JPH058952U - シヨツトキバリアダイオード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｎ2エピタキシャル層の幅を大きくしなが
ら、順方向電圧の上昇を抑え、かつ、逆電力阻止能力を
向上させたショットキバリアダイオードを提供するこ
と。 【構成】 第２ガードリング８により空乏層の横方向へ
の広がりを補償する。このため、Ｎ2エピタキシャル層
２の幅を広げ、かつ、当該Ｎ2エピタキシャル層２の比
抵抗を下げることができるので、従来品と同等の順方向
電圧特性を確保することができる。一方、逆電力阻止能
力はＮ2エピタキシャル層２の幅に比例するので、当該
幅を広げた分だけ逆電力阻止能力を向上させることがで
きる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、高耐圧のショットキバリアダイオードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種のショットキバリアダイオードの一般的構造を図２に示す。 図において、Ｎ1シリコン基板１上にＮ2エピタキシャル層２を積層し、選択拡 散法によりガードリング３を拡散後、ＳｉＯ2膜４を窓明けしてバリアメタル５ をＮ2エピタキシャル層２上に蒸着する。その後、電極金属６を積層して所定の ショットキバリアダイオードを完成する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ショットキバリアダイオードを高耐圧化にする場合、Ｎ1半導体基 板１の比抵抗を高くとり、かつ、その幅を大きくとる必要がある。しかしながら 、これらの要素は、順方向電圧の上昇を生じるため、ダイオードの特性として好 ましくない。そこで、一般にはＮ2エピタキシャル層２の幅を抑える構造となる が、この場合には、ダイオードの逆電力阻止能力（逆サージ耐量）の低下を招き 、実用上信頼性に乏しいものとなるという別の問題が生じる。 ここで、逆電力阻止能力とは、逆方向に流れる電流による電力損失で、特に高 周波動作や容量性負荷の時に問題となる特性をいう。 図３に逆電力阻止能力とＮ2エピタキシャル層２の幅（厚み）の関係を示す。 図において、横軸にはＮ2エピタキシャル層２の幅（厚み）、縦軸には逆電力 阻止能力がそれぞれ採ってある。 この図から明かなように、逆電力阻止能力は、Ｎ2エピタキシャル層２の厚み に比例する。従って、逆電力阻止能力を向上させるには、できるだけできるだけ Ｎ2エピタキシャル層２の厚みを増加させ、他面、Ｎ2エピタキシャル層２の比抵 抗を下げて、順方向電圧の上昇を抑えことが必要となる。

【０００４】

【考案の目的】

本考案は、Ｎ2エピタキシャル層２の幅を大きくしながら、順方向電圧の上昇 を抑え、かつ、逆電力阻止能力を向上させたショットキバリアダイオードを提供 することを目的とするものである。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】

本考案のショットキバリアダイオードは、Ｎ1半導体基板の一方の主面上にＮ2 層を積層し、該Ｎ2層上にバリアメタルを形成したショットキバリアダイオード において、前記バリアメタルの外周に接する第１ガードリングと、さらにその外 側の前記Ｎ2層内に少なくとも１つの第２ガードリングとを設けたことを特徴と するものである。

【０００６】

【作用】

本考案のショットキバリアダイオードは、第２ガードリングにより空乏層の横 方向への広がりを補償する。このため、Ｎ2エピタキシャル層の幅を広げ、かつ 、当該Ｎ2エピタキシャル層の比抵抗を下げることができるので、従来品と同等 の順方向電圧特性を確保することができる。一方、逆電力阻止能力はＮ2エピタ キシャル層の幅に比例するので、当該幅を広げた分だけ逆電力阻止能力を向上さ せることができる。

【０００７】

【実施例】

以下に、本考案を図面に基づいて詳細に説明する。 図１は、逆方向耐圧が１００Ｖ程度のショットキバリアダイオードの構造例で ある。 図におけるショットキバリアダイオードは、まず、従来と同様にＮ1シリコン 基板１上にＮ2エピタキシャル層２を積層する。この場合の比抵抗は２Ω−ｃｍ 、幅は１０数μｍである。次いで、周知の選択拡散法により第１ガードリング７ と、この第１ガードリング７と数μｍの間隔を置いてその外側のＮ2エピタキシ ャル層２内に、他の第２ガードリング８を同一拡散工程により同時に形成する。 後は従来と同様に、ＳｉＯ2膜４を窓明けしてバリアメタル５を上記Ｎ2エピタキ シャル層２上に蒸着する。その後、電極金属６を積層して所定のショットキバリ アダイオードを完成する。

【０００８】 なお、耐圧の低いショットキバリアダイオードでは、空乏層の横方向への広が りを補償し、耐圧を向上させる効果をもつ上記２つ第１、第２のガードリング７ ，８の間隔は、２〜３μｍ以下となり、通常、個別半導体装置で使用される製造 装置では、安定した加工ができないが、高耐圧ショットキバリアダイオードでは 、その間隔が３μｍ以上となり工業的に製造可能な幅となる。 上記のように逆方向耐圧１００Ｖ程度のショットキバリアダイオードの場合、 従来構造では、比抵抗ρが３Ω−ｃｍ程度、幅（厚み）Ｗが１０μｍ程度のＮ2 エピタキシャル層２が必要であった。しかしながら、本考案のように複数のガー ドリング構造を備えることにより、比抵抗ρが２Ω−ｃｍ程度に下げ、幅（厚み ）Ｗも５μｍ程度広げて１５μｍ程度のＮ2エピタキシャル層２とすることがで き、この場合には、比抵抗×幅（厚み）の積は変化しない。従って、従来と同様 の順方向電圧ＶFが確保される。 他面、逆電力阻止能力は、Ｎ2エピタキシャル層２の幅（厚み）Ｗに比例する ので、従来品に比べ大きくなる。以上の結果をまとめると、表１のようになる。

【０００９】

【表１】

【００１０】 なお、上記の実施例では、バリアメタルの外周に接する第１ガードリング７の 外側に１つのガードリング７を設けたが、このガードリング７の数は１つに限定 されず、必要に応じてさらに増加することができる。

【００１１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、バリアメタルの外周に接する第１ガードリン グの外側に少なくとも１つの第２ガードリングを設けたので、空乏層の広がりを 補償することができ、Ｎ2エピタキシャル層の幅（厚み）を増大させることがで き、当該幅（厚み）に依存する逆電力阻止能力を大幅に向上させることができる 。しかも作業工数は従来と変わらなず、製造コストを高騰させることもなく、信 頼性の高い高耐圧のショットキバリアダイオードとなるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のショットキバリアダイオードの構造図
である。

【図２】従来のショットキバリアダイオードの構造図で
ある。

【図３】横軸にＮ2エピタキシャル層の幅と逆電力阻止
能力との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ Ｎ1シリコン基板 ２ Ｎ2エピタキシャル層 ４ ＳｉＯ2膜 ５ バイメタル ６ 電極金属 ７ 第１ガードリング ８ 第２ガードリング

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 Ｎ1半導体基板の一方の主面上にＮ2層を
   積層し、該Ｎ2層上にバリアメタルを形成したショット
   キバリアダイオードにおいて、前記バリアメタルの外周
   に接する第１ガードリングと、さらにその外側の前記Ｎ
   2層内に少なくとも１つの第２ガードリングを設けたこ
   とを特徴とするショットキバリアダイオード。