(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板上に形成したエピタキシャル層の表面から第２導電型のガードリング層を環状に形成し、前記エピタキシャル層及び前記ガードリング層と接する金属層を形成するショットキバリアダイオードの製造方法であって、前記エピタキシャル層の表面にポリシリコン膜を形成し、前記ポリシリコン膜上から第２導電型の不純物を導入することで前記ガードリング層の厚さを０．２〜０．５μｍ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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エピタキシャル層の表面に逆導電型のガードリング層を備え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】
周知のようにＳＢＤは、金属と半導体との接触によって生じる電位障壁を利用したダイオードであり、ＰＮ接合のダイオードに比べて順方向電圧が低いという利点がある反面、一般に耐圧が低く、逆方向特性が悪いという欠点がある。
【０００３】
この欠点を解決する手段として、従来からガードリング層を設けた構造のＳＢＤが用いられている。図３に示すように、Ｎ＋  型のシリコン基板１上に形成したＮ−  型のエピタキシャル層２の表面に環状の熱酸化膜５を形成し、この熱酸化膜６で囲まれた開口部９にエピタキシャル層２の表面と接してショットキメタルとなる金属層７を形成し、ショットキ接合面３を形成している。
【０００４】
ショットキ接合面３の周縁は電界集中が起こりやすく、耐圧が低下するなど逆方向特性が劣化する原因となる。このため、ショットキ接合面３の周囲に金属層７と接してＰ型のガードリング層４を環状に形成し、逆バイアス時にガードリング層４とエピタキシャル層２とのＰＮ接合から発生する空乏層８の広がりにより、耐圧の低下を防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯機器等の消費電力削減のため、ＳＢＤの順方向電圧をさらに低くすることが要求されている。ＳＢＤの順方向電圧は、エピタキシャル層の厚さを薄くすることで低くできるが、エピタキシャル層の厚さを薄くすると空乏層の広がる範囲が狭くなり、耐圧が低下するという問題がある。すなわち、従来のＳＢＤにおいては、エピタキシャル層の厚みが、例えば４．０〜６．０μｍ程度、ガードリング層の厚みが、例えば１．５μｍ程度であったのに対し、エピタキシャル層の厚みを、例えば３．０μｍ程度と薄くした場合、順方向電圧は低くできるが、ガードリング層から半導体基板までの距離が短くなるため、空乏層の広がる範囲が狭くなり、耐圧が低下してしまう。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するものであり、エピタキシャル層の厚さを薄くしても、耐圧が低下することのないＳＢＤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るＳＢＤは、第１導電型の半導体基板上に形成したエピタキシャル層の表面から第２導電型のガードリング層を環状に形成し、エピタキシャル層及びガードリング層と接する金属層を形成したショットキバリアダイオードであって、ガードリング層の厚みを０．２〜０．５μｍの範囲としたものである。この本発明によればガードリング層の厚みを０．５μｍ以下と薄く形成することにより、空乏層が広がることのできる範囲が広くなり、耐圧を高くすることができる。ガードリング層の厚みを０．２μｍ以上としたのは、これ以下の厚みとなると金属層を形成する際に形成されるシリサイドにより、ガードリング層が破壊されるのを防ぐためである。また、エピタキシャル層の厚みは２．０〜３．０μｍ程度であることが好ましい。このようにエピタキシャル層の厚みを従来より薄く形成することにより順方向電圧を低くしつつ、耐圧の低下を防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明によるＳＢＤの製造方法は、第１導電型の半導体基板上に形成したエピタキシャル層の表面から第２導電型のガードリング層を環状に形成し、エピタキシャル層及びガードリング層と接する金属層を形成するショットキバリアダイオードの製造方法であって、エピタキシャル層の表面にポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜上から第２導電型の不純物を環状に導入してガードリング層を形成するものである。この本発明によれば、ポリシリコン膜上から不純物を導入するため、０．２〜０．５μｍ程度といった薄いガードリング層を形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本実施形態に係るＳＢＤの断面図である。Ｎ＋  型のシリコン基板１上に形成したＮ−  型のエピタキシャル層２の表面には熱酸化膜５が環状に形成されている。この熱酸化膜５で囲まれた開口部９にはエピタキシャル層２の表面からＰ型のガードリング層４が環状に形成されている。ガードリング層４表面の一部はポリシリコン膜６で覆われ、ガードリング層４の外周縁を保護している。ガードリング層４で囲まれたエピタキシャル層２及びガードリング層４の一部と接してショットキメタルとなる金属層７が形成され、ショットキ接合面３を形成している。ショットキメタルには、例えばＴｉ、Ｍｏ、及びＣｒから選ばれる金属材料が用いられている。従来のＳＢＤではエピタキシャル層２の厚さは、例えば４．０〜６．０μｍ程度であったが、本発明によるＳＢＤはエピタキシャル層２の厚さを２．０〜３．０μｍ程度と薄くしたため、シリーズ抵抗を下げることで順方向電圧を低くすることができる。また、従来のＳＢＤではガードリング層４の厚さは、例えば１．５μｍ程度であったが、本発明によるＳＢＤはガードリング層４の厚さを０．２〜０．５μｍ程度と薄く形成したため、エピタキシャル層２を薄く形成しても逆バイアス時に空乏層８が広がることができる範囲が狭くなることがなく、耐圧の低下を防ぐことができる。なお、ガードリング層４の厚さが０．２μｍ以下となると、この上に金属層を形成する際に形成されるシリサイドによりガードリング層４が破壊されてしまう。
【００１１】
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）に示すように、比抵抗が３〜５ｍΩ程度で厚さ４００μｍ程度のシリコン基板１上に、比抵抗が１〜２Ωｃｍ程度で厚さ２．０〜３．０μｍ程度のエピタキシャル層２を成長させ、エピタキシャル層２上に開口部９を有する熱酸化膜５を形成する。
【００１２】
次いで、図２（ｂ）に示すように、開口部９を含む熱酸化膜５上にポリシリコン膜６を形成し、ポリシリコン膜６上から開口部９にＰ型の不純物を蒸着する。そして約１０００℃の温度で３０分間程度ドライブ拡散してガードリング層４を形成する。この際、ポリシリコン膜６上から不純物を蒸着、拡散するため、０．２〜０．５μｍ程度といった薄いガードリング層４を形成することができる。
【００１３】
次に、図２（ｃ）に示すように、ガードリング層４の表面中央より内側に形成された熱酸化膜５及びポリシリコン膜６をエッチングにより取り除き、エピタキシャル層２及びガードリング層４を露出させる。
【００１４】
この後、図２（ｄ）に示すように、エピタキシャル層２及びガードリング層４の一部と接してショットキメタルとなる金属層７を形成し、ショットキ接合面３を形成する。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポリシリコン膜上から不純物を導入してガードリング層を形成するため、０．５μｍ以下といった極めて薄いガードリング層を形成することができる。このため、逆バイアス時に空乏層が広がることができる範囲を広くすることができ、耐圧を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＳＢＤの断面図
【図２】本発明の実施形態に係るＳＢＤの製造工程図
【図３】従来のＳＢＤの断面図
【符号の説明】
１  シリコン基板
２  エピタキシャル層
３  ショットキ接合面
４  ガードリング層
５  熱酸化膜
６  ポリシリコン膜
７  金属層
８  空乏層
９  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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