JP6305751B2 - ショットキーダイオードとその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、非特許文献1と非特許文献2では、シリコンカーバイドとシリコンの間にヘテロ接合を有する半導体装置について検討が行われている。
また、最近の研究としては、非特許文献3では、シリコンカーバイドとシリコン界面を備えるショットキーダイオードの特性について研究が行われている。
本発明のショットキーダイオードの製造方法は、ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面を、アニール温度600〜1000℃でアニールすることを特徴としても良い。
本発明のショットキーダイオードの製造方法は、ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面をアニールすることにより、測定される内蔵電位の値を1.0Vにすることを特徴としても良い。
本発明のショットキーダイオードの製造方法は、ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面をアニールすることにより、測定されるターンオン電圧の値を0.7Vにすることを特徴としても良い。
本発明の実施形態に係るショットキーダイオード1は、第1導電型のシリコンカーバイド基板3と、第1導電型のシリコンカーバイド基板3の第1の主面に形成される第1導電型のシリコンカーバイド・エピタキシャル膜5と、第1導電型にドーピングされたシリコンカーバイド・エピタキシャル膜の表面に形成され、第1導電型と極性の異なる第2導電型のシリコン層9を有する。
本発明の実施形態に係るショットキーダイオード1が使用される用途の必要に応じて、第1導電型のシリコンカーバイド基板3の第2の主面に第1の電極10が設けられ、第2導電型のシリコン層9の最上面に第2の電極11が設けられる。
本発明の実施形態に係るショットキーダイオードの製造方法の詳細と所望の特性については以下に記載する。
n+型シリコンカーバイド基板3の結晶軸<0001>を有する第1の主面に不純物濃度が1×1014〜1×1017cm−3のn−型シリコンカーバイド・エピタキシャル膜5を成長したシリコンカーバイド・エピタキシャル基板6を用意する。(図2(a))
次に、n+型シリコンカーバイド基板3の第2の主面(裏面)に、ニッケル(Ni)を堆積してカソード電極12を形成し、約1000℃でアニールする。この際に、p型シリコン層9とn型シリコンカーバイド・エピタキシャル膜5の界面をアニールされるようにしても良い。(図2(e))
n+型シリコンカーバイド基板3の結晶軸<0001>を有する第1の主面に不純物濃度が1×1014〜3×1017cm−3のn−型シリコンカーバイド・エピタキシャル膜5を成長したシリコンカーバイド・エピタキシャル基板6を用意する。(図3(a))
n+型シリコンカーバイド基板3の結晶軸<0001>を有する第1の主面に不純物濃度が1×1014〜1×1017cm−3のn−型シリコンカーバイド・エピタキシャル膜5を形成したシリコンカーバイド・エピタキシャル基板6を用意する。(図4(a))
測定は、本発明の実施形態に係るショットキーダイオードと本発明の実施形態に到る過程で作成された試作ショットキーダイオードについて行った。
本発明の実施形態に係るショットキーダイオードの上述のアニール処理は、例えば、1000℃で1分間行われた。
1000℃で1分間アニールした本発明の実施形態に係るショットキーダイオードでは、C−V特性の測定値に外挿して得られる拡散ポテンシャルVdの値は、1.0Vである。
他方、アニールが行われていない試作ショットキーダイオードでは、C−V特性の測定値に外挿して得られる拡散ポテンシャルVdの値は、1.6Vである。本発明の実施形態に係るショットキーダイオードでは、拡散ポテンシャルの値が低くなっていることを理解できる。
3:シリコンカーバイド基板
5:シリコンカーバイド・エピタキシャル膜
6:シリコンカーバイド・エピタキシャル基板
8:シリコン基板
9:シリコン層
9a:アノードパッド
10:第1の電極
11:第2の電極
12、22、32:カソード電極
14、24、34:アノード電極
18:ガードリング領域
Claims (7)
- 第1導電型のシリコンカーバイド基板の第1の主面に第1導電型のシリコンカーバイド・エピタキシャル膜を形成したエピタキシャル基板の前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜の表面と第1導電型と反対極性の第2導電型のシリコン基板の表面とを真空装置で対向して配置し、
対向して配置される前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜の表面と前記シリコン基板の表面にプラズマを照射して活性化させ、
対向して配置される前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜の表面と前記シリコン基板の表面を接触させ、前記エピタキシャル基板と前記シリコン基板を加圧することにより、前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面にショットキー接合を形成し、
ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面をアニールすることを特徴とするショットキーダイオードの製造方法。 - ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面を、アニール温度600〜1000℃でアニールすることを特徴とする請求項1記載のショットキーダイオードの製造方法。
- ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面をアニールすることにより、測定される内蔵電位の値を1.0Vにすることを特徴とする請求項1又は2記載のショットキーダイオードの製造方法。
- ショットキー接合が形成された前記シリコンカーバイド・エピタキシャル膜と前記シリコン基板の界面をアニールすることにより、測定されるターンオン電圧の値を0.7Vにすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のショットキーダイオードの製造方法。
- 前記エピタキシャル基板と前記シリコン基板を接合した後に前記シリコンカーバイド基板の第2の主面に第1の電極を形成する際に、接合された前記エピタキシャル基板と前記シリコン基板をアニールすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のショットキーダイオードの製造方法。
- 前記シリコンカーバイド基板の第2の主面に第1の電極を形成し、アニールした後に、前記エピタキシャル基板と前記シリコン基板を接合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のショットキーダイオードの製造方法。
- 第1導電型のシリコンカーバイド基板と、
前記シリコンカーバイド基板の第1の主面に形成される第1導電型のシリコンカーバイド・エピタキシャル膜と、
第1の主面と第2の主面を有し前記第1導電型と極性の異なる第2導電型のシリコン基板から形成され、前記第1導電型のシリコンカーバイド・エピタキシャル膜の表面に設けられ、前記第1導電型のシリコンカーバイド・エピタキシャル膜との界面にショットキー接合を形成する第2導電型のシリコン層を備え、
測定される内蔵電位が1.0Vの値をとることを特徴とするショットキーダイオード。
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