JPH0618272B2 - 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、高耐圧のシヨツトキバリア半導体装置に関す
る。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

シヨツトキバリアダイオードは、高速応答性（高速スイ
ツチング特性）の良さ及び低損失である利点を生かし
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
バリアの周辺での耐圧）がバルク耐圧（シヨツトキバリ
アの中央部での耐圧）に比べて低下する現象が著しく、
高耐圧化が難しいという問題を有する。

この問題を解決するためにフイールドプレートを設ける
こと、又はガードリングを設けることは、例えば米国の
エス・エム・ジイー著の「フイズイクス オブ セミコ
ンダクタ デバイス」第２版等で知られている。また、
フイールドプレートとガードリングの両方を使用するこ
とも既に行われている。

フイールドプレート構造のシヨツトキバリアダイオード
は、ｎ⁺形半導体領域と、この上に形成されたｎ形半導
体領域と、このｎ形半導体領域の上に形成されたシヨツ
トキバリア形成可能な金属電極（以下バリア金属電極又
はバリア電極と呼ぶ）と、ｎ形半導体領域上にバリア金
属電極を包囲するように形成された絶縁層と、この絶縁
層上に設けられ且つバリア金属電極に接続されたフイー
ルドプレートと、ｎ⁺形半導体領域に接続されたオーミ
ツク電極とから成る。バリア金属電極とオーミツク電極
との間に逆電圧を印加すると、バリア金属電極とｎ形半
導体領域との間に空乏層が生じると共に、フイールドプ
レートの下部のｎ形半導体領域にもフイールドプレート
の電界効果によつて空乏層が発生し、バリア金属電極の
周辺部に電界が集中することが緩和され、シヨツトキバ
リアの周辺耐圧が向上する。しかし、電界の集中を良好
に緩和し、大幅に耐圧を向上させることは実際上困難で
あつた。

一方、ガードリング構造のシヨツトキバリアダイオード
は、平面的に見てバリア金属電極の周辺に接続されると
ともにバリア金属電極を囲むように配置されたｐ⁺形半
導体領域から成るガードリングを有する。ガードリング
のｐ⁺形半導体領域はｎ型半導体領域とｐｎ接合を形成
し、このｐｎ接合に逆電圧が印加されると、シヨツトキ
バリアの周辺よりも効果的に空乏層が広がる。この結
果、バリア金属電極の周辺耐圧を向上させることができ
る。しかし、シヨツトキバリアダイオードとｐｎ接合ダ
イオードとを並列配置した構造になるため、順電圧を印
加して順電流を流したときにｐｎ接合部分において少数
キヤリアの注入が発生し、シヨツトキバリアダイオード
の特長の１つである高速応答性が低下する。又、ガード
リングとフイールドプレートとの組み合せ構造も広く利
用されているけれども、大幅な高耐圧化は困難である。

上述のような問題点を解決するためにショツトキバリア
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、テーパを有する抵抗層を作ることに困難を伴な
う。また、上記特許公報には抵抗層の外周端でのブレー
クダウンに基づく逆電流を減少させるための技術が開示
されていない。

そこで、本発明の目的は耐圧向上を容易に達成すること
ができ、且つ抵抗層の外周端でのブレークダウンに基づ
く逆電流を減少させることができるショットキバリア半
導体装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バリア
電極と、前記バリア電極を包囲するように前記半導体領
域上に配置され、且つ前記バリア電極に電気的に接続さ
れ、且つ前記バリア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第１の薄層と、
前記第１の薄層の上に配置され、且つ前記バリア電極よ
りは大きいが、前記第１の薄層よりは小さいシート抵抗
を有し、且つ前記バリア電極に電気的に接続された第２
の薄層とを備え、前記バリア電極から前記第２の薄層の
外周端までの距離が前記バリア電極から前記第１の薄層
の外周端までの距離よりも短く設定されて前記第２の薄
層の外周端が前記第１の薄層の外周端よりも内側に位置
し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。

［作 用］ 上記発明において、バリア電極と半導体領域との間に逆
電圧が印加された時には、バリア電極と半導体領域との
間のシヨツトキバリアに基づく空乏層と、第１の薄層と
半導体領域との間のシヨツトキバリアに基づく空乏層と
が発生する。第１の薄層はバリア電極を包囲しているの
で、バリア電極に第１の薄層が隣接している場合には両
空乏層が直接に連続し、ガードリングを含む場合には、
これによるｐｎ接合の空乏層を介して連続する。バリア
電極と第１の薄層との両方が半導体領域との間にシヨツ
トキバリアを生成し、且つ第１の薄層が抵抗体であるた
めに薄層の内周側から外周側に向つて電位が徐々に変化
する電位勾配が生じる。この結果、バリア電極の周縁部
に電界が集中しないような空乏層の広がりが得られ、耐
圧が大幅に向上する。

第２の薄層は逆電流を低減する作用を有する。即ち第２
の薄層を設けることによつて第１の薄層先端部近傍で起
るブレークダウン電圧が高くなり、ブレークダウンに基
づいて第１の薄層に流れる逆電流が減少する。

〔第１の実施例〕 本発明の第１の実施例に係わるシヨツトキバリアダイオ
ード及びその製造方法を第１図〜第５図を参照して説明
する。

第１図に示すシヨツトキバリアダイオードを製作する際
には、まず、第２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２１は厚さ３００μｍ、不純物濃度（１〜３）×
１０¹⁸cm^-3のｎ⁺型領域２２上に、厚さ１０〜２０μ
ｍ、不純物濃度（１〜２）×１０¹⁵cm^-3のｎ型領域２３
をエピタキヤル成長させたものである。

次に、第２図(B)に示すようにｎ型ＧaＡsから成るｎ型
領域２３の上面全体にＴi（チタン）薄層２４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１
００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を真空蒸着により形成し、その後３８
０℃、１０秒間の熱処理を行う。

次に、第２図(C)に示すようにフオトエツチングにより
Ａl層２５の一部を除去し、主順電流通路となるシヨツ
トキバリア電極に対応させてＡl層２５ａを残存させ
る。更に、フオトエツチングによりＴi薄層２４をチツ
プの周辺領域から除去し、Ａl層２５ａの下部に位置す
るＴi薄層２４ａとこれを隣接して包囲するTi薄層２４
ｂを残存させる。Ｔi薄層２４ａ、２４ｂはＴi自体は導
体であつても極薄の膜であるため、シート抵抗が２０〜
４００Ω／□の抵抗層となつており、Ａl層２５ａに比
べて桁違いに高い抵抗層である。

次に、空気中で３００℃、３０分間の熱処理を施す。こ
れにより、第２図(D)に示すようにＡl層２５ａに被覆さ
れていないＴi薄層２４ｂは酸化されて第１のチタン酸
化物薄層２７となる。Ａl層２５ａの下部のＴi薄層２４
ａはＡl層２５ａにマスクされているので酸化されな
い。チタン酸化物薄層２７はＴi薄層２４ｂよりも層厚
が増大して概算で７５Å〜３００Åとなつており、ま
た、シート抵抗が約１０００ＭΩ／□という半絶縁性の
高抵抗層となつており、完全な絶縁物と見なせるTiO
₂（２酸化チタン）にからり近い状態となつている。

次に、Ａl層２５ａをエツチングで除去した後、第２図
(E)に示すようにＴi薄層２４ａ、チタン酸化物薄層２
７、ｎ形領域２３の上面にＴi薄層２８を真空蒸着す
る。続いて、Ｔi薄層２８の上面にＡl層２９を真空蒸着
する。Ｔi薄層２８及びＡl層２９の層厚はそれぞれＴi
薄層２４及びＡl層２５の層厚とほぼ等しい。

次に、第２図(F)に示すようにＡl層２９の一部をエツチ
ングで除去し、シヨツトキバリア電極に対応させてＡl
層２９ａを残存させる。更にフオトエツチングによりチ
ツプの周辺領域からＴi薄層２８を除去し、Ａl層２９ａ
の下部に位置するＴi薄層２８ａとこれを隣接して包囲
するＴi薄層２８ｂを残存させる。Ｔi薄層２８ａ、２８
ｂのシート抵抗はＴi薄層２４ａと同じである。続い
て、空気中で２７５℃、２５分間の熱処理を施す。これ
により、第２図(G)に示すようにＡl層２９ａに被覆され
ていないＴi薄層２８ｂは酸化されて第２のチタン酸化
物薄層３０となる。Ａl層２９ａの下部のＴi薄層２８ａ
はＡl層２９ａはマスクされているため酸化されない。
なお、第２のチタン酸化物薄層３０はＴi薄層２８ｂの
層厚よりも増大して７５Å〜３００Åの層厚となつてお
り、第１のチタン酸化物薄層２７とほぼ同じ層厚となつ
ている。第２のチタン酸化物薄層３０は第１のチタン酸
化物薄層２７よりも酸化の程度を弱めてある。したがつ
て、第２のチタン酸化物薄層３０は、約１００ＭΩ／□
のシート抵抗を有し、半絶縁性の高抵抗膜ではあるけれ
ども第１のチタン酸化物薄層２７よりは低抵抗の薄層と
なつている。第１及び第２のチタン酸化物薄層２７、３
０はそれぞれ完全な絶縁物と見なせるTiO₂よりも酸素が
少ないいわゆる酸素プアーなチタン酸化物TiO_x（ｘは２
より小さい数値）になつているものと考えられる。な
お、第２のチタン酸化物薄層３０は第１のチタン酸化物
薄層２７よりも酸素プアーの程度が大きい。

ここで、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、Ａl層２９ａとＡl層２
９ａの下部に位置する２層のＴi薄層２８ａ、２４ａか
ら成る電極をバリア電極又はバリア金属電極３１と呼ぶ
こととする。第３図に示すように２層のチタン酸化物薄
層２７、３０はバリア金属電極３１を包囲するように配
置されている。２層のチタン酸化物薄層２７、３０はバ
リア金属電極３１に隣接しており、バリア金属電極３１
と電気的に接続されている。なお、第２図(G)に示すよ
うに、第１のチタン酸化物薄層２７の外周端と第２のチ
タン酸化物薄層３０の外周端は一致しておらず、第２の
チタン酸化物薄層３０の外周端の方が第１のチタン酸化
物薄層２７の外周端よりもバリア金属電極３１側に位置
する。

続いて、第１図に示すようにチタン酸化物薄層２７、３
０を被覆する絶縁層３２を設けてシヨツトキバリアを有
する半導体チツプ即ち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３２はプラズマＣ
ＶＤ法又は光ＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜が好適
であつた。図示では省略しているが、Ａl層２９ａの上
面には例えば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。

第３図は第２図(G)の状態のチツプの平面図である。こ
の第３図の各部の寸法を例示すると、バリア金属電極３
１の幅ａは約９１０μｍ、第２のチタン酸化物薄層３０
の幅ｂは約１４０μｍ、第１のチタン酸化物薄層２７が
第２のチタン酸化物薄層３０からはみ出している幅ｃは
約１０μｍ、第１のチタン酸化物薄層２７の先端とｎ形
領域２３の端縁との幅ｄは約１５０μｍである。

第４図の曲線Ａは本実施例のシヨツトキバリアダイオー
ドの逆電圧−逆電流特性の１例を示す。このような特性
を示す理由については不明確な点もあるが、次のように
考えられる。シヨツトキバリアダイオードに印加する逆
電圧を零ボルトから徐々に高めていくと、第４図の領域
Ｉに示すようにシヨツトキバリアダイオードには極めて
微少な飽和電流Ｉ_Sが流れる。この飽和電流Ｉ_Sはバリア
金属電極３１に基づく第１のシヨツトキバリアと、第１
のチタン酸化物薄層２７に基づく第２のシヨツトキバリ
アを通つて流れる。逆電圧印加回路はアノード電極とな
るバリア金属電極３１と、カソード電極となるオーミツ
ク電極２６とに接続される。第１及び第２のチタン酸化
物薄層２７、３０には逆電圧印加回路が直接に接続され
ないため、第１及び第２のチタン酸化物薄層２７、３０
を通る電流はバリア金属電極３１に流れ込む。ここで、
第１のチタン酸化物薄層２７は第２のチタン酸化物薄層
３０よりも高抵抗の層となつているため、バリア金属電
極３１に向つて横方向に流れる第２のシヨツトキバリア
の飽和電流Ｉ_Sは主として抵抗の小さい第２のチタン酸
化物薄層３０を流れる。逆電圧をさらに高めて、１００
〜１５０Ｖ程度とすると、第１チタン酸化物薄層２７の
外周縁近傍の複数の微少領域でブレークダウンが起き、
第４図の領域IIに示すように逆電流が階段状に増加す
る。このブレークダウンに伴う逆電流Ｉ₀は、第１のチ
タン酸化物薄層２７の上に第２のチタン酸化物薄層３０
が重なつている部分では主として第１のチタン酸化物薄
層２７よりも低抵抗層となつている第２のチタン酸化物
薄層３０を通つてバリア金属電極３１に流れ込む。従来
のシヨツトキバリアダイオードではこの微小領域でのブ
レークダウンが引き金となつて大きな逆電流Ｉ₀が流れ
るが、本発明に従うシヨツトキバリアダイオードでは大
きな逆電流Ｉ₀が流れない。即ち、第１及び第２のチタ
ン酸化物薄層２７、３０はいずれも高抵抗層であるた
め、第１及び第２のチタン酸化物薄層２７、３０の抵抗
分による電流制限が働き、逆電流Ｉ₀の大きな抑制され
る。

逆電流Ｉ₀が流れることにより、第１のチタン酸化物薄
層２７と第２のチタン酸化物薄層３０には電位勾配が生
じる。ここで、逆電流Ｉ₀は主として第２のチタン酸化
物薄層３０を流れるため、電位勾配は主として第２のチ
タン酸化物薄層３０によつて決定される。領域IIの終り
になると、第１のチタン酸化物薄層２７のバリア金属電
極３１に接する内周側の端部と、バリア金属電極３１か
ら遠い外周側の端部との間の電位差が比較的大きくな
る。この結果、第１のチタン酸化物薄層２７の外周側の
端部とオーミツク電極２６との間の電位差は、印加する
逆電圧を増加させてもあまり増大しなくなる。このた
め、第１のチタン酸化物薄層２７の外周縁での新たなブ
レークダウンは発生しなくなる。しかし、既に第１のチ
タン酸化物薄層２７の外周側にて発生したブレークダウ
ンはそのまま維持され、このブレークダウンに基づく逆
電流Ｉ₀が主として第２のチタン酸化物薄層３０を通つ
て流れ続ける。

領域IIIにおいては、第１のチタン酸化物薄層２７の外
周側での新たなブレークダウンが生じないために、逆電
圧の増加に伴つて逆電流が徐々に増加するものの急増し
ない期間が続くことになる。この期間において、第５図
に模式的に示す空乏層３３がバリア金属電極３１と第１
のチタン酸化物薄層２７の下のｎ形領域２３に生じる。
第１のチタン酸化物薄層２７とｎ⁺形領域２２との間の
電位差は、第１のチタン酸化物薄層２７の内周側の端部
から外周側の端部に向うに従つて小さくなるので、空乏
層３３の広がり（垂直方向の厚さ）も内周側の端部から
外周側の端部に向うに従つて小さくなる。また、バリア
金属電極３１から第１のチタン酸化物薄層２７の外周側
の端部にかけてのｎ形領域２３の表面はシヨツトキバリ
アとして連続している。これ等の結果、電界集中を緩和
することができるなだらかな空乏層３３が得られ、バリ
ア金属電極３１の周縁端での電界集中が緩和されてい
る。

逆電圧が約２５０Ｖになると、バリア金属電極３１の周
縁端とオーミツク電極２６との間に臨界電界強Ｅcritを
越える箇所が生じてブレークダウンが発生する。これに
より、領域IVに示すよう逆電流が急増する。

本実施例のシヨツトキバリアダイオードをスイチング周
波数５００kHzのスイツチングレギユレータの整流ダイ
オードとして使用したところ、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。なお、第１及び第２の
チタン酸化物薄層２７、３０を設けることによるスイツ
チング速度（高速応答性）の低下は認められなかつた。

バリア金属電極３１の外周部を包囲する第１のチタン酸
化物薄層２７に相当するもののみを設けた場合でも高耐
圧化が達成される。しかし、本発明に従つて第１のチタ
ン酸化物薄層２７の上に第２のチタン酸化物薄層３０を
設けると、逆電流レベルの小さいシヨツトキバリアダイ
オードを実現できる。第４図の曲線Ｂに１層のチタン酸
化物薄層により高耐圧化したシヨツトキバリアダイオー
ドの逆電圧−逆電流特性を示す。この曲線Ｂと本実施例
の曲線Ａとからの比較から明らかなように、本実施例の
シヨツトキバリアダイオードの方が逆電流レベルが小さ
いことがわかる。

逆電流レベルが小さくなる理由は必ずしも明らかではな
いが、第４図から２つの現象が読みとれる。１つは、領
域Ｉの比較から明らかなように、曲線Ａの飽和電流Ｉ_S
が曲線Ｂよりも低減していることによるものである。こ
れは、第１のチタン酸化物薄層２７の酸化の度合を強め
たことにより第１のチタン酸化物薄層２７に基づく第２
のシヨツトキバリアのバリアハイトφ_Bが大きくなり、
バリアハイトφ_Bが大きくなる程飽和電流Ｉ_Sが小さくな
るという関係が生じていずものである。もう１つは現象
は、曲線Ａの領域IIが曲線Ｂの領域IIより高圧側にシフ
トしていることによるものである。すなわち、第１のチ
タン酸化物薄層２７の外周縁近傍（第２のチタン酸化物
薄層３０の外周縁から第１のチタン酸化物薄層２７の外
周縁にかけての領域を総称している）における耐圧が向
上している。したがつて、上述の微少領域でのブレーク
ダウンが生じたとき、印加逆電圧が同一レベルで比較す
ると、第１のチタン酸化物薄層２７の外周縁近傍での耐
圧が高くなる分、第１及び第２のチタン酸化物薄層２
７、３０の内周端と外周端の間の電位差が小さくなる。
この電位差が小さいと、第２のチタン酸化物薄層３０の
シート抵抗は第４図曲線Ｂの場合と同等になつているの
で、領域IIIにおける逆電流I₀が小さくなる。

本実施例の他の効果を要約すると以下のとおりである。

(1)従来のガードリングを有するシヨツトキバリアと比
較して高耐圧化でき、且つ高速応答性が良い。

(2)従来の絶縁層を介したフイールドプレートを有する
シヨツトキバリアダイオードと比較して高耐圧が得ら
れ、且つ特性の熱的不安定性が解消されている。

(3)Ａl層２９ａの直下に設けたＴi薄層２４ａ、２８ａ
の延在部であるＴi薄層２４ｂ、２８ｂを酸化させてチ
タン酸化物薄層２７、３０を得るので、目的とするチタ
ン酸化物薄層２７、３０を容易に得ることができる。ま
た、バリア金属電極３１とチタン酸化物薄層２７、３０
の電気的接続を容易且つ確実に達成できる。

〔第２の実施例〕 次に、第６図に示す本発明の第２の実施例に係わるシヨ
ツトキバリアダイオードを説明する。但し、第１図と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。

第６図のシヨツトキバリアダイオードは、第１の実施例
のシヨツトキバリアダイオードと同様にバリア金属電極
３１の外周に２層のチタン酸化物薄層２７、３０がリン
グ状に配置されており、逆電流レベルの小さい高耐圧の
シヨツトキバリアダイオードを実現している。さらに、
第６図のシヨツトキバリアダイオードはバリア金属電極
３１が中央に配置された大きな厚みの第１のバリア金属
電極３１ａと、第１のバリア金属電極３１ａを包囲して
配置された肉薄の第２のバリア金属電極３１ｂとから成
る。第１のバリア金属電極３１ａはＡl層２９ａとＡl層
２９ａの下部に位置する２層のＴi薄層２４ａ、２８ａ
から成り、第２のバリア金属電極３１ｂは２層のＴi薄
層２４ｃ、２８ｃから成つている。Ｔi薄層２４ｃ、２
８ｃはそれぞれＴi薄層２４ａ、２８ａの延在部分であ
り、チタン酸化物薄層２７、３０はそれぞれＴi薄層２
４ｃ、２８ｃの延在部分を酸化することで得られてい
る。肉薄の第２のバリア金属電極３１ｂを設けることで
電界集中点と応力集中点を分離することができ、規定耐
圧以下の製品の生じる頻度が少なくなり耐圧歩留りが向
上する。

また、電位勾配を決定する上側のチタン酸化物薄層３０
にはリング状の等電位化用Ｔi薄層３７が設けられてい
る。等電位化用Ｔi薄層３７はＴi薄層を酸化させてチタ
ン酸化物薄層３０を得るさいに、部分的に酸化をせずに
Ｔi薄層をそのまま残存させて得る。リング状の等電位
化用Ｔi薄層３７は導電性が高いので、等電位分布領域
となり得る。この結果、ｎ形領域２３の表面上における
平面的に見た電位分布の不均一性を修正して均一な空乏
層を形成し、耐圧歩留りを向上させることができる。

〔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２７のシート抵抗及びチタン酸化
物薄層３０のシート抵抗は半導体チツプの構造やサイズ
によつて効果的な範囲が変わるが、上側のチタン酸化物
薄層３０のシート抵抗は１０ｋΩ／□〜１０００Ω／
□、望ましくは５０ＭΩ／□〜２００ＭΩ／□に選ぶべ
きである。また、下側のチタン酸化物薄層２７のシート
抵抗は１０ＭΩ／□〜１００００ＭΩ／□、望ましくは
２００ＭΩ／□〜３０００ＭΩ／□に選ぶべきである。

(2)チタン酸化物薄層２７幅ｂ＋ｃを約１０μｍ以上に
することによつて耐圧向上の効果が現われ、３０μｍ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１００
μｍ以上に設計することが一層望ましい。幅ｂ＋ｃを５
００μｍ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＋ｃの上限は
ないが、幅ｂ＋ｃ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ｂ
＋ｃを３０〜５００μｍの範囲にすることが望ましい。

(3)Ｔi薄層２４、２８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、所定のシート抵抗が得られるのであれば制
限はないが、Ｔi薄層２４、２８を熱酸化してチタン酸
化物薄層２７、３０を得るので、酸化温度と酸化時間を
勘案して３００Å以下とすべきである。なお、プラズマ
酸化のような強力な酸化を行うのであれば、この上限は
さらに拡大できる。

(4)Ｔi薄層２４、２８を酸化してチタン酸化物薄層２
７、３０を得るときの酸化温度は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できる。酸化時間はＴi薄
層２４、２８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のが望ましい。

(5)チタン酸化物薄層２７、３０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てもよい。

(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、２８及びチタン酸化物薄層２７、３
０はＩnやＳn等を添加したものであつてもよい。

(7)ｐ⁺形領域から成るガードリングと組合せることもで
きる。第６図の例で説明すれば、Ｔi薄層４２Ｃとチタ
ン酸化物薄層２７の境界部分の下部にｐ⁺形領域を形成
し、第１のバリア金属電極３１ａからは離間させる。こ
うすれば第１のバリア金属電極３１ａよりも高いシート
抵抗を有する第２のバリア金属電極３１ｂの抵抗分によ
つてｐ⁺形領域に順電流が流れることが抑制され、高速
応答性の低下は起こらない。高速応答性が問題にならな
いときは、第１図のバリア金属電極３１の周縁に隣接す
るようにガードリングを形成してもよい。ガードリング
を形成したときは、バリア金属電極によるシヨツトキバ
リアとチタン酸化物薄層によるシヨツトキバリアは、ガ
ードリングのｐｎ接合を介して接続する。

(8)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。

(9)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
面側に設けるプレーナ構造としてもよい。

(10)ｎ形領域２３、ｎ⁺形領域２２をｐ形領域と置き換
えることもできる。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明によれば、逆電流（漏れ電流）の小
さい高耐圧のシヨツトキバリア半導体装置を容易に提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わるシヨツトキバリ
アダイオードを示す断面図、 第２図(A)〜(G)は第１図のシヨツトキバリアダイオード
を製造工程順に示す断面図、 第３図は第２図(G)の状態を示す平面図、 第４図は第１図のシヨツトキバリアダイオード及びチタ
ン酸化物薄層を単層にしたシヨツトキバリアダイオード
の逆電圧−逆電流特性図、 第５図は空乏層を模式的に示すシヨツトキバリアダイオ
ードの一部拡大断面図、 第６図は第２の実施例のシヨツトキバリアダイオードを
示す断面図である。 ２２……ｎ⁺形領域、２３……ｎ形領域、２６……オー
ミツク電極、２７……第１のチタン酸化物薄層、３０…
…第２のチタン酸化物薄層、３１……バリア金属電極。

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バリ
   ア電極と、 前記バリア電極を包囲するように前記半導体領域上に配
   置され、且つ前記バリア電極に電気的に接続され、且つ
   前記バリア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第１の薄層と、 前記第１の薄層の上に配置され、且つ前記バリア電極よ
   りは大きいが、前記第１の薄層よりは小さいシート抵抗
   を有し、且つ前記バリア電極に電気的に接続された第２
   の薄層と を備え、前記バリア電極から前記第２の薄層の外周端ま
   での距離が前記バリア電極から前記第１の薄層の外周端
   までの距離よりも短く設定されて前記第２の薄層の外周
   端が前記第１の薄層の外周端よりも内側に位置している
   ことを特徴とするショットキバリア半導体装置。