JPH02264475A - 炭化珪素ショットキーダイオード及びその製造方法 - Google Patents
炭化珪素ショットキーダイオード及びその製造方法Info
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- JPH02264475A JPH02264475A JP2012744A JP1274490A JPH02264475A JP H02264475 A JPH02264475 A JP H02264475A JP 2012744 A JP2012744 A JP 2012744A JP 1274490 A JP1274490 A JP 1274490A JP H02264475 A JPH02264475 A JP H02264475A
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
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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】
（技術分野）
本発明はショットキーダイオードに関連し、さらに特定
すれば炭化ケイ素ショットキーダイオードとそのような
ショットキーダイオードを製造する方法に関連している
。
すれば炭化ケイ素ショットキーダイオードとそのような
ショットキーダイオードを製造する方法に関連している
。
（背景技術）
炭化ケイ素は半導体材料として使用される長年の候補（
ｐｅｒｅｎｎｉａｌ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ）である。
ｐｅｒｅｎｎｉａｌ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ）である。
と言うのは、それが広いバンドギャップと高い熱伝導率
と高いブレークダウン電界と低い誘電率および高温安定
性を持っているからである。これらの特徴は炭化ケイ素
子に優れた半導体特性を与え、がっ炭化ケイ素から作成
された電子デバイスはケイ素のような最も一般的に使用
された半導体材料から作成されたデバイスよりも高温高
電力レベルでがつ高い放射密度で動作することが期待で
きょう。
と高いブレークダウン電界と低い誘電率および高温安定
性を持っているからである。これらの特徴は炭化ケイ素
子に優れた半導体特性を与え、がっ炭化ケイ素から作成
された電子デバイスはケイ素のような最も一般的に使用
された半導体材料から作成されたデバイスよりも高温高
電力レベルでがつ高い放射密度で動作することが期待で
きょう。
炭化ケイ素はまた高速で動作するデバイスの潜在能力を
高める高い飽和電子ドリフト速度を有し、かつその高い
熱伝導率とブレークダウン電界は高密度デバイス集積を
許容する。
高める高い飽和電子ドリフト速度を有し、かつその高い
熱伝導率とブレークダウン電界は高密度デバイス集積を
許容する。
炭化ケイ素をある電子デバイスに使用するために、高性
能ショットキー接触（ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ
ｅｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｎｔａｃｔ
）が備えられなければならない。高性能炭化ケイ素ショ
ットキー接触は低い順方向抵抗、低い逆漏洩電流および
高い逆ブレークダウン電圧で特徴付けられている。さら
に、接触は熱的に安定でありかつ高温で信頼性があり、
かつ接触特性は高温で著しく変化してはならない。
能ショットキー接触（ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ
ｅｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｎｔａｃｔ
）が備えられなければならない。高性能炭化ケイ素ショ
ットキー接触は低い順方向抵抗、低い逆漏洩電流および
高い逆ブレークダウン電圧で特徴付けられている。さら
に、接触は熱的に安定でありかつ高温で信頼性があり、
かつ接触特性は高温で著しく変化してはならない。
高性能ショットキー接触がそれ自身十分ではないことは
当業者によってまた理解されよう。十分使える高性能シ
ョットキーダイオードは離散デバイスと集積デバイスと
して使用するために製造されなければならない。
当業者によってまた理解されよう。十分使える高性能シ
ョットキーダイオードは離散デバイスと集積デバイスと
して使用するために製造されなければならない。
これまでの技術は金の金属被覆法（ｇｏｌｄ ｍｅｔａ
ｌｌｉｚａｔｉｏｎ）を使用して炭化ケイ素ショットキ
ー接触を製造しようと試みていた。例えばジー・エッチ
・グローバー（Ｇ、 Ｈ，Ｇｌｏｖｅｒ）のｒＡｕ−３
ｉＣ（６Ｈ）ショットキー接合中の電荷増倍（Ｃｈａｒ
ｇｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎ Ａｕ−３
ｉＣ（６Ｈ） ５ｃｈｏｔｔｋｙ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ
） Ｊと言う題目の論文、ジャーナルオブアプライドフ
ィジクス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ） 、１９７５年１１月、第４６巻、第１
１号、頁４８４２−４８４４を見られたい。ここでは金
ドツトが６Ｈ−８ｉＣのキャリアの雪崩増倍率（ａｖａ
ｌａｎｃｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔ
ｅ ）をテストするために炭化ケイ素サンプル上に蒸着
された。不幸にして、金ショットキー接触は３５０゜以
上あるいはそれ以下の温度で急速に劣化し、それにより
炭化ケイ素の高温性能を否定した。
ｌｌｉｚａｔｉｏｎ）を使用して炭化ケイ素ショットキ
ー接触を製造しようと試みていた。例えばジー・エッチ
・グローバー（Ｇ、 Ｈ，Ｇｌｏｖｅｒ）のｒＡｕ−３
ｉＣ（６Ｈ）ショットキー接合中の電荷増倍（Ｃｈａｒ
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ｈｙｓｉｃｓ） 、１９７５年１１月、第４６巻、第１
１号、頁４８４２−４８４４を見られたい。ここでは金
ドツトが６Ｈ−８ｉＣのキャリアの雪崩増倍率（ａｖａ
ｌａｎｃｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔ
ｅ ）をテストするために炭化ケイ素サンプル上に蒸着
された。不幸にして、金ショットキー接触は３５０゜以
上あるいはそれ以下の温度で急速に劣化し、それにより
炭化ケイ素の高温性能を否定した。
高温炭化ケイ素ショットキー接触を得るための別ノ試ミ
は、エヌ・ニー・パパニコＯつ（Ｎ、 Ａ。
は、エヌ・ニー・パパニコＯつ（Ｎ、 Ａ。
Ｐａｐａｎｉｃｏｌａｏｕ）の「β炭化ケイ素子上の白
金ケイ化物接触（Ｐｌａｔｉｎｕｍ ５ｉｌｉｃｉｄｅ
Ｃｏｎｔａｃｔ Ｏｎβ−３ｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂ
ｉｄｅ ）と言う題目の米国特許出願第２６２、４００
号に記載されており、これはβケイ素上の白金と白金ケ
イ化物ショットキー接触を開示している。当業者が良く
知っているように、結晶性炭化ケイ素は一般にα−８ｉ
Ｃとして知られた１００以上の六面体と斜方六面体のポ
リタイプ（ｈｅｘａｇｏｎａｌａｎｄ ｒｈｏｍｂｏｈ
ｅｄｒａｌ ｐｏｌｙｔｙｐｅｓ）と、β−８ｉＣとし
て参照された１つの閃亜鉛鉱立方ポリタイプ（ｚｉｎｃ
ｂｌｅｎｄ ｃｕｂｉｃ ｐｏｌｙｔｙｐｅ）で存在し
ている。
金ケイ化物接触（Ｐｌａｔｉｎｕｍ ５ｉｌｉｃｉｄｅ
Ｃｏｎｔａｃｔ Ｏｎβ−３ｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂ
ｉｄｅ ）と言う題目の米国特許出願第２６２、４００
号に記載されており、これはβケイ素上の白金と白金ケ
イ化物ショットキー接触を開示している。当業者が良く
知っているように、結晶性炭化ケイ素は一般にα−８ｉ
Ｃとして知られた１００以上の六面体と斜方六面体のポ
リタイプ（ｈｅｘａｇｏｎａｌａｎｄ ｒｈｏｍｂｏｈ
ｅｄｒａｌ ｐｏｌｙｔｙｐｅｓ）と、β−８ｉＣとし
て参照された１つの閃亜鉛鉱立方ポリタイプ（ｚｉｎｃ
ｂｌｅｎｄ ｃｕｂｉｃ ｐｏｌｙｔｙｐｅ）で存在し
ている。
パパニコロウの明細書によると、β−８ｉＣは特に高い
温度におけるその高い電子易動度とα−８ｉＣよりも小
さいそのエネルギギャップのために好ましい。
温度におけるその高い電子易動度とα−８ｉＣよりも小
さいそのエネルギギャップのために好ましい。
（発明の開示）
本発明の目的は高性能炭化ケイ素ショットキー接触を与
えることである。
えることである。
本発明の別の目的はこれまでのものより低い順方向抵抗
と低い逆方向電流と高い逆ブレークダウン電圧を有する
炭化ケイ素ショットキー接触を与えることである。
と低い逆方向電流と高い逆ブレークダウン電圧を有する
炭化ケイ素ショットキー接触を与えることである。
本発明のなお別の目的はより高性能のショットキー接触
を組み込んでいる高性能炭化ケイ素ショットキーダイオ
ードを与えることである。
を組み込んでいる高性能炭化ケイ素ショットキーダイオ
ードを与えることである。
これらおよび他の目的は、α炭化ケイ素、さらに特定す
ると６Ｈ−α炭化ケイ素と、６Ｈ−α炭化ケイ素上の白
金含有接触（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ｃｏｎｔａｃｔ ）とを具える炭化ケイ素ショットキー
接触を備えることにより本発明に従って満足されている
。本発明によると、α炭化ケイ素の使用、特に６Ｈ−α
炭化ケイ素の使用は改善されたデバイス特性を与えるこ
とが思いがけなく発見されている。改善された特性は、
β炭化ケイ素に比べて６Ｈ−α炭化ケイ素の広いバンド
ギャップ（すなわち２．２ｅＶに比べて２．８６ｅＶ）
と、白金接触を持つβ炭化ケイ素に比べて白金を持っ６
Ｈ−α炭化ケイ素の高い障壁高（１，１ｅＶに比べて１
．７１ｅＶ）のために得られていることが理論付けられ
ており、それはβ炭化ケイ素に比べて６Ｈ−α炭化ケイ
素の低い電子易動度（すなわち１０００ｃｍ２／ｖ−８
に比べて３０００ｍ２／Ｖ−８）にもかかわらずそうで
ある。
ると６Ｈ−α炭化ケイ素と、６Ｈ−α炭化ケイ素上の白
金含有接触（ｐｌａｔｉｎｕｍ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ｃｏｎｔａｃｔ ）とを具える炭化ケイ素ショットキー
接触を備えることにより本発明に従って満足されている
。本発明によると、α炭化ケイ素の使用、特に６Ｈ−α
炭化ケイ素の使用は改善されたデバイス特性を与えるこ
とが思いがけなく発見されている。改善された特性は、
β炭化ケイ素に比べて６Ｈ−α炭化ケイ素の広いバンド
ギャップ（すなわち２．２ｅＶに比べて２．８６ｅＶ）
と、白金接触を持つβ炭化ケイ素に比べて白金を持っ６
Ｈ−α炭化ケイ素の高い障壁高（１，１ｅＶに比べて１
．７１ｅＶ）のために得られていることが理論付けられ
ており、それはβ炭化ケイ素に比べて６Ｈ−α炭化ケイ
素の低い電子易動度（すなわち１０００ｃｍ２／ｖ−８
に比べて３０００ｍ２／Ｖ−８）にもかかわらずそうで
ある。
低い順方向抵抗と低い逆電流と高い逆ブレークダウン電
圧はこのようにして与えられる。特に、３．２ ＸＩＯ
’Ω／ｃｍ２より少ない順方向抵抗とｌμＡ以下の逆電
流と９５Ｖあるいはそれ以上の高い逆ブレークダウン電
圧が与えられよう。
圧はこのようにして与えられる。特に、３．２ ＸＩＯ
’Ω／ｃｍ２より少ない順方向抵抗とｌμＡ以下の逆電
流と９５Ｖあるいはそれ以上の高い逆ブレークダウン電
圧が与えられよう。
本発明によると、白金含有接触は純粋の白金であっても
よいし、あるいは好ましい実施例では白金含有接触の少
なくとも一部分が白金ケイ化物であってもよい。白金ケ
イ化物は白金の少な（とも一部分を白金ケイ化物に変換
するために６００°Ｃで少なくとも１５分アニーリング
することにより形成できる。
よいし、あるいは好ましい実施例では白金含有接触の少
なくとも一部分が白金ケイ化物であってもよい。白金ケ
イ化物は白金の少な（とも一部分を白金ケイ化物に変換
するために６００°Ｃで少なくとも１５分アニーリング
することにより形成できる。
本発明の別の態様によると、高性能炭化ケイ素ショット
キー接触は高性能ショットキーダイオードに組み込まれ
ている。ショットキーダイオードは重くドープされたｎ
”６Ｈ−α炭化ケイ素基板とその上に軽くドープされた
６Ｈ−α炭化ケイ素の（ｎ″″）層とを含み、ｎ−層の
上に白金含有ショットキー接触を持っている。ｎ＋基板
は高いダイオード導電率（低い順方向抵抗）を備え、一
方、軽くドープされたｎ−層は高いダイオード逆ブレー
クダウン電圧を備えている。例えばニッケルのようなオ
ーム性接触がｎ＋層に備えられよう。逆ブレークダウン
特性を増大するために、選択的にｐ型炭化ケイ素ガード
リングが白金含有接触の周辺の下のｎ−層に備えられよ
う。代案として、フィールド板（ｆｉｅｌｄ ｐｌａｔ
ｅ ）が接触の周辺にわたって備えられよう。
キー接触は高性能ショットキーダイオードに組み込まれ
ている。ショットキーダイオードは重くドープされたｎ
”６Ｈ−α炭化ケイ素基板とその上に軽くドープされた
６Ｈ−α炭化ケイ素の（ｎ″″）層とを含み、ｎ−層の
上に白金含有ショットキー接触を持っている。ｎ＋基板
は高いダイオード導電率（低い順方向抵抗）を備え、一
方、軽くドープされたｎ−層は高いダイオード逆ブレー
クダウン電圧を備えている。例えばニッケルのようなオ
ーム性接触がｎ＋層に備えられよう。逆ブレークダウン
特性を増大するために、選択的にｐ型炭化ケイ素ガード
リングが白金含有接触の周辺の下のｎ−層に備えられよ
う。代案として、フィールド板（ｆｉｅｌｄ ｐｌａｔ
ｅ ）が接触の周辺にわたって備えられよう。
本発明のショットキーダイオードはｎ＋層を形成するた
めに、結晶成長の間に窒素により６Ｈ−α炭化ケイ素基
板を重くドープすることにより製造できる。薄いｎ−層
が化学蒸着あるいは他の既知の技術を用いてエピタキシ
ャル形成できる。白金はｎ−層の上に堆積でき、次に少
なくとも白金の一部分を白金ケイ化物に変換するために
高温でアニールされた。代案として、白金の層とケイ素
がｎ−層の上に形成され、かつ白金ケイ化物に変換する
ためにアニールされるか、あるいは白金ケイ化物がｎ−
層上に堆積されよう。
めに、結晶成長の間に窒素により６Ｈ−α炭化ケイ素基
板を重くドープすることにより製造できる。薄いｎ−層
が化学蒸着あるいは他の既知の技術を用いてエピタキシ
ャル形成できる。白金はｎ−層の上に堆積でき、次に少
なくとも白金の一部分を白金ケイ化物に変換するために
高温でアニールされた。代案として、白金の層とケイ素
がｎ−層の上に形成され、かつ白金ケイ化物に変換する
ためにアニールされるか、あるいは白金ケイ化物がｎ−
層上に堆積されよう。
（実施例）
図面と明細書において、本発明の好ましい代表的実施例
が開示されており、たとえ特殊な述語が使用されていて
も、それらは汎用的かつ記述的意味にのみ使用され、か
つ限定の目的には使用されておらず、本発明の範囲はク
レームに述べられている。本発明は発明の好ましい実施
例が示されている添付図面を参照して今後さらに詳しく
説明されよう。同じ記号が同様な素子を広く参照してい
る。説明の明確化のために、層の厚さは誇張されている
。
が開示されており、たとえ特殊な述語が使用されていて
も、それらは汎用的かつ記述的意味にのみ使用され、か
つ限定の目的には使用されておらず、本発明の範囲はク
レームに述べられている。本発明は発明の好ましい実施
例が示されている添付図面を参照して今後さらに詳しく
説明されよう。同じ記号が同様な素子を広く参照してい
る。説明の明確化のために、層の厚さは誇張されている
。
第１図を参照して、本発明によるショットキーダイオー
ド１０が例示されている。ショットキーダイオード１０
は１０−１５ミル（０，２５４−０，３８１ｍｍ ）の
厚さのｎ” ６Ｈ−α炭化ケイ素基板１１を含んでいる
ことが好ましい。基板１１は順方向に高い導電率（低い
抵抗）を備えるよう重くｎ“ドープされている。基板１
１は窒素によってｌＸｌ０”キャリア／ｃｄあるいはそ
れ以上の濃度にドープされることが好ましい。基板１１
は本発明の譲受人に譲渡された「炭化ケイ素結晶の成長
をモニターし制御する方法と装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎ
ｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎ
ｇａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ Ｇｒｏｗ
ｔｈ ｏｆ ５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＣｒｙｓ
ｔａｌｓ） Ｊと言う題目の米国特許出願第２８４．２
００号に記載されたような閾下成長技術（ｓｕｂｌｉｍ
ｉｎａｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
）を用いて成長されよう。
ド１０が例示されている。ショットキーダイオード１０
は１０−１５ミル（０，２５４−０，３８１ｍｍ ）の
厚さのｎ” ６Ｈ−α炭化ケイ素基板１１を含んでいる
ことが好ましい。基板１１は順方向に高い導電率（低い
抵抗）を備えるよう重くｎ“ドープされている。基板１
１は窒素によってｌＸｌ０”キャリア／ｃｄあるいはそ
れ以上の濃度にドープされることが好ましい。基板１１
は本発明の譲受人に譲渡された「炭化ケイ素結晶の成長
をモニターし制御する方法と装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎ
ｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎ
ｇａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ Ｇｒｏｗ
ｔｈ ｏｆ ５ｉｌｉｃｏｎ ＣａｒｂｉｄｅＣｒｙｓ
ｔａｌｓ） Ｊと言う題目の米国特許出願第２８４．２
００号に記載されたような閾下成長技術（ｓｕｂｌｉｍ
ｉｎａｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
）を用いて成長されよう。
好ましくは１−４μｍの厚さの６Ｈ−α炭化ケイ素の軽
くドープされたｎ−エピタキシャル層１２が基板１１の
上に形成されている。この軽くドープされた層はショッ
トキーダイオードの高い逆ブレークダウン電圧を与え、
かつｌＸｌ０１７キャリア／ｃＩＴｒあるいはそれより
少ない濃度でドープされている。
くドープされたｎ−エピタキシャル層１２が基板１１の
上に形成されている。この軽くドープされた層はショッ
トキーダイオードの高い逆ブレークダウン電圧を与え、
かつｌＸｌ０１７キャリア／ｃＩＴｒあるいはそれより
少ない濃度でドープされている。
窒素はたとえリンあるいは他のドーパントが使用できて
も好ましいドーパントである。層１２は化学蒸着あるい
は他の既知のエピタキシャル技術により形成できる。当
業者にとっては１０１７より少ないキャリア濃度を達成
するために、窒素ドーパントが付加される必要の無いこ
とが理解されよう。と言うのは、窒素は化学蒸着の間に
ある程度６Ｈ−α炭化ケイ素に自然に組み入れられるか
らである。
も好ましいドーパントである。層１２は化学蒸着あるい
は他の既知のエピタキシャル技術により形成できる。当
業者にとっては１０１７より少ないキャリア濃度を達成
するために、窒素ドーパントが付加される必要の無いこ
とが理解されよう。と言うのは、窒素は化学蒸着の間に
ある程度６Ｈ−α炭化ケイ素に自然に組み入れられるか
らである。
ショットキーダイオードＩＯはまた基板１１の裏側にオ
ーム性接触１３を含んでいる。たとえタンタルのケイ化
物、金、金／タンタルあるいは他の合金のような他の通
常の接触材料が使用できても、オーム性接触が４０００
−５０００人のニッケルであることが好ましい。オーム
性接触１３は後に高温（例えば１ｏｏｏ°Ｃ）アニール
が続くスパッタリング、蒸着あるいは他の通常の技術に
より堆積できる。当業者にとって、高温アニールにより
オーム性接触１３が好ましくはショットキー接触１４の
前に形成されることが理解されよう。
ーム性接触１３を含んでいる。たとえタンタルのケイ化
物、金、金／タンタルあるいは他の合金のような他の通
常の接触材料が使用できても、オーム性接触が４０００
−５０００人のニッケルであることが好ましい。オーム
性接触１３は後に高温（例えば１ｏｏｏ°Ｃ）アニール
が続くスパッタリング、蒸着あるいは他の通常の技術に
より堆積できる。当業者にとって、高温アニールにより
オーム性接触１３が好ましくはショットキー接触１４の
前に形成されることが理解されよう。
さらに第１図を参照すると、白金を含むショットキー接
触１４がｎ−層１２の上に形成されている。
触１４がｎ−層１２の上に形成されている。
第１図に示されたように、白金の少なくとも一部分１４
ａが例えば６００℃で１５分アニーリングすることによ
り白金ケイ化物に変換される。白金ケイ化物層１４ａは
８００℃以上の温度で安定な高性能ショットキー接触を
形成する。白金含有層１４は２０００Å以下の厚さであ
ることが好ましく、かつ例えばスパッタリングとか蒸着
のような共通技術を用いて堆積され、かつ例えばリフト
オフのような共通なフォトリソグラフ技術によってパタ
ーン化される。
ａが例えば６００℃で１５分アニーリングすることによ
り白金ケイ化物に変換される。白金ケイ化物層１４ａは
８００℃以上の温度で安定な高性能ショットキー接触を
形成する。白金含有層１４は２０００Å以下の厚さであ
ることが好ましく、かつ例えばスパッタリングとか蒸着
のような共通技術を用いて堆積され、かつ例えばリフト
オフのような共通なフォトリソグラフ技術によってパタ
ーン化される。
当業者に良く知られているように、白金ケイ化物変換プ
ロセスはｎ−層１２の一部分を消費する。炭化ケイ素消
費（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｎｓｕｍｐ
ｔｉｏｎ ）を低減あるいは除去するために、白金ケイ
化物が一元構造（ｕｎｉｔａｒｙ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ
）を形成するよう直接堆積されかつアニールされよう
。白金とケイ素の交互層（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ １
ａｙｅｒｓ）がまた堆積され、かつ交互層を白金ケイ化
物に変換するためにアニールされる。
ロセスはｎ−層１２の一部分を消費する。炭化ケイ素消
費（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｎｓｕｍｐ
ｔｉｏｎ ）を低減あるいは除去するために、白金ケイ
化物が一元構造（ｕｎｉｔａｒｙ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ
）を形成するよう直接堆積されかつアニールされよう
。白金とケイ素の交互層（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ １
ａｙｅｒｓ）がまた堆積され、かつ交互層を白金ケイ化
物に変換するためにアニールされる。
第１図に記載されたように製造されたショットキーダイ
オードは既知のβ炭化ケイ素ダイオード上の白金に比べ
て改善されたダイオード特性を与えることが見いだされ
ている。本発明により形成されたダイオードは３．２Ｘ
１０３Ω／ ｃｒｌより少ない高い順方向抵抗を有して
いる。それらはＩＯＶ以下の逆電圧に対し典型的゛に測
定可能なレベル以下である逆電流とブレークダウン電圧
以下の逆電圧に対してｌＸｌ０−’Ａ以下である逆電流
を示している。
オードは既知のβ炭化ケイ素ダイオード上の白金に比べ
て改善されたダイオード特性を与えることが見いだされ
ている。本発明により形成されたダイオードは３．２Ｘ
１０３Ω／ ｃｒｌより少ない高い順方向抵抗を有して
いる。それらはＩＯＶ以下の逆電圧に対し典型的゛に測
定可能なレベル以下である逆電流とブレークダウン電圧
以下の逆電圧に対してｌＸｌ０−’Ａ以下である逆電流
を示している。
４Ｘ１０−”キャリア／Ｃｉのｎ−層１２のキャリアド
ーパントレベルに対して約−９５Ｖのブレークダウン電
圧がまた示されている。
ーパントレベルに対して約−９５Ｖのブレークダウン電
圧がまた示されている。
再び第１図を参照すると、ショットキー接触１４の周辺
の周りにガードリング１６がまた含まれている。ｐ型６
Ｈ炭化ケイ素のリングであるガードリング１６は、コロ
ナ効果によりショットキーダイオードに永久的損傷を生
じるショットキーダイオードの周辺の周りのマイクロプ
ラズマの形成を妨げる。ガードリング１６はショットキ
ー接合が雪崩効果を生じる前にブレークダウンしかつシ
ョットキー接触のブレークダウンを妨げるｐｎ接合を形
成する。ガードリング１６はガードリング１６とｎ−層
１２との間に形成されたｐｎ接合がショットキーダイオ
ードのブレークダウン電圧に逆バイアスされるようなレ
ベルにドープされている。ガードリンク１６ハ１０′７
−１０１８キャリア／ｄノトーヒンク濃度でアルミニウ
ムあるいはホウ素によりドープされ、かつショットキー
接触１４の形成の前に高温イオン注入により形成されよ
う。リングパターンは二酸化ケイ素、窒化ケイ素および
／または多結晶ケイ素のマスク層で形成され、かつイオ
ンはマスクのリングを通して注入されよう。注入の後で
、マスクの除去の後でガードリングが表面に見えかつシ
ョットキー接触１４がそこに整列されるように注入マス
クの除去に先立って浅いエッチが実行されよう。
の周りにガードリング１６がまた含まれている。ｐ型６
Ｈ炭化ケイ素のリングであるガードリング１６は、コロ
ナ効果によりショットキーダイオードに永久的損傷を生
じるショットキーダイオードの周辺の周りのマイクロプ
ラズマの形成を妨げる。ガードリング１６はショットキ
ー接合が雪崩効果を生じる前にブレークダウンしかつシ
ョットキー接触のブレークダウンを妨げるｐｎ接合を形
成する。ガードリング１６はガードリング１６とｎ−層
１２との間に形成されたｐｎ接合がショットキーダイオ
ードのブレークダウン電圧に逆バイアスされるようなレ
ベルにドープされている。ガードリンク１６ハ１０′７
−１０１８キャリア／ｄノトーヒンク濃度でアルミニウ
ムあるいはホウ素によりドープされ、かつショットキー
接触１４の形成の前に高温イオン注入により形成されよ
う。リングパターンは二酸化ケイ素、窒化ケイ素および
／または多結晶ケイ素のマスク層で形成され、かつイオ
ンはマスクのリングを通して注入されよう。注入の後で
、マスクの除去の後でガードリングが表面に見えかつシ
ョットキー接触１４がそこに整列されるように注入マス
クの除去に先立って浅いエッチが実行されよう。
第２図を参照して、本発明によるショットキーダイオー
ドの第２の実施例が記載されている。第２図のショット
キーダイオード２０は第１図のガードリングが１４ｃの
フィールド板領域によって置き換えられていることを別
にして第１図のショットキーダイオードｌＯと同一であ
る。ショットキー接触１４はスパッタリング、蒸着ある
いは他の共通技術により堆積でき、かつ例えばリフトオ
フのような共通のフォトリソグラフ技術によりパターン
化できる。二酸化ケイ素あるいは他の絶縁体層１５と。
ドの第２の実施例が記載されている。第２図のショット
キーダイオード２０は第１図のガードリングが１４ｃの
フィールド板領域によって置き換えられていることを別
にして第１図のショットキーダイオードｌＯと同一であ
る。ショットキー接触１４はスパッタリング、蒸着ある
いは他の共通技術により堆積でき、かつ例えばリフトオ
フのような共通のフォトリソグラフ技術によりパターン
化できる。二酸化ケイ素あるいは他の絶縁体層１５と。
組合されたショットキー接触１４の領域１４ｃおよびそ
の下に位置するｎ−炭化ケイ素層１２が金属絶縁物半導
体（Ｍｉｓ ）構造を形成することは当業者に理解され
よう。このＭＩＳ構造はショットキー接触領域１４ａの
周辺で半導体層１２に空乏領域を創成し、これは実質的
なキャリア濃度を低めかつ接触ブレークダウン（ｃｏｎ
ｔａｃｔ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ）を妨げる。
の下に位置するｎ−炭化ケイ素層１２が金属絶縁物半導
体（Ｍｉｓ ）構造を形成することは当業者に理解され
よう。このＭＩＳ構造はショットキー接触領域１４ａの
周辺で半導体層１２に空乏領域を創成し、これは実質的
なキャリア濃度を低めかつ接触ブレークダウン（ｃｏｎ
ｔａｃｔ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ）を妨げる。
第３図を参照すると、ショットキーダイオードの特性の
アニーリングの影響が説明されよう。第３図の測定は第
１図に記載されたように構成されたショットキーダイオ
ードについてなされた。第３ａ図を参照すると、白金か
ら白金ケイ化物への何らの変換が無い本発明による室温
におけるショットキーダイオードの電流・電圧（Ｉ−Ｖ
）特性が示されている。ブレークダウン電圧は非常に高
い（−９５Ｖ）が、しかしこの電圧以下の逆電流はゆっ
くり増大する（−６０Ｖで約３００ｎＡ）。第３ｂ図を
参照すると、６００℃で１５分のアニールはブレークダ
ウン電圧をいくらか低くする（−７０Ｖに）が、しかし
第３ａ図と第３ｂ図の異なるスケールに注意するとブレ
ークダウン電圧以下の逆電流を著しく低下すること（す
なわち−６０Ｖで１５ｎＡの電流）が分かろう。第３Ｃ
図および第３ｄ図はアニールされない白金のショットキ
ーダイオード特性が４００℃で３０分のアニールの後の
高められた温度で余り好ましくないことを例示している
。第３Ｃ図を参照すると、３００℃における逆電流は高
くかつ４００℃ではさらに高くさえあることが分かろう
（第３ｄ図）。第３Ｃ図と第３ｄ図とは対照的に、第３
ｅ図と第３ｆ図は６００℃で１５分のアニールの後のシ
ョットキーダイオードの高温特性を例示している。第３
ｅ図はショットキーダイオードが非常に少ない漏洩電流
と３００℃で一５０Ｖより大きいブレークダウン電圧を
示すことを例示している。
アニーリングの影響が説明されよう。第３図の測定は第
１図に記載されたように構成されたショットキーダイオ
ードについてなされた。第３ａ図を参照すると、白金か
ら白金ケイ化物への何らの変換が無い本発明による室温
におけるショットキーダイオードの電流・電圧（Ｉ−Ｖ
）特性が示されている。ブレークダウン電圧は非常に高
い（−９５Ｖ）が、しかしこの電圧以下の逆電流はゆっ
くり増大する（−６０Ｖで約３００ｎＡ）。第３ｂ図を
参照すると、６００℃で１５分のアニールはブレークダ
ウン電圧をいくらか低くする（−７０Ｖに）が、しかし
第３ａ図と第３ｂ図の異なるスケールに注意するとブレ
ークダウン電圧以下の逆電流を著しく低下すること（す
なわち−６０Ｖで１５ｎＡの電流）が分かろう。第３Ｃ
図および第３ｄ図はアニールされない白金のショットキ
ーダイオード特性が４００℃で３０分のアニールの後の
高められた温度で余り好ましくないことを例示している
。第３Ｃ図を参照すると、３００℃における逆電流は高
くかつ４００℃ではさらに高くさえあることが分かろう
（第３ｄ図）。第３Ｃ図と第３ｄ図とは対照的に、第３
ｅ図と第３ｆ図は６００℃で１５分のアニールの後のシ
ョットキーダイオードの高温特性を例示している。第３
ｅ図はショットキーダイオードが非常に少ない漏洩電流
と３００℃で一５０Ｖより大きいブレークダウン電圧を
示すことを例示している。
同様な特性は４００℃で観測されている（第３ｆ図）。
第３図のＩ−Ｖグラフから６００℃におけるアニリング
が逆ブ、レークダウン電圧の低下を犠牲にして高温漏洩
電流を改善していることが分かる。
が逆ブ、レークダウン電圧の低下を犠牲にして高温漏洩
電流を改善していることが分かる。
図面と明細書において、本発明の代表的な好ましい実施
例が開示されており、そして特殊な述語が使用されてい
ても、それらは汎用的かつ記述的の意味にのみ使用され
ており、それを制限する目的には使用されておらず、本
発明の範囲はクレームに述べられている。
例が開示されており、そして特殊な述語が使用されてい
ても、それらは汎用的かつ記述的の意味にのみ使用され
ており、それを制限する目的には使用されておらず、本
発明の範囲はクレームに述べられている。
第１図は本発明によるショットキーダイオードの第１の
実施例の断面図を例示し、 第２図は本発明によるショットキーダイオードの第２の
実施例の断面図を例示し、 第３ａ−３ｆ図は本発明によるショットキーダイオード
の電圧対電流特性のグラフ表現である。 ０・・・ショットキーダイオ−ト ド・・（ｎ“６Ｈ−α炭化ケイ素）基板２・・・ｎ−（
エピタキシャル）層あるいは半導体層３・・・オーム性
接触 ４・・・ショットキー接触あるいは白金含有層４ａ・・
・白金層の一部分あるいは白金ケイ化物層１４ｃ・・・
フィールド板領域 １５・・・二酸化ケイ素層あるいは絶縁層１６・・・ガ
ードリング ２０・・・ショットキーダイオード
実施例の断面図を例示し、 第２図は本発明によるショットキーダイオードの第２の
実施例の断面図を例示し、 第３ａ−３ｆ図は本発明によるショットキーダイオード
の電圧対電流特性のグラフ表現である。 ０・・・ショットキーダイオ−ト ド・・（ｎ“６Ｈ−α炭化ケイ素）基板２・・・ｎ−（
エピタキシャル）層あるいは半導体層３・・・オーム性
接触 ４・・・ショットキー接触あるいは白金含有層４ａ・・
・白金層の一部分あるいは白金ケイ化物層１４ｃ・・・
フィールド板領域 １５・・・二酸化ケイ素層あるいは絶縁層１６・・・ガ
ードリング ２０・・・ショットキーダイオード
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、α炭化ケイ素層と、上記のα炭化ケイ素層上の白金
含有接触を具えるショットキー接触。 ２、上記のα炭化ケイ素層が６Ｈ−α炭化ケイ素を具え
る請求項１に記載のショットキー接触。 ３、上記の白金含有接触が白金を具える請求項１あるい
は２に記載のショットキー接触。 ４、上記の白金含有接触が白金ケイ化物を具える請求項
１あるいは２に記載のショットキー接触。 ５、上記の白金含有接触が上記の炭化ケイ素層上の白金
ケイ化物と、上記の白金ケイ化物層上の白金の層を具え
る請求項１あるいは２に記載のショットキー接触。 ６、上記のα炭化ケイ素層が６Ｈ−α炭化ケイ素のｎ＾
＋層と上記のｎ＾＋層上の６Ｈ−α炭化ケイ素のｎ＾−
層を具え、上記の白金含有接触が上記のｎ＾−層上にあ
る請求項１あるいは２に記載のショットキー接触。 ７、上記の白金含有接触の周辺の下に位置する上記のｎ
＾−層内のｐ型炭化ケイ素ガードリングをさらに具える
請求項６のショットキー接触。 ８、上記の白金含有接触の周辺にフィールド板をさらに
具える請求項６のショットキー接触。 ９、それによりショットキーダイオードを形成するよう
に上記のｎ＾＋層の露出側にオーム性接触をさらに具え
る請求項６のショットキー接触。 １０、それによりショットキーダイオードを形成するよ
うに上記のｎ＾＋層の露出側にオーム性接触をさらに具
える請求項７のショットキー接触。 １１、それによりショットキーダイオードを形成するよ
うに上記のｎ＾＋層の露出側にオーム性接触をさらに具
える請求項８のショットキー接触。 １２、ｎ＾＋６Ｈ−α炭化ケイ素基板、 上記の基板の１つの側のオーム性接触、 上記の基板の反対側のｎ＾−６Ｈ−α炭化ケイ素エピタ
キシャル層、および 上記のｎ＾−層上の白金ケイ化物ショットキー接触、 を具えるショットキーダイオード。 １３、上記のｎ＾＋層が１立方センチメートル当たり１
０＾１＾８キャリアより大きい濃度の窒素でドープされ
ている請求項１２のショットキーダイオード。 １４、上記のｎ＾−層が１立方センチメートル当たり１
０＾１＾７キャリアより少ない濃度の窒素でドープされ
ている請求項１２のショットキーダイオード。 １５、上記の白金ケイ化物ショットキー接触が２０００
Åより小さい厚さである請求項１２のショットキーダイ
オード。 １６、上記のオーム性接触がニッケルを具える請求項１
２のショットキーダイオード。 １７、６Ｈ−α炭化ケイ素基板を備え、かつ上記の６Ｈ
−α炭化ケイ素基板上に白金含 有接触を形成する、 各ステップを具えるショットキー接触の形成方法。 １８、上記の６Ｈ−α炭化ケイ素基板上に白金接触を形
成し、かつ 上記の白金接触の少なくとも一部分を白金 ケイ化物に変換する、 各ステップを上記の形成ステップが具える請求項１７の
方法。 １９、上記の変換ステップが上記の白金接触をアニーリ
ングするステップを具える請求項１８の方法。 ２０、上記のアニーリングステップが少なくとも６００
℃の温度で少なくとも１５分上記の白金接触を加熱する
ステップを具える請求項１９の方法。 ２１、上記の変換ステップが上記のすべての白金接触を
白金ケイ化物に変換するステップを具える請求項１８の
方法。 ２２、上記の形成ステップが、上記の６Ｈ−α炭化ケイ
素層上に白金ケイ化物接触を形成するステップを具える
請求項１７の方法。 ２３、上記の形成ステップが、 上記の６Ｈ−α炭化ケイ素層上に白金とケ イ素の交互層を形成し、かつ 白金とケイ素の上記の交互層を炭化ケイ素 に変換する、 各ステップを具える請求項１７の方法。 ２４、上記の供給ステップが、 ｎ＾＋６Ｈ−α炭化ケイ素基板を備え、 上記の基板上に６Ｈ−α炭化ケイ素のｎ＾−層をエピタ
キシャル形成する、 各ステップを具え、 ここで上記の形成ステップが上記のｎ＾−層上に白金含
有接触を形成するステップを具える請求項１７の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US30149589A | 1989-01-25 | 1989-01-25 | |
| US301495 | 1989-01-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02264475A true JPH02264475A (ja) | 1990-10-29 |
| JP3201410B2 JP3201410B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=23163641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01274490A Expired - Lifetime JP3201410B2 (ja) | 1989-01-25 | 1990-01-24 | 炭化珪素ショットキーダイオード及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0380340A3 (ja) |
| JP (1) | JP3201410B2 (ja) |
| KR (1) | KR900012370A (ja) |
| CA (1) | CA2008176A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006190882A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | ＳｉＣ半導体素子 |
| WO2018207919A1 (ja) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | 株式会社 東芝 | フォトンカウンティング型放射線検出器およびそれを用いた放射線検査装置 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5396085A (en) * | 1993-12-28 | 1995-03-07 | North Carolina State University | Silicon carbide switching device with rectifying-gate |
| US5488236A (en) * | 1994-05-26 | 1996-01-30 | North Carolina State University | Latch-up resistant bipolar transistor with trench IGFET and buried collector |
| TW286435B (ja) * | 1994-07-27 | 1996-09-21 | Siemens Ag | |
| SE504916C2 (sv) * | 1995-01-18 | 1997-05-26 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande för att åstadkomma en ohmsk kontakt jämte halvledarkomponent försedd med dylik ohmsk kontakt |
| SE9501312D0 (sv) * | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Abb Research Ltd | Method for procucing a semiconductor device |
| SE9501311D0 (sv) * | 1995-04-10 | 1995-04-10 | Abb Research Ltd | Method for producing a semiconductor device having a semiconductor layer of SiC |
| US5679966A (en) * | 1995-10-05 | 1997-10-21 | North Carolina State University | Depleted base transistor with high forward voltage blocking capability |
| AU1531797A (en) * | 1996-01-24 | 1997-08-20 | Cree Research, Inc. | Mesa schottky diode with guard ring |
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