JPH02222580A - 半導体―金属―半導体ヘテロ界面形成方法 - Google Patents
半導体―金属―半導体ヘテロ界面形成方法Info
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- JPH02222580A JPH02222580A JP4454889A JP4454889A JPH02222580A JP H02222580 A JPH02222580 A JP H02222580A JP 4454889 A JP4454889 A JP 4454889A JP 4454889 A JP4454889 A JP 4454889A JP H02222580 A JPH02222580 A JP H02222580A
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Landscapes
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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、新規なトンネルダイオード、パリスティック
ダイオード、又サイリスタ等に用いる事のできる半導体
−金属一半導体ヘテロ構造を、容易、筒便に形成する事
のできる方法に関する。
ダイオード、又サイリスタ等に用いる事のできる半導体
−金属一半導体ヘテロ構造を、容易、筒便に形成する事
のできる方法に関する。
半導体−金属一半導体ヘテロ構造は、従来にない新規な
特性を示し得るとして注目され、トンネルダイオード等
の提案がされている。しかしながら、従来の半導体エピ
タキシャル成長と同様にして半導体基板上に半導体、金
属、半導体と順次成長する事は非常に困難である。これ
は、一般に、半導体と金属の格子定数、また結晶格子構
造が大きく異なり、金属上に半導体をエピタキシャル成
長する事が困難である事に依る。この様に順次積層して
ヘテロ界面を形成する為には金属の材料の選択、成長条
件等に対する制限が多く、従来、Ａ Ｊ Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ｎ ｉ Ａ （１／ Ａ ！ｌ Ｇ ａ Ａ
ｓ系での報告が存在する程度である。この例は、第５回
分子線エピタキシー国際会！１Ｂ１５−２ （１９８８
年９月１日）において、ハービソンらにより発表された
（Ｊ、Ｐ、Ｈａｒｂｉｓｏｎ ｅｔａｌ、、Ｆｉｆｔ
ｈ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｐｅｒｅｎｃ
ｅ ｏｎ Ｍｏｌｅｃｗｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａ
ｘｙ、Ｂ１５−２．１／９／１９８ｇ 、 ） 。
特性を示し得るとして注目され、トンネルダイオード等
の提案がされている。しかしながら、従来の半導体エピ
タキシャル成長と同様にして半導体基板上に半導体、金
属、半導体と順次成長する事は非常に困難である。これ
は、一般に、半導体と金属の格子定数、また結晶格子構
造が大きく異なり、金属上に半導体をエピタキシャル成
長する事が困難である事に依る。この様に順次積層して
ヘテロ界面を形成する為には金属の材料の選択、成長条
件等に対する制限が多く、従来、Ａ Ｊ Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ｎ ｉ Ａ （１／ Ａ ！ｌ Ｇ ａ Ａ
ｓ系での報告が存在する程度である。この例は、第５回
分子線エピタキシー国際会！１Ｂ１５−２ （１９８８
年９月１日）において、ハービソンらにより発表された
（Ｊ、Ｐ、Ｈａｒｂｉｓｏｎ ｅｔａｌ、、Ｆｉｆｔ
ｈ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｐｅｒｅｎｃ
ｅ ｏｎ Ｍｏｌｅｃｗｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａ
ｘｙ、Ｂ１５−２．１／９／１９８ｇ 、 ） 。
この様に、半導体−金属一半導体を順次積層する事は困
難である。さらに、半導体上に金属を形成した上に、別
の半導体を接触させても、電気的な接続を形成する事は
困難である。これは、半導体表面の酸化膜、不純物等の
問題による。
難である。さらに、半導体上に金属を形成した上に、別
の半導体を接触させても、電気的な接続を形成する事は
困難である。これは、半導体表面の酸化膜、不純物等の
問題による。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、簡便で、かつ
良好な半導体−金属一半導体ヘテロ界面を形成する方法
を提供する事にある。
良好な半導体−金属一半導体ヘテロ界面を形成する方法
を提供する事にある。
本発明による半導体−金属一半導体ヘテロ界面形成方法
は、半導体上に金属膜を形成する第１の工程と、該第１
の工程で形成された２つの半導体−金属膜構造の金属膜
同士を間約に接触させる第２の工程と、間約に接触した
金属膜を固着または一体化させる第３の工程よりなる事
に特徴がある。
は、半導体上に金属膜を形成する第１の工程と、該第１
の工程で形成された２つの半導体−金属膜構造の金属膜
同士を間約に接触させる第２の工程と、間約に接触した
金属膜を固着または一体化させる第３の工程よりなる事
に特徴がある。
本発明においては、はじめに２つの半導体−金属−ヘテ
ロ界面を形成するので、半導体−金属界面に対する半導
体表面上の酸化膜等の影響が少ない、これは、通常の蒸
着等によって半導体上に金属膜を形成しても、密着性良
く半導体−金属界面が形成されるからである。さらに、
２つの半導体−金属構造を、その金属面同士を接着する
場合、金属同士では容易に電気的接続を形成する事が可
能である。そのため、結晶軸のそろった２つの半導体が
、金属膜をはさんでペテロ構造を形成する事が可能とな
る。
ロ界面を形成するので、半導体−金属界面に対する半導
体表面上の酸化膜等の影響が少ない、これは、通常の蒸
着等によって半導体上に金属膜を形成しても、密着性良
く半導体−金属界面が形成されるからである。さらに、
２つの半導体−金属構造を、その金属面同士を接着する
場合、金属同士では容易に電気的接続を形成する事が可
能である。そのため、結晶軸のそろった２つの半導体が
、金属膜をはさんでペテロ構造を形成する事が可能とな
る。
ここで、金属膜同士の接続は、金属の清浄表面を利用し
て接着しても良いし、低融点金属を用いて溶かして接続
させても良い。
て接着しても良いし、低融点金属を用いて溶かして接続
させても良い。
さらに、好ましくは、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法
）等により、真空中で半導体基板上に半導体エピタキシ
ャル成長を行ない、続けて金属膜を蒸着すると、半導体
−金属ヘテロ界面はより清浄で良好なものとなる。
）等により、真空中で半導体基板上に半導体エピタキシ
ャル成長を行ない、続けて金属膜を蒸着すると、半導体
−金属ヘテロ界面はより清浄で良好なものとなる。
また、金属膜の膜厚が半導体中の電子の平均自由行程程
度以下とすると、様々な量子波動効果を利用する事が可
能な半導体−金属一半導体ヘテロ構造が得られる。
度以下とすると、様々な量子波動効果を利用する事が可
能な半導体−金属一半導体ヘテロ構造が得られる。
また、金属の蒸着から接続まですべて真空中で行なえば
、非常に清浄で、良好な構造が得られ、しかもその場合
金属膜の接続は、清浄表面同士のため、熱的な作用を用
いずとも、電気的にも機械的にも可能である。
、非常に清浄で、良好な構造が得られ、しかもその場合
金属膜の接続は、清浄表面同士のため、熱的な作用を用
いずとも、電気的にも機械的にも可能である。
以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。
本発明の第１の実施例を第１図に示す、ＭＢＥ法によっ
てＳｉドープｎ型ＧａＡｓ基板１１上に１μｍ厚のＳｉ
ドープｎ型ＧａＡｓ層１２を成長し、引き続いて同じ成
長装置内で５００人厚０Ａ１膜１３を形成して半導体−
金属積層体を得る（第１図（ａ））、次に、成長装置よ
り積層体を取り出し、いくつかの部分にへき関して複数
の積層体片とし、２つの積層体片のＡ１膜１３同士を接
触させる（第１図（ｂ））、その後、機械的に圧着し、
２つめ積層体片のＡｆ膜を一体化して半導体−金属一生
導体構造を形成する（第１図（Ｃ））、この場合、結果
的には、ｎ型ＧａＡｓ−Ａｆ（厚さ１０００人）−ｎ型
ＧａＡｓの半導体−金属一半導体構造が形成されている
。
てＳｉドープｎ型ＧａＡｓ基板１１上に１μｍ厚のＳｉ
ドープｎ型ＧａＡｓ層１２を成長し、引き続いて同じ成
長装置内で５００人厚０Ａ１膜１３を形成して半導体−
金属積層体を得る（第１図（ａ））、次に、成長装置よ
り積層体を取り出し、いくつかの部分にへき関して複数
の積層体片とし、２つの積層体片のＡ１膜１３同士を接
触させる（第１図（ｂ））、その後、機械的に圧着し、
２つめ積層体片のＡｆ膜を一体化して半導体−金属一生
導体構造を形成する（第１図（Ｃ））、この場合、結果
的には、ｎ型ＧａＡｓ−Ａｆ（厚さ１０００人）−ｎ型
ＧａＡｓの半導体−金属一半導体構造が形成されている
。
本実施例で、蒸着するＡ、Ｒ膜の膜厚を１００人とし、
接着後にＡｆｆｌ膜の厚さが２００人となる様にした構
造も製作した。この構造の半導体表面にそれぞれオーミ
ック性の電極を形成し、この電極間の電気特性を７７Ｋ
において調べた所、電子のトンネル効果によると考えら
れる第２図に示す様な負性抵抗が観測された。これは良
質の半導体−金属一半導体ヘテロ界面ができていること
を示している。また、ＭＢＥ法によって上記と同様に製
作した半導体上の金属膜を引き続き真空中で互いに圧着
した所、断面観察等からより良好な構造が得れる事もわ
かった。
接着後にＡｆｆｌ膜の厚さが２００人となる様にした構
造も製作した。この構造の半導体表面にそれぞれオーミ
ック性の電極を形成し、この電極間の電気特性を７７Ｋ
において調べた所、電子のトンネル効果によると考えら
れる第２図に示す様な負性抵抗が観測された。これは良
質の半導体−金属一半導体ヘテロ界面ができていること
を示している。また、ＭＢＥ法によって上記と同様に製
作した半導体上の金属膜を引き続き真空中で互いに圧着
した所、断面観察等からより良好な構造が得れる事もわ
かった。
別の実施例として、ＭＢＥ法により、Ｓｉドープｎ型Ｇ
ａＡｓ基１．１１上に、１００人厚０Ａ、＆膜１３．５
０人厚のＩｎ膜３１を形成し、第１の実施例と同機に３
ｍｌ＋×３鰭の積層体片のＩｎ膜面を密着させて２００
℃まで温度を上昇させた。この場合、Ｉｎの融点は１５
７℃であるため５、金属面同士の接着は非常に良好に行
なえた。この構造図を第３図に示す。
ａＡｓ基１．１１上に、１００人厚０Ａ、＆膜１３．５
０人厚のＩｎ膜３１を形成し、第１の実施例と同機に３
ｍｌ＋×３鰭の積層体片のＩｎ膜面を密着させて２００
℃まで温度を上昇させた。この場合、Ｉｎの融点は１５
７℃であるため５、金属面同士の接着は非常に良好に行
なえた。この構造図を第３図に示す。
以上、２つの実施例について説明したが、本発明は用い
る材料も、成長法、蒸着方法、金属間の接着または一体
化法等には依らない事は明らかである。半導体としても
、ＧａＡｓ以外にＩｎＰ。
る材料も、成長法、蒸着方法、金属間の接着または一体
化法等には依らない事は明らかである。半導体としても
、ＧａＡｓ以外にＩｎＰ。
ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ等すべて良く、
また金属も、Ａｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、”ｊ。
また金属も、Ａｕ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、”ｊ。
たその合金等いずれであってもかまわない０本発明の本
質は、半導体上に金属膜を形成した積層体を、その金属
膜同士を接続させて半導体−金属一半導体ヘテロ界面を
形成する所にある。
質は、半導体上に金属膜を形成した積層体を、その金属
膜同士を接続させて半導体−金属一半導体ヘテロ界面を
形成する所にある。
本発明によれば、非常に簡便、容易に半導体−金属一半
導体ヘテロ界面が形成できる。
導体ヘテロ界面が形成できる。
例として製作された半導体−金属一半導体構造を示す図
°である。
°である。
図において、１１・・・Ｓ１ドープｎ型ＧａＡｓ基板、
１２ ・−１）ｔ ｍ厚Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ層、１
３・・・ＡＪ膜、３１・・・Ｉｎ膜である。
１２ ・−１）ｔ ｍ厚Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ層、１
３・・・ＡＪ膜、３１・・・Ｉｎ膜である。
Claims (1)
- 半導体上に金属膜を形成する第１の工程と、該第１の工
程で形成された２つの半導体−金属膜構造の金属膜同士
を面的に接触させる第２の工程と、面的に接触した金属
膜を固着または一体化させる第３の工程よりなる半導体
−金属−半導体ヘテロ界面形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4454889A JPH02222580A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 半導体―金属―半導体ヘテロ界面形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4454889A JPH02222580A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 半導体―金属―半導体ヘテロ界面形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222580A true JPH02222580A (ja) | 1990-09-05 |
Family
ID=12694554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4454889A Pending JPH02222580A (ja) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | 半導体―金属―半導体ヘテロ界面形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02222580A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032994A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
| JP2014099527A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
-
1989
- 1989-02-23 JP JP4454889A patent/JPH02222580A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032994A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
| JP2014099527A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アバランシェフォトダイオードおよびその製造方法 |
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