JP2008085190A - Semiconductor device - Google Patents

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Munetomo Morioka
宗知 森岡
Shinsuke Saito
信輔 斎藤
Kazuya Takahashi
和也 高橋
Takatsuna Kobayashi
孝維 小林
Masato Nagata
眞人 永田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a sheet resistance value in a cathode region of a Schottky barrier diode is difficult to be reduced in a conventional semiconductor device. <P>SOLUTION: In this semiconductor device, an N-type epitaxial layer 3 is formed on an N-type single crystal silicon substrate 2. In the epitaxial layer 3, trenches 6, 7 are formed so as to reach the substrate 2, and the trenches 6, 7 are filled with conductive metals 15, 16. The conductive metals 15, 16 in the trenches 6, 7 are used as current paths in the cathode region. With this configuration, the sheet resistance value in the cathode region in the Schottky barrier diode 1 is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、低抵抗化されたカソード領域を有するダイオードを実現する半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device that realizes a diode having a cathode region with reduced resistance.

従来の半導体装置の一実施例として、下記の可変容量ダイオードが知られている。N型の不純物が導入された半導体基板上には、N型の不純物が導入されたエピタキシャル層が形成されている。そして、エピタキシャル層の第1領域には、カソード領域として用いられるN型の拡散層が半導体基板に達するまで拡散されている。当該N型の拡散層は、N型のエピタキシャル層よりも高不純物濃度の拡散層である。一方、エピタキシャル層の第2領域には、N型の拡散層及びP型の拡散層が形成され、当該N型の拡散層及びP型の拡散層によりPN接合が形成されている。そして、エピタキシャル層の第2領域のP型の拡散層上にはアノード電極が形成され、アノード電極上にはバンプが形成されている。また、エピタキシャル層の第1領域のN型の拡散層上には一対のカソード電極が形成され、カソード電極上にはバンプが形成されている。(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−311675号公報(第7−8頁、第10図)
As one example of a conventional semiconductor device, the following variable capacitance diode is known. An epitaxial layer into which the N-type impurity is introduced is formed on the semiconductor substrate into which the N-type impurity is introduced. Then, an N-type diffusion layer used as a cathode region is diffused in the first region of the epitaxial layer until it reaches the semiconductor substrate. The N type diffusion layer is a diffusion layer having a higher impurity concentration than the N type epitaxial layer. On the other hand, an N type diffusion layer and a P type diffusion layer are formed in the second region of the epitaxial layer, and a PN junction is formed by the N type diffusion layer and the P type diffusion layer. An anode electrode is formed on the P-type diffusion layer in the second region of the epitaxial layer, and a bump is formed on the anode electrode. A pair of cathode electrodes is formed on the N-type diffusion layer in the first region of the epitaxial layer, and bumps are formed on the cathode electrodes. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-311675 A (pages 7-8, FIG. 10)

上述したように、従来の半導体装置では、エピタキシャル層の第2領域に形成されたPN接合を介して可変容量ダイオードが形成されている。可変容量ダイオードでは、エピタキシャル層の第1領域に形成されたN型の拡散層が半導体基板まで拡散されることで、半導体基板が電流経路として用いられる。N型の半導体基板は、N型のエピタキシャル層よりも高不純物濃度で形成されているが、そのシート抵抗値は高く、カソード領域でのシート抵抗値を低減し難いという問題がある。   As described above, in the conventional semiconductor device, the variable capacitance diode is formed through the PN junction formed in the second region of the epitaxial layer. In the variable capacitance diode, the semiconductor substrate is used as a current path by diffusing the N-type diffusion layer formed in the first region of the epitaxial layer to the semiconductor substrate. The N-type semiconductor substrate is formed with a higher impurity concentration than the N-type epitaxial layer, but has a problem that the sheet resistance value is high and it is difficult to reduce the sheet resistance value in the cathode region.

上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属がカソード領域の電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in the semiconductor device of the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer, and the semiconductor layer A Schottky barrier metal layer that is Schottky-bonded to one main surface side, and an anode electrode that is connected to the Schottky barrier metal layer, a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, The trench is embedded with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode. Therefore, in the present invention, the conductive metal burying the trench becomes a current path in the cathode region, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層には、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductivity type substrate, and the epitaxial layer has one conductive around the Schottky junction. A diffusion layer of a mold is formed, the trench reaches the substrate, is disposed in a formation region of the diffusion layer of one conductivity type, and the trench is buried with the conductive metal. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

また、本発明では、前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、ショットキーバリア用金属層の周辺部下方での空乏層の曲率変化を小さくし、電界集中を防ぎ、半導体装置の耐圧特性の劣化が防止される。   In the present invention, an insulating layer is formed on the epitaxial layer, and the Schottky barrier metal layer is in Schottky junction with the epitaxial layer through the opening formed in the insulating layer, and the inside of the opening is formed. A reverse conductivity type diffusion layer is formed in the epitaxial layer located below the periphery of the Schottky barrier metal layer. Therefore, in the present invention, the change in curvature of the depletion layer below the periphery of the Schottky barrier metal layer is reduced, electric field concentration is prevented, and the breakdown voltage characteristics of the semiconductor device are prevented from deteriorating.

また、本発明では、前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、実装基板への実装構造において、アンダーフィルが不要となり、リワーク性が向上される。   In the present invention, a resin sealing body is formed on one main surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. Therefore, in the present invention, underfill is not required in the mounting structure on the mounting substrate, and reworkability is improved.

また、本発明では、前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、半導体層の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されることで、フリップチップ実装が可能となる。   In the present invention, a bump connected to the cathode electrode and the anode electrode is formed through a contact hole formed in the resin sealing body. Accordingly, in the present invention, the cathode electrode and the anode electrode are formed on the one main surface side of the semiconductor layer, thereby enabling flip chip mounting.

また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属がカソード領域の電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   In the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer, and a cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer are provided. And a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode. Therefore, in the present invention, the conductive metal burying the trench becomes a current path in the cathode region, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductive type substrate, and the epitaxial layer has a one-conductive type diffusion around the diffusion layer as the anode region. A layer is formed, the trench reaches the substrate, is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed, and the trench is buried with the conductive metal. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   Further, in the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer, and a Schottky barrier metal layer that forms a Schottky junction on one main surface side of the semiconductor layer And an anode electrode connected to the Schottky barrier metal layer, and a metal layer used as a cathode region is formed on the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, A trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode. Therefore, in the present invention, the metal layer and the conductive metal serve as a current path, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductive type substrate, and a one-conductive type diffusion layer is formed around the Schottky junction in the epitaxial layer. The trench reaches the substrate, is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed, and the trench is buried with the conductive metal. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   In the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer, and a cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer are provided. A metal layer used as a cathode region is formed on the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, and a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, The trench is embedded with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode. Therefore, in the present invention, the metal layer and the conductive metal serve as a current path, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductive type substrate, and the epitaxial layer has a one-conductive type diffusion around the diffusion layer as the anode region. A layer is formed, the trench reaches the substrate, is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed, and the trench is buried with the conductive metal. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層と導電性金属が接続し、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   Further, in the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer, and a Schottky barrier metal layer that forms a Schottky junction on one main surface side of the semiconductor layer And an anode electrode connected to the Schottky barrier metal layer, and a metal layer used as a cathode region is formed on the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, The semiconductor layer is characterized in that a trench penetrating the semiconductor layer is formed, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode and the metal layer. Therefore, in the present invention, the metal layer and the conductive metal are connected, the metal layer and the conductive metal serve as a current path, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductive type substrate, and a one-conductive type diffusion layer is formed around the Schottky junction in the epitaxial layer. The trench penetrates the substrate and the epitaxial layer and is disposed in a formation region of the diffusion layer of one conductivity type, and the trench is buried with the conductive metal. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層と導電性金属が接続し、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   In the present invention, a semiconductor layer used as a cathode region, a diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer, and a cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer are provided. A metal layer used as a cathode region is formed on the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, and a trench penetrating the semiconductor layer is formed in the semiconductor layer, The trench is embedded with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode and the metal layer. Therefore, in the present invention, the metal layer and the conductive metal are connected, the metal layer and the conductive metal serve as a current path, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。   In the present invention, the semiconductor layer is formed by depositing a one-conductive type epitaxial layer on a one-conductive type substrate, and the epitaxial layer has a one-conductive type diffusion around the diffusion layer as the anode region. A layer is formed, the trench penetrates the substrate and the epitaxial layer, and is disposed in a formation region of the diffusion layer of one conductivity type, and the trench is buried with the conductive metal. To do. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent a short circuit between the cathode electrode and the anode electrode due to the diffusion layer of one conductivity type.

本発明では、半導体基板の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されている。半導体基板の一主面側からトレンチが形成され、トレンチは導電性金属により埋設されている。この構造により、導電性金属はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   In the present invention, a cathode electrode and an anode electrode are formed on one main surface side of the semiconductor substrate. A trench is formed from one main surface side of the semiconductor substrate, and the trench is buried with a conductive metal. With this structure, the conductive metal is used as a current path in the cathode region, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、半導体基板の他の主面側に金属層が形成されている。この構造により、金属層はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   In the present invention, a metal layer is formed on the other main surface side of the semiconductor substrate. With this structure, the metal layer is used as a current path in the cathode region, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属が、半導体基板の他の主面側の金属層と接続している。この構造により、導電性金属及び金属層はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。   Moreover, in this invention, the electroconductive metal which embeds a trench is connected with the metal layer of the other main surface side of a semiconductor substrate. With this structure, the conductive metal and the metal layer are used as a current path in the cathode region, and the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced.

また、本発明では、エピタキシャル層とショットキー接合するショットキーバリア用金属層の周辺部の下方にP型の拡散層が形成されている。この構造により、ショットキーバリア用金属層の周辺部近傍では、空乏層の終端領域での曲率変化が小さくなり、ダイオードの耐圧特性が向上される。   In the present invention, a P-type diffusion layer is formed below the periphery of the Schottky barrier metal layer that is in Schottky junction with the epitaxial layer. With this structure, in the vicinity of the peripheral portion of the Schottky barrier metal layer, the curvature change in the termination region of the depletion layer is reduced, and the breakdown voltage characteristics of the diode are improved.

また、本発明では、半導体基板の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されている。この構造により、フリップチップ実装が可能となり、ワイヤボンディング方式と比較して、半導体装置の小型化及び薄型化が実現される。   In the present invention, the cathode electrode and the anode electrode are formed on one main surface side of the semiconductor substrate. With this structure, flip chip mounting is possible, and the semiconductor device can be made smaller and thinner than the wire bonding method.

また、本発明では、半導体基板の他の主面側に金属層が形成されている。この構造により、金属層はヒートスプレッダーとして用いられ、半導体装置の放熱性が向上される。   In the present invention, a metal layer is formed on the other main surface side of the semiconductor substrate. With this structure, the metal layer is used as a heat spreader, and the heat dissipation of the semiconductor device is improved.

また、本発明では、半導体基板の一主面側に樹脂封止体が形成され、樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介してバンプが形成されている。この構造により、ワイヤボンディング方式と比較して、使用される材料(半田)の低融点化が図れ、実装時の熱応力が低減される。   Moreover, in this invention, the resin sealing body is formed in the one main surface side of a semiconductor substrate, and the bump is formed through the contact hole formed in the resin sealing body. With this structure, the melting point of the material (solder) used can be lowered and the thermal stress during mounting can be reduced as compared with the wire bonding method.

また、本発明では、半導体基板の一主面側に樹脂封止体及びバンプが形成されている。この構造により、実装基板への実装構造において、アンダーフィルが不要となり、リワーク性が向上される。   Moreover, in this invention, the resin sealing body and bump are formed in the one main surface side of the semiconductor substrate. This structure eliminates the need for underfill in the mounting structure on the mounting substrate, and improves reworkability.

以下に、本発明の第1の実施の形態である半導体装置について、図1〜図2を参照し、詳細に説明する。図1は、本実施の形態である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。図2(A)は、本実施の形態である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。図2(B)は、図2(A)に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the Schottky barrier diode according to the present embodiment. FIG. 2A is a cross-sectional view for describing the Schottky barrier diode according to this embodiment. FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating a structure in which the Schottky barrier diode illustrated in FIG.

先ず、図1に示す如く、ショットキーバリアダイオード1は、主に、N型の単結晶シリコン基板2と、N型のエピタキシャル層3と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層4、5と、カソード領域として用いられるトレンチ6、7と、P型の拡散層8、9と、絶縁層10と、ショットキーバリア用金属層11と、アノード電極12と、カソード電極13、14とから構成されている。   First, as shown in FIG. 1, a Schottky barrier diode 1 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 2, an N-type epitaxial layer 3, and N-type diffusion layers 4 and 5 used as an annular ring. , Trenches 6 and 7 used as a cathode region, P-type diffusion layers 8 and 9, an insulating layer 10, a Schottky barrier metal layer 11, an anode electrode 12, and cathode electrodes 13 and 14. ing.

N型のエピタキシャル層3が、N型の単結晶シリコン基板2上面に堆積されている。そして、基板2の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板2をBG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層3の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板2上に1層のエピタキシャル層3が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 3 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 2. And the thickness of the board | substrate 2 is 50-200 (micrometer), for example, 400 (micrometer) board | substrates 2 are grind | polished by BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. Moreover, the film thickness of the epitaxial layer 3 is 1.5-10 (micrometer), for example. In this embodiment, the case where one epitaxial layer 3 is formed on the substrate 2 is shown, but the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層4、5が、エピタキシャル層3に形成されている。N型の拡散層4、5は、ショットキーバリアダイオード1のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層4、5は、エピタキシャル層3よりも高不純物濃度となるように形成され、基板2と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層4、5は、例えば、基板2及びエピタキシャル層3の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 4 and 5 are formed in the epitaxial layer 3. The N type diffusion layers 4 and 5 are used as an annular ring of the Schottky barrier diode 1. The N type diffusion layers 4 and 5 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 3 and are diffused so as to be connected to the substrate 2. The N type diffusion layers 4 and 5 are formed in a ring around the substrate 2 and the epitaxial layer 3, for example.

トレンチ6、7が、基板2に達するようにエピタキシャル層3に形成されている。トレンチ6、7は、N型の拡散層4、5の形成領域に形成され、N型の拡散層4、5を貫通して基板2まで達している。そして、トレンチ6、7は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ6、7は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属15、16により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード1では、トレンチ6、7を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ6、7が、導電性金属15、16により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ6、7が、N型の拡散層4、5の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層11周囲の基板2及びエピタキシャル層3に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層4、5は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   The trenches 6 and 7 are formed in the epitaxial layer 3 so as to reach the substrate 2. The trenches 6 and 7 are formed in the formation region of the N type diffusion layers 4 and 5, and reach the substrate 2 through the N type diffusion layers 4 and 5. The trenches 6 and 7 are formed by, for example, dry etching, and the trenches 6 and 7 are embedded with conductive metals 15 and 16 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, in the Schottky barrier diode 1, a cathode region using the trenches 6 and 7 is realized. Since the trenches 6 and 7 are buried with the conductive metals 15 and 16, the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. The trenches 6 and 7 are disposed in the formation region of the N-type diffusion layers 4 and 5 and are formed in a ring shape around the substrate 2 and the epitaxial layer 3 around the Schottky barrier metal layer 11, for example. The N-type diffusion layers 4 and 5 have a high impurity concentration, and the surface thereof is difficult to reverse, so that a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層8、9が、エピタキシャル層3に形成されている。P型の拡散層8、9は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層11の端部17、18下方に形成されている。そして、P型の拡散層8、9は、例えば、1〜2(μm)の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層11の端部17、18での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード1の耐圧特性が向上される。   P-type diffusion layers 8 and 9 are formed in the epitaxial layer 3. The P-type diffusion layers 8 and 9 are formed below the end portions 17 and 18 of the Schottky barrier metal layer 11 serving as an anode electrode. The P-type diffusion layers 8 and 9 have a diffusion depth of 1 to 2 (μm), for example. With this structure, electric field concentration at the end portions 17 and 18 of the Schottky barrier metal layer 11 is alleviated, and the breakdown voltage characteristics of the Schottky barrier diode 1 are improved.

絶縁層10が、エピタキシャル層3上に形成されている。絶縁層10は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層10にコンタクトホール19、20、21が形成されている。 An insulating layer 10 is formed on the epitaxial layer 3. The insulating layer 10 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 19, 20, and 21 are formed in the insulating layer 10 by dry etching using, for example, a CHF 3 or CF 4 gas using a known photolithography technique.

ショットキーバリア用金属層11が、エピタキシャル層3上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層11は、例えば、チタン(Ti)層である。ショットキーバリア用金属層11は、P型の拡散層8とP型の拡散層9との間に位置し、絶縁層10に形成されたコンタクトホール20を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層11とエピタキシャル層3とが接する面には、チタンシリサイド(TiSi)層のシリサイド層22が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層11のシリサイド層22とエピタキシャル層3とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン(Ti)層に替えて、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層22として、タングステンシリサイド(WSi)層、モリブデンシリサイド(MoSi)層、コバルトシリサイド(CoSi)層、ニッケルシリサイド(NiSi)層、プラチナシリサイド(PtSi)層等が形成される。 A Schottky barrier metal layer 11 is formed on the upper surface of the epitaxial layer 3. The Schottky barrier metal layer 11 is, for example, a titanium (Ti) layer. The Schottky barrier metal layer 11 is located between the P-type diffusion layer 8 and the P-type diffusion layer 9 and is formed so as to bury the contact hole 20 formed in the insulating layer 10. On the surface where the Schottky barrier metal layer 11 and the epitaxial layer 3 are in contact with each other, a silicide layer 22 of a titanium silicide (TiSi 2 ) layer is formed. The silicide layer 22 of the Schottky barrier metal layer 11 and the epitaxial layer 3 constitute a Schottky barrier diode. In place of the titanium (Ti) layer, a metal such as tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), cobalt (Co), nickel (Ni), or platinum (Pt) may be used. In this case, as the silicide layer 22, a tungsten silicide (WSi 2 ) layer, a molybdenum silicide (MoSi 2 ) layer, a cobalt silicide (CoSi 2 ) layer, a nickel silicide (NiSi 2 ) layer, a platinum silicide (PtSi 2 ) layer, etc. Is formed.

アノード電極12が、ショットキーバリア用金属層11と接続するように形成されている。アノード電極12は、例えば、バリアメタル層上にアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 12 is formed so as to be connected to the Schottky barrier metal layer 11. The anode electrode 12 has a structure in which, for example, an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated on a barrier metal layer.

カソード電極13、14が、絶縁層10に形成されたコンタクトホール19、21を埋設するように、エピタキシャル層3上に形成されている。カソード電極13、14は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。そして、カソード電極13、14は、コンタクトホール19、21を介して導電性金属15、16と接続している。   Cathode electrodes 13 and 14 are formed on epitaxial layer 3 so as to bury contact holes 19 and 21 formed in insulating layer 10. The cathode electrodes 13 and 14 have a structure in which, for example, a titanium (Ti) and an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated. The cathode electrodes 13 and 14 are connected to the conductive metals 15 and 16 through the contact holes 19 and 21.

この構造により、N型の拡散層4、5の形成領域では、トレンチ6、7内の導電性金属15、16は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ6、7内の導電性金属15、16、カソード領域であるN型の単結晶シリコン基板2、N型のエピタキシャル層3の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   With this structure, in the region where the N type diffusion layers 4 and 5 are formed, the conductive metals 15 and 16 in the trenches 6 and 7 have a small sheet resistance value and become a current path. As indicated by arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are the conductive metals 15 and 16 in the trenches 6 and 7, the N-type single crystal silicon substrate 2 that is the cathode region, The N-type epitaxial layer 3 passes in the order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図2(A)に示す如く、ショットキーバリアダイオード31は、図1を用いて上述したショットキーバリアダイオード1を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図1に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図1での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 2A, the Schottky barrier diode 31 has a structure in which bumps are formed by sealing the Schottky barrier diode 1 described above with reference to FIG. Therefore, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 1 is referred to, and the description is omitted here.

図2(A)に示すように、ショットキーバリアダイオード31は、主に、N型の単結晶シリコン基板2と、N型のエピタキシャル層3と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層4、5と、カソード領域として用いられるトレンチ6、7と、P型の拡散層8、9と、絶縁層10と、ショットキーバリア用金属層11と、アノード電極12と、カソード電極13、14と、樹脂封止体32と、バンプ33、34、35とから構成されている。   As shown in FIG. 2A, the Schottky barrier diode 31 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 2, an N-type epitaxial layer 3, an N-type diffusion layer 4 used as an annular ring, 5, trenches 6 and 7 used as a cathode region, P-type diffusion layers 8 and 9, an insulating layer 10, a Schottky barrier metal layer 11, an anode electrode 12, cathode electrodes 13 and 14, A resin sealing body 32 and bumps 33, 34, and 35 are included.

樹脂封止体32が、エピタキシャル層3上にアノード電極12及びカソード電極13、14を被覆するように形成されている。樹脂封止体32は、少なくともアノード電極12及びカソード電極13、14が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体32には、アノード電極12及びカソード電極13、14の一部が露出するように、コンタクトホール36、37、38が形成されている。   A resin sealing body 32 is formed on the epitaxial layer 3 so as to cover the anode electrode 12 and the cathode electrodes 13 and 14. The resin sealing body 32 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 12 and the cathode electrodes 13 and 14 are formed. Then, contact holes 36, 37, and 38 are formed in the resin sealing body 32 so that parts of the anode electrode 12 and the cathode electrodes 13 and 14 are exposed.

バンプ33、34、35が、樹脂封止体32に形成されたコンタクトホール36、37、38を埋設するように形成されている。バンプ33、34、35は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール36、37、38を介して露出するアノード電極12、カソード電極13、14には、UBM(Under Bump Metal)層39、40、41が形成されている。UBM層39、40、41は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ33、34、35は、UBM層39、40、41を介してそれぞれアノード電極12、カソード電極13、14と接続している。   Bumps 33, 34, and 35 are formed so as to bury contact holes 36, 37, and 38 formed in the resin sealing body 32. The bumps 33, 34, and 35 are made of, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 39, 40 and 41 are formed on the anode electrode 12 and the cathode electrodes 13 and 14 exposed through the contact holes 36, 37 and 38. The UBM layers 39, 40, and 41 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 33, 34, and 35 are connected to the anode electrode 12 and the cathode electrodes 13 and 14 through the UBM layers 39, 40, and 41, respectively.

図2(B)に示す如く、ショットキーバリアダイオード31が、実装基板42の導電パターン43、44、45上に実装されている。導電パターン43、44、45上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン43、44、45上の半田を溶融させ、バンプ33、34、35の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板42上にショットキーバリアダイオード31を固着させている。尚、実装基板42としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン43、44、45は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As shown in FIG. 2B, the Schottky barrier diode 31 is mounted on the conductive patterns 43, 44, 45 of the mounting substrate 42. On the conductive patterns 43, 44, 45, for example, solder (not shown) is applied by screen printing. Then, the solder on the conductive patterns 43, 44, 45 is melted, and a part of the bumps 33, 34, 35 is melted and alloyed to fix the Schottky barrier diode 31 on the mounting substrate 42. . The mounting board 42 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 43, 44, 45 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, or the like.

この構造により、ショットキーバリアダイオード31は、実装基板42に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板42上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、ショットキーバリアダイオード31では、樹脂封止体32が形成され、バンプ33、34、35を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板42上のショットキーバリアダイオード31が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード31のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the Schottky barrier diode 31 is flip-chip mounted on the mounting substrate 42, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, solder bonding on the mounting substrate 42 results in a low melting point bonding as compared with the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. Further, in the Schottky barrier diode 31, a resin sealing body 32 is formed and is mounted via the bumps 33, 34, and 35, so that underfill is not necessary. For example, when the Schottky barrier diode 31 on the mounting substrate 42 becomes defective, only the Schottky barrier diode 31 needs to be replaced, and reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、トレンチ6、7を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属15、16を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ6、7が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード31にバンプ33、34、35が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板42の導電パターン43、44、45上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード31を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In this embodiment, the case where the conductive metals 15 and 16 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 6 and 7 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 6 and 7 may be buried with polysilicon in which a large amount of impurities are introduced and resistance is lowered. In this embodiment, the case where the bumps 33, 34, and 35 are formed on the Schottky barrier diode 31 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 43, 44, and 45 of the mounting substrate 42, and the Schottky barrier diode 31 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第2の実施の形態である半導体装置について、図3〜図4を参照し、詳細に説明する。図3は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図4(A)は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図4(B)は、図4(A)に示すPN接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the PN junction diode according to the present embodiment. FIG. 4A is a cross-sectional view for explaining the PN junction diode according to this embodiment. FIG. 4B is a cross-sectional view for explaining a structure in which the PN junction diode shown in FIG.

図3に示す如く、PN接合ダイオード51は、主に、N型の単結晶シリコン基板52と、N型のエピタキシャル層53と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層54、55と、カソード領域として用いられるトレンチ56、57と、アノード領域として用いられるP型の拡散層58と、絶縁層59と、アノード電極60と、カソード電極61、62とから構成されている。   As shown in FIG. 3, the PN junction diode 51 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 52, an N-type epitaxial layer 53, N-type diffusion layers 54 and 55 used as an annular ring, and a cathode region. Are formed of a trench 56, 57 used as an anode region, a P-type diffusion layer 58 used as an anode region, an insulating layer 59, an anode electrode 60, and cathode electrodes 61, 62.

N型のエピタキシャル層53が、N型の単結晶シリコン基板52上面に堆積されている。そして、基板52の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板52を、例えば、BG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層53の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板52上に1層のエピタキシャル層53が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 53 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 52. The thickness of the substrate 52 is, for example, 50 to 200 (μm). The 400 (μm) substrate 52 is polished by, for example, a BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. The film thickness of the epitaxial layer 53 is, for example, 1.5 to 10 (μm). In the present embodiment, a case where one epitaxial layer 53 is formed on the substrate 52 is shown, but the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層54、55が、エピタキシャル層53に形成されている。N型の拡散層54、55は、PN接合ダイオード51のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層54、55は、エピタキシャル層53よりも高不純物濃度となるように形成され、基板52と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層54、55は、例えば、基板52及びエピタキシャル層53の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 54 and 55 are formed in the epitaxial layer 53. The N type diffusion layers 54 and 55 are used as an annular ring of the PN junction diode 51. The N type diffusion layers 54 and 55 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 53 and are diffused so as to be connected to the substrate 52. The N type diffusion layers 54 and 55 are formed in a ring around the substrate 52 and the epitaxial layer 53, for example.

トレンチ56、57が、基板52に達するようにエピタキシャル層53に形成されている。トレンチ56、57は、N型の拡散層54、55の形成領域に形成され、N型の拡散層54、55を貫通して基板52まで達している。そして、トレンチ56、57は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ56、57は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属63、64により埋設されている。この構造により、PN接合ダイオード51では、トレンチ56、57を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ56、57が、導電性金属63、64により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ56、57が、N型の拡散層54、55の形成領域内に配置され、例えば、P型の拡散層58周囲の基板52及びエピタキシャル層53に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層54、55は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   Trenches 56 and 57 are formed in the epitaxial layer 53 so as to reach the substrate 52. The trenches 56 and 57 are formed in the formation region of the N type diffusion layers 54 and 55, and reach the substrate 52 through the N type diffusion layers 54 and 55. The trenches 56 and 57 are formed by dry etching, for example, and the trenches 56 and 57 are embedded with conductive metals 63 and 64 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, in the PN junction diode 51, a cathode region using the trenches 56 and 57 is realized. Since the trenches 56 and 57 are buried with the conductive metals 63 and 64, the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. Note that the trenches 56 and 57 are disposed in the formation region of the N type diffusion layers 54 and 55, and are formed in a ring on the substrate 52 and the epitaxial layer 53 around the P type diffusion layer 58, for example. The N-type diffusion layers 54 and 55 have a high impurity concentration, and the surface thereof is difficult to reverse, so that a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層58が、エピタキシャル層53に形成されている。P型の拡散層58は、PN接合ダイオード51のアノード領域として用いられる。   A P type diffusion layer 58 is formed in the epitaxial layer 53. The P type diffusion layer 58 is used as an anode region of the PN junction diode 51.

絶縁層59が、エピタキシャル層53上に形成されている。絶縁層59は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層59にコンタクトホール65、66、67が形成されている。 An insulating layer 59 is formed on the epitaxial layer 53. The insulating layer 59 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 65, 66, and 67 are formed in the insulating layer 59 by a known photolithography technique, for example, by dry etching using a CHF 3 or CF 4 gas.

アノード電極60が、絶縁層59に形成されたコンタクトホール66を埋設するように、エピタキシャル層53上に形成されている。アノード電極60は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 60 is formed on the epitaxial layer 53 so as to bury the contact hole 66 formed in the insulating layer 59. The anode electrode 60 has a structure in which, for example, a titanium (Ti) and an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

カソード電極61、62が、絶縁層59に形成されたコンタクトホール65、67を埋設するように、エピタキシャル層53上に形成されている。カソード電極61、62は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   Cathode electrodes 61 and 62 are formed on epitaxial layer 53 so as to bury contact holes 65 and 67 formed in insulating layer 59. The cathode electrodes 61 and 62 have, for example, a structure in which a titanium (Ti) and aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

この構造により、N型の拡散層54、55の形成領域では、トレンチ56、57内の導電性金属63、64は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ56、57内の導電性金属63、64、カソード領域であるN型の単結晶シリコン基板52、N型のエピタキシャル層53の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   With this structure, in the formation region of the N type diffusion layers 54 and 55, the conductive metals 63 and 64 in the trenches 56 and 57 have a small sheet resistance value and become a current path. As indicated by the arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are the conductive metals 63 and 64 in the trenches 56 and 57, the N-type single crystal silicon substrate 52 that is the cathode region, The N-type epitaxial layer 53 is passed through in the order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図4(A)に示す如く、PN接合ダイオード71は、図3を用いて上述したPN接合ダイオード51を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図3に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図3での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 4A, the PN junction diode 71 has a structure in which the PN junction diode 51 described above with reference to FIG. Therefore, the same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 3 is referred to, and the description is omitted here.

図4(A)に示すように、PN接合ダイオード71は、主に、N型の単結晶シリコン基板52と、N型のエピタキシャル層53と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層54、55と、カソード領域として用いられるトレンチ56、57と、P型の拡散層58と、絶縁層59と、アノード電極60と、カソード電極61、62と、樹脂封止体72と、バンプ73、74、75とから構成されている。   As shown in FIG. 4A, the PN junction diode 71 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 52, an N-type epitaxial layer 53, and N-type diffusion layers 54 and 55 used as an annular ring. Trenches 56 and 57 used as a cathode region, P-type diffusion layer 58, insulating layer 59, anode electrode 60, cathode electrodes 61 and 62, resin sealing body 72, bumps 73 and 74, 75.

樹脂封止体72が、エピタキシャル層53上にアノード電極60及びカソード電極61、62を被覆するように形成されている。樹脂封止体72は、少なくともアノード電極60及びカソード電極61、62が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体72には、アノード電極60及びカソード電極61、62の一部が露出するように、コンタクトホール76、77、78が形成されている。   A resin sealing body 72 is formed on the epitaxial layer 53 so as to cover the anode electrode 60 and the cathode electrodes 61 and 62. The resin sealing body 72 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 60 and the cathode electrodes 61 and 62 are formed. Then, contact holes 76, 77, 78 are formed in the resin sealing body 72 so that parts of the anode electrode 60 and the cathode electrodes 61, 62 are exposed.

バンプ73、74、75が、樹脂封止体72に形成されたコンタクトホール76、77、78を埋設するように形成されている。バンプ73、74、75は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール76、77、78を介して露出するアノード電極60、カソード電極61、62には、UBM(Under Bump Metal)層79、80、81が形成されている。UBM層79、80、81は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ73、74、75は、UBM層79、80、81を介してそれぞれアノード電極60、カソード電極61、62と接続している。   Bumps 73, 74, and 75 are formed so as to bury contact holes 76, 77, and 78 formed in the resin sealing body 72. The bumps 73, 74, and 75 are made of, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 79, 80, 81 are formed on the anode electrode 60 and the cathode electrodes 61, 62 exposed through the contact holes 76, 77, 78. The UBM layers 79, 80, 81 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 73, 74, and 75 are connected to the anode electrode 60 and the cathode electrodes 61 and 62 through the UBM layers 79, 80, and 81, respectively.

図4(B)に示す如く、PN接合ダイオード71が、実装基板82の導電パターン83、84、85上に実装されている。導電パターン83、84、85上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン83、84、85上の半田を溶融させ、バンプ73、74、75の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板82上にPN接合ダイオード71を固着させている。尚、実装基板82としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン83、84、85は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As shown in FIG. 4B, the PN junction diode 71 is mounted on the conductive patterns 83, 84, 85 of the mounting substrate 82. On the conductive patterns 83, 84, 85, for example, solder (not shown) is applied by screen printing. Then, the solder on the conductive patterns 83, 84, 85 is melted, and a part of the bumps 73, 74, 75 is melted and alloyed to fix the PN junction diode 71 on the mounting substrate 82. The mounting board 82 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 83, 84, 85 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, or the like.

この構造により、PN接合ダイオード71は、実装基板82に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板82上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、PN接合ダイオード71では、樹脂封止体72が形成され、バンプ73、74、75を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板82上のPN接合ダイオード71が不良となった場合には、PN接合ダイオード71のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the PN junction diode 71 is flip-chip mounted on the mounting substrate 82, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, soldering on the mounting substrate 82 results in a low melting point bonding as compared to the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. Further, in the PN junction diode 71, a resin sealing body 72 is formed and mounted via the bumps 73, 74, and 75, and an underfill is unnecessary. For example, when the PN junction diode 71 on the mounting substrate 82 becomes defective, only the PN junction diode 71 needs to be replaced, and the reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、トレンチ56、57を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属63、64を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ56、57が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、PN接合ダイオード71にバンプ73、74、75が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板82の導電パターン83、84、85上にバンプを形成し、当該バンプ上にPN接合ダイオード71を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In the present embodiment, the case where the conductive metals 63 and 64 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 56 and 57 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 56 and 57 may be buried by polysilicon in which a large amount of impurities are introduced and resistance is reduced. In the present embodiment, the case where the bumps 73, 74, and 75 are formed on the PN junction diode 71 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 83, 84, 85 of the mounting substrate 82, and the PN junction diode 71 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第3の実施の形態である半導体装置について、図5〜図6を参照し、詳細に説明する。図5は、本実施の形態である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。図6(A)は、本実施の形態である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。図6(B)は、図6(A)に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the Schottky barrier diode according to the present embodiment. FIG. 6A is a cross-sectional view for describing the Schottky barrier diode according to this embodiment. FIG. 6B is a cross-sectional view for explaining the structure in which the Schottky barrier diode shown in FIG.

先ず、図5に示す如く、ショットキーバリアダイオード91は、主に、N型の単結晶シリコン基板92と、N型のエピタキシャル層93と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層94、95と、カソード領域として用いられるトレンチ96、97と、P型の拡散層98、99と、絶縁層100と、ショットキーバリア用金属層101と、アノード電極102と、カソード電極103、104と、金属層105とから構成されている。   First, as shown in FIG. 5, the Schottky barrier diode 91 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 92, an N-type epitaxial layer 93, and N-type diffusion layers 94 and 95 used as an annular ring. Trench 96, 97 used as a cathode region, P type diffusion layers 98, 99, insulating layer 100, Schottky barrier metal layer 101, anode electrode 102, cathode electrodes 103, 104, and metal layer 105.

N型のエピタキシャル層93が、N型の単結晶シリコン基板92上面に堆積されている。そして、基板92の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板92をBG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層93の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板92上に1層のエピタキシャル層93が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 93 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 92. The thickness of the substrate 92 is, for example, 50 to 200 (μm). The 400 (μm) substrate 92 is polished by a BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. The film thickness of the epitaxial layer 93 is, for example, 1.5 to 10 (μm). In the present embodiment, a case where one epitaxial layer 93 is formed on the substrate 92 is shown, but the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層94、95が、エピタキシャル層93に形成されている。N型の拡散層94、95は、ショットキーバリアダイオード91のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層94、95は、エピタキシャル層93よりも高不純物濃度となるように形成され、基板92と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層94、95は、例えば、基板92及びエピタキシャル層93の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 94 and 95 are formed in the epitaxial layer 93. The N type diffusion layers 94 and 95 are used as an annular ring for the Schottky barrier diode 91. The N type diffusion layers 94 and 95 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 93 and are diffused so as to be connected to the substrate 92. The N type diffusion layers 94 and 95 are formed in a ring around the substrate 92 and the epitaxial layer 93, for example.

トレンチ96、97が、基板92に達するようにエピタキシャル層93に形成されている。トレンチ96、97は、N型の拡散層94、95の形成領域に形成され、N型の拡散層94、95を貫通して基板92まで達している。そして、トレンチ96、97は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ96、97は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属106、107により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード91では、トレンチ96、97を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ96、97が、導電性金属106、107により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、N型の拡散層94、95の形成領域では、トレンチ96、97内の導電性金属106、107は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ96、97が、N型の拡散層94、95の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層101周囲の基板92及びエピタキシャル層93に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層94、95は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   Trenches 96 and 97 are formed in the epitaxial layer 93 so as to reach the substrate 92. The trenches 96 and 97 are formed in the formation region of the N type diffusion layers 94 and 95, and reach the substrate 92 through the N type diffusion layers 94 and 95. The trenches 96 and 97 are formed by dry etching, for example, and the trenches 96 and 97 are embedded with conductive metals 106 and 107 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, in the Schottky barrier diode 91, a cathode region using the trenches 96 and 97 is realized. Since the trenches 96 and 97 are buried with the conductive metals 106 and 107, the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. As a result, in the formation region of the N-type diffusion layers 94 and 95, the conductive metals 106 and 107 in the trenches 96 and 97 have a small sheet resistance value and become a current path. The trenches 96 and 97 are disposed in the formation region of the N-type diffusion layers 94 and 95, and are formed in a ring on the substrate 92 and the epitaxial layer 93 around the Schottky barrier metal layer 101, for example. The N-type diffusion layers 94 and 95 have a high impurity concentration, the surface thereof is difficult to reverse, and a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層98、99が、エピタキシャル層93に形成されている。P型の拡散層98、99は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層101の端部108、109下方に形成されている。そして、P型の拡散層98、99は、例えば、1〜2(μm)の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層101の端部108、109での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード91の耐圧特性が向上される。   P type diffusion layers 98 and 99 are formed in the epitaxial layer 93. The P-type diffusion layers 98 and 99 are formed below the end portions 108 and 109 of the Schottky barrier metal layer 101 serving as an anode electrode. The P-type diffusion layers 98 and 99 have a diffusion depth of 1 to 2 (μm), for example. With this structure, electric field concentration at the end portions 108 and 109 of the Schottky barrier metal layer 101 is alleviated, and the breakdown voltage characteristics of the Schottky barrier diode 91 are improved.

絶縁層100が、エピタキシャル層93上に形成されている。絶縁層100は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層100にコンタクトホール110、111、112が形成されている。 An insulating layer 100 is formed on the epitaxial layer 93. The insulating layer 100 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 110, 111, and 112 are formed in the insulating layer 100 by dry etching using, for example, a CHF 3 or CF 4 gas using a known photolithography technique.

ショットキーバリア用金属層101が、エピタキシャル層93上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層101は、例えば、チタン(Ti)層である。ショットキーバリア用金属層101は、P型の拡散層98とP型の拡散層99との間に位置し、絶縁層100に形成されたコンタクトホール111を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層101とエピタキシャル層93とが接する面には、チタンシリサイド(TiSi)層のシリサイド層113が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層101のシリサイド層113とエピタキシャル層93とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン(Ti)層に替えて、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層113として、タングステンシリサイド(WSi)層、モリブデンシリサイド(MoSi)層、コバルトシリサイド(CoSi)層、ニッケルシリサイド(NiSi)層、プラチナシリサイド(PtSi)層等が形成される。 A Schottky barrier metal layer 101 is formed on the upper surface of the epitaxial layer 93. The Schottky barrier metal layer 101 is, for example, a titanium (Ti) layer. The Schottky barrier metal layer 101 is located between the P-type diffusion layer 98 and the P-type diffusion layer 99 and is formed so as to bury the contact hole 111 formed in the insulating layer 100. A silicide layer 113 of a titanium silicide (TiSi 2 ) layer is formed on the surface where the Schottky barrier metal layer 101 and the epitaxial layer 93 are in contact with each other. The silicide layer 113 and the epitaxial layer 93 of the Schottky barrier metal layer 101 constitute a Schottky barrier diode. In place of the titanium (Ti) layer, a metal such as tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), cobalt (Co), nickel (Ni), or platinum (Pt) may be used. In this case, as the silicide layer 113, a tungsten silicide (WSi 2 ) layer, a molybdenum silicide (MoSi 2 ) layer, a cobalt silicide (CoSi 2 ) layer, a nickel silicide (NiSi 2 ) layer, a platinum silicide (PtSi 2 ) layer, etc. Is formed.

アノード電極102が、ショットキーバリア用金属層101と接続するように形成されている。アノード電極102は、例えば、バリアメタル層上にアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 102 is formed so as to be connected to the Schottky barrier metal layer 101. The anode electrode 102 has, for example, a structure in which an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is stacked on a barrier metal layer.

カソード電極103、104が、絶縁層100に形成されたコンタクトホール110、112を埋設するように、エピタキシャル層93上に形成されている。カソード電極103、104は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。そして、カソード電極103、104は、コンタクトホール110、112を介して導電性金属106、107と接続している。   Cathode electrodes 103 and 104 are formed on the epitaxial layer 93 so as to bury the contact holes 110 and 112 formed in the insulating layer 100. The cathode electrodes 103 and 104 have a structure in which, for example, a titanium (Ti) and an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated. The cathode electrodes 103 and 104 are connected to the conductive metals 106 and 107 through the contact holes 110 and 112.

金属層105が、基板92の裏面114側に形成されている。金属層105は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)膜から成り、ショットキーバリアダイオード91のカソード領域として用いられる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ96、97内の導電性金属106、107、N型の単結晶シリコン基板92、金属層105、N型の単結晶シリコン基板92、N型のエピタキシャル層93の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   A metal layer 105 is formed on the back surface 114 side of the substrate 92. The metal layer 105 is made of, for example, titanium (Ti) and aluminum (Al) film, and is used as a cathode region of the Schottky barrier diode 91. As shown by the arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are generated from the conductive metals 106 and 107 in the trenches 96 and 97, the N-type single crystal silicon substrate 92, the metal layer 105, The N-type single crystal silicon substrate 92 and the N-type epitaxial layer 93 are passed through in this order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図6(A)に示す如く、ショットキーバリアダイオード121は、図5を用いて上述したショットキーバリアダイオード91を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図5に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図5での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 6A, the Schottky barrier diode 121 has a structure in which the Schottky barrier diode 91 described above with reference to FIG. Therefore, the same components as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 5 is referred to, and the description is omitted here.

図6(A)に示すように、ショットキーバリアダイオード121は、主に、N型の単結晶シリコン基板92と、N型のエピタキシャル層93と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層94、95と、カソード領域として用いられるトレンチ96、97と、P型の拡散層98、99と、絶縁層100と、ショットキーバリア用金属層101と、アノード電極102と、カソード電極103、104と、金属層105と、樹脂封止体122と、バンプ123、124、125とから構成されている。   As shown in FIG. 6A, the Schottky barrier diode 121 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 92, an N-type epitaxial layer 93, an N-type diffusion layer 94 used as an annular ring, 95, trenches 96 and 97 used as a cathode region, P-type diffusion layers 98 and 99, an insulating layer 100, a Schottky barrier metal layer 101, an anode electrode 102, cathode electrodes 103 and 104, The metal layer 105, the resin sealing body 122, and the bumps 123, 124, and 125 are configured.

樹脂封止体122が、エピタキシャル層93上にアノード電極102及びカソード電極103、104を被覆するように形成されている。樹脂封止体122は、少なくともアノード電極102及びカソード電極103、104が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体122には、アノード電極102及びカソード電極103、104の一部が露出するように、コンタクトホール126、127、128が形成されている。   A resin sealing body 122 is formed on the epitaxial layer 93 so as to cover the anode electrode 102 and the cathode electrodes 103 and 104. The resin sealing body 122 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 102 and the cathode electrodes 103 and 104 are formed. In the resin sealing body 122, contact holes 126, 127, and 128 are formed so that parts of the anode electrode 102 and the cathode electrodes 103 and 104 are exposed.

バンプ123、124、125が、樹脂封止体122に形成されたコンタクトホール126、127、128を埋設するように形成されている。バンプ123、124、125は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール126、127、128を介して露出するアノード電極102、カソード電極103、104には、UBM(Under Bump Metal)層129、130、131が形成されている。UBM層129、130、131は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ123、124、125は、UBM層129、130、131を介してそれぞれアノード電極102、カソード電極103、104と接続している。   Bumps 123, 124, and 125 are formed so as to bury contact holes 126, 127, and 128 formed in the resin sealing body 122. The bumps 123, 124, and 125 are made of, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 129, 130 and 131 are formed on the anode electrode 102 and the cathode electrodes 103 and 104 exposed through the contact holes 126, 127 and 128. The UBM layers 129, 130, and 131 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 123, 124, and 125 are connected to the anode electrode 102 and the cathode electrodes 103 and 104 through the UBM layers 129, 130, and 131, respectively.

図6(B)に示す如く、ショットキーバリアダイオード121が、実装基板132の導電パターン133、134、135上に実装されている。導電パターン133、134、135上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン133、134、135上の半田を溶融させ、バンプ123、124、125の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板132上にショットキーバリアダイオード121を固着させている。尚、実装基板132としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン133、134、135は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As shown in FIG. 6B, the Schottky barrier diode 121 is mounted on the conductive patterns 133, 134, and 135 of the mounting substrate 132. On the conductive patterns 133, 134, and 135, solder (not shown) is applied by screen printing, for example. Then, the solder on the conductive patterns 133, 134, 135 is melted, and a part of the bumps 123, 124, 125 is melted and alloyed to fix the Schottky barrier diode 121 on the mounting substrate 132. . The mounting board 132 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 133, 134, and 135 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, and the like.

この構造により、ショットキーバリアダイオード121は、実装基板132に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板132上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、基板92の裏面104側である金属層105が、実装基板132に対して上側に配置されることで、金属層105がヒートスプレッダーとしての役割を担い、放熱性が向上される。また、ショットキーバリアダイオード121では、樹脂封止体122が形成され、バンプ123、124、125を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板132上のショットキーバリアダイオード121が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード121のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the Schottky barrier diode 121 is flip-chip mounted on the mounting substrate 132, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, solder bonding onto the mounting substrate 132 results in a low melting point bonding as compared with the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. Further, since the metal layer 105 on the back surface 104 side of the substrate 92 is disposed on the upper side with respect to the mounting substrate 132, the metal layer 105 plays a role as a heat spreader and heat dissipation is improved. Further, in the Schottky barrier diode 121, the resin sealing body 122 is formed, and the structure is mounted via the bumps 123, 124, and 125, and the underfill is unnecessary. For example, when the Schottky barrier diode 121 on the mounting substrate 132 becomes defective, only the Schottky barrier diode 121 needs to be replaced, and reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、金属層105が基板92の裏面104側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板92の裏面104側には、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、シリコン酸化膜が形成され、基板92の裏面104の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層105が、アルミ(Al)膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層105として、アルミ−シリコン(Al−Si)膜、アルミ−シリコン−銅(Al−Si−Cu)膜、アルミ−銅(Al−Cu)膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ(Ti−TiN−Al)膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層105の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ96、97を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属106、107を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ96、97が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード121にバンプ123、124、125が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板132の導電パターン133、134、135上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード121を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   In this embodiment, the case where the metal layer 105 is exposed on the back surface 104 side of the substrate 92 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, a silicon oxide film may be formed on the back surface 104 side of the substrate 92 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and insulation of the back surface 104 of the substrate 92 may be realized. Further, although the case where the metal layer 105 is formed of an aluminum (Al) film has been described in this embodiment, the present invention is not limited to this case. For example, as the metal layer 105, an aluminum-silicon (Al-Si) film, an aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) film, an aluminum-copper (Al-Cu) film, or titanium-titanium nitride-aluminum (Ti) Even when a -TiN-Al) film is used, the same effect can be obtained. Further, the thickness of the metal layer 105 can be arbitrarily changed according to the purpose of use. In this embodiment, the case where the conductive metals 106 and 107 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 96 and 97 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 96 and 97 may be buried with polysilicon in which a large amount of impurities are introduced and resistance is reduced. In this embodiment, the case where the bumps 123, 124, and 125 are formed on the Schottky barrier diode 121 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 133, 134, and 135 of the mounting substrate 132, and the Schottky barrier diode 121 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第4の実施の形態である半導体装置について、図7〜図8を参照し、詳細に説明する。図7は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図8(A)は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図8(B)は、図8(A)に示すPN接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the PN junction diode according to the present embodiment. FIG. 8A is a cross-sectional view for explaining a PN junction diode according to this embodiment. FIG. 8B is a cross-sectional view for explaining a structure in which the PN junction diode shown in FIG.

図7に示す如く、PN接合ダイオード141は、主に、N型の単結晶シリコン基板142と、N型のエピタキシャル層143と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層144、145と、カソード領域として用いられるトレンチ146、147と、アノード領域として用いられるP型の拡散層148と、絶縁層149と、アノード電極150と、カソード電極151、152と、金属層153とから構成されている。   As shown in FIG. 7, the PN junction diode 141 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 142, an N-type epitaxial layer 143, N-type diffusion layers 144 and 145 used as an annular ring, and a cathode region. Are formed of a trench 146, 147 used as an anode region, a P-type diffusion layer 148 used as an anode region, an insulating layer 149, an anode electrode 150, cathode electrodes 151, 152, and a metal layer 153.

N型のエピタキシャル層143が、N型の単結晶シリコン基板142上面に堆積されている。そして、基板142の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板142を、例えば、BG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層143の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板142上に1層のエピタキシャル層143が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 143 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 142. The thickness of the substrate 142 is, for example, 50 to 200 (μm). The 400 (μm) substrate 142 is polished by, for example, a BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. The film thickness of the epitaxial layer 143 is, for example, 1.5 to 10 (μm). Note that although a case where one epitaxial layer 143 is formed over the substrate 142 is described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層144、145が、エピタキシャル層143に形成されている。N型の拡散層144、145は、PN接合ダイオード141のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層144、145は、エピタキシャル層143よりも高不純物濃度となるように形成され、基板142と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層144、145は、例えば、基板142及びエピタキシャル層143の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 144 and 145 are formed in the epitaxial layer 143. The N type diffusion layers 144 and 145 are used as an annular ring of the PN junction diode 141. The N type diffusion layers 144 and 145 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 143 and are diffused so as to be connected to the substrate 142. The N type diffusion layers 144 and 145 are formed in a ring around the substrate 142 and the epitaxial layer 143, for example.

トレンチ146、147が、基板142に達するようにエピタキシャル層143に形成されている。トレンチ146、147は、N型の拡散層144、145の形成領域に形成され、N型の拡散層144、145を貫通して基板142まで達している。そして、トレンチ146、147は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ146、147は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属154、155により埋設されている。この構造により、PN接合ダイオード141では、トレンチ146、147を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ146、147が、導電性金属154、155により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ146、147が、N型の拡散層144、145の形成領域内に配置され、例えば、P型の拡散層148周囲の基板142及びエピタキシャル層143に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層144、145は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   Trenches 146 and 147 are formed in the epitaxial layer 143 so as to reach the substrate 142. The trenches 146 and 147 are formed in regions where the N type diffusion layers 144 and 145 are formed, and reach the substrate 142 through the N type diffusion layers 144 and 145. The trenches 146 and 147 are formed by dry etching, for example, and the trenches 146 and 147 are embedded with conductive metals 154 and 155 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, a cathode region using the trenches 146 and 147 is realized in the PN junction diode 141. And since the trenches 146 and 147 are embedded with the conductive metals 154 and 155, the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. The trenches 146 and 147 are arranged in the formation region of the N type diffusion layers 144 and 145, and are formed in a ring shape around the substrate 142 and the epitaxial layer 143 around the P type diffusion layer 148, for example. The N-type diffusion layers 144 and 145 have a high impurity concentration, and the surface thereof is difficult to reverse, so that a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層148が、エピタキシャル層143に形成されている。P型の拡散層148は、PN接合ダイオード141のアノード領域として用いられる。   A P type diffusion layer 148 is formed in the epitaxial layer 143. The P type diffusion layer 148 is used as an anode region of the PN junction diode 141.

絶縁層149が、エピタキシャル層143上に形成されている。絶縁層149は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層149にコンタクトホール156、157、158が形成されている。 An insulating layer 149 is formed on the epitaxial layer 143. The insulating layer 149 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 156, 157, and 158 are formed in the insulating layer 149 by a known photolithography technique, for example, by dry etching using a CHF 3 or CF 4 gas.

アノード電極150が、絶縁層149に形成されたコンタクトホール157を埋設するように、エピタキシャル層143上に形成されている。アノード電極150は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 150 is formed on the epitaxial layer 143 so as to bury the contact hole 157 formed in the insulating layer 149. The anode electrode 150 has, for example, a structure in which a titanium (Ti) and an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

カソード電極151、152が、絶縁層149に形成されたコンタクトホール156、158を埋設するように、エピタキシャル層143上に形成されている。カソード電極151、152は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   Cathode electrodes 151 and 152 are formed on the epitaxial layer 143 so as to bury the contact holes 156 and 158 formed in the insulating layer 149. The cathode electrodes 151 and 152 have a structure in which, for example, a titanium (Ti) and aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

金属層153が、基板142の裏面159側に形成されている。金属層153は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)膜から成り、PN接合ダイオード141のカソード領域として用いられる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ146、147内の導電性金属154、155、N型の単結晶シリコン基板142、金属層153、N型の単結晶シリコン基板142、N型のエピタキシャル層143の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   A metal layer 153 is formed on the back surface 159 side of the substrate 142. The metal layer 153 is made of, for example, titanium (Ti) and aluminum (Al) film, and is used as a cathode region of the PN junction diode 141. Then, as shown by arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are generated from the conductive metals 154 and 155 in the trenches 146 and 147, the N-type single crystal silicon substrate 142, the metal layer 153, The N-type single crystal silicon substrate 142 and the N-type epitaxial layer 143 are passed through in this order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図8(A)に示す如く、PN接合ダイオード161は、図7を用いて上述したPN接合ダイオード141を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図7に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図7での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 8A, the PN junction diode 161 has a structure in which the PN junction diode 141 described above with reference to FIG. 7 is resin-sealed to form bumps. Therefore, the same components as those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 7 is referred to, and the description is omitted here.

図8(A)に示すように、PN接合ダイオード161は、主に、N型の単結晶シリコン基板142と、N型のエピタキシャル層143と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層144、145と、カソード領域として用いられるトレンチ146、147と、P型の拡散層148と、絶縁層149と、アノード電極150と、カソード電極151、152と、金属層153と、樹脂封止体162と、バンプ163、164、165とから構成されている。   As shown in FIG. 8A, the PN junction diode 161 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 142, an N-type epitaxial layer 143, and N-type diffusion layers 144 and 145 used as an annular ring. Trenches 146 and 147 used as a cathode region, a P-type diffusion layer 148, an insulating layer 149, an anode electrode 150, cathode electrodes 151 and 152, a metal layer 153, a resin sealing body 162, The bumps 163, 164, and 165 are configured.

樹脂封止体162が、エピタキシャル層143上にアノード電極150及びカソード電極151、152を被覆するように形成されている。樹脂封止体162は、少なくともアノード電極150及びカソード電極151、152が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体162には、アノード電極150及びカソード電極151、152の一部が露出するように、コンタクトホール166、167、168が形成されている。   A resin sealing body 162 is formed on the epitaxial layer 143 so as to cover the anode electrode 150 and the cathode electrodes 151 and 152. The resin sealing body 162 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 150 and the cathode electrodes 151 and 152 are formed. Then, contact holes 166, 167, and 168 are formed in the resin sealing body 162 so that parts of the anode electrode 150 and the cathode electrodes 151 and 152 are exposed.

バンプ163、164、165が、樹脂封止体162に形成されたコンタクトホール166、167、168を埋設するように形成されている。バンプ163、164、165は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール166、167、168を介して露出するアノード電極150、カソード電極151、152には、UBM(Under Bump Metal)層169、170、171が形成されている。UBM層169、170、171は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ163、164、165は、UBM層169、170、171を介してそれぞれアノード電極150、カソード電極151、152と接続している。   Bumps 163, 164, 165 are formed so as to bury contact holes 166, 167, 168 formed in the resin sealing body 162. The bumps 163, 164, 165 are made of, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 169, 170, and 171 are formed on the anode electrode 150 and the cathode electrodes 151 and 152 exposed through the contact holes 166, 167, and 168, respectively. The UBM layers 169, 170, and 171 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 163, 164, and 165 are connected to the anode electrode 150 and the cathode electrodes 151 and 152 through the UBM layers 169, 170, and 171 respectively.

図8(B)に示す如く、PN接合ダイオード161が、実装基板172の導電パターン173、174、175上に実装されている。導電パターン173、174、175上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン173、174、175上の半田を溶融させ、バンプ163、164、165の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板172上にPN接合ダイオード161を固着させている。尚、実装基板172としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン173、174、175は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As shown in FIG. 8B, the PN junction diode 161 is mounted on the conductive patterns 173, 174, and 175 of the mounting substrate 172. On the conductive patterns 173, 174, and 175, solder (not shown) is applied by screen printing, for example. Then, the solder on the conductive patterns 173, 174, and 175 is melted, and a part of the bumps 163, 164, and 165 is melted and alloyed to fix the PN junction diode 161 on the mounting substrate 172. The mounting board 172 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 173, 174, and 175 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, and the like.

この構造により、PN接合ダイオード161は、実装基板172に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板172上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、PN接合ダイオード161では、樹脂封止体162が形成され、バンプ163、164、165を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板172上のPN接合ダイオード161が不良となった場合には、PN接合ダイオード161のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the PN junction diode 161 is flip-chip mounted on the mounting substrate 172, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, soldering on the mounting substrate 172 results in a low melting point bonding as compared with the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. Further, in the PN junction diode 161, the resin sealing body 162 is formed and is mounted via the bumps 163, 164, 165, and the underfill is unnecessary. For example, when the PN junction diode 161 on the mounting substrate 172 becomes defective, only the PN junction diode 161 needs to be replaced, and the reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、金属層153が基板142の裏面159側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板142の裏面159側には、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、シリコン酸化膜が形成され、基板142の裏面159の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層153が、アルミ(Al)膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層153として、アルミ−シリコン(Al−Si)膜、アルミ−シリコン−銅(Al−Si−Cu)膜、アルミ−銅(Al−Cu)膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ(Ti−TiN−Al)膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層153の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ146、147を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属154、155を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ146、147が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、PN接合ダイオード161にバンプ163、164、165が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板172の導電パターン173、174、175上にバンプを形成し、当該バンプ上にPN接合ダイオード161を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   Note that although the case where the metal layer 153 is exposed on the back surface 159 side of the substrate 142 has been described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this case. For example, a silicon oxide film may be formed on the back surface 159 side of the substrate 142 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and insulation of the back surface 159 of the substrate 142 may be realized. In this embodiment, the case where the metal layer 153 is formed from an aluminum (Al) film has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, as the metal layer 153, an aluminum-silicon (Al-Si) film, an aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) film, an aluminum-copper (Al-Cu) film, or a titanium-titanium nitride-aluminum (Ti) Even when a -TiN-Al) film is used, the same effect can be obtained. The film thickness of the metal layer 153 can be arbitrarily changed according to the purpose of use. In this embodiment, the case where conductive metals 154 and 155 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 146 and 147 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 146 and 147 may be buried with polysilicon in which a large amount of impurities are introduced to reduce resistance. In this embodiment, the case where the bumps 163, 164, and 165 are formed on the PN junction diode 161 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 173, 174, and 175 of the mounting substrate 172, and the PN junction diode 161 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第5の実施の形態である半導体装置について、図9〜図10を参照し、詳細に説明する。図9は、本実施の形態である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。図10(A)は、本実施の形態である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。図10(B)は、図10(A)に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the Schottky barrier diode according to the present embodiment. FIG. 10A is a cross-sectional view for describing the Schottky barrier diode according to this embodiment. FIG. 10B is a cross-sectional view illustrating a structure in which the Schottky barrier diode illustrated in FIG.

先ず、図9に示す如く、ショットキーバリアダイオード181は、主に、N型の単結晶シリコン基板182と、N型のエピタキシャル層183と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層184、185と、カソード領域として用いられるトレンチ186、187と、P型の拡散層188、189と、絶縁層190と、ショットキーバリア用金属層191と、アノード電極192と、カソード電極193、194と、金属層195とから構成されている。   First, as shown in FIG. 9, the Schottky barrier diode 181 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 182, an N-type epitaxial layer 183, and N-type diffusion layers 184 and 185 used as an annular ring. , Trenches 186 and 187 used as a cathode region, P-type diffusion layers 188 and 189, an insulating layer 190, a Schottky barrier metal layer 191, an anode electrode 192, cathode electrodes 193 and 194, and a metal layer 195.

N型のエピタキシャル層183が、N型の単結晶シリコン基板182上面に堆積されている。そして、基板182の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板182をBG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層183の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板182上に1層のエピタキシャル層183が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 183 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 182. The thickness of the substrate 182 is, for example, 50 to 200 (μm), and the 400 (μm) substrate 182 is polished by a BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. The film thickness of the epitaxial layer 183 is, for example, 1.5 to 10 (μm). In this embodiment mode, a case where one epitaxial layer 183 is formed over the substrate 182 is shown; however, the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層184、185が、エピタキシャル層183に形成されている。N型の拡散層184、185は、ショットキーバリアダイオード181のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層184、185は、エピタキシャル層183よりも高不純物濃度となるように形成され、基板182と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層184、185は、例えば、基板182及びエピタキシャル層183の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 184 and 185 are formed in the epitaxial layer 183. The N type diffusion layers 184 and 185 are used as an annular ring for the Schottky barrier diode 181. The N type diffusion layers 184 and 185 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 183 and are diffused so as to be connected to the substrate 182. The N-type diffusion layers 184 and 185 are formed in a ring around the substrate 182 and the epitaxial layer 183, for example.

トレンチ186、187が、基板182及びエピタキシャル層183を貫通するように形成されている。そして、トレンチ186、187は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ186、187は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属196、197により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード181では、トレンチ186、187を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ186、187が、導電性金属196、197により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、基板182及びN型の拡散層184、185の形成領域では、トレンチ186、187内の導電性金属196、197は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ186、187が、N型の拡散層184、185の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層191周囲の基板182及びエピタキシャル層183に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層184、185は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   Trenches 186 and 187 are formed so as to penetrate the substrate 182 and the epitaxial layer 183. The trenches 186 and 187 are formed by dry etching, for example, and the trenches 186 and 187 are embedded with conductive metals 196 and 197 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, in the Schottky barrier diode 181, a cathode region using the trenches 186 and 187 is realized. The trenches 186 and 187 are buried with the conductive metals 196 and 197, so that the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. As a result, in the formation region of the substrate 182 and the N-type diffusion layers 184 and 185, the conductive metals 196 and 197 in the trenches 186 and 187 have a small sheet resistance value and become a current path. The trenches 186 and 187 are disposed in the formation region of the N-type diffusion layers 184 and 185, and are formed in a ring on the substrate 182 and the epitaxial layer 183 around the Schottky barrier metal layer 191, for example. The N-type diffusion layers 184 and 185 have a high impurity concentration, and the surface thereof is difficult to reverse, so that a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層188、189が、エピタキシャル層183に形成されている。P型の拡散層188、189は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層191の端部198、199下方に形成されている。そして、P型の拡散層188、189は、例えば、1〜2(μm)の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層191の端部198、199での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード181の耐圧特性が向上される。   P-type diffusion layers 188 and 189 are formed in the epitaxial layer 183. The P-type diffusion layers 188 and 189 are formed below the ends 198 and 199 of the Schottky barrier metal layer 191 to be the anode electrode. The P-type diffusion layers 188 and 189 have a diffusion depth of 1 to 2 (μm), for example. With this structure, electric field concentration at the end portions 198 and 199 of the Schottky barrier metal layer 191 is alleviated, and the breakdown voltage characteristics of the Schottky barrier diode 181 are improved.

絶縁層190が、エピタキシャル層183上に形成されている。絶縁層190は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層190にコンタクトホール200、201、202が形成されている。 An insulating layer 190 is formed on the epitaxial layer 183. The insulating layer 190 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 200, 201, and 202 are formed in the insulating layer 190 by dry etching using, for example, a CHF 3 or CF 4 gas using a known photolithography technique.

ショットキーバリア用金属層191が、エピタキシャル層183上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層191は、例えば、チタン(Ti)層である。ショットキーバリア用金属層191は、P型の拡散層188とP型の拡散層189との間に位置し、絶縁層190に形成されたコンタクトホール201を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層191とエピタキシャル層183とが接する面には、チタンシリサイド(TiSi)層のシリサイド層203が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層191のシリサイド層203とエピタキシャル層183とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン(Ti)層に替えて、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層203として、タングステンシリサイド(WSi)層、モリブデンシリサイド(MoSi)層、コバルトシリサイド(CoSi)層、ニッケルシリサイド(NiSi)層、プラチナシリサイド(PtSi)層等が形成される。 A Schottky barrier metal layer 191 is formed on the upper surface of the epitaxial layer 183. The Schottky barrier metal layer 191 is, for example, a titanium (Ti) layer. The Schottky barrier metal layer 191 is located between the P-type diffusion layer 188 and the P-type diffusion layer 189 and is formed so as to bury the contact hole 201 formed in the insulating layer 190. A silicide layer 203 of a titanium silicide (TiSi 2 ) layer is formed on the surface where the Schottky barrier metal layer 191 and the epitaxial layer 183 are in contact with each other. The silicide layer 203 and the epitaxial layer 183 of the Schottky barrier metal layer 191 constitute a Schottky barrier diode. In place of the titanium (Ti) layer, a metal such as tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), cobalt (Co), nickel (Ni), or platinum (Pt) may be used. In this case, as the silicide layer 203, a tungsten silicide (WSi 2 ) layer, a molybdenum silicide (MoSi 2 ) layer, a cobalt silicide (CoSi 2 ) layer, a nickel silicide (NiSi 2 ) layer, a platinum silicide (PtSi 2 ) layer, etc. Is formed.

アノード電極192が、ショットキーバリア用金属層191と接続するように形成されている。アノード電極192は、例えば、バリアメタル層上にアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 192 is formed so as to be connected to the Schottky barrier metal layer 191. The anode electrode 192 has, for example, a structure in which an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is stacked on a barrier metal layer.

カソード電極193、194が、絶縁層190に形成されたコンタクトホール200、202を埋設するように、エピタキシャル層183上に形成されている。カソード電極193、194は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。そして、カソード電極193、194は、コンタクトホール200、202を介して導電性金属196、197と接続している。   Cathode electrodes 193 and 194 are formed on the epitaxial layer 183 so as to bury the contact holes 200 and 202 formed in the insulating layer 190. The cathode electrodes 193 and 194 have a structure in which, for example, a titanium (Ti) and aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated. The cathode electrodes 193 and 194 are connected to the conductive metals 196 and 197 through the contact holes 200 and 202, respectively.

金属層195が、基板182の裏面204側に形成されている。金属層195は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)膜から成り、ショットキーバリアダイオード181のカソード領域として用いられる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ186、187内の導電性金属196、197、金属層195、N型の単結晶シリコン基板182、N型のエピタキシャル層183の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   A metal layer 195 is formed on the back surface 204 side of the substrate 182. The metal layer 195 is made of, for example, titanium (Ti) and aluminum (Al) film, and is used as a cathode region of the Schottky barrier diode 181. Then, as shown by arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are the conductive metals 196 and 197 in the trenches 186 and 187, the metal layer 195, the N-type single crystal silicon substrate 182, The N-type epitaxial layer 183 passes in the order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図10(A)に示す如く、ショットキーバリアダイオード211は、図9を用いて上述したショットキーバリアダイオード181を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図9に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図9での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 10A, the Schottky barrier diode 211 has a structure in which the Schottky barrier diode 181 described above with reference to FIG. 9 is resin-sealed to form bumps. Therefore, the same components as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 9 is referred to, and the description is omitted here.

図10(A)に示すように、ショットキーバリアダイオード211は、主に、N型の単結晶シリコン基板182と、N型のエピタキシャル層183と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層184、185と、カソード領域として用いられるトレンチ186、187と、P型の拡散層188、189と、絶縁層190と、ショットキーバリア用金属層191と、アノード電極192と、カソード電極193、194と、金属層195と、樹脂封止体212と、バンプ213、214、215とから構成されている。   As shown in FIG. 10A, the Schottky barrier diode 211 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 182, an N-type epitaxial layer 183, an N-type diffusion layer 184 used as an annular ring, 185, trenches 186 and 187 used as a cathode region, P-type diffusion layers 188 and 189, an insulating layer 190, a Schottky barrier metal layer 191, an anode electrode 192, cathode electrodes 193 and 194, A metal layer 195, a resin sealing body 212, and bumps 213, 214, and 215 are included.

樹脂封止体212が、エピタキシャル層183上にアノード電極192及びカソード電極193、194を被覆するように形成されている。樹脂封止体212は、少なくともアノード電極192及びカソード電極193、194が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体212には、アノード電極192及びカソード電極193、194の一部が露出するように、コンタクトホール216、217、218が形成されている。   A resin sealing body 212 is formed on the epitaxial layer 183 so as to cover the anode electrode 192 and the cathode electrodes 193 and 194. The resin sealing body 212 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 192 and the cathode electrodes 193 and 194 are formed. In the resin sealing body 212, contact holes 216, 217, and 218 are formed so that parts of the anode electrode 192 and the cathode electrodes 193 and 194 are exposed.

バンプ213、214、215が、樹脂封止体212に形成されたコンタクトホール216、217、218を埋設するように形成されている。バンプ213、214、215は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール216、217、218を介して露出するアノード電極192、カソード電極193、194には、UBM(Under Bump Metal)層219、220、221が形成されている。UBM層219、220、221は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ213、214、215は、UBM層219、220、221を介してそれぞれアノード電極192、カソード電極193、194と接続している。   Bumps 213, 214, and 215 are formed so as to bury contact holes 216, 217, and 218 formed in the resin sealing body 212. The bumps 213, 214, and 215 are formed from, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 219, 220, and 221 are formed on the anode electrode 192 and the cathode electrodes 193 and 194 exposed through the contact holes 216, 217, and 218, respectively. The UBM layers 219, 220, and 221 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 213, 214, and 215 are connected to the anode electrode 192 and the cathode electrodes 193 and 194 through the UBM layers 219, 220, and 221 respectively.

図10(B)に示す如く、ショットキーバリアダイオード211が、実装基板222の導電パターン223、224、225上に実装されている。導電パターン223、224、225上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン223、224、225上の半田を溶融させ、バンプ213、214、215の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板222上にショットキーバリアダイオード211を固着させている。尚、実装基板222としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン223、224、225は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As illustrated in FIG. 10B, the Schottky barrier diode 211 is mounted on the conductive patterns 223, 224, and 225 of the mounting substrate 222. On the conductive patterns 223, 224, and 225, solder (not shown) is applied by screen printing, for example. Then, the solder on the conductive patterns 223, 224, and 225 is melted, and a part of the bumps 213, 214, and 215 is melted and alloyed to fix the Schottky barrier diode 211 on the mounting substrate 222. . The mounting board 222 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 223, 224, and 225 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, or the like.

この構造により、ショットキーバリアダイオード211は、実装基板222に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板222上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、基板182の裏面204側である金属層195が、実装基板222に対して上側に配置されることで、金属層195がヒートスプレッダーとしての役割を担い、放熱性が向上される。また、ショットキーバリアダイオード211では、樹脂封止体212が形成され、バンプ213、214、215を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板222上のショットキーバリアダイオード211が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード211のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the Schottky barrier diode 211 is flip-chip mounted on the mounting substrate 222, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, solder bonding onto the mounting substrate 222 results in a low melting point bonding compared to the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. In addition, since the metal layer 195 on the back surface 204 side of the substrate 182 is disposed on the upper side with respect to the mounting substrate 222, the metal layer 195 plays a role as a heat spreader and heat dissipation is improved. Further, in the Schottky barrier diode 211, a resin sealing body 212 is formed and mounted via the bumps 213, 214, and 215, and an underfill is not necessary. For example, when the Schottky barrier diode 211 on the mounting substrate 222 becomes defective, only the Schottky barrier diode 211 needs to be replaced, and reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、金属層195が基板182の裏面204側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板182の裏面204側には、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、シリコン酸化膜が形成され、基板182の裏面204の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層195が、アルミ(Al)膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層195として、アルミ−シリコン(Al−Si)膜、アルミ−シリコン−銅(Al−Si−Cu)膜、アルミ−銅(Al−Cu)膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ(Ti−TiN−Al)膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層195の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ186、187を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属196、197を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ186、187が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード211にバンプ213、214、215が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板222の導電パターン223、224、225上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード211を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   Note that although the case where the metal layer 195 is exposed on the back surface 204 side of the substrate 182 has been described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this case. For example, a silicon oxide film may be formed on the back surface 204 side of the substrate 182 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and insulation of the back surface 204 of the substrate 182 may be realized. In the present embodiment, the case where the metal layer 195 is formed of an aluminum (Al) film has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, as the metal layer 195, an aluminum-silicon (Al-Si) film, an aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) film, an aluminum-copper (Al-Cu) film, or a titanium-titanium nitride-aluminum (Ti) Even when a -TiN-Al) film is used, the same effect can be obtained. Further, the thickness of the metal layer 195 can be arbitrarily changed according to the purpose of use. In this embodiment, the case where conductive metals 196 and 197 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 186 and 187 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 186 and 187 may be buried with polysilicon in which a large amount of impurities are introduced to reduce resistance. In this embodiment, the case where the bumps 213, 214, and 215 are formed on the Schottky barrier diode 211 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 223, 224, and 225 of the mounting substrate 222, and the Schottky barrier diode 211 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

次に、本発明の第6の実施の形態である半導体装置について、図11〜図12を参照し、詳細に説明する。図11は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図12(A)は、本実施の形態であるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。図12(B)は、図12(A)に示すPN接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。   Next, a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the PN junction diode according to the present embodiment. FIG. 12A is a cross-sectional view for explaining a PN junction diode according to this embodiment. FIG. 12B is a cross-sectional view for explaining the structure in which the PN junction diode shown in FIG.

図11に示す如く、PN接合ダイオード231は、主に、N型の単結晶シリコン基板232と、N型のエピタキシャル層233と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層234、235と、カソード領域として用いられるトレンチ236、237と、アノード領域として用いられるP型の拡散層238と、絶縁層239と、アノード電極240と、カソード電極241、242と、金属層243とから構成されている。   As shown in FIG. 11, the PN junction diode 231 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 232, an N-type epitaxial layer 233, N-type diffusion layers 234 and 235 used as an annular ring, and a cathode region. The trench 236 is used as the anode region, the P-type diffusion layer 238 is used as the anode region, the insulating layer 239, the anode electrode 240, the cathode electrodes 241, 242, and the metal layer 243.

N型のエピタキシャル層233が、N型の単結晶シリコン基板232上面に堆積されている。そして、基板232の厚みは、例えば、50〜200(μm)であり、400(μm)の基板232を、例えば、BG(Back Grinding)法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層233の膜厚は、例えば、1.5〜10(μm)である。尚、本実施の形態では、基板232上に1層のエピタキシャル層233が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。   An N type epitaxial layer 233 is deposited on the upper surface of the N type single crystal silicon substrate 232. The thickness of the substrate 232 is, for example, 50 to 200 (μm). The 400 (μm) substrate 232 is polished by, for example, a BG (Back Grinding) method, and the film thickness is adjusted. The film thickness of the epitaxial layer 233 is, for example, 1.5 to 10 (μm). Note that although a case where one epitaxial layer 233 is formed over the substrate 232 is described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this case. For example, a plurality of epitaxial layers may be stacked on the upper surface of the substrate.

N型の拡散層234、235が、エピタキシャル層233に形成されている。N型の拡散層234、235は、PN接合ダイオード231のアニュラリングとして用いられる。そして、N型の拡散層234、235は、エピタキシャル層233よりも高不純物濃度となるように形成され、基板232と連結するように拡散されている。尚、N型の拡散層234、235は、例えば、基板232及びエピタキシャル層233の周囲に一環状に形成されている。   N-type diffusion layers 234 and 235 are formed in the epitaxial layer 233. The N type diffusion layers 234 and 235 are used as an annular ring of the PN junction diode 231. The N type diffusion layers 234 and 235 are formed to have a higher impurity concentration than the epitaxial layer 233 and are diffused so as to be connected to the substrate 232. The N-type diffusion layers 234 and 235 are formed in a ring around the substrate 232 and the epitaxial layer 233, for example.

トレンチ236、237が、基板232及びエピタキシャル層233を貫通するように形成されている。そして、トレンチ236、237は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ236、237は、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属244、245により埋設されている。この構造により、PN接合ダイオード231では、トレンチ236、237を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ236、237が、導電性金属244、245により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、基板232及びN型の拡散層234、235の形成領域では、トレンチ236、237内の導電性金属244、245は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ236、237が、N型の拡散層234、235の形成領域内に配置され、例えば、P型の拡散層238周囲の基板232及びエピタキシャル層233に一環状に形成されている。そして、N型の拡散層234、235は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。   Trenches 236 and 237 are formed so as to penetrate the substrate 232 and the epitaxial layer 233. The trenches 236 and 237 are formed by dry etching, for example, and the trenches 236 and 237 are embedded with conductive metals 244 and 245 such as copper (Cu) and aluminum (Al). With this structure, in the PN junction diode 231, a cathode region using the trenches 236 and 237 is realized. And since the trenches 236 and 237 are buried with the conductive metals 244 and 245, the sheet resistance value in the cathode region is greatly reduced. As a result, in the formation region of the substrate 232 and the N-type diffusion layers 234 and 235, the conductive metals 244 and 245 in the trenches 236 and 237 have a small sheet resistance value and become a current path. The trenches 236 and 237 are arranged in the formation region of the N type diffusion layers 234 and 235, and are formed in a ring shape on the substrate 232 and the epitaxial layer 233 around the P type diffusion layer 238, for example. The N-type diffusion layers 234 and 235 have a high impurity concentration, and the surface thereof is difficult to reverse, so that a short circuit between the anode electrode and the cathode electrode can be prevented.

P型の拡散層238が、エピタキシャル層233に形成されている。P型の拡散層238は、PN接合ダイオード231のアノード領域として用いられる。   A P type diffusion layer 238 is formed in the epitaxial layer 233. The P type diffusion layer 238 is used as an anode region of the PN junction diode 231.

絶縁層239が、エピタキシャル層233上に形成されている。絶縁層239は、PSG(Phospho Silicate Glass)膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、CHFまたはCF系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層239にコンタクトホール246、247、248が形成されている。 An insulating layer 239 is formed on the epitaxial layer 233. The insulating layer 239 is formed of a PSG (Phospho Silicate Glass) film or the like. Then, contact holes 246, 247, and 248 are formed in the insulating layer 239 by a known photolithography technique, for example, by dry etching using a CHF 3 or CF 4 gas.

アノード電極240が、絶縁層239に形成されたコンタクトホール247を埋設するように、エピタキシャル層233上に形成されている。アノード電極240は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   An anode electrode 240 is formed on the epitaxial layer 233 so as to bury the contact hole 247 formed in the insulating layer 239. The anode electrode 240 has a structure in which, for example, a titanium (Ti) and an aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

カソード電極241、242が、絶縁層239に形成されたコンタクトホール246、248を埋設するように、エピタキシャル層233上に形成されている。カソード電極241、242は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)層、あるいは、アルミシリコン(AlSi)層が積層された構造である。   Cathode electrodes 241 and 242 are formed on the epitaxial layer 233 so as to bury the contact holes 246 and 248 formed in the insulating layer 239. The cathode electrodes 241 and 242 have a structure in which, for example, a titanium (Ti) and aluminum (Al) layer or an aluminum silicon (AlSi) layer is laminated.

金属層243が、基板232の裏面249側に形成されている。金属層243は、例えば、チタン(Ti)とアルミ(Al)膜から成り、PN接合ダイオード231のカソード領域として用いられる。そして、矢印(一点鎖線)で図示したように、カソード領域では、自由キャリア(電子)は、トレンチ236、237内の導電性金属244、245、金属層243、N型の単結晶シリコン基板232、N型のエピタキシャル層233の順序に通過する。尚、矢印(一点鎖線)の方向は電流通過の方向を示している。   A metal layer 243 is formed on the back surface 249 side of the substrate 232. The metal layer 243 is made of, for example, titanium (Ti) and aluminum (Al) film, and is used as a cathode region of the PN junction diode 231. Then, as illustrated by arrows (dashed lines), in the cathode region, free carriers (electrons) are generated from the conductive metals 244 and 245, the metal layer 243 in the trenches 236 and 237, the N-type single crystal silicon substrate 232, The N-type epitaxial layer 233 passes in the order. In addition, the direction of the arrow (dashed line) indicates the direction of current passage.

次に、図12(A)に示す如く、PN接合ダイオード251は、図11を用いて上述したPN接合ダイオード251を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図11に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図11での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。   Next, as shown in FIG. 12A, the PN junction diode 251 has a structure in which the PN junction diode 251 described above with reference to FIG. 11 is resin-sealed to form bumps. Therefore, the same components as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and the description in FIG. 11 is referred to, and the description is omitted here.

図12(A)に示すように、PN接合ダイオード251は、主に、N型の単結晶シリコン基板232と、N型のエピタキシャル層233と、アニュラリングとして用いられるN型の拡散層234、235と、カソード領域として用いられるトレンチ236、237と、P型の拡散層238と、絶縁層239と、アノード電極240と、カソード電極241、242と、金属層243と、樹脂封止体252と、バンプ253、254、255とから構成されている。   As shown in FIG. 12A, the PN junction diode 251 mainly includes an N-type single crystal silicon substrate 232, an N-type epitaxial layer 233, and N-type diffusion layers 234 and 235 used as an annular ring. Trenches 236 and 237 used as a cathode region, a P-type diffusion layer 238, an insulating layer 239, an anode electrode 240, cathode electrodes 241 and 242, a metal layer 243, a resin sealing body 252, It consists of bumps 253, 254, and 255.

樹脂封止体252が、エピタキシャル層233上にアノード電極240及びカソード電極241、242を被覆するように形成されている。樹脂封止体252は、少なくともアノード電極240及びカソード電極241、242が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体252には、アノード電極240及びカソード電極241、242の一部が露出するように、コンタクトホール256、257、258が形成されている。   A resin sealing body 252 is formed on the epitaxial layer 233 so as to cover the anode electrode 240 and the cathode electrodes 241 and 242. The resin sealing body 252 is formed so as to cover at least the side surface on which the anode electrode 240 and the cathode electrodes 241 and 242 are formed. Then, contact holes 256, 257, and 258 are formed in the resin sealing body 252 so that parts of the anode electrode 240 and the cathode electrodes 241 and 242 are exposed.

バンプ253、254、255が、樹脂封止体252に形成されたコンタクトホール256、257、258を埋設するように形成されている。の一側面側に形成されている。バンプ253、254、255は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール256、257、258を介して露出するアノード電極240、カソード電極241、242には、UBM(Under Bump Metal)層259、260、261が形成されている。UBM層259、260、261は、例えば、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ253、254、255は、UBM層259、260、261を介してそれぞれアノード電極240、カソード電極241、242と接続している。   Bumps 253, 254, and 255 are formed so as to bury contact holes 256, 257, and 258 formed in resin sealing body 252. Formed on one side surface. The bumps 253, 254, and 255 are made of, for example, solder, gold, or the like. Here, UBM (Under Bump Metal) layers 259, 260, and 261 are formed on the anode electrode 240 and the cathode electrodes 241 and 242 that are exposed through the contact holes 256, 257, and 258, respectively. The UBM layers 259, 260, and 261 are made of, for example, titanium (Ti), nickel (Ni), or gold (Au), and are formed by a sputter deposition method, a plating method, or the like. The bumps 253, 254, and 255 are connected to the anode electrode 240 and the cathode electrodes 241 and 242 through the UBM layers 259, 260, and 261, respectively.

図12(B)に示す如く、PN接合ダイオード251が、実装基板262の導電パターン263、264、265上に実装されている。導電パターン263、264、265上には、例えば、スクリーン印刷により半田(図示せず)が塗布されている。そして、導電パターン263、264、265上の半田を溶融させ、バンプ253、254、255の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板262上にPN接合ダイオード251を固着させている。尚、実装基板262としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン263、264、265は、銅(Cu)配線、金(Au)配線、ニッケル(Ni)配線等である。   As shown in FIG. 12B, the PN junction diode 251 is mounted on the conductive patterns 263, 264, and 265 of the mounting substrate 262. On the conductive patterns 263, 264, 265, for example, solder (not shown) is applied by screen printing. The solder on the conductive patterns 263, 264, and 265 is melted, and a part of the bumps 253, 254, and 255 is melted and alloyed to fix the PN junction diode 251 on the mounting substrate 262. The mounting board 262 is a printed board, a ceramic board, a flexible sheet board, a metal board, or the like. The conductive patterns 263, 264, and 265 are copper (Cu) wiring, gold (Au) wiring, nickel (Ni) wiring, or the like.

この構造により、PN接合ダイオード251は、実装基板262に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板262上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、PN接合ダイオード251では、樹脂封止体252が形成され、バンプ253、254、255を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板262上のPN接合ダイオード251が不良となった場合には、PN接合ダイオード251のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。   With this structure, the PN junction diode 251 is flip-chip mounted on the mounting substrate 262, and can be reduced in size and thickness as compared with the wire bonding method. Furthermore, soldering on the mounting substrate 262 results in a low melting point bonding as compared to the wire bonding method, and thermal stress during mounting is reduced. In the PN junction diode 251, a resin sealing body 252 is formed and mounted via the bumps 253, 254, and 255, so that an underfill is unnecessary. For example, when the PN junction diode 251 on the mounting substrate 262 becomes defective, only the PN junction diode 251 needs to be replaced, and reworkability is improved.

尚、本実施の形態では、金属層243が基板232の裏面249側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板232の裏面249側には、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、シリコン酸化膜が形成され、基板232の裏面249の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層243が、アルミ(Al)膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層243として、アルミ−シリコン(Al−Si)膜、アルミ−シリコン−銅(Al−Si−Cu)膜、アルミ−銅(Al−Cu)膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ(Ti−TiN−Al)膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層243の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ236、237を埋設する材料として、銅(Cu)、アルミ(Al)等の導電性金属244、245を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ236、237が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、PN接合ダイオード251にバンプ253、254、255が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板262の導電パターン263、264、265上にバンプを形成し、当該バンプ上にPN接合ダイオード251を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。   Note that although the case where the metal layer 243 is exposed on the back surface 249 side of the substrate 232 has been described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this case. For example, a silicon oxide film may be formed on the back surface 249 side of the substrate 232 by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and insulation of the back surface 249 of the substrate 232 may be realized. In this embodiment, the case where the metal layer 243 is formed using an aluminum (Al) film has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, as the metal layer 243, an aluminum-silicon (Al-Si) film, an aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) film, an aluminum-copper (Al-Cu) film, or titanium-titanium nitride-aluminum (Ti) Even when a -TiN-Al) film is used, the same effect can be obtained. In addition, the thickness of the metal layer 243 can be arbitrarily changed according to the purpose of use. In this embodiment, the case where conductive metals 244 and 245 such as copper (Cu) and aluminum (Al) are used as the material for burying the trenches 236 and 237 has been described. However, the present invention is not limited to this case. Absent. For example, the trenches 236 and 237 may be buried by polysilicon in which a large amount of impurities are introduced and resistance is reduced. In this embodiment, the case where the bumps 253, 254, and 255 are formed on the PN junction diode 251 has been described. However, the present invention is not limited to this case. For example, bumps may be formed on the conductive patterns 263, 264, and 265 of the mounting substrate 262, and the PN junction diode 251 may be fixed on the bumps. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の実施の形態における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。It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)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り、(B)ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。(A) It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the Schottky barrier diode was mounted. 本発明の実施の形態におけるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the PN junction diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)PN接合ダイオードを説明するための断面図であり、(B)PN接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the (A) PN junction diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the PN junction diode was mounted. 本発明の実施の形態における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。It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)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り、(B)ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。(A) It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the Schottky barrier diode was mounted. 本発明の実施の形態におけるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the PN junction diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)PN接合ダイオードを説明するための断面図であり、(B)PN接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the (A) PN junction diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the PN junction diode was mounted. 本発明の実施の形態における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。It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)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り、(B)ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。(A) It is sectional drawing for demonstrating the Schottky barrier diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the Schottky barrier diode was mounted. 本発明の実施の形態におけるPN接合ダイオードを説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the PN junction diode in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における(A)PN接合ダイオードを説明するための断面図であり、(B)PN接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the (A) PN junction diode in embodiment of this invention, (B) It is sectional drawing for demonstrating the structure in which the PN junction diode was mounted.

符号の説明Explanation of symbols

1 ショットキーバリアダイオード
2 N型の単結晶シリコン基板
3 N型のエピタキシャル層
4 N型の拡散層
5 N型の拡散層
6 トレンチ
7 トレンチ
8 P型の拡散層
9 P型の拡散層
10 絶縁層
11 ショットキーバリア用金属層
12 アノード電極
13 カソード電極
14 カソード電極
15 導電性金属
16 導電性金属
20 コンタクトホール
32 樹脂封止体
33 バンプ
34 バンプ
35 バンプ
36 コンタクトホール
37 コンタクトホール
38 コンタクトホール
51 PN接合ダイオード
52 N型の単結晶シリコン基板
53 N型のエピタキシャル層
54 N型の拡散層
55 N型の拡散層
56 トレンチ
57 トレンチ
58 P型の拡散層
60 アノード電極
61 カソード電極
62 カソード電極
63 導電性金属
64 導電性金属
72 樹脂封止体
73 バンプ
74 バンプ
75 バンプ
76 コンタクトホール
77 コンタクトホール
78 コンタクトホール
91 ショットキーバリアダイオード
92 N型の単結晶シリコン基板
93 N型のエピタキシャル層
94 N型の拡散層
95 N型の拡散層
96 トレンチ
97 トレンチ
98 P型の拡散層
99 P型の拡散層
100 絶縁層
101 ショットキーバリア用金属層
102 アノード電極
103 カソード電極
104 カソード電極
105 金属層
106 導電性金属
107 導電性金属
111 コンタクトホール
122 樹脂封止体
123 バンプ
124 バンプ
125 バンプ
126 コンタクトホール
127 コンタクトホール
128 コンタクトホール
141 PN接合ダイオード
142 N型の単結晶シリコン基板
143 N型のエピタキシャル層
144 N型の拡散層
145 N型の拡散層
146 トレンチ
147 トレンチ
148 P型の拡散層
150 アノード電極
151 カソード電極
152 カソード電極
153 金属層
154 導電性金属
155 導電性金属
162 樹脂封止体
163 バンプ
164 バンプ
165 バンプ
166 コンタクトホール
167 コンタクトホール
168 コンタクトホール
181 ショットキーバリアダイオード
182 N型の単結晶シリコン基板
183 N型のエピタキシャル層
184 N型の拡散層
185 N型の拡散層
186 トレンチ
187 トレンチ
188 P型の拡散層
189 P型の拡散層
190 絶縁層
191 ショットキーバリア用金属層
192 アノード電極
193 カソード電極
194 カソード電極
195 金属層
196 導電性金属
197 導電性金属
201 コンタクトホール
212 樹脂封止体
213 バンプ
214 バンプ
215 バンプ
216 コンタクトホール
217 コンタクトホール
218 コンタクトホール
231 PN接合ダイオード
232 N型の単結晶シリコン基板
233 N型のエピタキシャル層
234 N型の拡散層
235 N型の拡散層
236 トレンチ
237 トレンチ
238 P型の拡散層
240 アノード電極
241 カソード電極
242 カソード電極
243 金属層
244 導電性金属
245 導電性金属
252 樹脂封止体
253 バンプ
254 バンプ
255 バンプ
256 コンタクトホール
257 コンタクトホール
258 コンタクトホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Schottky barrier diode 2 N type single crystal silicon substrate 3 N type epitaxial layer 4 N type diffusion layer 5 N type diffusion layer 6 Trench 7 Trench 8 P type diffusion layer 9 P type diffusion layer 10 Insulating layer 11 Schottky barrier metal layer 12 Anode electrode 13 Cathode electrode 14 Cathode electrode 15 Conductive metal 16 Conductive metal 20 Contact hole 32 Resin sealing body 33 Bump 34 Bump 35 Bump 36 Contact hole 37 Contact hole 38 Contact hole 51 PN junction Diode 52 N-type single crystal silicon substrate 53 N-type epitaxial layer 54 N-type diffusion layer 55 N-type diffusion layer 56 Trench 57 Trench 58 P-type diffusion layer 60 Anode electrode 61 Cathode electrode 62 Cathode electrode 63 Conductive metal 64 Conductive gold Metal 72 Resin encapsulant 73 Bump 74 Bump 75 Bump 76 Contact hole 77 Contact hole 78 Contact hole 91 Schottky barrier diode 92 N type single crystal silicon substrate 93 N type epitaxial layer 94 N type diffusion layer 95 N type diffusion layer Diffusion layer 96 Trench 97 Trench 98 P-type diffusion layer 99 P-type diffusion layer 100 Insulating layer 101 Schottky barrier metal layer 102 Anode electrode 103 Cathode electrode 104 Cathode electrode 105 Metal layer 106 Conductive metal 107 Conductive metal 111 Contact Hole 122 Resin encapsulant 123 Bump 124 Bump 125 Bump 126 Contact hole 127 Contact hole 128 Contact hole 141 PN junction diode 142 N-type single crystal silicon substrate 14 N type epitaxial layer 144 N type diffusion layer 145 N type diffusion layer 146 Trench 147 Trench 148 P type diffusion layer 150 Anode electrode 151 Cathode electrode 152 Cathode electrode 153 Metal layer 154 Conductive metal 155 Conductive metal 162 Resin sealing Stopping body 163 Bump 164 Bump 165 Bump 166 Contact hole 167 Contact hole 168 Contact hole 181 Schottky barrier diode 182 N-type single crystal silicon substrate 183 N-type epitaxial layer 184 N-type diffusion layer 185 N-type diffusion layer 186 trench 187 Trench 188 P type diffusion layer 189 P type diffusion layer 190 Insulating layer 191 Schottky barrier metal layer 192 Anode electrode 193 Cathode electrode 194 Cathode electrode 195 Metal 196 Conductive metal 197 Conductive metal 201 Contact hole 212 Resin sealing body 213 Bump 214 Bump 215 Bump 216 Contact hole 217 Contact hole 218 Contact hole 231 PN junction diode 232 N-type single crystal silicon substrate 233 N-type epitaxial layer 234 N-type diffusion layer 235 N-type diffusion layer 236 Trench 237 Trench 238 P-type diffusion layer 240 Anode electrode 241 Cathode electrode 242 Cathode electrode 243 Metal layer 244 Conductive metal 245 Conductive metal 252 Resin sealing body 253 Bump 254 Bump 255 Bump 256 Contact hole 257 Contact hole 258 Contact hole

Claims (27)

カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
A Schottky barrier metal layer for Schottky junction to one main surface side of the semiconductor layer;
An anode electrode connected to the metal layer for Schottky barrier,
The semiconductor device is characterized in that a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode.
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the Schottky junction in the epitaxial layer,
The trench reaches the substrate and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
An insulating layer is formed on the epitaxial layer, and the Schottky barrier metal layer is in Schottky junction with the epitaxial layer through an opening formed in the insulating layer.
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a reverse conductivity type diffusion layer is formed in the epitaxial layer located below the periphery of the Schottky barrier metal layer in the opening.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein a resin sealing body is formed on one principal surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 4, wherein bumps connected to the cathode electrode and the anode electrode are formed through contact holes formed in the resin sealing body. カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer;
A cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode.
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the diffusion layer as the anode region in the epitaxial layer,
The trench reaches the substrate and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
The semiconductor device according to claim 6, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein a resin sealing body is formed on one main surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 8, wherein bumps connected to the cathode electrode and the anode electrode are formed through contact holes formed in the resin sealing body. カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
A Schottky barrier metal layer for Schottky junction to one main surface side of the semiconductor layer;
An anode electrode connected to the metal layer for Schottky barrier,
On the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, a metal layer used as a cathode region is formed,
The semiconductor device is characterized in that a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode.
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the Schottky junction in the epitaxial layer,
The trench reaches the substrate and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
The semiconductor device according to claim 10, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
An insulating layer is formed on the epitaxial layer, and the Schottky barrier metal layer is in Schottky junction with the epitaxial layer through an opening formed in the insulating layer.
The semiconductor device according to claim 11, wherein a diffusion layer of a reverse conductivity type is formed in the epitaxial layer located below the periphery of the Schottky barrier metal layer in the opening.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11, wherein a resin sealing body is formed on one main surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。 14. The semiconductor device according to claim 13, wherein bumps connected to the cathode electrode and the anode electrode are formed through contact holes formed in the resin sealing body. カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer;
A cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
On the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, a metal layer used as a cathode region is formed,
The semiconductor device is characterized in that a trench is formed in the semiconductor layer from the one main surface side, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode.
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the diffusion layer as the anode region in the epitaxial layer,
The trench reaches the substrate and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
The semiconductor device according to claim 15, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項16に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 16, wherein a resin sealing body is formed on one principal surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。 18. The semiconductor device according to claim 17, wherein bumps connected to the cathode electrode and the anode electrode are formed through contact holes formed in the resin sealing body. カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A cathode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
A Schottky barrier metal layer for Schottky junction to one main surface side of the semiconductor layer;
An anode electrode connected to the metal layer for Schottky barrier,
On the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, a metal layer used as a cathode region is formed,
The semiconductor layer includes a trench penetrating the semiconductor layer, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode and the metal layer. .
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項19に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the Schottky junction in the epitaxial layer,
The trench penetrates the substrate and the epitaxial layer, and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
The semiconductor device according to claim 19, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置。
An insulating layer is formed on the epitaxial layer, and the Schottky barrier metal layer is in Schottky junction with the epitaxial layer through an opening formed in the insulating layer.
21. The semiconductor device according to claim 20, wherein a reverse conductivity type diffusion layer is formed in the epitaxial layer located below the periphery of the Schottky barrier metal layer in the opening.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置。 21. The semiconductor device according to claim 20, wherein a resin sealing body is formed on one principal surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項22に記載の半導体装置。 23. The semiconductor device according to claim 22, wherein a bump connected to the cathode electrode and the anode electrode is formed through a contact hole formed in the resin sealing body. カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor layer used as a cathode region;
A diffusion layer used as an anode region formed in the semiconductor layer;
A cathode electrode and an anode electrode formed on one main surface side of the semiconductor layer;
On the other main surface side of the semiconductor layer facing the one main surface, a metal layer used as a cathode region is formed,
The semiconductor layer includes a trench penetrating the semiconductor layer, the trench is buried with a conductive metal, and the conductive metal is connected to the cathode electrode and the metal layer. .
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項24に記載の半導体装置。
The semiconductor layer is formed by depositing an epitaxial layer of one conductivity type on a substrate of one conductivity type,
A diffusion layer of one conductivity type is formed around the diffusion layer as the anode region in the epitaxial layer,
The trench penetrates the substrate and the epitaxial layer, and is disposed in a region where the diffusion layer of one conductivity type is formed,
25. The semiconductor device according to claim 24, wherein the trench is embedded with the conductive metal.
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項25に記載の半導体装置。 26. The semiconductor device according to claim 25, wherein a resin sealing body is formed on one main surface of the epitaxial layer so as to cover the cathode electrode and the anode electrode. 前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項26に記載の半導体装置。 27. The semiconductor device according to claim 26, wherein bumps connected to the cathode electrode and the anode electrode are formed through contact holes formed in the resin sealing body.
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