JP2008533696A - 差異的酸化膜厚さを有するトレンチショットキーバリアダイオード - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
30 トレンチ
44 酸化層
48 P型多結晶シリコン
50 ショットキーバリア金属
52 ショットキーコンタクト
54 メサ
56 アノード電極
58 金属フィールドプレートの端
60 終端トレンチ領域
100 シリコンウエーハ
102 N―エピタキシャル層
104 N+基板
106 窒化層
108 エピタキシャル層表面
110 トレンチ
110a トレンチ底面
110b トレンチ側壁
111 終端トレンチ
111a 終端トレンチ底面
111b 終端トレンチ側壁
112 矢印
114 犠牲酸化層
116 酸化層
118 トレンチ窒化層
120 多結晶シリコン
122 メサ
124 ショットキーコンタクト
126 バリア金属
128 金属の周辺部
130 アノードコンタクト金属層
132 ウエーハ底面
Claims (26)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の第1面に沿い、かつ複数のメサによって隔てられた複数のトレンチであって、前記トレンチの底面および側壁面の内側をそれぞれ覆う、異なる厚さの酸化層を有するトレンチと、
前記半導体基板の第1面上にあり、前記複数のメサとともに、ショットキー整流コンタクトを形成しているショットキー金属層
とを備えるショットキー整流器。 - 複数のトレンチの各々の中にあり、酸化層に隣接する第2導電型の導電材料と、
ショットキー金属層全体にわたって、それと接触しているアノード電極と、
半導体基板の反対側の第2面全体にわたるカソード電極
とをさらに備える請求項1に記載のショットキー整流器。 - 半導体基板の第1面に沿い、かつショットキー金属層の先にある終端トレンチであって、前記終端トレンチの底面および側壁面の内側をそれぞれ覆う、異なる厚さの酸化層を有する終端トレンチを、さらに備える請求項1に記載のショットキー整流器。
- 複数のトレンチの各々の中にあり、前記複数のトレンチの各々の中で、酸化層に隣接する第2導電型の導電材料と、
ショットキー金属層全体にわたってそれと接触し、終端トレンチの底面の内側を覆う前記酸化層の一部を覆うように、前記終端トレンチにまで及ぶアノード電極と、
半導体基板の反対側の第2面全体にわたるカソード電極
とをさらに備える請求項3に記載のショットキー整流器。 - 終端トレンチの側壁面の内側を覆う酸化層が約500〜750Åであり、前記終端トレンチの底面の内側を覆う酸化層が約1000〜5000Åである請求項3に記載のショットキー整流器。
- 複数のトレンチの各々に関して、側壁面の内側を覆う酸化層が、底面の内側を覆う酸化層よりも薄い請求項1に記載のショットキー整流器。
- 複数のトレンチの各々に関して、側壁面および底面の内側を覆う酸化層を形成する前に、犠牲酸化層を成長させ、除去し、前記犠牲酸化層は、前記複数のトレンチの各々に関して、前記側壁面の内側を覆う前記酸化層の2倍の厚さである請求項1に記載のショットキー整流器。
- 複数のトレンチの各々に関して、側壁面の内側を覆う酸化層は、約500〜750Åである請求項1に記載のショットキー整流器。
- 複数のトレンチの各々に関して、底面の内側を覆う酸化層は、約1000〜5000Åである請求項8に記載のショットキー整流器。
- 厚さが変化する酸化膜を有するトレンチショットキー整流器を製造する方法であって、
第1導電型のシリコン基板の面をエッチングして、前記面から前記シリコン基板中へ、下方に延びる複数の相隔たるトレンチを形成する工程と、
前記複数のトレンチの各々の側壁面および底面に酸化層を成長させる工程と、
少なくとも前記複数のトレンチの各々の前記側壁面および前記底面の内側を覆う前記酸化層を覆って、トレンチ窒化層を堆積する工程と、
前記トレンチ窒化層をエッチングして、前記複数のトレンチの各々に関して、少なくとも前記トレンチの底面の内側を覆う酸化層を露出させる工程と、
前記複数のトレンチの各々に関して、前記トレンチの底面の内側を覆う酸化層を成長させ続ける工程と、
前記トレンチ窒化層を剥離して、前記複数のトレンチの各々に関して、側壁面の内側を覆う酸化層を露出させ、それによって、各トレンチの側壁面および底面に沿って、それぞれ厚さが変化する酸化層を形成する工程
とを含む方法。 - シリコン基板エッチング工程に先立って、
表面窒化層を前記シリコン基板面に直接堆積する工程と、
前記表面窒化層にパターンを焼き付けて、トレンチパターンを形成する工程と、
複数の相隔たるトレンチをエッチングするために、前記パターンを使用する工程
とをさらに含む請求項10に記載の方法。 - トレンチ窒化層堆積工程において、トレンチ窒化層を表面窒化層を覆って堆積し、かつトレンチ窒化層エッチング工程で、前記表面窒化層から前記トレンチ窒化層を除去する請求項11に記載の方法。
- 終端トレンチが複数のトレンチのエッチングと同時に、シリコン基板面内にエッチングし、前記終端トレンチの側壁面および底面に沿う厚さがそれぞれに変化する酸化層が、前記複数のトレンチの側壁面および底面に沿った厚さが変化する酸化層を形成するのと同時に形成される請求項10に記載の方法。
- 第1酸化層成長工程において、複数のトレンチの側壁面および底面に、約500〜750Åの酸化層を成長させる請求項10に記載の方法。
- 第2酸化層成長工程において、複数のトレンチの各々の底面に、厚さが約1000〜5000Åである酸化層を成長させる請求項14に記載の方法。
- 第1酸化層成長工程において、複数のトレンチの各々の側壁面および底面に、そして終端トレンチの側壁面および底面に、約500〜750Åの酸化層を成長させ、かつ第2酸化層成長工程において、複数のトレンチの各々の底面に、そして終端トレンチの底面に、全厚さが約1000〜5000Åである酸化層を成長させる請求項13に記載の方法。
- 表面窒化層堆積工程において、表面窒化層を約600〜800Åの厚さに堆積し、かつトレンチ窒化層堆積工程において、トレンチ窒化層を約150〜250Åの厚さに堆積させる請求項11に記載の方法。
- トレンチ窒化層剥離工程で、対象窒化膜を約200〜250Å除去する請求項17に記載の方法。
- 第1酸化層成長工程に先立って、
複数のトレンチの各々の側壁面および底面に、犠牲酸化層を成長させる工程と、
前記複数のトレンチの各々の側壁面および底面から、前記犠牲酸化層を剥離する工程
とをさらに含む請求項10に記載の方法。 - 犠牲酸化層成長工程で、犠牲酸化層を、第1酸化層成長工程で酸化層が複数のトレンチの各々の側壁面および底面に成長する厚さの2倍の厚さに成長させる請求項19に記載の方法。
- 犠牲酸化層の厚さが、約1000〜1500Åである請求項20に記載の方法。
- 犠牲酸化層剥離工程で、対象酸化膜を約1500〜2000Å除去する請求項21に記載の方法。
- 剥離工程後に、
複数のトレンチを第2導電型の導電材料で充填する工程と、
ショットキー金属層が、ショットキー整流コンタクトを前記複数のトレンチの間のメサ領域に形成するように、前記ショットキー金属層をシリコン基板面上に形成する工程
とをさらに含む請求項10に記載の方法。 - 剥離工程後に、
複数のトレンチを第2導電型の導電材料で充填する工程と、
ショットキー金属層がショットキー整流コンタクトをメサ領域に形成するように、前記ショットキー金属層を、前記複数のトレンチの上に、かつ前記複数のトレンチの間の前記メサ領域上に形成する工程と、
アノードコンタクト金属が、終端トレンチの底面の酸化層の一部を覆うように、前記ショットキー金属層を覆い、かつ前記終端トレンチにまで及ぶ前記アノードコンタクト金属を堆積する工程
とをさらに含む請求項13に記載の方法。 - トレンチショットキーバリアデバイスを形成する方法であって、
第1導電型を有する半導体基板の対面の1つに第1窒化層を形成する工程と、
前記第1窒化層にパターンを焼き付けて、トレンチパターンを形成する工程と、
前記トレンチパターンを使用して、前記第1窒化層を貫通して、かつ前記半導体基板の前記1つの面の領域を貫通して、エッチングして、トレンチおよびメサを交互に前記半導体基板に形成する工程と、
各トレンチの底面および側壁面に酸化層を形成する工程と、
各トレンチの少なくとも前記底面および前記側壁面を覆って、第2窒化層を形成する工程と、
前記第2窒化層をエッチングして、少なくとも各トレンチの前記底面の内側を覆う前記酸化層を露出させる工程と、
各トレンチに関して、前記底面酸化層が前記側壁面酸化層と厚さが異なるように、各トレンチの前記底面の内側を覆う前記酸化層を形成し続ける工程と、
各トレンチの前記側壁面の前記第2窒化層を剥離して、前記側壁面の内側を覆う前記酸化層を露出させる工程と、
前記トレンチを第2導電型の導電材料で充填する工程と、
前記メサを覆う前記第1窒化層を剥離して、前記半導体基板を露出させる工程と、
前記1つの面を覆って連続バリア層を施して、前記メサの前記半導体基板の前記露出部分と前記バリア層との間に、ショットキーコンタクトを形成する工程
とを含む方法。 - 終端領域の底面と側壁面との間で厚さが変化する酸化層を有する前記終端領域が、トレンチと同時に形成される請求項25に記載の方法。
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