JPH03105974A - 多結晶ダイヤ薄膜合成によるシヨツトキー・ダイオードの製作法 - Google Patents
多結晶ダイヤ薄膜合成によるシヨツトキー・ダイオードの製作法Info
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- JPH03105974A JPH03105974A JP1244399A JP24439989A JPH03105974A JP H03105974 A JPH03105974 A JP H03105974A JP 1244399 A JP1244399 A JP 1244399A JP 24439989 A JP24439989 A JP 24439989A JP H03105974 A JPH03105974 A JP H03105974A
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/14—Schottky barrier contacts
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、ダイヤモンドの気相合成による電子デバイス
、特にショットキー・ダイオードの製作法に関する。
、特にショットキー・ダイオードの製作法に関する。
（従来の技術）
ダイヤモンド薄膜の気相合或による成膜に際し、■族元
素のＢをドーピングすればｐ型半導体となり、このＢド
ープｐ型ダイヤ薄膜を応用すれば、従来のＳｉエピタキ
シャル、ＧａＡｓエビタキシャルのショットキー・ダイ
オードでは達成できない耐熱性、耐放射線性のショット
キー・ダイオードが得られる他、特性のすぐれた各種の
電子デバイスを作製す乙ことが期待される。
素のＢをドーピングすればｐ型半導体となり、このＢド
ープｐ型ダイヤ薄膜を応用すれば、従来のＳｉエピタキ
シャル、ＧａＡｓエビタキシャルのショットキー・ダイ
オードでは達成できない耐熱性、耐放射線性のショット
キー・ダイオードが得られる他、特性のすぐれた各種の
電子デバイスを作製す乙ことが期待される。
例えば、゛８９年春季応用物理学会、予稿集２ａ−Ｎ−
７、第２分冊中には、第６図に示すようなショットキー
・ダイオードの試作が報じられている。これはＨ２で約
５％に希釈したＣＯガスを原料ガスとし、これにジポラ
ン（Ｂｚｕａ）を添加して、ＢドープＰ型多結晶ダイヤ
薄膜（ａ）を低抵抗ｐ型Ｓｉ基板（ｂ）上に形或し、そ
のＳｔ基板（ｂ）裏側にオーξツク特性を持つＩｎ電極
（Ｃ）を形成し、ダイヤ薄膜（ａ）上にＡ２で点接触（
ｄ）シたショットキー特性を持つ電極としたものである
。この素子は、第７図に示すようにｌ点接触（ｄ）側に
十の電圧を印加すると電流は流れにくく、一の電圧を印
加すると電流が流れやすいというダイオード特性が観測
されている。
７、第２分冊中には、第６図に示すようなショットキー
・ダイオードの試作が報じられている。これはＨ２で約
５％に希釈したＣＯガスを原料ガスとし、これにジポラ
ン（Ｂｚｕａ）を添加して、ＢドープＰ型多結晶ダイヤ
薄膜（ａ）を低抵抗ｐ型Ｓｉ基板（ｂ）上に形或し、そ
のＳｔ基板（ｂ）裏側にオーξツク特性を持つＩｎ電極
（Ｃ）を形成し、ダイヤ薄膜（ａ）上にＡ２で点接触（
ｄ）シたショットキー特性を持つ電極としたものである
。この素子は、第７図に示すようにｌ点接触（ｄ）側に
十の電圧を印加すると電流は流れにくく、一の電圧を印
加すると電流が流れやすいというダイオード特性が観測
されている。
しかしこの報文には同時に、Ｈｚで０．５％に希釈した
ＣＨ４ガスを原料とし、同じ＜ Ｂ２Ｈ６を添加してｐ
型半導体ダイヤ薄膜を合威した場合は、第８図に示すよ
うな電流電圧（ １−Ｖ）特性が観測されシゴットキー
特性は得られなかったことが報じられている。
ＣＨ４ガスを原料とし、同じ＜ Ｂ２Ｈ６を添加してｐ
型半導体ダイヤ薄膜を合威した場合は、第８図に示すよ
うな電流電圧（ １−Ｖ）特性が観測されシゴットキー
特性は得られなかったことが報じられている。
一方、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｔｅｃｌ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ． Ｖｏｌ ４５。
ｙｓｉｃｓ． Ｖｏｌ ４５。
Ｎ（１５， Ｉ Ｍａｒｃｈ １９８９． ｐｐ２１３
９ 〜２１４１には、第９図に示すように抵抗率０．０
１〜０、１ΩｃｍのＢドープ（１００）Ｓｉ基板（ｂ”
）上に、１１ ．で希釈したＣＨ４ガスを原料として用
い不純物ガスを添加することなくマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法で多結晶ダイヤ薄膜（ａ゛）を合或し、基板裏側
にオーミックコンタクト電極（Ｃ゛）を形戒し、ダイヤ
薄膜〈ａ“）上に０．１ ｃｍφ、１４０〜３００人厚
のＡｕ電極（ｄ′）を形成してショットキー・ダイオー
ドを作製し、このダイオードのＩ−Ｖ特性を測定したと
ころ第１０図の整流性が得られることが報じられている
。
９ 〜２１４１には、第９図に示すように抵抗率０．０
１〜０、１ΩｃｍのＢドープ（１００）Ｓｉ基板（ｂ”
）上に、１１ ．で希釈したＣＨ４ガスを原料として用
い不純物ガスを添加することなくマイクロ波プラズマＣ
ＶＤ法で多結晶ダイヤ薄膜（ａ゛）を合或し、基板裏側
にオーミックコンタクト電極（Ｃ゛）を形戒し、ダイヤ
薄膜〈ａ“）上に０．１ ｃｍφ、１４０〜３００人厚
のＡｕ電極（ｄ′）を形成してショットキー・ダイオー
ドを作製し、このダイオードのＩ−Ｖ特性を測定したと
ころ第１０図の整流性が得られることが報じられている
。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、前記従来技術以外に、多結晶ダイヤ薄膜合或
によりすぐれた特性のショットキー・ダイオードを開発
することを目的としてなされたものであって、ＣＨａ／
１１ｇガスを原料に使用した場合でも、従来技術と異な
り微量の８ ２ １１ ６を添加してＢドープしたダイ
ヤモンド薄膜を合或すれば、良好なシゴットキー・ダイ
オードが得られることを見出した。
によりすぐれた特性のショットキー・ダイオードを開発
することを目的としてなされたものであって、ＣＨａ／
１１ｇガスを原料に使用した場合でも、従来技術と異な
り微量の８ ２ １１ ６を添加してＢドープしたダイ
ヤモンド薄膜を合或すれば、良好なシゴットキー・ダイ
オードが得られることを見出した。
（問題点を解決するための手段）
前記知見に基づいて、本発明の多結晶ダイヤ薄膜合成に
よるショットキー・ダイオードの製作法は、構威として
は、ＣＦＩ． 、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６を反応ガスとして使用
し、ガス中のＢ／Ｃ濃度比を０．０１ ｐｐｍ≦Ｂ／Ｃ
＜ ２０ ｐｐｍの範囲としてＢドープｐ型半導体ダイ
ヤ薄膜を低抵抗ｐ型Ｓｉ基板上に成膜し、そのｐ型Ｓｉ
基板側にオーミック接合を形成し、そのＢドープｐ型半
導体ダイヤ薄膜上にＡｌ， Ｐｔ， ＡｕＳ−Ｔｉ，
Ｗのいずれかの金属電極を形或することを特徴とする。
よるショットキー・ダイオードの製作法は、構威として
は、ＣＦＩ． 、Ｈ２、Ｂ２Ｈ６を反応ガスとして使用
し、ガス中のＢ／Ｃ濃度比を０．０１ ｐｐｍ≦Ｂ／Ｃ
＜ ２０ ｐｐｍの範囲としてＢドープｐ型半導体ダイ
ヤ薄膜を低抵抗ｐ型Ｓｉ基板上に成膜し、そのｐ型Ｓｉ
基板側にオーミック接合を形成し、そのＢドープｐ型半
導体ダイヤ薄膜上にＡｌ， Ｐｔ， ＡｕＳ−Ｔｉ，
Ｗのいずれかの金属電極を形或することを特徴とする。
（作 用）
本発明によると、多結晶ダイヤ薄膜の合或時にＣＨ４／
｝１Ｋガスを原料とし、これに添加するＢガスのＢ／Ｃ
を０．０１ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍより少なくすること
により良好なショットキー・ダイオードを作製すること
ができる。
｝１Ｋガスを原料とし、これに添加するＢガスのＢ／Ｃ
を０．０１ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍより少なくすること
により良好なショットキー・ダイオードを作製すること
ができる。
Ｂ／Ｃ比の範囲を上記のように設定した理由は上限の２
０ｐｐｍ以上とすると、後記実施例の比較Ｉ−Ｖ線図に
示すように、Ｉ−Ｖ特性はむしろオーミック的となって
整流性が得られないからである。下限の０．０１ｐｐｍ
より小さくなると、この濃度辺りでキャリア密度は１０
”／ Ｃｎｔ台になり、これ以下のＢドーピング量では
ｐ型半導体としての特性を示さないからである。
０ｐｐｍ以上とすると、後記実施例の比較Ｉ−Ｖ線図に
示すように、Ｉ−Ｖ特性はむしろオーミック的となって
整流性が得られないからである。下限の０．０１ｐｐｍ
より小さくなると、この濃度辺りでキャリア密度は１０
”／ Ｃｎｔ台になり、これ以下のＢドーピング量では
ｐ型半導体としての特性を示さないからである。
従来技術においてＣＬ／Ｈｚガスを原料ガスとしてショ
ットキー特性が得られなかったのは、第８図から推考し
て、原料ガス中に含まれるＢ／Ｃ比が高過ぎたためであ
ると考えられる。
ットキー特性が得られなかったのは、第８図から推考し
て、原料ガス中に含まれるＢ／Ｃ比が高過ぎたためであ
ると考えられる。
（実施例）
本発明方法を実施するには、多結晶ダイヤ薄膜の合威に
、例えば第１図に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を
使用する。この装置では、マイクロは波を電源（１）で
発振し、アイソレータ（２）、パワーモニタ（３）、チ
ューナ（４）を経て導波管（５）により反応室（６）に
導く。反応室（６）は石英管製で導波管を垂直に貫通し
ており室内のこの交叉部に基板（７）を置く。室内にＣ
Ｈ ．／ ＩＩ ．ガスを導入しマイクロ波を照射す
ることにより基板を包み込むようにプラズマが発生し、
基板上に多結晶ダイヤ薄膜が形成される。
、例えば第１図に示すマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を
使用する。この装置では、マイクロは波を電源（１）で
発振し、アイソレータ（２）、パワーモニタ（３）、チ
ューナ（４）を経て導波管（５）により反応室（６）に
導く。反応室（６）は石英管製で導波管を垂直に貫通し
ており室内のこの交叉部に基板（７）を置く。室内にＣ
Ｈ ．／ ＩＩ ．ガスを導入しマイクロ波を照射す
ることにより基板を包み込むようにプラズマが発生し、
基板上に多結晶ダイヤ薄膜が形成される。
本発明方法の実施例を次に示す。
（ｉ）基板（７）としては低抵抗ｐ型Ｓｉウエハ（抵抗
率１〜１０Ωｃｍ）を用い、０．２５μｍのダイヤモン
ドペーストで１時間パフ研磨した。研磨したウエハを２
０ Ｘ １．Ｏｎｎｕ ２に切り出して基板として使用
した。
率１〜１０Ωｃｍ）を用い、０．２５μｍのダイヤモン
ドペーストで１時間パフ研磨した。研磨したウエハを２
０ Ｘ １．Ｏｎｎｕ ２に切り出して基板として使用
した。
（ｉｉ）ダイヤモンドの合成には、第１図に示すような
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いた。
マイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いた。
反応ガスのＣＨｎ／Ｈｚ［度は０．５％とし、Ｂ．Ｉ｛
．ガスを添加して反応ガス中のＢ／Ｃ比を２ ｐｐｍと
した。
．ガスを添加して反応ガス中のＢ／Ｃ比を２ ｐｐｍと
した。
ダイヤモンド合或時の他の反応条件としては、ガス流量
１００ ｓｅｃｍ、ガス圧力３１．５ Ｔｏｒｒ，基板
温度８００’Ｃ、合成時間７時間とした。
１００ ｓｅｃｍ、ガス圧力３１．５ Ｔｏｒｒ，基板
温度８００’Ｃ、合成時間７時間とした。
これにより、第２図に示すように、基板（７）上２μＩ
ｌ厚のｐ型ダイヤ半導体薄膜（８）が得られた。
ｌ厚のｐ型ダイヤ半導体薄膜（８）が得られた。
（ｉｊ）得られた試料を３皿角に切り出し、同図に示す
ように、低抵抗Ｐ型Ｓｉ基板（７）側で銀ペーストによ
ってオーミック接合（９）を形成し、ｐ型ダイヤ半導体
薄膜（８）上で＾ｌの点接触０（ｌ）によりショットキ
ー接合を形戒した。
ように、低抵抗Ｐ型Ｓｉ基板（７）側で銀ペーストによ
ってオーミック接合（９）を形成し、ｐ型ダイヤ半導体
薄膜（８）上で＾ｌの点接触０（ｌ）によりショットキ
ー接合を形戒した。
（ｉｖ）そのＩ−Ｖ特性を測定すると第３図に示すよう
に、Ａｆｆ点接触００）に十側の電圧を印加した時は電
流は流れず、一の電圧を印加した時には急激に電流が流
れ、良好なシゴットヰー特性が得られた。
に、Ａｆｆ点接触００）に十側の電圧を印加した時は電
流は流れず、一の電圧を印加した時には急激に電流が流
れ、良好なシゴットヰー特性が得られた。
これに対しＢ／Ｃ ＞２０ ｐｐｍの比較例では第４図
のようにショットキー特性はあらわれなかった。
のようにショットキー特性はあらわれなかった。
？発明方法においては、ショットキー接合の形戒につい
ては、第２図に示した点接触だけでなく、第５図に示す
ように、ｌの面電極（１０を電子ビーム蒸着によって形
或してもよい。０２）はＩｎオーミック電極で、側はこ
れら電極へのリード線である。
ては、第２図に示した点接触だけでなく、第５図に示す
ように、ｌの面電極（１０を電子ビーム蒸着によって形
或してもよい。０２）はＩｎオーミック電極で、側はこ
れら電極へのリード線である。
（発明の効果）
本発明によれば、従来技術の結論に反して良好な特性の
シタットキー・ダイオードが作製できる。
シタットキー・ダイオードが作製できる。
第１図は本発明方法の実施に使用するダイヤモンド気相
合成装置の１例を示す図、第２図は本発明方法によって
得たショットキー・ダイオードの１例を示す縦断面図、
第３図はそのＩ−■特性線図、第４図は比較例のＩ−Ｖ
特性線図、第５図は本発明方法によ■って得た他のショ
ットキー・ダイオードを示す縦断面図、第６図は従来技
術の１例のショットキー・ダイオードの縦断面図、第７
図はそのＩ−Ｖ特性線図、第８図は従来技術の１例の対
比例のＩ−Ｖ特性線図、第９図は従来技術の他例のショ
ットキー・ダイオードの縦断面図、第ｌＯ図はそのＩ−
Ｖ特性線図である。 （１）・・・マイクロ波電源、（２）・・・アイソレー
タ、（３）・・・パワーモニタ、（４）・・・チューナ
、（５）・・・導波管、（６）・・・反応室、（７）・
・・基板、（８）・・・ｐ型ダイヤ半導体薄膜、（９）
・・・オーミック接合、００）・・・点接触、（１０・
・・面電極、θか・・１ｎオーごツク電極、０３）・・
・リード線、（ａ） （ａ ′）−．ダイヤ薄膜、（ｂ
）（ｂ’）−Ｓｔ基板、（ｃ）（ｃ’）・・・電極、（
ｄ）・・・Ａｆｆｉ点接触、（ｄ′）・・・＾Ｕ電極。 第９図
合成装置の１例を示す図、第２図は本発明方法によって
得たショットキー・ダイオードの１例を示す縦断面図、
第３図はそのＩ−■特性線図、第４図は比較例のＩ−Ｖ
特性線図、第５図は本発明方法によ■って得た他のショ
ットキー・ダイオードを示す縦断面図、第６図は従来技
術の１例のショットキー・ダイオードの縦断面図、第７
図はそのＩ−Ｖ特性線図、第８図は従来技術の１例の対
比例のＩ−Ｖ特性線図、第９図は従来技術の他例のショ
ットキー・ダイオードの縦断面図、第ｌＯ図はそのＩ−
Ｖ特性線図である。 （１）・・・マイクロ波電源、（２）・・・アイソレー
タ、（３）・・・パワーモニタ、（４）・・・チューナ
、（５）・・・導波管、（６）・・・反応室、（７）・
・・基板、（８）・・・ｐ型ダイヤ半導体薄膜、（９）
・・・オーミック接合、００）・・・点接触、（１０・
・・面電極、θか・・１ｎオーごツク電極、０３）・・
・リード線、（ａ） （ａ ′）−．ダイヤ薄膜、（ｂ
）（ｂ’）−Ｓｔ基板、（ｃ）（ｃ’）・・・電極、（
ｄ）・・・Ａｆｆｉ点接触、（ｄ′）・・・＾Ｕ電極。 第９図
Claims (1)
- ＣＨ＿４、Ｈ＿２、Ｂ＿２Ｈ＿６を反応ガスとして使用
し、ガス中のＢ／Ｃ濃度比を０．０１ｐｐｍ以上、２０
ｐｐｍより少ない範囲としＢドープｐ型半導体ダイヤ薄
膜を低抵抗ｐ型Ｓｉ基板上に成膜し、そのｐ型Ｓｉ基板
側にオーミック接合を形成し、そのＢドープｐ型半導体
ダイヤ薄膜上に、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｗのいずれ
かの金属電極を形成することを特徴とする多結晶ダイヤ
薄膜合成によるショットキー・ダイオードの製作法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244399A JPH03105974A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多結晶ダイヤ薄膜合成によるシヨツトキー・ダイオードの製作法 |
| US07/584,110 US5086014A (en) | 1989-09-19 | 1990-09-18 | Schottky diode manufacturing process employing the synthesis of a polycrystalline diamond thin film |
| GB9020362A GB2236902B (en) | 1989-09-19 | 1990-09-18 | Schottky diode manufacturing process employing the synthesis of a polycrystalline diamond thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244399A JPH03105974A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多結晶ダイヤ薄膜合成によるシヨツトキー・ダイオードの製作法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105974A true JPH03105974A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17118094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244399A Pending JPH03105974A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多結晶ダイヤ薄膜合成によるシヨツトキー・ダイオードの製作法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5086014A (ja) |
| JP (1) | JPH03105974A (ja) |
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1990
- 1990-09-18 US US07/584,110 patent/US5086014A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-18 GB GB9020362A patent/GB2236902B/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH01161759A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-26 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ショットキーダイオードおよびその製造方法 |
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| GB9020362D0 (en) | 1990-10-31 |
| GB2236902B (en) | 1993-06-16 |
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