JPH02500632A - ショットキー・ダイオード - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ショットキー・ダイオード ［産業上の利用分野コ 本発明はガリウム・ヒ素を用いたショットキー・ダイオードに関する。

［従来の技術］ さらに詳しくは１本発明は、第１金属化接続端子面ヲ−面１：　有するヒ化ガリ ウム基板の他面にショットキー接触を形成する別の層を被覆した薄いヒ化ガリウ ム層を有すると共に、さらに第２金属化接続端子面板を有するショットキー・ダ イオードに関する。

この種のダイオードは、公知であり、ショットキー接触を形成する層としてイン ジウム・スズ酸化物（Ｉ　ｎ　Ｓ　ｎ　０２　）から成る層を有する。単結晶で ないインジウム・スズ酸化物層は１例えば、モレキュラービーム・エピタキシャ ル装置において薄いヒ化ガリウム層をエピタキシャルで被覆した後、別個の装置 におい′て９例えば、スバッ、りまたは蒸着によって形成する。

［発明が解決゛しようとする課題］ この場合、未完成のコンポーネントが、装置の切換にもとづき損傷を受け、製造 プロセスが、装置の切換によって、長時間を要すると云う欠点がある。

本発明の目的は、上記先行技術から出発して、１つの装置において１つのプロセ スで簡単に高い収率で製造でき、高い効率を特徴とする冒頭に述べた種類のショ ットキー・ダイオードを創生ずることにある。

［ｙＡ題を解決するための手段］ 上記目的は９本発明にもとづき、１頭に配戴した種類のショットキー・ダイオー ドにおいてショットキー接触を形成する薄い層を単結晶モノブニクチッド（■ｏ ｎｏｐｎｊｋｔｉｄ）層として構成することによって、達成される。

［作用及び効果コ 慣 モノブニクチッド（Ｐｎｊｋｔｉｄとは周期◆表のＶＩＢ　（窒素）族元素Ｎ、 Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ及びＢｉの化合物を称する）として、ヒ化エルビウムまたはヒ化 イッテルビウムを使用することが好ましく、これらは、薄いヒ化ガリウム層と同 一のモレキュラービーム・エピタキシャル装置で成層される。

ヒ化エルビウム層またはヒ化イッテルビウム層は。

単結晶であり、多結晶でないので、ショットキー・ダイオードを光電検知器とし て使用する場合、ショットキー・ダイオードのより均一な導電率および光に対す るより好適な反射特性が得られる。本発明に係るシ」ットキー・ダイオードは、 １つの装置において製造プロセスを中断せずに・製、・造〜できるので、高゛い 収率が得られ、しかも、１つの装置から以降の操作工程のための別の装置に半製 品を移送する際の汚染の危険性がない。

〔好適な実施の態様］ 本発明の合目的的な実施例を従属請求項に示した。

モノブニクチッド層は、エピタキシャル成長層である。モノブニクチッド層は、 約１０〜１００人の厚さを有することが好ましい。モノブニクチツ・ド層に・ｔ ＝　、　？、＠’ｒ＠電性七化ガリウムから成り、シー＝１シ・”トキー゛・′ タイオードの；第２接続端子面（：２’）“を”担ｊ持−＃砲薄い表面層（８） が被覆されて゛いる。こと勘（六好−被（シい。基板（５）上に配された前記薄 いヒイヒ’！ｆ’ｖウム層は、比較的小さい導電性を有する単結晶エピタキシャ ル層であることが好ましい。モノブニクチッド層は、ヒ化セリウム、ヒ化プラセ オジム、ヒ化ネオジム、ヒ化プロメチウム、ヒ化サマリウム、ヒ化ユーロピウム 、ヒ化ガドリニウム。

ヒ化テルビウム、ヒ化ジスプロシウム、ヒ化ホルミウム、ヒ化ツリウムまたはヒ 化ルテチウムであることが好ましく、ヒ化エルビウム又はヒ化イッテルビウムが 特に好ましい。ショットキー接触を形成するモノブニクチッド層は、複数の異種 のモノブニクチッドから構成することもできる。本発明のショットキー・ダイオ ードは、前記第２接続端子面として帯状金属端子面（２）を有するフォトダイオ ードとして構、成すするこ）と、が特に好都合である。

以下、添付の図、面を′参照）してｊ以下：に本発明・の、実′、施・例を詳細 に説明すあ、。

［実施を例゛］ 添“付の、図：面Ｌ−１．光？１１：検・′知；・器、１とＩして１使用゛でき るジ１ット−キ゛−・・：ダイオ・−；γＣの゛斃′斜祝図（同図において他の 寸７法゛ζ−￥ｃＬシτｆ°厚゛さを誇張して示した）である。

１゛図示のショットキー・ダイオードの場合、第１接続端子は大面積の金属電極 １として構成されており、一方、光電検知器として使用する場合に光の入射側に ある第２接続端子は、Ｕ字状の帯状金属端子２として構成されている。通常の如 く、大面積の金属電極１は。

リード線３に接・合されており、帯状金属端子２は。

リード線４に結合されている。

大面積の金属電極１は、ケイ素をドーピングした導電性ヒ化ガリウムから成る基 板５の下面に設けである。ヒ化ガリウム基板５上には、導電率の低い薄い単結晶 ヒ化ガリウム層６がエピタキシャル成長によって形成されている。単結晶ヒ化ガ リウム層６も、基板５と同様、異原子としてケイ素を含んでいる。

ショットキー・ダイオードの層順序で云って次の層は、単結晶として成長された 薄いヒ化エルビウムまたはヒ化イッテルビウ層７から成る。この層は、１−より も小さい波長の光に対して完全に透明であると云う性質を有するので、透明なシ ョットキー接触が形成される。単結晶構造にもとづき、光の入射時、均一な導電 性および好適な反射特性が得られる。即ち、均一な導電性によって特に良い効率 が得られる。ヒ化エルビウムまたはヒ化イッテルビウム層７は、ショットキー接 触を形成できる高導電性層であると共に、エピタキシャル成長によってヒ化ガリ ウム上に単結晶として形成でき、導電性の良い極めて薄い別のヒ化ガリウム層８ を表面層として層７上に被覆でき、かくして、ヒ化ガリウム層、高導電層および ヒ化ガリウム層から成るー違の単結晶が形成される。

ショットキー・ダイオードの製造は、モレキュラービーム・エピタキシャル装置 において１連のプロセスで行われ、製造中、コンポーネントを別個の装置に移し 換える必要はない。

ショットキー・ダイオードを製造する場合、平坦なヒ化ガリウムディスクである 基板５をモレキュラービーム・エピタキシャル装置（ＭＢＥ装置）の加熱された ディスクホルダに取付ける。真空中で、基板５を５５０〜６００℃に加熱する。

同時に、ＭＢＥ装置内に設けてあワて、それぞれ、ヒ素９ガリウム、ケイ素およ び使用するランタニド、即ち１例えば、イッテルビウムまたはエルビウムを含む ４つのルツボを加熱する。

４つのルツボは２通常の如く、製造プロセスの制御のため開閉できる蓋を備えて いる。

製造プロセスを開始する場合、まずヒ素・ルツボを開け９次いで、ガリウム・ル ツボを開け、最後に、ケイ素・ルツボを開ける。ルツボから出た蒸気が基板５の 表面に凝結すると、単結晶ヒ化ガリウム層６が形成される。この際、１つのルツ ボから供給されたケイ素が、異原子として単結晶ヒ化ガリウムＪｉｉＳ中に取込 まれ（ドープされ）るので、単結晶ヒ化ガリウム層６は導電性となる。この場合 、ケイ素を含むルツボの加熱温度を調節して、導電性を所望の如く調節できる。

ヒ化ガリウム層６の厚さは、ガリウムを含むルツボの蓋の開放時間によって決定 される。製造プロセスの各種パラメータは、導電率の小さい薄い単結晶ヒ化ガリ ウム層６が成長するよう１選択する。所望の厚さに達したならば、ケイ素を含む ルツボの蓋およびガリウムを含むルツボの蓋を閉じる。

ランタニド・ルツボを開けると、このルツボに含まれるイッテルビウムまたはエ ルビウムがゆっくり気化する。この場合、ヒ化ガリウム層６上にエピタキシャル 単結晶のヒ化イッテルビウムまたはヒ化エルビウム層が形成される。上述のラン タニドの代わりに別のランタニドを用いれば、対応して別のモノブニクチツドが 形成される。

５層、７の成長Ｊ速度；は４．当該ルツボ、の温度に依存し。

、従って６．、温゛度（の選択、によって制御できる。。厚さが約１０−　ｕ（ ０℃、入（の、薄（い単結；晶□層７が生成したならば直ちに。

、゛工゛ピタキシャル成長プロセスを終了する。このためには、ランタニド・ル ツボを：閉鎖する。

続いて、まず、ＭＢ、Ｅｔｆのガリウム・ルツボを開け１次いで、ＭＢＥ装置ｔ のケイ素・ルツボを、開：け、る２、かくして１表面層とじで役立′つ；極めで 薄く導穐巖Ｃめ□良いヒ化ガリウム層８が形成され淋、１ヒ゛托ガリウム層８は 、エピタキシャル成長にもとづき単結晶イッテルビウムまたはエルビウム層７上 に単結晶として形成される。

層７の保護に役立つヒ化ガリウムＪｉｌｔを被覆した後、上述の如く処理した基 板５をＭＢＥ装置から取り出すことができる。次いで、金属蒸着装置において。

大面積の金属電極１および帯状金属端子２を蒸着し。

蒸着した金属層にリード線３．４を接続するだけでよい。更に、このように作成 せるコンポーネントを公知の態様でハウジング内に設置する。この際、上述のシ ョットキー・ダイオードを光電検知器として使用する場合は、帯状金属端子２の 側に入射窓を設ける。

［図面の簡単な説明〕 １・・・金属電極（第１金属化接続端子面）。

２・・・帯状金属端子（第２金属化接続端子面）。

３　、；　４　−−・　“リ　−　鼻ド遣哀　。

５・・・ヒ化ガ・す・ウムＮｌ板。

６・−・・単結、晶七化ガリ゛ウム□層。

７・・・単結晶と化、エルビウムまたはヒ化イッテルビウム層、。

旧・・・・表面層（：ヒ化ガリウム層）国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１金属化接続端子面を一面に有するヒ化ガリウム基板の他面に，ショット キー接触を形成する別の層を被覆した薄いヒ化ゲルマニウム層を有すると共に， さらに，第２金属化接続端子面を有するショツトキー・ダイオードにおいて，シ ョットキー接触を形成する層が，薄いモノブニクチッド層（７）であることを特 徴とするショットキー・ダイオード。 ２）モノブニクチッド層が，エピタキシャル成長層であることを特徴とする請求 項第１項記載のショットキー・ダイオード。 ３）モノブニクチッド層が，約１０〜１００Åの厚さを有することを特徴とする 請求項第１項または第２項記載のショットキー・ダイオード。 ４）モノブニクチッド層（７）には，高導電性ヒ化ガリウムから成り，ショット キー・ダイオードの第２接続端子面（２）を担持する薄い表面層（８）が被覆さ れていることを特徴とする請求項第１〜３項の１つに記載のショットキー・ダイ オード。 ５）基板（５）上に配された前記薄いヒ化ガリウム層（６）が，比較的小さい導 電性を有する単結晶エピタキシャル層であることを特徴とする請求項第１〜４項 の１つに記載のショットキー・ダイオード。 ６）モノブニクチッド層（７）がヒ化エルピウムから成ることを特徴とする請求 項第１〜５項の１つに記載のショットキー・ダイオード。 ７）モノブニクチッド層（７）がヒ化イツテルビウムであることを特徴とする請 求項第１〜５項の１つに記載のショットキー・ダイオード。 ８）モノブニクチッド層（７）が，ヒ化セリウム，ヒ化プラセオジム，ヒ化ネオ ジム，ヒ化プロメチウム，ヒ化サマリウム，ヒ化ユーロピウム，ヒ化ガドリニウ ム，ヒ化テルピウム，ヒ化ジスプロシウム，ヒ化ホルミウム，ヒ化ツリウムまた はヒ化ルテチウムであることを特徴とする請求項第１〜５項の１つに記載のショ ットキー・ダイオード。 ９）ショットキー接触を形成するモノブニクチッド層（７）が，複数の異種のモ ノブニクチッドを有することを特徴とする請求項第１〜５項の１つに記載のショ ットキー・ダイオード。 １０）ショットキー・ダイオードが，前記第２接続端子面として帯状金続端子面 （２）を有するフォトダイオードとして構成されていることを特徴とする請求項 第１〜９項のユつに記載のショットキー・ダイオード。