JPS5851552A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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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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JP
Japan
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junction
electrode
active layer
capacity
schottky
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JP15028681A
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JPH0145747B2 (ja
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Masahiro Nishiuma
西馬 正博
Shutaro Nanbu
修太郎 南部
Masahiro Hagio
萩尾 正博
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

  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。
JP15028681A 1981-09-22 1981-09-22 半導体装置 Granted JPS5851552A (ja)

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JPH0145747B2 (ja) 1989-10-04

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