JPS59101868A - シヨツトキ−障壁と低抵抗接触とを有する半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

シヨツトキ−障壁と低抵抗接触とを有する半導体装置及びその製造方法

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JPS59101868A
JPS59101868A JP57211309A JP21130982A JPS59101868A JP S59101868 A JPS59101868 A JP S59101868A JP 57211309 A JP57211309 A JP 57211309A JP 21130982 A JP21130982 A JP 21130982A JP S59101868 A JPS59101868 A JP S59101868A
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JP
Japan
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electrode
semiconductor substrate
region
main surface
layer
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JP57211309A
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English (en)
Inventor
Takahide Ikeda
池田 隆英
Tokuo Watanabe
篤雄 渡辺
Mitsuru Hirao
充 平尾
Kiyoshi Tsukuda
佃 清
Tatsuya Kamei
亀井 達弥
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00Diodes
    • H10D8/60Schottky-barrier diodes 

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に半導体基体に低抵抗接
触する電極と半導体基体にショットキー障壁を形成して
接触する電極とを具備する半導体装置及びその製造方法
に関する。
〔従来技術〕
半導体基体に低抵抗接触する電極と、半導体基体にショ
ットキー障壁を形成する様に接触する電極とを具備する
半導体装置の一つとして、ショットキーダイオードをク
ランプダイオードに用いるショットキーTTL回路(以
下5TTL (SchottkyTransistor
 ’pransistor Logic)と略す)が、
従来広く用いられている。電極と半導体基体との整流接
触を利用するショットキーダイオード(以下S B D
 (8chottky 13arrier Diode
 )ト略す)は、順方向電圧降下が低いほど回路スピー
ドの劣化に対する余裕度が大きく、または素子面積を小
さくできる。この順方向特性を決めるのは、電極に用い
る金属と半導体基体であるN型シリコンとの仕事函数の
差(以下φBと略す)であシ、φBが小さいほど望まし
い。
ところで、従来低電カシヨツトキーTTL(LSTTL
)に用いる電極金属としては、φBの低電pureAt
が一般に用いられる(φvr =0.67 e V〜0
.72eV)。第1図はP u re A を電極をS
BD電極(6)およびバイポーラトランジスタのエミッ
タ電極(5)に用いた従来例の断面構造を示している。
1はコレクタ層となるN型りj半導体基体、2はP型ベ
ース層、3はN型エミツタ層、4は酸化膜、5はN型エ
ミツタ層3に低抵抗接触するpureAl電極、6は半
導体基体1の主表面に露出するP型ベース層2、N型エ
ミツタ層とショットキー障壁が形成する様に接触するp
ureAt電極である。
ところで、pureAxt電極に用いた場合、pure
AtとSi基板との反応によシ、浅いPN接合の場合に
は耐圧劣化が生じる。通常0.8μm以上の接合深さく
第1図のエミツタ層3の接合深さ)にしか適用できない
一方、近年、高集積化のためにPN接合深さが浅くなシ
(例えばエミッタ深さ0.4μm)、これに対する電極
としては、5i(i−数%含んたAl(以下ht−st
と略す)が用いられてきている。
この場合、At中に含まれた3iが、AtとSi基板と
の反応を防ぐ。しかし、ht*siで形成されたSBD
の電極は、電極と3iとの界面にSiの析出が生じ□る
現象等のため、見かけ上のφBに0.8eV以上になっ
てしまう。第2図は従来例であるところの電極としてh
t−siを用いた場合の断面構造を示している。5/、
6/は夫夫ht−s:によるエミッタおよび8BD電極
であシ、第1図と同一符号は同−物及び相当物を示す。
浅いPN接合に適用できる電極構造としては、白金シリ
サイド(pt−si)も用いられているがφBは大きイ
(0,85eV)。
尚、半導体基体がP型の場合、SBD穏ではφBが大き
くすることが望まれるが(例えば、Atではo、+xe
v、ptstでは0.25eV、N型の場合と同様に、
浅いPN接合に適用でき、しかもSBD部ではφBが大
きくできる金属は卸られていない。
以上の様に、従来例に於いては、順方向電圧降下が低い
こと、また、浅いPN接合の耐圧劣化が生じないことの
2点を同時には満足できなかった。
〔発明の目的〕 本発明の目的とするところは上記欠点を除去し、順方向
電圧降下が低く、かつ浅いPN接合の耐圧劣化が生じな
い半導体装置及び工程数が少なく経済的な半導体装置の
製造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成する本発明半導体装置の特徴とするとこ
ろは、主表面を有し、上記主表面に露出する第1導電型
の第1の領域、上記第1の領域との間に形成されるPN
接合が上記主表面に終端するように上記第1の領域内に
形成される第2導電型の第2の領域、を少なくとも有す
る半導体基体と、上記主表面に於いて上記第2の領域に
低抵抗接触する第1の電極と、上記第2の領域を除く上
記主表面の少なくとも一部にショットキー障壁が形成さ
れる様に接触する第2の電極とを具備するものに於いて
、上記第1の電極は上記第2の電極の材料と上記半導体
基体の材料との混合物からなることにある。
また、本発明半導体装置の製造方法の特徴とするところ
は、上記第1の電極は、上記第2の電極の材料からなる
第1層と、上記第1層上に形成される上記半導体基体の
材料、または上記第2の電極の材料と上記半導体基体の
材料との混合物からなる第2層とを積層して形成し、上
記第2層中の半導体基体の材料が上記第1層及び上記第
2層中にほぼ均一に濃度分布し、かつ上記第2の電極と
〔発明の実施例〕 以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
第3図は本発明半導体装置の一実施例であるSBD付の
NPN)ランジスタの断面概略図である。
1はN型コレクタ層となる一対の主表面を有する半導体
基体であるN型Si基体、2はN型Si基体1の一方の
主表面に露出し、基体1ON型層との間に形成されるP
N接合が基体1の一方主表面に終端するように形成され
るP型ベース層、3はP型代−ス層2との間に形成され
るPN接合が基体1の一方の主表面に終端するよりにP
型代−ス層2内に形成されるN型エミツタ層、4は5i
oz等の絶縁膜、10は基体の一方の主表面に露出する
N型コレクタ層1、P型ベース層2にショットキー障壁
が形成される様に接触するpureAtからなるSBD
電極、11は基体の一方の主表面に露出するN型エミツ
タ層と低抵抗接触するht−stからなるエミッタ電極
である。
本実施例に於いては、SBD電極10はpureA7か
らなるので、NWシリコン基体1に対してφBを小さく
することができ、順方向電圧降下が低くなる。また、エ
ミッタ電極11はAt m S iからなるのでP型代
−ス層2とN型エミツタ層3との間に形成されるPN接
合を浅くできかつ耐圧劣化が生じない。
第4図に第3図の実施例の製造方法の一例の工程図を示
す。
公知の方法でPiベース層、N型エミツタ層が形成され
た半導体基体の主表面上の絶縁膜を電極形成部分のみを
公知のエツチング方法にて除去し、p u r e A
tを蒸着する。SBD電極をホトエツチングを用いて形
成した後、Az−sii蒸着し、エミッタ電極をホトエ
ツチングを用いて形成し、コンタクトアロイを行なう。
第5図に第3図の実施例の製造方法の他の例である工程
図とそれに対応する概略断面図を示す。
バイポーラトランジスタの形成された基体にホトエツチ
ング全施し、コンタクト窓開け(第5図(a) ) f
行なった後、l) u r eAt7e Q−7μ” 
XSlを5%含んだAt−5isを0.3μm同一装置
内で連続して蒸着する(第5図(b))。この様な連続
蒸着は、例えば電子ビーム蒸着装置において、蒸着用ソ
ースとしてpurehtとSi1電子銃として2個用意
し、pureht 2蒸着しながら途中からSiを混入
させれば良い。また、スパッタ装置を用いる場合には、
pureA7のターゲットとht−siのターゲラトラ
同じ装置内に用意する事で可能である。
すなわち、第5図(b)に相同する工程は、1回の蒸着
に等しい。なお、蒸着膜の構造としては、pureAt
(1μm)の上にSiのみを蒸着(0,1μm)しても
よい。
次に、ホトエツチング工程によ、9.5BDQ部上のA
z−si層のみ全除去する(第5図(C))。
続いて、ホトエツチングによシ全体の電極パターンを形
成する(第5図(d))。この結果、SBD部にはpu
reht電極10が、エミッタ電極部分にはp u r
 eAt/At−8i (7) 2層膜の電極7,8が
形成される。
この後、コンタクトアロイ(4soc、3o分、H2雰
囲気)を行なう。この結果、SBD部はφm =0.7
2 eVの接合が形成され、一方エミッタ部(’a合深
す0.4 p m ) cD電極11は、ht−siか
らのBiの拡散によシSiがほば均一に濃度分布するA
t−5i(si含有量約15%)となるため電極とSi
半導体基体との反応は殆んど進まず、浅いPN接合に対
する耐圧劣化の問題は生じない(第5図(e))。
以上説明してきた様に、本実施例によれば、第4図に示
した例に比べ、電極蒸着回数が1回で済むため、工程数
の低減の利点を持ち、また、コンタクト抵抗のばらつき
等の問題も生じない。すなわち、比較的簡単な工程でφ
βの低いSBDと、浅い接合に対する電極形成を実現で
き、SBDを用いた半導体装置の製造上効果が大きい。
以上述べた実施例に於いては、N型半導体基体を例にと
って説明したが、P型半導体基体にも本発明は適用でき
る。
また、SBDの付い7’cNPN)ランジスタを例にと
って説明したが、これに限らず、一般的な、主表面を有
し、上記主表面に露出する第1導電型の第1の領域、上
記第1の領域との間に形成されるPN接合が上記主表面
に終端するように上記第1の領域内に形成される第2導
電型の第2の領域、を少なくとも有する半導体基体と、
上記主表面に於いて上記第2の領域に低抵抗接触する第
1の電極と、上記第2の領域を除く上記主表面の少なく
とも一部にショットキー障壁が形成される様に接触する
第2−の電極とを具備する半導体装置に本発明は適用で
きる。
〔発明の効果〕
以上述べた様に本発明によれば、順方向電圧降下が低く
、かつ浅いPN接合の耐圧劣化が生じない半導体装置を
得ることができる。
さらに、本発明によれば、工程数が少なく経済的な半導
体装置の製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来例である半導体装置の概略断面
図、第3図は本発明半導体装置の一実施例の概略断面図
、第4図は第3図の実施例の製造方法の一例を示す概略
工程図、第5図は本発明半導体装置の製造方法の一実施
例を示す概略工程図とそれに対応する概略断面図である
。 l・・・N型半導体基体、2・・・P型ベース層、3・
・・N型エミツタ層、10・・・8BD電極、11・・
・エミッタ電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、主表面を有し、上記主表面に露出する第1導電型の
    第1の領域、上記第1の領域との間に形成されるPN接
    合が上記主表面に終端するように上記第1の領域内に形
    成される第2導電型の第2の領域、を少なくとも有する
    半導体基体と、上記主表面に於いて上記第2の領域に低
    抵抗接触する第1の電極と、上記第2の領域を除く上記
    主表面の少なくとも一部にショットキー障壁が形成され
    る様に接触する第2の電極とを具備するものに於いて、
    上記第1の電極は上記第2の電極の材料と上記半導体基
    体の材料との混合物t・らなることを特徴とする半導体
    装置。 2、特許請求の範囲第1項に於いて、上記半導体基体は
    3iからなり、上記第1の電極はAt−8i“からなシ
    、上記第2の電極はpureAAからなること′f、%
    徴とする半導体装置。 3、主表面を有し、上記主表面に露出する第1導電型の
    第1の領域、上記第1の領域との間に形成されるPN接
    合が上記主表面に終端するように上記第1の領域内に形
    成される第2導電型の第2の領域、を少なくとも有する
    半導体基体と、上記主表面に於いて上記第2の領域に低
    抵抗接触する第1の電極と、上記第2の領域を除く上記
    主表面の少なくとも一部にショットキー障壁が形成され
    る様に接触する第2の電極とを具備する半導体装置の製
    造方法に於いて、上記第1の電極は、上記第2の電極の
    材料からなる第1層と1.上記第1層上に形成される上
    記半導体基体の材料、または上記第2の電極の材料と上
    記半導体基体の材料との混合物からなる第2層とを積層
    して形成し、上記第2層中の半導体基体の材料が上記第
    1層及び上記第2層中にほぼ均一に濃度分布し、かつ上
    記第2の電極と上記半導体基体との接触部がショットキ
    ー障壁を形成するに十分な温度と時間で熱処理すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。 4゜特許請求の範囲第3項に於いて、上記半導体基体は
    Siからなり、上記第1の電極はht−siからなシ、
    上記第2の電極はpureAtからなることを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP57211309A 1982-12-03 1982-12-03 シヨツトキ−障壁と低抵抗接触とを有する半導体装置及びその製造方法 Pending JPS59101868A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009134295A (ja) * 2007-11-08 2009-06-18 Yamada Kogaku Kogyo Kk 姿の複数面を同時に見る方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009134295A (ja) * 2007-11-08 2009-06-18 Yamada Kogaku Kogyo Kk 姿の複数面を同時に見る方法

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