JPH0287671A - 耐高温性のショットキ接触を含む半導体デバイス - Google Patents

耐高温性のショットキ接触を含む半導体デバイス

Info

Publication number
JPH0287671A
JPH0287671A JP19876088A JP19876088A JPH0287671A JP H0287671 A JPH0287671 A JP H0287671A JP 19876088 A JP19876088 A JP 19876088A JP 19876088 A JP19876088 A JP 19876088A JP H0287671 A JPH0287671 A JP H0287671A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contact
semiconductor
semiconductor device
metal
boron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19876088A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Willer
ヨーゼフ、ウイラー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH0287671A publication Critical patent/JPH0287671A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/47Schottky barrier electrodes
    • H01L29/475Schottky barrier electrodes on AIII-BV compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • H01L29/812Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ドーピングによって生じたひずみを回復す
るための高温焼もどしサイクルにより電気特性が所定の
機能の遂行に対して許される程度以上に変化することの
ない金属−I[1−V族半導体接触を含む半導体デバイ
スに関するものである。
〔従来の技術〕
耐高温性のショットキ接触は自己整合GaAs−MES
FETを作るゲート金属化層に対して必要である。ソー
ス領域とドレン領域を自己整合型に形成するため、従来
の製法ではMESFETの半導体とショットキ接合を形
成するゲート金属をn゛型ビイオン注入前にとりつけて
構造化する。
ソースとドレン領域の形成後最低800 ’Cの温度に
20分間加熱するか900℃で15秒の短時間回復熱処
理(フラッシュ・アンニール)によってドーパントを活
性化する。この熱処理に際してショットキ接触の電気特
性が保持されなければならない、主要な電気特性は金属
と半導体の間の境界面での電位の高さ(障壁の高さ)、
逆方向の降伏電圧および理想因子(n値)である。この
理想因子はショットキ・ダイオードの理想的特性からの
偏差を表すもので、ショットキ・ダイオードの電流■は
次式 で与えられる。ここでI、は逆方向の飽和電流、eは電
気素量、■は順方向を正とする印加電圧、nは理想因子
、kはボルツマン定数、Tはケルビン温度である。理想
的なショットキ・ダイオードではn=1となる。MES
FETのゲートでは理想因子は1.4以下でなければな
らない。金属・半導体接触は焼もどし熱処理に際してそ
の電気特性を確保することの外に、物質の拡散に対して
充分高い障壁となることが特に重要である。これによっ
て金属原子が半導体材料内に拡散侵入し、又逆に半導体
材料の原子がゲート金属内に拡散侵入することが阻止さ
れる。
米国特許第4566021号明細書には金属シリサイド
系のゲート金属層に対する耐高温性ショットキ接触が記
載されている。金属としては特にチタン、タングステン
、モリブデンおよびタンタルが挙げられている。又米国
特許第4574298号明細書には元素周期表の■族、
■族及び■族の金属の高融点窒化物を使用するショット
キ接触が記載されている。金属としては特にタングステ
ン、タンタル、モリブデン、チタン、ジルコニウム、ニ
オブおよびバナジウムが挙げられている。
米国特許第4586063号明細書には材料としてタン
グステンとアルミニウムの合金が挙げられ、そのアルミ
ニウムの量は0.5から3以下%の間である。技術の現
状としてこの外にチタン・タングステン合金、純タング
ステンおよびモリブデンとタングステン等の純金属の補
助層の使用がケイ化タングステンと窒化タングステンの
場合に述べられている。ケイ化タングステンと窒化タン
グステンは高い抵抗率を示しゲート金属化層の充分高い
電気伝導性を確実にするから、ケイ化物又は窒化物の比
較的薄い層の上にそれに比べて厚いストライブ形の純金
属層が設けられる。
文献[ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・
フィツクス(Jpn、 J、 Appl、 Phys、
) J 25 (1986年)、L767〜L769に
は、耐高温性ショットキ接触形成材料としてLaB6が
挙げられている。この材料の長所として熱安定性、すぐ
れた電気特性、容易な加工性およびGaAs基板との良
好な結合特性が挙げられている。この接触材料に許され
る回復熱処理温度は850℃とされている。
更に酸化物のないGaAs上と化学エツチングされたG
aAs上のLaBa接触層を850℃まで回復熱処理し
たときの電気障壁の高さと理想因子の測定結果も文献に
発表されている。化学エツチングGaAs基板の場合7
50”C以上の回復熱処理により障壁の高さが低下する
。LaBb材料を純GaAs表面に析出させると、障壁
の高さは0、85 e V以上となる。理想因子の値は
いずれの場合にも回復熱処理後1.05と1.2の間に
ある。
ショットキ接触層材料として非晶質のシリコン・ゲルマ
ニウム・ホウ素を使用して1eVの障壁高さが達成され
ることも文献に発表されている。
このショットキ接触はドーピング回復熱処理後に形成さ
れ、雪掻金属は450℃で1分間の熱処理により合金化
される。
耐高温性のゲート金属化無しに遂行される自己整合プロ
セスも公知であるが、ダミー・ゲートを必要とし、これ
を後でゲート金属で置き換えなければならない。これに
よって原則的に金属析出に先立って誘電体をエツチング
除去することが必要となるが、これは完成したショット
キ接触の障壁高さに対して不利な作用を及ぼす。従って
多くの場合ゲート金属の析出前にGaAs結晶の表面区
域を僅かにエツチング除去し、完全な障壁高さが達成さ
れるようにする。
[発明が解決しようとする課題〕 この発明の目的は、物質拡散に対して特に高い障壁を形
成し、ショットキ接触の場合は電気特性、特に障壁の高
さと逆方向の降伏電圧と理想因子nの値が840’C,
20分から900 ’C115秒に及ぶイオン注入回復
熱処理サイクルにより悪化することのない金属−■−V
族半導体接触を備える半導体デバイスを提供することで
ある。
(課題を解決するための手段〕 この目的は請求項1に特徴として挙げた構成とすること
によって達成される。
〔作用効果〕
■−■族半導体デバイスの表面には例えばMESFET
のゲート制御用の遷移金属とホウ素の合金からなるショ
ットキ接触が設けられる。この合金は金属とホウ素又は
重化合物となっている化学量論組成の金属・ホウ素混合
物が製造条件によって決まる分量だけ含まれる混合物で
ある。この場合金属・ホウ素合金中には、製造工程にお
いて完全には除去されないホウ素と遷移金属の随伴元素
がこの発明による構成の機能性を阻害しない量だけ含ま
れることは避けられない。ホウ化物は熱的ならびに化学
的に極めて安定な物質であり、特に酸化に対して耐性が
ある。ホウ素は約2300℃という比較的高い融点をも
つ。従って金属・ホウ素合金も金属が高融点のものであ
れば高い融点をもつ。
高い融点は一方では材料を耐熱性とし、他方では高い融
点の非晶質合金が回復処理の温度においても非晶質であ
るために必要である。ホウ素と合金を作る金属がショッ
トキ接触形成の際に非晶質にとどまるものであると、そ
れは焼もどし処理の際にも非晶質のままである。これは
結晶化温度が経験的に溶融温度の約2/3であることに
よるものである。ホウ素は原子半径が小さいから、金属
原子間の間隙をホウ素原子で埋めると金属・ホウ素合金
の非晶質状態の安定化に好適である。
合金の非晶質状態は物質拡散を阻止する障壁作用に対し
て決定的に有利である。大部分の金属の外に多くの合金
も比較的結晶化温度が低いから、焼もどし処理を受けな
い析出したままの状態で多結晶であることが多い。従っ
てこれらの金属と合金には、異原子で化学的に飽和しな
い限り正規に拡散チャネルとして作用しスタンド・バリ
アと呼ばれる粒界がある。飽和粒界よりも更に有利なの
はショットキ接触の材料を粒界のない非晶質とすること
である。この場合粒界拡散による輸送機構はもはや作用
せず、半導体材料からの原子の拡散逸出は徹底的に困難
となる。
ホウ素の使用による障壁作用はGaAs基板の場合特に
強力である。これはホウ素とガリウムが混合せずガリウ
ムのホウ素への逸出が著しく困難であることによる。
〔実施例] MESFETのゲートに垂直な断面を示す図面について
この発明によるショットキ接触の特殊形態を説明する。
基板1の表面にエピタキシャル成長した■−■族半導体
GaAsのヘテロ成層構造11にソース領域21とドレ
ン領域22が自己整合型に形成され、それぞれに接触3
1又は32が設けられる。
ソース領域21とドレン領域22はn導電型に高濃度ド
ープされる。ゲート金属化層4.5は、本来のショット
キ接触41を形成するストライブ形の非晶質析出W7z
Bz1合金層4とその上に重ねられたモリブデン又はタ
ングステンのストライブ形グートfl極5から成り、ゲ
ート金属化層の制御作用に必要な充分高い電気伝導性を
確保する。
ホウ素とタングステンの2成分状態図には、ホウ素が2
7原子%の点で融点が2600℃の共融点がある。この
融点は充分高く、タングステン・ホウ素層4の非晶質性
は840 ’Cの焼もどし処理又は900℃の短時間回
復熱処理においてもそのまま保持される。従って金属・
ホウ素N4の材料は完成したデバイスにおいても非晶質
である。これによってショットキ接触41の良好な障壁
作用が達成される。GaAsを半導体材料として使用す
ると、ホウ素とガリウムの間に混合性が無いことにより
障壁作用が更に強力となる。上記のホウ素分量の場合金
属・ホウ素層4は容積上玉としてタングステン原子で占
められる。ホウ素原子はタングステン原子間の間隙を埋
めて無定形状態を安定化する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明による半導体デバイスの断面構成を示す
。 1 ・・・基」反 11・・・■−■族半導体のヘテロ成層構造21・・・
ソース領域 22・・・ドレン領域 41・・・ショットキ接触

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)温度と時間が840℃、20分以上から900℃、
    15秒以上までの領域にあるドーピング回復焼もどしサ
    イクルによって電気特性が所定の機能に対して許し得る
    程度以上に変化することのない金属−III−V族半導体
    接触を含む半導体デバイスにおいて、金属−III−V族
    半導体接触(41)が、ランタンを除く遷移金属の少な
    くとも1つとホウ素を主成分とする接触層(4)との間
    に形成されていることを特徴とする耐高温性のショット
    キ接触を含む半導体デバイス。 2)基板(1)とヘテロ成層構造(11)がGaAs、
    CaAlAs、GaInAs、GaInP、InP、I
    nGaAsP中のいくつかの半導体材料から成ることを
    特徴とする基板とエピタキシャル成長ヘテロ成層構造を
    含む請求項1記載の半導体デバイス。 3)半導体材料がGaAsであることを特徴とする請求
    項1記載の半導体デバイス。 4)金属−半導体接触(41)が直接基板(1)上に形
    成されていることを特徴とする請求項1ないし3の1つ
    に記載の半導体デバイス。 5)接触層(4)の材料が金属間化合物ではないことを
    特徴とする請求項1又は2記載の半導体デバイス。 6)金属・半導体接触(41)が阻止性のショットキ接
    触であることを特徴とする請求項1ないし3の1つに記
    載の半導体デバイス。 7)接触層(4)の材料がホウ素とタングステンから成
    ることを特徴とする請求項1ないし4の1つに記載の半
    導体デバイス。 8)接触層(4)の材料の融点が2300℃以上である
    ことを特徴とする請求項1ないし5の1つに記載の半導
    体デバイス。 9)接触層(4)の材料が非晶質として析出しているこ
    とを特徴とする請求項1ないし6の1つに記載の半導体
    デバイス。
JP19876088A 1987-08-11 1988-08-09 耐高温性のショットキ接触を含む半導体デバイス Pending JPH0287671A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3726717.5 1987-08-11
DE3726717 1987-08-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0287671A true JPH0287671A (ja) 1990-03-28

Family

ID=6333529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19876088A Pending JPH0287671A (ja) 1987-08-11 1988-08-09 耐高温性のショットキ接触を含む半導体デバイス

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0303079A3 (ja)
JP (1) JPH0287671A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4912886B2 (ja) * 2003-11-24 2012-04-11 トライクウィント セミコンダクター,インコーポレーテッド モノリシック集積型エンハンスメントモードおよびデプリーションモードfetおよびその製造方法
DE102015100653A1 (de) 2014-01-24 2015-07-30 Fanuc Corporation Reflektierende optische Kodiervorrichtung mit einer Kunstharzkodier-Platte

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01120818A (ja) * 1987-09-23 1989-05-12 Siemens Ag 低伝達抵抗オーム接触の形成方法
EP0412185A1 (de) * 1989-08-09 1991-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Metallisierung mit Diffusionsbarriere für Halbleiterbauelemente

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2571548B1 (fr) * 1984-10-09 1987-07-24 Thomson Csf Dispositif semiconducteur comportant un contact schottky, et procede de realisation d'un tel dispositif
JPS61152067A (ja) * 1984-12-26 1986-07-10 Toshiba Corp 半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4912886B2 (ja) * 2003-11-24 2012-04-11 トライクウィント セミコンダクター,インコーポレーテッド モノリシック集積型エンハンスメントモードおよびデプリーションモードfetおよびその製造方法
DE102015100653A1 (de) 2014-01-24 2015-07-30 Fanuc Corporation Reflektierende optische Kodiervorrichtung mit einer Kunstharzkodier-Platte

Also Published As

Publication number Publication date
EP0303079A2 (de) 1989-02-15
EP0303079A3 (de) 1990-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0282781B1 (en) Contact to gallium-arsenide and method of forming such
EP2079101B1 (en) OHMIC ELECTRODE FOR SiC SEMICONDUCTOR, METHOD FOR MANUFACTURE OF OHMIC ELECTRODE FOR SiC SEMICONDUCTOR, SEMICONDUCTOR DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURE OF SEMICONDUCTOR DEVICE
Sinha et al. Sintered ohmic contacts to n-and p-type GaAs
US5093280A (en) Refractory metal ohmic contacts and method
US6667495B2 (en) Semiconductor configuration with ohmic contact-connection and method for contact-connecting a semiconductor configuration
JP3953696B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0287671A (ja) 耐高温性のショットキ接触を含む半導体デバイス
JP2000299479A (ja) ショットキーダイオードおよびその製造方法
TWI420667B (zh) 具有金屬擴散區的第iii-v族金氧半導體場效電晶體(mosfet)
US4849802A (en) Thermally stable low resistance contact
JP3970142B2 (ja) 炭化けい素のオーミック電極構造および半導体装置
US4622736A (en) Schottky barrier diodes
DE102019115583A1 (de) Siliziumkarbid-Bauelement und Verfahren zum Bilden eines Siliziumkarbid-Bauelements
EP0027903A1 (en) Method of fabricating a GaAs semiconductor Schottky barrier device
JPH01166556A (ja) n型GaAsオーム性電極およびその形成方法
Ghosh et al. Use of Au/Te/Ni films for ohmic contact to GaAs
EP0231738A2 (en) Thermally stable low resistance contact
JPH06326051A (ja) オーミック電極及びその形成方法
JPH01255220A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0581068B2 (ja)
JP2002261044A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体装置
JPS58103175A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0414258A (ja) 半導体装置
JPH0354851B2 (ja)
JPS6232656A (ja) 半導体装置及びその製造方法