JP2000332266A - ショットキバリアダイオード及びその製造方法 - Google Patents

ショットキバリアダイオード及びその製造方法

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JP2000332266A
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賢次 石原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エピタキシャル層の厚みを薄くして順方向電
圧を低くし、耐圧も低下することがないショットキバリ
アダイオードを提供する。 【解決手段】 第1導電型の半導体基板1上に形成した
厚さ2.0〜3μmのエピタキシャル層2の表面にポリ
シリコン膜6を形成し、このポリシリコン膜6上から第
2導電型の不純物を蒸着、拡散して厚さ0.2〜0.5
μmのガードリング層4を環状に形成する。そして、ガ
ードリング層4の内周縁より内側に形成したポリシリコ
ン膜6を取り除き、ショットキメタルとなる金属層7を
エピタキシャル層の表面に接して形成する。このため、
逆バイアス時に広がる空乏層8の範囲が狭くなることが
なく、耐圧の低下を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エピタキシャル層
の表面に逆導電型のガードリング層を備えたショットキ
バリアダイオード(以下、「SBD」という。)に関す
る。
【0002】
【従来の技術】周知のようにSBDは、金属と半導体と
の接触によって生じる電位障壁を利用したダイオードで
あり、PN接合のダイオードに比べて順方向電圧が低い
という利点がある反面、一般に耐圧が低く、逆方向特性
が悪いという欠点がある。
【0003】この欠点を解決する手段として、従来から
ガードリング層を設けた構造のSBDが用いられてい
る。図3に示すように、N+ 型のシリコン基板1上に形
成したN- 型のエピタキシャル層2の表面に環状の熱酸
化膜5を形成し、この熱酸化膜6で囲まれた開口部9に
エピタキシャル層2の表面と接してショットキメタルと
なる金属層7を形成し、ショットキ接合面3を形成して
いる。
【0004】ショットキ接合面3の周縁は電界集中が起
こりやすく、耐圧が低下するなど逆方向特性が劣化する
原因となる。このため、ショットキ接合面3の周囲に金
属層7と接してP型のガードリング層4を環状に形成
し、逆バイアス時にガードリング層4とエピタキシャル
層2とのPN接合から発生する空乏層8の広がりによ
り、耐圧の低下を防いでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、携帯機器等の消
費電力削減のため、SBDの順方向電圧をさらに低くす
ることが要求されている。SBDの順方向電圧は、エピ
タキシャル層の厚さを薄くすることで低くできるが、エ
ピタキシャル層の厚さを薄くすると空乏層の広がる範囲
が狭くなり、耐圧が低下するという問題がある。すなわ
ち、従来のSBDにおいては、エピタキシャル層の厚み
が、例えば4.0〜6.0μm程度、ガードリング層の
厚みが、例えば1.5μm程度であったのに対し、エピ
タキシャル層の厚みを、例えば3.0μm程度と薄くし
た場合、順方向電圧は低くできるが、ガードリング層か
ら半導体基板までの距離が短くなるため、空乏層の広が
る範囲が狭くなり、耐圧が低下してしまう。
【0006】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、エピタキシャル層の厚さを薄くしても、耐圧が低下
することのないSBDを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るSBDは、第1導電型の半導体基板上に
形成したエピタキシャル層の表面から第2導電型のガー
ドリング層を環状に形成し、エピタキシャル層及びガー
ドリング層と接する金属層を形成したショットキバリア
ダイオードであって、ガードリング層の厚みを0.2〜
0.5μmの範囲としたものである。この本発明によれ
ばガードリング層の厚みを0.5μm以下と薄く形成す
ることにより、空乏層が広がることのできる範囲が広く
なり、耐圧を高くすることができる。ガードリング層の
厚みを0.2μm以上としたのは、これ以下の厚みとな
ると金属層を形成する際に形成されるシリサイドによ
り、ガードリング層が破壊されるのを防ぐためである。
また、エピタキシャル層の厚みは2.0〜3.0μm程
度であることが好ましい。このようにエピタキシャル層
の厚みを従来より薄く形成することにより順方向電圧を
低くしつつ、耐圧の低下を防ぐことができる。
【0008】また、本発明によるSBDの製造方法は、
第1導電型の半導体基板上に形成したエピタキシャル層
の表面から第2導電型のガードリング層を環状に形成
し、エピタキシャル層及びガードリング層と接する金属
層を形成するショットキバリアダイオードの製造方法で
あって、エピタキシャル層の表面にポリシリコン膜を形
成し、このポリシリコン膜上から第2導電型の不純物を
環状に導入してガードリング層を形成するものである。
この本発明によれば、ポリシリコン膜上から不純物を導
入するため、0.2〜0.5μm程度といった薄いガー
ドリング層を形成することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0010】図1は本実施形態に係るSBDの断面図で
ある。N+ 型のシリコン基板1上に形成したN- 型のエ
ピタキシャル層2の表面には熱酸化膜5が環状に形成さ
れている。この熱酸化膜5で囲まれた開口部9にはエピ
タキシャル層2の表面からP型のガードリング層4が環
状に形成されている。ガードリング層4表面の一部はポ
リシリコン膜6で覆われ、ガードリング層4の外周縁を
保護している。ガードリング層4で囲まれたエピタキシ
ャル層2及びガードリング層4の一部と接してショット
キメタルとなる金属層7が形成され、ショットキ接合面
3を形成している。ショットキメタルには、例えばT
i、Mo、及びCrから選ばれる金属材料が用いられて
いる。従来のSBDではエピタキシャル層2の厚さは、
例えば4.0〜6.0μm程度であったが、本発明によ
るSBDはエピタキシャル層2の厚さを2.0〜3.0
μm程度と薄くしたため、シリーズ抵抗を下げることで
順方向電圧を低くすることができる。また、従来のSB
Dではガードリング層4の厚さは、例えば1.5μm程
度であったが、本発明によるSBDはガードリング層4
の厚さを0.2〜0.5μm程度と薄く形成したため、
エピタキシャル層2を薄く形成しても逆バイアス時に空
乏層8が広がることができる範囲が狭くなることがな
く、耐圧の低下を防ぐことができる。なお、ガードリン
グ層4の厚さが0.2μm以下となると、この上に金属
層を形成する際に形成されるシリサイドによりガードリ
ング層4が破壊されてしまう。
【0011】以下、図2を用いて本実施形態に係るSB
Dの製造方法について説明する。図2(a)に示すよう
に、比抵抗が3〜5mΩ程度で厚さ400μm程度のシ
リコン基板1上に、比抵抗が1〜2Ωcm程度で厚さ
2.0〜3.0μm程度のエピタキシャル層2を成長さ
せ、エピタキシャル層2上に開口部9を有する熱酸化膜
5を形成する。
【0012】次いで、図2(b)に示すように、開口部
9を含む熱酸化膜5上にポリシリコン膜6を形成し、ポ
リシリコン膜6上から開口部9にP型の不純物を蒸着す
る。そして約1000℃の温度で30分間程度ドライブ
拡散してガードリング層4を形成する。この際、ポリシ
リコン膜6上から不純物を蒸着、拡散するため、0.2
〜0.5μm程度といった薄いガードリング層4を形成
することができる。
【0013】次に、図2(c)に示すように、ガードリ
ング層4の表面中央より内側に形成された熱酸化膜5及
びポリシリコン膜6をエッチングにより取り除き、エピ
タキシャル層2及びガードリング層4を露出させる。
【0014】この後、図2(d)に示すように、エピタ
キシャル層2及びガードリング層4の一部と接してショ
ットキメタルとなる金属層7を形成し、ショットキ接合
面3を形成する。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
リシリコン膜上から不純物を導入してガードリング層を
形成するため、0.5μm以下といった極めて薄いガー
ドリング層を形成することができる。このため、逆バイ
アス時に空乏層が広がることができる範囲を広くするこ
とができ、耐圧を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るSBDの断面図
【図2】本発明の実施形態に係るSBDの製造工程図
【図3】従来のSBDの断面図
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 エピタキシャル層 3 ショットキ接合面 4 ガードリング層 5 熱酸化膜 6 ポリシリコン膜 7 金属層 8 空乏層 9 開口部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板上に形成したエ
    ピタキシャル層の表面から第2導電型のガードリング層
    を環状に形成し、前記エピタキシャル層及び前記ガード
    リング層と接する金属層を形成したショットキバリアダ
    イオードであって、前記ガードリング層の厚みを0.2
    〜0.5μmとしたことを特徴とするショットキバリア
    ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記エピタキシャル層の厚みを2.0〜
    3.0μmとした請求項1記載のショットキバリアダイ
    オード。
  3. 【請求項3】 第1導電型の半導体基板上に形成したエ
    ピタキシャル層の表面から第2導電型のガードリング層
    を環状に形成し、前記エピタキシャル層及び前記ガード
    リング層と接する金属層を形成するショットキバリアダ
    イオードの製造方法であって、前記エピタキシャル層の
    表面にポリシリコン膜を形成し、前記ポリシリコン膜上
    から第2導電型の不純物を導入することで前記ガードリ
    ング層の厚さを0.3〜0.5μmに形成することを特
    徴とするショットキバリアダイオードの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009032909A (ja) * 2007-07-27 2009-02-12 Toko Inc ショットキーバリアダイオードの製造方法

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