JPH04239176A - ショットキ障壁を有する半導体装置 - Google Patents
ショットキ障壁を有する半導体装置Info
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- JPH04239176A JPH04239176A JP6575291A JP6575291A JPH04239176A JP H04239176 A JPH04239176 A JP H04239176A JP 6575291 A JP6575291 A JP 6575291A JP 6575291 A JP6575291 A JP 6575291A JP H04239176 A JPH04239176 A JP H04239176A
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Links
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Landscapes
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- Electrodes Of Semiconductors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はショットキバリアダイオ
ード又はこれに類似のショットキ半導体装置に関する。
ード又はこれに類似のショットキ半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ショットキバリアダイオードのバリアハ
イトφＢはバリア金属の種類等によって決定される。一
般にバリアハイトφＢを高くすると高温時における逆方
向漏れ電流は小さくなるが、、順方向電圧降下は大きく
なる。反対にバリアハイトφＢを低くすると順方向電圧
降下は小さくなるが、高温時における逆方向漏れ電流は
大きくなる。バリア金属としてＰｄ（パラジウム）を使
用した場合には、漏れ電流のレベルと順方向電圧降下の
レベルのバランスを考慮して要求される特性に応じたバ
リアハイトを有するショットキバリアダイオードを製作
することができる。従来のこの種のＰｄから成るバリア
金属を備えたショットキバリアダイオードは、シリコン
半導体基板の一方の主面に形成された厚さ３０００オン
グストローム程度のＰｄバリア金属層とこの上に形成さ
れた厚さ５μｍ程度のＡｌ（アルミニウム）接続電極層
の積層電極構造を有する。
イトφＢはバリア金属の種類等によって決定される。一
般にバリアハイトφＢを高くすると高温時における逆方
向漏れ電流は小さくなるが、、順方向電圧降下は大きく
なる。反対にバリアハイトφＢを低くすると順方向電圧
降下は小さくなるが、高温時における逆方向漏れ電流は
大きくなる。バリア金属としてＰｄ（パラジウム）を使
用した場合には、漏れ電流のレベルと順方向電圧降下の
レベルのバランスを考慮して要求される特性に応じたバ
リアハイトを有するショットキバリアダイオードを製作
することができる。従来のこの種のＰｄから成るバリア
金属を備えたショットキバリアダイオードは、シリコン
半導体基板の一方の主面に形成された厚さ３０００オン
グストローム程度のＰｄバリア金属層とこの上に形成さ
れた厚さ５μｍ程度のＡｌ（アルミニウム）接続電極層
の積層電極構造を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＰｄ
から成るバリア金属を備えたショットキバリアダイオー
ドでは、ブレークダウン時における電圧−電流特性がソ
フトブレークダウン特性（印加電圧に対する逆方向電流
の増加が緩やかな特性）となり易い等の欠点を有するこ
とが確認された。
から成るバリア金属を備えたショットキバリアダイオー
ドでは、ブレークダウン時における電圧−電流特性がソ
フトブレークダウン特性（印加電圧に対する逆方向電流
の増加が緩やかな特性）となり易い等の欠点を有するこ
とが確認された。
【０００４】そこで、本発明の目的はブレークダウン特
性を向上させることができるショットキ障壁を備えた半
導体装置を提供することにある。
性を向上させることができるショットキ障壁を備えた半
導体装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、半導体基板と、該半導体基板の一方の主面
に配設され且つ前記半導体基板との間にショットキ障壁
を生成するように形成されたパラジウム又はパラジウム
を主成分とする物質から成る第１の金属層と、前記第１
の金属層の上面を被覆するように形成されたモリブデン
又はモリブデンを主成分とする物質から成る第２の金属
層とを備えていることを特徴とするショットキ障壁を有
する半導体装置に係わるものである。なお、第１の金属
層の厚さを１０００オングストローム以下にすることが
望ましい。
の本発明は、半導体基板と、該半導体基板の一方の主面
に配設され且つ前記半導体基板との間にショットキ障壁
を生成するように形成されたパラジウム又はパラジウム
を主成分とする物質から成る第１の金属層と、前記第１
の金属層の上面を被覆するように形成されたモリブデン
又はモリブデンを主成分とする物質から成る第２の金属
層とを備えていることを特徴とするショットキ障壁を有
する半導体装置に係わるものである。なお、第１の金属
層の厚さを１０００オングストローム以下にすることが
望ましい。
【０００６】
【作用】本発明のＭｏ系金属からなる第２の金属層はシ
ョットキバリアのバリアハイトφＢが熱処理等によって
変動することを抑制する作用を有する。また、第１の金
属層の厚みを１０００オングストローム以下且つ第２の
金属層の厚み以下とすることによってバリアハイトの熱
処理変動の抑制及びブレークダウン特性の向上が一層良
くなる。
ョットキバリアのバリアハイトφＢが熱処理等によって
変動することを抑制する作用を有する。また、第１の金
属層の厚みを１０００オングストローム以下且つ第２の
金属層の厚み以下とすることによってバリアハイトの熱
処理変動の抑制及びブレークダウン特性の向上が一層良
くなる。
【０００７】
【実施例】以下、図１を参照して本発明の一実施例に係
わるショットキバリアダイオードを説明する。本実施例
のショットキバリアダイオードはシリコン半導体基板１
と、シリコン半導体基板１の一方の主面に形成されたシ
リコン酸化膜から成る絶縁膜２と、シリコン半導体基板
１の一方の主面に形成された第１の主電極３と、シリコ
ン半導体基板１の他方の主面に形成された第２の主電極
４とを備えている。
わるショットキバリアダイオードを説明する。本実施例
のショットキバリアダイオードはシリコン半導体基板１
と、シリコン半導体基板１の一方の主面に形成されたシ
リコン酸化膜から成る絶縁膜２と、シリコン半導体基板
１の一方の主面に形成された第１の主電極３と、シリコ
ン半導体基板１の他方の主面に形成された第２の主電極
４とを備えている。
【０００８】シリコン半導体基板１は一方の主面側と他
方の主面側にそれぞれＮ領域１ａ及びＮ＋領域１ｂを有
し、Ｎ領域１ａにはその上面が半導体基板１の一方の主
面に露出するようにＰ＋型領域１ｃが環状に形成されて
いる。Ｐ＋領域１ｃは周知のガードリング領域として機
能し、後述のショットキバリアの周辺耐圧の向上に寄与
する。
方の主面側にそれぞれＮ領域１ａ及びＮ＋領域１ｂを有
し、Ｎ領域１ａにはその上面が半導体基板１の一方の主
面に露出するようにＰ＋型領域１ｃが環状に形成されて
いる。Ｐ＋領域１ｃは周知のガードリング領域として機
能し、後述のショットキバリアの周辺耐圧の向上に寄与
する。
【０００９】第１の主電極３は、半導体基板１側から順
番に第１の金属層５と第２の金属層６と第３の金属層７
を備えている。第１の金属層５は厚さ２００オングスト
ロームのＰｄ（パラジウム）から成り、絶縁膜２に設け
られた開口２ａを通じてＮ領域１ａとＰ＋領域１ｂに接
触する。第１の金属層５はＮ領域１ａとの界面にショッ
トキバリア（ショットキ障壁）を形成する。第１の金属
層５はＰ＋領域１ｃとの間にはショットキバリアを形成
せず、オーミックコンタクト（低抵抗性接触）する。第
１の金属層５は平面的に見て、絶縁膜２の開口２ａの内
側部分に配設されており、絶縁膜２の上面に延在してい
ない。
番に第１の金属層５と第２の金属層６と第３の金属層７
を備えている。第１の金属層５は厚さ２００オングスト
ロームのＰｄ（パラジウム）から成り、絶縁膜２に設け
られた開口２ａを通じてＮ領域１ａとＰ＋領域１ｂに接
触する。第１の金属層５はＮ領域１ａとの界面にショッ
トキバリア（ショットキ障壁）を形成する。第１の金属
層５はＰ＋領域１ｃとの間にはショットキバリアを形成
せず、オーミックコンタクト（低抵抗性接触）する。第
１の金属層５は平面的に見て、絶縁膜２の開口２ａの内
側部分に配設されており、絶縁膜２の上面に延在してい
ない。
【００１０】第２の金属層６は厚さ０．３μｍのＭｏ（
モリブデン）から成り、第１の金属層５の上面を被覆す
るように形成されている。Ｍｏから成る第２の金属層６
は第１の金属層５及びＡｌから成る第３の金属層７の両
方に良好に密着する。第２の金属層６は第１の金属層５
とＮ領域１ａとの界面に形成されるショットキバリアの
バリアハイトφＢが熱処理によって変動するのを抑制す
る機能を有する。第２の金属層６は、平面的に見て開口
２ａの内側に配設されており、絶縁膜２の上面には延在
していない。
モリブデン）から成り、第１の金属層５の上面を被覆す
るように形成されている。Ｍｏから成る第２の金属層６
は第１の金属層５及びＡｌから成る第３の金属層７の両
方に良好に密着する。第２の金属層６は第１の金属層５
とＮ領域１ａとの界面に形成されるショットキバリアの
バリアハイトφＢが熱処理によって変動するのを抑制す
る機能を有する。第２の金属層６は、平面的に見て開口
２ａの内側に配設されており、絶縁膜２の上面には延在
していない。
【００１１】第３の金属層７は５μｍのＡｌから成り、
第１及び第２の金属層５、６を被覆するように第２の金
属層６の上面に形成されている。第３の金属層７は絶縁
膜２の開口２ａを通じてＰ＋領域１ｃにオーミックコン
タクトする。第３の金属層７は平面的に見て開口２ａの
外側の絶縁膜２の上面まで延在している。第３の金属層
７は例えばリード細線等が接続される接続用電極層とし
て機能する。
第１及び第２の金属層５、６を被覆するように第２の金
属層６の上面に形成されている。第３の金属層７は絶縁
膜２の開口２ａを通じてＰ＋領域１ｃにオーミックコン
タクトする。第３の金属層７は平面的に見て開口２ａの
外側の絶縁膜２の上面まで延在している。第３の金属層
７は例えばリード細線等が接続される接続用電極層とし
て機能する。
【００１２】第１の金属層５と第２の金属層６はチェン
バー内で蒸着物質を順次ＰｄとＭｏに変えて真空蒸着す
るいわゆる連続蒸着によって形成されるので、両者は良
好に密着する。また、第２の金属層６と第３の金属層７
との間も良好に密着する。
バー内で蒸着物質を順次ＰｄとＭｏに変えて真空蒸着す
るいわゆる連続蒸着によって形成されるので、両者は良
好に密着する。また、第２の金属層６と第３の金属層７
との間も良好に密着する。
【００１３】シリコン半導体基板１の他方の主面に形成
された第２の主電極４は半導体基板１側から順番にＴｉ
（チタン）層４ａとＮｉ（ニッケル）層４ｂとから成り
、Ｎ＋領域１ｂと良好にオーミックコンタクトしている
。
された第２の主電極４は半導体基板１側から順番にＴｉ
（チタン）層４ａとＮｉ（ニッケル）層４ｂとから成り
、Ｎ＋領域１ｂと良好にオーミックコンタクトしている
。
【００１４】上記のショットキバリアダイオードチップ
には、ショットキバリアのバリアハイトを安定化させる
ために約４００℃の熱処理を施した。
には、ショットキバリアのバリアハイトを安定化させる
ために約４００℃の熱処理を施した。
【００１５】本実施例のショットキバリアダイオードは
次の効果を有する。 （１） Ｐｄから成るバリア形成用の第１の金属層５
の厚みが約２００オングストロームと従来に比べて十分
に薄くなっている。このため、ブレークダウン時の電圧
−電流特性が逆方向電圧の増加に対する逆方向電流の増
加が急しゅんないわゆるハードブレークダウン特性が得
られる。第１の金属層５の厚みのみを変えて他の条件は
同一としてブレークダウン特性を観察したところ、第１
の金属層５の厚みが１０００オングストロームを越える
と、ソフトブレークダウン特性が顕著に生じることが確
認された。
次の効果を有する。 （１） Ｐｄから成るバリア形成用の第１の金属層５
の厚みが約２００オングストロームと従来に比べて十分
に薄くなっている。このため、ブレークダウン時の電圧
−電流特性が逆方向電圧の増加に対する逆方向電流の増
加が急しゅんないわゆるハードブレークダウン特性が得
られる。第１の金属層５の厚みのみを変えて他の条件は
同一としてブレークダウン特性を観察したところ、第１
の金属層５の厚みが１０００オングストロームを越える
と、ソフトブレークダウン特性が顕著に生じることが確
認された。
【００１６】（２） バリア金属としての第１の金属
層５の上面にＭｏから成る第２の金属層６を形成すると
、第１の金属層５とＮ領域１ａとの界面に形成されるシ
ョットバリアのバリアハイトが熱処理等によって変動す
ることが防止される。上記（１）のように、Ｐｄから成
る第１の金属層５を薄くするとブレークダウン特性がソ
フトブレークダウンになることが防止されるが、このま
までは熱処理によってバリアハイトが所望するレベルよ
りも増大し易いことが確認された。本実施例ではこの問
題が解消されている。この理由は必ずしも明確でないが
、Ｍｏから成る第２の金属層６が第３の金属層７中のＡ
ｌ成分等が第２の金属層６よりも下側に拡散することを
抑制するためと考えられる。即ち、第２の金属層６は、
熱処理によってシリコン半導体基板１と第１の金属層５
と第２の金属層６と第３の金属層７の系における所望し
ない反応を有効に防止できるためと考えられる。なお、
本実施例のショットキバリアダイオードで生成されるシ
ョットキバリアのバリアハイトの値は、Ｐｄから成る第
１の金属層のみを設けた場合に生成されるショットキバ
リアのバリアハイトの値にほぼ等しいことが確認されて
いる。即ち、本実施例のショットキバリアダイオードで
は、主として第１の金属層５がショットキバリアの生成
に関与していると考えられる。
層５の上面にＭｏから成る第２の金属層６を形成すると
、第１の金属層５とＮ領域１ａとの界面に形成されるシ
ョットバリアのバリアハイトが熱処理等によって変動す
ることが防止される。上記（１）のように、Ｐｄから成
る第１の金属層５を薄くするとブレークダウン特性がソ
フトブレークダウンになることが防止されるが、このま
までは熱処理によってバリアハイトが所望するレベルよ
りも増大し易いことが確認された。本実施例ではこの問
題が解消されている。この理由は必ずしも明確でないが
、Ｍｏから成る第２の金属層６が第３の金属層７中のＡ
ｌ成分等が第２の金属層６よりも下側に拡散することを
抑制するためと考えられる。即ち、第２の金属層６は、
熱処理によってシリコン半導体基板１と第１の金属層５
と第２の金属層６と第３の金属層７の系における所望し
ない反応を有効に防止できるためと考えられる。なお、
本実施例のショットキバリアダイオードで生成されるシ
ョットキバリアのバリアハイトの値は、Ｐｄから成る第
１の金属層のみを設けた場合に生成されるショットキバ
リアのバリアハイトの値にほぼ等しいことが確認されて
いる。即ち、本実施例のショットキバリアダイオードで
は、主として第１の金属層５がショットキバリアの生成
に関与していると考えられる。
【００１７】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図２に示すように第２の金属層６を絶縁膜２
の上面まで延在させても良いが、第３の金属層７の方が
第２の金属層６に比べてＳｉＯ２から成る絶縁膜２に対
して良好に密着するので図１のようにするのが望ましい
。 しかしながら、絶縁膜２をＳｉＯ２以外で形成した場合
等ではこの限りでない。 （２） 第１の金属層５の厚みｔ１はブレークダウン
特性が良好に得られるように１０００オングストローム
以下、望ましくは５００オングストローム以下に設定す
べきである。また、第１の金属層５に基づくショットキ
バリアを良好に生成できるようｔ１は２００オングスト
ローム以上に設計するのが良い。 （３） 第２の金属層６の厚みｔ２は、熱処理等によ
るバリアハイトφＢの変動を抑制する効果が良好に得ら
れるように、０．０５μｍ以上、望ましくは０．１μｍ
以上に設定すべきである。また、３０００オングストロ
ーム以下に設計するのが望ましいことが確認されている
。 （４） 前述のｔ１とｔ２の厚みの組合せは種々変更
できるが、ｔ１≦ｔ２とするとき、本願発明の効果が有
効に得られることが確認された。 （５） Ｍｏは酸化や窒化程度が強いと特性変化をき
たす可能性がある。したがって、Ｍｏは実質的に酸化、
窒化状態となっていないことが望ましい。
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図２に示すように第２の金属層６を絶縁膜２
の上面まで延在させても良いが、第３の金属層７の方が
第２の金属層６に比べてＳｉＯ２から成る絶縁膜２に対
して良好に密着するので図１のようにするのが望ましい
。 しかしながら、絶縁膜２をＳｉＯ２以外で形成した場合
等ではこの限りでない。 （２） 第１の金属層５の厚みｔ１はブレークダウン
特性が良好に得られるように１０００オングストローム
以下、望ましくは５００オングストローム以下に設定す
べきである。また、第１の金属層５に基づくショットキ
バリアを良好に生成できるようｔ１は２００オングスト
ローム以上に設計するのが良い。 （３） 第２の金属層６の厚みｔ２は、熱処理等によ
るバリアハイトφＢの変動を抑制する効果が良好に得ら
れるように、０．０５μｍ以上、望ましくは０．１μｍ
以上に設定すべきである。また、３０００オングストロ
ーム以下に設計するのが望ましいことが確認されている
。 （４） 前述のｔ１とｔ２の厚みの組合せは種々変更
できるが、ｔ１≦ｔ２とするとき、本願発明の効果が有
効に得られることが確認された。 （５） Ｍｏは酸化や窒化程度が強いと特性変化をき
たす可能性がある。したがって、Ｍｏは実質的に酸化、
窒化状態となっていないことが望ましい。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば所望のバリアハイトφＢ
が得られ、且つブレークダウン特性等も良好であるショ
ットキ障壁を有する半導体装置を提供できる。
が得られ、且つブレークダウン特性等も良好であるショ
ットキ障壁を有する半導体装置を提供できる。
【図１】本発明の実施例に係わるショットキバリアダイ
オードを示す断面図である。
オードを示す断面図である。
【図２】変形例のショットキキバリアダイオードを示す
断面図である。
断面図である。
１ 半導体基板
５ Ｐｄから成る第１の金属層
６ Ｍｏから成る第２の金属層
７ Ａｌから成る第３の金属層
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板と、該半導体基板の一方の
主面に配設され且つ前記半導体基板との間にショットキ
障壁を生成するように形成されたパラジウム又はパラジ
ウムを主成分とする物質から成る第１の金属層と、前記
第１の金属層の上面を被覆するように形成されたモリブ
デン又はモリブデンを主成分とする物質から成る第２の
金属層とを備えていることを特徴とするショットキ障壁
を有する半導体装置。 - 【請求項２】 前記第１の金属層の厚みが１０００オ
ングストローム以下であり且つ前記第２の金属層の厚み
以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6575291A JPH04239176A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | ショットキ障壁を有する半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6575291A JPH04239176A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | ショットキ障壁を有する半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04239176A true JPH04239176A (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=13296071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6575291A Pending JPH04239176A (ja) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | ショットキ障壁を有する半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04239176A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003258271A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 炭化けい素ショットキーダイオードおよびその製造方法 |
| JP2007243061A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ショットキーバリアダイオード及びその製造方法 |
| JP2010080797A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2016181583A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
-
1991
- 1991-01-10 JP JP6575291A patent/JPH04239176A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003258271A (ja) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 炭化けい素ショットキーダイオードおよびその製造方法 |
| JP2007243061A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ショットキーバリアダイオード及びその製造方法 |
| JP2010080797A (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2016181583A (ja) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | サンケン電気株式会社 | 半導体装置 |
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