JPS5835985A - Schottky barrier diode and manufacture thereof - Google Patents
Schottky barrier diode and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ショットキバリアダイオード（以下、ＳＢＤ
と略記する）及びその製造法に関する。Detailed Description of the Invention The present invention relates to a Schottky barrier diode (hereinafter referred to as SBD).
) and its manufacturing method.
この種のＳＢＤ にはその目的に応じて種々のバリアハ
イドを持つ各種金属がバリア金属として用いられること
が望ましく、また耐圧を向上させる目的で種々の構造が
提案されているが、一般的な方法としてはエツジ部分の
電界強度を緩和させるためオーバーオキサイド構造を採
用することが多く、例えば第１図に示すような構造が知
られている。For this type of SBD, it is desirable to use various metals with various barrier hides as barrier metals depending on the purpose, and various structures have been proposed for the purpose of improving withstand voltage, but there are general methods. In order to reduce the electric field strength at the edge portion, an overoxide structure is often adopted, and for example, a structure as shown in FIG. 1 is known.
このＳＢＤは、シリコン基板１上のシリコン酸化膜２に
電極窓あけした後、バリア金属層３を形成してオーバー
オキサイド部を形成し、次いで第二及び第三層の金属層
４及び５をオーバーオキサイド部にかからないように形
成した構造を持っている。しかし、この種のＳＢＤは次
のような欠点がある。まず、第１図の３で示されるバリ
ア金属がシリコン酸化膜との密着性を欠く場合には、組
立時やその後のプロセスにおいてオーバーオキサイド部
での剥離が生じ、したがってそのような剥離を防止しよ
うとすると、適用可能なバリア金属が限定されてしまう
。例えば、従来用いられているバリア金属はクロム、モ
リブデンなどであるが、バリアハイドを変える目的で白
金、パラジウム、イリジウムなどの金属を使用する場合
にはこの問題に悩まされることになる。次に、この種の
ＳＢＤでは第二層以降の金属はオーバーオキサイド部に
かがらないような構造になっている。これは次のような
理由による。即ち、エツジ部７の段差に多層の金属が形
成されていると、その後の半田付工程等で熱応力が働い
たときにバリア金属とシリコン酸化膜との界面での剥離
現象が起ることがある。This SBD consists of forming an electrode window in a silicon oxide film 2 on a silicon substrate 1, forming a barrier metal layer 3 to form an overoxide portion, and then overlaying second and third metal layers 4 and 5. It has a structure that prevents it from touching the oxide part. However, this type of SBD has the following drawbacks. First, if the barrier metal shown by 3 in Figure 1 lacks adhesion to the silicon oxide film, peeling will occur at the overoxide part during assembly and subsequent processes, so it is necessary to prevent such peeling. In this case, applicable barrier metals are limited. For example, conventionally used barrier metals are chromium, molybdenum, etc., but if metals such as platinum, palladium, iridium, etc. are used for the purpose of changing the barrier hide, this problem will occur. Next, this type of SBD has a structure in which the metal in the second and subsequent layers does not overlap with the overoxide portion. This is due to the following reasons. That is, if multiple layers of metal are formed on the step of the edge portion 7, peeling phenomenon may occur at the interface between the barrier metal and the silicon oxide film when thermal stress is applied during the subsequent soldering process, etc. be.
このために電極形成の際にわざわざフォトエツチング工
程を二度実施して第１図のような構造にする必要があっ
た。For this reason, it was necessary to carry out the photo-etching process twice to form the structure shown in FIG. 1 when forming the electrodes.
したがって、本発明の目的は、上述のような従来技術の
欠点を除去して、シリコン酸化膜との密着性を考慮する
ことなしにより多くのバリア金属の適用が可能でアシ、
シかもフォトエツチング工程の回数を１回にして工程数
の低減を可能にするショットキバリアダイオードの電極
構造及びその形成方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art as described above, and to enable the application of more barrier metals without considering adhesion to the silicon oxide film.
Another object of the present invention is to provide an electrode structure for a Schottky barrier diode and a method for forming the same, which allows the number of photo-etching steps to be performed once, thereby reducing the number of steps.
この目的は、オーバーオキサイド部を必要とするＳＢＤ
において、バリア形成用金属とオーバーオキサイド用金
属とを別の金属にしてそれぞれの目的に応じて使い分け
ることによって達成される。This purpose is for SBDs that require an overoxide part.
This is achieved by using different metals as the barrier-forming metal and the overoxide metal, and using them appropriately according to their respective purposes.
この原理によれば、本来のショットキバリアを形成させ
るためのバリア金属と耐圧向上のために形成されるオー
バーオキサイド部に使用する金属を独立に選定すること
ができ、したがって従来シリコン酸化膜との密着性を欠
くために使用が困難であった金属もバリア金属として採
用することが可能となる。According to this principle, the barrier metal used to form the original Schottky barrier and the metal used for the overoxide part formed to improve the breakdown voltage can be selected independently. Metals that were difficult to use due to their lack of properties can now be used as barrier metals.
しかして、本発明によれば、シリコン酸化膜を有するシ
リコン基板の電極窓あけ部にシリコンに対して密着性で
あるがシリコン酸化膜には密着性でないバリア金属層を
設け、このバリア金属層とシリコン酸化膜の上にその両
者に対して密着性であるオーバーオキサイド用金属層を
設け、さらにその上に−又は二以上の金属層を設けて多
層のオーバーオキサイド構造を形成させたことを特徴と
するショットキバリアダイオードが提供される。According to the present invention, a barrier metal layer that is adhesive to silicon but not to silicon oxide is provided in the electrode window opening of a silicon substrate having a silicon oxide film, and this barrier metal layer and A multilayer overoxide structure is formed by providing an overoxide metal layer on the silicon oxide film that is adhesive to both layers, and further providing one or more metal layers on top of the metal layer. A Schottky barrier diode is provided.
本発明に従う多層のオーバーオキサイド構造を有するＳ
’ＢＤは、次のように製造することができる。まず、第
２図のａに示すようにシリコン基板１上にあるシリコン
酸化膜２にフォトエツチングによシミ極窓あけを行なう
。次いで、シリコンに対゛して密着性であるがシリコン
酸化膜には密着性のないバリア金属、例えば白金、パラ
ジウム、イリジウム、亜鉛などの金属の層３及び３′を
全面に蒸着法などにより形成せしめる。しかし、シリコ
ン酸化膜上にある金属層３′は超音波洗浄により簡単に
剥離するので、この超音波洗浄処理を行なって金属層３
′を選択的に除去するとともに、バリア金属層３を残す
。次いで、第２図のｂに示すように、バリア金属とシリ
コン酸化膜の両者に対して密着性であるオーバーオキサ
イド形成用金属、例えばアルミニウム、チタン、クロム
などの金属の層４を蒸着法などにより形成させ、さらに
その上に−又は二以上の金属層を形成させる。好ましく
は、まず、半田付組立時を考慮して比較的厚く（例えば
３０００〜６０００ Ａ ）銅、ニッケルなどの金属の
層５を蒸着法などにより形成せしめ、さらにその上に酸
化防止の目的で金のような金属の層６を蒸着法などによ
シ形成せしめる。次いで、フォトレジスト膜を用いて選
択的にフォトエツチングすることにより第２図のｂに示
すよ２な多層のオーバーオキサイド構造を有するＳＢＤ
を形成させることができる。S having a multilayer overoxide structure according to the present invention
'BD can be manufactured as follows. First, as shown in FIG. 2A, a spot window is formed in the silicon oxide film 2 on the silicon substrate 1 by photoetching. Next, layers 3 and 3' of a barrier metal that is adhesive to silicon but not to the silicon oxide film, such as platinum, palladium, iridium, or zinc, are formed on the entire surface by vapor deposition or the like. urge However, since the metal layer 3' on the silicon oxide film is easily peeled off by ultrasonic cleaning, the metal layer 3' is removed by ultrasonic cleaning.
' is selectively removed, leaving the barrier metal layer 3. Next, as shown in FIG. 2b, a layer 4 of a metal for forming an overoxide, such as aluminum, titanium, or chromium, which is adhesive to both the barrier metal and the silicon oxide film, is formed by vapor deposition or the like. and on top of that, one or more metal layers. Preferably, first, a relatively thick layer 5 (for example, 3000 to 6000 A) of a metal such as copper or nickel is formed by vapor deposition in consideration of soldering and assembly, and then a layer of gold is further applied thereon for the purpose of preventing oxidation. A metal layer 6 such as the following is formed by a vapor deposition method or the like. Next, by selectively photoetching using a photoresist film, an SBD having a multilayer overoxide structure as shown in FIG.
can be formed.
この方法によれば、フォトエツチング工程は、オーバー
オキサイド用金属がシリコン酸化膜に対する密着性のみ
を考慮して決定されるために、一度で済ますことができ
る。また、シリコン酸化膜との密着性がないために使用
が困難であった金属をもバリア金属として採用すること
が可能となる。According to this method, the photoetching process can be performed only once because the metal for the overoxide is determined by considering only the adhesion to the silicon oxide film. Furthermore, it becomes possible to employ metals that are difficult to use because of their lack of adhesion to the silicon oxide film as barrier metals.
また、本発明に従うＳＢＤは、前記の方法の変法によっ
て製造することができる。The SBD according to the invention can also be produced by a modification of the above method.
第３図に示すように、シリコン基板１の電極窓あけ時に
使用したフォトレジスト膜８を残したままで、バリア金
属の層３を蒸着法などにより形成させる。次いでフォト
レジスト膜７とその上のバリア金属層３を同時に除去し
、次いで前記の製造法に従ってオーバーオキサイド用金
属層、さらにその上に−又は二以上の金属層を形成し、
多層のオーバーオキサイド構造を有するＳＢＤを製造す
ることができる。この別法によれば、シリコン酸化膜２
上のバリア金属をフォトレジスト膜８の除去工程と同時
に完全に行なうことができるばかりでなく、エツジ部７
へのバリア金属の完全な付着が可能となる。As shown in FIG. 3, a barrier metal layer 3 is formed by vapor deposition or the like while leaving the photoresist film 8 used for opening the electrode window on the silicon substrate 1. Next, the photoresist film 7 and the barrier metal layer 3 thereon are removed at the same time, and then a metal layer for overoxide and one or more metal layers are formed thereon according to the manufacturing method described above.
SBDs with multilayer overoxide structures can be manufactured. According to this alternative method, the silicon oxide film 2
Not only can the upper barrier metal be removed completely at the same time as the photoresist film 8, but also the edge portion 7 can be completely removed.
Complete adhesion of the barrier metal to the surface is possible.
本発明の原理は、以上説明したＳＢＤの他に、オーバー
オキサイド部を必要とする多層蒸着構造素子に、さらに
はシリコン以外の半導体材料にも応用が可能である。The principles of the present invention can be applied not only to the SBD described above, but also to multilayer deposition structure elements requiring an overoxide portion, and further to semiconductor materials other than silicon.
第１図は、従来技術に従う５ＢＩ）の断面図である。
第２図は、本発明に従うＳＢＤの一具体例の製造を示す
断面図である。
第３図は、本発明に従うＳＢＤの他の具体例の製造を示
す断面図である。
１：シリコン基板、 ２：シリコン酸化膜、３゛：バ
リア金属層、 ４，５，６ ：多層金属層淳１面
簿２薦FIG. 1 is a cross-sectional view of 5BI) according to the prior art. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the manufacture of one embodiment of an SBD according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacture of another embodiment of the SBD according to the present invention. 1: Silicon substrate, 2: Silicon oxide film, 3゛: Barrier metal layer, 4, 5, 6: Multilayer metal layer 1st page 2 recommendations
Claims (1)
け部にシリコンに対して密着性であるバリア金属層を設
け、とのバリア金属層とシリコン酸化膜の上にその両者
に対して密着性であるオーバーオキサイド用金属層を設
け、さらにその上に−又は二以上の金属層を設はテ多層
のオーバーオキサイド構造を形成させたことを特徴とす
るショットキバリアダイオード。 （２、特許請求の範囲第１項記載のショットキバリアダ
イオードにおいて、バリア金属層が白金、パラジウム、
イリジウム、亜鉛などの金属を蒸着させることＫよって
形成されたことを特徴とするショットキバリアダイオー
ド。 （３）特許請求の範囲第１項記載のショットキバリアダ
イオードにおいて、オーバーオキサイド用金属層がアル
ミニウム、チタン、クロムなどの金属を蒸着させること
によって形成され、次いでその上に銅、ニッケルなどの
金属層、さらに金のような金属層がそれぞれ蒸着によ多
形成されたことを特徴とするショットキバリアダイオー
ド。 （４）シリコン酸化膜を有するシリコン基板に電極窓あ
けした後、シリコンに対して密着性であるがシリコン酸
化膜には密着性でないバリア金属層を形成し、シリコン
酸化膜上のバリア金属層を選択的に除去し、次いでバリ
ア金属層とシリコン酸化膜の両者に対して密着性である
オーバーオキサイド用金属層を形成し、さらにその上に
−又は二以上の金属層を形成し、しかる後フォトエツチ
ングして多層構造のオーバーオキサイド部を形成させる
ことを特徴とするショットキバリアダイオードの製造法
。 、（５） シリコン基板の電極窓あけ時に使用したフ
ォトレジスト膜を残したままでシリコンに対して密着性
であるバリア金属層を形成し、フォトレジスト膜とその
上のバリア金属層を除去し、次いでバリア金属層とシリ
コン酸化膜の両者に対して密着性であるオーバーオキサ
イド用金属層を形成し、さらにその上に−又は二以上の
金属層を形成し、しかる後フォトエツチングして多層構
造のオーバーオキサイド部を形成させることを特徴とす
るショットキバリアダイオードの製造法。[Scope of Claims] (1) A barrier metal layer that is adhesive to silicon is provided in the electrode window opening of a silicon substrate having a silicon oxide film, and both of the barrier metal layer and the silicon oxide film are provided. 1. A Schottky barrier diode characterized in that a multilayer overoxide structure is formed by providing an overoxide metal layer that is adhesive to the metal layer and further providing one or more metal layers thereon. (2. In the Schottky barrier diode according to claim 1, the barrier metal layer is platinum, palladium,
A Schottky barrier diode characterized in that it is formed by vapor depositing a metal such as iridium or zinc. (3) In the Schottky barrier diode according to claim 1, the overoxide metal layer is formed by depositing a metal such as aluminum, titanium, or chromium, and then a metal layer such as copper or nickel is formed thereon. A Schottky barrier diode characterized in that a metal layer such as gold is further formed by vapor deposition. (4) After forming an electrode window on a silicon substrate having a silicon oxide film, a barrier metal layer that is adhesive to silicon but not to silicon oxide film is formed, and the barrier metal layer on the silicon oxide film is selectively removing, then forming an overoxide metal layer that is adhesive to both the barrier metal layer and the silicon oxide film, and then forming one or more metal layers thereon, and then photolithography. A method for manufacturing a Schottky barrier diode, which comprises etching to form an overoxide portion having a multilayer structure. , (5) Form a barrier metal layer that is adhesive to silicon while leaving the photoresist film used when forming electrode windows on the silicon substrate, remove the photoresist film and the barrier metal layer thereon, and then An overoxide metal layer that is adhesive to both the barrier metal layer and the silicon oxide film is formed, and one or more metal layers are formed thereon, and then photoetched to form an overoxide layer of the multilayer structure. A method for manufacturing a Schottky barrier diode characterized by forming an oxide portion.
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|---|---|---|---|
| JP13502181A JPS5835985A (en) | 1981-08-28 | 1981-08-28 | Schottky barrier diode and manufacture thereof |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5835985A (en) |
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1981
- 1981-08-28 JP JP13502181A patent/JPS5835985A/en active Pending
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