JPH09283771A - ショットキーバリアダイオード - Google Patents

ショットキーバリアダイオード

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JPH09283771A
JPH09283771A JP9075996A JP9075996A JPH09283771A JP H09283771 A JPH09283771 A JP H09283771A JP 9075996 A JP9075996 A JP 9075996A JP 9075996 A JP9075996 A JP 9075996A JP H09283771 A JPH09283771 A JP H09283771A
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JP
Japan
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region
metal film
layer
barrier diode
schottky barrier
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Pending
Application number
JP9075996A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuhiro Morimoto
哲弘 森本
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高耐圧、小漏れ電流で、且つ、順電圧降下を低
下させる。 【解決手段】n+ シリコン基板1上にエピタキシャル成
長によりn層2を形成し、このn層2の表面層にリング
状のp領域5を形成し、n層2の表面およびp領域5の
表面に酸化シリコン膜3を被覆し、この酸化シリコン膜
3を選択的に除去して、p領域5の一部の表面とp領域
5に囲まれるn層2の表面を露出し、この露出面にモリ
ブデンやクロムなどの金属膜4をn層2内部方向では凸
状になるように形成し、ショットキー接合を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガードリング付
きのショットキーバリアダイオードに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のショットキーバリアダイオ
ードの要部構成図で、同図(a)は平面図、同図(b)
は同図(a)のA−A線で切断した断面図である。図5
において、n+ シリコン基板1上にエピタキシャル成長
によりn層2を形成し、このn層2の表面層にリング状
のp領域5を形成する。このn層2の表面およびp領域
5の表面に酸化シリコン膜3を被覆し、この酸化シリコ
ン膜3を選択的に除去して、p領域5の一部の表面とp
領域5に囲まれるn層2の表面を露出し、この露出面に
モリブデンまたクロムなどのショットキー接合を形成す
る金属膜4を加熱しながら蒸着することで、n層2との
界面に平坦なショットキー接合面11を形成する。この
リング状のp領域5が形成されない場合、ショットキー
接合面11の周端部12で電界が集中し、高い耐圧を得
ることが困難で、このp領域5を形成することで、この
電界集中を抑えることができ、高い耐圧を得ることが可
能となり、市場要求である高耐圧化に対して対応できる
ようになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ショットキー
バリアダイオードに対する要求は、高い耐圧、少ない漏
れ電流に加えて低い順電圧降下もある。この低い順電圧
降下を得るために、n層の抵抗を低くすると、耐圧が低
下する。また、金属膜の材質を変えて順電圧降下を低下
させた場合は、漏れ電流が増大するという不具合を生じ
る。
【0004】この発明の目的は、高耐圧、小漏れ電流
で、且つ、低順電圧降下を実現できるショットキーバリ
アダイオードを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第1導電形の第1領域の表面層に第2導電形の第
2領域が閉ループ状に選択的に形成され、閉ループ状の
第2領域の一部の表面と閉ループで囲まれる第1領域の
表面とが金属膜で被覆され、金属膜と第1領域との接合
がショットキー接合であるショットキーバリアダイオー
ドにおいて、金属膜と第1領域との接合形状を第1領域
の内部方向に凸状とする。この凸部が複数個であっても
よい。前記の金属膜が、第1領域との接合部が平坦な第
1金属膜と凸状に形成される第2金属膜とで形成される
と効果的である。また凸状のショットキー接合の平面形
状がストライプ、多角形もしくは円形であるとよい。
【0006】ショットキー接合を凸状に形成すること
で、従来の平坦な場合と比べて、ショットキー接合面の
面積が増大し、そのため、同一の順電圧降下での電流は
大きくなる。つまり同一の電流で比較すれば、従来構造
のものより順電圧降下が小さくできる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施例の断
面図である。n+ シリコン基板1上にエピタキシャル成
長によりn層2(請求項の第1領域に対応する)を形成
し、このn層2の表面層にリング状のp領域5(請求項
の第2領域に対応し、ガードリングとなる)を形成す
る。このn層2の表面およびp領域5の表面に酸化シリ
コン膜3を被覆し、この酸化シリコン膜3を選択的に除
去して、p領域5の一部の表面とp領域5に囲まれるn
層2の表面を露出し、この露出面にショットキー接合を
形成する金属膜4をn層2内部方向に凸状になるように
形成する。この金属膜4を凸状に形成する方法は最初に
n層2の表面から選択的に凸状の溝を堀り凸部7を形成
し、その後全面に金属膜4を加熱しながら蒸着する。こ
うすることで、ショトキー接合面11には凸部7が形成
され、全面が平坦な面に比べて、接合面積が増大して、
順電圧降下を低下できる。またショットキー接合面11
の周端部近傍は従来構造と同一のリング状のp領域5が
形成されているため耐圧低下は起こらない。ここで40
V、30Aのショトキーバリアダイオードの場合を例に
とり、その設計および製造の諸元について説明する。チ
ップサイズは3mm□、n+ シリコン基板1の厚みは3
00μm、n層2の厚みは約7μm、p領域5の深さは
約2μm、金属膜4の厚みは平坦部6で3μm、凸部7
で5μm、p領域5の間隔は約2.7mm、酸化シリコ
ン膜3のn層上の厚みは7μmである。またn+シリコ
ン基板1の濃度は5×1015cm-3、n層2の比抵抗は
約1Ω・cmである。金属膜4の材質はモリブデンやク
ロムなどである。また金属膜4の表面からの凸部7の厚
みLは数μmから数十μmの範囲で、凸部7の幅Wは数
μmから数百μmまでが有効な範囲である。尚、p領域
5とこれに対向する凸部7との間隔は電界集中を避ける
ために、5μm程度以上が望ましい。またn層2は例え
ばリン原子不純物で形成され、p領域5は例えばボロン
不純物原子で形成される。
【0008】図2は第1実施例の平面図である。半導体
チップ10の周囲に酸化シリコン膜3が形成され、その
内側に金属膜4が加熱されながら蒸着されている。ま
た、金属膜4の下には点線で示すようにp領域5がリン
グ状に、凸部7がストライプ状に形成される。ストライ
プの幅Wは前記の通り数μmから数十μmである。また
図2ではストライプ8の本数は5本で示したが本数には
制限はなく、半導体チップ1が小さいときは1本の場合
もある。尚、前記の図1は図2のA−A線で切断した断
面図である。
【0009】図3は第1実施例の別の平面図である。図
3のA−A線で切断された断面図は図1と同じである。
凸部7の平面形状が円9となっている。この円9の直径
は数μmから数百μmで、通常数十μmまでが実用的で
ある。また円9の数は半導体チップ1の大きさに応じて
変わる。チップサイズが小さいときは1個の場合もあ
る。またこの平面形状は多角形でも勿論よい。
【0010】図4はこの発明の第2実施例の断面図であ
る。第1実施例との違いは平坦部6の金属膜(請求項の
第1金属膜に対応する)と凸部7の金属膜(請求項の第
2金属膜に対応する)の材質が異なっている点である。
勿論、凸部7の金属膜はn層2の表面に溝堀りして、そ
の部分のみに加熱しながら蒸着することで形成される。
凸部7を形成することで、ショットキー接合面11の面
積が増大し、順電圧降下を小さくできる。しかし、凸部
7の厚さLが厚くなると(凸部7が深くなると)、平坦
部6よりn層2の厚みが顕著に薄くなり、この部分の抵
抗が小さくなることで、凸部7に電流が集中する恐れが
ある。この電流集中を避けるため、凸部7の下のn層2
の厚みが薄くなって、順電圧降下が低下した分を相殺す
るように、凸部7の金属膜の材質を平坦部6の金属膜の
材質と違えてショットキー接合で生じる順電圧降下を高
くすれば、平坦部6の電流密度と凸部7の電流密度を同
一とでき、電流集中が抑えられ、過電流耐量を増大させ
ることができる。そのため、凸部7の金属膜である第2
金属膜4bの材質を平坦部6の金属膜である第1金属膜
4aの材質より順電圧降下が高くなる材質(つまりショ
ットキー障壁が高い金属)を選定すると効果的である。
例えば第1金属膜4aをショットキー障壁の低いクロ
ム、第2金属膜4bをショットキー障壁の高いモリブデ
ンとする場合などである。また凸部7の厚さLが数μm
と薄い場合には前記の電流集中の程度が低く、凸部7と
平坦部6のショットキー接合を形成する金属膜の材質を
違えることで、順電圧降下と漏れ電流のトレードオフを
改善できる。例えば、漏れ電流を小さくできるモリブデ
ンと順電圧降下を小さくできるクロムを金属膜に使うこ
とによりそれが達成できる。この場合は凸部7と平坦部
6にどちらの金属膜を使用してもよい。尚、平面形状は
円形でも多角形でも勿論よい。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、ショットキー接合面
をn層内部方向に凸状とすることで、接合面積を増大さ
せて、順電圧降下の低下を図る。またショットキー接合
の周端部にリング状のp領域のガードリングを設けるこ
とで、高い耐圧、小さな漏れ電流も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例の断面図
【図2】第1実施例の平面図
【図3】第1実施例の別の平面図
【図4】この発明の第2実施例の断面図
【図5】従来のショットキーバリアダイオードの要部構
成図で、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線で
切断した断面図
【符号の説明】
1 n+ シリコン基板 2 n層 3 酸化シリコン膜 4 金属膜 4a 第1金属膜 4b 第2金属膜 5 p領域 6 平坦部 7 凸部 8 ストライプ 9 円 10 半導体チップ 11 ショットキー接合面 12 周端部 L 凸部の厚さ W 凸部の幅

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電形の第1領域の表面層に第2導電
    形の第2領域が閉ループ状に選択的に形成され、閉ルー
    プ状の第2領域の一部の表面と閉ループで囲まれる第1
    領域の表面とが金属膜で被覆され、金属膜と第1領域と
    の接合がショットキー接合であるショットキーバリアダ
    イオードにおいて、金属膜と第1領域との接合形状が第
    1領域の内部方向に凸状であることを特徴とするショッ
    トキーバリアダイオード。
  2. 【請求項2】ショットキー接合の凸部が複数個であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のショットキーバリアダイ
    オード。
  3. 【請求項3】ショットキー接合を形成する金属膜が平坦
    な第1金属膜と凸状の第2金属膜とで形成されることを
    特徴とする請求項1記載のショットキーバリアダイオー
    ド。
  4. 【請求項4】凸状のショットキー接合の平面形状がスト
    ライプ、多角形もしくは円形であることを特徴とする請
    求項1記載のショットキーバリアダイオード。
JP9075996A 1996-04-12 1996-04-12 ショットキーバリアダイオード Pending JPH09283771A (ja)

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Cited By (6)

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