JP2012129299A - Dissimilar material junction-type diode and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基体に対して異なる種類の材料からなるアノード電極が接合して形成される異種材料接合型ダイオード及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a heterogeneous material junction type diode formed by joining anode electrodes made of different kinds of materials to a semiconductor substrate, and a method for manufacturing the same.
従来から、ショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）や、ヘテロ・ジャンクション・ダイオード（ＨＪＤ）など、半導体基体に対して異なる種類の材料からなるアノード電極が接合して形成される異種材料接合型ダイオードが知られている（特許文献１参照）。異種材料接合型ダイオードに対して逆方向電圧を印加した際に、ショットキー接合界面やヘテロ接合界面でリーク電流が発生する。このリーク電流と接合界面の平坦度との間には相関がある。接合界面を平坦化することにより、リーク電流を低減することができる。 Conventionally, there are dissimilar material junction type diodes formed by joining anode electrodes made of different kinds of materials to a semiconductor substrate such as a Schottky barrier diode (SBD) and a heterojunction diode (HJD). It is known (see Patent Document 1). When a reverse voltage is applied to the heterogeneous material junction type diode, a leak current is generated at the Schottky junction interface or the heterojunction interface. There is a correlation between the leakage current and the flatness of the junction interface. By flattening the bonding interface, leakage current can be reduced.
また、ショットキー電極は比較的低温で堆積される。これにより、ショットキー電極と半導体基体との間で合金が形成されることが抑制され、異種材料接合型ダイオードの電流電圧特性が悪化することが抑制される。 The Schottky electrode is deposited at a relatively low temperature. As a result, formation of an alloy between the Schottky electrode and the semiconductor substrate is suppressed, and deterioration of the current-voltage characteristics of the dissimilar material junction type diode is suppressed.
しかし、上記した従来技術では、アノード電極と半導体基体の接合界面が平坦であり、アノード電極を比較的低温で堆積する。このため、アノード電極の剥離に対する機械的強度が低いという課題がある。 However, in the above-described prior art, the junction interface between the anode electrode and the semiconductor substrate is flat, and the anode electrode is deposited at a relatively low temperature. For this reason, there exists a subject that the mechanical strength with respect to peeling of an anode electrode is low.
本発明は上記課題に鑑み、電流電圧特性を維持しつつ、アノード電極の剥離に対する機械的強度を向上させることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to improve mechanical strength against peeling of an anode electrode while maintaining current-voltage characteristics.
本発明の一態様は、半導体基体と、半導体基体の上に形成された第１導電型のドリフト領域と、ドリフト領域の主表面に接合された、ドリフト領域とは異なる種類の材料からなるアノード電極と、半導体基体に接続されたカソード電極とを備える異種材料接合型ダイオードである。ドリフト領域とアノード電極との接合によりダイオードが形成されている。アノード電極の主表面のうち、ドリフト領域に接している側の主表面に、嵌合構造が形成されている。 One embodiment of the present invention is a semiconductor substrate, a drift region of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate, and an anode electrode made of a material different from the drift region and bonded to the main surface of the drift region And a dissimilar-material junction type diode comprising a cathode electrode connected to a semiconductor substrate. A diode is formed by the junction of the drift region and the anode electrode. A fitting structure is formed on the main surface of the anode electrode on the side in contact with the drift region.
本発明の他の一態様は、異種材料接合型ダイオードを製造する方法である。この製造方法は、ドリフト領域に第２導電型の不純物イオンを注入して、外周部電界緩和領域或いは電界緩和領域を形成する第１の工程と、外周部電界緩和領域或いは電界緩和領域の内部に、第１の工程よりも高濃度に第２導電型の不純物イオンを注入する第２の工程と、第１の工程及び第２の工程の後に熱処理を施して、第２の工程において不純物イオンが注入された部分のドリフト領域を揮発させて、ドリフト領域に第１の溝を形成する第３の工程とを備える。 Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a heterogeneous material junction diode. In this manufacturing method, impurity ions of the second conductivity type are implanted into the drift region to form the outer peripheral electric field relaxation region or electric field relaxation region, and the outer peripheral electric field relaxation region or the electric field relaxation region. A second step of implanting impurity ions of the second conductivity type at a higher concentration than in the first step, and a heat treatment is performed after the first step and the second step, so that the impurity ions in the second step And a third step of volatilizing the drift region of the implanted portion to form a first groove in the drift region.
本発明の異種材料接合型ダイオード及びその製造方法によれば、電流電圧特性を維持しつつ、アノード電極の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。 According to the dissimilar material junction type diode and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the anode electrode while maintaining the current-voltage characteristics.
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各領域や電極等の厚みと幅との関係、各領域や電極等の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and width of each region or electrode, the ratio of the thickness of each region or electrode, and the like are different from the actual ones. In addition, it goes without saying that portions with different dimensional relationships and ratios are also included in the drawings.
なお、「第１導電型」及び「第２導電型」は相対する導電型であり、第１導電型がｎ型であれば、第２導電型はｐ型であり、逆に、第１導電型がｐ型であれば、第２導電型はｎ型である。本発明の実施の形態では、第１導電型がｎ型であり、第２導電型はｐ型である場合を例に取り説明する。また、半導体に添加されたｐ型不純物の濃度が相対的に高い場合にはｐ＋型と、相対的に低い場合にはｐ−型と、それぞれ表記する。ｎ型についても同様にして、ｎ＋型及びｐ−型と表記する。 Note that “first conductivity type” and “second conductivity type” are opposite conductivity types. If the first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type. If the type is p-type, the second conductivity type is n-type. In the embodiment of the present invention, the case where the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type will be described as an example. Further, when the concentration of the p-type impurity added to the semiconductor is relatively high, it is expressed as p + type, and when it is relatively low, it is expressed as p− type. Similarly, the n-type is expressed as n + type and p− type.
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, the structure of the dissimilar-material junction type diode concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、第１導電型（ｎ＋型）の炭化珪素（ＳｉＣ）からなる半導体基体１と、半導体基体１の上に形成された第１導電型（ｎ−型）のドリフト領域２と、ドリフト領域２の主表面に接合された、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなるアノード電極６と、半導体基体１に接続されたカソード電極７と、ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６の外周部に位置し、アノード電極６に対向する部分に接するように、ドリフト領域２の中に形成された第２導電型（ｐ型）の外周部電界緩和領域５とを備える。
As shown in FIG. 1, the dissimilar material junction diode according to the first embodiment of the present invention includes a
ドリフト領域２とアノード電極６との接合によりダイオードが形成されている。アノード電極６は金属からなり、ドリフト領域２とアノード電極６との接合は、ショットキー接合を形成している。すなわち、第１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、ショットキー・バリア・ダイオードである。ドリフト領域２とアノード電極６とが接合して電荷キャリアが移動する領域を「活性領域」１００という。外周部電界緩和領域５は、活性領域１００の外周に配置されている。外周部電界緩和領域５に延在するように、アノード電極６が堆積されている。
A diode is formed by joining the
アノード電極６の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。嵌合構造（３、Ｇ１）は、アノード電極６とドリフト領域２との間に形成されている。具体的には、ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面には、第１の溝Ｇ１に嵌め込まれた第１の柱部３が形成されている。このように、嵌合構造は、第１の溝Ｇ１と第１の柱部３とにより形成されている。第１の柱部３は、アノード電極６の一部分である。第１の溝Ｇ１は、外周部電界緩和領域５の中に形成されている
A fitting structure (3, G1) is formed on the main surface of the
第１の溝Ｇ１の深さは、外周部電界緩和領域５の深さより浅い。第１の溝Ｇ１の深さは、ショットキー接合に所定の逆方向最大電圧が印加された場合に、第１の溝Ｇ１の直下の外周部電界緩和領域５が完全に空乏化しない深さに設定すればよい。
The depth of the first groove G1 is shallower than the depth of the outer peripheral electric
半導体基体１の裏面には、カソード電極７がオーミック接続されている。カソード電極７としては、ニッケルを堆積した後、熱処理したニッケルシリサイド膜を好適に用いることができる。また、ニッケルシリサイドにさらに別の金属を積層してもよい。
A
次に、図２Ａ〜図２Ｅを参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 2A to 2E, a method for manufacturing a heterogeneous material junction type diode according to the first embodiment of the present invention will be described.
まず、図２Ａの工程において、炭化珪素からなる半導体基体１の上にｎ−型炭化珪素エピタキシャル層からなるドリフト領域２を形成する。炭化珪素にはいくつかのポリタイプ（結晶多形）が存在するが、ここでは代表的な４Ｈを例にとり説明する。半導体基体１は数十から数百μｍ程度の厚みを持つ。ドリフト領域２には、例えば不純物濃度が１０１４〜１〜１８ｃｍ−３の不純物が添加されている。ドリフト領域２の厚さは数μｍ〜数十μｍである。
First, in the step of FIG. 2A, a
次に、図２Ｂの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１１３となる絶縁膜を堆積する。例えば、マスク材１１３としてのシリコン酸化膜を、熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いて堆積することができる。次に、マスク材１１３の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをマスクにして、マスク材１１３をエッチングする。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。
Next, in the step of FIG. 2B, an insulating film to be the
そして、マスク材１１３をイオン注入用のマスクにして、ドリフト領域２にｐ型不純物をイオン注入し、外周部電界緩和領域５を形成する。外周部電界緩和領域の深さは、ドリフト領域２の厚さより浅い。例えば、ドリフト領域２の厚さの１／２〜１／２０程度が望ましい。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。なお、半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入することにより、イオンが注入された領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１１３を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。次に、イオン注入した不純物を熱処理することで活性化する。熱処理温度としては、１７００℃程度の温度を用いることができる。また、熱処理の雰囲気としては、アルゴンや窒素を好適に用いることができる。なお、この熱処理工程は、図２Ｄの工程後から図２Ｅの工程前の間に実施してもよい。
Then, using the
次に、図２Ｃの工程において、マスク材１１２を形成する。マスク材１１２は、図２Ｂの工程と同様に、パターニングされた絶縁膜でもよいし、レジストでもよい。次に、マスク材１１２をエッチング用のマスクにして、外周部電界緩和領域５内に第１の溝Ｇ１を形成する。第１の溝Ｇ１を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。第１の溝Ｇ１の深さは、前述したとおりである。
Next, in the step of FIG. 2C, a
次に、図２Ｄの工程において、マスク材１１２を除去する。
Next, in the step of FIG. 2D, the
次に、図２Ｅの工程において、ドリフト領域２の上にアノード電極６を堆積する。アノード電極６として、チタンやニッケル、モリブデンなどの金属を用いることができる。アノード電極６の堆積方法として、蒸着法やスパッタ法を好適に用いることができる。第１の溝Ｇ１は、アノード電極６の一部により埋設される。第１の溝Ｇ１を埋設するアノード電極６の一部は、第１の柱部３を形成する。このようにして、互いに嵌め合う第１の溝Ｇ１及び第１の柱部３を形成することがでいる。
Next, in the step of FIG. 2E, the
次に、アノード電極６の上にマスク材１１４をパターニングする。マスク材１１４として、レジストを用いることができる。パターニング方法として、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。次に、マスク材１１４をエッチング用のマスクにして、アノード電極６をエッチングする。次に、マスク材１１４を除去する。
Next, the
次に、半導体基体１の裏面に、カソード電極７を形成する。具体的には、半導体基体１の裏面にニッケルを堆積し、熱処理を加えて、ニッケルシリサイド膜を形成する。またさらに、ニッケルシリサイドの上に別の金属を積層しても構わない。なお、カソード電極７の形成工程は、図２Ｅのアノード電極形成工程の前に実施しても構わない。
Next, the
以上の工程を経て、図１に示す第１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードが完成する。 Through the above steps, the dissimilar material junction diode according to the first embodiment shown in FIG. 1 is completed.
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the following operational effects can be obtained.
(1)従来、所謂ショットキー・バリア・ダイオードにおいて、アノード電極とドリフト領域との接合界面は原子レベルで平坦であるため、アノード電極の剥離に対する機械的強度が低かった。しかし、図１に示すように、アノード電極６の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。これにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(1) Conventionally, in a so-called Schottky barrier diode, since the junction interface between the anode electrode and the drift region is flat at the atomic level, the mechanical strength against peeling of the anode electrode has been low. However, as shown in FIG. 1, a fitting structure (3, G1) is formed on the main surface of the
嵌合構造（３、Ｇ１）は、アノード電極６とドリフト領域２との間に形成されている。これにより、アノード電極６とドリフト領域２との間の接着力を向上させることができる。
The fitting structure (3, G1) is formed between the
アノード電極６の主表面に、第１の溝Ｇ１に嵌め込まれた第１の柱部３が形成されている。嵌合構造は、ドリフト領域２の第１の溝Ｇ１とアノード電極６の第１の柱部３とにより形成されている。この嵌合構造により、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
On the main surface of the
(5)異種材料接合型ダイオードがショットキー・バリア・ダイオードである場合、ショットキー電極は比較的低温で堆積する。これにより、ショットキー電極（アノード電極６）とドリフト領域２との間に合金が形成されることが抑制され、適正なショットキー障壁を形成することができる。その一方で、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度が低くなる。しかし、ショットキー電極の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。これにより、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(5) When the dissimilar material junction type diode is a Schottky barrier diode, the Schottky electrode is deposited at a relatively low temperature. Thereby, formation of an alloy between the Schottky electrode (anode electrode 6) and the
第１の柱部３は、アノード電極６の一部分であることにより、アノード電極６はドリフト領域２から剥がれにくくなる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
Since the
(2)アノード電極６は、その外周部において剥離が発生しやすい。第１の柱部３は、そのアノード電極６の外周部に形成されている。よって、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The
(3)さらに、第１の溝Ｇ１は、外周部電界緩和領域５の中に形成されている。このため、ダイオードに逆方向の電圧を印加した場合、ドリフト領域２での電界集中を抑制し、リーク電流の発生を抑制することができる。
(3) Furthermore, the first groove G1 is formed in the outer peripheral electric
(4)さらに、嵌合構造（Ｇ１、３）が外周部電界緩和領域５の中に形成されている。これにより、ダイオードに順方向の電流が流れる経路となる活性領域１００の面積を犠牲にすることなく、アノード電極６の剥離を抑制することができる。つまり、ダイオードの電流電圧特性を維持しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(4) Furthermore, a fitting structure (G1, 3) is formed in the outer peripheral electric
（第１実施形態の第１の変形例）
第１実施形態の第１の変形例では、図３を参照して、図１と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１では、第１の柱部３が、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に表出した外周部電界緩和領域５に、接触している場合について説明した。図３に示す異種材料接合型ダイオードでは、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に接するように、外周部電界緩和領域５の中にｐ＋領域１５が形成されている。第１の柱部３は、ｐ＋領域１５を介して外周部電界緩和領域５に、電気的に低抵抗に接続されている。すなわち、アノード電極６は、嵌合構造（Ｇ１、３）を介して、外周部電界緩和領域５にオーミック接続している。その他の構成は、図１と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of First Embodiment)
In the first modification of the first embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the case where the
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、図３の異種材料接合型ダイオードの製造方法の一例を説明する。先ず、図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図４Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１１５として絶縁膜を堆積する。例えば、マスク材１１５としてシリコン酸化膜を堆積することができる。その堆積方法としては熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いることができる。次に、マスク材１１５の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをエッチング用のマスクにして、マスク材１１５をエッチングする。エッチング方法として、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。
With reference to FIG. 4A and 4B, an example of the manufacturing method of the dissimilar-material junction type diode of FIG. 3 is demonstrated. First, the process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are performed. 4A, an insulating film is deposited as a
次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。マスク材１１５をイオン注入用のマスクにして、図２Ｂの工程より高濃度のｐ型不純物をイオン注入して、ｐ＋領域１５を形成する。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。ｐ型不純物の濃度としては、１０１８〜１０２１ｃｍ−３とすることが望ましい。半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入することで、注入領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１１５を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。
Next, the resist is removed with oxygen plasma or sulfuric acid. Using the
図４Ｂの工程において、熱処理を施すことにより、イオン注入された不純物を活性化する。熱処理温度は１７００℃程度の温度とすることができる。熱処理の雰囲気として、アルゴンや窒素を好適に用いることができる。熱処理を施すことにより、ｐ型不純物が高濃度に注入されて炭化珪素の結晶性が悪化した領域は昇華して、第１の溝Ｇ１が形成される。また、ｐ＋領域１５の一部は、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に残る。このように、図４Ｂの熱処理工程により、第１の溝Ｇ１の側面および底面に自己整合的にｐ＋領域１５を形成することができる。その結果、外周部電界緩和領域５とｐ＋領域１５の位置合わせ余裕を小さくすることができる。また、電界緩和領域４の幅を小さくすることができるため、ショットキー接合面積を大きくし、順方向電流電圧特性を向上することができる。また、第１の溝Ｇ１を形成するためのエッチング工程を簡略化でき、低コストな異種材料接合型ダイオードを提供することができる。
In the step of FIG. 4B, heat treatment is performed to activate the implanted ions. The heat treatment temperature can be about 1700 ° C. Argon or nitrogen can be suitably used as the heat treatment atmosphere. By performing the heat treatment, the region in which the p-type impurity is implanted at a high concentration and the crystallinity of silicon carbide is deteriorated is sublimated to form the first groove G1. Further, a part of the p +
以降の工程は図２Ｅと同様であるので図示及び説明を省略する。 Since the subsequent steps are the same as those in FIG. 2E, illustration and description thereof are omitted.
なお、図３に示す異種材料接合型ダイオードの製造方法は、図４Ａ及び図４Ｂに示した方法に限らない。例えば、図４Ａに示す状態からマスク材１１５をエッチング用のマスクとして、ドライエッチングを行うことにより、第１の溝Ｇ１を形成してもよい。
3 is not limited to the method shown in FIGS. 4A and 4B. For example, the first groove G1 may be formed by dry etching from the state shown in FIG. 4A using the
図３の異種材料接合型ダイオードによれば、図１の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 3, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(6)外周部電界緩和領域５とアノード電極６がｐ＋領域１５を介してオーミック接続されているため、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２との接合界面をｐｎ接合ダイオードとして使用できる。よって、電流値が高い順方向のサージ電流を効果的に吸収することができる。
(6) Since the outer peripheral electric
このように、図３の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 3, the mechanical strength against peeling of the
（第１実施形態の第２の変形例）
第１実施形態の第２の変形例では、図５を参照して、図１及び図３と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１の断面において、１つの外周部電界緩和領域５に、１つの嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されていた。図５に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの外周部電界緩和領域５に、複数の嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。つまり、１つの外周部電界緩和領域５に複数の第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面に、第１の溝Ｇ１の各々に嵌め込まれた複数の第１の柱部３が形成されている。その他の構成は、図１と同じであり、説明を省略する。
(Second modification of the first embodiment)
In the second modification of the first embodiment, a heterogeneous material junction type diode having another configuration different from those in FIGS. 1 and 3 will be described with reference to FIG. In the cross section of FIG. 1, one fitting structure (3, G1) was formed in one outer peripheral electric
図５の異種材料接合型ダイオードによれば、図１の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 5, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)外周部電界緩和領域５内に複数の第１の溝Ｇ１が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of first grooves G1 are formed in the outer peripheral electric
このように、図５の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 5, the mechanical strength against peeling of the
なお、図５には、複数の第１の柱部３が外周部電界緩和領域５に接触している構成を示した。しかし、図３と同様にして、第１の柱部３の各々と外周部電界緩和領域５との間に、ｐ＋領域１５を形成してもよい。この場合、アノード電極６と外周部電界緩和領域５の接触面積が、図３の場合より増加する。よって、電流値が高い順方向のサージ電流をさらに効果的に吸収することができる。
FIG. 5 shows a configuration in which the plurality of
また、各外周部電界緩和領域５に形成される第１の溝Ｇ１が２本である場合について示したが、第１の溝Ｇ１の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Moreover, although the case where there are two first grooves G1 formed in each outer peripheral electric
以上、第１の実施の形態において、第１の溝Ｇ１の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第１の溝Ｇ１の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、エッチングの条件を調整することにより、第１の溝Ｇ１の開口部の幅より第１の溝Ｇ１の内部の幅を広くしてもよい。すなわち、第１の溝Ｇ１の断面形状を逆メサ形状にしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As mentioned above, in 1st Embodiment, although the cross-sectional shape of the 1st groove | channel G1 is a rectangle, it is not restricted to this. For example, even if the cross-sectional shape of the first groove G1 is V-shaped or U-shaped, the mechanical strength against peeling of the
また、第１の実施の形態において、第１の溝Ｇ１を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第１の溝Ｇ１の側面や底面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
In the first embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface and the bottom surface of the first groove G1 by adjusting the conditions of dry etching when the first groove G1 is formed. Thereby, the mechanical strength against peeling of the
また、外周部電界緩和領域５が活性領域１００の外周部に１箇所形成されている場合について説明したが、複数設置されていてもよい。
Moreover, although the case where the outer peripheral part electric field relaxation area |
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、第１の溝Ｇ１及び第１の柱部３が、外周部電界緩和領域５の中に形成されている場合について説明した。第２の実施の形態では、第１の溝Ｇ１及び第１の柱部３が、活性領域１００に形成されている場合について説明する。
(Second Embodiment)
In 1st Embodiment, the case where the 1st groove | channel G1 and the
先ず、図６を参照して、第２の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。 First, with reference to FIG. 6, the structure of the dissimilar-material junction type diode concerning 2nd Embodiment is demonstrated.
第１の溝Ｇ１は、ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６との間で電荷キャリアが移動する活性領域１００に形成されている。異種材料接合型ダイオードは、ドリフト領域２の中に形成された第２導電型（ｐ型）の電界緩和領域４をさらに備える。電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の少なくとも底面角部に接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。図６に示す例において、電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の全体を包含している。つまり、電界緩和領域４の内部に第１の溝Ｇ１が形成されている。
The first groove G <b> 1 is formed in the
図６に示した異種材料接合型ダイオードは、アノード電極６とドリフト領域２のショットキー接合界面に形成されるショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）である。このＳＢＤは、ジャンクション・バリア・ショットキー（ＪＢＳ）構造を備えている。すなわち、逆方向の電圧を印加すると、アノード電極６に接続されたｐ型の電界緩和領域４から接合界面に平行な方向に空乏層が伸びる。このため、ショットキー接合界面の電界が緩和される。したがって、一般的なＳＢＤに比べて、逆方向の電圧を印加した時のリーク電流を低減することができる。リーク電流を低減した分、ＳＢＤのショットキー・バリア高さを低く設定することができ、より低オン抵抗なＳＢＤを形成することができる。
The dissimilar-material junction diode shown in FIG. 6 is a Schottky barrier diode (SBD) formed at the Schottky junction interface between the
ＪＢＳ構造において、アノード電極６が電界緩和領域４にオーミック接続されている場合がある。この場合、電流値が高い順方向のサージ電流が流れる際には、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードがオンする。これにより、このｐｎ接合ダイオードが、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。しかし、一般的に、ｐ＋型の炭化珪素領域である電界緩和領域４とアノード電極６の接触抵抗は高く、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収する効果は制限されてしまう。
In the JBS structure, the
そこで、図３に示す例と同様にして、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に接するように、電界緩和領域４の中にｐ＋領域１５が形成されている。第１の柱部３は、ｐ＋領域１５を介して電界緩和領域４に、電気的に低抵抗に接続されている。すなわち、アノード電極６は、嵌合構造（Ｇ１、３）を介して、電界緩和領域４にオーミック接続している。
Therefore, similarly to the example shown in FIG. 3, the p +
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。 As described above, according to the second embodiment of the present invention, the following operational effects can be obtained.
(1)従来、所謂ショットキー・バリア・ダイオードにおいて、アノード電極とドリフト領域との接合界面は原子レベルで平坦であるため、アノード電極の剥離に対する機械的強度が低かった。しかし、図６に示すように、アノード電極６の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。これにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(1) Conventionally, in a so-called Schottky barrier diode, since the junction interface between the anode electrode and the drift region is flat at the atomic level, the mechanical strength against peeling of the anode electrode has been low. However, as shown in FIG. 6, the fitting structure (3, G 1) is formed on the main surface of the
(5)異種材料接合型ダイオードがショットキー・バリア・ダイオードである場合、ショットキー電極は比較的低温で堆積する。これにより、ショットキー電極（アノード電極６）とドリフト領域２との間に合金が形成されることが抑制され、適正なショットキー障壁を形成することができる。その一方で、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度が低くなる。しかし、ショットキー電極の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。これにより、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(5) When the dissimilar material junction type diode is a Schottky barrier diode, the Schottky electrode is deposited at a relatively low temperature. Thereby, formation of an alloy between the Schottky electrode (anode electrode 6) and the
(2)’第１の溝Ｇ１は、ドリフト領域２の主表面のうち、活性領域１００に形成されている。アノード電極６の活性領域１００全体に嵌合構造（Ｇ１、３）を形成することができる。よって、大電流用にチップ面積が大きくなるほど、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(2) ′ The first groove G <b> 1 is formed in the
(3)’電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の少なくとも底面角部に接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。つまり、第１の溝Ｇ１の少なくとも底面角部が電界緩和領域４内に形成されている。これにより、逆方向の電圧が印加された際に、ドリフト領域２における電界集中を抑制し、リーク電流の発生を抑制することができる。
(3) 'The electric
電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の全体を包含している。これにより、ドリフト領域２における電界集中をさらに抑制し、リーク電流の発生を抑制する効果が増す。
The electric
アノード電極６は、嵌合構造（Ｇ１、３）を介して、電界緩和領域４にオーミック接続している。これにより、電界緩和領域４とドリフト領域２の間に形成されるｐｎ接合ダイオードが、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。また、アノード電極６は、第１の溝Ｇ１の側面においても電界緩和領域４にオーミック接続している。これにより、アノード電極６は、さらに低抵抗に電界緩和領域４に接続されるので、上記したサージ電流の保護効果が増加する。
The
このように、図６の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 6, the mechanical strength against peeling of the
（第２実施形態の第１の変形例）
第２実施形態の第１の変形例では、図７を参照して、図６と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図７に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの電界緩和領域４に、複数の嵌合構造（３、Ｇ１）が形成されている。つまり、１つの電界緩和領域４に複数の第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面に、第１の溝Ｇ１の各々に嵌め込まれた複数の第１の柱部３が形成されている。アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Second Embodiment)
In the first modification of the second embodiment, a heterogeneous material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 6 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 7, a plurality of fitting structures (3, G1) are formed in one electric
図７の異種材料接合型ダイオードによれば、図６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 7, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)電界緩和領域４内に複数の第１の溝Ｇ１が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of first grooves G1 are formed in the electric
このように、図７の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 7, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図７には、複数の第１の柱部３が電界緩和領域４に接触している構成を示した。しかし、図６と同様にして、第１の柱部３の各々と電界緩和領域４との間に、ｐ＋領域１５を形成してもよい。この場合、アノード電極６と電界緩和領域４の接触面積が、図６の場合より増加する。よって、電流値が高い順方向のサージ電流をさらに効果的に吸収することができる。
FIG. 7 shows a configuration in which the plurality of
また、図７では、各電界緩和領域４に形成される第１の溝Ｇ１が２本である場合について示したが、第１の溝Ｇ１の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 7 shows the case where there are two first grooves G1 formed in each electric
（第２実施形態の第２の変形例）
第２実施形態の第２の変形例では、図８を参照して、図６及び図７と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図８に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の溝Ｇ１の側面に形成された電界緩和領域４の厚さは、第１の溝Ｇ１の底面に形成された電界緩和領域４の厚さはよりも薄い。アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(Second Modification of Second Embodiment)
In a second modification of the second embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from those in FIGS. 6 and 7 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction diode shown in FIG. 8, the thickness of the electric
図８の異種材料接合型ダイオードによれば、図６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 8, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(10)逆方向に電圧を印加した時に、第１の溝Ｇ１の側面に形成される電界は、第１の溝Ｇ１の底面に形成される電界より弱くなる。そこで、第１の溝Ｇ１の側面に形成された電界緩和領域４の厚さを第１の溝Ｇ１の底面に形成された電界緩和領域４の厚さより薄くする。これにより、ＳＢＤの逆方向耐圧を高く維持しつつ、ＳＢＤとして動作する面積をより広くすることができ、面積効率を向上させることができる。
(10) When a voltage is applied in the reverse direction, the electric field formed on the side surface of the first groove G1 is weaker than the electric field formed on the bottom surface of the first groove G1. Therefore, the thickness of the electric
このように、図８の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 8, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図８の異種材料接合型ダイオードにおいて、図６と同様に、アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５を配置してもよい。その場合にも、図６と同様にして、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 8, a p +
（第２実施形態の第３の変形例）
第２実施形態の第３の変形例では、図９を参照して、図６〜図８と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図６〜図８では、電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の全体を包含していた。つまり、電界緩和領域４の内部に第１の溝Ｇ１が形成されていた。図９に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の底面及び底面角部のみに接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(Third Modification of Second Embodiment)
In a third modification of the second embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that shown in FIGS. 6 to 8 will be described with reference to FIG. 6 to 8, the electric
次に、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して、図９の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 10A to 10C, a method of manufacturing the dissimilar material junction type diode of FIG.
先ず、図２Ａ及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図１０Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１１６となる絶縁膜を堆積する。マスク材１１６としてはシリコン酸化膜を用いることができる。その堆積方法としては熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いることができる。次に、マスク材１１６の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをマスクにして、マスク材１１６をエッチングする。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。マスク材１１６をエッチング用のマスクにして、活性領域１００の中に第１の溝Ｇ１を形成する。第１の溝Ｇ１を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。
First, the process of FIGS. 2A and 2B is performed. Thereafter, in the step of FIG. 10A, an insulating film to be the
図１０Ｂの工程において、図１０Ａの工程で用いたマスク材１１６をマスクにして、ｐ型不純物をイオン注入し、第１の溝Ｇ１の底部に電界緩和領域４を形成する。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入することで、イオン注入された領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１１６を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。
In the process of FIG. 10B, using the
図１０Ｃの工程において、熱処理することによりイオン注入された不純物を活性化する。熱処理温度としては、１７００℃程度の温度を用いることができる。また、熱処理の雰囲気としては、アルゴンや窒素を好適に用いることができる。熱処理の際、イオン注入した不純物が拡散して、第１の溝Ｇ１の底面角部にも電界緩和領域４が形成される。
In the process of FIG. 10C, the ion-implanted impurity is activated by heat treatment. As the heat treatment temperature, a temperature of about 1700 ° C. can be used. Further, argon or nitrogen can be suitably used as the heat treatment atmosphere. During the heat treatment, the ion-implanted impurities are diffused, and the electric
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図９に示す第５の変形例に係わる異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode according to the fifth modification shown in FIG. 9 is completed.
図９の異種材料接合型ダイオードによれば、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 9, the following effects can be further obtained.
(8)第１の溝Ｇ１の側面が電界緩和領域４に覆われていないため、第１の溝Ｇ１の側面もＳＢＤとして動作させることができる。よって、ＳＢＤの面積効率が向上し、ＳＢＤの順方向の電流電圧特性を向上させることができる。また、ＳＢＤに逆方向の電圧を印加した時に、第１の溝Ｇ１の側面に形成される電界は、電界緩和領域４底部の電界より弱い。したがって、リーク電流を抑制した状態を保つことができる。
(8) Since the side surface of the first groove G1 is not covered with the electric
このように、図９の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 9, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図９の異種材料接合型ダイオードにおいて、図６と同様に、第１の溝Ｇ１の底面及び底面角部に接するように、電界緩和領域４の中にｐ＋領域１５が形成されていてもよい。その場合にも、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
9, even if the p +
（第２実施形態の第４の変形例）
第２実施形態の第４の変形例では、図１１を参照して、図６〜図９と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１１に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の側面及び底面角部のみに接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(Fourth modification of the second embodiment)
In a fourth modification of the second embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that shown in FIGS. 6 to 9 will be described with reference to FIG. In the dissimilar-material junction diode shown in FIG. 11, the electric
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して、図１１の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 12A and 12B, a method of manufacturing the dissimilar material junction type diode of FIG.
図１２Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１１７となる絶縁膜を堆積する。マスク材１１７としてはシリコン酸化膜を用いることができ、その堆積方法としては熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いることができる。次に、マスク材１１７の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをマスクにして、マスク材１１７をエッチングする。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。マスク材１１７をイオン注入用のマスクにして、ｐ型不純物をドリフト領域２の中にイオン注入し、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５を同時に形成する。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入する。これにより、イオン注入された領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１１７を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。
In the process of FIG. 12A, an insulating film to be a
図１２Ａの工程後、熱処理を施すことによりイオン注入された不純物を活性化する。熱処理温度としては１７００℃程度の温度を用いることができ、熱処理の雰囲気としてはアルゴンや窒素を好適に用いることができる。 After the process of FIG. 12A, heat treatment is performed to activate the implanted ions. A temperature of about 1700 ° C. can be used as the heat treatment temperature, and argon or nitrogen can be suitably used as the heat treatment atmosphere.
次に、図１２Ｂの工程において、マスク材１１８を形成する。マスク材１１８としては図１２Ａの工程と同様に、パターニングされた絶縁膜でもよいし、レジストでもよい。次に、マスク材１１８をエッチング用のマスクにして、ドリフト領域２の活性領域１００に第１の溝Ｇ１を形成する。第１の溝Ｇ１を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。第１の溝Ｇ１を形成後、マスク材１１８を除去する。
Next, in the step of FIG. 12B, a
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図１１に示す第６の変形例に係わる異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode according to the sixth modification shown in FIG. 11 is completed.
図１１の異種材料接合型ダイオードによれば、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar-material junction type diode of FIG. 11, the following effects are further obtained.
(8)’第１の溝Ｇ１の底面が電界緩和領域４に覆われていないため、第１の溝Ｇ１の底面もＳＢＤとして動作させることができる。よって、ＳＢＤの面積効率が向上し、ＳＢＤの順方向の電流電圧特性を向上させることができる。また第１の溝Ｇ１の底面直下のドリフト領域２の厚さは、第１の溝Ｇ１が無い部分のドリフト領域２の厚さより薄い。このため、ＳＢＤの順方向の電流電圧特性を向上させることができる。
(8) 'Since the bottom surface of the first groove G1 is not covered with the electric
(12)ＳＢＤに逆方向の電圧が印加された際に、各第１の溝Ｇ１の両側面に形成された電界緩和領域４により空乏層が形成される。この空乏層が第１の溝Ｇ１の底面直下において重なり合うように、第１の溝Ｇ１の幅及び電界緩和領域４の間隔を調整する。これにより、第１の溝Ｇ１の底面に形成されるショットキー接合界面に印加される電界を緩和することができ、リーク電流を抑制することができる。
(12) When a reverse voltage is applied to the SBD, a depletion layer is formed by the electric
このように、図１１の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 11, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図１１の異種材料接合型ダイオードにおいて、図６と同様に、第１の溝Ｇ１の側面及び底面角部に接するように、電界緩和領域４の中にｐ＋領域１５が形成されていてもよい。その場合にも、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar-material junction diode of FIG. 11, even if the p +
（第２実施形態の第５の変形例）
第２実施形態の第５の変形例では、図１３を参照して、図６〜図９、図１１と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１３に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の溝Ｇ１及び第１の柱部３は、活性領域１００のみならず、外周部電界緩和領域５にも形成されている。図１３に示す異種材料接合型ダイオードは、図１と図６を組み合わせた構成を有する。ただし、アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(Fifth Modification of Second Embodiment)
In the fifth modification of the second embodiment, a heterogeneous material junction type diode having another configuration different from those in FIGS. 6 to 9 and 11 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 13, the first groove G <b> 1 and the
図１３の異種材料接合型ダイオードによれば、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar-material junction type diode of FIG. 13, the following effects are further obtained.
(2)’’’アノード電極６の剥離が発生しやすい外周部及びアノード電極６の活性領域１００全面に嵌合構造（Ｇ１、３）を形成することができる。これにより、アノード電極６に加わる応力を分散するため、応力集中による電流電圧特性の悪化を抑制しつつ、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The fitting structure (
このように、図１３の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 13, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図１３の異種材料接合型ダイオードにおいて、図６と同様に、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に接するように、電界緩和領域４の中にｐ＋領域１５が形成されていてもよい。或いは、外周部電界緩和領域５の中にｐ＋領域１５が形成されていてもよい。その場合にも、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 13, the p +
以上、第２の実施の形態においても、第１の溝Ｇ１の断面形状は矩形に限らず、例えば、第１の溝Ｇ１の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状であってもよい。電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、エッチングの条件を調整することにより、第１の溝Ｇ１の開口部の幅より第１の溝Ｇ１の内部の幅を広くしてもよい。すなわち、第１の溝Ｇ１の断面形状を逆メサ形状にしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, also in the second embodiment, the cross-sectional shape of the first groove G1 is not limited to a rectangle, and for example, the cross-sectional shape of the first groove G1 may be V-shaped or U-shaped. The mechanical strength against peeling of the
また、第２の実施の形態において、第１の溝Ｇ１を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第１の溝Ｇ１の側面や底面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
In the second embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface and the bottom surface of the first groove G1 by adjusting the dry etching conditions when forming the first groove G1. Thereby, the mechanical strength against peeling of the
（第３の実施の形態）
第１及び第２の実施の形態では、ドリフト領域２に形成された第１の溝Ｇ１に、アノード電極６に形成された第１の柱部３が嵌め込まれた嵌合構造を有する異種材料接合型ダイオードについて説明した。第３の実施の形態では、これとは逆に、アノード電極６に形成された第２の溝Ｇ２に、ドリフト領域２に形成された第２の柱部８が嵌め込まれた嵌合構造（８、Ｇ２）を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the dissimilar material bonding has a fitting structure in which the
先ず、図１４を参照して、第３の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。 First, the configuration of a dissimilar material junction diode according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
アノード電極６の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（８、Ｇ２）が形成されている。嵌合構造（８、Ｇ２）は、アノード電極６とドリフト領域２との間に形成されている。具体的には、アノード電極６の主表面に、第２の溝Ｇ２が形成されている。ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に、第２の溝Ｇ２に嵌め込まれた第２の柱部８が形成されている。このように、嵌合構造は、第２の溝Ｇ２と第２の柱部８とにより形成されている。第２の柱部８は、ドリフト領域２の一部分であり、外周部電界緩和領域５の中に形成されている。その他の構成は、図１と同じであり、説明を省略する。
A fitting structure (8, G2) is formed on the main surface of the
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して、本発明の第３の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIG. 15A and FIG. 15B, the manufacturing method of the dissimilar-material junction type diode concerning the 3rd Embodiment of this invention is demonstrated.
まず、図２Ａの工程を実施する。その後、図１５Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１１９となる絶縁膜を堆積する。例えば、マスク材１１９としてのシリコン酸化膜を、熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いて堆積することができる。次に、マスク材１１９の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをマスクにして、マスク材１１９をエッチングする。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。
First, the process of FIG. 2A is performed. Thereafter, in the step of FIG. 15A, an insulating film to be a
そして、マスク材１１９をイオン注入用のマスクにして、ドリフト領域２にｐ型不純物をイオン注入し、外周部電界緩和領域５を形成する。外周部電界緩和領域５の深さは、ドリフト領域２の厚さより浅い。ただし、図２Ｂの工程における外周部電界緩和領域５の深さよりも深く形成する。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。なお、半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入することにより、イオンが注入された領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１１９を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。
Then, using the
図１５Ａの工程後、イオン注入した不純物を熱処理することで活性化する。熱処理温度としては、１７００℃程度の温度を用いることができる。また、熱処理の雰囲気としては、アルゴンや窒素を好適に用いることができる。なお、この熱処理工程は、図１５Ｂの工程後から図２Ｅの工程前の間に実施してもよい。 After the step of FIG. 15A, the ion-implanted impurity is activated by heat treatment. As the heat treatment temperature, a temperature of about 1700 ° C. can be used. Further, argon or nitrogen can be suitably used as the heat treatment atmosphere. Note that this heat treatment step may be performed after the step of FIG. 15B and before the step of FIG. 2E.
次に、図１５Ｂの工程において、マスク材１２０を形成する。マスク材１２０としては図１５Ａの工程と同様に、パターニングされた絶縁膜でもよいし、レジストでもよい。次に、マスク材１２０をエッチング用のマスクにしてドリフト領域２をエッチングし、外周部電界緩和領域５の中に炭化珪素からなる第２の柱部８を形成する。第２の柱部８を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。第２の柱部８の高さに制限はないが、数十ｎｍ〜数十μｍとすることができる。第２の柱部８を形成した後、マスク材１２０を除去する。その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図１４に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。
Next, in the step of FIG. 15B, a
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、図１の異種材料接合型ダイオードによる作用効果のみならず、以下の作用効果も得られる。 As described above, according to the third embodiment of the present invention, not only the operational effects of the dissimilar material junction type diode of FIG. 1 but also the following operational effects are obtained.
図１４の異種材料接合型ダイオードにおいて、嵌合構造は、ドリフト領域２の第２の柱部８とアノード電極６の第２の溝Ｇ２とにより形成されている。この嵌合構造により、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 14, the fitting structure is formed by the
第２の柱部８は、ドリフト領域２の一部分であることにより、アノード電極６はドリフト領域２から剥がれにくくなる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
Since the
(11)図１に示したように、外周部電界緩和領域５に第１の溝Ｇ１を形成する場合、第１の溝Ｇ１に合わせて外周部電界緩和領域５の深さを深くする。これにより、外周部電界緩和領域５直下のドリフト領域２の厚みが薄くなり、異種材料接合型ダイオードの耐圧が低下する。これに対して、図１４に示した異種材料接合型ダイオードでは、外周部電界緩和領域５の平坦面からアノード電極６側に第２の柱部８が突出している。このため、外周部電界緩和領域５の平坦面からカソード電極７側へ向けた外周部電界緩和領域５の深さと、第２の柱部８の高さとを独立に制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度の向上と、異種材料接合型ダイオードの耐圧低下の抑制とを両立することができる。
(11) As shown in FIG. 1, when the first groove G1 is formed in the outer peripheral electric
このように、図１４の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 14, the mechanical strength against peeling of the
なお、図１４の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部８の側面及び上面に接するように、第２の柱部８の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 14, even if the p +
（第３実施形態の第１の変形例）
第３実施形態の第１の変形例では、図１６を参照して、図１４と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１６に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの外周部電界緩和領域５に、複数の嵌合構造（８、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの外周部電界緩和領域５の中に複数の第２の柱部８が形成され、アノード電極６の主表面に、第２の柱部８の各々が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図１４と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Third Embodiment)
In the first modification of the third embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 14 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 16, a plurality of fitting structures (8, G2) are formed in one outer peripheral electric
図１６の異種材料接合型ダイオードによれば、図１４の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 16, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG. 14, the following effect can be obtained.
(7)外周部電界緩和領域５の中に複数の第２の柱部８が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図１６の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 16, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図１６の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部８の側面及び上面に接するように、第２の柱部８の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 16, even if the p +
また、図１６では、各外周部電界緩和領域５の中に形成される第２の柱部８の数が２本である場合について示したが、第２の柱部８の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 16 shows the case where the number of the second
以上、第３の実施の形態において、第２の柱部８の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第２の柱部８の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、第２の柱部８を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部８の断面形状をＶ字形状にしてもよい。つまり、第２の柱部８の底部の幅より第２の柱部８の上部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As mentioned above, in 3rd Embodiment, although the cross-sectional shape of the
また、第３の実施の形態において、第２の柱部８を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部８の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the third embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface of the
また、外周部電界緩和領域５が活性領域１００の外周部に１箇所形成されている場合について説明したが、複数設置されていてもよい。
Moreover, although the case where the outer peripheral part electric field relaxation area |
（第４の実施の形態）
第３の実施の形態では、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部８が、外周部電界緩和領域５の中に形成されている場合について説明した。第４の実施の形態では、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部８が、活性領域１００に形成されている場合について説明する。
(Fourth embodiment)
In 3rd Embodiment, the case where the 2nd groove | channel G2 and the
先ず、図１７を参照して、第４の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。図１７の異種材料接合型ダイオードは、図６の異種材料接合型ダイオードに比べて以下の点が異なる。 First, the structure of a dissimilar material junction diode according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The dissimilar material junction type diode of FIG. 17 differs from the dissimilar material junction type diode of FIG. 6 in the following points.
アノード電極６の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（８、Ｇ２）が形成されている。嵌合構造（８、Ｇ２）は、アノード電極６とドリフト領域２との間に形成されている。具体的には、アノード電極６の主表面に、第２の溝Ｇ２が形成されている。ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に、第２の溝Ｇ２に嵌め込まれた第２の柱部８が形成されている。このように、嵌合構造は、第２の溝Ｇ２と第２の柱部８とにより形成されている。第２の柱部８は、ドリフト領域２の一部分であり、電界緩和領域４の中に形成されている。アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
A fitting structure (8, G2) is formed on the main surface of the
なお、図１７に示す異種材料接合型ダイオードの製造方法は、図１５Ａ及び図１５Ｂを参照して説明した異種材料接合型ダイオードの製造方法と同じであり、説明を省略する。 The manufacturing method of the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 17 is the same as the manufacturing method of the dissimilar material junction type diode described with reference to FIG. 15A and FIG.
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態によれば、図６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果のみならず、以下の作用効果も得られる。 As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, not only the operational effects of the dissimilar material junction type diode of FIG. 6 but also the following operational effects are obtained.
(11)図６に示したように、電界緩和領域４に第１の溝Ｇ１を形成する場合、第１の溝Ｇ１に合わせて電界緩和領域４の深さを深くする。これにより、電界緩和領域４直下のドリフト領域２の厚みが薄くなり、異種材料接合型ダイオードの耐圧が低下する。これに対して、図１７に示した異種材料接合型ダイオードでは、電界緩和領域４の平坦面からアノード電極６側に第２の柱部８が突出している。このため、電界緩和領域４の平坦面からカソード電極７側へ向けた電界緩和領域４の深さと、第２の柱部８の高さとを独立に制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度の向上と、異種材料接合型ダイオードの耐圧低下の抑制とを両立することができる。
(11) As shown in FIG. 6, when the first groove G1 is formed in the electric
このように、図１７の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 17, the mechanical strength against peeling of the
なお、図１７の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部８の側面及び上面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 17, the p +
（第４実施形態の第１の変形例）
第４実施形態の第１の変形例では、図１８を参照して、図１７と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１８に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの電界緩和領域４に、複数の嵌合構造（８、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの電界緩和領域４の中に複数の第２の柱部８が形成され、アノード電極６の主表面に、第２の柱部８の各々が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図１７と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Fourth Embodiment)
In the first modification of the fourth embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 17 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 18, a plurality of fitting structures (8, G2) are formed in one electric
図１８の異種材料接合型ダイオードによれば、図１７の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 18, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)電界緩和領域４の中に複数の第２の柱部８が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図１８の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 18, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図１８の異種材料接合型ダイオードにおいて、アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。しかし、第２の柱部８の側面及び上面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 18, the p +
また、図１８では、各電界緩和領域４の中に形成される第２の柱部８の数が２本である場合について示したが、第２の柱部８の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Further, FIG. 18 shows the case where the number of the second
（第４実施形態の第２の変形例）
第４実施形態の第２の変形例では、図１９を参照して、図１７、図１８と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図１９に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、電界緩和領域４は、第２の柱部８の側面及び底面角部のみに接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。その他の構成は、図１７と同じであり、説明を省略する。
(Second Modification of Fourth Embodiment)
In the second modification of the fourth embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from those in FIGS. 17 and 18 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 19, the electric
次に、図２０Ａ及び図２０Ｂを参照して、図１９の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 20A and 20B, a method of manufacturing the dissimilar material junction type diode of FIG.
図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図２０Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１２１となる絶縁膜を堆積する。マスク材１２１としてはシリコン酸化膜を用いることができる。その堆積方法としては熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いることができる。次に、マスク材１２１の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをマスクにして、マスク材１２１をエッチングする。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。次に、レジストを酸素プラズマや硫酸等で除去する。マスク材１２１をイオン注入用のマスクにして、ｐ型不純物をドリフト領域２の中にイオン注入し、電界緩和領域４を形成する。ｐ型不純物としては、アルミやボロンを用いることができる。半導体基体１の温度を６００℃程度に加熱した状態でイオン注入する。これにより、イオン注入された領域に結晶欠陥が生じることを抑制することができる。イオン注入後、マスク材１２１を例えばフッ酸を用いたウエッチエッチングによって除去する。
The process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are implemented. Thereafter, in the step of FIG. 20A, an insulating film to be the
図２０Ａの工程後、熱処理を施すことによりイオン注入された不純物を活性化する。熱処理温度としては１７００℃程度の温度を用いることができ、熱処理の雰囲気としてはアルゴンや窒素を好適に用いることができる。 After the process of FIG. 20A, the ion-implanted impurity is activated by performing a heat treatment. A temperature of about 1700 ° C. can be used as the heat treatment temperature, and argon or nitrogen can be suitably used as the heat treatment atmosphere.
次に、図２０Ｂの工程において、マスク材１２２を形成する。マスク材１２２としては図２０Ａの工程と同様に、パターニングされた絶縁膜でもよいし、レジストでもよい。次に、マスク材１２２をエッチング用のマスクにしてドリフト領域２をエッチングし、ドリフト領域２の活性領域１００に第２の柱部８を形成する。第２の柱部８を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。第２の柱部８を形成後、マスク材１２１を除去する。
Next, in the step of FIG. 20B, a
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図１９に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode shown in FIG. 19 is completed.
図１９の異種材料接合型ダイオードによれば、図１７の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 19, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(8)’第２の柱部８の上面に電界緩和領域４が表出していない。このため、第２の柱部８の上面もＳＢＤとして動作するため、順方向電流電圧特性を向上させることができる。
(8) ′ The electric
(12)ＳＢＤに逆方向電圧が印加された際に、各第２の柱部８の両側面に形成された電界緩和領域４により空乏層が形成される。この空乏層が第２の柱部８内において重なり合うように、第２の柱部８の幅および電界緩和領域４の間隔を調整する。これにより、第２の柱部８の上面に形成されるショットキー接合界面に印加される電界を緩和することができるので、リーク電流を抑制することができる。
(12) When a reverse voltage is applied to the SBD, a depletion layer is formed by the electric
このように、図１９の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 19, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図１９の異種材料接合型ダイオードにおいて、アノード電極６と電界緩和領域４の間にｐ＋領域１５は形成されていない。しかし、第２の柱部８の側面及び底面角部に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction diode of FIG. 19, the p +
（第４実施形態の第３の変形例）
第４実施形態の第３の変形例では、図２１を参照して、図１７〜図１９と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図２１に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部８は、活性領域１００のみならず、外周部電界緩和領域５にも形成されている。図２１に示す異種材料接合型ダイオードは、図１４と図１４を組み合わせた構成を有する。その他の構成は、図６と同じであり、説明を省略する。
(Third Modification of Fourth Embodiment)
In a third modification of the fourth embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that in FIGS. 17 to 19 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 21, the second groove G <b> 2 and the
図２１の異種材料接合型ダイオードによれば、図１７の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 21, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(2)’’’アノード電極６の剥離が発生しやすい外周部及びアノード電極６の活性領域１００全面に嵌合構造（８、Ｇ２）を形成することができる。これにより、アノード電極６に加わる応力を分散するため、応力集中による電流電圧特性の悪化を抑制しつつ、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The fitting structure (8, G2) can be formed on the outer peripheral portion where the peeling of the
このように、図２１の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 21, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図２１の異種材料接合型ダイオードにおいて、アノード電極６と電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５の間にｐ＋領域１５は形成されていない。しかし、第２の柱部８の側面及び上面に接するように、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。この場合、電界緩和領域４とドリフト領域２間及び外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 21, the p +
以上、第４の実施の形態において、第２の柱部８の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第２の柱部８の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、第２の柱部８を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部８の断面形状をＶ字形状にしてもよい。つまり、第２の柱部８の底部の幅より第２の柱部８の上部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As mentioned above, in 4th Embodiment, although the cross-sectional shape of the
また、第４の実施の形態において、第２の柱部８を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部８の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the fourth embodiment, fine irregularities may be formed on the side surface of the
また、外周部電界緩和領域５が活性領域１００の外周部に１箇所形成されている場合について説明したが、複数設置されていてもよい。
Moreover, although the case where the outer peripheral part electric field relaxation area |
（第５の実施の形態）
図１４では、第２の柱部８が、ドリフト領域２の一部分であり、外周部電界緩和領域５の中に形成されている場合について説明した。これに対して、第５の実施の形態では、第２の柱部９が、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる場合について説明する。
(Fifth embodiment)
In FIG. 14, the case where the
先ず、図２２を参照して、第５の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。図２２の異種材料接合型ダイオードは、図１４の異種材料接合型ダイオードに比べて以下の点が異なる。 First, with reference to FIG. 22, the structure of the dissimilar-material junction type diode concerning 5th Embodiment is demonstrated. The dissimilar material junction type diode of FIG. 22 differs from the dissimilar material junction type diode of FIG. 14 in the following points.
第５の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる第２の柱部９を備える。第２の柱部９の一端（下端）はドリフト領域２の主表面に接合され、第２の柱部９は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。具体的に、第２の柱部９の一端（下端）はドリフト領域２内の外周部電界緩和領域５の主表面に接合されている。第２の柱部８の材料としては、不純物を導入した多結晶シリコンなどの半導体材料、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜、アノード電極６と異なる金属材料、アノード電極６と同種であり且つアノード電極６と成膜条件が異なる金属材料などを使用することができる。その他の構成は、図１４と同じであり、説明を省略する。
The dissimilar material junction diode according to the fifth embodiment includes a
次に、図２３Ａ及び図２３Ｂを参照して、図２２の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIG. 23A and FIG. 23B, the manufacturing method of the dissimilar-material junction type diode of FIG. 22 is demonstrated.
先ず、図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図２３Ａの工程において、ドリフト領域２の上に、ドリフト領域２と異なる材料からなる異種材料膜１４を堆積する。なお、異種材料膜１４の材料及び異種材料膜１４の成膜条件を適宜選択することにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度よりも、異種材料膜１４の剥離に対する機械的強度を高くする。すなわち、ドリフト領域２（外周部電界緩和領域５を含む。）に対して、異種材料膜１４をアノード電極６よりも剥がれ難くする。
First, the process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are performed. Thereafter, in the step of FIG. 23A, a
次に、図２３Ｂの工程において、異種材料膜１４の上にマスク材１２３を形成する。マスク材１２３としては、レジストを好適に用いることができる。次に、マスク材１２３をエッチング用のマスクにして異種材料膜１４をエッチングし、外周部電界緩和領域５の上に第２の柱部９を形成する。第２の柱部９を形成する方法としては、ドライエッチング法やウエットエッチング法が好適に用いられる。第２の柱部９を形成した後、マスク材１２３を除去する。
Next, in the step of FIG. 23B, a
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図２２に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode shown in FIG. 22 is completed.
次に、図２４Ａ及び図２４Ｂを参照して、図２２の異種材料接合型ダイオードの他の製造方法を説明する。 Next, with reference to FIG. 24A and FIG. 24B, another manufacturing method of the dissimilar-material junction type diode of FIG. 22 is demonstrated.
先ず、図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図２４Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１２４を堆積し、パターニングする。外周部電界緩和領域５が表出する開口を有するパスクパターンが形成される。マスク材１２４としてはシリコン酸化膜を好適に用いることができる。次に、パターニングしたマスク材１２４の上に、ドリフト領域２と異なる材料からなる異種材料膜１４を堆積する。なお、異種材料膜１４の材料及び異種材料膜１４の成膜条件は、図２３Ａの工程と同様にして適宜選択する。
First, the process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are performed. 24A, a
次に、図２４Ｂの工程において、異種材料膜１４をエッチバックして、外周部電界緩和領域５の上に第２の柱部９を形成する。エッチバックの方法としては、ドライエッチング法やウエットエッチング法を好適に用いることができる。第２の柱部９を形成した後、マスク材１２４を除去する。
Next, in the step of FIG. 24B, the
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図２２に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode shown in FIG. 22 is completed.
図２４Ａ及び図２４Ｂの工程を用いることにより、アノード電極６との間でショットキー接合界面を形成するドリフト領域２の主表面をマスク材１２４で保護することができる。そして、マスク材１２４でドリフト領域２の主表面を保護した状態で、第２の柱部９を形成できる。よって、ショットキー接合界面の状態を良好に保つことができ、ＳＢＤの電流電圧特性を良好に保つことができる。
By using the steps of FIGS. 24A and 24B, the main surface of the
以上説明したように、図２２の異種材料接合型ダイオードによれば、図１４の異種材料接合型ダイオードによる作用効果のみならず、以下の作用効果も得られる。 As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 22, not only the operational effects of the dissimilar material junction type diode of FIG. 14 but also the following operational effects can be obtained.
第２の柱部９は、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなり、第２の柱部９の一端はドリフト領域２の主表面に接合され、第２の柱部９は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。これにより、図２３Ａの工程において堆積する異種材料膜１４の膜厚や、図２４Ａの工程において堆積するマスク材１２４の膜厚を制御することで、容易に第２の柱部９の高さを制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を容易に調整することができる。
The
このように、図２２の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 22, the mechanical strength against the peeling of the
なお、図２２の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部９の底面に接するように、外周部電界緩和領域５の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第２の柱部９を形成した後に熱処理を加えて、外周部電界緩和領域５と第２の柱部９とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第２の柱部９の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第２の柱部９と外周部電界緩和領域５を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第２の柱部９はオーミック接続されている。よって、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 22, the p +
（第５実施形態の第１の変形例）
第５実施形態の第１の変形例では、図２５を参照して、図２２と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図２５に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの外周部電界緩和領域５に、複数の嵌合構造（９、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの外周部電界緩和領域５の上に複数の第２の柱部９が形成され、アノード電極６の主表面に、第２の柱部９の各々が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図２２と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Fifth Embodiment)
In the first modification of the fifth embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 22 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 25, a plurality of fitting structures (9, G2) are formed in one outer peripheral electric
図２５の異種材料接合型ダイオードによれば、図２２の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 25, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)外周部電界緩和領域５の上に複数の第２の柱部９が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図２５の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 25, the mechanical strength against peeling of the
なお、図２５の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部９の底面に接するように、外周部電界緩和領域５の上に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第２の柱部９を形成した後に熱処理を加えて、外周部電界緩和領域５と第２の柱部９とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第２の柱部９の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第２の柱部９と外周部電界緩和領域５を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第２の柱部９はオーミック接続されている。よって、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
25, the p +
また、図２５では、各外周部電界緩和領域５の上に形成される第２の柱部９が２本である場合について示したが、第２の柱部９の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Further, FIG. 25 shows the case where there are two
以上、第５の実施の形態において、第２の柱部９の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第２の柱部９の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の断面形状をＶ字形状にしてもよい。つまり、第２の柱部９の底部の幅より第２の柱部９の上部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As mentioned above, in 5th Embodiment, although the cross-sectional shape of the
また、第５の実施の形態において、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the fifth embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface of the
（第６の実施の形態）
第５の実施の形態では、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部９が、外周部電界緩和領域５に形成されている場合について説明した。第６の実施の形態では、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部９が、活性領域１００に形成されている場合について説明する。
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, the case where the second groove G2 and the
先ず、図２６を参照して、第６の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。図２６の異種材料接合型ダイオードは、図１７の異種材料接合型ダイオードに比べて以下の点が異なる。 First, with reference to FIG. 26, the structure of the dissimilar-material junction type diode concerning 6th Embodiment is demonstrated. The dissimilar material junction type diode of FIG. 26 differs from the dissimilar material junction type diode of FIG. 17 in the following points.
図２６の異種材料接合型ダイオードは、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる第２の柱部９を備える。第２の柱部９の一端（下端）はドリフト領域２の主表面に接合され、第２の柱部９は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。具体的に、第２の柱部９の一端（下端）はドリフト領域２内の電界緩和領域４の主表面に接合されている。第２の柱部９の材料としては、不純物を導入した多結晶シリコンなどの半導体材料、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜、アノード電極６と異なる金属材料、アノード電極６と同種であり且つアノード電極６と成膜条件が異なる金属材料などを使用することができる。その他の構成は、図１７と同じであり、説明を省略する。
The dissimilar material junction type diode of FIG. 26 includes a
図２６の異種材料接合型ダイオードは、図２３Ａ及び図２３Ｂに示した製造方法、及び図２４Ａ及び図２４Ｂに示した製造方法と同様にして、製造することができる。よって、ここでは、説明を省略する。さらに、他の製造方法として、第２の柱部９が絶縁膜からなり、且つ、活性領域１００の外周部に後述するフィールド絶縁膜を有する場合、第２の柱部９の形成とフィールド絶縁膜の活性領域１００の開口処理とを同時に実施することもできる。
26 can be manufactured in the same manner as the manufacturing method shown in FIGS. 23A and 23B and the manufacturing method shown in FIGS. 24A and 24B. Therefore, the description is omitted here. Furthermore, as another manufacturing method, when the
以上説明したように、図２６の異種材料接合型ダイオードによれば、図１７の異種材料接合型ダイオードによる作用効果のみならず、以下の作用効果も得られる。 As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 26, not only the operational effects of the dissimilar material junction type diode of FIG. 17 but also the following operational effects can be obtained.
図２３Ａの工程において堆積する異種材料膜１４の膜厚や、図２４Ａの工程において堆積するマスク材１２４の膜厚を制御することで、容易に第２の柱部９の高さを制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を容易に調整することができる。
By controlling the film thickness of the
このように、図２６の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 26, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図２６の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部９の底面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第２の柱部９を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４と第２の柱部９とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第２の柱部９の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第２の柱部９と電界緩和領域４を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第２の柱部９はオーミック接続されている。よって、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
26, the p +
（第６実施形態の第１の変形例）
第６実施形態の第１の変形例では、図２７を参照して、図２６と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図２７に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの電界緩和領域４に、複数の嵌合構造（９、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの電界緩和領域４の上に複数の第２の柱部９が形成され、アノード電極６の主表面に、第２の柱部９の各々が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図２６と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Sixth Embodiment)
In the first modification of the sixth embodiment, a dissimilar material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 26 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction diode shown in FIG. 27, a plurality of fitting structures (9, G2) are formed in one electric
図２７の異種材料接合型ダイオードによれば、図２６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 27, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)電界緩和領域４の中に複数の第２の柱部９が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図２７の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 27, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図２７の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部９の底面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第２の柱部９を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４と第２の柱部９とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第２の柱部９の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第２の柱部９と電界緩和領域４を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第２の柱部９はオーミック接続されている。よって、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
27, the p +
また、図２７では、各電界緩和領域４の上に形成される第２の柱部９が２本である場合について示したが、第２の柱部９の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 27 shows the case where there are two
（第６実施形態の第２の変形例）
第６実施形態の第２の変形例では、図２８を参照して、図２６、図２７と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図２８に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、電界緩和領域４は、第２の柱部９の底面角部のみに接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。その他の構成は、図２６と同じであり、説明を省略する。
(Second Modification of Sixth Embodiment)
In the second modification of the sixth embodiment, a dissimilar-material junction diode having another configuration different from those in FIGS. 26 and 27 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 28, the electric
第２の柱部９の材料として絶縁体を用いた場合は、図２６の異種材料接合型ダイオードと同等の作用効果が得られる。第２の柱部９の材料として不純物を導入した多結晶シリコンや金属材料を用いた場合は、図２６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
When an insulator is used as the material of the
(8)’第２の柱部９の底面に電界緩和領域４に覆われていない部分があるため、第２の柱部９の底面もヘテロ接合ダイオード（ＨＪＤ）もしくはＳＢＤとして動作させることができる。よって、ＨＪＤ及びＳＢＤの面積効率が向上し、ＨＪＤ及びＳＢＤの順方向の電流電圧特性を向上させることができる。
(8) 'Since there is a portion that is not covered with the electric
(12)ＨＪＤ及びＳＢＤに逆方向の電圧が印加された際に、各第２の柱部９の底面角部に形成された電界緩和領域４により空乏層が形成される。この空乏層が第２の柱部９の底面直下において重なり合うように、第２の柱部９の幅及び電界緩和領域４の間隔を調整する。これにより、第２の柱部９の底面に形成されるヘテロ接合界面もしくはショットキー接合界面に印加される電界を緩和することができ、リーク電流を抑制することができる。
(12) When a reverse voltage is applied to HJD and SBD, a depletion layer is formed by the electric
このように、図２８の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 28, the mechanical strength against the peeling of the
（第６実施形態の第３の変形例）
第６実施形態の第３の変形例では、図２９を参照して、図２６〜図２８と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図２９に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部９は、活性領域１００のみならず、外周部電界緩和領域５にも形成されている。図２９に示す異種材料接合型ダイオードは、図２２と図２６を組み合わせた構成を有する。その他の構成は、図２６と同じであり、説明を省略する。
(Third Modification of Sixth Embodiment)
In a third modification of the sixth embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that shown in FIGS. 26 to 28 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 29, the second groove G2 and the
図２９の異種材料接合型ダイオードによれば、図２６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 29, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(2)’’’アノード電極６の剥離が発生しやすい外周部及びアノード電極６の活性領域１００全面に嵌合構造（９、Ｇ２）を形成することができる。これにより、アノード電極６に加わる応力を分散するため、応力集中による電流電圧特性の悪化を抑制しつつ、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The fitting structure (9, G2) can be formed on the outer peripheral portion where the peeling of the
このように、図２９の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 29, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図２９の異種材料接合型ダイオードにおいて、第２の柱部９の底面に接するように、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第２の柱部９を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５と第２の柱部９とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第２の柱部９の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第２の柱部９と電界緩和領域４及び第２の柱部９と外周部電界緩和領域５を容易にオーミック接続させることができる。アノード電極６と導電体である第２の柱部９はオーミック接続されている。よって、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
29, the p +
以上、第６の実施の形態において、第２の柱部９の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第２の柱部９の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の断面形状をＶ字形状にしてもよい。つまり、第２の柱部９の底部の幅より第２の柱部９の上部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, in the sixth embodiment, the cross-sectional shape of the
また、第６の実施の形態において、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the sixth embodiment, minute unevenness may be formed on the side surface of the
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態では、第２の溝Ｇ２及び第２の柱部９が、ドリフト領域２の上及び外周部電界緩和領域５の上に形成されている場合について説明する。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, a case will be described in which the second groove G2 and the
図３０を参照して、第７の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。図３０の異種材料接合型ダイオードは、図２２の異種材料接合型ダイオードに比べて以下の点が異なる。 With reference to FIG. 30, the structure of the dissimilar-material junction type diode concerning 7th Embodiment is demonstrated. The dissimilar material junction type diode of FIG. 30 differs from the dissimilar material junction type diode of FIG. 22 in the following points.
図３０の異種材料接合型ダイオードは、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる第２の柱部９を備える。第２の柱部９は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。第２の溝Ｇ２及び第２の柱部９は、外周部電界緩和領域５のみならず、活性領域１００にも形成されている。第２の柱部９の一端（下端）はドリフト領域２及び外周部電界緩和領域５の主表面に接合されている。図３０に示す断面において、ドリフト領域２内に電界緩和領域４は配置されていない。第２の柱部９の一端（下端）は、ドリフト領域２の主表面に直接、接合している。ドリフト領域２と異なる材料（第２の柱部９の材料）として、金属材料を使用することができる。その他の構成は、図２２と同じであり、説明を省略する。
The dissimilar material junction type diode of FIG. 30 includes a
第２の柱部９とドリフト領域２との間にショットキー接合が形成される。このショットキー接合のエネルギー障壁の高さを、アノード電極６とドリフト領域２間のショットキー接合のエネルギー障壁高さに近い値に設定する。これにより、異種材料接合型ダイオードに逆方向の最大電圧が印加された際に、第２の柱部９の底面角部に接するドリフト領域２に生じる電界集中によるリーク電流が、アノード電極６とドリフト領域２のショットキー接合からのリーク電流以下になる。
A Schottky junction is formed between the
図３０の異種材料接合型ダイオードは、図２３Ａ及び図２３Ｂに示した製造方法、或いは図２４Ａ及び図２４Ｂに示した製造方法と同様にして、製造することができる。よって、ここでは、説明を省略する。 30 can be manufactured in the same manner as the manufacturing method shown in FIGS. 23A and 23B or the manufacturing method shown in FIGS. 24A and 24B. Therefore, the description is omitted here.
図３０の異種材料接合型ダイオードによれば、図２２の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 30, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(2)’’’アノード電極６の剥離が発生しやすい外周部及びアノード電極６の活性領域１００全面に嵌合構造（９、Ｇ２）を形成することができる。これにより、アノード電極６に加わる応力を分散するため、応力集中による電流電圧特性の悪化を抑制しつつ、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The fitting structure (9, G2) can be formed on the outer peripheral portion where the peeling of the
第２の柱部９とドリフト領域２間の接合におけるエネルギー障壁の高さを、アノード電極６とドリフト領域２間のショットキー接合におけるエネルギー障壁の高さに近くする。これにより、第２の柱部９とドリフト領域２間の接合におけるエネルギー障壁と、アノード電極６とドリフト領域２間のショットキー接合におけるエネルギー障壁の不連続により発生するリーク電流を抑制しつつ、アノード電極６全面の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
The height of the energy barrier at the junction between the
このように、図３０の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 30, the mechanical strength against the peeling of the
以上、第７の実施の形態において、第２の柱部９の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第２の柱部９の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の断面形状をＶ字形状にしてもよい。つまり、第２の柱部９の底部の幅より第２の柱部９の上部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, in the seventh embodiment, the cross-sectional shape of the
また、第７の実施の形態において、第２の柱部９を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第２の柱部９の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the seventh embodiment, fine irregularities may be formed on the side surface of the
（第８の実施の形態）
第８の実施の形態では、ドリフト領域２の第１の溝Ｇ１及びアノード電極６の第２の溝Ｇ２の両方に、第１の柱部１３が嵌め込まれた嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, the fitting structure (13, G1, G2) in which the
先ず、図３１を参照して、第８の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードの構成を説明する。 First, the configuration of a dissimilar material junction diode according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG.
ドリフト領域２の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面に、第２の溝Ｇ２が形成されている。第１の溝Ｇ１は、第２の溝Ｇ２に対向している。第１の柱部１３の一端（下端）は第１の溝Ｇ１に嵌め込まれ、第１の柱部１３の他端（上端）は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。第１の柱部１３は、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる。
Of the main surface of the
具体的には、外周部電界緩和領域５に形成した第１の溝Ｇ１に、ドリフト領域２とは異なる種類の材料で形成された第１の柱部１３の一部が埋設されている。ドリフト領域２の上面から突出した第１の柱部１３は、アノード電極６に形成された第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。
Specifically, a part of the
次に、図３２Ａ〜図３２Ｄを参照して、図２２の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。 Next, with reference to FIGS. 32A to 32D, a method of manufacturing the heterogeneous material junction type diode of FIG. 22 will be described.
先ず、図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、図３２Ａの工程において、ドリフト領域２の上にマスク材１２５を堆積し、パターニングする。マスク材１２５には、外周部電界緩和領域５が表出した開口が形成される。マスク材１２５としてはシリコン酸化膜を好適に用いることができる。次に、マスク材１２５をエッチング用のマスクにして、開口から表出した外周部電界緩和領域５を除去して、第１の溝Ｇ１を形成する。第１の溝Ｇ１を形成する方法としては、ドライエッチング法が好適に用いられる。第１の溝Ｇ１の深さとしては、第１の実施の形態で前述したとおりである。
First, the process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are performed. Thereafter, in the step of FIG. 32A, a
図３２Ｂの工程において、パターニングしたマスク材１２５の上に、ドリフト領域２と異なる材料からなる異種材料膜１４を堆積する。異種材料膜１４の一部は、第１の溝Ｇ１に埋設される。異種材料膜１４としては、不純物を導入した多結晶シリコンなどの半導体材料、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの絶縁膜、アノード電極６と異なる金属材料、アノード電極６と同種でアノード電極６と成膜条件が異なる金属材料などを使用することができる。
In the step of FIG. 32B, a
次に、図３２Ｃの工程において、異種材料膜１４をエッチバックする。これにより、第１の溝Ｇ１の内部に埋め込まれ、且つドリフト領域２の表面から突出する第１の柱部１３が形成される。エッチバックの方法としてはドライエッチング法やウエットエッチング法を好適に用いることができる。
Next, in the step of FIG. 32C, the
次に、図３２Ｄの工程において、第１の柱部１３を形成した後、マスク材１２５を除去する。
Next, in the process of FIG. 32D, after forming the
その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図３１に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。 Then, the process of FIG. 2E is implemented. Through the above steps, the dissimilar material junction diode shown in FIG. 31 is completed.
図３２Ａ〜図３２Ｄの工程を用いることにより、アノード電極６との間でショットキー接合界面を形成するドリフト領域２の主表面をマスク材１２５で保護することができる。そして、マスク材１２５でドリフト領域２の主表面を保護した状態で、第１の柱部１３を形成できる。よって、ショットキー接合界面の状態を良好に保つことができ、ＳＢＤの電流電圧特性を良好に保つことができる。
32A to 32D, the main surface of the
また、他の製造方法としては、外周部電界緩和領域５に第１の溝Ｇ１を形成した後、マスク材１２５を除去する。第１の溝Ｇ１の中及びドリフト領域２の上に異種材料膜１４を堆積し、第１の溝Ｇ１の直上の異種材料膜１４の上に他のマスク材を形成する。この他のマスク材をエッチング用のマスクとして、異種材料膜１４をパターニングして、第１の柱部１３を形成することもできる。
As another manufacturing method, after forming the first groove G1 in the outer peripheral electric
図３１の異種材料接合型ダイオードによれば、図１の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 31, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
アノード電極６の主表面に第２の溝Ｇ２が形成されている。第１の柱部１３は、ドリフト領域２とは異なる種類の材料からなる。第１の柱部１３の一端は第１の溝Ｇ１に嵌め込まれ、第１の柱部１３の他端は第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。これにより、図３２Ｃの工程において堆積するマスク材１２５の膜厚を制御することで、容易に第１の柱部１３の高さを制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を容易に調整することができる。
A second groove G <b> 2 is formed on the main surface of the
なお、図３１の異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の柱部１３の側面及び底面に接するように、外周部電界緩和領域５の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第１の柱部１３を形成した後に熱処理を加えて、外周部電界緩和領域５と第１の柱部１３とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第１の柱部１３の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第１の柱部１３と外周部電界緩和領域５を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第１の柱部１３はオーミック接続されている。よって、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction diode of FIG. 31, even if the p +
このように、図３１の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 31, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
（第８実施形態の第１の変形例）
第８実施形態の第１の変形例では、図３３を参照して、図３１と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図３３に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの外周部電界緩和領域５に、複数の嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの外周部電界緩和領域５の中及びその上に複数の第１の柱部１３が形成されている。外周部電界緩和領域５に、第１の柱部１３の各々の一端（下端）が嵌め込まれる複数の第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面に、第１の柱部１３の各々の他端（上端）が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図３１と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Eighth Embodiment)
In the first modification of the eighth embodiment, a heterogeneous material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 31 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 33, a plurality of fitting structures (13, G1, G2) are formed in one outer peripheral electric
図３３の異種材料接合型ダイオードによれば、図３１の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 33, the following operation effect is obtained in addition to the operation effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)外周部電界緩和領域５の中及びその上に複数の第１の柱部１３が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図３３の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 33, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図３３の異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の柱部１３の底面及び側面に接するように、外周部電界緩和領域５の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第１の柱部１３を形成した後に熱処理を加えて、外周部電界緩和領域５と第１の柱部１３とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第１の柱部１３の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第１の柱部１３と外周部電界緩和領域５を容易にオーミック接続させることができる。よって、外周部電界緩和領域５とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
33, even if the p +
また、図３３では、各外周部電界緩和領域５の中及びその上に形成される第１の柱部１３が２本である場合について示したが、第１の柱部１３の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 33 shows the case where there are two
以上、第８の実施の形態において、第１の柱部１３の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第１の柱部１３の断面形状は、Ｖ字形状、逆Ｖ字形状、Ｕ字形状や、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、アノード電極６と外周部電界緩和領域５の界面付近における第１の柱部１３の幅より、第１の溝Ｇ１の中、及び第２の溝ｇ２の中における第２の柱部９の幅を広くしてもよい。これにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, in the eighth embodiment, the cross-sectional shape of the
また、第８の実施の形態において、第１の溝Ｇ１及び第１の柱部１３を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第１の柱部１３の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the eighth embodiment, fine irregularities are formed on the side surface of the
（第９の実施の形態）
第９の実施の形態では、第１の溝Ｇ１、第２の溝Ｇ２及び第１の柱部１３からなる嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）が、活性領域１００の中に配置されている異種材料接合型ダイオードについて説明する。
(Ninth embodiment)
In the ninth embodiment, the fitting structure (13,
図３４に示すように、第９の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、図６の異種材料接合型ダイオードに比べて以下の点が異なる。図６では、第１の溝Ｇ１に嵌め込まれた第１の柱部３が、アノード電極６の一部であった。これに対して、図３４では、第１の溝Ｇ１に、ドリフト領域２とは異なる種類の材料で形成された第１の柱部１３の一部が嵌め込まれている。さらに、第１の柱部１３の他の一部は、ドリフト領域２の主表面から突出し、アノード電極６に形成された第２の溝Ｇ２に嵌め込まれている。その他の構成は、図６と同じであるため、説明を省略する。
As shown in FIG. 34, the dissimilar material junction type diode according to the ninth embodiment is different from the dissimilar material junction type diode of FIG. 6 in the following points. In FIG. 6, the
図３４に示す異種材料接合型ダイオードの製造方法は、図３１の異種材料接合型ダイオードの製造方法と同様であるので、図示及び説明を省略する。 The manufacturing method of the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 34 is the same as the manufacturing method of the dissimilar material junction type diode of FIG.
図３４の異種材料接合型ダイオードによれば、図６の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 34, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
図３２Ｃの工程において堆積するマスク材１２５の膜厚を制御することで、容易に第１の柱部１３の高さを制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を容易に調整することができる。
By controlling the film thickness of the
なお、図３４の異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の柱部１３の側面及び底面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第１の柱部１３を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４と第１の柱部１３とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第１の柱部１３の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第１の柱部１３と電界緩和領域４を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６と導電体である第１の柱部１３はオーミック接続されている。よって、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
34, the p +
このように、図３４の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 34, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
（第９実施形態の第１の変形例）
第９実施形態の第１の変形例では、図３５を参照して、図３４と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図３５に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つの電界緩和領域４に、複数の嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つの電界緩和領域４の中及びその上に複数の第１の柱部１３が形成されている。電界緩和領域４に、第１の柱部１３の各々の一端（下端）が嵌め込まれる複数の第１の溝Ｇ１が形成されている。アノード電極６の主表面に、第１の柱部１３の各々の他端（上端）が嵌め込まれる複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図３４と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Ninth Embodiment)
In the first modification of the ninth embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that in FIG. 34 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction diode shown in FIG. 35, a plurality of fitting structures (13, G1, G2) are formed in one electric
図３５の異種材料接合型ダイオードによれば、図３４の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 35, the following operation effect is obtained in addition to the operation effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)電界緩和領域４内に複数の第１の柱部１３が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図３５の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 35, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図３５の異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の柱部１３の側面及び底面に接するように、電界緩和領域４の中に図６に示したｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第１の柱部１３を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４と第１の柱部１３とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第１の柱部１３の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第１の柱部１３と電界緩和領域４を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６は導電体である第１の柱部１３にオーミック接続している。よって、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードは、電流値が高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
In the dissimilar material junction type diode of FIG. 35, the p +
また、図３５では、各電界緩和領域４の中及び上に形成される第１の柱部１３が２本である場合について示したが、第２の柱部９の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
Further, FIG. 35 shows the case where there are two
（第９実施形態の第２の変形例）
第９実施形態の第２の変形例では、図３６を参照して、図３４及び図３５と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図３６に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、電界緩和領域４は、第１の溝Ｇ１の側面及び底面角部のみに接するように、ドリフト領域２の中に形成されている。電界緩和領域４は、第１の柱部１３の底面角部にのみ接し、第１の柱部１３の底面は、ドリフト領域２に接している。その他の構成は、図３４と同じであり、説明を省略する。
(Second Modification of Ninth Embodiment)
In the second modification of the ninth embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from those in FIGS. 34 and 35 will be described with reference to FIG. In the dissimilar-material junction type diode shown in FIG. 36, the electric
第１の柱部１３の材料として絶縁体を用いた場合は、図３４の異種材料接合型ダイオードと同等の作用効果が得られる。第１の柱部１３の材料として不純物を導入した多結晶シリコンや金属材料を用いた場合は、図３４の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
When an insulator is used as the material of the
(8)’第１の柱部１３の底面が電界緩和領域４に覆われていないため、第１の柱部１３の底面もＨＪＤもしくはＳＢＤとして動作させることができる。よって、ＨＪＤ及びＳＢＤの面積効率が向上し、ＨＪＤ及びＳＢＤの順方向の電流電圧特性を向上させることができる。
(8) 'Since the bottom surface of the
(12)ＨＪＤ及びＳＢＤに逆方向の電圧が印加された際に、電界緩和領域４により空乏層が形成される。この空乏層が第１の柱部１３の底面直下において重なり合うように、第１の柱部１３の幅及び電界緩和領域４の間隔を調整する。これにより、第１の柱部１３の底面に形成されるヘテロ接合界面もしくはショットキー接合界面に印加される電界を緩和することができ、リーク電流を抑制することができる。
(12) A depletion layer is formed by the electric
このように、図３６の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 36, the mechanical strength against peeling of the
（第９実施形態の第３の変形例）
第９実施形態の第３の変形例では、図３７を参照して、図３４〜図３６と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図３７に示す異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の溝Ｇ１、第２の溝Ｇ２及び第１の柱部１３は、活性領域１００のみならず、外周部電界緩和領域５にも形成されている。図３７に示す異種材料接合型ダイオードは、図３１と図３４を組み合わせた構成を有する。その他の構成は、図３４と同じであり、説明を省略する。
(Third Modification of Ninth Embodiment)
In a third modification of the ninth embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that shown in FIGS. 34 to 36 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 37, the first groove G1, the second groove G2, and the
図３７の異種材料接合型ダイオードによれば、次に示す作用効果がさらに得られる。 According to the dissimilar-material junction type diode of FIG. 37, the following effects are further obtained.
(2)’’’アノード電極６の剥離が発生しやすい外周部及びアノード電極６の活性領域１００全面に嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）を形成することができる。これにより、アノード電極６に加わる応力を分散するため、応力集中による電流電圧特性の悪化を抑制しつつ、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The fitting structure (13, G1, G2) can be formed on the outer peripheral portion where the peeling of the
このように、図３７の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 37, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
なお、図３７の異種材料接合型ダイオードにおいて、第１の溝Ｇ１の側面及び底面に接するように、電界緩和領域４及び外周部電界緩和領域５の中に図６と同様なｐ＋領域１５が形成されていてもよい。又は、金属材料からなる第１の柱部１３を形成した後に熱処理を加えて、電界緩和領域４と第１の柱部１３とのシリサイド膜を形成してもよい。或いは、第１の柱部１３の材料として不純物を高濃度に添加した多結晶シリコンを用いてもよい。これらにより、第１の柱部１３と電界緩和領域４を容易にオーミック接続することができる。アノード電極６は導電体である第１の柱部１３にオーミック接続している。よって、電界緩和領域４とドリフト領域２間のｐｎ接合ダイオードの面積が増加するため、図３４の異種材料接合型ダイオードよりもさらに高い順方向のサージ電流を吸収して、ＳＢＤをサージ電流から保護することができる。
37, the p +
以上、第９の実施の形態において、第１の柱部１３の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第１の柱部１３の断面形状は、Ｖ字形状、逆Ｖ字形状、Ｕ字形状や、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、アノード電極６と電界緩和領域４の界面付近における第１の柱部１３の幅より、第１の溝Ｇ１の中、及び第２の溝Ｇ２の中における第２の柱部９の幅を広くしてもよい。これにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As mentioned above, in 9th Embodiment, although the cross-sectional shape of the
また、第９の実施の形態において、第１の溝Ｇ１及び第１の柱部１３を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第１の柱部１３の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the ninth embodiment, by adjusting the dry etching conditions when forming the first groove G1 and the
（第１０の実施の形態）
第１〜第９の実施の形態では、嵌合構造が、アノード電極６とドリフト領域２との間に形成されている場合について説明した。これに対して、第１０の実施の形態では、嵌合構造が、アノード電極６と、活性領域１００の外周部に形成されたフィールド絶縁膜との間に形成されている場合について説明する。
(Tenth embodiment)
In the first to ninth embodiments, the case where the fitting structure is formed between the
図３８に示すように、第１０の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、アノード電極６とドリフト領域２の間に介在するフィールド絶縁膜１０をさらに備える。フィールド絶縁膜１０は、アノード電極６とドリフト領域２との間で電荷キャリアが移動する活性領域１００の外周に配置されている。嵌合構造は、アノード電極６とフィールド絶縁膜１０との間に形成されている。
As shown in FIG. 38, the dissimilar material junction diode according to the tenth embodiment further includes a
具体的には、フィールド絶縁膜１０の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に第３の溝Ｇ３が形成されている。アノード電極６の主表面に、第３の溝Ｇ３に嵌め込まれた第１の柱部１１が形成されている。第１の柱部１１は、アノード電極６の一部分である。嵌合構造は、第３の溝Ｇ３と第１の柱部１１とにより形成されている。
Specifically, a third groove G <b> 3 is formed on the main surface of the
図３８の異種材料接合型ダイオードの製造方法を説明する。先ず、図２Ａの工程及び図２Ｂの工程を実施する。その後、フィールド絶縁膜１０を堆積する。フィールド絶縁膜１０としてはシリコン酸化膜を用いることができる。その堆積方法としては熱ＣＶＤ法やプラズマＣＶＤ法を用いることができる。次に、フィールド絶縁膜１０の上にレジストをパターニングする（図示せず）。パターニングの方法としては、一般的なフォトリソグラフィー法を用いることができる。パターニングされたレジストをエッチング用のマスクにして、フィールド絶縁膜１０の中に第３の溝Ｇ３を形成する。エッチング方法としては、フッ酸を用いたウエットエッチングや、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。その後、図２Ｅの工程を実施する。以上の工程を経て、図３８に示す異種材料接合型ダイオードが完成する。
A method of manufacturing the dissimilar material junction diode of FIG. 38 will be described. First, the process of FIG. 2A and the process of FIG. 2B are performed. Thereafter, a
また、他の製造方法として、フィールド絶縁膜１０を２段階の厚さで堆積してもよい。この場合、第３の溝Ｇ３が形成される外周部のフィールド絶縁膜１０の厚さを厚くする。そして、活性領域１００と第３の溝Ｇ３が形成される部分に開口を有するエッチング用のマスク材をフィールド絶縁膜１０上に形成する。そして、活性領域１００とフィールド絶縁膜１０を同時にエッチングし、第３の溝Ｇ３及び活性領域１００を形成してもよい。
As another manufacturing method, the
このように、図３８の異種材料接合型ダイオードによれば、以下の作用効果が得られる。 Thus, according to the dissimilar material junction type diode of FIG.
(1)従来、所謂ショットキー・バリア・ダイオードにおいて、アノード電極とドリフト領域との接合界面は原子レベルで平坦であるため、アノード電極の剥離に対する機械的強度が低かった。しかし、図３８に示すように、アノード電極６とフィールド絶縁膜１０の間に、嵌合構造（１１、Ｇ３）が形成されている。これにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(1) Conventionally, in a so-called Schottky barrier diode, since the junction interface between the anode electrode and the drift region is flat at the atomic level, the mechanical strength against peeling of the anode electrode has been low. However, as shown in FIG. 38, a fitting structure (11, G3) is formed between the
(5)異種材料接合型ダイオードがＳＢＤである場合、ショットキー電極は比較的低温で堆積する。これにより、ショットキー電極（アノード電極６）とドリフト領域２との間に合金が形成されることが抑制され、適正なショットキー障壁を形成することができる。その一方で、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度が低かった。しかし、ショットキー電極の主表面のうち、ドリフト領域２に接している側の主表面に、嵌合構造（１１、Ｇ３）が形成されている。これにより、ショットキー電極の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(5) When the dissimilar material junction type diode is SBD, the Schottky electrode is deposited at a relatively low temperature. Thereby, formation of an alloy between the Schottky electrode (anode electrode 6) and the
(2)アノード電極６は、その外周部において剥離が発生しやすい。嵌合構造（１１、Ｇ３）は、そのアノード電極６の外周部に形成されている。よって、アノード電極６の剥離を効果的に抑制することができる。
(2) The
(3)嵌合構造（１１、Ｇ３）は、フィールド絶縁膜１０内に形成されているため、電流電圧特性を維持した状態で、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
(3) Since the fitting structure (11, G3) is formed in the
(4)嵌合構造（１１、Ｇ３）は、フィールド絶縁膜１０内に形成されているため、順方向電流が流れる経路となる活性領域１００の面積を犠牲にすることなく、アノード電極６の剥離を抑制することができる。
(4) Since the fitting structure (11, G3) is formed in the
フィールド絶縁膜１０の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に第３の溝Ｇ３が形成され、アノード電極６の主表面に、第３の溝Ｇ３に嵌め込まれた第１の柱部１１が形成されている。第１の柱部１１は、アノード電極６の一部分であり、嵌合構造は、第３の溝Ｇ３と第１の柱部１１とにより形成されている。これにより、アノード電極６はフィールド絶縁膜１０から剥がれにくくなる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
A third groove G3 is formed on the main surface of the
このように、図３８の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 38, the mechanical strength against peeling of the
（第１０実施形態の第１の変形例）
第１０実施形態の第１の変形例では、図３９を参照して、図３８と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図３９に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つのフィールド絶縁膜１０に、複数の嵌合構造（１１、Ｇ３）が形成されている。つまり、１つのフィールド絶縁膜１０に複数の第３の溝Ｇ３が形成されている。アノード電極６の主表面に、第３の溝Ｇ３の各々に嵌め込まれた複数の第１の柱部１１が形成されている。その他の構成は、図３８と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Tenth Embodiment)
In the first modification of the tenth embodiment, a heterogeneous material junction type diode having another configuration different from that in FIG. 38 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 39, a plurality of fitting structures (11, G3) are formed in one
図３９の異種材料接合型ダイオードによれば、図３８の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 39, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)フィールド絶縁膜１０の中に複数の第３の溝Ｇ３が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of third grooves G3 are formed in the
このように、図３９の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction diode of FIG. 39, the mechanical strength against the peeling of the
また、図３９では、各フィールド絶縁膜１０の中に形成される第３の溝Ｇ３が２本である場合について示したが、第３の溝Ｇ３の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 39 shows the case where there are two third grooves G3 formed in each
以上、第１０の実施の形態において、第３の溝Ｇ３の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第３の溝Ｇ３の断面形状は、Ｖ字形状、Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、エッチングの条件を調整することにより、第３の溝Ｇ３の開口部の幅より第３の溝Ｇ３の内部の幅を広くしてもよい。すなわち、第３の溝Ｇ３の断面形状を逆メサ形状にしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, in the tenth embodiment, the cross-sectional shape of the third groove G3 is a rectangle, but is not limited thereto. For example, even if the cross-sectional shape of the third groove G3 is V-shaped or U-shaped, the mechanical strength against peeling of the
また、第１０の実施の形態において、第３の溝Ｇ３を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第３の溝Ｇ３の側面や底面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
In the tenth embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface and the bottom surface of the third groove G3 by adjusting the conditions of dry etching when forming the third groove G3. Thereby, the mechanical strength against peeling of the
（第１１の実施の形態）
第１０の実施の形態では、フィールド絶縁膜１０に形成された第３の溝Ｇ３に、アノード電極６に形成された第１の柱部１１が嵌め込まれた嵌合構造を有する異種材料接合型ダイオードについて説明した。第１１の実施の形態では、これとは逆に、アノード電極６に形成された第２の溝Ｇ２に、フィールド絶縁膜１０に形成された第３の柱部１２が嵌め込まれた嵌合構造（１２、Ｇ２）を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。
(Eleventh embodiment)
In the tenth embodiment, the dissimilar material junction type diode having a fitting structure in which the
図４０に示すように、第１１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードでは、アノード電極６の主表面に、第２の溝Ｇ２が形成されている。フィールド絶縁膜１０の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に、第２の溝Ｇ２に嵌め込まれた第３の柱部１２が形成されている。第３の柱部１２は、フィールド絶縁膜１０の一部分である。嵌合構造は、第２の溝Ｇ２と第３の柱部１２とにより形成されている。その他の構成は、図３８と同じであり、説明を省略する。
As shown in FIG. 40, in the dissimilar material junction diode according to the eleventh embodiment, a second groove G2 is formed on the main surface of the
図３８の異種材料接合型ダイオードの製造方法と同様な方法を用いて、フィールド絶縁膜１０の上に第３の柱部１２を形成することにより、図４０の異種材料接合型ダイオードを製造することができる。
The
図４０の異種材料接合型ダイオードによれば、図３８の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 40, the following operation effect is obtained in addition to the operation effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
フィールド絶縁膜１０の平坦面からアノード電極６側に第３の柱部１２が突出している。このため、フィールド絶縁膜１０の厚さと、第３の柱部１２の高さとを独立に制御することができる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度の向上と、異種材料接合型ダイオードの耐圧低下の抑制とを両立することができる。
A
アノード電極６の主表面に、第２の溝Ｇ２が形成され、フィールド絶縁膜１０の主表面のうち、アノード電極６に接している側の主表面に、第２の溝Ｇ２に嵌め込まれた第３の柱部１２が形成されている。第３の柱部１２は、フィールド絶縁膜１０の一部分であり、嵌合構造は、第２の溝Ｇ２と第３の柱部１２とにより形成されている。これにより、アノード電極６はフィールド絶縁膜１０から剥がれにくくなる。よって、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
A second groove G2 is formed on the main surface of the
このように、図４０の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
As described above, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 40, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
（第１１実施形態の第１の変形例）
第１１実施形態の第１の変形例では、図４１を参照して、図４０と異なる他の構成を有する異種材料接合型ダイオードについて説明する。図４１に示す異種材料接合型ダイオードでは、１つのフィールド絶縁膜１０に、複数の嵌合構造（１２、Ｇ２）が形成されている。つまり、１つのフィールド絶縁膜１０に複数の第３の柱部１２が形成されている。アノード電極６の主表面に、第３の柱部１２の各々が嵌め込まれた複数の第２の溝Ｇ２が形成されている。その他の構成は、図４０と同じであり、説明を省略する。
(First Modification of Eleventh Embodiment)
In a first modification of the eleventh embodiment, a dissimilar material junction diode having another configuration different from that in FIG. 40 will be described with reference to FIG. In the dissimilar material junction type diode shown in FIG. 41, a plurality of fitting structures (12, G2) are formed in one
図４１の異種材料接合型ダイオードによれば、図４０の異種材料接合型ダイオードによる作用効果に加えて、次に示す作用効果が得られる。 According to the dissimilar material junction type diode of FIG. 41, in addition to the effect of the dissimilar material junction type diode of FIG.
(7)フィールド絶縁膜１０の上に複数の第３の柱部１２が形成されていることにより、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
(7) Since the plurality of
このように、図４１の異種材料接合型ダイオードによれば、電流電圧特性を維持向上しつつアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。
Thus, according to the dissimilar material junction type diode of FIG. 41, it is possible to improve the mechanical strength against peeling of the
また、図４１では、各フィールド絶縁膜１０の中に形成される第３の柱部１２が２本である場合について示したが、第３の柱部１２の本数は複数であれば同様の効果が得られるのは言うまでもない。
FIG. 41 shows the case where there are two
以上、第１１の実施の形態において、第３の柱部１２の断面形状は矩形であるが、これに限らない。例えば、第３の柱部１２の断面形状は、逆Ｖ字形状、逆Ｕ字形状であっても、電流電圧特性を維持向上しつつ、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることができる。また、エッチングの条件を調整することにより、第３の柱部１２の底面部の幅より第３の柱部１２の内部の幅を広くしてもよい。この場合、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。
As described above, in the eleventh embodiment, the cross-sectional shape of the
また、第１１の実施の形態において、第３の柱部１２を形成する際のドライエッチングの条件を調整することにより、第３の柱部１２の側面に微小な凹凸を形成してもよい。これにより、さらにアノード電極６の剥離に対する機械的強度を向上させることもできる。
Further, in the eleventh embodiment, minute irregularities may be formed on the side surface of the
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は、第１〜第１１の実施形態及びその変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
As described above, the present invention has been described with reference to the first to eleventh embodiments and modifications thereof. However, it should be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. Absent. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、第１〜第１１の実施の形態では、アノード電極６として金属電極を用いたショットキー・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）を例にとり説明した。このほかに、アノード電極６を、炭化珪素からなる半導体基体１よりエネルギーバンドギャップが狭い半導体材料で形成したヘテロ・ジャンクション・ダイオード（ＨＪＤ）であっても、同様の作用効果を得ることができる。また、ＨＪＤの場合、アノード電極６を堆積する時に、常圧ＣＶＤや減圧ＣＶＤなどのＣＶＤ法を用いることができる。よって、第１〜第３の溝Ｇ１〜Ｇ３や第１〜第３の柱部３、８、９、１１〜１３に対する被覆性が向上し、アノード電極６の剥離に対する機械的強度をさらに向上させることができる。また、アノード電極６に上記の半導体材料を使用した場合には、金属材料を使用した場合に比べて高い温度で堆積するのが一般的である。ヘテロ接合界面の剥離に対する機械的強度は、ショットキー接合界面に比べて相対的に高い。よって、ＨＪＤの場合は、ＳＢＤの場合よりも相対的に、アノード電極６の剥離に対する機械的強度を高くすることができる。
For example, in the first to eleventh embodiments, a Schottky barrier diode (SBD) using a metal electrode as the
第１〜第１１の実施の形態では、断面図を参照して異種材料接合型ダイオードの断面構造を説明した。第１〜第１１の実施の形態に係わる異種材料接合型ダイオードは、次に示すような様々な平面構造を取りうる。 In the first to eleventh embodiments, the sectional structure of the dissimilar material junction type diode has been described with reference to sectional views. The dissimilar material junction diodes according to the first to eleventh embodiments can have various planar structures as shown below.
図４２〜図５１において、符号５１は、第１〜第３の溝Ｇ１〜Ｇ３や第１〜第３の柱部３、８、９、１１〜１３を示し、符号５２の破線は、アノード電極６の外周を示し、符号５３は、ドリフト領域２を示し、符号５４は、フィールド絶縁膜１０を示す。
42 to 51,
図４２〜図４４は、図１及び図３の嵌合構造（３、Ｇ１）、図１４の嵌合構造（８、Ｇ２）、図２２の嵌合構造（９、Ｇ２）、図３１の嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）の位置を示す平面図である。図１、図３、図１４、図２２及び図３１は、図４２〜図４４のＡ−Ａ’切断面に相当する。図４２は、平面形状が矩形である複数の嵌合構造５１を示す。図４３は、平面形状が円形である複数の嵌合構造５１を示す。図４２及び図４３では、複数の嵌合構造５１が活性領域１００の周囲を囲んでいる。図４４は、平面形状が活性領域１００を囲むリング形状である嵌合構造５１の例を示す。連続した１つの嵌合構造５１が、活性領域１００の周囲を囲んでいる。
42 to 44 show the fitting structure (3, G1) in FIGS. 1 and 3, the fitting structure (8, G2) in FIG. 14, the fitting structure (9, G2) in FIG. 22, and the fitting in FIG. It is a top view which shows the position of combined structure (13, G1, G2). 1, 3, 14, 22, and 31 correspond to the A-A ′ cut surface of FIGS. 42 to 44. FIG. 42 shows a plurality of
図４５〜図４８は、図６、図８、図９及び図１１の嵌合構造（３、Ｇ１）、図１７及び図１９の嵌合構造（８、Ｇ２）、図２６、図２８の嵌合構造（９、Ｇ２）、図３４、図３６の嵌合構造（１３、Ｇ１、Ｇ２）の位置を示す平面図である。図６、図８、図９、図１１、図１７、図１９、図２６、図２８、図３４及び図３６は、図４５〜図４８のＡ−Ａ’切断面に相当する。図４５は、平面形状が矩形である複数の嵌合構造５１を示す。図４６は、平面形状が円形である複数の嵌合構造５１を示す。図４５及び図４６では、複数の嵌合構造５１が活性領域１００全体に配置されている。図４７は、平面形状が棒状である複数の嵌合構造５１を示す。複数の嵌合構造５１が、活性領域１００内で均等な間隔でストライプ状に配列されている。図４８は、活性領域１００内に配置された、リング形状の嵌合構造５１及びその中心に配置された円形の嵌合構造を示す。
45 to 48 are the fitting structures (3, G1) of FIGS. 6, 8, 9, and 11, the fitting structures (8, G2) of FIGS. 17 and 19, and the fitting structures of FIGS. FIG. 37 is a plan view showing the position of the combined structure (9, G2) and the fitting structure (13, G1, G2) of FIGS. 34 and 36; 6, 8, 9, 11, 17, 19, 26, 28, 34, and 36 correspond to the A-A ′ cut surface of FIGS. 45 to 48. FIG. 45 shows a plurality of
図４９〜図５１は、図３８の嵌合構造（１１、Ｇ３）及び図４０の嵌合構造（１２、Ｇ２）の位置を示す平面図である。図３８及び図４０は、図４９〜図５１のＡ−Ａ’切断面に相当する。図４９は、平面形状が矩形である複数の嵌合構造５１を示す。図５０は、平面形状が円形である複数の嵌合構造５１を示す。図４９及び図５０では、複数の嵌合構造５１が活性領域１００の周囲を囲んでいる。図５１は、平面形状が活性領域１００を囲むリング形状である嵌合構造５１の例を示す。連続した１つの嵌合構造５１が、活性領域１００の周囲を囲んでいる。
49 to 51 are plan views showing positions of the fitting structure (11, G3) in FIG. 38 and the fitting structure (12, G2) in FIG. 38 and 40 correspond to the A-A ′ cut surface of FIGS. 49 to 51. FIG. 49 shows a plurality of
以上、嵌合構造５１の位置および平面形状に述べたが、嵌合構造５１の平面形状に関しては類似の形状でも各実施の形態において同様の効果を得ることができ、平面形状の種類を限定するものではない
As described above, the position and the planar shape of the
Ｇ１…第１の溝
Ｇ２…第２の溝
Ｇ３…第３の溝
１…半導体基体
２…ドリフト領域
３、１１、１３…第１の柱部
４…電界緩和領域
５…外周部電界緩和領域
６…アノード電極
７…カソード電極
８、９…第２の柱部
１０…フィールド絶縁膜
１２…第３の柱部
１４…異種材料膜
１５…ｐ＋領域
５１…嵌合構造
１００…活性領域
１１２〜１２５…マスク材
G1 ... first groove G2 ... second groove G3 ...
Claims (18)
前記半導体基体の上に形成された第１導電型のドリフト領域と、
前記ドリフト領域の主表面に接合された、前記ドリフト領域とは異なる種類の材料からなるアノード電極と、
前記半導体基体に接続されたカソード電極とを備え、
前記ドリフト領域と前記アノード電極との接合によりダイオードが形成され、
前記アノード電極の主表面のうち、前記ドリフト領域に接している側の主表面に、嵌合構造が形成されている
ことを特徴とする異種材料接合型ダイオード。 A semiconductor substrate;
A drift region of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate;
An anode electrode made of a material different from the drift region, bonded to the main surface of the drift region;
A cathode electrode connected to the semiconductor substrate,
A diode is formed by joining the drift region and the anode electrode,
A dissimilar material junction type diode, wherein a fitting structure is formed on a main surface of the anode electrode on a side in contact with the drift region.
前記アノード電極の主表面に、前記第１の溝に嵌め込まれた第１の柱部が形成され、
前記嵌合構造は、前記第１の溝と前記第１の柱部とにより形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の異種材料接合型ダイオード。 A first groove is formed on the main surface of the drift region on the side in contact with the anode electrode,
A first pillar portion fitted in the first groove is formed on the main surface of the anode electrode,
The dissimilar-material junction type diode according to claim 2, wherein the fitting structure is formed by the first groove and the first pillar portion.
前記第１の柱部は、前記ドリフト領域とは異なる種類の材料からなり、
前記第１の柱部の一端は前記第１の溝に嵌め込まれ、前記第１の柱部の他端は前記第２の溝に嵌め込まれている
ことを特徴とする請求項３に記載の異種材料接合型ダイオード。 A second groove is formed on the main surface of the anode electrode;
The first pillar portion is made of a material different from the drift region,
4. The dissimilarity according to claim 3, wherein one end of the first pillar portion is fitted in the first groove, and the other end of the first pillar portion is fitted in the second groove. Material junction diode.
前記ドリフト領域の主表面のうち、前記アノード電極に接している側の主表面に、前記第２の溝に嵌め込まれた第２の柱部が形成され、
前記嵌合構造は、前記第２の溝と前記第２の柱部とにより形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の異種材料接合型ダイオード。 A second groove is formed on the main surface of the anode electrode,
Of the main surface of the drift region, a second pillar portion fitted into the second groove is formed on the main surface in contact with the anode electrode,
The dissimilar-material junction type diode according to claim 2, wherein the fitting structure is formed by the second groove and the second pillar portion.
前記第２の柱部の一端は前記ドリフト領域の主表面に接合され、前記第２の柱部は前記第２の溝に嵌め込まれている
ことを特徴とする請求項６に記載の異種材料接合型ダイオード。 The second pillar portion is made of a material different from the drift region,
7. The dissimilar material joint according to claim 6, wherein one end of the second pillar part is joined to a main surface of the drift region, and the second pillar part is fitted in the second groove. Type diode.
前記第１の溝或いは第２の柱部は、前記外周部電界緩和領域の中或いは前記外周部電界緩和領域の上に形成されている
ことを特徴とする請求項３〜８の何れか一項に記載の異種材料接合型ダイオード。 Of the main surface of the drift region, the outer peripheral electric field relaxation region of the second conductivity type formed in the drift region so as to be located on the outer peripheral portion of the anode electrode and in contact with the portion facing the anode electrode Further comprising
The said 1st groove | channel or the 2nd pillar part is formed in the said outer peripheral part electric field relaxation area | region or on the said outer peripheral part electric field relaxation area | region. The dissimilar material junction type diode described in 1.
前記フィールド絶縁膜は、前記アノード電極と前記ドリフト領域との間で電荷キャリアが移動する活性領域の外周に配置され、
前記嵌合構造は、前記アノード電極と前記フィールド絶縁膜との間に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の異種材料接合型ダイオード。 A field insulating film interposed between the anode electrode and the drift region;
The field insulating film is disposed on an outer periphery of an active region where charge carriers move between the anode electrode and the drift region,
The dissimilar material junction diode according to claim 1, wherein the fitting structure is formed between the anode electrode and the field insulating film.
前記アノード電極の主表面に、前記第３の溝に嵌め込まれた第１の柱部が形成され、
前記第１の柱部は、前記アノード電極の一部分であり、
前記嵌合構造は、前記第３の溝と前記第１の柱部とにより形成されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の異種材料接合型ダイオード。 A third groove is formed on the main surface of the field insulating film on the side in contact with the anode electrode,
A first pillar portion fitted in the third groove is formed on the main surface of the anode electrode,
The first pillar is a part of the anode electrode;
The dissimilar material junction type diode according to claim 15, wherein the fitting structure is formed by the third groove and the first pillar portion.
前記フィールド絶縁膜の主表面のうち、前記アノード電極に接している側の主表面に、前記第２の溝に嵌め込まれた第３の柱部が形成され、
前記第３の柱部は、前記フィールド絶縁膜の一部分であり、
前記嵌合構造は、前記第２の溝と前記第３の柱部とにより形成されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の異種材料接合型ダイオード。 A second groove is formed on the main surface of the anode electrode,
Of the main surface of the field insulating film, a third column portion fitted into the second groove is formed on the main surface on the side in contact with the anode electrode,
The third pillar is a part of the field insulating film;
The dissimilar-material junction type diode according to claim 15, wherein the fitting structure is formed by the second groove and the third pillar portion.
前記ドリフト領域に第２導電型の不純物イオンを注入して、前記外周部電界緩和領域或いは電界緩和領域を形成する第１の工程と、
前記外周部電界緩和領域或いは電界緩和領域の内部に、前記第１の工程よりも高濃度に第２導電型の不純物イオンを注入する第２の工程と、
前記第１の工程及び第２の工程の後に熱処理を施して、第２の工程において前記不純物イオンが注入された部分の前記ドリフト領域を揮発させて、前記ドリフト領域に第１の溝を形成する第３の工程と、
を備えることを特徴とする異種材料接合型ダイオードの製造方法。 A method for manufacturing a dissimilar material junction diode according to any one of claims 9, 12, 13, and 14, comprising:
A first step of implanting second conductivity type impurity ions into the drift region to form the outer peripheral electric field relaxation region or electric field relaxation region;
A second step of implanting impurity ions of a second conductivity type at a higher concentration than in the first step into the outer peripheral electric field relaxation region or the electric field relaxation region;
A heat treatment is performed after the first step and the second step to volatilize the drift region where the impurity ions are implanted in the second step, thereby forming a first groove in the drift region. A third step;
A method for producing a heterogeneous material junction type diode.
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