KR100364923B1 - Schottky Barrier Diode and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법을 개시한다. 이에 의하면, 실리콘기판 상의 에피층에 최외측 가드링을 형성하고 최외측 가드링의 내측에 적어도 하나 이상의 내측 가드링들을 이격하여 형성하고, 최외측 가드링과 그 내측의 모든 부분 상에 베리어금속층을 적층하고 그 위에 배선용 금속층을 형성한다. 따라서, 본 발명은 소자의 크기를 일으키지 않으면서도 다수개의 가드링들을 형성할 수 있으므로 가드링들과 에피층의 계면에 형성된 전체 플래나정션이 확대된다. 더욱이, 가드링들의 폭(W1)과 가드링들 사이의 에피층과 베리어금속층의 계면에 형성된 쇼트키정션의 간격(W2)이 1:9의 비율로 결정될 때 역방향전류(IR) 특성과 순방향전압(VF) 특성이 모두 양호해진다.The present invention discloses a schottky barrier diode and a method of manufacturing the same. According to this, the outermost guard ring is formed on the epitaxial layer on the silicon substrate, and at least one inner guard ring is spaced apart from the innermost guard ring, and the barrier metal layer is formed on the outermost guard ring and all parts thereof. It laminates and forms a metal layer for wiring on it. Therefore, the present invention can form a plurality of guard rings without causing the size of the device, so that the entire planar junction formed at the interface between the guard rings and the epi layer is enlarged. Furthermore, when the width W1 of the guard rings and the spacing W2 of the schottky junction formed at the interface between the epi layer and the barrier metal layer between the guard rings are determined at a ratio of 1: 9, the reverse current I R characteristic and the forward direction are determined. Both the voltage V F characteristics become good.

Description

쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법 {Schottky Barrier Diode and its manufacturing method}Schottky Barrier Diode and its manufacturing method {Schottky Barrier Diode and its manufacturing method}

본 발명은 쇼트키베리어다이오드(Schottky Barrier Diode)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소자의 크기를 증가시키지 않으면서도 순방향전압(VF) 특성과 역방향전류(IR) 특성을 함께 향상시키도록 한 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법에관한 것이다.The present invention relates to a Schottky Barrier Diode. More specifically, the present invention provides a short circuit for improving the forward voltage (V F ) and reverse current (I R ) characteristics without increasing the size of the device. A key barrier diode and a method for manufacturing the same.

일반적으로 쇼트키베리어다이오드는 실리콘기판에서의 PN접합을 이용하는 PN접합다이오드와는 달리 실리콘기판과 금속층 사이의 쇼트키접합을 이용하는 반도체 소자로서, 다수캐리어에 의한 동작특성을 가지므로 빠른 스위칭특성을 나타내고, 또한 실리콘기판-금속층 사이의 쇼트키접합을 이용한 터널링방식으로 소자구동이 이루어지므로 PN접합다이오드에 비해 상당히 낮은 온 상태의 전압강하특성을 나타낸다. 따라서 쇼트키베리어다이오드는 저 손실 특성이 요구되는 응용분야 즉, 통신분야의 전원스위치와 같은 핵심소자로 주로 이용되고 있으며, 현재는 시스템의 소형화, 저 손실화 추세의 맞추어 순방향 전압특성을 더욱 더 낮추는 방향으로 개발되고 있다.In general, Schottky barrier diodes are semiconductor devices that use Schottky junctions between silicon substrates and metal layers, unlike PN junction diodes that use PN junctions on silicon substrates. In addition, the device is driven by the tunneling method using the Schottky junction between the silicon substrate and the metal layer, which shows a significantly lower on-state voltage drop characteristic than the PN junction diode. Therefore, Schottky Barrier Diode is mainly used as a core device such as power switch in the field of applications requiring low loss characteristics, that is, communication. Direction is being developed.

이러한 종래의 쇼트키베리어다이오드에서는 도 1에 도시된 바와 같이 고농도의 제 1 도전형인 N형 단결정 실리콘기판(10) 상에 저농도의 N형 에피층(11)이 성장되고, 에피층(11)의 일부분에 고농도의 제 2 도전형인 P형 가드링(13)이 확산되고, 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 가드링(13)을 함께 노출하는 개구부를 가지며 가드링(13) 외측의 에피층(11) 상에 산화막(15)이 형성되고, 노출된 가드링(13)과 에피층(11) 및 산화막(15)의 일부분 상에 베리어금속층(17)의 패턴이 형성되고, 몰리브덴(Mo) 재질의 베리어금속층(17)의 패턴 상에 알루미늄(Al) 재질의 배선용 금속층(19)의 패턴이 형성된다. 여기서, 플라나(planar) 정션부(14)가 가드링(13)의 정션과 그 주위의 에피층(11) 사이의 계면에 형성되고, 쇼트키정션부(18)가 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 베리어금속층(15) 사이의 계면에 형성된다.In the conventional Schottky barrier diode, as shown in FIG. 1, a low concentration N-type epitaxial layer 11 is grown on an N-type single crystal silicon substrate 10 having a high concentration of the first conductivity type, and the epitaxial layer 11 is formed. The P-type guard ring 13, which is a second conductivity type of high concentration, is diffused in a portion, and has an opening that exposes the epi layer 11 and the guard ring 13 inside the guard ring 13 and the outside of the guard ring 13. The oxide film 15 is formed on the epitaxial layer 11, the pattern of the barrier metal layer 17 is formed on the exposed guard ring 13 and the epitaxial layer 11 and a part of the oxide film 15, and molybdenum is formed. The pattern of the wiring metal layer 19 of aluminum (Al) material is formed on the pattern of the barrier metal layer 17 of (Mo) material. Here, a planar junction 14 is formed at the interface between the junction of the guard ring 13 and the epi layer 11 around it, and the schottky junction 18 is formed inside the guard ring 13. It is formed at the interface between the epi layer 11 and the barrier metal layer 15.

이와 같이 구성되는 종래의 쇼트키베리어다이오드의 제조방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 고농도의 제 1 도전형, 예를 들어 N형 단결정 실리콘기판(10) 상에 저농도의 N형 에피층(11)을 성장시킨 다음 에피층(11) 상에 절연막, 예를 들어 산화막(12)을 열산화공정에 의해 적층한다. 이어서 사진식각공정을 이용하여 도 3의 가드링(13)을 형성할 부분의 에피층(11) 상에 위치한 산화막(12)을 그 아래의 에피층(11)이 노출될 때까지 식각함으로써 가드링(13)을 정의하기 위한 산화막(12)의 개구부를 형성한다. 그런 다음 열산화공정을 이용하여 개구부 내의 노출된 에피층(11) 상에 산화막(12a)을 산화막(12)보다 얇은 두께로 형성한다. 이는 가드링을 위한 이온주입공정을 실시할 때 가드링이 형성될 에피층(11)에 결함이 생성하는 것을 억제하기 위함이다.A conventional method for manufacturing a Schottky barrier diode configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 4. First, as shown in FIG. 2, a first conductive type having a high concentration, for example, an N-type single crystal silicon substrate. A low concentration N-type epitaxial layer 11 is grown on (10), and then an insulating film, for example, an oxide film 12, is laminated on the epitaxial layer 11 by a thermal oxidation process. Subsequently, by using a photolithography process, the oxide film 12 positioned on the epi layer 11 of the portion where the guard ring 13 of FIG. 3 is to be formed is etched until the epi layer 11 below it is exposed. An opening of the oxide film 12 for defining (13) is formed. Then, the oxide film 12a is formed to a thickness thinner than the oxide film 12 on the exposed epitaxial layer 11 in the opening by using a thermal oxidation process. This is to suppress the generation of defects in the epi layer 11 in which the guard ring is to be formed when the ion implantation process for the guard ring is performed.

도 3에 도시된 바와 같이, 산화막(12a)의 형성이 완료되고 나면, 산화막(12)을 마스크층으로 이용하고 가드링(13)을 형성하기 위한 제 2 도전형인 P형 불순물, 예를 들어 보론을 에피층(11)에 이온주입한 후 이를 열처리공정으로 확산하여 산화막(12a) 아래의 에피층(11)에 가드링(13)을 형성한다. 이때, 에피층(11)과 가드링(13) 사이의 계면에 플래나정션(14)이 형성된다. 한편, 열처리공정이 산화분위기에서 진행되므로 산화막(12)과 산화막(12a) 상에 산화막이 적층되어 전체적으로 산화막(15)을 형성한다.As shown in FIG. 3, after formation of the oxide film 12a is completed, a P-type impurity, for example, boron, which is a second conductivity type for forming the guard ring 13 using the oxide film 12 as a mask layer. Is implanted into the epitaxial layer 11 and then diffused by heat treatment to form a guard ring 13 on the epitaxial layer 11 under the oxide film 12a. At this time, the planar junction 14 is formed at the interface between the epi layer 11 and the guard ring 13. On the other hand, since the heat treatment process is performed in an oxidizing atmosphere, an oxide film is laminated on the oxide film 12 and the oxide film 12a to form the oxide film 15 as a whole.

도 4에 도시된 바와 같이, 가드링(13)의 형성이 완료되고 나면, 사진식각공정을 이용하여 쇼트키정션부(18)를 형성할 부분, 즉 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 가드링(13) 상에 위치한 산화막(15)을 그 아래의 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 가드링(13)이 노출될 때까지 식각함으로써 쇼트키정션부(18)를 정의하기 위한 산화막(15)의 개구부를 형성한다.As shown in FIG. 4, after the formation of the guard ring 13 is completed, the epitaxial layer 11 inside the guard ring 13, that is, the portion to form the schottky junction part 18 using a photolithography process. ) And the oxide film 15 positioned on the guard ring 13 by etching until the epi layer 11 and the guard ring 13 inside the guard ring 13 below it are exposed. Openings of the oxide film 15 for defining

이어서 노출된 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 가드링(13) 및 산화막(15) 상에 몰리브덴(Mo) 재질의 베리어금속층(17)을 적층하고 그 위에 베리어금속층(17) 상에 알루미늄(Al) 재질의 배선용 금속층(19)을 적층한다. 따라서 가드링(13) 내측의 에피층(11)과 가드링(13)의 일부분과 베리어금속층(17) 사이의 계면에 쇼트키정션부(18)가 형성된다. 그러므로 플라나 정션부(14)와 쇼트키정션부(18)가 전체 정션부를 구성하고 쇼트키베리어다이오드의 역방향전류(IR) 특성을 결정한다.Subsequently, a barrier metal layer 17 made of molybdenum (Mo) is stacked on the epi layer 11, the guard ring 13, and the oxide film 15 inside the exposed guard ring 13, and on the barrier metal layer 17 thereon. The wiring metal layer 19 of aluminum (Al) material is laminated on it. Accordingly, the schottky junction 18 is formed at the interface between the epi layer 11 inside the guard ring 13, the portion of the guard ring 13, and the barrier metal layer 17. Therefore, the planar junction 14 and the schottky junction 18 constitute the entire junction and determine the reverse current (I R ) characteristics of the schottky barrier diode.

마지막으로 사진식각공정을 이용하여 금속층(19)과 베리어금속층(17)의 원하는 부분만을 남기고 나머지 불필요한 부분을 제거한 패턴으로 형성하여 도 1에 도시된 바와 같은 쇼트키베리어다이오드를 완성한다.Finally, by using a photolithography process, the Schottky barrier diode as shown in FIG. 1 is completed by forming a pattern in which only the desired portions of the metal layer 19 and the barrier metal layer 17 are removed and the remaining unnecessary portions are removed.

그런데 종래의 쇼트키베리어다이오드의 경우, 베리어금속층(17)을 베리어 높이를 최소화할 수 있는 재질로 구성하거나 또는 플라나 정션부(14)와 쇼트키정션부(18)를 합친 전체 정션부의 면적을 최대화하여 정션부의 단위면적당 전류밀도를 높이는 방식에 의해 순방향전압(VF)의 특성을 개선하여 왔다.However, in the case of the conventional Schottky barrier diode, the barrier metal layer 17 is made of a material capable of minimizing the height of the barrier or maximizes the area of the entire junction where the planar junction 14 and the schottky junction 18 are combined. Therefore, the characteristics of the forward voltage V F have been improved by increasing the current density per unit area of the junction.

그러나 전자의 방법은 베리어 높이를 최소화할 수 있는 베리어금속층(17)의 특성상 순방향전압(VF)의 강하만을 고려한 재질을 사용하기 때문에 순방향전압(VF)을 감소할 수 있지만 역방향전류(IR)를 증가시키는 전기적 특성의 저하를 초래한다. 또한 후자의 방법은 쇼트키정션부(18) 외측에만 가드링(13)을 배치하므로 가드링(13)의 크기를 확대함에 따라 소자의 면적이 커지고 나아가 소자의 집적도 저하를 초래한다. 결국, 이러한 방법들을 적용한 종래의 쇼트키베리어다이오드는 순방향전압(VF) 특성과 역방향전류(IR) 특성을 함께 반영한 전기적 특성을 개선하는데 한계가 있다.However, the former method because it uses the material considering only drop in the nature of the forward voltage (V F) of the barrier metal layer 17, which minimizes the barrier height to reduce the forward voltage (V F) but the reverse current (I R Increases the electrical properties). In the latter method, since the guard ring 13 is disposed only outside the schottky junction 18, the area of the device increases as the size of the guard ring 13 increases, and furthermore, the integration of the device is reduced. As a result, the conventional Schottky barrier diode using these methods has a limit in improving the electrical characteristics reflecting the forward voltage (V F ) characteristics and the reverse current (I R ) characteristics.

따라서 본 발명의 목적은 소자의 집적도 저하를 일으키지 않으면서도 순방향전압(VF)과 함께 역방향전류(IR)의 특성도 함께 향상시키도록 한 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a schottky barrier diode and a method of manufacturing the same, which improves the characteristics of the reverse current I R together with the forward voltage V F without causing a decrease in the degree of integration of the device.

도 1은 종래 기술에 의한 쇼트키베리어다이오드를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a Schottky barrier diode according to the prior art.

도 2 내지 도 4는 종래 기술에 의한 쇼트키다이오드의 제조방법을 나타낸 공정도.2 to 4 is a process chart showing a method for manufacturing a schottky diode according to the prior art.

도 5는 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드를 나타낸 단면도.5 is a cross-sectional view showing a Schottky barrier diode according to the present invention.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드의 제조방법을 나타낸 공정도.6 to 8 is a process chart showing a method of manufacturing a schottky barrier diode according to the present invention.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드는Schottky barrier diode according to the present invention for achieving the above object

고농도의 제 1 도전형 단결정 실리콘기판;A high concentration of the first conductivity type single crystal silicon substrate;

상기 실리콘기판 상에 형성된 저농도의 제 1 도전형 에피층;A first conductive epitaxial layer having a low concentration formed on the silicon substrate;

상기 에피층에 정해진 간격을 두고 이격하며 형성된 가드링들;Guard rings spaced apart from each other at predetermined intervals on the epi layer;

상기 가드링들과 이들 사이의 에피층에 상에 형성된 베리어금속층; 그리고A barrier metal layer formed on the guard rings and an epi layer between them; And

상기 베리어금속층 상에 형성된 배선용 금속층을 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a metal layer for wiring formed on the barrier metal layer.

바람직하게는 상기 가드링들 각각의 폭과 상기 가드링들 사이의 폭이 1:9의 비율로 이루어질 수 있다. 상기 폭이 40μm이고, 간격이 36040μm인 경우가 바람직하다.Preferably, the width of each of the guard rings and the width between the guard rings may be in a ratio of 1: 9. It is preferable that the said width is 40 micrometers, and the space | interval is 36040 micrometers.

또한 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드의 제조방법은In addition, the production method of the schottky barrier diode according to the present invention

고농도의 제 1 도전형 단결정 실리콘기판 상에 저농도의 제 1 도전형 에피층을 형성하는 단계;Forming a low concentration of the first conductivity type epi layer on the high concentration of the first conductivity type single crystal silicon substrate;

상기 에피층에 정해진 간격을 두고 이격한, 플래나정션부를 갖는 가드링들을 형성하는 단계;Forming guard rings having a planar junction portion spaced apart from each other at a predetermined interval on the epi layer;

상기 가드링들과 상기 가드링들 사이의 에피층 상에 쇼트키졍션의 형성을 위한 베리어금속층을 적층하는 단계; 그리고Stacking a barrier metal layer on the epitaxial layer between the guard rings and the guard rings to form a schottky cushion; And

상기 배리어금속층 상에 배선용 금속층을 적층하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And laminating a wiring metal layer on the barrier metal layer.

바람직하게는 상기 가드링들 각각의 폭과 상기 가드링들 사이의 폭을 1:9의 비율로 형성할 수 있다. 상기 폭이 40μm이고, 간격이 360μm인 경우가 바람직하다.Preferably, the width of each of the guard rings and the width between the guard rings may be formed in a ratio of 1: 9. It is preferable that the said width is 40 micrometers, and the space | interval is 360 micrometers.

따라서 본 발명에 의하면, 가드링들을 최외측 가드링과, 최외측 가드링의 내측에 이격하여 배치된 적어도 하나 이상의 내측 가드링들로 구성함으로써 모든 가드링들과 에피층 사이의 계면에 형성된 전체 플래나정션부가 소자의 크기 증가를일으키지 않으면서도 확대 가능하다. 또한 가드링들 사이의 에피층과 베리어금속층 사이의 계면에 형성된 쇼트키정션부가 종래와 동일하게 형성된다. 그 결과 순방향전압(VF)의 특성을 그대로 유지하면서도 역방향전류(IR)와 역방향전압(VR)의 관계를 나타낸 전기적 특성을 향상할 수가 있다.Therefore, according to the present invention, the entire plate formed at the interface between all the guard rings and the epi layer by constituting the guard rings with the outermost guard ring and at least one inner guard ring spaced apart from the innermost of the outermost guard ring. The unjunction portion can be enlarged without causing an increase in the size of the device. In addition, the schottky junction formed at the interface between the epi layer and the barrier metal layer between the guard rings is formed in the same manner as in the prior art. As a result, the electrical characteristics showing the relationship between the reverse current I R and the reverse voltage V R can be improved while maintaining the characteristics of the forward voltage V F as it is.

이하, 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 종래의 부분과 동일 구성 및 동일 작용의 부분에는 동일 부호를 부여한다.Hereinafter, the Schottky barrier diode and its manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure and the same action as the conventional part.

도 5는 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드를 나타낸 단면도이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드의 제조방법을 나타낸 공정도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a schottky barrier diode according to the present invention, and FIGS. 6 to 8 are process charts illustrating a method of manufacturing a schottky barrier diode according to the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 쇼트키베리어다이오드에서는 고농도의 제 1 도전형인 N형 단결정 실리콘기판(10) 상에 저농도의 N형 에피층(11)이 성장되고, 에피층(11)에 정해진 간격을 두고 고농도의 제 2 도전형인 P형 가드링들(30)이 확산되고, 가드링들(30)과 그 내측의 에피층(11)을 함께 노출하는 개구부를 가지며 최외측 가드링(31) 외측의 에피층(11) 상에 산화막(25)이 형성되고, 노출된 가드링들(30)과 에피층(11) 및 산화막(25)의 일부분 상에 함께 몰리브덴(Mo) 재질의 베리어금속층(40)의 패턴이 형성되고, 베리어금속층(40)의 패턴 상에 알루미늄(Al) 재질의 배선용 금속층(50)의 패턴이 형성된다. 여기서, 가드링들(30)의 최외측 가드링(31)과 내측 가드링들(33),(35)과, 그 주위의 에피층(11)과의 계면에 플라나정션부(32),(34),(36)가 각각 형성된다. 가드링들(31),(33),(35)과 에피층(11)의 표면과, 베리어금속층(15)과의 계면에 쇼트키정션부(48)가 형성된다. 가드링들(31),(33),(35)의 폭이 W1이고, 가드링들(31),(33),(35) 사이의 간격이 W2이다. 한편, 설명의 편의상 도면에서 내측 가드링들이 2개만 있는 것으로 도시되어 있으나 하나 또는 3개 이상 다수개 있어도 무방하다.이와 같이 구성된 본 발명에 의한 쇼트키베리어다이오드의 제조방법을 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.Referring to FIG. 5, in the Schottky barrier diode of the present invention, a low concentration N-type epitaxial layer 11 is grown on an N-type single crystal silicon substrate 10 which is a high concentration first conductivity type, and is defined in the epi layer 11. P-type guard rings 30, the second conductive type having a high concentration, are diffused at intervals, and the outermost guard ring 31 has an opening that exposes the guard rings 30 and the epi layer 11 inside thereof. An oxide film 25 is formed on the outer epitaxial layer 11, and a barrier metal layer made of molybdenum (Mo) is formed on the exposed guard rings 30, the epitaxial layer 11, and a part of the oxide layer 25. The pattern of 40 is formed, and the pattern of the wiring metal layer 50 of aluminum (Al) material is formed on the pattern of the barrier metal layer 40. Here, the planar junction 32, (at the interface between the outermost guard ring 31 and the inner guard rings 33, 35 of the guard rings 30, and the epi layer 11 around it (( 34 and 36 are formed respectively. A schottky junction 48 is formed on the surfaces of the guard rings 31, 33, 35 and the epi layer 11 and the barrier metal layer 15. The width of the guard rings 31, 33, 35 is W1, and the spacing between the guard rings 31, 33, 35 is W2. On the other hand, for convenience of description it is shown that there are only two inner guard rings, but may be one or three or more. There is a method for manufacturing a Schottky barrier diode according to the present invention configured as described above with reference to FIGS. This will be described with reference.

도 6을 참조하면, 먼저, 고농도의 제 1 도전형, 예를 들어 N형 단결정 실리콘기판(10) 상에 저농도의 N형 에피층(11)을 예를 들어 5μm의 두께로 성장시킨다. 그런 다음 에피층(11) 상에 절연막, 예를 들어 산화막(21)을 열산화공정에 의해 적층하고, 사진식각공정을 이용하여 도 7의 가드링들(31),(33),(35)을 형성할 부분의 에피층(11) 상에 위치한 산화막(21)을 그 아래의 에피층(11)이 노출될 때까지 식각함으로써 가드링들(31),(33),(35)을 정의하기 위한 산화막(12)의 개구부들을 이격하여 형성한다. 여기서, 개구부의 폭과 개구부 사이의 간격은 후속공정에서 형성할 도 7의 가드링들(31),(33),(35)의 폭(W1)과 가드링들(31),(33),(35) 사이의 간격(W2)을 결정하는데 이는 가드링들의 플래나정션의 크기와 가드링들 사이의 쇼트키정션의 크기를 결정한다.Referring to FIG. 6, first, a low concentration N-type epitaxial layer 11 is grown to a thickness of, for example, 5 μm on a first concentration of a first conductivity type, for example, an N-type single crystal silicon substrate 10. Then, an insulating film, for example, an oxide film 21 is laminated on the epi layer 11 by a thermal oxidation process, and the guard rings 31, 33, 35 of FIG. 7 are formed by a photolithography process. Defining the guard rings 31, 33, 35 by etching the oxide film 21 positioned on the epi layer 11 of the portion to be formed until the epi layer 11 below it is exposed. The openings of the oxide film 12 are formed to be spaced apart from each other. Here, the width of the opening and the gap between the openings are the widths W1 of the guard rings 31, 33, 35 of FIG. 7 to be formed in a subsequent process, and the guard rings 31, 33, An interval W2 between 35 is determined, which determines the size of the planar junction of the guard rings and the size of the schottky junction between the guard rings.

그런 다음 열산화공정을 이용하여 상기 개구부 내의 노출된 에피층(11) 상에 산화막(22)을 산화막(21)보다 얇은 두께로 형성한다. 이는 가드링들의 형성을위한 이온주입공정을 실시할 때 가드링들이 형성될 에피층(11)에 결함이 생성하는 것을 억제하기 위함이다. 여기서, 산화막(21)은 가드링들(31),(33),(35)을 위한 이온주입공정을 실시할 때 마스크층으로서 역할을 수행하기에 충분한 7000∼8000Å의 두께를 갖는 것이 바람직하다.Then, an oxide film 22 is formed on the exposed epitaxial layer 11 in the opening to have a thickness thinner than that of the oxide film 21 using a thermal oxidation process. This is to suppress the generation of defects in the epi layer 11 in which the guard rings are to be formed when the ion implantation process for the formation of the guard rings is performed. Here, the oxide film 21 preferably has a thickness of 7000 to 8000 Å sufficient to serve as a mask layer when performing the ion implantation process for the guard rings 31, 33, 35.

산화막(22)의 형성이 완료되고 나면, 산화막(21)을 마스크층으로 이용하고 도 7의 가드링들(31),(33),(35)을 형성하기 위한 제 2 도전형인 P형 불순물, 예를 들어 보론을 에피층(11)에 이온주입한다.After the formation of the oxide film 22 is completed, the P-type impurity, which is the second conductivity type for using the oxide film 21 as a mask layer and forming the guard rings 31, 33, and 35 of FIG. For example, boron is implanted into the epi layer 11.

도 7을 참조하면, 보론의 이온주입공정이 완료되고 나면, 이온주입된 보론을 열처리공정으로 확산하여 산화막(22) 아래의 에피층(11)에 각각의 가드링들(31),(33),(35)이 폭(W1)과 간격(W2)을 가지며 이격하여 형성한다. 따라서, 최외측 가드링(31)의 내측에 내측 가드링(33)이 간격(W2)을 두고 배치하고, 내측 가드링(33)의 내측에 내측 가드링(35)이 간격(W2)을 두고 배치한다. 가드링들(31),(33),(35)과 에피층(11) 사이의 계면에 각각 플래나정션(32),(34),(36)이 형성된다. 전체 플래나정션은 플래나정션(32),(34),(36)의 합으로 결정된다. 한편, 열처리공정이 산화분위기에서 진행되므로 산화막(21)과 산화막(22) 상에 산화막이 적층되어 전체적으로 산화막(25)을 형성한다.Referring to FIG. 7, when the ion implantation process of boron is completed, the ion implanted boron is diffused by a heat treatment process so that the respective guard rings 31 and 33 are formed on the epi layer 11 under the oxide film 22. , 35 are formed to be spaced apart from the width (W1) and the interval (W2). Accordingly, the inner guard ring 33 is disposed at the inner side of the outermost guard ring 31 at a gap W2, and the inner guard ring 35 is disposed at the inner side of the inner guard ring 33 at an interval W2. To place. Planar junctions 32, 34 and 36 are formed at the interface between the guard rings 31, 33, 35 and the epi layer 11, respectively. The total planar junction is determined by the sum of the planar junctions 32, 34 and 36. On the other hand, since the heat treatment process is performed in an oxidizing atmosphere, an oxide film is laminated on the oxide film 21 and the oxide film 22 to form the oxide film 25 as a whole.

도 8을 참조하면, 가드링들(31),(33),(35)의 형성이 완료되고 나면, 사진식각공정을 이용하여 쇼트키정션부(48)를 형성할 부분, 즉 가드링(31)과 그 내측의 부분 상에 위치한 산화막(25)을 그 아래의 가드링들(31),(33),(35) 및 에피층(11)이 노출될 때까지 식각함으로써 쇼트키정션부(48)를 정의하기 위한 산화막(25)의 개구부를 형성한다.Referring to FIG. 8, once formation of the guard rings 31, 33, and 35 is completed, a portion of the schottky junction 48 is formed using a photolithography process, that is, the guard ring 31. ) And the oxide film 25 located on the inner portion thereof are etched until the guard rings 31, 33, 35 and the epi layer 11 below them are exposed. An opening of the oxide film 25 is defined to define.

이어서 개구부 내의 노출된 가드링들(31),(33),(35) 및 에피층(11) 및 산화막(25) 상에 몰리브덴(Mo) 재질의 베리어금속층(40)을 적층하고 그 위에 알루미늄 재질의 배선용 금속층(50)을 적층한다. 따라서 가드링들(31),(33),(35) 및 에피층(11)의 표면과 베리어금속층(40) 사이의 계면에 쇼트키정션부(48)가 형성되고 각각의 쇼트키정션부(48)의 폭이 W2로 결정된다.Subsequently, a barrier metal layer 40 made of molybdenum (Mo) is laminated on the exposed guard rings 31, 33, 35, and the epi layer 11 and the oxide layer 25 in the opening, and the aluminum material is formed thereon. The wiring metal layer 50 is laminated. Accordingly, a schottky junction 48 is formed at the interface between the guard rings 31, 33, 35 and the epi layer 11 and the barrier metal layer 40, and each schottky junction section ( The width of 48) is determined as W2.

따라서, 쇼트키베리어다이오드의 역방향전류(IR) 특성이 플라나 정션부(32)와 쇼트키정션부(48)에 의해 결정된다. 즉, 가드링들(31),(33),(35)의 폭(W1)이 40μm이면, 쇼트키정션부(48)의 폭(W2)이 360μm인 것이 바람직한데 이는 폭(W1)과 간격(W2)의 비가 1:9일 때 역방향전류(IR) 특성과 순방향전압(VF)이 모두 양호하지만, 폭(W1)과 간격(W2)의 비가 1:10일 때 역방향전류(IR) 특성이 불량해지고 폭(W1)과 간격(W2)의 비가 2:9일 때 순방향전압(VF) 특성이 불량해지기 때문이다.Accordingly, the reverse current I R characteristics of the schottky barrier diode are determined by the planar junction 32 and the schottky junction 48. That is, if the width W1 of the guard rings 31, 33, 35 is 40 μm, the width W2 of the schottky junction 48 is preferably 360 μm, which is spaced from the width W1. (W2) ratio of 1: 9 days when a reverse current (I R) characteristic and the forward voltage (V F) are all good, but the reverse current when the ratio of 1:10 in the width (W1) and distance (W2) (I R This is because the forward voltage (V F ) characteristic becomes poor when the characteristic is poor and the ratio of the width W1 and the interval W2 is 2: 9.

마지막으로 사진식각공정을 이용하여 금속층(50)과 베리어금속층(40)의 원하는 부분만을 남기고 나머지 불필요한 부분을 제거한 패턴으로 형성하여 도 5에 도시된 바와 같은 쇼트키베리어다이오드를 완성한다.Finally, by using the photolithography process, the Schottky barrier diode as shown in FIG. 5 is completed by forming a pattern in which only the desired portions of the metal layer 50 and the barrier metal layer 40 are removed and the remaining unnecessary portions are removed.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 실리콘기판 상의 에피층에 최외측 가드링을 형성하고 최외측 가드링의 내측에 적어도 하나 이상의 내측 가드링들을 이격하여 형성하고, 최외측 가드링과 그 내측의 모든 부분 상에 베리어금속층을 적층하고 그 위에 배선용 금속층을 형성한다. 따라서, 본 발명은 소자의 크기를 일으키지 않으면서도 다수개의 가드링들을 형성할 수 있으므로 가드링들과 에피층의 계면에 형성된 전체 플래나정션이 확대된다. 더욱이, 가드링들의 폭(W1)과 가드링들 사이의 에피층과 베리어금속층의 계면에 형성된 쇼트키정션의 간격(W2)이 1:9의 비율로 결정될 때 역방향전류(IR) 특성과 순방향전압(VF) 특성이 모두 양호해진다.As described above, according to the present invention, the outermost guard ring is formed on the epitaxial layer on the silicon substrate, and at least one inner guard ring is formed on the inner side of the outermost guard ring, and the outermost guard ring and the innermost guard ring are formed. The barrier metal layer is laminated on all parts and the wiring metal layer is formed thereon. Therefore, the present invention can form a plurality of guard rings without causing the size of the device, so that the entire planar junction formed at the interface between the guard rings and the epi layer is enlarged. Furthermore, when the width W1 of the guard rings and the spacing W2 of the schottky junction formed at the interface between the epi layer and the barrier metal layer between the guard rings are determined at a ratio of 1: 9, the reverse current I R characteristic and the forward direction are determined. Both the voltage V F characteristics become good.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims (6)

(정정) 고농도의 제 1 도전형 단결정 실리콘기판;(Corrected) high concentration first conductivity type single crystal silicon substrate; 상기 실리콘기판 상에 형성된 저농도의 제 1 도전형 에피층;A first conductive epitaxial layer having a low concentration formed on the silicon substrate; 상기 에피층에 정해진 간격을 두고 이격하며 형성된 다수의 가드링들;A plurality of guard rings spaced apart from each other at predetermined intervals on the epi layer; 상기 다수의 가드링들과 그 내측의 에피층을 함께 노출하는 개구부를 가지며최외측 가드링과 외측의 에피층 상에 형성된 산화막;An oxide film formed on the outermost guard ring and the outer epitaxial layer and having an opening exposing the plurality of guard rings and the inner epitaxial layer together; 상기 다수의 가드링들과 이들 사이의 에피층에 상에 형성된 베리어금속층; 그리고A barrier metal layer formed on the plurality of guard rings and an epi layer therebetween; And 상기 다수의 가드링들과 상기 에피층 간의 계면에 형성된 다수의 플라나정션부;A plurality of planar junction portions formed at an interface between the plurality of guard rings and the epi layer; 상기 베리어금속층 상에 형성된 배선용 금속층을 포함하는 쇼트키베리어다이오드.A schottky barrier diode comprising a wiring metal layer formed on the barrier metal layer. (정정) 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 가드링들 각각의 폭(W1)과 상기 가드링들 사이의 간격(W2)이 1:9의 비율로 이루어져서 역방향전류(IR) 특성과 순방향전압(VF) 특성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 쇼트키베리어다이오드.(Correction) The method of claim 1, wherein the width W1 of each of the plurality of guard rings and the distance W2 between the guard rings are in a ratio of 1: 9 so that the reverse current I R characteristic and the forward voltage are adjusted. (V F ) Schottky barrier diode characterized by improving the characteristics. (정정) 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 가드링들의 폭(W1)이 40μm이고, 간격(W2)이 360μm인 것을 특징으로 하는 쇼트키베리어다이오드.(Correction) The Schottky barrier diode according to claim 2, wherein the width W1 of the plurality of guard rings is 40 m and the gap W2 is 360 m. (정정) 고농도의 제 1 도전형 단결정 실리콘기판 상에 저농도의 제 1 도전형 에피층을 형성하는 단계;(Correction) forming a first concentration epitaxial layer having a low concentration on the first conductivity type single crystal silicon substrate at a high concentration; 상기 에피층에 정해진 간격을 두고 이격한, 플래나정션부를 갖는 다수의 가드링들을 형성하는 단계;Forming a plurality of guard rings having a planar junction portion spaced apart from each other at a predetermined interval on the epi layer; 상기 다수의 가드링들과 상기 다수의 가드링들 사이의 에피층 상에 쇼트키졍션의 형성을 위한 베리어금속층을 적층하는 단계; 그리고Stacking a barrier metal layer for forming a schottky cushion on an epitaxial layer between the plurality of guard rings and the plurality of guard rings; And 상기 배리어금속층 상에 배선용 금속층을 적층하는 단계를 포함하는 쇼트키베리어다이오드의 제조방법.And stacking a wiring metal layer on the barrier metal layer. (정정) 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 가드링들 각각의 폭(W1)과 상기 가드링들 사이의 간격(W2)을 1:9의 비율로 형성하는 것을 특징으로 하는 쇼트키베리어다이오드의 제조방법.5. The Schottky barrier diode of claim 4, wherein the width W1 of each of the plurality of guard rings and the spacing W2 between the guard rings are formed in a ratio of 1: 9. Manufacturing method. (정정) 제 5 항에 있어서, 상기 다수의 가드링들의 폭(W1)이 40μm이고, 간격(W2)이 360μm인 것을 특징으로 하는 쇼트키베리어다이오드의 제조방법.(Correction) The method according to claim 5, wherein the width W1 of the plurality of guard rings is 40 µm and the interval W2 is 360 µm.
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