JPS5821382A - シヨツトキ−・バリヤ・ダイオ−ドの製造方法 - Google Patents

シヨツトキ−・バリヤ・ダイオ−ドの製造方法

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JPS5821382A
JPS5821382A JP56117657A JP11765781A JPS5821382A JP S5821382 A JPS5821382 A JP S5821382A JP 56117657 A JP56117657 A JP 56117657A JP 11765781 A JP11765781 A JP 11765781A JP S5821382 A JPS5821382 A JP S5821382A
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JP
Japan
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layer
polycrystalline silicon
poly
metal
diode
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Pending
Application number
JP56117657A
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English (en)
Inventor
Satoshi Shinozaki
篠崎 慧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to US06/402,541 priority patent/US4476157A/en
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Priority to EP82106862A priority patent/EP0071266B1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01—Manufacture or treatment
    • H10D64/012—Manufacture or treatment of electrodes comprising a Schottky barrier to a semiconductor
    • H10D64/0121—Manufacture or treatment of electrodes comprising a Schottky barrier to a semiconductor to Group IV semiconductors

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シ■ット中一・バリヤ・ダイオード(SBD
)の製造方法に関するものである。
ショットキー・バリヤ・ダイオードは、***と半導体
との接触により形成されるエネルギー・バリヤをamm
性バリヤするものである。従ノて。
少数キャリアの注入は、ほとんど起らず、又その順方向
電圧がpnダイオードに比べて小さいため、pnli合
のクランプ・ダイオードとして,高連一作を要求する場
合に多く使用される。その典麺としてシ曹ットキー・バ
リヤ・ダイオード・クランプNPN)2ンジスタがあり
、それを用9たシ■ットキーTTLIgl路、低電カシ
曹ットキーTTL回路は現在、高速論理素子として蛾も
多く使われている。
このシ曹ットキー・バリヤ・ダイオードは従来第1図に
示すように、N形シリコン基板(1)又はN形エピタキ
シャル層上に形成した絶縁膜としての810、II t
2)に開孔部(3)を設け、金−シリサイド層(4)を
介して配線金415)からなる構造を有している。
金属シリサイド層(4)としては、配線金属AIとのシ
リサイドが最も良く使われているがこの場合、λノと8
4とのアロイ・ピットが起らないようにシリコン基板は
(111)面が主に使用される。
一方基板面方位によらず、使用可能な白金シリサイド層
が人!シリサイドの代りに良く使われており、信頼性の
面で優れている。この場合には、Pt8i  と配線金
lllAlとの反応がある丸め、バリヤ・メタルとして
Ti−?Wなどをptsiとム4との間に挟入する必要
がある。第2図にPt81− Ti −Ajのシ曹ット
キー・バリヤ・ダイオードの断面構造を示した。N形り
リコ/基f91上の840. @の開孔部(2)をpt
si化(至)し、バリヤメタル(至)、配線AI@を形
成している。
このような従来構造における最大の問題は、絶縁膜とし
ての引0.@を開孔し、Ptを蒸着して熱処理すること
によりPtai層−を形成し九あと。
バリヤ・メタル、配線金属を蒸着する際、Ptai層上
の酸化物を除去する丸めのHF46場により。
開孔部エツジ(2)、(至)がエツチングされ、Pt5
j 化されていないN形シリコン基板表面(2)が露出
し。
バリヤ・メタルとN形シリコン基板が直**触する部分
が現われることである。これにより、第2図に示したよ
うに、 ptsiと引との5BD(至)とTi−8iと
の5BDc19とのパラレル・ダイオードが形成され、
露出S@の面積により全体の88Dの順方向電圧vFが
変−し、安定し九8BDを形成することができない。又
、順方向特性の劣化も招く。これらの問題を解決する方
法として、8BD開孔S*辺にpna合のガード・りン
ダを形成し、願方向、逆方向特性を改善する方法が実用
化されて゛いるが、集積度を落す原因となり、高集積化
デバイスの内部素子として使用できず、もっばら入出力
部のトランジスタ又はダイオードに使用するにとどまっ
ている。
ここで8BDの順方向電流Jは。
V、は順方向電圧、kはボルツマン定数、nは接合状態
を示す定数、ム0はリチャードノン定款、 qは電荷で
ある。亀度T及びバリヤ・ハイドΦBKより識定される
。り鷹り、−1の大きさにより飽和電流J が左右され
、−8が大型ければJ、は小さく$ なり、順方向電圧vlは高くなる。−万φ8が小さくな
ろと、J、は増加し、実勅的なりFは下がる。
このようなφ8の値をどのように選ぶかにより、8BD
特性は変化するため所望の特性を得ることができるよう
になる。Φ8を変化させるためには、一つは、8BDを
形成する金属のmsを変えて。
仕事関数の違いKよる半導体fi[におけるバリヤせて
、パ、リヤ・ハイドを引き下げる方法とがある前者は、
実際の使用において、8BD金属を自由に変えることは
、他のプロ七スとのコンパチビリティ−を考慮すると必
ずしも適当な方法ではない。
現在、最も一般的に使用している金属としては引く対し
てはAn、Pt81.W等があゆ、それぞれ−8ハ0.
7 eV、  0.85 eV、 0J11 eV(F
)iEt示to 一方後者の牛導体層の不純物一度を変
える方法は、不純物濃度を非常に高くした場合にはオー
イック・コンタクトとなるため、使用す、48BD*I
IKより適当に選ばねばならなくなる。又、亭導体層の
不純′#8機度を^めることは、逆方向耐圧の低下を同
時K18<ことになり、あ!〜好ましい方法ではない。
これを改善する方法として、IBgg TramsFI
D  Vol、 nD−27,No、2. 1980 
 p、420゜J、B、 Bindell at al
  K開示されてiるように、半導体の=J&面に^濃
度のイオン注入を行い1表面□近傍での電界強度を著し
く高くして、トンネリンダ現象を超させ、実効的にバリ
ヤ・ハイドを低Fさせる方法が提案されており、バリヤ
・ハイドは、イオンの注入量により制御される。例えば
、O〜I X 10”*−” (7)リン−41ンf 
35 keV テ注入することKよりvlは0.4〜G
、1eV1で変化させることができる。この場合には、
0.4〜0.25eV までのvFの変化に対し、逆方
向電圧VBはほとんど低下していないことが示されてい
る。
本・員明は、上記vyの制御をイオン注入で行うのでは
なく、同様な効果を得るための新丸な8BDの製造方法
を提案することがある。更に、開孔部端での特性劣化を
紡止得る方法を提案することにある。つまり、−導電形
シリコン基板上に8BDを屡成すべ寝所に選択的にに孔
部を有する絶縁膜を形成し、開孔部を含む全面に一導電
形不純物を含む多結晶シリコンを堆積し、多結晶シリコ
ン中に會資れる不純物をyyコン基板中に拡散し、基板
amに非常に薄い高濃度層を一成する。その後、多結晶
シリコンは目孔部を覆うように残存させ、他を除去し九
あと、金属を堆積し、多結晶シリコンを金属シリナイド
化する。最後に残存金属を除去し、配線金属を形成して
、8BDを作る方法である。
籐3図(1)〜(e)を用いて1本発明の製造方法につ
いて詳細に説明する。第3図(補において、N形シリコ
ン基板又はN形エピタキシャル層四の表面にシリコン酸
化膜−を成長し、8BDll威部を目孔する。第311
(b)において、全面にアンド−ブト多結晶シリコン層
−を例えば1000人堆積し、イオン注入法により例え
ばA$イオン−を多結晶シリコン中に注入する。つづい
て、例えば900℃程度の高温において1人lイオンを
活性化すると同時に第3図(c) K示すようKI91
基板側に拡散し、第4図に示すような不純物プロファイ
ルを得る。
との時、8ゑ基板側へのム$の拡散禰は100〜500
1楊度であることが望ましい。その級、多結晶シリコン
を88Dli孔部を完全KIIうように残して、他を除
去する。jIS図(d)K示fように例えば白金−を5
ooiを全面に堆積し、600℃、N、雰囲気中にて3
0分合金化する。他の方法として、V−ザあるいは柴外
線照射によって処理してもよい。
この、場合、多結晶シリコンのPt5l化は、主にグレ
イン・バランブリーに沿って急速に進み、最も大亀なバ
ランブリーである多結晶シリコンと81基板との界面も
ptst化され、Si基板もPt81化の為に消費され
、第4図に示すような位置にPtSi −Si界園がで
き、そこに8BDバリヤが形成される。
本発明のポイントは、このptst−sム界面が、不純
物プロファイルの内に位置することが重要であり、その
ようにプロセス条件、例えば、多結晶シリコンの111
[FjIL、白金の膜厚、多結晶シリコンからの不純物
の拡散、合金化温度及び時間が選定されることが必要で
ある。
最後に第3図(@)に示すように、白金シリナイド1−
一上にバリヤメタル−及び配線金属−を堆積し、加工し
て8BDを形成する。
本発明を用いることにより、前述のIBgliTran
s EID−27,Ma2.1980. P420 K
開示されている方法の次のような欠点をなくすことが出
来る。Im紀会知例では、イオン注入で表面近傍に不純
−分布を形成している・ため、その活性化及び照射損傷
除去の島に熱処理が必要であるが、照射損傷を取り除く
丸めの熱処臘秦件と、不純物の再分布が起らない条件1
例えばム畠のイオン注入のプロファイルを維持する条件
とがマツチしない可能性があり、照射損傷を取り除くた
めに再分布しやすいこと、最初に述べたように、開孔部
エツジにおける配線金属前処理での8jO,膜エツチン
グによる順方向特性の不安定さなどの欠点がなる。本発
明はこれらの欠点をなくすことができ、安定した8BD
@性が得られ、かつ順方向特性を多結晶シリコン中に添
加する不純物量により任意に制御することが可能である
。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のSBD構造を示す断面概略図。 第2図は従来のバリヤメタルを有する8BD構造を示す
断面概略図。 第3図(−〜(1りは本発明の8BDの製造工程を示す
断面概略図。 第4図は多結晶シリコンと8A基板の界面近傍の不純物
分布とPi引−引昇画の相対位置関係を示す図である。 図において、 41・・・亭導体基板。 42・・・絶縁膜。 43・・・多結晶シリコン層。 44・・・不純物イオン。 45・・・不純物拡散層。 46・・・金属層。 47・・・金属シリサイド層。 48・・・バリヤメタル。 49・・・配線金属。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)−導電形半導体基板上に選択的に開孔部を有する
    絶縁属を形成する工程と、この絶縁膜と前記開口部に、
    −導電形不純物を含む多結晶シリコン層を形成する工程
    と、前記多結晶シリコン層より一導電形不純物を拡散し
    、前記半導体基板に所望の不純物分布を有する拡散層を
    形成する工程と、前記開孔部以外の多結晶シリコンを選
    択的に除去する工程と、少なくとも前記多結晶シリコン
    層に金属膜を堆積し、前記多結晶シリコン層を金属シリ
    ナイド層に変換する工程と、を具備したことを特徴とす
    るショットキー・バリヤ・ダイオードの製造方法。
  2. (2)前記多結晶シリコン層への一導電形不純物の導入
    をイオン注入を用いて行うことを特徴とする特許 ・バリヤ・ダイオードの線速方法。
  3. (3)  #記事結晶シリコン層と#起生導体基板との
    界面が少くとも金属シリナイド化するに必要な量の金属
    膜を堆積するζとを特徴とする―紀特許請求の範囲第1
    環記載のシ冒ット←・バリヤ・ダイオードの製造方法。 t4)  m記金属シリすイド層と*起生導体基板界面
    が前記一導電形不純物拡散層内に位置するように設定し
    九ことを特徴とする前記4I詐請求のIi圃嬉1項紀載
    のシ1ット←パリャ・ダイオードの製造方法。
JP56117657A 1981-07-29 1981-07-29 シヨツトキ−・バリヤ・ダイオ−ドの製造方法 Pending JPS5821382A (ja)

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US06/402,541 US4476157A (en) 1981-07-29 1982-07-28 Method for manufacturing schottky barrier diode
DE8282106862T DE3279193D1 (en) 1981-07-29 1982-07-29 Method for manufacturing schottky barrier diode
EP82106862A EP0071266B1 (en) 1981-07-29 1982-07-29 Method for manufacturing schottky barrier diode

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201666A (ja) * 1984-03-27 1985-10-12 Nec Corp 半導体装置
US4990988A (en) * 1989-06-09 1991-02-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Laterally stacked Schottky diodes for infrared sensor applications

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