JPH0757904A - ダイヤモンド半導体装置 - Google Patents
ダイヤモンド半導体装置Info
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- JPH0757904A JPH0757904A JP5201403A JP20140393A JPH0757904A JP H0757904 A JPH0757904 A JP H0757904A JP 5201403 A JP5201403 A JP 5201403A JP 20140393 A JP20140393 A JP 20140393A JP H0757904 A JPH0757904 A JP H0757904A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ６００℃以上の高温環境下でも長期間に亘っ
て安定した素子の動作特性を確保することができ、耐熱
性及び耐久性が優れたダイヤモンド半導体装置を提供す
る。 【構成】 窒化珪素基板１上にアンドープの下地絶縁性
ダイヤモンド層２が形成されており、この下地絶縁性ダ
イヤモンド層２上に半導体ダイヤモンド層３が形成され
ている。なお、この半導体ダイヤモンド層３を被覆する
ようにして、アンドープの絶縁性ダイヤモンド膜４及び
窒化珪素膜５からなる積層膜が絶縁保護膜として形成さ
れている。
て安定した素子の動作特性を確保することができ、耐熱
性及び耐久性が優れたダイヤモンド半導体装置を提供す
る。 【構成】 窒化珪素基板１上にアンドープの下地絶縁性
ダイヤモンド層２が形成されており、この下地絶縁性ダ
イヤモンド層２上に半導体ダイヤモンド層３が形成され
ている。なお、この半導体ダイヤモンド層３を被覆する
ようにして、アンドープの絶縁性ダイヤモンド膜４及び
窒化珪素膜５からなる積層膜が絶縁保護膜として形成さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性及び耐久性が優
れたダイヤモンド半導体装置に関する。
れたダイヤモンド半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは硬度が高く、大きな熱伝
導率を有すると共に、耐熱性、耐放射線性及び耐化学薬
品性等が優れている。近年、気相合成法によって薄膜ダ
イヤモンドの形成が容易になり、ダイヤモンドコーティ
ングされたスピーカ用振動板及び半導体デバイス用ヒー
トシンク等が開発されている。この場合に、不純物を含
有しないダイヤモンドは電気絶縁体であるが、例えばホ
ウ素原子をドーピングすることにより半導体となること
が知られている。この半導体ダイヤモンドのバンドギャ
ップは約５．４ｅＶと大きく、数１００℃の高温でも半
導体的性質が失われない。このようなことから、半導体
ダイヤモンドは高温環境下でも動作が可能な耐熱性半導
体素子への応用が期待され、その開発が進められてい
る。
導率を有すると共に、耐熱性、耐放射線性及び耐化学薬
品性等が優れている。近年、気相合成法によって薄膜ダ
イヤモンドの形成が容易になり、ダイヤモンドコーティ
ングされたスピーカ用振動板及び半導体デバイス用ヒー
トシンク等が開発されている。この場合に、不純物を含
有しないダイヤモンドは電気絶縁体であるが、例えばホ
ウ素原子をドーピングすることにより半導体となること
が知られている。この半導体ダイヤモンドのバンドギャ
ップは約５．４ｅＶと大きく、数１００℃の高温でも半
導体的性質が失われない。このようなことから、半導体
ダイヤモンドは高温環境下でも動作が可能な耐熱性半導
体素子への応用が期待され、その開発が進められてい
る。
【０００３】ダイヤモンドは６００℃以下では大気中で
安定であるが、それ以上の高温環境下では、酸素との反
応によりダイヤモンドの表面が損傷を受ける。そこで、
このような用途に使用する場合には、半導体ダイヤモン
ド層の表面に絶縁性の保護膜が設けられる。この絶縁保
護膜としては、以下に示すものが提案されている。
安定であるが、それ以上の高温環境下では、酸素との反
応によりダイヤモンドの表面が損傷を受ける。そこで、
このような用途に使用する場合には、半導体ダイヤモン
ド層の表面に絶縁性の保護膜が設けられる。この絶縁保
護膜としては、以下に示すものが提案されている。
【０００４】（１）酸化珪素又は酸化アルミニウムを主
成分とする絶縁性酸化物（特開昭63-184304；以下、従
来技術１という。） （２）ダイヤモンド（特開平2-271528；以下、従来技術
２という。）
成分とする絶縁性酸化物（特開昭63-184304；以下、従
来技術１という。） （２）ダイヤモンド（特開平2-271528；以下、従来技術
２という。）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、下記表
１に示すように、酸化珪素及び酸化アルミニウムとダイ
ヤモンドとでは、温度変化に伴う膨張率（線膨張率）の
差が大きい。その結果、従来技術１の保護膜を有する半
導体装置では、昇降温を繰り返し受けることにより保護
膜にクラックが生じたり、保護膜が剥離したりするとい
う問題点がある。また、従来技術１においては、保護膜
が異種材料であるため、半導体ダイヤモンド層との界面
に準位が形成され、素子の電気特性が劣化する。
１に示すように、酸化珪素及び酸化アルミニウムとダイ
ヤモンドとでは、温度変化に伴う膨張率（線膨張率）の
差が大きい。その結果、従来技術１の保護膜を有する半
導体装置では、昇降温を繰り返し受けることにより保護
膜にクラックが生じたり、保護膜が剥離したりするとい
う問題点がある。また、従来技術１においては、保護膜
が異種材料であるため、半導体ダイヤモンド層との界面
に準位が形成され、素子の電気特性が劣化する。
【０００６】
【表１】
【０００７】一方、従来技術２においては上記のような
問題点はない。しかしながら、大気中で６００℃以上の
高温環境下で素子を使用し続けると、徐々にダイヤモン
ド保護膜が酸化されてエッチングが進行し、ついには半
導体ダイヤモンド層が高温の大気に曝されて動作が不安
定になってしまう。即ち、従来技術２では、ダイヤモン
ド半導体装置を大気中６００℃以上の高温環境下で長期
間に亘って使用し続けることができないという問題点が
ある。
問題点はない。しかしながら、大気中で６００℃以上の
高温環境下で素子を使用し続けると、徐々にダイヤモン
ド保護膜が酸化されてエッチングが進行し、ついには半
導体ダイヤモンド層が高温の大気に曝されて動作が不安
定になってしまう。即ち、従来技術２では、ダイヤモン
ド半導体装置を大気中６００℃以上の高温環境下で長期
間に亘って使用し続けることができないという問題点が
ある。
【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、６００℃以上の高温環境下で長期間に亘っ
て使用してもダイヤモンド半導体素子の安定した動作特
性を確保することができ、耐熱性及び耐久性が優れたダ
イヤモンド半導体装置を提供することを目的とする。
のであって、６００℃以上の高温環境下で長期間に亘っ
て使用してもダイヤモンド半導体素子の安定した動作特
性を確保することができ、耐熱性及び耐久性が優れたダ
イヤモンド半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダイヤモン
ド半導体装置は、半導体材料としてダイヤモンドを使用
した半導体素子の表面が絶縁保護膜で被覆されたダイヤ
モンド半導体装置において、前記絶縁保護膜が、前記半
導体素子の表面に形成された絶縁性ダイヤモンド膜と、
この絶縁性ダイヤモンド膜上に形成された窒化珪素膜と
の積層膜により構成されていることを特徴とする。
ド半導体装置は、半導体材料としてダイヤモンドを使用
した半導体素子の表面が絶縁保護膜で被覆されたダイヤ
モンド半導体装置において、前記絶縁保護膜が、前記半
導体素子の表面に形成された絶縁性ダイヤモンド膜と、
この絶縁性ダイヤモンド膜上に形成された窒化珪素膜と
の積層膜により構成されていることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明に係るダイヤモンド半導体装置において
は、ダイヤモンド半導体素子の表面を被覆する絶縁保護
膜が半導体素子と接触する絶縁性ダイヤモンド膜と、こ
の絶縁性ダイヤモンド膜の上に形成された窒化珪素膜と
の積層膜により構成されている。この場合に、絶縁性ダ
イヤモンド膜は、半導体素子の半導体ダイヤモンド層と
熱膨張率の差がないので、昇降温を繰り返し受けてもク
ラック及び剥離が発生しない。また、両者は異種材料で
はないので、その界面に準位が形成されない。このた
め、ダイヤモンド半導体素子の電気特性が劣化しない。
は、ダイヤモンド半導体素子の表面を被覆する絶縁保護
膜が半導体素子と接触する絶縁性ダイヤモンド膜と、こ
の絶縁性ダイヤモンド膜の上に形成された窒化珪素膜と
の積層膜により構成されている。この場合に、絶縁性ダ
イヤモンド膜は、半導体素子の半導体ダイヤモンド層と
熱膨張率の差がないので、昇降温を繰り返し受けてもク
ラック及び剥離が発生しない。また、両者は異種材料で
はないので、その界面に準位が形成されない。このた
め、ダイヤモンド半導体素子の電気特性が劣化しない。
【００１１】また、前記絶縁性ダイヤモンド膜は窒化珪
素膜で覆われているので、大気に曝されない。その結
果、高温の大気中で使用しても、絶縁性ダイヤモンド膜
が酸素にエッチングされることはない。また、前記表１
に示すように、窒化珪素はダイヤモンドと熱膨張率の差
が極めて小さい材料である。更に、窒化珪素膜とダイヤ
モンド膜との密着性が良好であるので、例えば室温から
１０００℃までの広い温度範囲で昇降温を繰り返し受け
ても、絶縁保護膜にクラック及び剥離が生じることはな
い。加えて、窒化珪素は耐熱性及び絶縁性にも優れてい
る。
素膜で覆われているので、大気に曝されない。その結
果、高温の大気中で使用しても、絶縁性ダイヤモンド膜
が酸素にエッチングされることはない。また、前記表１
に示すように、窒化珪素はダイヤモンドと熱膨張率の差
が極めて小さい材料である。更に、窒化珪素膜とダイヤ
モンド膜との密着性が良好であるので、例えば室温から
１０００℃までの広い温度範囲で昇降温を繰り返し受け
ても、絶縁保護膜にクラック及び剥離が生じることはな
い。加えて、窒化珪素は耐熱性及び絶縁性にも優れてい
る。
【００１２】次に、絶縁性ダイヤモンド膜及び窒化珪素
膜の厚さの限定理由について説明する。先ず、窒化珪素
膜の厚さが１０Å未満の場合は、高温の大気中で酸素が
窒化珪素膜を透過して絶縁性ダイヤモンド膜まで達して
しまうため、絶縁性ダイヤモンド膜がエッチングされて
しまう。一方、前記窒化珪素膜の厚さが１０μｍより厚
い場合は、熱膨張率の差により、窒化珪素膜にクラック
が生じやすい。
膜の厚さの限定理由について説明する。先ず、窒化珪素
膜の厚さが１０Å未満の場合は、高温の大気中で酸素が
窒化珪素膜を透過して絶縁性ダイヤモンド膜まで達して
しまうため、絶縁性ダイヤモンド膜がエッチングされて
しまう。一方、前記窒化珪素膜の厚さが１０μｍより厚
い場合は、熱膨張率の差により、窒化珪素膜にクラック
が生じやすい。
【００１３】次に、絶縁性ダイヤモンド膜の厚さが１０
Å未満の場合は、トンネル効果により、キャリアが半導
体ダイヤモンド層から絶縁性ダイヤモンド膜を透過し
て、窒化珪素膜と絶縁性ダイヤモンド膜との界面に形成
された準位にまで達してしまう。そうすると、余分な電
流パス（キャリアの通り道）ができることになるので、
半導体素子の電気特性が劣化する。一方、前記絶縁性ダ
イヤモンド膜の厚さが１０μｍより厚い場合は、素子の
特性に影響はないものの、成膜時間が長くなると共に、
原料ガスの消費量も増加するため、生産コストが増大し
てしまう。このような理由で、前記絶縁性ダイヤモンド
膜及び窒化珪素膜は、いずれも厚さを１０Å以上１０μ
ｍ以下とすることが好ましい。
Å未満の場合は、トンネル効果により、キャリアが半導
体ダイヤモンド層から絶縁性ダイヤモンド膜を透過し
て、窒化珪素膜と絶縁性ダイヤモンド膜との界面に形成
された準位にまで達してしまう。そうすると、余分な電
流パス（キャリアの通り道）ができることになるので、
半導体素子の電気特性が劣化する。一方、前記絶縁性ダ
イヤモンド膜の厚さが１０μｍより厚い場合は、素子の
特性に影響はないものの、成膜時間が長くなると共に、
原料ガスの消費量も増加するため、生産コストが増大し
てしまう。このような理由で、前記絶縁性ダイヤモンド
膜及び窒化珪素膜は、いずれも厚さを１０Å以上１０μ
ｍ以下とすることが好ましい。
【００１４】なお、高温の大気中で上記窒化珪素膜の表
面から酸化が進行する虞がある場合には、窒化珪素膜上
に酸化珪素又は酸化アルミニウムを主成分とする酸化防
止膜を設けることにより、この酸化を防止できる。但
し、酸化珪素又は酸化アルミニウムと窒化珪素とでは熱
膨張率が大きく異なる（表１参照）ために、酸化防止膜
の膜厚は０．４μｍ以下とする必要がある。酸化防止膜
の厚さが０．４μｍよりも厚い場合には繰り返しの昇降
温によりクラック又は剥離が生じる。
面から酸化が進行する虞がある場合には、窒化珪素膜上
に酸化珪素又は酸化アルミニウムを主成分とする酸化防
止膜を設けることにより、この酸化を防止できる。但
し、酸化珪素又は酸化アルミニウムと窒化珪素とでは熱
膨張率が大きく異なる（表１参照）ために、酸化防止膜
の膜厚は０．４μｍ以下とする必要がある。酸化防止膜
の厚さが０．４μｍよりも厚い場合には繰り返しの昇降
温によりクラック又は剥離が生じる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例についてその比較例と
比較して説明する。図１は本発明の実施例に係るダイヤ
モンド半導体装置（サーミスタ）を示す断面図である。
窒化珪素基板１上にアンドープの下地絶縁性ダイヤモン
ド層２が形成されており、この下地絶縁性ダイヤモンド
層２上に半導体ダイヤモンド層３が所定のパターンで形
成されている。そして、この半導体ダイヤモンド層３を
被覆するようにして、アンドープの絶縁性ダイヤモンド
膜４が下地絶縁性ダイヤモンド層２上にまで延出して形
成されている。この絶縁性ダイヤモンド膜４にはコンタ
クト孔８が設けられており、絶縁性ダイヤモンド膜４の
全面を被覆するようにして窒化珪素膜５が形成されてい
る。そして、コンタクト孔８を埋め込むようにして電極
６が所定のパターンで設けられており、この電極６には
リード線７が接続されている。このように構成されたダ
イヤモンド半導体装置においては、絶縁性ダイヤモンド
膜４と窒化珪素膜５との積層膜により絶縁保護膜が構成
されている。
比較して説明する。図１は本発明の実施例に係るダイヤ
モンド半導体装置（サーミスタ）を示す断面図である。
窒化珪素基板１上にアンドープの下地絶縁性ダイヤモン
ド層２が形成されており、この下地絶縁性ダイヤモンド
層２上に半導体ダイヤモンド層３が所定のパターンで形
成されている。そして、この半導体ダイヤモンド層３を
被覆するようにして、アンドープの絶縁性ダイヤモンド
膜４が下地絶縁性ダイヤモンド層２上にまで延出して形
成されている。この絶縁性ダイヤモンド膜４にはコンタ
クト孔８が設けられており、絶縁性ダイヤモンド膜４の
全面を被覆するようにして窒化珪素膜５が形成されてい
る。そして、コンタクト孔８を埋め込むようにして電極
６が所定のパターンで設けられており、この電極６には
リード線７が接続されている。このように構成されたダ
イヤモンド半導体装置においては、絶縁性ダイヤモンド
膜４と窒化珪素膜５との積層膜により絶縁保護膜が構成
されている。
【００１６】次に、本発明の実施例に係るダイヤモンド
半導体装置を製造し、その耐熱性及び耐久性を比較例と
比較した結果について説明する。実施例１ 下記（１）〜（８）の工程により、図１に示すサーミス
タを１２個作製した。 （１）基板として焼結体の窒化珪素基板１を使用し、そ
の表面をダイヤモンドペーストで約１時間研磨した。 （２）基板１上に、下地絶縁層としてアンドープのダイ
ヤモンド層をマイクロ波ＣＶＤ法により合成した。反応
ガスにはＣＨ4、Ｈ2、Ｏ2の混合ガスを使用し、ＣＨ4濃
度を０．５％、Ｏ2濃度を０．１％、残部をＨ2ガスとし
た。基板温度、ガス圧力及び合成時間は夫々８００℃、
３５Torr及び１４時間である。その結果、厚さが４μｍ
のアンドープの下地絶縁性ダイヤモンド層２が得られ
た。 （３）下地絶縁性ダイヤモンド層２上に、マイクロ波Ｃ
ＶＤ法により半導体ダイヤモンド層３を形成した。この
半導体ダイヤモンド層３の合成条件はＣＨ4０．５％、
Ｈ2９９．５％、Ｂ2Ｈ6０．１ｐｐｍ、ガス圧３５Tor
r、基板温度８００℃、合成時間７時間である。その結
果、厚さが１．５μｍのｐ型半導体ダイヤモンド層３が
下地絶縁性ダイヤモンド層２上に積層された。 （４）ｐ型半導体ダイヤモンド層３上に、マイクロ波Ｃ
ＶＤ法によりアンドープの絶縁性ダイヤモンド膜４を形
成した。但し、選択成長技術を使用してコンタクト孔８
の形成予定領域以外の部分にのみ絶縁性ダイヤモンド膜
４を形成した。この絶縁性ダイヤモンド膜４の合成条件
はＣＨ4０．５％、Ｈ2９９．４％、Ｏ2０．１％、ガス
圧３５Torr、基板温度８００℃、合成時間２時間であ
る。その結果、厚さが０．６μｍの絶縁性ダイヤモンド
膜４が半導体ダイヤモンド層３上に積層された。 （５）次いで、ダイヤモンドの電気的特性を安定化させ
るために、真空雰囲気中で、８５０℃に３０分間加熱し
て熱処理し、その後クロム酸及び濃硫酸の混液で加熱洗
浄し、更に王水洗浄及びＲＣＡ洗浄を行なった。 （６）反応性スパッタリング法により、窒化珪素膜５を
形成した。但し、フォトリソグラフィ技術（リフトオフ
法）により、コンタクト孔８以外の部分にのみ窒化珪素
膜５を形成した。この窒化珪素膜５の成膜条件はＡｒ７
０％、Ｎ2３０％、ガス圧１０ｍTorr、ＲＦパワー２５
０Ｗ、合成時間１０分である。その結果、厚さが０．１
μｍの窒化珪素膜５が積層された。 （７）オーミック電極として、半導体ダイヤモンド層３
上にＴｉ及びＡｕを順次積層して電極６を形成した。 （８）電極６にＡｕリード線７をボンディングし、図１
に示すサーミスタを完成した。
半導体装置を製造し、その耐熱性及び耐久性を比較例と
比較した結果について説明する。実施例１ 下記（１）〜（８）の工程により、図１に示すサーミス
タを１２個作製した。 （１）基板として焼結体の窒化珪素基板１を使用し、そ
の表面をダイヤモンドペーストで約１時間研磨した。 （２）基板１上に、下地絶縁層としてアンドープのダイ
ヤモンド層をマイクロ波ＣＶＤ法により合成した。反応
ガスにはＣＨ4、Ｈ2、Ｏ2の混合ガスを使用し、ＣＨ4濃
度を０．５％、Ｏ2濃度を０．１％、残部をＨ2ガスとし
た。基板温度、ガス圧力及び合成時間は夫々８００℃、
３５Torr及び１４時間である。その結果、厚さが４μｍ
のアンドープの下地絶縁性ダイヤモンド層２が得られ
た。 （３）下地絶縁性ダイヤモンド層２上に、マイクロ波Ｃ
ＶＤ法により半導体ダイヤモンド層３を形成した。この
半導体ダイヤモンド層３の合成条件はＣＨ4０．５％、
Ｈ2９９．５％、Ｂ2Ｈ6０．１ｐｐｍ、ガス圧３５Tor
r、基板温度８００℃、合成時間７時間である。その結
果、厚さが１．５μｍのｐ型半導体ダイヤモンド層３が
下地絶縁性ダイヤモンド層２上に積層された。 （４）ｐ型半導体ダイヤモンド層３上に、マイクロ波Ｃ
ＶＤ法によりアンドープの絶縁性ダイヤモンド膜４を形
成した。但し、選択成長技術を使用してコンタクト孔８
の形成予定領域以外の部分にのみ絶縁性ダイヤモンド膜
４を形成した。この絶縁性ダイヤモンド膜４の合成条件
はＣＨ4０．５％、Ｈ2９９．４％、Ｏ2０．１％、ガス
圧３５Torr、基板温度８００℃、合成時間２時間であ
る。その結果、厚さが０．６μｍの絶縁性ダイヤモンド
膜４が半導体ダイヤモンド層３上に積層された。 （５）次いで、ダイヤモンドの電気的特性を安定化させ
るために、真空雰囲気中で、８５０℃に３０分間加熱し
て熱処理し、その後クロム酸及び濃硫酸の混液で加熱洗
浄し、更に王水洗浄及びＲＣＡ洗浄を行なった。 （６）反応性スパッタリング法により、窒化珪素膜５を
形成した。但し、フォトリソグラフィ技術（リフトオフ
法）により、コンタクト孔８以外の部分にのみ窒化珪素
膜５を形成した。この窒化珪素膜５の成膜条件はＡｒ７
０％、Ｎ2３０％、ガス圧１０ｍTorr、ＲＦパワー２５
０Ｗ、合成時間１０分である。その結果、厚さが０．１
μｍの窒化珪素膜５が積層された。 （７）オーミック電極として、半導体ダイヤモンド層３
上にＴｉ及びＡｕを順次積層して電極６を形成した。 （８）電極６にＡｕリード線７をボンディングし、図１
に示すサーミスタを完成した。
【００１７】作製したサーミスタを大気中で６５０℃に
２００時間保持し、耐熱テストを行った。耐熱テスト前
後で室温でサーミスタの抵抗値を測定したところ、いず
れのサーミスタについても抵抗値の変化は±１．５％以
内であった。比較例として、保護膜が無いサーミスタ
（比較例１）と保護膜が厚さ０．５μｍのアンドープダ
イヤモンド膜のみからなるサーミスタ（比較例２）を作
製し、大気中で６５０℃に保持する耐熱テストを行っ
た。その結果、比較例１のサーミスタでは、３０時間保
持した後に室温での抵抗値が約４０％増加した。また、
比較例２のサーミスタでは、５０時間後から室温での抵
抗値が増加し始め、８０時間後に抵抗値が約４０％増加
した。
２００時間保持し、耐熱テストを行った。耐熱テスト前
後で室温でサーミスタの抵抗値を測定したところ、いず
れのサーミスタについても抵抗値の変化は±１．５％以
内であった。比較例として、保護膜が無いサーミスタ
（比較例１）と保護膜が厚さ０．５μｍのアンドープダ
イヤモンド膜のみからなるサーミスタ（比較例２）を作
製し、大気中で６５０℃に保持する耐熱テストを行っ
た。その結果、比較例１のサーミスタでは、３０時間保
持した後に室温での抵抗値が約４０％増加した。また、
比較例２のサーミスタでは、５０時間後から室温での抵
抗値が増加し始め、８０時間後に抵抗値が約４０％増加
した。
【００１８】実施例２ 実施例１で作製したサーミスタについて、大気中で室温
から７００℃までの温度範囲に亘り昇降温を６０回繰り
返した（ヒートサイクルテスト）ところ、いずれのサー
ミスタも、テスト前後で室温での抵抗値の変化は±２％
以内であった。テスト後に保護膜の表面形態を走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、テスト前との違
いは見られなかった。比較例として、保護膜が厚さ０．
４μｍの酸化珪素膜からなるサーミスタ（比較例３）を
作製した。比較例３のサーミスタについてヒートサイク
ルテストを行なったところ、１７回の昇降温で室温での
抵抗値が増加し始め、４１回の昇降温で抵抗値が約５５
％増加した。テスト後にＳＥＭで保護膜を観察したとこ
ろ、酸化珪素保護膜にクラックが生じ、大気に曝された
半導体ダイヤモンド層表面に、酸素によりエッチングさ
れた跡が見られた。
から７００℃までの温度範囲に亘り昇降温を６０回繰り
返した（ヒートサイクルテスト）ところ、いずれのサー
ミスタも、テスト前後で室温での抵抗値の変化は±２％
以内であった。テスト後に保護膜の表面形態を走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、テスト前との違
いは見られなかった。比較例として、保護膜が厚さ０．
４μｍの酸化珪素膜からなるサーミスタ（比較例３）を
作製した。比較例３のサーミスタについてヒートサイク
ルテストを行なったところ、１７回の昇降温で室温での
抵抗値が増加し始め、４１回の昇降温で抵抗値が約５５
％増加した。テスト後にＳＥＭで保護膜を観察したとこ
ろ、酸化珪素保護膜にクラックが生じ、大気に曝された
半導体ダイヤモンド層表面に、酸素によりエッチングさ
れた跡が見られた。
【００１９】上述の実施例１及び２から明らかなよう
に、本発明にて規定した絶縁保護膜を設けることによ
り、耐熱性及び耐久性が優れたダイヤモンド半導体装置
を得ることができる。
に、本発明にて規定した絶縁保護膜を設けることによ
り、耐熱性及び耐久性が優れたダイヤモンド半導体装置
を得ることができる。
【００２０】なお、上記実施例では半導体装置がサーミ
スタである場合についてのみ述べたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、ダイオード、トランジスタ、
発光素子、ホール素子及び各種センサ等の種々のダイヤ
モンド半導体装置の絶縁保護膜に適用できることは勿論
である。
スタである場合についてのみ述べたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、ダイオード、トランジスタ、
発光素子、ホール素子及び各種センサ等の種々のダイヤ
モンド半導体装置の絶縁保護膜に適用できることは勿論
である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
６００℃以上の高温環境下で長期間に亘って使用しても
安定した動作特性を示し、耐熱性及び耐久性が優れたダ
イヤモンド半導体装置を得ることができる。
６００℃以上の高温環境下で長期間に亘って使用しても
安定した動作特性を示し、耐熱性及び耐久性が優れたダ
イヤモンド半導体装置を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係るダイヤモンド半導体装置
（サーミスタ）を示す断面図である。
（サーミスタ）を示す断面図である。
１；窒化珪素基板 ２；下地絶縁性ダイヤモンド層 ３；半導体ダイヤモンド層 ４；アンドープ絶縁性ダイヤモンド膜 ５；窒化珪素膜 ６；電極 ７；リード線 ８；コンタクト孔
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体材料としてダイヤモンドを使用し
た半導体素子の表面が絶縁保護膜で被覆されたダイヤモ
ンド半導体装置において、前記絶縁保護膜が、前記半導
体素子の表面に形成された絶縁性ダイヤモンド膜と、こ
の絶縁性ダイヤモンド膜上に形成された窒化珪素膜との
積層膜により構成されていることを特徴とするダイヤモ
ンド半導体装置。 - 【請求項２】 前記絶縁保護膜は、前記窒化珪素膜上に
形成された酸化珪素又は酸化アルミニウムを主成分とす
る０．４μｍ以下の厚さの酸化防止膜を更に有すること
を特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド半導体装
置。 - 【請求項３】 前記絶縁性ダイヤモンド膜及び前記窒化
珪素膜はいずれも膜厚が１０Å以上１０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201403A JPH0757904A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | ダイヤモンド半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201403A JPH0757904A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | ダイヤモンド半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757904A true JPH0757904A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16440515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201403A Pending JPH0757904A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | ダイヤモンド半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757904A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011698A1 (fr) * | 1999-08-03 | 2001-02-15 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Dispositif thermoelectrique et son procede de fabrication |
| JP2006216716A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
| WO2007148414A1 (ja) | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Nippon Steel Corporation | 搬送ロールおよび連続焼鈍炉用ハースロール |
| WO2018004565A1 (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Intel Corporation | Techniques for forming iii-n semiconductor devices with integrated diamond heat spreader |
| CN114242361A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-25 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种薄膜片式电阻器及其制备方法 |
| CN114846505A (zh) * | 2020-01-30 | 2022-08-02 | 日立安斯泰莫株式会社 | 信息处理装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS521346A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-07 | U M I:Kk | Power generating process availing ocean current and its device |
| JP2009057249A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭素構造体、複合部材およびその製造方法 |
| JP2009525427A (ja) * | 2006-02-02 | 2009-07-09 | ミネスト アーベー | 潮汐エネルギーシステム |
| JP2011207724A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Taiyo Nippon Sanso Corp | ロープ状炭素構造物製造用配向カーボンナノチューブ、ロープ状炭素構造物及びその製法 |
| WO2013100849A1 (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-04 | Minesto Ab | Tether for submerged moving vehicle |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5201403A patent/JPH0757904A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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| CN114242361B (zh) * | 2021-11-29 | 2025-05-06 | 广东风华高新科技股份有限公司 | 一种薄膜片式电阻器及其制备方法 |
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