JPH01302765A - ショットキー接合構造 - Google Patents
ショットキー接合構造Info
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- JPH01302765A JPH01302765A JP13347288A JP13347288A JPH01302765A JP H01302765 A JPH01302765 A JP H01302765A JP 13347288 A JP13347288 A JP 13347288A JP 13347288 A JP13347288 A JP 13347288A JP H01302765 A JPH01302765 A JP H01302765A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体のショットキー障壁高さが制御可能なシ
ョットキー接合構造に関するものである。
ョットキー接合構造に関するものである。
（従来の技術）
単一金属を半導体と接触させた時のショットキー障壁の
高さは、理想的には金属の仕事関数と半導体の電子親和
力との差によって与えられるとされていた［フィツクス
・オブ・セミコンダクター・デバイス（Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｏｆ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ
、 １９６９年。
高さは、理想的には金属の仕事関数と半導体の電子親和
力との差によって与えられるとされていた［フィツクス
・オブ・セミコンダクター・デバイス（Ｐｈｙｓｉｃｓ
ｏｆ Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ
、 １９６９年。
Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ Ｒ５ｏｎｓ、 Ｉｎｃ、］。従
って任意の半導体に対してショットキー障壁の高さを変
化させる為には、仕事関数の異なる金属と接触させれば
よいはずであった。しかし、半導体の種類によっては、
仕事関数の異なる金属を接触させても、フェルミレベル
が一定値に固定（ピニング）され、ショットキー障壁の
高さを変化させることの不可能なものもあった。
って任意の半導体に対してショットキー障壁の高さを変
化させる為には、仕事関数の異なる金属と接触させれば
よいはずであった。しかし、半導体の種類によっては、
仕事関数の異なる金属を接触させても、フェルミレベル
が一定値に固定（ピニング）され、ショットキー障壁の
高さを変化させることの不可能なものもあった。
産業上の利用価値の高いＩＩＩ ｅ Ｖ族生導体はその
顕著な例であった［フィジカル、レビュー、レターズ（
Ｐｈｙ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ、）第２２巻、１９６９
年、第１４３３ページ］。
顕著な例であった［フィジカル、レビュー、レターズ（
Ｐｈｙ、 Ｒｅｖ、 Ｌｅｔｔ、）第２２巻、１９６９
年、第１４３３ページ］。
（発明が解決しようとする問題点）
ショットキー障壁の高さは、例えば整流特性を向上させ
る為には高い方が良く、接触抵抗を低減させる為には低
い方が良い。さらにはショットキー障壁の高さは、トラ
ンジスターのしきい値電圧を決定する重要な要素である
。従って前述のように利用価値の高いＩＩＬＶ族化合物
半導体において、ショットキー障壁の高さが制御不可能
であることは、デバイス設計の上で大きなハンディとな
っていた。
る為には高い方が良く、接触抵抗を低減させる為には低
い方が良い。さらにはショットキー障壁の高さは、トラ
ンジスターのしきい値電圧を決定する重要な要素である
。従って前述のように利用価値の高いＩＩＬＶ族化合物
半導体において、ショットキー障壁の高さが制御不可能
であることは、デバイス設計の上で大きなハンディとな
っていた。
本発明の目的は、半導体のショットキー障壁の高さが制
御可能なショットキー接合構造を提供することにある。
御可能なショットキー接合構造を提供することにある。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明は、任意の金属とＩＩＬＶ族化合物半導体による
ショットキー接合構造において、前記ＩＩＬＶ族化合物
半導体表面層に希土類金属をドーピングすることを特徴
とするショットキー接合構造を提供することにある。
ショットキー接合構造において、前記ＩＩＬＶ族化合物
半導体表面層に希土類金属をドーピングすることを特徴
とするショットキー接合構造を提供することにある。
（作用）
例えばｎ型半導体のショットキ−障壁高さを増加させる
為には、半導体表面にｐ土層を形成すれば良く、またこ
の高さを低下させる為には半導体表面にｎ土層を形成す
れば良いことが知られている。
為には、半導体表面にｐ土層を形成すれば良く、またこ
の高さを低下させる為には半導体表面にｎ土層を形成す
れば良いことが知られている。
［ジャーナル・オブ・アブラド・フィツクス（Ｊ、 Ａ
ｐｐｌ。
ｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、）第６１巻、第５１５９頁１しかし、このよ
うに表面にｎ＋、ｐ土層を形成した場合逆バイアス耐圧
は低下してしまい、実際のデバイス応用上大きな問題と
なる。そこで本発明者はドナー型、アクセプター型ドー
パントをドーピングするかわりに、ＩＩＬＶ族化合物半
導体中で電気的不活性な希土類金属をドーピングするこ
とを考えていた。そして、ｎ型ＧａＡｓに対してＹｂを
、濃度を変えて表面深さ１００人にわたってドーピング
した場合のＡＩに対するショットキー障壁を求めたとこ
ろ、第１図に示すような障壁高さの濃度依存性があるこ
とが判明した。ここではＡｌ／ｎ−ＧａＡｓの障壁高さ
が２５０ｍｅＶの幅にわたって制御可能であることが示
されている。
うに表面にｎ＋、ｐ土層を形成した場合逆バイアス耐圧
は低下してしまい、実際のデバイス応用上大きな問題と
なる。そこで本発明者はドナー型、アクセプター型ドー
パントをドーピングするかわりに、ＩＩＬＶ族化合物半
導体中で電気的不活性な希土類金属をドーピングするこ
とを考えていた。そして、ｎ型ＧａＡｓに対してＹｂを
、濃度を変えて表面深さ１００人にわたってドーピング
した場合のＡＩに対するショットキー障壁を求めたとこ
ろ、第１図に示すような障壁高さの濃度依存性があるこ
とが判明した。ここではＡｌ／ｎ−ＧａＡｓの障壁高さ
が２５０ｍｅＶの幅にわたって制御可能であることが示
されている。
ＧａＡｓのドナー濃度（約１０１７ｃｍ−３）以下のＹ
ｂドーピング量では障壁高さは通常のＡｌ／ＧａＡｓシ
ョットキー障壁と較べて１２０ｍｅＶも高くなっており
、Ｙｂドーピング量を１０１７ｃｍ−３以上に増加させ
ていくとドーピング量につれて障壁高さは低下していき
、ドーピング量１０”ｃｍ−３では通常のＡｔ／ＧａＡ
ｓショットキー障壁と較べて１３０ｍｅＶも低くなる。
ｂドーピング量では障壁高さは通常のＡｌ／ＧａＡｓシ
ョットキー障壁と較べて１２０ｍｅＶも高くなっており
、Ｙｂドーピング量を１０１７ｃｍ−３以上に増加させ
ていくとドーピング量につれて障壁高さは低下していき
、ドーピング量１０”ｃｍ−３では通常のＡｔ／ＧａＡ
ｓショットキー障壁と較べて１３０ｍｅＶも低くなる。
さらにはこれら全ての試料において逆バイアス耐圧は希
土類金属をドーピングしなかった場合よりも大きくなっ
た。
土類金属をドーピングしなかった場合よりも大きくなっ
た。
このような効果はＹｂだけでなく他の希土類金属をドー
ピングした場合にも見いだされた。またＧａＡｓ以外の
他のＩＩＩ ＋ Ｖ族化合物半導体に対してドーピング
した場合にも見いだされた。この効果が表れる原因は必
ずしも明らかではないが、ドーピングによって発生する
歪などによってフェルミレベルが変化するためと考えら
れる。
ピングした場合にも見いだされた。またＧａＡｓ以外の
他のＩＩＩ ＋ Ｖ族化合物半導体に対してドーピング
した場合にも見いだされた。この効果が表れる原因は必
ずしも明らかではないが、ドーピングによって発生する
歪などによってフェルミレベルが変化するためと考えら
れる。
（実施例）
以下本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
ｎ型ＧａＡｓ半導体表面にＤｙを深さ３００人にわたっ
て１０１７ｃｍ−３ドーピングした場合のＡＩに対する
ショットキー障壁を測定したところ、Ｄｙをドーピング
しなかったものと較べて高い障壁高さと高い逆バイアス
耐圧が得られた。実験は清浄化したｎ型ＧａＡｓ（００
１）基板上に分子線エピタキシャル成長法によってＳｉ
濃度２ Ｘ １０１７ｃｍ−３をドープしたｎ型ＧａＡ
ｓ５０００Ａを成長し、その際最表面層２００人にわた
ってはさらにＤｙを１０１７ｃｍ−３ドーピングした。
て１０１７ｃｍ−３ドーピングした場合のＡＩに対する
ショットキー障壁を測定したところ、Ｄｙをドーピング
しなかったものと較べて高い障壁高さと高い逆バイアス
耐圧が得られた。実験は清浄化したｎ型ＧａＡｓ（００
１）基板上に分子線エピタキシャル成長法によってＳｉ
濃度２ Ｘ １０１７ｃｍ−３をドープしたｎ型ＧａＡ
ｓ５０００Ａを成長し、その際最表面層２００人にわた
ってはさらにＤｙを１０１７ｃｍ−３ドーピングした。
その後室温にてＡＩを１０００人蒸着着口。作製した試
料に電極を付けＬＶ測測定Ｃ−■測定により評価し、シ
ョットキー障壁高さ及び逆バイアス耐圧を決定した。そ
の結果、障壁高さはＤｙをドーピングしない場合よＶ）
１４０ｍｅＶ高い０．９０ｅＶという値が得られた。
料に電極を付けＬＶ測測定Ｃ−■測定により評価し、シ
ョットキー障壁高さ及び逆バイアス耐圧を決定した。そ
の結果、障壁高さはＤｙをドーピングしない場合よＶ）
１４０ｍｅＶ高い０．９０ｅＶという値が得られた。
また逆バイアス耐圧もＤｙをドーピングしない場合より
５Ｖも高い値が得られた。
５Ｖも高い値が得られた。
（実施例２）
ｎ型ＧａＡｓ半導体表面にＳｍを深さ１００人にわたっ
て１０２１０２Ｏドーピングした場合のＡ１に対するシ
ョットキー障壁を測定したところ、Ｓｍをドーピングし
なかったものと較べて低い障壁高さと高い逆バイアス耐
圧が得られた。
て１０２１０２Ｏドーピングした場合のＡ１に対するシ
ョットキー障壁を測定したところ、Ｓｍをドーピングし
なかったものと較べて低い障壁高さと高い逆バイアス耐
圧が得られた。
実験は清浄化したｎ型ＧａＡｓ（００１）基板上に分子
線エピタキシャル成長法によってＳｉ濃度２×１０１７
ｃｍ−３をドープしたｎ型ＧａＡｓ ５０００人を成長
し、その際最表面層１００人にわたってはさらにＳｍを
１０２０ｃｍ−３ドーピングした。その後室温にてＡＩ
を１０００人蒸着着口。作製した試料に電極を付けＬＶ
測測定（、Ｖ測定により評価し、ショットキー障壁高さ
及び逆バイアス耐圧を決定した。その結果、障壁高さは
Ｓｍをドーピングしない場＆より２００ｍｅＶ低い０．
５６ｅＶという値が得られた。また逆バイアス耐圧もＳ
ｍをドーピングしない場合より６ｖも高い値が得られた
。
線エピタキシャル成長法によってＳｉ濃度２×１０１７
ｃｍ−３をドープしたｎ型ＧａＡｓ ５０００人を成長
し、その際最表面層１００人にわたってはさらにＳｍを
１０２０ｃｍ−３ドーピングした。その後室温にてＡＩ
を１０００人蒸着着口。作製した試料に電極を付けＬＶ
測測定（、Ｖ測定により評価し、ショットキー障壁高さ
及び逆バイアス耐圧を決定した。その結果、障壁高さは
Ｓｍをドーピングしない場＆より２００ｍｅＶ低い０．
５６ｅＶという値が得られた。また逆バイアス耐圧もＳ
ｍをドーピングしない場合より６ｖも高い値が得られた
。
本実施例においては、分子線エピタキシャル成長により
試料を作製した場合を示ｌ−たか、本発明の効果は成長
方法によるものではない。従って、他の成長法で成長し
たＩＩＩ ｅ Ｖ族化合物半導体表面層に希土類金属を
拡散あるいはイオン・インプランテーションによってド
ーピングした場合でも同様の効果がある。またＩＩＬＶ
族半導体としてはＧａＡｓに限るものではなく、ＩｎＰ
や、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰなどにも適用できる。希
土類金属としては実施例で用いた以外の金属例えばＣｅ
、 Ｐｒ、 Ｎｄ、 Ｐｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ、Ｔｂ、
Ｈｏ、Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、 Ｌｕなどでも良い。ま
た電極金属としてはＡＩ以外のショットキ・−接合を形
成する金属例えばＡｕ、 Ｐｄ、 Ａｇ、 Ｃｕ、 Ｓ
ｎ、Ｉｎ、 Ｔｉ、Ｙ、 Ｎａ、 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｆ
ｅ、 Ｃｒ、 Ｍｎ、 Ｓｂ、■、Ｗなど、あるいはＷ
Ｓｉなどの合金であっても発明の効果は得られる。
試料を作製した場合を示ｌ−たか、本発明の効果は成長
方法によるものではない。従って、他の成長法で成長し
たＩＩＩ ｅ Ｖ族化合物半導体表面層に希土類金属を
拡散あるいはイオン・インプランテーションによってド
ーピングした場合でも同様の効果がある。またＩＩＬＶ
族半導体としてはＧａＡｓに限るものではなく、ＩｎＰ
や、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰなどにも適用できる。希
土類金属としては実施例で用いた以外の金属例えばＣｅ
、 Ｐｒ、 Ｎｄ、 Ｐｍ、 Ｅｕ、 Ｇｄ、Ｔｂ、
Ｈｏ、Ｅｒ、 Ｔｍ、 Ｙｂ、 Ｌｕなどでも良い。ま
た電極金属としてはＡＩ以外のショットキ・−接合を形
成する金属例えばＡｕ、 Ｐｄ、 Ａｇ、 Ｃｕ、 Ｓ
ｎ、Ｉｎ、 Ｔｉ、Ｙ、 Ｎａ、 Ｎｉ、 Ｃｏ、 Ｆ
ｅ、 Ｃｒ、 Ｍｎ、 Ｓｂ、■、Ｗなど、あるいはＷ
Ｓｉなどの合金であっても発明の効果は得られる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明は、任意の金属とＩＩＬＶ族
化合物半導体によるショットキー接合構造において前記
ｌ１１−Ｖ族化合物半導体表面層に希土類金属をドーピ
ングすることによって、高い逆バイアス耐圧を持ちなが
らショットキー障壁高さを制御する効果がある。
化合物半導体によるショットキー接合構造において前記
ｌ１１−Ｖ族化合物半導体表面層に希土類金属をドーピ
ングすることによって、高い逆バイアス耐圧を持ちなが
らショットキー障壁高さを制御する効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すショットキー障壁高さ
の希土類濃度依存性の図である。
の希土類濃度依存性の図である。
Claims (1)
- 任意の金属とIII−Ｖ族化合物半導体によるショット
キー接合構造において、前記III−Ｖ族化合物半導体表
面層に希土類金属がドーピングしてあることを特徴とす
るショットキー接合構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13347288A JP2663515B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ショットキー接合構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13347288A JP2663515B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ショットキー接合構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01302765A true JPH01302765A (ja) | 1989-12-06 |
| JP2663515B2 JP2663515B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=15105575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13347288A Expired - Fee Related JP2663515B2 (ja) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | ショットキー接合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663515B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174165A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Nec Corp | ショットキー接合構造 |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP13347288A patent/JP2663515B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02174165A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-05 | Nec Corp | ショットキー接合構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2663515B2 (ja) | 1997-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |