JPH01272154A - ショットキバリア半導体装置 - Google Patents
ショットキバリア半導体装置Info
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- JPH01272154A JPH01272154A JP10028788A JP10028788A JPH01272154A JP H01272154 A JPH01272154 A JP H01272154A JP 10028788 A JP10028788 A JP 10028788A JP 10028788 A JP10028788 A JP 10028788A JP H01272154 A JPH01272154 A JP H01272154A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (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】
上の
本発明は逆サージ耐量の大きいショットキバリア半導体
装置に関するものである。
装置に関するものである。
来の と Ｕが しようとする課
ショットキバリアダイオードは、良好な高速応答性（高
速スイッチング特性）及び低電力損失等の利点を生かし
て、高周波整流回路等に広く利用されている。しかし、
ショットキバリアダイオードは、ｐｎ接合ダイオードと
比較したとき、逆サージ耐量が低いという欠点がある。
速スイッチング特性）及び低電力損失等の利点を生かし
て、高周波整流回路等に広く利用されている。しかし、
ショットキバリアダイオードは、ｐｎ接合ダイオードと
比較したとき、逆サージ耐量が低いという欠点がある。
すなわち、降伏電圧を越える逆サージ電圧が印加された
とき。
とき。
それに伴う逆サージ電流がショットキバリアの周縁に集
中する傾向が著しいため、ショットキバリアの周縁近傍
が過度に発熱して破壊に至り易い。
中する傾向が著しいため、ショットキバリアの周縁近傍
が過度に発熱して破壊に至り易い。
そこで本発明は、逆サージ耐量の向上したショットキバ
リア半導体装置を提供することを目的とする。
リア半導体装置を提供することを目的とする。
るための
本発明によれば、ショットキバリア半導体装置は、半導
体領域と半導体領域上に形成されたバリア電極との間に
整流接合としてショットキバリアが形成され、ショット
キバリアを形成する半導体領域の表面は粗面領域とこの
粗面領域を包囲する平滑領域とを有する。
体領域と半導体領域上に形成されたバリア電極との間に
整流接合としてショットキバリアが形成され、ショット
キバリアを形成する半導体領域の表面は粗面領域とこの
粗面領域を包囲する平滑領域とを有する。
庄−里
逆サージ電圧が印加されたとき、粗面領域を構成する半
導体領域の表面に形成されたショットキバリアには、平
滑領域を構成する半導体表面に形成されたショットキバ
リアよりも逆サージ電流が流れ易くなる１本来、逆サー
ジ電流はバリア電極の周縁に集中しやすい、しかし、本
発明によれば。
導体領域の表面に形成されたショットキバリアには、平
滑領域を構成する半導体表面に形成されたショットキバ
リアよりも逆サージ電流が流れ易くなる１本来、逆サー
ジ電流はバリア電極の周縁に集中しやすい、しかし、本
発明によれば。
ショットキバリアの周縁では半導体領域の表面を平滑領
域とすることによって逆サージ電流の集中が助長されな
いようになっており、その内側では半導体領域の表面に
粗面領域を形成することによって逆−ジ電流が流れ易く
なっている。このため、逆サージ電流の分散化がはから
れ、逆サージ電流のバリア電極周縁への集中が緩和され
る。
域とすることによって逆サージ電流の集中が助長されな
いようになっており、その内側では半導体領域の表面に
粗面領域を形成することによって逆−ジ電流が流れ易く
なっている。このため、逆サージ電流の分散化がはから
れ、逆サージ電流のバリア電極周縁への集中が緩和され
る。
夾−隨一五
本発明の実施例である電力用ショットキバリアダイオー
ド及びその製造方法を第１図〜第３図に基づいて説明す
る。
ド及びその製造方法を第１図〜第３図に基づいて説明す
る。
まず、第２図（Ａ）に示すように、ａａＡｓ（砒化ガリ
ウム）から成る半導体基板１を用意する。
ウム）から成る半導体基板１を用意する。
半導体基板１は、厚さ約３００μｍ、不純物濃度約２
Ｘ １０”ｃｍ−３のｎ中形領域２の上に、厚さ約１５
μｍ、不純物濃度約２ Ｘ １０”Ｃ２ｍ−’のｎ影領
域３をエピタキシャル成長させたものである。
Ｘ １０”ｃｍ−３のｎ中形領域２の上に、厚さ約１５
μｍ、不純物濃度約２ Ｘ １０”Ｃ２ｍ−’のｎ影領
域３をエピタキシャル成長させたものである。
次に、第２図（Ｂ）に示すように、開口４を有するフォ
トレジストマスク５をｎ影領域３の表面に形成した上で
、Ｈ，５ｏ４（硫酸）： Ｈ，０２（過酸化水素）：Ｈ
，Ｏ（水）＝１：１：３（容量比）のエツチング液で開
口４に露出したｎ影領域３の表面を処理する。この結果
、ｎ影領域３の表面には、微細な凸凹が形成されて表面
粒度が大きくなった粗面領域６ａが形成される。粗面領
域６ａの周囲のｎ影領域３の表面はエツチング液で処理
されないため、エピタキシャル成長によって形成された
鏡面状の平滑領域６ｂが残存している。粗面領域６のエ
ツチング深さは、微かである。
トレジストマスク５をｎ影領域３の表面に形成した上で
、Ｈ，５ｏ４（硫酸）： Ｈ，０２（過酸化水素）：Ｈ
，Ｏ（水）＝１：１：３（容量比）のエツチング液で開
口４に露出したｎ影領域３の表面を処理する。この結果
、ｎ影領域３の表面には、微細な凸凹が形成されて表面
粒度が大きくなった粗面領域６ａが形成される。粗面領
域６ａの周囲のｎ影領域３の表面はエツチング液で処理
されないため、エピタキシャル成長によって形成された
鏡面状の平滑領域６ｂが残存している。粗面領域６のエ
ツチング深さは、微かである。
続いて、フォトレジストマスク５を除去した後、Ｔｉ（
チタン）薄層とＡＱ （アルミニウム）層を連続して
真空蒸着し、所定のフォトエツチングの工程を経て、第
２図（Ｃ）に示すように、Ｔｉ薄層７とＡ１２層８を形
成するｍＴｉ薄層７は、厚さ約５０人（０，００５μｍ
）の極薄の膜である。
チタン）薄層とＡＱ （アルミニウム）層を連続して
真空蒸着し、所定のフォトエツチングの工程を経て、第
２図（Ｃ）に示すように、Ｔｉ薄層７とＡ１２層８を形
成するｍＴｉ薄層７は、厚さ約５０人（０，００５μｍ
）の極薄の膜である。
Ａｕ層８の厚さは約２μｍである。半導体基板１の裏面
には、真空蒸着によりＡｕ（金） −Ｇａ （ゲルマニ
ウム）合金層とＡ ｕ Ｍを重ねて形成し、オーミック
電極９が形成される。
には、真空蒸着によりＡｕ（金） −Ｇａ （ゲルマニ
ウム）合金層とＡ ｕ Ｍを重ねて形成し、オーミック
電極９が形成される。
その後、半導体基板１を空気中で２７５℃、１５分間の
熱処理を行う。この結果、半導体基板１上のＡ１２ＷＪ
の周辺領域に露出したＴｉ９Ｍ７の一部は酸化されて、
チタン酸化物薄層１ｏとなる。
熱処理を行う。この結果、半導体基板１上のＡ１２ＷＪ
の周辺領域に露出したＴｉ９Ｍ７の一部は酸化されて、
チタン酸化物薄層１ｏとなる。
Ａｕ層８の下部のＴｉ層７は酸化されないので、Ｔｉ９
層７ａとして残存する。チタン酸化物薄層１０はシート
抵抗約１００ＭΩ／口で、半絶縁性といえるレベルの高
抵抗層である。Ａｆｌ［８とＴｉ薄層７ａの組合せ体が
ｎ影領域３との間に主電流通路となるショットキバリア
を形成するので、この組合せ体をバリア電極１１と呼ぶ
。
層７ａとして残存する。チタン酸化物薄層１０はシート
抵抗約１００ＭΩ／口で、半絶縁性といえるレベルの高
抵抗層である。Ａｆｌ［８とＴｉ薄層７ａの組合せ体が
ｎ影領域３との間に主電流通路となるショットキバリア
を形成するので、この組合せ体をバリア電極１１と呼ぶ
。
更に、プラズマＣＶＤ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏ
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は光ＣＶＤとフォトエツ
チングを組合せて、第１図に示すように、保護膜として
シリコン酸化膜１２を形成する。更に、真空蒸着とフォ
トエツチングを組合せて、Ｔｉ薄層とＡｕ層を重ねた外
部接続用電極１３を形成してショットキバリアダイオー
ドチツプを完成させる。第２図（Ｄ）の状態における平
面図である第３図に示すように、バリア電極１１の中央
部は、粗面領域６ａと隣接しており、バリア電極１１の
周辺部は、粗面領域６ａを包囲する平滑領域６ｂに隣接
している。チタン酸化物薄層１０は、バリア電極１１を
隣接包囲するように環状に形成されている。
ｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）又は光ＣＶＤとフォトエツ
チングを組合せて、第１図に示すように、保護膜として
シリコン酸化膜１２を形成する。更に、真空蒸着とフォ
トエツチングを組合せて、Ｔｉ薄層とＡｕ層を重ねた外
部接続用電極１３を形成してショットキバリアダイオー
ドチツプを完成させる。第２図（Ｄ）の状態における平
面図である第３図に示すように、バリア電極１１の中央
部は、粗面領域６ａと隣接しており、バリア電極１１の
周辺部は、粗面領域６ａを包囲する平滑領域６ｂに隣接
している。チタン酸化物薄層１０は、バリア電極１１を
隣接包囲するように環状に形成されている。
このように製作されたショットキバリアダイオードは従
来に比べると逆サージ耐量が向上した。
来に比べると逆サージ耐量が向上した。
この要因は、粗面領域６ａに隣接して形成されるショッ
トキバリアの中央部に逆サージ電流が分散して流れるこ
とにある。従って、逆サージ電流がバリア電極１１の周
縁に集中する現象が緩和され、逆サージ電流による熱破
壊が起こり難くなる。なお、耐圧（降伏電圧）を向上さ
せる上で重要な周辺耐圧（バリア電極の周辺部での耐圧
）は、バリア電極１１の周辺部に隣接するｎ影領域３の
表面に平滑領域６ｂを残存させることにより低下しない
、この例では、チタン酸化物薄Ｍ１０がショットキバリ
ア形の高抵抗フィールドプレートとして、電界集中の緩
和作用を強く発揮しているので大幅な高耐圧化が達成さ
れている。ショットキバリア形の高抵抗フィールドプレ
ートは、バリア電極を包囲しかつバリア電極と電気的に
接続されるとともに、半導体領域との間にショットキバ
リアを形成し、かつシート抵抗１０に０７口以上の高抵
抗薄層である。
トキバリアの中央部に逆サージ電流が分散して流れるこ
とにある。従って、逆サージ電流がバリア電極１１の周
縁に集中する現象が緩和され、逆サージ電流による熱破
壊が起こり難くなる。なお、耐圧（降伏電圧）を向上さ
せる上で重要な周辺耐圧（バリア電極の周辺部での耐圧
）は、バリア電極１１の周辺部に隣接するｎ影領域３の
表面に平滑領域６ｂを残存させることにより低下しない
、この例では、チタン酸化物薄Ｍ１０がショットキバリ
ア形の高抵抗フィールドプレートとして、電界集中の緩
和作用を強く発揮しているので大幅な高耐圧化が達成さ
れている。ショットキバリア形の高抵抗フィールドプレ
ートは、バリア電極を包囲しかつバリア電極と電気的に
接続されるとともに、半導体領域との間にショットキバ
リアを形成し、かつシート抵抗１０に０７口以上の高抵
抗薄層である。
また、Ｔｉ１層７ａを介在させたバリア電極構造では、
粗面領域６ａを含むｎ影領域３の表面に安定した特性の
ショットキバリアを形成できるとともに、ｎ影領域３、
Ｔｉ薄層７ａ及びＡＭ層８間の密着力、即ちバリア電極
１１の剥離強度が向上する。更に、チタン酸化物薄層１
０による高耐圧化構造を形成する上でも好都合である。
粗面領域６ａを含むｎ影領域３の表面に安定した特性の
ショットキバリアを形成できるとともに、ｎ影領域３、
Ｔｉ薄層７ａ及びＡＭ層８間の密着力、即ちバリア電極
１１の剥離強度が向上する。更に、チタン酸化物薄層１
０による高耐圧化構造を形成する上でも好都合である。
ｌｌｌ六方法び構造から見ても、粗面化のための選択エ
ツチング工程が付加されるだけであり、低コストで逆サ
ージ耐量を向上させることができる。
ツチング工程が付加されるだけであり、低コストで逆サ
ージ耐量を向上させることができる。
なお、Ｔｉ１層７ａがショットキバリアの形成にどのよ
うに関与しているかは明らかではないが、バリア電極１
１によって形成されるショットキバリアは、ΔΩ層８と
ｎ影領域３との間に形成されるショットキバリアに近い
特性を示す、また、チタン酸化物薄［１０もｎ影領域３
との間に補助的なショットキバリアを形成しているが、
主電流（順方向電流）はチタン酸化物薄層１０の抵抗分
に制御されて、この補助的なショットキバリアにはほと
んど流れない。
うに関与しているかは明らかではないが、バリア電極１
１によって形成されるショットキバリアは、ΔΩ層８と
ｎ影領域３との間に形成されるショットキバリアに近い
特性を示す、また、チタン酸化物薄［１０もｎ影領域３
との間に補助的なショットキバリアを形成しているが、
主電流（順方向電流）はチタン酸化物薄層１０の抵抗分
に制御されて、この補助的なショットキバリアにはほと
んど流れない。
支−並一五
本発明は、前記実施例に限定されることなく。
その趣旨の範囲で種々の変形応用が可能である。
例えば粗面領域の形成に使用するエツチング液は実施例
のものに限られない、また、粗面領域はショットキバリ
アの中央部全域に形成しないで。
のものに限られない、また、粗面領域はショットキバリ
アの中央部全域に形成しないで。
ショットキバリアの中央部に島状、メツシュ状。
ストライプ状、くし歯状、同心環状、うず巻状等に形成
してもよい、実施例において、チタン酸化物薄層１０の
シート抵抗はＩＯＫΩ／口〜５０００ＭΩ／口、望まし
くはＩＯＭΩ／口〜１０００ＭΩ／口に選ぶのがよい、
チタン酸化物薄層１０の代わりにタンタル酸化物薄層等
によって、ショットキバリア形の高抵抗フィールドプレ
ートを形成してもよい。
してもよい、実施例において、チタン酸化物薄層１０の
シート抵抗はＩＯＫΩ／口〜５０００ＭΩ／口、望まし
くはＩＯＭΩ／口〜１０００ＭΩ／口に選ぶのがよい、
チタン酸化物薄層１０の代わりにタンタル酸化物薄層等
によって、ショットキバリア形の高抵抗フィールドプレ
ートを形成してもよい。
また、Ｔｉ薄層７ａやＣｒ（クロム）薄層等を介在させ
たバリア電極構造がショットキバリアの特性安定化等の
面で好都合であるが、これに限られるものではなく、表
面処理又は真空蒸着法に留意すれば１例えばＡＱ層のみ
によるバリア電極とすることもできる。半導体領域を構
成する半導体としては、ＧａＡｓ、ＡＱＧａＡｓ （砒
化アルミニウム・ガリウム）、ＧａＰ （燐化ガリウム
）、ＩｎＰ（燐化インジウム）等の■−■族化合物半導
体、その他の化合物半導体又はＳＬ（シリコン）など、
要求される特性に応じて種々の選択が可能である。
たバリア電極構造がショットキバリアの特性安定化等の
面で好都合であるが、これに限られるものではなく、表
面処理又は真空蒸着法に留意すれば１例えばＡＱ層のみ
によるバリア電極とすることもできる。半導体領域を構
成する半導体としては、ＧａＡｓ、ＡＱＧａＡｓ （砒
化アルミニウム・ガリウム）、ＧａＰ （燐化ガリウム
）、ＩｎＰ（燐化インジウム）等の■−■族化合物半導
体、その他の化合物半導体又はＳＬ（シリコン）など、
要求される特性に応じて種々の選択が可能である。
見肛Δ級果
本発明によれば、逆サージ電流のバリア電極周辺への集
中が緩和され、逆サージ耐量の大きいショットキバリア
半導体装置を提供することができる。特に、Ｔｉ、Ｃｒ
等の極薄の薄層を介してＡ１層等を形成したバリア電極
構造の特徴を生かしつつ逆サージ耐量を向上させること
ができる。
中が緩和され、逆サージ耐量の大きいショットキバリア
半導体装置を提供することができる。特に、Ｔｉ、Ｃｒ
等の極薄の薄層を介してＡ１層等を形成したバリア電極
構造の特徴を生かしつつ逆サージ耐量を向上させること
ができる。
第１図は本発明による一実施例としてのショットキバリ
アダイオードの断面図、第２図はこのショットキバリア
ダイオードの各製造工程でのダイオードチップの断面図
を示し、第２図（Ａ）は半導体基板の断面図、第２図（
Ｂ）はｎ影領域の表面に形成したフォトレジストマスク
の開口を通じてエツチング液でｎ影領域を処理して半導
体基板の表面上に粗面領域を形成した状態を示す断面図
、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）の半導体基板表面上に更
にＴｉ薄層及びＡｌ口形成するとともに半導体基板の裏
面にオーミック電極を形成した状態を示す断面図、第２
図（Ｄ）はＴｉ薄層の一部を酸化してチタン酸化物薄層
を形成した状態を示す断面図、第３図は第２図（Ｄ）の
平面図を示す。 ３０．ｎ影領域（半導体領域）、 ６ａ、、粗面領域
、６ｂ、、平滑領域、 １１８．バリア電極、 第１図 第３図 第２図
アダイオードの断面図、第２図はこのショットキバリア
ダイオードの各製造工程でのダイオードチップの断面図
を示し、第２図（Ａ）は半導体基板の断面図、第２図（
Ｂ）はｎ影領域の表面に形成したフォトレジストマスク
の開口を通じてエツチング液でｎ影領域を処理して半導
体基板の表面上に粗面領域を形成した状態を示す断面図
、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）の半導体基板表面上に更
にＴｉ薄層及びＡｌ口形成するとともに半導体基板の裏
面にオーミック電極を形成した状態を示す断面図、第２
図（Ｄ）はＴｉ薄層の一部を酸化してチタン酸化物薄層
を形成した状態を示す断面図、第３図は第２図（Ｄ）の
平面図を示す。 ３０．ｎ影領域（半導体領域）、 ６ａ、、粗面領域
、６ｂ、、平滑領域、 １１８．バリア電極、 第１図 第３図 第２図
Claims (1)
- 半導体領域と該半導体領域上に形成されたバリア電極
との間に整流接合としてショットキバリアの形成された
シヨットキバリア半導体装置において、前記シヨットキ
バリアを形成する前記半導体領域の表面は相対的に表面
粗度の大きい粗面領域と該粗面領域を包囲する相対的に
表面粗度の小さい平滑領域とを有することを特徴とする
シヨットキバリア半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028788A JPH01272154A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | ショットキバリア半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10028788A JPH01272154A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | ショットキバリア半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272154A true JPH01272154A (ja) | 1989-10-31 |
| JPH0573351B2 JPH0573351B2 (ja) | 1993-10-14 |
Family
ID=14269972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10028788A Granted JPH01272154A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | ショットキバリア半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01272154A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015216196A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10028788A patent/JPH01272154A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015216196A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573351B2 (ja) | 1993-10-14 |
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