JPS6116568A - シヨツトキ障壁形半導体装置 - Google Patents
シヨツトキ障壁形半導体装置Info
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- JPS6116568A JPS6116568A JP13832384A JP13832384A JPS6116568A JP S6116568 A JPS6116568 A JP S6116568A JP 13832384 A JP13832384 A JP 13832384A JP 13832384 A JP13832384 A JP 13832384A JP S6116568 A JPS6116568 A JP S6116568A
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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
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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形半導体装置、詳しくは、金属
電極を電子ビーム蒸着法で一貫形成することが可能な電
極構造に関するものである。
電極を電子ビーム蒸着法で一貫形成することが可能な電
極構造に関するものである。
従来例の構成とその問題点
ショットキ障壁形半導体装置では十分に清浄なショット
キ界面を製作することが必要であシ、このような清浄界
面を得るために種々の方策がとられている。とりわけ、
従来の製作過程で広く利用されるスパッタ法では、スパ
ッタ時の金属粒子が大きな運動量を得て、それが半導体
表面よシも内部へ入シ込むだめ、ショットキ界面が汚染
表面でなく、深い面に形成され、清浄である。しかし、
スパッタ法は半導体表面に損傷を与えることがあり、必
らずしも十分とは言えない。
キ界面を製作することが必要であシ、このような清浄界
面を得るために種々の方策がとられている。とりわけ、
従来の製作過程で広く利用されるスパッタ法では、スパ
ッタ時の金属粒子が大きな運動量を得て、それが半導体
表面よシも内部へ入シ込むだめ、ショットキ界面が汚染
表面でなく、深い面に形成され、清浄である。しかし、
スパッタ法は半導体表面に損傷を与えることがあり、必
らずしも十分とは言えない。
近年、金属電極の蒸気手段として、電子ビーム蒸着法が
ショットキ電極の形成に利用されているが、この方法で
は、半導体表面の損傷はないが、ショットキ界面が半導
体表面部に形成される点で、清浄とは言えない。そとで
、電子ビーム蒸着法でショットキ電極を形成した後、熱
処理を行ない、熱処理前の半導体表面より内部にショッ
トキ界面が形成されるような処理方法が実用されている
。
ショットキ電極の形成に利用されているが、この方法で
は、半導体表面の損傷はないが、ショットキ界面が半導
体表面部に形成される点で、清浄とは言えない。そとで
、電子ビーム蒸着法でショットキ電極を形成した後、熱
処理を行ない、熱処理前の半導体表面より内部にショッ
トキ界面が形成されるような処理方法が実用されている
。
ところが、熱処理過程の導入により、電極金属に別の困
難さが付随する。すなわち、従来の代表的ショットキ障
壁形半導体装置は、第１図の断面図に示されるように、
高濃度半導体基板１の表部の低濃度エピタキシャル層２
に反対導電形のガードリング拡散領域３を設け、この周
辺にシリコン酸化膜４を形成し、エピタキシャル層２に
接するショットキ障壁形成用金属の第１層５、第２層金
属６および最上層のアルミニウムでなる第３層７を有す
る三層電極構造であシ、このような三層電極構造を電子
ビーム蒸着法で形成するには、アルミニウム拡散防止用
金属としての第２層金属６が比較的低融点金属群から選
定され、この結果、アルミニウム拡散防止の役割を十分
に果し得ないという難点がある。
難さが付随する。すなわち、従来の代表的ショットキ障
壁形半導体装置は、第１図の断面図に示されるように、
高濃度半導体基板１の表部の低濃度エピタキシャル層２
に反対導電形のガードリング拡散領域３を設け、この周
辺にシリコン酸化膜４を形成し、エピタキシャル層２に
接するショットキ障壁形成用金属の第１層５、第２層金
属６および最上層のアルミニウムでなる第３層７を有す
る三層電極構造であシ、このような三層電極構造を電子
ビーム蒸着法で形成するには、アルミニウム拡散防止用
金属としての第２層金属６が比較的低融点金属群から選
定され、この結果、アルミニウム拡散防止の役割を十分
に果し得ないという難点がある。
発明の目的
本発明は、電子ビーム蒸着法で形成することが可能で、
しかも、最上層にアルミニウムを用いて、熱処理を加え
ても、十分なショットキ界面が実現できる構造のショッ
トキ障壁形半導体装置を提供するものである。
しかも、最上層にアルミニウムを用いて、熱処理を加え
ても、十分なショットキ界面が実現できる構造のショッ
トキ障壁形半導体装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は、要約するに、半導体基板の一生面にショット
キ障壁形成用金属でなる第１層、前記第１層とは異なる
金属でなる第２層、前記第２層を透過せず、かつ、アル
ミニウムの浸透を阻止する第３層およびアルミニウム層
でなる第４層の電極をそなえたショットキ障壁形半導体
装置であシ、これによシ、第１層〜第４層を電子ビーム
蒸着法によって実現し得るとともに、熱処理によって高
品質のショットキ障壁形半導体装置を形成することが可
能である。
キ障壁形成用金属でなる第１層、前記第１層とは異なる
金属でなる第２層、前記第２層を透過せず、かつ、アル
ミニウムの浸透を阻止する第３層およびアルミニウム層
でなる第４層の電極をそなえたショットキ障壁形半導体
装置であシ、これによシ、第１層〜第４層を電子ビーム
蒸着法によって実現し得るとともに、熱処理によって高
品質のショットキ障壁形半導体装置を形成することが可
能である。
実施例の説明
第２図に本発明の実施例装置の断面図を示す。
半導体基板１には、（１１１）面からなシ、ヒ素がドー
プされた低抵抗のｎ＋形シリコン単結晶を用い、この面
上にリンがドープされ、比抵抗が約１．５Ω儂、厚さ約
５μｍのｎ形エピタキシャル層２を形成して用いる。次
に、このエピタキシャル層２の表面に、熱酸化法によっ
て、酸化膜を設け、この酸化膜をマスク加工し、このマ
スクを通して、ガードリング拡散領域３を形成する。こ
の拡散処理過程で付随的に再びシリコン酸化膜４が形成
される。そして、このシリコン酸化膜４に窓を開け、こ
の窓でエピタキシャル層２に接するショットキ障壁形成
用金属６として、クロムを電子ビーム蒸着法で形成する
。このときの蒸着条件は、１×１０ｒ６トール（Ｔｏｒ
ｒ ）よシ高い真空度で行なわれる。
プされた低抵抗のｎ＋形シリコン単結晶を用い、この面
上にリンがドープされ、比抵抗が約１．５Ω儂、厚さ約
５μｍのｎ形エピタキシャル層２を形成して用いる。次
に、このエピタキシャル層２の表面に、熱酸化法によっ
て、酸化膜を設け、この酸化膜をマスク加工し、このマ
スクを通して、ガードリング拡散領域３を形成する。こ
の拡散処理過程で付随的に再びシリコン酸化膜４が形成
される。そして、このシリコン酸化膜４に窓を開け、こ
の窓でエピタキシャル層２に接するショットキ障壁形成
用金属６として、クロムを電子ビーム蒸着法で形成する
。このときの蒸着条件は、１×１０ｒ６トール（Ｔｏｒ
ｒ ）よシ高い真空度で行なわれる。
ショットキ障壁形成用金属５は、り、ロム（Ｃｒ ）の
ほかに、チタン（Ｔｉ ） 、白金（ｐｔ ）、パラジ
ウム（Ｐｄ ） 、ハフニウム（Ｈｆ ）、ニッケル（
Ｎ１）が選択的に利用可能である。つづいて、このショ
ットキ障壁形成用金属５の上に、同じ条件下の電子ビー
ム蒸着法で、第２層金属６として、チタン（Ｔ１）を形
成する。この第２層金属６には、Ｔ１のほかにＣｉｒ
、 Ｐｄ 、 Ｐｔ 、 Ｎｉが選択されるが、第１層
のショットキ障壁形成用金属５とは異なる金属が用いら
れる。これは、第１層のショットキ障壁形成用金属６と
第２層金属６とを異金属で積層することによシ、金属接
触バリアが形成され、このバリアがアルミニウムの拡散
防止に効果がある。次いで、第一３層として、アルミニ
ウムの浸透を阻止する金属８を、同様の電子ビーム蒸着
法によ−９、たとえば、Ｎｉで形成する。このとき、第
３層は、Ｎｉのほかに、Ｐｔ 、 Ｐｄが使用可能であ
るが、第２層の金属６とは異金属相互で接するように積
層される。その後、この半導体基板を約５００°Ｃで加
熱処理する。そして、最上層のアルミニウム電極７を電
子ビーム蒸着法で形成する。
ほかに、チタン（Ｔｉ ） 、白金（ｐｔ ）、パラジ
ウム（Ｐｄ ） 、ハフニウム（Ｈｆ ）、ニッケル（
Ｎ１）が選択的に利用可能である。つづいて、このショ
ットキ障壁形成用金属５の上に、同じ条件下の電子ビー
ム蒸着法で、第２層金属６として、チタン（Ｔ１）を形
成する。この第２層金属６には、Ｔ１のほかにＣｉｒ
、 Ｐｄ 、 Ｐｔ 、 Ｎｉが選択されるが、第１層
のショットキ障壁形成用金属５とは異なる金属が用いら
れる。これは、第１層のショットキ障壁形成用金属６と
第２層金属６とを異金属で積層することによシ、金属接
触バリアが形成され、このバリアがアルミニウムの拡散
防止に効果がある。次いで、第一３層として、アルミニ
ウムの浸透を阻止する金属８を、同様の電子ビーム蒸着
法によ−９、たとえば、Ｎｉで形成する。このとき、第
３層は、Ｎｉのほかに、Ｐｔ 、 Ｐｄが使用可能であ
るが、第２層の金属６とは異金属相互で接するように積
層される。その後、この半導体基板を約５００°Ｃで加
熱処理する。そして、最上層のアルミニウム電極７を電
子ビーム蒸着法で形成する。
以上によシ形成したショットキ障壁形半導体装置は、そ
の実施態様構造として、電極に、第１層のＣｒ、第２層
のＴｉ、第３層のＮｉおよび第４層のアルミニウムでな
る四層を用いたもので、その良好度を示す順方向理想因
子ｎ値として、１．０４が−得られ、高い性能をもつも
のであることが確認された。なお、ｎ値は次の順方向ダ
イオード式によって定義される。
の実施態様構造として、電極に、第１層のＣｒ、第２層
のＴｉ、第３層のＮｉおよび第４層のアルミニウムでな
る四層を用いたもので、その良好度を示す順方向理想因
子ｎ値として、１．０４が−得られ、高い性能をもつも
のであることが確認された。なお、ｎ値は次の順方向ダ
イオード式によって定義される。
ここで、工、；飽和電流、Ｔ；絶対温度、Ｒ５；ダイオ
ード直列抵抗、ｋｉポルツマン定数、ｑ；単位電荷量で
ある。
ード直列抵抗、ｋｉポルツマン定数、ｑ；単位電荷量で
ある。
発明の効果
本発明によれば、電極構造に、第１層のショットキ障壁
形成用金属、第２層に異金属、第３層にアルミニウムの
浸透を阻止する金属およびアルミニウムでなる四層構造
となしたことにより、全電極形成過程が電子ビーム蒸着
法で対応し得るとともに、ショットキ障壁形電極形成過
程に熱処理工程を入れて、高性能のショットキ障壁形ダ
イオード特性を実現することができ、製造性、特性とも
良好な半導体装置が容易に得られる。
形成用金属、第２層に異金属、第３層にアルミニウムの
浸透を阻止する金属およびアルミニウムでなる四層構造
となしたことにより、全電極形成過程が電子ビーム蒸着
法で対応し得るとともに、ショットキ障壁形電極形成過
程に熱処理工程を入れて、高性能のショットキ障壁形ダ
イオード特性を実現することができ、製造性、特性とも
良好な半導体装置が容易に得られる。
第１図は従来例のショットキ障壁形半導体装置−の断面
図、第２図は本発明実施例のショットキ障壁形半導体装
置の断面図である。 １・・・・・・ｎ十形半導体基板、 ２・・・・・・ｎ
形エピタキシャル層、３・・・・・・ガードリング拡散
領域、４・・・・・・シリコン酸化膜、６・・・・・・
ショットキ障壁形成用金属、６・・・・・・第２層金属
、７・・・・・・アルミニウム、８・・・・・・アルミ
ニウムの浸透を阻止する金属。 第１図
図、第２図は本発明実施例のショットキ障壁形半導体装
置の断面図である。 １・・・・・・ｎ十形半導体基板、 ２・・・・・・ｎ
形エピタキシャル層、３・・・・・・ガードリング拡散
領域、４・・・・・・シリコン酸化膜、６・・・・・・
ショットキ障壁形成用金属、６・・・・・・第２層金属
、７・・・・・・アルミニウム、８・・・・・・アルミ
ニウムの浸透を阻止する金属。 第１図
Claims (2)
- （１）半導体基板の一主面にショットキ障壁形成用金属
でなる第１層、前記第１層とは異なる金属でなる第２層
、前記第２層を透過せず、かつ、アルミニウムの浸透を
阻止する第３層およびアルミニウム層でなる第４層の電
極をそなえたショットキ障壁形半導体装置。 - （２）第１層がＣｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｎｉの
群から選択され、第２層がＴｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎ
ｉの群から選択され、第３層がＮｉ、Ｐｔ、Ｐｄの群か
ら選択された特許請求の範囲第１項に記載のショットキ
障壁形半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13832384A JPS6116568A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シヨツトキ障壁形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13832384A JPS6116568A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シヨツトキ障壁形半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6116568A true JPS6116568A (ja) | 1986-01-24 |
Family
ID=15219216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13832384A Pending JPS6116568A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | シヨツトキ障壁形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6116568A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008210938A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436178A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-16 | Ibm | Tantalum contact and method of forming same |
| JPS59124765A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP13832384A patent/JPS6116568A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436178A (en) * | 1977-08-26 | 1979-03-16 | Ibm | Tantalum contact and method of forming same |
| JPS59124765A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-18 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008210938A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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