JPH11214711A - ショットキバリアダイオードの製造方法 - Google Patents
ショットキバリアダイオードの製造方法Info
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- JPH11214711A JPH11214711A JP1668098A JP1668098A JPH11214711A JP H11214711 A JPH11214711 A JP H11214711A JP 1668098 A JP1668098 A JP 1668098A JP 1668098 A JP1668098 A JP 1668098A JP H11214711 A JPH11214711 A JP H11214711A
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Abstract
向電圧VFを低くすることができるショットキバリアダ
イオードの製造方法を提供すること。 【解決手段】 N++型のシリコン基板上にN型の第1の
エピタキシャル層を形成し、次いで第1のエピタキシャ
ル層表面の中央部にリンを蒸着、拡散し、第1のエピタ
キシャル層内にN+型の高濃度領域を形成し、次いで高
濃度領域を含む第1のエピタキシャル層上にN型の第2
のエピタキシャル層を形成する。この後、P型のガード
リング層を形成し、ショットキメタルを第2のエピタキ
シャル層に接合するように形成する。
Description
増大させることなく、順方向電圧VFを低くすることが
できるショットキバリアダイオードの製造方法に関す
る。
ードのチップ断面図である。N++型のシリコン基板1上
にN型のエピタキシャル層2が形成され、このエピタキ
シャル層2表面には環状にP型のガードリング層4が設
けられている。エピタキシャル層2上には環状の酸化膜
5が形成され、ガードリング層4の内側にできた開口部
(図示せず)にショットキメタルであるチタン6がエピ
タキシャル層2と接合するように形成されている。な
お、7はニッケル、8はアルミニウムからなる電極であ
る。
体とを面接触させて整流作用をもたせたダイオードであ
り、PN接合のダイオードと比べると、スイッチング速
度が速い、順方向電圧VFが低いなどの利点がある反
面、逆方向電流IRが一般的に大きい、耐圧が低いなど
の欠点がある。
VFをさらに低くしたショットキバリアダイオードが要
望されている。
VFを低くするには、例えばショットキメタル−半導体
界面のバリアハイトΦBが低くなるようなメタル材料を
選択するといった手段や、エピタキシャル層を薄型化し
たり、エピタキシャル層の不純物濃度を大きくするなど
してエピタキシャル層の抵抗値を下げるといった手段に
より行うことができる。
圧VFを低くできる反面、逆方向電流IRが大きくなっ
てしまうという不都合が起こる。このため、逆方向電流
IRが大きくなることなく順方向電圧VFを低くするこ
とができる理想的なショットキバリアダイオードの開発
が強く望まれている。
が、例えば特開平8−64845号公報に開示されてい
る。すなわち図5に示すように、N++型のシリコン基板
1上に形成されたN型のエピタキシャル層2内に、この
エピタキシャル層2よりも大きな不純物濃度を有するN
+型の高濃度領域3が埋め込まれている。比抵抗の低い
高濃度領域3を設けることにより、ショットキ接合部の
直下のみシリーズ抵抗を下げることができ、順方向電圧
VFを低くすることができる。ただし、高濃度領域3は
エピタキシャル層2の表面にまで達していないため、シ
ョットキ接合付近とガードリング接合まわりのエピタキ
シャル層の比抵抗は、初期のままで維持できるため、逆
方向電流IRが大きくなることがない。なお、高濃度領
域3はエピタキシャル層2の表面から不純物をイオン注
入することにより形成している。
ャル層の表面からイオン注入によりエピタキシャル層の
内部に高濃度領域を形成するには非常に大きな出力が必
要となる。このため、高濃度領域を形成する際にエピタ
キシャル層の表面に結晶欠陥が生じ、ショットキ接合面
に単結晶でない部分ができる。この部分のショットキ接
合がくずれ、そこからリーク電流が発生し、結果的にシ
ョットキ接合面の逆方向電流IRが大きくなってしま
う。
1〜128 高耐圧ショットキバリアダイオード」に記
載があるように、エピタキシャル層表面にできた結晶欠
陥が原因となり、エピタキシャル層中およびエピタキシ
ャル層と酸化膜界面に再結合センターが発生し、逆方向
電流IRが理論値より高い値を示すことがある。
であり、逆方向電流IRを増大させることなく順方向電
圧VFを低くすることができるショットキバリアダイオ
ードの製造方法を提供することを目的とする。
に本発明は、半導体基板の表面に第1のエピタキシャル
層を形成する工程と、前記第1のエピタキシャル層内に
前記半導体基板と同じ導電型を有し、かつ前記エピタキ
シャル層よりも大きな不純物濃度を有する高濃度領域を
形成する工程と、前記高濃度領域を含むエピタキシャル
層の表面に第2のエピタキシャル層を形成する工程を含
むショットキバリアダイオードの製造方法である。高濃
度領域は、第1のエピタキシャル層表面の中央部に前記
半導体基板と同じ導電型を有する不純物を蒸着または塗
布した後、半導体基板を越える深さまで拡散すればよ
い。
層に比抵抗が小さい高濃度領域を設けることにより、シ
リーズ抵抗が下がり、この結果、順方向電圧VFを低く
することができる。
層で覆われ、ショットキ接合付近とガードリング接合ま
わりのエピタキシャル層の比抵抗は、初期のままで維持
できるため、逆方向電流IRが大きくなることがない。
ピタキシャル層表面に結晶欠陥が生じることがなく良好
なショットキ接合を保つことができ、逆方向電流IRが
増大することがない。
ル層の表面に不純物を蒸着または塗布し、導体基板を越
える深さまで拡散する。この方法によれば、不純物の濃
度を大きくすることにより、半導体基板を越える深い部
分でも高濃度領域を容易に形成することができると同時
に、半導体基板を越える深さでも不純物濃度を高濃度に
保つことができる。
第2のエピタキシャル層を形成して高濃度領域を埋め込
むため、高濃度領域と第2のエピタキシャル層表面との
距離を容易に制御することができる。
リアダイオードのチップ断面図である。N++型のシリコ
ン基板1上にはN型の第1のエピタキシャル層2aが形
成され、第1のエピタキシャル層2a内にはN+型の高
濃度領域3が設けられている。高濃度領域3は、第1の
エピタキシャル層2a表面からシリコン基板1を越える
深さまで拡散されている。高濃度領域3を含む第1のエ
ピタキシャル層2a上にはN型の第2のエピタキシャル
層2bが形成され、高濃度領域3がショットキ接合面に
露出しないように形成されている。第2のエピタキシャ
ル層2b表面から第1のエピタキシャル層2aにかけて
環状にP型のガードリング層4が形成されている。第2
のエピタキシャル層2b表面には環状の酸化膜5が形成
され、その開口部(図示せず)には第2のエピタキシャ
ル層2bと接合するようにチタンからなるショットキメ
タル6が形成されている。
物濃度が3〜4×1019cm-3、比抵抗が3mΩcm
(好適範囲は1〜4mΩcm)、第1および第2のエピ
タキシャル層2a、2bは不純物濃度が5×1019cm
-3で比抵抗が2Ωcmとなるように設定した。N型不純
物の不純物濃度は、第1のエピタキシャル層の不純物濃
度よりも大きく、かつ第2のエピタキシャル層2bが単
結晶として形成できる濃度範囲とすればよく、例えば1
×1019cm-3と設定した。
高濃度領域を形成したため、ショットキ接合部直下のエ
ピタキシャル層のシリーズ抵抗が下がり、エピタキシャ
ル層の厚さを薄くしたり、エピタキシャル層全体の比抵
抗を下げることなく順方向電圧VFを低くすることがで
きる。高濃度領域は第2のエピタキシャル層で覆われ、
ショットキ接合付近とガードリング接合まわりのエピタ
キシャル層の比抵抗は高いままで保たれるため、逆方向
電流IRが増大することがない。
造方法について図2(a)〜(e)を参照しながら説明
する。
コン基板1を用意した。そしてこのシリコン基板1の全
面に第1のエピタキシャル層2aを4μm形成した。図
2(a)にこの状態を示す。
に420〜480μm角の開口部(図示せず)を残して
酸化膜5を形成し、開口部にN型不純物であるリン9を
蒸着した。N型不純物にはアンチモン、砒素を用いても
よい。また、これらN型不純物を塗布してもよい。これ
を示したのが図2(b)である。
さまで拡散し、第1のエピタキシャル層2a内に高濃度
領域3を形成した。高濃度領域は、この上にエピタキシ
ャル層が単結晶として成長できる表面濃度とする必要が
あり、1×1020cm-3以下であることが望ましい。こ
の状態を図2(c)に示す。
キシャル層2a上に第2のエピタキシャル層2bを2μ
m形成し、高濃度領域3を内部に埋め込んだ。この状態
を図2(d)に示す。
面からP型不純物であるボロンを拡散して、環状のガー
ドリング層4を形成した。この後、CVD、コンタクト
窓エッチを行いチタンからなるショットキメタル6、ニ
ッケル7、アルミニウム8の電極を順に形成し、ショッ
トキバリアダイオードを完成した。この状態を図2
(e)に示す。
アダイオードの濃度プロファイル、(b)はイオン注入
により高濃度領域を形成したショットキバリアダイオー
ドの濃度プロファイルである。本発明によるショットキ
バリアダイオードは、高濃度領域の不純物濃度が第1の
エピタキシャル層から急激に大きくなり、シリコン基板
に近づくに従っても、ほぼ同じ不純物濃度を保っている
ため、比抵抗を低く保つことができるのに対し、イオン
注入による高濃度領域の形成では、シリコン基板に近づ
くに従って濃度が小さくなり、この部分の比抵抗が大き
くなっているのがわかる。この結果、本発明によるショ
ットキバリアダイオードにおいては、順方向電圧VFを
効果的に下げることができる。
いて説明したが、P型基板を用いた場合でも同様の効果
を得ることができる。
ピタキシャル層の表面に欠陥が生じることがなく高濃度
領域が形成できるため、ショットキバリアダイオードの
逆方向電流IRを増加させることなく順方向電圧VFを
小さくすることができる。
面図
法を説明する図
ドの濃度プロファイルを表す図 (b)イオン注入により高濃度領域を形成したショット
キバリアダイオードの濃度プロファイルを表す図
図
ットキバリアダイオードを示す断面図
Claims (6)
- 【請求項1】 半導体基板上に第1のエピタキシャル層
を形成する工程と、前記第1のエピタキシャル層内に前
記第1のエピタキシャル層と同じ導電型を有し、かつエ
ピタキシャル層よりも大きな不純物濃度を有する高濃度
領域を形成する工程と、前記高濃度領域を含む前記第1
のエピタキシャル層上に第2のエピタキシャル層を形成
する工程を含むことを特徴とするショットキバリアダイ
オードの製造方法。 - 【請求項2】 前記第2のエピタキシャル層の厚さは、
前記第1のエピタキシャル層の厚さよりも薄く形成する
請求項1記載のショットキバリアダイオードの製造方
法。 - 【請求項3】 N++型のシリコン基板上にN型の第1の
エピタキシャル層を形成する工程と、前記第1のエピタ
キシャル層内にN+型の高濃度領域を形成する工程と、
前記高濃度領域を含む前記第1のエピタキシャル層上に
N型の第2のエピタキシャル層を形成する工程を含む請
求項1記載のショットキバリアダイオードの製造方法。 - 【請求項4】 半導体基板上に第1のエピタキシャル層
を形成する工程と、前記第1のエピタキシャル層表面の
中央部に前記第1のエピタキシャル層と同じ導電型を有
する不純物を蒸着または塗布する工程と、前記不純物を
拡散し、前記第1のエピタキシャル層内に前記エピタキ
シャル層よりも大きな不純物濃度を有する高濃度領域を
形成する工程と、前記高濃度領域を含む前記第1のエピ
タキシャル層上に第2のエピタキシャル層を形成する工
程を含むことを特徴とするショットキバリアダイオード
の製造方法。 - 【請求項5】 前記不純物の拡散は、前記第1のエピタ
キシャル層表面から前記半導体基板を越える深さまで行
う請求項4記載のショットキバリアダイオードの製造方
法。 - 【請求項6】 N++型のシリコン基板上にN型の第1の
エピタキシャル層を形成する工程と、前記第1のエピタ
キシャル層表面の中央部にN型不純物を蒸着または塗布
する工程と、前記N型不純物を拡散し、前記第1のエピ
タキシャル層内にN+型の高濃度領域を形成する工程
と、前記高濃度領域を含む前記第1のエピタキシャル層
上にN型の第2のエピタキシャル層を形成する工程を含
む請求項4記載のショットキバリアダイオードの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1668098A JP3653969B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | ショットキバリアダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1668098A JP3653969B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | ショットキバリアダイオードの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11214711A true JPH11214711A (ja) | 1999-08-06 |
JP3653969B2 JP3653969B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
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---|---|---|---|
JP1668098A Expired - Fee Related JP3653969B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | ショットキバリアダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3653969B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8779439B2 (en) | 2011-11-07 | 2014-07-15 | Hyundai Motor Company | Silicon carbide Schottky-barrier diode device and method for manufacturing the same |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP1668098A patent/JP3653969B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8779439B2 (en) | 2011-11-07 | 2014-07-15 | Hyundai Motor Company | Silicon carbide Schottky-barrier diode device and method for manufacturing the same |
US8936964B2 (en) | 2011-11-07 | 2015-01-20 | Hyundai Motor Company | Silicon carbide schottky-barrier diode device and method for manufacturing the same |
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