JP2003069048A - Schottky barrier diode and manufacturing method thereof - Google Patents

Schottky barrier diode and manufacturing method thereof

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JP2003069048A
JP2003069048A JP2001261533A JP2001261533A JP2003069048A JP 2003069048 A JP2003069048 A JP 2003069048A JP 2001261533 A JP2001261533 A JP 2001261533A JP 2001261533 A JP2001261533 A JP 2001261533A JP 2003069048 A JP2003069048 A JP 2003069048A
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electrode
epitaxial layer
barrier diode
schottky barrier
layer
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Japanese (ja)
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Tetsuo Asano
哲郎 浅野
Katsuaki Onoda
克明 小野田
Yoshifumi Nakajima
好史 中島
Shigeyuki Murai
成行 村井
Hisaaki Tominaga
久昭 冨永
Koichi Hirata
耕一 平田
Mikito Sakakibara
幹人 榊原
Hidetoshi Ishihara
秀俊 石原
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a chip cannot be miniaturized smoothly due to mesa etching and a thick polyimide layer and characteristics cannot be improved due to the distance between electrodes in a Schottky barrier diode, and etching a Schottky junction section cannot be controlled easily in a manufacturing method of a Schottky barrier diode. SOLUTION: N+-type ion implantation regions are provided on a substrate surface, thus eliminating the need for mesa and a polyimide layer, and achieving the planar type Schottky barrier diode of a compound semiconductor. The distance between electrodes can be reduced, thus shrinking the chip, and improving high-frequency characteristics. Additionally, GaAs is not etched when a Schottky junction region is formed, thus manufacturing a Schottky barrier diode having excellent reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路に採用
される化合物半導体のショットキーバリアダイオードお
よびその製造方法に関し、特にプレーナー構造にするこ
とにより動作領域およびチップサイズの小型化を実現し
た化合物半導体のショットキーバリアダイオードおよび
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound semiconductor Schottky barrier diode used in a high-frequency circuit and a method for manufacturing the same, and more particularly to a compound semiconductor in which an operating region and a chip size are reduced by adopting a planar structure. Of Schottky barrier diode and manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】世界的な携帯電話市場の拡大に加え、デ
ジタル衛星放送受信機向けの需要が高まるに伴い高周波
デバイスの需要が急伸している。その素子としては、高
周波を扱うことからガリウム・砒素(GaAs)を用い
た電界効果トランジスタを使用する事が多く、これに伴
って前記スイッチ回路自体を集積化したモノリシックマ
イクロ波集積回路(MMIC)や、局部発振用FETの
開発が進められている。
2. Description of the Related Art In addition to the expansion of the global mobile phone market, the demand for high frequency devices has been rapidly increasing as the demand for digital satellite broadcasting receivers has increased. As an element thereof, a field effect transistor using gallium arsenide (GaAs) is often used because it handles high frequencies, and along with this, a monolithic microwave integrated circuit (MMIC) in which the switch circuit itself is integrated, The development of a local oscillation FET is under way.

【0003】また、GaAsショットキーバリアダイオ
ードも基地局用などで需要が高まっている。
Demand for GaAs Schottky barrier diodes is also increasing for base stations.

【0004】図9には、従来のショットキーバリアダイ
オードの動作領域部分の断面図を示す。
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the operating region of a conventional Schottky barrier diode.

【0005】n+型GaAs基板上21にn+型エピタ
キシャル層22(5×1018cm-3)を6μm程度積層
し、更に動作層となるn型エピタキシャル層23(1.
3×1017cm-3)を例えば3500Å程度堆積する。
An n + type epitaxial layer 22 (5 × 10 18 cm −3 ) is laminated on the n + type GaAs substrate 21 to a thickness of about 6 μm, and an n type epitaxial layer 23 (1.
3 × 10 17 cm −3 ) is deposited, for example, on the order of 3500 Å.

【0006】オーミック電極28となる第1層目の金属
層は、n+型エピタキシャル層22にオーミック接合す
るAuGe/Ni/Auである。第2層目の金属層はT
i/Pt/Auであり、この第2層目の金属層のパター
ンはアノード側とカソード側の2種類ある。アノード側
ではn型エピタキシャル層23とショットキー接合を形
成する。このショットキー接合領域31aを有するアノ
ード側の第2層目の金属層を以下ショットキー電極31
と称する。ショットキー電極31はアノードボンディン
グパッドを形成する第3層目のAuメッキ層の下地電極
ともなり双方のパターンは全く重畳する。カソード側の
第2層目の金属層はオーミック電極とコンタクトし、さ
らにカソードボンディングパッドを形成する第3層目の
Auメッキ層の下地電極となり、アノード側同様、双方
のパターンは全く重畳する。ショットキー電極31は、
そのパターンの端の位置をポリイミド層の上面に配置す
る必要から、ショットキー接合領域31a周辺において
16μmカソード側にオーバーラップさせてパターニン
グされる。ショットキー接合部以外の基板はカソード電
位であり、アノード電極34とカソード電位となるGa
Asとが交差する部分では、絶縁のためにポリイミド層
30が設けられる。この交差部分の面積は1300μm
2程度にもなり、大きな寄生容量持つため、その離間距
離として6〜7μm程度の厚みにすることで寄生容量を
緩和する必要がある。ポリイミドはその低い誘電率と、
厚く形成できる性質から層間絶縁層として採用される。
The first metal layer which becomes the ohmic electrode 28 is AuGe / Ni / Au which makes ohmic contact with the n + type epitaxial layer 22. The second metal layer is T
i / Pt / Au, and there are two types of patterns of the second metal layer, that is, the anode side and the cathode side. A Schottky junction is formed with the n-type epitaxial layer 23 on the anode side. The second metal layer on the anode side having the Schottky junction region 31a is referred to as a Schottky electrode 31 below.
Called. The Schottky electrode 31 also serves as a base electrode of the third Au-plated layer forming the anode bonding pad, and both patterns completely overlap. The second metal layer on the cathode side is in contact with the ohmic electrode and further serves as a base electrode for the third Au plating layer forming the cathode bonding pad, and both patterns are completely overlapped as with the anode side. The Schottky electrode 31 is
Since it is necessary to dispose the end position of the pattern on the upper surface of the polyimide layer, patterning is performed so as to overlap the 16 μm cathode side around the Schottky junction region 31a. The substrate other than the Schottky junction has a cathode potential, and the anode electrode 34 and the cathode have a Ga potential.
A polyimide layer 30 is provided at the intersection with As for insulation. The area of this intersection is 1300 μm
The parasitic capacitance is about 2 and has a large parasitic capacitance. Therefore, it is necessary to reduce the parasitic capacitance by setting the separation distance to a thickness of about 6 to 7 μm. Polyimide has a low dielectric constant,
It is used as an interlayer insulating layer because it can be formed thick.

【0007】ショットキー接合領域31aは10V程度
の耐圧と良好なショットキー特性を確保するため1.3
×1017cm-3程度のn型エピタキシャル層23上に設
けられる。一方、オーミック電極28は取り出し抵抗を
低減するため、メサエッチングにより露出したn+型エ
ピタキシャル層22の表面に設ける。また、n+型エピ
タキシャル層22の下層は高濃度のGaAs基板21と
なっており、裏面電極としてオーミック電極28である
AuGe/Ni/Auが設けられ、基板裏面からの取り
出しの機種にも対応が可能となっている。
The Schottky junction region 31a is 1.3 in order to secure a withstand voltage of about 10 V and good Schottky characteristics.
× provided on 10 17 cm -3 of about n-type epitaxial layer 23. On the other hand, the ohmic electrode 28 is provided on the surface of the n + type epitaxial layer 22 exposed by the mesa etching in order to reduce the extraction resistance. Further, the lower layer of the n + type epitaxial layer 22 is a high-concentration GaAs substrate 21, and AuGe / Ni / Au, which is an ohmic electrode 28, is provided as a backside electrode, and it is possible to support a model taken out from the backside of the substrate. Has become.

【0008】図10に、従来の化合物半導体のショット
キーバリアダイオードの平面図を示す。
FIG. 10 shows a plan view of a conventional compound semiconductor Schottky barrier diode.

【0009】チップのほぼ中央においてn型エピタキシ
ャル層23上にショットキー接合領域31aを形成す
る。この領域は直径約10μmの円形であり、n型エピ
タキシャル層23を露出したショットキーコンタクトホ
ール29に第2層目の金属層であるTi/Pt/Auを
順次蒸着し形成する。円形のショットキー接合領域31
aの外周を囲んで第1層目の金属層であるオーミック電
極28が設けられる。オーミック電極28は、AuGe
/Ni/Auを順次蒸着したものであり、チップの半分
近い領域に設けられる。また、電極の取り出しのために
第2層目の金属層をオーミック電極28とコンタクトさ
せ、下地電極とする。
A Schottky junction region 31a is formed on the n-type epitaxial layer 23 at approximately the center of the chip. This region has a circular shape with a diameter of about 10 μm, and Ti / Pt / Au, which is the second metal layer, is sequentially deposited in the Schottky contact hole 29 exposing the n-type epitaxial layer 23. Circular Schottky junction area 31
An ohmic electrode 28, which is a first metal layer, is provided so as to surround the outer periphery of a. The ohmic electrode 28 is made of AuGe.
/ Ni / Au is sequentially deposited, and is provided in a region close to half of the chip. Further, in order to take out the electrode, the second metal layer is brought into contact with the ohmic electrode 28 to form a base electrode.

【0010】アノード側およびカソード側の下地電極は
第3層目となるAuメッキ層のために設けられる。アノ
ード側ではショットキー接合領域31a部分とボンディ
ングに必要最小限の領域に設け、カソード側は、円形の
ショットキー接合領域31aの外周を囲むような形状に
パターニングされる。また、高周波特性のファクターで
あるインダクタ成分を低くするため、ボンディングワイ
ヤを多く固着する必要があり、そのためにチップの約半
分を占める領域をボンディング領域としている。
The base electrodes on the anode side and the cathode side are provided for the Au plating layer which is the third layer. The anode side is provided in a minimum area necessary for bonding with the Schottky junction region 31a, and the cathode side is patterned in a shape surrounding the outer periphery of the circular Schottky junction region 31a. Further, in order to reduce the inductor component, which is a factor of high frequency characteristics, it is necessary to fix a large number of bonding wires, and for this reason, a region that occupies about half of the chip is a bonding region.

【0011】更に、下地電極と重なるように、Auメッ
キ層を設ける。ここにステッチボンドによりボンディン
グワイヤが固着され、電極が取り出される。アノードボ
ンディングパッド部は40×60μm2であり、カソー
ドボンディングパッド部は240×70μm2である。
ステッチボンドによる接続では、1回のボンディングに
より2本のボンディングワイヤを接続できるので、ボン
ディング面積が小さいものでも、高周波特性のパラメー
タであるインダクタ成分を小さくでき、高周波特性の向
上に寄与している。
Further, an Au plating layer is provided so as to overlap the base electrode. The bonding wire is fixed thereto by stitch bonding, and the electrode is taken out. The anode bonding pad portion is 40 × 60 μm 2 and the cathode bonding pad portion is 240 × 70 μm 2 .
In the connection by stitch bonding, two bonding wires can be connected by one-time bonding, so that even if the bonding area is small, the inductor component, which is a parameter of the high frequency characteristic, can be reduced, which contributes to the improvement of the high frequency characteristic.

【0012】図11から図15に従来のショットキーバ
リアダイオードの製造方法を示す。
11 to 15 show a conventional method of manufacturing a Schottky barrier diode.

【0013】図11では、メサエッチングによりn+型
エピタキシャル層22を露出して、第1層目の金属層を
付着してオーミック電極28を形成する。
In FIG. 11, the n + type epitaxial layer 22 is exposed by mesa etching, and the first metal layer is attached to form the ohmic electrode 28.

【0014】すなわち、n+GaAs基板21にn+型
エピタキシャル層22(5×1018cm-3)を6μm程
度堆積し、その上にn型エピタキシャル層23(1.3
×1017cm-3)を3500Å程度堆積する。その後全
面を酸化膜25で被覆し、予定のオーミック電極28上
のレジスト層を選択的に窓開けするフォトリソグラフィ
プロセスを行う。その後、このレジスト層をマスクとし
て予定のオーミック電極28部分の酸化膜25をエッチ
ングし、更にn+型エピタキシャル層22が露出するよ
うにn型エピタキシャル層23のメサエッチングを行
う。
That is, an n + type epitaxial layer 22 (5 × 10 18 cm −3 ) is deposited on the n + GaAs substrate 21 to a thickness of about 6 μm, and an n type epitaxial layer 23 (1.3
× 10 17 cm -3 ) is deposited at about 3500 Å. After that, the entire surface is covered with an oxide film 25, and a photolithography process of selectively opening a resist layer on a predetermined ohmic electrode 28 is performed. Then, the oxide film 25 in the planned ohmic electrode 28 portion is etched using this resist layer as a mask, and mesa etching of the n-type epitaxial layer 23 is further performed so that the n + -type epitaxial layer 22 is exposed.

【0015】その後、第1層目の金属層であるAuGe
/Ni/Auの3層を順次真空蒸着し積層する。その
後、レジスト層を除去して、予定のオーミック電極28
部分に金属層を残す。引き続いて合金化熱処理によりn
+型エピタキシャル層22にオーミック電極28を形成
する。
After that, AuGe, which is the first metal layer, is formed.
/ Ni / Au three layers are sequentially vacuum-deposited and laminated. After that, the resist layer is removed, and the planned ohmic electrode 28 is formed.
Leave a metal layer on the part. Subsequent to the alloying heat treatment, n
An ohmic electrode 28 is formed on the + type epitaxial layer 22.

【0016】図12では、ショットキーコンタクトホー
ル29を形成する。新たなレジスト層を全面に形成し、
予定のショットキー接合領域31a部分を選択的に窓開
けするフォトリソグラフィプロセスを行う。露出した酸
化膜25をエッチング後レジストを除去し、予定のショ
ットキー接合領域31a部のn型エピタキシャル層23
が露出したショットキーコンタクトホール29を形成す
る。
In FIG. 12, a Schottky contact hole 29 is formed. Form a new resist layer on the entire surface,
A photolithography process is performed to selectively open the intended Schottky junction region 31a. After the exposed oxide film 25 is etched, the resist is removed, and the n-type epitaxial layer 23 in the planned Schottky junction region 31a is formed.
An exposed Schottky contact hole 29 is formed.

【0017】図13では、絶縁のためのポリイミド層3
0を形成する。全面にポリイミドを数回に渡りコーティ
ングし、厚いポリイミド層30を設ける。新たなレジス
ト層を全面に形成し、予定のポリイミド層30部分が残
る様に選択的に窓開けするフォトリソグラフィプロセス
を行う。その後、露出したポリイミドをウェットエッチ
ングにより除去する。その後レジスト層を除去してポリ
イミド層30をキュアし、6〜7μmの厚みとする。
In FIG. 13, a polyimide layer 3 for insulation is shown.
Form 0. The entire surface is coated with polyimide several times to form a thick polyimide layer 30. A photolithography process is performed in which a new resist layer is formed on the entire surface and a window is selectively opened so that a predetermined polyimide layer 30 portion remains. Then, the exposed polyimide is removed by wet etching. Then, the resist layer is removed and the polyimide layer 30 is cured to a thickness of 6 to 7 μm.

【0018】図14では、ショットキーコンタクトホー
ル29内に露出するn型エピタキシャル層23をエッチ
ングし、ショットキー接合領域31aを有するショット
キー電極31を形成する。
In FIG. 14, the n-type epitaxial layer 23 exposed in the Schottky contact hole 29 is etched to form the Schottky electrode 31 having the Schottky junction region 31a.

【0019】ショットキーコンタクトホール29周囲の
酸化膜25をマスクにn型エピタキシャル層23をエッ
チングする。前述の如く、コンタクトホール29形成
後、n型エピタキシャル層23表面が露出したままポリ
イミド層30が形成される。ショットキー接合は、清浄
なGaAs表面に形成することが必須であり、そのため
にショットキー電極形成前にn型エピタキシャル層23
表面をエッチングする。更に、動作層として最適な厚み
である2500Åを確保するために、温度および時間を
精密にコントロールして3500Å程度の厚みから25
00Åになるようウェットエッチングする。
The n-type epitaxial layer 23 is etched using the oxide film 25 around the Schottky contact hole 29 as a mask. As described above, after forming the contact hole 29, the polyimide layer 30 is formed with the surface of the n-type epitaxial layer 23 exposed. It is essential that the Schottky junction is formed on a clean GaAs surface. Therefore, before forming the Schottky electrode, the n-type epitaxial layer 23 is formed.
Etch the surface. Furthermore, in order to secure the optimum thickness of 2500Å for the operating layer, the temperature and time are precisely controlled to reduce the thickness from about 3500Å to 25
Wet-etch so that it becomes 00Å.

【0020】その後、Ti/Pt/Auを順次真空蒸着
し、n+型エピタキシャル層22とのショットキー接合
領域31aを有し、アノード電極の下地電極を兼ねるシ
ョットキー電極31およびカソード電極35用の下地電
極を形成する。
After that, Ti / Pt / Au is sequentially vacuum-deposited to have a Schottky junction region 31a with the n + type epitaxial layer 22 and a base for the Schottky electrode 31 and the cathode electrode 35 which also serves as a base electrode of the anode electrode. Form electrodes.

【0021】図15では、アノード電極34およびカソ
ード電極35となるAuメッキ層を形成する。
In FIG. 15, an Au plating layer to be the anode electrode 34 and the cathode electrode 35 is formed.

【0022】予定のアノード電極34およびカソード電
極35部分の下地電極を露出して他をレジスト層で覆っ
た後、電解金メッキを行う。そのときレジスト層がマス
クとなり、下地電極が露出した部分のみAuメッキが付
着し、アノード電極34、カソード電極35が形成され
る。下地電極は全面に設けられおり、レジスト除去後、
Arプラズマによるイオンミリングを行い、Auメッキ
が施されていない部分の下地電極を削りアノードおよび
カソード電極34、35の形状にパターニングする。そ
のとき、Auメッキ部分も多少削られるが、6μm程度
の厚みがあるので問題ない。
After exposing the underlying electrodes of the planned anode electrode 34 and cathode electrode 35 portions and covering the others with a resist layer, electrolytic gold plating is performed. At that time, the resist layer serves as a mask, and Au plating adheres only to the exposed portion of the base electrode, whereby the anode electrode 34 and the cathode electrode 35 are formed. The base electrode is provided on the entire surface, and after removing the resist,
Ion milling with Ar plasma is performed, and the base electrode in the portion not plated with Au is scraped off and patterned into the shapes of the anode and cathode electrodes 34, 35. At this time, the Au-plated portion is also slightly scraped, but there is no problem because it has a thickness of about 6 μm.

【0023】更に裏面をバックラップし、AuGe/N
i/Auを順次蒸着し、合金化熱処理を施して、裏面の
オーミック電極28を形成する。
The back side is back-lapped and AuGe / N
i / Au is sequentially vapor-deposited and alloying heat treatment is performed to form the ohmic electrode 28 on the back surface.

【0024】化合物半導体ショットキーバリアダイオー
ドは前工程を完成すると、組み立てを行う後工程に移さ
れる。ウエファ状の半導体チップはダイシングされて、
個別の半導体チップ分離され、フレーム(図示せず)に
この半導体チップを固着した後、ボンディングワイヤで
半導体チップのアノードおよびカソードボンディングパ
ッドと所定のリード(図示せず)とを接続する。ボンデ
ィングワイヤとしては金細線を用い、周知のステッチボ
ンディングで接続される。その後、トランスファーモー
ルドされて樹脂パッケージが施される。
When the compound semiconductor Schottky barrier diode is completed in the pre-process, it is moved to the post-process for assembling. The wafer-shaped semiconductor chip is diced,
After the individual semiconductor chips are separated and the semiconductor chips are fixed to a frame (not shown), bonding pads are used to connect the anode and cathode bonding pads of the semiconductor chips to predetermined leads (not shown). Gold wires are used as the bonding wires, and they are connected by known stitch bonding. After that, transfer molding is performed and a resin package is applied.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】従来のショットキーバ
リアダイオードの基板構造は、多用な機種に対応できる
よう、裏面からもカソード電極を取り出せる構造となっ
ており、n+型GaAs基板上にn+型エピタキシャル
層を設け、その上層には所定の特性を確保するために、
1.3×1017cm-3程度のn型エピタキシャル層を設
けた構造となっている。
The substrate structure of the conventional Schottky barrier diode has a structure in which the cathode electrode can be taken out from the back surface so that it can be used for a variety of models. The n + type epitaxial substrate is formed on the n + type GaAs substrate. In order to ensure the predetermined characteristics on the upper layer,
The structure has an n-type epitaxial layer of about 1.3 × 10 17 cm −3 .

【0026】ショットキー電極は所定の特性を確保する
必要から、n型エピタキシャル層の清浄な表面を露出し
て金属を蒸着し、ショットキー接合を形成する。オーミ
ック電極は取り出し抵抗を低減するため、その下層のn
+型エピタキシャル層にオーミック接合を形成する。
Since it is necessary for the Schottky electrode to secure a predetermined characteristic, a clean surface of the n-type epitaxial layer is exposed and metal is vapor-deposited to form a Schottky junction. The ohmic electrode reduces the extraction resistance,
An ohmic junction is formed in the + type epitaxial layer.

【0027】ここで、従来構造においては、以下に示す
問題点があった。第1に、オーミック電極28形成のた
めにはメサを形成してn+型エピタキシャル層22を露
出しなければならない。n型エピタキシャル層23は3
500Å程度の厚みがあり、その下のn+型エピタキシ
ャル層22を露出させるにはメサエッチングが必須であ
る。基板表面には基板保護のための酸化膜25が設けら
れており、メサエッチングはその表面にフォトレジスト
によるマスクを設けてエッチングするが、酸化膜25表
面とレジストの密着性にばらつきが生じる。その状況で
ウエットエッチングするとエッチングが必要以上に横方
向に拡がり、必要な酸化膜25までエッチングしてしま
うこともあり、GaAsが露出すればメサの形状が不安
定となる。このためメサの開口部に設けるオーミック電
極28形成時のフォトレジストも、周端部の形状にダレ
が発生するなどし、結果的にリフトオフによるオーミッ
ク電極28の形状が悪くなったり、GaAsがショット
キー接合付近までエッチングされ、特性に悪影響を及ぼ
すような問題が発生する場合がある。
Here, the conventional structure has the following problems. First, in order to form the ohmic electrode 28, a mesa must be formed to expose the n + type epitaxial layer 22. n-type epitaxial layer 23 is 3
It has a thickness of about 500 Å, and mesa etching is essential to expose the n + type epitaxial layer 22 thereunder. An oxide film 25 for protecting the substrate is provided on the surface of the substrate, and the mesa etching is performed by providing a mask of a photoresist on the surface to perform etching, but the adhesion between the surface of the oxide film 25 and the resist varies. If wet etching is performed in this situation, the etching may spread in the lateral direction more than necessary, and even the required oxide film 25 may be etched. If GaAs is exposed, the shape of the mesa becomes unstable. Therefore, the photoresist at the time of forming the ohmic electrode 28 provided in the opening of the mesa also has a sag in the shape of the peripheral edge portion, and as a result, the shape of the ohmic electrode 28 is deteriorated due to lift-off, or GaAs is Schottky. There is a possibility that a problem may occur in which the vicinity of the junction is etched and the characteristics are adversely affected.

【0028】第2には、アノード電極34はそのほとん
どがカソード電位となるGaAs上に設けられており、
ここでの寄生容量が大きくなってしまう問題がある。交
差部分の面積は1300μm2であるので、厚い層間絶
縁膜で寄生容量を低減することが必須である。メサを埋
め込み、厚い層間絶縁膜にするために、6〜7μmのポ
リイミド層30を設けなけばならない。ショットキー接
合領域31aの電極を取り出すためにポリイミド層30
には開口部を設けるが、厚いポリイミド層30のエッチ
ングにより、またポリイミド層30上の電極のステップ
カバレッジを考慮する目的もあり、その開口部にはテー
パーがつく。しかしポリイミド層30の膜質のばらつき
や、ポリイミド層30とレジストとの密着性のばらつき
により、そのテーパーの角度が30〜45度と大きくば
らついてしまう。このため、動作領域であるショットキ
ー接合領域31aとオーミック電極28との離間距離
は、テーパーを考慮すると7μm程度確保する必要があ
る。しかし、この各接合の離間距離は直列抵抗に寄与す
るので、離間距離が大きいと高周波特性の向上を阻み、
更にはチップの小型化も進まない原因となっていた。
Secondly, most of the anode electrode 34 is provided on GaAs, which has a cathode potential.
There is a problem that the parasitic capacitance here becomes large. Since the area of the intersection is 1300 μm 2 , it is essential to reduce the parasitic capacitance with a thick interlayer insulating film. In order to embed the mesa and form a thick interlayer insulating film, a polyimide layer 30 of 6 to 7 μm must be provided. In order to take out the electrode in the Schottky junction region 31a, the polyimide layer 30
Although an opening is provided in the opening, the opening is tapered because of the etching of the thick polyimide layer 30 and also for the purpose of considering the step coverage of the electrode on the polyimide layer 30. However, due to variations in the film quality of the polyimide layer 30 and variations in the adhesion between the polyimide layer 30 and the resist, the taper angle greatly varies from 30 to 45 degrees. Therefore, the separation distance between the Schottky junction region 31a, which is the operation region, and the ohmic electrode 28 needs to be secured at about 7 μm in consideration of the taper. However, since the distance between these junctions contributes to the series resistance, a large distance hinders the improvement of high frequency characteristics,
Furthermore, miniaturization of chips has also been a cause of slow progress.

【0029】第3に、ショットキー接合およびオーミッ
ク接合の付近にテーパーがつくことになるため、ショッ
トキーバリアダイオードの動作領域付近では層間絶縁膜
の6μmの厚みが保てず、寄生容量を増加させ、特性を
悪化させる原因となってしまう問題もあった。
Thirdly, since a taper is formed in the vicinity of the Schottky junction and the ohmic junction, the thickness of the interlayer insulating film of 6 μm cannot be maintained in the vicinity of the operation region of the Schottky barrier diode, which increases the parasitic capacitance. However, there is also a problem that causes deterioration of characteristics.

【0030】第4に、層間絶縁膜としてポリイミドを採
用したり、配線および電極の取り出しとなるボンディン
グパッドにAuメッキを用いているため、コストが低減
できない要因となっていた。
Fourthly, the cost cannot be reduced because polyimide is used as the interlayer insulating film and Au plating is used for the bonding pad for taking out the wiring and the electrode.

【0031】また、従来の製造方法によると以下の問題
があった。
Further, the conventional manufacturing method has the following problems.

【0032】第1にショットキー接合は、最上層のn型
エピタキシャル層23にショットキー接合させるが、動
作層の耐圧および抵抗を考慮した最適な厚みである25
00Åを確保するために、3500Å程度のn型エピタ
キシャル層23から2500Åになるまでエッチングし
て形成される。このときのエッチングはウェットエッチ
ングであるため、時間や温度、更にエッチング液内での
ウェハの振り幅、振りスピードなどのコントロールが大
変困難である上、エッチング液を所定の鮮度保持時間内
で使用することが要求される。従って、この方法による
とウェハ毎にばらつきが生じ、動作領域の特性の再現性
および高周波特性の向上が非常に図りにくい問題があっ
た。
First, the Schottky junction is formed by Schottky junction with the uppermost n-type epitaxial layer 23, and has an optimum thickness in consideration of breakdown voltage and resistance of the operating layer.
In order to secure 00Å, etching is performed from the n-type epitaxial layer 23 of about 3500Å to 2500Å. Since the etching at this time is wet etching, it is very difficult to control the time and temperature as well as the swing width and swing speed of the wafer in the etching solution, and the etching solution is used within the predetermined freshness retention time. Is required. Therefore, according to this method, there is a problem that variations occur from wafer to wafer, and it is very difficult to improve the reproducibility of the characteristics of the operating region and the high frequency characteristics.

【0033】第2に、メサ構造を採用することにより、
工程数のかかるメサエッチングが必要となりレジストと
酸化膜との密着性のばらつきにより不良が発生すること
がある。また、層間絶縁膜としてのポリイミド層形成工
程や、ポリイミド層の上に電極の取り出しを設けるAu
メッキ形成工程などが同時に必要であり、製造フローを
複雑化させ、時間的にも効率的ではないという問題があ
った。
Secondly, by adopting the mesa structure,
Mesa etching, which requires a number of steps, is necessary, and defects may occur due to variations in the adhesion between the resist and the oxide film. In addition, a step of forming a polyimide layer as an interlayer insulating film or providing an electrode lead-out on the polyimide layer is Au.
A plating forming step and the like are required at the same time, which complicates the manufacturing flow and is not efficient in terms of time.

【0034】化合物半導体はその基板の価格自体が高い
ため、合理化のためには、チップサイズをシュリンクし
てコストを抑える必要がある。つまり、チップサイズの
低減は不可避であり、材料自体のコストの削減も望まれ
ている。また同時に高周波特性の更なる改善も要求され
ている。更には、製造工程の簡素化や効率化を図ること
も重要な課題であった。
Since the cost of the substrate itself of the compound semiconductor is high, it is necessary to reduce the cost by shrinking the chip size for rationalization. That is, it is inevitable to reduce the chip size, and it is also desired to reduce the cost of the material itself. At the same time, further improvement in high frequency characteristics is required. Furthermore, it has been an important issue to simplify the manufacturing process and to improve efficiency.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題に
鑑みてなされ、化合物半導体基板と、基板上に設けた平
坦な一導電型のエピタキシャル層と、エピタキシャル層
を突き抜けて設けられた一導電型の高濃度イオン注入領
域と、高濃度イオン注入領域にオーミック接合する第1
の電極と、エピタキシャル層とショットキー接合を形成
し且つ電極の取り出しとなる第2の電極とを具備するこ
とを特徴とするもので、基板表面に設けた高濃度イオン
注入領域表面にオーミック電極を設けることにより化合
物半導体のプレーナー型ショットキーバリアダイオード
が実現し、動作部分の面積も低減できるため、チップサ
イズの小型化やコストの削減、また寄生容量および抵抗
を低減することにより、高周波特性の向上に寄与できる
ものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and a compound semiconductor substrate, a flat one conductivity type epitaxial layer provided on the substrate, and one conductivity provided through the epitaxial layer. Type high-concentration ion implantation region and ohmic junction to the high-concentration ion implantation region
And an second electrode which forms a Schottky junction with the epitaxial layer and serves as an electrode lead-out. An ohmic electrode is formed on the surface of the high-concentration ion implantation region provided on the substrate surface. By providing a planar Schottky barrier diode of compound semiconductor by providing it, the area of the operating part can also be reduced, so the chip size can be reduced, the cost can be reduced, and the parasitic capacitance and resistance can be reduced to improve the high frequency characteristics. Can contribute to.

【0036】また、一導電型のエピタキシャル層表面に
一導電型の高濃度イオン注入領域を形成する工程と、高
濃度イオン注入領域表面にオーミック接合する第1の電
極を形成する工程と、エピタキシャル層表面にショット
キー接合を形成する金属層を設け、金属層を延在して電
極の取り出しとなる第2の電極を形成し、同時に金属層
で第1の電極の取り出し用電極を形成する工程とを具備
することを特徴とし、製造工程の簡素化および効率化を
実現し、更に高周波特性が向上できるショットキーバリ
アダイオードの製造方法を提供できるものである。
Further, a step of forming a one-conductivity-type high-concentration ion implantation region on the surface of the one-conductivity-type epitaxial layer, a step of forming a first electrode that makes ohmic contact with the high-concentration ion-implantation region surface, and an epitaxial layer. A step of providing a metal layer for forming a Schottky junction on the surface, extending the metal layer to form a second electrode for taking out the electrode, and at the same time forming an electrode for taking out the first electrode by the metal layer; It is possible to provide a method of manufacturing a Schottky barrier diode, which is characterized by including the following, realizes simplification and efficiency of the manufacturing process and further improves high frequency characteristics.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1から図8を参照して、本発明
の実施の形態を詳細に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0038】本発明のショットキーバリアダイオード
は、化合物半導体基板1と、高濃度エピタキシャル層2
と、エピタキシャル層3と、高濃度イオン注入領域7
と、第1の電極8と、第2の電極11とから構成され
る。
The Schottky barrier diode of the present invention comprises a compound semiconductor substrate 1 and a high concentration epitaxial layer 2.
, Epitaxial layer 3, and high-concentration ion implantation region 7
And a first electrode 8 and a second electrode 11.

【0039】図1には、動作領域部分の断面図を示す。FIG. 1 shows a sectional view of the operating region.

【0040】化合物半導体基板1は、ノンドープのGa
As基板であり、その上に5000Åの高濃度エピタキ
シャル層2(5×1018cm-3)および2500Åのn
型エピタキシャル層3(1.3×1017cm-3)を積層
する。いずれの層にもメサは形成されず、平坦な基板構
造となっている。
The compound semiconductor substrate 1 is made of non-doped Ga.
It is an As substrate on which a high-concentration epitaxial layer 2 (5 × 10 18 cm −3 ) of 5000 Å and n of 2500 Å
The type epitaxial layer 3 (1.3 × 10 17 cm −3 ) is laminated. No mesas were formed in any of the layers, and the substrate structure was flat.

【0041】高濃度イオン注入領域7は、オーミック電
極8の下のn型エピタキシャル層3表面よりn+エピタ
キシャル層2まで到達するように設ける。円形のショッ
トキー接合領域11a外周に沿って設けられ、オーミッ
ク電極8とほぼ重畳し、少なくともショットキー接合領
域11aを囲む部分ではオーミック電極8よりはみ出し
て設けられる。ショットキー接合領域11aと高濃度イ
オン注入領域7との離間距離は1μmである。つまり、
従来のメサ構造を採用する代わりに、プレーナ構造を保
ったままで表面に高濃度イオン注入領域7を設けた構造
となっており、メサを設けずにオーミック接合を実現で
きる。
The high-concentration ion implantation region 7 is provided so as to reach the n + epitaxial layer 2 from the surface of the n-type epitaxial layer 3 below the ohmic electrode 8. It is provided along the outer periphery of the circular Schottky junction region 11a, substantially overlaps with the ohmic electrode 8, and is provided so as to protrude from the ohmic electrode 8 at least in the portion surrounding the Schottky junction region 11a. The separation distance between the Schottky junction region 11a and the high concentration ion implantation region 7 is 1 μm. That is,
Instead of adopting the conventional mesa structure, the structure is such that the high-concentration ion implantation region 7 is provided on the surface while maintaining the planar structure, and ohmic junction can be realized without providing the mesa.

【0042】第1の電極であるオーミック電極8は、高
濃度イオン注入領域7にコンタクトする第1層目の金属
層である。AuGe/Ni/Auを順次蒸着し、ショッ
トキー接合付近を円形にくりぬいた形状にパターニング
される。隣接するショットキー接合領域11aとの離間
距離は2μmである。
The ohmic electrode 8, which is the first electrode, is the first metal layer in contact with the high-concentration ion implantation region 7. AuGe / Ni / Au is vapor-deposited in sequence and patterned in a shape in which the vicinity of the Schottky junction is hollow. The distance from the adjacent Schottky junction region 11a is 2 μm.

【0043】第2の電極は、ショットキー接合領域11
aからアノードボンディングパッド11bに至るアノー
ド電極11である。GaAs表面を覆う窒化膜5に直径
10μmの円形のショットキーコンタクトホールを設
け、Ti/Pt/Auを順次蒸着した第2層目の金属層
であり、n型エピタキシャル層3とショットキー接合を
形成することによりショットキー接合領域11aを形成
する。また、その金属層を電極の取り出しとなるボンデ
ィングワイヤ固着領域まで延在してアノードボンディン
グパッド11bを設ける。つまり、n型エピタキシャル
層3とショットキー接合を形成するショットキー金属層
とその電極の取り出しとなる配線およびアノードボンデ
ィングパッド11bを形成する金属層がアノード電極1
1として同一の蒸着金属層となっている。動作領域とな
るn型エピタキシャル層3は耐圧等所定の特性を得るた
めに最適な2500Åとなっており、従来必要であった
動作層の厚みのコントロールのためのエッチング工程を
省略できるため、再現性の良いショットキー接合が形成
でき、特性の安定したショットキーバリアダイオードが
得られる。また、窒化膜5を介してオーミック電極8ま
たはカソード電位であるGaAsと絶縁される。
The second electrode is the Schottky junction region 11
The anode electrode 11 extends from a to the anode bonding pad 11b. A circular Schottky contact hole having a diameter of 10 μm is formed in the nitride film 5 covering the GaAs surface, and is a second metal layer in which Ti / Pt / Au is sequentially deposited, forming a Schottky junction with the n-type epitaxial layer 3. By doing so, the Schottky junction region 11a is formed. Further, the anode bonding pad 11b is provided by extending the metal layer to a bonding wire fixing region where the electrode is taken out. That is, the Schottky metal layer forming the Schottky junction with the n-type epitaxial layer 3, the wiring for taking out the electrode and the metal layer forming the anode bonding pad 11b are the anode electrode 1.
1 has the same vapor-deposited metal layer. The n-type epitaxial layer 3 serving as the operating region has an optimal 2500 Å to obtain a predetermined characteristic such as withstand voltage, and the etching step for controlling the thickness of the operating layer, which was conventionally necessary, can be omitted, and thus the reproducibility is improved. A good Schottky junction can be formed, and a Schottky barrier diode with stable characteristics can be obtained. Further, it is insulated from the ohmic electrode 8 or GaAs which is the cathode potential through the nitride film 5.

【0044】アノードボンディングパッド11bの下に
は、ボロン等を注入して絶縁化した領域6(これを以下
絶縁化領域と称する)が設けられる。ノンドープGaA
s基板まで達する絶縁化領域6のGaAs部分がカソー
ド電位でなくなるので、ポリイミドおよび窒化膜を設け
ずにワイヤボンド部を基板に直接固着できる。
Below the anode bonding pad 11b, there is provided a region 6 (hereinafter referred to as an insulated region) which is insulated by injecting boron or the like. Undoped GaA
Since the GaAs portion of the insulating region 6 reaching the s substrate has no cathode potential, the wire bond portion can be directly fixed to the substrate without providing the polyimide and nitride films.

【0045】カソード電極15も、第2層目のTi/P
t/Auであり、オーミック電極8とコンタクトし、ア
ノード電極11と相対向して設けられる。第2層目の金
属層はカソードボンディング領域まで延在され、カソー
ドボンディングパッド15bとなる。オーミック電極8
がコンタクトする高濃度イオン注入領域7およびn+型
エピタキシャル層2はカソード電位(電極)となる。カ
ソードボンディングパッド15bは、n型エピタキシャ
ル層3表面に直接固着される。
The cathode electrode 15 is also made of the second layer of Ti / P.
t / Au, which is provided in contact with the ohmic electrode 8 and facing the anode electrode 11. The second metal layer extends to the cathode bonding region and becomes the cathode bonding pad 15b. Ohmic electrode 8
The high-concentration ion implantation region 7 and the n + type epitaxial layer 2 which are in contact with each other have a cathode potential (electrode). The cathode bonding pad 15b is directly fixed to the surface of the n-type epitaxial layer 3.

【0046】図2および図3に、本発明の化合物半導体
のショットキーバリアダイオードの平面図を示す。図2
はチップのパターン図の概略であり、図3は動作領域部
分の拡大図である。この図は本発明の第1の実施の形態
であり、ショットキー接合が1個の場合である。
2 and 3 are plan views of the compound semiconductor Schottky barrier diode of the present invention. Figure 2
3 is a schematic pattern diagram of a chip, and FIG. 3 is an enlarged view of an operation area portion. This drawing is the first embodiment of the present invention, and is the case of one Schottky junction.

【0047】第2層目の金属層であるTi/Pt/Au
を順次蒸着してアノード電極11を設ける。アノード電
極11は、チップのほぼ中央でn型エピタキシャル層3
にショットキー接合を形成するショットキー接合領域1
1aを有する。この領域は直径約10μmの円形であ
り、その円形部分のみがGaAsに直接コンタクトして
いる。更にその金属層を延在してアノードボンディング
パッド11bを設け、電極の取り出しを行う。
Ti / Pt / Au which is the second metal layer
Are sequentially deposited to provide the anode electrode 11. The anode electrode 11 is formed in the n-type epitaxial layer 3 at the center of the chip.
Schottky junction region 1 for forming a Schottky junction on
Have 1a. This region has a circular shape with a diameter of about 10 μm, and only the circular portion is in direct contact with GaAs. Further, the metal layer is extended to provide an anode bonding pad 11b, and an electrode is taken out.

【0048】アノードボンディングパッド11bの下に
はB+イオンを注入した絶縁化領域6が設けられる。こ
れによりアノードボンディングパッド11bを絶縁膜を
介せずに基板に直接固着でき、ボンディング時の不良を
低減し、ボンディングパッド部での寄生容量をなくすこ
とができる。
Below the anode bonding pad 11b, an insulating region 6 into which B + ions have been implanted is provided. As a result, the anode bonding pad 11b can be directly fixed to the substrate without interposing the insulating film, defects during bonding can be reduced, and parasitic capacitance in the bonding pad portion can be eliminated.

【0049】破線で示す部分がオーミック電極8とな
る。円形のショットキー接合領域11aの外周を囲んで
高濃度イオン注入領域7(図示せず)とコンタクトして
いる。オーミック電極8はAuGe/Ni/Auを順次
蒸着した第1層目の金属層である。高濃度イオン注入領
域7とほぼ重畳して設けられ、さらに電極の取り出しの
ために第2層目の蒸着金属層によるカソード電極15を
設け、延在してカソードボンディングパッド15bを設
ける。カソード電極の取り出しは高周波特性のファクタ
ーであるインダクタ成分を低くするため、ボンディング
ワイヤを多く固着する必要があり、そのためにチップの
半分を占める領域をボンディング領域としている。
The portion indicated by the broken line is the ohmic electrode 8. It surrounds the outer periphery of the circular Schottky junction region 11a and is in contact with the high concentration ion implantation region 7 (not shown). The ohmic electrode 8 is a first metal layer in which AuGe / Ni / Au are sequentially deposited. The cathode electrode 15 is provided so as to be substantially overlapped with the high-concentration ion-implanted region 7, and a cathode electrode 15 made of a second vapor-deposited metal layer is provided for taking out the electrode, and a cathode bonding pad 15b is provided so as to extend. In order to take out the cathode electrode, the inductor component, which is a factor of high frequency characteristics, is lowered, so that it is necessary to fix a large number of bonding wires. Therefore, a region occupying half of the chip is a bonding region.

【0050】アノード及びカソードボンディングパッド
11b、15bにはステッチボンドによりボンディング
ワイヤを固着され、電極が取り出される。アノードボン
ディングパッド11b部の面積は60×70μmであ
り、カソードボンディングパッド15b部は180×7
0μmである。ステッチボンドによる接続では、1回の
ボンディングにより2本のボンディングワイヤを接続で
きるので、ボンディング面積が小さいものでも、高周波
特性のパラメータであるインダクタ成分を小さくでき、
高周波特性の向上に寄与している。
Bonding wires are fixed to the anode and cathode bonding pads 11b and 15b by stitch bonding to take out the electrodes. The area of the anode bonding pad 11b is 60 × 70 μm, and the area of the cathode bonding pad 15b is 180 × 7.
It is 0 μm. In the connection by stitch bond, since two bonding wires can be connected by one-time bonding, even if the bonding area is small, the inductor component, which is a parameter of high frequency characteristics, can be reduced,
It contributes to the improvement of high frequency characteristics.

【0051】図3に示すように、アノード電極とカソー
ド電位となるGaAsの交差部分は斜線で示す領域のみ
となり、この部分の面積は約100μm2である。これ
は、従来の1300μmと比較して1/13程度まで縮
小できているため、層間絶縁膜であったポリイミドを薄
い窒化膜5で代用できる。
As shown in FIG. 3, the intersecting portion of the anode electrode and GaAs having the cathode potential is only a shaded region, and the area of this portion is about 100 μm 2 . Since this can be reduced to about 1/13 of the conventional 1300 μm, the thin polyimide film 5 can be used in place of the polyimide which was the interlayer insulating film.

【0052】本発明の特徴は、高濃度イオン注入領域7
を設けて、ショットキー接合領域11aおよびオーミッ
ク電極8をGaAs表面に設けることにより、ショット
キーバリアダイオードのプレーナー構造を実現したこと
にある。メサ形状のばらつきによる合わせずれを考慮す
る必要がないので、ショットキー接合領域11aとオー
ミック電極8の離間距離が大幅に低減できる。また、ア
ノード電極11の下には、その大部分の領域に絶縁化領
域6が設けられており、カソード電位となるGaAsと
アノード電極11が交差する部分の面積は100μm2
程度となり、従来と比較して1/13の面積となってい
る。ポリイミド厚み(離間距離)を大きくすることによ
り寄生容量を抑制する必要が無いので、ポリイミド層は
薄い窒化膜で代用でき、ポリイミドのテーパー部分も考
慮する必要がなくなる。
The feature of the present invention is that the high-concentration ion implantation region 7 is used.
Is provided and the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 are provided on the GaAs surface to realize the planar structure of the Schottky barrier diode. Since it is not necessary to consider misalignment due to variations in the mesa shape, the distance between the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 can be greatly reduced. Further, an insulating region 6 is provided in most of the region under the anode electrode 11, and the area of the portion where the anode electrode 11 intersects with GaAs serving as the cathode potential is 100 μm 2.
The area is about 1/13 of the conventional size. Since it is not necessary to suppress the parasitic capacitance by increasing the polyimide thickness (separation distance), a thin nitride film can be substituted for the polyimide layer, and it is not necessary to consider the taper portion of the polyimide.

【0053】これにより、具体的には、ショットキー接
合領域とオーミック電極の離間距離は7μmから2μm
まで低減できる。更に、高濃度イオン注入領域7との離
間距離は1μmであり、この場合高濃度イオン注入領域
7はキャリアの移動経路でありほぼオーミック電極8と
同じ効果があるので、従来と比べて離間距離は1/7に
低減できることになる。ショットキー接合領域11aお
よびオーミック電極8の離間距離は直列抵抗に寄与する
ので、離間距離が縮小できれば抵抗をより低減でき、高
周波特性の向上に大きく寄与することができる。
As a result, specifically, the separation distance between the Schottky junction region and the ohmic electrode is 7 μm to 2 μm.
Can be reduced to Further, the separation distance from the high-concentration ion implantation region 7 is 1 μm. In this case, the high-concentration ion implantation region 7 is a carrier movement path and has substantially the same effect as that of the ohmic electrode 8. It can be reduced to 1/7. Since the distance between the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 contributes to the series resistance, if the distance can be reduced, the resistance can be further reduced and the high frequency characteristics can be greatly improved.

【0054】これにより、チップの小型化に寄与するこ
とになり、チップサイズでは従来0.27×0.31m
2のサイズであったものが、0.25×0.25mm2
までシュリンクできる。サイズとしてはボンディングパ
ッドを配置する必要性や、組立時にハンドリングできる
チップサイズの限界があるため0.25mm角が現状で
の限界であるが、動作領域としては1/10程度まで大
幅にシュリンクできるため、後述するように、動作領域
を配置する自由度が大変大きくなる。
This contributes to miniaturization of the chip, and the chip size is 0.27 × 0.31 m in the conventional case.
What was the size of m 2 was 0.25 × 0.25 mm 2
Can shrink up to. The size is currently limited to 0.25 mm square due to the necessity of arranging bonding pads and the limit of chip size that can be handled at the time of assembly, but the operating range can be greatly reduced to about 1/10. As will be described later, the degree of freedom in arranging the operation area becomes very large.

【0055】また、本発明のアノード電極は、ショット
キー接合を形成する金属層を延在しただけの電極構造で
あることにも特徴がある。ポリイミドが薄い窒化膜に代
用できるため、電極及び配線は蒸着金属層で実現でき、
コストの低減に大きく寄与できるものである。
The anode electrode of the present invention is also characterized in that it has an electrode structure in which only a metal layer forming a Schottky junction is extended. Since polyimide can be substituted with a thin nitride film, electrodes and wiring can be realized with a vapor-deposited metal layer,
This can greatly contribute to cost reduction.

【0056】図4には、本発明の第2の実施の形態であ
る、アノード電極11が形成するショットキー接合領域
11aを複数個設けた場合を示す。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention in which a plurality of Schottky junction regions 11a formed by the anode electrode 11 are provided.

【0057】本発明の構造においては、ショットキー接
合領域11aを複数個設けることも可能である。例えば
図4のように配置すればショットキー接合領域11aが
並列に接続されることになり、抵抗の低減に寄与でき
る。
In the structure of the present invention, it is possible to provide a plurality of Schottky junction regions 11a. For example, if it is arranged as shown in FIG. 4, the Schottky junction regions 11a are connected in parallel, which can contribute to the reduction of resistance.

【0058】また、ショットキーコンタクトホール径を
小さくして複数個配置すれば、トータルのショットキー
コンタクトホール面積が同一で1個を配置した場合と比
較して、ショットキーコンタクトホールの中心と高濃度
イオン注入領域7との離間距離が更に低減でき、高濃度
イオン注入領域7でのキャリアのトラップが効果的にな
る。これにより、カソード抵抗の値が小さくなり、高周
波特性が更に向上できる利点を有する。
Further, when a plurality of Schottky contact hole diameters are arranged and a plurality of Schottky contact hole areas are arranged, the concentration of the Schottky contact hole and the density of the Schottky contact hole are higher than in the case where only one Schottky contact hole area is arranged. The distance from the ion-implanted region 7 can be further reduced, and carriers can be effectively trapped in the high-concentration ion-implanted region 7. As a result, the value of the cathode resistance is reduced, and the high frequency characteristics can be further improved.

【0059】図5から図8に本発明のショットキーバリ
アダイオードの製造方法を詳細に示す。
5 to 8 show in detail the method of manufacturing the Schottky barrier diode of the present invention.

【0060】ショットキーバリアダイオードは、ノンド
ープ化合物半導体基板に一導電型の高濃度エピタキシャ
ル層および一導電型のエピタキシャル層を積層し、予定
の第1の電極下のエピタキシャル層表面から高濃度エピ
タキシャル層に達する一導電型の高濃度イオン注入領域
を形成する工程と、高濃度イオン注入領域表面にオーミ
ック接合する第1の電極を形成する工程と、第1の電極
に外周を囲まれエピタキシャル層表面にショットキー接
合を形成する金属層を設け、金属層を延在して電極の取
り出しとなる第2の電極を形成し、同時に金属層で第1
の電極の取り出し用電極を形成する工程とから構成され
る。
In the Schottky barrier diode, one conductivity type high-concentration epitaxial layer and one conductivity type epitaxial layer are stacked on a non-doped compound semiconductor substrate, and a high-concentration epitaxial layer is formed from the surface of the epitaxial layer under the planned first electrode. A step of forming a high-concentration ion-implanted region of one conductivity type to reach, a step of forming a first electrode that makes ohmic contact with the surface of the high-concentration ion-implanted region, and a shot on the surface of the epitaxial layer surrounded by the first electrode. A metal layer forming a key junction is provided, and a second electrode that extends the metal layer and serves as an electrode lead-out is formed. At the same time, the first metal layer is used.
And a step of forming an electrode for extracting the electrode.

【0061】本発明の第1の工程は、図5に示す如く、
ノンドープ化合物半導体基板1に一導電型の高濃度エピ
タキシャル層2および一導電型のエピタキシャル層3を
積層し、予定の第1の電極8下のエピタキシャル層3表
面から高濃度エピタキシャル層2に達する一導電型の高
濃度イオン注入領域7を形成することである。
The first step of the present invention is as shown in FIG.
One conductivity type high-concentration epitaxial layer 2 and one conductivity type epitaxial layer 3 are stacked on the non-doped compound semiconductor substrate 1, and one conductivity type is reached from the surface of the epitaxial layer 3 below the planned first electrode 8 to the high-concentration epitaxial layer 2. To form the high-concentration ion implantation region 7 of the mold.

【0062】本工程は、本発明の特徴となる工程であ
り、予定のオーミック電極8が形成される領域の下のn
型エピタキシャル層3を貫通しn+型エピタキシャル層
2に達する高濃度イオン注入領域7を形成する。
This step is a characteristic step of the present invention, and n under the region where the planned ohmic electrode 8 is formed.
A high-concentration ion implantation region 7 which penetrates the type epitaxial layer 3 and reaches the n + type epitaxial layer 2 is formed.

【0063】すなわち、ノンドープGaAs基板1にn
+型エピタキシャル層2(5×10 18cm-3)を500
0Å程度堆積し、その上にn型エピタキシャル層3
(1.3×1017cm-3)を2500Å堆積する。その
後全面を窒化膜5で被覆し、レジスト層を設けて予定の
絶縁化領域6上のレジスト層を選択的に窓開けするフォ
トリソグラフィプロセスを行う。その後、このレジスト
層をマスクとしてB+不純物をイオン注入してノンドー
プGaAs基板1まで達する絶縁化領域6を形成し、カ
ソード電位となるGaAsとアノードボンディングパッ
ド部11bとの絶縁化を図る。
That is, n is added to the non-doped GaAs substrate 1.
+ Type epitaxial layer 2 (5 × 10 18cm-3) 500
Deposit about 0Å, and n-type epitaxial layer 3 on top of it
(1.3 x 1017cm-3) Is deposited for 2500Å. That
The entire rear surface is covered with a nitride film 5 and a resist layer is provided.
A window for selectively opening the resist layer on the insulated region 6
Perform a lithographic process. Then this resist
B + impurities are ion-implanted using the layer as a mask
Forming an insulating region 6 reaching the GaAs substrate 1,
GaAs, which is the sword potential, and the anode bonding pad.
Insulation from the lead portion 11b is achieved.

【0064】次に、予定の高濃度イオン注入領域7が形
成される領域上のレジスト層を選択的に窓開けするフォ
トリソグラフィプロセスを行う。その後、このレジスト
層をマスクとして高濃度のn型不純物(Si+、1×1
18cm-3程度)をイオン注入し、予定のオーミック電
極8下のn型エピタキシャル層3を貫通し、n+型エピ
タキシャル層2に達する高濃度イオン注入領域7を形成
する。この時、イオン注入は、異なる条件で複数回に分
けて注入するなどし、高濃度イオン注入領域7の不純物
濃度が深さ方向にできるだけ均一となるように形成す
る。
Next, a photolithography process for selectively opening the resist layer on the region where the planned high-concentration ion implantation region 7 is formed is performed. Then, using this resist layer as a mask, high-concentration n-type impurities (Si +, 1 × 1)
(About 0 18 cm −3 ) is ion-implanted to penetrate the n-type epitaxial layer 3 under the planned ohmic electrode 8 to form a high-concentration ion-implanted region 7 reaching the n + -type epitaxial layer 2. At this time, the ion implantation is performed plural times under different conditions so that the impurity concentration of the high-concentration ion implantation region 7 is formed as uniform as possible in the depth direction.

【0065】その後レジスト層を除去し、アニール用に
窒化膜5を再度デポジションして高濃度イオン注入領域
7および絶縁化領域6の活性化アニールを施す。
Thereafter, the resist layer is removed, the nitride film 5 is again deposited for annealing, and activation annealing of the high-concentration ion implantation region 7 and the insulating region 6 is performed.

【0066】これにより、予定のオーミック電極8下に
高濃度イオン注入領域7が形成される。この後の工程で
高濃度イオン注入領域7表面に、オーミック電極8を設
けることにより、プレーナー構造のショットキーバリア
ダイオードが実現する。これによりショットキー接合領
域と、オーミック電極と同じ働きをする高濃度イオン注
入領域の離間距離を大幅に低減でき、直列抵抗を低減し
高周波特性の向上に大きく寄与できるショットキーバリ
アダイオードとなる。
As a result, the high-concentration ion implantation region 7 is formed below the planned ohmic electrode 8. By providing the ohmic electrode 8 on the surface of the high-concentration ion implantation region 7 in the subsequent process, a Schottky barrier diode having a planar structure is realized. As a result, the distance between the Schottky junction region and the high-concentration ion-implanted region, which has the same function as that of the ohmic electrode, can be greatly reduced, and the Schottky barrier diode can reduce series resistance and greatly contribute to the improvement of high frequency characteristics.

【0067】本発明の第2の工程は、図6に示す如く、
高濃度イオン注入領域7表面にオーミック接合する第1
の電極8を形成することにある。
The second step of the present invention is as shown in FIG.
First ohmic contact with the surface of the high concentration ion implantation region 7
To form the electrode 8 of FIG.

【0068】全面にレジスト層を形成し、予定のオーミ
ック電極8を形成する部分を選択的に窓開けするフォト
リソグラフィプロセスを行う。レジスト層から露出した
窒化膜5を除去し、第1層目の金属層であるAuGe/
Ni/Auの3層を順次真空蒸着し積層する。その後、
リフトオフによりレジスト層を除去して、予定のオーミ
ック電極8部分に第1層目の金属層を残す。引き続いて
合金化熱処理により高濃度イオン注入領域7表面にオー
ミック電極8を形成する。
A photolithography process is performed in which a resist layer is formed on the entire surface and windows are selectively opened in portions where the ohmic electrodes 8 are to be formed. The nitride film 5 exposed from the resist layer is removed, and the first metal layer AuGe /
Three layers of Ni / Au are sequentially vacuum-deposited and laminated. afterwards,
The resist layer is removed by lift-off, and the first metal layer is left on the planned ohmic electrode 8 portion. Subsequently, an ohmic electrode 8 is formed on the surface of the high concentration ion implantation region 7 by heat treatment for alloying.

【0069】本発明の第3の工程は、図7および図8に
示す如く、第1の電極8に外周を囲まれエピタキシャル
層3表面にショットキー接合を形成する金属層を設け、
金属層を延在して電極の取り出しとなる第2の電極11
を形成し、同時に金属層で第1の電極8の取り出し用電
極15を形成することにある。
In the third step of the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8, a metal layer which is surrounded by the first electrode 8 and which forms a Schottky junction on the surface of the epitaxial layer 3 is provided,
The second electrode 11 extending the metal layer and taking out the electrode
And at the same time form the extraction electrode 15 of the first electrode 8 with a metal layer.

【0070】本工程は本発明の特徴となる工程であり、
まず、図7では、再度全面に層間絶縁膜となる窒化膜を
5000Å程度堆積する。その後レジスト層PRを全面
に形成し、予定のショットキー接合領域11aおよびア
ノードボンディングパッド11b、カソード電極15部
分を選択的に窓開けするフォトリソグラフィプロセスを
行う。露出した窒化膜5をドライエッチングし、レジス
ト層PRを除去してn型エピタキシャル層3が露出した
コンタクトホール9を形成する。
This step is a characteristic step of the present invention,
First, in FIG. 7, a nitride film serving as an interlayer insulating film is deposited again on the entire surface at about 5000 Å. After that, a resist layer PR is formed on the entire surface, and a photolithography process is performed to selectively open windows of the planned Schottky junction region 11a, the anode bonding pad 11b, and the cathode electrode 15. The exposed nitride film 5 is dry-etched to remove the resist layer PR to form a contact hole 9 in which the n-type epitaxial layer 3 is exposed.

【0071】その後、図8に示す如く、再度レジストを
全面に設け、アノード電極11およびカソード電極15
のパターンを選択的に窓開けするフォトリソグラフィプ
ロセスを行う。全面に第2層目の金属層であるTi/P
t/Auの3層を順次真空蒸着して積層し、リフトオフ
によりレジスト層PRを除去する。これにより、n型エ
ピタキシャル層3表面にショットキー接合領域11aを
形成する金属層をアノードボンディングパッド11bま
で延在したアノード電極11が形成される。尚且つ同時
に、オーミック電極8にコンタクトし、カソードボンデ
ィングパッド15bまで延在されたカソード電極15が
形成される。その後裏面をバックラップする。
Thereafter, as shown in FIG. 8, a resist is again provided on the entire surface, and the anode electrode 11 and the cathode electrode 15 are formed.
A photolithography process is performed to selectively open the pattern. A second metal layer, Ti / P, is formed on the entire surface.
Three layers of t / Au are sequentially vacuum-deposited and laminated, and the resist layer PR is removed by lift-off. Thereby, the anode electrode 11 in which the metal layer forming the Schottky junction region 11a is extended to the anode bonding pad 11b on the surface of the n-type epitaxial layer 3 is formed. At the same time, the cathode electrode 15 that contacts the ohmic electrode 8 and extends to the cathode bonding pad 15b is formed. Then back-lap the back side.

【0072】従来の製造方法では、動作層の厚みのコン
トロールが必要なためそれを行うGaAsエッチング工
程において、時間や温度、更にエッチング液内でのウェ
ハの振り幅、振りスピードなどの精密なコントロールが
大変困難である上、エッチング液を所定の鮮度保持時間
内で使用することが要求される。しかし、本発明の製造
方法に依れば、予め動作層として最適な2500Åのエ
ピタキシャル層3を形成しておけば、動作層の厚みのコ
ントロールのためのエッチング工程を省略できるため、
再現性の良いショットキー接合が形成でき、特性の安定
したショットキーバリアダイオードを製造できる利点を
有する。
In the conventional manufacturing method, it is necessary to control the thickness of the operating layer. Therefore, in the GaAs etching step for performing this, precise control of time, temperature, swing width of the wafer in the etching solution, swing speed, etc. can be performed. In addition to being very difficult, it is required to use the etching solution within a predetermined freshness retention time. However, according to the manufacturing method of the present invention, if the optimum epitaxial layer 3 of 2500 Å is formed in advance as the operating layer, the etching step for controlling the thickness of the operating layer can be omitted.
It has the advantage that a Schottky junction with good reproducibility can be formed and a Schottky barrier diode with stable characteristics can be manufactured.

【0073】また、アノード電極11およびカソード電
極15は、通常のリフトオフ法で形成する蒸着金属であ
る。更に、アノード電極11とオーミック電極8との層
間絶縁膜は窒化膜5であり、ボンディングパッド部も基
板に直接固着できるので、ポリイミド層が省略できる。
これにより、従来ポリイミド層上でポリイミドの不具合
を吸収するため厚く設けていた配線およびボンディング
パッド形成のAuメッキ工程を省略することができる。
数回にわたるコーティングを行うポリイミド層形成工程
およびAuメッキ工程が省略できれば、製造フローを簡
略化し、効率的にショットキーバリアダイオードを製造
できる。
Further, the anode electrode 11 and the cathode electrode 15 are vapor-deposited metal formed by a usual lift-off method. Furthermore, since the interlayer insulating film between the anode electrode 11 and the ohmic electrode 8 is the nitride film 5 and the bonding pad portion can also be directly fixed to the substrate, the polyimide layer can be omitted.
This makes it possible to omit the Au plating step for forming the wiring and the bonding pad, which is conventionally provided thickly to absorb the defects of the polyimide on the polyimide layer.
If the polyimide layer forming step and the Au plating step of performing coating several times can be omitted, the manufacturing flow can be simplified and the Schottky barrier diode can be efficiently manufactured.

【0074】化合物半導体ショットキーバリアダイオー
ドは前工程を完成すると、組み立てを行う後工程に移さ
れる。ウェハ状の半導体チップはダイシングされて、個
別の半導体チップ分離され、フレーム(図示せず)にこ
の半導体チップを固着した後、ボンディングワイヤで半
導体チップのボンディングパッド11b、15bと所定
のリード(図示せず)とを接続する。ボンディングワイ
ヤとしては金細線を用い、周知のステッチボンディング
で接続される。その後、トランスファーモールドされて
樹脂パッケージが施される。
When the compound semiconductor Schottky barrier diode is completed in the previous process, it is moved to the subsequent process for assembling. The wafer-shaped semiconductor chip is diced into individual semiconductor chips, and the semiconductor chips are fixed to a frame (not shown). Then, the bonding pads 11b and 15b of the semiconductor chips and predetermined leads (not shown) are bonded with bonding wires. No)) and connect. Gold wires are used as the bonding wires, and they are connected by known stitch bonding. After that, transfer molding is performed and a resin package is applied.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明の構造に依れば以下に示す数々の
効果が得られる。
According to the structure of the present invention, the following various effects can be obtained.

【0076】第1に、GaAs表面に、高濃度イオン注
入領域7を設けて、ショットキー接合領域11aおよび
オーミック電極8をGaAs表面に設けることにより、
ショットキーバリアダイオードのプレーナー構造が実現
できる。メサ形状のばらつきによるオーミック電極形状
のばらつきや特性の劣化が抑制でき、合わせずれを考慮
する必要がないので、ショットキー接合領域11aとオ
ーミック電極8の離間距離が大幅に低減できる。ショッ
トキー接合領域11aおよびオーミック電極8の離間距
離は直列抵抗に寄与するので、離間距離が縮小できれば
抵抗をより低減できる。
First, the high-concentration ion implantation region 7 is provided on the GaAs surface, and the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 are provided on the GaAs surface.
A planar structure of a Schottky barrier diode can be realized. Since it is possible to suppress variations in the shape of the ohmic electrode and deterioration of the characteristics due to variations in the mesa shape and it is not necessary to consider misalignment, the distance between the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 can be greatly reduced. The distance between the Schottky junction region 11a and the ohmic electrode 8 contributes to the series resistance, so that the resistance can be further reduced if the distance can be reduced.

【0077】第2に、カソード電位となるGaAsとア
ノード電極11が交差する部分の面積は100μm2
度となり、寄生容量の大幅な低減となる。これは、アノ
ード電極11下のほとんどの領域に絶縁化領域6が設け
られており、これにより寄生容量を発生させる交差部の
面積が、従来と比較してショットキー接合部分だけで1
/13に低減できることになる。また、アノードボンデ
ィングパッド11bもGaAsに直接固着できるので、
この部分での寄生容量は発生せず、トータルの寄生容量
が大幅に低減できる。従来では、寄生容量を抑制するた
めに誘電率が低いポリイミドを採用して厚い層間絶縁膜
を設けていたが、薄い窒化膜で代用できる。窒化膜はポ
リイミドと比較して誘電率が高いが、本発明の構造によ
れば、5000Å程度の窒化膜を用いても、従来と比べ
て寄生容量が低減できる。
Second, the area of the portion where the GaAs cathode potential and the anode electrode 11 intersect is about 100 μm 2 , and the parasitic capacitance is greatly reduced. This is because the insulating region 6 is provided in most of the region under the anode electrode 11, and the area of the crossing portion which causes parasitic capacitance is 1 at the Schottky junction portion as compared with the conventional case.
It can be reduced to / 13. Moreover, since the anode bonding pad 11b can also be directly fixed to GaAs,
No parasitic capacitance is generated in this portion, and the total parasitic capacitance can be significantly reduced. Conventionally, a polyimide having a low dielectric constant is used to provide a thick interlayer insulating film in order to suppress parasitic capacitance, but a thin nitride film can be used instead. Although the nitride film has a higher dielectric constant than polyimide, the structure of the present invention can reduce the parasitic capacitance as compared with the conventional case even if a nitride film of about 5000 Å is used.

【0078】第3に、厚いポリイミドを用いないので、
動作領域となるポリイミド開口部のテーパー部分の距離
や、テーパー角度のばらつきも考慮する必要がなくな
る。
Third, since thick polyimide is not used,
It is not necessary to consider the distance of the taper portion of the polyimide opening which becomes the operation area and the variation of the taper angle.

【0079】以上のことから、ショットキー接合領域と
オーミック電極の離間距離は、単純に耐圧とマスク合わ
せ精度のみを考慮すればよいことになる。具体的には、
ショットキー接合領域とオーミック電極の離間距離は7
μmから2μmまで低減できる。更に、高濃度イオン注
入領域7との離間距離は1μmであり、この場合高濃度
イオン注入領域7はキャリアの移動経路でありほぼオー
ミック電極8と同じ効果があるので、従来と比べて離間
距離は1/7に低減できることになる。従って、抵抗の
大幅な低減と、寄生容量の大幅な低減および寄生容量の
ばらつきの低減により、高周波特性の向上に大きく寄与
することができる。
From the above, the distance between the Schottky junction region and the ohmic electrode can be determined simply by considering the breakdown voltage and the mask alignment accuracy. In particular,
The separation distance between the Schottky junction region and the ohmic electrode is 7
It can be reduced from μm to 2 μm. Further, the separation distance from the high-concentration ion implantation region 7 is 1 μm. In this case, the high-concentration ion implantation region 7 is a carrier movement path and has substantially the same effect as that of the ohmic electrode 8. It can be reduced to 1/7. Therefore, a large reduction in resistance, a large reduction in parasitic capacitance, and a reduction in variations in parasitic capacitance can greatly contribute to the improvement of high frequency characteristics.

【0080】第4に、チップの小型化に寄与することに
なり、チップサイズでは従来0.27×0.31mm2
のサイズであったものが、0.25×0.25mm2
でシュリンクできる。サイズとしてはボンディングパッ
ドを配置する必要性や、組立時にハンドリングできるチ
ップサイズの限界があるため0.25mm角が現状での
限界であるが、動作領域としては1/10程度まで大幅
にシュリンクできるため、動作領域を配置する自由度が
大変大きくなる。
Fourth, it contributes to downsizing of the chip, and the chip size is 0.27 × 0.31 mm 2 in the conventional case.
It was possible to shrink up to 0.25 x 0.25 mm 2 from the size of. The size is currently limited to 0.25 mm square due to the necessity of arranging bonding pads and the limit of chip size that can be handled at the time of assembly, but the operating range can be greatly reduced to about 1/10. , The degree of freedom in arranging the operation area becomes very large.

【0081】第5に、ショットキー接合領域を複数個設
けることにより、抵抗を更に低減できる。ショットキー
接合部のコンタクト径を小さくして複数個設ければ、ト
ータルのショットキーコンタクト面積が同一なショット
キー接合領域を1個設けた場合と比較して、より抵抗を
低減し、高濃度イオン注入領域でのキャリアのトラップ
を効果的にできるので、高周波特性がより向上する利点
を有する。
Fifth, the resistance can be further reduced by providing a plurality of Schottky junction regions. If the contact diameter of the Schottky junction is reduced and a plurality of contacts are provided, the resistance can be further reduced and high concentration of ions can be obtained compared to the case where one Schottky junction region having the same total Schottky contact area is provided. Since carriers can be effectively trapped in the injection region, there is an advantage that the high frequency characteristics are further improved.

【0082】第6に、ポリイミド層や、金メッキを用い
ず、アノード電極もショットキー接合を形成する金属層
と同一の金属層で実現できるので材料費が低減できる
上、チップシュリンクでき、コストの大幅な削減が実現
する。
Sixth, since the anode layer can be realized by the same metal layer as the metal layer forming the Schottky junction without using the polyimide layer or gold plating, the material cost can be reduced, and the chip shrink can be achieved, resulting in a large cost reduction. Reduction is realized.

【0083】また、本発明の製造方法によれば、以下に
示す効果が得られる。
According to the manufacturing method of the present invention, the following effects can be obtained.

【0084】第1に、安定したショットキー接合を形成
することが可能となるので、高周波回路にとって大変重
要な課題である特性のばらつきが抑制できる。n型エピ
タキシャル層は動作層として最適な2500Åに形成さ
れており、従来のような精密なGaAsのエッチングコ
ントロールが不要となる。つまり歩留が向上し、再現性
の良い、安定した特性を有するショットキーバリアダイ
オードの製造が可能となる。
First, since it is possible to form a stable Schottky junction, it is possible to suppress characteristic variations, which is a very important issue for high frequency circuits. The n-type epitaxial layer is formed to have an optimum thickness of 2500Å as an operating layer, which eliminates the need for precise GaAs etching control as in the prior art. That is, it is possible to manufacture a Schottky barrier diode having improved yield, good reproducibility, and stable characteristics.

【0085】第2に、上記のショットキーバリアダイオ
ードの製造が、効率よく、更に製造工程を簡略化して実
現できる。具体的には、メサエッチング工程、ショット
キー接合形成前のn型エピタキシャル層エッチング工
程、ポリイミド層形成工程、Auメッキ工程などであ
る。ポリイミド層は6〜7μmの厚みにするため、数回
のコーティングを繰り返して形成される。ポリイミド層
を数回にわたりコーティングすると時間もかかり、製造
フローも複雑になる。また、ポリイミドが不要となれ
ば、Auメッキ層による電極も不要となる。従来は半田
実装時の熱やワイヤボンディング時のストレスによる電
極の切れや変形を防ぐために電極の強度を確保する必要
があり、厚いAuメッキ層によりアノード電極およびカ
ソード電極が形成されていた。しかし、ポリイミド層が
不要であれば、その影響を考慮する必要もない。つま
り、金メッキ電極は不要となり、Ti/Pt/Auの蒸
着金属のみでショットキー接合領域、アノード電極及び
カソード電極を形成でき、信頼性も向上する。更に従来
歩留の低下を引き起こしていた上記の要因がなくなるの
で、歩留も向上することになる。
Secondly, the above Schottky barrier diode can be manufactured efficiently and further by simplifying the manufacturing process. Specifically, it includes a mesa etching step, an n-type epitaxial layer etching step before forming a Schottky junction, a polyimide layer forming step, an Au plating step, and the like. The polyimide layer is formed by repeating coating several times so as to have a thickness of 6 to 7 μm. Coating the polyimide layer several times takes time and complicates the manufacturing flow. Further, if the polyimide is unnecessary, the electrode formed by the Au plating layer is also unnecessary. Conventionally, it is necessary to secure the strength of the electrodes in order to prevent the electrodes from being broken or deformed by heat during solder mounting or stress during wire bonding, and the anode electrode and the cathode electrode are formed by a thick Au plating layer. However, if the polyimide layer is unnecessary, it is not necessary to consider its influence. That is, the gold-plated electrode becomes unnecessary, and the Schottky junction region, the anode electrode and the cathode electrode can be formed only by the vapor-deposited metal of Ti / Pt / Au, and the reliability is improved. Further, the above-mentioned factors that have conventionally caused a decrease in yield are eliminated, so that the yield is also improved.

【0086】つまり、寄生容量が大幅に低減でき、更に
抵抗を低減して高周波特性が大幅に向上できるショット
キーバリアダイオードでありながら、製造工程の簡略化
と効率化を図った製造方法が提供できる利点を有する。
In other words, it is possible to provide a manufacturing method in which the manufacturing process is simplified and the efficiency is improved even though the Schottky barrier diode is capable of significantly reducing the parasitic capacitance and further reducing the resistance to significantly improve the high frequency characteristics. Have advantages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置を説明するための断面図で
ある
FIG. 1 is a sectional view for explaining a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置を説明するための上面図で
ある。
FIG. 2 is a top view for explaining a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置を説明するための上面図で
ある。
FIG. 3 is a top view for explaining the semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置を説明するための上面図で
ある。
FIG. 4 is a top view for explaining a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention.

【図9】従来の半導体装置を説明するための断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置を説明するための上面図で
ある。
FIG. 10 is a top view for explaining a conventional semiconductor device.

【図11】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図13】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図14】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図15】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

フロントページの続き (72)発明者 中島 好史 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 村井 成行 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 冨永 久昭 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 平田 耕一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 榊原 幹人 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石原 秀俊 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4M104 AA05 BB11 BB15 CC03 DD17 DD26 DD68 FF31 GG03 HH14Continued front page    (72) Inventor Yoshifumi Nakajima             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Shigeyuki Murai             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Hisashi Tominaga             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Hirata             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Mikito Sakakibara             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Hidetoshi Ishihara             2-5-3 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture             Within Yo Denki Co., Ltd. F-term (reference) 4M104 AA05 BB11 BB15 CC03 DD17                       DD26 DD68 FF31 GG03 HH14

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】化合物半導体基板と、 該基板上に設けた平坦な一導電型のエピタキシャル層
と、 前記エピタキシャル層を突き抜けて設けられた一導電型
の高濃度イオン注入領域と、 前記高濃度イオン注入領域にオーミック接合する第1の
電極と、 前記エピタキシャル層とショットキー接合を形成し且つ
電極の取り出しとなる第2の電極とを具備することを特
徴とするショットキーバリアダイオード。
1. A compound semiconductor substrate, a flat one-conductivity-type epitaxial layer provided on the substrate, a one-conductivity-type high-concentration ion implantation region provided through the epitaxial layer, and the high-concentration ions. A Schottky barrier diode, comprising: a first electrode that makes an ohmic contact with an injection region; and a second electrode that forms a Schottky junction with the epitaxial layer and serves as an electrode lead-out.
【請求項2】化合物半導体基板と、 該基板上に設けた平坦な一導電型の高濃度エピタキシャ
ル層および一導電型のエピタキシャル層と、 前記エピタキシャル層を突き抜けて前記高濃度エピタキ
シャル層まで到達する一導電型の高濃度イオン注入領域
と、 前記高濃度イオン注入領域表面にオーミック接合する第
1の電極と、 前記前記第1の電極に外周を囲まれた前記エピタキシャ
ル層とショットキー接合を形成し且つ電極の取り出しと
なる第2の電極とを具備することを特徴とするショット
キーバリアダイオード。
2. A compound semiconductor substrate, a flat one-conductivity-type high-concentration epitaxial layer and a flat one-conductivity-type epitaxial layer provided on the substrate, and a layer which penetrates the epitaxial layer and reaches the high-concentration epitaxial layer. A high-concentration ion-implanted region of conductivity type, a first electrode that makes ohmic contact with the surface of the high-concentration ion-implanted region, a Schottky junction is formed with the epitaxial layer surrounded by the first electrode, and A Schottky barrier diode, comprising: a second electrode serving as an electrode lead-out.
【請求項3】前記第2の電極となる金属層で前記第1の
電極の取り出し用の電極を設けることを特徴とする請求
項1または請求項2に記載のショットキーバリアダイオ
ード。
3. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein an electrode for taking out the first electrode is provided by a metal layer which becomes the second electrode.
【請求項4】前記化合物半導体基板はノンドープのGa
As基板であることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載のショットキーバリアダイオード。
4. The compound semiconductor substrate is non-doped Ga
The Schottky barrier diode according to claim 1 or 2, which is an As substrate.
【請求項5】前記第2の電極と前記高濃度イオン注入領
域との離間距離は5μm以下であること特徴とする請求
項1または請求項2に記載のショットキーバリアダイオ
ード。
5. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein the distance between the second electrode and the high concentration ion implantation region is 5 μm or less.
【請求項6】前記第2の電極が形成するショットキー接
合領域を複数個設けることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載のショットキーバリアダイオード。
6. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein a plurality of Schottky junction regions formed by the second electrode are provided.
【請求項7】前記高濃度イオン注入領域は前記第1の電
極からはみ出して設けることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載のショットキーバリアダイオード。
7. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein the high-concentration ion-implanted region is provided so as to protrude from the first electrode.
【請求項8】一導電型のエピタキシャル層表面に一導電
型の高濃度イオン注入領域を形成する工程と、 前記高濃度イオン注入領域表面にオーミック接合する第
1の電極を形成する工程と、 前記エピタキシャル層表面にショットキー接合を形成す
る金属層を設け、該金属層を延在して電極の取り出しと
なる第2の電極を形成し、同時に前記金属層で第1の電
極の取り出し用電極を形成する工程とを具備することを
特徴とするショットキーバリアダイオードの製造方法。
8. A step of forming a one-conductivity-type high-concentration ion-implanted region on the surface of a one-conductivity-type epitaxial layer; a step of forming a first electrode in ohmic contact with the surface of the one-conductivity-type ion-implanted region; A metal layer for forming a Schottky junction is provided on the surface of the epitaxial layer, a second electrode is formed by extending the metal layer to take out the electrode, and at the same time, the metal layer serves as an electrode for taking out the first electrode. And a step of forming the Schottky barrier diode.
【請求項9】 ノンドープ化合物半導体基板に一導電型
の高濃度エピタキシャル層および一導電型のエピタキシ
ャル層を積層し、予定の第1の電極下の前記エピタキシ
ャル層表面から前記高濃度エピタキシャル層に達する一
導電型の高濃度イオン注入領域を形成する工程と、 前記高濃度イオン注入領域表面にオーミック接合する第
1の電極を形成する工程と、 前記第1の電極に外周を囲まれ前記エピタキシャル層表
面にショットキー接合を形成する金属層を設け、該金属
層を延在して電極の取り出しとなる第2の電極を形成
し、同時に前記金属層で第1の電極の取り出し用電極を
形成する工程とを具備することを特徴とするショットキ
ーバリアダイオードの製造方法。
9. A one-conductivity-type high-concentration epitaxial layer and a one-conductivity-type epitaxial layer are laminated on a non-doped compound semiconductor substrate, and a high-concentration epitaxial layer is reached from a surface of the epitaxial layer under a predetermined first electrode. Forming a high-concentration ion-implanted region of conductivity type, forming a first electrode in ohmic contact with the surface of the high-concentration ion-implanted region, and surrounding the outer periphery of the first electrode on the surface of the epitaxial layer A step of forming a metal layer forming a Schottky junction, extending the metal layer to form a second electrode for taking out an electrode, and at the same time forming an electrode for taking out the first electrode with the metal layer; A method of manufacturing a Schottky barrier diode, comprising:
【請求項10】 前記第2の電極はTi/Pt/Auの多
層金属層を順次蒸着して形成することを特徴とする請求
項8または請求項9に記載のショットキーバリアダイオ
ードの製造方法。
10. The method of manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 8, wherein the second electrode is formed by sequentially depositing a Ti / Pt / Au multilayer metal layer.
【請求項11】 前記金属層で第1および第2の電極の
ボンディングパッドをそれぞれ形成することを特徴とす
る請求項8または請求項9に記載のショットキーバリア
ダイオードの製造方法。
11. The method of manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 8, wherein the metal layer forms bonding pads for the first and second electrodes, respectively.
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