JPH05226639A - ショットキ―バリアダイオ―ドの製造方法 - Google Patents
ショットキ―バリアダイオ―ドの製造方法Info
- Publication number
- JPH05226639A JPH05226639A JP2675092A JP2675092A JPH05226639A JP H05226639 A JPH05226639 A JP H05226639A JP 2675092 A JP2675092 A JP 2675092A JP 2675092 A JP2675092 A JP 2675092A JP H05226639 A JPH05226639 A JP H05226639A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epitaxial layer
- forming
- sio
- barrier diode
- oxide film
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有効なエピタキシャル層の厚さを減ずること
なく電界集中の緩和をはかることが可能なショットキ―
バリアダイオ―ドを提供する。 【構成】 シリコン基板１上にエピタキシャル層２を形
成し，そのエピタキシャル層２上にＳｉＯ2（１０）お
よびＳｉ3Ｎ4膜（１１）を順次積層する工程，そのＳｉ
3Ｎ4およびＳｉＯ2膜を貫通して窓を設け，湿式酸化を
行って選択酸化膜１５を形成する工程，その選択酸化膜
１５を除去し，前記エピタキシャル層２を露出させると
共に凹部を形成する工程，及びその凹部にショットキー
電極５を形成する工程を含んでいる。
なく電界集中の緩和をはかることが可能なショットキ―
バリアダイオ―ドを提供する。 【構成】 シリコン基板１上にエピタキシャル層２を形
成し，そのエピタキシャル層２上にＳｉＯ2（１０）お
よびＳｉ3Ｎ4膜（１１）を順次積層する工程，そのＳｉ
3Ｎ4およびＳｉＯ2膜を貫通して窓を設け，湿式酸化を
行って選択酸化膜１５を形成する工程，その選択酸化膜
１５を除去し，前記エピタキシャル層２を露出させると
共に凹部を形成する工程，及びその凹部にショットキー
電極５を形成する工程を含んでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，例えばコンピュータ用
低電圧電源の整流ダイオードの性能向上をはかったショ
ットキ―バリアダイオ―ドに関し，更に詳しくは逆方向
の耐圧向上を図ったショットキ―バリアダイオ―ドに関
する。
低電圧電源の整流ダイオードの性能向上をはかったショ
ットキ―バリアダイオ―ドに関し，更に詳しくは逆方向
の耐圧向上を図ったショットキ―バリアダイオ―ドに関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５はショットキ―バリアダイオ―ドの
従来例を示す断面構成図である。図において１は低抵抗
とするために高濃度の不純物を含む一導電形（ここでは
ｎ+ ）基板，２は基板１の表面にエビタキシャル成長に
より形成された基板と同じ導電形からなる単結晶（ｎ）
層である。３は単結晶層２の厚さよりも浅い深さで所定
の領域をリング状に囲って形成されたｐ+ 層からなるガ
―ドリングであり，このガ−ドリングは耐圧向上に寄与
するものである。４はＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 等からなる
絶縁膜，５はガ―ドリング内のエピタキシャル層（ｎ）
上に形成された金属材料（Ａｌ，Ｐｔ，Ｗ，Ａｕ等）か
らなるショットキ―電極，６は基板１の裏面に形成され
たオ―ミック電極である。
従来例を示す断面構成図である。図において１は低抵抗
とするために高濃度の不純物を含む一導電形（ここでは
ｎ+ ）基板，２は基板１の表面にエビタキシャル成長に
より形成された基板と同じ導電形からなる単結晶（ｎ）
層である。３は単結晶層２の厚さよりも浅い深さで所定
の領域をリング状に囲って形成されたｐ+ 層からなるガ
―ドリングであり，このガ−ドリングは耐圧向上に寄与
するものである。４はＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 等からなる
絶縁膜，５はガ―ドリング内のエピタキシャル層（ｎ）
上に形成された金属材料（Ａｌ，Ｐｔ，Ｗ，Ａｕ等）か
らなるショットキ―電極，６は基板１の裏面に形成され
たオ―ミック電極である。
【０００３】上記構成のショットキ―バリアダイオ―ド
は導電成分が多数キャリアであり，小数キャリアの注入
がほとんどないので，小数キャリアの蓄積がない。従っ
てスイッチング時間が短く，高速動作に適している。ま
た，ｐｎ接合のダイオ―ドと比較して立上がり電圧が低
く直列抵抗も低いという特徴がある。
は導電成分が多数キャリアであり，小数キャリアの注入
がほとんどないので，小数キャリアの蓄積がない。従っ
てスイッチング時間が短く，高速動作に適している。ま
た，ｐｎ接合のダイオ―ドと比較して立上がり電圧が低
く直列抵抗も低いという特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記ガードリングは耐
圧向上に寄与するものではあるが，必ずしも万全なもの
ではなく，やはり逆バイアス時の電界集中およびブレー
クダウンはこのガードリングの端部で発生する。なお，
ブレークダウンを防止する為にはｎ層２を厚くしてガー
ドリング３の底部と基板１（ｎ+）の距離を厚くすれば
良いが，その場合は順方向に対して抵抗成分の増加とな
り，結果として損失の増大を招くことになる。
圧向上に寄与するものではあるが，必ずしも万全なもの
ではなく，やはり逆バイアス時の電界集中およびブレー
クダウンはこのガードリングの端部で発生する。なお，
ブレークダウンを防止する為にはｎ層２を厚くしてガー
ドリング３の底部と基板１（ｎ+）の距離を厚くすれば
良いが，その場合は順方向に対して抵抗成分の増加とな
り，結果として損失の増大を招くことになる。
【０００５】図６はガードリング３の底部に電界が集中
している状態を模式的に示す断面図であり，矢印Ａで示
す角部に電界が集中する。図７はエピタキシャル層の厚
さを一定とし，ガードリングの深さを変化させた時のガ
ードリングの深さとブレークダウン電圧の関係を示すも
ので，ガードリングは或る一定の深さまではブレークダ
ウンに対して有効であるが所定の深さを越える逆効果と
なることを示している。そして，ブレ―クダウン電圧と
順方向抵抗は，一方を良くすれば他方が悪くなるという
相補的な関係となる。本発明は有効なエピタキシャル層
の厚さを減ずることなく電界集中の緩和をはかることが
可能なショットキ―バリアダイオ―ドを提供することを
目的とする。
している状態を模式的に示す断面図であり，矢印Ａで示
す角部に電界が集中する。図７はエピタキシャル層の厚
さを一定とし，ガードリングの深さを変化させた時のガ
ードリングの深さとブレークダウン電圧の関係を示すも
ので，ガードリングは或る一定の深さまではブレークダ
ウンに対して有効であるが所定の深さを越える逆効果と
なることを示している。そして，ブレ―クダウン電圧と
順方向抵抗は，一方を良くすれば他方が悪くなるという
相補的な関係となる。本発明は有効なエピタキシャル層
の厚さを減ずることなく電界集中の緩和をはかることが
可能なショットキ―バリアダイオ―ドを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は，１） シリコン基板上にエピタキシャル層を
形成する工程，２） 前記エピタキシャル層上にＳｉＯ
2およびＳｉ3Ｎ4膜を順次積層する工程，３） 前記Ｓ
ｉ3Ｎ4およびＳｉＯ2膜を貫通して窓を設け，前記エピ
タキシャル層の一部を露出する工程，
本発明は，１） シリコン基板上にエピタキシャル層を
形成する工程，２） 前記エピタキシャル層上にＳｉＯ
2およびＳｉ3Ｎ4膜を順次積層する工程，３） 前記Ｓ
ｉ3Ｎ4およびＳｉＯ2膜を貫通して窓を設け，前記エピ
タキシャル層の一部を露出する工程，
【０００７】４） 前記露出したエピタキシャル層の湿
式酸化を行って選択酸化膜を形成する工程，５） 前記
選択酸化膜を除去し，前記エピタキシャル層を露出させ
ると共に凹部を形成する工程，６） 前記凹部にショッ
トキー電極を形成する工程，を含むことを特徴とするも
のである。
式酸化を行って選択酸化膜を形成する工程，５） 前記
選択酸化膜を除去し，前記エピタキシャル層を露出させ
ると共に凹部を形成する工程，６） 前記凹部にショッ
トキー電極を形成する工程，を含むことを特徴とするも
のである。
【０００８】
【作用】シリコン基板上に形成したＳｉＯ2およびＳｉ3
Ｎ4膜に窓を設け湿式酸化を行って選択酸化膜を形成す
ると，選択酸化膜の底部から基板表面に向かってなだら
かな曲面が形成される。その曲面にショットキー電極を
形成するので電界集中が緩和される。
Ｎ4膜に窓を設け湿式酸化を行って選択酸化膜を形成す
ると，選択酸化膜の底部から基板表面に向かってなだら
かな曲面が形成される。その曲面にショットキー電極を
形成するので電界集中が緩和される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明のショットキーバリアダイオー
ドの製造方法の一実施例を示す概略工程図である。工程
に従って説明する。 工程１（ａ）図参照 シリコン基板１上にエピタキシャル層２を形成し，その
エピタキシャル層２上にＳｉＯ2（１０）及びＳｉ3Ｎ4
（１１）を積層する。 工程２（ｂ）図参照 ダイオードを形成すべき大きさにＳｉＯ2（１０）及び
Ｓｉ3Ｎ4（１１）に窓を開けてエピタキシャル層２を露
出させる。
ドの製造方法の一実施例を示す概略工程図である。工程
に従って説明する。 工程１（ａ）図参照 シリコン基板１上にエピタキシャル層２を形成し，その
エピタキシャル層２上にＳｉＯ2（１０）及びＳｉ3Ｎ4
（１１）を積層する。 工程２（ｂ）図参照 ダイオードを形成すべき大きさにＳｉＯ2（１０）及び
Ｓｉ3Ｎ4（１１）に窓を開けてエピタキシャル層２を露
出させる。
【００１０】工程３（ｃ）図参照 水蒸気を用いた湿式酸化を行って選択酸化膜１５を形成
する。この湿式酸化を行うとＳｉ3Ｎ4のない部分のＳｉ
基板が酸化されてフィールドＳｉＯ2膜が形成される。
この時Ｓｉ3Ｎ4の端部にＳｉＯ2が侵入し選択酸化膜１
５の両端には“バーズビーク（ｂｉｒｄ’ｓ ｂｅａ
ｋ）”と呼ばれる突起部が形成され，この選択酸化膜１
５とエピタキシャル層２の境界には底部から表面に向か
ってなだらかな曲線Ａ部が形成される。
する。この湿式酸化を行うとＳｉ3Ｎ4のない部分のＳｉ
基板が酸化されてフィールドＳｉＯ2膜が形成される。
この時Ｓｉ3Ｎ4の端部にＳｉＯ2が侵入し選択酸化膜１
５の両端には“バーズビーク（ｂｉｒｄ’ｓ ｂｅａ
ｋ）”と呼ばれる突起部が形成され，この選択酸化膜１
５とエピタキシャル層２の境界には底部から表面に向か
ってなだらかな曲線Ａ部が形成される。
【００１１】工程４（ｄ）図参照 工程１で形成したＳｉＯ2（１０）及びＳｉ3Ｎ4（１
１）を除去する。 工程５（ｅ）図参照 選択酸化膜１５を除去する。その結果エピタキシャル層
２上に凹部１６が形成される。 工程６（ｆ）図参照 絶縁膜４を形成しショットキー電極を形成すべき位置の
窓開けを行う。 工程７（ｇ）図参照 ショットキー電極５を形成する。
１）を除去する。 工程５（ｅ）図参照 選択酸化膜１５を除去する。その結果エピタキシャル層
２上に凹部１６が形成される。 工程６（ｆ）図参照 絶縁膜４を形成しショットキー電極を形成すべき位置の
窓開けを行う。 工程７（ｇ）図参照 ショットキー電極５を形成する。
【００１２】図２は上記工程３の選択酸化膜１５を形成
する際のＳｉＯ2（１０）の厚さとバーズビーク長の関
係を示すものであり，１０００℃で湿式酸化を行った場
合を示している。図３はバーズビークの発生を抑制する
工夫を施した状態を示す図である。この例では窓の側面
に第２のＳｉ3Ｎ4（１１’）を形成することにより，一
定の範囲内に選択酸化膜１５を形成することが可能であ
る。なお，上記湿式酸化によりバーズビークを形成し，
同一基板上に形成した他の素子との分離を図る技術は公
知であるが，本発明ではこの選択酸化の際に基板との境
界に形成されるなだらかな曲線に着目したものであり，
このなだらかな曲線を利用して電界の集中を避ける構成
としている。
する際のＳｉＯ2（１０）の厚さとバーズビーク長の関
係を示すものであり，１０００℃で湿式酸化を行った場
合を示している。図３はバーズビークの発生を抑制する
工夫を施した状態を示す図である。この例では窓の側面
に第２のＳｉ3Ｎ4（１１’）を形成することにより，一
定の範囲内に選択酸化膜１５を形成することが可能であ
る。なお，上記湿式酸化によりバーズビークを形成し，
同一基板上に形成した他の素子との分離を図る技術は公
知であるが，本発明ではこの選択酸化の際に基板との境
界に形成されるなだらかな曲線に着目したものであり，
このなだらかな曲線を利用して電界の集中を避ける構成
としている。
【００１３】図４は上記工程により形成したショットキ
ーバリアダイオードの要部拡大断面図を示すものであ
る。ショットキー界面であるＣの部分の端部はなだらか
な半径Ｒを有しているのでＡ部では電界集中が起こりに
くい構造となっており，Ｂ部はＡ部よりＲが小さくなる
がこの部分はＡ部に比較して高い所に位置しているので
電界集中がＡ部以上に強くなることはない。従って本発
明によれば従来必要としたガードリングのないショット
キーバリアダイオードを実現することができる。
ーバリアダイオードの要部拡大断面図を示すものであ
る。ショットキー界面であるＣの部分の端部はなだらか
な半径Ｒを有しているのでＡ部では電界集中が起こりに
くい構造となっており，Ｂ部はＡ部よりＲが小さくなる
がこの部分はＡ部に比較して高い所に位置しているので
電界集中がＡ部以上に強くなることはない。従って本発
明によれば従来必要としたガードリングのないショット
キーバリアダイオードを実現することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した様
に，本発明のショットキ−バリアダイオ―ドの製造方法
によれば．選択酸化の際に基板との境界に形成されるな
だらかな曲線に着目し，このなだらかな曲線を利用して
電界の集中を避ける構成とすることが出来るので，有効
なエピタキシャル層の厚さを減ずることなく電界集中の
緩和をはかることが可能なショットキ―バリアダイオ―
ドを実現することができる。
に，本発明のショットキ−バリアダイオ―ドの製造方法
によれば．選択酸化の際に基板との境界に形成されるな
だらかな曲線に着目し，このなだらかな曲線を利用して
電界の集中を避ける構成とすることが出来るので，有効
なエピタキシャル層の厚さを減ずることなく電界集中の
緩和をはかることが可能なショットキ―バリアダイオ―
ドを実現することができる。
【図１】本発明のショットキ―バリアダイオ―ドの製造
方法の一実施例を示す概略製作工程の断面図である。
方法の一実施例を示す概略製作工程の断面図である。
【図２】選択酸化膜を形成する際のＳｉＯ2の厚さとバ
ーズビーク長の関係を示す図である。
ーズビーク長の関係を示す図である。
【図３】バーズビークの発生を抑制する工夫を施した状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図４】図１の要部拡大断面図である。
【図５】従来のショットキ―バリアダイオ―ドの一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図６】ガードリングの底部に電界が集中している状態
を模式的に示す断面図である。
を模式的に示す断面図である。
【図７】エピタキシャル層の厚さを一定とし，ガードリ
ングの深さを変化させた時のガードリングの深さとブレ
ークダウン電圧の関係を示す図である。
ングの深さを変化させた時のガードリングの深さとブレ
ークダウン電圧の関係を示す図である。
１ 基板 ２ エピタキシャル層 ３ ガ―ドリング ４ 絶縁膜 ５ ショットキ―電極 ６ オ―ミック電極 １５ 選択酸化膜
Claims (1)
- 【請求項１】１） シリコン基板上にエピタキシャル層
を形成する工程， ２） 前記エピタキシャル層上にＳｉＯ2およびＳｉ3Ｎ
4膜を順次積層する工程， ３） 前記Ｓｉ3Ｎ4およびＳｉＯ2膜を貫通して窓を設
け，前記エピタキシャル層の一部を露出する工程， ４） 前記露出したエピタキシャル層の湿式酸化を行っ
て選択酸化膜を形成する工程， ５） 前記選択酸化膜を除去し，前記エピタキシャル層
を露出させると共に凹部を形成する工程， ６） 前記凹部にショットキー電極を形成する工程， を含むことを特徴とするショットキ―バリアダイオ―ド
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2675092A JPH05226639A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | ショットキ―バリアダイオ―ドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2675092A JPH05226639A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | ショットキ―バリアダイオ―ドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226639A true JPH05226639A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12201970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2675092A Pending JPH05226639A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | ショットキ―バリアダイオ―ドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05226639A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012256670A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Advanced Power Device Research Association | ショットキーダイオードおよびｐｎダイオード |
-
1992
- 1992-02-13 JP JP2675092A patent/JPH05226639A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012256670A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Advanced Power Device Research Association | ショットキーダイオードおよびｐｎダイオード |
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