JP5560114B2 - Schottky barrier diode and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ショットキーバリアダイオード及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a Schottky barrier diode and a method for manufacturing the same.

従来、半導体と金属とを接合することにより、この界面に生じるショットキー障壁を利用したショットキーバリアダイオード(SBD)が知られている(例えば、特許文献1等参照)。
このSBDは、順方向に所定の電圧を印加した場合に、電圧降下が小さく、かつ、逆方向に所定の電圧を印加した場合に、漏れ電流が小さいことが好ましいとされている。
Conventionally, a Schottky barrier diode (SBD) using a Schottky barrier generated at this interface by bonding a semiconductor and a metal is known (see, for example, Patent Document 1).
This SBD preferably has a small voltage drop when a predetermined voltage is applied in the forward direction and a small leakage current when a predetermined voltage is applied in the reverse direction.

図7は、従来のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)1を示す断面図であり、シリコン基板(半導体基板)2の表面(一主面)2aにトレンチ3が形成され、このトレンチ3の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜4が形成され、このトレンチ3内には多結晶シリコンからなる導電体5が埋め込まれ、これらシリコン基板2の表面2a、絶縁膜4の最上面4a及び導電体5の上面5aは面一とされ、これらシリコン基板2、絶縁膜4及び導電体5を覆うようにバリア金属層6及び電極金属層7が積層されている。
このSBD1は、シリコン基板2の表面2aにトレンチ3を形成し、このトレンチ3の内面に絶縁膜4を形成し、この絶縁膜4により囲まれたトレンチ3内に多結晶シリコンからなる導電体5を埋め込み、これらシリコン基板2、絶縁膜4及び導電体5を覆うようにバリア金属層6及び電極金属層7を積層することにより作製することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional trench structure type Schottky barrier diode (SBD) 1. A trench 3 is formed on a surface (one main surface) 2 a of a silicon substrate (semiconductor substrate) 2. An insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on the inner surface of the semiconductor substrate, and a conductor 5 made of polycrystalline silicon is buried in the trench 3. The surface 2 a of the silicon substrate 2, the uppermost surface 4 a of the insulating film 4, and the conductive film are formed. The upper surface 5 a of the body 5 is flush with the barrier metal layer 6 and the electrode metal layer 7 so as to cover the silicon substrate 2, the insulating film 4 and the conductor 5.
This SBD 1 has a trench 3 formed on the surface 2 a of the silicon substrate 2, an insulating film 4 is formed on the inner surface of the trench 3, and a conductor 5 made of polycrystalline silicon in the trench 3 surrounded by the insulating film 4. And the barrier metal layer 6 and the electrode metal layer 7 are laminated so as to cover the silicon substrate 2, the insulating film 4 and the conductor 5.

特開2008−282839号公報JP 2008-282839 A

ところで、従来のSBD1は、電極金属層7からの引っ張り応力等の応力に対して非常に敏感である。例えば、バリア金属層6の褶曲部分、すなわちバリア金属層6のうち絶縁膜4上の領域や導電体5の周縁部上の領域に電極金属層7から応力が作用した場合、この応力がバリア金属層6の一部の箇所に局部的に集中し、その結果、逆方向電流(IR)が増加し、最悪の場合、シリコン基板2にクラックが生じる虞があるという問題点があった。   By the way, the conventional SBD 1 is very sensitive to stress such as tensile stress from the electrode metal layer 7. For example, when stress is applied from the electrode metal layer 7 to a bent portion of the barrier metal layer 6, that is, a region on the insulating film 4 or a region on the peripheral portion of the conductor 5 in the barrier metal layer 6, this stress is applied to the barrier metal layer 6. There is a problem in that it concentrates locally on a part of the layer 6 and as a result, the reverse current (IR) increases, and in the worst case, the silicon substrate 2 may be cracked.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、バリア金属層に電極金属層からの引っ張り応力等の応力が作用した場合においても、この応力を分散させることによりバリア金属層に局部的に集中するのを緩和することができ、したがって、逆方向電流(IR)を小さくすることができるショットキーバリアダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and even when a stress such as a tensile stress from the electrode metal layer acts on the barrier metal layer, the barrier metal layer is dispersed by dispersing the stress. It is an object of the present invention to provide a Schottky barrier diode and a method for manufacturing the same, which can alleviate local concentration in the semiconductor device and, therefore, can reduce a reverse current (IR).

本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層が積層されたショットキーバリアダイオードにおいて、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に、前記バリア金属層の厚み方向に延在する緩衝層を備えた構成とすれば、この緩衝層により、電極金属層に発生する引っ張り応力等の応力が分散され、よって、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのが緩和され、その結果、逆方向電流(IR)が抑制されて小さくなることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventor has formed a trench on one main surface of a semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, and a conductor is formed in the trench. In a Schottky barrier diode in which a barrier metal layer and an electrode metal layer are laminated on the conductor, a part of the barrier metal layer on the conductor, on the vicinity of the peripheral edge of the conductor If the buffer layer extending in the thickness direction of the barrier metal layer is provided in any one or more of the above region and the region on the insulating film, this buffer layer allows the electrode metal layer to be formed. It has been found that stresses such as tensile stress that are generated are dispersed, so that the local concentration of the stress on the barrier metal layer is alleviated, and as a result, the reverse current (IR) is suppressed and reduced. Invention This has led to the formation.

すなわち、本発明の請求項1記載のショットキーバリアダイオードは、半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層が積層されたショットキーバリアダイオードにおいて、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に、前記バリア金属層の厚み方向に延在する空気層である緩衝層を備えてなることを特徴とする。 That is, in the Schottky barrier diode according to claim 1 of the present invention, a trench is formed on one main surface of a semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, and a conductor is embedded in the trench, In a Schottky barrier diode in which a barrier metal layer and an electrode metal layer are laminated on the conductor, a part of the barrier metal layer on the conductor, a region on the periphery of the conductor, A buffer layer which is an air layer extending in the thickness direction of the barrier metal layer is provided in any one or more of the regions on the insulating film.

このショットキーバリアダイオードでは、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に、バリア金属層の厚み方向に延在する緩衝層を備えたことにより、電極金属層に発生する引っ張り応力等の応力がバリア金属層に作用した場合に、この緩衝層が電極金属層から発生する応力を分散させ、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和する。これにより、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加が抑制される。   In this Schottky barrier diode, a barrier metal layer is formed in one or more regions of a part of a barrier metal layer on a conductor, a region in the vicinity of a peripheral portion of the conductor, and a region on an insulating film. By providing a buffer layer extending in the thickness direction, when the stress such as tensile stress generated in the electrode metal layer acts on the barrier metal layer, the buffer layer disperses the stress generated from the electrode metal layer. , To relieve the concentration of this stress locally on the barrier metal layer. Thereby, an increase in reverse current (IR) due to the concentration of stress on the barrier metal layer is suppressed.

のショットキーバリアダイオードでは、緩衝層を電極金属層からの引っ張り応力等の応力が伝搬し難い空気層とすることにより、この空気層が、電極金属層から発生する応力がバリア金属層に伝搬するのを阻止し、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを防止する。これにより、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加がさらに抑制される。 In this Schottky barrier diode, by stress stress such tensile buffer layer from the electrode metal layer and propagates hardly air layer, the air layer, stress generated from the electrode metal layer is propagated to the barrier metal layer To prevent this stress from being concentrated locally on the barrier metal layer. This further suppresses an increase in reverse current (IR) due to stress concentration on the barrier metal layer.

請求項2に記載のショットキーバリアダイオードは、請求項1に記載のショットキーバリアダイオードにおいて、前記バリア金属層のうち前記絶縁膜上の領域が選択除去され、当該領域に前記緩衝層が設けられていることを特徴とする。
このショットキーバリアダイオードでは、バリア金属層のうち電極金属層に発生する引っ張り応力等の応力が最も集中し易い領域である絶縁膜上の領域に緩衝層を設けたことにより、この緩衝層が電極金属層に発生する応力がバリア金属層に伝搬するのを阻止し、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを防止する。これにより、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加がさらに抑制される。
The Schottky barrier diode according to claim 2 is the Schottky barrier diode according to claim 1 , wherein a region of the barrier metal layer on the insulating film is selectively removed, and the buffer layer is provided in the region. It is characterized by.
In this Schottky barrier diode, a buffer layer is provided in a region on the insulating film, which is a region where stress such as tensile stress generated in the electrode metal layer of the barrier metal layer is most easily concentrated. The stress generated in the metal layer is prevented from propagating to the barrier metal layer, and this stress is prevented from being concentrated locally on the barrier metal layer. This further suppresses an increase in reverse current (IR) due to stress concentration on the barrier metal layer.

請求項3に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法は、半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層を積層するショットキーバリアダイオードの製造方法において、前記導電体の埋め込み深さを、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に形成すべき空気層である緩衝層の形状に合わせて設定し、該設定された深さを有する前記導電体上にバリア金属層を形成すると同時に該バリア金属層内に前記緩衝層を形成することを特徴とする。 4. The method of manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 3 , wherein a trench is formed on one main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, and a conductor is formed in the trench in which the insulating film is formed. In the method for manufacturing a Schottky barrier diode in which a barrier metal layer and an electrode metal layer are stacked on the conductor, the embedding depth of the conductor is set to a part of the barrier metal layer on the conductor. Set according to the shape of the buffer layer, which is an air layer to be formed in one or more of the region, the region in the vicinity of the peripheral edge of the conductor, and the region on the insulating film. A barrier metal layer is formed on the conductor having a depth, and at the same time, the buffer layer is formed in the barrier metal layer.

このショットキーバリアダイオードの製造方法では、導電体層の埋め込み深さを、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に形成すべき緩衝層の形状に合わせて設定し、該設定された深さを有する導電体層上にバリア金属層を形成すると同時に該バリア金属層内に緩衝層を形成する。これにより、バリア金属層内に、電極金属層に発生する応力を分散させることで該応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和する緩衝層が形成される。以上により、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加が抑制される。   In this Schottky barrier diode manufacturing method, the buried depth of the conductor layer is set such that a part of the barrier metal layer is a region on the conductor, a region near the peripheral edge of the conductor, and a region on the insulating film. It is set according to the shape of the buffer layer to be formed in any one or more regions, and a barrier metal layer is formed on the conductor layer having the set depth, and at the same time, the buffer layer is formed in the barrier metal layer. Form. As a result, a buffer layer is formed in the barrier metal layer to relieve stress concentrated on the barrier metal layer by dispersing the stress generated in the electrode metal layer. As described above, an increase in reverse current (IR) due to stress concentration on the barrier metal layer is suppressed.

請求項4に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法は、半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層を積層するショットキーバリアダイオードの製造方法において、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域を選択除去し、該選択除去された領域に、前記バリア金属層の堆積速度とは異なる堆積速度にて金属を堆積させ、この堆積された金属層と残存する前記バリア金属層との間に空気層である緩衝層を形成することを特徴とする。 5. The method of manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 4 , wherein a trench is formed on one main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, and a conductor is formed in the trench in which the insulating film is formed. In the method for manufacturing a Schottky barrier diode, in which a barrier metal layer and an electrode metal layer are stacked on the conductor, a part of the barrier metal layer on the conductor, in the vicinity of the peripheral edge of the conductor At least one of the upper region and the region on the insulating film is selectively removed, and a metal is deposited in the selectively removed region at a deposition rate different from the deposition rate of the barrier metal layer. A buffer layer that is an air layer is formed between the deposited metal layer and the remaining barrier metal layer.

このショットキーバリアダイオードの製造方法では、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域を選択除去し、該選択除去された領域に、バリア金属層の堆積速度とは異なる堆積速度にて金属を堆積させ、この堆積された金属層と残存するバリア金属層との間に緩衝層を形成する。これにより、バリア金属層内に、電極金属層に発生する応力を分散させることで該応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和する緩衝層が形成される。以上により、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加が抑制される。   In this Schottky barrier diode manufacturing method, one or more of a region on the conductor, a region near the periphery of the conductor, and a region on the insulating film are selected from the barrier metal layer. The metal is deposited at a deposition rate different from the deposition rate of the barrier metal layer in the selectively removed region, and a buffer layer is formed between the deposited metal layer and the remaining barrier metal layer. . As a result, a buffer layer is formed in the barrier metal layer to relieve stress concentrated on the barrier metal layer by dispersing the stress generated in the electrode metal layer. As described above, an increase in reverse current (IR) due to stress concentration on the barrier metal layer is suppressed.

本発明の請求項1記載のショットキーバリアダイオードによれば、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に、バリア金属層の厚み方向に延在する緩衝層を備えたので、この緩衝層が電極金属層から発生する応力を分散させ、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加を抑制することができる。   According to the Schottky barrier diode of the first aspect of the present invention, any one of a part of the barrier metal layer on the conductor, a region in the vicinity of the peripheral portion of the conductor, and a region on the insulating film. Since the buffer layer extending in the thickness direction of the barrier metal layer is provided in the region above the location, the buffer layer disperses the stress generated from the electrode metal layer, and this stress is concentrated locally on the barrier metal layer. Can be alleviated. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to this stress concentration can be suppressed.

請求項1に記載のショットキーバリアダイオードによれば、緩衝層を、空気層としたので、この空気層により電極金属層から発生する引っ張り応力等の応力が伝搬するのを阻止することができ、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを防止することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)を効率的に抑制することができる。 According to the Schottky barrier diode of claim 1, since the buffer layer is an air layer , it is possible to prevent the propagation of stress such as tensile stress generated from the electrode metal layer by the air layer , This stress can be prevented from concentrating locally on the barrier metal layer. Therefore, the reverse current (IR) resulting from this stress concentration can be efficiently suppressed.

請求項2に記載のショットキーバリアダイオードによれば、バリア金属層のうち絶縁膜上の領域を選択除去し、当該領域に緩衝層を設けたので、この緩衝層により電極金属層から発生する応力がバリア金属層に伝搬するのを阻止し、この応力がバリア金属層に局部的に集中するのを防止することができる。したがって、バリア金属層への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加をさらに抑制することができる。 According to the Schottky barrier diode of claim 2, since the region on the insulating film of the barrier metal layer is selectively removed and the buffer layer is provided in the region, the stress generated from the electrode metal layer by the buffer layer Can be prevented from propagating to the barrier metal layer, and this stress can be prevented from being concentrated locally on the barrier metal layer. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to the concentration of stress on the barrier metal layer can be further suppressed.

請求項3に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、導電体の埋め込み深さを、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に形成すべき空気層である緩衝層の形状に合わせて設定し、該設定された深さを有する導電体上にバリア金属層を形成すると同時に該バリア金属層内に緩衝層を形成するので、バリア金属層内に、電極金属層から発生する応力を分散させることで該応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和する緩衝層を容易かつ安価に形成することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)を抑制することができる。 According to the manufacturing method of the Schottky barrier diode according to claim 3, the embedded depth of the conductor is set to a part of the barrier metal layer on the conductor, a region in the vicinity of the peripheral edge of the conductor, or the insulation. At the same time as forming the barrier metal layer on the conductor having the set depth, which is set in accordance with the shape of the buffer layer which is an air layer to be formed in any one or more of the regions on the film Since the buffer layer is formed in the barrier metal layer, a buffer layer that relaxes local concentration of the stress on the barrier metal layer by dispersing the stress generated from the electrode metal layer in the barrier metal layer. It can be formed easily and inexpensively. Therefore, the reverse current (IR) due to this stress concentration can be suppressed.

請求項4に記載のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域、導電体の周縁部近傍上の領域、絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域を選択除去し、該選択除去された領域に、バリア金属層の堆積速度とは異なる堆積速度にて金属を堆積させ、この堆積された金属層と残存するバリア金属層との間に空気層である緩衝層を形成するので、バリア金属層内に、電極金属層から発生する応力を分散させることで該応力がバリア金属層に局部的に集中するのを緩和する緩衝層を容易かつ安価に形成することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)を抑制することができる。 According to the method for manufacturing a Schottky barrier diode according to claim 4, any one of a part of the barrier metal layer on the conductor, a region near the periphery of the conductor, and a region on the insulating film. One or more regions are selectively removed, a metal is deposited on the selectively removed region at a deposition rate different from the deposition rate of the barrier metal layer, and the deposited metal layer and the remaining barrier metal layer Since a buffer layer that is an air layer is formed between them , a buffer layer that relaxes local concentration of the stress on the barrier metal layer by dispersing the stress generated from the electrode metal layer in the barrier metal layer. It can be formed easily and inexpensively. Therefore, the reverse current (IR) due to this stress concentration can be suppressed.

本発明の第1の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)を示す断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating a trench structure type Schottky barrier diode (SBD) according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態のトレンチ構造型のSBDの製造方法を示す過程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of trench structure type SBD of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態のトレンチ構造型のSBDの製造方法を示す過程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of trench structure type SBD of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the trench structure type Schottky barrier diode (SBD) of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のトレンチ構造型のSBDの製造方法を示す過程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of trench structure type SBD of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the trench structure type Schottky barrier diode (SBD) of the 3rd Embodiment of this invention. 従来のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional Schottky barrier diode (SBD) of a trench structure type.

本発明のショットキーバリアダイオード及びその製造方法を実施するための形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
A mode for carrying out the Schottky barrier diode and the manufacturing method thereof of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)を示す断面図であり、図1においては、図7と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
図1において、符号11はショットキーバリアダイオード(SBD)であり、シリコン基板(半導体基板)2の表面(一主面)2aに断面矩形状のトレンチ3が形成され、このトレンチ3の内面にはシリコン酸化膜からなる絶縁膜12が形成され、この絶縁膜12が形成されたトレンチ3内には多結晶シリコンからなる導電体13が埋め込まれている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a sectional view showing a trench structure type Schottky barrier diode (SBD) according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. It is.
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a Schottky barrier diode (SBD), and a trench 3 having a rectangular cross section is formed on a surface (one main surface) 2 a of a silicon substrate (semiconductor substrate) 2. An insulating film 12 made of a silicon oxide film is formed, and a conductor 13 made of polycrystalline silicon is buried in the trench 3 in which the insulating film 12 is formed.

この導電体13の上面は、周縁部から中心部に向かって湾曲する凹面13aとなっており、また、絶縁膜12の最上面は、トレンチ3の側壁上面3aから導電体13の凹面13aに向かって傾斜する傾斜面12aとされている。
これにより、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間には、これらの高さの差に相当する段差が形成されている。
そして、このシリコン基板2の表面2a、絶縁膜12の傾斜面12a及び導電体13の凹面13aを覆うようにバリア金属層14が形成されている。このバリア金属層14は、例えば、Mo、Pt、Ti等の金属を主成分とした金属材料が用いられている。
The upper surface of the conductor 13 is a concave surface 13a that is curved from the peripheral edge toward the center, and the uppermost surface of the insulating film 12 is directed from the side wall upper surface 3a of the trench 3 toward the concave surface 13a of the conductor 13. The inclined surface 12a is inclined.
As a result, a step corresponding to the difference in height is formed between the surface 2 a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13 a of the conductor 13.
A barrier metal layer 14 is formed so as to cover the surface 2 a of the silicon substrate 2, the inclined surface 12 a of the insulating film 12, and the concave surface 13 a of the conductor 13. The barrier metal layer 14 is made of, for example, a metal material whose main component is a metal such as Mo, Pt, or Ti.

このバリア金属層14のうち導電体13の凹面13aの周縁部近傍上の領域には、このバリア金属層14の厚み方向に延在する断面くさび型状の緩衝層15が形成され、この緩衝層15を含むバリア金属層14上には電極金属層16が積層されている。   In the barrier metal layer 14, a buffer layer 15 having a wedge-shaped cross section extending in the thickness direction of the barrier metal layer 14 is formed in the vicinity of the peripheral edge portion of the concave surface 13 a of the conductor 13. An electrode metal layer 16 is laminated on the barrier metal layer 14 including 15.

この緩衝層15は、電極金属層16に発生する引っ張り応力等の応力を緩和し、この応力がバリア金属層14に作用するのを防止することができるものであればよく、例えば、空気層、バリア金属層14より膨張係数が高いAl、Cu、Pd等の金属を主成分とした金属層、のいずれかが好適である。
特に、空気層は、電極金属層16に発生する応力を容易に遮断し、この応力がバリア金属層14に作用するのを防止することが容易である。
The buffer layer 15 may be any layer as long as it can relieve stress such as tensile stress generated in the electrode metal layer 16 and prevent the stress from acting on the barrier metal layer 14. Any of the metal layers whose main component is a metal such as Al, Cu, Pd or the like having a higher expansion coefficient than the barrier metal layer 14 is suitable.
In particular, the air layer can easily block the stress generated in the electrode metal layer 16 and prevent the stress from acting on the barrier metal layer 14.

このように、電極金属層16に引っ張り応力等の応力が生じた場合においても、この応力を緩衝層15が緩和することにより、この応力がバリア金属層14に局部的に集中するのを防止することが可能である。よって、バリア金属層14への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加が効率的に抑制される。   Thus, even when a stress such as a tensile stress is generated in the electrode metal layer 16, the buffer layer 15 relaxes this stress, thereby preventing the stress from being locally concentrated on the barrier metal layer. It is possible. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to concentration of stress on the barrier metal layer 14 is efficiently suppressed.

次に、SBD11の製造方法について、図2及び図3に基づき説明する。
まず、図2(a)に示すように、シリコン基板2の表面2aを熱酸化し、トレンチ形成用マスクとなるシリコン酸化膜21を形成する。
次いで、このシリコン酸化膜21上にレジスト22を塗布し、露光及び現像を行い、レジスト22のトレンチに対応する位置に開口22aを形成する。
次いで、開口22aが形成されたレジスト22をマスクとして、フッ酸を用いてシリコン酸化膜21を異方性エッチングし、このシリコン酸化膜21のトレンチに対応する位置に開口21aを形成する。
Next, the manufacturing method of SBD11 is demonstrated based on FIG.2 and FIG.3.
First, as shown in FIG. 2A, the surface 2a of the silicon substrate 2 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 21 serving as a trench formation mask.
Next, a resist 22 is applied on the silicon oxide film 21, and exposure and development are performed to form an opening 22a at a position corresponding to the trench of the resist 22.
Next, the silicon oxide film 21 is anisotropically etched using hydrofluoric acid using the resist 22 in which the opening 22a is formed as a mask, and the opening 21a is formed at a position corresponding to the trench of the silicon oxide film 21.

次いで、レジスト22を除去し、図2(b)に示すように、開口21aが形成されたシリコン酸化膜21をマスクとして、シリコン基板2の表面2aにアルゴンガスに酸素ガスを添加した混合ガスを用いた異方性エッチングを施し、シリコン基板2の表面2aに断面矩形状のトレンチ3を形成する。その後、フッ酸を用いてシリコン酸化膜21を除去する。   Next, the resist 22 is removed, and a mixed gas obtained by adding oxygen gas to argon gas is applied to the surface 2a of the silicon substrate 2 using the silicon oxide film 21 in which the opening 21a is formed as a mask, as shown in FIG. The used anisotropic etching is performed to form a trench 3 having a rectangular cross section on the surface 2 a of the silicon substrate 2. Thereafter, the silicon oxide film 21 is removed using hydrofluoric acid.

次いで、図2(c)に示すように、トレンチ3の内面を含むシリコン基板2の表面2a全面を熱酸化し、シリコン基板2の表面2a及びトレンチ3内にシリコン酸化膜からなる絶縁膜23を形成する。
次いで、絶縁膜23上に、熱CVD法により多結晶シリコンからなる導電体を堆積させる。これにより、トレンチ3内を含む絶縁膜23全面に多結晶シリコンからなる導電体24が堆積されることとなる。
Next, as shown in FIG. 2C, the entire surface 2 a of the silicon substrate 2 including the inner surface of the trench 3 is thermally oxidized, and an insulating film 23 made of a silicon oxide film is formed in the surface 2 a of the silicon substrate 2 and the trench 3. Form.
Next, a conductor made of polycrystalline silicon is deposited on the insulating film 23 by a thermal CVD method. As a result, the conductor 24 made of polycrystalline silicon is deposited on the entire surface of the insulating film 23 including the inside of the trench 3.

次いで、図2(d)に示すように、プラズマを用いた異方性エッチングにより導電体24をエッチングし、トレンチ3内以外の部分、すなわちメサ部の絶縁膜23を露出させるとともに、トレンチ3内の導電体24の埋め込み深さを、導電体13の凹面13aの周縁部近傍上の領域に形成すべき緩衝層15の形状に合わせて調整する。
これにより、トレンチ3内の導電体24の埋め込み深さは、導電体13の凹面13aの周縁部近傍上の領域に形成すべき緩衝層15の形状に合わせて設定されることとなり、トレンチ3内に残った導電体24は導電体13となる。
Next, as shown in FIG. 2D, the conductor 24 is etched by anisotropic etching using plasma to expose a portion other than the trench 3, that is, the insulating film 23 in the mesa portion, and also in the trench 3. The embedding depth of the conductor 24 is adjusted in accordance with the shape of the buffer layer 15 to be formed in the region near the peripheral edge of the concave surface 13a of the conductor 13.
Thereby, the embedding depth of the conductor 24 in the trench 3 is set according to the shape of the buffer layer 15 to be formed in the region near the peripheral edge of the concave surface 13 a of the conductor 13. The remaining conductor 24 becomes the conductor 13.

次いで、図3(a)に示すように、プラズマを用いた異方性エッチングにより絶縁膜23をエッチングする。これにより、トレンチ3内を除く部分、すなわちメサ部の絶縁膜23が除去され、トレンチ3内の絶縁膜23のみが残ることとなる。
次いで、フッ酸を用いた等方性エッチングによりトレンチ3内の絶縁膜23の最上面23aをエッチングする。
Next, as shown in FIG. 3A, the insulating film 23 is etched by anisotropic etching using plasma. As a result, the portion other than the inside of the trench 3, that is, the insulating film 23 in the mesa portion is removed, and only the insulating film 23 in the trench 3 remains.
Next, the uppermost surface 23a of the insulating film 23 in the trench 3 is etched by isotropic etching using hydrofluoric acid.

このように、トレンチ3内の絶縁膜23の最上面23aを等方性エッチングすることにより、このトレンチ3内の絶縁膜23は、トレンチ3の側壁上面3aから導電体13の凹面13aに向かって傾斜する傾斜面12aを有する絶縁膜12となる。
このようにして、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間に段差が生じることとなる。
In this way, by performing isotropic etching on the uppermost surface 23 a of the insulating film 23 in the trench 3, the insulating film 23 in the trench 3 is directed from the side wall upper surface 3 a of the trench 3 toward the concave surface 13 a of the conductor 13. The insulating film 12 has the inclined surface 12a that is inclined.
In this way, a step is generated between the surface 2 a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13 a of the conductor 13.

次いで、図3(b)に示すように、蒸着法により、クロム等の金属をシリコン基板2の表面2a、絶縁膜12の傾斜面12a及び導電体13の凹面13aを覆うように堆積させ、金属層25を形成する。
このようにして堆積された金属層25は、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間に段差が生じているので、シリコン基板2の表面2aに堆積された金属層25aと、導電体13を覆うように堆積された金属層25bとの間に、上記の段差に起因する隙間が生じることとなり、この隙間により空気層からなる緩衝層15が形成される。
Next, as shown in FIG. 3B, a metal such as chromium is deposited by vapor deposition so as to cover the surface 2a of the silicon substrate 2, the inclined surface 12a of the insulating film 12, and the concave surface 13a of the conductor 13. Layer 25 is formed.
Since the metal layer 25 deposited in this way has a step between the surface 2a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13a of the conductor 13, the metal layer 25a deposited on the surface 2a of the silicon substrate 2 and A gap resulting from the above step is formed between the conductive layer 13 and the metal layer 25b deposited so as to cover the conductor 13, and the buffer layer 15 made of an air layer is formed by the gap.

このようにして、シリコン基板2の表面2a、絶縁膜12の傾斜面12a及び導電体13の凹面13a上に、緩衝層15を含むバリア金属層14が形成されることとなる。
次いで、図3(c)に示すように、蒸着法により、緩衝層15を含むバリア金属層14上に、アルミニウム等の電極用金属を堆積させ、電極金属層16を形成する。
以上により、本実施形態のトレンチ構造型のSBD11を作製することができる。
Thus, the barrier metal layer 14 including the buffer layer 15 is formed on the surface 2 a of the silicon substrate 2, the inclined surface 12 a of the insulating film 12, and the concave surface 13 a of the conductor 13.
Next, as shown in FIG. 3C, an electrode metal such as aluminum is deposited on the barrier metal layer 14 including the buffer layer 15 by vapor deposition to form the electrode metal layer 16.
As described above, the trench structure type SBD 11 of this embodiment can be manufactured.

本実施形態のトレンチ構造型のSBD11によれば、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間に生じた段差を覆うようにバリア金属層14を形成し、この段差に対応するバリア金属層14内の領域に、このバリア金属層14の厚み方向に延在する緩衝層15を形成し、この緩衝層15を含むバリア金属層14上に電極金属層16を積層したので、この緩衝層15が電極金属層16から発生する応力を分散させ、この応力がバリア金属層14に局部的に集中するのを緩和することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加を抑制することができる。   According to the trench structure type SBD 11 of this embodiment, the barrier metal layer 14 is formed so as to cover the step formed between the surface 2a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13a of the conductor 13, and the step corresponds to this step. Since the buffer layer 15 extending in the thickness direction of the barrier metal layer 14 is formed in a region in the barrier metal layer 14 and the electrode metal layer 16 is laminated on the barrier metal layer 14 including the buffer layer 15, The buffer layer 15 can disperse the stress generated from the electrode metal layer 16, and can alleviate the local concentration of the stress on the barrier metal layer 14. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to this stress concentration can be suppressed.

また、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間に、これらの高さの差に相当する段差を形成したので、これらの上に積層されるバリア金属層14及び電極金属層16の導電体13の凹面13aに対応する位置に、凹面13aと類似形状の凹面が形成されることとなり、よって、電極金属層16に凹面を形成することにより、この電極金属層16と半田等の材料との間の電気的接続をより確実にすることができる。   Further, since a step corresponding to the difference in height is formed between the surface 2 a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13 a of the conductor 13, the barrier metal layer 14 and the electrode metal layer laminated on these steps are formed. A concave surface having a shape similar to that of the concave surface 13a is formed at a position corresponding to the concave surface 13a of the sixteen conductors 13. Therefore, by forming a concave surface on the electrode metal layer 16, the electrode metal layer 16 and solder or the like are formed. The electrical connection between the two materials can be made more reliable.

本実施形態のトレンチ構造型のSBD11の製造方法によれば、プラズマを用いた異方性エッチングとフッ酸を用いた等方性エッチングとを順次施すことにより、シリコン基板2の表面2aと、導電体13の凹面13aとの間に段差を生じさせ、これらを覆うように金属を堆積させることにより、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間の段差に起因する隙間を空気層からなる緩衝層15としたバリア金属層14を形成するので、電極金属層16から発生する応力がバリア金属層14に局部的に集中するのを緩和することができ、したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加を抑制することができる。   According to the manufacturing method of the trench structure type SBD 11 of this embodiment, the surface 2a of the silicon substrate 2 and the conductive layer are sequentially formed by performing anisotropic etching using plasma and isotropic etching using hydrofluoric acid. A step is generated between the concave surface 13a of the body 13 and a metal is deposited so as to cover the gap, so that a gap caused by the step between the surface 2a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13a of the conductor 13 is removed from the air. Since the barrier metal layer 14 is formed as the buffer layer 15 made of a layer, the stress generated from the electrode metal layer 16 can be relieved from being locally concentrated on the barrier metal layer 14, and thus the concentration of the stress is reduced. An increase in reverse current (IR) due to the can be suppressed.

[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)31を示す断面図であり、本実施形態のSBD31が第1の実施形態のSBD11と異なる点は、第1の実施形態のSBD11では、シリコン基板2の表面2aと導電体13の凹面13aとの間に生じた段差を覆うようにバリア金属層14を形成し、この段差に対応するバリア金属層14内の領域に、このバリア金属層14の厚み方向に延在する緩衝層15を形成したのに対し、本実施形態のSBD31では、面一となるシリコン基板2の表面2a、絶縁膜32の最上面32a及び導電体33の上面33aを覆うようにバリア金属層34を形成し、このバリア金属層34のうち導電体33の上面33aの周縁部近傍上の領域に、このバリア金属層34の厚み方向に延在する断面矩形状の緩衝層35を形成し、この緩衝層35を含むバリア金属層34上に電極金属層16を積層した点である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a sectional view showing a trench structure type Schottky barrier diode (SBD) 31 according to the second embodiment of the present invention. The difference between the SBD 31 of this embodiment and the SBD 11 of the first embodiment is that In the SBD 11 of the first embodiment, the barrier metal layer 14 is formed so as to cover the step formed between the surface 2a of the silicon substrate 2 and the concave surface 13a of the conductor 13, and the barrier metal layer 14 corresponding to the step is formed. Whereas the buffer layer 15 extending in the thickness direction of the barrier metal layer 14 is formed in the inner region, in the SBD 31 of this embodiment, the surface 2a of the silicon substrate 2 and the insulating film 32 that are flush with each other are formed. A barrier metal layer 34 is formed so as to cover the upper surface 32a and the upper surface 33a of the conductor 33, and the barrier metal layer 34 is formed in a region near the peripheral edge of the upper surface 33a of the conductor 33 in the barrier metal layer 34. 4 rectangular cross section of the buffer layer 35 extending in the thickness direction of the formed, a point obtained by laminating an electrode metal layer 16 on the barrier metal layer 34 including the buffer layer 35.

この緩衝層35は、第1の実施形態の緩衝層15と同様、電極金属層16に発生する引っ張り応力等の応力を緩和し、この応力がバリア金属層34に作用するのを防止することができるものであればよく、例えば、空気層、バリア金属層34より膨張係数が高いAl、Cu、Pd等の金属を主成分とした金属層、のいずれかが好適である。
特に、空気層は、電極金属層16に発生する応力を容易に遮断し、この応力がバリア金属層34に作用するのを防止することが容易である。
Like the buffer layer 15 of the first embodiment, the buffer layer 35 can relieve stress such as tensile stress generated in the electrode metal layer 16 and prevent this stress from acting on the barrier metal layer 34. Any metal layer mainly composed of a metal such as Al, Cu, Pd or the like having an expansion coefficient higher than that of the air layer or the barrier metal layer 34 is suitable.
In particular, the air layer can easily block the stress generated in the electrode metal layer 16 and prevent the stress from acting on the barrier metal layer 34.

このSBD31においても、第1の実施形態のSBD11と同様、電極金属層16に引っ張り応力等の応力が生じた場合においても、この応力を緩衝層35が緩和することにより、この応力がバリア金属層34に局部的に集中するのを防止することが可能である。これにより、バリア金属層34への応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加が効率的に抑制される。   Also in this SBD 31, as in the case of the SBD 11 of the first embodiment, even when a stress such as a tensile stress is generated in the electrode metal layer 16, the buffer layer 35 relaxes this stress so that the stress is transferred to the barrier metal layer. 34 can be prevented from being concentrated locally. As a result, an increase in reverse current (IR) due to stress concentration on the barrier metal layer 34 is efficiently suppressed.

次に、SBD31の製造方法について、図5に基づき説明する。
ここでは、シリコン基板2の表面2aにシリコン酸化膜21を形成する工程からトレンチ3内を含む絶縁膜23全面に導電体24を堆積させる工程までは、図2に示す第1の実施形態のSBD11の製造方法と同様であるから、説明を省略する。
Next, the manufacturing method of SBD31 is demonstrated based on FIG.
Here, from the step of forming the silicon oxide film 21 on the surface 2a of the silicon substrate 2 to the step of depositing the conductor 24 on the entire surface of the insulating film 23 including the inside of the trench 3, the SBD 11 of the first embodiment shown in FIG. Since it is the same as that of the manufacturing method of, description is abbreviate | omitted.

次いで、図5(a)に示すように、プラズマを用いた異方性エッチングにより導電体24をエッチングし、トレンチ3内以外の部分の導電体24を除去する、これにより、トレンチ3内に残った導電体24は導電体33となる。
次いで、プラズマを用いた異方性エッチングにより、シリコン酸化膜23をエッチングする。これにより、トレンチ3内のシリコン酸化膜23のみが残って絶縁膜32となる。
Next, as shown in FIG. 5A, the conductor 24 is etched by anisotropic etching using plasma, and the conductor 24 in portions other than the trench 3 is removed, thereby remaining in the trench 3. The conductor 24 becomes the conductor 33.
Next, the silicon oxide film 23 is etched by anisotropic etching using plasma. As a result, only the silicon oxide film 23 in the trench 3 remains and becomes the insulating film 32.

次いで、図5(b)に示すように、蒸着法により、クロム等の金属をシリコン基板2の表面2a、絶縁膜32及び導電体33を覆うように堆積させ、金属層41を形成する。
次いで、ウエットエッチングにより、金属層41のうち導電体33の上面33a及び該上面33aの周縁部近傍上の領域に対応する部分を選択除去し、金属層41に導電体33の上面33aを開放する開口41aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a metal such as chromium is deposited by vapor deposition so as to cover the surface 2a of the silicon substrate 2, the insulating film 32, and the conductor 33, thereby forming a metal layer 41.
Next, by wet etching, portions of the metal layer 41 corresponding to the upper surface 33a of the conductor 33 and the region near the peripheral edge of the upper surface 33a are selectively removed, and the upper surface 33a of the conductor 33 is opened to the metal layer 41. Opening 41a is formed.

次いで、図5(c)に示すように、蒸着法により、開口41a内に、クロム等の金属を金属層41と異なる蒸着レートにて堆積させる。
この堆積の過程では、クロム等の金属を金属層41と異なる蒸着レートにて堆積させることにより、堆積された金属層42は、金属層41と異なる格子定数を有する結晶構造となり、したがって、この金属層42は、金属層41との格子不整により金属層41に密着することなく、この金属層41との間に隙間を形成することとなる。このようにして堆積された金属層42と金属層41との間に形成された隙間43は、空気層からなる緩衝層35となる。
Next, as shown in FIG. 5C, a metal such as chromium is deposited in the opening 41 a at a vapor deposition rate different from that of the metal layer 41 by vapor deposition.
In this deposition process, a metal such as chromium is deposited at a different evaporation rate from that of the metal layer 41, so that the deposited metal layer 42 has a crystal structure having a lattice constant different from that of the metal layer 41. The layer 42 does not adhere to the metal layer 41 due to lattice mismatch with the metal layer 41, and forms a gap between the layer 42 and the metal layer 41. A gap 43 formed between the metal layer 42 and the metal layer 41 deposited in this way becomes a buffer layer 35 made of an air layer.

この緩衝層35の形状や大きさは、金属層42を蒸着する際のマッチングレートを変更することにより可変可能である。
このようにして、シリコン基板2の表面2a、絶縁膜32の最上面32a及び導電体33の上面33a上に、導電体33の上面33aの周縁部近傍上の領域に緩衝層35を有するバリア金属層34が形成される。
The shape and size of the buffer layer 35 can be varied by changing the matching rate when the metal layer 42 is deposited.
Thus, the barrier metal having the buffer layer 35 on the surface 2a of the silicon substrate 2, the uppermost surface 32a of the insulating film 32 and the upper surface 33a of the conductor 33, and in the region near the peripheral edge of the upper surface 33a of the conductor 33. Layer 34 is formed.

次いで、図5(d)に示すように、緩衝層35を含むバリア金属層34上に、アルミニウム等の電極用金属を堆積させ、電極金属膜16を形成する。
以上により、本実施形態のトレンチ構造型のSBD31を作製することができる。
しかも、緩衝層35の形状や大きさは、金属蒸着の際のマッチングレートを変更することにより可変可能であるから、電極金属層16に発生する応力やSBD31の形状に合わせて応力緩和を最適化することが可能である。
Next, as shown in FIG. 5D, an electrode metal such as aluminum is deposited on the barrier metal layer 34 including the buffer layer 35 to form the electrode metal film 16.
As described above, the trench structure type SBD 31 of this embodiment can be manufactured.
Moreover, since the shape and size of the buffer layer 35 can be changed by changing the matching rate during metal deposition, the stress relaxation is optimized according to the stress generated in the electrode metal layer 16 and the shape of the SBD 31. Is possible.

本実施形態のトレンチ構造型のSBD31においても、第1の実施形態のSBD11と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、バリア金属層34のうち導電体33の上面33aの周縁部近傍上の領域に緩衝層35を形成したので、バリア金属層34のうち電極金属層16から発生する応力が集中し易い領域に緩衝層35が形成されることとなり、したがって、電極金属層16から発生する応力を効率的に分散させ、この応力がバリア金属層14に局部的に集中するのをさらに緩和することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加をさらに抑制することができる。
Also in the trench structure type SBD 31 of the present embodiment, the same operations and effects as the SBD 11 of the first embodiment can be achieved.
In addition, since the buffer layer 35 is formed in the barrier metal layer 34 in the vicinity of the peripheral portion of the upper surface 33a of the conductor 33, the stress generated from the electrode metal layer 16 in the barrier metal layer 34 is easily concentrated. Thus, the buffer layer 35 is formed. Therefore, the stress generated from the electrode metal layer 16 can be efficiently dispersed, and the concentration of this stress on the barrier metal layer 14 can be further alleviated. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to this stress concentration can be further suppressed.

本実施形態のトレンチ構造型のSBD31の製造方法においても、第1の実施形態のSBD11の製造方法と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、金属層42を蒸着する際のマッチングレートを変更することにより緩衝層35の形状や大きさを任意に変えることができるので、SBD31に要求される様々な仕様に合わせた緩衝層35を容易かつ安価に形成することができる。
Also in the manufacturing method of the trench structure type SBD 31 of the present embodiment, the same operations and effects as the manufacturing method of the SBD 11 of the first embodiment can be achieved.
In addition, since the shape and size of the buffer layer 35 can be arbitrarily changed by changing the matching rate at the time of depositing the metal layer 42, the buffer layer 35 can be easily adapted to various specifications required for the SBD 31. Moreover, it can be formed at low cost.

なお、本実施形態のトレンチ構造型のSBD31においては、シリコン基板2の表面2a、絶縁膜32の最上面32a及び導電体33の上面33aを面一とし、これらの上に緩衝層35を含むバリア金属層34を形成した構成としたが、第1の実施形態のSBD11と同様、シリコン基板2の表面2aと、シリコン基板2の表面2aと導電体33の上面33aとの間に段差を形成し、このシリコン基板2の表面2a及び導電体33の上面33aに緩衝層35を含むバリア金属層34を形成した構成としてもよい。
このような構成とすれば、電極金属層16から発生する応力をさらに効率的に分散させることができ、この応力がバリア金属層14に局部的に集中するのをさらに緩和することができる。
In the trench structure type SBD 31 of this embodiment, the surface 2a of the silicon substrate 2, the uppermost surface 32a of the insulating film 32, and the upper surface 33a of the conductor 33 are flush with each other, and a barrier including the buffer layer 35 thereon. Although the metal layer 34 is formed, a step is formed between the surface 2a of the silicon substrate 2 and the surface 2a of the silicon substrate 2 and the upper surface 33a of the conductor 33, as in the SBD 11 of the first embodiment. The barrier metal layer 34 including the buffer layer 35 may be formed on the surface 2a of the silicon substrate 2 and the upper surface 33a of the conductor 33.
With such a configuration, the stress generated from the electrode metal layer 16 can be more efficiently dispersed, and the concentration of this stress locally on the barrier metal layer 14 can be further alleviated.

[第3の実施形態]
図6は、本発明の第3の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード(SBD)51を示す断面図であり、本実施形態のSBD51が第2の実施形態のSBD31と異なる点は、第2の実施形態のSBD31では、バリア金属層34のうち導電体33の上面33aの周縁部近傍上の領域に、このバリア金属層34の厚み方向に延在する断面矩形状の緩衝層35を形成したのに対し、本実施形態のSBD51では、バリア金属層34のうち絶縁膜32上の領域に、このバリア金属層34の厚み方向に延在する断面矩形状の緩衝層52を形成した点である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a trench structure type Schottky barrier diode (SBD) 51 according to the third embodiment of the present invention. The difference between the SBD 51 of this embodiment and the SBD 31 of the second embodiment is that In the SBD 31 of the second embodiment, a buffer layer 35 having a rectangular cross section extending in the thickness direction of the barrier metal layer 34 is provided in a region near the peripheral edge of the upper surface 33 a of the conductor 33 in the barrier metal layer 34. In contrast to this, in the SBD 51 of this embodiment, the buffer layer 52 having a rectangular cross section extending in the thickness direction of the barrier metal layer 34 is formed in the region on the insulating film 32 of the barrier metal layer 34. It is.

この緩衝層52は、第2の実施形態の緩衝層35と同様、電極金属層16に発生する引っ張り応力等の応力を緩和し、この応力がバリア金属層34に作用するのを防止することができるものであればよく、例えば、空気層、バリア金属層34より膨張係数が高いAl、Cu、Pd等の金属を主成分とした金属層、のいずれかが好適である。
特に、空気層は、電極金属層16に発生する応力を容易に遮断し、この応力がバリア金属層34に作用するのを防止することが容易である。
Like the buffer layer 35 of the second embodiment, the buffer layer 52 relieves stress such as tensile stress generated in the electrode metal layer 16 and prevents this stress from acting on the barrier metal layer 34. Any metal layer mainly composed of a metal such as Al, Cu, Pd or the like having an expansion coefficient higher than that of the air layer or the barrier metal layer 34 is suitable.
In particular, the air layer can easily block the stress generated in the electrode metal layer 16 and prevent the stress from acting on the barrier metal layer 34.

このSBD51を製造するには、第2の実施形態のSBD31の製造方法において、金属層41を形成した後、ウエットエッチングにより、金属層41のうち絶縁膜32上の領域を選択除去し、金属層41に絶縁膜32の上面を開放する開口を形成し、この開口内に、クロム等の金属を金属層41と異なる蒸着レートにて堆積させればよい。   In order to manufacture this SBD 51, in the manufacturing method of the SBD 31 of the second embodiment, after the metal layer 41 is formed, a region on the insulating film 32 in the metal layer 41 is selectively removed by wet etching, and the metal layer 41 An opening that opens the upper surface of the insulating film 32 is formed in 41, and a metal such as chromium may be deposited in the opening at a vapor deposition rate different from that of the metal layer 41.

本実施形態のトレンチ構造型のSBD51においても、第2の実施形態のSBD31と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、バリア金属層34のうち絶縁膜32上の領域に緩衝層52を形成したので、バリア金属層34のうち電極金属層16から発生する応力が集中し易い領域に緩衝層52が形成されることとなり、したがって、電極金属層16から発生する応力を効率的に分散させ、この応力がバリア金属層14に局部的に集中するのをさらに緩和することができる。したがって、この応力の集中に起因する逆方向電流(IR)の増加をさらに抑制することができる。
Also in the trench structure type SBD 51 of the present embodiment, the same operations and effects as the SBD 31 of the second embodiment can be achieved.
In addition, since the buffer layer 52 is formed in the barrier metal layer 34 in the region on the insulating film 32, the buffer layer 52 is formed in the barrier metal layer 34 in a region where stress generated from the electrode metal layer 16 is likely to concentrate. Therefore, the stress generated from the electrode metal layer 16 can be efficiently dispersed, and the stress can be further alleviated from being locally concentrated on the barrier metal layer 14. Therefore, an increase in reverse current (IR) due to this stress concentration can be further suppressed.

11 ショットキーバリアダイオード(SBD)
2 シリコン基板(半導体基板)
2a 表面(一主面)
3 トレンチ
3a 側壁上面
12 絶縁膜
12a 最上面
13 導電体
13a 凹面
14 バリア金属層
15 緩衝層
16 電極金属層
21 シリコン酸化膜
21a 開口
22 レジスト
22a 開口
23 絶縁膜
23a 最上面
24 導電体
25、25a、25b 金属層
31 ショットキーバリアダイオード(SBD)
32 絶縁膜
32a 最上面
33 導電体
33a 上面
34 バリア金属層
35 緩衝層
41 金属層
41a 開口
42 金属層
43 隙間
11 Schottky barrier diode (SBD)
2 Silicon substrate (semiconductor substrate)
2a Surface (one main surface)
3 Trench 3a Side wall top surface 12 Insulating film 12a Top surface 13 Conductor 13a Concave surface 14 Barrier metal layer 15 Buffer layer 16 Electrode metal layer 21 Silicon oxide film 21a Opening 22 Resist 22a Opening 23 Insulating film 23a Top surface 24 Conductors 25, 25a, 25b Metal layer 31 Schottky barrier diode (SBD)
32 Insulating film 32a Top surface 33 Conductor 33a Upper surface 34 Barrier metal layer 35 Buffer layer 41 Metal layer 41a Opening 42 Metal layer 43 Gap

Claims (4)

半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層が積層されたショットキーバリアダイオードにおいて、
前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に、前記バリア金属層の厚み方向に延在する空気層である緩衝層を備えてなることを特徴とするショットキーバリアダイオード。
A trench is formed on one main surface of the semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, a conductor is embedded in the trench, and a barrier metal layer and an electrode metal layer are stacked on the conductor. In the Schottky barrier diode,
The thickness of the barrier metal layer in any one or more of the regions of the barrier metal layer on the conductor, the region on the periphery of the conductor, and the region on the insulating film. A Schottky barrier diode comprising a buffer layer that is an air layer extending in a direction.
前記バリア金属層のうち前記絶縁膜上の領域が選択除去され、当該領域に前記緩衝層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のショットキーバリアダイオード。 2. The Schottky barrier diode according to claim 1 , wherein a region on the insulating film of the barrier metal layer is selectively removed, and the buffer layer is provided in the region. 半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層を積層するショットキーバリアダイオードの製造方法において、
前記導電体の埋め込み深さを、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域に形成すべき空気層である緩衝層の形状に合わせて設定し、該設定された深さを有する前記導電体上にバリア金属層を形成すると同時に該バリア金属層内に前記緩衝層を形成することを特徴とするショットキーバリアダイオードの製造方法。
A trench is formed on one main surface of a semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, a conductor is embedded in the trench formed with the insulating film, and a barrier metal layer and an electrode metal layer are formed on the conductor. In the manufacturing method of the Schottky barrier diode to laminate
The embedded depth of the conductor is set to one or more of a part of the barrier metal layer on the conductor, a region in the vicinity of the peripheral edge of the conductor, and a region on the insulating film. Set according to the shape of the buffer layer, which is an air layer to be formed in the region, and form the barrier metal layer on the conductor having the set depth, and simultaneously form the buffer layer in the barrier metal layer A method for manufacturing a Schottky barrier diode.
半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層及び電極金属層を積層するショットキーバリアダイオードの製造方法において、
前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域、前記導電体の周縁部近傍上の領域、前記絶縁膜上の領域、のいずれか1箇所以上の領域を選択除去し、該選択除去された領域に、前記バリア金属層の堆積速度とは異なる堆積速度にて金属を堆積させ、この堆積された金属層と残存する前記バリア金属層との間に空気層である緩衝層を形成することを特徴とするショットキーバリアダイオードの製造方法。
A trench is formed on one main surface of a semiconductor substrate, an insulating film is formed on the inner surface of the trench, a conductor is embedded in the trench formed with the insulating film, and a barrier metal layer and an electrode metal layer are formed on the conductor. In the manufacturing method of the Schottky barrier diode to laminate
The barrier metal layer is selectively removed by selectively removing one or more of a region on the conductor, a region on the periphery of the conductor, and a region on the insulating film. A metal is deposited in the formed region at a deposition rate different from the deposition rate of the barrier metal layer, and a buffer layer which is an air layer is formed between the deposited metal layer and the remaining barrier metal layer. A method for manufacturing a Schottky barrier diode.
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