮ−ＨＥＭＴ６３のゲート電極３には、図示しないゲートドライバが接続されている。そして、本ＰＦＣ回路では、ゲートドライバによってＧａＮ−ＨＥＭＴ６３を駆動することで、入力端子から入力されたＡＣ電圧を、ＤＣ電圧に変換して、出力端子から出力するようになっている。
【０１５４】
したがって、本実施形態にかかる電源装置によれば、信頼性の向上させることができるという利点がある。つまり、上述の各実施形態及びこれらの変形例のいずれかの半導体チップ５６を備え、信頼性の高い電源装置を構築することができるという利点がある。
なお、ここでは、上述の半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ又はＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージ）を、サーバに用いられる電源装置に備えられるＰＦＣ回路に用いる場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、上述の半導体装置（ＧａＮ−ＨＥＭＴ又はＧａＮ−ＨＥＭＴを含む半導体パッケージ）を、サーバ以外のコンピュータなどの電子機器（電子装置）に用いても良い。また、上述の半導体装置（半導体パッケージ）を、電源装置に備えられる他の回路（例えばＤＣ−ＤＣコンバータなど）に用いても良い。
［その他］
なお、本発明は、上述した各実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１５５】
例えば、上述の各実施形態では、本発明をＧａＮ系トランジスタに適用した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。例えば、半導体積層構造として他の構造を備える電界効果トランジスタに本発明を適用することもできる。
また、例えば、上述の各実施形態では、ゲート電極をＡｌ層からなるものとしているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート電極は、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），Ａｌ−Ｃｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層備えるものであれば良い。
【０１５６】
また、例えば、上述の各実施形態では、ゲート絶縁膜をＡｌＯ膜としているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート絶縁膜は、ＡｌＯ（例えばＡｌ２Ｏ３），ＳｉＮ，ＳｉＯ（例えばＳｉＯ２），ＨｆＯ（例えばＨｆＯ２），ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有するものとすれば良い。同様に、上述の各実施形態では、ゲート絶縁膜を覆う絶縁膜をＡｌＯ膜としているが、これに限られるものではなく、例えば、ゲート絶縁膜を覆う絶縁膜は、ＡｌＯ（例えばＡｌ２Ｏ３），ＳｉＮ，ＳｉＯ（例えばＳｉＯ２），ＨｆＯ（例えばＨｆＯ２），ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有するものとすれば良い。
【０１５７】
また、例えば、上述の第１実施形態〜第５実施形態及び第１１実施形態〜第１６実施形態のものにおいて、ゲート電極３と電極材料拡散抑制層６との間及びゲート絶縁膜２と電極材料拡散抑制層６との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１５８】
また、例えば、上述の第６実施形態〜第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線９と電極材料拡散抑制層６（第２電極材料拡散抑制層６Ｘ）との間及びオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層と電極材料拡散抑制層６（第２電極材料拡散抑制層６Ｘ）との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１５９】
また、例えば、上述の第１実施形態〜第５実施形態、第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線を他の低抵抗配線材料からなるものとしても良い。また、上述の第１実施形態〜第５実施形態、第１６実施形態のものにおいて、Ａｕ配線９とバリアメタル８との間及びオーミック電極４、５に含まれるＡｌ層とバリアメタル層８との間の少なくとも一方に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１６０】
また、例えば、上述の第６実施形態〜第１０実施形態、第１６実施形態のものにおいて、ゲート電極３とゲート絶縁膜２との間に、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ（例えばＣｏＳｉ２），ＷＳｉ（例えばＷＳｉ２），ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ（例えばＭｏＳｉ２），ＴｉＳｉ（例えばＴｉＳｉ２），ＡｌＳｉ（例えばＡｌ−Ｓｉ化合物），ＡｌＣｕ（例えばＡｌ−Ｃｕ化合物）及びＡｌＳｉＣｕ（例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ化合物）のいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層（密着層）を備えるものとしても良い。
【０１６１】
以下、上述の各実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６２】
（付記２）
前記ゲート電極は、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも１層備えることを特徴とする、付記１に記載の半導体装置。
【０１６３】
（付記３）
前記ゲート絶縁膜は、ＡｌＯ，ＳｉＮ，ＳｉＯ，ＨｆＯ，ＡｌＮのいずれかの材料を含む膜を少なくとも一つ有することを特徴とする、付記１又は２に記載の半導体装置。
（付記４）
前記ゲート電極と前記電極材料拡散抑制層との間及び前記ゲート絶縁膜と前記電極材料拡散抑制層との間の少なくとも一方に設けられ、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも一層有する層を備えることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６４】
（付記５）
キャリア走行層及びキャリア供給層を含む窒化物半導体積層構造を備え、
前記ゲート絶縁膜は、前記窒化物半導体積層構造上に設けられていることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記６）
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６５】
（付記７）
前記Ａｕ配線と前記電極材料拡散抑制層との間及び前記Ａｌ層と前記電極材料拡散抑制層との間の少なくとも一方に設けられ、Ｐｔ，Ｉｒ，Ｗ，Ｎｉ，Tｉ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｓｉ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｒｕ，ＣｏＳｉ，ＷＳｉ，ＮｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＴｉＳｉ，ＡｌＳｉ，ＡｌＣｕ及びＡｌＳｉＣｕのいずれかの材料を含む層を少なくとも１層有する層を備えることを特徴とする、付記６に記載の半導体装置。
【０１６６】
（付記８）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＰｔ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記９）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＡｇ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６７】
（付記１０）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＴｉ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記１１）
前記電極材料拡散抑制層は、前記第２ＴａＮ層上に、さらにＣｕ層を積層した構造を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【０１６８】
（付記１２）
前記第１ＴａＮ層及び前記第２ＴａＮ層は、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記１３）
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【０１６９】
（付記１４）
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７０】
（付記１５）
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７１】
（付記１６）
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【０１７２】
（付記１７）
ゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７３】
（付記１８）
Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、
前記Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７４】
（付記１９）
ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、
前記第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、
オーミック電極を形成し、
前記オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０１７５】
（付記２０）
前記第１電極材料拡散抑制層と前記第２電極材料拡散抑制層とを同時に形成することを特徴とする、付記１９に記載の半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１７６】
１ ＧａＮ系半導体積層構造
２ ゲート絶縁膜
３ ゲート電極（Ａｌ層）
４ ソース電極（Ａｌ含有オーミック電極）
５ ドレイン電極（Ａｌ含有オーミック電極）
６ 電極材料拡散抑制層（第１電極材料拡散抑制層）
６Ａ ＴａＮ層（第１ＴａＮ層）
６Ｂ Ｔａ層
６Ｃ ＴａＮ層（第２ＴａＮ層）
６Ｄ Ｐｔ層
６Ｅ Ａｇ層
６Ｆ Ｃｕ層
６Ｇ Ｔｉ層
６Ｘ 電極材料拡散抑制層（第２電極材料拡散抑制層）
７ 絶縁膜
８ バリアメタル層
９ Ａｕ配線
９Ａ 第１Ａｕ層
９Ｂ 第２Ａｕ層
１０ ゲートパッド
１１ ソースパッド
１２ ドレインパッド
１５〜１８ レジスト
２０ 第１レジスト膜
２１ 第２レジスト膜
２２ Ｔｉ層及びＡｌ層
２３ 第１レジスト膜
２４ 第２レジスト膜
２５、２６ レジスト
３０ 第１レジスト膜
３１ 第２レジスト膜
３２ Ｔｉ層及びＡｌ層
３３ ＴａＮ層
３４ Ｔａ層
３５ ＴａＮ層
３６ Ａｕ層
３７ Ａｌ層
４０ ＳｉＣ基板（半導体基板）
４１ ｉ−ＧａＮ電子走行層
４２ ｎ−ＡｌＧａＮ電子供給層
４３ ｎ−ＧａＮ層
５０ ステージ
５１ ゲートリード
５２ ソースリード
５３ ドレインリード
５４Ａ〜５４Ｃ Ａｌワイヤ（ボンディングワイヤ）
５５ 封止樹脂
５６ 半導体チップ（ＧａＮ−ＨＥＭＴ）
５７ ダイアタッチ剤
６０ ダイオードブリッジ
６１ チョークコイル
６２ 第１コンデンサ
６３ ＧａＮ−ＨＥＭＴ
６４ ダイオード
６５ 第２コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第１ＴａＮ層及び前記第２ＴａＮ層は、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項６】
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項７】
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項８】
ゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、
前記Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、
前記第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、
オーミック電極を形成し、
前記オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極材料拡散抑制層と前記第２電極材料拡散抑制層とを同時に形成することを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１】
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第１ＴａＮ層及び前記第２ＴａＮ層は、窒素含有率が４８％よりも大きく５２％以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
ゲート電極と、
ゲート絶縁膜と、
前記ゲート電極と前記ゲート絶縁膜との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項６】
Ａｌ層を含むオーミック電極と、
Ａｕ配線と、
前記Ａｌ層と前記Ａｕ配線との間に設けられ、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層した構造を有する電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項７】
ゲート電極の下方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第１電極材料拡散抑制層と、
オーミック電極の上方に設けられ、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層した構造を有する第２電極材料拡散抑制層とを備える半導体装置を備える電源装置。
【請求項８】
ゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
Ａｌ層を含むオーミック電極を形成し、
前記Ａｌ層上に、第１ＴａＮ層、Ｔａ層、第２ＴａＮ層を順に積層して電極材料拡散抑制層を形成し、
前記電極材料拡散抑制層上にＡｕ配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第１電極材料拡散抑制層を形成し、
前記第１電極材料拡散抑制層上にゲート電極を形成し、
オーミック電極を形成し、
前記オーミック電極上に、ＴａＮ層、Ｔａ層、ＴａＮ層を順に積層して第２電極材料拡散抑制層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１電極材料拡散抑制層と前記第２電極材料拡散抑制層とを同時に形成することを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１７８４１９（Ｐ２０１２−１７８４１９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９９４９（Ｐ２０１１−３９９４９）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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