JPH0465876A - ショットキー・バリヤ半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板の第一導電型の層の表面に接触し
てショットキー・バリヤを形成する金属層を備え、その
金属層の縁部直下を含む半導体基板の表面部の領域に環
状の第二導電型のガードリング部が設けられるショット
キー・バリヤ・ダイオード等のショットキー・バリヤ半
導体装置に関する。

〔従来の技術〕

シＭ　”／トキー・バリヤ・ダイオードは、すぐれた高
速スイッチング特性、低順方向損失等の利点があり、ス
イッチング電源等の高周波整流回路に広く使用されてい
る。しかし、ショットキー・バリヤ金属層周辺での耐圧
が基板のそれに比べ低下する現象があり、この特性を向
上し、安定化させる方法としてガードリング部を形成す
る構造が知られている。これは、ガードリング部のｐｎ
接合のショットキー・バリヤ部の周辺耐圧を担い、周辺
での耐圧を向上させるためである。第２図はそのような
ガードリング部を有するショットキー・バリヤ・ダイオ
ードの断面構造を示す０図において、ｎ層ｌとｎ゛層２
らなる半導体基板の１層１の表面の酸化膜３に覆われな
い領域にＣｒなどのバリヤ金属層４が接触し、その表面
にＮｉ層およびＡｕ層などからなる電極５が設けられて
いる。ｐ型のガードリング部６は、ショットキー金属層
４の１層１との接触部周辺部の直下を含む領域に形成さ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図のような構造のショットキー・バリヤ・ダイオー
ドのガードリング部の耐圧を決める因子としては、ショ
ットキー・バリヤを形成する０層１の不純物濃度、それ
にガードリング部のｐｎ接合での不純物濃度傾斜、さら
にｎ゛層２ガードリング部６の間に形成されるｐｎ接合
でのベース幅ｄ、の３点が主なものであり、それぞれ耐
圧が確保できる値に設定する必要がある。

ベース幅ｄ１の確保においては、ｐｎ接合での拡散深さ
と合わせ１層１全体の厚さｄオを設定する必要がある。

安定したｐｎ接合の特性を得るためには、拡散深さを深
くした場合に耐圧を得ることができるベース幅ｄ１を確
保する必要があり、これにより１層１全体の厚さｄ２が
ショットキー・バリヤ接合に必要な最少の厚さより大き
くなることがある。このｎ層の厚さｄ２の増加は、ショ
ットキー・バリヤ接合での順方向電圧降下を増加させ、
ショットキー・バリヤ・ダイオードの特徴である低順方
向損失に逆行する結果となる。

本発明の目的は、ガードリング部の下のベース幅を確保
して、耐圧を所要の値にすると共にショットキー・バリ
ヤ接合部での順方向電圧降下の上昇を防止したショット
キー・バリヤ半導体装置を提供することにある。

（！ｌ！ｆｆを解決するための手段〕 上記の目的を達成するために本発明は、半導体基板の第
一導電型の層の表面に接触してショットキー・バリヤを
形成する金属層を備え、その金属層接触面の縁部を含む
半導体基板の表面部の領域に環状の第二導電型のガード
リング部が設けられるショットキー・バリヤ半導体装置
において、半導体基板のショットキー・バリヤを形成す
る金属層の接触面がその周囲のガードリング部の表面よ
り低い位置にあるものとする。

〔作用〕

ショットキー・バリヤ金属層の接触面を一段低くするこ
とにより、ガードリング部の下のベース幅を確保しても
ショットキー・バリヤ接合を形成する第一導電型の層の
厚さが増加することが避けられ、順方向電圧降下の上昇
が抑制される。

〔実施例〕

以下、第２図と共通の部分に同一の符号を付した各図を
引用して本発明の実施例について説明する。

第１図に示す一実施例では、ショットキー・バリヤ金属
層４の接触する０層１の面がその周囲の領域より低くさ
れている。ガードリング部の９層６はこの段差の双方に
またがっている。このショットキー・バリヤ・ダイオー
ドを作製するには、高不純物濃度のｎ０シリコン基板２
にエピタキシャル成長法によって不純物濃度５Ｘ１０Ｉ
Ｓ／ｃｄで厚さ６−の０層１を積層し、この０層１の表
面がら選択的にアクセプタ不純物イオンを打込み、熱処
理によりアクセフリ不純物のドーピングされた深さ３ｎ
のガードリング部６を形成する。さらに表面に形成され
た酸化１！ＩＩ３に窓明けし、その後露出したシリコン
面をぶつ酸、硝酸、酢酸の混合液を使用して、９層６の
拡散深さに達しない深さまでエツチングする０例えば、
残されたｎ層ｌの厚さｄ２が４．５−になるようにエツ
チングする。このエツチングの後、Ｃｒなどのショット
キー・バリヤ金属層４を蒸着し、さろに、容器への組入
れに対応するため電極５を形成する。このショットキー
・バリヤ・ダイオードのガードリング部６の下にはリー
チスルーするまでの耐圧６０Ｖに対して必要な３ｎのｄ
ｌの寸法が確保されているのに対し、ｄ２の厚さは６ｉ
ｎａから４．５−に減少するため、第３図に線３１で示
す本実施例のショットキー・バリヤ・ダイオードの順方
向特性は、線３２に示す第２図の構造をもつショットキ
ー・バリヤ・ダイオードの；ａ方向特性に比して改善さ
れ、順方向電圧降下の低減が認められる。

第４図に示す実施例では、第１図の場合と同し工程で作
成されるが、エツチング深さをガードリング部６の深さ
より深くした点が異なっている。

従って、ｄ２はさらに小さくなる。定格電流に対する順
方向電圧降下は、ｄ２が１１減少すると、０．０４Ｖ低
下するので、さらに順方向電圧降下の低いショットキー
・バリヤ・ダイオードが得られる。

この場合は、ショットキー・バリヤ金属層４の接触面形
成のためのエツチングの際、９層６と０層１のエツチン
グ速度が異なるため、９層６の底部において段差が生ず
るので、バリヤ金属層４のステップカバレージの問題が
起きる。従ってバリヤ金属層４の形成には十分注意する
必要がある。

また、以上の実施例における基板表面の段差に接する部
分を拡大してみると、第５図に示すように、酸化膜３の
縁部の下のＳｉ面は酸化膜側に入り込んでいる。これは
、酸化膜３の窓明は後のエツチング時に、エツチング液
がこの境界７に浸入するためである。このため、図に示
すようにバリヤ金属層４および電極５に切れ目が生じ、
金属層４゜電極５あるいは酸化膜３の剥離が起こる原因
となる。

第６図はこれに対応したさらに別の実施例を示し、酸化
膜３の窓明は後、その縁部のショットキー・バリヤ接合
部側を有機レジストでマスクしてエツチングする。これ
により、酸化膜３と９層６の界面にエツチング液が浸入
することがなく、第５図の空隙７の生ずるステップカバ
レージの問題のないバリヤ金属層４を形成することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガードリング部の層深さおよびその下
のベース幅を確保してガードリング部の耐圧を必要な値
にすると共に、ショットキー・バリヤ接合部を薄くする
ことにより、順方向電圧降下の上昇を防ぎ、低順方向損
失の特徴を維持した高耐圧のショットキー・バリヤ・ダ
イオードなどのショットキー・バリヤ半導体装１を得る
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のショットキー・バリヤ・ダ
イオードの断面図、第２図は従来のショットキー・バリ
ヤ・ダイオードの断面図、第３図は第１図、第２図に示
したショットキー・バリヤ・ダイオードの順方向特性図
、第４図は本発明の別の実施例のショットキー・バリヤ
・ダイオードの断面図、第５図は本発明の実施例におけ
るステップカバレージの問題を示す拡大部分断面図、第
６図は本発明のさらに別の実施例のショットキー・バリ
ヤ・ダイオードの断面図である。 １：ｎ層、２：ｎ゛基板３：酸化膜、４ニジヨツトキー
・バリヤ金属層、６：ガードリング部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）半導体基板の第一導電型の層の表面に接触してショ
   ットキー・バリヤを形成する金属層を備え、その金属層
   接触面の縁部を含む半導体基板の表面部の領域に環状の
   第二導電型のガードリング部が設けられるものにおいて
   、半導体基板のショットキー・バリヤを形成する金属層
   の接触面がその周囲のガードリング部の表面より低い位
   置にあることを特徴とするショットキー・バリヤ半導体
   装置。