JPS5885572A - プレ−ナ型ダイオ−ドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−導電型の半導体基体と、この基体の一方の
表面Ｇこ隣接し、基体内部へ延在する反対導電型の表面
領域とを具えるブレ〜す型ダイオードおよび斯かるブレ
ーナ型ダイオードの製造方法に関するものである。

このようなプレー十型ダイオードは既知であり、例えば
第７１スに示すような構造のものが知られてイル。この
ブレーナ型ダイオード／を製造するＧこ当っては、ｎ＋
型半導体基板２の上にｎ型半導体Ｊｆｌ　３を、例えば
エピタキシャル成長により形成し、この半導体層３内に
、例えば拡散Ｇこよりｐ十型表面領域ケを形成してｐｎ
接合５を形成する。次に半導体層３の表向には、窒化膜
、酸化膜、ポリイミド系被膜などから成る表面保護嘆乙
を破着する。

ざらにｐ＋型表面領域グおよびｎ＋型基板２の表＋ｋに
、例えば金属蒸着により電極７およびｒを設ける０ このようなブレーナ型ダイオードｌにおいて、順方向電
圧降下は、ｎ型半導体層３の、ｐ　型表面領域ｌの直下
Ｇこある部分の抵抗、すなわち不純物濃度で決まり、こ
の順方向電圧降下を低くするためにはｎ型半導体Ｊｆｆ
ｌ　３の不純物濃度を高くして抵抗を低くする必要があ
る。一方、ダイオードの逆方向耐電圧はｎ型半導体層３
の不純物濃度が低い程高くなる。こ（Ｉ）ようにｎ型半
導体層３に課せらｎる条件は相反することになり、その
ため順方向電圧降下が低く、シかも逆方向耐電工が高い
ブレーナ型ダイオードは従来得られなかった。

本発明の目的はｐｎ接合を挾んで隣接する２つの領域の
内、不純物濃度の低い領域に不純物濃度σ）異なる領域
を形成する１ことＧこより順方向の電圧降下を低くする
と共に逆方向の耐電圧を高くすることができるプレーナ
型ダイオードＴｒ：提供しようとするものである。

本発明は、−導電型の半導体基体と、この基体の一方の
表面に隣接し、基体内部へ延在する反対導電型の表面領
域とを具えるブレーナ型ダイオードにおいて、前記−導
電型の基体と反対導電型の表１ｍ領域との境界面に形成
されるｐｎ接合の前記基体表面とほぼ平行Ｇこ延在する
部分の下側にある基体部分の不純物濃度を基体の池の部
分の不純物濃度よりも高くしたことを特徴とするもので
ある。

さらに本発明の目的は上述したブレー十型ダイオードを
簡単かつ正確に製造し得る方法を提供するものである。

本発明のブレーナ型ダイオードの製造方法は、−導電型
の半導体基体上に、−導電型でかつ不純物濃度が前記半
導体基体の不純物濃度よりも高い半導体層を形成し、こ
の半導体層の表面から前記半導体層の不純物濃度よりも
高い不純物濃度を有する一導電型の第１表［酊領域を形
成し、前記半導体層の表面から、前記第１表面領域の表
面区域を囲むが第１表面領域よりも浅い反対導電型の第
２表面領域を形成することを特徴とするものである。

ブレーナ型ダイオードの逆方向耐電圧は、第１図に示し
たｎ型半導体Ｎ３の不純物濃度で決まるのであるが、ぎ
ら（こ詳しく検討すると、ブレーナ型ダイオード／に逆
バイアスした停に電界の集中するｎ型半導体層３の表面
部分９の不純物濃度Ｇこ主として依存することを確めた
。したがって本発明では、ｎ型半導体層３の表面部分９
の不純物濃度を低くして、この部分の抵抗を高くするこ
とにより逆方向耐電圧を高くすることができるという事
実に着目したものである。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

ＩＫ、！ＩＤＡ−Ｇは本発明のプレー十型ダイオードの
順次の製造工程を示すものである。先ず第２図Ａに示ス
ようにブレーナ型ダイオードの基板１２として使用、す
るウェファを準備する。本例ではこの基板ｌ！を鱈型と
し、その不純物濃度を、０１８Ｃ，−３以上とする。次
に第２図Ｂに示すようにｎ型基板１２の上にｎ−型半導
体層１３をエピタキシャル成長、蒸着などの方法で形成
する。このときｎ−型半導体層／３のｎ型不純物濃度は
、典型的にはｔｏｌ、３−／　ｏ　１５　ｃｍ−３の範
囲とする。また、前記ｎ−型半導体層／３の厚みは目的
に応じて選択されるが、多くの場合５〜ＳＯＯμｍの範
朋である。次に第２１Ｎ　Ｇに示すように基体１２およ
び罫導体層１３の表面全体を酸化膜／グで覆い、その後
酸化膜／グを部分的に除去してｎ型不純物拡散用の開口
部／Ｓを形成する。この開口部１５よりｎ型不純物を拡
散させ、ｎ−型半導体層１３の中にｎ型第１拡散表面領
域／乙を形成する。このときｎ型第１拡散表面領域／４
の不純物濃度は７０〜１０　　ｃｍ　　とするのが望ま
しい。また、ｎ型拡散表面領域／６はｎ　型基板１２に
達するまで拡散するのが好適である。この状態を第２図
りに示す。次に第２図Ｅに示すように、第１のｎ型拡散
表面領域／Ａを形成するための開口部／ｊを完全に囲む
よう、に開口部／７をあけ、この開口部／７よりｐ型不
純物を拡散し、第１拡散表面領域／４よりも浅い第２の
ｐ型拡赦人面領域／ｇを形成する。このときのｎ型不純
物濃度はｔ　ｏ　１８　Ｃ，−３以上とする。

この第２拡散表面領域／ｇは第１拡散表面領域／乙の表
面区域を完全に囲むことになる。この状態を第２図Ｆ【
こ示す。ざらに必要個所の表面保護膜／９のみを残し、
ｐ型拡散表面領域７ｇおよびｎ型基板ｌ２にそれぞれ電
極〃および、２ノを形成する。尚、表面保護膜／９とし
ては、前工程まで利用してきた酸化膜／グ全そのまま使
ってもよいし、又、　ＰＳＧ　。

５１３Ｎ４膜ざらＧこはポリイミド系被膜で新たに構成
しても良い。このよう（こしてできたプレー十型ダイオ
ードを第２図Ｇに示す。

以上体べてきたような本発明の方法により、ｐ＋型拡散
表面領域ｔｇ　ｉＭ下のｎ−型半導体層１３の部分Ｇこ
、ｎ−型半導体層／３の残部より不純物濃度の高いｎ横
拡散表面領域／ｌを作ることにより、ダイオードの順方
向電圧降下を小ざくすることができる。また、逆方向耐
圧については、耐圧を決定するｎ−半導体層１３の表面
部分力の不純物濃度はｎ−型半導体層／３と同様低く保
たれているので、逆耐圧を高くすることができる。この
ようＧこして本発明によれば順方向電圧降下を低くする
ことができると共に逆方向耐電圧を高くすることができ
、相反する問題を同時に解決することができる。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、種
々の変更が可能である。上述した実ｉｆｍ例板をｐ＋型
として素子を作成することも可能である。この場合には
ｐ、ｎが全て逆転するだけで、第２図Ａ〜第２図Ｇに示
した製造工程をそのまま適用することができる。また、
上述した例ではブレーナ型ダイオード単体について説明
したが、ウェハ上に複数個のダイオードが含まれる場合
、さらには、耐圧を必要とするｐｎ接合が表面に露出し
たプレーナ型素子であれば、サイリスタ、トランジスタ
等にも容易に拡張することが出来る。さらＯこ第２図Ｂ
に示すｎ−／ｎ　　構造を実現する方法としては、前述
した方法の池に、第３図に示す方法でも可能である。第
３図Ａ〜第３図Ｃに示す方法では、第３図Ａｃこ示すよ
う（Ｊｎ−型基板３１を準備し、この基板の裏表からｎ
型不純物の拡散により第３図ＢＧこ示すようＧこｎ＋型
型数散層３２、３３を形成した後、いずれか一方のｎ＋
型型数散層例えば拡散層３３をラッピング又はエツチン
グで除去して、第３図Ｃに示すｎ／ｎ＋構造を造ること
ができる。また第３寵りに示すようＯこｎ−型基板３７
表面を拡散マスクとして使う酸化膜３グで覆ったのち、
一方の表面の酸化膜を除去し、次に酸化＋ｌ悼♂グの無
い表面からｎ型不純物を拡散してｎ拡散層３３を形成し
、最後に酸化膜３グを全て除去することにより第３図Ｅ
Ｇこ示すようなｎ−／ｎ　　構造を造ることもできる。

いずれの方法を採っても、第２図Ｂに示したｎ７ｎ＋構
造の基体を作ることが出来る。

さらＧこ、第２図りで形成したｎ型拡散表面領域／乙は
ｎ＋＋基板１２にぶつかるよう形成するのが望ましいが
、第を図に示すように、ｎ型拡散表面領域／乙がｎ＋＋
基板／２　ｋことどかなくても、順方向電圧降下が改善
されるのは明らかである。

また、上述した例ではｎ型頭域／ｌおよびｐ　型領域／
ｇはともに拡散領域としたが、その双方またはいずれか
一方をイオン注入により形成することもできる。ざらに
ｎ＋型型基板ｌ上ｎ−型半導体Ｊｖｌ／３の境界面Ｇこ
ｎ型埋込領域を形成することもできる。

上述したように本発明Ｇこよれば、ブレーナ型ダイオー
ドの順方向電圧降下を小すくシながら、同時に逆方向の
耐圧を向上きせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のブレーナ型ダイオードの構成を示す線図
的断面図、 第２図Ａ〜Ｇは本発明によるプレーナ型ダイオードの製
造方法の順次の工程を示す線図的断面図、第３図Ａ〜Ｅ
は第２図Ｂに示すｎ／ｎ−構造の製造方法の池の例を示
す線図的断面図、 第を図は本発明によるプレーナ型ダイオードの池の例の
構成を示す線図的断面図である。 １２・・・ｎ型基板、１３・・・ｎ−型半導体層、／乙
・・・ｎ型第１拡散領域、７ｇ・・・ｐ＋＋第２拡散領
域。 第８図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　−導電型の半導体基体と、この基体の一方の表面Ｇ
   こ隣接し、基体内部へ延在する反対導電型の表面領域と
   を具えるプレー十型ダイオードにおいて、前記−導電型
   の基体と反対導電型の表面領域との境界［０′ｉに杉成
   されるｐｎ接合の、前記基体表面とほぼ平行に延在する
   部分σ〕下側にある基体部分の不純物濃度を基体の池の
   部分の不純物濃度よりも高くしたことを特徴とするブレ
   ーす型ダイオード。 ２−導電型の半導体基体上Ｑこ、−導電型でかつ不純物
   濃度が前記半導体基体の不純物濃度よりも高い半導体層
   を形成し、この半導体層の表面から前記半導体層の不純
   物濃度よりも高い不純物濃度を有する一導電型の第１表
   面領域を杉成し、＋ｉｔ前記半導体層σ）表面から、前
   記第１表面領域の表面区域を囲むが第１表面領域よりも
   浅い反対導電型の第２表面領域を形成することを特徴と
   するブレー十型ダイオードの製造方法。