JP2010527512A - コンタクトおよび作製方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、酸化亜鉛の基板上に金属酸化物を有するショットキーコンタクトと同種のコンタクト、および、オーミックコンタクトを提供する。金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクト、および、オーミックコンタクトは、種々のデポジション技術およびリフトオフ・フォトリソグラフィ技術を用いて酸化亜鉛の基板上に形成される。金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトの障壁の高さは、平面状の金属によるコンタクトの障壁の高さよりも大幅に高い。ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数は、鏡像力により制御される場合の限界値に非常に近い値になっている。本発明により提供されるコンタクトは、ダイオード、パワーエレクトロニクス装置、ＦＥＴトランジスタ、および関連する構造、ならびに、紫外（ＵＶ）光検出器等の各種のオプトエレクトロニクス装置に応用され得る。

Description

本発明は、光学的および電子装置に関する。より特定的には、本発明は、ショットキーコンタクトと同種のコンタクト（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ−ｌｉｋｅ ｃｏｎｔａｃｔ）およびオーミックコンタクト（ｏｈｍｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ）、ならびに、このようなコンタクトを形成する方法に関するものである。

酸化亜鉛（ｚｉｎｋ ｏｘｉｄｅ：ＺｎＯ）はII−VI族半導体である。この酸化亜鉛は、その広い直接バンドギャップ（３００°Ｋで３．４ｅＶ（エレクトロン・ボルト））や、高い励起子束縛エネルギ（６０ｍｅＶ（ミリエレクトロン・ボルト））や、優れた耐放射性によって、紫外（ＵＶ）スペクトル領域のオプトエレクトロニクス応用に関して非常に大きな可能性を有している。

酸化亜鉛は、種々の技術を用いて成長させることが可能であり、バルクの単結晶は、多くの異なる製造会社から入手可能である。これらの製造会社により使用されるバルクの成長技術は、種付きの化学気相成長、溶融成長および水熱成長を含む。これらの成長技術の中で、水熱成長は、他の成長技術に比べて非常に低いキャリヤ濃度および比較的高い抵抗率を有するバルクが得られる結果になっている。

酸化亜鉛は、窒化ガリウムと同様に、ウルツ鉱型構造（ｗｕｒｔｚｉｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）で結晶化する。このウルツ鉱型構造におけるｃ：ａの比の値は、完全な六方最密充填原子におけるｃ：ａの比の値よりも小さい（酸化亜鉛におけるｃ：ａの比の値は１．６０２０であり、六方最密充填構造（ｈｃｐ）におけるｃ：ａの比の値は１．６３３３である）。このことは、酸化亜鉛が逆対称性を有していないこと、および、Ｚｎ−Ｏ（亜鉛−酸素）結合がイオン性質を有していることと相まって、単位セルのｃ軸に沿ってネット双極子モーメントを生成する。

酸化亜鉛がｃ軸に対して垂直に劈開されたときに、この酸化亜鉛は、その外側の面がもっぱら亜鉛原子からなるＺｎ（亜鉛）極（０００１）面と、その外側の面が酸素原子からなる反対側のＯ（酸素）極（０００１）面とを形成する（なお、Ｏ極（０００１）面の「１」の部分は、本来は「１」の上部に線を引いて表すべきものであるが、電子出願形式ではそのように表すことができないので、これ以降、「１」の下部に線を引いて表すこととする）。酸化亜鉛は、内部の双極子モーメントのネット効果（ｎｅｔ ｅｆｆｅｃｔ）により、ｃ軸に沿って大きな自発分極（−０．０５７ｃｍ^-2）を有している。

酸化亜鉛に対するショットキーコンタクト（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｃｏｎｔａｃｔ）は、最初に、真空中で劈開されたｎ型表面に関して１９６５年に報告された（先行技術文献（従来技術）であるシー．エー．ミード（Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ）著、物理学会レター誌、１８ ２１８、１９６５年発行（Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１８ ２１８（１９６５））（後述の非特許文献１に対応する）を参照のこと）。その後、ショットキーコンタクト用の金属として金、銀、白金およびパラジウムを用いることによって、ますます多くの研究が行われるようになった。これまで報告されている障壁の高さの大部分は０．６〜０．８ｅＶである。それゆえに、一見したところ、酸化亜鉛の性質および表面処理が、使用されている金属よりも重要であるように見える（先行技術文献であるエー．ワイ．ポリアコフ他（Ａ．Ｙ．Ｐｏｌｙａｋｏｖ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会レター誌、８３ １５７５、２００３年発行（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８３ １５７５（２００３））（後述の非特許文献２に対応する）を参照のこと）。

半導体の表面の様子が、ショットキーコンタクトの性能にとって極めて重要であることは周知であり、この半導体の表面の様子は、表面の形態、表面状態、金属表面の化学反応、炭化水素および水酸化物による表面汚染、酸素の化学吸着、ならびに表面下の欠陥等の多くの可能性ある影響を受けるおそれがある。他の可能性ある変化は、酸化亜鉛の表面の極性である。Ｚｎ極（０００１）面およびＯ極（０００１）面に対して垂直に、零（０）でないネット双極子モーメントが発生する。このネット双極子モーメントによって、ショットキーコンタクトの内部構造に差異が生じ、且つ、上記のような表面の要因の幾つかに影響を及ぼすといったような事態が発生する。

後述の非特許文献３に対応する先行技術文献（コッパ他（Ｃｏｐｐａ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会ジャーナル、９７ １０３５１７、２００５年発行（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，９７ １０３５１７（２００５））では、遠隔制御による５２５〜５５０℃での酸素／ヘリウム・プラズマクリーニングを行った後に、バルクの酸化亜鉛のウェハの（０００１）面上および（０００１）面上の金コンタクトの整流特性の改良に対して、表面の極性に関連する要因が重大な影響を及ぼすことは報告されていない。このような整流特性の改良は、イグナイトロン未使用状態のプラズマ環境にて冷却した後に、炭化水素および水酸化物による表面汚染が除去されると共に、酸素の種の表面化学吸着が除去されたことに起因すると考えられている。また一方で、後述の非特許文献４に対応する先行技術文献（モスバッカー他（Ｍｏａｂａｃｋｅｒ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会レター誌、８７ ０１２１０２、２００５年発行（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８７ ０１２１０２（２００５））では、遠隔制御による室温での酸素／ヘリウム・プラズマ処理を行った後に、バルクの酸化亜鉛のＺｎ極面上およびＯ極面上にほぼ一致する面上で金コンタクトがオーミック動作から整流動作に変化することが報告されている。このような変化もまた、酸化亜鉛の表面から炭化水素および水酸化物の蓄積層が除去されると共に、酸化亜鉛の表面近傍の欠陥およびドナーが除去されたことに起因すると考えられている。

シー．エー．ミード（Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ）著、物理学会レター誌、１８ ２１８、１９６５年発行（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌｅｔｔｅｒ，１８ ２１８（１９６５）） エー．ワイ．ポリアコフ他（Ａ．Ｙ．Ｐｏｌｙａｋｏｖ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会レター誌、８３ １５７５、２００３年発行（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８３ １５７５（２００３）） コッパ他（Ｃｏｐｐａ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会ジャーナル、９７ １０３５１７、２００５年発行（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，９７ １０３５１７（２００５）） モスバッカー他（Ｍｏａｂａｃｋｅｒ ｅｔ ａｌ．）著、応用物理学会レター誌、８７ ０１２１０２、２００５年発行（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８７ ０１２１０２（２００５））

したがって、本発明の１つの目的は、上記のような従来技術に比べて改良されたショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトを提供し、且つ／または、公衆に対してショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトに関する有用な選択を少なくとも提供することにある。

本発明の他の目的は、幾つかの具体的な例のみに基づいてなされる下記の説明から明らかになるであろうと思われる。

本願の明細書に含まれている資料、動作、材料、装置、および論文等に関するいずれの検討内容も、本発明との関連性を提供することのみを目的としている。したがって、これらの資料、動作、材料、装置、および論文等の幾つかまたは全ての事項が、従来技術の基本構造の一部を形成するとみなされたり、本願の優先日より以前に存在するような本発明に関連する分野における共通の一般的な知識であるとみなされたりすることは、到底承認され得ないことである。

上記目的を達成するために、第１の態様において、本発明は、酸化亜鉛材料（ｚｉｎｋ ｏｘｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）基板と、この基板に接合される導電層とを有しており（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）、これによって、基板と導電層との接合部で整流障壁（ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ ｂａｒｒｉｅｒ）が規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含むようなショットキーコンタクトと同種のコンタクトを提供する。

さらなる態様において、本発明は、酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部で整流障壁が規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含み、この金属酸化物は、酸化銀ではないようなショットキーコンタクトと同種のコンタクトを提供する。

他の態様において、本発明は、ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含むような半導体装置を提供する。

他の態様において、本発明は、ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含み、この金属酸化物は、酸化銀ではないような半導体装置を提供する。

１つの実施形態において、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたはオーミックコンタクトは、さらに、金属製のキャッピング層を有する。好ましくは、金属製のキャッピング層は、白金、金または銀を含む。

１つの実施形態において、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトは、さらに、１つまたは２つ以上の別々のオーミックコンタクトを有する。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部（ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ ｂａｒｒｉｅｒ ｊｕｎｃｔｉｏｎ）を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。この金属酸化物は、酸化銀ではない。

選択可能な状態で、酸化亜鉛材料は、ｎ型ドーピング（ｄｏｐｉｎｇ）半導体材料である。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するオーミックコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層とｐ型の酸化亜鉛材料との間でオーミック接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するオーミックコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層とｐ型の酸化亜鉛材料との間でオーミック接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。この金属酸化物は、酸化銀ではない。

１つの実施態様において、基板は、バルク成長による酸化亜鉛材料である。代替的に、基板は、第２の基板上で成長する酸化亜鉛材料の膜であってよい。

１つの実施態様において、酸化亜鉛材料は、三元酸化物である。好ましくは、この三元酸化物は、亜鉛カドミウム酸化物、亜鉛ベリリウム酸化物、亜鉛マグネシウム酸化物、亜鉛セレニウム酸化物、亜鉛テルリウム酸化物および亜鉛硫黄酸化物、ならびに、これらの酸化物の合金からなるグループから選択される。

１つの実施態様において、導電性の金属酸化物の層は、酸化亜鉛材料のＺｎ極（０００１）面、または、非極性のａ面（１１２０）もしくはｍ面（１１００）に接合されるか、あるいは、酸化亜鉛材料のＺｎ極（０００１）面、または、非極性のａ面（１１２０）もしくはｍ面（１１００）上に作製される（なお、ａ面（１１２０）の「２」の部分、および、ｍ面（１１００）の「１」の部分は、本来は「２」および「１」の上部に線を引いて、それぞれ表すべきものであるが、電子出願形式ではそのように表すことができないので、これ以降、「２」および「１」の下部に線を引いて、それぞれ表すこととする）。

１つの実施態様において、導電性の金属酸化物では、金属原子の割合が化学量論的割合（ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎ）よりも高くなっている。

１つの実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化銀、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される。

１つの実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化銀である。好ましくは、銀原子の割合は、少なくとも約８５％である。

１つの実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムおよび酸化白金から選択される。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムである。好ましくは、イリジウム原子の割合は、少なくとも約７６％である。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化白金である。好ましくは、白金原子の割合は、少なくとも約８３％である。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化銅である。好ましくは、銅原子の割合は、少なくとも約６８％である。

好ましくは、金属酸化物の層は、反応性の酸素雰囲気中で作製される。１つの実施態様において、金属酸化物の層は、金属酸化物を酸化亜鉛材料上にデポジット（ｄｅｐｏｓｉｔ）することによって作製される。好ましくは、金属酸化物は、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングまたはパルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ：ｐｕｌｓｅｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて酸化亜鉛材料上にデポジットされる。好ましくは、金属酸化物の層は、金属を豊富に含む成長条件の下でデポジットされる。

代替的な実施態様において、金属酸化物の層は、酸化亜鉛材料上にデポジットされる金属の薄膜を酸化させることによって作製される。

１つの実施態様において、基板は、導電性の金属酸化物を含む層を作製する前に、有機溶剤または有機溶剤の混合液内で超音波によって洗浄される。

１つの実施態様において、パターンが形成された金属酸化物の層を基板上に作製するために、リフトオフ・フォトリソグラフィ技術が使用される。好ましくは、スピンコーティング法によってフォトレジストが基板上に塗布され、パターンが形成された金属酸化物のコンタクトのアレイが露光され、さらに現像される。好ましいフォトリソグラフィ現像液は、テトラメチルアンモニウムの水酸化物である。

１つの実施態様において、上記の方法は、さらに、導電性の金属酸化物上に金属製のキャッピング層をデポジットするステップを有する。好ましくは、金属製のキャッピング層は、白金、金または銀を含む。

１つの実施態様において、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法は、さらに、１つまたは２つ以上の別々のオーミックコンタクトを基板上に作製するステップを有する。

１つの態様において、本発明は、本発明の方法によってショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成されたときに、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトを提供する。

好ましくは、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数は、約１．５０よりも小さく、さらに好ましくは、１．４０よりも小さく、さらに好ましくは、１．３０よりも小さく、さらに好ましくは、１．２０よりも小さく、さらに好ましくは、１．１０よりも小さい。好ましくは、有効障壁の高さは、少なくとも約０．８ｅＶ（エレクトロン・ボルト）である。

他の態様において、本発明は、本発明の方法によってオーミックコンタクトが形成されたときに、オーミックコンタクトを提供する。

本発明は、本願の明細書にて個別または集合的に言及され且つ表示されている構成部品、要素および特徴、ならびに、任意の２つまたは３つ以上の上記構成部品、上記要素および上記特徴の任意のまたは全ての組み合わせにも存在するものとして、広く解釈され得る。さらに、本発明が関係している分野において周知の等価物を含むような特殊な整数が本願の明細書中に記載されている場合、このような周知の等価物は、本発明にて個別に規定されているかのごとく本願の明細書中に包含されているものとみなされる。

本願の明細書にて使用されている「〜を含むこと、または、〜を有すること（“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）」の用語は、「少なくとも、〜の一部に存在すること（“ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ ｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ”）」を意味する。したがって、本願の明細書中で上記の「〜を含むこと、または〜を有すること」の用語を含むような各々の記述を解釈する場合、上記の用語により前置きされているような単一または複数の特徴以外の特徴が存在することも可能である。「〜を含む、または、〜を有する（“ｃｏｍｐｒｉｓｅ” ａｎｄ “ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”）」のような上記の「〜を含むこと、または、〜を有すること」の用語に関連する用語もまた、前述の場合と同様に解釈され得る。

本発明は、広い範囲で定義されているけれども、当業者は、本発明がこの定義に限定されないことと、且つ、本発明が、具体的な例に基づいて下記に説明されている幾つかの実施形態（実施例）をも包含することを認識するであろう。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態（実施例）を説明する。

酸化亜鉛材料上に金属酸化物のショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードの３種の幾何学的構造の断面図である。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＩ−Ｖ（電流−電圧）曲線を示すグラフである。 溶融成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。 溶融成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＣ−Ｖ（容量−電圧）特性を示すグラフである。 溶融成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＣ−Ｖ特性を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する室温より高い温度のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された平面状の酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、理想係数（η）、有効障壁の高さ（φ_B）およびフラットバンド（ｆｌａｔ ｂａｎｄ）障壁の高さ（φ_B ^f）の温度に対する変化を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された平面状の酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関するリチャードソン・プロット（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ ｐｌｏｔ）および修正されたリチャードソン・プロットを示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された平面状の酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、各種のモデル予測に対する逆方向漏れ電流を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、様々な温度でのモデル予測に対する逆方向漏れ電流を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の周囲の酸素圧における代表的な室温のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の周囲の酸素圧における室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の周囲の酸素圧における室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化白金のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する障壁の高さおよび理想係数プロットを示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化白金のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＣ−Ｖ特性を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銅および銅のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。 水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銅のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。 金属酸化物のショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよび周知の金属のショットキーコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）を示すグラフである。

本願の明細書にて使用されているように、「ショットキーコンタクトと同種のコンタクト（“Ｓｃｈｏｔｔｋｙ−ｌｉｋｅ ｃｏｎｔａｃｔ”）」の用語は、半導体の基板上に導電層を形成することによって、半導体と導電層との間で「整流障壁の接合部（“ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ ｂａｒｒｉｅｒ ｊｕｎｃｔｉｏｎ”）」が規定されるような半導体の基板を有する装置を意味するように意図されている。

第１の態様において、本発明は、酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部で整流障壁が規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含むようなショットキーコンタクトと同種のコンタクトを提供する。

さらなる態様において、本発明は、酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部で整流障壁が規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含み、この金属酸化物は、酸化銀ではないようなショットキーコンタクトと同種のコンタクトを提供する。

対象とする本願に応じて、本発明のショットキーコンタクトと同種のコンタクトは、さらに、金属製のキャッピング層、および／または、１つもしくは２つ以上の別々のオーミックコンタクトを有する。金属製のキャッピング層およびオーミックコンタクトは、酸化亜鉛材料と導電性の金属酸化物の層との間で形成される整流障壁の接合部に対して所定の電位を供給するための端子として機能する。

本発明は、導電性の金属酸化物を用いて高品質のショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を開示している。

それゆえに、他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。この金属酸化物は、酸化銀ではない。

本願の明細書にて使用されているように、種々の「酸化亜鉛材料（“ｚｉｎｋ ｏｘｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ”）」の用語は、１つの実施態様において、酸化亜鉛材料は、酸化亜鉛以外に、種々の化学量論的組成の三元酸化物を意味するように意図されている。この種の三元酸化物は、亜鉛カドミウム酸化物、亜鉛ベリリウム酸化物、亜鉛マグネシウム酸化物、亜鉛セレニウム酸化物、亜鉛テルリウム酸化物および亜鉛硫黄酸化物、ならびに、これらの三元酸化物の合金を含むけれども、このような三元酸化物のみに限定されない。

三元酸化物の使用によって、酸化亜鉛材料に対するバンドギャップの調整の度合いが制御される。さらに、格子定数および屈折率等の三元酸化物の他の特性は、酸化亜鉛材料の成長を制御することや、レーザ加工に関連している。

基板は、バルク成長による酸化亜鉛材料、または、第２の基板上で成長する酸化亜鉛材料の膜であってよい。酸化亜鉛材料は、非晶質、結晶、ナノ結晶および多結晶を含むような任意の構造であってよい。

適切な第２の基板は、当業者にとって周知であり、且つ、バルクの結晶を含む。これらのバルク結晶は、エピタキシャル成長による酸化亜鉛材料の結晶の膜に対するテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）、または、他の形態による酸化亜鉛材料に対するサポートとして機能し得る。さらに、上記のバルク結晶は、成長またはデポジションの後にその上に酸化亜鉛材料の層を転送することを可能にするための機械的なサポート構造として機能し得る。適切な第２の基板の例は、プラスチック、シリコン、ガラス、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、サファイヤおよび窒化ガリウムを含むけれども、このような材料のみに限定されない。

酸化亜鉛材料は、一般的な技術により、薄膜として作製されるか、または、結晶を含むバルク成長による材料として作製され得る。これらの一般的な技術は、水熱バルク成長、溶融バルク成長、種付きの化学気相バルク成長、有機金属化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）、ゾルゲル・デポジション、直流（ＤＣ）および／または高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタリング、反応性蒸着、噴霧熱分解（ｓｐｒａｙ ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）、ならびにパルスレーザ・デポジションを含むけれども、このような技術のみに限定されない。適切な酸化亜鉛材料は周知であり、且つ、商業的に利用可能である。

酸化亜鉛材料は、意図的にまたは意図的にではなく、ドーピングされるかまたはドーピングされない。幾つかの実施例において、少なくとも酸化亜鉛材料の表面層は、周知のドーピング技術によって変更される。

基板としてｎ型ドーピング酸化亜鉛材料を使用することは、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトをダイオードの製造に使用する場合に有利である。このｎ型ドーピング酸化亜鉛材料は、ダイオードの直列抵抗を減少させ、これによって、より大きな順方向電流を通すことを可能にする。

当業者は、障壁の高さ（φ_B）が正である場合に、導電層と半導体基板との間の接合部が、結果的にショットキーコンタクトと同種のコンタクトになることを認識するであろう。障壁の高さ（φ_B）が零（０）または負である場合には、接合部は、結果的に良好なオーミックコンタクトになる。それゆえに、良好なショットキーコンタクトと同種のコンタクトをｎ型ドーピング酸化亜鉛材料上に提供するような導電層は、ｐ型酸化亜鉛材料上に良好なオーミックコンタクトを提供するであろう。

したがって、他の態様において、本発明は、ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含むような半導体装置を提供する。

他の態様において、本発明は、ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、この基板に接合される導電層とを有しており、これによって、基板と導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、この導電層は、導電性の金属酸化物を含み、この金属酸化物は、酸化銀ではないような半導体装置を提供する。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。

他の態様において、本発明は、次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法を提供する。これらのステップは、
（ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
（ｂ）金属酸化物の層と酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
からなる。この金属酸化物は、酸化銀ではない。

例えば、分極電荷効果や、表面の化学量論的組成および表面の粗さの違いによって、酸化亜鉛材料の表面配向性の選択は、本発明のショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたはオーミックコンタクトを有する装置の性能に影響を及ぼす。本願の明細書にて開示されている方法を使用することによって、酸化亜鉛の全ての共通の極性面および非極性面上に高品質のショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成されるようになる。

しかしながら、酸化亜鉛材料の表面配向性は、本発明のショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトを形成する際に、他の自由度を提供する。このようなショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトに関する主要な性能指標（例えば、障壁の高さおよび理想係数）は、酸化亜鉛材料の様々な表面配向性に応じて変化し得る。例えば、酸化亜鉛のＺｎ極（０００１）面上の金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードに関しては、Ｏ極（０００１）面上の金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードと比較した場合に、面酸化亜鉛の性能の改善が見られた。ただし、非極性のａ面（１１２０）およびｍ面（１１００）上の金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードに関しては、Ｏ極（０００１）面上の金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードと比較した場合に、ほんのわずかな性能の改善しか見られなかった。

導電性の金属酸化物は、当業者にとって周知である。幾つかの例を挙げると、導電性の金属酸化物は、例えば、酸化銀、酸化ニッケル、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化白金、酸化レニウム、酸化オスミウム、酸化ロジウム、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化バナジウム、酸化銅、酸化パラジウムおよび酸化タングステンのような種々の遷移金属酸化物を含む。

本発明の１つの実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化銀、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される。他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムおよび酸化白金から選択される。

他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムである。他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化白金である。他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化銅である。

１つの実施形態において、導電性の金属酸化物では、酸素原子の割合が化学量論的割合よりも低くなっている。このような酸化亜鉛は、化学量論的（すなわち、金属を豊富に含む）金属酸化物とも呼ばれている。

金属酸化物の層は、当業者によく知られている多くの方法を用いて酸化亜鉛材料上に作製され得る。

１つの実施形態において、金属酸化物の層は、金属酸化物を酸化亜鉛材料上にデポジットすることによって作製される。適切なデポジション技術は、高周波（ＲＦ）スパッタリング、直流（ＤＣ）スパッタリング、パルスレーザ・デポジション、分子線エピタキシャル成長法、および各種の物理蒸着技術や化学蒸着技術を含むけれども、このようなデポジション技術のみに限定されない。

スパッタリングは、高周波（ＲＦ）プラズマまたは直流（ＤＣ）プラズマ内で生成される加速された不活性ガスイオン（通常、アルゴンイオン）をターゲットに衝突させることによって、当該ターゲットから粒子（原子または原子クラスタ）が放出されるような真空中での蒸着技術である。反応性スパッタリングは、酸素等の不活性ガス以外の第２のガスを付加することを含む。この第２のガスは、飛行中の粒子との衝突によって、または、基板そのものの上で、ターゲットから放出された粒子と反応する。

パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）は、真空チャンバの内部で高電力のパルス状のレーザビームを集束させてターゲットに突き当てるような薄膜デポジション技術である。ターゲットから気化した材料は、ターゲットに対向する基板上に薄膜としてデポジットされる前に、原子、分子、電子、イオン、クラスタ、微粒子およびモルテン・グロビュール（ｍｏｌｔｅｎ ｇｌｏｂｕｌｅ）を含有するようなプルーム（ｐｌｕｍｅ）を含む多数のエネルギの種の形態で周囲の真空中に拡散する。このようなプロセスは、超高真空中で、または、酸化膜をデポジットするための酸素の存在の下で発生し得る。

反応性高周波（ＲＦ）スパッタリング技術およびパルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）技術は、プラズマ／プルームを含む反応性の酸素の種（例えば、帯電した酸素イオン、酸素基、ならびに、励起された分子状および原子状の酸素）を生成する。これらの反応性の酸素の種は、真空状態の酸化亜鉛の表面を終了させる水酸化物の層から水素を除去するためのスカベンジャ（ｓｃａｖｅｎｇｅｒ）として機能する傾向にある。

理論にとらわれることなく、反応性の酸素雰囲気中で酸化亜鉛の表面から水素を除去することによって、酸素欠陥が生成されるのを回避することが可能になると考えられる。反応性の酸素は、固有の表面近傍の酸素欠陥、および、メタライゼーション（ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）により導入される酸素欠陥を中和する。酸素欠陥は、表面の導電率を増加させることを可能にするための真性のドナーである。

代替的な実施形態において、金属酸化物の層は、酸化亜鉛材料上にデポジットされる金属の薄膜を酸化させることによって作製される。金属の薄膜をデポジットする方法は、当業者によく知られている。このような薄膜は、例えば、酸素を豊富に含む雰囲気中で、または、オゾンガスを用いてアニーリングすることによって酸化され得る。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングまたはパルスレーザ・デポジションを用いて金属酸化物を酸化亜鉛材料上にデポジットすることによって作製される。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、酸化銀である。この酸化銀の層は、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングを用いて酸化銀を酸化亜鉛材料の基板上にデポジットすることによって作製される。この実施形態において、銀金属のターゲットおよび酸素を含むプラズマが、酸化銀の層を提供するために使用される。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、酸化銅である。この酸化銅の層は、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングを用いて酸化銅を酸化亜鉛材料の基板上にデポジットすることによって作製される。この実施形態において、銅金属のターゲットおよび酸素を含むプラズマが、酸化銅の層を提供するために使用される。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、酸化イリジウムである。この酸化イリジウムの層は、パルスレーザ・デポジションを用いて酸化イリジウムを酸化亜鉛材料の基板上にデポジットすることによって作製される。この実施形態において、イリジウム金属のターゲットおよび酸素雰囲気が、酸化イリジウムの層を提供するために使用される。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、酸化白金である。この酸化白金の層は、パルスレーザ・デポジションを用いて酸化白金を酸化亜鉛材料の基板上にデポジットすることによって作製される。この実施形態において、白金金属のターゲットおよび酸素雰囲気が、酸化白金の層を提供するために使用される。

好ましい実施形態において、金属酸化物の層は、金属酸化物を酸化亜鉛材料上にデポジットすることによって作製される。金属酸化物の層は、金属を豊富に含む成長条件の下でデポジットされる。これによって、酸化亜鉛材料上にデポジットされた金属酸化物は、その金属原子の割合が、化学量論的金属酸化物に対して予想される割合よりも高くなっている状態で、金属を豊富に含んでいる結果になる。

好ましい実施態様において、導電性の金属酸化物における金属原子の割合は、少なくとも約６８％である。他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化銀であり、銀原子の割合は、少なくとも約８５％である。他の実施形態において、導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムであり、イリジウム原子の割合は、少なくとも約７６％である。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化白金であり、白金原子の割合は、少なくとも約８３％である。他の実施態様において、導電性の金属酸化物は、酸化銅であり、銅原子の割合は、少なくとも約６８％である。

当業者は、特定の基板上の特定の金属酸化物に対して決定される金属原子の割合が、解析の方法に応じて変化し得ることを認識するであろう。具体的な原子の割合を記載している本発明の実施形態において、金属原子の割合は、本願の明細書にて記述されている特殊なＸ線光電子分光技術（Ｘ−ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）により決定されるようになっている。

本願の明細書にて開示されているような金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトを酸化亜鉛のウェハ上に形成する方法に関する非限定的且つ代表的な幾つかの実施形態で使用されるステップは、次のとおりである。
１．有機溶剤（例えば、アセトン、メタノールまたはイソプロプルアルコール）中で、超音波の助けを借りて酸化亜鉛のウェハを洗浄するステップ
２．スピンオン・フォトレジストを用いて、金属酸化物のコンタクトの幾何学的構造に対してリフトオフ・フォトリソグラフィ技術によるパターン形成および露光を行うステップ
３．テトラメチルアンモニウムの水酸化物および脱イオン化された水を用いて、金属酸化物のコンタクトの幾何学的構造に対して現像を行うステップ
４．反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングおよびパルスレーザ・デポジションによって、金属酸化物のデポジションを行うステップ、および
５．アセトンおよび超音波かくはんを用いて、余分な金属酸化物のリフトオフを行うステップ

本発明の方法が、金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するダイオードを形成するように方向付けられているような幾つかの実施形態において、上記方法は、さらに、次のステップを有する。
６．例えば、金属酸化物のコンタクトに対して使用される方法と同様のリフトオフ・フォトリソグラフィ技術による方法を用いて、オーミックコンタクトを作製するステップ

酸化亜鉛の基板は、金属酸化物の層を作製する前にクリーニングされる。一般的なクリーニングプロセスは、特殊な表面エッチング処理、アニーリング処理または酸化処理を利用する。このような処理は、例えば、化学エッチングおよびその後の超純水によるリンス、水素ガスおよび塩化水素ガスによる高温ガスエッチング、不活性ガス雰囲気中で高周波スパッタリングによるクリーニング、ならびに、高温または室温での酸素プラズマ処理を含む。これらの一般的なクリーニングプロセスは、本発明の方法にて使用される酸化亜鉛材料の基板をクリーニングする際にも使用可能である。

しかしながら、好都合なことに、本願の発明者は、本発明の方法にて使用される酸化亜鉛材料の基板が、任意の特殊な表面処理を用いることなくクリーニングされることが可能であることを決定している。したがって、１つの実施形態において、酸化亜鉛材料の基板は、有機溶剤または有機溶剤の混合液内で超音波によって洗浄される。

１つの実施形態において、酸化亜鉛材料の基板は、酸化亜鉛のウェハである。ここで、入手したままの酸化亜鉛のウェハは、温かいアセトン中で超音波により５分間だけ予め洗浄され、メタノールまたはイソプロプルアルコール中でリンスが行われ、さらに、窒素中で乾燥させられる。有機溶剤の選択は、金属酸化物のコンタクトの作製方法にとって重要ではなく、酸化亜鉛材料の清浄度に依存している。例えば、トリクロロエチレンおよびエタノール等の他の溶剤も使用可能である。

例示的な実施形態において、金属酸化物デポジションおよびリフトオフ・フォトリソグラフィ技術によって、パターンが形成された金属酸化物の層が作製される。

１つの実施形態において、スピンコーティング法によってフォトレジストが予め洗浄されたウェハ上に塗布され、パターンが形成された金属酸化物のコンタクトのアレイが露光され、さらに現像される。

好ましい実施例において、フォトリソグラフィ現像液は、テトラメチルアンモニウムの水酸化物である。理論にとらわれることなく、テトラメチルアンモニウムの水酸化物は、金属酸化物の層を作製する前に、酸化亜鉛の基板をさらに清浄にすると考えられる。特に、テトラメチルアンモニウムの水酸化物は、酸化亜鉛の基板の表面から炭素汚染を取り除くことに対する補助的な役割を果たす。

例示的な実施例において、さらに、金属酸化物の層が、現像後のパターンが形成されたアレイ上にデポジットされる。

１つの実施形態において、金属酸化物の層は、好ましくはアルゴン／酸素プラズマを用いて、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングによりデポジットされる。１つの実施形態において、金属酸化物が酸化銀である場合、高周波（ＲＦ）電力は、実効値（ＲＭＳ）で５０Ｗ（ワット）である。１つの実施形態において、金属酸化物が酸化銅である場合、高周波（ＲＦ）電力は、実効値（ＲＭＳ）で１００Ｗ（ワット）である。比較的低い高周波（ＲＦ）電力を使用することによって、酸化亜鉛のウェハ上に比較的平坦な金属酸化物のコンタクトを形成することが可能になる。しかしながら、その他の高周波（ＲＦ）電力も使用可能である。

１つの実施形態において、金属酸化物が酸化銀である場合、処理圧力は、約４×１０^-3ｍｂａｒ（ミリバール）（０．４パスカル）であり、アルゴンガスおよび酸素ガスの流量は、それぞれ、１０．０ｓｃｃｍおよび１．７０ｓｃｃｍである。ここで、「ｓｃｃｍ」は、標準温度および標準圧力の下での立方センチメートル／分の流量を表している。しかしながら、アルゴンガスおよび酸素ガスの流量は変化し得る。そして、本願の明細書にて記述されている方法を使用し、且つ、１０．０ｓｃｃｍおよび１．２５ｓｃｃｍ〜１０．０ｓｃｃｍおよび２．１０ｓｃｃｍの範囲にわたるアルゴンガスおよび酸素ガスの流量を用いて、高品質の酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成されている。さらに、上記の範囲を超えて、より高いアルゴンガスおよび酸素ガスの流量、または、より低いアルゴンガスおよび酸素ガスの流量も使用可能である。

好都合なことに、酸素を含むプラズマを使用することによって、デポジットされる金属酸化物の層の化学量論的組成をある程度調整することが可能になる。例えば、プラズマ中の相対的な酸素の流量を増加させることによって、金属酸化物の層における酸素原子の濃度が高くなるであろう。

さらに、他のパラメータ（例えば、ガス源の流量および温度、金属蒸着速度、高周波（ＲＦ）電力、基板温度および基板表面の化学量論的組成、ならびに、オゾンの意図的な使用）も、デポジットされる金属酸化物の化学量論的組成に影響を及ぼすことが可能である。例えば、酸化亜鉛材料が、水熱成長により作製された酸化亜鉛のウェハであって、バルク且つ単結晶の酸化亜鉛のウェハであるような本発明の幾つかの実施形態における酸素の相対的な流量は、溶融成長により作製された酸化亜鉛のウェハであって、バルク且つ単結晶の酸化亜鉛のウェハであるような他の実施形態における酸素の相対的な流量よりも、わずかに高くなるように選定されることが可能である。当業者は、必要以上の実験を行うことなく、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングによる金属酸化物のデポジションのための適切な条件を選択することが可能であろう。

本願の明細書にて開示されている方法を利用することにより、約８５対１５まで達するような銀原子対酸素原子の濃度の比でもって、高品質の酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成されている。本発明はまた、さらに高い銀原子対酸素原子の濃度の比でもって、酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成することをもくろんでいる。

１つの実施形態において、金属酸化物の層は、パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）によりデポジットされる。１つの実施形態において、金属酸化物が、酸化イリジウムまたは酸化白金である場合、この金属酸化物は、酸素雰囲気中でクリプトン・フッ素（ＫｒＦ）のエキシマーレーザ（波長λ＝２４８ｎｍ（ナノメータ））を使用し、且つ、回転している高純度の金属ターゲットのアブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）を行うことによってデポジットされる。

１つの実施形態において、パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）は、金属酸化物の膜内に金属液滴（ｍｅｔａｌ ｄｒｏｐｌｅｔ）が取り込まれるのを制限するためにシャドウマスクが使用されるようなエクリプス（ｅｃｌｉｐｓｅ）型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）により実現される。

１つの実施形態において、パルスレーザ・デポジションに関する基準圧力は、１０^-5ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１．３３×１０^-6パスカル）であり、周囲の酸素処理雰囲気は、５０または１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７または１３，３３パスカル）の圧力により確立される。

周囲の酸素処理雰囲気の変化によって、デポジットされる金属酸化物の層の化学量論的組成をある程度調整することが可能になる。

さらに、他のパラメータ（例えば、レーザ波長、レーザのスポットサイズおよびフルエンス（ｆｌｕｅｎｃｅ）、パルスレート、基板温度、ならびに、基板方面の化学量論的組成）も、デポジットされる金属酸化物の化学量論的組成に影響を及ぼすことが可能である。当業者は、必要以上の実験を行うことなく、パルスレーザ・デポジションによる金属酸化物のデポジションのための適切な条件を選択することが可能であろう。

選択可能な状態で、金属酸化物の膜の上部にキャッピング層が形成されることが可能である。このキャッピング層は、酸化亜鉛材料と導電性の金属酸化物の層との間で形成される整流障壁の接合部に対して所定の電位を供給するための端子として機能する。

キャッピング層に関する適切な材料は、白金、金および銀を含むけれども、このような金属のみに限定されない。１つの実施形態において、キャッピング層が白金である場合、このキャッピング層は、電子ビーム蒸着によって金属酸化物の膜の上部にデポジットされる。

例示的な実施形態の最終的なステップは、余分な金属酸化物、または、余分な金属酸化物／キャッピング材料の二重層に対して、リフトオフを行うステップである。

１つの実施形態において、超音波によりかくはんされたアセトンが、リフトオフに使用される。

ｎ型の酸化亜鉛材料の基板上の金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを有するショットキー型ダイオードを形成するために方向付けられているような幾つかの実施形態において、この方法は、さらに、オーミックコンタクトを作製するステップを有する。

適切なオーミックコンタクトは、当業者にとって周知である。１つの実施形態において、オーミックコンタクトは、一般的なリフトオフ・フォトリソグラフィ技術および電子ビーム蒸着技術を用いて、金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトの周囲に作製される。

１つの実施形態において、ショットキー型ダイオードは、円形のパターンを有している。この円形のパターンにおいて、内側の円は、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトであり、外側の円は、オーミックコンタクトである。好ましい実施形態において、金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトは、約３５０μｍ（ミクロン）の直径を有しており、オーミックコンタクトは、約４００μｍ（ミクロン）の内径、および、約６００μｍ（ミクロン）の外径を有する環状のリングを具備している。他の好ましい実施形態において、金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトは、約３００μｍ（ミクロン）の直径を有しており、オーミックコンタクトは、約３５０μｍ（ミクロン）の内径、および、約５５０μｍ（ミクロン）の外径を有する環状のリングを具備している。これらの実施形態において、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトとオーミックコンタクトとの間の環状のギャップは、２５μｍ（ミクロン）である。しかしながら、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの直径、および、上記の環状のギャップは重要ではない。逆にいえば、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの直径や、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトとオーミックコンタクトとの間の間隔に関しては、広範囲の値が使用可能である。

当業者は、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトが、上記のような幾何学的構造に限定されないこと、ならびに、その他の幾何学的構造が可能であることを認識するであろう。

本発明により意図されているショットキー型ダイオードに関する幾何学的構造は、図１に示すような３種の幾何学的構造を含むけれども、このような幾何学的構造のみに限定されない。図１の（ａ）は、選択可能な金属（例えば、白金、金または銀）キャッピング層（５）を含む金属酸化物の整流コンタクト（１）と、任意の適切な寸法の底部のオーミックコンタクト（例えば、チタン／アルミニウム／白金）（１５）とを酸化亜鉛材料の基板（１０）上に有する垂直状態（直立した状態）の幾何学的構造のショットキー型ダイオードの断面を示す。図１の（ｂ）に示すショットキー型ダイオードは、任意の適切な寸法の上部のオーミックコンタクト（２０）を有する点において、図１の（ａ）に示したショットキー型ダイオードとは異なる。同様に、図１の（ｃ）に示すショットキー型ダイオードは、任意の適切な寸法のメサまたは側部のオーミックコンタクト（２５）を有している。

ここで、次のような非限定的な例に基づいて、本発明のコンタクトおよびその作製方法を説明する。このような非限定的な例は、本発明の範囲を制限することは決してない。

例
１．金属酸化物の成長および性能評価
（ａ）酸化銀
有機溶剤により洗浄された石英の基板（１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍ）上に連続的な８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀の膜を成長させるために、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングが使用される。ターゲットの汚染を回避するために、このターゲットは、各々の酸化銀の膜を成長させる前に、アルゴン雰囲気で完全にプレスパッタリングされ、表面の約２００ｎｍ（ナノメートル）の厚さの部分が除去される。

酸化銀の成長に関しては、Ｂ．Ｏ．Ｃ．エドワード（Ｅｄｗａｒｄｓ）の高周波／直流（ＲＦ／ＤＣ）マグネトロンスパッタリング装置の高周波（ＲＦ）源において、３．０インチ×０．２５０インチ（７６．２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の銀のターゲット（純度は９９．９９％より高い）が使用されている。酸化銀の成長処理を実行する前に、真空チャンバ内の圧力が、真空ポンプにより約１．０×１０^-5ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１．３３×１０^-6パスカル）の基準圧力まで減圧される。処理用のガスは、アルゴン／酸素ガスの混合物からなり、アルゴンの流量は、１０・００ｓｃｃｍに固定され（ここで、「ｓｃｃｍ」は、標準温度および標準圧力の下での立方センチメートル／分の流量を表している）、酸素の流量は、０〜２．４０ｓｃｃｍの範囲で変化する。各々の酸化銀の膜は、実効値（ＲＭＳ）で５０Ｗの高周波（ＲＦ）電力および約４×１０^-3ｍｂａｒ（ミリバール）（０．４パスカル）の処理圧力によって、５分間成長する。

１．０５〜２．１０ｓｃｃｍの酸素の流量によって組成上のスイープ（ｓｗｅｅｐ）を行った結果として得られる酸化銀の膜の外観は、同じ膜厚の高い屈折率を有する純粋な金属からなる銀の膜の外観と顕著に異なっている。酸素の流量が低い場合に成長する膜は、その概観に関して灰色を帯びており、酸素の流量が高い場合に成長する膜は、その概観において黄色である。１．４５〜１．７０ｓｃｃｍの酸素の流量の範囲で成長する膜は、灰色／茶色の外観を有しており、最も透明である。

上記の膜の組成は、クラトス（Ｋｒａｔｏｓ）のＸＳＡＭ機器によって、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により調査される。

「１．７０ｓｃｃｍ」の流量の酸素（Ｏ₂）にて成長した状態の酸化銀の膜の表面は、０．７９２の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比で空気に晒されて成長した結果として、強く酸化されている。この膜は、強く酸化されている表面層を除去するために、２・４ｋｅＶ（キロエレクトロン・ボルト）のアルゴン（Ａｒ）イオン源を用いて、そのままで４分間スパッタリングされる。このときに、アルミニウムは検出されていない。このことは、石英の基板がサンプリングされていないことを示している。膜の表面の炭素の汚染は、完全に除去されており、酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値は、０．１０４にまで減少していることが測定により確認されている。このような０．１０４の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比は、膜のバルクに対してより代表的な値である。

ここで、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングにより成長する酸化銀の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値は、次の表１に示すとおりである。

表１は、連続して形成される種々の酸化銀の膜に対するバルクの組成を示すものである。全ての膜は、化学量論的一酸化銀（ＡｇＯ）および化学量論的二酸化銀（ＡｇＯ）に対してそれぞれ予想される０．３３および０．５０の値よりも大幅に低い酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値でもって、銀を豊富に含んでいる。

ＸＰＳによる測定は、「１．７０ｓｃｃｍ」の流量の酸素（Ｏ₂）にて、水熱成長による酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上に成長した酸化銀の膜に関して、繰り返し行われた。ここでは、２・４ｋｅＶ（キロエレクトロン・ボルト）のアルゴンイオンのスパッタリングによるクリーニングを５分間行った後に、ＸＰＳによる検査スキャンによって、約０．０４の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値が算出された。ウォーターハウス他（Ｗａｔｅｒｈｏｕｓｅ ｅｔ ａｌ．）による酸化銀の粉末のＸＰＳ研究（表面インタフェース解析、３３ ４０１、２００２年発行（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｎｔｅｒｅｆａｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ，３３ ４０１（２００２））に基づいて、コアレベルの酸素の第１スペクトルに関する高分解能のスキャンが得られ且つ解明された。５３０．７ｅＶ（エレクトロン・ボルト）、５２９．２ｅＶ（エレクトロン・ボルト）および５２８．３ｅＶ（エレクトロン・ボルト）において、３つの主たるピークが識別された。これらの３つのピークは、それぞれ、表面下の酸素、一酸化銀（ＡｇＯ）および二酸化銀（ＡｇＯ）に起因するものである。このようなスキャンは、膜のバルクが、銀を非常に豊富に含むけれども、いまだに混合された酸化物の相を含んでいることを示唆している。

「１．７０ｓｃｃｍ」の流量の酸素（Ｏ₂）にて、水熱成長による酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上に成長した後にスパッタリングにより清浄化された酸化銀の膜に関して、価電子帯のＸＰＳスペクトルが得られた。この膜は、スペクトルメータにてアースに接続されているので、束縛エネルギのスケールの零（０）は、そのフェルミレベル（Ｅ_F）を表している。この膜は、スパッタリングにより清浄化された銀の基準サンプルに対して観測された状態密度（ＤＯＳ）と同様に、フェルミレベル（Ｅ_F）の近傍に連続的な状態密度を有している。このことは、酸化銀の膜が、金属の膜と同様の性質を有することを示している。

（ｂ）酸化イリジウム
バルクの酸化亜鉛上にショットキーコンタクトと同種のコンタクトを作製するために、酸化イリジウムの膜は、酸素雰囲気中でクリプトン・フッ素（ＫｒＦ）のエキシマーレーザ（波長λ＝２４８ｎｍ（ナノメータ））を使用し、且つ、回転している高純度の金属ターゲットのアブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）を行うことによって、パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）により成長する。

酸化イリジウムによるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを用意するために、酸化亜鉛の基板は、後述のように清浄化され、高真空チャンバ内で加熱されていないステンレス鋼ブロック上に搭載される。ここで、高真空チャンバは、１０^-5ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１．３３×１０^-6パスカル）の基準圧力になるように真空状態にされる。周囲の酸素処理雰囲気は、５０および１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７および１３，３３パスカル）の圧力により確立される。クリプトン・フッ素（ＫｒＦ）のレーザは、２ｍｍ²のスポットサイズおよび１５〜２０Ｊｃｍ^-2のフルエンスでもって、４５度の角度に設定されているイリジウムのターゲット上で集束する。各々の膜は、１０Ｈｚ（ヘルツ）のパルスレートで１時間成長する。イリジウムのターゲットの反射率および高融点（２７３９°Ｋ）によって、高いフルエンスが必要になる。これによって、加熱状態の強烈な液滴がターゲットから放出される傾向が増大する（立木および小林（Ｍ．Ｔａｃｈｉｋｉ ＆ Ｔ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ）著、日本の電子工業、１３０ ８８、２０００年発行（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊａｐａｎ，１３０ ８８（２０００））を参照のこと）。酸化イリジウムの膜内に上記液滴が取り込まれるのを制限するために、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形のシャドウマスクが、基板の前方の１７ｍｍの位置に設置され、且つ、ターゲットの視線に対して直接的に設置される。ターゲットの基板との間の距離は、５０ｍｍである。このような技術は、通常、エクリプス型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）と呼ばれている。このエクリプス型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）では、デポジションが、シャドウマスクの周囲の原子、分子およびクラスタに理想的に制限されるようになっている。

２つの酸化イリジウムの膜の各々は、前述と同様のクリプトン・フッ素（ＫｒＦ）のレーザのフルエンスを用いて、且つ、５０および１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７および１３，３３パスカル）の周囲の酸素圧でもって、エクリプス型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）により１時間成長する。この結果として「５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜、および、「１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜の厚さは、それぞれ、約５５ｎｍ（ナノメートル）のＡＦＭステップの高さ（二乗平均平方根法（ＲＭＳ）により算出された表面の粗さは約２．５ｎｍ（ナノメートル））、および、約１６０ｎｍ（ナノメートル）のＡＦＭステップの高さによって決定される。このことは、より高い酸素圧雰囲気中で放出された粒子が、より大きな拡散速度を有することを示している。

強く酸化された表面の層を除去するために、アルゴン（Ａｒ）イオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを３〜４分間行った後に、上記の２つの酸化イリジウムの膜の組成が、ＸＰＳ検査スキャンにより決定される。「５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値は、０．２４である。これに対し、「１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜の酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値は、０．１１である。このことは、前者の場合の膜の成長速度が後者の場合の膜の成長速度よりも遅いので、前者の場合には、酸素を取り込むためのより多くの時間が許容されていることを示している。しかしながら、これらの酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値は、酸化イリジウム（ＩｒＯ₂）に対する化学量論的な酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値である０．６７よりも顕著に低くなっている。このことは、上記の２つの酸化イリジウムの膜のいずれも、イリジウムを豊富に含んでいることを示している。

スパッタリングによるクリーニングを行った後に、「５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜、および、「１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜から収集された価電子帯のＸＰＳスペクトルは、金属と同様の状態を示している。

（ｃ）酸化白金
ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの作製に関しては、酸化白金の膜は、酸化イリジウムに対して使用される場合と同様のエクリプスＰＬＤ技術を用いて、バルクの酸化亜鉛上に成長する。高純度の白金のターゲットおよび１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の周囲の酸素圧の使用を除いて、全ての成長条件およびパラメータは、前述の場合と同じである。酸化白金の膜は、１時間成長し、２４０ｎｍ（ナノメータ）（二乗平均平方根法（ＲＭＳ）により算出された表面の粗さは約２．５〜３．０ｎｍ（ナノメートル））の厚さ（ＡＦＭステップの高さの解析による）を有する。

アルゴンイオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを４分間行った後に、上記の２つの酸化イリジウムの膜の組成が、ＸＰＳ検査スキャンにより決定される。酸素／白金（Ｏ／Ｐｔ）の原子の比の値は、約０．１１であり、白金を豊富に含んでいることを示している。価電子帯のＸＰＳスペクトルは、フェルミレベルの近傍で高い状態密度を示している。このようなＸＰＳスペクトルは、強い触媒に対して特徴的なものであり（エイチ．ネッフ他（Ｈ．Ｎｅｆｆ ｅｔ ａｌ．）著、応用物学会ジャーナル、７９ ７６７２、１９９６年発行（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，７９ ７６７２（１９９６））を参照のこと）、半導体の性質よりもむしろ金属の性質を有することを示すものである。

（ｄ）酸化銅
ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの作製に関しては、酸化銅の膜は、酸化銀に対して使用される方法と同様に、酸素／アルゴン雰囲気中で高純度の銅のターゲットの反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングを行うことによってバルクの酸化亜鉛上に作製される。使用エクリプスＰＬＤ技術を用いて、バルクの酸化亜鉛上に成長する。５×１０^-3ｍｂａｒ（ミリバール）（０．５パスカル）の処理圧力で、それぞれ２．０ｓｃｃｍおよび１０．０ｓｃｃｍの酸素ガスおよびアルゴンガスの流量が使用される。実効値（ＲＭＳ）で１００Ｗ（ワット）の高周波（ＲＦ）電力によって、酸化銅の膜が５分間成長する。この結果、約１６０ｎｍ（ナノメートル）の厚さ（二乗平均平方根法（ＲＭＳ）により算出された表面の粗さは約３．５ｎｍ（ナノメートル））の茶色の酸化銅の膜が生成される。この酸化銅の膜上には、３０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの白金のキャッピング層が形成される。

アルゴン（Ａｒ）イオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを行った後に（４分間）、酸化銅の膜に対して行われるＸＰＳ検査スキャンによって、０．３１６の酸素／銅（Ｏ／Ｃｕ）の原子の比の値が提供される。この値は、酸化銅（Ｃｕ₂Ｏ）に対する化学量論的な酸素／銅（Ｏ／Ｃｕ）の原子の比の値である０．３３に近い。

スパッタリングにより清浄化された酸化銅の基準サンプルにおける価電子帯のＸＰＳスペクトルにて観測されるように、スパッタリングにより清浄化された酸化銅の価電子帯のＸＰＳスペクトルは、酸化銅（Ｃｕ₂Ｏ）に対して予想される２．０ｅＶ（エレクトロン・ボルト）バンドギャップの兆候を示していないし、フェルミレベルの近傍で平坦な非局在化された（ｄｅ−ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）状態密度も有していない。このようなＸＰＳスペクトルは、酸化銅の膜が、高密度の縮退した電荷キャリヤを含む傾向にあり、且つ、半導体の性質よりもむしろ金属の性質を有する傾向にあることを示唆している。

２．ショットキーコンタクトと同種のコンタクト
円形の酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトと、チタン／アルミニウム／白金のオーミックコンタクトのリングとを有するような平面状のショットキー型ダイオードを作製するための一般的な処理は、反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングおよびリフトオフ・フォトリソグラフィ技術を使用している。

３００μｍ（ミクロン）の直径で８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトであって、酸化亜鉛上のチタン／アルミニウム／白金（Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ）のオーミックコンタクトのリングに対して２５μｍ（ミクロン）の間隔を有するような平面状のショットキー型ダイオードの作製を以下に説明する。

入手したままの酸化亜鉛のウェハは、温かいアセトン（６０℃）中で超音波により５分間だけ予め洗浄され、メタノールまたはイソプロプルアルコール中でリンスが行われ、さらに、窒素中で乾燥させられる。その後、スピンコーティング法によってＡＺ１５１８のフォトレジストが酸化亜鉛のウェハ上に塗布され、３００μｍ（ミクロン）の直径の円形のコンタクト（７．０７×１０^-4ｃｍ²（平方センチメートル）のコンタクト領域を有する）のアレイが、クロムがコーティングされたガラスのマスクとカール・サスＭＡ−６（Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ ＭＡ−６）の光学マスクアライナとを用いて露光される。コンタクトのパターンは、テトラメチルアンモニウムの水酸化物を用いて２０秒間現像された後に、脱イオン化された水により最終的なリンスが行われ、さらに、窒素中で乾燥させられる。

パターンが形成されたウェハは、直ちに、エドワード・オート５００（Ｅｄｗａｒｄｓ Ａｕｔｏ ５００）のスパッタリングシステム内に設置される。このスパッタリングシステム内の圧力は、真空ポンプにより約１×１０^-5ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１．３３×１０^-6パスカル）の基準圧力まで減圧される。さらに、実効値（ＲＭＳ）で５０Ｗのアルゴン／酸素プラズマを用いて、且つ、銀のターゲット（純度は９９．９５％より高い）の反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングによって、８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀の膜がデポジットされる。ターゲットと基板との間の距離は、約１１０ｍｍ（ミリメートル）であり、室温で反応性高周波スパッタリングが行われる。

アルゴンガスおよび酸素ガスの流量は、それぞれ、１０．０ｓｃｃｍおよび１．７０ｓｃｃｍである。ここで、「ｓｃｃｍ」は、標準温度および標準圧力の下での立方センチメートル／分の流量を表している。処理圧力は、約４×１０^-3ｍｂａｒ（ミリバール）（０．５パスカル）であり、デポジションレートは、約１２０Å（オングストローム）である。

そのままの状態で約４×１０^-5ｍｂａｒ（０．００５パスカル）（ミリバール）の圧力で行われる電子ビーム蒸着によって、３０μｍ（ミクロン）の白金のキャッピング層が、酸化銀の膜の上部にデポジットされる。さらに、酸化銀／白金の二重層に対してリフトオフを行うために、超音波によりかくはんされたアセトンが使用される。

オーミックコンタクトは、環状のチタン／アルミニウム／白金のオーミックコンタクトのリングを有している。このリングは、約３５０μｍ（ミクロン）の内径、および、約５５０μｍ（ミクロン）の外径を有する環状のリングを具備している。このオーミックコンタクトは、一般的なリフトオフ・フォトリソグラフィ技術および電子ビーム蒸着技術を用いて、酸化銀／白金のコンタクトの周囲に作製される。

３．性能評価
酸化亜鉛上に形成された金属酸化物によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトの性能は、室温での電流対電圧（Ｉ−Ｖ）の測定結果および静電容量対電圧（Ｃ−Ｖ）の測定結果によって特徴付けられる。このような測定は、ＨＰ４１５５Ａのパラメータアナライザを用いて室温で行われ、且つ、光導電効果を回避するために暗状態で行われる。

ショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して重要な性能指数（ｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）は、障壁の高さ（φ_B）および理想係数（η）である。高品質のショットキーコンタクトは、代表的に、高い値の障壁の高さ（例えば、＞０．８ｅＶ（エレクトロン・ボルト））と、１に限りなく近い理想係数（η）とを有している。これらの性能指数は、標準の熱イオン放出理論を用いて、Ｉ−Ｖ）の測定結果から取得され得る。特に、Ｖ＞３ｋＴ／ｑに対してショットキー型ダイオードを横切る電流は、次の式（１）（〔数１〕）により与えられる。

ここで、ηは理想係数であり、ｋはボルツマン定数であり、Ｔは絶対温度であり、Ｒ_Sはダイオードの直列抵抗の抵抗値である。ダイオードの飽和電流Ｉ_Oは、次の式（２）（〔数２〕）により与えられる。

ここで、Ａはショットキーコンタクト領域であり、Ａ^*は有効リチャードソン定数（理論的には、酸化亜鉛に対して、Ａ^*は約３２Ａｃｍ^-2Ｋ^-2）であり、φ_Bは障壁の高さである。障壁の高さおよび理想係数は、０．１＜Ｖf＜０．４の範囲で順方向バイアスのＩ−Ｖ曲線に式（１）および式（２）を適合させることによって取得され得る。

３００μｍ（ミクロン）の直径で８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクトであって、酸化亜鉛上のチタン／アルミニウム／白金（Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ）のオーミックコンタクトのリングに対して２５μｍ（ミクロン）の間隔を有するような平面状のショットキー型ダイオードは、ｃ軸且つバルクの酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上およびＯ極面上に作製される。ここで、酸化亜鉛のウェハは、同一のウェハの両方の側部が研摩され、且つ、水熱成長により作製されている。この酸化亜鉛のウェハのキャリヤ濃度および移動度は、それぞれ、３×１０¹⁴ｃｍ^-3および２００ｃｍ²Ｖ^-1ｓ^-1である。これらのキャリヤ濃度および移動度は、ファン・デル・パウ技術（ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｕｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）に基づき、単一の磁界（０．５１Ｔ）のホール（Ｈａｌｌ）効果の測定を行うことによって取得される、酸化銀のコンタクトは、前述のような一般的な処理を用いて、且つ、１．２５、１．４５および１．７０ｓｃｃｍの酸素の流量、および、１０．００ｓｃｃｍのアルゴンの流量で作製される。この結果として生成される酸化銀の膜は、低い値の横方向導電率（ｌａｔｅｒａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を有しており、それゆえに、３０μｍ（ミクロン）の厚さの白金のキャッピング層が、電子ビーム蒸着により付加される。

１．２５、１．４５および１．７０ｓｃｃｍの酸素の流量で酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上およびＯ極面上に同時に作製された３種のショットキー型ダイオードに関する障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットは、異なる酸化亜鉛の膜の整流特性が非常に似ており、１．２５〜１．７０ｓｃｃｍの酸素の流量の範囲内で顕著な組成上の効果は生じていないことを示している。酸化銀のコンタクトの大部分は、１．１０よりも小さい値の（＜１・１０）理想係数を有する高品質のショットキー障壁を形成する。Ｚｎ極面上に作製されたダイオードの障壁の高さは、Ｏ極面上に作製されたダイオードの障壁の高さよりも高くなっているという点において、酸化亜鉛のウェハの表面の極性が異なる場合の効果は明らかである。ただし、各々の極性面上の最良のダイオードは、同様に小さい値の理想係数を有している。

最良の１．７０の酸素の流量でＺｎ極面上およびＯ極面上に作製された酸化銀のショットキー型ダイオードに関して代表的なＩ−Ｖ特性は、整流比の値（±２Ｖ（ボルト）の電圧で）が、９桁程度の大きさにまで高くなっていることを示している。これは、おそらく、逆方向電流が、ＨＰ４１５５Ａのパラメータアナライザのノイズレベル（約５０〜１００ｆＡ（ファラッドアンペア））に達しているので、特にＺｎ極面に関して過小評価されているためであろう。理想係数ηは、順方向のＩ−Ｖ曲線の重要な部分に対応するバイアス電圧とは無関係であることが観測されている。このことは、酸化銀のコンタクトが、非常に良好な横方向の均一性を有することを示している。比較的高い順方向バイアスにて観測されている理想係数ηの増加は、ダイオードの直列抵抗の抵抗値の増加に起因している。また一方で、Ｚｎ極面上の０〜０．２Ｖ（ボルト）の電圧の増加は、シャント抵抗効果に起因している。

さらに、酸化銀のショットキー型ダイオードのアレイは、付加的な水熱成長および溶融成長によるバルクの酸化亜鉛のウェハの極性面上および非極性面上に作製される。次のようなバルクの酸化亜鉛のウェハが使用される。
ＨＴ−１：両方の側部が研摩され、且つ、水熱成長により作製されたｃ軸ウェハであって、Ｚｎ極面およびＯ極面を提供するために切断されているサンプル
ＨＴ−２：両方の側部が研摩され、且つ、水熱成長により作製されたｍ面ウェハであって、ｍ面ウェハの１つの面が処理されているサンプル
ＭＴ−１：溶融成長によるｃ軸ウェハであって、Ｚｎ極面の一方の側部が研摩されているサンプル
ＭＴ−２：溶融成長によるｃ軸ウェハであって、Ｏ極面の一方の側部が研摩されているサンプル、および
ＭＴ−３：溶融成長によるｃ軸ウェハであって、ａ面の一方の側部が研摩されているサンプル

これらのウェハの電気的特性は、単一の磁界（０．５１Ｔ）のホール（Ｈａｌｌ）効果の測定を行うことによって決定される。要約すれば、水熱成長および溶融成長によるバルクの酸化亜鉛のウェハの電気的特性（キャリヤ濃度（ｎ）、移動度（μ）および抵抗率（ρ））は、表２に示すとおりである。

３００μｍ（ミクロン）の直径で８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀によるショットキーコンタクトと同種のコンタクト（３０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの白金のキャップを含む）を有する平面状のダイオードのアレイは、前述のような一般的な処理方法を用いて、ただし、１．７０ｓｃｃｍの固定された酸素の流量で、各々のウェハ上に作製される。

図２および図３は、水熱成長および溶融成長により作製されたｃ軸且つバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上およびＯ極面上に形成された酸化銀のショット型ダイオードに関する２９８°ＫでのＩ−Ｖ特性を示すグラフである。これらの図２および図３は、コンタクトが、順方向電流と逆方向電流との間で、非常に高い整流比（９桁程度の大きさである）を有することを示している。これらの図２および図３はまた、酸化銀のコンタクトを通過する逆方向の漏れ電流が、非常に小さいこと（−２Ｖ（ボルト）の電圧で１ｐＡ（ピコアンペア）よりも小さい（＜１ｐＡ））を示している。このことは、ダイオードの品質が、さらに良好であることを示している。

上記のＩ−Ｖ特性はまた、酸化銀のショットキー型ダイオードが、非常に低い値の直列抵抗の抵抗値を有することを示している。この抵抗値は、バルクの抵抗率の２〜３桁も低い大きさであると予想される。溶融成長による酸化亜鉛上に形成された酸化銀のショットキー型ダイオードはまた、約０．６５Ｖ（ボルト）においてわずかなキンク（ｋｉｎｋ）の兆候を示している。この兆候は、１つ以上の障壁の影響による（例えば、別々の銀および酸化銀による）ものであろう。

図４および図５は、各々の酸化亜鉛の表面上に形成された多くの酸化銀のショットキー型ダイオードに関して、２９８°ＫでのＩ−Ｖ特性の測定結果から得られた障壁の高さ（φ_B）および理想係数（η）を示すグラフである。これらの図４および図５は、コンタクトが、最良の酸化銀のコンタクトが、非常に高い値の障壁の高さ（＞１．０Ｖ（ボルト））と、１に非常に近いような小さい値の理想係数とを有することを示している。性能指数に関する変化は、主として、代表的な酸化亜鉛の基板を横切って通過する良質のキャリヤ濃度および欠陥のキャリヤ濃度の変化によるものであろうと考えられる。

水熱成長および溶融成長により作製された酸化亜鉛（ＺｎＯ）のウェハに関して、鏡像力により制御された理想係数η_ifが、図４および図５に示されている。これらの理想係数η_ifは、実際のショットキーコンタクトと同種のコンタクトにより達成され得る最高の理想係数を理論的に算出したものであり、技術文献（例えば、アール．ティー．タング（Ｒ．Ｔ．Ｔｕｎｇ）著、物理レビューレター誌、８４ ６０７８、２０００年発行（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ Ｌｅｔｔｅｒ，８４ ６０７８（２０００）を参照のこと）に開示されている式を用いて計算される。より具体的には、この式は、次の式（３）（〔数３〕）により与えられる。

ここで、Ｖは印加されるバイアスであり、零に設定されている。さらに、ξ（ξ＝ｋＴｌｎ（Ｎ_Ｃ／ｎ））は、酸化亜鉛材料のフェルミレベルと伝導帯（Ｎ_cは、伝導帯における有効状態密度であり、酸化亜鉛に対して２．９４×１０¹⁸ｃｍ^-3である）の底部との間のエネルギ差である。さらに、δφ_ifは鏡像力低下補正であり、次の式（４）（〔数４〕）により与えられる。

ここで、Ｎ_Ｄは有効ドーピング密度であり、ε_∞は酸化亜鉛に対する光学的な誘電定数であり（４．５）、ε_sは酸化亜鉛に対する電気的な誘電定数である（８．５）。なお、その他の記号は、通常の科学的な意味を有する。

水熱成長および溶融成長により作製された酸化亜鉛（ＺｎＯ）における障壁の高さφ_B対理想係数ηのプロットに関していえば、特にＺｎ極面および非極性面に関して、酸化亜鉛に関連した顕著な違いが見られる。図４においては、水熱成長により作製された酸化亜鉛上に酸化銀のショットキー型ダイオードを形成する場合に、以前に観測された極性の効果が確認されている。この極性の効果においては、酸化亜鉛のＺｎ極面上に形成された障壁の高さ（２００ｍｅＶ（ミリエレクトロン・ボルト））が、酸化亜鉛のＯ極面上に形成された障壁の高さよりも高くなっている。非極性面であるｍ面上に形成された障壁の高さは、前述のＺｎ極面上に形成された障壁の高さとＯ極面上に形成された障壁の高さとの間に入るような中間の障壁の高さを有している。また一方で、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に酸化銀のショットキー型ダイオードを形成する場合には、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に酸化銀のショットキー型ダイオードを形成する場合に比べて、極性の効果ははるかに小さいことは明らかである。前者の場合には、Ｚｎ極面上に形成された障壁の高さとＯ極面上に形成された障壁の高さとの差異は、約５０ｍｅＶである。この場合でも、非極性面であるａ面上に形成された障壁の高さは、前述のＺｎ極面上に形成された障壁の高さとＯ極面上に形成された障壁の高さとの間に入るような中間の障壁の高さを有している。

各々の障壁の高さφ_B対理想係数ηのプロットに関していえば、障壁の高さφ_Bの減少に対して理想係数ηが増加する場合に直線的な関係を有する傾向にある。これによって、コンタクトの横方向の均一性が増加するにつれて基板における構造の変化障壁の高さφ_Bの減少が予想される。ここで、コンタクトの横方向の均一性の変化は、基板における構造の変化および／または表面の汚染の変化によって生ずる。このような直線的な関係を有する傾向は、鏡像力により制限された理想係数η_ifにまで外挿され、鏡像力により制御された障壁の高さφ_B ^ifを決定することが可能になる。さらに、この障壁の高さφ_B ^ifは、鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*を取得することが可能になる。ここで、φ_B ^hom*＝φ_B ^if＋δφ_ifであり、δφ_ifは、前述のように鏡像力低下補正を表している。

鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*は、任意の非理想的な動作に対して補正された状態で、あるタイプのショットキーコンタクトと同種のコンタクトの所定の半導体に対する障壁の高さを提供することができるので、この障壁の高さφ_B ^hom*は有用なパラメータである。それゆえに、理論的なモデル（例えば、ダブリュー．モンチ（Ｗ．Ｍｏｎｃｈ）著、欠陥科学技術ジャーナル、Ｂ１７ １８６７、１９９９年発行（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａｃａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂ１７ １８６７（１９９９））を参照のこと）と比較する際に、この障壁の高さφ_B ^hom*は、最良の障壁の高さのパラメータとなり得る。本願の明細書にて開示されている酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関していえば、当該コンタクトが高品質であるために、理想係数η_ifへの外挿は、非常に短い距離で済む。

次の表３は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の各々の面に対して、鏡像力により制御された理想係数η_if、鏡像力により制御された障壁の高さφ_B ^if、鏡像力低下補正δφ_if、および、鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*の値を提供する。水熱成長により作製された酸化亜鉛のキャリヤ濃度が低いために、この水熱成長により作製された酸化亜鉛上に形成されたダイオードに対する鏡像力低下補正は、比較的小さい（約０．０２ｅＶ（エレクトロン・ボルト））。しかしながら、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に形成されたダイオードに対する鏡像力低下補正（約０．０２ｅＶ（エレクトロン・ボルト））では、障壁の高さφ_B ^hom*の値が約１０％増加する。溶融成長により作製された酸化亜鉛の様々な面に対する障壁の高さφ_B ^hom*の値は、水熱成長により作製された酸化亜鉛の複数の極性面に対する値の間に位置している。さらに、鏡像力による低下はまた、逆方向電流に対して電圧依存性が導入されるために、逆方向バイアスＩ−Ｖ特性に影響を及ぼす。図４および図５は、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に形成されるダイオードに関しては、上記のような電圧依存性が、はるかに大きくなることを示している。このことは、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に形成されるダイオードにおいては、鏡像力による低下の影響が大きい点と合致している。

図２〜図５はまた、水熱成長により作製された酸化亜鉛上、特に酸化亜鉛の極性面上に形成された最良のダイオードの理想係数は、鏡像力により制御された限界値に非常に近くなっており、また一方で、溶融成長により作製された酸化亜鉛上に形成された最良のダイオードは、鏡像力により制御された理想係数η_ifよりも顕著に大きい理想係数を有することを示している。溶融成長により作製された酸化亜鉛では、上記の鏡像力による低下以外に、非理想的な動作に関する他の幾つかの形態が生じていることは明らかである。生ずる可能性がある候補として、熱イオン電界放出（ＴＦＥ）が挙げられる。表３はまた、酸化亜鉛の各々の面に対して、トンネリング・パラメータＥ₀₀／ｋＴ、および、熱イオン電界放出（ＴＦＥ）による理想係数η_ＴＦＥを提供する。これらのトンネリング・パラメータＥ₀₀／ｋＴ、および、熱イオン電界放出（ＴＦＥ）による理想係数η_ＴＦＥは、技術文献（例えば、ビー．アベイ他（Ｂ．Ａｂａｙ ｅｔ ａｌ．）著、半導体科学技術、１８ ７５、２００３年発行（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１８ ７５（２００３））を参照のこと）に開示されている式に基づいて計算される。水熱成長により作製された酸化亜鉛に関しては、トンネリング・パラメータＥ₀₀／ｋＴが１よりはるかに小さいので（Ｅ₀₀／ｋＴ＜＜１）、熱イオン放出（ＴＦＥ）は無視し得る。溶融成長により作製された酸化亜鉛に関しては、そのキャリヤ濃度が高いために、熱イオン放出（ＴＦＥ）はより重要である。しかしながら、この熱イオン放出は、理想係数に対してわずかな変化を生じさせるのみであると予想される。しかしながら、空乏層内で点欠陥により発生するトラップ等の任意のトラップの存在は、トンネリング確率を増加させ、ひいては、理想係数を増加させる。この理由として、キャリヤが上記のトラップ内にトンネリングしたり障壁を越えてトンネリングしたりすることが挙げられる。

図２〜図５に示す酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトの障壁の高さは、フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）のＰＭ６３０４ＲＣＬのメータを用いて、２．５ＫＨｚ（キロヘルツ）〜１００ｋＨｚ（キロヘルツ）の範囲の測定周波数で測定された室温の容量―電圧（Ｃ−Ｖ）特性の測定結果により確認されている。同様の暗状態が使用されている。容量―電圧（Ｃ−Ｖ）特性の測定結果から得られた障壁の高さは、Ｉ−Ｖ特性から得られた測定結果と非常に良く一致している。この一致は、酸化銀のコンタクトの横方向の均一性をさらに良く示すものである。

容量―電圧（Ｃ−Ｖ）特性の測定結果に基づき、次の式（５）（〔数５〕）を用いて、Ｉ／Ｃ²対電圧のプロットから固有の（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）電位Ｖ_biを見出すことによって、障壁の高さが決定される。

ここで、εは静電誘電定数であり（酸化亜鉛に対して８．５）、ε_０は真空の誘電率であり、Ｎ_Dは有効ドナー濃度である。そして、障壁の高さ（φ_B）は、次の式（６）（〔数６〕）から得られる。

ここで、ξ（ξ＝ｋＴｌｎ（Ｎ_Ｃ／ｎ））は、酸化亜鉛材料のフェルミレベルと伝導帯（Ｎ_cは、伝導帯における有効状態密度であり、酸化亜鉛に対して２．９４×１０¹⁸ｃｍ^-3である）の底部との間のエネルギ差であり、ｎは酸化亜鉛材料のキャリヤ濃度である。

水熱成長および溶融成長により作製されたｃ軸のウェハ上に形成された酸化銀のショットキー型ダイオードに関して、２９８°Ｋ且つ２０ＫＨｚ（ヘルツ）の周波数で測定した代表的なＣ−Ｖ特性が、図６および図７に示されている。上記のＣ−Ｖ特性は、水熱成長により作製された酸化亜鉛のＺｎ極面上およびＯ極面上に形成されたショットキー型ダイオードの固有の電位Ｖ_biには明らかな違いが見られるが、溶融成長により作製された酸化亜鉛の極性面上に形成されたショットキー型ダイオードの間では、はるかに小さな固有の電位の変化しか見られないという点において、上記のＣ−Ｖ特性の測定結果は、Ｉ−Ｖ特性において観測された極性の効果と良く一致している。水熱成長および溶融成長により作製された酸化亜鉛上に形成された酸化銀のショットキー型ダイオードのＩ−Ｖ特性およびＣ−Ｖ特性は、次の表４に要約されている。Ｉ−Ｖ特性の評価およびＣ−Ｖ特性の評価によりそれぞれ決定された障壁の高さに関しては、良好な一致が得られる。このことは、酸化銀のショットキー型ダイオードの横方向の良好な均一性を示すものである。

次の表４では、Ｉ−Ｖ特性の測定結果から得られた理想係数（η）および障壁の高さ（φ_B,I-V）と、Ｃ−Ｖ特性の測定結果から得られた障壁の高さ（φ_B,C-V）、固有の電位（Ｖ_bi,C-V）および有効ドナー濃度（Ｎ_Ｄ,C-V）が掲載されている。

絶縁破壊電圧
水熱成長により作製された酸化亜鉛のＺｎ極面上に形成された酸化銀のショットキー型ダイオードの絶縁破壊電圧は、拡張された逆方向バイアスＩ−Ｖ特性により決定される。絶縁破壊電圧は、代表的に、−４０Ｖ（ボルト）から−６０Ｖ（ボルト）の範囲内にある。さらに、水熱成長により作製された酸化亜鉛のＺｎ極面上に形成された直立した状態の酸化銀のショットキー型ダイオードに関しても、同じような絶縁破壊電圧の値が得られている（後述する）。

酸化銀のダイオードの温度依存性を有する動作
これらの調査においては、水熱成長により作製されたｃ軸の酸化亜鉛のＺｎ極面上に形成された酸化銀のショットキー型ダイオードが使用されている。

図８は、大気に晒された状態の酸化銀のショットキー型ダイオードに関して、２９４〜４２３°Ｋの範囲において１０°Ｋの間隔で測定された室温より高い温度のＩ−Ｖ−Ｔ曲線を示すグラフである。ショットキー型ダイオード等の装置の温度は、アリコ（Ａｒｉｃｏ） Ｐ２００の温度コントローラを用いて、０．５％の精度で制御されている。順方向バイアス特性は、多くの桁の大きさの電流に関して指数関数特性を示している。このことは、熱イオン放出が支配的であることを示している。各々の温度に対して障壁の高さφ_Bおよび理想係数ηが決定され、図９に示すように、その結果が示されている。障壁の高さφ_Bおよび理想係数ηは、鏡面のように（ｍｉｒｒｏｒ−ｌｉｋｅ）、比較的小さな範囲で変動する。障壁の高さφ_Bおよび理想係数ηの変動の範囲は、それぞれ、１．１４ｅＶ（エレクトロン・ボルト）および１．１０である。

図１０は、図８の順方向バイアスＩ−Ｖ特性を零バイアスまで外挿することによって取得されるｌｎ（Ｊ_O／Ｔ²）対１０００／Ｔ（白丸）のリチャードソン・プロットを示すグラフであって、ここに、Ｊ_Oは飽和電流密度である。この飽和電流密度Ｊ_Oは、有効障壁の高さφ_Bおよびリチャードソン定数Ａ^*に関連しており、次の式（７）（〔数７〕）により表される。

それゆえに、障壁の高さφ_Bはまた、リチャードソン・プロットの傾斜により決定される。また一方で、リチャードソン定数Ａ^*は、切片により決定される。しかしながら、障壁の高さφ_Bの温度依存性によって、リチャードソン・プロットを一本の線で表すことを難しくする（図１０の白丸）。

このような不都合な事態は、しばしば、フラットバンドの障壁の高さφ_B ^fを用いることによって解消される。このフラットバンドの障壁の高さφ_B ^fは、非理想的な動作を起こす原因を取り除くための基本的な量であると考えられる。φ_B ^fは、次の式（８）（〔数８〕）により表される。

ここで、ξ（ξ＝ｋＴｌｎ（Ｎ_Ｃ／ｎ））は、酸化亜鉛材料のフェルミレベルと伝導帯（Ｎ_cは、伝導帯における有効状態密度であり、酸化亜鉛に対して２．９４×１０¹⁸ｃｍ^-3である）の底部との間のエネルギ差であり、ｎはキャリヤ濃度である。式（７）において、φ_Bをφ_B ^fに置換することによって、次の式（９）（〔数９〕）が得られる。

ここで、Ｊ_Oｆは、フラットバンドの飽和電流であり、次の式（１０）（〔数１０〕）により表される。

図９は、式（８）を用いて、障壁の高さφ_Bおよび理想係数η（同じ図に示されている）から計算されたフラットバンドの障壁の高さφ_B ^fの値を示している。予想されるように、フラットバンドの障壁の高さφ_B ^fの値は、特に３４０°Ｋより高い温度において、障壁の高さφ_Bの値よりも温度依存性が小さくなっている。式（１０）は、修正されたｌｎ（Ｊ_O／Ｔ²）対１０００／Ｔ（黒丸）のリチャードソン・プロットのプロットを行うために使用される。直線に対する最小二乗法が、この修正されたｌｎ（Ｊ_O／Ｔ²）対１０００／Ｔ（黒丸）のリチャードソン・プロットに適用される。リチャードソン定数Ａ^*に関しては、３２Ａｃｍ^-2Ｋ^-2の理論値が使用され、調整可能なパラメータとして、フラットバンドの障壁の高さφ_B ^fが使用されている。直線の傾斜から得られるフラットバンドの障壁の高さφ_B ^fは、１．２３ｅＶ（エレクトロン・ボルト）である。この値は、図９に示す値と良く一致し、鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*の値（表３を参照のこと）と同じである。このことは、２つの別々のパラメータであるフラットバンドの障壁の高さφ_B ^fと、鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*とが一致することを示している。これは、非理想的な動作の影響を取り除くことを意図するものである。上記の事実はまた、実験的なデータが、リチャードソン定数Ａ^*の理論値と一致することを示している。

逆方向漏れ電流
より高い温度においては、酸化銀のショットキー型ダイオードの逆方向漏れ電流特性は、ＨＰ４１５５Ａのパラメータアナライザ（図８を参照のこと）のノイズレベルより電流が大きくなっているときに、正確に測定されることが可能である。これらの逆方向漏れ電流特性は、支配的な転送メカニズムを評価するために、熱イオン放出のための理論的なモデルと比較され得る。

純粋な熱イオン放出（ＴＥ）に関していえば、逆方向電流の電圧依存性のただ１つの原因は、ショットキー障壁の鏡像力による低下である。これは、「ＴＥ＋障壁低下（ＴＥ＋ｂａｒｒｉｅｒ ｌｏｗｅｒｉｎｇ）」モデルとして知られている。この場合、逆方向電流密度Ｊ_R ^ifは、次の式（１１）（〔数１１〕）により表される。

ここで、Ｅは、ショットキーコンタクトのインタフェースにおける最大電界であり、次の式（１２）（〔数１２〕）により表される。

ここで、Ｎ_Ｄは有効ドナー密度であり、ε_sは酸化亜鉛に対する電気的な誘電定数であり、Ｖ_Rは逆方向バイアスである。なお、その他の記号は、通常の科学的な意味を有する。

熱イオン電界放出（ＴＦＥ）に関していえば、パドバニおよびストラトン（Ｐａｄｏｖａｎｉ ＆ Ｓｔｒａｔｔｏｎ）によって、オリジナルの解析が行われた（固体電子、９巻、６９５、１９６６年発行（Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，９，６９５（１９６６）を参照のこと）。さらに、畠山他（Ｈａｔａｋｅｙａｍａ ｅｔ ａｌ．）は、このオリジナルの解析から予想される逆方向電流密度用のコンパクトな式（１２）（〔数１２〕）を導き出している（材料化学フォーラム、３８９、１１６９、２００２年発行（Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｒｕｍ，３８９，１１６９（２００２））を参照のこと）。

ここで、ｍ^*は有効電子質量であり（＝０．２７ｍ_e）、その他の記号は、通常の科学的な意味を有する。

図１１は、「ＴＥ＋障壁低下」モデルおよびＴＦＥモデルの予想と比較するために、３８３°Ｋで測定した逆方向漏れ電流を示すグラフである。このグラフは、実際の逆方向電流が、「ＴＥ＋障壁低下」モデルに非常に近いものであり、ＴＦＥ電流は、それほど重要ではないことを示している。図１２は、３５３〜４２３°Ｋの温度で、逆方向バイアスＩ−Ｖ特性と「ＴＥ＋障壁低下」モデルとの比較を示すグラフである。この逆方向バイアスＩ−Ｖ特性は、「ＴＥ＋障壁低下」モデルと良好な一致を有している。それゆえに、空気中にて、室温且つ室温より高い温度での酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトによる転送プロセスは、純粋な熱イオン放出により支配されると結論付けることが合理的である。このことは、酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトを通して電流を流す場合の理想的な熱イオンの性質を示している。

平面状および直立した状態の酸化銀のダイオードの比較
前述のような酸化銀のショットキー型ダイオードは、同一の結晶の面上に作製されるショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトを含む平面状の幾何学的形態を有する。

直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードは、ｃ軸およびｍ面の水熱成長によるバルクの酸化亜鉛のウェハ（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５００μｍ）上に作製される。ショットキーコンタクトと同種のコンタクトは、３００μｍ（ミクロン）の直径で８０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの酸化銀を有している。この酸化銀は、１．７０ｓｃｃｍの酸素の流量で作製され、３０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの白金の膜によるキャッピングが行われる。オーミックコンタクトは、大きな領域、代表的に、４ｍｍ×４ｍｍのチタン／アルミニウム／白金（４０／１００／３０ｎｍ（ナノメートル））の層を有している。この層は、電子ビーム蒸着によって反対側のウェハの面上にデポジットされる。

平面状の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードと、直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードとの間で、Ｉ−Ｖ特性の差異はほとんどないように見える。いずれのショットキー型ダイオードにおいても、高い値の障壁の高さが提供されると共に、鏡像力により制御される場合の限界値に非常に近いような小さい値の理想係数が提供される。水熱成長により作製された酸化亜鉛のＺｎ極面上、Ｏ極面上およびｍ面上に形成され、且つ、多層構造の直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードのＩ−Ｖ特性から決定される障壁の高さφ_B対理想係数ηは、鏡像力による低下が補正された均一な障壁の高さφ_B ^hom*の値を決定するために、直線になるように調整される。この場合、Ｚｎ極面およびＯ極面に対して、それぞれ、１．２０および１．００の均一な障壁の高さφ_B ^hom*の値が提供される。同様に、同じ組成の平面状の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードに対しても、１．２０および１．００の均一な障壁の高さφ_B ^hom*の値が提供される。平面状の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードと、直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードとの間で、障壁の高さφ_B対理想係数ηのプロットは非常に近似している。ただし、直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードの障壁の高さは、平面状の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードの高さよりもわずかに低い（約２０ｍｅＶ）。このような障壁の高さのわずかな差異は、２つの異なる幾何学的形状のダイオードにおける金属酸化物のショットキーコンタクトと同種のコンタクトの有効領域の違いによる。ここで、直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードにおいては、オーミックコンタクトの領域が大きいために、コンタクトの有効領域が若干大きくなる傾向にある。

次の表５では、Ｃ−Ｖ特性の測定結果から得られた固有の電位（Ｖ_bi,C-V）および障壁の高さ（φ_B,C-V）と、比較のためにＩ−Ｖ特性の測定結果から得られた障壁の高さ（φ_B,I-V）が掲載されている。

Ｉ−Ｖ特性と異なり、Ｃ−Ｖ特性の測定結果に関しては、顕著な幾何学的形態に関連した効果が観測された。水熱成長により作製した酸化亜鉛の異なる結晶の面に形成された平面状および直立した状態の幾何学的形態の酸化銀のショットキー型ダイオードのＣ−Ｖ特性の対応する直線を外挿することによって得られる固有の電位（電圧）Ｖ_biが、表５に掲載されている（１／Ｃ²＝０）。酸化亜鉛のＺｎ極面上およびＯ極面上に酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成された直立した状態の幾何学的形態のダイオードにおいては、固有の電位Ｖ_biの値が０．２１２〜０．２４ｅＶであり、平面状の幾何学的形状のダイオードの固有の電位Ｖ_biの値よりも低くなっている。酸化亜鉛のＺｎ極面上およびＯ極面上に酸化銀のショットキーコンタクトと同種のコンタクトが形成された直立した状態の幾何学的形態のダイオードにおいては、固有の電位Ｖ_biの値が０．２１２〜０．２４ｅＶであり、平面状の幾何学的形状のダイオードの固有の電位Ｖ_biの値よりも低くなっている。φ_B,C-V＝Ｖ_bi＋ξから決定されるφ_B,C-Vの値が、表５に掲載されている。これと共に、同じダイオードのＩ−Ｖ特性から決定されるφ_B,I-Vの値も、表５に掲載されている。平面状の幾何学的形態のダイオードでは、φ_B,C-Vおよびφ_B,I-Vの値は似ている。これに対し、直立した状態の幾何学的形態のダイオードでは、φ_B,C-Vおよびφ_B,I-Vの値において、０．２０±０．０２ｅＶのばらつきが見られる。このばらつきは、垂直方向且つｃ軸方向において永久的な電気双極子を生成するような酸化亜鉛の自発分極によるものと考えられる。このような自発分極は、直立した状態の幾何学的形態のダイオードに影響を及ぼす。非極性のｍ面においては、φ_B,C-Vおよびφ_B,I-Vの値に関する幾何学的効果はないように見える。したがって、この場合には、平面状の幾何学的形態のダイオードおよび直立した状態の幾何学的形態のダイオードのいずれにおいてもφ_B,C-Vおよびφ_B,I-Vの値はほぼ同じである。自発分極は、ｃ軸方向にのみ発生するので、ｍ面には影響を及ぼさないと考えられる。

（ｂ）酸化イリジウム
３００μｍ（ミクロン）の直径の酸化イリジウムを含む直立した状態の幾何学的形状のショットキー型ダイオードの別々のアレイが、５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の酸素（Ｏ₂）雰囲気中および１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の酸素（Ｏ₂）雰囲気中で、且つ、パルスレーザ・デポジションおよびリフトオフ・フォトリソグラフィ技術を用いて、水熱成長により作製された酸化亜鉛のウェハ上に形成される。

図１３は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の周囲の酸素圧における代表的な室温のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。図１４は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハのＺｎ極面上およびＯ極面上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の周囲の酸素圧における２９８°Ｋの障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。

酸化イリジウムによるショットキーコンタクトと同種のコンタクトを用意するために、酸化亜鉛の基板は、後述のように清浄化され、高真空チャンバ内で加熱されていないステンレス鋼ブロック上に搭載される。ここで、高真空チャンバは、１０^-5ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１．３３×１０^-6パスカル）の基準圧力になるように真空状態にされる。周囲の酸素処理雰囲気は、５０および１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７および１３，３３パスカル）の圧力により確立される。クリプトン・フッ素（ＫｒＦ）のレーザは、２ｍｍ²のスポットサイズおよび１５〜２０Ｊｃｍ^-2のフルエンスでもって、４５度の角度に設定されているイリジウムのターゲット上で集束する。各々の膜は、１０Ｈｚ（ヘルツ）のパルスレートで１時間成長する。イリジウムのターゲットの反射率および高融点（２７３９°Ｋ）によって、高いフルエンスが必要になる。これによって、加熱状態の強烈な液滴がターゲットから放出される傾向が増大する。酸化イリジウムの膜内に上記液滴が取り込まれるのを制限するために、１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形のシャドウマスクが、基板の前方の１７ｍｍの位置に設置され、且つ、ターゲットの視線に対して直接的に設置される。ターゲットの基板との間の距離は、５０ｍｍである。このような技術は、通常、エクリプス型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）と呼ばれている。このエクリプス型パルスレーザ・デポジション（ＰＬＤ）では、デポジションが、シャドウマスクの周囲の原子、分子およびクラスタに理想的に制限されるようになっている。

図１５は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化イリジウムのショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関して、１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の周囲の酸素圧における室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。強く酸化された表面の層を除去するために、アルゴン（Ａｒ）イオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを３〜４分間行った後に、上記の２つの酸化イリジウムの膜の組成が、ＸＰＳ検査スキャンにより決定される。５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜の酸素／銀（Ｏ／Ａｇ）の原子の比の値は、０．２４である。これに対し、１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜の酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値は、０．１１である。このことは、前者の場合の膜の成長速度が後者の場合の膜の成長速度よりも遅いので、前者の場合には、酸素を取り込むためのより多くの時間が許容されていることを示している。しかしながら、これらの酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値は、酸化イリジウム（ＩｒＯ₂）に対する化学量論的な酸素／イリジウム（Ｏ／Ｉｒ）の原子の比の値である０．６７よりも顕著に低くなっている。このことは、上記の２つの酸化イリジウムの膜のいずれも、イリジウムを豊富に含んでいることを示している。

スパッタリングによるクリーニングを行った後に、「５０ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（６．６７パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜、および、「１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）」の酸素（Ｏ₂）で生成された酸化イリジウムの膜から収集された価電子帯のＸＰＳスペクトルは、金属と同様の状態を示している。

（ｃ）酸化白金
ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの作製に関しては、酸化白金の膜は、酸化イリジウムに対して使用される場合と同様のエクリプスＰＬＤ技術を用いて、バルクの酸化亜鉛上に成長する。高純度の白金のターゲットおよび１００ｍＴｏｒｒ（ミリトル）（１３．３３パスカル）の周囲の酸素圧の使用を除いて、全ての成長条件およびパラメータは、前述の場合と同じである。酸化白金の膜は、１時間成長し、２４０ｎｍ（ナノメータ）（二乗平均平方根法（ＲＭＳ）により算出された表面の粗さは約２．５〜３．０ｎｍ（ナノメートル））の厚さ（ＡＦＭステップの高さの解析による）を有する。

図１６は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化白金のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する障壁の高さおよび理想係数プロットを示すグラフである。

図１７は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化白金のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＣ−Ｖ特性を示すグラフである。

アルゴンイオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを４分間行った後に、上記の２つの酸化イリジウムの膜の組成が、ＸＰＳ検査スキャンにより決定される。酸素／白金（Ｏ／Ｐｔ）の原子の比の値は、約０．１１であり、白金を豊富に含んでいることを示している。価電子帯のＸＰＳスペクトルは、フェルミレベルの近傍で高い状態密度を示している。このようなＸＰＳスペクトルは、強い触媒に対して特徴的なものであり、半導体の性質よりもむしろ金属の性質を有することを示すものである。

（ｄ）酸化銅
ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの作製に関しては、酸化銅の膜は、酸化銀に対して使用される方法と同様に、酸素／アルゴン雰囲気中で高純度の銅のターゲットの反応性高周波（ＲＦ）スパッタリングを行うことによってバルクの酸化亜鉛上に作製される。使用エクリプスＰＬＤ技術を用いて、バルクの酸化亜鉛上に成長する。５×１０^-3ｍｂａｒ（ミリバール）（０．５パスカル）の処理圧力で、それぞれ２．０ｓｃｃｍおよび１０．０ｓｃｃｍの酸素ガスおよびアルゴンガスの流量が使用される。実効値（ＲＭＳ）で１００Ｗ（ワット）の高周波（ＲＦ）電力によって、酸化銅の膜が５分間成長する。この結果、約１６０ｎｍ（ナノメートル）の厚さ（二乗平均平方根法（ＲＭＳ）により算出された表面の粗さは約３．５ｎｍ（ナノメートル））の茶色の酸化銅の膜が生成される。この酸化銅の膜上には、３０ｎｍ（ナノメートル）の厚さの白金のキャッピング層が形成される。

図１８は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銅および銅のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する代表的な室温のＩ−Ｖ曲線を示すグラフである。

図１９は、水熱成長により作製されたバルクの単結晶の酸化亜鉛のウェハ上に形成された酸化銅のショットキーコンタクトと同種のコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）のプロットを示すグラフである。

アルゴン（Ａｒ）イオンを用いてスパッタリングによるクリーニングを行った後に（４分間）、酸化銅の膜に対して行われるＸＰＳ検査スキャンによって、０．３１６の酸素／銅（Ｏ／Ｃｕ）の原子の比の値が提供される。この値は、酸化銅（Ｃｕ₂Ｏ）に対する化学量論的な酸素／銅（Ｏ／Ｃｕ）の原子の比の値である０．３３に近い。

スパッタリングにより清浄化された酸化銅の基準サンプルにおける価電子帯のＸＰＳスペクトルにて観測されるように、スパッタリングにより清浄化された酸化銅の価電子帯のＸＰＳスペクトルは、酸化銅（Ｃｕ₂Ｏ）に対して予想される２．０ｅＶ（エレクトロン・ボルト）バンドギャップの兆候を示していないし、フェルミレベルの近傍で平坦な非局在化された（ｄｅ−ｌｏｃａｌｉｚｅｄ）状態密度も有していない。このようなＸＰＳスペクトルは、酸化銅の膜が、高密度の縮退した電荷キャリヤを含む傾向にあり、且つ、半導体の性質よりもむしろ金属の性質を有する傾向にあることを示唆している。

図２０は、金属酸化物のショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよび周知の金属のショットキーコンタクトに関する室温の障壁の高さ（φ_B）対理想係数（η）を示すグラフである。

本発明により提供されるショットキーコンタクトと同種のコンタクトおよびオーミックコンタクトは、ダイオード、パワーエレクトロニクス装置、ＦＥＴトランジスタ、および関連する構造、ならびに、紫外（ＵＶ）光検出器等の各種のオプトエレクトロニクス装置に応用され得る。

Claims (66)

1. 酸化亜鉛材料を含む基板と、前記基板に接合される導電層とを有しており、これによって、前記基板と前記導電層との接合部で整流障壁が規定され、前記導電層は、導電性の金属酸化物を含むことを特徴とする、ショットキーコンタクト。
2. 酸化亜鉛材料を含む基板と、前記基板に接合される導電層とを有しており、これによって、前記基板と前記導電層との接合部で整流障壁が規定され、前記導電層は、導電性の金属酸化物を含み、前記金属酸化物は、酸化銀ではないことを特徴とする、ショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
3. ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、前記基板に接合される導電層とを有しており、これによって、前記基板と前記導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、前記導電層は、導電性の金属酸化物を含むことを特徴とする、半導体装置。
4. ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板と、前記基板に接合される導電層とを有しており、これによって、前記基板と前記導電層との接合部でオーミックコンタクトが規定され、前記導電層は、導電性の金属酸化物を含み、前記金属酸化物は、酸化銀ではないことを特徴とする半導体装置。
5. 前記基板は、バルク成長による酸化亜鉛材料である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
6. 前記基板は、第２の基板上で成長する酸化亜鉛材料の膜である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
7. 前記第２の基板は、プラスチック、シリコン、ガラス、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、サファイヤおよび窒化ガリウムからなるグループから選択される請求項６記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
8. 前記酸化亜鉛材料は、三元酸化物である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
9. 前記三元酸化物は、亜鉛カドミウム酸化物、亜鉛ベリリウム酸化物、亜鉛マグネシウム酸化物、亜鉛セレニウム酸化物、亜鉛テルリウム酸化物および亜鉛硫黄酸化物、ならびに、前記の酸化物の合金からなるグループから選択される請求項８記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
10. 前記酸化亜鉛材料は、ｎ型ドーピング半導体材料である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
11. 前記導電性の金属酸化物の層は、前記酸化亜鉛材料のＺｎ極（０００１）面、または、非極性のａ面（１１２０）もしくはｍ面（１１００）に接合される請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
12. 前記導電性の金属酸化物において、金属原子の割合が化学量論的割合よりも高くなっている請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
13. 前記金属原子の割合は、少なくとも約６８％である請求項１２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたは半導体装置。
14. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銀、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される請求項１記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３記載の半導体装置。
15. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銀である請求項１記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３記載の半導体装置。
16. 前記酸化銀の銀原子の割合は、少なくとも約８５％である請求項１記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３記載の半導体装置。
17. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
18. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムおよび酸化白金から選択される請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
19. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムである請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
20. 前記酸化イリジウムのイリジウム原子の割合は、少なくとも約７６％である請求項１９記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたは半導体装置。
21. 前記導電性の金属酸化物は、酸化白金である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
22. 前記酸化白金の白金原子の割合は、少なくとも約８３％である請求項２１記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたは半導体装置。
23. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銅である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
24. 前記酸化銅の銅原子の割合は、少なくとも約６８％である請求項２３記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたは半導体装置。
25. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトまたは前記半導体装置が、さらに、金属製のキャッピング層を有する請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
26. 前記金属製のキャッピング層は、白金、金または銀を含む請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト、または、請求項３または４記載の半導体装置。
27. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトが、さらに、１つまたは２つ以上の別々のオーミックコンタクトを有する請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
28. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数が、１．５０である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
29. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数が、１．４０である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
30. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数が、１．３０である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
31. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数が、１．２０である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
32. 前記ショットキーコンタクトと同種のコンタクトの理想係数が、１．１０である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
33. 有効障壁の高さが、少なくとも約０．８ｅＶ（エレクトロン・ボルト）である請求項１または２記載のショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
34. 次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法であって、前記ステップは、
    （ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
    （ｂ）金属酸化物の層と前記酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、前記基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
    からなることを特徴とする、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法。
35. 次のステップを有するショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法であって、前記ステップは、
    （ａ）酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
    （ｂ）金属酸化物の層と前記酸化亜鉛材料との間で整流障壁の接合部を形成するために、前記基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
    からなり、前記金属酸化物は、酸化銀ではないことを特徴とする、ショットキーコンタクトと同種のコンタクトを形成する方法。
36. 次のステップを有するオーミックコンタクトを形成する方法であって、前記ステップは、
    （ａ）ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
    （ｂ）金属酸化物の層と前記ｐ型の酸化亜鉛材料との間でオーミック接合部を形成するために、前記基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
    からなることを特徴とする、オーミックコンタクトを形成する方法。
37. 次のステップを有するオーミックコンタクトを形成する方法であって、前記ステップは、
    （ａ）ｐ型の酸化亜鉛材料を含む基板を提供するステップ、および
    （ｂ）金属酸化物の層と前記ｐ型の酸化亜鉛材料との間でオーミック接合部を形成するために、前記基板上に導電性の金属酸化物を有する層を作製するステップ
    からなり、前記金属酸化物は、酸化銀ではないことを特徴とする、オーミックコンタクトを形成する方法。
38. 前記基板は、バルク成長による酸化亜鉛材料である請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
39. 前記基板は、第２の基板上で成長する酸化亜鉛材料の膜である請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
40. 前記第２の基板は、プラスチック、シリコン、ガラス、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、サファイヤおよび窒化ガリウムからなるグループから選択される請求項３９記載の方法。
41. 前記酸化亜鉛材料は、三元酸化物である請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
42. 前記三元酸化物は、亜鉛カドミウム酸化物、亜鉛ベリリウム酸化物、亜鉛マグネシウム酸化物、亜鉛セレニウム酸化物、亜鉛テルリウム酸化物および亜鉛硫黄酸化物、ならびに、前記の酸化物の合金からなるグループから選択される請求項４１記載の方法。
43. 前記酸化亜鉛材料は、ｎ型ドーピング半導体材料である請求項３４または３５記載の方法。
44. 前記導電性の金属酸化物の層は、前記酸化亜鉛材料のＺｎ極（０００１）面、または、非極性のａ面（１１２０）もしくはｍ面（１１００）上に作製される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
45. 前記導電性の金属酸化物において、金属原子の割合が化学量論的割合よりも高くなっている請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
46. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銀、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される請求項３４または３６記載の方法。
47. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銀である請求項３４または３６記載の方法。
48. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウム、酸化白金および酸化銅からなるグループから選択される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
49. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムおよび酸化白金から選択される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
50. 前記導電性の金属酸化物は、酸化イリジウムである請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
51. 前記導電性の金属酸化物は、酸化白金である請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
52. 前記導電性の金属酸化物は、酸化銅である請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
53. 前記金属酸化物の層は、反応性の酸素雰囲気中で作製される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
54. 前記金属酸化物の層は、前記金属酸化物を前記酸化亜鉛材料上にデポジットすることによって作製される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
55. 前記金属酸化物の層は、金属を豊富に含む成長条件の下でデポジットされる請求項５４記載の方法。
56. 前記金属酸化物の層は、反応性の高周波（ＲＦ）スパッタリングまたはパルスレーザ・デポジションを用いて前記酸化亜鉛材料上にデポジットされる請求項５４記載の方法。
57. 前記金属酸化物の層は、前記酸化亜鉛材料上にデポジットされる金属の薄膜を酸化させることによって作製される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
58. 前記基板は、前記導電性の金属酸化物を含む層を作製する前に、有機溶剤または有機溶剤の混合液内で超音波によって洗浄される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
59. パターンが形成された前記金属酸化物の層を前記基板上に作製するために、リフトオフ・フォトリソグラフィ技術が使用される請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
60. スピンコーティング法によってフォトレジストが前記基板上に塗布され、パターンが形成された前記金属酸化物のコンタクトのアレイが露光され、さらに現像される請求項５９記載の方法。
61. フォトリソグラフィ現像液は、テトラメチルアンモニウムの水酸化物である請求項６０記載の方法。
62. 前記方法が、さらに、前記導電性の金属酸化物上に金属製のキャッピング層をデポジットするステップを有する請求項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
63. 前記金属製のキャッピング層は、白金、金または銀を含む請求項６２記載の方法。
64. 前記方法が、さらに、１つまたは２つ以上の別々のオーミックコンタクトを前記基板上に作製するステップを有する請求項３４または３５記載の方法。
65. 請求項３４または３５記載の方法により形成されるショットキーコンタクトと同種のコンタクト。
66. 請求項３６または３７記載の方法により形成されるオーミックコンタクト。

Images