JPS60219765A - シヨツトキ−障壁電極 - Google Patents
シヨツトキ−障壁電極Info
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- JPS60219765A JPS60219765A JP59077035A JP7703584A JPS60219765A JP S60219765 A JPS60219765 A JP S60219765A JP 59077035 A JP59077035 A JP 59077035A JP 7703584 A JP7703584 A JP 7703584A JP S60219765 A JPS60219765 A JP S60219765A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
- H01L29/475—Schottky barrier electrodes on AIII-BV compounds
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体としてのヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）と
の間にショットキー障壁を形成するショットキー障壁電
極の構造に関するものである。
の間にショットキー障壁を形成するショットキー障壁電
極の構造に関するものである。
ＧａＡｓ Ｋ形成されたショットキー障壁を利用する素
子には電界効果トランジスタ（ＦＩＴ）、インバットダ
イオード、ショットキーダイオードなど数多くある。そ
して、これらに用いられている従来のショットキー障壁
電極としては白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａ／）など
比較的融点の低い金属で形成されていた。
子には電界効果トランジスタ（ＦＩＴ）、インバットダ
イオード、ショットキーダイオードなど数多くある。そ
して、これらに用いられている従来のショットキー障壁
電極としては白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａ／）など
比較的融点の低い金属で形成されていた。
一方、上記素子、特にショットキー障壁ゲートを有する
ＧａＡｓ ＰＫＴを耐環境性の要求される装置へ使用す
る必要性の増大につれ、 ＧａＡｓ と熱的に安定な耐
熱性ショットキー障壁電極材料が注目され、このような
材料としてはタングステン（Ｗ）。
ＧａＡｓ ＰＫＴを耐環境性の要求される装置へ使用す
る必要性の増大につれ、 ＧａＡｓ と熱的に安定な耐
熱性ショットキー障壁電極材料が注目され、このような
材料としてはタングステン（Ｗ）。
タンタル（’ｒａ）＋これらのシリサイド、チタン（Ｔ
１）合金などが従来使用されてきた。
１）合金などが従来使用されてきた。
以下、ＧａＡｓショットキー障壁ダイオードを例にとっ
て説明する。喀１図は従来の耐熱性ショットキー障壁ダ
イオードの構成を示す断面図で、（１）はキャリヤ濃度
が例えば１×ｌＯ１０ｌ８１０のｎ形ＧａＡθ基板、（
２）はその一方の主面上に形成され例えば１ＸＩＯ／ａ
ｍ のキャリヤ濃度を有するｎ形Ｇａ Ａｓ動作層、（
３）けこのｎ形ＧａＡθ動作層（２）上に形成され。
て説明する。喀１図は従来の耐熱性ショットキー障壁ダ
イオードの構成を示す断面図で、（１）はキャリヤ濃度
が例えば１×ｌＯ１０ｌ８１０のｎ形ＧａＡθ基板、（
２）はその一方の主面上に形成され例えば１ＸＩＯ／ａ
ｍ のキャリヤ濃度を有するｎ形Ｇａ Ａｓ動作層、（
３）けこのｎ形ＧａＡθ動作層（２）上に形成され。
例えばタングステンシリサイドからなるショットキー障
壁電極、（４）はｎ形Ｇａｌ＋基板（１）の他方の主面
上に形成され１例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇ＠
）との合金からなるオーミック電極である。
壁電極、（４）はｎ形Ｇａｌ＋基板（１）の他方の主面
上に形成され１例えば金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇ＠
）との合金からなるオーミック電極である。
ショットキー障壁の特性は、オーミック電極（４）に対
してショットキー障壁電極（３）に正の電位を印加した
ときの１両電極（３）、 （４）間の電流・電圧特性か
らまり、その電流・電圧特性は次式で表わされる。
してショットキー障壁電極（３）に正の電位を印加した
ときの１両電極（３）、 （４）間の電流・電圧特性か
らまり、その電流・電圧特性は次式で表わされる。
ここで、Ｉｆ：両電極ｆ３）、 （４３間を流れる電流
ｖｆ：両電甑電極１ 、 （４）間に印加された電圧Ｓ
ニジヨツトキー障壁電極（３）の面積Ａ０Ｘ実効リチャ
ードソン定数 Ｔ：絶対温度 に：ボルツマン定数 ｎ：ｎ値 φＢ＝障壁高さ である。
ｖｆ：両電甑電極１ 、 （４）間に印加された電圧Ｓ
ニジヨツトキー障壁電極（３）の面積Ａ０Ｘ実効リチャ
ードソン定数 Ｔ：絶対温度 に：ボルツマン定数 ｎ：ｎ値 φＢ＝障壁高さ である。
そして、ショットキー障壁の良否はｎ値および障壁高さ
φ１によって判断でき、ｎ値が１に近い程。
φ１によって判断でき、ｎ値が１に近い程。
また障壁高さφ□が大きい程、良好な特性を示す。
箸１図に示した従来の耐熱性ショットキー障壁ダイオー
ドでのｎ１ｉｌおよび障壁高さφＢは１例えば。
ドでのｎ１ｉｌおよび障壁高さφＢは１例えば。
温度８００℃での３０分間の熱処理後で、それぞれ１．
１および０．７４θＶである。この障壁高さはＰｔ 、
Ａ／などを電極として構成されたショットキー障壁の
障壁高さが０．８ｅＶ以上であるのに比して０．０５ｅ
Ｖ以上低い。
１および０．７４θＶである。この障壁高さはＰｔ 、
Ａ／などを電極として構成されたショットキー障壁の
障壁高さが０．８ｅＶ以上であるのに比して０．０５ｅ
Ｖ以上低い。
このように、従来の耐熱性ショットキー障壁電極材料で
形成されたＧａＡｅ上のショットキー障壁は障壁高さφ
３が小さく、論理集積回路に適用した場合、論理電圧振
幅が大きくとれないこと、ＦＥＴのしきい値電圧マージ
ンが小さいこと、更に、ショットキー障壁自体のリーク
電流が大きいことという問題があった。
形成されたＧａＡｅ上のショットキー障壁は障壁高さφ
３が小さく、論理集積回路に適用した場合、論理電圧振
幅が大きくとれないこと、ＦＥＴのしきい値電圧マージ
ンが小さいこと、更に、ショットキー障壁自体のリーク
電流が大きいことという問題があった。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、シ
ョットキー障壁電極を比較的低融点の金属からなる第ユ
の電極と、その上に形成され高融点金属からなる第２の
電極との２層構造とするととＫよって、耐熱性を保持し
つつ、障壁高さの大きいショットキー障壁電極の構造を
提供するものである。
ョットキー障壁電極を比較的低融点の金属からなる第ユ
の電極と、その上に形成され高融点金属からなる第２の
電極との２層構造とするととＫよって、耐熱性を保持し
つつ、障壁高さの大きいショットキー障壁電極の構造を
提供するものである。
第２図はこの発明の一実施例の１１！成を示す断面図で
、第１図の従来例と同一符号は同等部分を示し、その重
複説明は避ける。（５）はｎ形ＧａＡａ動作層（２）の
上に直接形成された、厚さ１５０Å以下のチタン膜から
なる第１の電極で、タングステンシリサイドからなる電
極（第２の電極）（３）はその上く形成され、この実施
例のショットキー障壁電極は第１の電極（５ンと蛤２の
電極（３）との２層構造をなしている。
、第１図の従来例と同一符号は同等部分を示し、その重
複説明は避ける。（５）はｎ形ＧａＡａ動作層（２）の
上に直接形成された、厚さ１５０Å以下のチタン膜から
なる第１の電極で、タングステンシリサイドからなる電
極（第２の電極）（３）はその上く形成され、この実施
例のショットキー障壁電極は第１の電極（５ンと蛤２の
電極（３）との２層構造をなしている。
第３図はこの実施倒置なるショットキー障壁の熱処理＠
後の電流・電圧特性を示す図で１曲線Ａは熱処理前１曲
線Ｂは温度８００℃で３０分間熱処理した後の特性であ
る。熱処理前および後のｎ値はそれぞれ１．０８および
１．Ｍであり、熱処理前および後の障壁高さφ３はそれ
ぞれ０．８０８ｅＶおよび０、８１３ｅＶであって、熱
処理によってショットキー障壁特性はむしろ改善されて
おり、このショットキー障壁電極構造が良好な耐熱性を
有していることが判る。障壁高さφ３も熱処理ｌｉｅ
０．８１３ｅＶと、従来の耐熱性ショットキー障壁電極
構造の値に比して０．０６ｅＶ以上大きい。
後の電流・電圧特性を示す図で１曲線Ａは熱処理前１曲
線Ｂは温度８００℃で３０分間熱処理した後の特性であ
る。熱処理前および後のｎ値はそれぞれ１．０８および
１．Ｍであり、熱処理前および後の障壁高さφ３はそれ
ぞれ０．８０８ｅＶおよび０、８１３ｅＶであって、熱
処理によってショットキー障壁特性はむしろ改善されて
おり、このショットキー障壁電極構造が良好な耐熱性を
有していることが判る。障壁高さφ３も熱処理ｌｉｅ
０．８１３ｅＶと、従来の耐熱性ショットキー障壁電極
構造の値に比して０．０６ｅＶ以上大きい。
なお、上記実施例ではチタンの第１の電極とタングステ
ンシリサイドの第２の電極との２層ｌｌＩ造の場合につ
いて説明したが、第１の電極にはチタンの代りに白金、
ニッケルなどの比較的融点の低す金属を用い、＄２の電
極としてタングステンシリサイドの代りに、タンタルシ
リサイド、チタンタングステンシリサイドなどの高融点
金属を用いても同等の効果が得られることは確認済であ
る。
ンシリサイドの第２の電極との２層ｌｌＩ造の場合につ
いて説明したが、第１の電極にはチタンの代りに白金、
ニッケルなどの比較的融点の低す金属を用い、＄２の電
極としてタングステンシリサイドの代りに、タンタルシ
リサイド、チタンタングステンシリサイドなどの高融点
金属を用いても同等の効果が得られることは確認済であ
る。
また、＠ｌの電極は複数種の比較的低融点金属の組合せ
にしてもよく、また第２の電極も複数種の高融点金属の
組合わせにしてもよい。
にしてもよく、また第２の電極も複数種の高融点金属の
組合わせにしてもよい。
以上説明したように、この発明になるショットキー障壁
電極では比較的抵融点の金属からなる第１の電極とその
上に形成され高融点金属からなる第２の電極との２層構
造にしたので、耐熱性を保持しつつ、高い障壁高さが得
られる。
電極では比較的抵融点の金属からなる第１の電極とその
上に形成され高融点金属からなる第２の電極との２層構
造にしたので、耐熱性を保持しつつ、高い障壁高さが得
られる。
第１図は従来の耐熱性ショットキー障壁ダイオードの構
成を示す断面図、第２図はこの発明の一実施例の構成を
示す断面図、鴫３図はこの実施例になるショットキー障
壁の熱処理前後の電流・電圧特性を示す図である。 図におりて、（１）けＧａＡｓ基板、（２）はＧａＡｓ
動作層。 （３）は第２の劃１ｉ５）は第１の電極である。 なお１図中同一筒号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 第２図 Ｐｌ＃ ｌ Ｉ％Ｔ ｆ ｈ （Ｖ）
成を示す断面図、第２図はこの発明の一実施例の構成を
示す断面図、鴫３図はこの実施例になるショットキー障
壁の熱処理前後の電流・電圧特性を示す図である。 図におりて、（１）けＧａＡｓ基板、（２）はＧａＡｓ
動作層。 （３）は第２の劃１ｉ５）は第１の電極である。 なお１図中同一筒号は同一または相当部分を示す。 代理人 大岩増雄 第１図 第２図 Ｐｌ＃ ｌ Ｉ％Ｔ ｆ ｈ （Ｖ）
Claims (2)
- （１） ヒ化ガリウム層に直接接触する比較的低融点金
属からなる第１の電極と、この＃ＩＪ１の電甑上に形成
された高融点金属からなる箔２の電極との２層構造をな
すことを特徴とするショットキー障壁電極。 - （２）第１の電極は複数種の比較的低融点金属層からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のショッ
トキー障壁電極。 ＋３１＠２の電極は複数種の高融点金属層からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項またはＦＡ２項記載
のショットキー障壁電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077035A JPS60219765A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | シヨツトキ−障壁電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59077035A JPS60219765A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | シヨツトキ−障壁電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60219765A true JPS60219765A (ja) | 1985-11-02 |
Family
ID=13622499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59077035A Pending JPS60219765A (ja) | 1984-04-16 | 1984-04-16 | シヨツトキ−障壁電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60219765A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6271281A (ja) * | 1985-09-24 | 1987-04-01 | Nec Corp | 化合物半導体装置 |
| JPH02155271A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-14 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| US5693560A (en) * | 1994-09-27 | 1997-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device electrode |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227270A (en) * | 1975-08-26 | 1977-03-01 | Nec Corp | Metal-semiconductor rectifier junction manufacturing process |
| JPS5294773A (en) * | 1976-02-05 | 1977-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor element and its manufacture |
| JPS57180184A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-06 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method for fet |
-
1984
- 1984-04-16 JP JP59077035A patent/JPS60219765A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5227270A (en) * | 1975-08-26 | 1977-03-01 | Nec Corp | Metal-semiconductor rectifier junction manufacturing process |
| JPS5294773A (en) * | 1976-02-05 | 1977-08-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor element and its manufacture |
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| US5693560A (en) * | 1994-09-27 | 1997-12-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device electrode |
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