JPH01253961A - シヨツトキバリア半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高耐圧のショットキバリア半導体装置に関す
る。

〔従来の技術と発ＢＡが解決しようとする課題〕ショッ
トキバリアダイオードは、高速応答性（高速スイッチン
グ特性）の良さ及び低損失である利点を生かして、高周
波整流回路等に広く利用さ九テいる。しかし、ショット
キバリアダイオードは１周辺耐圧（ショットキバリアの
周辺での耐圧）がバルクＭ圧（ショットキバリアのｃＩ
１５での耐圧）に比べて低下する現象が著しく、ｉ％耐
圧化が難しいという問題全有する。

この問題を解決するためにフィールドプレートを設ける
こと、又はガードリングを設けることは。

例えは米国のニス・エム・シイー著の「フイズイクス　
オブ　＋ミコンダクタ　デバイスＪ第２版等で知られて
いる。また、フィールドプレートとガードリングの両刀
を使用することも既に行われている。

フィールドプレート構造のショットキバリアダイオード
は、ｎ形半導体領域と、この土く形成されたｎ形半導体
領域と、このｎ形半導体領域の土ニ形成されたショット
キバリア形成可能な金属電極ｃ以下バリア金＠１ｍ極又
はバリア電極と呼ぶ）と、ｎ形牛導体領域土にバリア金
属電極を包囲するように形成された絶縁層と、この絶縁
層上に設けられ且つバリア金！ｆ４を極に接続さ九たフ
ィールドプレートと、ｎ形半導体領域に接続されたオー
ピック電極とから成る。バリア金属電極とオータック電
極との間に逆電圧を印２７０すると、バリア金Ｗ４を極
とｎ形半導体領域との間に空乏層が生じるト共Ｖｃ、フ
ィールドプレートの下部のｎ形半導体領域にもフィール
ドプレートの電界効果−よって空乏層が発生し、バリア
金属！極の周辺ｉＫ電界が集中することが緩和され、シ
ョットキバリアの周辺耐圧が向上する。しかし、１を界
の集中を良好に緩和し、大幅に耐圧を向上させることは
実際上困難であった。

一万、ガードリング構造のショットキバリアダイオード
は、平面的に見てバリア金属電極の周辺に接続されると
ともにバリア金ｐＡｔ極を囲むように配置されたｐ形半
導体領域から成るガードリングを有する。ガードリング
のｐ形半導体領域はｎ形半導体領域とｐｎ接合を形成し
、このｐｎ接合に逆電圧が印加されると、ショットキバ
リアの周辺よりも効果的に空乏層が広がる。この結果、
バリア金属電極の周辺耐圧を向上させることができる。

しかし、ショットキバリアダイオードとｐｎ接合ダイオ
ードとを並ダ１ｊ配置した構造になるため。

順電圧全印加して順を流を流したときＫ　ｐ　ｎ接合部
分において少数キャリアの注入が発生し、ショットキバ
リアダイオードの特長の１つである高速応答性が低下す
る。又、ガードリングとフィールドプレートとの組み合
せ構造も広く利用さｒ、ているけれども、大幅な高耐圧
化は困難である。

そこで１本発明の目的は、高速応答性を砕保しつつ高耐
圧化が可能なショットキバリア生導体装置を提供するこ
とＫある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明は、半導体領域と、前
記半導体領域との間にショットキバリアを生じさせるこ
とができるより罠前記半導体頌城上に形成されたバリア
′１ｒ極と、前記バリア電極を包囲するよ’ＩＫ前記半
導体領域上に配置され、且つ前記バリア電極に電気的に
接続され、且つ前記バリア電極よりも大きなシート抵抗
を有し、且つ前記半導体領域との間にショットキバリア
を生じさせることができるように形成された第１の薄層
と、前記第１の薄層の、Ｊ：に配置され、且つ前記バリ
ア電極よりは大きいが、前記第１の薄層よりは小さいシ
ート抵抗を有し、且つ前記バリア電極に電気的罠接続さ
れた第２の薄層とを備えたショットキバリア牛導体装置
に係わるものである。

〔作　用〕

上記発明において、バリアｔ＠！と半導体領域との間に
逆電圧が印加された時には、バリア電極と半導体領域と
の間のショットキバリアに基づく空乏層と、第１の薄層
と半導体領域との間のショットキバリアに基づく空乏層
とが発生する。第１の薄層はバリア電極全包囲している
ので、バリア電極に第１の薄層が＠接している場合には
両空乏層が直接に連続し、ガードリングを含む場合には
。

これによるｐｎ接合の空乏層を介して連続する。

バリア電極と第１の薄層との両方が半導体領域との間に
ショットキバリアを生成し、旦つ第１の薄層が抵抗体で
あるために薄層の内周側から外周側に向って電位が徐々
に変化する電位勾配が生じる。

この結果、バリア電極の周縁部に電界が集中しないよう
な空乏層の広がりが得られ、耐圧が大１１６に向上する
。

第２の薄層は逆［流を低減する作用を有する。

即ち第２の薄層を設けることによって第１の薄層先端部
近傍で起るブレークダウン電圧が高くなり。

ブレークダウンに基づいて第１の薄層に流れる逆電流が
減少する。

〔第１の実施例〕 本発明の第１の実施例に係わるショットキバリアダイオ
ード及びその大造方法を第１図〜第５図を参照して説明
する。

Ｍ１図に示すショットキバリアダイオード金製作する際
には、まず、第２図囚に示すよりに、　ＧａＡｓ　（砒
化ガリウム）から成る牛導体基板２１を用意する。この
牛導体基板２１は厚さ３００μｍ。

不純物濃度７〜３メ１０”ｃｍ　　のｎ　影領域２２の
士に、厚さ１０〜２０μｍ、不純物濃度１〜２Ｘ　１０
”ｃｍ　　のｎ影領域２６をエピタキシャル成長させた
ものである。

次に、第２図（Ｔ３）に示すようにｎ形ＧａＡｓから成
るｎ形飴域２６の上面全体にＴｉ（チタン）薄層２４を
真空蒸着で形成し、更にその上面全体にＡＩ（アルεニ
ウム）層２５を連続して真空ＭＪＮする。

Ｔｉ薄ｊ−２４の厚さは５０Ａ〜２　ＯＤＡ（０，００
５〜０．０２μｍ）と極薄である。Ａｌｌｍ２５の厚さ
は約２μｍでＴｉ薄層２４０１００倍以上である。史に
、ｎ影領域２２の下面にＡｕ　（金）−Ｇｅｔゲルマニ
ウム）の合金から成るオーイツタ接触の電極２６全真空
蒸看により形成し、その後６８０℃。

１０秒間の熱処理を行う。

次に、第２図０に示すようにフォトエツチングによりＡ
１層２５の一部を除去し、主順電流通路となるショット
キバリア電極に対応させて、ｕｍ２５ａ’ｔ３Ｊｎさせ
る。更に、フォトエツチングによりＴｉ薄層２４をチッ
プの周辺領域から除去し、　ＡＩＪ曽２５ａの下部に位
置するＴｉ薄層２４ａとこｔ′Ｌ全隣接して包囲するＴ
ｉ薄層２４ｂを残存させる。Ｔｌ薄層２４ａ、２４ｂは
Ｔｉ自体は導体であっても極薄の膜であるため、シート
抵抗が２０〜４００Ω／口の抵抗層となっており、ＡＩ
層２５ａに比べて桁違いに高い抵抗層である。

次に、空気中で３００℃、６０分間の熱処ｆ！！！を施
″ｊ５これにより、第２図■に示すようにＡｉ層２５ａ
Ｋ被覆されていない１゛ｉ薄膚２４ｂは酸化されて第１
のチタン酸化物薄層２７となる。ＡＩ層２５３の下部の
Ｔｉ薄層２４ａはＡＩ層２５ａにマスクさｆしているの
で酸化されない。チタン酸化物薄層２７はＴ１１層７１
２４ｂよりも層厚が増大して概算で７５Ａ〜６００Ａと
なっており、また、シート抵抗が約１００Ｍ０／口とい
う牛絶縁性の高抵抗層となっており、完全な絶縁物と見
なせる’ｌ’ｉＱ２　（２酸化チタン）にかなり近い状
態となっている。

次に、　ＡＩ層２５ａをエツチングで除去した後。

第２図■に示すようにＴ１薄層２４ａ、チタン酸化物薄
層２７．ｎ影領域２６の土面にＴｉ薄１−２８を真空蒸
着する。続いて、Ｔｉｍ層２層内８面ＫＡＩ層２９を真
空蒸着する。Ｔｉ薄層２８及びＡＩ）脅２９の層厚はそ
れぞれ１゛ｉ薄漕２４及びＡＩ層２５の１−厚とほぼ等
しい。

次九、第２図任）に示すようにＡｌｌｍ２９の−Ｓをエ
ツチングで除去し、ショットキバリア電極に対応させて
ＡＩ層２９ａを残存させる。更にフォトエツチングによ
りチップの周辺領域からＴｉ薄層２８を除去し、　ＡＩ
　Ｎ２９　ａの下ｉＫ位置するＴｉ薄層２８ａとこれを
隣接して包囲するＴｉ薄層２８ｂ全残存させる。ＴｉＭ
Ｎｉ＊２８　ａ、　２８　ｂσ）シート抵抗はＴｊ薄）
ｆｄ２４ａと同じである６続いて、空気中で２７５℃、
２５分間の熱処理を流子。これにより、第２図Ωに示す
ようにＡＩ層２９ａに板積されていないＴｉ薄層２８ｂ
は酸化されて第２のチタン酸化物−７１１＃３０となる
。Ａ１層２９ａの下部のＴｉ　？専層２８ａはＡＩ層２
９ａにマスクされているため酸化されない。なお、第２
のチタン酸化物＃／＊ｉ３０はＴｉＭ層２８１）　（７
）層厚ヨリも増大Ｌ−’ｒ７５Ａ　〜３００λの層厚と
なっており、第１のチタン酸化物薄Ｊ曽２７とほぼ（ロ
）じ層厚となっている。第２のチタン酸化物薄層６０は
第１のチタン酸化物薄Ｊ＠２７よりも酸化の程度を弱め
である。したがって、第２のチタン酸化物薄層６０は、
約１００Ｍ０／口のシート抵抗を有し、１Ｆ−絶縁性の
高抵抗層ではあるけれども第１のチタン酸化物薄層２７
よりは低抵抗の薄層となっている。第１及び第２のチタ
ン酸化物薄層２７．３０はそれぞれ完全な絶縁物と見な
せるＴｉＯ２よりも酸素が少ないいわゆる酸素プアーな
チタン酸化物′ｊ″１０ｘ（ｘは２より小さい数値）に
なっているものと考えられる。なお、第２のチタン酸化
物薄層６０は第１０）チタン酸化物薄層２７よりも酸素
プアーσ）程度が大きい。

ここで、ＡＩとＴＭの両方ともＧａＡｓとＩＪｌｊにシ
ョットキバリアを形成する金属であるので、ＡＩ層２９
ａとＡＩ層２９ａの下部に位置する２層グ）ＴＩ薄Ｉ修
２８ａ、２４ａから成るｔ＠ｔをバリア砒極ヌはバリア
金１４ｔ′＠ｉ３１と呼ぶこととする６第６図に示すよ
うに２層のチタン酸化物薄層２７．３０は、＜　ＩＪア
金属電椿６１全包囲するよりに配置されている。２層の
チタン酸化物薄Ｎ２７．３０はバリア金搗［極６１に隣
接しており、バリア金属電極６１と電気的に接続されて
いる。なお、第２図（Ｑに示１ように、第１のチタン酸
化物薄層２７の外周端と第２のチタン酸化物薄層６０の
外周端は一致しておらす、第２０）チタン酸化物薄ｎ４
６０の外周端の万が第１のチタン酸化物薄層２７の外周
端よりもバリア金Ｍｔ極３ＬＮに位置する。

続いて、第１図に示すようにチタン酸化物薄層２７．３
０全被ａする絶縁層６２を設けてショットキバリアを有
する牛導体チップ即ち電力用ショットキバリアダイオー
ドチップを完成させる。なお、絶縁層６２はプラズマＣ
ｖＤ法ヌは光ｅＶＤ法により形成したシリコン酸化膜が
好適であった。

図示では省略しているが、　ＡＩ層２９ａの土面釦は例
えば１゛ｉ層とＡｕ層とを順次に設け、こｔ′Ｌをリー
ド部材に対１°る接続用電極とする。

第３脚は第２図（？）の状態のチッグσ〕平面図である
。このｍ３図σ）各部の寸法を例示すると、バリア金桟
ｔ＆極６１の幅ａは約９１０μｍ、第２のチタン酸化物
燵ｆｆｌ１３０の幅すは約１４０μｍ、第１のチタン酸
化物薄層２７が第２のチタン酸化物薄層６０からはみ出
している幅Ｃは約１０μｍ、第１のチタンば化物薄層２
７の先端とｎ影領域２３の周縁との幅ｄは約１５０μｍ
である。

第４図の曲紐Ａは本実施例のショットキバリアダイオー
ドの逆電圧−逆電流特性の１例を示す。

このような特性を示す理由については不明確な点もある
が１次のように考えられる。ショットキバリアダイオー
ドに印加する逆電圧を零ボルトから徐々に高めていくと
、第４図の佃城ＩＫ示すよ）にショットキバリアダイオ
ードには極めて倣少な飽和電流１３かｉ九る。この飽和
を流１８はバリア金Ｊ、Ｊｔ極３１に基づくｗＪｌのシ
ョットキバリアと。

第１のチタン酸化物薄層２７に基づく第２のショットキ
バリアを通って流れる。逆電圧印加回路はアノード電極
となるバリア金属電極３１と、カノードｍｅとなるオー
ビック電極２６とに接続さする。第１及び第２のチタン
酸化物薄層２７．３０には逆電圧印加回路が直接に接続
さｔ″Ｌないため。

第１及び第２のチタン酸化物薄＃Ｉｋ’２７．３０を通
る電流はバリア金属電極３１に流れ込む。ここで。

第１σ）チタン酸化物薄層２７は第２のチタン酸化物薄
層３０よりも高抵抗の１＠どなっているため。

バリア金ａｔ極３１に向って横方向に流する第２のショ
ットキバリアの飽和電流ｌＳは主として抵抗の小さい第
２のチタン酸化物薄層６０を流れる。

逆電出金さらに高めて、１００〜１５０Ｖ程度とすると
、第１チタン龜化物薄層２７の外周縁近傍の複数の倣少
曽域でブレークダウンがｊｌ、！４図の領域Ｕに示すよ
うに逆電流が階段状に増加する。このブレークダウンに
伴う逆を流１０はＳ第１のチタン酸化物薄層２７の上に
第２のチタン酸化物薄層３０が重なっている部分では主
として第１のチタン酸化物薄層２７よりも低抵抗ｌ―と
なっている第２のチタン酸化物薄層３０を通ってバリア
余端電極３１に流れ込む。従来のショットキバリアダイ
オードではこの微少領域でのブレークダウンが引き金と
なって大きな逆電流１ｏが流れるが。

本発明に従うショットキバリアダイオードでは大きな逆
電流１０が流九ない。即ち、第１及び第２のチタン酸化
物薄層２７．３０はいずれも？ｆ！Ｊ抵抗層であるため
、第１及び第２のチタン酸化物薄層２７．６０の抵抗分
による電流制限が働き、逆電流１ｏの大きな増大か抑制
される。

逆電流１ｏが流れることにより、第１のチタン酸化物薄
層２７と第２のチタン酸化物薄１−６０には電位勾配が
生じる。ここで、逆電流１ｏは主として第２のチタン酸
化物薄層６０を流れるため、’ｉｍ位勾配は主として第
２のチタン酸化物薄層３０によって決定される。頌域口
の終りＫなると、第１のチタン酸化物薄層２７のバリア
金属電極３１ＫＦ１する内周側の端部と、バリア金鵡１
！極６１から遠い外周側の端部との間の電位差が比ＩＩ
９的大きくなる。この結果、第１のチタン酸化物薄ｒｍ
　２７の外周側の端部とオータック電極２６との間の′
電位差は、印加する逆電圧全増加させてもあｆり増大し
なくなる。このため、第１のチタン酸化物薄層２７の外
周縁での新たなブレークダウンは発生しなくなる。しか
し、既に第１のチタン酸化物薄層２７の外周側にて発生
したブレークダウンはそのまま維持され、このブレーク
ダウンに基づく逆電流１ｏが主として第２のチタン酸化
物薄層６０を通って流ｆ′Ｌ続ける。

領域１１１においては、第１のチタン酸化物薄ノー２７
の外周側での新たなブレークダウンが生じないたぬに、
逆電圧の増加に伴って逆′ｒ！ｉ流が徐々に増加するも
のの急増しない期間が続くことになる。

この期間において、第５図に模式的に示す空乏層３６が
バリア金ｍ電極６１と第１のチタン酸化物￥Ｓ層２７の
下のｎ影領域２３に生じる。第１のチタン酸化物薄層２
７とｎ形９１域２２との間の電位差は、第１のチタン酸
化物薄層２７の内周側の端部から外周側の端部に向うに
従って小さくなるので、空乏層３６の広がり（垂直方向
の厚さ）も内周側の端部から外周側の端部に向うに従っ
て小さくナル。また、バリア金属を極３１から第１のチ
タン酸化物薄層２７の外周側の端部にかけてのｎ影領域
２６の表面はショットキバリアとして連続している。こ
ｔＬ等の結果、１Ｆ界集中を緩和することができるなた
らかな空乏層３３が得られ、バリア金稿′ｔｉＬ極３１
の周縁端での電界集中が緩和されている。

逆電圧が約２５０ｖになると、バリア金属を極６１の周
に端とオータック！！極２６との間に臨界１！界強度Ｅ
ｃｒｉｔを越える箇所が生じてブレークダウンが発生す
る。これにより、領域１ｖに示すように逆電流が急増す
る。

本実施例のショットキバリアダイオードをスイッチング
周波数５００　ｋＨｚのスイッチングレギュレータの整
流ダイオードとして使用したところ。

ノイズ発生の極めて少ない良好な’！Ｉ　Ｖｆｔ、ｈ作
がｈｇさｒムた。なお、第１及び第２のチタン酸化物薄
層２７．３０？Ｉ−設けることによるスイッチング速度
（昼速応答性）の低下は醗められなかった。

バリア金Ｊｌｌ１ｍ！極３１の外筒部を包囲する第１の
チタン酸化物薄層２７に相幽するもののみを設けた場合
でも高耐圧化が達成さｆＬる。しかし１本発８ＡＫ従っ
て第１のチタン酸化物薄層２７の±に第２のチタン酸化
物薄層６０を設けると、逆電流レベルの小さいショット
キバリアダイオードを実現できる。第４図の曲ＭＡＢに
１層のチタン酸化物薄層により高耐圧化したショットキ
バリアダイオードの逆電圧−逆電流特性を示す。この曲
線Ｂと本実施例の曲ｍＡとの比較から明らかなように１
本実施例のショットキバリアダイオードの方が逆電流レ
ベルが小さいことがわかる。

逆電流レベルが小さくなる理由は必すしも明らかではな
いが、第４図から２つの現象が読みとハる。１つは、ａ
城Ｉの比較から明らかなよりに。

曲線Ａの飽和電流１８が曲線Ｂよりも低減していること
によるものである。こｎは、第１のチタン酸化物ｉｖ層
２７の酸化の度合を強めたことにより第１のチタン酸化
物薄層２７に基つ（第２のショットキバリアのバリアハ
イドφＢが大きくなり、バリアハイドφＢか大きくなる
程飽和電流１８が小さくなるという関係が生じているも
のである。もり１つの現象は１曲＆ＬＡの領域口が曲ｉ
Ｂの領域１］より高圧側にシフトしていることＫよるも
のである。すなわち、第１のチタン酸化物薄層２７の外
周縁近傍（第２のチタン酸化物薄層６０の外）′Ｉ８ｄ
縁から第１のチタン酸化物薄！＃Ｉ２７の外周縁にかけ
てＱ　ｆｉＪ域を総称している）における耐圧が向上し
ている。したがって、土述の微少領域でのブレークダウ
ンが生じたとき、印加逆電圧が同一レベルで比Ｍｊると
、第１のチタン酸化物薄層２７の外周縁近傍での耐圧が
高くなる分、第１及び第２のチタン酸化物薄層２７．３
０の内周端と外周端の間の電位差が小さくなる。この電
位差が小さいと。

第２のチタン酸化物薄／１３０のシート抵抗は第４図［
ＩＥＥＨ１１場合と同等になっているので、領域１１に
おける逆電流１ｏが小さくなる。

本実施例の他の効果音★約すると以下のとおりである。

＋ＩＩ　　従来のガードリングを有するショットキバリ
アと比較して高耐圧化でき、且つ高速応答性が良い。

（２）従来の絶縁層全弁したフィールドプレート’に！
するショットキバリアダイオードと比較して高耐圧が得
られ、且つ特性の熱的不安定性が解消されている。

＋３１　　ＡＩ層２９ａの直下に設けたＴｉ薄層２４ａ
。

２８ａの延在部である’ｌ’ｉ４層２４ｂ、２８ｂｋ酸
化させてチタン酸化物＃場２７，３０を得るので。

目的とするナタン酸化物薄島２７．３０全容易に得るこ
とができる。筐た。バリア金属電極３１とチタン酸化物
Ｗｉ層２７．３０の電気的接続を容易且つ確実に溝底で
きる。

〔第２の実施例〕 次に、第６図に示す本発明の第２の実施例に係わるショ
ットキバリアダイオードを説明する。但し、第１図と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する
。

第６図のショットキバリアダイオードは、第１の実施例
のショットキバリアダイオードと同様にバリア金属電極
３１の外周に２鳥のナタン酸化物ｍ層２７．３０がリン
グ状に配置されており、逆電流レベルの小さい高耐圧の
ショットキバリアダイオードを実現している。さらに、
第６図のショットキバリアダイオードはバリア金ｗ４１
！Ｌ極３１が中央に配置された大きな厚みの第１のバリ
ア金属を榛３１ａと、第１のバリア金属電極３１ａを包
囲して配置された肉薄の第２のバリア金Ｍ電極６１ｂと
から成る。第１のバリア金属１！極３１ａは３１層２９
ａと３１層２９ａの下部に位ｒｒ１する２層のＴｉ薄層
２４ａ、２８ａから成り、第２のバリア金４１１ｉ＊＆
３１ｂは２層の１゛ｉ薄層２４ｃ、２８ｃから成ってい
る。１゛監薄２４ｃ、２８ｃはそれぞれ１゛ｉ薄層２４
ａ、２８ａの砥在部分であり、チタン酸化物薄層２７．
３０はそれぞれ’Ｉ”ｉ＄層２４ｃ。

２８ｃの蝙在部分を酸化することで得ら九ている。

肉薄の第２のバリア金属電極３１ｂを設けることで電界
集中点と応力集中点を分離することができ。

規定耐圧以下の製品の住しる頻度が少なくなり耐圧歩留
りが向上する。

ｆた。電位勾配を決別する上側のチタン酸化物薄層３０
にはリング状の等電位化用Ｔｉｗｉ層３７が設けられて
いる。等電位化用ＴｉＮ層３７はＴｉ薄層を酸化させて
チタン酸化物薄ＲＩＩ３０を得るさいＫ、部分的に＃！
化を一＋！：丁ＫＴｉ薄層をそのまま残存させて得る。

リング状の等電位化用ゴミ薄層３７は導電性が高いので
１等電位分布領域となり得る。

この結果、ｎ影領域２３の表面士における平面的に見た
電位分布の不均一性を修正して均一な空乏鳩を形成し、
耐圧歩留りを向上させることができる。

〔変形例〕

本発明は土述の実施例に限定されるものでなく。

例えば次の変形が可能なものである。

ｆｉ＋　　チタン酸化物薄層２７のシート抵抗及びチタ
ン酸化物薄層３０のシート抵抗は牛導体チップの構造や
サイズによって効果的な範囲が変わるが。

上側のチタン酸化物４／１３０のシート抵抗は１０にΩ
／口〜１００００Ω／口、　Ｗｔ　Ｌ、　＜　ハ５０　
ＭＯ／口〜２００ＭΩ／口に選ぶべきである。また、下
側のチタン酸化物薄層２７のシート抵抗は１０ＭΩ／口
〜ｉｏｏｏｏＭΩ／口、望！シ＜は２００ＭΩ／口〜３
００（ＩｎｌΩ／口に選ぶべきである。

（２）　　チタン酸化物薄層２７の幅ｂ　＋　ｃを約１
０μｍ以上にすることによって耐圧向上の効果が現われ
、３０ａｍ以上にすることＫよってその効果が顕著にな
る。しかし、所定の耐圧が得られる歩留りを高くするた
めＫは１１００１Ｉ以上に設計することが一層望ましい
。幅ｂ　＋　ｃを５００μｍ又はこれよりも太き（設定
しても耐圧向上効果を十分に得ることができる。従って
１幅ｂ　＋　ｃのＪｃ限はないが１幅ｂ　＋　ｃを５０
０μｍ以上にしても耐圧の比例的増大を期待することが
できないはかりでなく、苧導体チップが大型化するとい
う問題が任じる。従って＊　Ｄｍｂ　＋　ｃを３０〜５
００１１ｍのＳ囲にすることが望ましい。

＋３１　　Ｔｉｉ！１層２４．２８０ＭＪｌ！Ｊは、膜
厚制御、酸化ｍ度、酸化時間等を勘案して２ＯＡ以上に
丁べきである。士限については、所定のシート抵抗が得
らｎるのであれば制限はないが、１゛ｉ薄層２４゜２８
を熱酸化してチタン酸化物薄層２７．３０金得るので、
酸化温度と酸化時間を勘案して３００λ以下とすべきで
ある。なお、プラズマ酸化のよ′ｌｌな強力な酸化を行
うのであれば、この上限はさらに拡大できる。

ｆ４１　　’Ｉ’ｉ薄層２４．２８を酸化してチタン酸
化物薄層２７．３０を祷るときの酸化温度は５００℃以
下にすることが望１　Ｌ　＜　、　Ａｕ糸の電極を用い
る時は３８０℃以下とする。酸化温度の下限値について
は、熱酸化法による時では２００℃以上とするが、プラ
ズマ酸化による時では室温以下の低温とすることもでき
る。酸化時間は１゛鳳薄２４，２８の厚さ、酸化温度、
酸化雰囲気によって変わるが、５秒〜２時間の範囲に収
めるのが望ましい。

（５）　　チタン酸化物薄層２７．３０に対応するもの
をチタン酸化物の＃Ｎ−′Ｐスパッタリングで形成して
もよい。

（６１シート抵抗が高く且つショットキバリアを生成す
る薄層としてチタン酸化物薄層が好適であるが、　１’
ａ　（タンタル）糸材料の酸化物薄層等にすることもで
きる。ｆた。Ｔｉ薄層２４，２８及びチタン酸化物薄層
２７．３０はＩｎ　’Ｐ　Ｓｎ等を添加したものであっ
てもよい。

（７）ｐ　形軸城から成るガードリングと組合せること
もできる。第６因の例で説明すれば、Ｔｉ薄層４２とチ
タン酸化物薄４３７の境界部分の下部にｐ影領域を形成
し、第１のバリア金稿電極３１ａからは離間させる。こ
うすれば第１のバリア金践電極３１ａよりも高いシート
抵抗を有する第２のバリア金員電極３１ｂの抵抗分によ
ってｐ形惟域に順を流が流れることが抑制され、高速応
答性の低下は起こらない。高速応答性が問題にならない
とき゛は、第１図のバリア金員電極６１の周縁に隣接す
るよ５にガードリングを形成してもよい。ガードリング
を形成したときは、バリア合端電極によるショットキバ
リアとチタン酸化物薄層によるショットキバリアは、ガ
ードリングのｐｎ接合を弁して接続する。

ｆｓｌ　　ＧａＡｓの代りにｌｎＰ　（＃化インジウム
）等のＵ＋−Ｖ族化合物やシリコンを使用するショット
キバリア半導体装置にも適用可能である。

＋９１　　集積Ｉａ絡路中ショットキバリア半導体装置
を形成する場合には、ｎ影領域２３全島状に囲むように
ｎ形飴域２２を設けてオーミックｔａ極２６をｎ影領域
２３の表面側に設けるプレーナ構造としてもよい。

ＣＩ（Ｉ　　ｎ影領域２６．ｎ影領域２２をｐ影領域と
置き換えることもできる。

〔発明の効果〕

土述の如く１本発明によれば、逆電流（漏れ電流）の小
さい高耐圧のショットキバリア半導体装置ｉｔを提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係わるショットキバリ
アダイオードを示す断面図。 第２図囚〜（ｑ）は第１図のショットキバリアダイオー
ドを製造工程順に示す断面図。 第３図は第２図（ｑ）の状態を示す平面図。 第４図は第１図のショットキバリアダイオード及びチタ
ン酸化物薄層を単層にしたショットキバリアダイオード
の逆電圧−逆電流特性図。 第５図は空乏層を模式的に示すショットキバリアダイオ
ードの一部拡大断面図。 第６図は第２の実施例のショットキバリアダイオードを
示す断面図である。 ２２・・・ｎ形頌城、２３・・・ｎ影領域、２６・・・
オータックｔ＆、２７・・・第１のチタン酸化物薄層、
３０・・・第２のチタン酸化物薄層、３１・・・バリア
金員電極。 代　　理　　人　　　高　　野　　則　　次３１ハ゛’
１７金玉電〉８戸 第３図 第４図 遠電這■）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕　半導体領域と、 前記半導体領域との間にシヨツトキバリアを生じさせる
   ことができるように前記半導体領域上に形成されたバリ
   ア電極と、 前記バリア電極を包囲するように前記半導体領域上に配
   置され、且つ前記バリア電極に電気的に接続され、且つ
   前記バリア電極よりも大きなシート抵抗を有し、且つ前
   記半導体領域との間にシヨツトキバリアを生じさせるこ
   とができるように形成された第１の薄層と、 前記第１の薄層の上に配置され、且つ前記バリア電極よ
   りは大きいが、前記第１の薄層よりは小さいシート抵抗
   を有し、且つ前記バリア電極に電気的に接続された第２
   の薄層と を備えたシヨツトキバリア半導体装置。