WO1999062113A2 - Verfahren zur herstellung von schottky-dioden - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing Schottky diodes which have a protective ring in the edge region of the Schottky contact.
- the invention further relates to a Schottky diode.
- the invention is based on the object of specifying a method for producing Schottky diodes or a Schottky diode which has typical diameters of 5 to 10 ⁇ m and can be used in high-frequency ranges of typically 77 GHz and above.
- the protective ring is produced by depositing a protective ring material onto the surface of the semiconductor layer previously provided with a structured masking layer and then siliconizing the protective ring material.
- the protective ring material is a metal, in particular a high-barrier metal, which in particular has platinum.
- the protective ring material is expediently applied by vapor deposition or sputtering.
- FIG. 1 shows a semiconductor wafer with a structured oxide layer mask and deposited protective ring material
- FIG. 2 shows a semiconductor wafer according to FIG. 1 after the protective ring material has been siliconized
- FIG 3 shows the semiconductor wafer after the deposition and structuring of the contact metallizations.
- FIG. 1 shows a substrate 1, which usually consists of semiconductor material, with a semiconductor layer 2, which is epitaxially deposited thereon.
- a structured masking layer 3 is deposited on the epitaxially deposited semiconductor layer 2, which represents an approximately 0.5 ⁇ m thick silicon oxide layer and the active surface of the Schottky Diode defined.
- a protective ring material layer 4 is deposited isotropically with a thickness of approximately 0.1 ⁇ m with good edge coverage, which layer 4 consists of a high-barrier metal such as preferably platinum.
- the reference number 5 denotes the axis of symmetry of the rotationally symmetrical Schottky diode.
- the substrate 1 can consist, for example, of n + -doped silicon, while the semiconductor layer 2 can consist of n-doped silicon. However, this choice of material is not mandatory. Substrate 1 and semiconductor layer 2 can also have the mirror-image p-doping or consist of other semiconductor material such as germanium, gallium arsenide or indium phosphide.
- the masking layer 3 can consist of any insulator, in particular of silicon oxide.
- FIG. 2 shows a semiconductor wafer according to FIG. 1, in which the regions of the layer 4 within the epi layer 2 are siliconized, so that platinum silicon sections 6 and 7 are formed.
- a Schottky and contact metallization 12 containing, for example, platinum is deposited and structured.
- An electrode layer 13 deposited on the back of the substrate 1 forms the second connection of the Schottky contact.
- the platinum silicide ring 10 fulfills the requirement of a protective ring for a Schottky diode of the desired application.
- the outer ring 11 has no further function.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schottky-Dioden, die im Randbereich des Schottky-Kontaktes einen Schutzring (10) aufweisen. Der Schutzring (10) wird mittels Abscheiden eines Schutzringmateriales (4) auf die vorher mit einer strukturierten Maskierungsschicht (3) versehene Oberfläche (8) der Halbleiterschicht (2) und anschließendem Silizieren des Schutzringmateriales (4) hergestellt. Hierbei stellt das Schutzringmaterial ein Metall, insbesondere ein Hoch-Barrieren-Metall dar, welches insbesondere Platin aufweist.
Description
Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung:
Verfahren zur Herstellung von Schottky-Dioden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schottky-Dioden, die im Randbereich des Schottky-Kontaktes einen Schutzring aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner eine Schottky-Diode.
Bei der Herstellung von sehr kleinflächigen Schottky-Dioden, das heißt von Schottky-Dioden mit einem Durchmesser der Größenordnung 5 bis 10 μm, bereitet die Beseitigung der Randeffekte erhebliche Schwierigkeiten. Es ist bekannt, diese Randeffekte mittels einem in Implantationstechnologie im Halbleitersubstrat bzw. in der zuobersten Epitaxieschicht eingebrachten Schutzring zu verringern. Bei sehr kleinflächigen Schottky-Dioden stellt jedoch ein mittels Fotomasken hergestellter dotierter Schutzring eine so erhebliche zusätzli- ehe Kapazität dar, dass solchermaßen hergestellte Schottky- Dioden jedenfalls in höheren Frequenzbereichen nicht verwendet werden können. Für Anwendungen im 77 GHz-Frequenzbereich wird eine Gesamtkapazität der Schottky-Diode von etwa 40 fF gefordert, welche eine parasitäre Kapazität von höchstens 10 fF zulässt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schottky-Dioden bzw. eine Schottky-Diode anzugeben, welche typische Durchmesser von 5 bis 10 μm besitzt und in Hochfrequenzbereichen von typischerweise 77 GHz und darüber eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Schottky-Diode nach Anspruch 6 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schutzring mittels Abscheiden eines Schutzringmateriales auf die vorher mit einer strukturierten Maskierungsschicht versehene Oberfläche der Halbleiterschicht und anschließendem Silizieren des Schutzringmateriales hergestellt wird.
Dem Prinzip der Erfindung folgend stellt das Schutzringmaterial ein Metall, insbesondere ein Hoch-Barrieren-Metall dar, welches insbesondere Platin aufweist.
Zweckmäßigerweise wird das Schutzringmaterial durch Aufdampfen oder Aufsputtern aufgetragen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Halbleiterscheibe mit strukturierter Oxidschichtmaske und abgeschiedenem Schutzringmaterial;
Figur 2 eine Halbleiterscheibe nach Figur 1 nach dem Silizie- ren des Schutzringmaterials; und
Figur 3 die Halbleiterscheibe nach Abscheiden und Strukturieren der Kontaktmetallisierungen.
Figur 1 zeigt ein Substrat 1, das gewöhnlich aus Halbleitermaterial besteht, mit einer Halbleiterschicht 2, die epitaktisch darauf abgeschieden ist. Auf der epitaktisch abgeschiedenen Halbleiterschicht 2 ist eine strukturierte Maskierungsschicht 3 abgeschieden, welche eine etwa 0,5 μm starke Sili- ziumoxidschicht darstellt und die aktive Fläche der Schottky-
Diode definiert. Auf dieser Anordnung wird eine Schutzringmaterialschicht 4 bei guter Kantenbedeckung isotrop mit einer Stärke von etwa 0,1 μm abgeschieden, welche Schicht 4 aus einem Hoch-Barrieren-Metall wie vorzugsweise Platin besteht. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet die Symmetrieachse der rotationssymmetrisch ausgebildeten Schottky-Diode. Das Substrat 1 kann beispielsweise aus n+-dotiertem Silizium bestehen, während die Halbleiterschicht 2 aus n-dotiertem Silizium bestehen kann. Diese Materialwahl ist jedoch nicht zwingend. Substrat 1 und Halbleiterschicht 2 können auch die spiegelbildliche p-Dotierung aufweisen oder aus anderem Halbleitermaterial wie beispielsweise Germanium, Gallium-Arsenid oder Indiumphosphid bestehen. Die Maskierungschicht 3 kann aus einem beliebigen Isolator, insbesondere aus Siliziumoxid beste- hen.
In den folgenden Figuren sind gleiche Gegenstände wie in Figur 1 beschrieben, mit gleichen Bezugszeichen belegt und werden deshalb nicht nochmals erläutert.
Figur 2 zeigt eine Halbleiterscheibe nach Figur 1, bei der die Bereiche der Schicht 4 innerhalb der Epi-Schicht 2 sili- ziert sind, so dass Platinsiliziumabschnitte 6 und 7 entstehen.
Es folgt gemäß Figur 3 ein anisotropes Sputterätzen der Platinschicht 4 vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche 8 der Halbleiterscheibe, wobei unter den Oxidkanten 9 ein Schutzring 10 aus Platinsilizid stehen bleibt.
Abschließend wird nach Figur 3 eine beispielsweise Platin enthaltende Schottky- und zugleich Kontaktmetallisierung 12 abgeschieden und strukturiert. Eine auf der Rückseite des Substrates 1 abgeschiedene Elektrodenschicht 13 bildet den zweiten Anschluss des Schottky-Kontaktes .
Der Platinsilizidring 10 erfüllt die Anforderung eines Schutzringes für eine Schottky-Diode der gewünschten Anwendung. Die parasitäre Kapazität liegt für einen Diodendurch- messer von etwa 5 μm bei etwa 5 fF (gemessen bei der Spannung U = 0 V) . Der äußere Ring 11 hat keine weitere Funktion.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von Schottky-Dioden, die im Randbereich des Schottky-Kontaktes einen Schutzring (10) auf- weisen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzring (10) mittels Abscheiden eines Schutzringmateriales (4) auf die vorher mit einer strukturierten Maskierungsschicht (3) versehene Oberfläche (8) der Halbleiter- schicht (2) und anschließendem Silizieren des Schutzringmateriales (4) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzringmaterial (4) ein Metall, insbesondere ein Hoch-Barrieren-Metall darstellt, welches insbesondere Platin aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzringmaterial (4) in einer Stärke von etwa 0,1 μm abgeschieden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzringmaterial (4) durch Aufdampfen bzw. Auf- sputtern aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die strukturierte Maskierungsschicht (3) eine Siliziumoxid-Schicht mit einer Stärke von etwa 0,5 μm aufweist.
6. Schottky-Diode mit einem am Randbereich des Schottky- Kontaktes angeordneten Schutzring (10), dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzring (10) durch ein am Randbereich einer auf der Oberfläche (8) der Halbleiterschicht (2) versehenen strukturierten Maskierungsschicht (3) abgeschiedenes sili- ziertes Schutzringmaterial (4) ausgebildet ist.
7. Schottky-Diode nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Schutzringmaterial (4) ein Metall, insbesondere ein Hoch-Barrieren-Metall aufweist.
8. Schottky-Diode nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Hoch-Barrieren-Metall des Schutzringes (10) Platin aufweist.
9. Schottky-Diode nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schutzring (10) eine Stärke von etwa 0,1 μm besitzt.
10. Schottky-Diode nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die strukturierte Maskierungsschicht (3) eine Siliziumoxidschicht, insbesondere mit einer Stärke von etwa 0,2 μm, aufweist.
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