JP3860765B2

JP3860765B2 - ダイオード素子

Info

Publication number: JP3860765B2
Application number: JP2002055242A
Authority: JP
Inventors: 瑞枝北田; 宏介大島; 伸治九里
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2003258270A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイオードに係り、特に、細溝内に半導体結晶がエピタキシャル成長された構造を有するショットキーバリア型ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、従来技術のダイオード１０１の平面図を示し、図１８は、図１７のＰ−Ｐ線断面図を示している。なお、簡単のため図１７には、後述する熱酸化膜とＰＳＧ膜とアノード電極は図示していない。
このダイオード１０１は、Ｎ型のシリコン基板１１１を有している。シリコン基板１１１の表面上にはＮ型のエピタキシャル層１１２が形成されている。
【０００３】
このエピタキシャル層１１２の表面には、平面形状がリング状の孔と長方形状の孔とが設けられている。ここではリング状の孔と長方形状の孔が３個ずつ設けられている。各リング状の孔は同心状に配置されており、最も内側に配置された孔のリング内周より内側に、各長方形状の孔が配置されている。
【０００４】
各リング状の孔と各長方形状の孔との内部には、エピタキシャル成長法で形成され、Ｐ型不純物が含まれた半導体層がそれぞれ充填されており、長方形状の孔と半導体層とで耐圧部１２５₁〜１２５₃が構成され、各リング状の孔と半導体層とで、ガードリング部１２７₁〜１２７₃が形成されている。
【０００５】
エピタキシャル層１１２の表面には、熱酸化膜１１４とＰＳＧ膜１１５とが順次形成されている。ＰＳＧ膜１１５上には金属薄膜からなるアノード電極１１８が配置されている。熱酸化膜１１４とＰＳＧ膜１１５とには同じ位置に開口が形成されている。この開口の縁を図１７の符号１６２ａに示す。この開口の底部ではエピタキシャル層１１２と、耐圧部１２５₁〜１２５₃と、最内周のガードリング部１２７₁とが露出しており、これらの露出した部分がアノード電極１１８の底部と接触している。このアノード電極１１８は、エピタキシャル層１１２と接触した部分でショットキー接合部１３１を形成し、耐圧部１２５₁〜１２５₃及び最内周のガードリング部１２７₁とはオーミック接合部１３０₁〜１３０₃を形成する。
【０００６】
かかる構成のダイオード１０１では、アノード電極１１８に正電圧、カソード電極１１９に負電圧を印加すると、アノード電極１１８とエピタキシャル層１１２との間のショットキー接合部１３１が順バイアスされ、アノード電極１１８からカソード電極１１９に向けて電流が流れる。
【０００７】
それとは逆に、アノード電極１１８に負電圧、カソード電極１１９に正電圧を印加すると、アノード電極１１８とエピタキシャル層１１２との間のショットキー接合部１３１と、耐圧部１２５₁〜１２５₃及び最内周のガードリング部１２７₁と、エピタキシャル層１１２との間の各ＰＮ接合とが逆バイアスされ、電流は流れなくなる。この状態で、各ＰＮ接合からエピタキシャル層１１２内に横方向に空乏層が広がる。
【０００８】
かかる従来のダイオード素子１０１では、仮にエピタキシャル層１１２が完全に空乏化しても、耐圧部１２５₁〜１２５₃やガードリング部１２７₁〜１２７₃の内部が完全に空乏化せず空乏層が形成されない箇所が存在することがあった。この場合には空乏層が形成されない箇所に電界が集中してしまい、耐圧が低下してしまっていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、高耐圧のダイオード素子を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、第１導電型の半導体層と、前記半導体層に設けられ、リング形状のものと、該リング形状のものの内周領域に配置されたものを含む複数の孔と、前記複数の孔内部に充填された第２導電型の半導体からなる充填物と、前記半導体層とはショットキー接合をし、前記充填物とはオーミック接合をする材料で構成された電極膜とを有し、前記リング形状の孔と、該リング形状の孔に充填された充填物とでガードリング部が構成され、前記リング形状の孔の内周領域に配置された孔に充填された充填物とで耐圧部が構成され、前記ガードリング部のリング内周より内側に位置する半導体層で活性領域が構成され、前記電極膜は、前記耐圧部内の充填物と、前記活性領域とに接触するように配置され、前記活性領域には、前記電極膜と前記半導体層とが接触した部分のショットキー接合で構成されたショットキー接合部と、前記電極膜と前記耐圧部内の充填物とが接触した部分のオーミック接合で構成されたオーミック接合部とが配置されたダイオード素子であって、前記半導体層と前記充填物を含む基板の表面から、前記孔の底部までの深さに位置する前記基板の一部である表層領域では、前記ガードリング部をリング幅で二等分するリング中心線よりも内側に位置する部分で、前記半導体層内部の第１導電型不純物の量と、前記充填物内の第２導電型不純物の量とは互いに等しい。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のダイオード素子であって、前記ガードリング部は複数設けられ、各ガードリング部は互いに同心状に配置され、前記表層領域の、互いに隣接する各ガードリング部の各リング中心線の間に位置する部分では、前記半導体層内部の第１導電型不純物の量と、前記充填物内部の第２導電型不純物の量とは互いに等しい_。
【００１１】
かかる構成のダイオード素子で、第１導電型をＮ型とし、第２導電型をＰ型とすると、半導体層とオーミック接合する金属膜を、孔が設けられた表面と反対側の表面に形成し、半導体層を接地した状態で電極膜に、金属膜に対して正の電圧を印加すると、電極膜と半導体層との間のショットキー接合が順バイアスされ、ショットキー接合を通って電極膜から金属膜へと電流が流れる。このとき、耐圧部内の充填物と半導体層との間のＰＮ接合も順バイアスされるが、ＰＮ接合の障壁高さはショットキー接合の障壁高さよりも高いので、ＰＮ接合に流れる電流はショットキー接合面を介して流れる電流よりもはるかに小さい。
【００１２】
それとは逆に電極膜に、金属膜に対して負の電圧を印加すると、電極膜と半導体層との間のショットキー接合と、耐圧部と半導体層との間のＰＮ接合との両方が逆バイアスされ、電流は流れなくなる。
【００１３】
上述した複数の孔を、同一のエッチング工程で形成すれば、各孔の深さが一定になり、表層領域の厚みも一定になる。表層領域の厚みが一定であれば、横方向に広がる空乏層は表層領域内部のみに広がるので、横方向に広がる空乏層を考えるには、表層領域内部のみを考えればよい。
【００１４】
本発明のダイオード素子では、最内周のガードリング部のリング中心線より内側に位置する表層領域では、第１導電型不純物の量と第２導電型不純物の量は互いに等しく構成されているので、表層領域において、最内周のガードリング部のリング中心線より内側の第１導電型の半導体層が完全に空乏化すると、第２導電型の耐圧部及びガードリング部の内部も完全に空乏化する。
【００１５】
このように、第１導電型不純物の量と第２導電型不純物との量が等しく構成されていれば、上述した複数の孔のうち、リング形状のものの内周領域に配置されたものはいかなる形状でもよく、例えば矩形状や円状、あるいはリング形状のものであってもよい。
【００１６】
このように孔の形状はどのような形状でもよいが、互いに隣接する各孔の間の距離が等しくなく、他の孔と極端に離れて配置された孔があると、他の孔の間が空乏化しても、離れて配置された孔と他の孔との間が空乏化しないことがあり、その場合には空乏化しない箇所に電界集中が生じてしまうので、各孔の間の距離を互いに等しくするとよい。
【００１７】
また、上述した充填物のうち、少なくともリング状の孔内に充填され、ガードリング部を構成する充填物を同一工程で形成してもよい。このように構成すると、ガードリング部を構成する充填物は同じ材料で構成される。充填物をエピタキシャル成長で形成し、成長の際に一定量の不純物ガスを導入すれば、各充填物内部の不純物濃度は均一になる。特に、各ガードリング部内部の不純物濃度が均一である場合に、リング幅を二等分するリング中心線より内側と外側とでは、面積が異なり、リング中心線より内側と外側とにそれぞれ位置する不純物の量は厳密には等しくないが、その量の差は微小であるため、リング中心線より内側と外側にそれぞれ位置する不純物の量は略等しくなる。
【００１８】
特に、ガードリング部が矩形リング状に形成されている場合には、リング中心線より内側と外側にそれぞれ位置する部分の面積の差は、四隅部分のみで生じ、他の部分では面積は全く等しいので、無視できる程度であり、リング中心線より内側と外側にそれぞれ位置する部分の不純物はほぼ等しいといえる。
【００１９】
なお、本発明のダイオード素子において、ガードリング部を複数個設け、互いに隣接するガードリング部の各リング中心線の間に位置する部分の表層領域で、第１導電型不純物と第２導電型不純物の量が互いに等しくなるように構成してもよい。このように構成すると、任意のガードリング部のリング中心線より内側の表層領域では、第１導電型不純物の量と第２導電型不純物の量とが互いに等しくなり、任意のガードリング部のリング中心線より内側に位置する表層領域では、第１導電型の半導体層が完全に空乏化すると、第２導電型の耐圧部及びガードリング部の内部もまた完全に空乏化する。
【００２０】
互いに隣接するガードリング部間において、内側に位置するガードリング部のリング外周と、外側に位置するガードリング部のリング内周との距離を均一にすれば、内側のガードリング部のリング外周から空乏層が広がったときに、各空乏層の端部は外側のガードリング部のリング内周に同時に到達するので、一部に空乏層の端部が到達しないことで空乏化しない部分が形成されることはない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
最初に、本発明の一実施形態に係るダイオード素子の製造方法について説明する。
【００２２】
図４を参照し、符号１１は、Ｎ型のシリコン基板１１を示している。このシリコン基板１１の表面上には、本発明の半導体層の一例であるＮ型のエピタキシャル層１２が形成されている。エピタキシャル層１２の表面にはパターニングされた熱酸化膜１３が成膜されている。この熱酸化膜１３は、平面図を図１１に示すように、平面形状が矩形リング状の開口４７₁〜４７₃と、平面形状が長方形状の開口４６₁〜４６₃とを複数ずつ有しており、矩形リング状の開口４７₁〜４７₃と、長方形状の開口４６₁〜４６₃との底部で、エピタキシャル層１２が露出している。ここでは、矩形リング状の開口４７₁〜４７₃と長方形状の開口４６₁〜４６₃とをそれぞれ３個ずつ有している。なお、図４は図１１のＤ−Ｄ線断面図に相当している。
【００２３】
図１１に示すように、各矩形リング状の開口４７₁〜４７₃は同心状に配置されており、各長方形状の開口４６₁〜４６₃は、最も内側の矩形リング状の開口４７₁のリング内周より内側に位置し、互いに平行に配置されている。
【００２４】
この熱酸化膜１３をマスクにし、熱酸化膜１３の開口底部で露出するエピタキシャル層１２をエッチングすると、図５に示すように、長方形状の開口４６₁〜４６₃の底部と矩形リング状の開口４７₁〜４７₃底部で露出したエピタキシャル層１２が除去され、長方形状の開口４６₁〜４６₃と矩形リング状の開口４７₁〜４７₃の下方に、それぞれ平面形状が細長矩形状である細孔２３₁〜２３₃と、平面形状が矩形リング状である矩形リング状の孔２６₁〜２６₃が形成される。これらの細孔２３₁〜２３₃と矩形リング状の孔２６₁〜２６₃は、同じエッチング工程で同時に形成されるため、それぞれの深さは互いに等しくなっており、各細孔２３₁〜２３₃と矩形リング状の孔２６₁〜２６₃の底部は、いずれもエピタキシャル層１２の内部に位置している。
【００２５】
次いで、細孔２３₁〜２３₃と矩形リング状の孔２６₁〜２６₃との内部に、ｐ型不純物であるボロンを含むガスを流しながらエピタキシャル層を成長させると、図６に示すように、細長矩形状の細孔２３₁〜２３₃の内部に、Ｐ型のエピタキシャル層からなる耐圧部２５₁〜２５₃が形成されるとともに、各矩形リング状の孔２６₁〜２６₃の内部に、Ｐ型のエピタキシャル層からなるガードリング部２７₁〜２７₃が形成される。このように、ガードリング部２７₁〜２７₃や、耐圧部２５₁〜２５₃は、不純物が添加されたガスを一定量ずつ流して、細孔２３₁〜２３₃と矩形リング状の孔２６₁〜２６₃との内部にエピタキシャル成長させることで形成されているので、内部の不純物濃度は均一になっている。エピタキシャル層１２と、各耐圧部２５₁〜２５₃と、各ガードリング部２７₁〜２７₃とは、本発明の基板の一例を構成している。
【００２６】
次に、熱酸化膜１３をパターニングして、図７に示すように、各矩形リング形状の各開口４７₁〜４７₃にそれぞれ接する位置の熱酸化膜１３に、部分的に切り欠き５１₁〜５１₃を複数個形成する。なお、図７は図１２のＥ−Ｅ線断面図に対応しており、ここでは図１２に示すように切り欠き５１₁〜５１₃の平面形状は矩形になっている。
【００２７】
次いで、この熱酸化膜１３をマスクにして基板表面にボロンイオンを注入すると、切り欠き５１₁〜５１₃の形成された部分のエピタキシャル層１２の表面にＰ型不純物注入層が形成され、熱処理すると、Ｐ型不純物注入層が拡散して図８に示すように、切り欠き５１₁〜５１₃の形成された部分に、各ガードリング部２７₁〜２７₃のリング内周とそれぞれ接するＰ型不純物拡散層からなる中継拡散層５２₁〜５２₃が形成される。
【００２８】
次に熱酸化膜１３を除去した後、熱酸化処理してエピタキシャル層１２の表面に熱酸化膜を成膜し、ＣＶＤ法等により熱酸化膜の表面にＰＳＧ膜を成膜する。その後、熱酸化膜及びＰＳＧ膜をパターニングして、最内周のガードリング部２７₁のリング幅方向途中よりも内側に位置する熱酸化膜及びＰＳＧ膜に開口を形成する。図９の符号１４に熱酸化膜を示し、符号１５にＰＳＧ膜を示し、符号６０に、開口を示す。この開口６０の底部では、エピタキシャル層１２と、耐圧部２５₁〜２５₃の表面が露出している。
【００２９】
次に、金属をスパッタリングし、全面に金属膜を成膜した後、パターニングして、金属膜からなるアノード電極膜１８を形成する。その状態を図１０に示す。この金属膜を構成する金属は、開口６０の底部で露出するエピタキシャル層１２、耐圧部２５₁〜２５₃と接触し、エピタキシャル層１２とはショットキー接合を形成し、耐圧部２５₁〜２５₃とはオーミック接合を形成する金属であって、ここではクロムを用いている。アノード電極膜１８とエピタキシャル層１２とで形成されるオーミック接合をオーミック接合部３０₁〜３０₃とし、アノード電極膜１８と耐圧部２５₁〜２５₃とで形成されるショットキー接合をショットキー接合部３１とすると、ショットキー接合部３１とオーミック接合部３０₁〜３０₃とは、いずれも最内周のガードリング部２７₁のリング内周より内側に位置している。
【００３０】
エピタキシャル層１２の表面にはアノード電極膜１８が配置されている。アノード電極膜１８の底部は、上述したように熱酸化膜１４とＰＳＧ膜１５の開口底部で露出する各耐圧部２５₁〜２５₃と、最内周のガードリング部２７ ₁ と、エピタキシャル層１２の表面とに接触し、最内周以外のガードリング部２７ ₂〜２７₃とは非接触の状態になっている。その結果、各耐圧部２５₁〜２５₃と最内周のガードリング部２７ ₁ はアノード電極膜１８と同電位であり、最内周以外のガードリング部２７ ₂〜２７₃は浮遊電位に置かれている。上述したように各ガードリング部２７₁〜２７₃は、耐圧部２５₁〜２５₃を取り囲むように同心状に配置されている。
【００３１】
その後、基板１１の、エピタキシャル層１２が配置された側と反対側の一表面に、基板１１とオーミック接合する金属薄膜からなるカソード電極膜１９を形成する。以上の工程を経て、図１、図２に示す本発明の一実施形態に係るダイオード１が完成する。図１は、ダイオード１の平面図であり、図２、図３は図１のＡ−Ａ線断面、Ｂ−Ｂ線断面に相当する部分の断面図をそれぞれ示している。なお、簡単のため、図１では、アノード電極膜１８と熱酸化膜１４とＰＳＧ膜１５は省略している。なお、符号６０は、熱酸化膜１４とＰＳＧ膜１５の開口を示している。
【００３２】
かかるダイオード１では、アノード電極膜１８に、カソード電極膜１９に対して正の電圧を印加すると、アノード電極膜１８とエピタキシャル層１２との間のショットキー接合部３１が順バイアスされ、アノード電極膜１８からカソード電極膜１９に向けて電流が流れる。
【００３３】
このとき、各耐圧部２５₁〜２５₃とエピタキシャル層１２との間のＰＮ接合が順バイアスされるが、ＰＮ接合の障壁高さはショットキー接合の障壁高さよりも高いので、ＰＮ接合には電流は流れないか、流れても僅かである。
【００３４】
それとは逆に、アノード電極膜１８に、カソード電極膜１９に対して負の電圧を印加すると、アノード電極膜１８とエピタキシャル層１２との間のショットキー接合部３１と、各耐圧部２５₁〜２５₃とエピタキシャル層１２との間のＰＮ接合とが逆バイアスされ、ＰＮ接合から空乏層が広がり、電流が流れなくなる。
【００３５】
本発明の基板の表面から、細孔２３₁〜２３₃と矩形リング状の孔２６₁〜２６₃を含む複数の孔の底部よりも深い領域にはＰＮ接合はないので、表面からその底部までの深さの領域を表層領域７０とし、ＰＮ接合からの空乏層の広がりのうち、底面方向への広がりを無視すると、空乏層は、表層領域７０内部を横方向に広がる。
【００３６】
空乏層の広がり量は不純物の量に依存するので、表層領域７０内の空乏層の広がりを考えるには、表層領域７０内の不純物量を考えればよい。
【００３７】
表層領域７０内の不純物については、最内周のガードリング部２７₁をリング幅方向に二等分する線を第１リング中心線３３₁とすると、表層領域７０のうち、第１リング中心線３３₁よりも内側の部分では、全部の耐圧部２５₁〜２５₃内のＰ型不純物の総量と、最内周のガードリング部２７₁内のＰ型不純物の量とを合計した合計量は、エピタキシャル層１２内のＮ型不純物の量に等しくされている。
【００３８】
このため、表層領域７０のうち、第１リング中心線３３₁よりも内側に位置するＮ型の部分が完全に空乏化したときには、第１リング中心線３３₁よりも内側に位置するＰ型の部分が空乏化する。
【００３９】
すなわち、第１リング中心線３３₁よりも内側に位置するエピタキシャル層１２の内部が完全に空乏化したときには、第１リング中心線３３₁よりも内側に位置する全部の耐圧部２５₁〜２５₃の内部と最内周のガードリング部２７₁の内部との両方が完全に空乏化する。
【００４０】
また、表層領域７０のうち、互いに隣接するガードリング部２７_n-1，２７_nのリング幅をそれぞれ二等分する第(ｎ−１)、第ｎリング中心線３３_n-1，３３_nの間に挟まれている領域では、エピタキシャル層１２内のＮ型不純物の量と、互いに隣接している各ガードリング部２７_n-1，２７_n内のＰ型不純物の量の合計とが互いに等しくなっている。
【００４１】
すなわち、どのガードリング部２７₁〜２７₃のリング中心線３３₁〜３３₃についても、各リング中心線３３₁〜３３₃より内側の表層領域７０では、Ｐ型不純物の量はＮ型不純物の量と等しくなっている。
【００４２】
このため、各リング中心線３３₁〜３３₃よりも内側のエピタキシャル層１２の内部が完全に空乏化したときには、各リング中心線３３₁〜３３₃よりも内側のガードリング部２７₁〜２７₃と、各耐圧部２５₁〜２５₃の内部と最内周のガードリング部２７₁の内部との両方が完全に空乏化する。従って、従来のように空乏層が形成されない箇所に電界が集中してダイオードの耐圧が低下することはない。
【００４３】
なお、表層領域７０内では、各孔の深さは同じで、かつ各耐圧部２５₁〜２５₃と、各ガードリング部２７₁〜２７₃の不純物濃度は均一にされている。このため、ある領域についてＰ型不純物の量とＮ型不純物の量が等しくなるには、その領域内でＰ型不純物を含む部分の面積と不純物濃度の積と、Ｎ型不純物を含む部分の面積と不純物濃度の積とが等しいという条件を満たしていればよい。
【００４４】
そこで、本実施形態では、各耐圧部２５₁〜２５₃と最内周のガードリング部２７₁の面積及び不純物濃度や、各耐圧部２５₁〜２５₃と最内周のガードリング部２７₁の間の距離等を予め適当な値に設定して、第１リング中心線３３₁より内側の表層領域７０で、全部の耐圧部２５₁〜２５₃の面積及び不純物濃度との積の総量と、最内周のガードリング部２７₁の面積及び不純物濃度の積とを合計した合計量が、エピタキシャル層１２の面積及び不純物濃度の積と等しくなるようにしている。その結果、第１リング中心線３３₁より内側の表層領域７０で全部の耐圧部２５₁〜２５₃のＰ型不純物の総量と、最内周のガードリング部２７₁のＰ型不純物の量とを合計した量が、エピタキシャル層１２のＮ型不純物の量と等しくなっている。
【００４５】
同様に、各ガードリング部２７₁〜２７₃のリング幅及び不純物濃度等や、互いに隣接するガードリング部２７_n-1,２７_n間の距離等を予め適当な値に設定しており、互いに隣接する第(ｎ−１)、第ｎリング中心線３３_n-1，３３_n間の間に挟まれた表層領域７０では、互いに隣接するガードリング部２７_n-1,２７_nの不純物濃度と面積との積を合計した合計量が、互いに隣接する各ガードリング部２７_n-1,２７_nに挟まれたエピタキシャル層１２の不純物濃度と面積との積に等しくなるようにしている。その結果、互いに隣接する第(ｎ−１)、第ｎリング中心線３３_n-1，３３_n間の表層領域７０では、互いに隣接するガードリング部２７_n-1,２７_nのＰ型不純物の総量が、互いに隣接する各ガードリング部２７_n-1,２７_nに挟まれたエピタキシャル層１２のＮ型不純物の量と等しくなっている。
【００４６】
また、本発明では、各ガードリング部２７₁〜２７₃の各リング内周には、浅いＰ型不純物拡散層からなる中継拡散層５２₁〜５２₃がそれぞれ設けられている。ここでは、各中継拡散層５２₁〜５２₃は、各ガードリング部２７₁〜２７₃のリング内周に直接接触して配置されている。
【００４７】
互いに隣接するガードリング部２７₁〜２７₃の間に挟まれたエピタキシャル層１２の幅は、中継拡散層５２₁〜５２₃が設けられた部分の方が、中継拡散層５２₁〜５２₃が設けられていない部分よりも短くなっている。互いに隣接する各ガードリング部のうち、少なくとも一方のガードリング部の電位が浮遊電位に置かれている場合に、各ガードリング部２７₁〜２７₃から空乏層が広がると、エピタキシャル層１２の幅が短くなっている部分は、幅が長い部分よりも早く空乏化するので、中継拡散層５２₁〜５２₃が設けられた部分は、中継拡散層５２₁〜５２₃が設けられていない部分が空乏化する電圧よりも低い電圧で空乏化し、浮遊電位状態にあったガードリング部２７の電位状態を早く安定にすることができる。これらの中継拡散層５２₁〜５２₃はリング内周に部分的に配置されているが、リング内周や外周の全周に配置してもよい。あるいは、設けなくともよい。
【００４８】
また、本実施形態のダイオード１には各ガードリング部２７₁〜２７₃が３本設けられたものとしたが、本発明のガードリング部の本数はこれに限られるものではなく、何本設けられていてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態のダイオード１では、各耐圧部２５₁〜２５₃の平面形状を、細長の矩形とし、各耐圧部２５₁〜２５₃は互いに平行に配置されたものとしたが、本発明の耐圧部はこれに限られるものではなく、例えば図１３に平面図を示し、図１４にそのＦ−Ｆ線断面図を示すように、平面形状が矩形の各耐圧部２５を、島状に配置したダイオード２を構成してもよい。なお、図１３では、簡単のため熱酸化膜１４、ＰＳＧ膜１５及びアノード電極膜１８は図示していない。
【００５０】
また、図１５に平面図を示し、図１６にそのＧ−Ｇ線断面図を示すように、矩形リング状の耐圧部２５ａと、その内周領域に配置された矩形の耐圧部２５ｂとを設け、これらの耐圧部２５ａ、２５ｂが最内周のガードリング部２７₁より内側に配置されるダイオード３を構成してもよい。なお、図１５では、簡単のため熱酸化膜１４、ＰＳＧ膜１５及びアノード電極膜１８とは図示していない。
【００５１】
また、上記実施形態では、第１導電型をＮ型とし、第２導電型をＰ型としているが、これとは逆に第１導電型をＰ型とし、第２導電型をＮ型としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
電界集中が生じず、高耐圧のダイオードが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のダイオード素子を説明する平面図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第１の断面図
【図５】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第２の断面図
【図６】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第３の断面図
【図７】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第４の断面図
【図８】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第５の断面図
【図９】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第６の断面図
【図１０】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第７の断面図
【図１１】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第１の平面図
【図１２】本発明の一実施形態のダイオード素子の製造工程を説明する第２の平面図
【図１３】本発明の他の実施形態のダイオード素子を説明する平面図
【図１４】図１３のＦ−Ｆ線断面図
【図１５】本発明のその他の実施形態のダイオード素子説明する平面図
【図１６】図１５のＧ−Ｇ線断面図
【図１７】従来のダイオード素子を説明する平面図
【図１８】図１７のＰ−Ｐ線断面図
【符号の説明】
１……ダイオード
１１……シリコン基板
１２……エピタキシャル層(半導体層)
１８……アノード電極膜(電極膜)
２５₁〜２５₃……耐圧部
２７₁〜２７₃……ガードリング部

Claims

第１導電型の半導体層と、
前記半導体層に設けられ、リング形状のものと、該リング形状のものの内周領域に配置されたものを含む複数の孔と、
前記複数の孔内部に充填された第２導電型の半導体からなる充填物と、
前記半導体層とはショットキー接合をし、前記充填物とはオーミック接合をする材料で構成された電極膜とを有し、
前記リング形状の孔と、該リング形状の孔に充填された充填物とでガードリング部が構成され、
前記リング形状の孔の内周領域に配置された孔と、該孔に充填された充填物とで耐圧部が構成され、
前記ガードリング部のリング内周より内側に位置する半導体層で活性領域が構成され、
前記電極膜は、前記耐圧部内の充填物と、前記活性領域とに接触するように配置され、
前記活性領域には、前記電極膜と前記半導体層とが接触した部分のショットキー接合で構成されたショットキー接合部と、前記電極膜と前記耐圧部内の充填物とが接触した部分のオーミック接合で構成されたオーミック接合部とが配置されたダイオード素子であって、
前記半導体層と前記充填物を含む基板の表面から、前記孔の底部までの深さに位置する前記基板の一部である表層領域では、前記ガードリング部をリング幅で二等分するリング中心線よりも内側に位置する部分で、前記半導体層内部の第１導電型不純物の量と、前記充填物内の第２導電型不純物の量とは互いに等しいダイオード素子。
前記ガードリング部は複数設けられ、各ガードリング部は互いに同心状に配置され、
前記表層領域の、互いに隣接する各ガードリング部の各リング中心線の間に位置する部分では、前記半導体層内部の第１導電型不純物の量と、前記充填物内部の第２導電型不純物の量とは互いに等しい請求項１記載のダイオード素子。