JPH042167A - ショットキバリア半導体装置 - Google Patents
ショットキバリア半導体装置Info
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- JPH042167A JPH042167A JP10358290A JP10358290A JPH042167A JP H042167 A JPH042167 A JP H042167A JP 10358290 A JP10358290 A JP 10358290A JP 10358290 A JP10358290 A JP 10358290A JP H042167 A JPH042167 A JP H042167A
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- plate layer
- schottky barrier
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- metal electrode
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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】
［産業上の利用分野］
この発明は、ショットキバリア半導体装置に関し、さら
に詳しくは、ショットキバリア半導体装置における高耐
圧化のためのフィールドプレート層の改良に係るもので
ある。
に詳しくは、ショットキバリア半導体装置における高耐
圧化のためのフィールドプレート層の改良に係るもので
ある。
［従来の技術］
一般に、ショットキバリア半導体装置においては、その
装置特性として、高速作動性、低損失性に優れる反面、
通常のｐｎ接合による素子構成に比較するとき、高耐圧
性の点で劣ることから、この高耐圧化のための改良が必
要とされている。
装置特性として、高速作動性、低損失性に優れる反面、
通常のｐｎ接合による素子構成に比較するとき、高耐圧
性の点で劣ることから、この高耐圧化のための改良が必
要とされている。
ここで、この種のショットキバリア半導体装置の高耐圧
化を図る一つの手段として、従来、例えば、特開昭６３
−９４６７３号、同６３−９４６７４号の各公報に記載
されているフィールドプレート構造を設けた装置構成が
あり、このフィールドプレート構造によるショットキバ
リア半導体装置の模式的に表わした概要構成を第３図に
示す。
化を図る一つの手段として、従来、例えば、特開昭６３
−９４６７３号、同６３−９４６７４号の各公報に記載
されているフィールドプレート構造を設けた装置構成が
あり、このフィールドプレート構造によるショットキバ
リア半導体装置の模式的に表わした概要構成を第３図に
示す。
この第３図構成において、符号２１はｎ１型半導体領域
２２とその上のｎ−半導体領域２３とからなる半導体基
板であり、また、２４は前記ｎ＋型半導体領域２２側に
設けられたＡｕ−Ｇｅ裏面電極、２５は前言己ｎ−半導
体領域２３上に選択的に形成されたバリア金属電極を示
し、さらに、２６は当該バリア金属電極２５の周囲に形
成されたフィールドプレート層、２７はその保護膜であ
る。
２２とその上のｎ−半導体領域２３とからなる半導体基
板であり、また、２４は前記ｎ＋型半導体領域２２側に
設けられたＡｕ−Ｇｅ裏面電極、２５は前言己ｎ−半導
体領域２３上に選択的に形成されたバリア金属電極を示
し、さらに、２６は当該バリア金属電極２５の周囲に形
成されたフィールドプレート層、２７はその保護膜であ
る。
前記従来構成の場合、フィールドプレート層２６は、ロ
ー半導体領域２３上でのバリア金属電極２５の周囲に隣
接し、かつこれを包囲するように形成されており、当該
フィールドプレート層２６によって、その下のｎ−半導
体領域２３の表面近傍、殊にバリア金属電極２５の電極
端２５ａにおける電界集中を緩和し、これによって装置
の耐圧を向上させようとするものである。
ー半導体領域２３上でのバリア金属電極２５の周囲に隣
接し、かつこれを包囲するように形成されており、当該
フィールドプレート層２６によって、その下のｎ−半導
体領域２３の表面近傍、殊にバリア金属電極２５の電極
端２５ａにおける電界集中を緩和し、これによって装置
の耐圧を向上させようとするものである。
ここで、前記した従来の特開昭６３−９４６７３号、同
６３−９４６７４号公報記載のフィールドプレート構造
においては、前記フィールドプレート層２６として、チ
タンを主成分とする薄膜層を半導体領域上に形成すると
共に、これを酸化雰囲気中で熱処理することにより高抵
抗層としたものであり、この構成によるショットキバリ
ア半導体装置では、逆方向電圧の印加時にあって、フィ
ールドプレート層２６の部分にもショットキバリアダイ
オードとしての飽和電流Ｉ３が流れるが、当該フィール
ドプレート層２６の部分のシート抵抗Ｒ８が、この場合
の飽和電流■１に見合う適当な値を有していれば、バリ
ア金属電極２５の電極端２５ａから遠ざかるに従って電
位が緩やかに低下し、フィールドプレート層２Ｂの長さ
方向に安定な電位分布が形成されることになって、電界
集中が効果的に緩和されるもので、ここでは、所望のシ
ート抵抗、例えば、１００〜１０００ＭΩ程度を有する
フィールドプレート層１６の形成が可能であるとすれば
、結果的に、所期通りの高耐圧構造によるショットキバ
リア半導体装置が得られるのである。
６３−９４６７４号公報記載のフィールドプレート構造
においては、前記フィールドプレート層２６として、チ
タンを主成分とする薄膜層を半導体領域上に形成すると
共に、これを酸化雰囲気中で熱処理することにより高抵
抗層としたものであり、この構成によるショットキバリ
ア半導体装置では、逆方向電圧の印加時にあって、フィ
ールドプレート層２６の部分にもショットキバリアダイ
オードとしての飽和電流Ｉ３が流れるが、当該フィール
ドプレート層２６の部分のシート抵抗Ｒ８が、この場合
の飽和電流■１に見合う適当な値を有していれば、バリ
ア金属電極２５の電極端２５ａから遠ざかるに従って電
位が緩やかに低下し、フィールドプレート層２Ｂの長さ
方向に安定な電位分布が形成されることになって、電界
集中が効果的に緩和されるもので、ここでは、所望のシ
ート抵抗、例えば、１００〜１０００ＭΩ程度を有する
フィールドプレート層１６の形成が可能であるとすれば
、結果的に、所期通りの高耐圧構造によるショットキバ
リア半導体装置が得られるのである。
上述したように、従来の技術によれば、高抵抗性のフィ
ールドプレート層２６を設けることによって、ｎ型半導
体領域の表面近傍における電界集中を緩和でき、高耐圧
構造のショットキバリア半導体装置を得られるとしてい
る。
ールドプレート層２６を設けることによって、ｎ型半導
体領域の表面近傍における電界集中を緩和でき、高耐圧
構造のショットキバリア半導体装置を得られるとしてい
る。
しかしながら、一方で、当該従来技術でのように、チタ
ンを熱処理した薄膜層によって所望のシート抵抗（１０
０〜１０００ＭΩ程度）を再現性よく得ること、ひいて
は、高耐圧構造のショットキバリア半導体装置を歩留り
よく製造することは、頗る困難である。
ンを熱処理した薄膜層によって所望のシート抵抗（１０
０〜１０００ＭΩ程度）を再現性よく得ること、ひいて
は、高耐圧構造のショットキバリア半導体装置を歩留り
よく製造することは、頗る困難である。
すなわち、この従来構成の場合、形成しようとするフィ
ールドプレート層２６の形成材料に用いるチタン酸化物
としては、ＴｉＯ，ＴＬＬ、Ｔｉ５ＯｓおよびＴｉ０ｚ
などがあり、当該チタン材料については、これを酸化雰
囲気中で熱処理する際にあって、その熱処理温度、時間
などにより、得られる酸化物が異なるほか、それぞれの
電気抵抗もまた異なるために、一定のシート抵抗を有す
るチタン薄膜層を再現性よ（得ることができないという
問題点があった。
ールドプレート層２６の形成材料に用いるチタン酸化物
としては、ＴｉＯ，ＴＬＬ、Ｔｉ５ＯｓおよびＴｉ０ｚ
などがあり、当該チタン材料については、これを酸化雰
囲気中で熱処理する際にあって、その熱処理温度、時間
などにより、得られる酸化物が異なるほか、それぞれの
電気抵抗もまた異なるために、一定のシート抵抗を有す
るチタン薄膜層を再現性よ（得ることができないという
問題点があった。
従って、この発明の課題は、従来のこのような問題点を
改善し、一定のシート抵抗を有するフィールドプレート
層を再現性よく形成して、高耐圧のフィールドプレート
構造を得られるようにしたこの種のショットキバリア半
導体装置を提供することである。
改善し、一定のシート抵抗を有するフィールドプレート
層を再現性よく形成して、高耐圧のフィールドプレート
構造を得られるようにしたこの種のショットキバリア半
導体装置を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明においては、不純
物を添加したチタン酸化物の薄膜を真空蒸着法、フォト
エツチング法などにより、選択的に形成してフィールド
プレート層としたものである。
物を添加したチタン酸化物の薄膜を真空蒸着法、フォト
エツチング法などにより、選択的に形成してフィールド
プレート層としたものである。
すなわち、この発明は、半導体領域上にバリア金属電極
を選択的に形成すると共に、当該バリア金属電極を包囲
するようにフィールドプレート層を形成してなるショッ
トキバリア半導体装置において、不純物を添加したチタ
ン酸化物によって前記フィールドプレート層を形成した
ことを特徴とするショットキバリア半導体装置である。
を選択的に形成すると共に、当該バリア金属電極を包囲
するようにフィールドプレート層を形成してなるショッ
トキバリア半導体装置において、不純物を添加したチタ
ン酸化物によって前記フィールドプレート層を形成した
ことを特徴とするショットキバリア半導体装置である。
チタン酸化物に添加される不純物としては、Ｔｉの原子
価と異なる原子価を有する元素が使用され、好ましくは
、Ｔｉの原子価と１だけ異なる元素が使用される。この
ような不純物としては、Ｓｂ。
価と異なる原子価を有する元素が使用され、好ましくは
、Ｔｉの原子価と１だけ異なる元素が使用される。この
ような不純物としては、Ｓｂ。
Ａｓ、 Ｐ等が挙げられるが、ｓｂは殊に好ましい結果
を与える。
を与える。
Ｅ作 用〕
従って、この発明においては、不純物を添加したチタン
酸化物によってフィールドプレート層を形成するために
、所望のシート抵抗を有するフィールドプレート層を再
現性よく得られるのである。
酸化物によってフィールドプレート層を形成するために
、所望のシート抵抗を有するフィールドプレート層を再
現性よく得られるのである。
つまり、チタン酸化物としてＴｉＯ２を例にとり、不純
物としてｓｂを例にとると、ここでのチタン酸化物Ｔｉ
Ｏ２による薄膜層形成においては、不純物ｓｂの添加に
よって４価のＴｉのサイトが５価のｓｂに置換されるた
めに、電子が過剰になってチタン酸化物ＴｉＯ□の抵抗
率が低下することを利用し、不純物ｓｂの添加量を変え
て薄膜層、ひいては、フィールドプレート層におけるシ
ート抵抗の制御が可能になるもので、結果的に、ショッ
トキバリア半導体装置を歩留りよく得られるのである。
物としてｓｂを例にとると、ここでのチタン酸化物Ｔｉ
Ｏ２による薄膜層形成においては、不純物ｓｂの添加に
よって４価のＴｉのサイトが５価のｓｂに置換されるた
めに、電子が過剰になってチタン酸化物ＴｉＯ□の抵抗
率が低下することを利用し、不純物ｓｂの添加量を変え
て薄膜層、ひいては、フィールドプレート層におけるシ
ート抵抗の制御が可能になるもので、結果的に、ショッ
トキバリア半導体装置を歩留りよく得られるのである。
以下、この発明に係るショットキバリア半導体装置の一
実施例につき、第１図および第２図を参照して詳細に説
明する。
実施例につき、第１図および第２図を参照して詳細に説
明する。
第１図はこの発明の一実施例を適用したショットキバリ
ア半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図であり、
また第２図（ａ）ないしくｅ）は同上ショットキバリア
半導体装置の主要な製造工程を順次模式的に示すそれぞ
れに断面図である。
ア半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図であり、
また第２図（ａ）ないしくｅ）は同上ショットキバリア
半導体装置の主要な製造工程を順次模式的に示すそれぞ
れに断面図である。
これらの実施例各図の構成において、半導体基板１１は
、例えば、ＧａＡｓを用いる。この半導体基板１１は、
ｎ９型半導体領域（ｎ０型基板）１２と、その上にエピ
タキシャル成長させたｎ−型半導体領域１３とからなっ
ており（第１図、第２図（ａ））、当該ｎ−型半導体領
域１３での不純物濃度は２Ｘ １０′！ａｍ−”厚さは
２０μｍであり、その下面側には、Ａｕ−Ｇｅ合金から
なるオーミック接触の裏面電極１４を真空蒸着法により
形成する（第１図、第２図（ｂ））。
、例えば、ＧａＡｓを用いる。この半導体基板１１は、
ｎ９型半導体領域（ｎ０型基板）１２と、その上にエピ
タキシャル成長させたｎ−型半導体領域１３とからなっ
ており（第１図、第２図（ａ））、当該ｎ−型半導体領
域１３での不純物濃度は２Ｘ １０′！ａｍ−”厚さは
２０μｍであり、その下面側には、Ａｕ−Ｇｅ合金から
なるオーミック接触の裏面電極１４を真空蒸着法により
形成する（第１図、第２図（ｂ））。
また、前記ロー半導体領域１３上には、真空蒸着法など
によって、約１ＬＬＩ１１程度の厚さの１層を形成する
と共に、フォトエツチング法などによりパターニングし
て選択的にバリア金属電極１５を形成する（第１図、第
２図（Ｃ））。さらに、前記ｎ−半導体領域１３上の全
面には、同様に真空蒸着法によって、Ｓｂ（アンチモン
）を微量添加したＴｉＯ□（酸化チタン）の薄膜層を約
５００人の厚さに形成した上で、バターニングすること
により、前記バリア金属電極２５の周囲に接して、これ
を包囲するフィールドプレート層１６を選択的に形成す
る（第１図。
によって、約１ＬＬＩ１１程度の厚さの１層を形成する
と共に、フォトエツチング法などによりパターニングし
て選択的にバリア金属電極１５を形成する（第１図、第
２図（Ｃ））。さらに、前記ｎ−半導体領域１３上の全
面には、同様に真空蒸着法によって、Ｓｂ（アンチモン
）を微量添加したＴｉＯ□（酸化チタン）の薄膜層を約
５００人の厚さに形成した上で、バターニングすること
により、前記バリア金属電極２５の周囲に接して、これ
を包囲するフィールドプレート層１６を選択的に形成す
る（第１図。
第２図（ｄ））。
その後、前記フィールドプレート層１６、ならびに当該
フィールドプレート層１６を接したバリア金属電極２５
の一部を保護膜１７によって選択的に被覆しく第１図、
第２図（ｅ））、高耐圧フィールドプレート構造による
ショットキバリア半導体装置を得る。保護膜１７として
、ＣＶＤ法によるＳｉＯ□（シリコン酸化膜）またはシ
リコン窒化膜を用いる。
フィールドプレート層１６を接したバリア金属電極２５
の一部を保護膜１７によって選択的に被覆しく第１図、
第２図（ｅ））、高耐圧フィールドプレート構造による
ショットキバリア半導体装置を得る。保護膜１７として
、ＣＶＤ法によるＳｉＯ□（シリコン酸化膜）またはシ
リコン窒化膜を用いる。
前記のようにしてフィールドプレート層１６を形成した
ショットキバリア半導体装置（ショットキバリアダイオ
ード）によれば、２５０■の耐圧（降伏電圧）が得られ
た。そして、この耐圧は、ｎ−半導体領域１３での不純
物濃度におけるバルク耐圧にほぼ等しく、フィールドプ
レート層１６によって、該当表面領域での電界集中が緩
和された結果にほかならず、意図するところの所期通り
の作用、効果を達成できたことが明らかである。
ショットキバリア半導体装置（ショットキバリアダイオ
ード）によれば、２５０■の耐圧（降伏電圧）が得られ
た。そして、この耐圧は、ｎ−半導体領域１３での不純
物濃度におけるバルク耐圧にほぼ等しく、フィールドプ
レート層１６によって、該当表面領域での電界集中が緩
和された結果にほかならず、意図するところの所期通り
の作用、効果を達成できたことが明らかである。
［発明の効果］
以上詳述したように、この発明によれば、半導体領域上
にバリア金属電極を選択的に形成すると共に、当該バリ
ア金属電極を包囲するようにフィールドプレート層を形
成してなるショットキバリア半導体装置において、不純
物を添加したチタン酸化物によってフィールドプレート
層を形成したから、不純物の添加量を調整することで、
当該フィールドプレート層のシート抵抗を容易に制御で
き、かつ装置構成お形状、寸法ならびに所要耐圧に適し
たフィールドプレート層を再現性よ（形成し得るのであ
り、この結果として、従来例に比較するとき、十分に高
い良品率でショットキバリア半導体装置を歩留りよく製
造できるほか、併せて、構造的にも比較的簡単で容易に
実施できるなどの優れた特長を有するものである。
にバリア金属電極を選択的に形成すると共に、当該バリ
ア金属電極を包囲するようにフィールドプレート層を形
成してなるショットキバリア半導体装置において、不純
物を添加したチタン酸化物によってフィールドプレート
層を形成したから、不純物の添加量を調整することで、
当該フィールドプレート層のシート抵抗を容易に制御で
き、かつ装置構成お形状、寸法ならびに所要耐圧に適し
たフィールドプレート層を再現性よ（形成し得るのであ
り、この結果として、従来例に比較するとき、十分に高
い良品率でショットキバリア半導体装置を歩留りよく製
造できるほか、併せて、構造的にも比較的簡単で容易に
実施できるなどの優れた特長を有するものである。
第１図はこの発明の一実施例を適用したショットキバリ
ア半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図、第２図
（ａ）ないしくｅ）は同上ショットキバリア半導体装置
の主要な製造工程を順次模式的に示すそれぞれに断面図
であり、また、第３図は従来例によるショットキバリア
半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図である。 １１・・・・半導体基板、 １２・・・・ｎ″″型半導体領域 （ｎ＋型基板） １３・・・・ｎ−型半導体領域、 １４・・・・ Ａｕ−Ｇｅ裏面電極、 １５・・・・バリア金属電極、 １６・・・・フィールドプレート層、 １７・・・・保護膜。
ア半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図、第２図
（ａ）ないしくｅ）は同上ショットキバリア半導体装置
の主要な製造工程を順次模式的に示すそれぞれに断面図
であり、また、第３図は従来例によるショットキバリア
半導体装置の概要構成を模式的に示す断面図である。 １１・・・・半導体基板、 １２・・・・ｎ″″型半導体領域 （ｎ＋型基板） １３・・・・ｎ−型半導体領域、 １４・・・・ Ａｕ−Ｇｅ裏面電極、 １５・・・・バリア金属電極、 １６・・・・フィールドプレート層、 １７・・・・保護膜。
Claims (1)
- 半導体領域上にバリア金属電極を選択的に形成すると
共に、当該バリア金属電極を包囲するようにフィールド
プレート層を形成してなるショットキバリア半導体装置
において、不純物を添加したチタン酸化物によつて前記
フィールドプレート層を形成したことを特徴とするショ
ットキバリア半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10358290A JPH042167A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | ショットキバリア半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10358290A JPH042167A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | ショットキバリア半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042167A true JPH042167A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14357775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10358290A Pending JPH042167A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | ショットキバリア半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042167A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006073189A1 (ja) * | 2005-01-08 | 2006-07-13 | Kanagawa Academy Of Science And Technology | 機能素子及び酸化物材料形成方法 |
| WO2007007486A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | Sanken Electric Co., Ltd. | 電界効果トランジスタ |
| US7968216B2 (en) | 2005-01-08 | 2011-06-28 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Internal gear pump |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP10358290A patent/JPH042167A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006073189A1 (ja) * | 2005-01-08 | 2006-07-13 | Kanagawa Academy Of Science And Technology | 機能素子及び酸化物材料形成方法 |
| KR100964420B1 (ko) * | 2005-01-08 | 2010-06-16 | 도요다 고세이 가부시키가이샤 | 기능 소자 및 산화물 재료 형성 방법 |
| US7968216B2 (en) | 2005-01-08 | 2011-06-28 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Internal gear pump |
| WO2007007486A1 (ja) * | 2005-07-13 | 2007-01-18 | Sanken Electric Co., Ltd. | 電界効果トランジスタ |
| JP2007027284A (ja) * | 2005-07-13 | 2007-02-01 | Sanken Electric Co Ltd | 電界効果トランジスタ |
| US7714360B2 (en) | 2005-07-13 | 2010-05-11 | Sanken Electric Co., Ltd. | Surface-stabilized semiconductor device |
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