JP2000058875A - 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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- JP2000058875A JP2000058875A JP24261598A JP24261598A JP2000058875A JP 2000058875 A JP2000058875 A JP 2000058875A JP 24261598 A JP24261598 A JP 24261598A JP 24261598 A JP24261598 A JP 24261598A JP 2000058875 A JP2000058875 A JP 2000058875A
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- Japan
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- schottky barrier
- barrier diode
- barrier
- conductivity type
- epitaxial layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金
属に限定されず、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることが
でき、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオ
ードを得る。 【解決手段】 半導体基板の第一導電型エピタキシャル
層２内に形成された該第一導電型と異なる第二導電型の
領域からなる少なくとも１本以上のガードリング３を有
するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピ
タキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上とし、かつ、
ショットキーバリアを形成するバリア金属４としてバリ
アハイトが０．７０ｅＶ以上のものを使用する。
属に限定されず、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることが
でき、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオ
ードを得る。 【解決手段】 半導体基板の第一導電型エピタキシャル
層２内に形成された該第一導電型と異なる第二導電型の
領域からなる少なくとも１本以上のガードリング３を有
するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピ
タキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上とし、かつ、
ショットキーバリアを形成するバリア金属４としてバリ
アハイトが０．７０ｅＶ以上のものを使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、逆耐電圧が高く、か
つ、オン電圧が低いショットキーバリアダイオードに関
するものである。
つ、オン電圧が低いショットキーバリアダイオードに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のショットキーバリアダイオード
は、図１に示すように、例えばＮ↑＋導電型半導体基板
１上にＮ↑−導電型のエピタキシャル層２を形成し、こ
のエピタキャル層２の抵抗率を０．４〜１．５Ω・ｃｍ
の範囲内として３０〜９０Ｖの逆耐電圧圧を得ている。
は、図１に示すように、例えばＮ↑＋導電型半導体基板
１上にＮ↑−導電型のエピタキシャル層２を形成し、こ
のエピタキャル層２の抵抗率を０．４〜１．５Ω・ｃｍ
の範囲内として３０〜９０Ｖの逆耐電圧圧を得ている。
【０００３】また、上記エピタキャル層２内に形成した
Ｐ導電型領域からなるガードリング３を少なくとも１本
以上（図では１本のみ示してある。）形成し、最も内側
となる前記ガードリング３で囲まれた領域の表面に、シ
ョットキー障壁を形成すべくモリブデン、クロム、チタ
ン等のバリア金属４を付着させている。
Ｐ導電型領域からなるガードリング３を少なくとも１本
以上（図では１本のみ示してある。）形成し、最も内側
となる前記ガードリング３で囲まれた領域の表面に、シ
ョットキー障壁を形成すべくモリブデン、クロム、チタ
ン等のバリア金属４を付着させている。
【０００４】かかる場合、ショットキーバリアダイオー
ドの順方向電圧（ＶF）を小さくするために、従来では
バリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属４を使用
するのが一般的であった。なお、図中、５は絶縁被膜、
６は電極金属である。
ドの順方向電圧（ＶF）を小さくするために、従来では
バリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属４を使用
するのが一般的であった。なお、図中、５は絶縁被膜、
６は電極金属である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような構造のシ
ョットキーバリアダイオードにおいて、逆耐電圧を１０
０Ｖ以上とするためには、半導体基板のエピタキシャル
層２の抵抗率を２Ω・ｃｍ以上とすることは従来から行
なわれている。しかしながら、それに伴って半導体基板
自体の抵抗が上昇するため、オン電圧が上昇してしま
う。このオン電圧の上昇を抑制するため、従来ではバリ
アハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属を使用せざる
を得なかったが、材料金属の選択の幅が狭くそれだけ高
価のものとなっていた。
ョットキーバリアダイオードにおいて、逆耐電圧を１０
０Ｖ以上とするためには、半導体基板のエピタキシャル
層２の抵抗率を２Ω・ｃｍ以上とすることは従来から行
なわれている。しかしながら、それに伴って半導体基板
自体の抵抗が上昇するため、オン電圧が上昇してしま
う。このオン電圧の上昇を抑制するため、従来ではバリ
アハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属を使用せざる
を得なかったが、材料金属の選択の幅が狭くそれだけ高
価のものとなっていた。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上記のような課題を解決する
ためのなされたもので、バリアハイトが０．６８ｅＶ以
下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅を拡
げ、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることができ、かつ、
オン電圧の低いショットキーバリアダイオードを提供す
ることを目的とするものである。
ためのなされたもので、バリアハイトが０．６８ｅＶ以
下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅を拡
げ、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることができ、かつ、
オン電圧の低いショットキーバリアダイオードを提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のショットキーバ
リアダイオードは、半導体基板上の第一導電型エピタキ
シャル層内に形成された該第一導電型と異なる第二導電
型領域からなる少なくとも１本以上のガードリングを有
するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピ
タキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、
前記ガードリングのうち最も内側のガードリングによっ
て囲まれた第一導電型領域の表面に形成されたショット
キーバリアのバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ
以上であることを特徴とするものである。
リアダイオードは、半導体基板上の第一導電型エピタキ
シャル層内に形成された該第一導電型と異なる第二導電
型領域からなる少なくとも１本以上のガードリングを有
するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピ
タキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、
前記ガードリングのうち最も内側のガードリングによっ
て囲まれた第一導電型領域の表面に形成されたショット
キーバリアのバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ
以上であることを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明のショットキーバリアダイオ
ードは、順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上である
ことを特徴とするものである。
ードは、順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上である
ことを特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１及び図２を参照
して説明する。本発明の特徴は、少なくとも１本以上の
ガードリング３を有する構造のショットキーバリアダイ
オードにおいて、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・
ｃｍ以上であり、かつ、バリアハイトが０．７０ｅＶ以
上のバリア金属４を使用することである。また、順方向
電流密度を１０／ｃｍ↑２とすることである。これは以
下の実験の結果に基づいている。
して説明する。本発明の特徴は、少なくとも１本以上の
ガードリング３を有する構造のショットキーバリアダイ
オードにおいて、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・
ｃｍ以上であり、かつ、バリアハイトが０．７０ｅＶ以
上のバリア金属４を使用することである。また、順方向
電流密度を１０／ｃｍ↑２とすることである。これは以
下の実験の結果に基づいている。
【００１０】すなわち、図２は、バリアハイトの変化及
びガードリングの有無によって電流密度（Ｊ）と直流順
電圧（ＶF）の関係がどのように変わるかを実験した結
果を示すものである。なお、図では縦軸に電流密度Ｊ
（Ａ／ｃｍ↑２）、横軸に直流順電圧ＶF（Ｖ）が採っ
てある。また、図中、ａはガードリング３を設けない構
造であって、バリアハイト（φ）＝０．７０ｅＶのバリ
ア金属４を使用したショットキーバリアダイオード、
ｂ，ｃはガードリング３を有し、かつ、ｂはφ＝０．６
８ｅＶ、ｃはφ＝０．７０ｅＶのショットキーバリアダ
イオードのそれぞれのＪ−ＶF特性を示したものであ
る。
びガードリングの有無によって電流密度（Ｊ）と直流順
電圧（ＶF）の関係がどのように変わるかを実験した結
果を示すものである。なお、図では縦軸に電流密度Ｊ
（Ａ／ｃｍ↑２）、横軸に直流順電圧ＶF（Ｖ）が採っ
てある。また、図中、ａはガードリング３を設けない構
造であって、バリアハイト（φ）＝０．７０ｅＶのバリ
ア金属４を使用したショットキーバリアダイオード、
ｂ，ｃはガードリング３を有し、かつ、ｂはφ＝０．６
８ｅＶ、ｃはφ＝０．７０ｅＶのショットキーバリアダ
イオードのそれぞれのＪ−ＶF特性を示したものであ
る。
【００１１】この図から明らかなように、電流密度Ｊが
１０Ａ／ｃｍ↑２以下では、ｂのショットキーバリアダ
イオードの方がｃのそれよりも直流順電圧ＶFが小さ
い。しかし、それ以上の電流領域ではｃのショットキー
バリアダイオードの方がｂのそれよりもＶFは小さくな
っている。かかる点の着目して本発明の特徴の１つを、
Ｊが１０Ａ／ｃｍ↑２以上とするものである。
１０Ａ／ｃｍ↑２以下では、ｂのショットキーバリアダ
イオードの方がｃのそれよりも直流順電圧ＶFが小さ
い。しかし、それ以上の電流領域ではｃのショットキー
バリアダイオードの方がｂのそれよりもＶFは小さくな
っている。かかる点の着目して本発明の特徴の１つを、
Ｊが１０Ａ／ｃｍ↑２以上とするものである。
【００１２】次に、図２に示したような現象が生じる理
由について考察する。まず、ガードリング構造を備えて
いないａのショットキーバリアダイオードでは、Ｊ−Ｖ
F特性がＪ＝１０Ａ／ｃｍ↑２付近から実測値よりＶFが
大きくなり、Ｊ＝８０Ａ／ｃｍ↑２付近でＶF＝1．３Ｖ
以上となってしまう。逆にガードリング構造を備えたシ
ョットキーバリアダイオードでは、ガードリング３のＰ
層の直下が等価的にＰ−Ｎ−Ｎ↑＋ダイオードとなっ
て、該Ｐ層から少数キャリアが注入されている。
由について考察する。まず、ガードリング構造を備えて
いないａのショットキーバリアダイオードでは、Ｊ−Ｖ
F特性がＪ＝１０Ａ／ｃｍ↑２付近から実測値よりＶFが
大きくなり、Ｊ＝８０Ａ／ｃｍ↑２付近でＶF＝1．３Ｖ
以上となってしまう。逆にガードリング構造を備えたシ
ョットキーバリアダイオードでは、ガードリング３のＰ
層の直下が等価的にＰ−Ｎ−Ｎ↑＋ダイオードとなっ
て、該Ｐ層から少数キャリアが注入されている。
【００１３】以上のことからショットキーバリアダイオ
ードの電気的特性を最適化し、逆耐電圧を１００Ｖ以上
とするためには、少なくとも１本以上のガードリング構
造を備え、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以
上であり、かつ、バリア金属４のバリアハイト（φ）が
０．７ｅＶ以上であることが必要となる。なお、ガード
リング３のＰ層からの少数キャリアの注入に加えて、高
バイアス時には、バリアハイトが高い金属は、より多く
の少数キャリアが金属側からＮ層に注入される。
ードの電気的特性を最適化し、逆耐電圧を１００Ｖ以上
とするためには、少なくとも１本以上のガードリング構
造を備え、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以
上であり、かつ、バリア金属４のバリアハイト（φ）が
０．７ｅＶ以上であることが必要となる。なお、ガード
リング３のＰ層からの少数キャリアの注入に加えて、高
バイアス時には、バリアハイトが高い金属は、より多く
の少数キャリアが金属側からＮ層に注入される。
【００１４】上記の結果、Ｎ↑−導電型のエピタキシャ
ル層２は、多数キャリアに加えて、少数キャリアによっ
て伝導度変調が発生し、オン電圧が従来のショットキー
バリアダイオードに比較して低下する。なお、実験によ
れば、かかる現象は該エピタキシャル層２の抵抗率が１
Ω・ｃｍ以下では顕著には発生しないことが分かった。
ル層２は、多数キャリアに加えて、少数キャリアによっ
て伝導度変調が発生し、オン電圧が従来のショットキー
バリアダイオードに比較して低下する。なお、実験によ
れば、かかる現象は該エピタキシャル層２の抵抗率が１
Ω・ｃｍ以下では顕著には発生しないことが分かった。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上記のように、少なくとも１本
以上のガードリングを有するショットキーバリアダイオ
ードにおいて、半導体基板上のエピタキシャル層の抵抗
率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、ショットキーバリア
を形成するバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ以
上とし、また、順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上
としたので、従来のようにバリアハイトが０．６８ｅＶ
以下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅が
拡がるとともに、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることが
でき、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオ
ードを容易に得ることができる。
以上のガードリングを有するショットキーバリアダイオ
ードにおいて、半導体基板上のエピタキシャル層の抵抗
率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、ショットキーバリア
を形成するバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ以
上とし、また、順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上
としたので、従来のようにバリアハイトが０．６８ｅＶ
以下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅が
拡がるとともに、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることが
でき、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオ
ードを容易に得ることができる。
【図１】本発明及び従来のショットキーバリアダイオー
ドを説明するための断面図である。
ドを説明するための断面図である。
【図２】バリアハイトの変化とガードリングの有無によ
って電流密度（Ｊ）と直流順電圧（ＶF）の関係がどの
ように変わるかを実験した結果を示すグラフである。
って電流密度（Ｊ）と直流順電圧（ＶF）の関係がどの
ように変わるかを実験した結果を示すグラフである。
１ Ｎ↑＋導電型半導体基板 ２ Ｎ↑−導電型のエピタキシャル層 ３ ガードリング ４ バリア金属 ５ 絶縁被膜 ６ 電極金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 利之 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 (72)発明者 田中 泰宏 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 (72)発明者 村山 英美 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内（２) (72)発明者 小早川 治彦 神奈川県秦野市曽屋1204番地 日本インタ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4M104 CC03 FF35 GG03 HH20
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上の第一導電型エピタキシャ
ル層内に形成された該第一導電型と異なる第二導電型領
域からなる少なくとも１本以上のガードリングを有する
ショットキーバリアダイオードにおいて、 前記エピタキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であ
り、かつ、前記ガードリングのうち最も内側のガードリ
ングによって囲まれた第一導電型領域の表面に形成され
たショットキーバリアのバリア金属のバリアハイトが
０．７０ｅＶ以上である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】 順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上
であることを特徴とする請求項１に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 |
|---|---|---|---|
| JP24261598A JP3941987B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP24261598A JP3941987B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ショットキーバリアダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058875A true JP2000058875A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3941987B2 JP3941987B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=17091700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24261598A Expired - Lifetime JP3941987B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ショットキーバリアダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3941987B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104696A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2012124268A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置 |
-
1998
- 1998-08-14 JP JP24261598A patent/JP3941987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104696A (ja) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置 |
| JP2012124268A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Nippon Inter Electronics Corp | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3941987B2 (ja) | 2007-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061018 |
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|
| A521 | Written amendment |
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