JPS583303Y2 - シヨツトキバリアダイオ−ド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、たとえばＳＨＦ帯等の高周波用ショットキバ
リアダイオードに関するものである。

一般にダイオードの周波数特性の目安となるしゃ断簡波
数ｆｃは、 たたし、 Ｃｊ：接合部容量 Ｒ５：直列抵抗 と表わせる。

したがって高周波用途には、ｆｏを大きくする必要から
Ｃｊ、Ｒｓを小さくしなければならない。

このため、従来の高周波用ショットキバリアダイオード
は、第１図のような構成していた。

この第１図では、半導体基板として、Ｎ＋＋型ＱａＡｓ
基体１上にＮ十型ＧａＡｓ層２をエピタキシャル成長形
成したものを使用している。

このエピタキシャル成長したＧａＡｓ層２の表面５ｉ０
２等の絶縁膜３を被着形成し、絶縁膜３の表面からＧａ
Ａｓ層２の表面に達するショットキ接合用の窓部４を形
成し、さらにこのショットキ接合及びポンディングパッ
ドとなる金属電極５を形成している。

この場合、Ｒ５を小さくするために、エピタキシャル成
長ＧａＢｓ層２は１〜３Ｘ１０１７σ３程度の不純物濃
度としており（ＧａＡｓ基体１は１〜２ Ｘ １０’ａ
ｃｍ−３程度）、またＣｊを小さくするために、窓部
４のｄ を７〜１５７ｚｍφとしている。

この窓部４の直径ｄ・がこのように小さいと外部導出端
子の接続が困難であるので、ポンディングパッドとなる
金属電極５を絶縁膜３の上まで延長して配置するいわゆ
るオーバレイ構造をとっている。

しかし、オーバレイ構造は絶縁膜３上の金属電極５とエ
ピタキシャル成長Ｇａ Ａ ｓ層２の表面との間の浮遊
容量が増大するため、金属電極５の直径ｄ、をあまり大
きくすることができず、現実には１５〜３０μ扉φ程度
としているにすきず、ボンディング作業能率は低い。

また浮遊容量の低減を図るために、絶縁膜３の厚みを増
大することも行なわれているが、この場合には絶縁膜３
とＧａＡｓ基板等との熱膨張率が異なることなどにより
、絶縁膜３とＧａＡｓ層２との境界面の応力（いわゆる
界面ストレス）が増大し、特性に悪影響を存ぼす。

本考案は、このような欠点を克服すべくなされたもので
あり、Ｃｊ（浮遊容量も含む）を小さくしたままで、ポ
ンディングパッド（金属電極）面積を大きくしかも平面
で構成でき、界面ストレスも低減でき、さらにＲｓの低
減も図り得るようなショットキバリアダイオードの提供
を目的とする。

次に、本考案に係るショットキバリアダイオードの好ま
しい実施例について、第２図ないし第４図を参照しなが
ら説明する。

第２図Ａ−Ｅは、実施例のショツ１−キバリアダイオー
ドを製造工程に沿って示す断面図である。

まず、第２図Ａに示すように、−導電型で高不純物濃度
の半導体基体として、たとえば不純物濃度が１〜２×１
０ｔｈ−３程度のＮ＋＋型のＧ ａ Ａ ｓ基体１１を
用意し、このＧａＡｓ基体１１の一主面（第２図Ａの上
面、これを単に表面と称す）上に、同導電型で基体１１
よりも低いたとえば１〜３×１０１７ＣｒｒＬ−程度の
不純物濃度の層として、Ｎ平型のＧａＡｓ層１２をエピ
タキシャル気相成長法等により形成している。

このエピタキシャル成長層１２上に、第２図Ｂに示すよ
うに、５Ｉ０２等の絶縁膜１３を、気相成長法等により
被着形成し、この絶縁膜１３を所定形状のエツチングパ
ターンにより選択的にフォトエツチング処理し、第２図
Ｃのように複数個の窓部１４を形成する。

このときの窓部１４の形状および配列パターンとしては
、たとえば第３図に示すように、たとえば直径が数μｍ
〜十数ｊｔｍ程度の円形状の窓部１４を複数個、蜂の巣
状（ハニカム状）に配列して形成している。

次に、残存している絶縁膜１３をマスクとして第２図り
の矢印方向からイオン注入処理を行ない上記窓部１４の
下方に選択的な半絶縁領域１５を形成する。

この場合、注入イオンとしては、Ｉ■＋（プロトンイオ
ン）やＣｒ３＋（クロムイオン）等が甲いられ、これら
の注入イオンの濃度をたとえばＩＱ”ｃｙｙｔ”以上と
して、半絶縁領域１５の固有抵抗がたとえば１０８Ｑｃ
ｒｒＬ以上となるようにする。

また半絶縁領域１５の深さとしては少なくともエピタキ
シャル成長層１２を超えてＮ−＋＋型のＧ ａ Ａ ｓ
基体１１に対するように形成される。

またイオン注入後は、全面を５ｉ０２やＳＩ ３ Ｎ４
等で覆い（いわゆるキャッピング）、活性化のための加
熱処理（アニール処理）を行なう。

次に、ＧａＡｓ基体１１の裏面をラッピング処理し、Ａ
ｕ−Ｇｅ等のオーミック接触用金属電極１６を被着形成
した後、加熱処理してオーミック接触部を合金構造とす
る（いわゆるオーミックアロイの形成）。

また、エピタキシアル成長層１２の表面には、上記半絶
縁領域１５を含むようなＪ（径の、たとえば直径が数十
ｌ１ｍ以上の円形の窓部１γを形成し、次にＷ、Ｍｏ、
Ｔｉ 、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ％のショットキ接合用の金属
層を被着した後、）第１・エツチング処理等により上記
窓部１７を覆う形状の金属電極１８を形成する。

このとき、上記エピタキシャル成長層１２の表面で上記
半絶縁領域１５以外の部分と、金属電極１８との接触面
においてショツ１−キ接合が形成される。

（第２１］Ｅおよび第４図参照）。

このようにして得られた第２図Ｅおよび第４図に示すよ
うにショットキバリアダイオードは、Ｎ”ＧａＡｓ基体
１１と、この基体１１の表面上に成長形成されたＮ平型
のエピタキシャル成長層１２とこの成長層１２の表面か
ら上記基体１１に達するように選択的に形成された半絶
縁領域１５と、この半絶縁領域１５および上記成長層１
２の表面１−に被着形成された金属電極１８と、上記基
体１１の裏面に被着形成された金属電極１６とを備えて
構成されている。

したがって、ショットキ接合面となるのは、成長層１２
表面で金属電極１８との接触面の・うち、上記半絶縁領
域１５の表面部分を除去した面であるから、ボンデング
バッドとなる金属電極１８の面積を広くしても、接触面
での半絶縁領域１５の面積の比率を大きくすればショッ
トキ接合面積を小さく抑えることができ、接合容量を小
さくできる。

しかも、絶縁膜１３ｈに金属電極１８を延長して配置す
る必要性がなくなるため、浮遊容量は非常に小さくでき
る。

さらに、ショットキ接合部のペリフェリ（周囲長）が長
くでき、マルチエミッタと同様な構造となり、Ｒ５の低
減が図れる。

さらに、ポンディングパッドとなる金属電極１８が成長
膜１２の表面上に形成され、５ｉ０２等の絶縁膜１３を
厚くする必要がないため、従来のように境界面に余分な
応力が加わらず、界面ストレスによる信頼性劣化の問題
が除去できる。

なお、本考案は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば選択的に形成される半絶縁領域１５は、円
形のハニカムパターン以外に種々の形状および配置パタ
ーンがとり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す断面図、第２図Ａ −Ｅは本考案
の一実施例を製造工程に沿って示す断面図第３図は第２
図Ｃの平面図、第４図は第２図Ｅの一部切欠平面図であ
る。 １１・・・・・・Ｎ＋型ＧａＡ ｓ基体、１２・・・・
・・Ｎ十型ＧａＡｓエピタキシャル成長層、１５・・・
・・・半絶縁領域、１８・・・・・・ショットキ接合用
金属電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一導電型の高不純物濃度半導体基体と、該基体の表面上
   に成長形成された同導電型で基体よりも低い不純物濃度
   の成長層と、該成長層の表面から上記基体に達するよう
   に選択的に形成された半絶縁領域と、この半絶縁領域お
   よび上記成長層の表面上に被着形成されたショットキ接
   合用金属電極と、上記基体裏面に被着形成されたオーミ
   ック接合用金属電極とを備えることを特徴とするショッ
   トキバリアダイオード。