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JP2011023739A - Diode - Google Patents

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JP2011023739A
JP2011023739A JP2010215336A JP2010215336A JP2011023739A JP 2011023739 A JP2011023739 A JP 2011023739A JP 2010215336 A JP2010215336 A JP 2010215336A JP 2010215336 A JP2010215336 A JP 2010215336A JP 2011023739 A JP2011023739 A JP 2011023739A
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Japan
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type semiconductor
semiconductor region
region
diode
junction
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Application number
JP2010215336A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukihiko Watanabe
行彦 渡辺
Takashi Katsuno
高志 勝野
Masayasu Ishiko
雅康 石子
Hirokazu Fujiwara
広和 藤原
Masaki Konishi
正樹 小西
Takeo Yamamoto
武雄 山本
Takeshi Endo
剛 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D8/00Diodes
    • H10D8/60Schottky-barrier diodes 

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

【課題】 n型半導体領域の表面の一部にp型半導体領域が設けられたダイオードにおいて、内在するpn接合ダイオードを活用して順方向抵抗を低減化する技術を提供する。
【解決手段】 n型半導体領域22と、n型半導体領域22の表面の一部に設けられているp型半導体領域14と、n型半導体領域22の表面とp型半導体領域14の表面に接しており、少なくともn型半導体領域22の表面にショットキー接合Jbしているアノード電極2(表面電極)と、n型半導体領域22に接する右側面30b(第1側面)及び左側面30a(第2側面)を有する絶縁領域30を備えている。右側面30bは、ショットキー接合Jbの下方に位置する第2n型半導体領域22bに対向しており、左側面30aは、n型半導体領域22とp型半導体領域14とのpn接合13の下方に位置する第1n型半導体領域22aに対向している。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for reducing forward resistance by utilizing an inherent pn junction diode in a diode in which a p-type semiconductor region is provided on a part of the surface of an n-type semiconductor region.
An n-type semiconductor region, a p-type semiconductor region provided on a part of the surface of the n-type semiconductor region, a surface of the n-type semiconductor region, and a surface of the p-type semiconductor region are contacted. The anode electrode 2 (surface electrode) having a Schottky junction Jb at least on the surface of the n-type semiconductor region 22, the right side surface 30 b (first side surface) and the left side surface 30 a (second surface) in contact with the n-type semiconductor region 22. An insulating region 30 having a side surface. The right side surface 30 b faces the second n-type semiconductor region 22 b located below the Schottky junction Jb, and the left side surface 30 a is below the pn junction 13 between the n-type semiconductor region 22 and the p-type semiconductor region 14. Opposite the first n-type semiconductor region 22a located.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ショットキー接合を備えたダイオードに関する。   The present invention relates to a diode having a Schottky junction.

半導体層の表層部にn型半導体領域とp型半導体領域を備えたダイオードが知られている。このダイオードのアノード電極は、n型半導体領域とp型半導体領域の双方にショットキー接合している。この種のダイオードは、JBS(Junction Barrier Schottky)型のダイオードと称されている。JBS型ダイオードの一例が特許文献1に開示されている。   A diode having an n-type semiconductor region and a p-type semiconductor region in a surface layer portion of a semiconductor layer is known. The anode electrode of this diode is a Schottky junction with both the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region. This type of diode is called a JBS (Junction Barrier Schottky) type diode. An example of a JBS type diode is disclosed in Patent Document 1.

図19に、JBS型ダイオード100の基本的な構成を示す。ダイオード100は、カソード電極104と、半導体基板103と、アノード電極102を備えている。半導体基板103は、n+型のカソード領域110と、n型半導体領域112と、複数個のp型半導体領域114を備えている。p型半導体領域114は、n型半導体領域の表面に分散して配置されている。アノード電極102は、n型半導体領域112とp型半導体領域114の双方にショットキー接合Jbしている。 FIG. 19 shows a basic configuration of the JBS type diode 100. The diode 100 includes a cathode electrode 104, a semiconductor substrate 103, and an anode electrode 102. The semiconductor substrate 103 includes an n + type cathode region 110, an n type semiconductor region 112, and a plurality of p type semiconductor regions 114. The p-type semiconductor regions 114 are distributed and arranged on the surface of the n-type semiconductor region. The anode electrode 102 has a Schottky junction Jb with both the n-type semiconductor region 112 and the p-type semiconductor region 114.

アノード電極102にカソード電極104よりも高い電圧を印加すると(順方向電圧を印加すると)、アノード電極102から、ショットキー接合Jbとn型半導体領域112とカソード領域110を介してカソード電極104に電流が流れる。
カソード電極104にアノード電極102よりも高い電圧を印加すると(逆方向電圧を印加すると)、p型半導体領域114とn型半導体領域112との間のpn接合113の接合面から空乏層が広がる。複数個のp型半導体領域114がn型半導体領域112の表面に分散して配置されていると、空乏層が広く広がり、高い耐圧を得ることができる。JBS型のダイオード100は、p型半導体領域114が形成されていない従来のショットキーダイオードよりも、耐圧を向上させることができる。
When a voltage higher than that of the cathode electrode 104 is applied to the anode electrode 102 (a forward voltage is applied), a current flows from the anode electrode 102 to the cathode electrode 104 via the Schottky junction Jb, the n-type semiconductor region 112, and the cathode region 110. Flows.
When a higher voltage than the anode electrode 102 is applied to the cathode electrode 104 (a reverse voltage is applied), a depletion layer spreads from the junction surface of the pn junction 113 between the p-type semiconductor region 114 and the n-type semiconductor region 112. When a plurality of p-type semiconductor regions 114 are dispersed and arranged on the surface of the n-type semiconductor region 112, the depletion layer spreads widely and high breakdown voltage can be obtained. The JBS type diode 100 can have a higher breakdown voltage than a conventional Schottky diode in which the p-type semiconductor region 114 is not formed.

特開平10−321879号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-321879

図20に、一般的なショットキーダイオードのアノード・カソード間に印加する順方向電圧V(V)と電流密度I(A/cm2)の関係(電圧・電流密度特性と称する。)を示す。図21に、一般的なpn接合ダイオードの電圧・電流密度特性を示す。図20の一般的なショットキーダイオードは、半導体基板の表層部にp型半導体領域が形成されておらず、半導体基板の表面の全体でn型半導体領域とアノード電極がショットキー接合するタイプである。図21の一般的なpn接合ダイオードは、半導体基板の表層部の全体にp型半導体領域が形成されており、半導体基板の表面の全体でp型半導体領域とアノード電極がpn接合するタイプである。
図20と図21に示すように、ショットキーダイオードは、pn接合ダイオードと比較すると、順方向電圧が低い範囲でも電流を流すことができ、順方向電圧が高い範囲で順方向抵抗が大きい。一方、pn接合ダイオードは、ショットキーダイオードと比較すると、順方向電圧が低い範囲で電流が流れず、順方向電圧が高い範囲で順方向抵抗が小さい。
FIG. 20 shows the relationship between the forward voltage V (V) applied between the anode and cathode of a general Schottky diode and the current density I (A / cm 2 ) (referred to as voltage / current density characteristics). FIG. 21 shows voltage / current density characteristics of a general pn junction diode. The general Schottky diode in FIG. 20 is a type in which a p-type semiconductor region is not formed in the surface layer portion of the semiconductor substrate, and the n-type semiconductor region and the anode electrode are in Schottky junction over the entire surface of the semiconductor substrate. . The general pn junction diode of FIG. 21 is a type in which a p-type semiconductor region is formed over the entire surface layer portion of a semiconductor substrate, and the p-type semiconductor region and the anode electrode are pn-junction over the entire surface of the semiconductor substrate. .
As shown in FIGS. 20 and 21, the Schottky diode can pass a current even in a range where the forward voltage is low, and has a large forward resistance in a range where the forward voltage is high, as compared with a pn junction diode. On the other hand, in the pn junction diode, compared with the Schottky diode, no current flows in a range where the forward voltage is low, and the forward resistance is small in a range where the forward voltage is high.

図19のJBS型ダイオード100は、p型半導体領域114とn型半導体領域112で構成されるpn接合を備えている。そのため、JBS型ダイオード100は、半導体基板103の表層部にショットキーダイオードの構造とpn接合ダイオードの構造の双方を兼ね備えた形態を有している。しかしながら、JBS型ダイオード100の電圧・電流密度特性は、図22に示すように、図20に示した一般的なショットキーダイオードの電圧・電流密度特性と類似している。即ち、JBS型ダイオード100は、p型半導体領域114とn型半導体領域112で構成されるpn接合を有しているが、そのpn接合がダイオードとして実質的に機能していないと考えられる。   The JBS diode 100 of FIG. 19 includes a pn junction composed of a p-type semiconductor region 114 and an n-type semiconductor region 112. Therefore, the JBS type diode 100 has a configuration in which both the structure of the Schottky diode and the structure of the pn junction diode are combined on the surface layer portion of the semiconductor substrate 103. However, the voltage / current density characteristics of the JBS diode 100 are similar to the voltage / current density characteristics of the general Schottky diode shown in FIG. 20, as shown in FIG. That is, the JBS diode 100 has a pn junction composed of the p-type semiconductor region 114 and the n-type semiconductor region 112, but it is considered that the pn junction does not substantially function as a diode.

図19のJBS型ダイオード100の電流経路を検討してみると、図23に示す電流経路であることが判明した。JBS型ダイオード100では、順方向電圧が低い範囲でショットキー接合が先に導通する。ショットキー接合Jbを介して流れる電流は、p型半導体領域114の下方のn型半導体領域に112流れ込む。このため、p型半導体領域114の下方に位置するn型半導体領域112の電位が上昇する。n型半導体領域112の電位が上昇すると、pn接合113に順方向電圧降下を超える電位差が生じない。この結果、従来のJBS型ダイオード100では、順方向電圧が高い範囲にまで上昇したとしても、pn接合113が導通しないのである。即ち、従来のJBS型ダイオード100では、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域114の下方のn型半導体領域に112流れ込むので、ショットキー接合Jbと並存して配置されているpn接合をダイオードとして実質的に機能させることができていなかったのである。p型半導体領域114とn型半導体領域112で構成されるpn接合ダイオードの構造を活用できれば、順方向電圧が高い範囲で順方向抵抗を下げられるのに、現状のJBS型ダイオード100ではその利点を享受していない。
本発明は、n型半導体領域の表面の一部にp型半導体領域が設けられたダイオードにおいて、内在するpn接合ダイオードを活用して順方向抵抗を低減化する技術を提供することを目的としている。
When the current path of the JBS type diode 100 of FIG. 19 was examined, it was found that the current path shown in FIG. In the JBS type diode 100, the Schottky junction is first conducted in a range where the forward voltage is low. The current flowing through the Schottky junction Jb 112 flows into the n-type semiconductor region below the p-type semiconductor region 114. For this reason, the potential of the n-type semiconductor region 112 located below the p-type semiconductor region 114 rises. When the potential of the n-type semiconductor region 112 rises, no potential difference exceeding the forward voltage drop occurs in the pn junction 113. As a result, in the conventional JBS type diode 100, even if the forward voltage rises to a high range, the pn junction 113 does not conduct. That is, in the conventional JBS type diode 100, the current flowing through the Schottky junction Jb 112 flows into the n-type semiconductor region below the p-type semiconductor region 114, so that the pn arranged in parallel with the Schottky junction Jb. The junction could not function substantially as a diode. If the structure of the pn junction diode composed of the p-type semiconductor region 114 and the n-type semiconductor region 112 can be utilized, the forward resistance can be lowered in a high forward voltage range, but the current JBS diode 100 has the advantage. Not enjoyed.
An object of the present invention is to provide a technique for reducing a forward resistance by utilizing an inherent pn junction diode in a diode in which a p-type semiconductor region is provided on a part of the surface of an n-type semiconductor region. .

本発明は、ショットキー接合を介して流れる電流がp型半導体領域の下方に位置するn型半導体領域に流れ込むのを抑制すために、n型半導体領域に絶縁領域が設けられていることを特徴としている。絶縁領域は、p型半導体領域の下方に位置するn型半導体領域とショットキー接合との間に配置されている。これにより、ショットキー接合を介して流れる電流がp型半導体領域の下方に位置するn型半導体領域に流れ込む事象が抑制され、p型半導体領域とn型半導体領域で構成されるpn接合に順方向電圧降下を超える電位差を生じさせることができる。このため、順方向電圧が高い範囲でpn接合が導通し、低い順方向抵抗を実現することができる。   The present invention is characterized in that an insulating region is provided in the n-type semiconductor region in order to suppress a current flowing through the Schottky junction from flowing into the n-type semiconductor region located below the p-type semiconductor region. It is said. The insulating region is disposed between the n-type semiconductor region located below the p-type semiconductor region and the Schottky junction. As a result, the event that current flowing through the Schottky junction flows into the n-type semiconductor region located below the p-type semiconductor region is suppressed, and the forward direction is directed to the pn junction composed of the p-type semiconductor region and the n-type semiconductor region. A potential difference exceeding the voltage drop can be generated. For this reason, the pn junction conducts in a range where the forward voltage is high, and a low forward resistance can be realized.

即ち、本発明のダイオードは、n型半導体領域とp型半導体領域と表面電極と絶縁領域とを備えている。p型半導体領域は、n型半導体領域の表面の一部に設けられている。表面電極は、n型半導体領域の表面とp型半導体領域の表面に接している。また、表面電極は、少なくともn型半導体領域の表面にショットキー接合している。表面電極は、p型半導体領域の表面にショットキー接合していても、オーミック接合していてもよい。絶縁領域は、n型半導体領域に接する第1側面及び第2側面を有している。絶縁領域の第1側面は、n型半導体領域の表面と表面電極とのショットキー接合の下方に位置するn型半導体領域に対向している。絶縁領域の第2側面は、n型半導体領域とp型半導体領域とのpn接合の下方に位置するn型半導体領域に対向している。   That is, the diode of the present invention includes an n-type semiconductor region, a p-type semiconductor region, a surface electrode, and an insulating region. The p-type semiconductor region is provided on a part of the surface of the n-type semiconductor region. The surface electrode is in contact with the surface of the n-type semiconductor region and the surface of the p-type semiconductor region. The surface electrode is Schottky bonded at least to the surface of the n-type semiconductor region. The surface electrode may be Schottky bonded or ohmic bonded to the surface of the p-type semiconductor region. The insulating region has a first side surface and a second side surface in contact with the n-type semiconductor region. The first side surface of the insulating region faces the n-type semiconductor region positioned below the Schottky junction between the surface of the n-type semiconductor region and the surface electrode. The second side surface of the insulating region faces the n-type semiconductor region positioned below the pn junction between the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region.

ここで、ショットキー接合とは、半導体と表面電極との間に、ショットキー障壁が存在する接合のことをいう。ショットキー接合では、半導体のバリアハイトと表面電極のバリアハイトの間に差が生じている。   Here, the Schottky junction refers to a junction in which a Schottky barrier exists between the semiconductor and the surface electrode. In the Schottky junction, there is a difference between the barrier height of the semiconductor and the barrier height of the surface electrode.

上記したダイオードでは、ダイオードに順方向電圧が印加されているときに、ショットキー接合を介して流れる電流が、絶縁領域に阻まれてp型半導体領域の下方に位置するn型半導体領域に流れ込む事象が抑制され、p型半導体領域とn型半導体領域で構成されるpn接合に順方向電圧降下を超える電位差を生じさせることができる。pn接合ダイオードの構造を導通させて活用することができる。これにより、ダイオードの順方向抵抗を低減化することができる。   In the above diode, when a forward voltage is applied to the diode, the current flowing through the Schottky junction is blocked by the insulating region and flows into the n-type semiconductor region located below the p-type semiconductor region Is suppressed, and a potential difference exceeding a forward voltage drop can be generated in a pn junction composed of a p-type semiconductor region and an n-type semiconductor region. The structure of the pn junction diode can be made conductive and utilized. Thereby, the forward resistance of the diode can be reduced.

絶縁領域は、平面視したときに、ショットキー接合が存在する範囲とpn接合が存在する範囲の境界部に沿って配置されていることが好ましい。
ここで、境界部とは、境界面に限定されるものではなく、境界面の近傍の領域を含む。
上記した構成によると、絶縁領域がp型半導体領域の周縁に沿って配置される。このため、p型半導体領域の下方に位置するn型半導体領域の全体において、ショットキー接合を介して流れる電流が流れ込むという事象が抑制される。p型半導体領域とn型半導体領域で構成されるpn接合の大部分をpn接合ダイオードとして活用することができる。順方向電圧の高い範囲の順方向抵抗が顕著に低減される。
The insulating region is preferably disposed along a boundary portion between a range where the Schottky junction exists and a range where the pn junction exists when viewed in a plan view.
Here, the boundary portion is not limited to the boundary surface, and includes a region near the boundary surface.
According to the configuration described above, the insulating region is arranged along the periphery of the p-type semiconductor region. For this reason, the phenomenon that the current flowing through the Schottky junction flows in the entire n-type semiconductor region located below the p-type semiconductor region is suppressed. Most of the pn junction composed of the p-type semiconductor region and the n-type semiconductor region can be used as a pn junction diode. The forward resistance in the high forward voltage range is significantly reduced.

n型半導体領域とp型半導体領域は、半導体基板内に設けられていてもよい。この場合には、n型半導体領域とp型半導体領域は、半導体基板の表層部において、少なくとも一方向に沿って繰り返していることが好ましい。また、表面電極が半導体基板上に設けられていることが好ましい。
上記した構成では、半導体基板の表層部に複数個のp型半導体領域が分散配置されている。逆方向電圧を印加したときに、複数個のpn接合から空乏層を伸ばすことができる。ダイオードの耐圧を一層向上させることができる。
The n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region may be provided in the semiconductor substrate. In this case, the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region are preferably repeated along at least one direction in the surface layer portion of the semiconductor substrate. Moreover, it is preferable that the surface electrode is provided on the semiconductor substrate.
In the configuration described above, a plurality of p-type semiconductor regions are dispersedly arranged in the surface layer portion of the semiconductor substrate. When a reverse voltage is applied, a depletion layer can be extended from a plurality of pn junctions. The breakdown voltage of the diode can be further improved.

上記した絶縁領域が、半導体基板の表面からp型半導体領域よりも深い位置にまで伸びているのが好ましい。
上記形態の絶縁領域は、半導体基板の表面からエッチングによってトレンチを形成し、そのトレンチ内に絶縁体を充填することによって得られる。上記形態の絶縁領域は、製造し易いという特徴を有する。
It is preferable that the insulating region described above extends from the surface of the semiconductor substrate to a position deeper than the p-type semiconductor region.
The insulating region of the above form is obtained by forming a trench by etching from the surface of the semiconductor substrate and filling the trench with an insulator. The insulating region of the above form has a feature that it is easy to manufacture.

上記した絶縁領域が、p型半導体領域を貫通しているのが好ましい。
上記した構成よると、絶縁領域により、p型半導体領域が分割される。分割された一部のp型半導体領域が、ショットキー接合の下方に位置するn型半導体領域の表面の一部に形成されている。逆方向電圧が印加されているときには、これらのpn接合から空乏層を広げることができる。ショットキー接合面付近に空乏層が広がり易く、耐圧を確保することができる。
The insulating region described above preferably penetrates the p-type semiconductor region.
According to the above configuration, the p-type semiconductor region is divided by the insulating region. A part of the divided p-type semiconductor region is formed on a part of the surface of the n-type semiconductor region located below the Schottky junction. When a reverse voltage is applied, the depletion layer can be expanded from these pn junctions. A depletion layer easily spreads in the vicinity of the Schottky junction surface, and a breakdown voltage can be secured.

上記したダイオードは、さらに、n型高濃度半導体領域と裏面電極を備えていることが好ましい。n型高濃度半導体領域は、n型半導体領域の裏面に接して設けられている。n型高濃度半導体領域は、n型半導体領域よりも不純物濃度が濃い。裏面電極は、n型高濃度半導体領域の裏面に電気的に接続している。そして、絶縁領域が、半導体基板の表面からn型高濃度半導体領域に達するまで伸びていることが好ましい。   The diode described above preferably further includes an n-type high concentration semiconductor region and a back electrode. The n-type high concentration semiconductor region is provided in contact with the back surface of the n-type semiconductor region. The n-type high concentration semiconductor region has a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region. The back electrode is electrically connected to the back surface of the n-type high concentration semiconductor region. The insulating region preferably extends from the surface of the semiconductor substrate until it reaches the n-type high concentration semiconductor region.

表面電極は、第1表面電極と第2表面電極を有していることが好ましい。第1表面電極は、n型半導体領域の表面の一部にショットキー接合している。第2表面電極は、p型半導体領域にオーミック接合している。
ここで、オーミック接合とは、実質的には、ショットキー障壁が存在しない接合をいう。オーミック接合では、実質的には、半導体のバリアハイトと金属のバリアハイトの差が存在しない。オーミック接合に順方向の外部電圧を印加すると、オームの法則に従って外部電圧に比例した電流が流れる。
上記した構成によると、第2表面電極とp型半導体領域の間に略電位差が生じない。したがって、p型半導体領域とn型半導体領域で構成されるpn接合の電位差をより大きくすることができる。順方向電圧が比較的低い範囲でも、p型半導体領域とn型半導体領域で構成されるpn接合をダイオードとして機能させることができる。
The surface electrode preferably has a first surface electrode and a second surface electrode. The first surface electrode is Schottky joined to part of the surface of the n-type semiconductor region. The second surface electrode is in ohmic contact with the p-type semiconductor region.
Here, the ohmic junction substantially means a junction having no Schottky barrier. In the ohmic junction, there is substantially no difference between the barrier height of the semiconductor and the barrier height of the metal. When a forward external voltage is applied to the ohmic junction, a current proportional to the external voltage flows according to Ohm's law.
According to the configuration described above, a substantial potential difference does not occur between the second surface electrode and the p-type semiconductor region. Therefore, the potential difference of the pn junction composed of the p-type semiconductor region and the n-type semiconductor region can be further increased. Even in a range where the forward voltage is relatively low, a pn junction composed of a p-type semiconductor region and an n-type semiconductor region can function as a diode.

本発明のダイオードによると、n型半導体領域の表面の一部にp型半導体領域が設けられたダイオードにおいて、内在するpn接合ダイオードを活用して順方向抵抗を低減化することができる。   According to the diode of the present invention, in the diode in which the p-type semiconductor region is provided on a part of the surface of the n-type semiconductor region, the forward resistance can be reduced by utilizing the inherent pn junction diode.

第1実施例のダイオード1の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1 of 1st Example. ダイオード1の半導体基板3を平面視したときの図である。It is a figure when the semiconductor substrate 3 of the diode 1 is planarly viewed. ダイオード1の電圧・電流密度特性を示す。The voltage / current density characteristics of the diode 1 are shown. ダイオード1において、ショットキー接合Jbを介して流れる電流の経路を示している。In the diode 1, a path of a current flowing through the Schottky junction Jb is shown. ダイオード1の製造方法を示す。The manufacturing method of the diode 1 is shown. ダイオード1の製造方法を示す。The manufacturing method of the diode 1 is shown. ダイオード1の製造方法を示す。The manufacturing method of the diode 1 is shown. ダイオード1の製造方法を示す。The manufacturing method of the diode 1 is shown. 半導体基板3を平面視したときの別の態様を示す図である。It is a figure which shows another aspect when the semiconductor substrate 3 is planarly viewed. 第1実施例の変形例であるダイオード1aの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1a which is a modification of 1st Example. 第1実施例の変形例であるダイオード1bの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1b which is a modification of 1st Example. 第1実施例の変形例であるダイオード1cの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1c which is a modification of 1st Example. 第2実施例のダイオード1dの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1d of 2nd Example. 第2実施例の変形例であるダイオード1eの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1e which is a modification of 2nd Example. 第2実施例の変形例であるダイオード1fの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1f which is a modification of 2nd Example. 第3実施例のダイオード1gの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1g of 3rd Example. 第3実施例の変形例であるダイオード1hの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1h which is a modification of 3rd Example. 第3実施例の変形例であるダイオード1jの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 1j which is a modification of 3rd Example. 従来技術のダイオード100の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the diode 100 of a prior art. 一般的なショットキーダイオードの電圧・電流密度特性を示す。The voltage / current density characteristics of a general Schottky diode are shown. 一般的なpn接合ダイオードの電圧・電流密度特性を示す。The voltage / current density characteristics of a typical pn junction diode are shown. ダイオード100の電圧・電流密度特性を示す。The voltage and current density characteristics of the diode 100 are shown. ダイオード100において、ショットキー接合Jbを介して流れる電流の経路を示している。In the diode 100, a path of a current flowing through the Schottky junction Jb is shown.

以下に説明する実施例の特徴を整理しておく。
(第1特徴)ダイオードは、半導体基板の表面上に設けられている複数個のp型半導体領域を備えている。隣り合うp型半導体領域は、半導体基板の表面に間隔を空けて配置されている。(図13)
(第2特徴)p型半導体領域は、n型半導体領域の表面からエピタキシャル成長をして形成する。p型不純物をイオン注入することによる欠陥の形成を防止することができる。p型半導体領域を活性化するために高温の熱処理工程を実施する必要がない。n型半導体領域の表面から半導体材料が昇華することによる表面荒れを防止することができる。逆方向電圧印加時のリーク電流を低減化することができる。(図13)
(第3特徴)n型半導体領域とp型半導体領域の半導体材料は炭化珪素である。
The features of the embodiment described below will be summarized.
(First Feature) The diode includes a plurality of p-type semiconductor regions provided on the surface of the semiconductor substrate. Adjacent p-type semiconductor regions are arranged at intervals on the surface of the semiconductor substrate. (Fig. 13)
(Second feature) The p-type semiconductor region is formed by epitaxial growth from the surface of the n-type semiconductor region. Formation of defects due to ion implantation of p-type impurities can be prevented. There is no need to perform a high-temperature heat treatment process to activate the p-type semiconductor region. Surface roughness due to sublimation of the semiconductor material from the surface of the n-type semiconductor region can be prevented. Leakage current during reverse voltage application can be reduced. (Fig. 13)
(Third feature) The semiconductor material of the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region is silicon carbide.

(第1実施例)
図1に、ショットキーダイオードの構造とpn接合ダイオードの構造が混在しているダイオード1の要部断面図を示す。図2に、図1のII-II線断面図を示す。図2は、ダイオード1が形成されている半導体基板3を平面視した図である。
図1に示すように、ダイオード1は、SiCの半導体基板3を用いて形成されている。半導体基板3には、n型のカソード領域10(n型高濃度半導体領域の一例)と、n型半導体領域22が順に積層されている。ダイオード1は、n型半導体領域22の表面に分散して配置されているp型半導体領域14を備えている。図2に示すように、複数本のp型半導体領域14が長手方向を揃えてストライプ状に形成されている。したがって、半導体基板3の表層部に、n型半導体領域22とp型半導体領域14が、図2に示す横方向に沿って繰り返している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the main part of a diode 1 in which the structure of a Schottky diode and the structure of a pn junction diode are mixed. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 2 is a plan view of the semiconductor substrate 3 on which the diode 1 is formed.
As shown in FIG. 1, the diode 1 is formed using a SiC semiconductor substrate 3. An n + type cathode region 10 (an example of an n-type high concentration semiconductor region) and an n-type semiconductor region 22 are sequentially stacked on the semiconductor substrate 3. The diode 1 includes p-type semiconductor regions 14 arranged in a distributed manner on the surface of the n-type semiconductor region 22. As shown in FIG. 2, a plurality of p-type semiconductor regions 14 are formed in stripes with the longitudinal direction aligned. Therefore, the n-type semiconductor region 22 and the p-type semiconductor region 14 are repeated along the lateral direction shown in FIG. 2 in the surface layer portion of the semiconductor substrate 3.

図1に示すように、ダイオード1は、n型半導体領域22の表面とp型半導体領域の表面に接しているアノード電極2を備えている。アノード電極2は、n型半導体領域22の表面にショットキー接合Jbしているショットキー電極2b(第1表面電極の一例)と、p型半導体領域14の表面にオーミック接合Jaしているオーミック電極2a(第2表面電極の一例)を備えている。ショットキー電極2bは、モリブデンによって形成されている。オーミック電極2aは、チタン、アルミニウム、ニッケル、又はそれらから選択される2種以上の積層によって形成されている。また、ダイオード1は、カソード領域10の裏面(半導体基板3の裏面3b)にオーミック接合しているカソード電極4を備えている。   As shown in FIG. 1, the diode 1 includes an anode electrode 2 in contact with the surface of an n-type semiconductor region 22 and the surface of a p-type semiconductor region. The anode electrode 2 includes a Schottky electrode 2b (an example of a first surface electrode) having a Schottky junction Jb on the surface of the n-type semiconductor region 22, and an ohmic electrode having an ohmic junction Ja on the surface of the p-type semiconductor region 14. 2a (an example of the second surface electrode). The Schottky electrode 2b is made of molybdenum. The ohmic electrode 2a is formed of titanium, aluminum, nickel, or a laminate of two or more selected from them. The diode 1 also includes a cathode electrode 4 that is in ohmic contact with the back surface of the cathode region 10 (the back surface 3b of the semiconductor substrate 3).

ダイオード1は、pn接合ダイオードの構造(pn接合ダイオード領域J1と称する)とショットキーダイオードの構造(ショットキーダイオード領域J2と称する)を備えている。pn接合ダイオード領域J1では、カソード電極4とカソード領域10とn型半導体領域22とp型半導体領域14とオーミック電極2aが順に積層されている。ショットキーダイオード領域J2では、カソード電極4とカソード領域10とn型半導体領域22とショットキー電極2bが順に積層されている。   The diode 1 has a pn junction diode structure (referred to as a pn junction diode region J1) and a Schottky diode structure (referred to as a Schottky diode region J2). In the pn junction diode region J1, the cathode electrode 4, the cathode region 10, the n-type semiconductor region 22, the p-type semiconductor region 14, and the ohmic electrode 2a are sequentially stacked. In the Schottky diode region J2, the cathode electrode 4, the cathode region 10, the n-type semiconductor region 22, and the Schottky electrode 2b are sequentially stacked.

本実施例のダイオード1は、ショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界部に沿って設けられている絶縁領域30を備えている。図1に示すように、絶縁領域30は、半導体基板3の表面3aからカソード領域10に達するまで伸びている。絶縁領域30によって、n型半導体領域22が、第1n型半導体領域22aと第2n型半導体領域22bに分割されている。第1n型半導体領域22aは、pn接合ダイオード領域J1において、p型半導体領域14の下方に位置しており、絶縁領域30の左側面30aに接している。第1n型半導体領域22aは、p型半導体領域14とpn接合13している。第2n型半導体領域22bは、ショットキーダイオード領域J2において、ショットキー接合Jbの下方に位置しており、絶縁領域30の右側面30bに接している。図2
に示すように、絶縁領域30は、平面視したときに、p型半導体領域14を取り囲んでいる。したがって、ダイオード1のショットキーダイオード領域J2は、平面視したときに、絶縁領域30の外側に広がっている。ダイオード1のpn接合ダイオード領域J1は、絶縁領域30の内側に広がっている。
The diode 1 of this embodiment includes an insulating region 30 provided along a boundary portion between a range where the Schottky junction Jb exists and a range where the pn junction 13 exists. As shown in FIG. 1, the insulating region 30 extends from the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 until it reaches the cathode region 10. By the insulating region 30, the n-type semiconductor region 22 is divided into a first n-type semiconductor region 22a and a second n-type semiconductor region 22b. The first n-type semiconductor region 22a is located below the p-type semiconductor region 14 in the pn junction diode region J1, and is in contact with the left side surface 30a of the insulating region 30. The first n-type semiconductor region 22 a is in pn junction 13 with the p-type semiconductor region 14. The second n-type semiconductor region 22b is located below the Schottky junction Jb in the Schottky diode region J2, and is in contact with the right side surface 30b of the insulating region 30. FIG.
As shown in FIG. 2, the insulating region 30 surrounds the p-type semiconductor region 14 when viewed in plan. Therefore, the Schottky diode region J2 of the diode 1 extends outside the insulating region 30 when viewed in plan. The pn junction diode region J1 of the diode 1 extends inside the insulating region 30.

ダイオード1では、アノード・カソード間に逆方向電圧を印加すると、pn接合13から空乏層が広がる。また、逆方向電圧を印加すると、絶縁領域30を挟んでp型半導体領域14と対向する範囲の第2n型半導体領域22bにも空乏層が広がる。ダイオード1は、n型半導体領域22の表面にp型半導体領域14が配置されていないショットキーダイオードと比較すると、耐圧が高い。   In the diode 1, when a reverse voltage is applied between the anode and the cathode, a depletion layer spreads from the pn junction 13. When a reverse voltage is applied, a depletion layer also spreads in the second n-type semiconductor region 22b in a range facing the p-type semiconductor region 14 with the insulating region 30 interposed therebetween. The diode 1 has a higher breakdown voltage than a Schottky diode in which the p-type semiconductor region 14 is not disposed on the surface of the n-type semiconductor region 22.

ダイオード1のアノード・カソード間に順方向電圧を印加すると、アノード電極102からカソード電極104の電流が流れる。
図3に、ダイオード1のアノード・カソード間に印加する順方向電圧V(V)と、アノード・カソード間に流れる電流の電流密度I(A/cm2)の関係(電圧・電流密度特性と称する。)を示す。なお、図3では、ダイオード1の温度が50℃の場合と、温度が100℃の場合と、温度が150℃の場合と、温度が200℃の場合について電圧・電流密度特性を示している。ダイオード1は、いずれの温度下でも、順方向電圧V(V)が2.5(V)程度までの低い範囲では、各々のグラフの勾配が緩やかである。ダイオード1は、いずれの温度下でも、順方向電圧V(V)が高い範囲では、各々のグラフの勾配が急になっている。
When a forward voltage is applied between the anode and cathode of the diode 1, a current flows from the anode electrode 102 to the cathode electrode 104.
FIG. 3 shows the relationship between the forward voltage V (V) applied between the anode and cathode of the diode 1 and the current density I (A / cm 2 ) of the current flowing between the anode and cathode (referred to as voltage / current density characteristics). .) FIG. 3 shows voltage / current density characteristics when the temperature of the diode 1 is 50 ° C., when the temperature is 100 ° C., when the temperature is 150 ° C., and when the temperature is 200 ° C. The diode 1 has a gentle slope in each graph in a range where the forward voltage V (V) is as low as about 2.5 (V) at any temperature. The diode 1 has a steep slope in each graph in a range where the forward voltage V (V) is high at any temperature.

ショットキーダイオードの構造を有しているショットキーダイオード領域J2は、pn接合ダイオード領域J1と比較し、順方向電圧V(V)が低い値で導通する。順方向電圧V(V)が低い範囲では、ショットキーダイオード領域J2は導通しているが、pn接合ダイオード領域J1は導通していない。このため、順方向電圧V(V)が低い範囲ではグラフの勾配が緩やかになっている。順方向電圧V(V)が高い範囲では、ショットキーダイオード領域J2に加え、pn接合ダイオードの構造を有しているpn接合ダイオード領域J1が導通する。このため、順方向電圧V(V)が高い範囲ではグラフの勾配が急になっており、電流密度I(A/cm2)が増えている。 The Schottky diode region J2 having the Schottky diode structure conducts at a lower forward voltage V (V) than the pn junction diode region J1. In a range where the forward voltage V (V) is low, the Schottky diode region J2 is conductive, but the pn junction diode region J1 is not conductive. For this reason, the gradient of the graph is gentle in the range where the forward voltage V (V) is low. In a range where the forward voltage V (V) is high, in addition to the Schottky diode region J2, the pn junction diode region J1 having a pn junction diode structure is conductive. For this reason, in the range where the forward voltage V (V) is high, the gradient of the graph becomes steep, and the current density I (A / cm 2 ) increases.

図4に、順方向電圧印加時にショットキーダイオード領域J2のみが導通している状態を示している。電流は、ショットキー電極2bからショットキー接合Jbと第2n型半導体領域22bとカソード領域10を介してカソード電極4に流れる。ダイオード1は、絶縁領域30を備えているために、ショットキー接合Jbを介して流れる電流が、p型半導体領域14の下方の第1n型半導体領域22aに回り込まない。ショットキー接合Jbを介して流れる電流が第1n型半導体領域22aに流れ込まないので、第1n型半導体領域22aの電位が上昇し難い。pn接合13に、その順方向電圧降下を越える十分な電圧を印加し易い。図3に示したように、順方向電圧が3(V)程度でpn接合13が導通し、pn接合ダイオード領域J1に電流が流れる。電流は、オーミック電極2aからオーミック接合Jaとp型半導体領域14と第1n型半導体領域22aとカソード領域10を介してカソード電極4に電流が流れる。ダイオード1によると、順方向電圧V(V)が高い範囲で電流密度I(A/cm2)を増大させ、順方向抵抗を低減化することができる。 FIG. 4 shows a state where only the Schottky diode region J2 is conducting when the forward voltage is applied. The current flows from the Schottky electrode 2 b to the cathode electrode 4 through the Schottky junction Jb, the second n-type semiconductor region 22 b, and the cathode region 10. Since the diode 1 includes the insulating region 30, the current flowing through the Schottky junction Jb does not flow into the first n-type semiconductor region 22 a below the p-type semiconductor region 14. Since the current flowing through the Schottky junction Jb does not flow into the first n-type semiconductor region 22a, the potential of the first n-type semiconductor region 22a is unlikely to rise. It is easy to apply a sufficient voltage exceeding the forward voltage drop to the pn junction 13. As shown in FIG. 3, when the forward voltage is about 3 (V), the pn junction 13 becomes conductive, and a current flows through the pn junction diode region J1. The current flows from the ohmic electrode 2 a to the cathode electrode 4 through the ohmic junction Ja, the p-type semiconductor region 14, the first n-type semiconductor region 22 a, and the cathode region 10. According to the diode 1, the current density I (A / cm 2 ) can be increased in a range where the forward voltage V (V) is high, and the forward resistance can be reduced.

本実施例のダイオード1によると、ショットキーダイオード領域J2によって順方向電圧V(V)が低い値でも電流を流すことができるとともに、pn接合ダイオード領域J1を活用することによって順方向電圧V(V)が高い範囲での順方向抵抗を低減化することができる。   According to the diode 1 of this embodiment, a current can flow even when the forward voltage V (V) is low due to the Schottky diode region J2, and the forward voltage V (V can be obtained by utilizing the pn junction diode region J1. ) Can be reduced in a high range.

さらに、一般的なショットキーダイオードの電流密度は、図20に示したように、特に順方向電圧V(V)が高い範囲で、温度への依存度合いが高い。順方向電圧温度V(V)が高い範囲では、温度に基づく順方向抵抗のバラツキが大きくなってしまう。即ち、ショットキーダイオードは、温度の影響を受け易い。一方、一般的なpn接合ダイオードは、図21に示したように、順方向電圧V(V)が高い範囲であっても温度の影響を受け難い。
本実施例のダイオード1によると、順方向電圧V(V)が高い範囲では、pn接合ダイオードの構造を有するpn接合ダイオード領域J1が導通する。これにより、ダイオード1は、順方向電圧V(V)が高い範囲で温度の影響を受け難い。
Furthermore, as shown in FIG. 20, the current density of a general Schottky diode is highly dependent on temperature, particularly in the range where the forward voltage V (V) is high. In the range where the forward voltage temperature V (V) is high, the variation in the forward resistance based on the temperature becomes large. That is, the Schottky diode is easily affected by temperature. On the other hand, as shown in FIG. 21, a general pn junction diode is hardly affected by temperature even if the forward voltage V (V) is in a high range.
According to the diode 1 of the present embodiment, the pn junction diode region J1 having the structure of the pn junction diode conducts in the range where the forward voltage V (V) is high. As a result, the diode 1 is hardly affected by temperature in a range where the forward voltage V (V) is high.

また、ダイオード1の絶縁領域30は、平面視したときに、ショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界14cに沿って配置されている。p型半導体領域14の下方に位置する第1n型半導体領域22aの全体において、ショットキー接合Jbを介して流れる電流が流れ込むという事象が抑制される。p型半導体領域14と第1n型半導体領域22aからなるpn接合13の大部分をpn接合ダイオードとして活用することができる。順方向電圧が高い範囲の順方向抵抗が顕著に低減される。   Further, the insulating region 30 of the diode 1 is disposed along a boundary 14c between a range where the Schottky junction Jb exists and a range where the pn junction 13 exists when viewed in plan. In the entire first n-type semiconductor region 22a located below the p-type semiconductor region 14, the phenomenon that the current flowing through the Schottky junction Jb flows is suppressed. Most of the pn junction 13 composed of the p-type semiconductor region 14 and the first n-type semiconductor region 22a can be used as a pn junction diode. The forward resistance in the range where the forward voltage is high is significantly reduced.

また、ダイオード1では、半導体基板3内に複数個のp型半導体領域14が分散配置されている。逆方向電圧を印加したときに、複数個のpn接合13から空乏層を伸ばすことができる。ダイオード1の耐圧を一層向上させることができる。   In the diode 1, a plurality of p-type semiconductor regions 14 are distributed in the semiconductor substrate 3. When a reverse voltage is applied, the depletion layer can be extended from the plurality of pn junctions 13. The breakdown voltage of the diode 1 can be further improved.

また、ダイオード1の絶縁領域30は、カソード領域10に達するまで伸びている。ダイオード1では、絶縁領域30によって、ショットキー接合Jbの下方に位置する第2n型半導体領域22bと、p型半導体領域14の下方に位置する第1n型半導体領域22aとを分離している。第1n型半導体領域22aに、ショットキー接合Jbを介して流れる電流が流れ込まない。ショットキー接合Jbを介して流れる電流によって第1n型半導体領域22aの電位が上昇しない。p型半導体領域14と第1n型半導体領域22aからなるpn接合13に、順方向電圧降下を越える十分な電圧を印加することができる。   Further, the insulating region 30 of the diode 1 extends until it reaches the cathode region 10. In the diode 1, the insulating region 30 separates the second n-type semiconductor region 22 b located below the Schottky junction Jb and the first n-type semiconductor region 22 a located below the p-type semiconductor region 14. The current flowing through the Schottky junction Jb does not flow into the first n-type semiconductor region 22a. The electric current flowing through the Schottky junction Jb does not increase the potential of the first n-type semiconductor region 22a. A sufficient voltage exceeding the forward voltage drop can be applied to the pn junction 13 composed of the p-type semiconductor region 14 and the first n-type semiconductor region 22a.

本実施例のダイオード1は、n型半導体領域22の表面に接するショットキー電極2bを備えている。また、ダイオード1は、p型半導体領域14の表面に接するオーミック電極2aを備えている。p型半導体領域14とオーミック電極2aの間に略電位差が生じない。したがって、p型半導体領域14と第1n型半導体領域22aで構成されるpn接合13の電位差を大きくすることができる。順方向電圧V(V)が比較的低い範囲でも、pn接合13をpn接合ダイオードとして機能させることができる。   The diode 1 of this embodiment includes a Schottky electrode 2 b that is in contact with the surface of the n-type semiconductor region 22. The diode 1 also includes an ohmic electrode 2 a that is in contact with the surface of the p-type semiconductor region 14. There is almost no potential difference between the p-type semiconductor region 14 and the ohmic electrode 2a. Therefore, the potential difference of the pn junction 13 composed of the p-type semiconductor region 14 and the first n-type semiconductor region 22a can be increased. Even in a range where the forward voltage V (V) is relatively low, the pn junction 13 can function as a pn junction diode.

次に、図5から図8を参照し、ダイオード1の製造方法のうち特徴のある工程を説明する。
まず、カソード領域10となるn+型のSiC基板を準備する。カソード領域10のn型不純物の濃度は1×1018/cm3とする。カソード領域10の厚さは350μmとする。次に、図5に示すように、n+型のカソード領域10の表面に、厚さが15μmのn型半導体領域22を結晶成長させる。結晶成長は、1500℃の温度で行う。結晶成長の材料として、SiH4,C3H8,N2,H2等を用いる。これにより、n型不純物の濃度が5×1015/cm3のn型半導体領域22を形成する。本明細書では、カソード領域10とn型半導体領域22を併せて半導体基板3と称している。
Next, with reference to FIGS. 5 to 8, a characteristic process in the method for manufacturing the diode 1 will be described.
First, an n + type SiC substrate to be the cathode region 10 is prepared. The concentration of the n-type impurity in the cathode region 10 is 1 × 10 18 / cm 3 . The thickness of the cathode region 10 is 350 μm. Next, as shown in FIG. 5, an n-type semiconductor region 22 having a thickness of 15 μm is grown on the surface of the n + -type cathode region 10. Crystal growth is performed at a temperature of 1500 ° C. SiH 4 , C 3 H 8 , N 2 , H 2 or the like is used as a material for crystal growth. Thereby, an n-type semiconductor region 22 having an n-type impurity concentration of 5 × 10 15 / cm 3 is formed. In this specification, the cathode region 10 and the n-type semiconductor region 22 are collectively referred to as a semiconductor substrate 3.

次に、図6に示すように、半導体基板3の表面3aに開口を有するマスクMを形成する。マスクMの開口からn型半導体領域22に、Al等の拡散係数が低いp型不純物をイオン注入する。注入したp型不純物を活性化させるために、例えば1600℃で熱処理を行う。これにより、マスクMの開口部に、p型不純物の濃度が1×1020/cm3であるとともに、表面3aに2.0μmの幅(図2に示す横方向の長さ)と5.0μmの長さ(図2に示す縦方向の長さ)を有するとともに、表面3aから0.3〜1.0μmの深さまで伸びているp型半導体領域14を形成する。次に、マスクMを除去する。 Next, as shown in FIG. 6, a mask M having an opening on the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 is formed. A p-type impurity having a low diffusion coefficient such as Al is ion-implanted into the n-type semiconductor region 22 from the opening of the mask M. In order to activate the implanted p-type impurity, heat treatment is performed at 1600 ° C., for example. As a result, the concentration of the p-type impurity is 1 × 10 20 / cm 3 in the opening of the mask M, and the surface 3a has a width of 2.0 μm (the length in the horizontal direction shown in FIG. 2) and 5.0 μm. And a p-type semiconductor region 14 extending from the surface 3a to a depth of 0.3 to 1.0 [mu] m. Next, the mask M is removed.

次に、図7に示すように、ショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界14cにトレンチTを形成する。トレンチTは、例えばドライエッチング(ICP等)にて行う。トレンチTは、表面3aからカソード領域10に達するまで形成する。次に、CVD法によってトレンチT内に、酸化膜や窒化膜等の絶縁膜を形成する。例えば、プラズマCVDによってトレンチT内に酸化膜を形成する。これにより、絶縁領域30が形成される。絶縁領域30によってn型半導体領域22が、第1n型半導体領域22aと第2n型半導体領域22bに分割される。   Next, as shown in FIG. 7, a trench T is formed at a boundary 14c between the range where the Schottky junction Jb exists and the range where the pn junction 13 exists. The trench T is performed by dry etching (ICP or the like), for example. The trench T is formed until reaching the cathode region 10 from the surface 3a. Next, an insulating film such as an oxide film or a nitride film is formed in the trench T by the CVD method. For example, an oxide film is formed in the trench T by plasma CVD. Thereby, the insulating region 30 is formed. The insulating region 30 divides the n-type semiconductor region 22 into a first n-type semiconductor region 22a and a second n-type semiconductor region 22b.

次に、表面3aに、電子ビーム蒸着によってNi層を積層する。図8に示すように、p型半導体領域14の表面のみに積層体が残るように、積層体をパターンニングする。p型半導体領域14の表面の積層体によってp型半導体領域14とオーミック接合Jaするオーミック電極2aが形成される。   Next, a Ni layer is laminated on the surface 3a by electron beam evaporation. As shown in FIG. 8, the stacked body is patterned so that the stacked body remains only on the surface of the p-type semiconductor region 14. An ohmic electrode 2a that forms an ohmic junction Ja with the p-type semiconductor region 14 is formed by a laminate on the surface of the p-type semiconductor region 14.

次に、図8に示す時点で表面側に露出している面の全域に、モリブデンを電子ビーム蒸着し、図1に示すようにショットキー電極2bを形成する。第2n型半導体領域22bとショットキー接合Jbするショットキー電極2bが形成されるとともに、ショットキー電極2bとオーミック電極2aが接続される。オーミック電極2aとショットキー電極2bによってアノード電極2が形成される。アノード電極2の表面を平坦化する。
次に、半導体基板3の裏面3bにNi層を蒸着する。熱処理を行ってカソード電極4とする。
Next, molybdenum is deposited by electron beam evaporation over the entire surface exposed to the surface side at the time shown in FIG. 8 to form the Schottky electrode 2b as shown in FIG. A Schottky electrode 2b that forms a Schottky junction Jb with the second n-type semiconductor region 22b is formed, and the Schottky electrode 2b and the ohmic electrode 2a are connected. The anode electrode 2 is formed by the ohmic electrode 2a and the Schottky electrode 2b. The surface of the anode electrode 2 is flattened.
Next, a Ni layer is deposited on the back surface 3 b of the semiconductor substrate 3. Heat treatment is performed to form the cathode electrode 4.

本実施例のダイオード1の絶縁領域30は、半導体基板3の表面3aから深さ方向に伸びている。絶縁領域30は、図7に示すように、半導体基板3の表面3aからエッチングによってトレンチTを形成し、そのトレンチT内に絶縁体を充填することによって得られる。したがって、本実施例のダイオード1によると、絶縁領域30を形成し易い。   The insulating region 30 of the diode 1 of this embodiment extends from the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 in the depth direction. As shown in FIG. 7, the insulating region 30 is obtained by forming a trench T by etching from the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 and filling the trench T with an insulator. Therefore, according to the diode 1 of the present embodiment, the insulating region 30 can be easily formed.

本実施例では、図2に示すように、平面視すると、複数本のp型半導体領域14が長手方向を揃えてストライプ状に形成されている場合について説明した。p型半導体領域14は、図9に示すように、平面視すると複数個の島状に形成されていてもよい。この場合にも、絶縁領域30は、p型半導体領域14を取り囲むように形成されていることが好ましい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the case where a plurality of p-type semiconductor regions 14 are formed in a stripe shape with the longitudinal direction aligned when viewed in plan has been described. As shown in FIG. 9, the p-type semiconductor region 14 may be formed in a plurality of island shapes in plan view. Also in this case, the insulating region 30 is preferably formed so as to surround the p-type semiconductor region 14.

また、本実施例では、図1に示すように、本実施例では、絶縁領域30が、平面視したときに、ショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界14cに接している場合について説明した。しかしながら、絶縁領域の構成は本実施例に限定されるものではない。例えば、図10に示すダイオード1aのように、p型半導体領域14の底面からカソード領域10に達するまで伸びている絶縁領域31が形成されていてもよい。絶縁領域31の右側面31b(第1側面の一例)は、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域31の左側面31a(第2側面の一例)は、pn接合13の下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域31によっても、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14の下方に位置するn型半導体領域22に回り込むことを抑制することができる。絶縁領域31は、平面視したときに、p型半導体領域14の周縁寄り(ショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界寄り)に形成されていることが好ましい。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, in this embodiment, when the insulating region 30 is viewed in plan, the boundary 14c between the range in which the Schottky junction Jb exists and the range in which the pn junction 13 exists exists. Explained the case of contact. However, the configuration of the insulating region is not limited to this embodiment. For example, an insulating region 31 extending from the bottom surface of the p-type semiconductor region 14 to the cathode region 10 may be formed as in the diode 1a shown in FIG. The right side surface 31b (an example of the first side surface) of the insulating region 31 faces the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb. The left side surface 31 a (an example of the second side surface) of the insulating region 31 faces the n-type semiconductor region 22 located below the pn junction 13. The insulating region 31 can also suppress the current flowing through the Schottky junction Jb from flowing into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14 when a forward voltage is applied. The insulating region 31 is preferably formed near the periphery of the p-type semiconductor region 14 (close to the boundary between the range where the Schottky junction Jb exists and the range where the pn junction 13 exists) when viewed in plan.

また、図11に示すダイオード1bのように、p型半導体領域14の下方に位置するn型半導体領域22内に伸びている絶縁領域32が形成されていてもよい。絶縁領域32はp型半導体領域14の底面に接していない。絶縁領域32はカソード領域10に達するまで伸びていない。絶縁領域32の右側面32b(第1側面の一例)は、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域31の左側面32a(第2側面の一例)は、pn接合13の下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域31によっても、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14の下方に位置するn型半導体領域22に回り込むことを抑制することができる。なお、絶縁領域32が、p型半導体領域14の底面に接していてもよい。あるいは、絶縁領域32が、カソード領域10に達するまで伸びていてもよい。絶縁領域32は、平面視したときに、p型半導体領域14の周縁寄りに形成されていることが好ましい。   Further, an insulating region 32 extending into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14 may be formed as in the diode 1b shown in FIG. The insulating region 32 is not in contact with the bottom surface of the p-type semiconductor region 14. The insulating region 32 does not extend until the cathode region 10 is reached. The right side surface 32b (an example of the first side surface) of the insulating region 32 faces the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb. The left side surface 32 a (an example of the second side surface) of the insulating region 31 faces the n-type semiconductor region 22 located below the pn junction 13. The insulating region 31 can also suppress the current flowing through the Schottky junction Jb from flowing into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14 when a forward voltage is applied. Note that the insulating region 32 may be in contact with the bottom surface of the p-type semiconductor region 14. Alternatively, the insulating region 32 may extend until it reaches the cathode region 10. The insulating region 32 is preferably formed near the periphery of the p-type semiconductor region 14 when viewed in plan.

また、図12に示すダイオード1cのように、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22内に伸びている絶縁領域33が形成されていてもよい。絶縁領域33はショットキー接合Jbに接していない。また、絶縁領域33は、カソード領域10に達するまで伸びていない。また、絶縁領域33は、p型半導体領域14の側面14cと離間している。絶縁領域33の右側面33b(第1側面の一例)は、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域33の左側面33a(第2側面の一例)は、pn接合13の下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域33によっても、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14の下方に位置するn型半導体領域22に回り込むことを抑制することができる。なお、絶縁領域33が、ショットキー接合Jbに接していてもよい。また、絶縁領域33が、カソード領域10に達するまで伸びていてもよい。絶縁領域33は、平面視したときに、p型半導体領域14の周縁寄りに形成されていることが好ましい。   Further, as in the diode 1c shown in FIG. 12, an insulating region 33 extending into the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb may be formed. The insulating region 33 is not in contact with the Schottky junction Jb. Further, the insulating region 33 does not extend until the cathode region 10 is reached. The insulating region 33 is separated from the side surface 14 c of the p-type semiconductor region 14. The right side surface 33b (an example of the first side surface) of the insulating region 33 faces the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb. The left side surface 33 a (an example of the second side surface) of the insulating region 33 faces the n-type semiconductor region 22 located below the pn junction 13. The insulating region 33 can also suppress the current flowing through the Schottky junction Jb from flowing into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14 when a forward voltage is applied. The insulating region 33 may be in contact with the Schottky junction Jb. Further, the insulating region 33 may extend until reaching the cathode region 10. The insulating region 33 is preferably formed near the periphery of the p-type semiconductor region 14 when viewed in plan.

(第2実施例)
図13に、ショットキーダイオードの構造とpn接合ダイオードの構造が混在しているダイオード1dの要部断面図を示す。本実施例のダイオード1dの特徴は、p型半導体領域14aが半導体基板3の表面3a上に配置されていることである。なお、図13では、図1に示すダイオード1と同等の構成要素には同一の番号の符号を付して示し、それらの説明は省略する。
(Second embodiment)
FIG. 13 shows a cross-sectional view of the main part of a diode 1d in which the structure of a Schottky diode and the structure of a pn junction diode are mixed. A feature of the diode 1 d of the present embodiment is that the p-type semiconductor region 14 a is disposed on the surface 3 a of the semiconductor substrate 3. In FIG. 13, the same components as those of the diode 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

ダイオード1dは、n型半導体領域22の表面上に形成されている複数個のp型半導体領域14aを備えている。p型半導体領域14aが配置されている範囲の半導体基板3の表面3aが、pn接合13となっている。各々のp型半導体領域14aの上面には、p型半導体領域14aとオーミック接合Jaしているオーミック電極2aが形成されている。p型半導体領域14aが配置されていない範囲のn型半導体領域22とショットキー接合Jbしているショットキー電極2bが形成されている。オーミック電極2aとショットキー電極2bによってアノード電極2が形成されている。アノード電極2の表面は平坦化されている。   The diode 1 d includes a plurality of p-type semiconductor regions 14 a formed on the surface of the n-type semiconductor region 22. A surface 3 a of the semiconductor substrate 3 in a range where the p-type semiconductor region 14 a is disposed is a pn junction 13. On the upper surface of each p-type semiconductor region 14a, an ohmic electrode 2a that is in ohmic contact with the p-type semiconductor region 14a is formed. A Schottky electrode 2b is formed which is in Schottky junction Jb with the n-type semiconductor region 22 in a range where the p-type semiconductor region 14a is not disposed. An anode electrode 2 is formed by the ohmic electrode 2a and the Schottky electrode 2b. The surface of the anode electrode 2 is flattened.

ダイオード1dのpn接合ダイオード領域J1では、カソード電極4とカソード領域10とn型半導体領域22とp型半導体領域14aとオーミック電極2aが順に積層されている。ショットキーダイオード領域J2では、カソード電極4とカソード領域10とn型半導体領域22とショットキー電極2bが順に積層されている。   In the pn junction diode region J1 of the diode 1d, the cathode electrode 4, the cathode region 10, the n-type semiconductor region 22, the p-type semiconductor region 14a, and the ohmic electrode 2a are sequentially stacked. In the Schottky diode region J2, the cathode electrode 4, the cathode region 10, the n-type semiconductor region 22, and the Schottky electrode 2b are sequentially stacked.

本実施例のダイオード1dは、平面視したときにショットキー接合Jbが存在する範囲とpn接合13が存在する範囲の境界に設けられている絶縁領域34を備えている。絶縁領域34は、半導体基板3の表面3aからカソード領域10に達するまで伸びている。絶縁領域34によって、n型半導体領域22が、第1n型半導体領域22aと第2n型半導体領域22bに分割されている。第1n型半導体領域22aは、pn接合ダイオード領域J1において、p型半導体領域14の下方に位置しており、絶縁領域34の左側面34a(第2側面の一例)に接している。第1n型半導体領域22aは、p型半導体領域14aとpn接合13している。第2n型半導体領域22bは、ショットキーダイオード領域J2において、ショットキー接合Jbの下方に位置しており、絶縁領域34の右側面34b(第1側面の一例)に接している。絶縁領域34は、平面視したときに、第1n型半導体領域22aを取り囲んでいる。したがって、平面視したときに、絶縁領域34の外側にショットキーダイオード領域J2が広がっている。絶縁領域34の内側にpn接合ダイオード領域J1が広がっている。   The diode 1d of the present embodiment includes an insulating region 34 provided at the boundary between a range where the Schottky junction Jb exists and a range where the pn junction 13 exists when viewed in plan. The insulating region 34 extends from the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 until it reaches the cathode region 10. The insulating region 34 divides the n-type semiconductor region 22 into a first n-type semiconductor region 22a and a second n-type semiconductor region 22b. The first n-type semiconductor region 22a is located below the p-type semiconductor region 14 in the pn junction diode region J1, and is in contact with the left side surface 34a (an example of the second side surface) of the insulating region 34. The first n-type semiconductor region 22a is in pn junction 13 with the p-type semiconductor region 14a. The second n-type semiconductor region 22b is located below the Schottky junction Jb in the Schottky diode region J2, and is in contact with the right side surface 34b (an example of the first side surface) of the insulating region 34. The insulating region 34 surrounds the first n-type semiconductor region 22a when viewed in plan. Therefore, the Schottky diode region J2 extends outside the insulating region 34 when viewed in plan. A pn junction diode region J1 extends inside the insulating region.

ダイオード1dによると、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14aの下方に位置する第1n型半導体領域22aに回り込まない。pn接合13の、その順方向電圧降下を超える電圧が印加され易い。   According to the diode 1d, when a forward voltage is applied, the current flowing through the Schottky junction Jb does not flow into the first n-type semiconductor region 22a located below the p-type semiconductor region 14a. A voltage exceeding the forward voltage drop of the pn junction 13 is easily applied.

本実施例では、絶縁領域34が、半導体基板3の表面3aからカソード領域10に達するまで伸びている場合について説明したが、絶縁領域の構成は本実施例に限定されるものではない。例えば、図14に示すダイオード1eのように、p型半導体領域14aの下方に位置するn型半導体領域22内に伸びている絶縁領域35が形成されていてもよい。絶縁領域35はp型半導体領域14aの底面に接していない。絶縁領域35はカソード領域10に達するまで伸びていない。絶縁領域35の右側面35b(第1側面の一例)は、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域35の左側面35a(第2側面の一例)は、pn接合13の下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域35によっても、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14aの下方に位置するn型半導体領域22に回り込むことを抑制することができる。なお、絶縁領域35が、p型半導体領域14aの底面に接していてもよい。あるいは、絶縁領域35が、カソード領域10に達するまで伸びていてもよい。絶縁領域35は、平面視したときに、p型半導体領域14aの周縁寄りに形成されていることが好ましい。   In this embodiment, the case where the insulating region 34 extends from the surface 3a of the semiconductor substrate 3 to the cathode region 10 has been described. However, the configuration of the insulating region is not limited to this embodiment. For example, like the diode 1e shown in FIG. 14, an insulating region 35 extending into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14a may be formed. The insulating region 35 is not in contact with the bottom surface of the p-type semiconductor region 14a. The insulating region 35 does not extend until it reaches the cathode region 10. The right side surface 35b (an example of the first side surface) of the insulating region 35 faces the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb. The left side surface 35 a (an example of the second side surface) of the insulating region 35 faces the n-type semiconductor region 22 located below the pn junction 13. The insulating region 35 can also prevent the current flowing through the Schottky junction Jb from flowing into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14a when a forward voltage is applied. Note that the insulating region 35 may be in contact with the bottom surface of the p-type semiconductor region 14a. Alternatively, the insulating region 35 may extend until it reaches the cathode region 10. The insulating region 35 is preferably formed near the periphery of the p-type semiconductor region 14a when viewed in plan.

また、図15に示すダイオード1fのように、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22内に伸びている絶縁領域36が形成されていてもよい。絶縁領域36はショットキー接合Jbに接していない。また、絶縁領域36は、カソード領域10に達するまで伸びていない。また、絶縁領域36は、p型半導体領域14aの形成領域の下方から離間している。絶縁領域36の右側面36b(第1側面の一例)は、ショットキー接合Jbの下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域36の左側面36a(第2側面の一例)は、pn接合13の下方に位置するn型半導体領域22に対向している。絶縁領域36によっても、順方向電圧印加時に、ショットキー接合Jbを介して流れる電流がp型半導体領域14aの下方に位置するn型半導体領域22に回り込むことを抑制することができる。なお、絶縁領域36が、ショットキー接合Jbに接していてもよい。また、絶縁領域36が、カソード領域10に達するまで伸びていてもよい。絶縁領域36は、平面視したときに、p型半導体領域14aの下方付近に形成されていることが好ましい。   Further, as in the diode 1 f shown in FIG. 15, an insulating region 36 extending into the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb may be formed. The insulating region 36 is not in contact with the Schottky junction Jb. Further, the insulating region 36 does not extend until reaching the cathode region 10. The insulating region 36 is separated from the lower side of the formation region of the p-type semiconductor region 14a. A right side surface 36b (an example of a first side surface) of the insulating region 36 faces the n-type semiconductor region 22 located below the Schottky junction Jb. The left side surface 36 a (an example of the second side surface) of the insulating region 36 faces the n-type semiconductor region 22 located below the pn junction 13. The insulating region 36 can also prevent the current flowing through the Schottky junction Jb from flowing into the n-type semiconductor region 22 located below the p-type semiconductor region 14a when a forward voltage is applied. Note that the insulating region 36 may be in contact with the Schottky junction Jb. Further, the insulating region 36 may extend until reaching the cathode region 10. The insulating region 36 is preferably formed near the lower portion of the p-type semiconductor region 14a when viewed in plan.

(第3実施例)
図16に、ショットキーダイオードの構造とpn接合ダイオードの構造が混在しているJダイオード1gの要部断面図を示す。本実施例のダイオード1gの特徴は、絶縁領域37が、p型半導体領域14を貫通していることである。図16では、図1に示すダイオード1と同等の構成要素には同一の番号の符号を付して示し、それらの説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part of a J diode 1g in which the structure of a Schottky diode and the structure of a pn junction diode are mixed. A feature of the diode 1g of the present embodiment is that the insulating region 37 penetrates the p-type semiconductor region 14. In FIG. 16, components equivalent to those of the diode 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例のダイオード1gは、p型半導体領域14を貫通している絶縁領域37を備えている。絶縁領域37は、p型半導体領域14の周縁の近傍に形成されている。絶縁領域37は、半導体基板3の表面3aからカソード領域10に達するまで伸びている。絶縁領域37によって、n型半導体領域22が、第1n型半導体領域22aと第2n型半導体領域22bに分割されている。第1n型半導体領域22aは、pn接合ダイオード領域J1において、p型半導体領域14の下方に位置しており、絶縁領域37の左側面37a(第2側面の一例)に接している。第1n型半導体領域22aは、p型半導体領域14とpn接合13している。第2n型半導体領域22bは、ショットキーダイオード領域J2において、ショットキー接合Jbの下方に位置しており、絶縁領域37の右側面37b(第1側面の一例)に接している。また、p型半導体領域14が、絶縁領域37によって、pn接合ダイオード領域J1に含まれる範囲の第1p型半導体領域14aと、ショットキーダイオード領域J2に含まれる範囲の第2p型半導体領域14bに分割されている。ダイオード1gでは、オーミック電極2aが、第1p型半導体領域14aの表面と絶縁領域37の表面と第2p型半導体領域14bの表面に亘って延びている。   The diode 1g of the present embodiment includes an insulating region 37 that penetrates the p-type semiconductor region 14. The insulating region 37 is formed near the periphery of the p-type semiconductor region 14. The insulating region 37 extends from the surface 3 a of the semiconductor substrate 3 until it reaches the cathode region 10. The insulating region 37 divides the n-type semiconductor region 22 into a first n-type semiconductor region 22a and a second n-type semiconductor region 22b. The first n-type semiconductor region 22a is located below the p-type semiconductor region 14 in the pn junction diode region J1, and is in contact with the left side surface 37a (an example of the second side surface) of the insulating region 37. The first n-type semiconductor region 22 a is in pn junction 13 with the p-type semiconductor region 14. The second n-type semiconductor region 22b is located below the Schottky junction Jb in the Schottky diode region J2, and is in contact with the right side surface 37b (an example of the first side surface) of the insulating region 37. The p-type semiconductor region 14 is divided by the insulating region 37 into a first p-type semiconductor region 14a in the range included in the pn junction diode region J1 and a second p-type semiconductor region 14b in the range included in the Schottky diode region J2. Has been. In the diode 1g, the ohmic electrode 2a extends across the surface of the first p-type semiconductor region 14a, the surface of the insulating region 37, and the surface of the second p-type semiconductor region 14b.

本実施例のダイオード1gでは、ショットキー接合Jbの下方に位置する第2n型半導体領域22bと第2p型半導体領域14bが接している。第2n型半導体領域22bと第2p型半導体領域14bのpn接合面15から空乏層を広げることができる。ショットキー接合Jb付近に空乏層が広がり易く、高耐圧を確保することができる。   In the diode 1g of this embodiment, the second n-type semiconductor region 22b and the second p-type semiconductor region 14b located below the Schottky junction Jb are in contact with each other. The depletion layer can be expanded from the pn junction surface 15 of the second n-type semiconductor region 22b and the second p-type semiconductor region 14b. A depletion layer easily spreads in the vicinity of the Schottky junction Jb, and a high breakdown voltage can be secured.

ダイオード1gの絶縁領域37は、例えば、n型半導体領域22の表面にp型拡散層を形成した後に、表面3aからp型拡散層を貫通する溝を形成し、溝内を絶縁膜で充填することによって簡単に形成することができる。   In the insulating region 37 of the diode 1g, for example, after forming a p-type diffusion layer on the surface of the n-type semiconductor region 22, a groove penetrating the p-type diffusion layer is formed from the surface 3a, and the groove is filled with an insulating film. Can be easily formed.

図17に示すダイオード1hのように、絶縁領域37とp型拡散領域16が離間していてもよい。逆方向電圧印加時に、p型拡散領域16と第2n型半導体領域22bとのpn接合から空乏層を広げることができる。逆方向電圧印加時に、ショットキー接合Jb付近に空乏層が広がり易い。しかしながら、この構成によると、p型拡散領域16を形成する際にショットキー接合Jbの面積が減少し易い。このため、ショットキー接合Jbの下方に位置する第2n型半導体領域22bとpn接合するp型拡散領域は、図16に示す第2p型半導体領域14bのように絶縁領域37に接している方が好ましい。しかしながら、ショットキー接合Jbの面積が十分確保できる場合には、図17に示すような構成であってもよい。図18に示すダイオード1jのように、p型半導体領域14aが半導体基板3の表面3a上に配置されている場合も同様である。   As in the diode 1h shown in FIG. 17, the insulating region 37 and the p-type diffusion region 16 may be separated from each other. When a reverse voltage is applied, the depletion layer can be expanded from the pn junction between the p-type diffusion region 16 and the second n-type semiconductor region 22b. When a reverse voltage is applied, the depletion layer tends to spread near the Schottky junction Jb. However, according to this configuration, the area of the Schottky junction Jb tends to decrease when the p-type diffusion region 16 is formed. Therefore, the p-type diffusion region, which is pn-junction with the second n-type semiconductor region 22b located below the Schottky junction Jb, is more in contact with the insulating region 37 like the second p-type semiconductor region 14b shown in FIG. preferable. However, when a sufficient area of the Schottky junction Jb can be secured, the configuration shown in FIG. 17 may be used. The same applies to the case where the p-type semiconductor region 14a is disposed on the surface 3a of the semiconductor substrate 3 as in the diode 1j shown in FIG.

本実施例では、図16に示すように、オーミック電極2aが、第1p型半導体領域14aの表面と絶縁領域37の表面と第2p型半導体領域14bの表面に亘って延びている場合について説明した。しかしながら、オーミック電極2aは、絶縁領域37の表面と第2p型半導体領域14bの表面には接していなくてもよい。第2p型半導体領域14bは、ショットキー電極2bと接していても、第2n型半導体領域22bと第2p型半導体領域14bのpn接合から空乏層を広げることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the ohmic electrode 2a has been described as extending over the surface of the first p-type semiconductor region 14a, the surface of the insulating region 37, and the surface of the second p-type semiconductor region 14b. . However, the ohmic electrode 2a may not be in contact with the surface of the insulating region 37 and the surface of the second p-type semiconductor region 14b. Even if the second p-type semiconductor region 14b is in contact with the Schottky electrode 2b, the depletion layer can be expanded from the pn junction of the second n-type semiconductor region 22b and the second p-type semiconductor region 14b.

第1実施例から第3実施例では、半導体基板3がSiCである場合について説明したが、半導体基板3はSi等の他の材料で形成されていてもよい。
第1実施例から第3実施例では、p型半導体領域14にオーミック接合Jaしているオーミック電極2aと、n型半導体領域22にショットキー接合Jbしているショットキー電極2bを形成し、両者によってアノード電極2を構成する場合について説明したが、本発明は、アノード電極2がオーミック電極2aを備えていない構成をも許容する。少なくとも、第1実施例から第3実施例で説明した絶縁領域を備えていれば、pn接合ダイオード領域J1を活用することができる。
In the first to third embodiments, the case where the semiconductor substrate 3 is SiC has been described. However, the semiconductor substrate 3 may be formed of other materials such as Si.
In the first to third embodiments, an ohmic electrode 2a having an ohmic junction Ja in the p-type semiconductor region 14 and a Schottky electrode 2b having a Schottky junction Jb in the n-type semiconductor region 22 are formed. However, the present invention allows a configuration in which the anode electrode 2 does not include the ohmic electrode 2a. If at least the insulating region described in the first to third embodiments is provided, the pn junction diode region J1 can be utilized.

また、絶縁領域30は、半導体基板3の裏面3bに達するまで形成されていてもよい。
また、第1実施例から第3実施例では、厚みのあるショットキー電極2bの表面が平坦化されている場合について説明したが、ショットキー電極2bは、例えば、薄いモリブデンの膜でもよい。この場合には、モリブデン膜上に、アルミニウム等で表面配線を形成し、表面配線の表面を平坦化することが好ましい。
Further, the insulating region 30 may be formed until reaching the back surface 3 b of the semiconductor substrate 3.
In the first to third embodiments, the case where the surface of the thick Schottky electrode 2b is planarized has been described. However, the Schottky electrode 2b may be a thin molybdenum film, for example. In this case, it is preferable to form a surface wiring with aluminum or the like on the molybdenum film and planarize the surface of the surface wiring.

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

1:ダイオード
2:アノード電極
2a:オーミック電極
2b:ショットキー電極
3:半導体基板
3a:表面
3b:裏面
4:カソード電極
10:カソード領域
13:pn接合
14:p型半導体領域
22:n型半導体領域
22a:第1n型半導体領域
22b:第2n型半導体領域
30:絶縁領域
30a:左側面
30b:右側面
J1:pn接合ダイオード領域
J2:ショットキーダイオード領域
Ja:オーミック接合
Jb:ショットキー接合
1: Diode 2: Anode electrode 2a: Ohmic electrode 2b: Schottky electrode 3: Semiconductor substrate 3a: Front surface 3b: Back surface 4: Cathode electrode 10: Cathode region 13: pn junction 14: p-type semiconductor region 22: n-type semiconductor region 22a: first n-type semiconductor region 22b: second n-type semiconductor region 30: insulating region 30a: left side 30b: right side J1: pn junction diode region J2: Schottky diode region Ja: ohmic junction Jb: Schottky junction

Claims (7)

n型半導体領域と、
そのn型半導体領域の表面の一部に設けられているp型半導体領域と、
前記n型半導体領域の表面と前記p型半導体領域の表面に接しており、少なくとも前記n型半導体領域の表面にショットキー接合している表面電極と、
前記n型半導体領域に接する第1側面及び第2側面を有する絶縁領域と、を備えており、
前記絶縁領域の第1側面は、前記n型半導体領域の表面と前記表面電極とのショットキー接合の下方に位置する前記n型半導体領域に対向しており、
前記絶縁領域の第2側面は、前記n型半導体領域と前記p型半導体領域とのpn接合の下方に位置する前記n型半導体領域に対向しているダイオード。
an n-type semiconductor region;
A p-type semiconductor region provided on a part of the surface of the n-type semiconductor region;
A surface electrode in contact with the surface of the n-type semiconductor region and the surface of the p-type semiconductor region, and at least a Schottky junction with the surface of the n-type semiconductor region;
An insulating region having a first side surface and a second side surface in contact with the n-type semiconductor region,
The first side surface of the insulating region is opposed to the n-type semiconductor region located below a Schottky junction between the surface of the n-type semiconductor region and the surface electrode,
The second side surface of the insulating region is a diode facing the n-type semiconductor region located below a pn junction between the n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region.
前記絶縁領域は、平面視したときに、前記ショットキー接合が存在する範囲と前記pn接合が存在する範囲の境界部に沿って配置されている請求項1に記載のダイオード。   2. The diode according to claim 1, wherein the insulating region is disposed along a boundary portion between a range where the Schottky junction exists and a range where the pn junction exists when viewed in a plan view. 前記n型半導体領域と前記p型半導体領域は、半導体基板内に設けられており、
前記n型半導体領域と前記p型半導体領域は、前記半導体基板の表層部において、少なくとも一方向に沿って繰り返しており、
前記表面電極は、前記半導体基板上に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイオード。
The n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region are provided in a semiconductor substrate,
The n-type semiconductor region and the p-type semiconductor region are repeated along at least one direction in the surface layer portion of the semiconductor substrate,
The diode according to claim 1, wherein the surface electrode is provided on the semiconductor substrate.
前記絶縁領域が、前記半導体基板の表面から前記p型半導体領域よりも深い位置にまで伸びていることを特徴とする請求項3に記載のダイオード。   4. The diode according to claim 3, wherein the insulating region extends from the surface of the semiconductor substrate to a position deeper than the p-type semiconductor region. 前記絶縁領域が、前記p型半導体領域を貫通していることを特徴とする請求項4に記載のダイオード。   The diode according to claim 4, wherein the insulating region penetrates the p-type semiconductor region. 前記n型半導体領域の裏面に接して設けられており、前記n型半導体領域よりも不純物濃度が濃いn型高濃度半導体領域と、
そのn型高濃度半導体領域の裏面に電気的に接続している裏面電極と、をさらに備えており、
前記絶縁領域が、前記半導体基板の表面から前記n型高濃度半導体領域に達するまで伸びていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載のダイオード。
An n-type high-concentration semiconductor region that is provided in contact with the back surface of the n-type semiconductor region and has a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region;
A back electrode electrically connected to the back surface of the n-type high concentration semiconductor region, and
The diode according to claim 3, wherein the insulating region extends from the surface of the semiconductor substrate to reach the n-type high concentration semiconductor region.
前記表面電極は、第1表面電極と第2表面電極を有しており、
前記第1表面電極が、前記n型半導体領域にショットキー接合しており、
前記第2表面電極が、前記p型半導体領域にオーミック接合していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のダイオード。
The surface electrode has a first surface electrode and a second surface electrode,
The first surface electrode is a Schottky junction with the n-type semiconductor region;
The diode according to claim 1, wherein the second surface electrode is in ohmic contact with the p-type semiconductor region.
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