DE2950644A1

DE2950644A1 - Schottky-diode

Info

Publication number: DE2950644A1
Application number: DE19792950644
Authority: DE
Inventors: Erich Dr. 7913 Senden Kasper
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: KASPER, ERICH, DR.RER.NAT., 7914 PFAFFENHOFEN, DE
Priority date: 1979-12-15
Filing date: 1979-12-15
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2950644C2

Description

Schottky-Diode
Bei bekannten Schottky-Dioden, die aus einem Substrat mit einer epitaktischen Schicht und einem an der epitaktischen Schicht angebrachten Schottky-Kontakt bestehen, hat die epitaktische Schicht eine Dotierung von 1016 bis 10 8/cm2. Diese Dotierung wird deshalb so hoch gewählt, damit der Serienwiderstand R5 der Diode einen geringen Wert erhält.
Die bekannten Schottky-Dioden haben jedoch den Nachteil, daß bei einer so relativ hohen Dotierung der epitaktischen Schicht die Raumladungsweite w für eine in Flußrichtung vorgespannte Diode wesentlich kleiner als die Schichtdicke der epitaktischen Schicht ist (z. B.
w = 0,025 ßm für Nd = 2.10 17/cm3, UD - U = 0,1 V). Dies hat eine hohe Kapazität C zur Folge. Außerdem ist bei den bekannten Schottky-Dioden beim Einsatz für Mikrowellenoszillatoren eine hohe Lokaloszillatorleistung (zwischen 1 bis 10 mW) erforderlich, um geringe Mischverluste zu erzielen. Insbesondere bei hohen Frequenzen (mn-Wellen) ist es jedoch teuer und aufwendig, die erforderliche Mischoszillatorleist,u rauschvarm zu erzeugen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schottky-Diode anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Schottky-Diode gelöst, die eine niederohmige Halbleiterzone, eine daran angrenzende dünnere intrinsicleitende oder hochohmige Halbleiterzone (r- oderg -leitend) sowie einen an der intrinsicleitenden oder hochohmigen Halbleiterzone angebrachten Schottky-Kontakt aufweist und bei der bei Verwendung einer hochohmigen Halbleiterzone die Dotierung dieser Zone so gering gewählt ist, daß N.d < 1010/cm2 ist, wenn N die Störstellenkonzentration/cm3 und d die Dicke der hochohmigen Halbleiterzone ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schottky-Diode für Mikrowellenmischer der Arbeitspunkt und die Leistung des Lokaloszillators so niedrig gewählt, daß Umax < UD -0,016 V ist, wenn Umax die maximale Betriebsspannung und UD die Diffusionsspannung sind.
Bei der Schottky-Diode nach der Erfindung ist die intrinsicleitende oder hochohmige Halbleiterzone vorzugsweise eine epitaktische Schicht und die niederohmige Halbleiterzone das Substrat ~für die epitaktische Schicht.
Bei der Schottky-Diode nach der Erfindung wird der erforderliche geringe Serienwiderstand dadurch erreicht, daß die intrinsicleitende bzw. hochohmige Schicht völlig von der Raumladungszone w erfüllt ist. Dies ist im gesamten Sperrgebiet und im Flußbereich bis U = UD - 0,016 V der Fall, da bei sehr niedriger Dotierung die Raumladungsweite w groß ist. Außerdem hat die Schottky-Diode nach der Erfindung auch eine kleine Sperrschichtkapazität (C = t.
.F/w). Mit der Schottky-Diode nach der Erfindung können deshalb sehr hohe Grenzfrequenzen erreicht werden. Ausserdem kann bei Verwendung der Schottky-Diode nach der Erfindung für einen Mikrowellenmischer die Mischoszillatorleistung gering bleiben (< 1 mW).
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Nach der Figur wird auf die polierte Vorderseite eines niederohmigen As-dotierten Siliziumsubstrats 1 (z. B.
1 mRcm) eine hochohmige, z. B. 0,2 ßm dicke Schicht 2 aus Silizium epitaktisch abgeschieden. Die Dotierung der epitaktischen Schicht 2, die beispielsweise mit Sb dotiert ist, beträgt z. B. Nd = 2 . 1013 /cm3 (Nd . d = 4 . 108/cm2). Auf der Epitaxieschicht 2 wird durch elek-4 . 108 /cm2 ). Auf der Epitaxieschicht 2 wird durch elektrolytische Abscheidung als Schottky-Kontakt z. B. eine Pt-Schicht 3 und auf die Pt-Schicht 3 eine Au-Schicht 4 aufgebracht. Die Dicke der Pt-Schicht 3 beträgt beispielsweise 0,1 Am und die Dicke der Au-Schicht 4 10 ßm. Auf die Rückseite des Substrats 1 wird durch Aufdampfen eine Au-Schicht 5 als ohmscher Kontakt aufgebracht, die beispielsweise eine Dicke von 0,2 ßm hat.
Die Epitaxieschicht 2 kann gemäß der Fig. in dem-nicht vom Schottky-Kontakt bedeckten Oberflächenbereich durch selektives Ätzen bis zum Siliziumsubstrat 1 abgetragen werden. Die so freigelegte Oberfläche des Substrats wird vorzugsweise mit einer Siliziumdioxydschicht 6, die als Passivierungsschicht wirkt, bedeckt.
Die fertige Schottky-Diode wird beispielsweise in ein Mikrowellengehäuse eingebaut. Zu diesem Zweck wird die ohmsche Elektrode 5 mit dem Boden des Mikrowellengehäuses verlötet, während die Verbindung mit dem Schottky- Kontakt durch einen Bonddraht hergestellt wird, der mit der Au-Schicht 4 verlötet wird.
Der Arbeitspunkt wird in Flußrichtung beispielsweise bei U = 0,3 V eingestellt. Die Lokaloszillatorleistung beträgt 0,3 mW.

Claims

Patentansprüche 1) Schottky-Diode, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine niederohmige Halbleiterzone, eine daran angrenzende dünnere intrinsicleitende oder hochohmige Halbleiterzone (r oder'il-leitend) sowie einen an der intrinsicleitenden oder hochohmigen Halbleiterzone angebrachten Schottky-Kontakt aufweist, und daß bei Verwendung einer hochohmigen Halbleiterzone die Dotierung dieser Zone so gering gewählt ist, daß N. d < 10 10/cm2 ist, wenn N die Störstellenkonzentration/cm3 und d die Dicke der hochohmigen Halbleiterzone sind.
2) Schottky-Diode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Diode für einen Mikrowellenmischer der Arbeitspunkt und die Leistung des Lokaloszillators so niedrig gewählt sind, daß Umax < UD -0,016 V ist, wenn Umax die maximale Betriebsspannung und UD die Diffusionsspannung sind.
3) Schottky-Diode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die intrinsicleitende oder hochohmige Halbleiterzone eine epitaktische Schicht und die niederohmige Halbleiterzone das Substrat für die epitaktische Schicht ist.