JP2001257211A - ダイオードの製造方法 - Google Patents

ダイオードの製造方法

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JP2001257211A
JP2001257211A JP2000069776A JP2000069776A JP2001257211A JP 2001257211 A JP2001257211 A JP 2001257211A JP 2000069776 A JP2000069776 A JP 2000069776A JP 2000069776 A JP2000069776 A JP 2000069776A JP 2001257211 A JP2001257211 A JP 2001257211A
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diode
pin
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manufacturing
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JP2000069776A
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Hiroyuki Nagase
弘幸 永瀬
Akihiro Mitsuyasu
昭博 光安
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PINダイオードにおいて、pin接合のi
層の抵抗率の変動に関係なく、ゼロバイアス時の容量変
動を小さくする。 【解決手段】 n型高濃度基板1上にPINダイオード
の真性半導体層(i層2b)を形成するためのエピタキ
シャル層2を成長させ、このエピタキシャル層2の表面
にp型拡散層3を形成することで、n型高濃度基板1と
p型拡散層3との間にi層2bを挟んだ主pin接合3
aを形成するダイオードの製造方法において、主pin
接合3aを取り囲むチャネルストッパ層4をW1(主p
in接合3aとチャネルストッパ層4の幅)≦D(i層
2bの幅)、かつD1(チャネルストッパ層4の厚さ)
>Dとなるように形成する。この構造により、高抵抗の
i層2bの抵抗率が変動しても、ゼロバイアス時の空乏
層の広がりが、チップ構造できまるチャネルストッパ層
4の内側の実効面積で制限され容量変動を制限できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオードの製造
技術に関し、特に、pin接合構造を有するPINダイ
オード等に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、携帯電話等の移動通信端末の
電波の送信・受信の切替えスイッチには使用されるPI
Nダイオードにおいては、ゼロバイアス時の容量変動を
小さくすることが、スイッチモジュールにおける高調波
歪み、ノイズ低減等の性能を向上させる観点から重要と
なる。
【0003】従来接合容量を低くする方法としては、
(1)プレーナ型では接合面積を小さくかつi層の抵抗
率を大きくすることで対応する方法が採られ、(2)メ
サ型ではメサエッチにより接合面積を制限しかつ横方向
への空乏層の広がりを制限することで対応していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記(1)
のプレーナ型においては、i層の濃度が低くなる(抵抗
率が高くなる)とpin接合端から横方向に空乏層が広
がり実効の接合面積が見かけ上大きくなり、容量が大き
くなるとともに、抵抗率の変動により、容量が変動す
る、という技術的課題があった。
【0005】また、前記(2)のメサ型の場合、メサエ
ッチ部段差制御および接合面積制御が難しく、製造工数
がプレーナ型に比べおおくなる、という技術的課題があ
った。
【0006】本発明の目的は、pin接合のi層の抵抗
率の変動に関係なく、ゼロバイアス時の容量変動を小さ
くすることが可能なダイオードの製造技術を提供するこ
とにある。
【0007】本発明の他の目的は、製造工程を複雑化す
ることなく、pin接合を有するダイオードにおけるゼ
ロバイアス時の容量変動を小さくすることが可能なダイ
オードの製造技術を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は、容量の温度変動を小
さくすることが可能なダイオードの製造技術を提供する
ことにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0011】本発明は、p型半導体層とn型半導体層と
の間に、真性半導体からなるi層を挟んだ構成のpin
接合を持つダイオードの製造方法において、pin接合
を取り囲むチャネルストッパをi層よりも深く形成し、
pin接合の端部とチャネルストッパとの間隔を、i層
の厚さよりも短くなるように形成するものである。
【0012】上記した本発明のダイオードの製造技術に
よれば、主pin接合とチャネルストッパの間隔、深さ
を制限することで、i層の抵抗率の変動に関係なくゼロ
バイアス時の横方向への空乏層の広がりを一定範囲に制
限できる。これにより、ゼロバイアス時の空乏層の広が
りを一定の範囲に制限できるので、容量の変動を制限で
きる。
【0013】また、従来のプレーナプロセスで製造可能
であるため、製造工程が複雑化せず、コスト面でメサ構
造に比べ有利である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明の一実施の形態であるダイ
オードの製造方法にて製造されるPINダイオードの構
造の一例を示す略断面図であり、図2は、その略平面図
である。
【0016】また、図3は、本実施の形態のダイオード
の製造方法の一例を示すフローチャートであり、図4
(a)〜(d)は、本実施の形態のダイオードの製造方
法の一例を工程順に例示した断面図である。
【0017】以下、本実施の形態におけるダイオードの
製造方法の一例を工程順に説明する。
【0018】n型高濃度基板1上にPINダイオードの
i層2bを形成するためのエピタキシャル層2を成長さ
せる(ステップ101)(図4(a))。
【0019】次に、エピタキシャル層2を表面酸化して
酸化膜2aを形成し(ステップ102)、酸化膜2aに
+ 層形成領域の選択的な開口を行い(ステップ10
3)、たとえば、PBF等のドーピング材料の塗布およ
びアニール(ステップ104)により、B(ホウ素)ド
ーピングにてp型拡散層3を形成する(ステップ10
5)(図4(b))。
【0020】次に、p型拡散層3を取り囲むチャネルス
トッパ層4としてのn型ガードリング形成領域を酸化膜
2aに選択的に開口し(ステップ106)、P(リン)
ドーピング(ステップ107)、P(リン)の拡散層の
深さ制御により、n型高濃度基板1に到達する、n+
からなるチャネルストッパ層4を形成する(ステップ1
08)(図4(c))。
【0021】次に、PSGやシリコン酸化膜からなる表
面保護膜6の形成(ステップ109)、表面保護膜6の
選択的な開口(ステップ110)、p型拡散層3に接続
される表面電極7の形成(ステップ111)、表面電極
7を選択的に露出させる開口部を有するSiN(窒化シ
リコン)等からなる最終保護膜8の形成(ステップ11
2)、Au/Sb/Au等の多層構造からなる裏面電極
9の形成(ステップ113)、等の工程を経て、ウェハ
状態の図4(d)に例示される断面構造のPINダイオ
ード10が完成する。
【0022】その後、図4(d)に例示される断面構造
のPINダイオード素子単位にウェハを分割するダイシ
ングを行い(ステップ114)、さらに、個々のPIN
ダイオード10を封止するパッケージングが行われる
(ステップ115)。
【0023】このパッケージングでは、図5および図6
に例示されるように、一対のリード11およびリード1
2の一方のリード11の上に、PINダイオード10の
裏面電極9を接続し、表面電極7の側を、ボンディング
ワイヤ13を介して他方のリード12に接続するボンデ
ィング工程、および一対のリード11およびリード12
の内端部、PINダイオード10、ボンディングワイヤ
13を封止樹脂14にて封止し、リード11およびリー
ド12の外端部を実装用に外部に露出させた封止形態の
パッケージングが行われる。このとき、封止樹脂14の
外周面には、カラーバンド等の極性識別マーク14aが
形成される。
【0024】本実施の形態の場合、上述のステップ10
6〜108におけるチャネルストッパ層4の形成工程に
おいて、図1に例示されるように、チャネルストッパ層
4を、W1(主pin接合3aの外周端とチャネルスト
ッパ層4の内周端との幅)≦D(i層2bの幅)、かつ
D1(チャネルストッパ層4の厚さ)>Dとなるように
形成する。
【0025】換言すれば、図2に示されるように、主p
in接合3aを形成するためのp型拡散層3(面積S)
をW1≦Dとなるように形成する。
【0026】この構造とすることにより、高抵抗のi層
2bの抵抗率が変動しても、ゼロバイアス時の空乏層の
広がり5がチップ構造できまる実効面積S01で制限さ
れ容量変動を制限できる。
【0027】これにより、図7に示すように、後述の図
8および図9の参考技術の構造のPINダイオードに比
較して、ゼロバイアス時の容量はほぼ50%減少すると
ともに、容量−印可電圧特性のゼロバイアス領域の容量
の傾きが緩やかになり、容量の変動幅が低減できる。
【0028】ゼロバイアス領域の容量の傾きが小さくな
ることにより、PINダイオード10自身の容量の温度
変動および、当該PINダイオード10を回路要素とし
て用いたアンテナ切替えスイッチモジュールの温度特性
の改善および高周波歪み特性の改善等、PINダイオー
ド10の応用機器の性能改善に有効である。
【0029】例えば、アンテナ切替えモジュールに搭載
した場合、3〜5個のPINダイオードが使用される
が、本実施の形態のPINダイオード10を用いること
により、容量偏差を小さく出来るため、アンテナ切替え
モジュールの性能(例えば、高周波歪み、ノイズ等)の
改善に有効である。
【0030】また、従来のプレーナプロセスで製造可能
であるため、メサ構造のように製造工程が複雑化せず、
コスト面でメサ構造等に比べ有利である。
【0031】参考技術として、図8,図9に示すよう
に、n型高濃度基板201上のエピタキシャル層202
に形成されたp型拡散層203およびチャネルストッパ
層204において、W2(主pin接合203aの外周
端とチャネルストッパ層204の内周端との幅)>D
(i層2bの幅)、かつD2(チャネルストッパ層20
4の厚さ)<Dとなるように形成された構造では、空乏
層の広がり205が変動し、実効面積S02が、図7の
破線のように大きく変動しゼロバイアス容量が変動す
る。
【0032】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0033】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0034】本発明のダイオードの製造方法によれば、
pin接合のi層の抵抗率の変動に関係なく、ゼロバイ
アス時の容量変動を小さくすることができる、という効
果が得られる。
【0035】本発明のダイオードの製造方法によれば、
製造工程を複雑化することなく、pin接合を有するダ
イオードにおけるゼロバイアス時の容量変動を小さくす
ることができる、という効果が得られる。
【0036】本発明のダイオードの製造方法によれば、
容量の温度変動を小さくすることができる、という効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法にて製造されるPINダイオードの構造の一例を示
す略断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法にて製造されるPINダイオードの略平面図であ
る。
【図3】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法の一例を示すフローチャートである。
【図4】(a)〜(d)は、本発明の一実施の形態であ
るダイオードの製造方法の一例を工程順に例示した断面
図である。
【図5】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法にて製造されたPINダイオードの封止形態の一例
を示す断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法にて製造されたPINダイオードの封止形態の一例
を示す平面図である。
【図7】本発明の一実施の形態であるダイオードの製造
方法にて製造されたPINダイオードの容量−印可電圧
特性を、参考技術の場合と比較対照して示す線図であ
る。
【図8】本発明の参考技術であるPINダイオードの構
造の一例を示す略断面図である。
【図9】本発明の参考技術であるPINダイオードの構
造の一例を示す略平面図である。
【符号の説明】
1 n型高濃度基板 2 エピタキシャル層 2a 酸化膜 2b i層 3 p型拡散層 3a 主pin接合 4 チャネルストッパ層 5 空乏層の広がり 6 表面保護膜 7 表面電極 8 最終保護膜 9 裏面電極 10 PINダイオード 11 リード 12 リード 13 ボンディングワイヤ 14 封止樹脂 14a 極性識別マーク 201 n型高濃度基板 202 エピタキシャル層 203 p型拡散層 203a 主pin接合 204 チャネルストッパ層 205 空乏層の広がり

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 p型半導体層とn型半導体層との間に、
    真性半導体からなるi層を挟んだ構成のpin接合を持
    つダイオードの製造方法であって、 前記pin接合を取り囲むチャネルストッパを前記i層
    よりも深く形成し、 前記pin接合の端部と前記チャネルストッパとの間隔
    を、前記i層の厚さよりも短くなるように形成すること
    を特徴とするダイオードの製造方法。
JP2000069776A 2000-03-14 2000-03-14 ダイオードの製造方法 Pending JP2001257211A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483612B1 (ko) * 2002-08-19 2005-04-19 삼성전기주식회사 광 픽업용 포토 다이오드
JP2007306030A (ja) * 2007-08-07 2007-11-22 Nippon Inter Electronics Corp 半導体素子の製造方法
US7511316B2 (en) 2004-03-30 2009-03-31 Sanken Electric Co., Ltd. Semiconductor device resistive to high voltage and capable of controlling leakage current
JP2011159761A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Toshiba Corp 表面実装型ダイオードとその製造方法

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