JPH0618273B2 - ショットキバリア半導体装置 - Google Patents

ショットキバリア半導体装置

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JPH0618273B2
JPH0618273B2 JP63086277A JP8627788A JPH0618273B2 JP H0618273 B2 JPH0618273 B2 JP H0618273B2 JP 63086277 A JP63086277 A JP 63086277A JP 8627788 A JP8627788 A JP 8627788A JP H0618273 B2 JPH0618273 B2 JP H0618273B2
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康二 大塚
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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、高耐圧のショットキバリア半導体装置に関す
る。
従来の技術と発明が解決しようとする課題 ショッ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、
ショットキバリアダイオードでは、バルク耐圧(ショッ
トキバリアの中央部での耐圧)に比べて周辺耐圧(ショ
ットキバリアの周辺での耐圧)が顕著に低下する現象が
認められ、このため、高耐圧のものを得るのが難しい。
周辺耐圧を向上する方法の1つとして、特開昭62−4
5172号公報に示されているように、ショットキバリ
アとそ下部の半導体領域を半絶縁性性半導体領域で包囲
した高耐圧化構造が知られている。半絶縁性半導体領域
は半導体基板材料中にH(水素)等のイオンを注入して
形成される。なお、「半絶縁性半導体領域」の表記は、
用語「半絶縁性」と「半導体」との概念が重複するが、
本明細書では汎用語として使用されているように「半導
体材料から成りかつ半絶縁性を有する高抵抗な領域」を
意味する。この半絶縁性半導体領域が高耐圧化に効果的
であることは実験により確認されている。しかし、上記
の高耐圧化構造でも、バルク耐圧にする周辺耐圧の低下
は未だかなり大きく、更に改善の余地がある。
そこで本発明は、半絶縁性半導体領域を含む高耐圧化構
造の周辺耐圧を向上できるショッ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 本発明によるショットキバリア半導体装置は、半導体領
域と、半導体領域にイオンを注入することにより形成さ
れかつ半導体領域の一部を包囲する半絶縁性半導体領域
と、半導体領域の一部の表面上に形成されかつ半導体領
域との間にショットキバリアを形成するバリア電極とを
備えている。バリア電極は、半導体領域との間にショッ
トキバリアを形成する金属から成り且つ半導体領域の一
部に隣接して形成された金属薄層と、半導体領域との間
にショットキバリアを形成する金属から成り且つ金属薄
層の上方に形成された金属層とを有する。金属薄層は、
半絶縁性半導体領域の表面を被覆して金属層から外側に
延在し且つ隣接するバリア電極を包囲する金属酸化物薄
層を備えている。金属酸化物薄層は金属薄層が酸化され
て形成され且つバリア電極よりもシート抵抗が大きい。
作 用 半絶縁性半導体領域の表面に金属酸化物薄層を形成した
ので、半絶縁性半導体領域の高耐圧化構造と、相対的に
シート抵抗の大きい金属酸化物薄層の電界集中緩和作用
との相乗効果によって耐圧を著しく向上することが可能
となる。また、半絶縁性半導体領域を被覆する金属酸化
物薄層は、半導体領域との間にショットキバリアを形成
することができるとともに、半導体領域の表面状態を安
定化させる作用を有する。したがって、半絶縁性半導体
領域の表面近傍に半導体的性質が残存しても特性の不安
定性を生じない。また、この金属酸化物薄層がバリア電
極と連続するので、確実に特性安定化の作用が得られ
る。
実施例 以下、本発明の実施例である電力用高耐圧ショットキバ
リアダイオード及びの製造方法を第1図〜第3図につい
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、不純物濃度2×1018cm-3、厚さ約300μmのn
形領域2の上に不純物濃度2×1015cm-3、厚さ約1
5μmのn形領域3をエピタキシヤル成長させた半導体
領域を有する。
次に、第2図(B)に示すように、半導体基板1上にイ
オン注入のマスクとしてAl(アルミニウム)層4を形
成した上で、半導体基板1の上面全域にHe(ヘリウ
ム)を加速電圧を変えて多重にイオン注入する。この結
果、Heのイオン注入によってGaAs結晶格子が乱れ、
Al層4の直下のn形領域3aを包囲するように平面的
に見て環状の半絶縁性半導体領域5が形成される。半絶
縁性半導体領域5の深さは約2μmである。半絶縁性半
導体領域5は、比抵抗107〜109Ω−cmで絶物に近い
高抵抗層である。
続いて、第2図(C)に示すように、Al層4エッチン
グ除去した後、半導体基板1上にTi(チタン)の薄層
6とAl層7を形成する。Al層7は、n形領域3と半
絶縁性半導体領域5の内周縁近傍をTiの薄層6を介し
て被覆している。Tiの薄層6はAl層7から更に半導
体基板1の周縁側に延在している。Tiの薄層6の厚さ
は約50Å(0.005μm)と極薄である。Al層7
の厚さは約2μmである。また、半導体基板1の裏面全
域ににAu(金)とGe(ゲルマニウム)の合金とAuと
を連続して真空蒸着し、オーミツク電極8を形成する。
次に、第2図(D)に示すように、空気中で275℃の
温度で15分間の熱処理を施す。この結果、Al層7に
マスクされていないTiの薄層6の一部は酸化されてチ
タン酸化物の薄層(金属酸化物薄層)9となるが、Al
層7の下部にはTiの薄層(金属薄層)6aが残存する。
チタン酸化物の薄層9の厚さは、Tiの薄層6の1.5
倍程度と推定される。チタン酸化物の薄層9のシート抵
抗は約100MΩ/□であり、半絶縁性の高抵抗層であ
る。Tiの薄層6aとAl層7は単独ではともにn形領域
3に対してショットキバリアを形成する金属層である。
しかし、Tiの薄層6aとAl層7が重ねられた構造にお
いて極薄のTiの薄層6aがショッ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。ここでは、
Tiの薄層6aとAl層7を合わせてバリア電極10と呼
ぶ。
第1図に示すように、プラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition)又は光CVDによりシリコン酸化膜から
成る絶縁層11を形成した後、更にTiとAuを連続的に
真空蒸着することにより外部接続用電極12を形成し
て、ショットキバリアダイオードチップを完成させる。
バリア電極10とn形領域3との間に主電流通路となる
ショットキバリアが形成され、バリア電極10側がアノ
ード、オーミツク電極8側がカソードである。このよう
に製作されたショットキバリアダイオードは約210V
の高耐圧を得た。バルク耐圧にほとんど等しい約230
Vの耐圧が得られることもあった。チタン酸化物の薄層
9を除去した半絶縁性半導体領域5のみによる高耐圧化
構造では約170V、チタン酸化物の薄層9を除去しか
つ半絶縁性半導体領域5を形成しない構造(高耐圧化対
策を全く行わない構造)では約60Vである。チタン酸
化物の薄層9を除去しても、接続用電極12の周辺部1
2aが絶縁層11を介して一般的なフィールドプレート
として作用しているが、上記のように耐圧は約170V
である。このことから、チタン酸化物の薄層9による電
界集中緩和作用が大きいことが明白である。
チタン酸化物の薄層9は、フィールドプレートとして作
用していと考えられるが、詳細なメカニズムは不明であ
る。ただし、次のような特徴を有する。チタン酸化物の
薄層9はn形領域3の表面の形成されたときには、n形
領域3との間にショットキバリアを形成するとともに、
n形領域3の表面状態を安定化させる。従って、半絶縁
性半導体領域5の表面近傍に半導体的性質が残っていた
としても問題にならない。また、チタン酸化物の薄層9
はシリコン酸化膜のような絶縁層を介さないフィールド
プレートであるから、その下部に空乏層を形成する作用
が非常に大きいし、絶縁層を形成する材質(材料の種
類、含有不純物、界面状態など)による特性の不安定性
も生じない。
要するに、本実施例では、半絶縁性半導体領域5に薄層
9を形成したので、半絶縁性半導体領域5の高耐圧化構
造と、相対的にシート抵抗の大きい薄層9の電界集中緩
和作用との相乗効果によって、約210〜230V程度
まで耐圧を著しく向上することが可能となる。また、半
絶縁性半導体領域5を被覆する薄層9は、半導体領域3
との間にショットキバリアを形全することができるとと
もに、半導体領域3の表面状態を安定化させる作用を有
する。したがって、半絶縁性半導体領域5の表面近傍に
半導体的性質が残存しても特性の不安定性を生じない。
また、薄層9がバリア電極10と連続するので、確実に
特性安定化の作用が得られる。
変形実施例 本発明は前記の実施例に限定されることなく、その趣旨
の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、第3図に示すように、チタン酸化物の薄層9を
酸化前のTiの薄層6(バリア電極10の外周に延在す
るTiの薄層6b)としてそのまま利用するとともに、A
l層7がn形領域3とほぼ同一若しくはやや内側に形成
されても、第1図の場合と同様の高耐圧が得られた。イ
オン注入のマスクとして、Al層7とその上に形成した
シリコン酸化物層等(図示せず)を形成し、Tiの薄層
6bを通過してHeイオンを注入すると、第1図の構造
が形成される。この場合、Tiの薄層6bは、チタン酸化
物の薄層9と同様に、n形領域3との間にショットキバ
リアを形成するとともに、n形領域3の表面状態を安定
化させる作用がある。Tiの薄層6bのうち、n形領域3
と接触する部分は補助的なバリア電極であり、バリア電
極10の一部とみなせるものである。なお、Tiの薄層
6bは、極薄であるためシート抵抗約400Ω/□の抵
抗層となっている。
半絶縁性半導体領域5をエピタキャル成長で形成する方
法も知られているが、チタン酸化物の薄層9又はTiの
薄層6bの少なくともいずれかの薄層による電界集中緩
和作用が顕著に発揮されるのは、半絶縁性半導体領域5
をイオン注入で形成した場合である。結晶にダメージを
与えて半絶縁性するための不純物は、He以外にH(水
素)やB(硼素)等も使用できる。
チタン酸化物の薄層9又はTiの薄層6bの厚さは、応力
発生を最小限にするとともに、バリア電極の主要部より
も大きいシート抵抗を与えなければならないので、10
〜1000Å、望ましくは20〜300Åに選定するの
がよい。
薄層は、多くの半導体装置に対してTiの薄層又はチタ
ン酸化物の薄層(TiOx)が良好な結果を示すが、半導体
領域との間にショットキバリアを形成するものであれ
ば、これら以外のものでもよい。例えば、Ta(タンタ
ル)薄層又はタンタル酸化物(TaOx)薄層としてもよ
い。
GaAs、AlGaAs(砒化アルミニウム・ガリウム)、
GaP(燐酸ガリウム)、InP(燐化インジウム)等の
III−V族化合物を用いた半導体装置に適用して効果的
な構造であるが、他の化合物半導体装置又はSi(シリ
コン)等の半導体装置にも適用可能である。
効 果 本発明によれば、ショットキバリアの周辺耐圧が著しく
向上し、もって高耐圧のショットキバリア半導体装置を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例であるショットキバリアダ
イオードの断面図、第2図は第1図に示すショットキバ
リアダイオードの製造工程を示す工程図で、第2図
(A)は半導体基板の断面図、第2図(B)は半絶縁性
半導体領域を形成した状態の断面図、第2図(C)はバ
リア電極を形成した状態を示す断面図、第2図(D)は
チタン酸化物の薄層を形成した状態を示す断面図、第3
図は本発明の他の実施例を示すショットキバリアダイオ
ードの断面図を示す。 3、3a……n形領域(半導体領域)、5……半絶縁性
半導体領域、6a……Tiの薄層、6b……Tiの薄層(薄
層)、7……Al層、9……チタン酸化物薄層(薄
層)、10……バリア電極、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体領域と、該半導体領域にイオンを注
    入することにより形成されかつ前記半導体領域の一部を
    包囲する半絶縁性半導体領域と、前記半導体領域の前記
    一部の表面上に形成されかつ前記半導体領域との間にシ
    ョットキバリアを形成するバリア電極とを備えたショッ
    トキバリア半導体装置において、 前記バリア電極は、前記半導体領域との間にショットキ
    バリアを形成する金属から成り且つ前記半導体領域の前
    記一部に隣接して形成された金属薄層と、前記半導体領
    域との間にショットキバリアを形成する金属から成り且
    つ前記金属薄層の上方に形成された金属層とを有し、 前記金属薄層は、前記半絶縁性半導体領域の表面を被覆
    して前記金属層から外側に延在し且つ隣接する前記バリ
    ア電極を包囲する金属酸化物薄層を備え、 前記金属酸化物薄層は前記金属薄層が酸化されて形成さ
    れ且つ前記バリア電極よりもシート抵抗が大きいことを
    特徴とするショットキバリア半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4941463A (ja) * 1972-07-26 1974-04-18
JPS5319454Y2 (ja) * 1974-07-29 1978-05-24
JPS5487482A (en) * 1977-12-24 1979-07-11 Fuji Electric Co Ltd Schottky barrier diode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006203195A (ja) * 2005-01-10 2006-08-03 Velox Semiconductor Corp 窒化ガリウム半導体デバイス用のパッケージ

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