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公開番号2025021846
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023125852
出願日2023-08-01
発明の名称半導体装置
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人
主分類H10D 64/60 20250101AFI20250206BHJP()
要約【課題】Siからなる半導体層に金属電極層を積層させた積層構造を含み、動作安定性の高い半導体装置の提供。
【解決手段】p型Siからなるp型半導体層に第1金属電極層を積層させた整流性を示す積層構造と、及び/又は、n型Siからなるn型半導体層に第2金属電極層を積層させたオーミック性を示す積層構造と、を含む半導体装置である。p型Si半導体層及び第1金属電極層との間、及び/又は、n型半導体層及び第2金属電極層との間には、Sb及び/又はBiとTeとの層状化合物からなる層状化合物層を介挿されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ｐ型Ｓｉからなるｐ型半導体層に第１金属電極層を積層させた整流性を示す積層構造と、及び／又は、ｎ型Ｓｉからなるｎ型半導体層に第２金属電極層を積層させたオーミック性を示す積層構造と、を含む半導体装置であって、
前記ｐ型Ｓｉ半導体層及び前記第１金属電極層との間、及び／又は、前記ｎ型半導体層及び前記第２金属電極層との間には、Ｓｂ及び／又はＢｉとＴｅとの層状化合物からなる層状化合物層を介挿されていることを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記層状化合物層は非晶質相を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記層状化合物層は１～１０ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記層状化合物は、（Ｓｂ
ｘ
Ｂｉ
１－ｘ
）
２
Ｔｅ
３
（但し、０＜ｘ＜１）からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ｐ型ＳｉはＳｉにＧｅを含むことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ｎ型ＳｉはＳｉにＣを含むことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｉからなる半導体層に金属電極層を積層させた積層構造を含む半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
Ｓｉからなる半導体層と金属層とを接触させると、整流作用を示す「ダイオード接合（ショットキー接合）」となる場合と、このような整流作用を示さない「オーミック接合」となる場合がある。この差異は、Ｓｉ半導体層と金属層とのエネルギー障壁の大きさに依存し、Ｓｉ半導体層がｐ型又はｎ型の半導体からなるかとともに、組み合わせる金属の種類にも依存する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、半導体素子の一方の表面にショットキーダイオードとｐｎ型ダイオードとを交互に配置し、ｎ型半導体領域にショットキー接合、ｐ型半導体領域にオーミック接合を与えたＭＰＳ（Merged p-i-n Schottky）構造を含む半導体装置を開示している。ここでは、半導体基体としてＳｉＣを用いｎ型半導体領域上にショットキー接合するＮｉＡｌ合金を接合させると界面が安定しないことを述べた上で、ｎ型半導体領域のショットキー接合層と、ｐ型半導体領域のオーミック接合層とをそれぞれ異なる材料で形成すべきことを述べている。具体的には、オーミック接合層にはアルミニウムとチタンとを含む合金、ショットキー接合層にはモリブデンを主成分とする金属からなるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－５０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｓｉからなる半導体層と金属層とを接触させたときに、整流性及びオーミック性のいずれであっても、接触界面が安定しないと動作安定性を得られない。上記したように、モリブデンのような高融点の金属を用いたとしても接触界面が波打って十分な動作安定性を得られないことが確認された。
【０００６】
本発明は、上記したような事情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、Ｓｉからなる半導体層に金属電極層を積層させた積層構造を含み、動作安定性の高い半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、例えば、高融点金属であるＷであってもＳｉと接合させた界面では十分に平坦にならず、結果として、整流性及びオーミック性といった半導体装置での動作安定性を欠くことに着目した。
【０００８】
すなわち、本発明による半導体装置は、ｐ型Ｓｉからなるｐ型半導体層に第１金属電極層を積層させた整流性を示す積層構造と、及び／又は、ｎ型Ｓｉからなるｎ型半導体層に第２金属電極層を積層させたオーミック性を示す積層構造と、を含む半導体装置であって、前記ｐ型Ｓｉ半導体層及び前記第１金属電極層との間、及び／又は、前記ｎ型半導体層及び前記第２金属電極層との間には、Ｓｂ及び／又はＢｉとＴｅとの層状化合物からなる層状化合物層を介挿されていることを特徴とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、半導体層との間で整流性及びオーミック性を示し、しかも界面平滑性の高い層状化合物層を介挿していることで動作安定性の高い半導体装置とできるのである。
【００１０】
上記した発明において、前記層状化合物層は非晶質相を含むことを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、良好な界面平滑性を得られ、動作安定性の高い半導体装置とできるのである。
（【００１１】以降は省略されています）

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