(57)【要約】  本発明は、ＰＮダイオードが集積化されたトレンチＭＯＳバリアショットキーダイオードを有する半導体装置（２０）、並びに、その製造方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＮダイオードが集積化されたトレンチＭＯＳバリアショットキーダイオードを有することを特徴とする半導体装置（２０，３０）。
【請求項２】
ＰＮダイオードをクリップ要素として使う請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
ショットキーダイオード、ＭＯＳ構造及びＰＮダイオードの組合せを有する半導体装置（２０，３０）の場合に、前記ＰＮダイオードの降伏電圧（ＢＶ＿ｐｎ）は、前記ＭＯＳ構造及び前記ショットキーダイオードの降伏電圧（ＢＶ＿ｍｏｓ，ＢＶ＿ｓｃｈｏｔｔｋｙ）よりも低い請求項１又は２記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体装置は、遮断作動中、数百Ａ／ｃｍ２のオーダ、殊に、４００Ａ／ｃｍ２〜約６００Ａ／ｃｍ２のオーダの高電流密度で作動可能である請求項１から３迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体装置（２０）は、ｎ＋サブストレート（１）を有しており、前記ｎ＋サブストレート（１）上にｎ層（２）が設けられており、前記ｎ層内にトレンチ（６）が設けられており、前記トレンチ（６）は、高々当該トレンチ（６）の深さ部分がｐ領域（８）で充填されており、前記ｎ＋サブストレート（１）及び前記ｎ層（２）は、各々コンタクト層（４，５）を備えており、前記コンタクト層（４）は、前記トレンチ（６）の各壁の領域内で、酸化層（７）によって前記ｎ層（２）から分離されている請求項１から４迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項６】
ｐ領域（８）は、ｐドーピングＳｉ又はポリＳｉ製である請求項１から５迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項７】
コンタクト層（４，５）は、金属製である請求項１から６迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項８】
コンタクト層（４，５）は、多層構造である請求項１から７迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項９】
コンタクト層（４）は、ｐ領域（８）に対してオーミックコンタクトを形成し、ｎ層（２）に対してショットキーコンタクトを形成し、それと同時にＭＯＳ構造用にゲート電極として使われる請求項１から８迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１０】
トレンチ（６）は、Ｕ字形又は矩形の横断面を有している請求項１から９迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１１】
トレンチ（６）は、高々当該トレンチ（６）の深さ部分に亘ってｐドーピングＳｉ又はポリＳｉ（ｐ領域８）で充填されている請求項１から１０迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１２】
半導体装置は、ＰＮダイオードの降伏の場合に、該降伏は、有利に、トレンチ（６）の底部の領域内で生じる請求項１から１１迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１３】
半導体装置は、ｎ＋サブストレート（１）を有しており、該ｎ＋サブストレート（１）上に、ｎ層（２）が設けられており、該ｎ層（２）内にトレンチ（６）が設けられており、該トレンチ（６）の壁は酸化層（７）で完全に被覆されているが、前記トレンチ（６）の底部は、高々部分的に酸化層（７）で被覆されているに過ぎず、前記トレンチ（６）の下側位置の前記ｎ層（２）内にｐ領域（８）が設けられており、前記ｎ＋サブストレート（１）及び前記ｎ層（２）は、コンタクト層（４，５）を有している請求項１から１２迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１４】
トレンチ（６）の下側に位置しているｐ領域（８）は、前記トレンチ（６）の底部をドーピング物質で被覆し、該被覆に続いて拡散処理することによって形成され、前記トレンチ（６）の前記底部を部分的にのみ被覆している酸化層はマスクとして機能する請求項１から１３迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１５】
トレンチ（６）の下側に位置しているｐ領域（８）は、降伏状態で作動している間、半導体装置の降伏電圧が、ｐ領域（８）及びｎ層（２）によって形成されたＰＮダイオードの降伏電圧（ＢＶ＿ｐｎ）によって決められる請求項１から１４迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１６】
降伏状態で作動している間、トレンチ（６）の下側に位置しているｐ領域（８）の範囲内で降伏が生じる請求項１から１５迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１７】
ｎ層（２）によって支持されたコンタクト層（４）は、トレンチ（６）を完全に充填する請求項１から１６迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１８】
トレンチ（６）は、ストリップ状又は島状に形成されている請求項１から１７迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項１９】
請求項１から１７迄の何れか１記載の半導体装置のＺダイオードとしての使用。
【請求項２０】
請求項１から１７迄の何れか１記載の半導体装置の、自動車の搭載電源、殊に、自動車の発電システムでの使用。
【請求項２１】
半導体装置は、１０Ｖ〜３０Ｖ、殊に、１５Ｖ〜２５Ｖの降伏電圧を有している請求項１から２０迄の何れか１記載の半導体装置。
【請求項２２】
請求項１から２１迄の何れか１記載の半導体装置（２０）の製造方法において、ｎ＋サブストレート上にｎ層を堆積し、該ｎ層（２）内にトレンチ（６）を形成し、該トレンチ（６）は、酸化層（７）で被覆され、該酸化層（７）から取り除かれた前記トレンチ（６）の部分を、ｐ領域（８）を形成するためにｐドーピングＳｉ又はポリＳｉで充填し、ｎ＋サブストレート（１）及びｎ層（２）をコンタクト層（４，５）で被覆し、前記ｐ領域（８）で充填されていない前記トレンチ（６）の領域を完全に前記コンタクト層（４）の材料で充填することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
ｎ＋サブストレート（１）上にｎ層（２）を堆積し、該ｎ層（２）内にトレンチ（６）を形成し、該トレンチ（６）を酸化層（７）で被覆し、該酸化層（７）を、前記トレンチ（６）の底部から局部的に取り除き、前記トレンチ（６）の前記底部の、酸化層を取り除かれた部分を、ドーピング物質で被覆し、続いて、前記トレンチ（６）の下側に位置しているｐ領域（８）を形成するために拡散プロセスを実行し、前記ｎサブストレート（１）及び前記ｎ層（２）をコンタクト層（４，５）で被覆し、前記トレンチ（６）を完全にコンタクト層（４）の材料で充填する請求項１から２２迄の何れか１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２４】
トレンチ（６）の底部を、所定のドーピング物質を用いて、気体相から前記ドーピング物質を析出することによって被覆する請求項１から２３迄の何れか１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２５】
トレンチ（６）の底部を、所定のドーピング物質を用いて、イオンインプランテーションによって被覆する請求項１から２４迄の何れか１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２６】
ドーピング物質としてホウ素乃至ホウ素イオンを使用することを特徴とする請求項１から２５迄の何れか１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２７】
ｎ＋サブストレート（１）上に位置しているｎ層（２）を、エピタキシャル方法を用いて製造する請求項１から２６迄の何れか１記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載の半導体装置、並びに、その製造方法に関する。
【０００２】
最近の自動車では、各電気構成素子を用いて複数の機能を実現することが益々多くなっている。それにより、電力需要が益々高くなっている。この電力需要をカバーするために、自動車内の発電機システムの効率を高める必要がある。今日まで、一般的に、ＰＮダイオードは、ツェナーダイオード（Ｚダイオード）として自動車の発電機システム内で使用されている。ＰＮダイオードの利点は、低い遮断電流と高い頑強性である。しかし、主な欠点は、比較的高い順電圧ＵＦである。室温では、約０．７Ｖの順電圧ＵＦで初めて、電流が流れ始める。約５００Ａ／ｃｍ２の電流密度である通常の作動条件下では、順電圧ＵＦは、１Ｖを過ぎる迄上昇する。これにより、効率が低下する。
【０００３】
理論的な考察により、その代わりに択一的にショットキーダイオードを使ってもよい。つまり、ショットキーダイオードは、ＰＮダイオードよりも明らかに低い順電圧を有している。例えば、ショットキーダイオードの順電圧は、ほぼ５００Ａ／ｃｍ２の電流密度の場合に、０．５Ｖ〜０．６Ｖである。更に、ショットキーダイオードは、多数キャリア構成素子として、高速スイッチング時に利点を提供する。しかし、知る限り、ショットキーダイオードを自動車の発電機システム内で使用することは、これまで行われていない。このことは、そのような用途は全く無理であると思わせるような、ショットキーダイオードの幾つかの決定的な欠点に起因するのかもしれない。先ず、ショットキーダイオードは、ＰＩＮダイオードに較べて遮断電流が比較的高い。この遮断電流は、逆耐電圧に更に強く依存している。結局、ショットキーダイオードは、殊に高温で頑強性がよくない（ローブストでない）。この欠点故に、これまで、自動車での適用時に、ショットキーダイオードを使うのが妨げられていた。
【０００４】
T. Sakai他の"Experimental investigation of dependence of electrical characteristics on device parameters in Trench MOS Barrier Schottky Diodes" Proceedings of 1998 International Symposium on Power Semiconductors & ICs, Kyoto, pp. 293-296、並びに、ドイツ連邦共和国特許公開第694 28 996号公報からは、所謂ＴＭＢＳ（ＴＭＢＳ＝Trench-MOS-Barrier-Schottky-Diode: トレンチMOSバリア・ショットキーダイオード)を構成するショットキーダイオードの特性を改善するための手段が公知である。そのようなトレンチMOSバリア・ショットキーダイオードＴＭＢＳの利点は、遮断電流を可能な限り低減することができる点にある。その際、遮断電流は、主に、ダイオードのＭＯＳ構造の準反転層を通って、ダイオード構造内に形成されたトレンチの表面に沿って流れる。その結果として、ＭＯＳ構造は、所謂「ホット」キャリアの、ｎエピタキシャル層から酸化層への注入によってグレードが低下し、特に悪条件下では破壊されてしまうことがある。反転チャネルの形成のために所定の時間が必要とされるので、空間電荷領域は、高速スイッチング過程の初めでは、短時間に更に拡散し、その結果、電界強度が上昇することがある。これにより、ダイオードは、不所望にも降伏領域（ブレークダウン領域）で短時間作動してしまうことがある。従って、遮断電流に関して改善されたトレンチMOSバリア・ショットキーダイオードＴＭＢＳを、ツェナーダイオードとして使用して、降伏領域内で作動するのはあまり賢明ではない。
【０００５】
発明の利点
請求項１記載の各要件を具備した本発明によると、特に、所謂「ホット」キャリアの注入を阻止することができるという利点が提供される。この利点は、降伏時に生じる高い電界強度が敏感な酸化層の近傍内に位置しないようにすることによって達成される。と言うのは、集積ＰＮダイオードの降伏電圧は、ショットキーダイオード及びＭＯＳ構造の降伏電圧よりも低いからである。従って、本発明により構成された半導体装置は、半導体装置を自動車の搭載電源、殊に、搭載電源の発電機システムで高い信頼度で使用することができる特に大きな頑強性を特徴とする。特に有利には、半導体装置は、数１０Ｖオーダの降伏電圧、数百Ａ／ｃｍ２もの電流密度で確実に作動するように使用することができる。特に有利には、半導体装置の第１の変形実施例は、内部にトレンチが形成されているｎ層が上に設けられた、ｎ＋サブストレートを有しており、トレンチは、高々、トレンチの深さの一部分がｐ領域で充填されている。ｎ＋サブストレート及びｎ層は、各々コンタクト層を有しており、その際、コンタクト層は、トレンチの壁の領域内で、ｎ層の酸化層によって分離されている。
【０００６】
本発明の半導体装置の第２の変形実施例は、内部にトレンチが形成されているｎ層が上に設けられたｎ＋サブストレートを有しており、トレンチの壁部は、酸化層で完全に被覆されているが、トレンチの底部は、高々酸化層で部分的に被覆されているに過ぎない。トレンチの下側には、ｎ層内に拡散によって形成されたｐ領域が位置している。ｎ＋サブストレートとｎ層は、コンタクト層を有している。
【０００７】
本発明の別の利点及び構成、並びに、半導体装置の製造用の有利な方法は、別の各従属請求項に記載された、図示の実施例から分かる。
図面
以下、本発明について、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【０００８】
その際、
図１は、従来技術のトレンチMOSバリア・ショットキーＴＭＢＳダイオードを示す図、
図２は、本発明により構成された半導体装置の第１の実施例を示す図、
図３は、半導体装置の第２の実施例を示す図、
図４は、第１の製造方法の流れ図、
図５は、第２の製造方法の流れ図である。
【０００９】
実施例の説明
図１は、公知の半導体装置１０、つまり、所謂トレンチMOSバリア・ショットキーＴＭＢＳダイオード（以下、短縮して「ＴＭＢＳ」と呼ぶ）を示す。先ず、本発明により達成される効果を一層明瞭に説明するために、そのようなＴＭＢＳの構造から説明する。ＴＭＢＳ１０は、ｎ＋サブストレート１と、このｎ＋サブストレート上に設けられたｎ層２から形成されている。このｎ層２内には、溝（通常「トレンチ」とも呼ばれる）であるトレンチ６が形成されている。トレンチ６の基底面及び壁部は、酸化層７で被覆されている。ＴＭＢＳ１０の前側上の金属層４は、アノード電極として使われる。ＴＭＢＳ１０の後ろ側上の金属層５は、カソード電極として使われる。電気的に視ると、ＴＭＢＳ１０は、ＭＯＳ構造（金属４、酸化層７及びｎ層２）とショットキーダイオードとの組合せである。その際、ショットキー障壁は、アノードとしての金属層４とカソードとしてのｎ層２との間に位置している。
【００１０】
順方向では、各トレンチ６によって囲まれた、ＴＭＢＳ１０のメサ領域３を通って電流が流れる。トレンチ６自体は、電流用に利用されない。従っても、流れ方向での電流用の実効面積は、ＴＭＢＳの場合、通常のプラナーショットキーダイオードの場合よりも小さい。そのようなＴＭＢＳ１０の利点は、遮断電流を低減することができる点にある。遮断方向では、ＭＯＳ構造の場合でも、ショットキーダイオードの場合でも空間電荷領域は形成される。各空間電荷領域は、電圧の上昇により、拡張し、ＴＭＢＳ１０の降伏電圧よりも小さな電圧の場合、隣接する各トレンチ６間のメサ領域３の真ん中で衝突する。それにより、高遮断電流に責任のあるショットキー効果が遮蔽されて、遮断電流は低減される。この遮蔽効果は、殊に、Ｄｔ（トレンチ６の深さ）、Ｗｍ（各トレンチ６間の距離）、Ｗｔ（トレンチ６の幅）、並びに、Ｔｏ（酸化層７の厚み）のような、ＴＭＢＳの構造パラメータに強く依存する。従って、ショットキー効果用の遮蔽作用は、トレンチMOSバリア・ショットキーダイオードＴＭＢＳの場合、拡散ｐタブを有するＪＢＳ（ジャンクションバリアショットキーダイオード）に較べて明らかに効果的である。しかし、公知のＴＭＢＳの決定的な欠点は、ＭＯＳ構造の脆弱性にある。降伏時に、非常に大きな電界が酸化層７の内部及びｎ層２内の酸化層７の近傍に形成される。遮断電流は、主に、ＭＯＳ構造の準反転層を通って、トレンチ６の表面に沿って流れる。その結果、ＭＯＳ構造は、ｎ層２から酸化層７への「ホット」キャリアの注入によってグレードが低下し、所定の悪条件下では寧ろ破壊されてしまう。反転チャネルの形成のために所定の時間が必要とされるので（深い空乏型（deep depletion））、空間電荷領域は、高速スイッチング過程の初めでは、短時間に更に拡散し、その結果、電界強度が更に上昇することがある。これにより、ダイオードは、不所望にも降伏領域（ブレークダウン領域）で短時間作動してしまうことがある。従って、ＴＭＢＳを、ツェナーダイオードとして使用して、降伏領域内で作動するのはあまり賢明ではない。
【００１１】
本発明は、この問題点を、ＴＭＢＳ内にクリップ要素として使われるＰＮダイオードを統合することによって回避する。以下、本発明により構成された半導体装置２０（ＴＭＢＳ−ＰＮと短縮して呼ぶこともできる）について説明する。この半導体装置２０では、ｐ領域を形成する際、ＰＮダイオードの降伏電圧ＢＶ＿ｐｎを、ショットキーダイオードの降伏電圧ＢＶ＿ｓｃｈｏｔｔｋｙ及びＭＯＳ構造の降伏電圧ＢＶ＿ｍｏｓよりも低くするようにされている。更に、降伏時に生起する大きな電界強度が酸化層の近傍に位置しておらず、従って、ホットキャリアが注入する恐れがないようにされる。更に、遮断電流は、ＭＯＳ構造の反転層ではなく、主としてＰＮダイオードを流れる。この特性により、半導体装置２０の頑強性が大きくなる。従って、この半導体装置２０は、自動車の搭載電源で、殊に、自動車の発電機システムと一緒に用いるための、特に、ツェナーダイオードとして適している。
【００１２】
以下、図２を用いて、本発明により構成された半導体装置の第1の実施例について説明する。
【００１３】
半導体装置２０は、トレンチ６の下側領域内にＳｉ又はポリＳｉからなるｐドーピング領域８を有している。有利には、この領域８は、バスタブ状に形成されている。詳細には、半導体装置２０は、ｎ＋サブストレート１、このｎ＋サブストレート１の上に設けられたｎ層２、並びに、ｎ層２内に形成された溝（トレンチ）６を有している。有利には、少なくとも２つのトレンチ６が設けられている。トレンチ６は、本発明の有利な変形実施例では、ｎ層２内に、有利には、相互に平行に形成されたストリップとして形成するとよい。本発明の別の変形実施例では、トレンチ６は、ｎ層２内に島状に形成してもよい。その際、この島状に形成されたトレンチ６の横断面を任意に形成してもよい。しかし、再現性を良好にし、且つ、製造し易くするように、有利には、島を規則的な横断面、例えば、円形、六角形等にしてもよい。トレンチ６は、有利には、エッチ領域内でn層２の材料を切除するエッチング過程によって形成される。トレンチ６の基底面及び壁部は、酸化層７で被覆されている。コンタクト層４，５は、半導体装置２０の前側にアノード電極４として設けられ、後ろ側にカソード電極５として設けられている。酸化層７は、トレンチ６の各側壁と金属層４との間に設けられている。トレンチ６の下側領域８は、ｐドーピングＳｉ又はポリＳｉで充填されている。その際、ｐ領域８は、ｎ層２とｐ領域８との間で電荷補償が生起しないように構成されている。本発明の変形実施例では、殊に、コンタクト層４を、上下に重畳された２つの金属層から形成してもよい。分かり易くするために、このことは、図２には示していない。Ｄｏｘで、酸化層７で被覆された、トレンチ６の深さ部分が示されている。Ｄｐで、ｐ領域で充填された、トレンチ６の深さ部分が示されている。Ｗｍで、各トレンチ６の間隔が示されている。Ｗｔで、トレンチ６乃至トレンチ６内に設けられたｐ領域が示されている。Ｔｏで、酸化層７の厚みが示されている。
【００１４】
本発明により構成された半導体装置２０は、以下のように製造すると目的に適っている。これと関連して、図４に示した流れ図も参照する。ｎ＋サブストレート１から始まる（ステップ４０）。このｎ＋サブストレート１上に、ｎ層２が堆積される（ステップ４１）。これは、有利には、エピタキシャル方法によって行われる。次のステップ４２で、トレンチ６が、ｎ層２内にエッチングされる。続いて、トレンチ６は、ｐドーピングＳｉ又はポリＳｉで充填される（ステップ４３）。後続のエッチング方法では、トレンチ６内のｐドーピングＳｉ又はポリＳｉが、トレンチ６の深さ部分ＤｐがｐドーピングＳｉ又はポリＳｉで充填される（ステップ４４）ようにエッチングされる。次のステップ４５では、トレンチ６の底部及び各壁部が酸化層で被覆される。次のエッチングステップ（ステップ４６）では、酸化層がトレンチ６の底部から除去され、その結果、トレンチ６の各壁部だけが酸化層７で被覆される。後続のステップ４７では、有利には、金属製のコンタクト層４及び５が、半導体装置２０の前側及び後ろ側に堆積される。
【００１５】
以下、半導体装置２０の機能について説明する。電気的に見ると、本発明により構成された半導体装置２０は、ＭＯＳ構造（コンタクト層４、酸化層７及びｎ層２）、ショットキーダイオード（アノードとしてのコンタクト層４と、カソードとしてのｎ層２との間のショットキー障壁）及びＰＮダイオード（アノードとしてのｐ領域８と、カソードとしてのｎ層２との間のＰＮ接合部）の組合せである。この半導体装置２０では、通常のＴＭＢＳ１０の場合のような流れ方向に、電流がショットキーダイオードを流れる。遮断方向では、ＭＯＳ構造の場合でも、ショットキーダイオードの場合及びＰＮダイオードの場合でも空間電荷領域は形成される。各空間電荷領域は、電圧の上昇により拡張し、半導体装置２０の降伏電圧よりも小さな電圧の場合、隣接する各トレンチ６間のメサ領域３の真ん中で衝突する。それにより、高遮断電流に責任のあるショットキー効果が遮蔽されて、遮断電流は低減される。この遮蔽効果は、Ｄｏｘ（トレンチ６の、酸化層で被覆された深さ部分）、Ｗｍ（各トレンチ間の間隔）、Ｗｔ（トレンチ６乃至ｐ領域８の幅）、Ｄｐ（トレンチ６の、ｐドーピングＳｉ又はポリＳｉで被覆された深さ部分）、並びにＴｏ（酸化層の厚み）のような構造パラメータに強く依存し、従って、前述の各構造パラメータを適切に調量することによって有利に制御することができる。半導体装置２０は、従来技術のＴＭＢＳ１０と同様に、ショットキー効果に対する遮蔽作用を利用するが、付加的にクリップ機能によって頑強性を高くすることができる。その際、ＰＮダイオードの降伏電圧ＢＶ＿ｐｎは、有利には、ショットキーダイオードの降伏電圧ＢＶ＿ｓｃｈｏｔｔｋｙ及びＭＯＳ構造の降伏電圧ＢＶ＿ｍｏsよりも低いように構成されている。更に、トレンチ６の底部で降伏が生じるようにされている。降伏状態で作動している間、ＰＮ接合部を通ってしか遮断電流は流れず、従来技術のＴＭＢＳ１０と同様にＭＯＳ構造の反転層を通って電流は流れない。従って、本発明により構成された半導体装置２０は、ＰＮダイオードと同様の頑強性を利用することができる。更に、半導体装置２０では、「ホット」キャリアの注入を心配する必要はない。と言うのは、降伏時に、ＭＯＳ構造の近傍に、高い電界強度は位置していないからである。
【００１６】
従って、この半導体装置２０は、自動車の車両搭載電源で、殊に、自動車の発電機システム内で用いるためのツェナーダイオードとして特に良好に適している。
【００１７】
以下、図３を用いて、本発明の別の変形実施例について説明する。この半導体装置３０では、トレンチ６の下側に、拡散によってｐ領域８が製造される。半導体装置３０は、更にｎ＋サブストレート１を有している。このサブストレート１上には、ｎ層２が設けられている。ｎ層２内には、少なくとも２つのトレンチ６が形成されている。前側及び後ろ側に、半導体装置３０は、コンタクト層４乃至５を有している。トレンチ６の各壁部及びトレンチ６の底部の部分は、酸化層７で被覆されている。トレンチ６の下側には、ｐドーピング物質、有利には、ホウ素の拡散によって形成されたｐ領域８が設けられている。このｐ領域８は、ｎ層２と共にＰＮダイオードを形成する。図２に示した構造パラメータに対して付加的に、図３には、更に以下の構造パラメータが新たに示されている。ＷｐＯで、マスク上のｐ領域８の幅が示されている。Ｘｊｐで、ｎ層２内の拡散の浸透深さが示されている。ｐ領域８の調量時に、降伏状態で作動している間、ｐ領域８とｎ層２とのｐｎ接合部８／２で降伏が生じ、半導体装置３０の降伏電圧がＰＮダイオードによって決められるようにする必要がある。この変形実施例でも、図２を用いて説明した、本発明の第１の変形実施例と同様の有利な特性、殊に、比肩し得る頑強性を利用することができる。第１の変形実施例（図２）と比較した、この第２の変形実施例の利点は、殊に、この第２の変形実施例では、ｐドーピングＳｉ乃至ポリＳｉを充填して、続いて、ｐドーピングＳｉ又はポリＳｉをバックエッチングしないで済む点にある。ｐ拡散と組み合わされたホウ素被覆は、比較的簡単な処理ステップに属する。
【００１８】
以下、半導体装置３０（図３の変形実施例）の製造用の有利な方法について説明し、その際、図５の流れ図も参照する。ｎ層２が有利にはエピタキシャルによって堆積されている（ステップ５１）ｎ＋サブストレート１（ステップ５０）から出発する。エッチング方法によって、トレンチ６がｎ層２内に形成される（ステップ５２）。続いて、トレンチ６の底部及び各側面壁が酸化層で被覆される（ステップ５３）。続くエッチングステップ（ステップ５４）で、各トレンチ６の各底部を被覆している酸化層が部分的に除去される。このようにして、それに続く拡散プロセス用の幅ＷｐＯのマスクが形成される。そのために、先ず、酸化層から除去されたトレンチ６の領域が、ｐドーピング材料、有利にはホウ素で被覆される（ステップ５５）。これは、有利には、気体相からの析出又はイオンインプランテーションによって行われる。それに続いて、拡散プロセスが実行され（ステップ５６）、その際、ホウ素がｎ層２内に拡散され、ｐ領域８を形成する。それに続いて、予め、コンタクト領域ｗｐＯの開口部用のフォト及びエッチングプロセスが行なわれた後、コンタクト層４及び５が、半導体装置３０の前側及び後ろ側に堆積される（ステップ５７）。
【００１９】
本発明の別の有利な別の実施例では、変形実施例１も変形実施例２も、縁領域内に更に付加的な、縁電界強度を低減するための構造を有しているようにするよい。これは、例えば、低ドーピングｐ領域、フィールドプレート又は同様の構造体にするとよい。
【００２０】
既述のように、本発明により構成された半導体装置２０，３０は、当該装置の頑強性の結果、特に自動車の車両搭載電源と共に、自動車の発電機システムに使用するためのツェナーダイオードとして適している。そのために、半導体装置２０，３０は、１２Ｖ〜３０Ｖで使用すると目的に適っており、殊に、１５Ｖ〜２５Ｖの降伏電圧で使用するとよい。特に有利には、半導体装置２０，３０は、遮断作動中、数百Ａ／ｃｍ２のオーダー、殊に、４００Ａ／ｃｍ２〜６００Ａ／ｃｍ２のオーダの高電流密度で作動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術のトレンチMOSバリア・ショットキーＴＭＢＳダイオードを示す図
【図２】図２は、本発明により構成された半導体装置の第１の実施例を示す図
【図３】半導体装置の第２の実施例を示す図
【図４】第１の製造方法の流れ図
【図５】図５は、第２の製造方法の流れ図
【符号の説明】
【００２２】
１  ｎ＋サブストレート
２  ｎドーピング層
３  メサ領域
４  コンタクト層
５  コンタクト層
６  トレンチ
７  酸化層
４０  層
４１  層
４２  層
４３  層
４４  層
４５  層
４６  層
４７  層
５０  層
５１  層
５２  層
５３  層
５４  層
５５  層
５６  層
５７  層
ＢＶ＿ｍｏｓ  ＭＯＳ構造の降伏電圧
ＢＶ＿ｐｎ  ＰＮダイオードの降伏電圧
ＢＶ＿ｓｃｈｏｔｔｋｙ  ショットキーダイオードの降伏電圧
Ｄｏｘ  酸化層を有するトレンチの深さ部分
Ｄｐ  Ｓｉ又はポリＳｉを有する各トレンチの深さ部分
Ｄｔ  各トレンチの深さ
Ｔｏ  酸化層の厚み
Ｗｍ  各トレンチ間の間隔
Ｗｔ  各トレンチの幅
Ｗｐ０  マスク上のｐ領域の幅
【図１】
2008519447.tif 000003
【図２】
2008519447.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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