JPH0485965A - ショットキバリア半導体装置の製造方法 - Google Patents
ショットキバリア半導体装置の製造方法Info
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- JPH0485965A JPH0485965A JP20198190A JP20198190A JPH0485965A JP H0485965 A JPH0485965 A JP H0485965A JP 20198190 A JP20198190 A JP 20198190A JP 20198190 A JP20198190 A JP 20198190A JP H0485965 A JPH0485965 A JP H0485965A
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- Japan
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- schottky barrier
- semiconductor
- field plate
- semiconductor device
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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〕
本発明は酸化Ｔｉからなるフィールドプレートを有する
シロットキバリア半導体装置の製造方法に関する。
シロットキバリア半導体装置の製造方法に関する。
シコソトキバリア半導体装置は、その高速性。
低損失性に利点があるが、ｐｎ接合素子に比べて高耐圧
性に劣るため、改良が必要とされる。シツットキバリア
半導体装置の高耐圧化をはかるものとして、フィールド
プレートを設けた構造の装置が特開昭６３−９４６７３
号公報あるいは特開昭６３−９４６７４号公報に示され
ている。第２図に示すフイ−ルドプレート構造において
は、半導体素体１のｎ゛基板１１上に積層されたｎｊｉ
１２に接触するショットキバリア金属電極２を包囲する
ようにしてフィールドプレート層３が形成されている。
性に劣るため、改良が必要とされる。シツットキバリア
半導体装置の高耐圧化をはかるものとして、フィールド
プレートを設けた構造の装置が特開昭６３−９４６７３
号公報あるいは特開昭６３−９４６７４号公報に示され
ている。第２図に示すフイ−ルドプレート構造において
は、半導体素体１のｎ゛基板１１上に積層されたｎｊｉ
１２に接触するショットキバリア金属電極２を包囲する
ようにしてフィールドプレート層３が形成されている。
このフィールドプレート層３によって、その下のｎ層重
２の表面近傍、とくに電極端３１における電界集中を緩
和し、耐圧を同上させようとするものである。
２の表面近傍、とくに電極端３１における電界集中を緩
和し、耐圧を同上させようとするものである。
フィールドプレート層３の上は保護膜４で覆われており
、ｎ゛基板下面には電極５が接触している。前記の特開
昭６３−９４６７３号公報および特開昭６３−９４６７
４号公報では、Ｔｉを主成分とする薄膜層を半導体基板
上に形成した後、酸化雰囲気中で熱処理を施して得た高
抵抗層をフィールドプレートとしている。逆方向電圧印
加時にこのフィールドプレート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■、が流れるが、フィー
ルドプレート部分のシート抵抗Ｒ３がＩ、に見合う適当
な値であれば、電極端３Ｉから遠ざかるに従い緩やかに
電位が低下し、フィールドプレートの長さ方間に安定な
電位分布が形成され、電界集中が緩和される。
、ｎ゛基板下面には電極５が接触している。前記の特開
昭６３−９４６７３号公報および特開昭６３−９４６７
４号公報では、Ｔｉを主成分とする薄膜層を半導体基板
上に形成した後、酸化雰囲気中で熱処理を施して得た高
抵抗層をフィールドプレートとしている。逆方向電圧印
加時にこのフィールドプレート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■、が流れるが、フィー
ルドプレート部分のシート抵抗Ｒ３がＩ、に見合う適当
な値であれば、電極端３Ｉから遠ざかるに従い緩やかに
電位が低下し、フィールドプレートの長さ方間に安定な
電位分布が形成され、電界集中が緩和される。
従って、所望のシート抵抗（１００〜１０００ＭΩ）を
有するフィールドプレート層を得ることが可能ならば、
高耐圧構造のノヨノトキバ１１７半導体装置を得ること
が可能となる。
有するフィールドプレート層を得ることが可能ならば、
高耐圧構造のノヨノトキバ１１７半導体装置を得ること
が可能となる。
第２図に示すようなｎ型ンヨノトキハリアダイオードは
、第３図に示す工程で製造される。第３図（ａｌに示す
半導体素体１はＧａＡｓからなり、ｎ゛基板１１の上に
ｎ−層１２をエピタキシャル成長させたものである。こ
のｎ゛基板１１の下面に、第３図φ）に示すようにＡｕ
−Ｇｅ合金からなるオーム性接触の電極５を真空蒸着
法により形成する。次に、第３図１ｃｌに示すように、
ｎ−層１２の上に約１−厚みのＭ層を真空蓼着法にて形
成し、フォトエツチングによりパターニングして、バリ
ア金属電極２を得る。さらに、第３図［ｄ）においては
、素体１上全面にＴｉ１ｌｌ膜を真空１着法により形成
したのち、フィールドプレート層としてパターニングす
る。フィールドプレート層の厚みは１００〜３００ 人
とする。
、第３図に示す工程で製造される。第３図（ａｌに示す
半導体素体１はＧａＡｓからなり、ｎ゛基板１１の上に
ｎ−層１２をエピタキシャル成長させたものである。こ
のｎ゛基板１１の下面に、第３図φ）に示すようにＡｕ
−Ｇｅ合金からなるオーム性接触の電極５を真空蒸着
法により形成する。次に、第３図１ｃｌに示すように、
ｎ−層１２の上に約１−厚みのＭ層を真空蓼着法にて形
成し、フォトエツチングによりパターニングして、バリ
ア金属電極２を得る。さらに、第３図［ｄ）においては
、素体１上全面にＴｉ１ｌｌ膜を真空１着法により形成
したのち、フィールドプレート層としてパターニングす
る。フィールドプレート層の厚みは１００〜３００ 人
とする。
続いて、酸化雰囲気中で熱処理を施してＴｉ薄膜を酸化
し、高抵抗性のフィールドプレート層３を得る。このあ
と、第３図［ａｌに示すように、フィールドプレート層
３を絶縁保１１１１４によって被覆し、ショットキバリ
アダイオードを得る。保！ｌ膜４として、ＣＶＤ法によ
る３４０ｇ膜 （シリコン酸化膜）またはシリコン窒化
膜を用いる。
し、高抵抗性のフィールドプレート層３を得る。このあ
と、第３図［ａｌに示すように、フィールドプレート層
３を絶縁保１１１１４によって被覆し、ショットキバリ
アダイオードを得る。保！ｌ膜４として、ＣＶＤ法によ
る３４０ｇ膜 （シリコン酸化膜）またはシリコン窒化
膜を用いる。
このような製造方法における第３１ｆｆｌ（Ｃ＋の工程
において、ｎ−層１２の上にＭ層を真空蒸着し、バリア
金Ｉｘ１ｉ４２を得るが、ｎ−層１２の表面に酸化膜が
存在する場合には、ショットキバリアダイオードの順方
向降下電圧ｖＦが大となる。このＶ、の増大によってシ
ョットキバリアダイオードの整流素子としての損失が増
大するため、■、の低減化のためには、酸化膜の有効な
除去が望ましい、また、以上の方法では、Ｍ層のバリア
金ａｔ極２を形成後、Ｔ ｉ ’ｆｉｌ Ｈを熱処理に
より酸化するため、同時にＭ層の表面も酸化され、順方
向電流密度の低下が生じる。
において、ｎ−層１２の上にＭ層を真空蒸着し、バリア
金Ｉｘ１ｉ４２を得るが、ｎ−層１２の表面に酸化膜が
存在する場合には、ショットキバリアダイオードの順方
向降下電圧ｖＦが大となる。このＶ、の増大によってシ
ョットキバリアダイオードの整流素子としての損失が増
大するため、■、の低減化のためには、酸化膜の有効な
除去が望ましい、また、以上の方法では、Ｍ層のバリア
金ａｔ極２を形成後、Ｔ ｉ ’ｆｉｌ Ｈを熱処理に
より酸化するため、同時にＭ層の表面も酸化され、順方
向電流密度の低下が生じる。
従って、高抵抗性のフィールドプレート層を育するショ
ットキバリア半導体装置は高耐圧化を可能とするが、一
方、上記の問題点を生しるため、その順方向特性を改善
することが望まれる。
ットキバリア半導体装置は高耐圧化を可能とするが、一
方、上記の問題点を生しるため、その順方向特性を改善
することが望まれる。
本発明の目的は上記の問題を解決し、表面近傍における
電界集中緩和のための高抵抗性のフィールドプレートを
有すると共に、順方向特性の良好な高耐圧のショットキ
バリア半導体装置を提供することにある。
電界集中緩和のための高抵抗性のフィールドプレートを
有すると共に、順方向特性の良好な高耐圧のショットキ
バリア半導体装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明のショットキバリ
ア半導体装置の製造方法は、半導体層の一面全面にチタ
ン膜を被着し、そのチタン膜を熱処理により酸化し、次
いでエツチングにより酸化チタン膜のパターニングをし
てフィールドプレート層を形成し、次にフィールドプレ
ート層に囲まれた前記半導体層の露出面にショットキバ
リア金属電橋を接触させるものとする。あるいは、一導
電型の高不純物濃度の半導体基板上に同一導電型の低不
純物濃度の半導体層を積層してなる半導体素体の半導体
基板表面にオーム性接触する電橿層を被着したのち、前
記半導体層の表面全面にチタン膜を被着し、酸化雰囲気
中で加熱してチタンを酸化させ、次いでエツチングによ
り酸化チタン膜をパターニングしてフィールドプレート
層を形成し、次にフィールドプレート層に囲まれた前記
半導体層露出面にショットキバリア金属電極を接触させ
るものとする。
ア半導体装置の製造方法は、半導体層の一面全面にチタ
ン膜を被着し、そのチタン膜を熱処理により酸化し、次
いでエツチングにより酸化チタン膜のパターニングをし
てフィールドプレート層を形成し、次にフィールドプレ
ート層に囲まれた前記半導体層の露出面にショットキバ
リア金属電橋を接触させるものとする。あるいは、一導
電型の高不純物濃度の半導体基板上に同一導電型の低不
純物濃度の半導体層を積層してなる半導体素体の半導体
基板表面にオーム性接触する電橿層を被着したのち、前
記半導体層の表面全面にチタン膜を被着し、酸化雰囲気
中で加熱してチタンを酸化させ、次いでエツチングによ
り酸化チタン膜をパターニングしてフィールドプレート
層を形成し、次にフィールドプレート層に囲まれた前記
半導体層露出面にショットキバリア金属電極を接触させ
るものとする。
Ｃ作用し
Ｔｉ膜を半導体層表面全面に被着したのち熱処理する際
、それ以前に半導体層表面に存在した酸化膜中の酸素は
Ｔｉ膜内に取り込まれる。そのあと、パターニングのた
めにエツチングしてバリア金属電極接触面上の酸化Ｔｉ
Ｍを除去すれば、酸化されていない半導体層表面が露出
する。この面にバリア金属電橋を接触させれ：ｉ、ショ
ットキバリアに８ける順方向降下電圧■、の増大が起こ
ることがない、また、酸化Ｔｉ形成の熱処理がバリア金
属電極被着前に行われるｋめ、電極層表面の酸化のおそ
れもない、一方、高不純物）Ｍ廣半導体基板への電極の
被着は、Ｔｉ１ｌ酸化のための熱処理以前に行われるの
で、基板表面の酸化が少なく、良好なオーム性接触が得
られる。
、それ以前に半導体層表面に存在した酸化膜中の酸素は
Ｔｉ膜内に取り込まれる。そのあと、パターニングのた
めにエツチングしてバリア金属電極接触面上の酸化Ｔｉ
Ｍを除去すれば、酸化されていない半導体層表面が露出
する。この面にバリア金属電橋を接触させれ：ｉ、ショ
ットキバリアに８ける順方向降下電圧■、の増大が起こ
ることがない、また、酸化Ｔｉ形成の熱処理がバリア金
属電極被着前に行われるｋめ、電極層表面の酸化のおそ
れもない、一方、高不純物）Ｍ廣半導体基板への電極の
被着は、Ｔｉ１ｌ酸化のための熱処理以前に行われるの
で、基板表面の酸化が少なく、良好なオーム性接触が得
られる。
第１図Ｆａｌ〜（幻は本発明の一実施例のショットキバ
リアダイオードの製造工程を示し、第２図、第３図と共
通の部分には同一の符号が付されている。
リアダイオードの製造工程を示し、第２図、第３図と共
通の部分には同一の符号が付されている。
第１図（ａｌはＧａＡｓからなる半導体素体１を示す、
この半導体素体１はｎ゛基板１１およびその上にエピタ
キシャル成長させたｎ−層１２からなる。ｎ”層１２の
不純物濃度は２Ｘ１０”１ｍ−’、厚みは２０−である
、素体１のｎ″基板１１の下面に、第１図（ｂｌに示す
ように、Ａｕ−Ｇｅ合金からなるオーム性接触の電極５
を真空蒸着法により形成する０次いで、第１図ｆｃｌに
示すように、ｎ−層１２の上に厚みが約５００人のＴｉ
１ｌ膜６を真空１着法により全面に形成したのち、第１
図（ｄ）においては、温度４００℃で１０分間の熱処理
をして、Ｔｉ１１ｍ１１６を酸化させ酸化Ｔｉ膜７とす
る。このとき、ｎ−層表面の酸化膜中の酸素は酸化Ｔｉ
膜膜中中取り込まれる０次に、第１図ｆａ＋に示すよう
に、酸化Ｔｉ膜７をエツチングによりパターニングして
、フィールドプレート、１１３を形成する。この工程に
よって、フィールドプレート層が形成された部分以外の
ｎ−層１２表面の酸化膜は除去されている。さらに、第
１図ｆｆｌにおいて、基板上全面に、厚みが約１−のＭ
層を真空蒸着法により形成したのち、パターニングし、
バリア金属電橋２を得る。このあと、第１図（幻に示す
ように、フィールドプレート層３を絶縁保護膜４によっ
て被覆し、ショットキバリアダイオードを得る。保護１
１１１４として、ＣＶＤ法によるＳｉＯ□膜（シリコン
酸化膜）またはシリコン窒化膜を用いる。
この半導体素体１はｎ゛基板１１およびその上にエピタ
キシャル成長させたｎ−層１２からなる。ｎ”層１２の
不純物濃度は２Ｘ１０”１ｍ−’、厚みは２０−である
、素体１のｎ″基板１１の下面に、第１図（ｂｌに示す
ように、Ａｕ−Ｇｅ合金からなるオーム性接触の電極５
を真空蒸着法により形成する０次いで、第１図ｆｃｌに
示すように、ｎ−層１２の上に厚みが約５００人のＴｉ
１ｌ膜６を真空１着法により全面に形成したのち、第１
図（ｄ）においては、温度４００℃で１０分間の熱処理
をして、Ｔｉ１１ｍ１１６を酸化させ酸化Ｔｉ膜７とす
る。このとき、ｎ−層表面の酸化膜中の酸素は酸化Ｔｉ
膜膜中中取り込まれる０次に、第１図ｆａ＋に示すよう
に、酸化Ｔｉ膜７をエツチングによりパターニングして
、フィールドプレート、１１３を形成する。この工程に
よって、フィールドプレート層が形成された部分以外の
ｎ−層１２表面の酸化膜は除去されている。さらに、第
１図ｆｆｌにおいて、基板上全面に、厚みが約１−のＭ
層を真空蒸着法により形成したのち、パターニングし、
バリア金属電橋２を得る。このあと、第１図（幻に示す
ように、フィールドプレート層３を絶縁保護膜４によっ
て被覆し、ショットキバリアダイオードを得る。保護１
１１１４として、ＣＶＤ法によるＳｉＯ□膜（シリコン
酸化膜）またはシリコン窒化膜を用いる。
上記、製造方法によって得たショットキバリアダイオー
ドは、２５０ Ｖの耐圧（降伏電圧）を示した。また、
順方向降下電圧Ｖ、は電流密度２５０ Ａ／−に対し、
０．８■を示し、２００ Ｖ耐圧用（７）ＳｉＰＩＮｉ
イオードより低い値を示した。
ドは、２５０ Ｖの耐圧（降伏電圧）を示した。また、
順方向降下電圧Ｖ、は電流密度２５０ Ａ／−に対し、
０．８■を示し、２００ Ｖ耐圧用（７）ＳｉＰＩＮｉ
イオードより低い値を示した。
以上の実施例はショットキバリアダイオードの製造の場
合であるが、ショットキバリアを用いた他の半導体装置
の製造においても同様に実施できることは明らかである
。
合であるが、ショットキバリアを用いた他の半導体装置
の製造においても同様に実施できることは明らかである
。
本発明によれば、バリア金属被着前にＴｉ膜の酸化を行
い、パターニングして高抵抗のフィールドプレートを形
成することにより、バリア金属被着面には酸化膜のない
表面が得られ、ショットキバリアにおける順方向降下電
圧の増大が防止された。
い、パターニングして高抵抗のフィールドプレートを形
成することにより、バリア金属被着面には酸化膜のない
表面が得られ、ショットキバリアにおける順方向降下電
圧の増大が防止された。
また、熱処理がバリア金属電極形成より前に行われるの
で、電極ｌの酸化が起こらず、順方向電流密度の低下が
防止され、高耐圧ショットキバリア半導体装置の順方同
特性の改善が達成された。
で、電極ｌの酸化が起こらず、順方向電流密度の低下が
防止され、高耐圧ショットキバリア半導体装置の順方同
特性の改善が達成された。
第１図は本発明の一実施例のショットキバリアダイオー
ドの製造工程をｆａｔ〜（幻の順に示す断面図、第２図
はショットキバリアダイオードの断面図、第３図は従来
のショットキバリアダイオードの製造工程をｒａｔ〜佃
）の順に示す断面図である。 １：ＧａＡｓ素体、ｌｌ：ｎ”基板、１２：ｎ−層、２
：バリア金属電橋、３：フィールドプレート層、５：Ａ
ｕ−Ｇｅ１ｉ極、６：Ｔｉ膜、７：酸化Ｔｉ膜。
ドの製造工程をｆａｔ〜（幻の順に示す断面図、第２図
はショットキバリアダイオードの断面図、第３図は従来
のショットキバリアダイオードの製造工程をｒａｔ〜佃
）の順に示す断面図である。 １：ＧａＡｓ素体、ｌｌ：ｎ”基板、１２：ｎ−層、２
：バリア金属電橋、３：フィールドプレート層、５：Ａ
ｕ−Ｇｅ１ｉ極、６：Ｔｉ膜、７：酸化Ｔｉ膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）半導体層の一面全面にチタン膜を被着し、そのチタ
ン膜を熱処理により酸化し、次いでエッチングにより酸
化チタン膜のパターニングをしてフィールドプレート層
を形成し、次にフィールド層に囲まれた前記半導体層の
露出面にショットキバリア金属電極を接触させることを
特徴とするショットキバリア半導体装置の製造方法。 ２）一導電型の高不純物濃度の半導体基板上に同一導電
型の低不純物濃度の半導体層を積層してなる半導体素体
の半導体基板表面にオーム性接触する電極層を被着した
のち、前記半導体層の表面全面にチタン膜を被着し、酸
化雰囲気中で加熱してチタンを酸化させ、次いでエッチ
ングにより酸化チタン膜をパターニングしてフィールド
プレート層を形成し、次にフィールドプレート層に囲ま
れた前記半導体層露出面にショットキバリア金属電極を
接触させることを特徴とするショットキバリア半導体装
置の製造方法。 ３）半導体が砒化ガリウムである請求項１あるいは２記
載のショットキバリア半導体装置の製造方法。 ４）ショットキバリア金属がアルミニウムである請求項
１あるいは２記載のショットキバリア半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198190A JPH0485965A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ショットキバリア半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198190A JPH0485965A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ショットキバリア半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485965A true JPH0485965A (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=16449961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20198190A Pending JPH0485965A (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | ショットキバリア半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0485965A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334998A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP20198190A patent/JPH0485965A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334998A (ja) * | 2001-05-08 | 2002-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
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