JPS6081861A - シヨツトキ−障壁半導体装置 - Google Patents
シヨツトキ−障壁半導体装置Info
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- JPS6081861A JPS6081861A JP58189737A JP18973783A JPS6081861A JP S6081861 A JPS6081861 A JP S6081861A JP 58189737 A JP58189737 A JP 58189737A JP 18973783 A JP18973783 A JP 18973783A JP S6081861 A JPS6081861 A JP S6081861A
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- JP
- Japan
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- value
- gaas
- schottky
- electrode
- metal
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6729—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
- H10D30/6737—Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the electrode materials
- H10D30/6738—Schottky barrier electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/674—Thin-film transistors [TFT] characterised by the active materials
- H10D30/675—Group III-V materials, Group II-VI materials, Group IV-VI materials, selenium or tellurium
-
- 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
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/64—Electrodes comprising a Schottky barrier to a semiconductor
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/85—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group III-V materials, e.g. GaAs
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (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。
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、ンヨットキー障壁半導体装置に関する。
従来例の構成とその問題点
近年化合物半導体を用いたＦＥＴ／ＩＣの開発が盛んで
ある。特に髄Ａｓ を用いたＦＥＴ／ＩＣは。
ある。特に髄Ａｓ を用いたＦＥＴ／ＩＣは。
実用化の段階にある。これらＧａＡｇを用いたＦＥＴ／
ＩＣは、主に、ゲートにショットキー電極を用いたＭ
Ｅ Ｓ （Ｍｅｔａｌ −Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
） Ｆ Ｅ Ｔで構成されている。このンヨットキー
金属として最も一般２べ 已゛ 的に使用されているのはＡ１ である。
ＩＣは、主に、ゲートにショットキー電極を用いたＭ
Ｅ Ｓ （Ｍｅｔａｌ −Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
） Ｆ Ｅ Ｔで構成されている。このンヨットキー
金属として最も一般２べ 已゛ 的に使用されているのはＡ１ である。
第１図に％ＧａＡｓＦＥＴの一般的な構成断面図を示す
。ここに、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は高抵抗バッ
ファ層、３はにａＡｓ活性層、４はンヨットキー電極、
６，６はオーミック電極で、それぞれソース、ドレイン
である。またダイオードはンヨットキー電極４をカソー
ドにオーミック電極６゜６をアノードとして構成される
。
。ここに、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２は高抵抗バッ
ファ層、３はにａＡｓ活性層、４はンヨットキー電極、
６，６はオーミック電極で、それぞれソース、ドレイン
である。またダイオードはンヨットキー電極４をカソー
ドにオーミック電極６゜６をアノードとして構成される
。
ところで、一般にショットキー障壁の順方向特性の電流
Ｊは次式を用いて表現される。
Ｊは次式を用いて表現される。
Ｖ
Ｊ Ａ−ｅｘｐ （−）
ＫＴ
ここに、ｎばｎ値と呼ばれ、ショットキー電極の良さを
表す。理想的な場合Ｖｉ ｎ ＝ １であるが。
表す。理想的な場合Ｖｉ ｎ ＝ １であるが。
一般には金属−半導体の界面の状態に依存して。
１より大きな値となる。このｎ値は、ＦＥＴのように逆
バイアスで使う場合は、それ程問題にならないが、ダイ
オードのように順方向を使う場合損失が増大し問題とな
る。ＦＥＴの場合でも、ゲート直下の界面の状態が悪い
と、低周波雑音（１／ｆノイズ）が増大する。また、従
来、ンヨノトキー３ページ 障壁半導体装置は使用時間とともに、ｎ値が大きくなる
という問題があった。
バイアスで使う場合は、それ程問題にならないが、ダイ
オードのように順方向を使う場合損失が増大し問題とな
る。ＦＥＴの場合でも、ゲート直下の界面の状態が悪い
と、低周波雑音（１／ｆノイズ）が増大する。また、従
来、ンヨノトキー３ページ 障壁半導体装置は使用時間とともに、ｎ値が大きくなる
という問題があった。
発明の目的
本発明は、上記欠点に鑑みｎ値が劣化しないノヨットキ
ー障壁半導体装置を提供するものである。
ー障壁半導体装置を提供するものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明のンヨノトキー障壁半
導体装置は化合物半導体に対して、ｎ形不純物あるいは
ｐ形不純物として働く元素を含有した金属でンヨットキ
ー電極が構成されている。
導体装置は化合物半導体に対して、ｎ形不純物あるいは
ｐ形不純物として働く元素を含有した金属でンヨットキ
ー電極が構成されている。
この構成によって、安定で艮好なンヨノトキーｎ値を実
現し得るものである。
現し得るものである。
実施例の説明
ｎ値の劣化はンヨノトキー電極形成条件により大きく依
存するが１本発明者はｎ値劣化の原因のひとつとして、
Ａ１電極のＧａＡｓ中への拡散（マイグレーション）が
あるという実験的事実を発見した。
存するが１本発明者はｎ値劣化の原因のひとつとして、
Ａ１電極のＧａＡｓ中への拡散（マイグレーション）が
あるという実験的事実を発見した。
第２図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれｎ値が１．９およ
び１．２のンヨットキー障壁のＡ１ゲート電極とＧａＡ
ｓとの界面の様子をオージェ元素分析した結果である。
び１．２のンヨットキー障壁のＡ１ゲート電極とＧａＡ
ｓとの界面の様子をオージェ元素分析した結果である。
ｎ値が１．９のンヨットキー電極では、 Ａｌが深くＧ
ａＡｓ中に浸入し、同時に、 ＧａＡｓがＡ１に深く浸
入し、 ＧａＡｌＡｓが界面に形成されていることが分
る。かかるＡｌ−ＧａＡｓ相互作用は、３００ｍ程度の
低温でも容易に進行することが確認された。一方、ｎ値
が１．２の場合はｎ値が１・９の場合に比べてＡ１がＧ
ａＡＳ中に浅く浸入していることが分る。
ａＡｓ中に浸入し、同時に、 ＧａＡｓがＡ１に深く浸
入し、 ＧａＡｌＡｓが界面に形成されていることが分
る。かかるＡｌ−ＧａＡｓ相互作用は、３００ｍ程度の
低温でも容易に進行することが確認された。一方、ｎ値
が１．２の場合はｎ値が１・９の場合に比べてＡ１がＧ
ａＡＳ中に浅く浸入していることが分る。
このようなＡ１ のマイグレーションにより、ｎ値が劣
化するのけ、 ＧａＡｓとＡ１の界面に形成された高抵
抗の（ｒａＡＩＡｓがＧａＡｓより禁制帯幅が大きいた
めと考えられる。Ａ１のＧａＡｓ中へのマイグレーショ
ンは、ＧａＡｓのＧａのザイトがＡ１で置換されること
により進行すると考えられる。
化するのけ、 ＧａＡｓとＡ１の界面に形成された高抵
抗の（ｒａＡＩＡｓがＧａＡｓより禁制帯幅が大きいた
めと考えられる。Ａ１のＧａＡｓ中へのマイグレーショ
ンは、ＧａＡｓのＧａのザイトがＡ１で置換されること
により進行すると考えられる。
本発明の実施例を、ＧａＡｓ ＭＥＳ ＦＥＴ を例に
とり説明する。本実施例に用いるＦＥＴのゲート幅は２
ＢＯ１１ｍ−ゲート長はＱ、６１１ｍで、ゲートの厚さ
は５０００人である。ンヨノトキー電極は純粋Ａ１およ
びＡ１にＳｌを○係、１係、２係、５％。
とり説明する。本実施例に用いるＦＥＴのゲート幅は２
ＢＯ１１ｍ−ゲート長はＱ、６１１ｍで、ゲートの厚さ
は５０００人である。ンヨノトキー電極は純粋Ａ１およ
びＡ１にＳｌを○係、１係、２係、５％。
１０％、２０％それぞれ含有させた金属で構成し６ベー
ジ た。Ｓｌは、使用しＲｎ形ＧａＡｓ活性層に対して。
ジ た。Ｓｌは、使用しＲｎ形ＧａＡｓ活性層に対して。
浅いドナーレベルを形成する。尚ンヨノトキー電極は、
エツチングされたＧａＡｓ上にリフトオフ法で形成した
。
エツチングされたＧａＡｓ上にリフトオフ法で形成した
。
以上の場合において、純粋Ａ１ の場合のｎ値は１．３
〜１．Ｅ５であったが、Ｓｉを含有させたンヨットキー
障壁は、いずれもｎ値は１．１〜１・３と良好な値を示
した。また、３５０’Ｃ，６０分の熱処理においても、
Ｓｉを含有させた場合には％ｎ値およびバリア・ハイド
の変化は認められなかった。
〜１．Ｅ５であったが、Ｓｉを含有させたンヨットキー
障壁は、いずれもｎ値は１．１〜１・３と良好な値を示
した。また、３５０’Ｃ，６０分の熱処理においても、
Ｓｉを含有させた場合には％ｎ値およびバリア・ハイド
の変化は認められなかった。
Ｓｉを１％含有したＡ１電極の場合の前記熱処理後のオ
ージェ分析の結果を第３図に示す。ＡＩのマイダレ−ジ
ョンが抑圧されると同時に、ＧａＡｌＡｓ高抵抗層の形
成が抑圧されていることが分る。
ージェ分析の結果を第３図に示す。ＡＩのマイダレ−ジ
ョンが抑圧されると同時に、ＧａＡｌＡｓ高抵抗層の形
成が抑圧されていることが分る。
本発明は１以上の実施例ばかりでなくたとえばｎ形ｅａ
Ａｓヘンヨツトキー電極を構成する場合に。
Ａｓヘンヨツトキー電極を構成する場合に。
ｎ形ＧａＡｓに対してドナとして働（、Ｓｉ、Ｓｕ、Ｓ
などをショットキー金属たとえば、 Ａｌ、Ｐｔ、Ｍｏ
。
などをショットキー金属たとえば、 Ａｌ、Ｐｔ、Ｍｏ
。
Ａｕ、Ｗ、Ｔａなどに含有させ、マイグレーションによ
る高抵抗のＧａＡｌＡｓ層の形成を防ぎ、ｎ値の劣６ペ
ー〕′ 化を抑える場合にも適用できる。すなわち、一般に化合
物半導体に対してドナあるいはアクセプタとして働く元
素を含有させることによって、ｎ値の劣化を防ぐことが
できる。
る高抵抗のＧａＡｌＡｓ層の形成を防ぎ、ｎ値の劣６ペ
ー〕′ 化を抑える場合にも適用できる。すなわち、一般に化合
物半導体に対してドナあるいはアクセプタとして働く元
素を含有させることによって、ｎ値の劣化を防ぐことが
できる。
発明の効果
以上のよう′に、本発明は、ショットキー電極形成用金
属の中に、化合物半導体に対して、ｎ形寸たはｐ形の不
純物として働く元素を含有させることによ’）ｓ ”値
の劣化を防ぐことができ、その実用的効果は犬なるもの
がある。
属の中に、化合物半導体に対して、ｎ形寸たはｐ形の不
純物として働く元素を含有させることによ’）ｓ ”値
の劣化を防ぐことができ、その実用的効果は犬なるもの
がある。
第１図は（、ａＡｓＦＥＴの構造断面図、第２図（ａ）
。 （ｂ）はＡ１ ショットキーゲートをオージェ分析した
結果を示す分布図、第３図は本発明の一実施例に関るＡ
１にＳｉを含有したショットキーゲートをオージェ分析
した結果を示す分布図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 スハ９・フタＢ外温 （会） 第３図 スハ０・ソゲ１号３ハ Ｃ＋ン
。 （ｂ）はＡ１ ショットキーゲートをオージェ分析した
結果を示す分布図、第３図は本発明の一実施例に関るＡ
１にＳｉを含有したショットキーゲートをオージェ分析
した結果を示す分布図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 スハ９・フタＢ外温 （会） 第３図 スハ０・ソゲ１号３ハ Ｃ＋ン
Claims (1)
- 化合物半導体とショットキー障壁を形成するショットキ
ー電極が前記化合物半導体に対して、ｎ形不純物あるい
はｐ形不純物として働く元素を含有する金属で構成され
ていることを特徴とするショットキー障壁半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189737A JPS6081861A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シヨツトキ−障壁半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58189737A JPS6081861A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シヨツトキ−障壁半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6081861A true JPS6081861A (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=16246335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58189737A Pending JPS6081861A (ja) | 1983-10-11 | 1983-10-11 | シヨツトキ−障壁半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6081861A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508310A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-01-28 | ||
| JPS51111084A (en) * | 1975-03-26 | 1976-10-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor device manufucturing proceso |
| JPS5323562A (en) * | 1976-08-17 | 1978-03-04 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS57113289A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
| JPS57128071A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-09 | Fujitsu Ltd | Field-effect type semiconductor device and manufacture thereof |
-
1983
- 1983-10-11 JP JP58189737A patent/JPS6081861A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508310A (ja) * | 1973-05-28 | 1975-01-28 | ||
| JPS51111084A (en) * | 1975-03-26 | 1976-10-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor device manufucturing proceso |
| JPS5323562A (en) * | 1976-08-17 | 1978-03-04 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS57113289A (en) * | 1980-12-30 | 1982-07-14 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacture |
| JPS57128071A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-09 | Fujitsu Ltd | Field-effect type semiconductor device and manufacture thereof |
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