JPS60192363A - シヨツトキ障壁接合の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はショットキ障壁接合の製造方法に関するもので
ある。

（従来技術とその問題点） シ璽ットキ障壁凰ダイオードやショットキ障壁型電界効
果トランジスタに用いられて員るショットキ障壁接合の
実効的な障壁高さを制御する方法としては、ショットキ
障壁電極材料Ｃ金属や金属シリサイド等）を変える方法
と、第１図に示した様に、例えばシリコン基板１１と絶
縁層１２の開口部に設けられたショットキ障壁電極１３
との界面に極めて薄い不純物ドーピング層１４を形成す
る方法、とが知られている。後者の方法においては、不
純物ドーピング層１４を形成する方法として今迄イオン
注入法が検討されてきた。その理由は、不純物を半導体
基板中へ不純物を直接熱拡散する方法では、ショットキ
障壁高さを制御するのに必要な極めて浅い拡散層（ショ
ットキ障壁電極とシリコンとの界面から高々１５０人以
内の深さ）を実現することが不可能であったが、イオン
注入法では、イオンの加速電圧を下げることや反跳注入
法と呼ばれる方法により比較的容易にその様な極めて浅
いドーピング層を形成することが可能であるからである
。しかし、イオン注入法においては、ショットキ障壁高
傍の半導体結晶中にイオン注入によって引起される結晶
欠陥が生じるため、該結晶欠陥を回復させるための高温
熱処理を行うと不純物が再分布してしまい結局浅いドー
ピング層を形成できないという問題があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記従来の方法における問題点を解決
した新規なショットキ障壁接合の形成方法、具体的には
、ショットキ障壁の実効的高さの制御方法を提供するこ
とである。

（発明の概要） 本発明による方法は、半導体層の所定の部分にショット
キ障壁接合を形成する工程と、該ショットキ障壁電極を
通して不純物をショットキ障壁層極く近傍の半導体中に
熱拡散せしめる工程を含むことを特徴とするものである
。

本発明による方法によれば、ショットキ障壁の実効的高
さを制御するのに必要な不純物ドーピング層（第１図１
４）は、ショットキ障壁電極１３形成後に該ショットキ
障壁電極１３を通して熱拡散法によって行われるので、
従来のイオン注入法において問題となったイオン注入損
傷は生じないし、該不純物熱拡散工程以後の熱処理工程
の温度を該熱拡散温度以下に制限することが可能である
ので極めて浅い不純物ドーピング層を実現することがで
きる。

（実施例の説明） 以下、本発明による方法の実施例を図を用いて説明する
。

（第１の実施例） 第１の実施例として、ショット障壁型ダイオードへの応
用について説明する。先ず第２図（ａ）に示した様に１
　ｎ型単結晶シリコン基板２１に通常の熱酸化法により
厚さ０．５μｍの酸化シリコン膜２２を形成した後、シ
ョットキ障壁型ダイオードを形成すべき領域に開口２３
を設ける。次にスパッタリング法により４０ＯＡの厚さ
のモリブデン膜２４を堆積しく（ｂ）図）、第２図（ｃ
）　Ｋ示した様に１００ｋｅＶのシリコンイオン２５を
５Ｘ１０　ｃｍだけイオン注入し、モリブデン膜２４と
シリコン基板２１との接触部においてモリブデンとシリ
コンとを混合させることにより混合層２６を形成する。

該シリコンイオン注入による混合層の形成は、次に行う
熱処理においてモリブデンとシリコン基板とを均一に反
応させ、均一なモリブデンシリサイド層を形成するため
に効果的なものであるが、必ずしもこの方法でなければ
ならないものではない。１料の種類等によっては、シリ
コン基板と金属膜とをそのまま熱処理してシリサイドを
形成する方法や超高真空中でシリコン基板表面を清浄化
してからそのまま上にシリサイドを形成する方法等でも
よい。次に第２図（ｄ）に示した様に５５０℃の水素ガ
ス中で２０分間熱処理を行うととＫより開口部しておい
てのみモリブデンとシリコンとを反応させてモリブデン
シリサイドｇｚｒを形成する。

次に過酸化水素水を用いて熱酸化膜２２上に残っている
未反応なモリブデン膜２４′を選択的にエツチングした
後、１０００℃の窒素雰囲気中で２０分間の熱処理を行
うことＫよシ前記シリコンイオン注入によって発生した
シリコン基板中の結晶欠陥を除去し、更に窒化ホウ素を
拡散源として８５０℃で２０分間ホウ素をモリブデンシ
リサイド層２７（５） を通じて熱拡散することによ如極めて浅いホウ素拡散層
２８を形成する（第２図（ｅ））。最後に２％シリコン
を含有するアルミニウム薄膜をスパッタリングによって
堆積した後、ホトエツチング技術を用いて電極２９に加
工した後、４５０℃の水素ガス中で３０分間熱処理を行
うことによ如、アルミニウム膜とモリブデンシリサイド
膜との密着性を向上させ、かつスパッタリングによって
生じた製したショットキ障壁型ダイオードの実効的障壁
高さは、電流・電圧特性よシ評価し約０．７ｅＶを得た
。この値は上記実施例において本発明によるシリサイド
を通してのホウ素の熱拡散を行わずに従来法で製作した
ショットキ障壁型ダイオードの障壁高さ約０．５５ａＶ
ＩＣ対して約α１５ｅＶ大きく、本発明による方法の有
効性が確認された。

（第２の実施例） 次に第２の実施例について述べる。第２の実施例におい
ては、第１の実施例における第２図（ａ）（６） 〜（ｄ）において示した様が工程を行い、第３図（ａ）
に示した様ＩＣｎ型単結晶シリコン基板３１上の熱酸化
膜３２の開口部、即ちショットキ障壁型ダイオードを形
成すべき領域に選択的にモリブデンシリサイド電極３３
を形成する。次にモリブデンシリサイドをターゲットと
したスパッタリング法により厚さ０４μｍのモリブデン
シリサイド膜を堆積した後、ホトエツチング法を用いて
モリブデンシリサイド配線３４を形成し、更に化学蒸着
法を用いて酸化シリコン膜３５を堆積した後、ホトエツ
チング技術を用いて開口３６設ける。

次に第３図（′０）に示した様に該開口３６より塩化ホ
ウ素を含む雰囲気中でモリブデンシリサイド配線３４及
びモリブデンシリサイド電極３３を通じてホウ素を拡散
することによりショットキ障壁電極３３に接するシリコ
ン領域に極めて浅いホウ素拡散層３７を形成し、ショッ
トキ障壁の実効高さを約０．１ｅＶ増加させることが出
来た。

この第２の実施例において述べた方法では、ショットキ
障壁高さを制御するための不純物は配線を通して行われ
ているので、ショットキ障壁型ダイオードを含む集積回
路装置への応用においては特に効果が大きい。

この様に配線を通して該配線につながる電極に接するシ
リコン基板中の極めて浅い領域に低濃度に不純物を拡散
し得るのは、多結晶の配線中での不純物の横方向拡散が
、シリコン基板中では実質的に殆ど拡散し得ない様な低
温においても著しく太きいというととＫよるものである
ので、本実施例において用いたもの以外の材料の電極、
配線、（多結晶のチタンシリサイド、タングステンシリ
サイド、タンタルシリサイドなど）、半導体材料及び不
純物の種類に対しても本発明による方法が有効であるこ
とは明らかである。

また、前記実施例ではシリコン基板上にショットキ接合
を形成したが、本発明はＳＯ８基板やＳＯＩ基板に対し
てももちろん適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ショットキ障壁型ダイオードの実効的障壁高
さを制御する構造の断面略図。第２図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（、）、（ｆ）、及び第３図（ａ）、
缶）は、本発明による方法の実施例における主要工程を
説明するための断面略図。 １１．２１．３１・・・　シリコン基板、１３．２７．
３３・・・　ショットキ障壁電極、１４．２８．３７・
・・　不純物ドーピング層。 （９） 第１図 第２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体層の所定の部分にショットキ障壁接合を形成する
   工程と、該ショットキ障壁接合のショットキ障壁電極を
   通して不純物をショットキ障壁層極く近傍の半導体中に
   熱拡散せしめる工程とを含むことを特徴とするショット
   キ障壁接合の製造方法。