JPS59132661A - シヨツトキ・バリア形半導体装置 - Google Patents
シヨツトキ・バリア形半導体装置Info
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- JPS59132661A JPS59132661A JP834883A JP834883A JPS59132661A JP S59132661 A JPS59132661 A JP S59132661A JP 834883 A JP834883 A JP 834883A JP 834883 A JP834883 A JP 834883A JP S59132661 A JPS59132661 A JP S59132661A
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Classifications
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- 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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- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は金匡−半導体接触からなるショットキ・バリア
形半導体装置に関し、とくに逆方向耐圧の向上をはかる
ものである。
形半導体装置に関し、とくに逆方向耐圧の向上をはかる
ものである。
従来例の構成とその問題点
ショットキ・バリア形半導体装置は、整流用。
高周波検波用あるいはミキサー用として、広く利用され
ているが、一般に、ＰＮ接合の場合とくらべて、逆方向
リーク電流が大きいものである。この事実は、通常、逆
バイアス時にショットキ・・くリア周縁部に電界が集中
することによるものである。そこで、このような電界集
中を緩和する一策として、第１図の断面図に示されるよ
うなガードリング構造が用いられている。第１図の構造
は、低比抵抗ｎ 形半導体基板１にｎ形エピタキシャル
層２を形成し、このｎ形エピタキシャル層２の表面部に
酸化シリコン膜３のパシベーション被膜を設けるととも
に、同被膜の開口部にショットキ・バリア形成用金寓電
極４を形成し、かつ、そのショットキ・バリアの周縁部
にガードリングと称されるｐ形の環状拡１Ｗ領域５をそ
なえだものである。このガードリングを設けたことによ
り、電Ｖ？−集中がショットキ・バリア周縁部から、前
記環状拡散領域５のｐＮ接合部へ移り、その結果、逆方
向リーク電流が低減される。しかしながら、従来のプレ
ーナ構造では、表面の絶縁保護膜の影響もあって、ガー
ドリング構造となしても、リーク電流を十分になくすこ
とができなかった。
ているが、一般に、ＰＮ接合の場合とくらべて、逆方向
リーク電流が大きいものである。この事実は、通常、逆
バイアス時にショットキ・・くリア周縁部に電界が集中
することによるものである。そこで、このような電界集
中を緩和する一策として、第１図の断面図に示されるよ
うなガードリング構造が用いられている。第１図の構造
は、低比抵抗ｎ 形半導体基板１にｎ形エピタキシャル
層２を形成し、このｎ形エピタキシャル層２の表面部に
酸化シリコン膜３のパシベーション被膜を設けるととも
に、同被膜の開口部にショットキ・バリア形成用金寓電
極４を形成し、かつ、そのショットキ・バリアの周縁部
にガードリングと称されるｐ形の環状拡１Ｗ領域５をそ
なえだものである。このガードリングを設けたことによ
り、電Ｖ？−集中がショットキ・バリア周縁部から、前
記環状拡散領域５のｐＮ接合部へ移り、その結果、逆方
向リーク電流が低減される。しかしながら、従来のプレ
ーナ構造では、表面の絶縁保護膜の影響もあって、ガー
ドリング構造となしても、リーク電流を十分になくすこ
とができなかった。
発明の目的
本発明は、上述のガードリングを有するプレーナ構造の
ショットキ・バリア形半導体装置における逆方向耐圧特
性を顕著に改善し、高１制圧、低リーク電流特性のショ
ットキ・バリア形半導体装置を実現することを［」的と
するものである。
ショットキ・バリア形半導体装置における逆方向耐圧特
性を顕著に改善し、高１制圧、低リーク電流特性のショ
ットキ・バリア形半導体装置を実現することを［」的と
するものである。
発明の構成
本発明は、半導体基板の表面部にショットキ・バリア領
域をそなえるとともに、前記ショットキ・バリア領域外
の前記半導体基板表面部を酸素捷たは窒素を含んだ半絶
縁性多結晶シリコン膜で覆りた構造でなるショットキ・
バリア形半導体装置であり、これによれば、プレーナ構
造の表面保護としての前記半絶縁性多結晶シリコン膜が
半導体基板表面部での可動電荷の抑制と同表面部接合で
の ゛電界集中を緩和する効果を顕著に現わす
。
域をそなえるとともに、前記ショットキ・バリア領域外
の前記半導体基板表面部を酸素捷たは窒素を含んだ半絶
縁性多結晶シリコン膜で覆りた構造でなるショットキ・
バリア形半導体装置であり、これによれば、プレーナ構
造の表面保護としての前記半絶縁性多結晶シリコン膜が
半導体基板表面部での可動電荷の抑制と同表面部接合で
の ゛電界集中を緩和する効果を顕著に現わす
。
実施例の説明
第２図は本発明の実施例装置の断面図であり、プレーナ
構造のパシベーション膜として、酸ｉｔたけ窒素を含ん
だ半絶縁性多結晶シリコン膜６を設けたものである。酸
素または窒素を含んだ半絶縁性多結晶ンリコン膜６は比
抵抗が１０〜１０ Ω傭であり、金属電極４とはオー
ミックな接触の高抵抗体となるため、バイアス電位がガ
ードリング拡散領域５のＰＮ接合領域表面部にまで及び
、電界がＰＮ接合部に集中するのを緩和する。捷だ、半
絶縁性多結晶シリコン膜６がｎ形エピタキシャル層２の
表面に接触していると、同ｎ形エピタキシャル層２表面
部に存在する可動電荷、たとえばアルカリイオンやプロ
トンなどの電荷が上記半絶縁性多結晶シリコン膜６中に
多数存在するトラップによって捕獲されるから、半）！
７体基板とパシベーション膜との界面の安定化が向」−
シ、表面リーク電流の低減をもたらす効果もある。
構造のパシベーション膜として、酸ｉｔたけ窒素を含ん
だ半絶縁性多結晶シリコン膜６を設けたものである。酸
素または窒素を含んだ半絶縁性多結晶ンリコン膜６は比
抵抗が１０〜１０ Ω傭であり、金属電極４とはオー
ミックな接触の高抵抗体となるため、バイアス電位がガ
ードリング拡散領域５のＰＮ接合領域表面部にまで及び
、電界がＰＮ接合部に集中するのを緩和する。捷だ、半
絶縁性多結晶シリコン膜６がｎ形エピタキシャル層２の
表面に接触していると、同ｎ形エピタキシャル層２表面
部に存在する可動電荷、たとえばアルカリイオンやプロ
トンなどの電荷が上記半絶縁性多結晶シリコン膜６中に
多数存在するトラップによって捕獲されるから、半）！
７体基板とパシベーション膜との界面の安定化が向」−
シ、表面リーク電流の低減をもたらす効果もある。
第２図示の半導体装置の具体内構ｊ（１１例を示せば、
基板の０１−形半導体１に、砒素が高濃度にドープされ
て、比抵抗が１〜５×１０Ω鑞１面方位（１１１）のシ
リコン１１結晶を用い、このシリコン基板１の主面上に
、燐ドープによる比抵抗１．○Ω鑞のエピタキシャル成
長シリコン１結晶層２を厚さ５μｍ形成して半導体基板
を準備する。そして、この半導体基板を１１００００．
水蒸気を含んだ酸素ガス流中で熱処理し、表向部に酸化
シリコン膜を形成し、ついで、この酸化シリコン膜に環
状の開口を設け、この開口を通じて、高温炉で硼素を、
深さ２μ情だけ拡散導入し、ガードリング拡散領域５を
形成する。次に、前述の熱処理過程で形成された熱酸化
による酸化シリコン膜を除去したのち、ｎ形エピタキシ
ャル層２の表面部に、酸素２６原子％含有の多結晶シリ
コン膜６を厚さ０．５μｍだけ形成する。この多結晶シ
リコン膜６は、高温域６ ・−２ 圧炉の中へＳｉＨ４ガスとＮ２０ガスとを導入すること
によって、これら混合ガスの熱分解で得られる。
基板の０１−形半導体１に、砒素が高濃度にドープされ
て、比抵抗が１〜５×１０Ω鑞１面方位（１１１）のシ
リコン１１結晶を用い、このシリコン基板１の主面上に
、燐ドープによる比抵抗１．○Ω鑞のエピタキシャル成
長シリコン１結晶層２を厚さ５μｍ形成して半導体基板
を準備する。そして、この半導体基板を１１００００．
水蒸気を含んだ酸素ガス流中で熱処理し、表向部に酸化
シリコン膜を形成し、ついで、この酸化シリコン膜に環
状の開口を設け、この開口を通じて、高温炉で硼素を、
深さ２μ情だけ拡散導入し、ガードリング拡散領域５を
形成する。次に、前述の熱処理過程で形成された熱酸化
による酸化シリコン膜を除去したのち、ｎ形エピタキシ
ャル層２の表面部に、酸素２６原子％含有の多結晶シリ
コン膜６を厚さ０．５μｍだけ形成する。この多結晶シ
リコン膜６は、高温域６ ・−２ 圧炉の中へＳｉＨ４ガスとＮ２０ガスとを導入すること
によって、これら混合ガスの熱分解で得られる。
その後、この多結晶シリコン膜６上に、ｃｖｎ法により
、４ｏｏ０ｃで酸化シリコン膜３を厚さ０６８ｍに形成
した。さらに、ホトエツチング法によって、先ず、上記
酸化シリコン膜３をフッ酸系食刻液で選択エッチを行な
い、続いて、上記多結晶シリコン１摸６を、ＣＦ４ガス
・プラズマ中でガスエッチを行ない、最終的に露出した
基板表面の熱酸化膜が存在する場合には、さらに、フッ
酸系溶液で完全に除去し、その露出部にショットキ・バ
リア用金属電極４として、チタニウム膜をスパッタ法で
形成し、このチタニウム膜に重ねて、ニッケル、金を蒸
着形成して電極となした。なお、金属電極４も、必要に
応じて、最終的にはホトエツチング法でパターン形成を
行なうとともに、ｎ 形シリコン基板１の裏面側には金
−アンチモン合金（ＡｕＳｂ）膜を蒸着形成して、間膜
を介して、金属リード体面にダイボンドを行なって半導
体装置を完成する。
、４ｏｏ０ｃで酸化シリコン膜３を厚さ０６８ｍに形成
した。さらに、ホトエツチング法によって、先ず、上記
酸化シリコン膜３をフッ酸系食刻液で選択エッチを行な
い、続いて、上記多結晶シリコン１摸６を、ＣＦ４ガス
・プラズマ中でガスエッチを行ない、最終的に露出した
基板表面の熱酸化膜が存在する場合には、さらに、フッ
酸系溶液で完全に除去し、その露出部にショットキ・バ
リア用金属電極４として、チタニウム膜をスパッタ法で
形成し、このチタニウム膜に重ねて、ニッケル、金を蒸
着形成して電極となした。なお、金属電極４も、必要に
応じて、最終的にはホトエツチング法でパターン形成を
行なうとともに、ｎ 形シリコン基板１の裏面側には金
−アンチモン合金（ＡｕＳｂ）膜を蒸着形成して、間膜
を介して、金属リード体面にダイボンドを行なって半導
体装置を完成する。
この実施例装置の電気特性を測定した結果、順方向特性
は第１図示の従来装置と変らず、逆方向特性に関して、
第３図に示されるように、例えば、室温で逆方向電圧値
Ｒ−１０μＡを生ずる逆方向電圧値■、が従来装置の約
２ （ｆｑに達し、暫しい向上が見られた。
は第１図示の従来装置と変らず、逆方向特性に関して、
第３図に示されるように、例えば、室温で逆方向電圧値
Ｒ−１０μＡを生ずる逆方向電圧値■、が従来装置の約
２ （ｆｑに達し、暫しい向上が見られた。
本発明ｉｄｌ ’１′、導体基板がシリコン中結晶の場
合に限らず、砒化ガリウム基板を用いたものにも適用可
能である。
合に限らず、砒化ガリウム基板を用いたものにも適用可
能である。
発明の効果
本発明に」：れば、プレーナ構ｊ１ｒのンヨノトギ・バ
リア形半導体装置で半導体基板表面のパシベーション膜
として、酸素捷たは窒素を含んだ半絶縁性多結晶シリコ
ン膜を用いたことにより、逆方向耐圧の向上、逆方向リ
ーク電流の低減の効果が顕著でアリ、この結果、ショッ
トキ・バリア形半導体装置が高い入力電圧でも使用可能
になり、応用範囲も拡大される。
リア形半導体装置で半導体基板表面のパシベーション膜
として、酸素捷たは窒素を含んだ半絶縁性多結晶シリコ
ン膜を用いたことにより、逆方向耐圧の向上、逆方向リ
ーク電流の低減の効果が顕著でアリ、この結果、ショッ
トキ・バリア形半導体装置が高い入力電圧でも使用可能
になり、応用範囲も拡大される。
第１図１ｄ従来装置の断面図、第２図は本発明実施例装
置の断面図、第３図は本発明実施例装置と従来装置との
特性を比較した特性図である。 １・・・・・・ｎｌ−形半導体基板、２・・・・・・ｎ
形エピタキシャル層、３・・・・・・酸化シリコン膜、
４・・・・・・ショットキ・バリア形成用金属電極、５
・・・・・・ガードリング拡散領域、６・・・・・半絶
縁性多結晶シリコン膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名％
〜 ＼ 句゛勺へ−Ｎ ｔＳ 賠＝２８１
置の断面図、第３図は本発明実施例装置と従来装置との
特性を比較した特性図である。 １・・・・・・ｎｌ−形半導体基板、２・・・・・・ｎ
形エピタキシャル層、３・・・・・・酸化シリコン膜、
４・・・・・・ショットキ・バリア形成用金属電極、５
・・・・・・ガードリング拡散領域、６・・・・・半絶
縁性多結晶シリコン膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名％
〜 ＼ 句゛勺へ−Ｎ ｔＳ 賠＝２８１
Claims (4)
- （１）半導体基板の表面部にショットキ・バリア領域を
そなえるとともに、前記ショットキ・バリア領域以外の
前記半導体基板表面部を酸素丑たは窒素を含んだ半絶縁
性多結晶シリコン膜で覆った構造でなるショットキ・バ
リア形半導体装置。 - （２）半導体基板がｎ」−形半導体基板の一主面−１−
に比Ｋｋ、抗ｏ 、１〜２．０Ω儂のｎ形エピタキシャ
ル層でなる特許請求の範囲第１項に記載のショットキ・
バリア形半導体装置。 - （３）半絶縁性多結晶シリコン膜がさらに酸化シリコン
膜で覆われた構造の特許請求の範囲第１項記載のショッ
トキ・バリア形半導体装置。 - （４） ショットキ・バリア領域が周縁部でガードリ
ング拡散領域に接した構造の特許請求の範囲第１項に記
載のショットキ・バリア形半導体基板。 ２：二
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP834883A JPS59132661A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | シヨツトキ・バリア形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP834883A JPS59132661A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | シヨツトキ・バリア形半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59132661A true JPS59132661A (ja) | 1984-07-30 |
Family
ID=11690710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP834883A Pending JPS59132661A (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | シヨツトキ・バリア形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59132661A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579286A2 (en) * | 1988-11-11 | 1994-01-19 | Sanken Electric Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device with Schottky barrier |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP834883A patent/JPS59132661A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579286A2 (en) * | 1988-11-11 | 1994-01-19 | Sanken Electric Co., Ltd. | Method of fabricating a semiconductor device with Schottky barrier |
| EP0579286A3 (en) * | 1988-11-11 | 1994-09-07 | Sanken Electric Co Ltd | Method of fabricating a semiconductor device with schottky barrier |
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