JPH06268202A - 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド - Google Patents

高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド

Info

Publication number
JPH06268202A
JPH06268202A JP5051835A JP5183593A JPH06268202A JP H06268202 A JPH06268202 A JP H06268202A JP 5051835 A JP5051835 A JP 5051835A JP 5183593 A JP5183593 A JP 5183593A JP H06268202 A JPH06268202 A JP H06268202A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon carbide
schottky
active layer
electrode
schottky diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5051835A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3192809B2 (ja
Inventor
Hideyuki Funaki
英之 舟木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP05183593A priority Critical patent/JP3192809B2/ja
Publication of JPH06268202A publication Critical patent/JPH06268202A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3192809B2 publication Critical patent/JP3192809B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608Silicon carbide
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/872Schottky diodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショットキ−電極のエッジ部分に電界が集中
するという問題を解決した高耐圧炭化珪素ショットキ−
・ダイオ−ドを提供することを目的とする。 【構成】 炭化珪素基板と、この炭化珪素基板上に形成
された第1導電型の炭化珪素からなる活性層と、この活
性層上に形成された開口部を有する絶縁膜と、開口部か
ら露出する活性層上に形成されたショットキ−電極とを
具備し、ショットキ−電極は、活性層とショットキ−接
合を形成するとともに、ショットキ−電極の端部は、絶
縁膜上に存在することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高耐圧炭化珪素ショッ
トキ−・ダイオ−ドに関する。
【0002】
【従来の技術】炭化珪素は、シリコンと比較してアバラ
ンシェ降伏による臨界電界が高いので、不純物濃度2×
1015/cm3 程度のn型活性層で、5000V以上の
耐圧を有するダイオ−ドを作ることが原理的には可能で
ある。一方、ショットキ−・ダイオ−ドは、少数キャリ
アの注入がないので、PN接合ダイオ−ドと比較してス
イッチング速度が速い。従って、炭化珪素ショットキ−
・ダイオ−ドは、高耐圧が実現出来るとともに、これと
同じ耐圧を有する従来のシリコンPINダイオ−ドより
も、低いオン抵抗、速いスイッチング速度を有するとい
う、優れた特性を備えることが期待される。
【0003】しかし、炭化珪素ショットキ−・ダイオ−
ドについては、理論的に予想される耐圧がこれまでのと
ころ得られていない。その主たる理由は、ショットキ−
電極のエッジ部分に電界が集中し、そこでブレ−クダウ
ンを起こしてしまうためと考えられる。即ち、図7に示
すように、基板1上に形成された活性層2とショットキ
−接合を形成するショットキ−電極4は、その全体にわ
たって活性層2上に存在しており、そのため、ショット
キ−電極4の端部に電界が集中してしまう。
【0004】一般に、シリコンを用いたショットキ−ダ
イオ−ドの場合、電極のエッジ部分の下にp+ 層からな
るガ−ドリングを設けて耐圧をもたせるが、炭化硅素の
場合、p+ 層を拡散することは現状では非常に困難であ
る。
【0005】この問題を解決するため、ショットキ−電
極に抵抗電極を取付けた構造の炭化珪素ショットキ−・
ダイオ−ド、及び浮遊電極を取付けた構造の炭化珪素シ
ョットキ−・ダイオ−ド等が考えられるが、いずれの構
造も、ショットキ−電極のエッジ部分が活性層と接触し
ているため、エッジ部分の電界集中の問題を充分には解
決していない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、炭化珪
素ショットキ−・ダイオ−ドは、理論的には高耐圧が得
られることが期待されているが、ショットキ−電極のエ
ッジ部分に電界が集中するという問題のため、これまで
高耐圧が得られていない。
【0007】そこで、本発明の目的は、ショットキ−電
極のエッジ部分に電界が集中するという問題を解決した
高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ドを提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、炭化珪素基板
と、この炭化珪素基板上に形成された第1導電型の炭化
珪素からなる活性層と、この活性層上に形成された開口
部を有する絶縁膜と、前記開口部から露出する活性層上
に形成されたショットキ−電極とを具備し、前記ショッ
トキ−電極は、前記活性層とショットキ−接合を形成す
るとともに、前記ショットキ−電極の端部は、前記絶縁
膜上に存在することを特徴とする高耐圧炭化珪素ショッ
トキ−・ダイオ−ドを提供する。
【0009】
【作用】本発明の高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ
−ドでは、図1に示すように、活性層2とショットキ−
接合を形成するショットキ−電極4の端部が、活性層2
上に形成された絶縁膜3上に存在している。そのため、
ショットキ−電極4が全体にわたって活性層2上に存在
する図7に示す従来の炭化珪素ショットキ−・ダイオ−
ドとは異なり、ショットキ−電極4の端部に電界が集中
することがなく、その結果、高耐圧炭化珪素ショットキ
−・ダイオ−ドが実現出来る。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。
【0011】図2は、本発明の一実施例に係る炭化珪素
ショットキ−・ダイオ−ドを示す断面図である。図2に
おいて、n+ −炭化珪素基板1上に2×1015/cm3
の不純物濃度のn- −炭化珪素からなる活性層2を30
μmの厚さにエピタキシャル成長させる。次いで、この
活性層2の上にシリコン酸化膜3を成長させる。その
後、シリコン酸化膜3に選択的にメサエッチングを施
し、側壁がなだらかに傾斜した開口部を形成する。この
開口部を通して露出する活性層2の上に、Pt等からな
るショットキ−電極4を、その端部がシリコン酸化膜3
上に重なるように形成する。一方、基板1の裏面には、
TaSi2 等からなるオ−ミック電極5を形成し、炭化
珪素ショットキ−・ダイオ−ドが完成する。
【0012】以上説明した図2に示す炭化珪素ショット
キ−・ダイオ−ドでは、ショットキ−電極4の端部はシ
リコン酸化膜3上に乗り上げた状態となっていて、直接
活性層と接触していない。そのため、ショットキ−電極
4の端部には電界の集中が起こらず、ショットキ−電極
4と、活性層2及びシリコン酸化膜3とが接する部分に
おける電界を充分に下げることが可能である。
【0013】図3は、図2に示す炭化珪素ショットキ−
・ダイオ−ドの改良を示す。即ち、図2に示す例では、
シリコン酸化膜3の開口部の側壁はなだらかに傾斜して
いるが、図3に示す例では、階段状となっている。この
ようなシリコン酸化膜3の形状でも、図2に示す例と同
様の効果を得ることが可能である。
【0014】図4は、本発明の他の実施例に係る炭化珪
素ショットキ−・ダイオ−ドを示す断面図である。図4
において、n+ −炭化珪素基板11上に2×1015/c
3 の不純物濃度のn- −炭化珪素からなる活性層12
を30μmの厚さにエピタキシャル成長させる。次い
で、この活性層12の上に耐酸化性のマスクを形成し、
熱酸化を施してシリコン酸化膜13を選択的に形成す
る。そして、耐酸化性のマスクを除去した後、開口部を
通して露出する活性層12の上に、Ptからなるショッ
トキ−電極14を、その端部がシリコン酸化膜13上に
重なるように形成する。一方、基板11の裏面には、T
aSi2 等からなるオ−ミック電極15を形成し、炭化
珪素ショットキ−・ダイオ−ドが完成する。
【0015】以上説明した図4に示す炭化珪素ショット
キ−・ダイオ−ドでは、選択酸化により形成されたシリ
コン酸化膜13の端部が、活性層12とショットキ−電
極14との間に楔形に入り込んでいるため、ショットキ
−電極14の端部での電界集中による耐圧の低下を軽減
することが可能である。
【0016】図5は、本発明の他の実施例に係る炭化珪
素ショットキ−・ダイオ−ドを示す断面図である。図5
において、n+ −炭化珪素基板21上に2×1015/c
3 の不純物濃度のn- −炭化珪素からなる活性層22
を30μmの厚さにエピタキシャル成長させる。次い
で、この活性層22に異方性エッチングを施し、環状の
トレンチ溝を形成する。このトレンチ溝にシリコン酸化
物を埋め込み、環状のシリコン酸化膜23を形成する。
その後、環状のシリコン酸化膜23で囲まれた活性層2
2の上に、Pt等からなるショットキ−電極24を、そ
の端部がシリコン酸化膜23上に重なるように形成す
る。一方、基板21の裏面には、TaSi2等からなる
オ−ミック電極25を形成し、炭化珪素ショットキ−・
ダイオ−ドが完成する。
【0017】以上説明した図5に示す炭化珪素ショット
キ−・ダイオ−ドでは、ショットキ−電極24は平坦で
あるとともに、その端部はシリコン酸化膜23上に重な
っているため、電界集中による耐圧低下の効果を完全に
排除することが可能である。図6は、図5に示す炭化珪
素ショットキ−・ダイオ−ドの改良を示す。即ち、図5
に示す例では、シリコン酸化膜23の表面は平坦であ
り、その結果、ショットキ−電極24もまた平坦な形状
であるが、図6に示すように、シリコン酸化膜23の表
面が突出していて、その結果、ショットキ−電極24も
段差のある形状であってもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
活性層とショットキ−接合を形成するショットキ−電極
の端部が、活性層上に形成された絶縁膜上に存在してい
るため、ショットキ−電極の端部に電界が集中すること
がなく、その結果、高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイ
オ−ドが実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイ
オ−ドの電極付近の電位分布を示す断面図。
【図2】 本発明の一実施例に係る高耐圧炭化珪素ショ
ットキ−・ダイオ−ドを示す断面図。
【図3】 図2に示す炭化珪素ショットキ−・ダイオ−
ドの改良を示す断面図。
【図4】 本発明の他の実施例に係る高耐圧炭化珪素シ
ョットキ−・ダイオ−ドを示す断面図。
【図5】 本発明の更に他の実施例に係る高耐圧炭化珪
素ショットキ−・ダイオ−ドを示す断面図。
【図6】 図5に示す炭化珪素ショットキ−・ダイオ−
ドの改良を示す断面図。
【図7】 従来の高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ
−ドの電極付近の電位分布を示す断面図。
【符号の説明】
1,11,21…n+ −炭化珪素基板 2,12,22…活性層 3,13,23…シリコン酸化膜 4,14,24…ショットキ−電極 5,15,25…オ−ミック電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化珪素基板と、この炭化珪素基板上に
    形成された第1導電型の炭化珪素からなる活性層と、こ
    の活性層上に形成された開口部を有する絶縁膜と、前記
    開口部から露出する活性層上に形成されたショットキ−
    電極とを具備し、前記ショットキ−電極は、前記活性層
    とショットキ−接合を形成するとともに、前記ショット
    キ−電極の端部は、前記絶縁膜上に存在することを特徴
    とする高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド。
JP05183593A 1993-03-12 1993-03-12 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド Expired - Fee Related JP3192809B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05183593A JP3192809B2 (ja) 1993-03-12 1993-03-12 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05183593A JP3192809B2 (ja) 1993-03-12 1993-03-12 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06268202A true JPH06268202A (ja) 1994-09-22
JP3192809B2 JP3192809B2 (ja) 2001-07-30

Family

ID=12897924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05183593A Expired - Fee Related JP3192809B2 (ja) 1993-03-12 1993-03-12 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3192809B2 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661644A (en) * 1995-06-21 1997-08-26 Abb Research Ltd. Converter circuit, circuitry having at least one switching device and circuit module
US5801836A (en) * 1996-07-16 1998-09-01 Abb Research Ltd. Depletion region stopper for PN junction in silicon carbide
US6002159A (en) * 1996-07-16 1999-12-14 Abb Research Ltd. SiC semiconductor device comprising a pn junction with a voltage absorbing edge
US6927103B2 (en) * 2000-03-20 2005-08-09 Koninklijke Phillips Electronics N.V. Method and apparatus of terminating a high voltage solid state device
JP2008103436A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Rohm Co Ltd ショットキーバリアダイオードおよびその製造方法
DE112010005101T5 (de) 2010-01-08 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corporation Epitaxial-wafer und halbleiterelement
JP2013008783A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置
JP2013026491A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置
DE112011102787T5 (de) 2010-08-24 2013-07-04 Mitsubishi Electric Corp. Epitaxialwafer und Halbleitereinrichtung
CN111863938A (zh) * 2020-06-15 2020-10-30 深圳大学 一种氮化镓基肖特基二极管及其制备方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5661644A (en) * 1995-06-21 1997-08-26 Abb Research Ltd. Converter circuit, circuitry having at least one switching device and circuit module
JPH11510000A (ja) * 1995-06-21 1999-08-31 エービービー リサーチ リミテッド 変換器回路、少なくとも1つのスイッチングデバイスを有する回路結合構成および回路モジュール
JP2006149195A (ja) * 1995-06-21 2006-06-08 Cree Inc 変換器回路、少なくとも1つのスイッチング・デバイスを有する回路および回路モジュール
US5801836A (en) * 1996-07-16 1998-09-01 Abb Research Ltd. Depletion region stopper for PN junction in silicon carbide
US6002159A (en) * 1996-07-16 1999-12-14 Abb Research Ltd. SiC semiconductor device comprising a pn junction with a voltage absorbing edge
US6040237A (en) * 1996-07-16 2000-03-21 Abb Research Ltd. Fabrication of a SiC semiconductor device comprising a pn junction with a voltage absorbing edge
US6927103B2 (en) * 2000-03-20 2005-08-09 Koninklijke Phillips Electronics N.V. Method and apparatus of terminating a high voltage solid state device
JP2008103436A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Rohm Co Ltd ショットキーバリアダイオードおよびその製造方法
DE112010005101T5 (de) 2010-01-08 2012-12-06 Mitsubishi Electric Corporation Epitaxial-wafer und halbleiterelement
US9059193B2 (en) 2010-01-08 2015-06-16 Mitsubishi Electric Corporation Epitaxial wafer and semiconductor element
DE112011102787T5 (de) 2010-08-24 2013-07-04 Mitsubishi Electric Corp. Epitaxialwafer und Halbleitereinrichtung
US8916880B2 (en) 2010-08-24 2014-12-23 Mitsubishi Electric Corporation Silicon carbide epitaxial wafer and semiconductor device
DE112011102787B4 (de) 2010-08-24 2022-02-10 Mitsubishi Electric Corp. Epitaxialwafer und Halbleitereinrichtung
JP2013008783A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置
JP2013026491A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置
CN111863938A (zh) * 2020-06-15 2020-10-30 深圳大学 一种氮化镓基肖特基二极管及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3192809B2 (ja) 2001-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920010677B1 (ko) 반도체장치
US6221688B1 (en) Diode and method for manufacturing the same
US8421148B2 (en) Grid-UMOSFET with electric field shielding of gate oxide
US11081598B2 (en) Trench MOS Schottky diode
US20080277668A1 (en) SIS semiconductor having junction barrier schottky device
JPH06268202A (ja) 高耐圧炭化珪素ショットキ−・ダイオ−ド
US10529867B1 (en) Schottky diode having double p-type epitaxial layers with high breakdown voltage and surge current capability
JPH0766433A (ja) 半導体整流素子
US20210098579A1 (en) Schottky diode with high breakdown voltage and surge current capability using double p-type epitaxial layers
TWI797493B (zh) 肖特基能障二極體
JP3117506B2 (ja) 半導体整流素子
JPH06283727A (ja) 電力用半導体素子
JP3623687B2 (ja) ショットキバリアダイオード及びその製造方法
US6635926B2 (en) Field effect transistor with high withstand voltage and low resistance
JPH05259436A (ja) ショットキバリア整流半導体装置
US20200321477A1 (en) Multi-schottky-layer trench junction barrier schottky diode and manufacturing method thereof
JP2002237605A (ja) 半導体素子
JPH04233281A (ja) 半導体装置
JP3551154B2 (ja) 半導体素子
JP3149483B2 (ja) プレーナ型半導体整流素子
JPH0610700Y2 (ja) ショットキバリアダイオード
JPH03185870A (ja) 半導体装置
JPS5913378A (ja) ツエナ−ダイオ−ド
JPH06163878A (ja) 半導体装置
KR20160116294A (ko) 쇼트키 다이오드

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees