JP2001068688A - ショットキーバリアダイオードの製造方法および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の製造方法およびショットキーバリアダイオードInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
- H01L29/8725—Schottky diodes of the trench MOS barrier type [TMBS]
-
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
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- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
- H01L29/66143—Schottky diodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁膜を介して導電材を充填したトレンチを有
するショットキーバリアダイオードについて、逆漏れ電
流を低減し、順方向特性と逆方向特性のトレードオフの
改善されたものを実現できる製造方法を提供する 【解決手段】半導体基板の表面層にトレンチ４を形成
し、トレンチ４の内面に酸化膜７を形成し、ポリシリコ
ン膜８を充填し、メサ部５上のポリシリコン膜８および
酸化膜７を除去し、ほぼトレンチ４の側壁酸化膜７ａの
高さ迄メサ部５を削った後、メサ部５の上端面にショツ
トキー接合を形成するバリア金属膜９を被着する。メサ
部を削る方法は、ウェットエッチング、ドライエッチン
グ、ＣＭＰ法のいずれでも良いが、メサ部の酸化膜で被
覆されていない側壁長さを２００nm以下にすることが重
要である。
するショットキーバリアダイオードについて、逆漏れ電
流を低減し、順方向特性と逆方向特性のトレードオフの
改善されたものを実現できる製造方法を提供する 【解決手段】半導体基板の表面層にトレンチ４を形成
し、トレンチ４の内面に酸化膜７を形成し、ポリシリコ
ン膜８を充填し、メサ部５上のポリシリコン膜８および
酸化膜７を除去し、ほぼトレンチ４の側壁酸化膜７ａの
高さ迄メサ部５を削った後、メサ部５の上端面にショツ
トキー接合を形成するバリア金属膜９を被着する。メサ
部を削る方法は、ウェットエッチング、ドライエッチン
グ、ＣＭＰ法のいずれでも良いが、メサ部の酸化膜で被
覆されていない側壁長さを２００nm以下にすることが重
要である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁膜を介して
導電材を充填したトレンチを有するショットキーバリア
ダイオードの製造方法およびその方法によるシヨットキ
ーバリアダイオードに関する。
導電材を充填したトレンチを有するショットキーバリア
ダイオードの製造方法およびその方法によるシヨットキ
ーバリアダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属と半導体との界面に生ずるショット
キー障壁を利用したショットキーバリアダイオード（以
下、ＳＢＤと略す）は、順方向の電圧降下が低く、尚か
つ逆方向電圧印加時の漏れ電流も小さいことが望まれ
る。しかし、順方向特性と逆方向特性の間に、トレード
オフの関係が存在するので、そのトレードオフの改善が
課題である。
キー障壁を利用したショットキーバリアダイオード（以
下、ＳＢＤと略す）は、順方向の電圧降下が低く、尚か
つ逆方向電圧印加時の漏れ電流も小さいことが望まれ
る。しかし、順方向特性と逆方向特性の間に、トレード
オフの関係が存在するので、そのトレードオフの改善が
課題である。
【０００３】このトレードオフを改善する方法として、
様々な方法が提案されている。以下にその二例を記す。 ジャンクションバリアコントロールドショツトキー
［Junction Barrier Controlled Schottky 以下ＪＢＳ
と記す、 H.-R. Chang, B. J. Baliga, "High-current,
low-forward-drop JBS power rectifier", Solid Stat
e Electron., vol.29, (1986), p.359 参照］は、半導
体表面にショットキー接合部とｐｎ接合部とを混在させ
た構造である。
様々な方法が提案されている。以下にその二例を記す。 ジャンクションバリアコントロールドショツトキー
［Junction Barrier Controlled Schottky 以下ＪＢＳ
と記す、 H.-R. Chang, B. J. Baliga, "High-current,
low-forward-drop JBS power rectifier", Solid Stat
e Electron., vol.29, (1986), p.359 参照］は、半導
体表面にショットキー接合部とｐｎ接合部とを混在させ
た構造である。
【０００４】そのｐｎ接合の間隔を狭くし、逆方向電圧
が印加された時にｐｎ接合から広がる空乏層が互いに接
続するようにして、ショットキー接合界面の電界強度を
小さくし、その結果、逆方向電流を低減できる。 トレンチモスバリアショツトキー［ Trench MOS Barr
ier Schottky以下ＴＭＢＳと記す、 M. Mehrotra, B.
J. Baliga, "Trench MOS barrier schottky (TMBS) rec
tifier : a schottky rectifier with higher than par
allel plane breakdown voltage", Solid-state Electr
on., vol.38,(1995), p.801 参照］は、ＪＢＳのｐｎ
接合をＭＯＳ構造で置き換えたものである。
が印加された時にｐｎ接合から広がる空乏層が互いに接
続するようにして、ショットキー接合界面の電界強度を
小さくし、その結果、逆方向電流を低減できる。 トレンチモスバリアショツトキー［ Trench MOS Barr
ier Schottky以下ＴＭＢＳと記す、 M. Mehrotra, B.
J. Baliga, "Trench MOS barrier schottky (TMBS) rec
tifier : a schottky rectifier with higher than par
allel plane breakdown voltage", Solid-state Electr
on., vol.38,(1995), p.801 参照］は、ＪＢＳのｐｎ
接合をＭＯＳ構造で置き換えたものである。
【０００５】ＴＭＢＳの動作原理は、ショットキーコン
タクトとなるメサの側壁を酸化膜で被覆させ、逆方向バ
イアス時に形成される空乏層により、メサ部内を空乏化
しピンチオフするものである。
タクトとなるメサの側壁を酸化膜で被覆させ、逆方向バ
イアス時に形成される空乏層により、メサ部内を空乏化
しピンチオフするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４（ａ）〜（ｆ）お
よび図５（ａ）〜（ｅ）は、従来のＴＭＢＳの製造工程
順の断面図である。以下図を参照しながら、製造方法を
説明する。
よび図５（ａ）〜（ｅ）は、従来のＴＭＢＳの製造工程
順の断面図である。以下図を参照しながら、製造方法を
説明する。
【０００７】（１１１）面を主面とするｎ+ サブストレ
ート１ａ上に、ｎエピタキシャル層１ｂを成長したエピ
タキシャルウェハを熱酸化し、形成した酸化膜２のパタ
ーニングのためのフォトレジスト３のパターンを形成す
る〔図４（ａ）〕。酸化膜２の厚さは０．４５μm であ
る。
ート１ａ上に、ｎエピタキシャル層１ｂを成長したエピ
タキシャルウェハを熱酸化し、形成した酸化膜２のパタ
ーニングのためのフォトレジスト３のパターンを形成す
る〔図４（ａ）〕。酸化膜２の厚さは０．４５μm であ
る。
【０００８】ふっ酸を用いて露出した酸化膜２をエッチ
ングする〔同図（ｂ）〕。
ングする〔同図（ｂ）〕。
【０００９】酸化膜２をマスクとして、ヘリウムと酸素
との混合ガスを用いた活性イオンエツチングにより、ｎ
エピタキシャル層１ｂの表面層にトレンチ４を形成する
〔同図（ｃ）〕。トレンチ４の幅は、１．２μm 、深さ
２μm であり、二つのトレンチ４の間のメサ部５の幅
は、０．８μm である。
との混合ガスを用いた活性イオンエツチングにより、ｎ
エピタキシャル層１ｂの表面層にトレンチ４を形成する
〔同図（ｃ）〕。トレンチ４の幅は、１．２μm 、深さ
２μm であり、二つのトレンチ４の間のメサ部５の幅
は、０．８μm である。
【００１０】フォトレジスト３を除去した後、再び熱酸
化して酸化膜６を形成する〔同図（ｄ）〕。酸化膜６の
厚さは０．１０μm である。
化して酸化膜６を形成する〔同図（ｄ）〕。酸化膜６の
厚さは０．１０μm である。
【００１１】ふっ酸を用いて酸化膜６をエッチングする
〔同図（ｅ）〕。
〔同図（ｅ）〕。
【００１２】再び熱酸化して酸化膜７を形成する〔同図
（ｆ）〕。酸化膜７の厚さは０．１１μm である。
（ｆ）〕。酸化膜７の厚さは０．１１μm である。
【００１３】熱ＣＶＤ法により、ポリシリコン膜８を堆
積した後、９００℃で１５分間の熱処理をする〔図５
（ａ）〕。ポリシリコン膜８の膜厚は０．８μm であ
る。
積した後、９００℃で１５分間の熱処理をする〔図５
（ａ）〕。ポリシリコン膜８の膜厚は０．８μm であ
る。
【００１４】プラズマエッチングにより、メサ部５上面
の酸化膜７が露出するまでポリシリコン膜８をエッチン
グする〔同図（ｂ）〕。
の酸化膜７が露出するまでポリシリコン膜８をエッチン
グする〔同図（ｂ）〕。
【００１５】フッ酸によりメサ部上面の熱酸化膜７を除
去する〔同図（ｃ）〕。
去する〔同図（ｃ）〕。
【００１６】その後、バリア金属９としてクロム（以下
Ｃｒと記す）を２５０nm、コンタクト金属１０としてア
ルミニウム（以下Ａｌと記す）を１μm 形成する〔同図
（ｄ）〕。
Ｃｒと記す）を２５０nm、コンタクト金属１０としてア
ルミニウム（以下Ａｌと記す）を１μm 形成する〔同図
（ｄ）〕。
【００１７】裏面にオーミック電極１１として、チタン
（以下Ｔｉと記す）／ニッケル（以下Ｎｉと記す）／
（以下Ａｕと記す）をそれぞれ２００nm蒸着してショツ
トキーダイオードを完成する〔同図（ｅ）〕。
（以下Ｔｉと記す）／ニッケル（以下Ｎｉと記す）／
（以下Ａｕと記す）をそれぞれ２００nm蒸着してショツ
トキーダイオードを完成する〔同図（ｅ）〕。
【００１８】しかし、上記の工程で製造したＴＭＢＳで
は、逆漏れ電流が大きくばらつき、規格を満足するもの
が少なかった。
は、逆漏れ電流が大きくばらつき、規格を満足するもの
が少なかった。
【００１９】本発明の目的は、逆漏れ電流を低減すると
ともに安定化し、順方向特性と逆方向特性のトレードオ
フの改善されたＴＭＢＳを実現できる製造方法を提供す
ることにある。
ともに安定化し、順方向特性と逆方向特性のトレードオ
フの改善されたＴＭＢＳを実現できる製造方法を提供す
ることにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】逆漏れ電流のばらついた
試料を解析した結果、そのバラツキの原因が、酸化膜で
被覆されていないメサ部の側壁の長さに依存しているこ
とを見いだした。
試料を解析した結果、そのバラツキの原因が、酸化膜で
被覆されていないメサ部の側壁の長さに依存しているこ
とを見いだした。
【００２１】図６は、図５（ｃ）の段階でのメサ部５の
断面を撮影したＳＥＭ写真である。メサ部５の側壁の酸
化膜が、メサ部上端まで達していないのが見られる。
断面を撮影したＳＥＭ写真である。メサ部５の側壁の酸
化膜が、メサ部上端まで達していないのが見られる。
【００２２】そこで、酸化膜で被覆されていないメサ部
の側壁の長さｌの異なる試料について逆漏れ電流を測定
し、整理した。
の側壁の長さｌの異なる試料について逆漏れ電流を測定
し、整理した。
【００２３】図７は、酸化膜に被覆されていないメサ部
の側壁の長さに対する逆漏れ電流の関係を示す特性図で
ある。横軸は、酸化膜に被覆されていない側壁の長さ
ｌ、縦軸は逆漏れ電流である。
の側壁の長さに対する逆漏れ電流の関係を示す特性図で
ある。横軸は、酸化膜に被覆されていない側壁の長さ
ｌ、縦軸は逆漏れ電流である。
【００２４】酸化膜に被覆されていない長さが１００nm
以上になると、逆漏れ電流の増大が顕著になり、２００
nm以上では、５倍近くにもなっている。
以上になると、逆漏れ電流の増大が顕著になり、２００
nm以上では、５倍近くにもなっている。
【００２５】すなわち、ＴＭＢＳにおいては、メサ部の
上端近傍が酸化膜で被覆されていることが極めて重要で
ある。酸化膜で被覆されていないと、電界がエッジに集
中ししてしまってメサ部全体が空乏化しない。すなわち
ピンチオフしないため、逆漏れ電流が大きくなるのであ
る。
上端近傍が酸化膜で被覆されていることが極めて重要で
ある。酸化膜で被覆されていないと、電界がエッジに集
中ししてしまってメサ部全体が空乏化しない。すなわち
ピンチオフしないため、逆漏れ電流が大きくなるのであ
る。
【００２６】そこで先に記した課題解決のため本発明
は、絶縁膜を介して導電材を充填したトレンチを有する
ショットキーバリアダイオードの製造方法において、半
導体基板の表面層にトレンチを形成し、トレンチ内面に
酸化膜を形成し、トレンチ内に導電材を充填し、メサ部
上の導電材および酸化膜を除去し、ほぼトレンチ側壁の
酸化膜の高さ迄メサ部を削った後、メサ部上端面にショ
ツトキー接合を形成するバリア金属膜を被着するものと
する。
は、絶縁膜を介して導電材を充填したトレンチを有する
ショットキーバリアダイオードの製造方法において、半
導体基板の表面層にトレンチを形成し、トレンチ内面に
酸化膜を形成し、トレンチ内に導電材を充填し、メサ部
上の導電材および酸化膜を除去し、ほぼトレンチ側壁の
酸化膜の高さ迄メサ部を削った後、メサ部上端面にショ
ツトキー接合を形成するバリア金属膜を被着するものと
する。
【００２７】そのようにすれば、メサ部上端近傍が酸化
膜で覆われ、メサ部がピンチオフする。
膜で覆われ、メサ部がピンチオフする。
【００２８】メサ部の上端近傍を削る方法としては、例
えば、フッ硝酸系のエッチャントによるウェットエッチ
ングでも、例えば四ふっ化炭素（以下ＣＦ4 と記す）と
酸素（以下Ｏ2 と記す）との混合ガスによるドライエッ
チングでも良い。
えば、フッ硝酸系のエッチャントによるウェットエッチ
ングでも、例えば四ふっ化炭素（以下ＣＦ4 と記す）と
酸素（以下Ｏ2 と記す）との混合ガスによるドライエッ
チングでも良い。
【００２９】フッ硝酸系のエッチャントは、組成により
シリコンと酸化膜との選択比を１より大にできるので、
酸化膜は余りエッチングせずにシリコンをエッチングで
きる。ＣＦ4 とＯ2 との混合ガスによっても、シリコン
と酸化膜との選択比を１より大にできる。
シリコンと酸化膜との選択比を１より大にできるので、
酸化膜は余りエッチングせずにシリコンをエッチングで
きる。ＣＦ4 とＯ2 との混合ガスによっても、シリコン
と酸化膜との選択比を１より大にできる。
【００３０】化学、機械的平坦化法（Chemical Mechani
cal Planarization以下ＣＭＰ法と記す）による研削で
も良い。
cal Planarization以下ＣＭＰ法と記す）による研削で
も良い。
【００３１】シリカ粉末を含むアルカリ性の研磨液によ
るＣＭＰ法は、研磨液の濃度を変化させることにより、
シリコンと酸化膜との選択比を高めることができる。そ
のため、上の方法と同様に、酸化膜は余り研磨せずにシ
リコンを研磨することができる。また、研磨面はダメー
ジフリーの状態であるため、通常の基板前処理をおこな
い、バリア金属層を形成すればショツトキー接合とな
る。
るＣＭＰ法は、研磨液の濃度を変化させることにより、
シリコンと酸化膜との選択比を高めることができる。そ
のため、上の方法と同様に、酸化膜は余り研磨せずにシ
リコンを研磨することができる。また、研磨面はダメー
ジフリーの状態であるため、通常の基板前処理をおこな
い、バリア金属層を形成すればショツトキー接合とな
る。
【００３２】本発明のショツトキーバリアダイオードと
しては、上記の方法によるトレンチ側壁の酸化膜が、メ
サ部上端から２００nm以下の高さに達しているものとす
る。
しては、上記の方法によるトレンチ側壁の酸化膜が、メ
サ部上端から２００nm以下の高さに達しているものとす
る。
【００３３】側壁の酸化膜がメサ部上端から２００nmよ
り低くなると、電界がエッジに集中しして逆漏れ電流の
増大が顕著になることは上に記した。
り低くなると、電界がエッジに集中しして逆漏れ電流の
増大が顕著になることは上に記した。
【００３４】特に、半導体基板の主面の方位が（１１
１）面であることが重要である。
１）面であることが重要である。
【００３５】基板の結晶方位によるエッチング異方性を
調べたところ、（１１１）面は他の面方位に比べエッチ
ング速度が遅かった。例えば（１００）面に比べて４分
の１である。（１１１）面は、原子が最も稠密に並んだ
面であることもその理由の一つである。
調べたところ、（１１１）面は他の面方位に比べエッチ
ング速度が遅かった。例えば（１００）面に比べて４分
の１である。（１１１）面は、原子が最も稠密に並んだ
面であることもその理由の一つである。
【００３６】そこで、（１１１）面を使用するとメサ部
の側面からのエッチングが支配的となるため、縦方向の
エッチング制御性は良いことになる。従って、エッチン
グの制御が容易にできることから、再現性良くＳＢＤを
製造することができる。
の側面からのエッチングが支配的となるため、縦方向の
エッチング制御性は良いことになる。従って、エッチン
グの制御が容易にできることから、再現性良くＳＢＤを
製造することができる。
【００３７】試しに、（１１１）面を主面とする基板と
（１００）面を主面とする基板を用いて、従来構造のＴ
ＭＢＳを製作した。（メサ幅＝１μm 、酸化膜で被覆さ
れていないメサの側壁＝５００nm、トレンチ深さ＝２μ
m ）（１１１）面基板を使用したＴＭＢＳは、２０秒で
図６に示すメサ形状となり、その後、１分でメサが無く
なった。一方、（１００）面基板を使用したものは３０
秒でメサが無くなった、すなわち（１００）面基板は、
制御性が悪かった。
（１００）面を主面とする基板を用いて、従来構造のＴ
ＭＢＳを製作した。（メサ幅＝１μm 、酸化膜で被覆さ
れていないメサの側壁＝５００nm、トレンチ深さ＝２μ
m ）（１１１）面基板を使用したＴＭＢＳは、２０秒で
図６に示すメサ形状となり、その後、１分でメサが無く
なった。一方、（１００）面基板を使用したものは３０
秒でメサが無くなった、すなわち（１００）面基板は、
制御性が悪かった。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下実施例にもとづき、本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００３９】〔実施例１〕図１（ａ）〜（ｆ）は本発明
にかかる製造方法を説明するための工程順の断面図であ
る。それ以前は先に述べた図４（ａ）〜（ｆ）と同じで
よいので、説明を省略する。
にかかる製造方法を説明するための工程順の断面図であ
る。それ以前は先に述べた図４（ａ）〜（ｆ）と同じで
よいので、説明を省略する。
【００４０】ｎ+ サブストレート１ａ上のｎエピタキシ
ャル層１ｂに設けたトレンチ４内に酸化膜７を介して、
熱ＣＶＤ法によりポリシリコン膜８を堆積して充填した
後、９００℃で１５分間の熱処理をする〔図１
（ａ）〕。ポリシリコン膜８の成膜する膜厚は約０．８
μm である。
ャル層１ｂに設けたトレンチ４内に酸化膜７を介して、
熱ＣＶＤ法によりポリシリコン膜８を堆積して充填した
後、９００℃で１５分間の熱処理をする〔図１
（ａ）〕。ポリシリコン膜８の成膜する膜厚は約０．８
μm である。
【００４１】プラズマドライエッチングにより、メサ部
５の上面の酸化膜７が露出するまでポリシリコン膜８を
エッチングする〔同図（ｂ）〕。このときトレンチ４内
のポリシリコン膜８の上部もエッチングされることがあ
る。
５の上面の酸化膜７が露出するまでポリシリコン膜８を
エッチングする〔同図（ｂ）〕。このときトレンチ４内
のポリシリコン膜８の上部もエッチングされることがあ
る。
【００４２】フッ酸によりメサ部５表面の熱酸化膜７を
除去する〔同図（ｃ）〕。トレンチ側壁の酸化膜７ａも
ポリシリコン膜８が充填されていない部分は除去されて
しまう。
除去する〔同図（ｃ）〕。トレンチ側壁の酸化膜７ａも
ポリシリコン膜８が充填されていない部分は除去されて
しまう。
【００４３】この後、ふっ硝酢酸を用いたウェットエッ
チングにより、側壁酸化膜７ａが残されていたところま
でメサ部５をエッチングをする〔同図（ｄ）〕。ふっ硝
酢酸エッチャントの組成は、例えば、ふっ酸：硝酸：酢
酸＝１０cc：９５cc：１０５ccとする。図２は、エッチ
ング後における断面のＳＥＭ写真である。ウェットエッ
チング後のトレンチ４の側壁には、メサ部５の上端まで
側壁酸化膜７ａがあるのが見られる。このふっ硝酢酸に
よるエッチングの際、トレンチ４内のポリシリコン膜８
も多少エッチングされるが、構わない。
チングにより、側壁酸化膜７ａが残されていたところま
でメサ部５をエッチングをする〔同図（ｄ）〕。ふっ硝
酢酸エッチャントの組成は、例えば、ふっ酸：硝酸：酢
酸＝１０cc：９５cc：１０５ccとする。図２は、エッチ
ング後における断面のＳＥＭ写真である。ウェットエッ
チング後のトレンチ４の側壁には、メサ部５の上端まで
側壁酸化膜７ａがあるのが見られる。このふっ硝酢酸に
よるエッチングの際、トレンチ４内のポリシリコン膜８
も多少エッチングされるが、構わない。
【００４４】その後、バリア金属膜９としてクロム（以
下Ｃｒと記す）を２５０nm、コンタクト金属膜１０とし
てアルミニウム（以下Ａｌと記す）を１μm 形成する
〔同図（ｅ）〕。バリア金属膜９は、メサ部５の上端お
よびトレンチ内のポリシリコン膜８に接触している。
下Ｃｒと記す）を２５０nm、コンタクト金属膜１０とし
てアルミニウム（以下Ａｌと記す）を１μm 形成する
〔同図（ｅ）〕。バリア金属膜９は、メサ部５の上端お
よびトレンチ内のポリシリコン膜８に接触している。
【００４５】裏面オーミック電極１１として、チタン
（以下Ｔｉと記す）／ニッケル（以下Ｎｉと記す）／金
（以下Ａｕと記す）をそれぞれ２００nm蒸着してショツ
トキーダイオードを完成する〔同図（ｆ）〕。
（以下Ｔｉと記す）／ニッケル（以下Ｎｉと記す）／金
（以下Ａｕと記す）をそれぞれ２００nm蒸着してショツ
トキーダイオードを完成する〔同図（ｆ）〕。
【００４６】図１の工程に従い、幅０．８μm のメサ部
５、幅１．２μm 、深さ２μm のトレンチ４をもつＴＭ
ＢＳを作製した。
５、幅１．２μm 、深さ２μm のトレンチ４をもつＴＭ
ＢＳを作製した。
【００４７】図３は、試作したＴＭＢＳと、比較のた
め、図４、５の製造方法で製作したＴＭＢＳ（比較例）
との順方向電圧と逆漏れ電流の関係を示す特性図であ
る。横軸は順方向電圧、縦軸は逆漏れ電流である。
め、図４、５の製造方法で製作したＴＭＢＳ（比較例）
との順方向電圧と逆漏れ電流の関係を示す特性図であ
る。横軸は順方向電圧、縦軸は逆漏れ電流である。
【００４８】実施例１のＴＭＢＳは、順方向電圧が０．
３６V 、逆漏れ電流が０．０４mAで、比較例と比べ順方
向電圧はほぼ同等であるにもかかわらず、逆漏れ電流が
約１／８になっている。順方向電圧、逆漏れ電流ともに
ばらつきが非常に少なく、安定した製造方法といえる。
３６V 、逆漏れ電流が０．０４mAで、比較例と比べ順方
向電圧はほぼ同等であるにもかかわらず、逆漏れ電流が
約１／８になっている。順方向電圧、逆漏れ電流ともに
ばらつきが非常に少なく、安定した製造方法といえる。
【００４９】この結果から、本発明の製造方法は、ＴＭ
ＢＳの順方向特性と逆方向特性のトレードオフ改善に有
効であることが確認された。
ＢＳの順方向特性と逆方向特性のトレードオフ改善に有
効であることが確認された。
【００５０】［実施例２］図１（ｄ）のメサ部５上端の
除去を、ウェットエッチングに代えてＣＭＰ法でおこな
った。
除去を、ウェットエッチングに代えてＣＭＰ法でおこな
った。
【００５１】研磨スラリとしてシリカの微粉末を含むア
ルカリ性の研磨液を、研磨パッドにはスウェード生地の
パッドを使用した。
ルカリ性の研磨液を、研磨パッドにはスウェード生地の
パッドを使用した。
【００５２】研磨後のトレンチ断面は、実施例１のウェ
ットエッチング後と同様に良好な形状であった。バリア
金属膜としてＣｒを用いてＴＭＢＳを試作したところ、
実施例１のＴＭＢＳとほぼ同等な特性が得られた。
ットエッチング後と同様に良好な形状であった。バリア
金属膜としてＣｒを用いてＴＭＢＳを試作したところ、
実施例１のＴＭＢＳとほぼ同等な特性が得られた。
【００５３】［実施例３］図１（ｄ）のメサ部５上端の
除去を、ウェットエッチングに代えてドライエッチング
にておこなった。
除去を、ウェットエッチングに代えてドライエッチング
にておこなった。
【００５４】エッチャントガスはＣＦ4 とＯ2 との混合
ガス〔ＣＦ4/（ＣＦ4 ＋Ｏ2)＝６０% 〕を使用した。エ
ッチング後のトレンチ断面は、実施例１のウェットエッ
チングのものと同様に良好な形状であった。バリア金属
膜としてＣｒを用いてＴＭＢＳを試作したところ、実施
例１のＴＭＢＳとほぼ同等な特性が得られた。
ガス〔ＣＦ4/（ＣＦ4 ＋Ｏ2)＝６０% 〕を使用した。エ
ッチング後のトレンチ断面は、実施例１のウェットエッ
チングのものと同様に良好な形状であった。バリア金属
膜としてＣｒを用いてＴＭＢＳを試作したところ、実施
例１のＴＭＢＳとほぼ同等な特性が得られた。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
レンチ型ショットキーバリアダイオードの製造方法にお
いて、半導体基板の表面層にトレンチを形成し、トレン
チ内面に酸化膜を形成し、トレンチ内に導電材を充填
し、メサ部上の導電材および酸化膜を除去し、ほぼトレ
ンチ側壁の酸化膜の高さ迄メサ部を削った後、メサ部上
端面にショツトキー接合を形成するバリア金属膜を被着
することによって、逆もれ電流の小さく、均一な特性の
ショットキーバリアダイオードが得られる。
レンチ型ショットキーバリアダイオードの製造方法にお
いて、半導体基板の表面層にトレンチを形成し、トレン
チ内面に酸化膜を形成し、トレンチ内に導電材を充填
し、メサ部上の導電材および酸化膜を除去し、ほぼトレ
ンチ側壁の酸化膜の高さ迄メサ部を削った後、メサ部上
端面にショツトキー接合を形成するバリア金属膜を被着
することによって、逆もれ電流の小さく、均一な特性の
ショットキーバリアダイオードが得られる。
【００５６】メサ部を削る方法は、ウェットエッチン
グ、ドライエッチング、ＣＭＰ法のいずれでも良いが、
メサ部の酸化膜で被覆されていない側壁長さを２００nm
以下にすることが重要である。
グ、ドライエッチング、ＣＭＰ法のいずれでも良いが、
メサ部の酸化膜で被覆されていない側壁長さを２００nm
以下にすることが重要である。
【００５７】このような簡便な方法によって優れた特性
のショットキーダイオードが再現性良く得られる本発明
は、低耐圧電源用等のダイオードとしてのショットキー
バリアダイオードの普及、発展に極めて有効な発明であ
る。
のショットキーダイオードが再現性良く得られる本発明
は、低耐圧電源用等のダイオードとしてのショットキー
バリアダイオードの普及、発展に極めて有効な発明であ
る。
【図１】（ａ）〜（ｆ）は図４（ｆ）に続く本発明の製
造方法にかかるＴＭＢＳの工程順の断面図
造方法にかかるＴＭＢＳの工程順の断面図
【図２】図１（ｄ）の段階におけるＴＭＢＳの断面を示
すＳＥＭ写真
すＳＥＭ写真
【図３】本発明により試作したＴＭＢＳと比較例との順
方向電圧と逆漏れ電流の関係を示す特性図
方向電圧と逆漏れ電流の関係を示す特性図
【図４】（ａ）〜（ｆ）は従来の製造方法によるＴＭＢ
Ｓの工程順の断面図
Ｓの工程順の断面図
【図５】（ａ）〜（ｅ）は図４（ｆ）に続く従来の製造
方法によるＴＭＢＳの工程順の断面図
方法によるＴＭＢＳの工程順の断面図
【図６】図５（ｃ）の段階におけるＴＭＢＳの断面を示
すＳＥＭ写真
すＳＥＭ写真
【図７】逆漏れ電流の酸化膜で被覆されていない側壁長
さ依存性を示す特性図
さ依存性を示す特性図
１ａ ｎ+ サブストレート １ｂ ｎエピタキシャル層 ２ 酸化膜 ３ フォトレジスト ４ トレンチ ５ メサ部 ６ 酸化膜 ７ 酸化膜 ７ａ 側壁酸化膜 ８ ポリシリコン膜 ９ バリア金属膜 １０ コンタクト金属膜 １１ オーミック電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB01 BB13 BB14 CC03 DD06 DD08 DD09 DD43 DD79 EE01 FF10 FF13 FF17 GG03 HH20
Claims (9)
- 【請求項１】絶縁膜を介して導電材を充填したトレンチ
を有するショットキーバリアダイオードの製造方法にお
いて、半導体基板の表面層にトレンチを形成し、トレン
チ内面に酸化膜を形成し、トレンチ内に導電材を充填
し、メサ部上の導電材および酸化膜を除去し、ほぼトレ
ンチ側壁の酸化膜の高さ迄メサ部を削った後、メサ部上
端面にショツトキー接合を形成するバリア金属膜を被着
することを特徴とするショットキーバリアダイオードの
製造方法。 - 【請求項２】ウェットエッチングによりメサ部を削るこ
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
イオードの製造方法。 - 【請求項３】ふっ硝酸系のエッチャントを用いることを
特徴とする請求項２に記載のショットキーバリアダイオ
ードの製造方法。 - 【請求項４】ドライエッチングによりメサ部を削ること
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
オードの製造方法。 - 【請求項５】四ふっ化炭素と酸素との混合ガスを用いる
ことを特徴とする請求項４に記載のショットキーバリア
ダイオードの製造方法。 - 【請求項６】機械、化学的研磨法によりメサ部を削るこ
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
イオードの製造方法。 - 【請求項７】シリカ粉末を含むアルカリ性の研磨液を用
いることを特徴とする請求項６に記載のショットキーバ
リアダイオードの製造方法。 - 【請求項８】トレンチ側壁の酸化膜が、メサ部上端から
２００nm以下の高さに達していることを特徴とする請求
項１〜７のいずれかの製造方法によるショットキーバリ
アダイオード。 - 【請求項９】半導体基板の主面の方位が（１１１）面で
あることを特徴とする請求項８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 |
|---|---|---|---|
| JP24017099A JP2001068688A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ショットキーバリアダイオードの製造方法および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 |
|---|---|---|---|
| JP24017099A JP2001068688A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ショットキーバリアダイオードの製造方法およびショットキーバリアダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068688A true JP2001068688A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17055531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24017099A Pending JP2001068688A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | ショットキーバリアダイオードの製造方法およびショットキーバリアダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001068688A (ja) |
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-
1999
- 1999-08-26 JP JP24017099A patent/JP2001068688A/ja active Pending
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