JPS60176281A - ショットキ障壁ダイオードの製造方法 - Google Patents
ショットキ障壁ダイオードの製造方法Info
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- JPS60176281A JPS60176281A JP60012340A JP1234085A JPS60176281A JP S60176281 A JPS60176281 A JP S60176281A JP 60012340 A JP60012340 A JP 60012340A JP 1234085 A JP1234085 A JP 1234085A JP S60176281 A JPS60176281 A JP S60176281A
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ショットキ障壁ダイオード、特に６００℃ま
で安定な略理想的酸化物絶縁無ガードショントキ障壁ダ
イオードに関する。
で安定な略理想的酸化物絶縁無ガードショントキ障壁ダ
イオードに関する。
シリコン基板上に作られた従来の酸化物絶縁無ガードシ
ョットキ障壁ダイオードは、シリコン基板に密着した近
貴金属（パラジウム、白金またはニッケル）の珪化物を
有する。ダイオード動作は基板と珪化物との境界に形成
されたポテンシャルｌｌ＠壁に依存する。第２図に従来
の無ガードショットキ障壁ダイオードの一例としてその
構造を不ず。
ョットキ障壁ダイオードは、シリコン基板に密着した近
貴金属（パラジウム、白金またはニッケル）の珪化物を
有する。ダイオード動作は基板と珪化物との境界に形成
されたポテンシャルｌｌ＠壁に依存する。第２図に従来
の無ガードショットキ障壁ダイオードの一例としてその
構造を不ず。
このダイオードは、開口を形成した５ｔＯ２の表面層（
４）を有するｎ形シリコンのウェハ（２）から成す、開
口内にＰｄ２Ｓｉの珪化物（６）を有する。表面層（４
）及び珪化物（６）はＴｉＷのような耐熱拡散障壁金属
の層（８）に被覆される。
４）を有するｎ形シリコンのウェハ（２）から成す、開
口内にＰｄ２Ｓｉの珪化物（６）を有する。表面層（４
）及び珪化物（６）はＴｉＷのような耐熱拡散障壁金属
の層（８）に被覆される。
この型のダイオードは特性が一定せず、同一のウェハ上
の個々のデバイスにより大きく変化することが判ってい
る。Ｊ’＋’ｉｋ、ダイオードの品質係数ｎは、デバイ
スの大きさ、処理過程及び幾何学的形状によって１．１
乃至３ （１が理想的）間を変化する。また、ダイオー
ドの順方向電圧特性も大きく変化する。したがって２（
１ｍ１以上のダイオードをうまくマツチングさせること
が極めて困難である。
の個々のデバイスにより大きく変化することが判ってい
る。Ｊ’＋’ｉｋ、ダイオードの品質係数ｎは、デバイ
スの大きさ、処理過程及び幾何学的形状によって１．１
乃至３ （１が理想的）間を変化する。また、ダイオー
ドの順方向電圧特性も大きく変化する。したがって２（
１ｍ１以上のダイオードをうまくマツチングさせること
が極めて困難である。
更に、この従来のダイオードの逆方向特性（降服電圧及
び漏れ電流）は理想からは程遠い、錫塩（４００℃）で
デバイス特性は一層劣化する。
び漏れ電流）は理想からは程遠い、錫塩（４００℃）で
デバイス特性は一層劣化する。
第２図に示した従来の無ガードショットキ障壁ダイオー
ドの特性不良の主な原因は、珪化物（６）の周囲にチタ
ン珪化物／シリコン酸化物／シリコン、の寄生ＭＩＳ
（Ｍｅｔａｌ Ｉ’ｎ５ｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ ）ダイオードが形成されることルこよる
と考えられる。
ドの特性不良の主な原因は、珪化物（６）の周囲にチタ
ン珪化物／シリコン酸化物／シリコン、の寄生ＭＩＳ
（Ｍｅｔａｌ Ｉ’ｎ５ｕｌａｔｏｒ Ｓｅｍ１ｃｏｎ
ｄｕｃｔｏｒ ）ダイオードが形成されることルこよる
と考えられる。
チタン珪化物及びチタン酸化物の生成温度は二酸化シリ
コンと比較して生成温度に大きな差があるため、層（８
）内のチタンは層（４）の表面領域からシリコンを抽出
し、この表面領域の、特に珪化物（６）の周囲の二酸化
シリコンは減少してこの領域に量子力学的トンネル効果
が生じる。この周辺領域は、ウェハ（２）を露出するた
めに層（４）に形成された切込の形状に依存して通電５
０乃至５００人の幅を有する。
コンと比較して生成温度に大きな差があるため、層（８
）内のチタンは層（４）の表面領域からシリコンを抽出
し、この表面領域の、特に珪化物（６）の周囲の二酸化
シリコンは減少してこの領域に量子力学的トンネル効果
が生じる。この周辺領域は、ウェハ（２）を露出するた
めに層（４）に形成された切込の形状に依存して通電５
０乃至５００人の幅を有する。
この効果は、チタンが低仕事関数を有するということに
より助長され、ｎ形シリコンの表面に電子蓄積を引起こ
す。よって、寄生ＭＩＳダイオードは非密に低い障壁を
有し、漏洩を起こし易い。
より助長され、ｎ形シリコンの表面に電子蓄積を引起こ
す。よって、寄生ＭＩＳダイオードは非密に低い障壁を
有し、漏洩を起こし易い。
したがって、本発明は、漏洩を最少にした良好な特性の
無ガードショットキ障壁ダイオードを提供するものであ
る。
無ガードショットキ障壁ダイオードを提供するものであ
る。
この発明によるショットキ障壁ダイオードは半導体材料
の表面に形成した絶縁体層に設けた開口内に金属と上記
半導体材料との化合物を形成したショットキ障壁ダイオ
ードにおいて、上記化合物の障壁画さが約０．６ ｅＶ
以上であることを特徴とするショットキ障壁ダイオード
である。
の表面に形成した絶縁体層に設けた開口内に金属と上記
半導体材料との化合物を形成したショットキ障壁ダイオ
ードにおいて、上記化合物の障壁画さが約０．６ ｅＶ
以上であることを特徴とするショットキ障壁ダイオード
である。
第１図に示した本発明によるショットキ障壁ダイオード
は、珪化物（６′）をパラジウム珪化物のような近貴金
属珪化物の代りにバナジウム（Ｖ）珪化物により形成す
る点を除いて、第２図のものと同等である。第１図のダ
イオードはｎ形シリコンのウェハ（２）から形成する。
は、珪化物（６′）をパラジウム珪化物のような近貴金
属珪化物の代りにバナジウム（Ｖ）珪化物により形成す
る点を除いて、第２図のものと同等である。第１図のダ
イオードはｎ形シリコンのウェハ（２）から形成する。
熱酸化によりウェハ２上に約８００ ｎ ｍの厚さの５
ｔ０２１１（４］を設ける。直径約１３μｍの窓（開口
） （１０）を層（４）に形成し、厚さ約１０ｎｍのＶ
（バナジウム＞ ＋＝ （１２）を層（４）上及び窓（
１０）内に真空蒸着する。次に水素と、ヘリウムのよう
な不活性ガスとを混合したフォーミング・ガス中でウェ
ハを１５分間、６００℃に加熱する。窓（１０）から露
出したシリコンにバナジウムが接触していた位置に、バ
ナジウム珪化物（ＶＳｉｚ（６′）が生成する。反応し
なかったバナジウムを化学的ニ除去り、、、Ｓ ｉ ０
２ Ｎ （４）及び珪化物（６′）上に１１層（８）を
被着する。ウェハの裏面（図ンバせず）にコンタクトを
設けるには金（八Ｕ）のスパッタリングを行う。第３図
に刀くじた上述の工程は、パラジウム（Ｐｄ）の代わり
にバナジウムを用いることと生成温度とが異なる以外は
、第２図に示した従来のダイオードの製造に用いる工程
と略同しである。
ｔ０２１１（４］を設ける。直径約１３μｍの窓（開口
） （１０）を層（４）に形成し、厚さ約１０ｎｍのＶ
（バナジウム＞ ＋＝ （１２）を層（４）上及び窓（
１０）内に真空蒸着する。次に水素と、ヘリウムのよう
な不活性ガスとを混合したフォーミング・ガス中でウェ
ハを１５分間、６００℃に加熱する。窓（１０）から露
出したシリコンにバナジウムが接触していた位置に、バ
ナジウム珪化物（ＶＳｉｚ（６′）が生成する。反応し
なかったバナジウムを化学的ニ除去り、、、Ｓ ｉ ０
２ Ｎ （４）及び珪化物（６′）上に１１層（８）を
被着する。ウェハの裏面（図ンバせず）にコンタクトを
設けるには金（八Ｕ）のスパッタリングを行う。第３図
に刀くじた上述の工程は、パラジウム（Ｐｄ）の代わり
にバナジウムを用いることと生成温度とが異なる以外は
、第２図に示した従来のダイオードの製造に用いる工程
と略同しである。
バナジウム珪化物の生成中、バナジウムが被着層（１２
）からシリコンウェハ（２）内に拡散する速度より早く
、シリコンがウェハ（２）からバナジウム層（１２）内
に拡散する。よっ゛ζ珪化物（６′）の周囲ではシリコ
ンの制御された外拡１ｌｉＬ（ｏｕＬｄｉｆｒｕｓ’ｒ
ｏｎ）が起こり、この外拡散シリコンにより低障壁の寄
生Ｔｉ／酸化物／Ｓｉダイオードの形成が阻止される。
）からシリコンウェハ（２）内に拡散する速度より早く
、シリコンがウェハ（２）からバナジウム層（１２）内
に拡散する。よっ゛ζ珪化物（６′）の周囲ではシリコ
ンの制御された外拡１ｌｉＬ（ｏｕＬｄｉｆｒｕｓ’ｒ
ｏｎ）が起こり、この外拡散シリコンにより低障壁の寄
生Ｔｉ／酸化物／Ｓｉダイオードの形成が阻止される。
熱力学的計算によれば、バナジウム珪化物の薄層（１４
）が珪化物（６′）に隣接して生成される。
）が珪化物（６′）に隣接して生成される。
ＴｉＷＩＷ（８１が被着されるとき、バナジウム珪化物
の薄層（１４）は、熱力学的にチタンが５ｉ０２がらシ
リコンを抽出することに対し゛Ｃ障壁とし°Ｃ働く。
の薄層（１４）は、熱力学的にチタンが５ｉ０２がらシ
リコンを抽出することに対し゛Ｃ障壁とし°Ｃ働く。
ＶＳｉ２／酸化物／ｎ−５ｉ、の旧Ｓダイオードは、商
漏洩電流及び市ダイオード品質係数１１＾の原因にはな
らない。なぜなら、バナジウムの仕事関数が、シリコン
ウェハの表面における電子の蓄積を阻止するに充分高い
からである。このように、バナジウム珪化物は、低障壁
Ｉ・ンネルＭＩＳダイオードを形成しない。バナジウム
を選択した理由は、その珪化物が好ましい固有障壁画さ
く０．６４５ｅν）を有し、かつ高温（６００℃まで）
で安定であること、及びシリコンノし素に接触にしたと
き単一のバナジウム珪化均相を形成することによる。
漏洩電流及び市ダイオード品質係数１１＾の原因にはな
らない。なぜなら、バナジウムの仕事関数が、シリコン
ウェハの表面における電子の蓄積を阻止するに充分高い
からである。このように、バナジウム珪化物は、低障壁
Ｉ・ンネルＭＩＳダイオードを形成しない。バナジウム
を選択した理由は、その珪化物が好ましい固有障壁画さ
く０．６４５ｅν）を有し、かつ高温（６００℃まで）
で安定であること、及びシリコンノし素に接触にしたと
き単一のバナジウム珪化均相を形成することによる。
本発明により形成された無ガード・ダイオードは、より
製造困難なガート′・グイオートとほとんど区別できな
い順方向１−Ｖ特性を有し、かつ再現性が良好であるこ
とが判った。よっ゛乙単−の集積回路（ＩＣ）基板上に
特性の一致したダイオードのベアまたはグループを形成
することは容易であり、チップ間、ウェハ間、あるいは
ラン（ｒｕｎ）間の特性のばらつきは最少にできる。ダ
イオードの逆方向特性も良好である。無ガード・デバイ
スに対して１．０６以下のダイオード品質係数ｎが容易
に達成し得る。
製造困難なガート′・グイオートとほとんど区別できな
い順方向１−Ｖ特性を有し、かつ再現性が良好であるこ
とが判った。よっ゛乙単−の集積回路（ＩＣ）基板上に
特性の一致したダイオードのベアまたはグループを形成
することは容易であり、チップ間、ウェハ間、あるいは
ラン（ｒｕｎ）間の特性のばらつきは最少にできる。ダ
イオードの逆方向特性も良好である。無ガード・デバイ
スに対して１．０６以下のダイオード品質係数ｎが容易
に達成し得る。
以上、本発明の一実施例にフいて説明したが、本発明の
要旨を逸税することなる種々の変更が可能であることば
当業者には明らかであろう。即ち、珪化物用金属につい
ては、障壁高さ、シリコンの’＋ｌａ制御された外拡散
、及び高温での安定性の面で必要な特性を有するならば
バナジウム以外の金属でもよい。例えば、熱力学的計算
によれば、珪化物の障壁高さが約０．６７ｅＶであるタ
ングステンはバナジウムの代りに用い得る。珪化物の障
壁高さは約０．８ｅＶ乃至約０．８ｅＶが望ましい。
要旨を逸税することなる種々の変更が可能であることば
当業者には明らかであろう。即ち、珪化物用金属につい
ては、障壁高さ、シリコンの’＋ｌａ制御された外拡散
、及び高温での安定性の面で必要な特性を有するならば
バナジウム以外の金属でもよい。例えば、熱力学的計算
によれば、珪化物の障壁高さが約０．６７ｅＶであるタ
ングステンはバナジウムの代りに用い得る。珪化物の障
壁高さは約０．８ｅＶ乃至約０．８ｅＶが望ましい。
（発明の効果〕
本発明によれば珪化物周囲で低障壁旧Ｓダイオードが形
成されるのを阻止するので、漏洩電流の小さい特性の良
好なショットキ障壁ダイオードが得られる。特性のばら
つきが少なく、複数のダイオードのマツチングが容易に
行なえる。また晶１１ｊ４熱性である。更に無ガードダ
イオードであるため、その製造はガードダイオードに比
べ簡単である。
成されるのを阻止するので、漏洩電流の小さい特性の良
好なショットキ障壁ダイオードが得られる。特性のばら
つきが少なく、複数のダイオードのマツチングが容易に
行なえる。また晶１１ｊ４熱性である。更に無ガードダ
イオードであるため、その製造はガードダイオードに比
べ簡単である。
第１図は、本発明による無ガートショットキ障壁ダイオ
ードの拡大断面図、第２図は従来の無ガートショットキ
障壁ダイオードの拡大断面図、第３図は本発明によるダ
イオードの製造工程を示１説明図である。 図中、（２）はシリコンウェハ、（４）は絶縁体層、（
６′）はバナジウム珪化物、（１ｏ）は開口を不ず。 ＦＩＧ、３
ードの拡大断面図、第２図は従来の無ガートショットキ
障壁ダイオードの拡大断面図、第３図は本発明によるダ
イオードの製造工程を示１説明図である。 図中、（２）はシリコンウェハ、（４）は絶縁体層、（
６′）はバナジウム珪化物、（１ｏ）は開口を不ず。 ＦＩＧ、３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体材料の表面に形成した絶縁体層に設けた開口
内に金属と上記半導体材料との化合物を形成したショッ
トキ障壁ダイオードにおいて、上記化合物の障壁面さが
約０．６ ｅＶ以上であることを特徴とするショットキ
障壁ダイオード。 ２、上記半導体材料はシリコンであり、上記金属はバナ
ジウムである特許請求の範囲第１項記載のショットキ障
壁ダイオード。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US575235 | 1984-01-30 | ||
| US06/575,235 US4622736A (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Schottky barrier diodes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176281A true JPS60176281A (ja) | 1985-09-10 |
| JPH0573067B2 JPH0573067B2 (ja) | 1993-10-13 |
Family
ID=24299475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60012340A Granted JPS60176281A (ja) | 1984-01-30 | 1985-01-25 | ショットキ障壁ダイオードの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4622736A (ja) |
| EP (1) | EP0151004B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60176281A (ja) |
| DE (1) | DE3587782T2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5229323A (en) * | 1987-08-21 | 1993-07-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing a semiconductor device with Schottky electrodes |
| US4954864A (en) * | 1988-12-13 | 1990-09-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Millimeter-wave monolithic diode-grid frequency multiplier |
| US6027954A (en) * | 1998-05-29 | 2000-02-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Gas sensing diode and method of manufacturing |
| US6690037B1 (en) | 2000-08-31 | 2004-02-10 | Agere Systems Inc. | Field plated Schottky diode |
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| US8435873B2 (en) | 2006-06-08 | 2013-05-07 | Texas Instruments Incorporated | Unguarded Schottky barrier diodes with dielectric underetch at silicide interface |
Citations (2)
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| JPS59232457A (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3560809A (en) * | 1968-03-04 | 1971-02-02 | Hitachi Ltd | Variable capacitance rectifying junction diode |
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| FR2460040A1 (fr) * | 1979-06-22 | 1981-01-16 | Thomson Csf | Procede pour realiser une diode schottky a tenue en tension amelioree |
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| JPS5749277A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-23 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture for schottky barrier diode |
| US4394673A (en) * | 1980-09-29 | 1983-07-19 | International Business Machines Corporation | Rare earth silicide Schottky barriers |
| US4395813A (en) * | 1980-10-22 | 1983-08-02 | Hughes Aircraft Company | Process for forming improved superconductor/semiconductor junction structures |
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-
1984
- 1984-01-30 US US06/575,235 patent/US4622736A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-01-25 DE DE3587782T patent/DE3587782T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-01-25 JP JP60012340A patent/JPS60176281A/ja active Granted
- 1985-01-25 EP EP85300516A patent/EP0151004B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593978A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS59232457A (ja) * | 1983-06-15 | 1984-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573067B2 (ja) | 1993-10-13 |
| EP0151004A2 (en) | 1985-08-07 |
| EP0151004B1 (en) | 1994-03-23 |
| US4622736A (en) | 1986-11-18 |
| DE3587782T2 (de) | 1994-11-03 |
| EP0151004A3 (en) | 1987-12-02 |
| DE3587782D1 (de) | 1994-04-28 |
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|---|---|---|---|
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