JPH07115210A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH07115210A JPH07115210A JP26011993A JP26011993A JPH07115210A JP H07115210 A JPH07115210 A JP H07115210A JP 26011993 A JP26011993 A JP 26011993A JP 26011993 A JP26011993 A JP 26011993A JP H07115210 A JPH07115210 A JP H07115210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- semiconductor region
- schottky
- anode electrode
- diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 オーミック電極同様に整流性を示さず低抵抗
な電極をショットキー電極で形成してなる半導体装置を
提供する。
【構成】 半導体基板1にn形半導体領域2が形成さ
れ、その上にカソード電極3及びアノード電極4が設け
られている。両電極3,4は同一のショットキー金属よ
りなり、半導体領域2にショットキー接合している。ア
ノード電極4におけるショットキー障壁の高さをカソー
ド電極3におけるショットキー障壁の高さよりも低くす
るために、半導体領域2に対するカソード電極3の接触
面積よりもアノード電極4の接触面積を大きくしてい
る。それによって、アノード電極4における逆方向電流
を流し易くし、以てアノード電極4を半導体領域2に疑
似的にオーミック接触させている。
【効果】 工程数が著しく減少する。キャリアプロファ
イルの乱れなどが起こるのが防止される。品質管理上極
めて有効である。
(57) [Summary] [Object] To provide a semiconductor device in which a low resistance electrode which does not exhibit rectification like an ohmic electrode is formed by a Schottky electrode. [Structure] An n-type semiconductor region 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and a cathode electrode 3 and an anode electrode 4 are provided thereon. Both electrodes 3 and 4 are made of the same Schottky metal and are in Schottky junction with the semiconductor region 2. In order to make the height of the Schottky barrier in the anode electrode 4 lower than the height of the Schottky barrier in the cathode electrode 3, the contact area of the anode electrode 4 is made larger than the contact area of the cathode electrode 3 with the semiconductor region 2. . This facilitates the flow of a reverse current in the anode electrode 4, thereby making the anode electrode 4 in pseudo-ohmic contact with the semiconductor region 2. [Effect] The number of steps is significantly reduced. It is possible to prevent the carrier profile from being disturbed. It is extremely effective in quality control.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体技術さらには化
合物半導体よりなる半導体装置に適用して特に有効な技
術に関し、例えばショットキー障壁ダイオードまたはシ
ョットキーゲート型電界効果トランジスタの電極形成に
利用して有用な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor technology and a technology particularly effective when applied to a semiconductor device made of a compound semiconductor. For example, it is used for forming electrodes of a Schottky barrier diode or a Schottky gate type field effect transistor. And useful technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、GaAsなどの化合物半導体よ
りなるショットキー障壁ダイオードにおいては、図22
に示すように、化合物半導体基板1に形成されたn形半
導体領域2に対してカソード電極3はショットキー接合
しており、それら電極3と半導体領域2との間にはショ
ットキー障壁が形成されている。一方、アノード電極4
0は半導体領域2にオーミック接合している。2. Description of the Related Art Generally, a Schottky barrier diode made of a compound semiconductor such as GaAs has a structure shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the cathode electrode 3 is in Schottky contact with the n-type semiconductor region 2 formed in the compound semiconductor substrate 1, and a Schottky barrier is formed between the electrode 3 and the semiconductor region 2. ing. On the other hand, the anode electrode 4
0 is in ohmic contact with the semiconductor region 2.
【0003】その製造にあたっては、先ず、半絶縁性の
基板1の所定の領域にn型不純物をイオン打込み法によ
り注入し、活性化処理を行ってn形半導体領域2を形成
する。その上に、フォトリソグラフィ技術及びエッチン
グ技術によりカソード電極3を所望の形状に形成する。
そして、図23に示すように、さらにその上の全面にC
VD法などによりSiO2などの絶縁膜11を積層し、
フォトレジストをエッチングマスク90として所望の形
状にパターンニングする。次にn形半導体領域2にオー
ミック接合可能なオーミック金属41を全面に積層し、
リフトオフ技術によりアノード電極40となる部分以外
のオーミック金属を除去する。しかる後、熱処理を行っ
て、オーミック金属41の残存部分(アノード電極40
となる部分)とn形半導体領域2とを合金化することに
より、アノード電極40をn形半導体領域2に対するオ
ーミック電極とする。In the manufacture thereof, first, an n-type impurity is implanted into a predetermined region of the semi-insulating substrate 1 by an ion implantation method, and an activation process is performed to form an n-type semiconductor region 2. Then, the cathode electrode 3 is formed into a desired shape by the photolithography technique and the etching technique.
Then, as shown in FIG. 23, C is further formed on the entire surface.
An insulating film 11 such as SiO 2 is laminated by the VD method or the like,
The photoresist is patterned as an etching mask 90 into a desired shape. Next, an ohmic metal 41 capable of ohmic contact is laminated on the entire surface of the n-type semiconductor region 2,
The ohmic metal other than the portion to be the anode electrode 40 is removed by the lift-off technique. Then, heat treatment is performed to leave the remaining portion of the ohmic metal 41 (anode electrode 40
(A portion to be formed) and the n-type semiconductor region 2 are alloyed to make the anode electrode 40 an ohmic electrode for the n-type semiconductor region 2.
【0004】また、化合物半導体よりなるショットキー
ゲート型電界効果トランジスタにおいては、図24に示
すように、化合物半導体基板1に形成されたn形半導体
領域2に対してゲート電極5はショットキー接合し、一
方ソース・ドレイン電極60は半導体領域2にオーミッ
ク接合している。In a Schottky gate type field effect transistor made of a compound semiconductor, as shown in FIG. 24, the gate electrode 5 forms a Schottky junction with the n-type semiconductor region 2 formed in the compound semiconductor substrate 1. On the other hand, the source / drain electrode 60 is in ohmic contact with the semiconductor region 2.
【0005】その製造にあたっては、上記ダイオードの
製造と同様に、化合物半導体基板1にn形半導体領域2
を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びエッチング
技術によりゲート電極5を所望の形状に形成する。そし
て、図25に示すように、さらにその上の全面にCVD
法などによりSiO2などの絶縁膜12を積層し、フォ
トレジストをエッチングマスク91として所望の形状に
パターンニングする。次にn形半導体領域2にオーミッ
ク接合可能なオーミック金属61を全面に積層し、リフ
トオフ技術によりアノード電極60となる部分以外のオ
ーミック金属を除去する。しかる後、熱処理を行って、
オーミック金属61の残存部分(ソース・ドレイン電極
60となる部分)とn形半導体領域2とを合金化する。In manufacturing the same, the n-type semiconductor region 2 is formed on the compound semiconductor substrate 1 as in the case of manufacturing the diode.
After forming, the gate electrode 5 is formed into a desired shape by the photolithography technique and the etching technique. Then, as shown in FIG. 25, CVD is further performed on the entire surface.
An insulating film 12 such as SiO 2 is laminated by a method or the like, and is patterned into a desired shape using a photoresist as an etching mask 91. Next, an ohmic metal 61 capable of ohmic contact with the n-type semiconductor region 2 is laminated on the entire surface, and the ohmic metal other than the portion to be the anode electrode 60 is removed by a lift-off technique. After that, heat treatment,
The remaining part of the ohmic metal 61 (the part which becomes the source / drain electrode 60) and the n-type semiconductor region 2 are alloyed.
【0006】上述したように、従来、アノード電極40
及びソース・ドレイン電極60をオーミック電極とする
ために、化合物半導体に金属をオーミック接合させるに
は、n型又はp型の不純物をドーパントとして有するA
uなどの金属を化合物半導体上に被着させた後、熱処理
によりそれら金属と半導体とを合金化することが不可欠
であった(化合物半導体ハンドブック(サイエンスフォ
ーラム)、169頁)。As described above, the anode electrode 40 is conventionally used.
Further, in order to make the source / drain electrode 60 an ohmic electrode, in order to make a metal ohmic contact with the compound semiconductor, A having an n-type or p-type impurity as a dopant is used.
After depositing a metal such as u on the compound semiconductor, it was indispensable to alloy the metal with the semiconductor by heat treatment (Compound Semiconductor Handbook (Science Forum), p. 169).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。すなわち、ショットキー障壁
ダイオードにおいてはカソード電極3とアノード電極4
0、ショットキーゲート型電界効果トランジスタにおい
てはゲート電極5とソース・ドレイン電極60、を夫々
別の工程で形成しなければならなかった。つまり、n形
半導体領域2にショットキー接合可能なショットキー金
属とオーミック金属とでは組成等が異なるため、そのシ
ョットキー金属よりなるショットキー電極とオーミック
電極とを同時に形成することはできなかった。However, the present inventors have clarified that the above-mentioned technique has the following problems. That is, in the Schottky barrier diode, the cathode electrode 3 and the anode electrode 4
0, in the Schottky gate type field effect transistor, the gate electrode 5 and the source / drain electrode 60 had to be formed in separate steps. That is, since the composition and the like of the Schottky metal capable of Schottky junction to the n-type semiconductor region 2 and the ohmic metal are different, it is impossible to simultaneously form the Schottky electrode and the ohmic electrode made of the Schottky metal.
【0008】従って、それら電極3,40,5,60を
形成するには、スパッタなどにより基板1上に金属4
1,61を積層させる工程、リソグラフィ技術によりエ
ッチングマスク90,91を形成する工程、及びエッチ
ング工程を、少なくとも2回繰り返して行わなければな
らず、工程数が多くなってしまうという欠点があった。
また、化合物半導体上に積層してなる金属をオーミック
電極とするには、熱処理による合金化処理を行わなけれ
ばならないため、さらに工程数が多くなってしまうだけ
でなく、n形半導体領域2における不純物の熱拡散等に
よりキャリアのプロファイルに乱れが生じる虞もあっ
た。Therefore, in order to form these electrodes 3, 40, 5, 60, metal 4 is formed on the substrate 1 by sputtering or the like.
The step of stacking 1, 61, the step of forming the etching masks 90, 91 by the lithography technique, and the etching step must be repeated at least twice, which has a drawback that the number of steps is increased.
Further, in order to use the metal layered on the compound semiconductor as an ohmic electrode, alloying treatment must be performed by heat treatment, which not only increases the number of steps, but also increases impurities in the n-type semiconductor region 2. There is also a possibility that the carrier profile may be disturbed due to thermal diffusion of the above.
【0009】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
で、化合物半導体よりなるショットキー障壁ダイオード
又はショットキーゲート型電界効果トランジスタにおい
て、オーミック電極同様に整流性を示さず低抵抗な電極
をショットキー電極で形成してなる半導体装置を提供す
ることを主たる目的としている。この発明の前記ならび
にそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の
記述及び添附図面から明らかになるであろう。The present invention has been made in view of such circumstances, and in a Schottky barrier diode or a Schottky gate type field effect transistor made of a compound semiconductor, a Schottky electrode which does not exhibit rectifying property like the ohmic electrode and has a low resistance is formed. The main purpose is to provide a semiconductor device formed of electrodes. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、本発明の半導体装置において
は、化合物半導体よりなる基板に形成されてなるショッ
トキー障壁ダイオードやショットキーゲート型電界効果
トランジスタなどの半導体装置において、従来オーミッ
ク金属で形成していた電極、即ちダイオードのアノード
電極又は電界効果トランジスタのソース・ドレイン電
極、を、ダイオードのカソード電極又は電界効果トラン
ジスタのゲート電極と同様に、ショットキー金属で形成
する。その際、逆方向電流を流れやすくするために、カ
ソード電極の障壁高さよりもアノード電極の障壁高さが
低くなるようにする。また、ゲート電極の障壁高さより
もソース・ドレイン電極の障壁高さが低くなるようにす
る。The typical ones of the inventions disclosed in the present application will be outlined below. That is, in the semiconductor device of the present invention, in a semiconductor device such as a Schottky barrier diode or a Schottky gate type field effect transistor formed on a substrate made of a compound semiconductor, an electrode, that is, a diode, which is conventionally formed of ohmic metal. The anode electrode or the source / drain electrode of the field effect transistor is formed of Schottky metal similarly to the cathode electrode of the diode or the gate electrode of the field effect transistor. At this time, the barrier height of the anode electrode is set to be lower than the barrier height of the cathode electrode in order to facilitate the reverse current flow. Further, the barrier height of the source / drain electrodes is set to be lower than the barrier height of the gate electrodes.
【0011】具体的には、(1)カソード電極よりもア
ノード電極の方が半導体領域に対する接触面積が大きく
なるようにする、(2)カソード電極が接合してなる半
導体領域の不純物濃度よりも、アノード電極が接合して
なる半導体領域の不純物濃度が高くなるようにする、
(3)アノード電極の下にヘテロエピタキシャル層を設
ける、(4)アノード電極とカソード電極とで異なる電
極材料を用いる、の何れか一つ又は(1)〜(4)の組
合わせよりなる。Specifically, (1) the anode electrode has a larger contact area with the semiconductor region than the cathode electrode, and (2) the impurity concentration of the semiconductor region formed by joining the cathode electrodes is larger than the impurity concentration of the semiconductor region. To increase the impurity concentration in the semiconductor region formed by joining the anode electrodes,
(3) A heteroepitaxial layer is provided below the anode electrode, (4) different electrode materials are used for the anode electrode and the cathode electrode, or a combination of (1) to (4).
【0012】[0012]
【作用】上記した手段によれば、ショットキー障壁ダイ
オードの場合、アノード電極の障壁高さがカソード電極
の障壁高さよりも低いため、カソード電極に順方向電圧
を印加し、且つアノード電極に逆方向電圧を印加するこ
とにより、アノード電極において流れ得る逆方向電流の
大きさはカソード電極において流れる順方向電流の大き
さよりも大きくなる。一方、バイアスを反転させた場合
に、カソード電極において流れる逆方向電流の大きさは
アノード電極において流れ得る順方向電流の大きさより
も小さい。According to the above means, in the case of the Schottky barrier diode, since the barrier height of the anode electrode is lower than the barrier height of the cathode electrode, a forward voltage is applied to the cathode electrode and a reverse voltage is applied to the anode electrode. By applying the voltage, the magnitude of the reverse current that can flow in the anode electrode becomes larger than the magnitude of the forward current that flows in the cathode electrode. On the other hand, when the bias is reversed, the magnitude of the reverse current that flows in the cathode electrode is smaller than the magnitude of the forward current that can flow in the anode electrode.
【0013】従って、カソード電極を順バイアスさせ且
つアノード電極を逆バイアスさせた時には電流が流れる
が、カソード電極を逆バイアスさせ且つアノード電極を
順バイアスさせた時には電流が流れない。このようにダ
イオード特性が得られるので、アノード電極は疑似的に
オーミック接触していることになる。Therefore, current flows when the cathode electrode is forward biased and the anode electrode is reverse biased, but no current flows when the cathode electrode is reverse biased and the anode electrode is forward biased. Since the diode characteristic is obtained in this way, the anode electrode is in pseudo ohmic contact.
【0014】以下に、図1に示すように、化合物半導体
基板1のn形半導体領域2に夫々ショットキー接合して
なるカソード電極3及びアノード電極4を有し、上記半
導体領域2に対するカソード電極3の接触面積よりもア
ノード電極4の接触面積を大きくしてなるダイオード回
路素子を構成する半導体装置を例に挙げ、その動作原理
を説明する。この半導体装置の等価回路は、図2に示す
ように、アノード電極4とn形半導体領域2との接触よ
りなるダイオードD1と、カソード電極3と半導体領域
2との接触よりなるダイオードD2とが、向き合わされ
たようになっている。As shown in FIG. 1, the compound semiconductor substrate 1 has a cathode electrode 3 and an anode electrode 4 which are respectively Schottky-joined to the n-type semiconductor region 2, and the cathode electrode 3 with respect to the semiconductor region 2 is provided. The operation principle will be described by taking as an example a semiconductor device that constitutes a diode circuit element in which the contact area of the anode electrode 4 is larger than the contact area of. Equivalent circuit of this semiconductor device, as shown in FIG. 2, a diode D 1 consisting of contact between the anode electrode 4 and the n-type semiconductor region 2, a diode D 2 consisting contacting the cathode electrode 3 and the semiconductor region 2 However, it seems to have been faced.
【0015】この状態で、外部電源によりダイオードD
2に順方向電圧を印加し、且つダイオードD1に逆方向電
圧を印加した時に、ダイオードD2に流れる順方向電流
をIF及びダイオードD1に流れる逆方向電流をIRとす
ると、図3に示すように、電源電圧VがV1より小さい
範囲ではIR>IFとなる。従って、V1以下の電圧範囲
においては、ダイオードD1を逆バイアスさせているに
も拘らず、ダイオードD1にはIFよりも十分に大きな逆
方向電流IRが流れ得るので、アノード電極4はn形半
導体領域2に疑似的にオーミック接触していることにな
り、このダイオード回路には電流Iが流れる。In this state, the diode D is supplied by the external power source.
When a forward voltage is applied to the diode 2 and a reverse voltage is applied to the diode D 1 , a forward current flowing through the diode D 2 is I F and a backward current flowing through the diode D 1 is I R. as shown in, the power supply voltage V becomes I R> I F in V 1 is smaller than the range. Therefore, in the voltage range of V 1 or less, although the diode D 1 is reverse-biased, a reverse current I R sufficiently larger than I F can flow in the diode D 1 , so that the anode electrode 4 Has a pseudo ohmic contact with the n-type semiconductor region 2, and a current I flows through this diode circuit.
【0016】一方、バイアスを反転させた場合、即ちダ
イオードD2に逆方向電圧を印加し、且つダイオードD1
に順方向電圧を印加した時には、ダイオードD2におけ
る逆方向電流は殆ど流れないので、このダイオード回路
には電流が流れない。従って、この回路は、図4に示し
た電流−電圧特性(実測値)のように、ダイオード特性
を有することになる。On the other hand, when the bias is reversed, that is, the reverse voltage is applied to the diode D 2 and the diode D 1
In the case of applying the forward voltage, no reverse current rarely flows in the diode D 2, no current flows through the diode circuit. Therefore, this circuit has a diode characteristic like the current-voltage characteristic (measured value) shown in FIG.
【0017】ここで、図5に比較として示すように、n
形半導体領域2に対するアノード電極4の接触面積をカ
ソード電極3の接触面積と同じか又はそれよりも小さく
した場合、カソード電極3を順バイアスさせ且つアノー
ド電極4を逆バイアスさせた時には、アノード電極4に
は殆ど逆方向電流IRが流れないので、このダイオード
回路には電流Iが流れない。また、バイアスを反転させ
た時には、上述したようにこの回路には電流が流れない
ので、この回路はダイオード特性を有しないことにな
る。Here, as shown as a comparison in FIG. 5, n
When the contact area of the anode electrode 4 to the shaped semiconductor region 2 is equal to or smaller than the contact area of the cathode electrode 3, when the cathode electrode 3 is forward biased and the anode electrode 4 is reverse biased, the anode electrode 4 Since almost no reverse current I R flows through the diode circuit, no current I flows through this diode circuit. Further, when the bias is reversed, no current flows in this circuit as described above, so this circuit does not have diode characteristics.
【0018】以上のことは、ショットキーゲート型電界
効果トランジスタにおいても同様である。即ち、図6に
示すように、この電界効果トランジスタは、上述したダ
イオード回路が2つ設けられたような構造をしており、
n形半導体領域2に対するゲート電極5の接触面積より
もソース・ドレイン電極6の接触面積が大きくなってい
る。そのため、ゲート電極5の下方、即ちチャネル領域
を流れる電流Idに較べて、ソース・ドレイン電極6を
通してn形半導体領域2内を流れ得る電流IF,IRは十
分に流れ易くなり、ソース・ドレイン電極6はn形半導
体領域2に疑似的にオーミック接触していることにな
る。従って、この半導体装置においては、図6に示した
電流−電圧特性(実測値)のように、トランジスタ特性
を有することになる。The same applies to the Schottky gate type field effect transistor. That is, as shown in FIG. 6, this field effect transistor has a structure in which two diode circuits described above are provided,
The contact area of the source / drain electrode 6 is larger than the contact area of the gate electrode 5 with respect to the n-type semiconductor region 2. Therefore, the currents I F and I R that can flow in the n-type semiconductor region 2 through the source / drain electrode 6 become sufficiently easier to flow than the current I d that flows under the gate electrode 5, that is, in the channel region. The drain electrode 6 is in pseudo ohmic contact with the n-type semiconductor region 2. Therefore, this semiconductor device has a transistor characteristic like the current-voltage characteristic (measured value) shown in FIG.
【0019】[0019]
(第1実施例)図8には、本発明に係る半導体装置を適
用してなるショットキー障壁ダイオードの一例が示され
ている。同図に示すように、このショットキー障壁ダイ
オード100は、GaAsなどからなる半絶縁性の化合
物半導体基板1にn形半導体領域2が形成され、その半
導体領域2上にカソード電極(第1の電極)3及びアノ
ード電極(第2の電極)4が設けられてなる。そして、
カソード電極3及びアノード電極4は、夫々、同一のシ
ョットキー金属よりなり、n形半導体領域2にショット
キー接合している。(First Embodiment) FIG. 8 shows an example of a Schottky barrier diode to which the semiconductor device according to the present invention is applied. As shown in the figure, in this Schottky barrier diode 100, an n-type semiconductor region 2 is formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate 1 made of GaAs or the like, and a cathode electrode (first electrode) is formed on the semiconductor region 2. ) 3 and an anode electrode (second electrode) 4 are provided. And
The cathode electrode 3 and the anode electrode 4 are made of the same Schottky metal and are in Schottky junction with the n-type semiconductor region 2.
【0020】両電極3,4の半導体領域2に対する接触
面積は、カソード電極3よりもアノード電極4の方が大
きくなっている。上記ショットキー金属としては、アル
ミニウム、タングステン、パラジウム又は白金、若しく
はそれらのシリサイド(ケイ素との金属間化合物)など
が例として挙げられる。The contact area between the electrodes 3 and 4 with respect to the semiconductor region 2 is larger in the anode electrode 4 than in the cathode electrode 3. Examples of the Schottky metal include aluminum, tungsten, palladium, platinum, or a silicide thereof (intermetallic compound with silicon) or the like.
【0021】以上のように構成されてなるショットキー
障壁ダイオード100は以下のようにして製造される。
先ず、図9に示すように、フォトリソグラフィ技術によ
りフォトレジストをパターニングして半導体基板1上に
イオン打込みマスク92を形成してから、ケイ素などIV
族元素よりなるn型不純物をイオン打込みにより基板1
に注入してn形半導体領域2を形成する。なお、イオン
打込み後、マスク92を除去して不純物の活性化熱処理
を行うのはいうまでもない。The Schottky barrier diode 100 having the above structure is manufactured as follows.
First, as shown in FIG. 9, a photoresist is patterned by a photolithography technique to form an ion implantation mask 92 on the semiconductor substrate 1 and then IV such as silicon is used.
Substrate 1 by ion-implanting n-type impurities consisting of group elements
To form an n-type semiconductor region 2. Needless to say, the mask 92 is removed and the impurity activation heat treatment is performed after the ion implantation.
【0022】続いて、図10に示すように、基板1上に
ショットキー金属30をスパッタなどで積層させ、さら
にその上に、フォトリソグラフィ技術によりカソード電
極3及びアノード電極4に夫々対応する箇所のフォトレ
ジストを残存させてなるエッチングマスク93を形成す
る。そして、ショットキー金属30をエッチングしてカ
ソード電極3及びアノード電極4を形成した後、エッチ
ングマスク93を除去すれば、図8に示したダイオード
100が得られる。Then, as shown in FIG. 10, a Schottky metal 30 is laminated on the substrate 1 by sputtering or the like, and a portion corresponding to each of the cathode electrode 3 and the anode electrode 4 is further formed thereon by photolithography. An etching mask 93 is formed by leaving the photoresist. Then, the Schottky metal 30 is etched to form the cathode electrode 3 and the anode electrode 4, and then the etching mask 93 is removed, whereby the diode 100 shown in FIG. 8 is obtained.
【0023】上記第1実施例によれば、n形半導体領域
2に対するアノード電極4の接触面積がカソード電極3
の接触面積よりも大きいため、半導体領域2とアノード
電極4との間に形成されるショットキー障壁の高さは、
半導体領域2とカソード電極3との間に形成されるショ
ットキー障壁の高さよりも低くなる。そのため、アノー
ド電極4(ダイオードを構成している。)を逆バイアス
させた場合に、アノード電極4のダイオードにおいては
逆方向電流が流れ易くなる。従って、アノード電極4に
おいて流れ得る逆方向電流の大きさがカソード電極3に
おける順方向電流の大きさよりも大きくなるように、適
当にカソード電極3を順バイアスさせるとともにアノー
ド電極4を逆バイアスさせることにより、ショットキー
障壁ダイオード100には順方向電流が流れるので、ア
ノード電極4はn形半導体領域2に疑似的にオーミック
接触していることになる。According to the first embodiment, the contact area of the anode electrode 4 with the n-type semiconductor region 2 is the cathode electrode 3.
Since the contact area is larger than the contact area of the Schottky barrier, the height of the Schottky barrier formed between the semiconductor region 2 and the anode electrode 4 is
The height is lower than the height of the Schottky barrier formed between the semiconductor region 2 and the cathode electrode 3. Therefore, when the anode electrode 4 (which constitutes a diode) is reversely biased, a reverse current easily flows in the diode of the anode electrode 4. Therefore, by appropriately forward-biasing the cathode electrode 3 and reverse-biasing the anode electrode 4 so that the magnitude of the reverse current that can flow in the anode electrode 4 is larger than the magnitude of the forward current in the cathode electrode 3. Since a forward current flows through the Schottky barrier diode 100, the anode electrode 4 is in pseudo ohmic contact with the n-type semiconductor region 2.
【0024】なお、半導体領域2の導電型はn型である
としたが、p型でもよいのは勿論である。また、半導体
領域2を、基板1に不純物をイオン打込みして形成する
代わりに、基板1上にエピタキシャル成長させて形成し
てもよい。Although the conductivity type of the semiconductor region 2 is n-type, it is needless to say that it may be p-type. Further, the semiconductor region 2 may be formed by epitaxial growth on the substrate 1, instead of forming the semiconductor region 2 by ion implantation of impurities.
【0025】(第2実施例)図11には、本発明に係る
半導体装置を適用してなるショットキー障壁ダイオード
の他の例が示されている。なお、上記第1実施例と同一
の点については同一の符号を付し、その説明を省略す
る。同図に示すように、このショットキー障壁ダイオー
ド200が第1実施例のダイオード100と異なるの
は、アノード電極4が高濃度n型不純物領域(半導体領
域)7にショットキー接合している点である。この高濃
度n型不純物領域7はn形半導体領域2よりも不純物濃
度が高くなっている。なお、カソード電極3はn形半導
体領域2にショットキー接合している。(Second Embodiment) FIG. 11 shows another example of a Schottky barrier diode to which the semiconductor device according to the present invention is applied. The same points as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in the figure, the Schottky barrier diode 200 is different from the diode 100 of the first embodiment in that the anode electrode 4 is in Schottky junction with the high concentration n-type impurity region (semiconductor region) 7. is there. The high-concentration n-type impurity region 7 has a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 2. The cathode electrode 3 is in Schottky contact with the n-type semiconductor region 2.
【0026】以上のように構成されてなるショットキー
障壁ダイオード200は以下のようにして製造される。
先ず、イオン打込みにより半導体基板1にn形半導体領
域2を形成する(図9参照、但し活性化熱処理は行わな
い。)。続いて、図12に示すように、フォトリソグラ
フィ技術によりフォトレジストをパターニングして、基
板1上にn形半導体領域2の一部を露出させてなるイオ
ン打込みマスク94を形成する。The Schottky barrier diode 200 having the above structure is manufactured as follows.
First, the n-type semiconductor region 2 is formed in the semiconductor substrate 1 by ion implantation (see FIG. 9, but the activation heat treatment is not performed). Subsequently, as shown in FIG. 12, the photoresist is patterned by a photolithography technique to form an ion implantation mask 94 exposing a part of the n-type semiconductor region 2 on the substrate 1.
【0027】そして、ケイ素などIV族元素よりなるn型
不純物のイオン打込みを再び行って高濃度n型不純物領
域7を形成する。なお、n形半導体領域2及び高濃度n
型不純物領域7に夫々注入された不純物の活性化熱処理
は、高濃度n型不純物領域7を形成するためのイオン打
込みを行った後、マスク94を除去してから同時に行
う。Then, ion implantation of an n-type impurity made of a group IV element such as silicon is performed again to form a high concentration n-type impurity region 7. The n-type semiconductor region 2 and the high concentration n
The activation heat treatment of the impurities respectively injected into the type impurity regions 7 is performed simultaneously after removing the mask 94 after performing ion implantation to form the high concentration n-type impurity regions 7.
【0028】続いて、上記第1実施例と同様にして、n
形半導体領域2上にはカソード電極3を、また高濃度n
型不純物領域7にはアノード電極4を形成すれば、図1
1に示したダイオード200が得られる。Then, in the same manner as in the first embodiment, n
A cathode electrode 3 is formed on the semiconductor region 2 having a high concentration
If the anode electrode 4 is formed in the type impurity region 7,
The diode 200 shown in 1 is obtained.
【0029】上記第2実施例によれば、カソード電極3
の接合してなるn形半導体領域2よりも不純物濃度の高
い高濃度n型不純物領域7にアノード電極4が接合して
いるため、高濃度n型不純物領域7とアノード電極4と
の間に形成されるショットキー障壁の高さは、半導体領
域2とカソード電極3との間に形成されるショットキー
障壁の高さよりも低くなる。そのため、上記第1実施例
と同様に、適当にカソード電極3を順バイアスさせると
ともにアノード電極4を逆バイアスさせることにより、
ショットキー障壁ダイオード200には順方向電流が流
れるので、アノード電極4は高濃度n型不純物領域7に
疑似的にオーミック接触していることになる。According to the second embodiment described above, the cathode electrode 3
Since the anode electrode 4 is joined to the high-concentration n-type impurity region 7 having a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 2 formed by joining the above, the high-concentration n-type impurity region 7 is formed between the high-concentration n-type impurity region 7 and the anode electrode 4. The height of the formed Schottky barrier is lower than the height of the Schottky barrier formed between the semiconductor region 2 and the cathode electrode 3. Therefore, similarly to the first embodiment, by appropriately forward-biasing the cathode electrode 3 and reverse-biasing the anode electrode 4,
Since a forward current flows through the Schottky barrier diode 200, the anode electrode 4 is in pseudo-ohmic contact with the high concentration n-type impurity region 7.
【0030】なお、高濃度不純物領域7の導電型はn型
であるとしたが、p型でもよいのは勿論である。この場
合には、半導体領域2の導電型もp型であるのはいうま
でもない。また、高濃度n型不純物領域7とn形半導体
領域2との不純物濃度差を適当に選ぶことにより、アノ
ード電極4の接触面積をカソード電極3の接触面積と同
じかそれよりも小さくしても同様な効果が得られる。Although the conductivity type of the high concentration impurity region 7 is n type, it is needless to say that it may be p type. In this case, it goes without saying that the conductivity type of the semiconductor region 2 is also the p type. Even if the contact area of the anode electrode 4 is equal to or smaller than the contact area of the cathode electrode 3 by appropriately selecting the impurity concentration difference between the high concentration n-type impurity region 7 and the n-type semiconductor region 2. Similar effects are obtained.
【0031】(第3実施例)図13には、本発明に係る
半導体装置を適用してなるショットキー障壁ダイオード
のさらに他の例が示されている。なお、上記第1実施例
と同一の点については同一の符号を付し、その説明を省
略する。同図に示すように、このショットキー障壁ダイ
オード300が第1実施例のダイオード100と異なる
のは、アノード電極4とn形半導体領域2との間に、半
導体領域2にヘテロ接合してなるエピタキシャル層(半
導体層)8を介設している点である。このエピタキシャ
ル層8は、例えばn+−AlGaAsで形成されてい
る。なお、カソード電極3はn形半導体領域2にショッ
トキー接合している。(Third Embodiment) FIG. 13 shows still another example of the Schottky barrier diode to which the semiconductor device according to the present invention is applied. The same points as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in the figure, this Schottky barrier diode 300 is different from the diode 100 of the first embodiment in that an epitaxial junction formed between the anode electrode 4 and the n-type semiconductor region 2 is heterojunction with the semiconductor region 2. The point is that the layer (semiconductor layer) 8 is provided. The epitaxial layer 8 is made of, for example, n + -AlGaAs. The cathode electrode 3 is in Schottky contact with the n-type semiconductor region 2.
【0032】以上のように構成されてなるショットキー
障壁ダイオード300は以下のようにして製造される。
先ず、上記第1実施例と同様にして半導体基板1にn形
半導体領域2を形成する(図9参照)。続いて、図14
に示すように、CVD(化学的気相成長法)やMBE
(分子線結晶成長法)により、基板1上にヘテロエピタ
キシャル層80を成長させる。そして、さらにその上
に、フォトリソグラフィ技術により、アノード電極4に
対応する部分にのみフォトレジストを残存させてなるエ
ッチングマスク95を形成する。The Schottky barrier diode 300 having the above structure is manufactured as follows.
First, the n-type semiconductor region 2 is formed on the semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment (see FIG. 9). Then, in FIG.
As shown in, CVD (Chemical Vapor Deposition) and MBE
The heteroepitaxial layer 80 is grown on the substrate 1 by (molecular beam crystal growth method). Then, an etching mask 95 in which the photoresist is left only in the portion corresponding to the anode electrode 4 is formed thereon by the photolithography technique.
【0033】そして、図15に示すように、ヘテロエピ
タキシャル層80をエッチングしてアノード電極4に対
応する部分にのみエピタキシャル層8を形成した後、基
板1上にショットキー金属30を積層させる。続いて、
フォトリソグラフィ技術によりカソード電極3及びアノ
ード電極4に夫々対応する箇所のフォトレジストを残存
させてなるエッチングマスク96を形成し、ショットキ
ー金属30をエッチングしてカソード電極3及びアノー
ド電極4を形成した後、エッチングマスク96を除去す
れば、図13に示したダイオード300が得られる。Then, as shown in FIG. 15, the heteroepitaxial layer 80 is etched to form the epitaxial layer 8 only on the portion corresponding to the anode electrode 4, and then the Schottky metal 30 is laminated on the substrate 1. continue,
After the etching mask 96 is formed by leaving the photoresist at the portions corresponding to the cathode electrode 3 and the anode electrode 4 by the photolithography technique, and the Schottky metal 30 is etched to form the cathode electrode 3 and the anode electrode 4. By removing the etching mask 96, the diode 300 shown in FIG. 13 is obtained.
【0034】上記第3実施例によれば、アノード電極4
とn形半導体領域2との間に、半導体領域2にヘテロ接
合してなるエピタキシャル層8が介設されているため、
そのエピタキシャル層8により、半導体領域2とアノー
ド電極4との間に形成される障壁は図16に示すように
なり、半導体領域2とアノード電極4との間のキャリア
濃度が高まるとともに、薄いエピタキシャル層8をトン
ネルしてキャリアが流れるようになる。従って、半導体
領域2とアノード電極4との間に形成される障壁の高さ
は、半導体領域2とカソード電極3との間に形成される
ショットキー障壁の高さよりも低くなる。そのため、上
記第1実施例と同様に、適当にカソード電極3を順バイ
アスさせるとともにアノード電極4を逆バイアスさせる
ことにより、ショットキー障壁ダイオード300には順
方向電流が流れるので、アノード電極4はn形半導体領
域2に対して疑似的にオーミック電極となっている。According to the third embodiment described above, the anode electrode 4
Between the n-type semiconductor region 2 and the n-type semiconductor region 2, the epitaxial layer 8 heterojunctioned to the semiconductor region 2 is provided.
The barrier formed between the semiconductor region 2 and the anode electrode 4 by the epitaxial layer 8 is as shown in FIG. 16, and the carrier concentration between the semiconductor region 2 and the anode electrode 4 is increased, and a thin epitaxial layer is formed. The carrier comes to flow through 8 tunnels. Therefore, the height of the barrier formed between the semiconductor region 2 and the anode electrode 4 is lower than the height of the Schottky barrier formed between the semiconductor region 2 and the cathode electrode 3. Therefore, as in the first embodiment, by appropriately forward-biasing the cathode electrode 3 and reverse-biasing the anode electrode 4, a forward current flows through the Schottky barrier diode 300. It is a pseudo ohmic electrode with respect to the shaped semiconductor region 2.
【0035】なお、エピタキシャル層8はn+−AlG
aAsに限らず、半導体領域2とアノード電極4との間
に形成される障壁の高さが、カソード電極3におけるシ
ョットキー障壁の高さよりも低くなって、アノード電極
4における逆方向電流がカソード電極3における順方向
電流よりも流れ易くなれば、如何なる組成の半導体層で
もよい。また、エピタキシャル層8の導電型はn型であ
るとしたが、p型でもよいのは勿論である。この場合に
は、半導体領域2の導電型もp型であるのはいうまでも
ない。さらに、エピタキシャル層8の組成を適当に選ぶ
ことにより、アノード電極4の接触面積をカソード電極
3の接触面積と同じかそれよりも小さくしても同様な効
果が得られる。The epitaxial layer 8 is n + -AlG.
Not only aAs, but the height of the barrier formed between the semiconductor region 2 and the anode electrode 4 becomes lower than the height of the Schottky barrier in the cathode electrode 3, and the reverse current in the anode electrode 4 causes the reverse current. A semiconductor layer of any composition may be used as long as it is easier to flow than the forward current in 3. Although the conductivity type of the epitaxial layer 8 is n-type, it is needless to say that it may be p-type. In this case, it goes without saying that the conductivity type of the semiconductor region 2 is also the p type. Further, by appropriately selecting the composition of the epitaxial layer 8, the same effect can be obtained even if the contact area of the anode electrode 4 is equal to or smaller than the contact area of the cathode electrode 3.
【0036】(第4実施例)図17には、本発明に係る
半導体装置を適用してなるショットキー障壁ダイオード
のさらに他の例が示されている。なお、上記第1実施例
と同一の点については同一の符号を付し、その説明を省
略する。同図に示すように、このショットキー障壁ダイ
オード400が第1実施例のダイオード100と異なる
のは、アノード電極45がカソード電極3とは異なる電
極材料により形成されている点である。(Fourth Embodiment) FIG. 17 shows still another example of the Schottky barrier diode to which the semiconductor device according to the present invention is applied. The same points as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in the figure, the Schottky barrier diode 400 is different from the diode 100 of the first embodiment in that the anode electrode 45 is made of an electrode material different from that of the cathode electrode 3.
【0037】アノード電極45及びカソード電極3は、
例えばアルミニウム、タングステン、パラジウム又は白
金、若しくはそれらのシリサイドなどの電極材料の中か
ら、アノード電極45におけるショットキー障壁の高さ
がカソード電極3におけるショットキー障壁の高さより
も低くなるような組合せで選ばれる。なお、アノード電
極45及びカソード電極3はともにn形半導体領域2に
ショットキー接合しているのはいうまでもない。The anode electrode 45 and the cathode electrode 3 are
For example, a combination of electrode materials such as aluminum, tungsten, palladium, or platinum, or a silicide thereof is selected such that the height of the Schottky barrier in the anode electrode 45 is lower than the height of the Schottky barrier in the cathode electrode 3. Be done. Needless to say, both the anode electrode 45 and the cathode electrode 3 are Schottky-junctioned to the n-type semiconductor region 2.
【0038】以上のように構成されてなるショットキー
障壁ダイオード400は以下のようにして製造される。
先ず、上記第1実施例と同様にして半導体基板1にn形
半導体領域2を形成する(図9参照)。続いて、図18
に示すように、基板1上にショットキー金属30を積層
させ、フォトリソグラフィ技術によりカソード電極3に
対応する箇所のフォトレジストを残存させてなるエッチ
ングマスク97を形成し、ショットキー金属30をエッ
チングしてカソード電極3を形成する。The Schottky barrier diode 400 having the above structure is manufactured as follows.
First, the n-type semiconductor region 2 is formed on the semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment (see FIG. 9). Then, in FIG.
As shown in FIG. 3, the Schottky metal 30 is laminated on the substrate 1, and an etching mask 97 is formed by photolithography technology, leaving the photoresist in the portion corresponding to the cathode electrode 3 left, and the Schottky metal 30 is etched. To form the cathode electrode 3.
【0039】エッチングマスク97を除去した後、図1
9に示すように、基板1上にショットキー金属30とは
異なる材料よりなるショットキー金属46を再び積層さ
せ、同様にしてフォトリソグラフィ技術によりエッチン
グマスク98を形成し、エッチングしてアノード電極4
5を形成する。そして、エッチングマスク98を除去す
れば、図17に示したダイオード400が得られる。After removing the etching mask 97, FIG.
As shown in FIG. 9, the Schottky metal 46 made of a material different from the Schottky metal 30 is laminated again on the substrate 1, the etching mask 98 is formed by the photolithography technique in the same manner, and the anode electrode 4 is etched.
5 is formed. Then, by removing the etching mask 98, the diode 400 shown in FIG. 17 is obtained.
【0040】上記第4実施例によれば、n形半導体領域
2とアノード電極45との間のショットキー障壁の高さ
が、n形半導体領域2とカソード電極3との間のショッ
トキー障壁の高さよりも低くなるように、アノード電極
45とカソード電極3の電極材料が適宜選ばれてなるた
め、上記第1実施例と同様に、適当にカソード電極3を
順バイアスさせるとともにアノード電極45を逆バイア
スさせることにより、ショットキー障壁ダイオード40
0には順方向電流が流れるので、アノード電極45はn
形半導体領域2に疑似的にオーミック接触していること
になる。According to the fourth embodiment, the height of the Schottky barrier between the n-type semiconductor region 2 and the anode electrode 45 is the same as that of the Schottky barrier between the n-type semiconductor region 2 and the cathode electrode 3. Since the electrode materials of the anode electrode 45 and the cathode electrode 3 are appropriately selected so as to be lower than the height, the cathode electrode 3 is appropriately forward-biased and the anode electrode 45 is reversed as in the first embodiment. By biasing the Schottky barrier diode 40
Since a forward current flows in 0, the anode electrode 45 is n
This means that the semiconductor region 2 is in pseudo-ohmic contact.
【0041】なお、アノード電極45とカソード電極3
の電極材料の組合せを適当に選ぶことにより、アノード
電極45の接触面積をカソード電極3の接触面積と同じ
かそれよりも小さくしても同様な効果が得られる。The anode electrode 45 and the cathode electrode 3
Even if the contact area of the anode electrode 45 is equal to or smaller than the contact area of the cathode electrode 3 by appropriately selecting the combination of the electrode materials, the same effect can be obtained.
【0042】(第5実施例)図20には、本発明に係る
半導体装置を適用してなるショットキーゲート型電界効
果トランジスタの一例が示されている。同図に示すよう
に、この電界効果トランジスタ500は、GaAsなど
からなる半絶縁性の化合物半導体基板1にn形半導体領
域2が形成され、その半導体領域2上にゲート電極(第
1の電極)5及びソース・ドレイン電極(第2の電極)
6が設けられてなる。そして、ゲート電極5及びソース
・ドレイン電極6は何れも同一のショットキー金属より
なり、n形半導体領域2にショットキー接合している。(Fifth Embodiment) FIG. 20 shows an example of a Schottky gate type field effect transistor to which the semiconductor device according to the present invention is applied. As shown in the figure, in this field effect transistor 500, an n-type semiconductor region 2 is formed on a semi-insulating compound semiconductor substrate 1 made of GaAs or the like, and a gate electrode (first electrode) is formed on the semiconductor region 2. 5 and source / drain electrode (second electrode)
6 is provided. The gate electrode 5 and the source / drain electrodes 6 are made of the same Schottky metal and are in Schottky junction with the n-type semiconductor region 2.
【0043】それら電極5,6の半導体領域2に対する
接触面積は、ゲート電極5よりもソース・ドレイン電極
6の方が大きくなっている。上記ショットキー金属とし
ては、アルミニウム、タングステン、パラジウム又は白
金、若しくはそれらのシリサイド(ケイ素との金属間化
合物)などが例として挙げられる。The contact area of the electrodes 5 and 6 with the semiconductor region 2 is larger in the source / drain electrode 6 than in the gate electrode 5. Examples of the Schottky metal include aluminum, tungsten, palladium, platinum, or a silicide thereof (intermetallic compound with silicon) or the like.
【0044】以上のように構成されてなるショットキー
ゲート型電界効果トランジスタ500は以下のようにし
て製造される。先ず、上記第1実施例と同様にして半導
体基板1にn形半導体領域2を形成する(図9参照)。
続いて、図21に示すように、基板1上にショットキー
金属50を積層させる。続いて、フォトリソグラフィ技
術によりゲート電極5及びソース・ドレイン電極6に夫
々対応する箇所のフォトレジストを残存させてなるエッ
チングマスク99を形成し、ショットキー金属30をエ
ッチングしてゲート電極5及びソース・ドレイン電極6
を形成した後、エッチングマスク99を除去すれば、図
20に示した電界効果トランジスタ500が得られる。The Schottky gate type field effect transistor 500 having the above structure is manufactured as follows. First, the n-type semiconductor region 2 is formed on the semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment (see FIG. 9).
Subsequently, as shown in FIG. 21, a Schottky metal 50 is laminated on the substrate 1. Then, an etching mask 99 is formed by photolithography technique, in which the photoresists at the portions corresponding to the gate electrode 5 and the source / drain electrodes 6 are left, and the Schottky metal 30 is etched to form the gate electrode 5 and the source / drain electrode 6. Drain electrode 6
By removing the etching mask 99 after forming, the field effect transistor 500 shown in FIG. 20 is obtained.
【0045】上記第5実施例によれば、n形半導体領域
2に対するソース・ドレイン電極6の接触面積がゲート
電極5の接触面積よりも大きいため、半導体領域2とソ
ース・ドレイン電極6との間に形成されるショットキー
障壁の高さは、半導体領域2とゲート電極5との間に形
成されるショットキー障壁の高さよりも低くなる。その
ため、ゲート電極5の下方のチャネル領域を流れる電流
に較べて、ソース・ドレイン電極6を通してn形半導体
領域2内を流れ得る電流の方が十分に大きくなり、ソー
ス・ドレイン電極6はn形半導体領域2に疑似的にオー
ミック接触していることになる。According to the fifth embodiment described above, since the contact area of the source / drain electrode 6 with respect to the n-type semiconductor region 2 is larger than the contact area of the gate electrode 5, the contact area between the semiconductor region 2 and the source / drain electrode 6 is increased. The height of the Schottky barrier formed on the semiconductor layer 2 is lower than the height of the Schottky barrier formed between the semiconductor region 2 and the gate electrode 5. Therefore, the current that can flow in the n-type semiconductor region 2 through the source / drain electrodes 6 is sufficiently larger than the current that flows in the channel region below the gate electrode 5, and the source / drain electrodes 6 are n-type semiconductors. It means that the region 2 is in pseudo-ohmic contact.
【0046】なお、ゲート電極5及びソース・ドレイン
電極6は、同一のショットキー金属よりなるとしたが、
ソース・ドレイン電極6におけるショットキー障壁の高
さがゲート電極5におけるショットキー障壁の高さより
も低くなれば、異なるショットキー金属で形成されてい
てもよい。また、上記第2実施例と同様に、基板1に高
濃度n型不純物領域を形成し、その高濃度n型不純物領
域にソース・ドレイン電極6を接合させるようにしても
よい。さらに、上記第3実施例と同様に、n形半導体領
域2とソース・ドレイン電極6との間にヘテロエピタキ
シャル層を介設するようにしてもよい。Although the gate electrode 5 and the source / drain electrodes 6 are made of the same Schottky metal,
As long as the height of the Schottky barrier in the source / drain electrode 6 is lower than the height of the Schottky barrier in the gate electrode 5, they may be formed of different Schottky metals. Further, similarly to the second embodiment, a high concentration n-type impurity region may be formed on the substrate 1 and the source / drain electrode 6 may be bonded to the high concentration n-type impurity region. Further, as in the third embodiment, a heteroepitaxial layer may be provided between the n-type semiconductor region 2 and the source / drain electrode 6.
【0047】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上
記第1〜第5実施例においては、化合物半導体基板1は
例えばGaAsよりなるとしたが、GaAs以外のIII
−V族化合物半導体でもよいし、II−VI族化合物半導体
でもよい。また、上記第1〜第4実施例を適宜組み合わ
せてもよいのはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, in the first to fifth embodiments, the compound semiconductor substrate 1 is made of, for example, GaAs, but III other than GaAs is used.
It may be a -V group compound semiconductor or a II-VI group compound semiconductor. Needless to say, the first to fourth embodiments may be combined as appropriate.
【0048】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である化合物
半導体よりなるショットキー障壁ダイオード及びショッ
トキーゲート型電界効果トランジスタに適用した場合に
ついて説明したが、この発明はそれに限定されるもので
はなく、その他の半導体装置やシリコンよりなる半導体
装置に利用することができる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the Schottky barrier diode and the Schottky gate type field effect transistor made of the compound semiconductor, which is the field of application of the invention, has been described. The present invention is not limited to this, and can be used for other semiconductor devices and semiconductor devices made of silicon.
【0049】[0049]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。すなわち、化合物半導体よりなるショ
ットキー障壁ダイオードやショットキーゲート型電界効
果トランジスタにおいて、従来オーミック電極で構成さ
れていたアノード電極やソース・ドレイン電極をカソー
ド電極やゲート電極と同様にショットキー電極とするこ
とができるので、同じ電極材料を用いることができる。
従って、カソード電極やゲート電極用のショットキー金
属の積層とアノード電極やソース・ドレイン電極用のシ
ョットキー金属の積層とを同時に行うことができるの
で、カソード電極とアノード電極、或はゲート電極とソ
ース・ドレイン電極、の同一工程における形成が可能と
なり、工程数が著しく減少する。The effects obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a Schottky barrier diode or a Schottky gate field effect transistor made of a compound semiconductor, the anode electrode and the source / drain electrodes, which are conventionally composed of ohmic electrodes, should be used as the Schottky electrode like the cathode electrode and the gate electrode. Therefore, the same electrode material can be used.
Therefore, the Schottky metal for the cathode electrode and the gate electrode and the Schottky metal for the anode electrode and the source / drain electrode can be stacked at the same time, so that the cathode electrode and the anode electrode or the gate electrode and the source electrode can be stacked. -The drain electrode can be formed in the same process, and the number of processes is significantly reduced.
【0050】また、ショットキー電極の場合には、オー
ミック電極のように熱処理による合金化処理を行う必要
がないので、さらに工程数が減る。加えて、その熱処理
に起因するキャリアプロファイルの乱れなどが起こるの
も防ぐことができる。Further, in the case of the Schottky electrode, unlike the ohmic electrode, it is not necessary to perform alloying treatment by heat treatment, so that the number of steps is further reduced. In addition, it is possible to prevent the carrier profile from being disturbed due to the heat treatment.
【0051】さらに、上述したように、カソード電極や
ゲート電極の形成と同時にアノード電極やソース・ドレ
イン電極が形成され且つ熱処理が不要であるため、カソ
ード電極やゲート電極の形成後にすぐにダイオード特性
やトランジスタ特性やVth(閾値電圧)やキャリアプロ
ファイルなどの諸特性を調べることができる。従って、
従来のようにカソード電極やゲート電極の形成後、オー
ミック金属を積層させ、その金属層をパターニングし、
さらに熱処理による合金化を行ってアノード電極やソー
ス・ドレイン電極を形成した後でなければ上記諸特性を
調べることができなかったのに較べて、品質管理上その
効果は極めて大である。Further, as described above, since the anode electrode and the source / drain electrodes are formed at the same time when the cathode electrode and the gate electrode are formed and the heat treatment is not required, the diode characteristics and the Various characteristics such as transistor characteristics and V th (threshold voltage) and carrier profile can be examined. Therefore,
After forming a cathode electrode and a gate electrode as in the conventional method, an ohmic metal is laminated and the metal layer is patterned,
Further, compared with the fact that the above characteristics could only be investigated after alloying by heat treatment to form the anode electrode and the source / drain electrodes, the effect is extremely large in quality control.
【図1】本発明に係る半導体装置の動作原理を説明する
図で、半導体装置の一例としてショットキー障壁ダイオ
ードの断面が模式的に示されている。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation principle of a semiconductor device according to the present invention, and schematically shows a cross section of a Schottky barrier diode as an example of the semiconductor device.
【図2】そのショットキー障壁ダイオードの等価回路を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit of the Schottky barrier diode.
【図3】その等価回路におけるダイオードD1,D2の電
流−電圧特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing current-voltage characteristics of diodes D 1 and D 2 in the equivalent circuit.
【図4】そのショットキー障壁ダイオードにおける電流
−電圧特性(実測値)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing current-voltage characteristics (actually measured values) in the Schottky barrier diode.
【図5】そのショットキー障壁ダイオードに対する比較
として挙げたダイオード特性を有しない半導体装置の断
面が模式的に示されている。FIG. 5 schematically shows a cross section of a semiconductor device which does not have the diode characteristics given as a comparison with the Schottky barrier diode.
【図6】本発明に係る半導体装置の一例としてショット
キーゲート型電界効果トランジスタの場合の動作原理を
説明する図で、そのトランジスタの断面が模式的に示さ
れている。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation principle in the case of a Schottky gate type field effect transistor as an example of the semiconductor device according to the present invention, in which a cross section of the transistor is schematically shown.
【図7】その電界効果トランジスタにおける電流−電圧
特性(実測値)を示す図である。である。FIG. 7 is a diagram showing current-voltage characteristics (actually measured values) in the field effect transistor. Is.
【図8】本発明に係る半導体装置の第1実施例であるシ
ョットキー障壁ダイオードの一例を模式的に示す断面図
である。FIG. 8 is a sectional view schematically showing an example of a Schottky barrier diode which is a first embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
【図9】その第1実施例のショットキー障壁ダイオード
の製造途中の状態を模式的に示す断面図で、n形半導体
領域を形成した状態が示されている。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the Schottky barrier diode of the first embodiment is being manufactured, and shows a state in which an n-type semiconductor region is formed.
【図10】その第1実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、ショット
キー金属のパターニングを行なう前の状態が示されてい
る。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the Schottky barrier diode of the first embodiment is being manufactured, and shows a state before patterning the Schottky metal.
【図11】本発明に係る半導体装置の第2実施例である
ショットキー障壁ダイオードの一例を模式的に示す断面
図である。FIG. 11 is a sectional view schematically showing an example of a Schottky barrier diode which is a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
【図12】その第2実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、高濃度n
型不純物領域を形成した状態が示されている。FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a state in the process of manufacturing the Schottky barrier diode of the second embodiment, showing a high concentration n
The state where the type impurity region is formed is shown.
【図13】本発明に係る半導体装置の第3実施例である
ショットキー障壁ダイオードの一例を模式的に示す断面
図である。FIG. 13 is a sectional view schematically showing an example of a Schottky barrier diode which is a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
【図14】その第3実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、ヘテロエ
ピタキシャル層のパターニングを行なう前の状態が示さ
れている。FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a condition of the Schottky barrier diode of the third embodiment which is being manufactured, and shows a condition before patterning the heteroepitaxial layer.
【図15】その第3実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、ショット
キー金属のパターニングを行なう前の状態が示されてい
る。FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the Schottky barrier diode of the third embodiment is being manufactured, and shows a state before patterning a Schottky metal.
【図16】その第3実施例のショットキー障壁ダイオー
ドにおけるアノード電極とヘテロエピタキシャル層と半
導体領域との接合のエネルギー準位図である。FIG. 16 is an energy level diagram of a junction between an anode electrode, a heteroepitaxial layer, and a semiconductor region in the Schottky barrier diode of the third embodiment.
【図17】本発明に係る半導体装置の第4実施例である
ショットキー障壁ダイオードの一例を模式的に示す断面
図である。FIG. 17 is a sectional view schematically showing an example of a Schottky barrier diode which is a fourth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
【図18】その第4実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、カソード
電極形成用のショットキー金属のパターニングを行なう
前の状態が示されている。FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the Schottky barrier diode of the fourth embodiment is being manufactured, and shows a state before patterning a Schottky metal for forming a cathode electrode.
【図19】その第4実施例のショットキー障壁ダイオー
ドの製造途中の状態を模式的に示す断面図で、アノード
電極形成用のショットキー金属のパターニングを行なう
前の状態が示されている。FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a state in the middle of manufacturing the Schottky barrier diode of the fourth embodiment, showing a state before patterning a Schottky metal for forming an anode electrode.
【図20】本発明に係る半導体装置の第5実施例である
ショットキーゲート型電界効果トランジスタの一例を模
式的に示す断面図である。FIG. 20 is a sectional view schematically showing an example of a Schottky gate type field effect transistor which is a fifth embodiment of the semiconductor device according to the present invention.
【図21】その第5実施例の電界効果トランジスタの製
造途中の状態を模式的に示す断面図で、ショットキー金
属のパターニングを行なう前の状態が示されている。第
1実施例におけるである。FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing a state of the field effect transistor of the fifth embodiment which is being manufactured, and shows a state before patterning a Schottky metal. This is in the first embodiment.
【図22】従来のショットキー障壁ダイオードを模式的
に示す断面図である。FIG. 22 is a sectional view schematically showing a conventional Schottky barrier diode.
【図23】その従来のショットキー障壁ダイオードの製
造途中の状態を模式的に示す断面図で、アノード電極形
成用のオーミック金属のパターニングを行なう前の状態
が示されている。FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a state of the conventional Schottky barrier diode in the process of being manufactured, showing a state before patterning an ohmic metal for forming an anode electrode.
【図24】従来のショットキーゲート型電界効果トラン
ジスタを模式的に示す断面図である。FIG. 24 is a sectional view schematically showing a conventional Schottky gate type field effect transistor.
【図25】その従来の電界効果トランジスタの製造途中
の状態を模式的に示す断面図で、ソース・ドレイン電極
形成用のオーミック金属のパターニングを行なう前の状
態が示されている。FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing a state in the middle of manufacturing the conventional field effect transistor, showing a state before patterning an ohmic metal for forming source / drain electrodes.
1 基板 2 n形半導体領域(半導体領域) 3 カソード電極(第1の電極) 4 アノード電極(第2の電極) 5 ゲート電極(第1の電極) 6 ソース・ドレイン電極(第2の電極) 7 高濃度n型不純物領域(半導体領域) 8 エピタキシャル層(半導体領域にヘテロ接合してな
る半導体層) 100,200,300,400 ショットキー障壁ダ
イオード(半導体装置) 500 ショットキーゲート型電界効果トランジスタ
(半導体装置)1 substrate 2 n-type semiconductor region (semiconductor region) 3 cathode electrode (first electrode) 4 anode electrode (second electrode) 5 gate electrode (first electrode) 6 source / drain electrode (second electrode) 7 High-concentration n-type impurity region (semiconductor region) 8 Epitaxial layer (semiconductor layer formed by heterojunction in semiconductor region) 100, 200, 300, 400 Schottky barrier diode (semiconductor device) 500 Schottky gate type field effect transistor (semiconductor apparatus)
フロントページの続き (72)発明者 香山 聡 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 新井 満 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 黒田 淳 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 鈴木 信行 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Satoshi Kayama 5-201-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitate Cho-LS Engineering Co., Ltd. 5-20-20 Honcho Super RLS Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Kuroda 5-20-1 Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated (72) Inventor Nobuyuki Suzuki 5-201-1, Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Hitate Cho El SII Engineering Co., Ltd.
Claims (3)
且つ複数の電極を有してなる半導体装置において、それ
ら複数の電極のうち少なくとも第1の電極及び第2の電
極は、同一又は異なる半導体領域に何れもショットキー
接合をしており、前記第1の電極の接合における障壁高
さよりも、前記第2の電極の接合における障壁高さが低
くなっていることを特徴とする半導体装置。1. A substrate formed of a compound semiconductor,
In a semiconductor device having a plurality of electrodes, at least a first electrode and a second electrode of the plurality of electrodes are Schottky junctions in the same or different semiconductor regions, and The barrier height at the junction of the second electrode is lower than the barrier height at the junction of the electrode.
域に対する同第1の電極の接触面積よりも、上記第2の
電極が接合してなる半導体領域に対する同第2の電極の
接触面積が大きくなっているか、または、上記第1の電
極が接合してなる半導体領域の不純物濃度よりも、上記
第2の電極が接合してなる半導体領域の不純物濃度が高
くなっているか、若しくは、上記第2の電極が接合して
なる半導体領域と同第2の電極との間に、当該半導体領
域にヘテロ接合してなる半導体層が介設されているか、
の何れか一つ又は2つ以上の組合わせよりなることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The contact area of the second electrode with respect to the semiconductor region formed by joining the second electrodes to the contact area of the first electrode with respect to the semiconductor region formed by joining the first electrodes. Or the impurity concentration of the semiconductor region formed by joining the second electrode is higher than the impurity concentration of the semiconductor region formed by joining the first electrode, or Between the semiconductor region formed by joining the second electrode and the second electrode, is a semiconductor layer formed by heterojunction in the semiconductor region interposed?
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device comprises any one or a combination of two or more thereof.
イオードにおけるアノード電極、またはショットキーゲ
ート型電界効果トランジスタにおけるソース・ドレイン
電極であることを特徴とする請求項1または2記載の半
導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the second electrode is an anode electrode in a Schottky barrier diode or a source / drain electrode in a Schottky gate type field effect transistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26011993A JPH07115210A (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26011993A JPH07115210A (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115210A true JPH07115210A (en) | 1995-05-02 |
Family
ID=17343556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26011993A Pending JPH07115210A (en) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115210A (en) |
-
1993
- 1993-10-18 JP JP26011993A patent/JPH07115210A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5021840A (en) | Schottky or PN diode with composite sidewall | |
| US8647971B2 (en) | Method of manufacturing junction barrier schottky diode with dual silicides | |
| JPH0680688B2 (en) | Planar semiconductor device body and its manufacturing method | |
| GB2285175A (en) | High electron mobility transistor | |
| US5654226A (en) | Wafer bonding for power devices | |
| JP2664051B2 (en) | How to increase the height of the barrier and shotkey barrier | |
| US6858522B1 (en) | Electrical contact for compound semiconductor device and method for forming same | |
| US4804635A (en) | Method of manufacture of galluim arsenide field effect transistors | |
| JPH0936393A (en) | Method of manufacturing semiconductor device having Schottky junction | |
| EP2165357A1 (en) | Junction barrier schottky diode | |
| JP2003338620A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JPH07115210A (en) | Semiconductor device | |
| JP5113375B2 (en) | Nitride semiconductor device | |
| CA1200621A (en) | Field effect transistor for integrated circuits | |
| JP3205150B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2586816B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2961643B2 (en) | diode | |
| KR20200016585A (en) | SiC semiconductor device and making method | |
| JPH07297408A (en) | Tunnel transistor and its manufacture | |
| JP3220624B2 (en) | Compound semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JPH08236791A (en) | Schottky barrier semiconductor device | |
| JPH0277136A (en) | MIS field effect transistor | |
| JP3142067B2 (en) | Semiconductor device | |
| JPS6143443A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| KR100192978B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |