JPH10107338A - ガンダイオード及びその製造方法 - Google Patents
ガンダイオード及びその製造方法Info
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- JPH10107338A JPH10107338A JP8257014A JP25701496A JPH10107338A JP H10107338 A JPH10107338 A JP H10107338A JP 8257014 A JP8257014 A JP 8257014A JP 25701496 A JP25701496 A JP 25701496A JP H10107338 A JPH10107338 A JP H10107338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガンダイオードを形成するガリウム砒素基板
を研磨しなければならず生産性と歩留まりが低下し、ま
た高価なダイアモンドヒートシンクを用いなければなら
ず、さらにカソード電極とアノード電極を別々の工程で
形成しなければならないという問題があった。 【解決手段】 シリコン基板１上に、第一のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層３、ｎ型ガリウム砒素層４、第二のｎ+ 型ガ
リウム砒素層５を順次積層して設け、この第一のｎ+ 型
ガリウム砒素層３にアノード電極７を接続して設けると
共に、第二のｎ+型ガリウム砒素層５にカソード電極６
を接続して設ける。
を研磨しなければならず生産性と歩留まりが低下し、ま
た高価なダイアモンドヒートシンクを用いなければなら
ず、さらにカソード電極とアノード電極を別々の工程で
形成しなければならないという問題があった。 【解決手段】 シリコン基板１上に、第一のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層３、ｎ型ガリウム砒素層４、第二のｎ+ 型ガ
リウム砒素層５を順次積層して設け、この第一のｎ+ 型
ガリウム砒素層３にアノード電極７を接続して設けると
共に、第二のｎ+型ガリウム砒素層５にカソード電極６
を接続して設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガンダイオードに関
し、特に車載用ミリ波レーダーの発振器等に用いられ
る、２０ＧＨｚ以上の高周波帯で発振するガリウム砒素
から成るガンダイオードに関する。
し、特に車載用ミリ波レーダーの発振器等に用いられ
る、２０ＧＨｚ以上の高周波帯で発振するガリウム砒素
から成るガンダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガンダイオードを図２に示す。図
２中、１１はｎ型の導電性を示すガリウム砒素基板、１
２は第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、１３は活性層として
機能するｎ型ガリウム砒素層、１４は第二のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層、１５はカソード電極、１６はアノード電極
である。
２中、１１はｎ型の導電性を示すガリウム砒素基板、１
２は第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、１３は活性層として
機能するｎ型ガリウム砒素層、１４は第二のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層、１５はカソード電極、１６はアノード電極
である。
【０００３】このようなガンダイオードでは、活性層１
３を１．５μｍ前後の膜厚に設定すると共に、キャリア
密度を１×１０16ａｔｍ・ｃｍ-3前後に設定する。さら
に第一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２と第二のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層１４のキャリア密度をオーミック抵抗とミリ
波抵抗を低減させるために、１×１０17〜１×１０19ａ
ｔｍ・ｃｍ-3に設定する。カソード電極１５とアノード
電極１６との間にしきい値（３．２ｋＶ／ｃｍ）以上の
電界を印加し、伝導帯の谷間の電子遷移により負性抵抗
特性（ガン効果）を発現させ、その不安定性を利用し
て、発振特性を持たせるものである。上記活性層１３の
キャリア密度と膜厚が発振周波数と発振効率を決定する
パラメータとなる。
３を１．５μｍ前後の膜厚に設定すると共に、キャリア
密度を１×１０16ａｔｍ・ｃｍ-3前後に設定する。さら
に第一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２と第二のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層１４のキャリア密度をオーミック抵抗とミリ
波抵抗を低減させるために、１×１０17〜１×１０19ａ
ｔｍ・ｃｍ-3に設定する。カソード電極１５とアノード
電極１６との間にしきい値（３．２ｋＶ／ｃｍ）以上の
電界を印加し、伝導帯の谷間の電子遷移により負性抵抗
特性（ガン効果）を発現させ、その不安定性を利用し
て、発振特性を持たせるものである。上記活性層１３の
キャリア密度と膜厚が発振周波数と発振効率を決定する
パラメータとなる。
【０００４】このようなガンダイオードは図３に示すよ
うな工程で製造される。まず、図３（ａ）に示すよう
に、ガリウム砒素基板１１上に、分子線気相成長法（Ｍ
ＢＥ：Molecular Beam Epitaxy) や有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ:Metal Organic Chemical Vapor Depositi
on) 等で、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２を膜厚０．
２μｍ〜１μｍ程度に、ｎ型ガリウム砒素活性層１３を
膜厚１．５μｍ前後に、さらに第二のｎ+ 型ガリウム砒
素層１４を膜厚０．２μｍ〜１μｍ程度に順次積層して
形成する。
うな工程で製造される。まず、図３（ａ）に示すよう
に、ガリウム砒素基板１１上に、分子線気相成長法（Ｍ
ＢＥ：Molecular Beam Epitaxy) や有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ:Metal Organic Chemical Vapor Depositi
on) 等で、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２を膜厚０．
２μｍ〜１μｍ程度に、ｎ型ガリウム砒素活性層１３を
膜厚１．５μｍ前後に、さらに第二のｎ+ 型ガリウム砒
素層１４を膜厚０．２μｍ〜１μｍ程度に順次積層して
形成する。
【０００５】次に、図３（ｂ）に示すように、第二のｎ
+ 型ガリウム砒素層１４上に、オーミック接触用の金ゲ
ルマニウム層１５ａと金電極１５ｂを真空蒸着等で１０
００〜５０００Å形成し、さらに図３（ｃ）に示すよう
に、電解メッキで金１５ｃを１０μｍ前後付けてカソー
ド電極１５を形成する。
+ 型ガリウム砒素層１４上に、オーミック接触用の金ゲ
ルマニウム層１５ａと金電極１５ｂを真空蒸着等で１０
００〜５０００Å形成し、さらに図３（ｃ）に示すよう
に、電解メッキで金１５ｃを１０μｍ前後付けてカソー
ド電極１５を形成する。
【０００６】次に、図３（ｄ）に示すように、ガリウム
砒素基板１１を化学機械研磨等で１０μｍ前後まで研磨
する。
砒素基板１１を化学機械研磨等で１０μｍ前後まで研磨
する。
【０００７】次に、図３（ｅ）に示すように、研磨後の
ガリウム砒素基板１１側にアノード電極１６として約φ
５０μｍの金電極１６を形成する。この際、まず、オー
ミック接触用金ゲルマニウム１６ａと金１６ｂを真空蒸
着等で１０００〜５０００Å形成する。エッチングまた
はリフトオフにより、約φ５０μｍの電極１６ａ、１６
ｂを形成し、膜厚約５μｍのアノード金電極１６ｃを電
解メッキにて形成する。なお、オーミック性確保のため
のアニールは金蒸着後または金メッキ後のいずれかに不
活性ガス雰囲気下２５０℃前後で行う。
ガリウム砒素基板１１側にアノード電極１６として約φ
５０μｍの金電極１６を形成する。この際、まず、オー
ミック接触用金ゲルマニウム１６ａと金１６ｂを真空蒸
着等で１０００〜５０００Å形成する。エッチングまた
はリフトオフにより、約φ５０μｍの電極１６ａ、１６
ｂを形成し、膜厚約５μｍのアノード金電極１６ｃを電
解メッキにて形成する。なお、オーミック性確保のため
のアニールは金蒸着後または金メッキ後のいずれかに不
活性ガス雰囲気下２５０℃前後で行う。
【０００８】次に、図３（ｆ）に示すように、アノード
金電極１６ｃをマスクとしてガリウム砒素基板１１と第
一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２、活性層１３、第二のｎ
+ 型ガリウム砒素層１４をエッチングし、各々のガンダ
イオードに分離する。
金電極１６ｃをマスクとしてガリウム砒素基板１１と第
一のｎ+ 型ガリウム砒素層１２、活性層１３、第二のｎ
+ 型ガリウム砒素層１４をエッチングし、各々のガンダ
イオードに分離する。
【０００９】最後に、カソード金電極１５を切断するこ
とで図２の素子を得る。
とで図２の素子を得る。
【００１０】このようなガンダイオードチップは、銅・
コバール合金とセラミックなどから成る容器（不図示）
に窒素などの不活性な気体と共に封入し、１極を容器の
中にマウントし、他極を金線または金リボンでキャップ
側につないで使用する。
コバール合金とセラミックなどから成る容器（不図示）
に窒素などの不活性な気体と共に封入し、１極を容器の
中にマウントし、他極を金線または金リボンでキャップ
側につないで使用する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ガンダイオードでは、活性層１３を形成するための基板
１１としてガリウム砒素を用いていることから、カソー
ド電極１５とアノード電極１６の間のミリ波抵抗を低減
し、かつ、素子の放熱性を確保するために、図３（ｄ）
に示すように、ガリウム砒素基板１１の厚みを１０μｍ
前後に薄く研磨する必要があった。この研磨工程は、通
常数ｃｍ角に基板１１を切断して行われるもので、生産
性が極めて低いという問題があった。すなわち、ガリウ
ム砒素基板１１は脆く、かつ、１０μｍ前後の厚みのた
めに、割れやすく歩留まりを大きく低下させていた。ま
た、後工程でのハンドリングが困難で、容器等への実装
時の生産性も大変低かった。さらに、ガリウム砒素基板
１１を１０μｍと薄く研磨しても、容器への実装時に
は、放熱対策としてダイアモンドのヒートシンクを用い
る必要があり、素子の低コスト化が困難であった。
ガンダイオードでは、活性層１３を形成するための基板
１１としてガリウム砒素を用いていることから、カソー
ド電極１５とアノード電極１６の間のミリ波抵抗を低減
し、かつ、素子の放熱性を確保するために、図３（ｄ）
に示すように、ガリウム砒素基板１１の厚みを１０μｍ
前後に薄く研磨する必要があった。この研磨工程は、通
常数ｃｍ角に基板１１を切断して行われるもので、生産
性が極めて低いという問題があった。すなわち、ガリウ
ム砒素基板１１は脆く、かつ、１０μｍ前後の厚みのた
めに、割れやすく歩留まりを大きく低下させていた。ま
た、後工程でのハンドリングが困難で、容器等への実装
時の生産性も大変低かった。さらに、ガリウム砒素基板
１１を１０μｍと薄く研磨しても、容器への実装時に
は、放熱対策としてダイアモンドのヒートシンクを用い
る必要があり、素子の低コスト化が困難であった。
【００１２】また、ガリウム砒素基板１１の両側にカソ
ード電極１５とアノード電極１６が位置することから、
電極１５、１６の形成工程が２回になり、製造工程が煩
雑になるという問題があった。
ード電極１５とアノード電極１６が位置することから、
電極１５、１６の形成工程が２回になり、製造工程が煩
雑になるという問題があった。
【００１３】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、活性層を形成するための基
板として、ガリウム砒素基板を用いたときに発生する種
々の問題を解消したガンダイオードおよびその製造方法
を提供することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、活性層を形成するための基
板として、ガリウム砒素基板を用いたときに発生する種
々の問題を解消したガンダイオードおよびその製造方法
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るガンダイオードによれば、シリコン
基板上に、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型ガリウム
砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次積層して設
け、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層にアノード電極を
接続して設けると共に、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層に
カソード電極を接続して設けた。
に、請求項１に係るガンダイオードによれば、シリコン
基板上に、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型ガリウム
砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次積層して設
け、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層にアノード電極を
接続して設けると共に、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層に
カソード電極を接続して設けた。
【００１５】また、請求項４に係るガンダイオードの製
造方法によれば、シリコン基板上に、ガリウム砒素層か
ら成るバッファ層、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型
ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次形
成し、前記ｎ型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム
砒素層を柱状もしくは錐状にメサエッチングし、前記第
一のｎ+ 型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒素
層にアノード電極とカソード電極を形成し、前記シリコ
ン基板を前記柱状もしくは錐状部ごとに分離する。
造方法によれば、シリコン基板上に、ガリウム砒素層か
ら成るバッファ層、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型
ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次形
成し、前記ｎ型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム
砒素層を柱状もしくは錐状にメサエッチングし、前記第
一のｎ+ 型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒素
層にアノード電極とカソード電極を形成し、前記シリコ
ン基板を前記柱状もしくは錐状部ごとに分離する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。図１は、請求項１に係るガ
ンダイオードの一実施形態を示す図であり、１はシリコ
ン基板、２はガリウム砒素バッファ層、３は第一のｎ+
型ガリウム砒素層、４はｎ型ガリウム砒素層から成る活
性層、５は第二のｎ+ 型ガリウム砒素層、６はカソード
電極、７はアノード電極である。
面に基づき詳細に説明する。図１は、請求項１に係るガ
ンダイオードの一実施形態を示す図であり、１はシリコ
ン基板、２はガリウム砒素バッファ層、３は第一のｎ+
型ガリウム砒素層、４はｎ型ガリウム砒素層から成る活
性層、５は第二のｎ+ 型ガリウム砒素層、６はカソード
電極、７はアノード電極である。
【００１７】前記シリコン基板１は、ＦＺ法やＣＺ法な
どによって形成した単結晶シリコンを所定方位に沿って
３００μｍ程度の厚みに切り出したシリコン基板などか
ら成る。このシリコンは、熱伝導率が１．５Ｗｃｍ-1℃
-1で、臨界剪断応力が１．８５０×１０2 Ｎ／ｃｍ2 で
あり、ガリウム砒素の熱伝導率が０．４６Ｗｃｍ-1℃-1
で、臨界剪断応力が０．５８３×１０2 Ｎ／ｃｍ2 であ
るのと比較して、熱伝導率や臨界剪断応力などの特性面
で極めて優れた特性を有する。シリコン基板１の導電型
や電気伝導率には特に限定はない。
どによって形成した単結晶シリコンを所定方位に沿って
３００μｍ程度の厚みに切り出したシリコン基板などか
ら成る。このシリコンは、熱伝導率が１．５Ｗｃｍ-1℃
-1で、臨界剪断応力が１．８５０×１０2 Ｎ／ｃｍ2 で
あり、ガリウム砒素の熱伝導率が０．４６Ｗｃｍ-1℃-1
で、臨界剪断応力が０．５８３×１０2 Ｎ／ｃｍ2 であ
るのと比較して、熱伝導率や臨界剪断応力などの特性面
で極めて優れた特性を有する。シリコン基板１の導電型
や電気伝導率には特に限定はない。
【００１８】このシリコン基板１上に、ガリウム砒素バ
ッファ層２を形成する。このバッファ層２は、シリコン
結晶とガリウム砒素結晶の格子定数の相異に基づく、ミ
スフィット転位を不連続にするために設ける。すなわ
ち、シリコン結晶の格子定数が０．５４３ｎｍであるの
に対し、ガリウム砒素結晶の格子定数は０．５６５ｎｍ
であり、格子定数が４％相違する。そこでこのバッファ
層２を形成してシリコン基板とバッファ層の界面部分か
ら発生するミスフィット転位をバッファ層２の側方に逃
がすことによって、ミスフィット転位がバッファ層２の
上層部に連続しないようにするために設ける。このバッ
ファ層２は、０．２〜２μｍ程度の厚みに形成する。
ッファ層２を形成する。このバッファ層２は、シリコン
結晶とガリウム砒素結晶の格子定数の相異に基づく、ミ
スフィット転位を不連続にするために設ける。すなわ
ち、シリコン結晶の格子定数が０．５４３ｎｍであるの
に対し、ガリウム砒素結晶の格子定数は０．５６５ｎｍ
であり、格子定数が４％相違する。そこでこのバッファ
層２を形成してシリコン基板とバッファ層の界面部分か
ら発生するミスフィット転位をバッファ層２の側方に逃
がすことによって、ミスフィット転位がバッファ層２の
上層部に連続しないようにするために設ける。このバッ
ファ層２は、０．２〜２μｍ程度の厚みに形成する。
【００１９】このバッファ層２上に、第一のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層３、ｎ型ガリウム砒素活性層４、及び第二の
ｎ+ 型ガリウム砒素層５を形成する。第一のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層３と第二のｎ+ 型ガリウム砒素層５は、０.
２〜２μｍ程度の厚みに形成され、金ゲルマニウムなど
から成る電極６、７とのオーミック接触を得やすくする
ために、１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ-3程度の
電子密度にする。電子密度を制御するｎ型不純物には、
錫（Ｓｎ）、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔ
ｅ）、シリコン（Ｓｉ）などがある。ｎ型ガリウム砒素
活性層４は１．５μｍ前後の厚みに形成され、１×１０
16ａｔｍ・ｃｍ-3前後の電子密度に設定される。この活
性層４の膜厚Ｌと電子密度Ｎによって発振周波数と発振
効率が決定し、これらを所望の値にするために最適化さ
れる。
ウム砒素層３、ｎ型ガリウム砒素活性層４、及び第二の
ｎ+ 型ガリウム砒素層５を形成する。第一のｎ+ 型ガリ
ウム砒素層３と第二のｎ+ 型ガリウム砒素層５は、０.
２〜２μｍ程度の厚みに形成され、金ゲルマニウムなど
から成る電極６、７とのオーミック接触を得やすくする
ために、１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ-3程度の
電子密度にする。電子密度を制御するｎ型不純物には、
錫（Ｓｎ）、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔ
ｅ）、シリコン（Ｓｉ）などがある。ｎ型ガリウム砒素
活性層４は１．５μｍ前後の厚みに形成され、１×１０
16ａｔｍ・ｃｍ-3前後の電子密度に設定される。この活
性層４の膜厚Ｌと電子密度Ｎによって発振周波数と発振
効率が決定し、これらを所望の値にするために最適化さ
れる。
【００２０】ｎ型ガリウム砒素活性層４は、第一のｎ+
型ガリウム砒素層３の周縁部が環状に露出するように形
成され、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層３の環状の露
出部にはアノード電極７が環状に形成されると共に、第
二のｎ+ 型ガリウム砒素層５上には、カソード電極６が
円状に形成される。このカソード電極６及びアノード電
極７は、金ゲルマニウム６ａ、７ａ／金６ｂ、７ｂ上に
金６ｃ、７ｃを形成した構造を有する。
型ガリウム砒素層３の周縁部が環状に露出するように形
成され、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層３の環状の露
出部にはアノード電極７が環状に形成されると共に、第
二のｎ+ 型ガリウム砒素層５上には、カソード電極６が
円状に形成される。このカソード電極６及びアノード電
極７は、金ゲルマニウム６ａ、７ａ／金６ｂ、７ｂ上に
金６ｃ、７ｃを形成した構造を有する。
【００２１】次に、図３に基づいて、請求項４に係るガ
ンダイオードの製造方法の一実施形態を説明する。ま
ず、シリコン基板１上にＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法でガリ
ウム砒素バッファ層２を０．２〜２μｍ成長する。この
際、周知の２段階成長法により成長する。つまリ、８５
０〜１０００℃でシリコン基板１表面の自然酸化膜を除
去し、４００℃前後に冷却した後に非晶質ガリウム砒素
層を１００〜１０００Å成膜する。その後５００〜７０
０℃に昇温しガリウム砒素層を成長する。
ンダイオードの製造方法の一実施形態を説明する。ま
ず、シリコン基板１上にＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法でガリ
ウム砒素バッファ層２を０．２〜２μｍ成長する。この
際、周知の２段階成長法により成長する。つまリ、８５
０〜１０００℃でシリコン基板１表面の自然酸化膜を除
去し、４００℃前後に冷却した後に非晶質ガリウム砒素
層を１００〜１０００Å成膜する。その後５００〜７０
０℃に昇温しガリウム砒素層を成長する。
【００２２】このガリウム砒素バッファ層２を成長する
時に、その転位密度を低減するために、８５０℃前後か
ら４００℃前後への温度サイクルアニールを数回導入し
てもよい。また、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡ
ｓ）やアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）など
の転位低減層を適宜導入してもよい。
時に、その転位密度を低減するために、８５０℃前後か
ら４００℃前後への温度サイクルアニールを数回導入し
てもよい。また、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡ
ｓ）やアルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）など
の転位低減層を適宜導入してもよい。
【００２３】次に、アノード電極７を設けるための第一
のｎ+ 型ガリウム砒素層３を０. ２〜２μｍ成長する。
電子密度は金ゲルマニウム等とオーミック接触を得やす
くするために１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ-3が
望ましい。
のｎ+ 型ガリウム砒素層３を０. ２〜２μｍ成長する。
電子密度は金ゲルマニウム等とオーミック接触を得やす
くするために１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ-3が
望ましい。
【００２４】次に、ｎ型ガリウム砒素活性層４を１．５
μｍ前後成長する。この活性層４の電子密度は１×１０
16ａｔｍ・ｃｍ-3前後で、膜厚と共に発振周波数と発振
効率を所望の値にするために最適化される。
μｍ前後成長する。この活性層４の電子密度は１×１０
16ａｔｍ・ｃｍ-3前後で、膜厚と共に発振周波数と発振
効率を所望の値にするために最適化される。
【００２５】次に、カソード電極６を設けるための、第
二のｎ+ 型ガリウム砒素層５を０．２〜２μｍ成長す
る。電子密度は金ゲルマニウム等とオーミック接触を得
やすくするために１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ
-3が望ましい。
二のｎ+ 型ガリウム砒素層５を０．２〜２μｍ成長す
る。電子密度は金ゲルマニウム等とオーミック接触を得
やすくするために１×１０17〜１×１０19ａｔｍ・ｃｍ
-3が望ましい。
【００２６】次に、ガリウム砒素層エビタキシャル層
３、４、５を、直径約５０μｍのメサ状にＲＩＥ(React
ive Ion Etching)等によりエッチングする。この際、ア
ノード電極７を形成するための第一のｎ+ 型ガリウム砒
素層３を残すため、予めエッチングレートを測定し、時
間制御でエッチングを終了する。
３、４、５を、直径約５０μｍのメサ状にＲＩＥ(React
ive Ion Etching)等によりエッチングする。この際、ア
ノード電極７を形成するための第一のｎ+ 型ガリウム砒
素層３を残すため、予めエッチングレートを測定し、時
間制御でエッチングを終了する。
【００２７】次に、カソード電極６とアノード電極７と
して金ゲルマニウムと金を真空蒸着等で１０００〜５０
００Å形成する。周知のフォトリソグラフィーとエッチ
ングやリフトオフ法により、所望の電極パターンを形成
する。このように、基板１の同じ側にカソード電極６と
アノード電極７を設けると、二つの電極を一回の工程で
形成でき、製造工程を簡略化できるという利点がある
が、ｎ型のシリコン基板１を用いアノード電極７を基板
１の裏面から取り出しても良い。なお、この場合は、ガ
リウム砒素バッファ層２は、ｎ型にドーピングする必要
がある。
して金ゲルマニウムと金を真空蒸着等で１０００〜５０
００Å形成する。周知のフォトリソグラフィーとエッチ
ングやリフトオフ法により、所望の電極パターンを形成
する。このように、基板１の同じ側にカソード電極６と
アノード電極７を設けると、二つの電極を一回の工程で
形成でき、製造工程を簡略化できるという利点がある
が、ｎ型のシリコン基板１を用いアノード電極７を基板
１の裏面から取り出しても良い。なお、この場合は、ガ
リウム砒素バッファ層２は、ｎ型にドーピングする必要
がある。
【００２８】次に、カソード電極６とアノード電極７の
表面部分に金６ｃ、７ｃを電解メッキにより３〜１０μ
ｍ形成する。
表面部分に金６ｃ、７ｃを電解メッキにより３〜１０μ
ｍ形成する。
【００２９】最後に、各ダイオード素子をシリコン基板
１をダイシングすることで分離する。
１をダイシングすることで分離する。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、請求項１に係るガンダイ
オードによれば、ガンダイオードを形成するための基板
として、ガリウム砒素基板に比較して３倍程度の熱伝導
率を有するシリコン基板を用いることから、従来のガン
ダイオードのようにガリウム砒素基板を研磨する必要が
なく、プロセス途中で基板を数ｃｍ角に切断する必要が
ないため、シリコンの大口径基板のままで全プロセスを
進めることができ、生産性と歩留まりが大幅に向上す
る。また、ガンダイオードを形成するシリコン基板をそ
のまま放熱板として用いることが可能で、高価なダイア
モンドヒートシンクを用いる必要がない。
オードによれば、ガンダイオードを形成するための基板
として、ガリウム砒素基板に比較して３倍程度の熱伝導
率を有するシリコン基板を用いることから、従来のガン
ダイオードのようにガリウム砒素基板を研磨する必要が
なく、プロセス途中で基板を数ｃｍ角に切断する必要が
ないため、シリコンの大口径基板のままで全プロセスを
進めることができ、生産性と歩留まりが大幅に向上す
る。また、ガンダイオードを形成するシリコン基板をそ
のまま放熱板として用いることが可能で、高価なダイア
モンドヒートシンクを用いる必要がない。
【００３１】また、請求項４に係るガンダイオードの製
造方法によれば、シリコン基板上に、ガリウム砒素層か
ら成るバッファ層、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型
ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次形
成し、前記ｎ型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム
砒素層を柱状もしくは錐状にエッチングし、前記第一の
ｎ+ 型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒素層に
カソード電極とアノード電極を形成し、前記シリコン基
板を前記柱状もしくは錐状部ごとに分離することから、
カソード電極とアノード電極を同−面側に同時に形成で
き、製造プロセスを大幅に簡略化できる。
造方法によれば、シリコン基板上に、ガリウム砒素層か
ら成るバッファ層、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型
ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次形
成し、前記ｎ型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム
砒素層を柱状もしくは錐状にエッチングし、前記第一の
ｎ+ 型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒素層に
カソード電極とアノード電極を形成し、前記シリコン基
板を前記柱状もしくは錐状部ごとに分離することから、
カソード電極とアノード電極を同−面側に同時に形成で
き、製造プロセスを大幅に簡略化できる。
【図１】請求項１に係るガンダイオードの一実施形態を
示す図である。
示す図である。
【図２】従来のガンダイオードを示す断面図である。
【図３】従来のガンダイオードの製造工程を示す図であ
る。
る。
１：シリコン基板、２：バッファ層、３：第一のｎ+ 型
ガリウム砒素層、４：活性層、５：第二のｎ+ 型ガリウ
ム砒素層、６：カソード電極、７：アノード電極
ガリウム砒素層、４：活性層、５：第二のｎ+ 型ガリウ
ム砒素層、６：カソード電極、７：アノード電極
Claims (4)
- 【請求項１】 シリコン基板上に、第一のｎ+ 型ガリウ
ム砒素層、ｎ型ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム
砒素層を順次積層して設け、この第一のｎ+型ガリウム
砒素層にアノード電極を接続して設けると共に、第二の
ｎ+ 型ガリウム砒素層にカソード電極を接続して設けた
ガンダイオード。 - 【請求項２】 シリコン基板上に、第一のｎ+ 型ガリウ
ム砒素層を設け、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層上
に、この第一のｎ+ 型ガリウム砒素層が露出するように
ｎ型ガリウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を積
層して設け、前記第一のｎ+ 型ガリウム砒素層の露出部
分にアノード電極を接続して設けると共に、第二のｎ+
型ガリウム砒素層上にカソード電極を接続して設けた請
求項１に記載のガンダイオード。 - 【請求項３】 前記シリコン基板と第一のｎ+ 型ガリウ
ム砒素層との間に、ガリウム砒素から成るバッファ層を
設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の
ガンダイオード。 - 【請求項４】 シリコン基板上に、ガリウム砒素層から
成るバッファ層、第一のｎ+ 型ガリウム砒素層、ｎ型ガ
リウム砒素層、第二のｎ+ 型ガリウム砒素層を順次形成
し、前記ｎ型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒
素層を柱状もしくは錐状にエッチングし、前記第一のｎ
+ 型ガリウム砒素層と第二のｎ+ 型ガリウム砒素層にア
ノード電極とカソード電極を形成し、前記シリコン基板
を前記柱状もしくは錐状部ごとに分離するガンダイオー
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25701496A JP3545887B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ガンダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25701496A JP3545887B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ガンダイオード及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107338A true JPH10107338A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3545887B2 JP3545887B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=17300540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25701496A Expired - Fee Related JP3545887B2 (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ガンダイオード及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3545887B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0954039A1 (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-03 | New Japan Radio Corp., Ltd. | Gunn diode, NRD guide gunn oscillator and fabricating method |
| JP2001185780A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | New Japan Radio Co Ltd | インジウム燐ガンダイオード及びその製造方法 |
| KR100876822B1 (ko) | 2006-12-04 | 2009-01-08 | 동국대학교 산학협력단 | 플립칩 패키지용 평면형 건 다이오드 |
| JP4493773B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2010-06-30 | 新日本無線株式会社 | ガンダイオード及びその製造方法 |
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| CN105513970A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 江苏博普电子科技有限责任公司 | 水平沟道vdmos用侧墙结构自对准形成源区结构 |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP25701496A patent/JP3545887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1388901A2 (en) | 1998-04-28 | 2004-02-11 | New Japan Radio Corp., Ltd. | Structure for assembly of a Gunn diode |
| US6344658B1 (en) | 1998-04-28 | 2002-02-05 | New Japan Radio Co., Ltd. | Gunn diode, NRD guide gunn oscillator, fabricating method of gunn diode and structure for assembly of the same |
| KR100523131B1 (ko) * | 1998-04-28 | 2005-10-19 | 신니혼무센 가부시키가이샤 | 건 다이오드, 엔알디 가이드 건 발진기와 그 제조방법 및 실장구조 |
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| US6514832B1 (en) | 1998-04-28 | 2003-02-04 | New Japan Radio Co., Ltd. | Gunn diode, NRD guide Gunn oscillator, fabricating method of Gunn diode and structure for assembly of the same |
| EP1388902A2 (en) | 1998-04-28 | 2004-02-11 | New Japan Radio Corp., Ltd. | Fabricating method of Gunn diode |
| EP1388931A2 (en) | 1998-04-28 | 2004-02-11 | New Japan Radio Corp., Ltd. | NRD guide Gunn oscillator |
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| CN100364111C (zh) * | 1998-04-28 | 2008-01-23 | 新日本无线株式会社 | 耿氏二极管及其安装结构 |
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| EP1388901A3 (en) * | 1998-04-28 | 2005-12-07 | New Japan Radio Corp., Ltd. | Structure for assembly of a Gunn diode |
| EP1388902A3 (en) * | 1998-04-28 | 2005-12-07 | New Japan Radio Corp., Ltd. | Fabricating method of Gunn diode |
| JP2001185780A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | New Japan Radio Co Ltd | インジウム燐ガンダイオード及びその製造方法 |
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| CN105513970A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-04-20 | 江苏博普电子科技有限责任公司 | 水平沟道vdmos用侧墙结构自对准形成源区结构 |
| CN105514176A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-04-20 | 扬州海科电子科技有限公司 | 一种太赫兹GaN耿氏二极管及其制作方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3545887B2 (ja) | 2004-07-21 |
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