JPH0480962A - ショットキバリアダイオード - Google Patents

ショットキバリアダイオード

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JPH0480962A
JPH0480962A JP19524090A JP19524090A JPH0480962A JP H0480962 A JPH0480962 A JP H0480962A JP 19524090 A JP19524090 A JP 19524090A JP 19524090 A JP19524090 A JP 19524090A JP H0480962 A JPH0480962 A JP H0480962A
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JP
Japan
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schottky barrier
semiconductor
rugged
silicon layer
amorphous
Prior art date
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Pending
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JP19524090A
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English (en)
Inventor
Takashi Suga
菅 孝
Junichi Ono
純一 大野
Hiroaki Iwaguro
弘明 岩黒
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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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】 本発明は従来のものより更に整流特性が良好であって損
失の少ないショットキバリアダイオードに関するもので
ある。
メタルと半導体との接触により生ずる電位障壁を利用し
て整流する第1図の如き構造をもつショットキバリアダ
イオード(図において(6)はシリコン基板、(4)は
エピタキシャル層、(1)はバリヤメタル)は、他のダ
イオードに比して高速かつ正方向立上り電圧が低く低損
失であることから電力用として多く用いられている。特
に最近における集積回路の駆動電圧の低圧化はその必要
をとみに高めつつあり、支に低損失のショットキバリア
ダイオードへの要求が強い。
これを実現するためには正方向電圧降下と逆方向電流が
現在のものより小さく、ダイオードの損失即ち正方向損
失と逆方向損失の和の小さい整流特性の良好なものの実
現が必要である。しかし、ショットキバリアダイオード
の正方向電圧降下2逆方向電流は第2図に示す定性的な
関係図のよづに、ショットキ接合を形成するバリヤメタ
ルのか質によって決定される。一般には正方向電圧降1
の小さいものは逆方向電流が大きく、逆方向電舗の小な
るものは正方向電圧降下が大きいと云う正逆相反する特
性を有する。
例えば正方向電圧降下を従来知られているメタルで見れ
ば、第2図のようにチタン(Ti)、クロム(Cr)、
現在量も多く用いられているモリブデン(MO)の順序
で大となって正方向損失を大とする傾向を示す、一方逆
方向電流は上記とは逆にモリブデン(M o ) 、ク
ロム(Cr)、チタン(Ti)の順序で大となって逆方
向損失を増大させる傾向をもつ。
従って損失が正方向と逆方向損失の和で与えられるダイ
オードにおいては、正逆両方向損失の兼ね合いによって
最も低損失が実現される材質を選ばざるを得ず、現状で
はモリブデン(M o )が最も多く用いられている。
しかし現在以上に低損失のショットキバリアダイオード
を現状の構造によって実現するには、新しい材質の開拓
などの難しい課題が解決されなければならない。
本発明は優るダイオードの改良に関するもので半導体基
板の表面を凹凸状に形成し、該凹凸面にショットキバリ
ア金属を設けたショットキバリアダイオードにおいて、
該凹凸面はバリア高さ(φB)を変化させて、ショット
キ接合の有効面積の効率化を図ると共に電気特性を目的
に応じて変化できるショットキバリアダイオードを提供
するものである。因みに従来、nWsi上に金属を形成
し、ショットキバリアダイオードをつくったとき、その
電気的特性(たとえばショットキバリア高さφIl)は
前記形成した金属によって一義的に決定されていた。た
とえば、金属にアルミニウム(A l )を選んだ場合
、φ8は0.78eVである。一方φ6が0.76eV
よりも低いショットキバリアダイオードを作成したい場
合、たとえばφ。が0.5eVのショットキバリアダイ
オードを作製したばあいには、金属としてチタニウム(
Ti)を選んでいた。
本発明では、金属と半導体との間にアモルファス層を形
成することで、1種類の金属でφ8を制御するもので、
金属にA1を選んだ場合を例にすると、Alとn型Si
とのφ8は0.76eVである。これより低いφBのシ
ョットキバリアダイオードA1でつくりたい場合、すな
わち、逆方向リーク電流が高くなってもV、の低い(ロ
ーロス)ダイオードをA1でつくりたい場合、Alとn
型Siとの間に水素を含まないアモルファス層を形成す
ることで、金属がAIでもφ、が低いローロスダイオー
ドが作製できる。
また、逆に高いφ、のショットキバリアダイオードをA
1でつくりたい場合、すなわち、■、は高くてもよいか
ら逆方向リーク電流の低いダイオードをA1でつくりた
い場合、A1とn型Siとの間に水素を含んだアモルフ
ァス層を形成することで、金属がAIでもφ8が高いダ
イオードが作製できる。
第3図(a)(b)は本発明の一実施例を示す平面図及
び断面図、第4図はその動作説明図でA及びBはショッ
トキバリアダイオードの電極、■はショットキバリア形
成金属でバリア高さφ8の大きな金属、2は表面保護膜
、3は低いφ8を有するアモルファス状の半導体、4は
高いφ、を有する半導体、5は半導体4の中に形成され
た4とは反対の導電型層で、一般的にはガードリング、
と呼ばれる領域である。6は4と同じ導電型の低抵抗半
導体層、7は電極金属である。
なお半導体4の表面は凹凸形状に形成され、凸部上部の
略平面にバリア高さφ3の小さいアモルファス半導体層
3を形成する。
次に本発明構造のショットキバリアダイオードの動作原
理を以下に説明する0本構造はいわば小バリア高さのシ
ョットキバリアダイオードと、大バリア高さのショット
キバリアダイオードを併列接続した等価回路で表現され
る。
従って、A電極が正、B電極が負の順方向電界が印加さ
れると、まず、小バリア高さの接合部においてバリア高
さの大きな接合よりも先に電子がアモルファス半導体3
から金属1に流れ込む。
金属1をA1で形成した場合には電流密度200A/d
程度までは、はとんど小バリア高さショットキバリアダ
イオードのJ、−V、特性が支配的になる。そして電流
密度300A/−以上でようやく大バリア高さショット
キバリアダイオードの接合面積及びバリア高さφ8を横
切る順方向電流の重なりが、小バリア接合面積で大電流
順方向電流が流れ難いのを補助するように効いてくる。
従って、本発明構造では従来構造SBD特性と較べると
、順方向特性は若干劣る。
一方逆方向特性は、A電極に負、B電極が正に印加され
ると、金属/半導体接合がら空乏層が半導体側に形成さ
れ、逆方向印加電圧の上昇と伴に拡がって来る。
しかしながら、ショットキバリア高さφ6の大きな接合
はど空乏層Wの拡り巾は大きく、なおかつ空乏層内での
再結合電流はφ8が大きい程小さい。もちろん、接合面
積も小さければ逆方向漏れ電流は小さくなる。
逆方向電圧が印加されると、第4図に示すように金属1
から拡がって来る空乏層(イ)が凸部の巾aと半導体4
のSBDを埋めるまでは金属1とアモルファス半導体3
が形成する接合から伸びてくる空乏層内での再結合電流
が逆方向電流の大部分を占める。
凸部の巾aが金属1と半導体4の接合から伸びてくる空
乏層で埋められた(口)、ピンチオフ電圧■、からは、
金属1とアモルファス半導体3が形成するショットキバ
リア接合にかかる電界Eはほぼ固定され、その後逆方向
電圧が大きくなっても金属1とアモルファス半導体3接
合の電界Eは増大しないため、はぼ金属2ショットキバ
リアを横切る再結合電流J 5BJ2は■、よりも高い
電圧領域でほぼ一定値となる。
いいかえれば、小さなショットキバリア高さφ3の接合
を横切る漏れ電流を、■2電圧以後は小さな値に抑える
ことが出来る。
Vp後も電圧印加すると、金属1から伸びる空乏層は電
圧降伏■、するまで伸びる(ハ)が太きなφ8値を持つ
SBD接合が形成する空乏層の再結合電流JSBJIは
比較的小さい漏れ電流値となる。
〈実施例〉 N型シリコンエピタキシアルウェハーの一部にアモルフ
ァス状のシリコン層を形成する例を以下に説明する。
ヒ素不純物原子をドープした比抵抗0.003Ω・m厚
さ400μmのシリコン基板6上にリンを不純物原子と
した比抵抗0.5Ω・国のエピタキシアルシリコン層4
を6μm堆積させる。
スチーム酸化処理で約1μm厚さの5iC)、@を形成
し、カードリング部分のみの酸化膜を除去する第1次の
写真処理を行う、その後、フッ酸系のエツチング液でガ
ードリング部を窓開けする。
イオン注入でボロン原子を約I X 10 ”am−”
を50keVで打ち込み、1100℃、30分、O7雰
囲気でアニール拡散してガードリング部5(P4拡散)
3μmを形成する。
次に、凹部を形成する部分の酸化膜を除去する第2次の
写真処理を行う。
RI E (Reactive Ion Etcher
)を使用して、CHF3ガスを導入し、約5mTorr
に調整したら約2kWの電力を投入して、酸化膜を4〜
5分でエツチングする。引き続き同一真空チャンバー内
で、CCl2F2ガスを導入し、約5mTorrに調整
したら約2kWの電力を投入して、約3μm深さで開口
部が約3μmを約7〜8分でエツチングする。
はぼU字形にエツチングする。こうしてa#2μm%f
=3μm、h=3μmの凹凸形状8がほぼできた。
なお、Siエツチング形状の制御は、Siエツチングガ
スの種類をCF、、NF、等のF系、CCl4、CCC
12F等のC1系ガスの比率を調整することにより、深
さに対する上部開口部の距離を調整することも可能であ
る。
RIEによるS1エツチング後、プラズマダメジ層を除
去するために、約200〜500人のSiをHz Oz
、NH4F、H2Oの混合液からなるSiエツチング液
で除去し、引き続き表面の酸化膜をフッ酸系のエツチン
グ液で全面除去する。
上記エツチング処理後に、凹部が完全に埋め込まれる様
にスパッタ酸化膜を全面に形成する。
スパッタ酸化膜形成後、ガードリンク内側の酸化膜を除
去する第3次の写真処理を行う。
第3次の写真処理後フッ酸系のエツチング液でガードリ
ング内側の酸化膜を除去する。この時、RIEで形成さ
れたf=3μm、h=3μmの凹部には酸化膜が埋め込
まれた状態である。
次に、RIEを使用して、Arガスを導入し、約5mT
orrに調整したら、約2kWの電力を投入し、プラズ
マ放電させる。Arプラズマに晒されたガードリング内
側のSi表面にはアモルファス状のシリコン層3が形成
される。
なお、アモルファスシリコン層の膜厚・性質などはRI
Eの条件、圧力、パワー、導入するガスの種類等を変え
ることにより側脚することも可能である。
次に、凹部の埋め込まれた酸化膜をフッ酸系のエツチン
グ液で除去する。こうして凸部にアモルファスシリコン
層が、凹部にはシリコン層4が存在する凹凸形状の表面
が形成された。
上記凹部酸化膜のエツチング後、Allを蒸着する。
ALをU字形Siの底部側面に充分回らせるため、蒸着
入射角とウェハーの自転、公転の角度及び回転速度を調
整し、実用上問題ない程度に改善した。ALの膜厚は約
5000人とし、引き続きCr及びNi蒸着を同一真空
蒸着室内で通常方法にて行った。CrはAL及びN1の
拡散バリア金属の役目をする。また、Siウェハーの裏
面にもCr/Ni蒸着を引き続き処理する。
次に、パターン面のA電極必要領域にのみAL/ Cr
 / N iが存在するように第4次写真を行う。
N1のエツチング液は塩化第2鉄系のエツチング液で、
Crは硝酸第2セリウム系のエツチング液で、さらにA
Lは公知のH2P○、系のエツチング液でエツチングし
た。
その後、ウェハー上のN1面にPb−8n系ハンダを溶
融、チップをダイシングし、通常の工程にて、ショット
キバリアダイオードチップを完成させた。
以上の製作工程により、ガードリング内側面積0.01
d、AI−アモルファスシリコンショットキ面積7.4
8XIO−3m、a=24m A I−シリコンショッ
トキ領域 f・3#IIを完成させた。第5図(a)(
b)は従来例と比較した本発明ダイオードの特性図で(
a)は順方向特性図、bは逆方向特性図で図中各々(イ
)は従来例、(ロ)は本発明実施例の特性を示す、即ち
本実施例による順方向特性(ロ)はVP=0.42vo
lt (at200As+p#)であり、従来構造(イ
)のAI  SBD V、=055 v o 、1 t
よりは優る。しかし、逆方向特性において本実施例では
特性(ロ)に示すように降伏電圧V B ”t 52 
vo l を点ではIR=21.OμA 程度の逆方向
漏れ電流(IR)を得た。従来構造のAlバリアダイオ
ードではIR=0.5μAであり漏れ電流は増大した。
従って、本実施例によるダイオードを整流回路に適用す
ると、順方向損失を減少することができる。
第6図は本発明の他の実施例を示す断面図で、上記実施
例と相違する点は凹部の表面、即側面及び底面にアモル
ファス半導体層3′を形成すると共に該半導体層中に水
素を含有せしめてバリヤ高さ(φ+1)を高くした点に
ある。因みに水素を含有せしめるにはプラズマ放電の際
にH2ガスを導入してH2プラズマに晒すことによりS
iH層が形成できる。
なお、本発明原理によれば、小バリア接合面積と大バリ
ア接合面積及び、凹凸形状寸法a、fの効果は、寸法a
は小バリアSBDの順方向特性からは大きい程望ましく
、逆方向ピンチオフ効果からは小さい程望ましい背反す
る要因を持っており、実験結果から約1〜2μmが最適
であり、又、fについては、大バリアSBDのφ8が大
きい程、実用電流領域の順方向特性に寄与しなくなり、
大部発大バリアSBDが占める面積で順方向特性が決ま
ってしまうため、出来るだけfは小さい方が望ましいこ
とになる。しかし、製作技術及び製造歩留まり等を加味
すると、f=2〜5μmが最適点となる。いしようの説
明から明らかなように本発明によれば、電力用として好
適する低損失のショットキバリアダイオードを提供しろ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のショットキバリアダイオードの説明図、
第2図は各種バリアメタルによる従来のショットバリア
ダイオードの整流特性図、第3図(a)(b)は本発明
の一実Ml伊Iの平面図及び断面図、第4図は動作説明
図、第5図は従来例を比特許出馴人 新電元工業株式会社 1!1図 ′M2図 (b) ?R3図 lll4s 馬5III+

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の表面を凹凸形状に形成し、該凹凸表
    面にショットキバリア金属を設けたショットキバリアダ
    イオードにおいて、前記凹凸表面の少なくとも一表面を
    アモルファス状半導体層により形成したことを特徴とす
    るショットキバリアダイオード。
  2. (2)アモルファス状半導体層を凸部表面に形成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のショッ
    トキバリアダイオード。
  3. (3)アモルファス状半導体層を凹部表面に形成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のショッ
    トキバリアダイオード。
  4. (4)アモルファス状半導体層が水素を含有することを
    特徴とする特許請求の範囲第(1)項、第(2)項及び
    第(3)項記載のショットキバリアダイオード。
JP19524090A 1990-07-24 1990-07-24 ショットキバリアダイオード Pending JPH0480962A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361696B1 (ko) * 2000-06-13 2002-11-22 주식회사 케이이씨 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법
JP2015204332A (ja) * 2014-04-11 2015-11-16 豊田合成株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法
JP2016149554A (ja) * 2015-02-11 2016-08-18 インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト ショットキー接触部を有する半導体デバイスを製造するための方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361696B1 (ko) * 2000-06-13 2002-11-22 주식회사 케이이씨 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법
JP2015204332A (ja) * 2014-04-11 2015-11-16 豊田合成株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法
US9711661B2 (en) 2014-04-11 2017-07-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2016149554A (ja) * 2015-02-11 2016-08-18 インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト ショットキー接触部を有する半導体デバイスを製造するための方法
JP2018088539A (ja) * 2015-02-11 2018-06-07 インフィネオン テクノロジーズ オーストリア アクチエンゲゼルシャフト ショットキー接触部を有する半導体デバイスを製造するための方法
US10763339B2 (en) 2015-02-11 2020-09-01 Infineon Technologies Austria Ag Method for manufacturing a semiconductor device having a Schottky contact

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