JPS5823951B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5823951B2
JPS5823951B2 JP51016161A JP1616176A JPS5823951B2 JP S5823951 B2 JPS5823951 B2 JP S5823951B2 JP 51016161 A JP51016161 A JP 51016161A JP 1616176 A JP1616176 A JP 1616176A JP S5823951 B2 JPS5823951 B2 JP S5823951B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ショットキ障壁電極を有する半導体装置に
係り、特にショットキ障壁電極にリード線を半田付けし
ても特性・信頼性に悪影響を受けない半導体装置に関す
るものである。
従来のショットキ障壁電極（以下、単に「ショットキ電
極」という。
）を有する半導体装置を、シリコンと金属とのショット
キ障壁を利用したシリコンショットキ障壁ダイオードを
例にとり、第１図に示す製作工程に沿って説明する。
第１図イにおいて、１はシリコン基板、２はシリコン酸
化膜やシリコン窒化膜などの表面保護膜である。
第１図口に示すように、表面保護膜２に直径ｄの開孔部
３を設はシリコン基板１の一部を露出させ句次に、シリ
コン基板１の表面を深さαだけエツチングする。
このシリコン基板１のエツチングはショットキ電極の降
伏電圧を高くするために必要な工程であり、その効果は
、シリコン基板１０表面の清浄化、シリコン基板１０表
面部の結晶欠陥の除去および後述のサイドエツチングに
より生ずる湾曲部によるショットキ電極周辺部における
電界集中の緩和である。
αは通常２〜４μである。この場合、エツチング溶液が
用いられるので、シリコン基板１の主表面と垂直な方向
と同時に、主表面と平行な方向にもエツチングされる。
そのため、第１図へに示すように、表面保護膜２の下が
えぐられるようにエツチングされる。
すなわち、サイドエツチングされる。
シリコン基板１の主表面と垂直な方向にαだけエツチン
グしたときには、それと平行な方向は約０．８α程度エ
ツチングされる。
次に、蒸着法やスパッタリング法で金属薄膜をシ。
リコン基板１および表面保護膜２上に作成し、写真製版
法で直径りの円形なパターンに形成すると、第１図二に
示すように金属薄膜よりなるショットキ電極４が形成さ
れる。
このとき、Ｄ＞ｄとなるようにする。
この場合、ショットキ電極４とシリ。コン基板１との接
触界面にショットキ障壁が形成される。
シリコン基板１の裏面にオーミックコンタクト電極５を
形成すると、シリコンショットキ障壁ダイオードのチッ
プが完成する。
ショットキ電極４は通常、多層薄膜構造であり、その構
成相別は次のことを考慮して決定される。
すなわち、シリコンに接触する金属薄膜材料は、シリコ
ンとの接着力が強くかつシリコンと良好な障壁を形成す
る材料、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）
などが選ばれる。
Ｃｒ膜やＭｏ膜の膜厚は１０００〜３０００人あればよ
い。
ＣｒやＭ。は酸化し易く、半田付けがむつかしいので、
金（Ａｕ）薄膜をその上に形成し、Ｃｒ−ＡｕまたはＭ
ｏ−Ａｕの２層薄膜構造にする。
Ａｕ膜の膜厚は１０００〜３０００人に選ばれる場合が
多い。
こ。０２層薄膜構造の電極にリード線を半田付けする場
合には、特殊な低融点のＡｕ拡散防止半田を用いなけれ
ばならない。
それ以外の半田を用いると、Ａｕと半田が相互に拡散し
、半田がＣｒ膜またはＭｏ膜に達し、リード線の接着強
度が弱くなったり、ショットキ障壁の逆方向の電流が大
きくなったりする。
この欠点を補うために、ニッケル（Ｎｉ）薄膜をＣｒ膜
とＡｕ膜との間またはＭＯ膜とＡｕ膜との間に形成した
３層薄膜構造の電極すなわち、Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｕ 、Ｍ
ｏ−Ｎｉ−Ａｕにする。
この場合、Ｎｉ膜を厚くしておくと、Ａｕ膜およびＮｉ
膜の一部に半田は拡散するが、Ｎｉ膜の全部に半田が拡
散することはなく、前述した不都合は生じない。
なお、Ｎｉ膜の膜厚は７０００λ以上にする必要がある
。
第２図に上記の３層薄膜構造のショットキ電極およびそ
の周辺部の断面構造を示す。
第２図において、４１は膜厚が１０００〜３０００人の
Ｃｒ膜またはＭｏ膜、４２は膜厚が７０００Å以上のＮ
ｉ膜、４３は膜厚が１０００〜３０００人のＡｕ膜であ
る。
第２図において注意すべきことは、同図に点線で示すＡ
の部分において、３層薄膜構造のショットキ電極４に段
差部が生じており、この段差部で、３層薄膜の膜厚が他
の部分よりも薄くなっていること、しかも、この段差部
において、３層薄膜構造のショットキ電極４が、シリコ
ン基板１にも表面保護膜２に接しておらず、空中に浮い
ている部分があることである。
そのため、この段差部における機械的強度が著しく弱い
ことである。
このような構成のショットキ電極４にリード線を半田付
けした状態を第３図に示す。
第３図において６は半田、７はリード線である。
第３図に示すように、半田がショットキ電極４の全面に
広がる。
そして、半田付けの条件によっては（例えば、半田付は
時に急熱、急冷すると）、第３図に示すＡの部分でショ
ットキ電極４が破壊し、半田がシリコン基板１０表面に
達し、ショットキ障壁の逆方向リーク電流が増加する。
たとえ、半田付は時にショットキ電極４が破壊しない場
合でも、ダイオードの動作時における温度の上下による
半田の膨張、収縮に起因する熱疲労によりショットキ電
極４が破壊するおそれがあり、信頼性の点で問題である
。
この発明は、上記の欠点を取り除くためなされたもので
、ショットキ電極にリード線を半田付けする際に、半田
がショットキ電極の段差部およびそれより外周に広がら
ないようにした半導体装置を提供することを目的とした
ものである。
この発明を実施例によって説明する。
第４図はこの発明の実施例であるショットキ電極および
その周辺の断面図である。
８は半田がショットキ電極の段差部およびそれより外周
に広がるのを防止する半田付着防止金属層である。
この実施例においては、Ａｕ膜４３の厚さを５００〜１
０００人にした。
半田付着防止金属層８の材料はＣｒ、Ｍｏ、アルミニウ
ム（Ａ／−）などの半田付けの困難な材料を選び、その
厚さを１０００〜２０００人にする。
半田付着防止金属層８は、第４図に示すように、ショッ
トキ電極４上の半田の広がりを防止するために、ショッ
トキ電極４０段差部およびその近傍ならびにそれより外
周部のみに形成する。
また、Ａｕ膜４３の厚みについては、実験により次のこ
とが明らかになった。
すなわち、Ａｕ膜４３の膜厚が１０００λ以上になると
、半田がＡｕ膜４３の中に拡散し、半田付着防止金属層
８の下に浸入して広がる。
しかし、Ａｕ膜４３の膜厚を５００〜１０００人にして
おくと、半田は半田付着防止金属層８の下に浸入するこ
とはなく、半田の広がりが防止される。
このように半田が半田付着防止金属層８によって広がり
を防止されると、ショットキ電極４にリード線７を半田
付けしても、半田は半田付着防止金属膜８を越えて浸出
することなく、リード線の半田付は時またはダイオード
の動作時にショットキ電極が破壊されることなく、ショ
ットキ障壁の逆方向リーク電流が増加したり、熱疲労に
よって信頼性が低下するような問題は解決される。
以上の説明は、この発明をシリコンショットキ障壁ダイ
オードに適用した場合について行なったが、この発明は
ショットキ障壁を利用した半導体装置に広く適用できる
ものである。
以上詳述したように、この発明による半導体装置におい
ては、段差部を有するショットキ障壁電極をその周辺か
ら段差部にわたり被覆しリード線接着用の半田が付着し
ない半田付着防止金属層を設けたので、リード線の半田
付は時または半導体装置の動作時にショットキ障壁電極
が破壊されることがなく、ショットキ障壁の逆方向電流
が増加したり熱疲労によって信頼性が低下したりするこ
とがない効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のシリコンショットキ障壁ダイオードの製
作工程を示す説明図、第２図は従来装置のショットキ障
壁電極およびその近傍の断面図、第３図は従来装置の断
面図、第４図はこの発明によるシリコンショットキ障壁
ダイオードのショットキ障壁電極およびその近傍の断面
図である。 図において、１はシリコン基板、２は表面保護膜、３は
表面保護膜２の開孔部、４はショットキ障壁電極、４１
はＣｒ膜またはＭｏ膜、４２はＮｉ膜、４３はＡｕ膜、
５はオーミックコンタクト電極、６は半田、７はリード
線、８は半田付着防止金属層である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板、この半導体基板に被着され開孔部を有
    する表面保護膜、上記半導体基板の上記開孔部に露出し
    一定の深さまでエツチングされた部分の表面と上記開孔
    部周辺の上記表面保護膜とに被着され上記開孔部の周壁
    内側において段着部を有するショットキ障壁電極、上記
    表面保護膜の上記開孔部に接する部分の下に上記エツチ
    ングにより形成された上記半導体基板の表面の湾曲部と
    上記表面保護膜と上記ショットキ障壁電極とに取り囲ま
    れた空間部、および上記ショットキ障壁電極に半田にて
    接着されたリード線を備えたものにおいて、上記ショッ
    トキ障壁電極の表面にその周辺から上記段差部にわたり
    半田付着防止金属層を被着させたことを特徴とする半導
    体装置。 ２ 半導体基板がシリコンからなることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３ ショットキ障壁電極が多層金属薄膜からなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の半
    導体装置。 ４ 半導体基板側から数えて多層金属薄膜の１層目がク
    ロム膜またはモリブデン膜であり、２層目が金膜である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の半導体装
    置。 ５ 半導体基板側から数えて多層金属薄膜の１層目がク
    ロム膜またはモリブデン膜であり、２層目がニッケル膜
    であり、３層目が金膜であることを特徴とする特許請求
    の範囲第３項記載の半導体装置。 ６ ニッケル膜の厚さが７０００λ以上であり、金属の
    厚さが５００〜１０００人であることを特徴とする特許
    請求の範囲第５項記載の半導体装置。 ７ 半田付着防止金属層がクロムまたはモリブデンから
    なることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６
    項のいずれかに記載の半導体装置。
JP51016161A 1976-02-17 1976-02-17 半導体装置 Expired JPS5823951B2 (ja)

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JPS5299068A JPS5299068A (en) 1977-08-19
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5588324A (en) * 1978-12-27 1980-07-04 Nec Home Electronics Ltd Manufacture of semiconductor ohmic layer
US5175609A (en) * 1991-04-10 1992-12-29 International Business Machines Corporation Structure and method for corrosion and stress-resistant interconnecting metallurgy

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JPS5280778A (en) * 1975-12-27 1977-07-06 Sanken Electric Co Ltd Schottky barier semiconductor device

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