DE4312527C2 - Verfahren zur Bildung einer Bor-dotierten halbleitenden Diamantschicht - Google Patents
Verfahren zur Bildung einer Bor-dotierten halbleitenden DiamantschichtInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Bildung von hochqualitativen Bor-dotierten halbleitenden
Diamantschichten, die für elektronische
Halbleitervorrichtungen verwendet werden.
Diamant besitzt einen großen Bandabstand von 5,5 eV und
eine hohe Durchbruchspannung. Er besitzt ebenso eine hohe
thermische Leitfähigkeit verglichen mit den herkömmlichen
Halbleitermaterialien, wie beispielsweise Silizium. Daher
wird erwartet, daß man Diamant für elektronische
Halbleitervorrichtungen verwenden kann, die unter rauhen
Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise hoher Temperatur,
betrieben werden.
P-Typ halbleitende Diamantschichten können, durch
Dotierung von Bor (B) in Diamantschichten, mittels
Ionenimplantation erzeugt werden oder mittels Abscheiden
von Materialschichten aus der Gasphase (im weiteren als
CVD-Verfahren bezeichnet) unter Verwendung eines
Reaktionsgases, das B₂H₆ enthält.
Jedoch besitzen im Stand der Technik elektronische
Vorrichtungen, die Diamantschichten verwenden, schlechte
elektronische Charakteristiken verglichen mit
Siliziumvorrichtungen, da Bor-dotierte Diamantschichten im
Stand der Technik eine schlechte Kristallinität verglichen
mit den herkömmlichen halbleitenden Materialien, wie Si
oder GaAs, besitzen.
Es ist bekannt, daß die Kristallinität von undotierten
Diamantschichten verbessert ist, wenn O₂-Gas dem
Reaktiongas im CVD-Verfahren zum Aufwachsen von
Diamantschichten hinzugefügt wird [Jap. J. Appl. Phys., Bd. 26,
S. 1429-1432 (1987) und Appl. Phys. Letters, Bd. 60, S. 480-482
(1992)]. Jedoch wurde das Hinzufügen von O₂ in das
Reaktionsgas bei der Bildung von p-Typ halbleitenden
Diamantschichten nicht verwendet, da die Konzentration von
B (Bor) in den Diamantschichten durch das Hinzufügen von
O₂ wesentlich reduziert wird aufgrund von Reaktionen
zwischen B₂H₆ und O₂. Als Resultat zeigten die derart
synthetisch hergestellten Diamantschichten nicht die
gewünschten elektrischen Charakteristiken.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zur Bildung von Bor-dotierten p-Typ
Diamantschichten mit hervorragender Kristallinität und
gewünschten elektrischen Charakteristiken zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch
gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Graphen, der Raman-Spektren von
Diamantschichten zeigt, die erfindungsgemäß gebildet
wurden, und ein Vergleichsbeispiel;
Fig. 2 einen Graphen, der die beobachteten Ergebnisse bei
der Konzentration von Boratomen in Diamantschichten zeigt,
die erfindungsgemäß gebildet wurden, und ein
Vergleichsbeispiel;
Fig. 3 einen Graphen, der die Veränderungen im
elektrischen Widerstand als Funktion der Temperatur in
Diamantschichten zeigt, die erfindungsgemäß gebildet
wurden, und von Vergleichsbeispielen;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer Schottkydiode, die unter
Verwendung von Diamantschichten hergestellt wurde, die
erfindungsgemäß gebildet wurden, und gemäß
Vergleichsbeispielen;
Fig. 5 und 6 jeweils einen Graphen, der die Kennlinien von
Schottkydioden zeigt, die unter Anwendung der Erfindung hergestellt
sind, und ein Vergleichsbeispiel.
Von den gegenwärtigen Erfindern wurden vielfältige
Versuche unternommen, p-Typ halbleitende Diamantschichten
für elektronische Vorrichtungen zu erhalten. Als ein
Resultat fanden die gegenwärtigen Erfinder heraus, daß
p-Typ halbleitende Diamantschichten mit ausgezeichneter
Kristallinität und elektrischen Charakteristiken mittels
eines Verfahren erhalten werden können, in dem
Diamantschichten mittels eines CVD-Verfahrens gebildet
werden, wobei ein Reaktionsgas verwendet wird, das B₂H₆
und O₂ mit einem Volumenverhältnis (B₂H₆)/(O₂)
1 * 10-4 enthält. Diese Bedingung ist
notwendig, um die Verringerung der Bor-Konzentration in
den Diamantschichten aufgrund der Reaktion mit Sauerstoff
auszugleichen, und daher p-Typ halbleitende
Diamantschichten mit ausgezeichneter Kristallinität und
gewünschten elektrischen Charakteristiken zu bilden.
In der bevorzugten Weise der Erfindung ist zur
Stabilisierung der elektrischen Charakteristiken der
Bor-dotierten Diamantschichten eine Hitzebehandlung
(Ausheilen) nach der Bildung der Diamantschichten
erforderlich. Es wurde von den gegenwärtigen Erfindern
festgestellt, daß durch Ausheilen der Diamantschichten,
die unter Verwendung eines Reaktionsgases mit einem
Volumenverhältnis (B₂H₆)/(O₂)
<1 * 10-4 gebildet wurden, der elektrische
Widerstand der Diamantschichten anstieg bis beinahe auf
den Widerstand von nichtleitendem Diamant. Daraus wurde
geschlossen, daß ein Volumenverhältnis
(B₂H₆)/(O₂) von 1 * 10-4 oder mehr
erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden
Beispiele besser verstanden.
Zuerst wurde die Kristallinität von einer erfindungsgemäß
gebildeten Diamantschicht untersucht. Die Diamantschicht
wurde mittels CVD-Verfahrens unter Verwendung eines
Reaktionsgases gebildet, das aus 0,5% Methan in
Wasserstoff mit hinzugefügten 0,1 Volumenprozent O₂ und
0,1 ppm B₂H₆ ([B₂H₆]/[O₂] = 1 * 10-4) bestand
(Arbeitsbeispiel 1). Zum Vergleich wurde eine
Diamantschicht mittels CVD-Verfahrens unter Verwendung
eines Reaktionsgases gebildet, das aus 0,5% Methan in
Wasserstoff mit hinzugefügten 0,1 ppm B₂H₆ (O₂ wurde nicht
hinzugefügt) bestand (Vergleichsbeispiel 1).
Fig. 1 zeigt die Raman-Spektren der Diamantschichten des
Arbeitsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 1. In
dieser Abbildung zeigt die Abszisse die Raman-Verschiebung
und die Ordinate die Raman-Intensität in beliebigen
Einheiten an. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erscheint die
Spitze bei 1332 cm-1 aufgrund von Diamant bei beiden
Diamantschichten, der des Arbeitsbeispiels 1 und der des
Vergleichsbeispiels 1. In der Diamantschicht des
Arbeitsbeispiels 1 existiert nur ein sehr schwaches und
breites Band bei 1550 cm-1, das eine Anwesenheit von
Nicht-Diamantkomponenten in der Schicht anzeigt. Im
Gegensatz dazu existiert ein stärkeres Band bei 1550 cm-1
im Vergleichsbeispiel 1. Dieses Resultat zeigt an, daß die
Diamantschicht des Arbeitsbeispiels weniger
Nicht-Diamantkomponenten enthält und daher eine bessere
Kristallinität besitzt. Auch kann erkannt werden, daß die
Diamantschicht des Arbeitsbeispiels 1 einen weniger
lumineszierenden Hintergrund besitzt, was ebenso eine
bessere Kristallinität anzeigt.
Als nächstes wurde die Borkonzentration in der
erfindungsgemäß gebildeten Diamantschicht untersucht. Es
wurde eine Diamantschicht unter der Bedingung gebildet,
daß das Gaskonzentrationsverhältnis ([B₂H₆]/[O₂]) =
1 * 10-4 betrug, aber die Sauerstoffkonzentration O₂
verändert wurde (Arbeitsbeispiel 2). Zum Vergleich wurde
eine Diamantschicht unter Verwendung eines Reaktionsgases
gebildet, in dem die Konzentration von B₂H₆ 0,01 ppm
betrug und die Konzentration von O₂ zwischen 0 und 0,1
Volumenprozent verändert wurde ([B₂H₆]/[O₂] 1 * 10-4), was
das Vergleichsbeispiel 2 darstellt. Es sollte beachtet
werden, daß die vorstehenden Diamantschichten auf
Si-Substraten gebildet wurden (n-Typ Si mit einem
Widerstand von 100 cm oder mehr) mittels eines
Mikrowellen-Plasma-CVD-Verfahrens, wobei, zusätzlich zu
B₂H₆ und O₂ wie vorstehend beschrieben, das
Hauptreaktionsgas aus 0,5% Methan in Wasserstoff bestand,
die Substrattemperatur 800°C und der Gasdruck 4665 Pa (35 Torr)
betrug.
Fig. 2 ist ein Graph, der die Borkonzentrationen in den
Diamantschichten, gemessen durch
Sekundärion-Massenspektrometrie, zeigt. In dieser
Abbildung zeigt die Abszisse die Sauerstoffkonzentration
O₂ und die Ordinate die Borkonzentration an. Im
Vergleichsbeispiel 2 nimmt die Borkonzentration in der
Diamantschicht mit dem Zuwachs der Sauerstoffkonzentration
O₂ ab. Im Gegensatz dazu ist im Arbeitsbeispiel 2 die
Konzentration der Boratome in der Diamantschicht nahezu
konstant trotz der Veränderung der Sauerstoffkonzentration
O₂.
Als nächstes wurde die Veränderung des elektrischen
Widerstandes einer erfindungsgemäß gebildeten
Diamantschicht in Abhängigkeit von der Temperatur
untersucht.
Zuerst wurde eine Diamantschicht mittels CVD-Verfahrens
unter Verwendung eines Reaktionsgases mit hinzugefügten
0,1 Volumenprozent O₂ und 1,0 ppm B₂H₆ ([B₂H₆]/[0₂] =
1 * 10-3) (Arbeitsbeispiel 3) gebildet. Ebenso wurde auch
eine Diamantschicht mittels CVD-Verfahrens gebildet, das
ein Reaktionsgas mit hinzugefügten 0,1 Volumenprozent O₂
und 0,1 ppm B₂H₆ ([B₂H₆]/[O₂] = 1 * 10-4) gebildet
(Arbeitsbeispiel 4). Zum Vergleich wurde eine
Diamantschicht mittels CVD-Verfahrens unter Verwendung
eines Reaktionsgases mit hinzugefügten 0,1 Volumenprozent
O₂ und 0,095 ppm B₂H₆ ([B₂H₆]/[O₂] = 9,5 * 10-5)
(Vergleichsbeispiel 3) gebildet. Die übrigen Bedingungen
für die Methan/Wasserstoff-Konzentration, das
Substratmaterial, die Substrattemperatur und den Gasdruck
waren dieselben wie vorher. Die Veränderung im
elektrischen Widerstand als Funktion der Temperatur für
die Diamantschichten der Arbeitsbeispiele 3 und 4 und des
Vergleichsbeispiels 4 wurden beide während eines
Temperatur-Zuwachs-Vorgangs und eines
Temperatur-Abfall-Vorgangs untersucht.
Fig. 3 ist ein Graph, der die Veränderungen des
elektrischen Widerstands als Funktion der Temperatur in
den Diamantschichten der Arbeitsbeispiele 3 und 4 und des
Vergleichsbeispiels 3 zeigt. In dieser Abbildung zeigen
die Abszisse und die Ordinate die Temperatur bzw. den
elektrischen Widerstand an. Im Vergleichsbeispiel 3 nimmt
der Widerstand durch das Ausheilen rapide zu, bis er nahezu
gleich dem des isolierenden Diamants (1 * 1014 ) ist,
wodurch es unmöglich ist, die Diamantschicht als p-Typ
halbleitendes Material zu verwenden. Im Gegensatz dazu
nimmt in den Arbeitsbeispielen 3 und 4 der Widerstand nur
merklich zu, und daher haben diese Diamantschichten stabile
elektrische Charakteristiken.
Aus all diesen vorstehend beschriebenen Resultaten wurde
geschlossen, daß die erfindungsgemäß gebildeten
Bor-dotierten Diamantschichten eine ausgezeichnete
Kristallinität und elektrische Charakteristiken wie p-Typ
halbleitende Materialien zur Vorrichtungsherstellung
besitzen.
Im folgenden werden Schottkydioden hergestellt, die die
erfindungsgemäß gebildete halbleitende Diamantschicht
verwenden, und es werden ihre Charakteristiken untersucht.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die eine typische
Schottkydiode zeigt, die unter Verwendung einer
Bor-dotierten Halbleiterschicht hergestellt wurde. Das
Herstellungsverfahren ist folgendermaßen:
Zuerst wurde eine 1 µm dicke p-Typ Diamantschicht 2 auf
einem Si-Substrat 3 mit niedrigem Widerstand unter
Verwendung eines Mikrowellen-Plasma-CVD-Verfahrens
gebildet, wobei das verwendete Reaktionsgas aus 0,5%
Methan in Wasserstoff, 0,1 ppm B₂H₆ und 0,1 Volumenprozent
O₂ ([B₂H₆]/[O₂] = 1 * 10-4) besteht. Während des
CVD-Verfahrens betrug die Substrattemperatur 800°C und
der Gasdruck 4665 Pa (35 Torr).
Als nächstes wurde die Diamantschicht im Vakuum bei 850°C
für 30 min hitzebehandelt, um die elektrischen
Charakteristiken der Schicht zu stabilisieren. Nachfolgend
wurde eine Aluminiumelektrode 1 mit einem Durchmesser von
100 µm und einer Dicke von 200 µm selektiv auf der p-Typ
Diamantschicht 2 mittels Elektronenstrahl-Abscheidung
gebildet. Schließlich wurde eine Silberpaste 4 auf der
Rückseite des Siliziumsubstrats 3 aufgebracht, um einen
ohmschen Kontakt zu bilden (Arbeitsbeispiel 6).
Zum Vergleich wurde eine Schottkydiode mittels desselben
Verfahrens gebildet wie im Arbeitsbeispiel 6, abgesehen
davon, daß das Reaktionsgas 0,5% Methan in Wasserstoff und
0,1 ppm B₂H₆ (es wurde kein O₂ hinzugefügt) zum
Diamantwachstum enthielt (Vergleichsbeispiel 5).
Fig. 5 zeigt die gemessenen Kennlinien der hergestellten
Dioden. In der Diode des Vergleichsbeispiels 5 trat bei
über 3 V im Sperrspannungsbereich ein Leckstrom auf. Im
Gegensatz dazu war der Leckstrom in der Diode des
Arbeitsbeispiels 6 besonders klein, so daß sie eine
bevorzugte Richtcharakteristik zeigte
Desweiteren wurde eine Schottkydiode mittels desselben
Verfahrens wie im Arbeitsbeispiel 6 gebildet, außer, daß
das Reaktionsgas 0,05 ppm B₂H₆ und 0,1 Volumenprozent O₂
enthielt (Vergleichsbeispiel 6).
Fig. 6 ist ein Graph, der die gemessenen Kennlinien der
Schottkydioden des Arbeitsbeispiels 6 und des
Vergleichsbeispiels 6 zeigt. Die Schottkydiode des
Arbeitsbeispiels 6 zeigt eine bevorzugte
Richtcharakteristik, während die Schottkydiode des
Vergleichsbeispiels 6 einen sehr hohen Widerstand besitzt
und der Strom äußerst gering war.
Aus den vorstehenden Versuchen wurde geschlossen, daß,
wenn Diamantschichten erfindungsgemäß mittels des
CVD-Verfahrens unter Verwendung eines Reaktionsgases mit
B₂H₆ und O₂ in einem Volumenverhältnis
([B₂H₆]/[O₂]) 1 * 10-4 zusätzlich zu einem
Kohlenwasserstoffgas in Wasserstoff gebildet werden, es
möglich ist p-Typ halbleitende Diamantschichten mit
ausgezeichneter Kristallinität und stabilen elektrischen
Charakteristiken zu bilden, die für elektronische
Vorrichtungen verwendet werden können.
Claims (1)
- Verfahren zur Bildung einer p-Typ halbleitenden Diamantschicht auf einem Substrat mittels Gasphasen-Synthese unter Verwendung eines Reaktionsgases, das B₂H₆ und O₂ in einem Volumenverhältnis von [B₂H₆]/[O₂] 1 * 10-4 zusätzlich zu mindestens einem Kohlenwasserstoffgas in Wasserstoff enthält.
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US5803967A (en) * | 1995-05-31 | 1998-09-08 | Kobe Steel Usa Inc. | Method of forming diamond devices having textured and highly oriented diamond layers therein |
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