JPS61147581A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS61147581A JPS61147581A JP26841884A JP26841884A JPS61147581A JP S61147581 A JPS61147581 A JP S61147581A JP 26841884 A JP26841884 A JP 26841884A JP 26841884 A JP26841884 A JP 26841884A JP S61147581 A JPS61147581 A JP S61147581A
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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
- H01L29/66—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
- H01L29/861—Diodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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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〕
この発明は半導体装置に係り、特にシリコン整流素子で
、ｐｎダイオードと同じレベルの整流特性とショットキ
バリア・ダイオードのような応答の速さが要求される回
路に用いられるものである。
、ｐｎダイオードと同じレベルの整流特性とショットキ
バリア・ダイオードのような応答の速さが要求される回
路に用いられるものである。
従来、第８図に示されるように、シリコン基板（１０１
）の１方の主面にポリシリコン層（１０２）を形成し、
これにアルミニウム電極（１０３）を設けて、アルミニ
ウム電極／ポリシリコン／シリコン基板の構造を作った
場合、アルミニウムーポリシリコン間にショットキバリ
アが形成されることは従来から知られていた。しかし、
この場合、アルミニウムシンタを施すと極度に耐圧が低
下し、応答も速くないのでほとんど用いられていない。
）の１方の主面にポリシリコン層（１０２）を形成し、
これにアルミニウム電極（１０３）を設けて、アルミニ
ウム電極／ポリシリコン／シリコン基板の構造を作った
場合、アルミニウムーポリシリコン間にショットキバリ
アが形成されることは従来から知られていた。しかし、
この場合、アルミニウムシンタを施すと極度に耐圧が低
下し、応答も速くないのでほとんど用いられていない。
従って、整流素子としては第９図に示される小信号で応
答が速いショットキバリア・ダイオードか、ｐｎ接合ダ
イオード（図示省略）が一般に用いられている。なお、
第８図における（１０４）はｎ１層で前記ポリシリコン
層（１０２）に形成されたゲート側電極（１０３）に対
し、シリコン基（１０１）の他主面に形成されたコレク
タ側電極（１０５）にコンタクトをとるために必要に応
じて形成されるシリコン基板と同導電型高濃度層、また
（１０７）はポリシリコン層（１０２）上を覆い電極を
設けるための開孔を有する酸化シリコン層である。また
、第９図における電極（１１３）はシリコン基板とショ
ットキ接合を形成する例えばモリブデン層で形成される
。
答が速いショットキバリア・ダイオードか、ｐｎ接合ダ
イオード（図示省略）が一般に用いられている。なお、
第８図における（１０４）はｎ１層で前記ポリシリコン
層（１０２）に形成されたゲート側電極（１０３）に対
し、シリコン基（１０１）の他主面に形成されたコレク
タ側電極（１０５）にコンタクトをとるために必要に応
じて形成されるシリコン基板と同導電型高濃度層、また
（１０７）はポリシリコン層（１０２）上を覆い電極を
設けるための開孔を有する酸化シリコン層である。また
、第９図における電極（１１３）はシリコン基板とショ
ットキ接合を形成する例えばモリブデン層で形成される
。
さらに、第１０図に示されるショットキバリア・ダイオ
ードが提供されている。これは、上記第９図に示された
ショットキバリア・ダイオードの酸化シリコン層（１０
６）がシリコン基板（ｌｏｔ）に酸素がドープされたポ
リシリコン層（１１２）を介し積層形成されている。こ
の構造の特徴は、第６図の円で囲む部分をさらに拡大し
て示す第７図によって明らかなように、電極とこの側面
に接する絶縁膜とが接する部分に空乏層（破線で包囲し
て示す）の端部が位置して生ずる電界集中、耐圧低下の
緩和をはかる点にあるものとみられる。
ードが提供されている。これは、上記第９図に示された
ショットキバリア・ダイオードの酸化シリコン層（１０
６）がシリコン基板（ｌｏｔ）に酸素がドープされたポ
リシリコン層（１１２）を介し積層形成されている。こ
の構造の特徴は、第６図の円で囲む部分をさらに拡大し
て示す第７図によって明らかなように、電極とこの側面
に接する絶縁膜とが接する部分に空乏層（破線で包囲し
て示す）の端部が位置して生ずる電界集中、耐圧低下の
緩和をはかる点にあるものとみられる。
従来のショットキバリア・ダイオードは構造が簡単であ
るが、ショットキバリアをシリコン基板との間に形成す
るので、電極に使用する金属が限られており、応答は速
いが高耐圧が得られず、微少信号用にしか適しない。
るが、ショットキバリアをシリコン基板との間に形成す
るので、電極に使用する金属が限られており、応答は速
いが高耐圧が得られず、微少信号用にしか適しない。
次にｐｎ接合ダイオードは高耐圧を得るのに非常に有利
であるが、ｐｎ接合形成の不純物拡散に長時間を要する
。また、大径化に有利なプレーナ型にすると不純物拡散
層の曲り部への電界集中等、高耐圧化に対し問題がある
。
であるが、ｐｎ接合形成の不純物拡散に長時間を要する
。また、大径化に有利なプレーナ型にすると不純物拡散
層の曲り部への電界集中等、高耐圧化に対し問題がある
。
この発明は上記従来の問題点に鑑み、応答が速く、かつ
、整流特性の優れたシリコン整流素子の構造を提供する
。
、整流特性の優れたシリコン整流素子の構造を提供する
。
この発明にかかる半導体装置は、シリコン基板と、その
一方の主面に形成された１０〜３０原子％の酸素を含む
多結晶珪素層と、前記多結晶珪素層に積層して形成され
た電極および他方の主面に形成された電極を具備するこ
とを特徴とする。
一方の主面に形成された１０〜３０原子％の酸素を含む
多結晶珪素層と、前記多結晶珪素層に積層して形成され
た電極および他方の主面に形成された電極を具備するこ
とを特徴とする。
この発明の一実施例のシリコン整流素子につき第１図な
いし第５図を参照して説明する。なお、説明において従
来のものと変わらない部分には図面に同じ符号を付けて
示し説明を省略する。
いし第５図を参照して説明する。なお、説明において従
来のものと変わらない部分には図面に同じ符号を付けて
示し説明を省略する。
まず、一実施例の構造を示す第１図において。
（１）は酸素ドープドポリシリコン層で、酸素を１０〜
３０Ｍ子％含み、１０００Å以上の層厚にシリコン基（
１０１）に被着形成されたものである。（２）は酸化シ
リコン層で上記酸素ドープドポリシリコン層（２）上を
被覆し、かつ、電極配設用の開孔を備え、この開孔にお
ける酸素ドープドポリシリコン層（２）の一部の露出面
にアルミニウムで形成されたゲート側電極（３）が設け
られている。また、シリコン基板（１０１）における上
記と反対主面からこの基板と同導電型不純物、例えばこ
の基板に場合にはＮ型であるので燐を拡散してコンタク
ト接合のＮ＋層（１０４）を形成し、コレクタ側電極（
１０５）が設けられている。なお、シリコン基板（ｉｏ
ｉ）にＮ型（１１１）、比抵抗５０〜６０Ω−ｃ＋ｓ、
Ｎ＋層深さ１７０μ＋ｍ、Ｉｓｏ幅（Ｎ一層厚さ）１
４０μｍのものを用いた。
３０Ｍ子％含み、１０００Å以上の層厚にシリコン基（
１０１）に被着形成されたものである。（２）は酸化シ
リコン層で上記酸素ドープドポリシリコン層（２）上を
被覆し、かつ、電極配設用の開孔を備え、この開孔にお
ける酸素ドープドポリシリコン層（２）の一部の露出面
にアルミニウムで形成されたゲート側電極（３）が設け
られている。また、シリコン基板（１０１）における上
記と反対主面からこの基板と同導電型不純物、例えばこ
の基板に場合にはＮ型であるので燐を拡散してコンタク
ト接合のＮ＋層（１０４）を形成し、コレクタ側電極（
１０５）が設けられている。なお、シリコン基板（ｉｏ
ｉ）にＮ型（１１１）、比抵抗５０〜６０Ω−ｃ＋ｓ、
Ｎ＋層深さ１７０μ＋ｍ、Ｉｓｏ幅（Ｎ一層厚さ）１
４０μｍのものを用いた。
次に、この整流素子における酸素ドープドポリシリコン
層（１）の濃度範囲は多くの実験結果に基づいて最適範
囲をきめたもので、その１０〜３０原子％に対し、これ
未満の場合は順逆方向のＩ−■波形が第５図に破線（＾
）で示されるように、逆方向耐圧ＶＲが激減した波形と
なり、その範囲内（本発明）は実線（Ｂ）で示すように
順方向耐圧ＶＦは小さく逆方向耐圧Ｖｌ？が１２００Ｖ
を超えるすぐれた値の波形となり、３０％を超えるとき
は２点鎖線（Ｃ）で示すように順方向と逆方向の差のな
いものとなる。取上から１０〜３０％原子％が最適範囲
となる。
層（１）の濃度範囲は多くの実験結果に基づいて最適範
囲をきめたもので、その１０〜３０原子％に対し、これ
未満の場合は順逆方向のＩ−■波形が第５図に破線（＾
）で示されるように、逆方向耐圧ＶＲが激減した波形と
なり、その範囲内（本発明）は実線（Ｂ）で示すように
順方向耐圧ＶＦは小さく逆方向耐圧Ｖｌ？が１２００Ｖ
を超えるすぐれた値の波形となり、３０％を超えるとき
は２点鎖線（Ｃ）で示すように順方向と逆方向の差のな
いものとなる。取上から１０〜３０％原子％が最適範囲
となる。
また、層厚は耐圧上不利にならない１０００オンゲスト
ロム以上に選ばれる。
ロム以上に選ばれる。
なお、上記酸素ドープドポリシリコン層の酸素含有率は
、一般に用いられている赤外吸収スペクトル法によるも
ので、この値は別途Ｘ線マイクロアナライザによるＸＭ
Ａ法、ＣＡＰＰ法等による値と比較したが、おおよそ追
随するものであった。
、一般に用いられている赤外吸収スペクトル法によるも
ので、この値は別途Ｘ線マイクロアナライザによるＸＭ
Ａ法、ＣＡＰＰ法等による値と比較したが、おおよそ追
随するものであった。
また、ＲＦＳ （ラザフォード フォワード スキャン
タリング）法による値はやや高いもので、上記３０％が
４２％と求められた。
タリング）法による値はやや高いもので、上記３０％が
４２％と求められた。
次に一例の製造方法を述べる。酸素ドープドポリシリコ
ン層（１）は減圧ＣＶＤ装置でＳｉＨ４およびＮ２０ガ
スを用い７００℃で基板（１０１）上に酸素濃度１６原
子％の膜を厚さ１．５μｍに被着した。ついで、酸素ド
ープドポリシリコン層（１）上にアルミニウム層を層厚
２μｍ、直径１ｍｍの円形に蒸着し、Ｎ２雰囲気中５０
０℃で１０分間シンタリングを施してゲート側電極（３
）を形成した。次に、−例の１ 、３ｍｍ角にダイシン
グを施し、マウント、ボンディングの後ＴＯ−５型パッ
ケージにシールし評価を行ない、整流素子を得た。
ン層（１）は減圧ＣＶＤ装置でＳｉＨ４およびＮ２０ガ
スを用い７００℃で基板（１０１）上に酸素濃度１６原
子％の膜を厚さ１．５μｍに被着した。ついで、酸素ド
ープドポリシリコン層（１）上にアルミニウム層を層厚
２μｍ、直径１ｍｍの円形に蒸着し、Ｎ２雰囲気中５０
０℃で１０分間シンタリングを施してゲート側電極（３
）を形成した。次に、−例の１ 、３ｍｍ角にダイシン
グを施し、マウント、ボンディングの後ＴＯ−５型パッ
ケージにシールし評価を行ない、整流素子を得た。
なお、この整流素子はｎ型基板による場合を例示したが
、ｐ型基板にボロンを拡散してｐ−ｐ＋で構成しても変
わるものでない。
、ｐ型基板にボロンを拡散してｐ−ｐ＋で構成しても変
わるものでない。
また、基板の比抵抗値の大小についても限定されること
なく有効である。さらに、上記ｎ型またはｐ型の高濃度
層はコレクタ側電極にコンタクトをとるため必要に応じ
て形成されるもので、必須ではない。
なく有効である。さらに、上記ｎ型またはｐ型の高濃度
層はコレクタ側電極にコンタクトをとるため必要に応じ
て形成されるもので、必須ではない。
この発明によれば、ポリシリコン層に酸素をドーピング
した酸素ドープドポリシリコン層を介してアルミニウム
のゲート側電極を設けたもので、アルミ電極／ノンドー
プポリシリコン／シリコン基板の構造に比し、より高い
逆耐圧が得られ、しかもアルミニウム等の熱処理による
特性変化をほとんど起こさない安定な構造が得られた。
した酸素ドープドポリシリコン層を介してアルミニウム
のゲート側電極を設けたもので、アルミ電極／ノンドー
プポリシリコン／シリコン基板の構造に比し、より高い
逆耐圧が得られ、しかもアルミニウム等の熱処理による
特性変化をほとんど起こさない安定な構造が得られた。
次に、第２図にＩ−Ｖ波形を示す。まず、順方向につい
て第１表に示す特性を得た。
て第１表に示す特性を得た。
第１表 順方向Ｉ−Ｖ
また、逆方向のＩ−Ｖ特性は３００ｖで１０μＡ程度の
リーク電流が流れるが、さらに印加してもそれ以上のリ
ーク電流は流れない。この波形を第４図に示す。
リーク電流が流れるが、さらに印加してもそれ以上のリ
ーク電流は流れない。この波形を第４図に示す。
この発明にかかる整流素子は逆方向耐圧（ＶＲ）が第２
図に示されるように１０００〜１２００Ｖという顕著に
高い値が得られた。
図に示されるように１０００〜１２００Ｖという顕著に
高い値が得られた。
第１図はこの発明にかかる半導体装置の断面図。
第２図ないし第４図はいずれも第１図に示す半導体装置
の電気特性にかかり、第２図はＩ−Ｖ波形を示す線図、
第３図は順方向Ｉ−Ｖ波形を示す線図、第４図は逆方向
Ｉ−Ｖ波形を示す線図、第５図はこの発明を説明するた
めの線図、第６図は半導体装置の電界集中を説明するた
めの断面図、第７図は第６図の一部を示す断面図、第８
図ないし第１０図はいずれも従来の半導体装置の断面図
である。
の電気特性にかかり、第２図はＩ−Ｖ波形を示す線図、
第３図は順方向Ｉ−Ｖ波形を示す線図、第４図は逆方向
Ｉ−Ｖ波形を示す線図、第５図はこの発明を説明するた
めの線図、第６図は半導体装置の電界集中を説明するた
めの断面図、第７図は第６図の一部を示す断面図、第８
図ないし第１０図はいずれも従来の半導体装置の断面図
である。
Claims (1)
- シリコン基板と、その一方の主面に形成された１０〜３
０原子％の酸素を含む多結晶珪素層と、前記多結晶珪素
層に積層して形成された電極と他方の主面に形成された
電極を具備することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26841884A JPS61147581A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26841884A JPS61147581A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147581A true JPS61147581A (ja) | 1986-07-05 |
Family
ID=17458206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26841884A Pending JPS61147581A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147581A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661079A (en) * | 1994-07-12 | 1997-08-26 | Temic Telefunken Microelectronic Gmbh | Contacting process using O-SIPOS layer |
| US6667523B2 (en) * | 1999-06-23 | 2003-12-23 | Intersil Americas Inc. | Highly linear integrated resistive contact |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP26841884A patent/JPS61147581A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5661079A (en) * | 1994-07-12 | 1997-08-26 | Temic Telefunken Microelectronic Gmbh | Contacting process using O-SIPOS layer |
| US6667523B2 (en) * | 1999-06-23 | 2003-12-23 | Intersil Americas Inc. | Highly linear integrated resistive contact |
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