JP2000022177A - ショットキーバリアダイオード - Google Patents
ショットキーバリアダイオードInfo
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコン表面に段差を設けることにより、シ
ョットキー接触面積を増大し、もって順方向電圧VFの
小さなSBD素子を得る。 【解決手段】 基板11上にN―型エピタキシャル層を
形成し、エピタキシャル層12表面に環状のP+ガード
リング領域15を形成する。エピタキシャル層12表面
の酸化膜に開口部14を形成し、開口部14のエピタキ
シャル層12表面に段差18を形成する。開口部14
に、シリコンとのショットキー接触を得るバリア金属層
16を形成し、更に外部電極としてアルミ電極層17を
形成する。バリア金属層18が段差18の側壁と底部で
もシリコンと接触する。
ョットキー接触面積を増大し、もって順方向電圧VFの
小さなSBD素子を得る。 【解決手段】 基板11上にN―型エピタキシャル層を
形成し、エピタキシャル層12表面に環状のP+ガード
リング領域15を形成する。エピタキシャル層12表面
の酸化膜に開口部14を形成し、開口部14のエピタキ
シャル層12表面に段差18を形成する。開口部14
に、シリコンとのショットキー接触を得るバリア金属層
16を形成し、更に外部電極としてアルミ電極層17を
形成する。バリア金属層18が段差18の側壁と底部で
もシリコンと接触する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ショットキーバリ
アダイオード(Schottky Barrier Diode:以下SBD
と称す)に関し、詳しくは、同一面積でより大きな電流
容量を得ることができるSBD素子を得るものである。
アダイオード(Schottky Barrier Diode:以下SBD
と称す)に関し、詳しくは、同一面積でより大きな電流
容量を得ることができるSBD素子を得るものである。
【0002】
【従来の技術】SBDは、半導体層に所定の金属層を接
触させた場合に形成されるショットキー障壁を用いた半
導体素子である。一般のPN接合ダイオードより高速
で、順方向電圧降下が小さいという特性を持つ(例え
ば、特開平5−152562)。
触させた場合に形成されるショットキー障壁を用いた半
導体素子である。一般のPN接合ダイオードより高速
で、順方向電圧降下が小さいという特性を持つ(例え
ば、特開平5−152562)。
【0003】図4を参照して、従来のSBDは、N+型
の半導体基板1の上にN−型のエピタキシャル層2を形
成し、エピタキシャル層2上のシリコン酸化膜3を開口
してシリコン表面を露出し、露出したシリコン表面にバ
リア金属層4を接触させた構成を有している。加えて、
N−型エピタキシャル層2の表面には環状のP+ガード
リング領域5を形成し、バリア金属層3の上をアルミ電
極6で被覆している。
の半導体基板1の上にN−型のエピタキシャル層2を形
成し、エピタキシャル層2上のシリコン酸化膜3を開口
してシリコン表面を露出し、露出したシリコン表面にバ
リア金属層4を接触させた構成を有している。加えて、
N−型エピタキシャル層2の表面には環状のP+ガード
リング領域5を形成し、バリア金属層3の上をアルミ電
極6で被覆している。
【0004】半導体装置を製造する上で、上記のバリア
金属層4としてはニッケル(Ni)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)が好適な材料とされている。各々が
固有の仕事関数ΦBを持つことから、バリア金属層4と
して好適な金属を選択することでSBDの特性(順方向
電圧VF、逆方向電流IR)の大部分を決定することが
できる。これに、エピタキシャル層2の不純物濃度や、
ショットキー接触面の面積等の要素によってSBD素子
のダイオード特性が決定付けられる。
金属層4としてはニッケル(Ni)、チタン(Ti)、
モリブデン(Mo)が好適な材料とされている。各々が
固有の仕事関数ΦBを持つことから、バリア金属層4と
して好適な金属を選択することでSBDの特性(順方向
電圧VF、逆方向電流IR)の大部分を決定することが
できる。これに、エピタキシャル層2の不純物濃度や、
ショットキー接触面の面積等の要素によってSBD素子
のダイオード特性が決定付けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年の低消費電力化の
傾向から、SBD素子には順方向電圧VFを小さくする
事が特に望まれている。順方向電圧VFを小さくする手
法としては、バリア金属層4を仕事関数ΦBの小さいも
のに変更する手法、エピタキシャル層2の不純物濃度を
増大する方法、等があるが、同じ電圧でより大きな電流
を流すことができれば、それは等価的に順方向電流VF
を小さくしたことになる。従って、ショットキー接触面
積を増大する事も有効な手段であるといえる。しかしな
がら、接触面積を増大することは即ちチップ面積を増大
することであって、即コスト高を招くという欠点があっ
た。
傾向から、SBD素子には順方向電圧VFを小さくする
事が特に望まれている。順方向電圧VFを小さくする手
法としては、バリア金属層4を仕事関数ΦBの小さいも
のに変更する手法、エピタキシャル層2の不純物濃度を
増大する方法、等があるが、同じ電圧でより大きな電流
を流すことができれば、それは等価的に順方向電流VF
を小さくしたことになる。従って、ショットキー接触面
積を増大する事も有効な手段であるといえる。しかしな
がら、接触面積を増大することは即ちチップ面積を増大
することであって、即コスト高を招くという欠点があっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる従来の課
題に鑑みなされたもので、シリコン層の表面にショット
キー障壁を形成する金属層を設け、該金属の表面を電極
材料で被覆したたショットキーバリアダイオードにおい
て、前記シリコン層の表面に複数の段差を設けてショッ
トキー接触の面積を増大したことを特徴とするものであ
る。
題に鑑みなされたもので、シリコン層の表面にショット
キー障壁を形成する金属層を設け、該金属の表面を電極
材料で被覆したたショットキーバリアダイオードにおい
て、前記シリコン層の表面に複数の段差を設けてショッ
トキー接触の面積を増大したことを特徴とするものであ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を図
面を参照しながら詳細に説明する。
面を参照しながら詳細に説明する。
【0008】図1は本発明によるSBD素子を示す断面
図である。N+型のシリコン半導体基板11の上に気相
成長法によってN−型のエピタキシャル層12を形成
し、エピタキシャル層12の表面を被覆するシリコン酸
化膜13に開口部14を形成し、開口部14の周端近傍
のエピタキシャル層12表面に環状のP+型ガードリン
グ領域15を形成し、開口部14に露出したエピタキシ
ャル層12の表面にバリア金属層16として例えばチタ
ン(Ti)層を形成し、バリア層16を覆うようにアル
ミ電極17を形成したものである。
図である。N+型のシリコン半導体基板11の上に気相
成長法によってN−型のエピタキシャル層12を形成
し、エピタキシャル層12の表面を被覆するシリコン酸
化膜13に開口部14を形成し、開口部14の周端近傍
のエピタキシャル層12表面に環状のP+型ガードリン
グ領域15を形成し、開口部14に露出したエピタキシ
ャル層12の表面にバリア金属層16として例えばチタ
ン(Ti)層を形成し、バリア層16を覆うようにアル
ミ電極17を形成したものである。
【0009】そして、開口部14に露出するエピタキシ
ャル層12表面には、複数の段差18を設けている。こ
の段差18は、選択酸化法で形成したLOCOS酸化膜
を除去した後のシリコン段差であり、表面から0.5〜
1.0μ程度凹んでいる。他に異方性エッチングによっ
てシリコン表面を削ることにより形成した段差でも良
い。段差18は開口部14の内部に多数個設けており、
島状、ストライプ状等のパターンで描画している。そし
て、バリア金属層16はエピタキシャル層12の平坦面
のみならず、段差18の側壁及び底部にも被着してシリ
コンとのショットキー障壁を形成している。
ャル層12表面には、複数の段差18を設けている。こ
の段差18は、選択酸化法で形成したLOCOS酸化膜
を除去した後のシリコン段差であり、表面から0.5〜
1.0μ程度凹んでいる。他に異方性エッチングによっ
てシリコン表面を削ることにより形成した段差でも良
い。段差18は開口部14の内部に多数個設けており、
島状、ストライプ状等のパターンで描画している。そし
て、バリア金属層16はエピタキシャル層12の平坦面
のみならず、段差18の側壁及び底部にも被着してシリ
コンとのショットキー障壁を形成している。
【0010】係る構成であれば、段差18の側壁の分だ
けシリコンとバリア金属層16との接触面積を増大でき
るので、ショットキー障壁の面積を実質的に増大するこ
とができる。上記の例では、開口部14(ガードリング
領域15の部分を含めない)の面積に対して、段差18
によって接触面積を約20%増大することができた。従
って、単位面積あたりの順方向電流IFの値を増大で
き、素子の電流容量を増大できる。このことは、チップ
面積を拡大する事に等しいので、ある順方向電流IFを
流したときの順方向電圧VFを小さくできることを意味
し、しかもチップ面積の増大がない。
けシリコンとバリア金属層16との接触面積を増大でき
るので、ショットキー障壁の面積を実質的に増大するこ
とができる。上記の例では、開口部14(ガードリング
領域15の部分を含めない)の面積に対して、段差18
によって接触面積を約20%増大することができた。従
って、単位面積あたりの順方向電流IFの値を増大で
き、素子の電流容量を増大できる。このことは、チップ
面積を拡大する事に等しいので、ある順方向電流IFを
流したときの順方向電圧VFを小さくできることを意味
し、しかもチップ面積の増大がない。
【0011】図2と図3に、製造方法の一例を説明する
ための断面図を示した。
ための断面図を示した。
【0012】先ず図2(A)を参照して、比抵抗ρが
0.5〜2.0Ω・cm、膜厚が2〜10μのエピタキ
シャル層12を形成したN+型半導体基板11を準備
し、選択拡散によってエピタキシャル層12の表面に環
状のP+ガードリング領域15を形成する。
0.5〜2.0Ω・cm、膜厚が2〜10μのエピタキ
シャル層12を形成したN+型半導体基板11を準備
し、選択拡散によってエピタキシャル層12の表面に環
状のP+ガードリング領域15を形成する。
【0013】図2(B)を参照して、エピタキシャル層
12表面を被覆する酸化膜を除去した後に初期酸化膜2
0を形成し、初期酸化膜20の上にシリコン窒化膜を形
成し、これをパターニングして耐酸化膜21を形成す
る。
12表面を被覆する酸化膜を除去した後に初期酸化膜2
0を形成し、初期酸化膜20の上にシリコン窒化膜を形
成し、これをパターニングして耐酸化膜21を形成す
る。
【0014】図2(C)を参照して、基板全体を選択酸
化することにより、耐酸化膜21で覆われないエピタキ
シャル層12表面に厚さ1.0〜2.0μの厚いLOC
OS酸化膜22を形成する。
化することにより、耐酸化膜21で覆われないエピタキ
シャル層12表面に厚さ1.0〜2.0μの厚いLOC
OS酸化膜22を形成する。
【0015】図3(D)を参照して、開口部14以外の
領域を被覆するレジストマスクを形成し、開口部14の
LOCOS酸化膜22をウェットエッチャントで除去す
る。これで、開口部14の表面にはLOCOS酸化膜2
2がエピタキシャル層12表面から下方に酸化された分
の深さを持つ段差18を形成することができる。
領域を被覆するレジストマスクを形成し、開口部14の
LOCOS酸化膜22をウェットエッチャントで除去す
る。これで、開口部14の表面にはLOCOS酸化膜2
2がエピタキシャル層12表面から下方に酸化された分
の深さを持つ段差18を形成することができる。
【0016】図3(A)を参照して、段差18を形成し
た開口部14にスパッタ堆積法により膜厚300〜20
00ÅのTi層を堆積し、堆積したTi層を周知のホト
エッチング法によってパタニーングして、バリア金属層
16を形成する。
た開口部14にスパッタ堆積法により膜厚300〜20
00ÅのTi層を堆積し、堆積したTi層を周知のホト
エッチング法によってパタニーングして、バリア金属層
16を形成する。
【0017】図3(B)を参照して、再度スパッタ堆積
法により膜厚1.0〜3.0μのアルミニウム層を堆積
し、ホトエッチングによってバリア金属層16を覆い且
つ外部接続用のパッドを構成するアルミ層17を形成し
て図1の構成を得る。
法により膜厚1.0〜3.0μのアルミニウム層を堆積
し、ホトエッチングによってバリア金属層16を覆い且
つ外部接続用のパッドを構成するアルミ層17を形成し
て図1の構成を得る。
【0018】尚、上述した実施の形態においては、バリ
ア金属層16としてTiで説明したが、他のバリア金
属、例えばNiやMo等でも実施が可能である事は言う
までもない。
ア金属層16としてTiで説明したが、他のバリア金
属、例えばNiやMo等でも実施が可能である事は言う
までもない。
【0019】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によれ
ば、開口部14に段差18を設けることによって、バリ
ア金属層16とシリコンとのショットキー接触面積を増
大できる。これにより、開口部14の面積が同じもので
比較した場合、同じ順方向電圧VFでも多くの順方向電
流IFを流すことができ、結果として、順方向電圧VF
が小さいSBD装置を得ることができる利点を有する。
また、開口部14の面積を増大させないので、ペレット
サイズを増大することなく、より電流容量の大きな素子
を得ることができるものである。
ば、開口部14に段差18を設けることによって、バリ
ア金属層16とシリコンとのショットキー接触面積を増
大できる。これにより、開口部14の面積が同じもので
比較した場合、同じ順方向電圧VFでも多くの順方向電
流IFを流すことができ、結果として、順方向電圧VF
が小さいSBD装置を得ることができる利点を有する。
また、開口部14の面積を増大させないので、ペレット
サイズを増大することなく、より電流容量の大きな素子
を得ることができるものである。
【図1】本発明を説明するための断面図である。
【図2】製造方法を説明するための断面図である。
【図3】製造方法を説明するための断面図である。
【図4】従来例を説明するための断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 理麿 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB02 BB05 BB14 BB16 CC03 FF17 FF22 GG03
Claims (2)
- 【請求項1】 シリコン層の表面に該シリコン層とのシ
ョットキー障壁を形成するバリア金属層を設け、該金属
層の上を電極材料で被覆したショットキーバリアダイオ
ードにおいて、 前記シリコン層の表面に複数の段差を設けることでショ
ットキー接触の面積を増大したことを特徴とするショッ
トキーバリアダイオード。 - 【請求項2】 前記段差がLOCOS酸化膜を除去した
ものであることを特徴とする請求項1記載のショットキ
ーバリアダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18238098A JP2000022177A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ショットキーバリアダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18238098A JP2000022177A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ショットキーバリアダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000022177A true JP2000022177A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16117310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18238098A Pending JP2000022177A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | ショットキーバリアダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000022177A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012023199A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Rohm Co Ltd | ショットキバリアダイオード |
| JP2016096351A (ja) * | 2015-12-17 | 2016-05-26 | ローム株式会社 | ショットキバリアダイオード |
| CN113314618A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-27 | 厦门吉顺芯微电子有限公司 | 一种具有提高接触面积的平面肖特基整流器件及制造方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18238098A patent/JP2000022177A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012023199A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Rohm Co Ltd | ショットキバリアダイオード |
| US9859370B2 (en) | 2010-07-14 | 2018-01-02 | Rohm Co., Ltd. | Schottky barrier diode |
| US10186578B2 (en) | 2010-07-14 | 2019-01-22 | Rohm Co., Ltd. | Schottky barrier diode |
| US10559658B2 (en) | 2010-07-14 | 2020-02-11 | Rohm Co., Ltd. | Schottky barrier diode |
| JP2016096351A (ja) * | 2015-12-17 | 2016-05-26 | ローム株式会社 | ショットキバリアダイオード |
| CN113314618A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-27 | 厦门吉顺芯微电子有限公司 | 一种具有提高接触面积的平面肖特基整流器件及制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
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