JPH03175677A - 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〕 この発明は半導体装置、特にショットキー・バリア・ダ
イオードの環状領域（ガードリング）の構造に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第４図は従来のショットキー・バリア・ダイオードにお
けるガードリング構造の一例を示す断面図であり２．同
様の構造のものは、例えばＳ、Ｍ、Ｓｚｅ著、　　ｒＰ
ｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｄ
ｅｖｉｃｅＳ」第２版、　Ｐ２９９に記されている。

図において、１はＰ型シリコン基板、３はこのＰ型シリ
コン基板１上に形成された金属膜、４はこの金属膜３の
周囲と重なるようにして上記Ｐ型シリコン基板ｌ内に形
成されたｎ型の高濃度不純物領域のガードリングである
。６は上記金属膜３に電位を与えるための電極である。

次に作用について説明する。

電極６に正の電位子Ｖゎを与えた場合、すなわち、ショ
ットキダイオードに逆方向電圧を印加した場合について
考える。

まず最初にガードリング４がない場合、ショットキ接合
のエツジ形状の尖鋭さのため電界が集中する。このため
エツジにおいてブレークダウンを起こし、リーク電流が
発生する。

次にガードリング４を形成した場合について説明する。

上記の場合と同様に電極６に正の電位＋ＶＤを与えた場
合、金属膜３とガードリング４間は、ガードリング４が
高濃度不純物領域であり、オー稟ンク接触となっている
のでガードリング４の電位は金属膜３と同し＋ＶＤであ
る。このため、ガードリング４とｐ型シリコン基板１の
ｐｎ接合は、逆バイアス状態にあるが、深い不純物拡散
による接合であるために接合形状に尖鋭さはなく、また
不純物プロファイルもゆるやかであるので電界集中は起
こらず、リーク電流は発生しない。

なお、以上の説明はｐ型とｎ型が逆の構造を有するショ
ットキダイオードについても、金属膜へ与える電位を負
に換えれば同様に戒り立つものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のショットキ・バリア・ダイオードは以上のように
構成されており、金属膜と接触する半導体内にガードリ
ングを形成することが可能な場合には、有効な方法であ
るが、その半導体内にガードリングの形成が不可能な場
合、例えば、第１導電型半導体基板上に他の第１導電型
半導体層を堆積し、その上に金属を堆積してショットキ
ー・バリア・ダイオードを形成しようとした場合におい
て、上記基板上に堆積した半導体層が高温に弱いなどの
理由でこの半導体層内にガードリングを形成できない場
合、以上の説明に用いた構造ではショットキー・バリア
・ダイオードを作成することができないという不具合が
あった。

この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、基板上に設けられた半導体層内にガードリングを形成
できない場合においても、逆方向リーク電流を抑制する
ことのできる半導体装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置は、半導体基板表面に異なる
導電型の環状領域を形成し、この環状領域上に半導体層
を形成し、更にこの半導体層の上に金属膜を形成したも
のである。

〔作用〕

この発明においては、第１導電型半導体基板表面にガー
ドリングを形成し、このガードリング上に半導体層を形
成し、更にこの半導体層の上に金属膜を形成したから、
外部より電位が与えられると、半導体層内の空乏領域が
広がり、ショットキ接合周囲のリーク電流を抑制するこ
とができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例によるショットキーバリア・
ダイオードのガードリング構造を示す断面図であり、第
４図と同一符号は同−又は相当部分を示し、２はｐ型半
導体基板１上に堆積されたｐ型半導体層、３はこのｐ型
半導体層２上に堆積された金属膜、４はｐ型半導体基板
ｌの表面に形成されたｎ型の環状領域、５は絶縁膜、６
は金属膜３に電位を与えるための電極、７はガードリン
グ４に電位を与えるための電極である。

次に動作について説明する。

第２図は、第１図におけるガードリンク４付近の拡大図
である。

同図（ａ）はガードリング４に与える正の電位中■６が
ある閾値電位Ｖｔｈより低い場合、（ロ）はＶｔｋより
高い場合を示し、図において、８は空乏領域を表し、９
はショットキ接合周囲でのリーク電流を表している。

同図（ａ）において、ガードリング４には正の電位が与
えられているため、ｐｎ接合は逆バイアスされ、接合部
には、空乏領域８が形成されている。

しかし、ガードリング４に与える正の電位が小さい（＋
　Ｖ　Ｇ＜　Ｖ　ｔ　ｈ　）ため、空乏領域の広がりが
不十分であり、ショットキ接合周囲で発生したリーク電
流９はガードリング４と金属膜３の間を通ってｐ型半導
体基板１へと流れてしまう。

一方、同図（ロ）ではガードリング４に十分な正の電位
（＋Ｖ、＞Ｖい）を与えているため、ガードリング４と
金属膜３の間は、空乏領域８で埋められている。このた
め、リーク電流９は空乏領域８の高いポテンシャルに阻
止され、ｐ型半導体基板１へと流れることができない。

このように本実施例では、第１導電型半導体基板１表面
に第２導電型のガードリング４を形成し、このガードリ
ング４上に第１導電型の半導体層２を形成し、更にこの
半導体層２の上に金属膜３を形成したから、外部より電
位が与えられると、半導体層２内及び半導体基板１内の
空乏領域が広がり、ショットキ接合周囲のリーク電流９
を抑制することができる。

なお上記実施例では、ｐ型半導体層２と、ガードリング
４及びｐ型半導体基板１の接触端がガードリング４より
も内側に、またｐ型半導体層２と金属膜３の接触端がガ
ードリング４よりも外側に位置するものを示したが、こ
れらの接触端の位置はこれに限られるものではない。

これを第３図を用いて詳述すると、この図における点線
ａ−ａ’　は、ガードリング４の外側の端の位置を示す
綿で、点線ｂ−ｂ’　は、ガードリング４の内側の端の
位置を示す線である。また、点Ｘはｐ型半導体層２と、
ガードリング４及びｐ型半導体基板１の接触端であり、
点Ｙはｐ型半導体層２と金属１］！３の接触端である。

第３図のように、点Ｘが点線ａ−ａ’　と点線ｂｂ゛の
間にあり、かつ点Ｙが点線ｂ−ｂ’より外側に位置して
いればよい。

また、上記実施例においてｐ型とｎ型を入れ換えても、
電位の正負を入れ換えれば、同様な効果があることは言
うまでもない。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明に係る半導体装置によれば、第
１導電型半導体基板表面に第２導電型のガードリングを
形成し、このガードリング上に第１導電型の半導体層を
形成し、更にこの半導体層の上に金属膜を形成したので
、外部より電位が与えられると、半導体層内及び第１導
電型半導体基板内の空乏領域が広がり、ショットキ接合
周囲からの逆方向リーク電流を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の断面図
、第２図（ａ）及び（ｂ）は第１図の要部拡大図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す断面図、第４図は従来
の半導体装置の断面図である。 図において、１はｐ型半導体基板、２はｐ型半導体層、
３は金属膜、４はガードリング、５は絶縁膜、６及び７
は電極、８は空乏領域、９はリーク電流を表す矢印であ
る。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型半導体基板の主表面に設けられ、所定
   の電位が与えられる第２導電型の環状領域と、該環状領
   域及び前記第１導電型半導体基板の主表面上に設けられ
   、その接触端が前記環状領域上に位置する第１導電型の
   半導体層と、 該第１導電型の半導体層上に設けられ、その接触端が前
   記環状領域上方又は該環状領域の外側の前記第１導電型
   の半導体層の主表面上に位置する金属層とを備えたこと
   を特徴とする半導体装置。