JPS5851552A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5851552A JPS5851552A JP15028681A JP15028681A JPS5851552A JP S5851552 A JPS5851552 A JP S5851552A JP 15028681 A JP15028681 A JP 15028681A JP 15028681 A JP15028681 A JP 15028681A JP S5851552 A JPS5851552 A JP S5851552A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
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- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 6
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は、化合物半導体のショットキー接合あるいはp
−n接合を用いた容量素子において、これらの接合の電
極とオーミック電極をくし状あるいはメツシュ状に構成
することにより、小面積で大きな容量をもちかつ耐圧の
大きな容量を提供するものである。以下に、GaAsの
ショットキー接合を用いた場合について説明する。
−n接合を用いた容量素子において、これらの接合の電
極とオーミック電極をくし状あるいはメツシュ状に構成
することにより、小面積で大きな容量をもちかつ耐圧の
大きな容量を提供するものである。以下に、GaAsの
ショットキー接合を用いた場合について説明する。
G a A sを用いた集積回路において、その・構成
素子として容量素子は不可欠のものである。G a A
sを用いて容量素子を構成する方法としては、インタ
ーディジタル方式、オーバレイ方式あるいはショットキ
ー接合あるいはp−n接合などの接合容量を用いる方式
などがある。しかしながら、インターディジタル方式で
は、例えば209Fというような大きな容量を得ること
は困難である。また、オーバレイ方式も比較的大きな容
量は得られるが、両電極間の誘電体のピンホールのため
にその大きさにも限度がある。これらに対して、ショッ
トキー接合あるいはp−n接合の接合容量を利用した容
量素子は、かなり大きなものまで作製が可能である。例
えば、I X 10 ”cm−’のキャリア濃度をもつ
G a A s上に作製したショットキー接合において
、−3Vの電圧を印加した場合、誘電体として厚さ50
00AのSio2膜を用いたオーバレイ方式容量素子に
対して、約4倍の容量が得られる。
素子として容量素子は不可欠のものである。G a A
sを用いて容量素子を構成する方法としては、インタ
ーディジタル方式、オーバレイ方式あるいはショットキ
ー接合あるいはp−n接合などの接合容量を用いる方式
などがある。しかしながら、インターディジタル方式で
は、例えば209Fというような大きな容量を得ること
は困難である。また、オーバレイ方式も比較的大きな容
量は得られるが、両電極間の誘電体のピンホールのため
にその大きさにも限度がある。これらに対して、ショッ
トキー接合あるいはp−n接合の接合容量を利用した容
量素子は、かなり大きなものまで作製が可能である。例
えば、I X 10 ”cm−’のキャリア濃度をもつ
G a A s上に作製したショットキー接合において
、−3Vの電圧を印加した場合、誘電体として厚さ50
00AのSio2膜を用いたオーバレイ方式容量素子に
対して、約4倍の容量が得られる。
しかしながら、第1図に示すようにG a A sバル
ク(、基板)1上に金属2を蒸着してノヨノトキー接合
容量を構成した場合、大きな容量は得られるが、高い耐
圧を得ることが困難である。第1図において3は基板1
とのオーミック電極、4は空乏層である。一般に、第2
図に示すように、半絶縁性G a A s基板6上に構
成された活性層6上に金属2を蒸着してショットキー接
合容量を構成した場合、第2図(a)のごとく活性層6
の厚さが厚いと、第1図のごとき基板に接合を形成した
場合と同様な耐圧を示すが、逆に活性層6の厚みが第2
図0))のごとく薄いと、耐圧が高くなることが判明し
ている。第3図は第2図の構造における活性層厚に対す
る耐圧の変化を示す。なお、ここでは活性層のキャリア
濃度は0.8〜3X10 crn の場合を示す。活性
層が3500A付近から薄くなるにつれて耐圧が大きく
なっている。
ク(、基板)1上に金属2を蒸着してノヨノトキー接合
容量を構成した場合、大きな容量は得られるが、高い耐
圧を得ることが困難である。第1図において3は基板1
とのオーミック電極、4は空乏層である。一般に、第2
図に示すように、半絶縁性G a A s基板6上に構
成された活性層6上に金属2を蒸着してショットキー接
合容量を構成した場合、第2図(a)のごとく活性層6
の厚さが厚いと、第1図のごとき基板に接合を形成した
場合と同様な耐圧を示すが、逆に活性層6の厚みが第2
図0))のごとく薄いと、耐圧が高くなることが判明し
ている。第3図は第2図の構造における活性層厚に対す
る耐圧の変化を示す。なお、ここでは活性層のキャリア
濃度は0.8〜3X10 crn の場合を示す。活性
層が3500A付近から薄くなるにつれて耐圧が大きく
なっている。
しかし活性層厚が薄いと空乏層下の抵抗が大きくなり、
ショットキー接合の周辺部のみが容量に寄与し、中央部
は容量に寄与しなくなる。このため、実効的な容量は小
さくなる。
ショットキー接合の周辺部のみが容量に寄与し、中央部
は容量に寄与しなくなる。このため、実効的な容量は小
さくなる。
本発明は、このような検討に鑑み、容量を十分大きい!
!まに維持しつつ、耐圧の大きなショットキー接合容量
を可能ならしめるものである。以下、実施例に基づいて
説明する。
!まに維持しつつ、耐圧の大きなショットキー接合容量
を可能ならしめるものである。以下、実施例に基づいて
説明する。
第4図に、本発明の一実施例にかかるくし形に構成しだ
ンヨノトキー接合容量を示す。第6図は、メソシュ状に
構成したショットキー接合容量であ。
ンヨノトキー接合容量を示す。第6図は、メソシュ状に
構成したショットキー接合容量であ。
る。第4図、第6図において第1図、第2図と同。
一部分には同一番号を付す。5は半絶縁性G a A
s基板、6はG a A s活性層を示す。また、3は
オーミック電極で容量の一方の電極を構成する。2はシ
ョット¥−接合電極で容量のもう一方の電極を構成する
。4の部分はショットキー接合に逆バイアス電圧を印加
することにより形成される空乏層領域である。7はクロ
スオーバー用の5i02膜で、8はオーミック電極3を
つなぐ配線金属である。
s基板、6はG a A s活性層を示す。また、3は
オーミック電極で容量の一方の電極を構成する。2はシ
ョット¥−接合電極で容量のもう一方の電極を構成する
。4の部分はショットキー接合に逆バイアス電圧を印加
することにより形成される空乏層領域である。7はクロ
スオーバー用の5i02膜で、8はオーミック電極3を
つなぐ配線金属である。
前述のごとく、3600.A以下の薄い活性層を用いる
ことにより、耐圧が著しく改豊できるとともに、第4図
、第5図に示すように容量素子の両電極をくし形状ある
いはメツシー状に形成することにより、ショットキー接
合の周辺長を長くすることができ、大きな容量が得られ
る。また、第4図。
ことにより、耐圧が著しく改豊できるとともに、第4図
、第5図に示すように容量素子の両電極をくし形状ある
いはメツシー状に形成することにより、ショットキー接
合の周辺長を長くすることができ、大きな容量が得られ
る。また、第4図。
第5図では周辺長を使うため、深い逆・くイアスを印加
してその容量値はあまり変化しない。
してその容量値はあまり変化しない。
以下に、本発明の具体例について説明する。半絶縁性G
a A s上に活性層6として厚さ2000人のエピ
タキシ、ヤル層をもつ基板を用いた。活性層6のキャリ
ア濃度f’f I X 10−”cm−’である。
a A s上に活性層6として厚さ2000人のエピ
タキシ、ヤル層をもつ基板を用いた。活性層6のキャリ
ア濃度f’f I X 10−”cm−’である。
くし形状容量のパターンの例すなわち第4図と同様の例
を第6図に示す。くし形状容量ノ(ターンのフィンガー
長は200μmとした。オーミック電極3.ショットキ
ー電極2の幅は共に2μmとし、両電極間隔は4μmと
しだ。電極のフィンガー数は50本とした。この場合、
電極2で形成されるショットキー接合の全周辺長は、は
ぼ 200 (pm ) x 2 x 60 = 2000
0 (μm )となる。また、容量の占有面積は、約2
50X300μm2である。
を第6図に示す。くし形状容量ノ(ターンのフィンガー
長は200μmとした。オーミック電極3.ショットキ
ー電極2の幅は共に2μmとし、両電極間隔は4μmと
しだ。電極のフィンガー数は50本とした。この場合、
電極2で形成されるショットキー接合の全周辺長は、は
ぼ 200 (pm ) x 2 x 60 = 2000
0 (μm )となる。また、容量の占有面積は、約2
50X300μm2である。
メツシュ状容量のパターンの例すなわち第6図と同様の
例を第7図に示す。オーミック電極は5×6μmの正方
形で構成されており、ショットキー電極2は幅2μm1
間隔13μmの格子状に構成されている。両電極2.3
間の間隔は4μmである。
例を第7図に示す。オーミック電極は5×6μmの正方
形で構成されており、ショットキー電極2は幅2μm1
間隔13μmの格子状に構成されている。両電極2.3
間の間隔は4μmである。
また、各正方形pオーミック電極゛′3間は、配線8に
よりショットキー電極と同様の格子状に接続されている
。各セルにおけるンヨノトキー接合の周辺長は、13(
μm)X4=52(μm)である。本実施例はこのセル
を縦に20個、横に20個並べて構成されている。その
結果、ショットキー接合の全周辺長は、はぼ 62(μm)x20x20=20800(μm)となる
。一方、この容量の占有面積は、約300×300μm
2 である。
よりショットキー電極と同様の格子状に接続されている
。各セルにおけるンヨノトキー接合の周辺長は、13(
μm)X4=52(μm)である。本実施例はこのセル
を縦に20個、横に20個並べて構成されている。その
結果、ショットキー接合の全周辺長は、はぼ 62(μm)x20x20=20800(μm)となる
。一方、この容量の占有面積は、約300×300μm
2 である。
第8図に、本実施例のくし形状容量およびメツシュ状容
量の容楡−電圧特性を示す。逆方向・(イアスミ圧3v
で、くし形状容量およびメツシー状容量はそれぞれ23
.7pF、21.2pFの値を示しだ。
量の容楡−電圧特性を示す。逆方向・(イアスミ圧3v
で、くし形状容量およびメツシー状容量はそれぞれ23
.7pF、21.2pFの値を示しだ。
第9図には、本実施例のくし形状容量およびメツシー状
容量の逆耐圧特性(5)を示す。同図には、ノくルクG
aAs(キャリア濃度1X1017ffi−3)上に同
様にショットキー接合を作製した場合の逆耐圧特性中)
も同時に示す。この図より、本発明にかかるくし状又は
メソシュ状で望ましくは薄い活性層を用いた容量の方が
、はるかに耐圧が大きくなっていることがわかる。なお
、電極2.3ともくし状もしくはメソシュ状である必要
はなく、少くともショットキー電極2がこの構造であれ
ばよい。
容量の逆耐圧特性(5)を示す。同図には、ノくルクG
aAs(キャリア濃度1X1017ffi−3)上に同
様にショットキー接合を作製した場合の逆耐圧特性中)
も同時に示す。この図より、本発明にかかるくし状又は
メソシュ状で望ましくは薄い活性層を用いた容量の方が
、はるかに耐圧が大きくなっていることがわかる。なお
、電極2.3ともくし状もしくはメソシュ状である必要
はなく、少くともショットキー電極2がこの構造であれ
ばよい。
以上述べたように、本発明はG a A s等の化合物
半導体の薄い活性層上に構成したショットキー接合を用
いた容量において、ショットキー電極の電極をくし形状
あるいはメツシー状に構成することにより、小面積で容
量が大きく、しかも耐圧の十分に大きい容量を提供する
ものであり、G a A s等の化合物半導体を用いた
モノリンツクIC等における受動素子への応用において
極めて実用効果が大きいものである。なお、以上の説明
では、ショットキー接合を用いた容量で説明したが、p
−n接合の容量の場合であっても同様の効果が可能であ
る。
半導体の薄い活性層上に構成したショットキー接合を用
いた容量において、ショットキー電極の電極をくし形状
あるいはメツシー状に構成することにより、小面積で容
量が大きく、しかも耐圧の十分に大きい容量を提供する
ものであり、G a A s等の化合物半導体を用いた
モノリンツクIC等における受動素子への応用において
極めて実用効果が大きいものである。なお、以上の説明
では、ショットキー接合を用いた容量で説明したが、p
−n接合の容量の場合であっても同様の効果が可能であ
る。
第1図はバルクG a A s上に金属を蒸着したショ
ットキー接合容量の断面図、第2図(−) 、 (b)
は半絶縁性GaAs上の厚い活性層、薄い活性層上に構
成したショットキー接合容量の断面図、第3図は活性層
厚に対する耐圧の変化を示す図、第4図(5)。 第6図^はそれぞれ本発明の実施例にかかるショットキ
ー電極とオーミック電極をくし状およびメツシー状に構
成したショットキー接合容量の要部概略平面図、第4図
03)、第6図(B)はそれぞれ同(パノIV−IV’
線、v−v’線断面図、第6図、第7図はそれぞれ本発
明の実施例にかかるくし形状およびメンノー状/ヨツト
キー接合容量の概略平面パターン図、第8図は本発明の
一実施例のショットキー接合容量の容量−電圧特性図、
第9図は本発明のショットキー接合容量(5)およびバ
ルクG a A s上に構成した7ヨノトキ一接合容量
(B)の逆方向電流−電圧特性図である。 2・・・・・ショットキー電極、3・・・・・オーミッ
ク電極、4・・・・空乏層、6・・・・・半絶縁性G
a A s基板、6・・・・−G a A s活性層、
7・・・・・クロスオーバ用5102.8・・・・配線
金属。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 (a)
(bン第3図 活性4尊(A) 第4図 第5図 64ノ
01ン第6図 第7図
ットキー接合容量の断面図、第2図(−) 、 (b)
は半絶縁性GaAs上の厚い活性層、薄い活性層上に構
成したショットキー接合容量の断面図、第3図は活性層
厚に対する耐圧の変化を示す図、第4図(5)。 第6図^はそれぞれ本発明の実施例にかかるショットキ
ー電極とオーミック電極をくし状およびメツシー状に構
成したショットキー接合容量の要部概略平面図、第4図
03)、第6図(B)はそれぞれ同(パノIV−IV’
線、v−v’線断面図、第6図、第7図はそれぞれ本発
明の実施例にかかるくし形状およびメンノー状/ヨツト
キー接合容量の概略平面パターン図、第8図は本発明の
一実施例のショットキー接合容量の容量−電圧特性図、
第9図は本発明のショットキー接合容量(5)およびバ
ルクG a A s上に構成した7ヨノトキ一接合容量
(B)の逆方向電流−電圧特性図である。 2・・・・・ショットキー電極、3・・・・・オーミッ
ク電極、4・・・・空乏層、6・・・・・半絶縁性G
a A s基板、6・・・・−G a A s活性層、
7・・・・・クロスオーバ用5102.8・・・・配線
金属。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 (a)
(bン第3図 活性4尊(A) 第4図 第5図 64ノ
01ン第6図 第7図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 0)半絶縁基板上に化合物半導体からなる活性層を有し
、前記活性層上にショットキー接合またはp−n接合を
櫛形状あるいはメツシー状に形成したことを特徴とする
半導体装置。 少)活性層が350Of!−以下の厚みを有することを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15028681A JPS5851552A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15028681A JPS5851552A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5851552A true JPS5851552A (ja) | 1983-03-26 |
JPH0145747B2 JPH0145747B2 (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=15493653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15028681A Granted JPS5851552A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5851552A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59105341A (ja) * | 1982-12-09 | 1984-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | インタデイジタルキヤパシタ |
US4998147A (en) * | 1989-07-31 | 1991-03-05 | Motorola, Inc. | Field effect attenuator devices having controlled electrical lengths |
US6822312B2 (en) * | 2000-04-07 | 2004-11-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Interdigitated multilayer capacitor structure for deep sub-micron CMOS |
US6974744B1 (en) | 2000-09-05 | 2005-12-13 | Marvell International Ltd. | Fringing capacitor structure |
US6980414B1 (en) | 2004-06-16 | 2005-12-27 | Marvell International, Ltd. | Capacitor structure in a semiconductor device |
WO2011158486A1 (ja) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP15028681A patent/JPS5851552A/ja active Granted
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59105341A (ja) * | 1982-12-09 | 1984-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | インタデイジタルキヤパシタ |
US4998147A (en) * | 1989-07-31 | 1991-03-05 | Motorola, Inc. | Field effect attenuator devices having controlled electrical lengths |
US6822312B2 (en) * | 2000-04-07 | 2004-11-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Interdigitated multilayer capacitor structure for deep sub-micron CMOS |
US6974744B1 (en) | 2000-09-05 | 2005-12-13 | Marvell International Ltd. | Fringing capacitor structure |
US9017427B1 (en) | 2001-01-18 | 2015-04-28 | Marvell International Ltd. | Method of creating capacitor structure in a semiconductor device |
US6980414B1 (en) | 2004-06-16 | 2005-12-27 | Marvell International, Ltd. | Capacitor structure in a semiconductor device |
US7116544B1 (en) | 2004-06-16 | 2006-10-03 | Marvell International, Ltd. | Capacitor structure in a semiconductor device |
US7578858B1 (en) | 2004-06-16 | 2009-08-25 | Marvell International Ltd. | Making capacitor structure in a semiconductor device |
US7988744B1 (en) | 2004-06-16 | 2011-08-02 | Marvell International Ltd. | Method of producing capacitor structure in a semiconductor device |
US8537524B1 (en) | 2004-06-16 | 2013-09-17 | Marvell International Ltd. | Capacitor structure in a semiconductor device |
WO2011158486A1 (ja) * | 2010-06-15 | 2011-12-22 | パナソニック株式会社 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0145747B2 (ja) | 1989-10-04 |
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