JPH0642541B2 - 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Info
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- JPH0642541B2 JPH0642541B2 JP63098214A JP9821488A JPH0642541B2 JP H0642541 B2 JPH0642541 B2 JP H0642541B2 JP 63098214 A JP63098214 A JP 63098214A JP 9821488 A JP9821488 A JP 9821488A JP H0642541 B2 JPH0642541 B2 JP H0642541B2
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- electrode
- schottky barrier
- schottky
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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、半導体装置、特に逆サージ耐量が大きく且つ
半導体領域にバリア電極を強固に固着できるショットキ
バリア半導体装置に関するものである。
半導体領域にバリア電極を強固に固着できるショットキ
バリア半導体装置に関するものである。
従来の技術 良好な高速応答性（高速スイッチング特性）及び低電力
損失等の利点を生かして、ショットキバリアダイオード
は、高周波整流回路等に広く利用されている。しかし、
ｐｎ接合ダイオードと比較したとき、ショットキバリア
ダイオードは、逆サージ耐量が低い欠点がある。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に
発生する逆サージ電流がショットキバリアの周縁に集中
する傾向が著しいため、ショッ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。一方、Ｔｉ（チタ
ン）、Ｃｒ（クロム）等の極薄の薄層を介してＡｌ（ア
ルミニウム）層等を形成したバリア電極構造が知られて
いる。Ｔｉ、Ｃｒ等の極薄の薄層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が、
形成されるショットキバリアはＡｌ等のバリア金属単独
によるものに近い。この構造ではＴｉやＣｒが半導体表
面に対しなじみ易い金属であるため、安定な特性のショ
ットキバリアが形成されるとともに、バリア金属の接着
強度が著しく向上し、高信頼性のショットキバリア半導
体装置を提供できる。
損失等の利点を生かして、ショットキバリアダイオード
は、高周波整流回路等に広く利用されている。しかし、
ｐｎ接合ダイオードと比較したとき、ショットキバリア
ダイオードは、逆サージ耐量が低い欠点がある。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に
発生する逆サージ電流がショットキバリアの周縁に集中
する傾向が著しいため、ショッ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。一方、Ｔｉ（チタ
ン）、Ｃｒ（クロム）等の極薄の薄層を介してＡｌ（ア
ルミニウム）層等を形成したバリア電極構造が知られて
いる。Ｔｉ、Ｃｒ等の極薄の薄層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が、
形成されるショットキバリアはＡｌ等のバリア金属単独
によるものに近い。この構造ではＴｉやＣｒが半導体表
面に対しなじみ易い金属であるため、安定な特性のショ
ットキバリアが形成されるとともに、バリア金属の接着
強度が著しく向上し、高信頼性のショットキバリア半導
体装置を提供できる。
発明が解決しようとする課題 しかし、ＴｉやＣｒ等の極薄の薄層を介在させることは
逆サージ耐量の向上とは実質的に無関係であり、別に逆
サージ耐量を向上すべき課題を別途達成する必要があ
る。
逆サージ耐量の向上とは実質的に無関係であり、別に逆
サージ耐量を向上すべき課題を別途達成する必要があ
る。
そこで本発明は、半導体領域にバリア電極を強固に固着
でき且つ逆サージ耐量の向上した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。特に、本発明の目
的は、ＴｉやＣｒ等の極薄の薄層を介在させてＡｌ層等
を形成したバリア電極構造を備えたショットキバリア半
導体装置の逆サージ耐量向上を達成することにある。
でき且つ逆サージ耐量の向上した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。特に、本発明の目
的は、ＴｉやＣｒ等の極薄の薄層を介在させてＡｌ層等
を形成したバリア電極構造を備えたショットキバリア半
導体装置の逆サージ耐量向上を達成することにある。
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、半導体領域上に形成され且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、半導体領域上に形成され且つ半導体
領域との間にショットキバリアを形成できる第１のバリ
ア電極と、第１のバリア電極の上に隣接して形成され且
つ半導体領域との間に第１のバリア電極のショットキバ
リアのバリアハイトとは異なるバリアハイトのショット
キバリアを形成できる第２のバリア電極とを有する。第
１のバリア電極は、半導体領域の主面上に間隙をもって
形成された肉厚部と、肉厚部を覆って半導体領域の主面
上に連続的に形成された肉薄部とを有する。半導体領域
と直接接触する肉厚部の接合領域では第１のバリア電極
に支配される大きさのバリアハイトを有するショットキ
バリアが生成される。半導体領域と直接接触する肉薄部
の接合領域では第２のバリア電極に支配される大きさの
バリアハイトを有するショットキバリアが生成される。
バリアハイトが変化する複数の接合領域が半導体領域の
主面の中央部に設けられる。
域と、半導体領域上に形成され且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、半導体領域上に形成され且つ半導体
領域との間にショットキバリアを形成できる第１のバリ
ア電極と、第１のバリア電極の上に隣接して形成され且
つ半導体領域との間に第１のバリア電極のショットキバ
リアのバリアハイトとは異なるバリアハイトのショット
キバリアを形成できる第２のバリア電極とを有する。第
１のバリア電極は、半導体領域の主面上に間隙をもって
形成された肉厚部と、肉厚部を覆って半導体領域の主面
上に連続的に形成された肉薄部とを有する。半導体領域
と直接接触する肉厚部の接合領域では第１のバリア電極
に支配される大きさのバリアハイトを有するショットキ
バリアが生成される。半導体領域と直接接触する肉薄部
の接合領域では第２のバリア電極に支配される大きさの
バリアハイトを有するショットキバリアが生成される。
バリアハイトが変化する複数の接合領域が半導体領域の
主面の中央部に設けられる。
作用 半導体領域の主面の中央部にバリアハイトが変化する複
数の接合領域が設けられる。逆サージ電極はバリアハイ
トの小さい部分の周辺に集中して流れるから、ショット
キバリアの周辺部に限定されず中央部においても、バリ
アハイトの小さい複数の接合領域に逆サージ電流が分散
して流れる。また、ショットキバリアの周辺部にのみバ
リアハイトの小さい接合領域を有する従来のショットキ
バリア半導体装置に比べて、バリアハイトの小さい接合
領域の面積を著しく増加できるから、逆サージ電流を分
散させて、熱破壊を抑制することができる。更に、肉厚
部を覆って半導体領域の主面と第２バリア電極との間に
第１のバリア電極の肉薄部を連続的に形成するので、シ
ョットキバリアの特性が安定するとともに、バリア電極
の良好な接着性が得られる。
数の接合領域が設けられる。逆サージ電極はバリアハイ
トの小さい部分の周辺に集中して流れるから、ショット
キバリアの周辺部に限定されず中央部においても、バリ
アハイトの小さい複数の接合領域に逆サージ電流が分散
して流れる。また、ショットキバリアの周辺部にのみバ
リアハイトの小さい接合領域を有する従来のショットキ
バリア半導体装置に比べて、バリアハイトの小さい接合
領域の面積を著しく増加できるから、逆サージ電流を分
散させて、熱破壊を抑制することができる。更に、肉厚
部を覆って半導体領域の主面と第２バリア電極との間に
第１のバリア電極の肉薄部を連続的に形成するので、シ
ョットキバリアの特性が安定するとともに、バリア電極
の良好な接着性が得られる。
実施例 電力用ショットキバリアダイオードに適用した本発明の
ショットキバリア半導体装置の実施例を第１図〜第３図
について説明する。
ショットキバリア半導体装置の実施例を第１図〜第３図
について説明する。
第１図は本発明により得られた電力用ショットキバリア
ダイオードの断面図を示し、第３図はこの平面図を示
す。本実施例による電力用ショットキバリアダイオード
は、ｎ形領域（半導体領域）３と、ｎ形領域３上に形成
され且つｎ形領域３との間にショットキバリアを形成す
るバリア電極１０とを備えている。バリア電極１０は、
ｎ形領域３上に形成され且つｎ形領域３との間にショッ
トキバリアを形成できる第１のバリア電極４と、第１の
バリア電極４の上に隣接して形成され且つｎ形領域３と
の間に第１のバリア電極４のショットキバリアのバリア
ハイトとは異なるバリアハイトのショットキバリアを形
成できるＡｌ層８（第２のバリア電極）とを有する。
ダイオードの断面図を示し、第３図はこの平面図を示
す。本実施例による電力用ショットキバリアダイオード
は、ｎ形領域（半導体領域）３と、ｎ形領域３上に形成
され且つｎ形領域３との間にショットキバリアを形成す
るバリア電極１０とを備えている。バリア電極１０は、
ｎ形領域３上に形成され且つｎ形領域３との間にショッ
トキバリアを形成できる第１のバリア電極４と、第１の
バリア電極４の上に隣接して形成され且つｎ形領域３と
の間に第１のバリア電極４のショットキバリアのバリア
ハイトとは異なるバリアハイトのショットキバリアを形
成できるＡｌ層８（第２のバリア電極）とを有する。
第１のバリア電極４は、ｎ形領域３の主面３ａ上に間隙
５をもって形成された肉厚部４ａ、４ｂと、肉厚部４
ａ、４ｂを覆ってｎ形領域３の主面３ａ上に連続的に形
成された肉薄部７ａとを有する。ｎ形領域３と直接接触
する肉厚部４ａ、４ｂの接合領域では第１のバリア電極
４に支配される大きさのバリアハイトを有するショット
キバリアが生成される。ｎ形領域３と直接接触する肉薄
部７ａの接合領域では第２のバリア電極に支配される大
きさのバリアハイトを有するショットキバリア生成され
る。バリアハイトが変化する複数の接合領域がｎ形領域
３の主面３ａの中央部に設けられる。
５をもって形成された肉厚部４ａ、４ｂと、肉厚部４
ａ、４ｂを覆ってｎ形領域３の主面３ａ上に連続的に形
成された肉薄部７ａとを有する。ｎ形領域３と直接接触
する肉厚部４ａ、４ｂの接合領域では第１のバリア電極
４に支配される大きさのバリアハイトを有するショット
キバリアが生成される。ｎ形領域３と直接接触する肉薄
部７ａの接合領域では第２のバリア電極に支配される大
きさのバリアハイトを有するショットキバリア生成され
る。バリアハイトが変化する複数の接合領域がｎ形領域
３の主面３ａの中央部に設けられる。
前記の構成において、ｎ形領域３の主面３ａの中央部に
バリアハイトが変化する複数の接合領域が設けられる。
逆サージ電流はバリアハイトの小さい部分の周辺に集中
して流れるから、ショットキバリアの周辺部に限定され
ず中央部においても、バリアハイトの小さい複数の接合
領域に逆サージ電流が分散して流れる。また、ショット
キバリアの周辺部にのみバリアハイトの小さい接合領域
を有する従来のショットキバリア半導体装置に比べて、
バリアハイトの小さい接合領域の面積を著しく増加でき
るから、逆サージ耐量を向上して、逆サージ電流を分散
させて、熱破壊を抑制することができる。更に、肉厚部
４ａ、４ｂを覆ってｎ形領域３の主面３ａと第２のバリ
ア電極との間に第１のバリア電極４の肉薄部７ａを連続
的に形成するので、ショットキバリアの特性が安定する
とともに、バリア電極１０の良好な接着性が得られる。
バリアハイトが変化する複数の接合領域が設けられる。
逆サージ電流はバリアハイトの小さい部分の周辺に集中
して流れるから、ショットキバリアの周辺部に限定され
ず中央部においても、バリアハイトの小さい複数の接合
領域に逆サージ電流が分散して流れる。また、ショット
キバリアの周辺部にのみバリアハイトの小さい接合領域
を有する従来のショットキバリア半導体装置に比べて、
バリアハイトの小さい接合領域の面積を著しく増加でき
るから、逆サージ耐量を向上して、逆サージ電流を分散
させて、熱破壊を抑制することができる。更に、肉厚部
４ａ、４ｂを覆ってｎ形領域３の主面３ａと第２のバリ
ア電極との間に第１のバリア電極４の肉薄部７ａを連続
的に形成するので、ショットキバリアの特性が安定する
とともに、バリア電極１０の良好な接着性が得られる。
第２図は第１図に示す電力用ショットキバリアダイオー
ドの製造方法を示す工程図である。この電力用ショット
キバリアダイオードを製造するには、まず、第２図
（Ａ）に示す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３００μ
ｍ、不純物濃度約２×10-18cm3のn+形領域２の上に、厚
さ約１５μｍ、不純物濃度約２×10-15cm-3のｎ形領域
３をエピタキシャル成長させたものである。
ドの製造方法を示す工程図である。この電力用ショット
キバリアダイオードを製造するには、まず、第２図
（Ａ）に示す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３００μ
ｍ、不純物濃度約２×10-18cm3のn+形領域２の上に、厚
さ約１５μｍ、不純物濃度約２×10-15cm-3のｎ形領域
３をエピタキシャル成長させたものである。
次に、半導体基板１の上面に真空蒸着により約４００オ
ングストローム（０．０４μｍ）のＴｉ（チタン）薄層
を形成し、第２図（Ｂ）に示すようにフォトエッチング
により第１のＴｉ薄層４ａ、４ｂを残存させる。Ｔｉ薄
層４ａは、第３図に示すように、後に形成されるバリア
電極１０のＡｌ層８の周辺部に沿って環状に形成され
る。Ｔｉ薄層４ｂは、Ｔｉ薄層４ａに包囲された領域に
メッシュ状に形成され、この段階ではＴｉ薄層４ａ、４
ｂによって形成される多数の島状の間隙５にｎ形領域３
が露出する。なお、略示する島状の間隙５は実際には更
に多数個形成され、それらの角部は丸められている。半
導体基板１の裏面には、真空蒸着によりＡｕ（金）−Ｇ
ｅ（ゲルマニウム）合金層とＡｕ層を重ねて形成し、オ
ーミック電極６が形成される。
ングストローム（０．０４μｍ）のＴｉ（チタン）薄層
を形成し、第２図（Ｂ）に示すようにフォトエッチング
により第１のＴｉ薄層４ａ、４ｂを残存させる。Ｔｉ薄
層４ａは、第３図に示すように、後に形成されるバリア
電極１０のＡｌ層８の周辺部に沿って環状に形成され
る。Ｔｉ薄層４ｂは、Ｔｉ薄層４ａに包囲された領域に
メッシュ状に形成され、この段階ではＴｉ薄層４ａ、４
ｂによって形成される多数の島状の間隙５にｎ形領域３
が露出する。なお、略示する島状の間隙５は実際には更
に多数個形成され、それらの角部は丸められている。半
導体基板１の裏面には、真空蒸着によりＡｕ（金）−Ｇ
ｅ（ゲルマニウム）合金層とＡｕ層を重ねて形成し、オ
ーミック電極６が形成される。
続いて、半導体基板１の上面に真空蒸着によりＴｉ層と
Ａｌ層を形成し、Ａｌ層のフォトエッチングはＴｉ層の
フォトエッチングを続けて行う。このように素子周辺領
域からＴｉ薄層とＡｌ層の一部を除去して、第２図
（Ｃ）に示すように、第２のＴｉ薄層７とＡｌ層８を形
成する。Ｔｉ薄層７は、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂより更に極
薄の約５０オングストローム（０．００５μｍ）の厚さ
を有する。Ａｌ層８の厚さは約２μｍである。
Ａｌ層を形成し、Ａｌ層のフォトエッチングはＴｉ層の
フォトエッチングを続けて行う。このように素子周辺領
域からＴｉ薄層とＡｌ層の一部を除去して、第２図
（Ｃ）に示すように、第２のＴｉ薄層７とＡｌ層８を形
成する。Ｔｉ薄層７は、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂより更に極
薄の約５０オングストローム（０．００５μｍ）の厚さ
を有する。Ａｌ層８の厚さは約２μｍである。
更に、空気中で２７５℃、１５分間の熱処理を行う。こ
の結果、素子周辺領域に露出したＴｉ薄層７の一部は酸
化されて、第２図（Ｄ）に示すようにチタン酸化物薄層
９となる。Ａｌ層８の下部のＴｉ薄層７は酸化されず、
Ｔｉ薄層７ａとして残存する。厳密には、Ａｌ層８に被
覆されていないＴｉ薄層４ａの表層部も酸化されると考
えられるが、簡略化のため図しない。チタン酸化物薄層
９は、シート抵抗約１００ＭΩ／□で、半絶縁性と言え
るレベルの高抵抗層である。本明細書では、Ｔｉ薄層４
ａ、４ｂ、７ａを第１のバリア電極４と言い、Ａｌ層８
を第２のバリア電極と言う。また、Ａｌ層８とＴｉ薄層
４ａ、４ｂ、７ａから成る組合せ体がｎ形領域３との間
の主電流通路となるショットキバリアの形成に関与して
いるので、この組合せ体をバリア電極１０と呼ぶ。チタ
ン酸化物薄層９も、ｎ形領域３との間にショットキバリ
アを形成する。しかし主電流（順方向電流）はチタン酸
化物薄層９の抵抗分に制限されて、ｎ形領域３とチタン
酸化物薄層９との間に形成されるショットキバリアには
ほとんど流れない。後述のように、チタン酸化物薄層９
はフィールドプレートとして作用するので、補助的なバ
リア電極と見なせるものである。バリア電極１０のＴｉ
薄層４ａは、第３図に示すように平面図上角の丸い正四
角形となる。バリア電極１０の周辺にはＴｉ薄層４ａ及
びチタン酸化物薄層９がバリア電極１０の一部としてそ
れぞれ環状に形成される。
の結果、素子周辺領域に露出したＴｉ薄層７の一部は酸
化されて、第２図（Ｄ）に示すようにチタン酸化物薄層
９となる。Ａｌ層８の下部のＴｉ薄層７は酸化されず、
Ｔｉ薄層７ａとして残存する。厳密には、Ａｌ層８に被
覆されていないＴｉ薄層４ａの表層部も酸化されると考
えられるが、簡略化のため図しない。チタン酸化物薄層
９は、シート抵抗約１００ＭΩ／□で、半絶縁性と言え
るレベルの高抵抗層である。本明細書では、Ｔｉ薄層４
ａ、４ｂ、７ａを第１のバリア電極４と言い、Ａｌ層８
を第２のバリア電極と言う。また、Ａｌ層８とＴｉ薄層
４ａ、４ｂ、７ａから成る組合せ体がｎ形領域３との間
の主電流通路となるショットキバリアの形成に関与して
いるので、この組合せ体をバリア電極１０と呼ぶ。チタ
ン酸化物薄層９も、ｎ形領域３との間にショットキバリ
アを形成する。しかし主電流（順方向電流）はチタン酸
化物薄層９の抵抗分に制限されて、ｎ形領域３とチタン
酸化物薄層９との間に形成されるショットキバリアには
ほとんど流れない。後述のように、チタン酸化物薄層９
はフィールドプレートとして作用するので、補助的なバ
リア電極と見なせるものである。バリア電極１０のＴｉ
薄層４ａは、第３図に示すように平面図上角の丸い正四
角形となる。バリア電極１０の周辺にはＴｉ薄層４ａ及
びチタン酸化物薄層９がバリア電極１０の一部としてそ
れぞれ環状に形成される。
その後、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Depositio
n）又は光ＣＶＤとフォトエッチングを組合せて保護膜
として第１図に示すシリコン酸化膜１１を形成する。更
に、真空蒸着とフォトエッチングを組合せて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。
n）又は光ＣＶＤとフォトエッチングを組合せて保護膜
として第１図に示すシリコン酸化膜１１を形成する。更
に、真空蒸着とフォトエッチングを組合せて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。
こうして製作されたショットキバリアダイオードは、バ
リア電極１０に基づくショットキバリアにバリアハイト
の大きい接合領域と小さい接合領域とが分散して形成さ
れるため、従来に比べて逆サージ耐量が向上した。すな
わち、極薄のＴｉ薄層７ａとその上のＡｌ層８に基づい
て複数の間隙５に形成されるショットキバリアは、Ａｌ
層とｎ形領域との間に形成されるショットキバリアに近
い特性を示す。一方、相対的に厚いＴｉ薄層４ａ、４ｂ
とその上のＴｉ薄層７ａはＡｌ層８に基づいて形成され
るショットキバリアは、Ｔｉ層とｎ形領域との間に形成
されるショットキバリアに近い特性を示す。この結果、
Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａとＡｌ層８に基づいて形成さ
れるショットキバリアは、Ｔｉ薄層７ａとＡｌ層８に基
づいて間隙５に形成されるショットキバリアより大きな
バリアハイトを有する。このため、逆サージ電流は、バ
リアハイトの小さい各島状の間隙５の周辺部に集中し、
バリア電極１０の全体から見れて分散して流れる。島状
の間隙５の周辺長の全長は、バリア電極１０の周辺の全
長に比べると大幅に増加されている。したがって、バリ
ア電極１０の周辺にのみ逆サージ電流が集中する従来の
ショットキバリアダイオードに比べて、逆サージ電流が
分散化され、逆サージ電流による熱破壊が抑制される。
リア電極１０に基づくショットキバリアにバリアハイト
の大きい接合領域と小さい接合領域とが分散して形成さ
れるため、従来に比べて逆サージ耐量が向上した。すな
わち、極薄のＴｉ薄層７ａとその上のＡｌ層８に基づい
て複数の間隙５に形成されるショットキバリアは、Ａｌ
層とｎ形領域との間に形成されるショットキバリアに近
い特性を示す。一方、相対的に厚いＴｉ薄層４ａ、４ｂ
とその上のＴｉ薄層７ａはＡｌ層８に基づいて形成され
るショットキバリアは、Ｔｉ層とｎ形領域との間に形成
されるショットキバリアに近い特性を示す。この結果、
Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａとＡｌ層８に基づいて形成さ
れるショットキバリアは、Ｔｉ薄層７ａとＡｌ層８に基
づいて間隙５に形成されるショットキバリアより大きな
バリアハイトを有する。このため、逆サージ電流は、バ
リアハイトの小さい各島状の間隙５の周辺部に集中し、
バリア電極１０の全体から見れて分散して流れる。島状
の間隙５の周辺長の全長は、バリア電極１０の周辺の全
長に比べると大幅に増加されている。したがって、バリ
ア電極１０の周辺にのみ逆サージ電流が集中する従来の
ショットキバリアダイオードに比べて、逆サージ電流が
分散化され、逆サージ電流による熱破壊が抑制される。
Ｔｉ薄層４ｓは、ショットキバリア周辺でバリアハイト
φｂを増加する構造を形成し、耐圧向上に寄与してい
る。しかし、本実施例にショットキバリアダイオードで
は、チタン酸化物薄層９は、ショットキバリア形の高抵
抗フィールドプレートとして、電界集中を十分に緩和す
る作用を発揮し、チタン酸化物薄層９によっても大幅な
高耐圧化が達成されている。ショットキバリア形の高抵
抗フィールドプレートは、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
間にショットキバリアを形成し、かつシート抵抗１０Ｋ
Ω／□以上の高抵抗薄層てある。
φｂを増加する構造を形成し、耐圧向上に寄与してい
る。しかし、本実施例にショットキバリアダイオードで
は、チタン酸化物薄層９は、ショットキバリア形の高抵
抗フィールドプレートとして、電界集中を十分に緩和す
る作用を発揮し、チタン酸化物薄層９によっても大幅な
高耐圧化が達成されている。ショットキバリア形の高抵
抗フィールドプレートは、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
間にショットキバリアを形成し、かつシート抵抗１０Ｋ
Ω／□以上の高抵抗薄層てある。
本発明の実施態様は、前記実施例に限定されず種々の変
形応用が可能である。
形応用が可能である。
例えば、バリアハイトの大きい複数の接合領域と小さい
複数の接合領域を作るには前記以外に種々の方法があ
り、前記実施例のように２種類の金属を使う方法は代表
的なものである。別法として、バリアハイトの大きい領
域と小さい領域を形成する工程では、半導体表面の前処
理や熱処理を変える方法も採用できる。例えば、シリコ
ン半導体では、バリア金属の形成と熱処理をそれぞれ２
回に分けて行うことにより、異なる構造の金属シリサイ
ドをバリア金属の各部でバリア金属とシリコン半導体の
間に成長させた構造としてもよい。また、第２図（Ｃ）
又は第２図（Ｄ）に示す前記実施例の工程中に比較的高
温の熱処理を加えると、バリアハイトの大小関係が逆転
し、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａとＡｌ層８に基づいて形
成されるショットキバリアのバリアハイトがＴｉ薄層７
ａとＡｌ層８に基づいて形成されるものより小さくなる
現象が判明している。したがって、この現象を利用して
バリア電極におけるバリアハイトの大きい領域と小さい
領域を形成してもよい。
複数の接合領域を作るには前記以外に種々の方法があ
り、前記実施例のように２種類の金属を使う方法は代表
的なものである。別法として、バリアハイトの大きい領
域と小さい領域を形成する工程では、半導体表面の前処
理や熱処理を変える方法も採用できる。例えば、シリコ
ン半導体では、バリア金属の形成と熱処理をそれぞれ２
回に分けて行うことにより、異なる構造の金属シリサイ
ドをバリア金属の各部でバリア金属とシリコン半導体の
間に成長させた構造としてもよい。また、第２図（Ｃ）
又は第２図（Ｄ）に示す前記実施例の工程中に比較的高
温の熱処理を加えると、バリアハイトの大小関係が逆転
し、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａとＡｌ層８に基づいて形
成されるショットキバリアのバリアハイトがＴｉ薄層７
ａとＡｌ層８に基づいて形成されるものより小さくなる
現象が判明している。したがって、この現象を利用して
バリア電極におけるバリアハイトの大きい領域と小さい
領域を形成してもよい。
また、前記実施例の島状の代わりに、メッシュ状、スト
ライプ状、くし歯状、同心環状、うず巻状等種々の平面
的形状で小さいバリアハイトを与える間隙５を形成して
もよい。
ライプ状、くし歯状、同心環状、うず巻状等種々の平面
的形状で小さいバリアハイトを与える間隙５を形成して
もよい。
前記実施例では、Ｔｉ薄層７ａの厚さは５〜２００オン
グストローム、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂとＴｉ薄層７ａを加
えた厚さは１００〜１０００オングストロームが望まし
く、これらの範囲で種々の層厚を選択することができ
る。チタン酸化物薄層９のシート抵抗は１０ＫΩ／□〜
５０００ＭΩ／□、望ましくは１０ＭΩ／□〜１０００
ＭΩ／□に選ぶのがよい。
グストローム、Ｔｉ薄層４ａ、４ｂとＴｉ薄層７ａを加
えた厚さは１００〜１０００オングストロームが望まし
く、これらの範囲で種々の層厚を選択することができ
る。チタン酸化物薄層９のシート抵抗は１０ＫΩ／□〜
５０００ＭΩ／□、望ましくは１０ＭΩ／□〜１０００
ＭΩ／□に選ぶのがよい。
更に，第１のバリア電極４を構成する物質としてＴｉ、
半導体領域を構成する半導体としてＧａＡＳ、ＡｌＧａ
Ａｓ（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III−Ｖ族化
合物半導体を用いた組合せが好適であるが、これに限定
されるものではなく、要求される特性に応じて種々の組
合せが可能である。Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａの代わり
にＣｒ薄層を使用してもよい。他の化合物半導体又はＳ
ｉ（シリコン）を用いたショットキバリア半導体装置へ
の適用も可能である。
半導体領域を構成する半導体としてＧａＡＳ、ＡｌＧａ
Ａｓ（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III−Ｖ族化
合物半導体を用いた組合せが好適であるが、これに限定
されるものではなく、要求される特性に応じて種々の組
合せが可能である。Ｔｉ薄層４ａ、４ｂ、７ａの代わり
にＣｒ薄層を使用してもよい。他の化合物半導体又はＳ
ｉ（シリコン）を用いたショットキバリア半導体装置へ
の適用も可能である。
発明の効果 本発明によるショットキバリア半導体装置では、バリア
電極周辺のみへ集中する逆サージ電流を半導体領域の中
央部に分散させて、熱破壊を防止するとともに、バリア
電極の接着強度を増加し、且つショットキバリアの安定
した特性が得られる。このため、逆サージ耐量の大きい
ショットキバリア半導体装置を長期間故障なく使用する
ことができる。
電極周辺のみへ集中する逆サージ電流を半導体領域の中
央部に分散させて、熱破壊を防止するとともに、バリア
電極の接着強度を増加し、且つショットキバリアの安定
した特性が得られる。このため、逆サージ耐量の大きい
ショットキバリア半導体装置を長期間故障なく使用する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すショットキバリアダイ
オードの断面図、第２図はこのショットキバリアダイオ
ードの各製造工程でのダイオードチップの断面図を示
し、第２図（Ａ）は半導体基板の断面図、第２図（Ｂ）
は半導体基板にＴｉ薄層とオーミック電極を形成した状
態を示す断面図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＴｉ薄
層上に更にＴｉ薄層及びＡｌ層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（Ｂ）の平面図を示す。 ３……ｎ形領域（半導体領域）、３ａ……主面、４……
第１のバリア電極、４ａ、４ｂ……肉厚部（第１のバリ
ア電極）５……間隙、７ａ……肉薄部（第１のバリア電
極、８……Ａｌ層（第２のバリア電極）、１０……バリ
ア電極、
オードの断面図、第２図はこのショットキバリアダイオ
ードの各製造工程でのダイオードチップの断面図を示
し、第２図（Ａ）は半導体基板の断面図、第２図（Ｂ）
は半導体基板にＴｉ薄層とオーミック電極を形成した状
態を示す断面図、第２図（Ｃ）は第２図（Ｂ）のＴｉ薄
層上に更にＴｉ薄層及びＡｌ層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（Ｂ）の平面図を示す。 ３……ｎ形領域（半導体領域）、３ａ……主面、４……
第１のバリア電極、４ａ、４ｂ……肉厚部（第１のバリ
ア電極）５……間隙、７ａ……肉薄部（第１のバリア電
極、８……Ａｌ層（第２のバリア電極）、１０……バリ
ア電極、
Claims (1)
- 【請求項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ショットキバリアを形成するショ
ットキバリア半導体装置において、 前記バリア電極は、前記半導体領域上に形成され且つ前
記半導体領域との間にショットキバリアを形成できる第
１のバリア電極と、該第１のバリア電極の上に隣接して
形成され且つ前記半導体領域との間に前記第１のバリア
電極のショットキバリアのバリアハイトとは異なるバリ
アハイトのショットキバリアを形成できる第２のバリア
電極とを有し、 前記第１のバリア電極は、前記半導体領域の主面上に間
隙をもって形成された肉厚部と、該肉厚部を覆って前記
半導体領域の主面上に連続的に形成された肉薄部とを有
し、 前記半導体領域と直接接触する前記肉厚部の接合領域で
は第１のバリア電極に支配される大きさのバリアハイト
を有するショットキバリアが生成され、前記半導体領域
と直接接触する前記肉薄部の接合領域では第２のバリア
電極に支配される大きさのバリアハイトを有するショッ
トキバリアが生成され、 バリアハイトが変化する複数の接合領域を前記半導体領
域の主面の中央部に設けたことを特徴とするショットキ
バリア半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098214A JPH0642541B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | ショットキバリア半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098214A JPH0642541B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | ショットキバリア半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01270348A JPH01270348A (ja) | 1989-10-27 |
| JPH0642541B2 true JPH0642541B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=14213725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098214A Expired - Lifetime JPH0642541B2 (ja) | 1988-04-22 | 1988-04-22 | ショットキバリア半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642541B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8026568B2 (en) * | 2005-11-15 | 2011-09-27 | Velox Semiconductor Corporation | Second Schottky contact metal layer to improve GaN Schottky diode performance |
| JP4800239B2 (ja) * | 2007-02-26 | 2011-10-26 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP6010773B2 (ja) | 2014-03-10 | 2016-10-19 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体素子及びその製造方法 |
| JP6999104B2 (ja) * | 2017-07-08 | 2022-01-18 | 株式会社Flosfia | 半導体装置 |
| JP6999103B2 (ja) * | 2017-07-08 | 2022-01-18 | 株式会社Flosfia | 半導体装置 |
| SG11202000144YA (en) | 2017-07-08 | 2020-02-27 | Flosfia Inc | Semiconductor device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52101970A (en) * | 1976-02-20 | 1977-08-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor element having schottoky barriercontact |
| JPS52141563A (en) * | 1976-05-20 | 1977-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device |
| JPS5637683A (en) * | 1979-09-04 | 1981-04-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor rectifying device |
| JPS5866367A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-20 | Origin Electric Co Ltd | 半導体整流装置及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-04-22 JP JP63098214A patent/JPH0642541B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01270348A (ja) | 1989-10-27 |
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Legal Events
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