JPH0573351B2 - - Google Patents

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JPH0573351B2
JPH0573351B2 JP10028788A JP10028788A JPH0573351B2 JP H0573351 B2 JPH0573351 B2 JP H0573351B2 JP 10028788 A JP10028788 A JP 10028788A JP 10028788 A JP10028788 A JP 10028788A JP H0573351 B2 JPH0573351 B2 JP H0573351B2
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JP10028788A
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Koji Ootsuka
Norisumi Oomuro
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は逆サージ耐量の大きいシヨツトキバリ
ア半導体装置に関するものである。
従来の技術と発明が解決しようとする課題 シヨツトキバリアダイオードは、良好な高速応
答性(高速スイツチング特性)及び低電力損失等
の利点を生かして、高周波整流回路等に広く利用
されている。しかし、シヨツトキバリアダイオー
ドは、pn接合ダイオードと比較したとき、逆サ
ージ耐量が低いという欠点がある。すなわち、降
伏電圧を越える逆サージ電圧が印加されたとき、
それに伴う逆サージ電流がシヨツトキバリアの周
縁に集中する傾向が著しいため、シヨツトキバリ
アの周縁近傍が過度に発熱して破壊に至り易い。
そこで本発明は、逆サージ耐量の向上したシヨ
ツトキバリア半導体装置を提供することを目的と
する。
課題を解決するための手段 本発明によれば、シヨツトキバリア半導体装置
は、半導体領域と半導体領域上に形成されたバリ
ア電極との間に整流接合としてシヨツトキバリア
が形成され、シヨツトキバリアを形成する半導体
領域の表面は粗面領域とこの粗面領域を包囲する
平滑領域とを有する。
作 用 逆サージ電圧が印加されたとき、粗面領域を構
成する半導体領域の表面に形成されたシヨツトキ
バリアには、平滑領域を構成する半導体表面に形
成されたシヨツトキバリアよりも逆サージ電流が
流れ易くなる。本来、逆サージ電流はバリア電極
の周縁に集中しやすい。しかし、本発明によれ
ば、シヨツトキバリアの周縁では半導体領域の表
面を平滑領域とすることによつて逆サージ電流の
集中が助長されないようになつており、その内側
では半導体領域の表面に粗面領域を形成すること
によつて逆ージ電流が流れ易くなつている。この
ため、逆サージ電流の分散化がはかられ、逆サー
ジ電流のバリア電極周縁への集中が緩和される。
実施例 本発明の実施例である電力用シヨツトキバリア
ダイオード及びその製造方法を第1図〜第3図に
基づいて説明する。
まず、第2図Aに示すように、GaAs(砒化ガ
リウム)から成る半導体基板1を用意する。半導
体基板1は、厚さ約300μm、不純物濃度約2×
1018cm-3のn+形領域2の上に、厚さ約15μm、不
純物濃度約2×1015cm-3n形領域3をエピタキシ
ヤル成長させたものである。
次に、第2図Bに示すように、開口4を有する
フオトレジストマスク5をn形領域3の表面に形
成した上で、H2SO4(硫酸):H2O2(過酸化水
素):H2O(水)=1:1:3(容量比)のエツチ
ング液で開口4に露出したn形領域3の表面を処
理する。この結果、n形領域3の表面には、微細
な凸凹が形成されて表面粗度が大きくなつた粗面
領域6aが形成される。粗面領域6aの周囲のn
型領域3の表面はエツチング液で処理されないた
め、エピタキシヤル成長によつて形成された鏡面
状の平滑領域6bが残存している。粗面領域6の
エツチング深さは、微かである。
続いて、フオトレジストマスク5を除去した
後、Ti(チタン)薄層とAl(アルミニウム)層を
連続して真空蒸着し、所定のフオトエツチングの
工程を経て、第2図Cに示すように、Ti薄層7
とAl層8を形成する。Ti薄層7は、厚さ約50Å
(0.005μm)の極薄の膜である。Al層8の厚さは
約2μmである。半導体基板1の裏面には、真空
蒸着によりAu(金)−Ge(ゲルマニウム)合金層
とAu層を重ねて形成し、オーミツク電極9が形
成される。
その後、半導体基板1を空気中で275℃、15分
間の熱処理を行う。この結果、半導体基板1上の
Al層の周辺領域に露出したTi薄層7の一部は酸
化されて、チタン酸化物薄層10となる。Al層
8の下部のTi層7は酸化されないので、Ti薄層
7aとして残存する。チタン酸化物薄層10はシ
ート抵抗約100MΩ/□で、半絶縁性といえるレ
ベルの高抵抗層である。Al層8とTi薄層7aの
組合せ体がn形領域3との間に主電流通路となる
シヨツトキバリアを形成するので、この組合せ体
をバリア電極11と呼ぶ。
更に、プラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition)又は光CVDとフオトエツチングを
組合せて、第1図に示すように、保護膜としてシ
リコン酸化膜12を形成する。更に、真空蒸着と
フオトエツチングを組合せて、Ti薄層とAu層を
重ねた外部接続用電極13を形成してシヨツトキ
バリアダイオードチツプを完成させる。第2図D
の状態における平面図である第3図に示すよう
に、バリア電極11の中央部は、粗面領域6aと
隣接しており、バリア電極11の周辺部は、粗面
領域6aを包囲する平滑領域6bに隣接してい
る。チタン酸化物薄層10は、バリア電極11を
隣接包囲するように環状に形成されている。
このように製作されたシヨツトキバリアダイオ
ードは従来に比べると逆サージ耐量が向上した。
この要因は、粗面領域6aに隣接して形成される
シヨツトキバリアの中央部に逆サージ電流が分散
して流れることにある。従つて、逆サージ電流が
バリア電極11の周縁に集中する現象が緩和さ
れ、逆サージ電流による熱破壊が起こり難くな
る。なお、耐圧(降伏電圧)を向上させる上で重
要な周辺耐圧(バリア電極の周辺部での耐圧)
は、バリア電極11の周辺部に隣接するn形領域
3の表面に平滑領域6bを残存させることにより
低下しない。この例では、チタン酸化物薄層10
がシヨツトキバリア形の高抵抗フイールドプレー
トとして、電界集中の緩和作用を強く発揮してい
るので大幅な高耐圧化が達成されている。シヨツ
トバリア形の高抵抗フイールドプレートは、バリ
ア電極を包囲しかつバリア電極と電気的に接続さ
れるとともに、半導体領域との間にシヨツトキバ
リアを形成し、かつシート抵抗10KΩ/□以上の
高抵抗薄層である。
また、Ti薄層7aを介在させたバリア電極構
造では、粗面領域6aを含むn形領域3の表面に
安定した特性のシヨツトキバリアを形成できると
ともに、n形領域3、Ti薄層7a及びAl層8間
の密着力、即ちバリア電極11の剥離強度が向上
する。更に、チタン酸化物薄層10による高耐圧
化構造を形成する上でも好都合である。製造方法
及び構造から見ても、粗面化のための選択エツチ
ング工程が付加されるだけであり、低コストで逆
サージ耐量を向上させることができる。
なお、Ti薄層7aがシヨツトキバリアの形成
にどのように関与しているかは明らかではない
が、バリア電極11によつて形成されるシヨツト
キバリアは、Al層8とn形領域3との間に形成
されるシヨツトキバリアに近い特性を示す。ま
た、チタン酸化物薄層10もn形領域3との間に
補助的なシヨツトキバリアを形成しているが、主
電流(順方向電流)はチタン酸化物薄層10の抵
抗分に制限されて、この補助的なシヨツトキバリ
アにはほとんど流れない。
変形例 本発明は、前記実施例に限定されることなく、
その趣旨の範囲で種々の変形応用が可能である。
例えば粗面領域の形成に使用するエツチング液
は実施例のものに限られない。また、粗面領域は
シヨツトキバリアの中央部全域に形成しないで、
シヨツトキバリアの中央部に島状、メツシユ状、
ストライプ状、くし歯状、同心環状、うず巻状等
に形成してもよい。実施例において、チタン酸化
物薄層10のシート抵抗は10KΩ/□〜5000M
Ω/□、望ましくは10MΩ/□〜1000MΩ/□に
選ぶのがよい。チタン酸化物薄層10の代わりに
タンタル酸化物薄層等によつて、シヨツトキバリ
ア形の高抵抗フイールドプレートを形成してもよ
い。
また、Ti薄層7aやCr(クロム)薄層等を介在
させたバリア電極構造がシヨツトキバリアの特性
安定化等の面で好都合であるが、これに限られる
ものではなく、表面処理又は真空蒸着法に留意す
れば、例えばAl層のみによるバリア電極とする
こともできる。半導体領域を構成する半導体とし
ては、GaAs、AlGaAs(砒化アルミニウム・ガリ
ウム)、GaP(燐化ガリウム)、InP(燐化インジウ
ム)等の−族化合物半導体、その他の化合物
半導体又はSi(シリコン)など、要求される特性
に応じて種々の選択が可能である。
発明の効果 本発明によれば、逆サージ電流のバリア電極周
辺への集中が緩和され、逆サージ耐量の大きいシ
ヨツトキバリア半導体装置を提供することができ
る。特に、Ti、Cr等の極薄の薄層を介してAl層
等を形成したバリア電極構造の特徴を生かしつつ
逆サージ耐量を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例としてのシヨツ
トキバリアダイオードの断面図、第2図はこのシ
ヨツトキバリアダイオードの各製造工程でのダイ
オードチツプの断面図を示し、第2図Aは半導体
基板の断面図、第2図Bはn形領域の表面に形成
したフオトレジストマスクの開口を通じてエツチ
ング液でn形領域を処理して半像体基板の表面上
に粗面領域を形成した状態を示す断面図、第2図
Cは第2図Bの半導体基板表面上に更にTi薄層
及びAl層を形成するとともに半導体基板の裏面
にオーミツク電極を形成した状態を示す断面図、
第2図DはTi薄層の一部を酸化してチタン酸化
物薄層を形成した状態を示す断面図、第3図は第
2図Dの平面図を示す。 3……n形領域(半導体領域)、6a……粗面
領域、6b……平滑領域、11……バリア電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体領域と該半導体領域上に形成されたバ
    リア電極との間に整流接合としてシヨツトキバリ
    アの形成されたシヨツトキバリア半導体装置にお
    いて、前記シヨツトキバリアを形成する前記半導
    体領域の表面は相対的に表面粗度の大きい粗面領
    域と該粗面領域を包囲する相対的に表面粗度の小
    さい平滑領域とを有することを特徴とするシヨツ
    トキバリア半導体装置。
JP10028788A 1988-04-25 1988-04-25 ショットキバリア半導体装置 Granted JPH01272154A (ja)

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