JPH065842A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH065842A
JPH065842A JP15708392A JP15708392A JPH065842A JP H065842 A JPH065842 A JP H065842A JP 15708392 A JP15708392 A JP 15708392A JP 15708392 A JP15708392 A JP 15708392A JP H065842 A JPH065842 A JP H065842A
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electrode
contact
semiconductor layer
peripheral edge
semiconductor substrate
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Masatoshi Kokubu
政利 国分
Kazunori Nishizono
和則 西薗
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ショットキバリアダイオード(以
下、SBDと称す。)を有する半導体装置に関し、電流
分布を均一にすることによりアノード/カソード間の直
列抵抗を低減することが可能なSBDを有する半導体装
置の提供を目的とする。 【構成】少なくとも表層が一導電型となっている半導体
基体11と、該半導体基体11と接触して該半導体基体
11との間でショットキ接合が形成されているドーナツ
状の第1の電極18と、該第1の電極18の外側周縁部
を取り囲むように形成され、かつ前記半導体基体11と
接触して該半導体基体11との間でオーミックコンタク
トが形成されている第2の電極19と、前記第1の電極
18の内側周縁部の内側に形成され、かつ前記半導体基
体11と接触して該半導体基体11との間でオーミック
コンタクトが形成されている第3の電極20とを含み構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (目次) ・産業上の利用分野 ・従来の技術(図5) ・発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例(図1〜図4) ・発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、更
に詳しく言えば、ショットキバリアダイオードを有する
半導体装置に関する。
【0003】
【従来の技術】ショットキバリアダイオード(以下、S
BDと称す。)は、立ち上がり電圧が小さく、かつ多数
キャリア素子であるためスピードが速い。このため、損
失の少ない、高効率の電源整流回路等の整流素子として
用いられることが多い。近年、部品点数の削減のため、
リニアICにこのようなSBDからなる電源整流回路を
組み込んだものが作成されるようになった。この場合で
も、高効率を保持することが望まれている。
【0004】図5(a),(b)は、従来例の、リニア
IC等に組み込まれた電源整流回路のSBDについて説
明する図で、図5(a)は平面図、図5(b)は図5
(a)のA−A線断面図である。
【0005】図5(a),(b)において、1はシリコ
ン基板、2はシリコン基板1表面に選択的に形成された
フィールド絶縁膜で、SBDのショットキ接合7を形成
する方形状の領域3a、及び、この方形状の領域3aを
囲む環状の領域3bにはフィールド絶縁膜が形成されて
いない。但し、環状の領域3bであって、アノード電極
5aと一体的に形成された配線6aの通過する領域に
は、フィールド絶縁膜2が形成されている。4は前記環
状の領域のシリコン基板1内に高濃度のn型不純物を導
入して形成されたコンタクト領域層で、前記方形状の領
域3aの外側周縁部を取り囲むように、かつ配線6aの
通過する領域においても切れ目無く形成されている。
【0006】5aはチタン(Ti)膜/アルミニウム
(Al)膜の2層の導電体膜からなり、方形状の領域3
aのシリコン基板1と接触してTi/シリコンのショッ
トキ接合を形成しているアノード電極で、他のSBD等
と接続するための配線6aが一体的に形成されている。
5bは環状の領域3bのコンタクト領域層4と接続し、
前記方形状の領域3aの外側周縁部を取り囲むように形
成されたカソード電極で、他のSBD等と接続するため
の配線6bが一体的に形成されている。なお、カソード
電極5bは前記配線6aと同層となるので、前記配線6
aの通過する領域には形成されておらず、この領域で途
切れている。
【0007】このようなSBDは、次のように動作す
る。即ち、アノード電極5aに正の電圧が印加され、カ
ソード電極5bに負の電圧が印加されたとき、アノード
電極5a/ショットキ接合7/シリコン基板1/コンタ
クト領域層4/カソード電極5bという経路で電流が流
れる。また、逆の極性で電圧が印加されると、ショット
キ接合7の障壁により電流は流れない。これにより、整
流動作が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のSB
Dにおいては、流すべき電流が大きくなる場合、アノー
ド電極の面積を大きくすることにより対応している。し
かし、アノード電極の中央部からカソード電極に至る電
流の経路はアノード電極の周辺部からカソード電極に至
る電流の経路と比較して長くなるため、アノード電極の
周辺部と中央部とでカソード電極との間の直列抵抗が異
なってくる。従って、電流分布が不均一になるととも
に、直列抵抗があまり下がらなくなってしまう。このた
め、アノード電極の面積の増加の割に流すべき電流が増
やせないことになる。
【0009】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
て創作されたものであり、電流分布を均一にすることに
よりアノード/カソード間の直列抵抗を低減することが
可能なSBDを有する半導体装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第1に、一
導電型の半導体層と、該半導体層と接触して該半導体層
との間でショットキ接合が形成されている環状の第1の
電極と、該第1の電極の外側周縁部を取り囲むように形
成され、かつ前記半導体層と接触して該半導体層との間
でオーミックコンタクトが形成されている第2の電極
と、前記第1の電極の内側周縁部の内側に形成され、か
つ前記半導体層と接触して該半導体層との間でオーミッ
クコンタクトが形成されているとともに該第2の電極と
電気的に接続される第3の電極とを有する半導体装置に
よって達成され、第2に、前記半導体層は、反対導電型
の半導体基板上に形成されてなることを特徴とする第1
の発明に記載の半導体装置によって達成され、第3に、
前記環状の第1の電極と前記半導体層との接触部であっ
て、前記第1の電極の外側周縁部の接触部及び内側周縁
部の接触部の、前記一導電型を有する半導体層に反対導
電型領域層が選択的に形成されていることを特徴とする
第1又は第2の発明に記載の半導体装置によって達成さ
れる。
【0011】
【作 用】本発明の半導体装置においては、従来と同様
に第1の電極を取り囲むように第2の電極を形成すると
ともに、従来と異なり第1の電極の形状を、例えば外側
周縁部が円形状、又は多角形状を有するドーナツ状と
し、かつ従来の第1の電極形成領域の中央部に相当する
領域に第3の電極を形成している。
【0012】従って、例えばアノード電極としての第1
の電極から流入した電流は、第1の電極の外側周縁部を
取り囲むカソード電極としての第2の電極と、第1の電
極の内側周縁部よりも内側に存在するカソード電極とし
ての第3の電極とに分散して流れるようになる。これに
より、従来の場合と比較して、電流の分布が均一化され
るため、第1の電極/第2及び第3の電極間、即ちアノ
ード/カソード間の直列抵抗を低減することができる。
なお、電流の平均化による直列抵抗の低減は、第3の電
極を形成するために第1の電極の面積を減らした分を十
分に補うことができる。
【0013】また、一導電型を有する半導体層は、反対
導電型の半導体基板上に形成されているので、半導体層
にSBDを形成し、かつ反対導電型領域層等を形成して
素子形成と素子分離とを行うことができる。これによ
り、SBDを含む半導体集積回路装置等の作成が可能と
なる。
【0014】更に、第1の電極の外側周縁部の接触部及
び内側周縁部の接触部の、一導電型を有する半導体層に
反対導電型領域層が選択的に形成されている。従って、
電界の集中し易い、第1の電極のショットキ接合の周縁
部が動作しないように反対導電型領域層により保護され
るので、逆方向のリーク電流を低減し、かつ逆方向の耐
圧を向上することができる。
【0015】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図1(a),(b)は、本発明の第1
の実施例のSBDを含む半導体装置についての説明図
で、例えばリニアICの電源整流回路を構成するSBD
のうちの1つのSBDとその周辺部を示すものである。
図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のB−B
線断面図である。
【0016】図1(a),(b)において、11はn型
のシリコン基板(半導体層)、12は熱酸化により選択
的に形成されたシリコン酸化膜からなるフィールド絶縁
膜で、外側周縁部が方形状となっているドーナツ状の、
アノード電極(第1の電極)18のショットキ接合の形
成領域13a,アノード電極18の外側周縁部を取り囲む
ように形成される第1のカソード電極(第2の電極)1
9のオーミックコンタクトの形成領域14、及びアノー
ド電極18の内側周縁部の内側に形成される第2のカソ
ード電極(第3の電極)20のオーミックコンタクトの
形成領域15を除く領域に形成されている。
【0017】また、16,17はそれぞれ第1のカソー
ド電極19及び第2のカソード電極20と接触するシリ
コン基板11の表層に形成された帯状のn+型のコンタ
クト領域層で、外側周縁部が方形状となっている環状の
アノード電極18の外側周縁部から適当な間隔をおい
て、かつ該外側周縁部に沿って、切れ目無く形成されて
いる。
【0018】18は膜厚1500〜3000Åのチタン膜(Ti
膜)/膜厚5000〜10000 Åのアルミニウム膜(Al膜)
の2層の導電体膜からなり、外側周縁部が140 ×140 μ
mの方形状を有し、かつ内側周縁部が50×50の方形
状を有する環状のアノード電極で、下層のTi膜がシリ
コン基板11と接触し、その接触面においてシリコン基
板11との間でショットキ接合が形成されている。ま
た、アノード電極18と一体的に形成された幅約80μ
mの配線21を有し、フィールド絶縁膜12上に引き出
されて図示しない他のSBD等に接続されている。
【0019】19はアノード電極18の外側周縁部を取
り囲むように形成されている、幅約30μm,膜厚5000
〜10000 Åの帯状のAl膜からなる第1のカソード電極
で、シリコン基板11に形成されたコンタクト領域層1
6と接触し、その接触面においてシリコン基板11との
間でオーミックコンタクトが形成されている。また、外
側周縁部が方形状となっている環状のアノード電極18
の外側周縁部から適当な間隔をおいて、かつ該外側周縁
部に沿って形成されている。なお、第1のカソード電極
19は、アノード電極18の配線21の通過する領域に
は形成されておらず、途切れている。更に、第1のカソ
ード電極19と一体的に形成された幅約80μmの配線
22を有し、フィールド絶縁膜12上に引き出されて図
示しない他のSBD等に接続されている。
【0020】20はアノード電極18の内側周縁部の内
側に形成されている40×40μmの方形状を有する、
膜厚5000〜10000 ÅのAl膜からなる第2のカソード電
極で、シリコン基板11に形成されたコンタクト領域層
17と接触し、その接触面においてシリコン基板11と
の間でオーミックコンタクトが形成されている。
【0021】23は、全面に形成された膜厚5000〜1000
0 Åのシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜で、第1のカ
ソード電極19上及び第2のカソード電極20上にそれ
ぞれ開口部24,25が形成されている。
【0022】26は、層間絶縁膜23上を配線され、層
間絶縁膜23の開口部24,25を介して第1のカソー
ド電極19と第2のカソード電極20との間を接続して
いる配線である。
【0023】以上のように、本発明の第1の実施例のS
BDを有する半導体装置においては、従来と同様にアノ
ード電極18を取り囲むように第1のカソード電極19
を形成するとともに、従来と異なりアノード電極18の
形状を環状とし、かつ従来のアノード電極18形成領域
の中央部に相当する領域に第2のカソード電極20を形
成している。
【0024】従って、例えばアノード電極18から流入
した電流は、アノード電極18の外側周縁部を取り囲む
第1のカソード電極19と、アノード電極18の内側周
縁部よりも内側に存在する第2のカソード電極20とに
分散して流れるようになる。これにより、従来と比較し
て、電流の分布が均一化されるため、アノード/カソー
ド間の直列抵抗を低減することができる。なお、電流の
平均化による直列抵抗の低減は、第2のカソード電極2
0を形成するためにアノード電極18の面積を減らした
分を十分に補うことができる。
【0025】なお、第1の実施例では、アノード電極1
8が方形の環状を有しているが、第2の実施例の上面図
である図2(a)、及び図2(a)のC−C線断面図で
ある図2(b)に示すように、アノード電極(第1の電
極)18aが円形の環状を有していてもよい。なお、この
ような形状の変化に伴い、アノード電極18aの外側周縁
部を取り囲む第1のカソード電極(第2の電極)19aの
形状及びアノード電極18aの内側周縁部の内側の第2の
カソード電極(第3の電極)20aの形状がアノード電極
18aに対応するように円形状になっている。図2
(a),(b)の符号のうち、図1(a),(b)に示
す数字と同じ数字で示すものは、図1(a),(b)で
示すものに対応するものを示す。
【0026】また、図1(b)に示すように、アノード
電極18と第1のカソード電極19が同一平面状に形成
されているので、アノード電極18の配線21の形成領
域で第1のカソード電極19が途切れているが、第3の
実施例の上面図である図3(a)、及び図3(a)のD
−D線断面図である図3(b)に示すように、アノード
電極18bの配線21bと第1のカソード電極19bとを多層
化することにより、配線21bと第1のカソード電極19b
とを層間絶縁膜23bを挟んで交差させ、配線21bの形成
領域でも第1のカソード電極19bが途切れないようにす
ることもできる。図3(a),(b)において、27は
アノード電極18bと配線21bとを接続する層間絶縁膜23
bの開口部、その他の符号については、図1(a),
(b)に示す数字と同じ数字で示すものは、図1
(a),(b)で示すものに対応するものを示す。
【0027】更に、半導体層として、n型のシリコン基
板11を用いているが、第4の実施例の断面図である図
4(a)に示すように、p型のシリコン基板(半導体基
板)28上に、例えばエピタキシャル成長により形成さ
れたn型のシリコン層(半導体層)29を用いてもよ
い。これにより、シリコン層29にSBDを形成し、か
つp型領域層等を形成して素子形成と素子分離とを行う
ことができ、このため、SBDを含む半導体集積回路装
置等の作成が可能となる。なお、図4(a)の符号のう
ち、図1(a),(b)に示す数字と同じ数字で示すも
のは、図1(a),(b)で示すものに対応するものを
示す。
【0028】また、第5の実施例の断面図である図4
(b)に示すように、環状のアノード電極(第1の電
極)18dとシリコン基板(半導体層)11cとの接触部で
あって、アノード電極18dの外側周縁部の接触部及び内
側周縁部の接触部に、n型のシリコン基板11cにp型領
域層(反対導電型領域層)30a,30bを選択的に形成す
ることもできる。従って、電界の集中し易い、アノード
電極18dのショットキ接合の周縁部が動作しないように
p型領域層30a,30bにより保護されるので、逆方向の
リーク電流を低減し、かつ逆方向の耐圧を向上すること
ができる。なお、図4(b)の符号のうち、図1
(a),(b)に示す数字と同じ数字で示すものは、図
1(a),(b)で示すものに対応するものを示す。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置にお
いては、従来と同様に第1の電極を取り囲むように第2
の電極を形成するとともに、従来と異なり第1の電極の
形状を環状とし、かつ第1の電極の内側周縁部よりも内
側、即ち従来の第1の電極形成領域の中央部に相当する
領域に第3の電極を形成している。
【0030】これにより、第1の電極/第2及び第3の
電極間、即ちアノード/カソード間に電流を流す場合、
従来と比較して、電流の分布が均一化されるため、アノ
ード/カソード間の直列抵抗を低減することができる。
【0031】また、一導電型の半導体層は、反対導電型
の半導体基板上に形成されてなるので、SBDを含む半
導体集積回路装置等の作成が可能となる。更に、第1の
電極の外側周縁部の接触部及び内側周縁部の接触部の、
一導電型を有する半導体層に反対導電型領域層が選択的
に形成されているので、電界の集中し易い、第1の電極
のショットキ接合の周縁部が動作しないように反対導電
型領域層により保護され、これにより、逆方向のリーク
電流を低減し、かつ逆方向の耐圧を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のSBDを有する半導体
装置の説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例のSBDを有する半導体
装置の説明図である。
【図3】本発明の第3の実施例のSBDを有する半導体
装置の説明図である。
【図4】本発明の第4及び第5の実施例のSBDを有す
る半導体装置について説明する断面図である。
【図5】従来例のSBDを有する半導体装置の説明図で
ある。
【符号の説明】
11,11a〜11c シリコン基板(半導体層)、 12,12a〜12d フィールド絶縁膜、 13,13a〜13d ショットキ接合の形成領域、 14,14a〜14d,15,15a〜15d オーミックコン
タクトの形成領域、 16,16a〜16d,17,17a〜17d コンタクト領域
層、 18,18a〜18d アノード電極(第1の電極)、 19,19a〜19d 第1のカソード電極(第2の電
極)、 20,20a〜20d 第2のカソード電極(第3の電
極)、 21,21a〜21d,22,22a〜22d,26,26a〜26
d 配線、 23,23a〜23d 層間絶縁膜、 24,24a〜24d,25,25a〜25d,27 開口部、 28 シリコン基板(半導体基板)、 29 シリコン層(半導体層)、 30a,30b p型領域層(反対導電型領域層)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体層と、該半導体層と接
    触して該半導体層との間でショットキ接合が形成されて
    いる環状の第1の電極と、該第1の電極の外側周縁部を
    取り囲むように形成され、かつ前記半導体層と接触して
    該半導体層との間でオーミックコンタクトが形成されて
    いる第2の電極と、前記第1の電極の内側周縁部の内側
    に形成され、かつ前記半導体層と接触して該半導体層と
    の間でオーミックコンタクトが形成されているとともに
    該第2の電極と電気的に接続される第3の電極とを有す
    る半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体層は、反対導電型の半導体基
    板上に形成されてなることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記環状の第1の電極と前記半導体層と
    の接触部であって、前記第1の電極の外側周縁部の接触
    部及び内側周縁部の接触部の、前記一導電型を有する半
    導体層に反対導電型領域層が選択的に形成されているこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体装
    置。
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