JPH02137368A - 半導体整流装置 - Google Patents
半導体整流装置Info
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- JPH02137368A JPH02137368A JP63290145A JP29014588A JPH02137368A JP H02137368 A JPH02137368 A JP H02137368A JP 63290145 A JP63290145 A JP 63290145A JP 29014588 A JP29014588 A JP 29014588A JP H02137368 A JPH02137368 A JP H02137368A
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- semiconductor
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はシミツトキーバリア接合を有する半導体整流装
置に関する。
置に関する。
（従来の技術）
従来、整流素子の一つにショットキーバリアダイオード
（ＳＢＤという）がある。このＳＢＤの順方向電圧降下
（Ｖ、という）は、金属と半導体の接触により形成され
るショットキーバリアの高さにより決まる。これは、金
属の種類により異なるが、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｏｒなどの場合
、ＶＦは、通常のＰＮ接合整流素子と比較し、約１／２
に低減する事ができる。
（ＳＢＤという）がある。このＳＢＤの順方向電圧降下
（Ｖ、という）は、金属と半導体の接触により形成され
るショットキーバリアの高さにより決まる。これは、金
属の種類により異なるが、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｏｒなどの場合
、ＶＦは、通常のＰＮ接合整流素子と比較し、約１／２
に低減する事ができる。
しかしながら、ショットキーバリアの高さを小さくする
と、逆方向耐圧（ｖ２という）が低下する他、逆バイア
ス時の逆方向漏れ電流（ＩＲという）が原理的に増大す
る。特に、高温におけるＩＲは、ＰＮ接合の数百〜数千
倍にもなる為、ショットキーバリアを低くするには限度
があり、温度保証も、通常のＰＮ接合と比較し、低くせ
ざるを得ないという制約があった。
と、逆方向耐圧（ｖ２という）が低下する他、逆バイア
ス時の逆方向漏れ電流（ＩＲという）が原理的に増大す
る。特に、高温におけるＩＲは、ＰＮ接合の数百〜数千
倍にもなる為、ショットキーバリアを低くするには限度
があり、温度保証も、通常のＰＮ接合と比較し、低くせ
ざるを得ないという制約があった。
これに対し、ショットキー接合の直下に選択的１；Ｐ
Ｎ接合を形成し、逆方向特性を改善する方法が提案され
ている（例えば、Ｂ、Ｊ、ＢＡＬＩＧＡ、ＩＥＥＥＥｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ＶＯＬ
、ＥＤＬ−５，Ｎａ６（１９Ｂ４）Ｐ１９４−Ｐ１９８
）。これをＭＯとＮ型シリコンとのショットキーバリ
アを例にとり説明すると、ショットキーバリアの直下に
選択的にＰＪＪ：！領域を形成し、第６図の様な構造と
する。第６図（ａ）において１１はＮ＋型基板、１２は
Ｎ−型エピタキシャル領域、１３はＰ＋領域、１４はＭ
ｏよりなるショットキーメタル、１５はＳ ｉＯ２Ｉｌ
ｌである。この時Ｐ 領域１３は、次の条件を満たす様
に選択的に形成される。即ち、順方向バイアス時は、近
隣のＰＮ接合による空乏層１６が、互いに結合し、ショ
ットキー接合直下を流れる電流経路１７を遮断しない様
に配置され（第６図（ｂ）） 、かつ逆バイアス時には
、ショットキー接合部のＩＲが充分小さく、高温時にも
問題無い程度の逆バイアス印加時において、ＰＮ接合よ
り拡がった空乏層が互いに連結し、ショットキー接合部
の下に、空乏層によるポテンシャルバリア１８が形成さ
れる様に配置する（第６図（Ｃ））。
Ｎ接合を形成し、逆方向特性を改善する方法が提案され
ている（例えば、Ｂ、Ｊ、ＢＡＬＩＧＡ、ＩＥＥＥＥｌ
ｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ、ＶＯＬ
、ＥＤＬ−５，Ｎａ６（１９Ｂ４）Ｐ１９４−Ｐ１９８
）。これをＭＯとＮ型シリコンとのショットキーバリ
アを例にとり説明すると、ショットキーバリアの直下に
選択的にＰＪＪ：！領域を形成し、第６図の様な構造と
する。第６図（ａ）において１１はＮ＋型基板、１２は
Ｎ−型エピタキシャル領域、１３はＰ＋領域、１４はＭ
ｏよりなるショットキーメタル、１５はＳ ｉＯ２Ｉｌ
ｌである。この時Ｐ 領域１３は、次の条件を満たす様
に選択的に形成される。即ち、順方向バイアス時は、近
隣のＰＮ接合による空乏層１６が、互いに結合し、ショ
ットキー接合直下を流れる電流経路１７を遮断しない様
に配置され（第６図（ｂ）） 、かつ逆バイアス時には
、ショットキー接合部のＩＲが充分小さく、高温時にも
問題無い程度の逆バイアス印加時において、ＰＮ接合よ
り拡がった空乏層が互いに連結し、ショットキー接合部
の下に、空乏層によるポテンシャルバリア１８が形成さ
れる様に配置する（第６図（Ｃ））。
このような構造の整流素子を、上記文献ではジャンクシ
ョン・バリア争ショットキーダイオード（ＪＢＳという
）と呼んでいる。ＪＢＳは、順方向バイアス時には、ｖ
Ｆの小さいシミツトキー接合部より順方向電流が流れる
為、通常のショットキー接合の特徴である小さいＶＦが
得られる。又、逆バイアス時は、ＰＮ接合による空乏層
が連結しポテンシャルバリアが形成されるまでは、通常
のＳＢＤと同様のＩＲが流れるが、−旦ポテンシャルバ
リアが形成されると、それ以上の逆バイアスは、ＰＮ接
合による空乏層の拡張にエネルギーが使われ、ショット
キー接合にかかる電界は増大しない為、ＰＮ接合の降伏
バイアスまで通常のＰＮ接合と同様、ＩＲの増大がほと
んどない（第７図）ので、通常のショットキー接合より
も低ｌ 、高温保証の整流素子が得られる。
ョン・バリア争ショットキーダイオード（ＪＢＳという
）と呼んでいる。ＪＢＳは、順方向バイアス時には、ｖ
Ｆの小さいシミツトキー接合部より順方向電流が流れる
為、通常のショットキー接合の特徴である小さいＶＦが
得られる。又、逆バイアス時は、ＰＮ接合による空乏層
が連結しポテンシャルバリアが形成されるまでは、通常
のＳＢＤと同様のＩＲが流れるが、−旦ポテンシャルバ
リアが形成されると、それ以上の逆バイアスは、ＰＮ接
合による空乏層の拡張にエネルギーが使われ、ショット
キー接合にかかる電界は増大しない為、ＰＮ接合の降伏
バイアスまで通常のＰＮ接合と同様、ＩＲの増大がほと
んどない（第７図）ので、通常のショットキー接合より
も低ｌ 、高温保証の整流素子が得られる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら前、述の構造では、ショットキー接合部の
トータルの面積は、同じコンタクト面積の素子の場合、
Ｐ 領域１３の表面の縁面積分だけ小さくなり、同一の
バリア金属を用いた場合、同じ順方向電圧降下Ｖ、を得
るのに、ベレット面積に対し流せる順方向電流が小さく
なり、効率が悪くなる。この効率を上げるには各々のＰ
領域１３の表面積を小さくすればよいが、所定の逆方
向耐圧■２を得るには、ＰＮ接合の曲率による降伏電圧
の低下を防ぐ為、ある程度のＰ＋領域１３の拡散深さが
必要で、その時の横方向拡散がある為、Ｐ 領域の表面
積を小さくするには限度かある。又、高耐圧にするには
、Ｐ 領域１３をより深くしなければならず、ますます
面積効率が悪くなる。
トータルの面積は、同じコンタクト面積の素子の場合、
Ｐ 領域１３の表面の縁面積分だけ小さくなり、同一の
バリア金属を用いた場合、同じ順方向電圧降下Ｖ、を得
るのに、ベレット面積に対し流せる順方向電流が小さく
なり、効率が悪くなる。この効率を上げるには各々のＰ
領域１３の表面積を小さくすればよいが、所定の逆方
向耐圧■２を得るには、ＰＮ接合の曲率による降伏電圧
の低下を防ぐ為、ある程度のＰ＋領域１３の拡散深さが
必要で、その時の横方向拡散がある為、Ｐ 領域の表面
積を小さくするには限度かある。又、高耐圧にするには
、Ｐ 領域１３をより深くしなければならず、ますます
面積効率が悪くなる。
本発明は、前述した半導体整流装置つまりｊＢＳにおい
て、ショットキー接合部の面積の割合を増加し、効率を
良くすることを目的とする。
て、ショットキー接合部の面積の割合を増加し、効率を
良くすることを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
本発明は、メタルと第１導電型半導体の接触によるショ
ッートキーバリア接合を設け、前記メタルの直下に選択
的に第２導電型領域を設けてこれと前記第１導電型半導
体とでＰＮ接合を選択的に形成した半導体整流装置にお
いて、前記第２導電型領域の形状を、前記メタルと半導
体の接触部の最外周の内側で２１４以上としたことを特
徴とする半導体整流装置である。また本発明は、メタル
と第１導電型半導体の接触によるショットキーバリア接
合を設け、前記メタルの直下に選択的に第２導電型領域
を設けてこれと前記第１導電型半導体とでＰＮ接合を選
択的に形成した半導体整流装置において、前記ＰＮ接合
の深さを２種以上としたことを特徴とする半導体整流装
置である。また本発明は、メタルと第１導電型半導体の
接触によるショットキーバリア接合を設け、前記メタル
の直下に選択的に第２導電型領域を設けてこれと前記第
１導電型半導体とでＰＮ接合を選択的に形成した半導体
整流装置において、隣り合うＰＮ接合の間隔を選択的に
異ならせたことを特徴とする半導体整流装置である。
ッートキーバリア接合を設け、前記メタルの直下に選択
的に第２導電型領域を設けてこれと前記第１導電型半導
体とでＰＮ接合を選択的に形成した半導体整流装置にお
いて、前記第２導電型領域の形状を、前記メタルと半導
体の接触部の最外周の内側で２１４以上としたことを特
徴とする半導体整流装置である。また本発明は、メタル
と第１導電型半導体の接触によるショットキーバリア接
合を設け、前記メタルの直下に選択的に第２導電型領域
を設けてこれと前記第１導電型半導体とでＰＮ接合を選
択的に形成した半導体整流装置において、前記ＰＮ接合
の深さを２種以上としたことを特徴とする半導体整流装
置である。また本発明は、メタルと第１導電型半導体の
接触によるショットキーバリア接合を設け、前記メタル
の直下に選択的に第２導電型領域を設けてこれと前記第
１導電型半導体とでＰＮ接合を選択的に形成した半導体
整流装置において、隣り合うＰＮ接合の間隔を選択的に
異ならせたことを特徴とする半導体整流装置である。
即ち本発明は、前記ＪＢＳを構成する半導体整流装置に
おいて、所定の耐圧を得るのに必要な第２導電型領域の
み深く形成し、逆バイアス時のポテンシャルバリアのた
めの空乏層の関係でのみ必要な第２導電型領域は浅く形
成したり、ＰＮ接合どうしの間隔を異ならせたりするこ
とにより、耐圧を下げずにショットキー接合部の面積の
割合を増加させ得るようにしたものである。
おいて、所定の耐圧を得るのに必要な第２導電型領域の
み深く形成し、逆バイアス時のポテンシャルバリアのた
めの空乏層の関係でのみ必要な第２導電型領域は浅く形
成したり、ＰＮ接合どうしの間隔を異ならせたりするこ
とにより、耐圧を下げずにショットキー接合部の面積の
割合を増加させ得るようにしたものである。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第１
図は同実施例の断面図で、モリブデン（Ｍ ｏ ）とＮ
型シリコン基板とのショットキー接合とした場合の例で
、第６図のものと対応させた例であるから、対応個所に
は適宜同一符号を用いて説明を省略し、特徴とする点の
説明を行なう。
図は同実施例の断面図で、モリブデン（Ｍ ｏ ）とＮ
型シリコン基板とのショットキー接合とした場合の例で
、第６図のものと対応させた例であるから、対応個所に
は適宜同一符号を用いて説明を省略し、特徴とする点の
説明を行なう。
本実施例の特徴は、第１図（ａ）に示される如く拡散深
さの異なる二種類のＰ 領域１３，１３が交互に形成さ
れている。この時、Ｐ”？Ｑ；１３□７１．。
さの異なる二種類のＰ 領域１３，１３が交互に形成さ
れている。この時、Ｐ”？Ｑ；１３□７１．。
１３゜は次の様に適切に設けられる。即ち、順方向バイ
アス時には、第１図（ｂ）に模式的に示す様に、ＰＮ接
合による空乏層１６が互いに連結する事なくＰ 領域１
３．１３゜が配置され、従来構造より面積の増加した（
Ｐ 領域１３□が小となった分）ショットキー接合部よ
り、順方向電流１７が流れる。さらに、逆バイアス時は
、許容されるＩＲの生じる逆バイアス以下において、Ｐ
Ｎ接合よりの空乏層が連結する様にＰ＋領域が配置され
、それ以上の逆バイアスでは、第１図（Ｃ）の様に空乏
層１８が広がり、ポテンシャルバリアが形成される。
アス時には、第１図（ｂ）に模式的に示す様に、ＰＮ接
合による空乏層１６が互いに連結する事なくＰ 領域１
３．１３゜が配置され、従来構造より面積の増加した（
Ｐ 領域１３□が小となった分）ショットキー接合部よ
り、順方向電流１７が流れる。さらに、逆バイアス時は
、許容されるＩＲの生じる逆バイアス以下において、Ｐ
Ｎ接合よりの空乏層が連結する様にＰ＋領域が配置され
、それ以上の逆バイアスでは、第１図（Ｃ）の様に空乏
層１８が広がり、ポテンシャルバリアが形成される。
Ｐ＋領域１３．１３□を拡散で形成する場合、例えば表
面Ｐ 濃度／バルク濃度が１０４の時、横方向拡散は深
さの約０．８倍になる。従って第２図において、従来Ｐ
領域１３ の深さｄ２−■ ２．５μｍの時、拡散窓２１端からの横方向拡散がｇ２
と２μｍであったものが、ｄ ｌ−１−５μｒｎとする
と、１１２１．２μｍとなり、−辺３μｍの正方形の拡
散窓（窓長、ｌ！３）２１から拡散した場合、深さをｄ
２からｄｌにする事により、一つのＰ 領域の表面面積
は約６割となり、その分、ショットキー接合面積が増え
、効率の良いＪＢＳが得られる。二種のＰ＋領域１３．
１３□の形成力法としては、例えば二回の拡散を行なえ
ばよい。つまり先のＰ 拡散では、拡散時間が長いから
、Ｐ 領域１３□が得られ、後からのＰ 拡散では、拡
散時間が短いから、Ｐ 領域１３２が得られる。
面Ｐ 濃度／バルク濃度が１０４の時、横方向拡散は深
さの約０．８倍になる。従って第２図において、従来Ｐ
領域１３ の深さｄ２−■ ２．５μｍの時、拡散窓２１端からの横方向拡散がｇ２
と２μｍであったものが、ｄ ｌ−１−５μｒｎとする
と、１１２１．２μｍとなり、−辺３μｍの正方形の拡
散窓（窓長、ｌ！３）２１から拡散した場合、深さをｄ
２からｄｌにする事により、一つのＰ 領域の表面面積
は約６割となり、その分、ショットキー接合面積が増え
、効率の良いＪＢＳが得られる。二種のＰ＋領域１３．
１３□の形成力法としては、例えば二回の拡散を行なえ
ばよい。つまり先のＰ 拡散では、拡散時間が長いから
、Ｐ 領域１３□が得られ、後からのＰ 拡散では、拡
散時間が短いから、Ｐ 領域１３２が得られる。
上述の実施例では、拡散の深さが異なる二種のＰ 領域
が、交互に存在する例を示したが、第３図に示す別の実
施例の様に、交互に存在する必要はない。
が、交互に存在する例を示したが、第３図に示す別の実
施例の様に、交互に存在する必要はない。
又、拡散の深さの種類は二種に限らず、Ｐ 領域１３３
を追加した第４図の様な実施例も有る。
を追加した第４図の様な実施例も有る。
さらに隣りあつＰ 領域の間隔は同一である必要はなく
、第５図の実施例に示す様に、例えばペレットの中央に
なるに従い、拡散深さは浅くなり（Ｄ ＞Ｄ２〉Ｄ３）
、Ｐ＋領域の間隔は狭くなる（Ｌ ＞Ｌ２〉Ｌ３）構造
でもよい。
、第５図の実施例に示す様に、例えばペレットの中央に
なるに従い、拡散深さは浅くなり（Ｄ ＞Ｄ２〉Ｄ３）
、Ｐ＋領域の間隔は狭くなる（Ｌ ＞Ｌ２〉Ｌ３）構造
でもよい。
いずれの場合も、拡散の深さの浅いＰ＋領域の形成する
ＰＮ接合よりの空乏層が、曲率の影響でブレークダウン
する逆バイアスよりも低い電圧において、隣りあう他の
Ｐ 領域の空乏層と連結する様に各々のＰ ・領域を配
置する事が必要で、拡散の深さと隣り合っＰ 領域の間
隔は、正確に設計、製造されなければならない。
ＰＮ接合よりの空乏層が、曲率の影響でブレークダウン
する逆バイアスよりも低い電圧において、隣りあう他の
Ｐ 領域の空乏層と連結する様に各々のＰ ・領域を配
置する事が必要で、拡散の深さと隣り合っＰ 領域の間
隔は、正確に設計、製造されなければならない。
［発明の効果］
本発明によれば、コンタクト面積におけるショットキー
接合部のトータルの面積の割合を著しく増大させる事が
可能となり、従来と比較し、同一定格の素子を得るのに
必要なベレットサイズを小さくする事が可能となった。
接合部のトータルの面積の割合を著しく増大させる事が
可能となり、従来と比較し、同一定格の素子を得るのに
必要なベレットサイズを小さくする事が可能となった。
特に、ＰＮ接合を形成するのに深い拡散が必要な高耐圧
のＪＢＳを得る場合に、有効である。
のＪＢＳを得る場合に、有効である。
第１図は本発明の一実施例を断面的に示す構成図、第２
図は同構成の拡散深さと横方向拡散の説明図、第３図な
いし第５図は本発明の異なる実施例の断面的構成図、第
６図は従来例の断面的構成図、第７図はＳＢＤ、ＪＳＢ
、ＰＮ接合の特性説明図である。 １１・・・Ｎ＋基板、１２・・・Ｎ−エピタキシャル層
、１３ ．１３ ．１３ ・・・Ｐ 領域、１４・・
・ショットキーメタル、１５・・・Ｓ ｌ ０２膜、１
６．１８・・・空乏層、１７・・・電流路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦（ａ） （ｂ） （ｃ） 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第 図 ｔ。 Ｒ 第 （ｖｌ 図
図は同構成の拡散深さと横方向拡散の説明図、第３図な
いし第５図は本発明の異なる実施例の断面的構成図、第
６図は従来例の断面的構成図、第７図はＳＢＤ、ＪＳＢ
、ＰＮ接合の特性説明図である。 １１・・・Ｎ＋基板、１２・・・Ｎ−エピタキシャル層
、１３ ．１３ ．１３ ・・・Ｐ 領域、１４・・
・ショットキーメタル、１５・・・Ｓ ｌ ０２膜、１
６．１８・・・空乏層、１７・・・電流路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦（ａ） （ｂ） （ｃ） 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第 図 ｔ。 Ｒ 第 （ｖｌ 図
Claims (3)
- （１）メタルと第１導電型半導体の接触によるショット
キーバリア接合を設け、前記メタルの直下に選択的に第
２導電型領域を設けてこれと前記第１導電型半導体とで
ＰＮ接合を選択的に形成した半導体整流装置において、
前記第２導電型領域の形状を、前記メタルと半導体の接
触部の最外周の内側で２種以上としたことを特徴とする
半導体整流装置。 - （２）メタルと第１導電型半導体の接触によるショット
キーバリア接合を設け、前記メタルの直下に選択的に第
２導電型領域を設けてこれと前記第１導電型半導体とで
ＰＮ接合を選択的に形成した半導体整流装置において、
前記ＰＮ接合の深さを２種以上としたことを特徴とする
半導体整流装置。 - （３）メタルと第１導電型半導体の接触によるショット
キーバリア接合を設け、前記メタルの直下に選択的に第
２導電型領域を設けてこれと前記第１導電型半導体とで
ＰＮ接合を選択的に形成した半導体整流装置において、
隣り合うＰＮ接合の間隔を選択的に異ならせたことを特
徴とする半導体整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290145A JPH02137368A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 半導体整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290145A JPH02137368A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 半導体整流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137368A true JPH02137368A (ja) | 1990-05-25 |
Family
ID=17752362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290145A Pending JPH02137368A (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | 半導体整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02137368A (ja) |
Cited By (13)
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