JP3623687B2

JP3623687B2 - Schottky barrier diode and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3623687B2
Application number: JP10215299A
Authority: JP
Inventors: 賢次石原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP2000294805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、順方向電圧特性を低下させることなく、逆方向電流特性を改善したショットキバリアダイオード（以下、「ＳＢＤ」という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の高性能化に伴い、高速スイッチング素子、整流用素子等としＳＢＤが用いられている。ＳＢＤは、順方向電圧を低くすることができ、逆回復時間が短いという利点がある反面、逆方向リーク電流が高く、低耐圧であるとういう欠点があった。
【０００３】
このような欠点を克服するために、現在までに種々のＳＢＤが提案されている。図６（ａ）に示しているのは、特開平１０−１１７０００号公報に提案されているＳＢＤの断面図である。Ｎ^＋型の半導体基板３０上に、低濃度のＮ⁻型のエピタキシャル層３１が形成され、エピタキシャル層３１の表面には、Ｐ^＋型のガードリング層３２が環状に形成されている。エピタキシャル層３１、ガードリング層３２、及び絶縁層３３上には、金属層３４が形成されている。さらに、半導体基板３０とエピタキシャル層３１との境界部分の上下部分には、エピタキシャル層３１より不純物濃度が高いＮ^＋型の埋め込み層３５が形成されている。
【０００４】
このように、高濃度層である埋め込み層３５を形成することにより、エピタキシャル層３１全体を薄くすることなく、順方向電圧を下げることができる。すなわち、耐圧が問題となるガードリング層３２下部のエピタキシャル層３１の厚さは一定厚確保した状態で、埋め込み層３５の形成されている動作層部分におけるエピタキシャル層３１の厚さを薄くできるので、耐圧の低下を防止しつつ、順方向電圧を下げることができる。
【０００５】
図６（ｂ）に示しているのは、特公昭５９−３５１８３号公報に提案されているＳＢＤの断面図である。Ｎ^＋型の半導体基板４０上に、低濃度のＮ⁻型のエピタキシャル層４１が形成され、エピタキシャル層４１の表面には、それぞれ分離したＰ^＋型の半導体層４２が複数形成されている。エピタキシャル層４１、Ｐ^＋型の半導体層４２、及び絶縁層４３上には、金属層４４が形成されている。
【０００６】
本図に示したような構成によれば、順方向電流はエピタキシャル層４１と金属層４４とのショットキ接合を通って流れることになる。逆電圧印加時には、Ｐ^＋型の半導体層４２とＮ⁻型のエピタキシャル層４１とのＰＮ接合により、破線４５内にエピタキシャル層４１に空乏層が生じ、この空乏層により逆電流の流れが抑制されるので、逆方向降伏電圧を向上させることができる。すなわち、逆方向リーク電流を低くし、耐圧を向上させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような従来のＳＢＤには、以下のような問題があった。図６（ａ）に示したような、高濃度の埋め込み層３５を形成したＳＢＤでは、ガードリング層３２下部のエピタキシャル層３１の厚さは一定厚が確保でき高耐圧とすることができるものの、ショットキ接合部からエピタキシャル層に流れる逆方向リーク電流を抑えることができなかった。
【０００８】
図６（ｂ）に示したような、それぞれ分離したＰ^＋型の半導体層４２を複数形成したいわゆるハニカム型のＳＢＤでは、Ｐ^＋型の半導体層の空乏層が連結し、逆方向リーク電流は低くなるものの、金属層４４とＰ^＋型の半導体層４２との接合により、ショットキ接合面積が半減してしまう。このため、図６（ａ）に示したような金属層のほぼ全面にショットキ接合を有するＳＢＤと比べると、順方向電流は高くなっていた。
【０００９】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、金属層と低抵抗エピタキシャル層とでショットキ接合を形成することにより、順方向電圧特性を低下させることなく、逆方向電流特性を向上させたＳＢＤ、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１番目のショットキバリアダイオードは、半導体基板上に、エピタキシャル層とその上の金属層とを備えたショットキバリアダイオードであって、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層が形成され、前記エピタキシャル層と前記金属層との間に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層が形成され、前記逆の導電型の半導体層が複数に分離して形成され、これらの上面が前記金属層下面と接していることを特徴とする。
本発明の第２番目のショットキバリアダイオードは、半導体基板上に、エピタキシャル層とその上の金属層とを備えたショットキバリアダイオードであって、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層が形成され、前記エピタキシャル層と前記金属層との間に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層が形成され、前記逆の導電型の半導体層上面が前記低抵抗エピタキシャル層下面と接し、前記逆の導電型の半導体層の形成領域内において、前記エピタキシャル層の表面は複数に分離していることを特徴とする。
【００１１】
前記のようなショットキバリアダイオードによれば、順方向電圧が印加された場合は、ショットキ接合が金属層と低抵抗エピタキシャル層とで形成され、ショットキ接合面のバリアハイトを下げているので、順方向電圧を低くできる。逆方向電圧が印加された場合は、エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層とエピタキシャル層との接合部に連結して空乏層が発生するので、逆方向リーク電流を下げることができ、高耐圧とすることができる。
【００１２】
また、前記第１番目のショットキバリアダイオードによれば、分離して形成された逆の導電型の半導体層が電気的に接続されるので、空乏層を連結することができる。
【００１３】
また、前記第２番目のショットキバリアダイオードによれば、低抵抗エピタキシャル層の全面をショットキ接合とすることができるので、順方向電圧をより低くできる。さらに、逆の導電型の半導体層は連続して形成されているため、金属層下面に接することなく、空乏層を連結することができる。
【００１４】
また、前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲み、前記エピタキシャル層と逆の導電型で環状のガードリング層が前記エピタキシャル層表面側に形成され、前記ガードリング層の一部に前記金属層が接し、前記低抵抗エピタキシャル層は前記ガードリング層の外周縁の内側に形成されていることが好ましい。
【００１５】
前記のようなショットキバリアダイオードによれば、ショットキ接合の中央部に比べて耐圧が低下する傾向にあるショットキ接合の周辺部の耐圧を向上させることができる。さらに、低抵抗エピタキシャル層はガードリング層の外周縁の内側に形成されているので、すなわちガードリング層の内側に低抵抗エピタキシャル層がすべて含まれているので、空乏層の広がりが抑えられることによる耐圧の低下を防止することができる。
また、前記エピタキシャル層に、前記エピタキシャル層と同一導電型の高濃度埋め込み層が形成されていることが好ましい。
【００１６】
次に、本発明の第１番目のショットキバリアダイオードの製造方法は、半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層上に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を前記低抵抗エピタキシャル層表面から前記エピタキシャル層内部にかけて複数形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成することを特徴とする。
【００１７】
前記のようなショットキバリアダイオードの製造方法によれば、順方向電圧が印加された場合は、ショットキ接合が金属層と低抵抗エピタキシャル層とで形成され、ショットキ接合面のバリアハイトを下げているので、順方向電圧を低くできる。逆方向電圧が印加された場合は、エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層とエピタキシャル層との接合部に連結して空乏層が発生するので、逆方向リーク電流を下げることができ、高耐圧とすることができる。
【００１８】
また、本発明の第２番目のショットキバリアダイオードの製造方法は、半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を形成し、前記エピタキシャル層及び前記逆の導電型の半導体層の表面に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成することを特徴とする。
【００１９】
前記のようなショットキバリアダイオードの製造方法によれば、ショットキ接合面のバリアハイトを下げて順方向電圧を低くでき、空乏層発生により逆方向リーク電流を低くし高耐圧にできることに加えて、低抵抗エピタキシャル層の全面をショットキ接合とすることができるので、順方向電圧をより低くできる。
【００２０】
本発明の第３番目のショットキバリアダイオードの製造方法は、半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層上に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を前記低抵抗エピタキシャル層表面から前記エピタキシャル層内部にかけて複数形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成し、前記エピタキシャル層の形成後、前記エピタキシャル層と逆の導電型で、前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲む環状のガードリング層を前記エピタキシャル層表面側に形成し、前記金属層を前記ガードリング層の一部に接するように形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を前記ガードリング層の外周縁の内側に形成することを特徴とする。
本発明の第４番目のショットキバリアダイオードの製造方法は、半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を形成し、前記エピタキシャル層及び前記逆の導電型の半導体層の表面に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成し、前記エピタキシャル層の形成後、前記エピタキシャル層と逆の導電型で、前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲む環状のガードリング層を前記エピタキシャル層表面側に形成し、前記金属層を前記ガードリング層の一部に接するように形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を前記ガードリング層の外周縁の内側に形成することを特徴とする。
【００２１】
前記のようなショットキバリアダイオードの製造方法によれば、ショットキ接合の中央部に比べて耐圧が低下する傾向にあるショットキ接合の周辺部の耐圧を向上させることができる。さらに、低抵抗エピタキシャル層はガードリング層の外周縁の内側に形成されているので、すなわちガードリング層の内側に低抵抗エピタキシャル層がすべて含まれているので、空乏層の広がりが抑えられることによる耐圧の低下を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１（ａ）に、本発明の実施形態１に係るＳＢＤの構成を示す断面図を示している。図１（ａ）に示したＳＢＤは、高濃度のＮ^＋型シリコン基板１上に、低濃度のＮ⁻型のエピタキシャル層２が形成されている。エピタキシャル層２の表面には、Ｐ^＋型のガードリング層３が環状に形成され、開口部４を有する酸化膜５が形成されている。開口部４内のエピタキシャル層２上には低抵抗エピタキシャル層６が形成されている。さらに、エピタキシャル層２と低抵抗エピタキシャル層６との境界の上下部分には、それぞれ分離した複数のＰ^＋型層７が形成されている。各Ｐ^＋型層７の上面は、次に説明する金属層８の下面に接している。
【００２４】
低抵抗エピタキシャル層６及びＰ^＋型層７の表面上には、開口部４を覆うように、ショットキメタルである金属層８が形成されている。ショットキメタルには、例えばＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、及びＣｒから選ばれる金属材料が用いられる。また、ガードリング層３の一部に金属層８は接している。各エピタキシャル層の比抵抗については、エピタキシャル層２が例えば１〜２Ωｃｍ程度に対して、低抵抗エピタキシャル層６は例えば０．５Ωｃｍ程度である。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したＳＢＤのＰ^＋型層７の配列を示す平面図であり、Ｐ^＋型層７の形成領域の一部を示している。各Ｐ^＋型領域７は６角形状であり、各Ｐ^＋型領域７の中心点Ｑは、点Ｐを中心とした円周上に均等に配置されている。以下、本実施形態のＳＢＤの動作について説明する。
【００２６】
順方向電圧が印加された場合は、順方向電流が金属層８からＮ^＋型シリコン基板１側へと流れる。本実施形態では、ショットキ接合を金属層８と低抵抗エピタキシャル層６とで形成することにより、ショットキ接合面のバリアハイトを下げているので、順方向電圧Ｖ_Ｆを低くすることができる。
【００２７】
逆方向電圧が印加された場合は、ガードリング層３及びＰ^＋型層７とエピタキシャル層２とのＰＮ接合部に空乏層が発生することになるが、Ｐ^＋型領域７は図１（ｂ）に示したような配列であるため、空乏層同士がつながり（図１（ｂ）の２点鎖線１０、図１（ａ）の破線９）、逆方向リーク電流Ｉ_Ｆを下げることができ、高耐圧とすることができる。
【００２８】
また、図１（ａ）に示したように、低抵抗エピタキシャル層６はガードリング層３の外周縁の内側に形成されている。これは、低抵抗エピタキシャル層６がガードリング層３の外側部分にまで延出して形成されていると、ガードリング層３とこの外側の低抵抗エピタキシャル層６とによる空乏層の広がりが弱まることになり、この部分における耐圧が低下するからである。なお、低抵抗エピタキシャル層６はガードリング層３の外周縁の内側に形成されていればよく、低抵抗エピタキシャル層６とガードリング層３との接触部分があってもよい。
【００２９】
また、図６（ａ）に示した従来例のように埋め込み層３５を形成することなく、順方向電圧Ｖ_Ｆを低くすることができるので、エピタキシャル層２の厚さが薄くなることがなく、この点でも高耐圧に有利となる。
【００３０】
一般には、複数のＰ^＋型層が分離して配列されたハニカム構造のＳＢＤでは、ショットキ接合の接合面積が半減するため、順方向電圧Ｖ_Ｆの低下には一定の限度があり、順方向電流Ｉ_Ｆ低下も一定限度に止まる。
【００３１】
本実施形態では、Ｐ^＋型層７の配列をハニカム構造としているが、順方向電圧Ｖ_Ｆの低下が一定限度に止まる問題については、前記のように金属層８と低抵抗エピタキシャル層６とのショットキ接合により解決されている。すなわち、本実施形態は、ハニカム構造のＳＢＤの逆方向リーク電流Ｉ_Ｒを低くできるという利点を有したまま、ハニカム構造のＳＢＤでは順方向電圧Ｖ_Ｆの低下が一定限度に止まるという問題を解決したものである。
【００３２】
以下、図２を用いて本実施形態に係るＳＢＤの製造方法について説明する。図２（ａ）に示したように、比抵抗３〜５ｍΩｃｍ程度（不純物濃度が２〜３×１０^１９ｃｍ^−３程度）で、厚さ４００μｍ程度のＮ^＋型の半導体基板１上に、比抵抗１〜２Ωｃｍ程度（不純物濃度が２〜５×１０^１５ｃｍ^−３程度）で、厚さ４〜５μｍ程度のＮ⁻型のエピタキシャル層２を形成する。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示したように、エピタキシャル層２上に熱酸化法等により、ＳｉＯ_２等の酸化膜のマスク１１を形成し、マスク１１の開口部にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物を用いて、例えば熱拡散法またはイオン注入法によりＰ^＋型のガードリング層３を形成する。
【００３４】
次に、図２（ｃ）に示したように、エピタキシャル層２上に、比抵抗０．５Ωｃｍ程度（不純物濃度が１×１０^１６ｃｍ^−３程度）で、厚さ０．３〜０．７μｍ程度の低抵抗エピタキシャル層６をマスク１２の開口部に形成する。本図に示したように、低抵抗エピタキシャル層６はガードリング層３の外周縁の内側に形成することが好ましい。
【００３５】
その後、図２（ｄ）に示したように、低抵抗エピタキシャル層６上に熱酸化法等により形成したＳｉＯ_２等の酸化膜のマスク１３の開口部に複数のＰ^＋型層７を形成する。この複数のＰ^＋型層７は、ボロン（Ｂ）等のＰ型不純物を用いて例えば熱拡散法またはイオン注入法により形成する。
【００３６】
さらに、図２（ｅ）に示したように、ショットキメタルであるＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、又はＣｒ等の金属層８を形成する。金属層８は、ガードリング層３の一部に接触させて形成する。
【００３７】
なお、低抵抗エピタキシャル層は、エピタキシャル層上の全面に形成した後、エッチングにより周辺部を取り除いて形成してもよい。
【００３８】
また、低抵抗エピタキシャル層は、図１（ａ）に示したように端部をテーパー状に形成しておくことが好ましい。このことにより、その上に金属層を形成した際に、低抵抗エピタキシャル層の端部の欠け、破損等を防止することができ、さらに金属層との密着性を高めることができる。
【００３９】
（実施の形態２）
図３（ａ）に、本発明の実施形態２に係るＳＢＤの構成を示す断面図を示している。図３（ａ）に示したＳＢＤは、高濃度のＮ^＋型シリコン基板２０上に、低濃度のＮ⁻型のエピタキシャル層２１が形成されている。エピタキシャル層２１上には、開口部２３を有する酸化膜２４が形成されている。
【００４０】
開口部２３内のエピタキシャル層２１の表面から内部にかけて、Ｐ^＋型のガードリング層２２が環状に形成され、このガードリング層２２の内周側にはＰ^＋型領域２６が形成されている。このＰ^＋型領域２６の上面は、次に説明する低抵抗エピタキシャル層２５の下面に接している。
【００４１】
開口部２３内のエピタキシャル層２１上には、低抵抗エピタキシャル層２５が形成されている。低抵抗エピタキシャル層２５上から酸化膜２４上にかけて、酸化膜２４の開口部２３を覆うように、ショットキメタルである金属層２７が形成されている。また、ガードリング層２２の一部に金属層２７が接している。
【００４２】
ショットキメタルの材料、各エピタキシャルの比抵抗については、実施形態１と同様であり、例えばエピタキシャル層２１が１〜２Ωｃｍ程度に対して、低抵抗エピタキシャル層２５は０．５Ωｃｍ程度である。
【００４３】
実施形態２のＳＢＤが、実施形態１のＳＢＤと異なる点は、Ｐ^＋型領域２６の上面が低抵抗エピタキシャル層２５の下面に接しており、低抵抗エピタキシャル層２５内部にはＰ^＋型層が形成されていない点、及びＰ^＋型層２６の形成領域において、エピタキシャル層２１の表面が複数に分離している点である。
【００４４】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したＳＢＤの平面図である。各ショットキ領域（エピタキシャル層２１の表面）は６角形状であり、この６角形状の配列は実施形態１のＳＢＤと同様である。各６角形状部分の外側の領域がＰ^＋型層２６である。すなわち本実施形態では、実施形態１のように複数のＰ^＋型領域が別個独立に分離して形成されたものではなく、Ｐ^＋型層２６は一体につながって形成されている。以下、本実施形態のＳＢＤの動作について説明する。
【００４５】
順方向電圧が印加された場合は、順方向電流が金属層２７からＮ^＋型シリコン基板２０側へと流れる。本実施形態では、ショットキ接合が金属層２７と低抵抗エピタキシャル層２５とで形成され、しかも低抵抗エピタキシャル層２５内にはＰ^＋型層が形成されていないので、低抵抗エピタキシャル層２５の全面に亘りショットキ接合面が形成されている。このため、実施形態１に比べショットキ接合面積を広くすることができ、順方向電圧Ｖ_Ｆをさらに低くすることができる。
【００４６】
逆方向電圧が印加された場合は、ガードリング層２２及びＰ^＋型層２６からＮ⁻型のエピタキシャル層２１へと空乏層が広がることになるが、図３（ｂ）に示したように６角形状の内部がショットキ領域（エピタキシャル層２１の表面）であるので、空乏層は矢印２９で示したように、６角形状の内部に広がることになる。
【００４７】
すなわち、６角形状の内部は空乏層で遮断され、ＰＮ接合部全体としてみると、空乏層は図３（ａ）の破線２８で示したように広がるので、逆方向リーク電流Ｉ_Ｒを下げることができ、高耐圧とすることができる。すなわち、本実施形態では高耐圧としつつ、ショットキ接合面積を実施形態１に比べて広くしたことにより、順方向電圧Ｖ_Ｆをさらに低くしたものである。
【００４８】
なお、図３（ａ）に示したように、低抵抗エピタキシャル層２５はガードリング層２２の外周縁の内側に形成されている。これは、実施形態１の場合と同様に、ガードリング層３の外側部分における耐圧低下を防止するためである。
【００４９】
また、図４には別の実施形態を示しており、高濃度のＮ^＋型の埋め込み層２０ａを一定の耐圧を確保できる程度に形成することにより、エピタキシャル層内のシリーズ抵抗を下げ大電流時における順方向電圧Ｖ_Ｆをさらに低くすることができる。
【００５０】
以下、図５を用いて本実施形態に係るＳＢＤの製造方法について説明する。図５（ａ）に示したように、比抵抗３〜５ｍΩｃｍ程度（不純物濃度が２〜３×１０^１９ｃｍ^−３程度）で、厚さ４００μｍ程度のＮ^＋型の半導体基板２０上に、比抵抗１〜２Ωｃｍ程度（不純物濃度が２〜５×１０^１５ｃｍ^−３程度）で、厚さ４〜５μｍ程度のＮ⁻型のエピタキシャル層２１を形成する。
【００５１】
次に、図５（ｂ）に示したように、エピタキシャル層２１上に熱酸化法等により、ＳｉＯ_２等の酸化膜のマスク２９を形成し、マスク２９の開口部にボロン（Ｂ）等のＰ^＋型不純物を用いてガードリング層２１及びＰ^＋型層２６を熱拡散法またはイオン注入法により形成する。
【００５２】
次に、図５（ｃ）に示したように、エピタキシャル層２１上に、比抵抗０．５Ωｃｍ程度（不純物濃度が１×１０^１６ｃｍ^−３程度）で、厚さ０．３〜０．７μｍ程度の低抵抗エピタキシャル層２５を形成する。本図に示したように、低抵抗エピタキシャル層２５はガードリング層２２の外周縁の内側に形成することが好ましい。
【００５３】
その後、図５（ｄ）に示したように低抵抗エピタキシャル層２５上を覆うように、ショットキーメタルである金属層２７を形成する。金属層２７は、ガードリング層２２の一部に接触させて形成する。
【００５４】
なお、低抵抗エピタキシャル層は、エピタキシャル層上の全面に形成した後、エッチングにより周辺部を取り除いて形成してもよい。
【００５５】
また、低抵抗エピタキシャル層２５は、実施形態１と同様の理由により、図３（ａ）に示したように端部をテーパー状に形成しておくことが好ましい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、順方向電圧が印加された場合は、ショットキ接合が金属層と低抵抗エピタキシャル層とで形成され、ショットキ接合面のバリアハイトを下げているので、順方向電圧を低くできる。逆方向電圧が印加された場合は、エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層とエピタキシャル層との接合部に連結して空乏層が発生するので、逆方向リーク電流を下げることができ、高耐圧とすることができる。すなわち、低抵抗エピタキシャル層を形成することにより、順方向電圧特性を低下させることなく、逆方向電流特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施形態１に係るＳＢＤの断面図
（ｂ）図１（ａ）のＰ^＋型層７の配列を示す平面図
【図２】本発明の実施形態１に係るＳＢＤの製造方法を示す工程図
【図３】（ａ）本発明の実施形態２に係るＳＢＤの断面図
（ｂ）図３（ａ）のショットキ領域の配列を示す平面図
【図４】本発明の一実施形態に係る埋め込み層を形成したＳＢＤの断面図
【図５】本発明の実施形態２に係るＳＢＤの製造方法を示す工程図
【図６】従来のＳＢＤの一例を示す断面図
【符号の説明】
１，２０シリコン基板
２，２１エピタキシャル層
３，２２ガードリング層
７，２６Ｐ^＋型層
５，２４酸化膜
６，２５低抵抗エピタキシャル層
８，２７金属層
２０ａ埋め込み層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a Schottky barrier diode (hereinafter referred to as “SBD”) having improved reverse current characteristics without deteriorating forward voltage characteristics.
[0002]
[Prior art]
In recent years, SBD has been used as a high-speed switching element, a rectifying element, and the like with the enhancement of performance of electronic devices. SBD has the advantage that the forward voltage can be lowered and the reverse recovery time is short, but it has the disadvantage of high reverse leakage current and low breakdown voltage.
[0003]
In order to overcome such drawbacks, various SBDs have been proposed so far. FIG. 6A shows a cross-sectional view of the SBD proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-117000. A low-concentration N ⁻ type epitaxial layer 31 is formed on an N ⁺ type semiconductor substrate 30, and a P ⁺ type guard ring layer 32 is formed in an annular shape on the surface of the epitaxial layer 31. A metal layer 34 is formed on the epitaxial layer 31, the guard ring layer 32, and the insulating layer 33. Further, N ⁺ type buried layers 35 having an impurity concentration higher than that of the epitaxial layer 31 are formed above and below the boundary portion between the semiconductor substrate 30 and the epitaxial layer 31.
[0004]
Thus, by forming the buried layer 35 which is a high concentration layer, the forward voltage can be lowered without making the entire epitaxial layer 31 thin. That is, since the thickness of the epitaxial layer 31 below the guard ring layer 32 in which the breakdown voltage is a problem is secured, the thickness of the epitaxial layer 31 in the operation layer portion where the buried layer 35 is formed can be reduced. The forward voltage can be lowered while preventing the breakdown voltage from decreasing.
[0005]
FIG. 6B shows a cross-sectional view of the SBD proposed in Japanese Patent Publication No. 59-35183. A low concentration N ⁻ type epitaxial layer 41 is formed on the N ⁺ type semiconductor substrate 40, and a plurality of separated P ⁺ type semiconductor layers 42 are formed on the surface of the epitaxial layer 41. A metal layer 44 is formed on the epitaxial layer 41, the P ⁺ type semiconductor layer 42, and the insulating layer 43.
[0006]
According to the configuration shown in this figure, the forward current flows through the Schottky junction between the epitaxial layer 41 and the metal layer 44. When a reverse voltage is applied, a PN junction between the P ⁺ -type semiconductor layer 42 and the N ⁻ -type epitaxial layer 41 causes a depletion layer in the epitaxial layer 41 within the broken line 45, and the reverse current flow is suppressed by this depletion layer. Therefore, the reverse breakdown voltage can be improved. That is, the reverse leakage current can be reduced and the breakdown voltage can be improved.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional SBD as described above has the following problems. In the SBD in which the high-concentration buried layer 35 is formed as shown in FIG. 6A, although the thickness of the epitaxial layer 31 below the guard ring layer 32 can ensure a constant thickness and can have a high breakdown voltage, The reverse leakage current flowing from the Schottky junction to the epitaxial layer could not be suppressed.
[0008]
In the so-called honeycomb type SBD in which a plurality of separated P ⁺ type semiconductor layers 42 are formed as shown in FIG. 6B, the depletion layers of the P ⁺ type semiconductor layers are connected, and the reverse leakage current is Although it becomes lower, the junction between the metal layer 44 and the P ⁺ -type semiconductor layer 42 halves the Schottky junction area. For this reason, the forward current was higher than that of the SBD having a Schottky junction on almost the entire surface of the metal layer as shown in FIG.
[0009]
The present invention solves the conventional problems as described above, and by forming a Schottky junction between the metal layer and the low-resistance epitaxial layer, the reverse current characteristic is reduced without deteriorating the forward voltage characteristic. An object of the present invention is to provide an improved SBD and a manufacturing method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a first Schottky barrier diode of the present invention is a Schottky barrier diode comprising an epitaxial layer and a metal layer thereon on a semiconductor substrate, the surface side of the epitaxial layer being A semiconductor layer having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer is formed, and a low-resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed between the epitaxial layer and the metal layer. The layer is formed by being separated into a plurality of layers, and the upper surface thereof is in contact with the lower surface of the metal layer .
A second Schottky barrier diode of the present invention is a Schottky barrier diode comprising an epitaxial layer and a metal layer thereon on a semiconductor substrate, and has a conductivity opposite to that of the epitaxial layer on the surface side of the epitaxial layer. A low-resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed between the epitaxial layer and the metal layer, and the upper surface of the semiconductor layer of the opposite conductivity type is the low-resistance epitaxial layer. The surface of the epitaxial layer is in contact with the lower surface, and the surface of the epitaxial layer is separated into a plurality of regions in the region where the semiconductor layer of the opposite conductivity type is formed.
[0011]
According to the Schottky barrier diode as described above, when a forward voltage is applied, the Schottky junction is formed of a metal layer and a low-resistance epitaxial layer, and the barrier height of the Schottky junction surface is lowered. Can be lowered. When a reverse voltage is applied, a depletion layer is generated at the junction between the epitaxial layer and the conductive type semiconductor layer opposite to the epitaxial layer. It can be.
[0012]
Further, according to the 1st tio Tsu Toki barrier diode, the semiconductor layer of the opposite conductivity type which is formed separately are electrically connected, it can be coupled to the depletion layer.
[0013]
In addition, according to the second th tio Tsu Toki barrier diode, since the entire surface of the low-resistance epitaxial layer can be a Schottky junction can lower the forward voltage. Furthermore, since the opposite conductivity type semiconductor layers are formed continuously, the depletion layers can be connected without contacting the lower surface of the metal layer.
[0014]
Further, an annular guard ring layer having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer is formed on the surface side of the epitaxial layer so as to surround a region where the opposite conductivity type semiconductor layer is formed, and the metal is formed on a part of the guard ring layer. It is preferable that the low resistance epitaxial layer is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer.
[0015]
According to the Schottky barrier diode as described above, it is possible to improve the breakdown voltage of the peripheral part of the Schottky junction, which tends to be lower than the central part of the Schottky junction. Furthermore, since the low resistance epitaxial layer is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer, that is, since the low resistance epitaxial layer is entirely contained inside the guard ring layer, the spread of the depletion layer is suppressed. A reduction in breakdown voltage can be prevented.
Further, it is preferable that a high concentration buried layer having the same conductivity type as the epitaxial layer is formed in the epitaxial layer.
[0016]
Next, in the first method for manufacturing a Schottky barrier diode of the present invention, after forming an epitaxial layer on a semiconductor substrate, a low resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed on the epitaxial layer, A plurality of semiconductor layers having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer are formed from the surface of the low resistance epitaxial layer to the inside of the epitaxial layer, and a metal layer is formed so as to cover the low resistance epitaxial layer.
[0017]
According to the Schottky barrier diode manufacturing method as described above, when a forward voltage is applied, the Schottky junction is formed of a metal layer and a low-resistance epitaxial layer, and the barrier height of the Schottky junction surface is lowered. The forward voltage can be lowered. When a reverse voltage is applied, a depletion layer is generated at the junction between the epitaxial layer and the conductive type semiconductor layer opposite to the epitaxial layer. It can be.
[0018]
Further, in the second method for manufacturing a Schottky barrier diode of the present invention, after forming an epitaxial layer on a semiconductor substrate, a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on the surface side of the epitaxial layer, A low resistance epitaxial layer having a specific resistance smaller than that of the epitaxial layer is formed on the surface of the epitaxial layer and the semiconductor layer of the opposite conductivity type, and a metal layer is formed so as to cover the low resistance epitaxial layer. .
[0019]
According to the manufacturing method of the Schottky barrier diode as described above, the forward voltage can be lowered by lowering the barrier height of the Schottky junction surface, the reverse leakage current can be lowered by the depletion layer generation, and the high breakdown voltage can be obtained. Since the entire surface of the epitaxial layer can be a Schottky junction, the forward voltage can be further reduced.
[0020]
According to a third method of manufacturing a Schottky barrier diode of the present invention, after forming an epitaxial layer on a semiconductor substrate, a low resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed on the epitaxial layer, and the epitaxial layer is formed. and an opposite conductivity type semiconductor layer forming a plurality of said low-resistance epitaxial layer surface toward the inside of the epitaxial layer, wherein a metal layer is formed to cover the low-resistance epitaxial layer, before SL after the formation of the epitaxial layer, the epitaxial An annular guard ring layer having a conductivity type opposite to that of the layer and surrounding the formation region of the semiconductor layer of the opposite conductivity type is formed on the surface side of the epitaxial layer, and the metal layer is in contact with a part of the guard ring layer formed in to form the low-resistance epitaxial layer on the inner side of the outer peripheral edge of the guard ring layer this The features.
According to a fourth method of manufacturing a Schottky barrier diode of the present invention, after an epitaxial layer is formed on a semiconductor substrate, a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on the surface side of the epitaxial layer, and the epitaxial layer is formed. After forming the epitaxial layer, a low resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed on the surface of the layer and the semiconductor layer of the opposite conductivity type, and a metal layer is formed so as to cover the low resistance epitaxial layer. An annular guard ring layer having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer and surrounding a region where the semiconductor layer of the opposite conductivity type is formed is formed on the epitaxial layer surface side, and the metal layer is part of the guard ring layer. The low resistance epitaxial layer is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer. To.
[0021]
According to the manufacturing method of the Schottky barrier diode as described above, it is possible to improve the breakdown voltage of the peripheral portion of the Schottky junction that tends to be lower than that of the central portion of the Schottky junction. Furthermore, since the low resistance epitaxial layer is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer, that is, since the low resistance epitaxial layer is entirely contained inside the guard ring layer, the spread of the depletion layer is suppressed. A reduction in breakdown voltage can be prevented.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a cross-sectional view showing the configuration of the SBD according to the first embodiment of the present invention. In the SBD shown in FIG. 1A, a low concentration N ⁻ type epitaxial layer 2 is formed on a high concentration N ⁺ type silicon substrate 1. On the surface of the epitaxial layer 2, a P ⁺ -type guard ring layer 3 is formed in an annular shape, and an oxide film 5 having an opening 4 is formed. A low resistance epitaxial layer 6 is formed on the epitaxial layer 2 in the opening 4. Further, a plurality of separated P ⁺ -type layers 7 are formed at the upper and lower portions of the boundary between the epitaxial layer 2 and the low-resistance epitaxial layer 6. The upper surface of each P ⁺ -type layer 7 is in contact with the lower surface of the metal layer 8 described below.
[0024]
On the surfaces of the low resistance epitaxial layer 6 and the P ⁺ type layer 7, a metal layer 8 made of Schottky metal is formed so as to cover the opening 4. For the Schottky metal, for example, a metal material selected from Ti, Mo, W, and Cr is used. The metal layer 8 is in contact with a part of the guard ring layer 3. Regarding the specific resistance of each epitaxial layer, the epitaxial layer 2 is about 1 to 2 Ωcm, for example, while the low resistance epitaxial layer 6 is about 0.5 Ωcm or so.
[0025]
FIG. 1B is a plan view showing the arrangement of the P ⁺ type layers 7 of the SBD shown in FIG. 1A, and shows a part of the formation region of the P ⁺ type layers 7. Each P ⁺ -type region 7 has a hexagonal shape, and the center point Q of each P ⁺ -type region 7 is evenly arranged on the circumference around the point P. Hereinafter, the operation of the SBD of this embodiment will be described.
[0026]
When a forward voltage is applied, a forward current flows from the metal layer 8 to the N ⁺ type silicon substrate 1 side. In the present embodiment, by forming at the Schottky junction between the metal layer 8 and the low-resistance epitaxial layer 6, since the lower the barrier height of the Schottky junction surface, it is possible to lower the forward voltage V _F.
[0027]
When a reverse voltage is applied, a depletion layer is generated at the PN junction between the guard ring layer 3 and the P ⁺ type layer 7 and the epitaxial layer 2, but the P ⁺ type region 7 is shown in FIG. ) in order to be arranged as shown, the broken line 9 in two-dot chain line 10 of the depletion layer between ties (FIG. 1 (b), the FIG. 1 (a)), can be lowered reverse leakage current I _F, High breakdown voltage can be achieved.
[0028]
Further, as shown in FIG. 1A, the low resistance epitaxial layer 6 is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer 3. This is because if the low resistance epitaxial layer 6 is formed to extend to the outer portion of the guard ring layer 3, the spread of the depletion layer by the guard ring layer 3 and the outer low resistance epitaxial layer 6 is weakened. This is because the breakdown voltage in this portion is reduced. The low resistance epitaxial layer 6 may be formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer 3, and there may be a contact portion between the low resistance epitaxial layer 6 and the guard ring layer 3.
[0029]
Further, without forming the buried layer 35 as in the conventional example shown in FIG. 6 (a), it is possible to reduce the forward voltage V _F, without the thickness of the epitaxial layer 2 becomes thinner, This is also advantageous for high breakdown voltage.
[0030]
In general, the SBD of the plurality of P ⁺ -type layer is separated and arranged honeycomb structure, the junction area of the Schottky junction is reduced by half, the decrease in the forward voltage V _F has certain limits, forward current The _IF drop is also limited to a certain limit.
[0031]
In the present embodiment, although the sequence of the P ⁺ -type layer 7 and the honeycomb structure, the reduction in the forward voltage V _F is a problem that stops a certain limit, the metal layer 8 as the low-resistance epitaxial layer 6 It is solved by Schottky junction. That is, the present embodiment, while retaining the advantage of the reverse leakage current I _R of the SBD of the honeycomb structure can be lowered, lowering of the SBD in the forward voltage V _F of the honeycomb structure was solved the problem of stopping a certain limit Is.
[0032]
Hereinafter, the manufacturing method of the SBD according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, a specific resistance of about 3 to 5 mΩcm (impurity concentration of about 2 to 3 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ ) and a thickness of about 400 μm is formed on the N ⁺ type semiconductor substrate 1. An N ⁻ type epitaxial layer 2 having a resistance of about 1 to 2 Ωcm (impurity concentration of about 2 to 5 × 10 ¹⁵ cm ⁻³ ) and a thickness of about 4 to 5 μm is formed.
[0033]
Next, as shown in FIG. 2B, an oxide film mask 11 such as SiO ₂ is formed on the epitaxial layer 2 by thermal oxidation or the like, and boron (B) or the like is formed in the opening of the mask 11. Using a P-type impurity, a P ⁺ -type guard ring layer 3 is formed by, for example, a thermal diffusion method or an ion implantation method.
[0034]
Next, as shown in FIG. 2C, the epitaxial layer 2 has a specific resistance of about 0.5 Ωcm (impurity concentration of about 1 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ ) and a thickness of 0.3 to 0.7 μm. An approximately low resistance epitaxial layer 6 is formed in the opening of the mask 12. As shown in this figure, the low resistance epitaxial layer 6 is preferably formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer 3.
[0035]
Thereafter, as shown in FIG. 2D, a plurality of P ⁺ -type layers 7 are formed in the openings of the mask 13 of an oxide film such as SiO ₂ formed on the low resistance epitaxial layer 6 by a thermal oxidation method or the like. . The plurality of P ⁺ -type layers 7 are formed by using, for example, a thermal diffusion method or an ion implantation method using a P-type impurity such as boron (B).
[0036]
Further, as shown in FIG. 2E, a metal layer 8 such as a Schottky metal such as Ti, Mo, W, or Cr is formed. The metal layer 8 is formed in contact with a part of the guard ring layer 3.
[0037]
Note that the low resistance epitaxial layer may be formed on the entire surface of the epitaxial layer and then removed by etching to remove the peripheral portion.
[0038]
In addition, as shown in FIG. 1A, the low resistance epitaxial layer is preferably formed with a tapered end portion. As a result, when a metal layer is formed thereon, chipping or breakage of the end portion of the low resistance epitaxial layer can be prevented, and adhesion to the metal layer can be further improved.
[0039]
(Embodiment 2)
FIG. 3A is a cross-sectional view showing the configuration of the SBD according to the second embodiment of the present invention. In the SBD shown in FIG. 3A, a low concentration N ⁻ type epitaxial layer 21 is formed on a high concentration N ⁺ type silicon substrate 20. An oxide film 24 having an opening 23 is formed on the epitaxial layer 21.
[0040]
A P ⁺ type guard ring layer 22 is formed in an annular shape from the surface to the inside of the epitaxial layer 21 in the opening 23, and a P ⁺ type region 26 is formed on the inner peripheral side of the guard ring layer 22. The upper surface of the P ⁺ type region 26 is in contact with the lower surface of the low resistance epitaxial layer 25 described below.
[0041]
A low resistance epitaxial layer 25 is formed on the epitaxial layer 21 in the opening 23. A metal layer 27 made of Schottky metal is formed so as to cover the opening 23 of the oxide film 24 from the low resistance epitaxial layer 25 to the oxide film 24. The metal layer 27 is in contact with part of the guard ring layer 22.
[0042]
The Schottky metal material and the specific resistance of each epitaxial layer are the same as those in the first embodiment. For example, the epitaxial layer 21 is about 1 to 2 Ωcm, and the low resistance epitaxial layer 25 is about 0.5 Ωcm.
[0043]
The SBD of the second embodiment is different from the SBD of the first embodiment in that the upper surface of the P ⁺ type region 26 is in contact with the lower surface of the low resistance epitaxial layer 25, and the P ⁺ type layer is formed inside the low resistance epitaxial layer 25. This is that the surface of the epitaxial layer 21 is separated into a plurality of points in the region where the P ⁺ -type layer 26 is not formed and the region where the P ⁺ -type layer 26 is formed.
[0044]
FIG. 3B is a plan view of the SBD shown in FIG. Each Schottky region (the surface of the epitaxial layer 21) has a hexagonal shape, and this hexagonal arrangement is the same as that of the SBD of the first embodiment. A region outside each hexagonal portion is a P ⁺ type layer 26. That is, in the present embodiment, the P ⁺ type regions 26 are not integrally formed separately as in Embodiment 1, but the P ⁺ type layers 26 are integrally formed. Hereinafter, the operation of the SBD of this embodiment will be described.
[0045]
When a forward voltage is applied, a forward current flows from the metal layer 27 to the N ⁺ type silicon substrate 20 side. In this embodiment, a Schottky junction is formed by the metal layer 27 and the low-resistance epitaxial layer 25, and no P ⁺ -type layer is formed in the low-resistance epitaxial layer 25. A Schottky junction surface is formed. Therefore, it is possible to increase the Schottky junction area as compared to the first embodiment, it is possible to further lower the forward voltage V _F.
[0046]
When a reverse voltage is applied, a depletion layer spreads from the guard ring layer 22 and the P ⁺ -type layer 26 to the N ⁻ -type epitaxial layer 21, but as shown in FIG. Since the inside of the square shape is a Schottky region (the surface of the epitaxial layer 21), the depletion layer spreads inside the hexagonal shape as indicated by an arrow 29.
[0047]
That is, internal hexagonal is blocked by the depletion layer, but as a whole the PN junction, a depletion layer spreads as shown by the broken line 28 in FIG. 3 (a), lowering the reverse leakage current I _R And can have a high breakdown voltage. That is, in this embodiment, while a high breakdown voltage, by which is wider than the Schottky junction area to the first embodiment is obtained by further lowering the forward voltage V _F.
[0048]
As shown in FIG. 3A, the low resistance epitaxial layer 25 is formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer 22. This is to prevent a decrease in breakdown voltage in the outer portion of the guard ring layer 3 as in the case of the first embodiment.
[0049]
FIG. 4 shows another embodiment. By forming the high-concentration N ⁺ type buried layer 20a to a level that can ensure a certain breakdown voltage, the series resistance in the epitaxial layer is lowered and the current is increased. The forward voltage V _F at can be further reduced.
[0050]
Hereinafter, the manufacturing method of the SBD according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, a specific resistance of about 3 to 5 mΩcm (impurity concentration of about 2 to 3 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ ) and a thickness of about 400 μm is formed on the N ⁺ type semiconductor substrate 20. An N ⁻ type epitaxial layer 21 having a resistance of about 1 to 2 Ωcm (impurity concentration of about 2 to 5 × 10 ¹⁵ cm ⁻³ ) and a thickness of about 4 to 5 μm is formed.
[0051]
Next, as shown in FIG. 5B, an oxide film mask 29 such as SiO ₂ is formed on the epitaxial layer 21 by a thermal oxidation method or the like, and boron (B) or the like is formed in the opening of the mask 29. The guard ring layer 21 and the P ⁺ type layer 26 are formed by a thermal diffusion method or an ion implantation method using a P ⁺ type impurity.
[0052]
Next, as shown in FIG. 5 (c), on the epitaxial layer 21, the specific resistance is about 0.5 Ωcm (impurity concentration is about 1 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ ) and the thickness is 0.3 to 0.7 μm. A low-resistance epitaxial layer 25 of a degree is formed. As shown in this figure, the low resistance epitaxial layer 25 is preferably formed inside the outer peripheral edge of the guard ring layer 22.
[0053]
Thereafter, a metal layer 27 that is a Schottky metal is formed so as to cover the low resistance epitaxial layer 25 as shown in FIG. The metal layer 27 is formed in contact with a part of the guard ring layer 22.
[0054]
Note that the low resistance epitaxial layer may be formed on the entire surface of the epitaxial layer and then removed by etching to remove the peripheral portion.
[0055]
In addition, for the same reason as in the first embodiment, the low resistance epitaxial layer 25 is preferably formed with an end tapered as shown in FIG.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a forward voltage is applied, the Schottky junction is formed by the metal layer and the low-resistance epitaxial layer, and the barrier height of the Schottky junction surface is lowered. Can be lowered. When a reverse voltage is applied, a depletion layer is generated at the junction between the epitaxial layer and the conductive type semiconductor layer opposite to the epitaxial layer. It can be. That is, by forming the low resistance epitaxial layer, the reverse current characteristic can be improved without deteriorating the forward voltage characteristic.
[Brief description of the drawings]
1A is a cross-sectional view of an SBD according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1B is a plan view showing an arrangement of P ⁺ type layers 7 in FIG. 1A, and FIG. 2 is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3A is a cross-sectional view of an SBD according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 3B is a plan view illustrating the arrangement of Schottky regions in FIG. 3A. FIG. 5 is a sectional view showing an SBD manufacturing method according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a sectional view showing an example of a conventional SBD. Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,20 Silicon substrate 2,21 Epitaxial layer 3,22 Guard ring layer 7,26 P ⁺ type layer 5,24 Oxide film 6,25 Low resistance epitaxial layer 8,27 Metal layer 20a Buried layer

Claims

半導体基板上に、エピタキシャル層とその上の金属層とを備えたショットキバリアダイオードであって、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層が形成され、前記エピタキシャル層と前記金属層との間に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層が形成され、前記逆の導電型の半導体層が複数に分離して形成され、これらの上面が前記金属層下面と接していることを特徴とするショットキバリアダイオード。 A Schottky barrier diode comprising an epitaxial layer and a metal layer thereon provided on a semiconductor substrate, wherein a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on a surface side of the epitaxial layer, A low-resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed between the metal layer and the semiconductor layer of the opposite conductivity type is formed in a plurality of parts, and the upper surface thereof is in contact with the lower surface of the metal layer. A Schottky barrier diode characterized by comprising:

半導体基板上に、エピタキシャル層とその上の金属層とを備えたショットキバリアダイオードであって、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層が形成され、前記エピタキシャル層と前記金属層との間に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層が形成され、前記逆の導電型の半導体層上面が前記低抵抗エピタキシャル層下面と接し、前記逆の導電型の半導体層の形成領域内において、前記エピタキシャル層の表面は複数に分離していることを特徴とするショットキバリアダイオード。 A Schottky barrier diode comprising an epitaxial layer and a metal layer thereon provided on a semiconductor substrate, wherein a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on a surface side of the epitaxial layer, A low-resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed between the metal layer, the upper surface of the semiconductor layer of the opposite conductivity type is in contact with the lower surface of the low-resistance epitaxial layer, and the semiconductor layer of the opposite conductivity type The Schottky barrier diode is characterized in that the surface of the epitaxial layer is separated into a plurality of regions within the formation region.

前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲み、前記エピタキシャル層と逆の導電型で環状のガードリング層が前記エピタキシャル層表面側に形成され、前記ガードリング層の一部に前記金属層が接し、前記低抵抗エピタキシャル層は前記ガードリング層の外周縁の内側に形成されている請求項１または２に記載のショットキバリアダイオード。An annular guard ring layer having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer is formed on the surface side of the epitaxial layer so as to surround a region where the opposite conductivity type semiconductor layer is formed, and the metal layer is formed on a part of the guard ring layer. contact, the low-resistance epitaxial layer Schottky barrier diode according to claim 1 or 2 is formed on the inner side of the outer peripheral edge of said guard ring layer.

前記エピタキシャル層に、前記エピタキシャル層と同一導電型の高濃度埋め込み層が形成されている請求項１、２または３に記載のショットキバリアダイオード。4. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein a high-concentration buried layer having the same conductivity type as that of the epitaxial layer is formed in the epitaxial layer.

半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層上に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を前記低抵抗エピタキシャル層表面から前記エピタキシャル層内部にかけて複数形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成する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。After forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate, a low-resistance epitaxial layer having a specific resistance smaller than that of the epitaxial layer is formed on the epitaxial layer, and a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on the surface of the low-resistance epitaxial layer A method of manufacturing a Schottky barrier diode, comprising: forming a plurality of layers from to the inside of the epitaxial layer, and forming a metal layer so as to cover the low-resistance epitaxial layer.

半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層上に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を前記低抵抗エピタキシャル層表面から前記エピタキシャル層内部にかけて複数形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成し、前記エピタキシャル層の形成後、前記エピタキシャル層と逆の導電型で、前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲む環状のガードリング層を前記エピタキシャル層表面側に形成し、前記金属層を前記ガードリング層の一部に接するように形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を前記ガードリング層の外周縁の内側に形成する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。 After forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate, a low resistance epitaxial layer having a specific resistance lower than that of the epitaxial layer is formed on the epitaxial layer, and a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on the surface of the low resistance epitaxial layer A plurality of layers are formed from the inside of the epitaxial layer to the inside of the epitaxial layer, a metal layer is formed so as to cover the low-resistance epitaxial layer, and after the formation of the epitaxial layer, a semiconductor layer having the opposite conductivity type to the epitaxial layer and the opposite conductivity type semiconductor layer An annular guard ring layer is formed on the surface side of the epitaxial layer, the metal layer is formed in contact with a part of the guard ring layer, and the low resistance epitaxial layer is formed outside the guard ring layer. A method for manufacturing a Schottky barrier diode, characterized by being formed inside a peripheral edge.

半導体基板上にエピタキシャル層を形成した後、前記エピタキシャル層の表面側に前記エピタキシャル層と逆の導電型の半導体層を形成し、前記エピタキシャル層及び前記逆の導電型の半導体層の表面に前記エピタキシャル層より比抵抗の小さい低抵抗エピタキシャル層を形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を覆うように金属層を形成し、前記エピタキシャル層の形成後、前記エピタキシャル層と逆の導電型で、前記逆の導電型の半導体層の形成領域を囲む環状のガードリング層を前記エピタキシャル層表面側に形成し、前記金属層を前記ガードリング層の一部に接するように形成し、前記低抵抗エピタキシャル層を前記ガードリング層の外周縁の内側に形成する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。 After forming an epitaxial layer on the semiconductor substrate, a semiconductor layer having a conductivity type opposite to the epitaxial layer is formed on the surface side of the epitaxial layer, and the epitaxial layer is formed on the surface of the epitaxial layer and the semiconductor layer having the opposite conductivity type. Forming a low-resistance epitaxial layer having a specific resistance smaller than that of the layer, forming a metal layer so as to cover the low-resistance epitaxial layer, and after forming the epitaxial layer, having a conductivity type opposite to that of the epitaxial layer and the reverse conductivity; An annular guard ring layer surrounding the formation region of the type semiconductor layer is formed on the surface side of the epitaxial layer, the metal layer is formed in contact with a part of the guard ring layer, and the low resistance epitaxial layer is formed on the guard layer. A method of manufacturing a Schottky barrier diode, characterized by being formed inside an outer peripheral edge of a ring layer.