JPH0469974A - Manufacture of semiconductor device having schottky barrier - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
序盤＊ 、、、、４−の−利り」Ｊ分野−本発明はショ
ットキ障壁を一有゛４る半導体装置の製造方法番１．係
り。詳細番、′、はシ玉ツｌ−六障壁のバリアハイドφ
Ｂの大きさが熱処理や後期間の使用番、ま−）″１．．
変動することが抑制さト、たショットＡ−障壁を有する
半導体装置の製造方法に関−４る。。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Introduction* 4-Advantages Field J - The present invention is a method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky barrier No. 1. Person in charge. Detail number, ′, is Shitamatsu l-6 barrier hide φ
The size of B is the number of use for heat treatment and subsequent period, ma-)''1..
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a shot A-barrier in which fluctuations are suppressed. .
び の ４べき
半導体領域とバリア電極どの間に形成す」シ、るシヨッ
トキ障壁（ショットキバリア）の特性は、主としてその
障壁の高さ（バリアハイド）φＢによって決定される。The characteristics of the Schottky barrier formed between the semiconductor region and the barrier electrode are mainly determined by the height (barrier hide) φB of the barrier.
ところが、ショットバリアのバリアハイドφＢは熱処理
工程によって変動する問題があった。即ち、熱処理によ
ってバリアハイドφＢが大きく変動する状態のまま製品
化さ九た場合には、長期間の使用によってショットキバ
リアの特性が変動し、信頼性の面で問題となる。このた
め、熱処理を加えてバリアハイドφＢを意図して変動さ
せて、バリアハイドφＢの変動が小さくなった状態にし
て製品化する必要がある。しかしこの場合は、所望する
特性が熱処理前のバリアハイドφＢを必要とするときに
は不都合である。However, there is a problem in that the barrier hide φB of the shot barrier varies depending on the heat treatment process. That is, if the product is manufactured with the barrier hide φB largely changing due to heat treatment, the characteristics of the Schottky barrier will change with long-term use, which will cause problems in terms of reliability. Therefore, it is necessary to intentionally vary the barrier hide φB by applying heat treatment, and to produce a product in a state in which the variation in the barrier hide φB is reduced. However, this case is inconvenient when desired characteristics require barrier hide φB before heat treatment.
そこで本願は熱処理等によってバリアハイドφＢが変動
し難いショットキ障壁を有する半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。Therefore, it is an object of the present application to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky barrier in which the barrier hide φB is difficult to change due to heat treatment or the like.
Ｗ−汰１ゑ亙ムム主役
本発明による半導体装置の製造方法は、半導体領域の一
方の主面に半導体領域との間にショットキ障壁を形成す
ることのできる金属から成る金属層を隣接して形成する
工程と、金属層を酸化することによって金属層を第１の
厚さを有し且つ金属層よりもシート抵抗が大きい金属酸
化物薄層に変換する工程と、金属酸化物薄層の一方の主
面に半導体領域との間にショットキ障壁を形成すること
のできる金属から成り且つ第１の厚さよりも大きい第２
の厚さを有する電極層を形成し、半導体領域と金属酸化
物薄層と電極層から成る系の間にショットキ障壁を生成
させる工程とを有する。The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes forming a metal layer made of a metal capable of forming a Schottky barrier between the semiconductor region and the semiconductor region adjacent to each other on one main surface of the semiconductor region. converting the metal layer into a thin metal oxide layer having a first thickness and a sheet resistance greater than that of the metal layer by oxidizing the metal layer; The second layer is made of a metal capable of forming a Schottky barrier between the main surface and the semiconductor region, and has a thickness greater than the first thickness.
forming a Schottky barrier between the semiconductor region and the system of the thin metal oxide layer and the electrode layer.
金属酸化物薄層の厚さは電極層と半導体領域との間に量
子力学的なトンネル効果を生じさせる厚さである。金属
酸化物薄層が、抵抗性の薄層であり且つ金属酸化物薄層
が単独で半導体領域の一方の主面に隣接して形成された
ときに金属酸化物薄層と半導体領域との間にショットキ
障壁を形成する。The thickness of the thin metal oxide layer is such that a quantum mechanical tunneling effect occurs between the electrode layer and the semiconductor region. between the metal oxide thin layer and the semiconductor region when the metal oxide thin layer is a resistive thin layer and the metal oxide thin layer is formed alone adjacent to one main surface of the semiconductor region. form a Schottky barrier.
作−１［
本願の発明によれば、電極層と金属酸化物薄層と半導体
領域の系の間に生成されるショットキ障壁のバリアハイ
ドφＢが、金属酸化物薄層の介在により熱処理等によっ
て変動することが抑制されている。また、金属酸化物薄
層は、半導体領域上に薄く形成さ九た金属層を酸化して
変換して成る膜であるから、極薄に且つ均一な厚さで形
成できる。したがって、上記のショットキ障壁を良好に
生成できる。[According to the invention of the present application, the barrier hide φB of the Schottky barrier generated between the electrode layer, the metal oxide thin layer, and the semiconductor region is changed by heat treatment etc. due to the interposition of the metal oxide thin layer. being restrained from doing so. Further, since the metal oxide thin layer is a film formed by oxidizing and converting a metal layer formed thinly on a semiconductor region, it can be formed extremely thinly and with a uniform thickness. Therefore, the Schottky barrier described above can be produced satisfactorily.
炙」−」
本発明の一実施例に係る電力用ショットキバリアダイオ
ードの製造方法を第１図（Ａ）〜（Ｆ）に基づいて説明
する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a Schottky barrier diode for power use according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1(A) to 1(F).
まず、第１図（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ （砒化ガ
リウム）から成る半導体基体（１）を用意する。First, as shown in FIG. 1(A), a semiconductor substrate (1) made of GaAs (gallium arsenide) is prepared.
半導体基体（１）は、厚さ約３００μｍ、不純物濃度０
、５〜２ Ｘ １０”ａｌ−３のｎ十形領域（２）の
上に、厚さ１０〜２０μ層、不純物濃度１〜２Ｘ１０”
７”のｎ影領域（３）をエピタキシャル成長させたもの
である。The semiconductor substrate (1) has a thickness of approximately 300 μm and an impurity concentration of 0.
, 10-20 μm thick layer, impurity concentration 1-2×10” on top of the n-domain region (2) of 5-2×10” al-3.
A 7" n-shaded region (3) is epitaxially grown.
次に、第１図（Ｂ）に示すように、ｎ形ＧａＡｓから成
るｎ影領域（３）の上面全体に、ｎ形ＧａＡｓとの間に
ショットキバリア障壁を形成することが可能な金属であ
るＴｉ（チタン）から成る薄層（４）即ちＴｉ薄層を真
空蒸着で形成する。Ｔｉ薄層（４）の厚さは約３０人と
極薄である。更に、ｎ十形領域（２）の下面にＡｕ （
金） −Ｇｅ （ゲルマニウム）の合金から成るオーミ
ック接触の電極（５）を真空蒸着により形成する。Next, as shown in FIG. 1(B), the entire upper surface of the n-shaded region (3) made of n-type GaAs is made of a metal that can form a Schottky barrier between it and the n-type GaAs. A thin layer (4) of Ti (titanium), ie a thin Ti layer, is formed by vacuum evaporation. The thickness of the Ti thin layer (4) is extremely thin, about 30 layers. Furthermore, Au (
An ohmic contact electrode (5) made of an alloy of gold)-Ge (germanium) is formed by vacuum evaporation.
続いて、第１図（Ｃ）のように、空気中で２５０℃、５
〜３０分間の熱処理を施して、Ｔｉ薄層（４）を酸化し
てチタンの酸化物の薄層（６）を形成する。Ｔｉ酸化物
薄層（６）は、Ｔｉ薄層（４）の厚さよりも増大して概
算で約５０人であり、シート抵抗が１〜５００ＭΩ／口
という高抵抗層である。即ち、Ｔｉ酸化物薄層（６）は
完全な絶縁物とみなせるＴｉＯ２（二酸化チタン）では
なく、ＴｉＯ３よりも酸素が少ないいわゆる酸素プアー
なチタン酸化物ＴｉＣ）ｘ（ｘは２よりも小さい数値）
となっているものと考えられる。Subsequently, as shown in Figure 1 (C), it was heated in air at 250°C for 5
A heat treatment for ~30 minutes is applied to oxidize the thin Ti layer (4) to form a thin layer of titanium oxide (6). The Ti oxide thin layer (6) is a high-resistance layer that is approximately 50 thicker than the Ti thin layer (4) and has a sheet resistance of 1 to 500 MΩ/mouth. In other words, the Ti oxide thin layer (6) is not TiO2 (titanium dioxide), which can be considered a perfect insulator, but is a so-called oxygen-poor titanium oxide (TiC), which has less oxygen than TiO3 (x is a value smaller than 2).
It is thought that this is the case.
次に、第１図（Ｄ）に示すようにＴｉ酸化物薄層（６）
の上面全体にｎ形ＧａＡｓとの藺にショットキ障壁を形
成することが可能な金属であるＡｎ（アルミニウム）か
Ｃ）成る層（７）、即ちＡ Ｄ層巻・真空蒸着で形成４
る。ハＱ２層（７）の厚さは約２μｒｒｌで、丁】薄層
（４）及びゼれを酸化１．？”形成した“Ｔｉｓｉ物薄
層（６） ＆；比べて一１分１、Ｊ肉厚で一１ｉｌる。Next, as shown in FIG. 1(D), a thin Ti oxide layer (6) is formed.
A layer (7) of An (aluminum) or C), which is a metal capable of forming a Schottky barrier in conjunction with n-type GaAs, is formed on the entire upper surface of the A/D layer by winding and vacuum evaporation.
Ru. The thickness of the Q2 layer (7) is about 2 μrrl, and the thin layer (4) and the sagging are oxidized 1. ? Compared to the formed thin layer (6) &;, the thickness is 1/11, and the J thickness is 11 il.
続いて゛、 第１ 回 （ト１）１．ニー示ずよ−）（
、、二、 “）７１Ｉ−コッチングしよりＡ １１層（
”／）７７）一部巻コッＪ゛ノ・ブ除人［，２、トなる
順電流通路どなるショットキバリアを形成４べき領域に
判面さゼ−でＡ Ｑ、層（７ａ） １残イイ、させる。Next, Part 1 (G1) 1. Don't show your knees-)(
,, 2, “) 71I-Cotching layer A 11 layer (
"/) 77) Part of the volume is removed. 2. Form a forward current path like a Schottky barrier. , let.
φ］１．、フカトＪ、ツチング＋、：″より素１の周辺
領域から’Ｊ、” ｉ酸化物薄層（６）各除６ｔ、、八
Ω、層（７ａ）の１・部にある゛１’ｉｗ＆１’ｌＷＪ
（ｂａ）どこれを隣接して包囲するゴ主酸仕：物薄層
（６ｂ）芥残、存さゼる５、ＡＱ ｋＴｌの両ノλとも
ＧａＡｓとの間ｉニジ３ツトキベリアを形成する金属で
あり、ｑ（Ｌ、後述のよ’、） ＬＨ”、、 Ｔ ｊ酸
化物薄層（ｆＥ ｌ：ｙ ）はぞれ単独ひｒｉ形領領域
３）との界面し：′／ヨットキバリア玄ｆ形成するのマ
・、Ａ Ｑ Ｍ（７Ｘ１）ど゛ｒｉＴｉ酸化物薄層ン、
」）を合せ、てバリア電極（８）と呼、ぶ。【かし４な
がら、゛丁ｊ、Ｆｉ９化物薄層（６ａ）け輌・く薄い膜
て・あるし２．Ｔ（醇４Ｌ： 物ｉ１１ 層（６ａ）
ノー１”” （Ｉｔ ？ＡＳ ３’ｌ １ｍ ハｌｌ’
ｉ 化カＩＪトｌ−、ト’進んでいない■”ｉ薄層（４
）が極薄１．．式パ、イｙ する場ｒｆ＞・もある。１
．たが−〕で、ゴ′ｌ酸化膜薄層（６；：ｉ）がＡ９層
（’７ａ）と共（６シーツ１−衾バリノ′”の形成、番
１６．１のよう番、関りｊｌ、ているか必ずしも明Ｉ′
幕かで、・ない１、なｊ′？。本明細書で′（、よ ト
側部勺」、極薄θ）Ｔ１薄晒（４）が残イｊ’ Ｌ ｉ
λき番、′目８ ゛□°第１．を含め゛１ＴＹ酸化物薄
Ｍ（６ａｉ） 、！・称す乙。φ]1. , Fukato J, Tsuching +,: ``From the peripheral region of element 1 to ``J,'' i oxide thin layer (6) each divided by 6t, , 8Ω, ゛1'iw&1 in 1 part of layer (7a) 'lWJ
(ba) Which is the main acid layer that surrounds it adjacently: Thin layer (6b) Residue, present 5, AQ. , and q(L, as described below) LH'',, T j oxide thin layer (fE l:y ) each interfaces with a single rib-shaped region 3): '/ Forming a thin layer of AQM (7X1) riTi oxide,
'') together are called the barrier electrode (8). [However, the Fi9 compound thin layer (6a) has a thin film.2. T (4L: Thing i11 layer (6a)
No 1"" (It?AS 3'l 1m hall')
i Thin layer (4
) is extremely thin 1. ．． There is also a place to do it. 1
．． 16.1, the thin layer of Go'l oxide film (6;:i) is formed together with the A9 layer ('7a). jl, it is not necessarily clear I'
Curtain, no 1, naj'? . In this specification, the T1 thin exposed (4) remains
λ number, '8th ゛□°1st. Including 1TY oxide thin M (6ai),!・My name is Otsu.
次１．、−５第１図（ト’）＆、’′示４゛ように、ナ
・り、ン酸化。Next 1. , -5 As shown in Figure 1 (T') &4'', oxidation of Na.
物＃層（６ｂ）の」・４紛、〆、膜（９） ？−被覆６
”ど）、１絶１＜膜（９） はノ゛ノズ？ Ｃ，１，
）’ Ｉ’、、） （Ｃ＋＋ｅｍ、ｉｃａ Ｉ Ｖ
ａ（：ｒｏｒｄ（・ｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（・１．Ｊ
、って形成１、六シリ、１）酸化１１慎か１：１成る。Material #layer (6b)'・4 powder, finish, membrane (9)? -Coating 6
``D), 1 absolute 1 < membrane (9) is No Nozu? C, 1,
)'I',,) (C++em, ica I V
a(:rord(・position) method(・1.J
, the formation is 1, 6 silicate, 1) oxidation is 11 or 1:1.
なお、ゾ５ズマ（′；ν’ Ｌ）の際８半導体払体（１
）は：、３１“〉０χ°稈度に一加熱さノーしイＳ６史
に、ＡＱ Ｍ（’７ａ）とＭ縁膜（１］）のＩ・にＡ空
蒸ｒｌによ、てＡＱから成る接続用市、彬（１，０）も
・形成ｔ ６ 、、なお、５”の真ゆ蒸着の際、半導体
基体（１）は＋１）ＯＡ二程度ｔ４〜加熱ゾΣれイ”）
７」、メｉ−：、 １．：よ小、１５．゛、ツトＡ−パ
リ”ツバ咎イｊ′４る半導体＝ノツプ即”らミノ１．１
用う／ ３−ソト六バリノ′ダト′オ −ドヂップが完
、成４゛・５．、」：記のシ（ツトヤバリアダイオ〜［
７）′ツノ′ひはバリア電極（８）とＴ’ｌ形領ゼｙ（
：ｎどの間に第１２のショットキバリアが形成２！れ、
′工゛（酸化物薄層（６ｂ）とＩ”ｉ影領域（３） 、
’の間し、第２のパ５・ｊ・・ノＩ・キバリアが生成、
・“くれる１、ＮＪ’、１面的１、こ（硅Ｃ，鄭ゴ２の
シ（ソトキバリ？目、第１のシＸｉットキバリア本・隣
接Ｉで包囲するように環状１．Ｘ’影形成れマ゛いる。In addition, in the case of zo5zuma (';ν' L), 8 semiconductor discharging bodies (1
) is: 31"〉0χ°Culm degree. The connecting area, which consists of 彬(1,0), is also formed at t 6 ,.In addition, during the 5" deep vapor deposition, the semiconductor substrate (1) is +1) OA2 degree t4 ~ heating zone Σre")
7”, Mei-:, 1. :yo small, 15.゛、Tsuto A-Paris "Semiconductor = Nop Soku" Ramino 1.1
Use / 3- Sotorokubarino'dato' O-do-dip is completed, completed 4゛・5. , ”: Record of (Tsutoya Bariadio ~ [
7) The 'horn' barrier electrode (8) and the T'l-shaped region (
:nThe 12th Schottky barrier is formed between 2! Re,
'Work (thin oxide layer (6b) and I"i shadow region (3),
During ', the second Pa5.j...noI.Kivalia is generated,
・“Kuru 1, NJ', one-sided 1, this (硅C, Zhenggo 2's shi(Sotokibari? eyes, first Shitki barrier book) ・Circular 1.X' shadow formation to surround it with adjacent I I'm sorry.
、Ｔｉ酸化物薄層（６ｂ）は抵抗性ショットキバリアフ
ィールドプレ １−どし２で機ＮＬ、第１のショットキ
バリアの周辺−・を札を向十側るよ・）（、、作用づる
。なお。, the Ti oxide thin layer (6b) acts on the resistive Schottky barrier field plate 1 and 2 around the first Schottky barrier. In addition.
抵抗性ショットキバリアフィールドブ［／−Ｊへ１．、
ついては、本出願人によ・・）て先に持重１眉（居３−
２８５０４９他とし工特許出願されでいる。Resistant Schottky Barrier Field Block [/-J to 1. ,
In this case, the applicant should first apply 1 eyebrow (3-
No. 285,049 and other patent applications have been filed.
第２図は、熱処理む、よるバリアハイ１−φｊ３の変化
を概略的に示す１図中の実線は、本実施例で・製作され
たショットキバリアダイオードラップ）、、−熱処３！
１ｌＩ４施したどきの第１のシ号ット・キパリアのバリ
アハイドφ［ｌｌの変動をボｔ、、図中の破絆は、ｔＸ
来のショットキバリ＞？ダイオ ドヂ・ツブ即４．Ａ
（ＩＪｉｌ （７ａ）のト層の゛ｒ］酸化８ｑｆｌ１層
（ｆ５ａ）がコ゛ｊ、ｉＪ層（・１）のよ、）ひＪ・）
る、五・きのシ（ツ［〜、Ｓバリ７ダイオードー１ツブ
１．、”熱処理を施［、たときのバリアハイドφＢの変
化４示゛４１、図示のよ−）シ１、本実施例Ｌ１−よ−
）で製作さＪｌ、たシコッｌ−Ａ”ハ１１アダイ“メ〜
１４’ 、３’−ツブでは、懸重１．理し、−よるバリ
アハイドφＩ）の変動が従来のパ、・→ツトＡ・バ［Ｊ
′メダイ４〜［・）・ツブにＩｔべこ、著しく小さくな
っでいイ）、１本実施例のシー」ツキバリアダイＡ１・
引ツノ゛１．：：、 ｔ；いて、バリノ゛′ハイドφ１
うの変ｌＪが抑制さノシＣ”いる理由は必ず１．も明Ｉ
Ｅ）かではないか７′１］酸化物薄層（６ａ）が熱処理
１．５伴うＡＱＮ（７ａ）ど１”ｌ酸化物薄層（Ｅｉａ
＞ Ａ：を導体基体（＋）の糸にＡ昌Ｊるルがトをろ効
に防ｄ′７４”るｔめど考スられる１、吏）、こ、′Ｔ
ｉ酸化物薄層（（ｉａ）目゛」”ｊ薄層（４）を酸化し
°て変換さ＋（ｗ：Ｈ成る膜゛Ｃ１・あるから、均一・
な厚さで１１．３量子力学的なト〉ネル効果が口ｊ能な
極薄な膜番、パ高い膜ふ精度で形成さＡ１゜る。し、か
も、ＴＬ薄層及び５゛れを酸化］７で得１コ）れた°ｒ
ｉＴｉ酸化物薄層ずれも１１形領域（３） ４：え１１
、Ｔショット・キバリアを生成するものである。これら
の結果７７．パリ／″電極（８）と１１ｆ（’１１領ｔ
！！！ （３）λ、の間に順方向・逆方向ともに良好な
特性を示すショットキバリアを生成することができる。FIG. 2 schematically shows the change in barrier height 1-φj3 due to heat treatment. The solid line in FIG.
1lI4 The first issue of Cyparia's barrier hide φ [ll when applied, the broken bond in the diagram is tX
Next shot kibari>? Daio Doji Tsubu So 4. A
(IJil (7a)'s 8qfl1 layer (f5a) is like the iJ layer (・1), )hiJ・)
5. Changes in barrier hide φB when subjected to heat treatment (41, as shown in the figure) Example L1-Yo-
) Produced by Jl, Tasikko l-A"Ha11Adai"Me~
14', 3'-tube, hanging load 1. The variation of barrier hide φI) due to
' Medai 4 ~ [・)・It has become noticeably smaller in size), 1 example of Sea'' Tsukibariai A1・
Hikitsuno 1. ::, t;, barino'hide φ1
The reason why Unohen IJ is suppressed is always 1.
E) Or not 7'1] AQN (7a) with heat treatment 1.5 and 1"l oxide thin layer (Eia)
> A: It is thought that the thread of the conductor base (+) will be able to prevent it from being filtered effectively.
The thin oxide layer ((ia)) is oxidized and converted into a film consisting of +(w:H), so it is uniform.
It is an ultra-thin film that is capable of producing 11.3 quantum mechanical tunnel effects at a thickness of 11.3 mm, and is formed with high film precision. However, the TL thin layer and the oxidized layer obtained in step 7)
iTi oxide thin layer misalignment is also in the 11 type region (3) 4:E11
, which generates T-shot Kibaria. These results77. Paris/''electrode (8) and 11f ('11 area t
! ! ! (3) A Schottky barrier exhibiting good characteristics in both forward and reverse directions can be generated between λ.
Ｔｉ酸化物薄層（６ａ）の代りにシリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜を形成した場合にも、バリアハイドφＢの変
動を抑制する効果はそれなりには得られる。しかしなが
ら、これらの膜はＧ ａ Ａ ｓ半導体の上面に均一な
厚さで且つ高い膜厚精度で極薄に形成することは容易で
はない。又、ショットキバリアとしての理想係数である
ｎ値が１．０５より大きくなり、界面準位密度の高い特
性上望ましくない素子となってしまう。Even when a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed instead of the Ti oxide thin layer (6a), the effect of suppressing the fluctuation of the barrier hide φB can be obtained to some extent. However, it is not easy to form these films extremely thinly on the upper surface of the GaAs semiconductor with a uniform thickness and with high film thickness accuracy. Further, the n value, which is the ideality coefficient as a Schottky barrier, becomes larger than 1.05, making the device undesirable due to its high interface state density.
なお、本実施例によって製作されたショットキバリアダ
イオードチップのバリア電極（８）とｎ影領域（３）と
の間に形成された第１のショットキバリアのバリアハイ
ドφＢの初期値（熱処理を施す前のバリアハイドφＢの
大きさ）は、ＡＱ層（７ａ）をｎ影領域（３）に直接隣
接した場合に生成されるショットキバリアのバリアハイ
ドφＢの初期値に近似している。Note that the initial value of the barrier hide φB of the first Schottky barrier formed between the barrier electrode (8) and the n-shaded region (3) of the Schottky barrier diode chip manufactured according to this example (before heat treatment) is The size of the barrier hide φB of the Schottky barrier formed when the AQ layer (7a) is directly adjacent to the n-shaded region (3) is approximated to the initial value of the barrier hide φB of the Schottky barrier.
以上のように、本実施例で製作されたショットキバリア
ダイオードチップによれば、第１のショットキバリアの
バリアハイドφＢが熱処理によって低下し難くなってい
る。このため、第２図の従来のジョツキバリアダイオー
ドに比入で逆方向リーク電流を低く抑える必要のある高
耐圧ショットキバリアダイオードを製作するのに特に有
効である。As described above, according to the Schottky barrier diode chip manufactured in this example, the barrier hide φB of the first Schottky barrier is difficult to decrease due to heat treatment. Therefore, the present invention is particularly effective in manufacturing a high voltage Schottky barrier diode that requires a lower reverse leakage current than the conventional Schottky barrier diode shown in FIG.
鷹−一」Ｌ−一外 本発明は以下の変形が可能である。Taka-ichi” L-ichigai The following modifications are possible to the present invention.
（１） ＧａＡｓの代りにＩｎＰ （燐化インジウム
）等の■−■族化合物やシリコンを使用するショットキ
バリア半導体装置にも適用できる。(1) The present invention can also be applied to Schottky barrier semiconductor devices that use a ■-■ group compound such as InP (indium phosphide) or silicon instead of GaAs.
（２） 金属酸化物薄層は、電極層と半導体領域との
反応を有効に抑制でき且つ第１のショットキバリアを良
好に生成できるようにその酸化物層分の厚みを１０人〜
１００人、望ましくは２０人〜８０人の範囲に設定する
のが良い。(2) The thickness of the metal oxide thin layer is set to 10 to 100 ml so that the reaction between the electrode layer and the semiconductor region can be effectively suppressed and the first Schottky barrier can be produced satisfactorily.
It is preferable to set the number to 100 people, preferably in the range of 20 to 80 people.
また、金属酸化物薄層の下側部分に金属層と見なせる層
が残存する場合には、その厚みを量子力学的なトンネル
効果が可能なように１００Å以下とする。Furthermore, if a layer that can be regarded as a metal layer remains below the thin metal oxide layer, its thickness is set to 100 Å or less to enable quantum mechanical tunneling effects.
（３） 金属酸化物薄層は、アルミニウム酸化物薄層
やタンタル酸化物薄層等にすることもできるが、電極層
及び半導体領域の両方に対して良好な密着性が得られる
点においてチタン酸化物薄層が望ましい。(3) The metal oxide thin layer can also be an aluminum oxide thin layer, a tantalum oxide thin layer, etc., but titanium oxide is preferable because it provides good adhesion to both the electrode layer and the semiconductor region. A thin layer of material is desirable.
（４） ＧａＡｓ等の化合物半導体では、その表面に
Ｓ（硫黄）やＳｅ（セレン）等の原子を吸着させて表面
を安定化する技術が知られる。本発明は、これら原子が
吸着されて表面が単原子層又は数原子層レベルの薄層が
被覆された半導体基体に対しても適用できる。(4) For compound semiconductors such as GaAs, a technique is known in which atoms such as S (sulfur) and Se (selenium) are adsorbed onto the surface to stabilize the surface. The present invention can also be applied to a semiconductor substrate to which these atoms are adsorbed and whose surface is coated with a thin layer of a monoatomic layer or several atomic layers.
（５） 本発明は、Ｔｉ酸化物薄層（６ｂ）を設けた
抵抗性ショットキバリアフィールドプレート構造の製造
工程と組合せると合理的である６しかし。(5) The present invention is rational when combined with the manufacturing process of a resistive Schottky barrier field plate structure provided with a thin Ti oxide layer (6b).6 However.
高耐圧化が強く要求されない場合には、Ｔｉ酸化物薄層
（６ｂ）は形成しなくても良い。If high breakdown voltage is not strongly required, the Ti oxide thin layer (6b) may not be formed.
（６） 金属酸化物薄層は、金属層を形成する工程と
それを酸化する工程とを複数回繰り返して多層に形成し
ても良い。(6) The metal oxide thin layer may be formed into multiple layers by repeating the process of forming a metal layer and the process of oxidizing it multiple times.
（７） バリア電極と半導体の組合せによっては、熱
処理によってバリアハイドφＢが増加する傾向を示す場
合もある。本発明はこの様な場合にも適用して効果があ
る。(7) Depending on the combination of the barrier electrode and the semiconductor, the barrier hide φB may tend to increase due to heat treatment. The present invention can be effectively applied to such cases as well.
（８） 金属酸化物薄層は、酸化を強くすすめてほぼ
絶縁膜と見なせる層としても良い。なお、実施例におい
てＴｉ酸化物薄層（６ａ）の酸化程度を高めると即ちＴ
ｉ酸化物薄層（６ａ）のシート抵抗を増大すると第１の
ショットキバリアのバリアハイドφＢを大きくすること
ができる。また、Ｔｉ酸化物薄層（６ａ）の厚さを増大
することによってもバリアハイドφＢを大きくすること
ができる。(8) The metal oxide thin layer may be strongly oxidized so that it can almost be regarded as an insulating film. In addition, in the examples, when the degree of oxidation of the Ti oxide thin layer (6a) is increased, that is, T
By increasing the sheet resistance of the i-oxide thin layer (6a), the barrier hide φB of the first Schottky barrier can be increased. Furthermore, the barrier hide φB can also be increased by increasing the thickness of the Ti oxide thin layer (6a).
したがって、Ｔｉ酸化物薄層（６ａ）の酸化程度と厚み
を換えることによって同じチタン−アルミニウム系のＧ
ａ Ａ ｓショットキバリアダイオードでバリアハイ
ドが広範囲に安定にコントロールすることができる。つ
まり、本発明は、同じ金属系のショットキ半導体装置で
そのバリアハイドを広範囲に且つ安定にコントロールす
ること′にも適用して有効である。Therefore, by changing the oxidation degree and thickness of the Ti oxide thin layer (6a), the same titanium-aluminum-based G
Barrier hydride can be stably controlled over a wide range using a Schottky barrier diode. In other words, the present invention is effective when applied to the stable control of barrier hydride over a wide range in a Schottky semiconductor device made of the same metal.
効−−來−
以ｌ−７のよ゛）に、本発明（、、よればぐ７−Ａ・ソ
ト・キ障僧のバリアハイドφ（３の変動が抑制されたシ
ョットキ障壁を右する半導体装置の製造ツノ゛法４折：
供４ることができる。Effects of the present invention (hereinafter referred to as 1-7), the present invention (according to 7-A. 4 ways to manufacture equipment:
4 can be provided.
第１８図は本発明の−・実施例による′４″導体：約百
び）製造力ｄ２を小ず」４枠図、＠２図は熱り１（理４
Ｊｉ、 Ｊｌ、るバノ７ハ、イ１−の変化巻機１略的し
、示１／、ｆ−ソノｌ“・あン）、（１） 、 、十悉
体基体、（７） 、。Ｉ’ｌ＋形領域、（３） 、 、
ｎ影領域１． （４） 、 、 Ｔｉ４層、（５）
、 。
電極、（６） 、 、 Ｔｉ１ｌｊ化物薄層、（７）、
、Ａ。
層、 （８） 、 、バリγ電極、 （９） 。、絶縁
［。
（，１０） 、 、接続用電極、
第１図
り
熱処理片間
第２園
ｒ゛−一°゛−“−一）“１
手
続
補
正
書
平成２年９月４日Figure 18 is a '4'' conductor according to an embodiment of the present invention: about 100 mm) manufacturing power d2 is a small '4 frame diagram, @2 figure is a heat 1 (reason 4)
Ji, Jl, Rubano 7ha, I1-change winding machine 1 abbreviated, showing 1/, f-sono l"・an), (1), , ten body base, (7), .I'l+ shaped area, (3) , ,
n shadow area 1. (4) , , 4 Ti layers, (5)
, . Electrode, (6), Ti1lj compound thin layer, (7),
,A. Layer, (8), Burr γ electrode, (9). ,insulation[. (,10) , , Connection electrode, 1st design heat treatment 2nd garden r゛-1°゛-"-1)"1 Procedural amendment September 4, 1990
Claims (3)
にショットキ障壁を形成することのできる金属から成る
金属層を隣接して形成する工程と、 前記金属層を酸化することによって前記金属層を第１の
厚さを有し且つ前記金属層よりもシート抵抗が大きい金
属酸化物薄層に変換する工程と、前記金属酸化物薄層の
一方の主面に前記半導体領域との間にショットキ障壁を
形成することのできる金属から成り且つ前記第１の厚さ
よりも大きい第２の厚さを有する電極層を形成し、前記
半導体領域と前記金属酸化物薄層と前記電極層から成る
系の間にショットキ障壁を生成させる工程と、を有する
ことを特徴とするショットキ障壁を有する半導体装置の
製造方法。(1) A step of forming a metal layer made of a metal capable of forming a Schottky barrier between the semiconductor region and the semiconductor region adjacently on one main surface of the semiconductor region, and oxidizing the metal layer to remove the metal layer. converting the layer into a thin metal oxide layer having a first thickness and a sheet resistance greater than that of the metal layer; and forming a layer on one major surface of the thin metal oxide layer between the semiconductor region and forming an electrode layer made of a metal capable of forming a Schottky barrier and having a second thickness greater than the first thickness; a system comprising the semiconductor region, the metal oxide thin layer, and the electrode layer; 1. A method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky barrier, comprising the steps of: generating a Schottky barrier during the process.
導体領域との間に量子力学的なトンネル効果を生じさせ
る厚さである請求項（１）記載のショットキ障壁を有す
る半導体装置の製造方法。(2) The semiconductor device having a Schottky barrier according to claim (1), wherein the metal oxide thin layer has a thickness that causes a quantum mechanical tunnel effect between the electrode layer and the semiconductor region. manufacturing method.
前記金属酸化物薄層が単独で前記半導体領域の前記一方
の主面に隣接して形成されたときに前記金属酸化物薄層
と前記半導体領域との間にショットキ障壁を形成する請
求項（１）又は（２）記載のショットキ障壁を有する半
導体装置の製造方法。(3) When the metal oxide thin layer is a resistive thin layer and the metal oxide thin layer is formed alone adjacent to the one main surface of the semiconductor region, the metal oxide 3. The method of manufacturing a semiconductor device having a Schottky barrier according to claim 1, wherein a Schottky barrier is formed between the thin layer and the semiconductor region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18153190A JP2932304B2 (en) | 1990-07-11 | 1990-07-11 | Method of manufacturing semiconductor device having Schottky barrier |
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| JPH0469974A true JPH0469974A (en) | 1992-03-05 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284578A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Fujitsu Ltd | Semiconductor three-terminal device |
| JP2002016086A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
1990
- 1990-07-11 JP JP18153190A patent/JP2932304B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2001284578A (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Fujitsu Ltd | Semiconductor three-terminal device |
| US6822307B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-11-23 | Fujitsu Limited | Semiconductor triode device having a compound-semiconductor channel layer |
| JP2002016086A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JP4606552B2 (en) * | 2000-06-27 | 2011-01-05 | 富士通株式会社 | Semiconductor device |
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| JP2932304B2 (en) | 1999-08-09 |
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