JPH0618269B2 - シヨツトキバリア半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の高耐圧ショットキバリア半導体素子を
１つの半導体チツプ内に形成したシヨツトキバリア半導
体装置に関する。

〔従来の技術〕 シヨツトキバリアダイオードは、高速応答性の良さ及び
低損失である利点を生かして、高周波回路等に広く使用
されている。電力用シヨツトキバリアダイオードの主用
途の１つであるＦＣＣ（フオワード・カツプルド・コン
バータ）方式の高周波スイツチングレギユレータの出力
整流平滑回路は、第４図に示すように２つのダイオード
D₁、D₂とインダクタンス素子L₁とコンデンサとから成
る。２つのダイオードD₁、D₂のカソードは共通接続され
ているので、第５図に示すように１チツプ内に２つのダ
イオードD₁、D₂を含むセンタタツプ型シヨツトキバリア
ダイオード装置とすることができる。

第５図における半導体チツプ１は、n⁺形領域２と、ｎ形
領域３と、絶縁膜４と、２つのシヨツトキバリアを形成
する金属電極５、６即ちバリア金属電極と、共通のオー
ミツク電極７と、主なる順電流通路となるシヨツトキバ
リア８、９を有し、更に高耐圧化を図るためのフイール
ドプレート５ａ、６ａと環状p⁺形領域から成るガードリ
ング１０、１１を有する。なお、フイールドプレート５
ａ、６ａはバリア金属電極５、６を絶縁膜４の上に延在
させた部分であり、ガードリング１０、１１はシヨツト
キバリア８、９を環状に囲むように配設されたものであ
る。

第５図の半導体チツプ１におけるバリア金属電極５、６
は、アノードであり、オーミツク電極７は共通カソード
であるので、半導体チツプ１を第４図のダイオードD₁、
D₂として使用することができる。ダイオードD₁、D₂を個
別素子にすることは勿論可能である。しかし、小型化及
び低コスト化を図るためには複合素子に構成することが
有利である。

一層の高耐圧化を図るために第６図に示すように、ガー
ドリング１０、１１とフイールドリミツテイングリング
１２〜１５を組み合せた構造をとることがある。一方の
ダイオードのフイールドリミツテイングリング１２、１
３はガードリング１０を二重に包囲するように形成され
た環状p⁺形領域であり、他方のダイオードのフイールド
リミツテイングリング１４、１５もガードリング１１を
二重に包囲するように形成された環状p⁺形領域である。
なお、要求耐圧が低ければフイールドリミツテイングリ
ングを一重にしてもよいし、逆に要求耐圧が高ければフ
イールドリミツテイングリングを三重以上にしてもよ
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、シヨツトキバリアダイオードは、周辺耐圧
（シヨツトキバリア周辺での耐圧）がバルク耐圧（シヨ
ツトキバリア中央部での耐圧）に比べて著しく小さいた
め、ｐｎ接合素子に比べて高耐圧の素子が得られていな
い。第５図に示す従来例では、代表的な高耐圧化構造で
あるフイールドプレート５ａ、６ａとガードリング１
０、１１を組合せた構造を採用しているが、バルク耐圧
に比べて大幅に低い耐圧しか得ることができないのが実
状で、一層の高耐圧化が望まれている。

一方、第６図に示す構造によれば、設計上の難しさはあ
るものの、最適設計がなされたならば比較的高い耐圧が
得られる。しかし、フイールドリミツテイングリング１
２〜１５の形成領域がかなり広くなることがさけられな
いので、シヨツトキバリア８、９の面積を第５図と同一
にした場合には、第６図の半導体チツプ１の面積が第５
図よりもかなり大きくなる。チツプ面積が増加すると、
１枚の半導体ウエハから取れるチツプの枚数の減少、及
びチツプ内に欠陥が含まれる確率の増大に伴う製造歩留
りの低下が生じ、半導体チツプ１のコストが大幅に上昇
する。

上述のような問題点を解決するために、ショットキバリ
ア電極の周囲に、テーパを有し且つショットキバリア効
果を有する抵抗層を形成することが特公昭４９−４１４
６３号公報に記載されている。この方法によれば、確か
に高耐圧化が可能になる。

しかし、この構造ではショットキバリア電極と抵抗層と
が全く別の材料から成るので、相互の電気的接続を良好
且つ容易に達成することができない。

そこで、本発明の目的は、耐圧特性向上のための抵抗層
とショットキバリア電極との電気的接続を良好に且つ容
易に達成することができるショットキバリア半導体措置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、半導体領域と、前
記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせるこ
とができるように前記半導体領域上に形成された第１の
バリア金属電極と、前記半導体領域との間にショットキ
バリアを生じさせることができるように前記半導体領域
上に形成され、且つ前記第１のバリア金属電極に並置さ
れた第２のバリア金属電極と、前記第１及び第２のバリ
ア金属電極をそれぞれ包囲すると共に前記第１及び第２
のバリア金属電極の相互間の共通部分を前記第１及び第
２のバリア金属電極に基づく第１及び第２のショットキ
バリアの高耐圧化に兼用するように前記半導体領域上に
配置され、且つ前記第１及び第２のバリア金属電極に電
気的に接続され、且つ前記第１及び第２のバリア金属電
極よりも大きなシート抵抗を有し、且つ前記半導体領域
との間にショットキバリアを生じさせることができるよ
うに形成された薄層とを備え、前記第１及び第２のバリ
ア金属電極が前記半導体領域上に形成された第１の金属
層と前記第１の金属層の上に形成された第２の金属層と
をそれぞれ有し、前記薄層は前記第１の金属層と同一の
金属の酸化物層であり且つ前記第１の金属層に電気的に
接続されていることを特徴とするショットキバリア半導
体装置に係わるものである。

［発明の作用及び効果］ 本発明における薄層はショットキバリア形成可能な層で
あるので、バリア金属電極の周辺にも薄層に基づいて空
乏層を形成し、高耐圧化を図ることができる。

また、バリア金属電極が第１及び第２の金属層を有し、
薄層が第１の金属層と同一の金属の酸化物層であるの
で、第１の金属層と薄層との電気的接続を良好且つ容易
に達成することができる。

また、第１及び第２のバリア金属電極の相互間に特別に
絶縁分離領域を設けないで、高耐圧化のための薄層を設
けた構造であるので、高耐圧化構造であるにも拘らず、
半導体チップ面積の増大を抑えることができる。

〔実施例１〕 ２つの高耐圧シヨツトキバリアダイオードD₁、D₂をカソ
ード共通、アノード分離で１つのチツプ内に有する電力
用高耐圧シヨツトキバリアダイオード装置を、その製造
工程に沿つて説明する。

まず、第１図(A)に示すように、GaAs（砒化ガリウム）
から成る半導体基板２１を用意する。この半導体基板２
１は、厚さ約３００μｍ、不純物濃度０．５〜２×１０
¹⁸cm^-3のn⁺形領域２２の上に、厚さ１０〜２０μｍ、不
純物濃度１〜２×１０¹⁵cm^-3のｎ形領域２３をエピタキ
シヤル成長させたものである。なお、図示の都合上第１
図には１個のセンタタツブ型シヨツトキバリアダイオー
ド装置に対応する面積の半導体基板２１が示されている
が、実際には、多数のセンタタツプ型シヨツトキバリア
ダイオード装置を得ることができる大面積の半導体ウエ
ハを使用している。

次に、第１図(B)に示すように、ｎ形GaAsから成るｎ形
領域２３の上面全体Ti（チタン）の薄層２４即ちTi薄膜
を真空蒸着で形成し、更にその上面全体にAl（アルミニ
ウム）層２５を連続して真空蒸着する。Ti薄層２４の厚
さは５０Å〜２００Å（０．００５〜０．０２μｍ）と
極薄である。Al層２５の厚さは約２μｍで、Ti薄層２４
の１００倍以上である。更に、n⁺形領域２２の下面にAu
（金）−Ge（ゲルマニウム）の合金から成るオーミツク
接触の電極２６の真空蒸着により形成し、その後３８０
℃１０秒間の熱処理を行う。

次に、第１図(C)に示すように、フオトエツチングによ
りAl層２５の一部をエツチング除去し、ダイオードD₁、
D₂のそれぞれ主順電流通路となるシヨツトキバリアを形
成すべき領域に対応させてAl層２５ａ、２５ｂを残存さ
せる。更にフオトエツチングにより素子の周辺領域から
Ti薄層２４を除去し、Al層２５ａ、２５ｂの下部にある
Ti薄層２４ａ、２４ｂとこれらを隣接して包囲するTi薄
層２４ｃを残存させる。Ti薄層２４ｃは、Ti自身は導体
であつても極薄の膜であるため、シート抵抗２０〜４０
０Ω／□の抵抗層となつており、Al層２５ａ、２５ｂに
比べれば桁違いに高抵抗である。

次に、空気中で３００℃、５〜３０分間の熱処理を施
す。これにより、第１図(D)に示すように、Al層２５
ａ、２５ｂで被覆されていないTi薄層２４ｃは酸化され
てチタンの酸化物の薄層２８となる。Al層２５ａ、２５
ｂの下部のTi薄層２４ａ、２４ｂは、Al層２５ａ、２５
ｂにマスクされているので酸化されない。AlとTiの両方
ともGaAsとの間にシヨツトキバリアを形成する金属であ
るので、これ等を合せてバリア金属電極２７ａ、２７ｂ
と呼ぶことにする。Ti薄層２４ａ、２４ｂは極く薄い膜
であるので、Ti薄層２４ａ、２４ｂとAl層２５ａ、２５
ｂがシヨツトキバリアの形成にそれぞれどのように関与
しているかは必ずしも明らかではない。なお、シヨツト
キバリアの形成以外の役割としては、Ti薄層２４ａ、２
４ｂは、Al層２５ａ、２５ｂのｎ形領域２３への密着性
の向上に寄与し、更に、バリア金属電極２７ａ、２７ｂ
をリング状に囲むチタン酸化物薄層２８とAl層２５ａ、
２５ｂとの電気的接続に寄与する。バリア金属電極２７
ａ、２７ｂのシート抵抗は１Ω／□以下であることが望
ましく、この実施例では約０．０５Ω／□である。第１
図(D)に示すように、Al層２５ａ、２５ｂを包囲するよ
うに設けられた本発明に従うチタン酸化物薄層２８は、
Ti薄層２４ｂの厚さより増大して概算で７５Å〜３００
Åであり、シード抵抗が５０ＭΩ〜５００ＭΩ／□とい
う半絶縁性の高抵抗層である。即ち、チタン酸化物薄層
２８は、完全な絶縁物と見なせるTiO₂（２酸化チタン）
ではなく、TiO₂よりも酸素が少ない所謂酸素プアーなチ
タン酸化物TiO_x（但し、ｘは２よりも小さい数値）とな
つているものと考えられる。なお、順電流の大部分はバ
リア金属電極２７ａ、２７ｂに基づくシヨツトキバリア
２９、３０を通つて流れる。

次に、第１図(E)に示すように、チタン酸化物薄層２８
の上を絶縁層３１で被覆して２つのシヨツトキバリアダ
イオードD₁、D₂を有する電力用シヨツトキバリアダイオ
ードチツプを完成させる。なお、絶縁層３１は、プラズ
マＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により形成
したシリコン酸化膜から成る。絶縁層３１は、プラズマ
ＣＶＤ又は光ＣＶＤ法で形成したシリコン窒化膜や塗布
法により形成したポリイミド系樹脂膜等に置き換えるこ
ともできるが、プラズマＣＶＤ法又は光ＣＶＤ法により
形成したシリコン酸化膜が好適であつた。図示は省略し
ているが、Al層２５ａ、２５ｂの上面に例えばTi層とAu
層とを順次に設け、これをリード部材に対する接続用電
極とするのが普通である。

前述したように、実際には多数個のセンタタツプ型シヨ
ツトキバリアダイオード装置を含む半導体ウエハを使用
しているので、絶縁層３１の形成後にダイシングマシン
によつて半導体ウエハを切断して第１図(E)に示す１つ
のセンタタツプ型シヨツトキバリアダイオード装置を提
供するための半導体チツプ２１ａを得る。

第２図は第１図(E)から絶縁層３１を取り除いた半導体
チツプ２１ａ即ち第１図(D)の状態における１個のセン
タタツプ型シヨツトキバリアダイオード装置の平面図で
ある。この第２図を参照して各部の寸法を例示すると次
の通りである。平面形状四角形の半導体チツプ２１ａの
縦及び横の幅は２．２ｍｍ、バリア金属電極２７ａ、２
７ｂの横幅ａは６８０μｍ、その縦幅ｂは１５４０μ
ｍ、２つのバリア金属電極２７ａ、２７ｂの対向領域以
外のチタン酸化物薄層２８の幅ｃは１８０μｍ、チタン
酸化物薄層２８と半導体チツプ２１ａの側面の間隔ｄは
１５０μｍ、２つのバリア金属電極２７ａ、２７ｂの相
互間隔ｗ即ちチタン酸化物薄層２８のバリア金属電極２
７ａ、２７ｂの相互間の共通部分の幅は他の部分の幅ｃ
と同じ１８０μｍである。

この電力用シヨツトキバリアダイオード装置では、間隔
ｗの部分のチタン酸化物薄層２８が２つのダイオード
D₁、D₂の高耐圧化に兼用されている。従つて、半導体チ
ツプ２１ａの横幅を、第６図のものに比べて少なくとも
幅ｗは小さくすることができる。これを詳しく説明する
と、第６図でフイールドミツテイングリング１２〜１５
を形成するのに要する幅ｃ′は第２図のチタン酸化物薄
層２８の幅ｃと同程度であるので、ｃ′＝ｃ＝１８０μ
ｍとし、第６図のフイールドリミツテイングリング１
３、１５と半導体チツプ１の側面との間隔ｄ′を第２図
の間隔ｄと同一の１５０μｍとし、フイールドリミツテ
イングリング１３、１５の相互間隔ｅを１００μｍとす
れば、２つのバリア金属電極５、６の主たる順電流通路
となる部分の相互間隔ｗ′はｃ′＋ｅ＋ｃ′＝４６０μ
ｍとなる。従つて、第２図に示す構造にすることによつ
て第６図の構造のものよりも４６０−１８０＝２８０μ
ｍだけ横幅を小さくし、チツプ面積を２８０μｍ×２２
００μｍ≒０．６２mm²（約１３％）だけ低減すること
ができる。

一方、耐圧に関しても著しい改善がなされた。即ち、高
耐圧化の策を施していない場合に耐圧約６０Ｖであつた
ものが、実施例では１８０Ｖ以上の耐圧が得られた。こ
れは、第５図の従来例の耐圧を大きく上回り、第６図の
従来例の耐圧と同等レベルである。実施例のシヨツトキ
バリアダイオードの中には、バルク耐圧に略等しいと考
えられる２５０Ｖの耐圧を示すものもあつた。なお、実
施例において最終的にブレークダウンが起こる箇所は、
バリア金属電極２７ａ、２７ｂの周縁近傍である。

また、実施例のシヨツトキバリアダイオードを、スイツ
チング周波数５００kHzのＦＣＣ方式スイツチングレギ
ユレータの出力整流平滑回路に使用したところ、ノイズ
発生の極めて少ない良好な整流動作が確認された。第５
図、第６図の従来例では、ガードリング１０、１１を設
けたことによつて順方向動作のときにガードリング１
０、１１からの少数キヤリアの注入が起こり、高速応答
性を低下させる。しかし実施例では、ガードリングを設
けていないので上記のような問題も起らず、良好な高速
応答性が得られた。また、第５図の従来例のようなフイ
ールドブレート構造は、フイールドブレート５ａ、６ａ
が絶縁膜４を介して電界効果を及ぼすものであるため、
絶縁膜４の膜質の影響が耐圧特性に直接的に影響し、一
般的に、耐圧特性が熱的に不安定になる。しかし実施例
では、絶縁膜４に相当するものがないので、このような
熱的不安定性は見られなかつた。

また、ガードリング構造及びフイールドリミツテイング
リング構造は、不純物拡散という比較的手のかかる異質
の製造工程をシヨツトキバリアダイオードの製造工程に
追加することになる。その点、実施例ではガードリング
の助けを借りなくても高耐圧が得られるので、第５図、
第６図の従来例より製造工程が簡略である。

このシヨツトキバリアダイオードにおいては、バリア金
属電極２７ａ、２７ｂとｎ形領域２３との間に主たる順
電流通路となるシヨツトキバリア２９、３０が生じるの
みでなく、チタン酸化物薄層２８とｎ形領域２３との間
に補助的なシヨツトキバリア３２が生じる。チタン酸化
物薄層２８とｎ形領域２３との間にシヨツトキバリア３
２が生じることは、シヨツトキバリアダイオードの整流
特性、容易特性、飽和電流特性等によつて確認した。例
えば、チタン酸化物薄層の面積を零から増加すると、飽
和電流I_Sがチタン酸化物薄層の面積とバリア金属電極の
面積との和に略比例して増加する。この比例関係はシヨ
ツトキバリアダイオードの種々の温度において得られる
ことが確認されている。チタン酸化物薄層とバリア金属
電極との和の面積に対して飽和電流I_Sが略比例的に変化
するということは、バリア金属電極と略同一の電流密度
でチタン酸化物薄層に逆電流が流れることを意味する。
この現象は、チタン酸化物薄層がバリア金属層と略同一
のバリアハイトφ_Bを持つシヨツトキバリアを形成して
いることを端的に示している。

実施例のシヨツトキバリアダイオードが高耐圧を示すの
は、次の２つの理由によるものと考えられる。

(1)チタン酸化物薄層２８が、いわゆる高抵抗フイール
ドプレートとして働き、導体フイールドプレートを上回
る高耐圧化効果を発揮している。即ち、ダイオードD₁の
逆電圧、ダイオードD₂に順電圧が加わつているとする
と、チタン酸化物薄層２８に流れる微小逆電流によつて
チタン酸化物薄層２８に横方向に電位勾配が生じ、チタ
ン酸化物薄層２８とn⁺形領域２２との間に加わる逆電圧
は、バリア金属電極２７ａ側からチタン酸化物薄層２８
の外周端に向うに従つて小さくなる。この結果、チタン
酸化物薄層２８の電界効果によつてｎ形領域２３の表面
側に形成される空乏層の広がり（垂直方向の厚さ）も、
チタン酸化物薄層２８の外周端に向かうに従つて小さく
なる。この結果、電界集中が効果的に緩和され、シヨツ
トキバリア２９の周辺耐圧が向上している。

(2)バリア金属電極２７ａ、２７ｂからフイールプレー
トとして働くチタン酸化物薄層２８へのつながりが、ｎ
形領域２３の表面においてシヨツトキバリア２９、３０
からシヨツトキバリア３２への無理のないつながりとな
つている。このため、このつながりの箇所においてブレ
ークダウンが起り易い環境（電界集中点の発生又は臨界
電界強度Ecritの低下した点の発生）が起り難い。

次に、シヨツトキバリア２９と３０の間隔ｗを小さくで
きる理由について説明する。実施例では、間隔ｗの部分
のチタン酸化物薄層２８を２つのダイオードD₁、D₂の高
耐圧化のために共用している。これは第５図、第６図の
従来例ではできない利用の仕方である。ダイオードD₁、
D₂の一方に逆電圧、他方に順電圧が印加されるとバリア
金属電極２７ａと２７ｂの間には上記逆電圧分に略等し
い電圧が印加されるので、バリア金属電極２７ａと２７
ｂの間には間隔ｗの部分のチタン酸化物薄層２８を通つ
て電流が流れる。しかし、チタン酸化物薄層２８が半絶
縁性の高抵抗層であるため、この抵抗分による電流制限
が働き、この電流は逆電圧が印加されている方のダイオ
ードの漏れ電流として十分に許容できるレベルに留ま
り、耐圧低下を持たらすことはない。なお、ダイオード
D₁、D₂の両方に逆電圧が加わつても、間隔ｗの部分のチ
タン酸化物薄層２８が兼用のフイールドプレートとして
働くことに変わりはない。

〔実施例 ２〕 次に、第３図を参照して本発明の実施例２に係わるシヨ
ツトキバリアダイオード装置を説明する。但し、第３図
において、第１図及び第２図と同一の働きをする部分に
は第１図及び第２図と同一の符号を付してその説明を省
略する。

第３図には第１図(E)に対応するシヨツトキバリアダイ
オード装置が横方向に拡張されてその一部のみが示され
ている。実施例１との相違点の１つは、チタン酸化物薄
層２８がAl層２５ａ、２５ｂは直接接続されておらず、
Ti薄層２４ａを隣接包囲するTi薄層２４ｄとTi薄層２４
ｂを隣接包囲するTi薄層２４ｅをそれぞれ介してAl層２
５ａ、２５ｂに接続されていることである。このTi薄層
２４ｄ、２４ｅはチタン酸化物薄層２８を得るための酸
化処理工程の後にフオトエツチングによつてAl層２５
ａ、２５ｂの一部を除去することによつて得る。Ti薄層
２４ｄ、２４ｅはTi薄層２４ａ、２４ｂに連続し、ｎ形
領域２３との間にシヨツトキバリア３３を形成するの
で、便宜上、これもバリア金属電極２７ａ、２７ｂの一
部に含めることにする。但し、Ti薄層２４ｄ、２４ｅは
Al層２５ａ、２５ｂに比べれば高抵抗であるので、主た
る順電流通路となるシヨツトキバリアは、Al層２５ａ、
２５ｂの下部にあるシヨツトキバリア２９、３０のみで
ある。

Ti薄層２４ｄ、２４ｅを設けると、耐圧が更に高くな
る。即ち、Al層２５ａ、２５ｂとｎ形領域２３は互いに
異質の物体であるので、Al層２５ａ、２５ｂを設けたこ
とに基づく応力集中点３４がAl層２５ａ、２５ｂの周縁
の下部に生じる。この応力集中点３４におけるブレーク
ダウンを起す臨界電界強度Ecritは他の部分に比べて低
下している。従つて、この応力集中点３４に電界が集中
すれば更にブレークダウンが生じ易くなる。そこで、こ
の実施例ではTi薄層２４ｄ、２４ｅを設けることによつ
てチタン酸化物薄層２８の内周端を応力集中点３４から
離間させている。第１図の場合にはAl層２５ａ、２５ｂ
とチタン酸化物薄層２８との境界部分の下部に電界が集
中したが、第３図では相対的に導電性の高いTi薄層２４
ｄ、２４ｅと導電性の低いチタン酸化物薄層２８との境
界部分の下部に電界集中点３５が生じる。この様に電界
集中点３５が応力集中点３４から離れることにより、第
１図の構造のシヨツトキバリアダイオードよりもブレー
クダウンが起り難くなり、耐圧が高くなる。

実施例１との相違点の他の１つは、ガードリングとして
働く環状p⁺形領域３６、３７をシヨツトキバリア２９、
３０を囲むように設けることにより、更に高耐圧化を図
つていることである。ダイオードD₁のガードリングとし
て働くp⁺形領域３６は、Ti薄層２４ｄからチタン酸化物
薄層２８にかけての位置（電界集中点３５）に形成し、
Ti薄層２４ａからは離間させている。ダイオードD₂のガ
ードリングとして働くp⁺形領域３７についても同様であ
る。このため、Ti薄層２４ｄ、２４ｅの抵抗分による作
用で順電圧印加時にp⁺形領域３６、３７を通して流れる
順電流は無視でき、少数キヤリアの注入に伴う高速応答
性の低下は防止されている。

なお、実施例１に従来例のような標準的なガードリング
構造を組合わせてもよい。この場合、高速応答性の低下
はまぬがれないが、高耐圧化は達成される。

〔変形例〕

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

(1)チタン酸化物薄層２８のシート抵抗は、半導体チツ
プ構造やサイズによつて効果的な範囲が変わるが、１０
ｋΩ／□〜５０００ＭΩ／□、望ましくは１０ＭΩ／□
〜１０００ＭΩ／□に選ぶべきである。

(2)チタン酸化物薄層２８の幅ｃ、w₂は、約１０μｍ以
上とすることによつて耐圧向上の効果が現われ、３０μ
ｍ以上にすることによつてその効果が顕著になる。しか
し、所定の耐圧が得られる歩留りを高くするためには１
００μｍ以上に設計することが一層望ましい。幅ｃ、w₂
を５００μｍ又はこれよりも大きく設定しても耐圧向上
効果を十分に得ることができる。従つて、幅ｂの上限は
ないが、幅ｃ、w₂を５００μｍ以上にしても耐圧の比例
的増大を期待することができないばかりでなく、半導体
チツプが大型化するという問題が生じる。従つて、幅
ｃ、w₂を３０〜５００μｍの範囲にすることが望まし
い。

(3)第１図(B)のTi薄層２４の膜厚は、膜厚制御、酸化温
度、酸化時間等を勘案して２０Å以上にすべきである。
上限については、上限については、上記所定のシート抵
抗が得られるならば制限はないが、Ti薄膜を熱酸化して
チタン酸化物薄層を形成するときには、酸化温度と酸化
時間を勘案して３００Å以下とすべきである。プラズマ
酸化のような強力な酸化を行うならば、この上限はさら
に拡大できる。

(4)Ti薄層２４ｃを酸化してチタン酸化物薄層２８を得
る時の酸化温度は５００℃以下にすることが望ましく、
Au系の電極を用いる時は３８０℃以下とする。酸化温度
の下限値については、熱酸化法による時では２００℃以
上とするが、プラズマ酸化による時では室温以下の低温
とすることもできる。酸化時間はTi薄層２４の厚さ、酸
化温度、酸化雰囲気によつて変わるが、５秒〜２時間の
範囲に収めることが望ましい。

(5)チタン酸化物薄層２８に対応するものをチタン酸化
物の蒸着やスパツタリングで形成し、Ti薄層２４ｄ、２
４ｅを導電性が比較的高いチタン窒化物層に置き換えて
もよい。チタン窒化物層は、Al層をマスクとしてTi薄層
を窒化することによつて形成し得る。

(6)シート抵抗が高く且つシヨツトキバリアを生成する
薄層としてチタン酸化物薄層が好適であるが、Ta（タン
タル）系材料の酸化物薄層等にすることもできる。ま
た、Ti薄層２４及びチタン酸化物薄層２８はInやSn等を
添加したものであつてもよい。

(7)GaAsの代りにInp （燐化インジウム）等のIII−Ｖ族
化合物やシリコンを使用するシヨツトキバリア半導体装
置にも適用可能である。

(8)集積回路中にシヨツトキバリア半導体装置を形成す
る場合には、ｎ形領域２３を島状に囲むようにn⁺形領域
２２を設けてオーミツク電極２６をｎ形領域２３の表面
側に設けるブレーナ構造にしてもよい。また、３つ以上
のシヨツトキバリアダイオードを１チツプ内に形成する
場ぬにも適用可能である。

(9)ｎ形領域２３、n⁺形領域２２をｐ形領域と置き換え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図(A)〜(E)は本発明の実施例１に係わるシヨツトキ
バリアダイオード装置を製造工程順に第２図のＩ−Ｉ線
に相当する部分で示す断面図、 第２図は第１図(E)のシヨツトキバリアダイオード装置
を絶縁層を取り除いた状態で示す平面図、 第３図は本発明の実施例２に係わるシヨツトキバリアダ
イオード装置の一部を示す断面図、 第４図はセンタタツプ型のシヨツトキバリアダイオード
装置が使用されるスイツチングレギユレータの出力整流
平滑回路を示す回路図、 第５図は従来のセンタタツプ型のシヨツトキバリアダイ
オード装置を示す断面図、 第６図は従来の別のセンタタツプ型のシヨツトキバリア
ダイオード装置を示す断面図である。 ２３……ｎ形領域、２７ａ，２７ｂ……バリア金属電
極、２８……チタン酸化物薄層、２９，３０……シヨツ
トキバリア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体領域と、 前記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせる
   ことができるように前記半導体領域上に形成された第１
   のバリア金属電極と、 前記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせる
   ことができるように前記半導体領域上に形成され、且つ
   前記第１のバリア金属電極に並置された第２のバリア金
   属電極と、 前記第１及び第２のバリア金属電極をそれぞれ包囲する
   と共に前記第１及び第２のバリア金属電極の相互間の共
   通部分を前記第１及び第２のバリア金属電極に基づく第
   １及び第２のショットキバリアの高耐圧化に兼用するよ
   うに前記半導体領域上に配置され、且つ前記第１及び第
   ２のバリア金属電極に電気的に接続され、且つ前記第１
   及び第２のバリア金属電極よりも大きなシート抵抗を有
   し、且つ前記半導体領域との間にショットキバリアを生
   じさせることができるように形成された薄層と を備え、前記第１及び第２のバリア金属電極が前記半導
   体領域上に形成された第１の金属層と前記第１の金属層
   の上に形成された第２の金属層とをそれぞれ有し、 前記薄層は前記第１の金属層と同一の金属の酸化物層で
   あり且つ前記第１の金属層に電気的に接続されているこ
   とを特徴とするショットキバリア半導体装置。