JPH09102619A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH09102619A JPH09102619A JP8191986A JP19198696A JPH09102619A JP H09102619 A JPH09102619 A JP H09102619A JP 8191986 A JP8191986 A JP 8191986A JP 19198696 A JP19198696 A JP 19198696A JP H09102619 A JPH09102619 A JP H09102619A
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- epitaxial
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/47—Schottky barrier electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
- H01L29/6609—Diodes
- H01L29/66143—Schottky diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types 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
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、順方向電圧を犠牲にせずに短いス
イッチング時間を有するショットキーダイオードのよう
な半導体装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板1 とその上に付着されたエピ
タキシャル層2, 3とを具備し、エピタキシャル層2, 3が
パタ−ン化絶縁層4 によって覆われ、金属層5 がパタ−
ン化絶縁層4 上に形成され、エピタキシャル層は第１の
エピタキシャル層2 と第２のエピタキシャル層3 とで構
成され、半導体基板1 と隣接する第１のエピタキシャル
層2 は第２のエピタキシャル層3 と同じ導電型である
が、それより高いド−プ濃度を有しており、それによっ
て静電容量を減少さていることを特徴とする。半導体基
板1 と第１、第２のエピタキシャル層2, 3は同じ材料か
ら製造され、半導体基板1 は第１のエピタキシャル層2
と同じ導電型であるが、それより高いド−プ濃度を有し
ている。
イッチング時間を有するショットキーダイオードのよう
な半導体装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体基板1 とその上に付着されたエピ
タキシャル層2, 3とを具備し、エピタキシャル層2, 3が
パタ−ン化絶縁層4 によって覆われ、金属層5 がパタ−
ン化絶縁層4 上に形成され、エピタキシャル層は第１の
エピタキシャル層2 と第２のエピタキシャル層3 とで構
成され、半導体基板1 と隣接する第１のエピタキシャル
層2 は第２のエピタキシャル層3 と同じ導電型である
が、それより高いド−プ濃度を有しており、それによっ
て静電容量を減少さていることを特徴とする。半導体基
板1 と第１、第２のエピタキシャル層2, 3は同じ材料か
ら製造され、半導体基板1 は第１のエピタキシャル層2
と同じ導電型であるが、それより高いド−プ濃度を有し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体基板と、その
上に堆積されたエピタキシャル層とを具備し、エピタキ
シャル層がパタ−ン化絶縁層によって覆われ、金属層が
パタ−ン化絶縁層上に形成されている半導体装置に関す
る。
上に堆積されたエピタキシャル層とを具備し、エピタキ
シャル層がパタ−ン化絶縁層によって覆われ、金属層が
パタ−ン化絶縁層上に形成されている半導体装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような半導体装置は特にショットキ
−ダイオ−ドとして使用されている。これらのダイオ−
ドは例えば高速度切替え用に適切である。この特性は電
源の開発に非常に重要であり、高効率で信頼度が高く、
可能な限り発生する電磁障害を小さくすべきである。シ
ョットキ−ダイオ−ドは例えば電気通信分野では電源と
して用いられる。厳しい要求がショットキ−ダイオ−ド
の特性に提起され、その結果改善が必要である。
−ダイオ−ドとして使用されている。これらのダイオ−
ドは例えば高速度切替え用に適切である。この特性は電
源の開発に非常に重要であり、高効率で信頼度が高く、
可能な限り発生する電磁障害を小さくすべきである。シ
ョットキ−ダイオ−ドは例えば電気通信分野では電源と
して用いられる。厳しい要求がショットキ−ダイオ−ド
の特性に提起され、その結果改善が必要である。
【０００３】それらの静電容量は可能な限り低いほうが
望ましい。それは切替え時間を減少させるからであり、
切替え時間は静電容量と比例する。さらにできるだけ逆
電流を低くすることが望ましく、それによってダイオー
ドの電力消費は低状態を保ち続ける。言い換えれば可能
な限り低い順方向電圧が望ましく、それはダイオードは
低電圧で操作することが可能であるからである。ショッ
トキ−ダイオ−ドの順方向電圧は同面積を占める従来の
ｐｎ接合ダイオ−ドよりも低いが、ショットキ−ダイオ
−ドの静電容量は独立ではない。ショットキ−ダイオ−
ドの順方向電圧と静電容量は、ショットキ−ダイオ−ド
の金属層の下の不純物濃度に依存した値であることが知
られている。さらにショットキ−ダイオ−ドの順方向電
圧と静電容量の積はショットキ−ダイオ−ドの面積が変
化しなければ不純物濃度に無関係であることが知られて
いる。小静電容量および高い順方向電圧は低い逆電流と
関係し、低い順方向電圧と大きい静電容量は逆電流を大
きくする。従ってショットキ−ダイオ−ドを配置する際
にこれらの矛盾する要件を満たすこと、すなわち小静電
容量で低い順方向電圧を達成することは難しい。請求項
１の前提部分に記載されているような全ての半導体装置
において同様に困難なことが生じる。
望ましい。それは切替え時間を減少させるからであり、
切替え時間は静電容量と比例する。さらにできるだけ逆
電流を低くすることが望ましく、それによってダイオー
ドの電力消費は低状態を保ち続ける。言い換えれば可能
な限り低い順方向電圧が望ましく、それはダイオードは
低電圧で操作することが可能であるからである。ショッ
トキ−ダイオ−ドの順方向電圧は同面積を占める従来の
ｐｎ接合ダイオ−ドよりも低いが、ショットキ−ダイオ
−ドの静電容量は独立ではない。ショットキ−ダイオ−
ドの順方向電圧と静電容量は、ショットキ−ダイオ−ド
の金属層の下の不純物濃度に依存した値であることが知
られている。さらにショットキ−ダイオ−ドの順方向電
圧と静電容量の積はショットキ−ダイオ−ドの面積が変
化しなければ不純物濃度に無関係であることが知られて
いる。小静電容量および高い順方向電圧は低い逆電流と
関係し、低い順方向電圧と大きい静電容量は逆電流を大
きくする。従ってショットキ−ダイオ−ドを配置する際
にこれらの矛盾する要件を満たすこと、すなわち小静電
容量で低い順方向電圧を達成することは難しい。請求項
１の前提部分に記載されているような全ての半導体装置
において同様に困難なことが生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、順方
向電圧を犠牲にせずに短いスイッチング時間を有する上
記のような種類の半導体装置を形成することである。
向電圧を犠牲にせずに短いスイッチング時間を有する上
記のような種類の半導体装置を形成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、エピタキシ
ャル層が第１、第２のエピタキシャル層を具備する上記
のような種類の半導体装置を形成することにより達成さ
れる。半導体基板に隣接している第１のエピタキシャル
層は、第２のエピタキシャル層と同じ導電型であるがそ
れより高いド−プ濃度を有している。
ャル層が第１、第２のエピタキシャル層を具備する上記
のような種類の半導体装置を形成することにより達成さ
れる。半導体基板に隣接している第１のエピタキシャル
層は、第２のエピタキシャル層と同じ導電型であるがそ
れより高いド−プ濃度を有している。
【０００６】本発明に従った半導体装置では、静電容量
は一様にド−プされたエピタキシャル層を有する半導体
装置より低い。この結果逆電流が減少される。本発明に
従う半導体装置では、電流／電圧特性が順方向電圧を増
加させるより高い電圧の方へ変化しない形へシフトしな
い。順方向電圧は相変わらず同じであり、すなわち、低
い順方向電圧が保たれる。これは出力抵抗器を横切る電
圧降下は小さくなるという有利な点を有し、その結果電
力消費は低くなる。本発明の実施形態は従属請求項に記
載されている。
は一様にド−プされたエピタキシャル層を有する半導体
装置より低い。この結果逆電流が減少される。本発明に
従う半導体装置では、電流／電圧特性が順方向電圧を増
加させるより高い電圧の方へ変化しない形へシフトしな
い。順方向電圧は相変わらず同じであり、すなわち、低
い順方向電圧が保たれる。これは出力抵抗器を横切る電
圧降下は小さくなるという有利な点を有し、その結果電
力消費は低くなる。本発明の実施形態は従属請求項に記
載されている。
【０００７】半導体基板と第１、第２のエピタキシャル
層は同物質から形成され、半導体基板は第１のエピタキ
シャル層と同じ導電型であるが、それより高いド−プ濃
度を有している。特にダイオ−ドの静電容量に対する順
方向電圧の有利な比率は第１のエピタキシャル層のド−
プ濃度が第２のエピタキシャル層のド−プ濃度の少なく
とも２倍の高さであるならば達成される。第１のエピタ
キシャル層は第２のエピタキシャル層より厚く、２倍の
厚さが好ましい。別の実施形態では半導体基板と第１、
第２のエピタキシャル層はシリコンから形成され、絶縁
層は二酸化シリコンから形成される。
層は同物質から形成され、半導体基板は第１のエピタキ
シャル層と同じ導電型であるが、それより高いド−プ濃
度を有している。特にダイオ−ドの静電容量に対する順
方向電圧の有利な比率は第１のエピタキシャル層のド−
プ濃度が第２のエピタキシャル層のド−プ濃度の少なく
とも２倍の高さであるならば達成される。第１のエピタ
キシャル層は第２のエピタキシャル層より厚く、２倍の
厚さが好ましい。別の実施形態では半導体基板と第１、
第２のエピタキシャル層はシリコンから形成され、絶縁
層は二酸化シリコンから形成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】図面は本発明に従って半導体装置
の一実施形態としてショットキ−ダイオ−ドを示してい
る。図１のショットキ−ダイオ−ドは半導体基板１と第
１のエピタキシャル層２と第２のエピタキシャル層３か
ら構成されており、第１のエピタキシャル層上に第２の
エピタキシャル層が配置される。第２のエピタキシャル
層３上をパターン化絶縁層４が堆積される。金属層５は
絶縁層４の開口部一部分およびそれに隣接する絶縁層４
を覆って絶縁層４の開口部に形成される。このショット
キ−ダイオ−ドでは接触部は金属層４と半導体基板１の
後部に形成される。
の一実施形態としてショットキ−ダイオ−ドを示してい
る。図１のショットキ−ダイオ−ドは半導体基板１と第
１のエピタキシャル層２と第２のエピタキシャル層３か
ら構成されており、第１のエピタキシャル層上に第２の
エピタキシャル層が配置される。第２のエピタキシャル
層３上をパターン化絶縁層４が堆積される。金属層５は
絶縁層４の開口部一部分およびそれに隣接する絶縁層４
を覆って絶縁層４の開口部に形成される。このショット
キ−ダイオ−ドでは接触部は金属層４と半導体基板１の
後部に形成される。
【０００９】本発明の一実施形態の中で半導体基板１は
高濃度ｎ型ド−プシリコンから製造され、エピタキシャ
ル層２、３は半導体基板１より十分低いド−プレベルの
ｎ型シリコンであり、絶縁層４は二酸化シリコンから形
成され、金属層はクロム、モリブデン、白金のようなシ
ョットキ−ダイオ−ドに対して代表的な金属から形成さ
れる。
高濃度ｎ型ド−プシリコンから製造され、エピタキシャ
ル層２、３は半導体基板１より十分低いド−プレベルの
ｎ型シリコンであり、絶縁層４は二酸化シリコンから形
成され、金属層はクロム、モリブデン、白金のようなシ
ョットキ−ダイオ−ドに対して代表的な金属から形成さ
れる。
【００１０】第１と第２のエピタキシャル層２、３のド
−プ濃度は、第２のエピタキシャル層３の表面で始まり
エピタキシャル層２、３の深さをｘの関数として図２に
概略的に示される実際のスケールではない。Ｎ1 は半導
体基板１のド−プ濃度を表しているド−プ濃度Ｎ1 から
始まり、半導体基板１と第１のエピタキシャル層２の間
の境界面ではド−プ濃度は値Ｎ2 で減少し、第１のエピ
タキシャル層２範囲内では一定である。第１のエピタキ
シャル層２と第２のエピタキシャル層３の間の境界面で
はド−プ濃度は数値Ｎ3 に減少し、その後一定である。
実施形態に示されたように、半導体基板１のド−プ濃度
は第１のエピタキシャル層２のド−プ濃度Ｎ2 より大き
く、第１のエピタキシャル層２はエピタキシャル層３の
ド−プ濃度Ｎ3 より大きい。第２のエピタキシャル層の
厚さｘ1 は第１のエピタキシャル層の厚さｘ2 よりはる
かに薄く、半導体基板１の厚さよりはるかに薄い。半導
体基板のド−プ濃度Ｎ1 は一般的に１×１０18から１×
１０21cm-3までの範囲であり、第１のエピタキシャル層
２のド−プ濃度Ｎ2 は５×１０14から５×１０16cm-3ま
で、第２のエピタキシャル層３のド−プ濃度Ｎ3 は１×
１０12cm-3から値Ｎ2 よりはるかに小さい値まで及ぶ。
第１のエピタキシャル層の厚さの典型的な数値は２μｍ
及至５０μｍの範囲にある。
−プ濃度は、第２のエピタキシャル層３の表面で始まり
エピタキシャル層２、３の深さをｘの関数として図２に
概略的に示される実際のスケールではない。Ｎ1 は半導
体基板１のド−プ濃度を表しているド−プ濃度Ｎ1 から
始まり、半導体基板１と第１のエピタキシャル層２の間
の境界面ではド−プ濃度は値Ｎ2 で減少し、第１のエピ
タキシャル層２範囲内では一定である。第１のエピタキ
シャル層２と第２のエピタキシャル層３の間の境界面で
はド−プ濃度は数値Ｎ3 に減少し、その後一定である。
実施形態に示されたように、半導体基板１のド−プ濃度
は第１のエピタキシャル層２のド−プ濃度Ｎ2 より大き
く、第１のエピタキシャル層２はエピタキシャル層３の
ド−プ濃度Ｎ3 より大きい。第２のエピタキシャル層の
厚さｘ1 は第１のエピタキシャル層の厚さｘ2 よりはる
かに薄く、半導体基板１の厚さよりはるかに薄い。半導
体基板のド−プ濃度Ｎ1 は一般的に１×１０18から１×
１０21cm-3までの範囲であり、第１のエピタキシャル層
２のド−プ濃度Ｎ2 は５×１０14から５×１０16cm-3ま
で、第２のエピタキシャル層３のド−プ濃度Ｎ3 は１×
１０12cm-3から値Ｎ2 よりはるかに小さい値まで及ぶ。
第１のエピタキシャル層の厚さの典型的な数値は２μｍ
及至５０μｍの範囲にある。
【図１】本発明に従うショットキ−ダイオ−ドの一実施
形態の断面図。
形態の断面図。
【図２】図１のショットキ−ダイオ−ドのエピタキシャ
ル層のド−プ濃度。
ル層のド−プ濃度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター・イーゲル ドイツ連邦共和国、デー − 79312 エ ンメンディンゲン、カール・フリードリ ヒ・シュトラーセ 55
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板とその上に付着されたエピタ
キシャル層とを具備し、エピタキシャル層がパタ−ン化
絶縁層によって覆われ、金属層がパタ−ン化絶縁層上に
形成されている半導体装置において、 エピタキシャル層は第１のエピタキシャル層と第２のエ
ピタキシャル層とを具備し、半導体基板と隣接する第１
のエピタキシャル層は第２のエピタキシャル層と同じ導
電型であるが、それより高いド−プ濃度を有しているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 半導体基板と第１、第２のエピタキシャ
ル層は同じ材料から製造され、半導体基板は第１のエピ
タキシャル層と同じ導電型であるが、それより高いド−
プ濃度を有していることを特徴とする請求項１記載の半
導体装置。 - 【請求項３】 第１のエピタキシャル層のド−プ濃度が
第２のエピタキシャル層のド−プ濃度の少なくとも２倍
であることを特徴とする請求項１、２記載の半導体基
板。 - 【請求項４】 第１のエピタキシャル層が第２のエピタ
キシャル層より厚いことを特徴とする請求項１乃至３の
いずれか１項記載の半導体装置。 - 【請求項５】 第１のエピタキシャル層が第２のエピタ
キシャル層の２倍の厚さであることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項記載の半導体装置。 - 【請求項６】 半導体基板と第１、第２のエピタキシャ
ル層はシリコンから形成され、絶縁層４は二酸化シリコ
ンから形成されていることを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか１項記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19526739.7 | 1995-07-21 | ||
| DE19526739A DE19526739C3 (de) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Halbleiterbauelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102619A true JPH09102619A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=7767473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8191986A Pending JPH09102619A (ja) | 1995-07-21 | 1996-07-22 | 半導体装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5814874A (ja) |
| EP (1) | EP0755078B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09102619A (ja) |
| KR (1) | KR970008640A (ja) |
| CN (1) | CN1146076A (ja) |
| DE (2) | DE19526739C3 (ja) |
| TW (1) | TW329544B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009090974A1 (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-23 | Nec Corporation | 半導体装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8138033B2 (en) * | 2007-05-09 | 2012-03-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor component and method of manufacture |
| CN102456748A (zh) * | 2010-10-22 | 2012-05-16 | 上海芯石微电子有限公司 | 一种肖特基二极管及其制造方法 |
| CN102184972A (zh) * | 2011-04-07 | 2011-09-14 | 江阴新顺微电子有限公司 | 双层硅外延片结构肖特基二极管芯片 |
| CN105655412A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 南通明芯微电子有限公司 | 一种肖特基二极管 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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