(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層が形成され、該バリア金属層上に電極金属層が形成されたショットキーバリアダイオードにおいて、
前記バリア金属層のうち前記導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に、前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属が埋め込まれ、前記金属の下端部は、前記導電体中に埋め込まれていることを特徴とするショットキーバリアダイオード。
【請求項２】
前記金属の組成は、前記電極金属層と同一の組成であることを特徴とする請求項１記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項３】
前記導電体の上面は、凹面であることを特徴とする請求項１または２記載のショットキーバリアダイオード。
【請求項４】
半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層を形成し、該バリア金属層上に電極金属層を形成するショットキーバリアダイオードの製造方法において、
前記導電体の上面に凹部を形成し、前記バリア金属層のうち前記凹部の上部の領域を選択除去して開口を形成し、前記凹部及び前記開口内に前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、前記金属上及び前記バリア金属層上に前記電極金属層を形成することを特徴とするショットキーバリアダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショットキーバリアダイオード及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体と金属とを接合することにより、この界面に生じるショットキー障壁を利用したショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
このＳＢＤは、順方向に所定の電圧を印加した場合に、電圧降下が小さく、かつ、逆方向に所定の電圧を印加した場合に、漏れ電流が小さいことが好ましいとされている。
【０００３】
図８は、従来のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の一例を示す断面図であり、このＳＢＤ１は、シリコン基板（半導体基板）２の表面（一主面）２ａにトレンチ３が形成され、このトレンチ３の内面にシリコン酸化膜からなる絶縁膜４が形成され、このトレンチ３内には多結晶シリコンからなる導電体５が埋め込まれ、これらシリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４の最上面４ａ及び導電体５の上面５ａは面一とされ、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層６及び電極金属層７が積層されている。
このＳＢＤ１は、シリコン基板２の表面２ａにトレンチ３を形成し、このトレンチ３の内面に絶縁膜４を形成し、この絶縁膜４により囲まれたトレンチ３内に多結晶シリコンからなる導電体５を埋め込み、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層６及び電極金属層７を積層することにより作製することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８２８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のＳＢＤ１では、その電気的特性が、電極金属層７あるいはその上に形成された半田（図示略）等からの引っ張り応力や圧縮応力等の外部応力に対して非常に敏感であるために、例えば、バリア金属層６と導電体５との接合界面に電極金属層７等から外部応力が作用した場合、バリア金属層６及び導電体５の熱膨張率とシリコン基板２及び絶縁膜４の熱膨張率との違いにより、この外部応力がトレンチ３の側壁上面付近に集中し、その結果、逆方向電流（ＩＲ）が増加し、最悪の場合、シリコン基板２に反りが生じる虞があるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、バリア金属層と導電体との接合界面に電極金属層等から生じる外部応力が作用した場合においても、この応力をバリア金属層内にて分散させることにより、外部応力がトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和することができ、したがって、逆方向電流（ＩＲ）を小さくすることができるショットキーバリアダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層が形成され、該バリア金属層上に電極金属層が形成されたショットキーバリアダイオードにおいて、前記バリア金属層のうち前記導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に、前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属が埋め込まれた構成とすれば、電極金属層に引っ張り応力等の応力が生じた場合においても、バリア金属層に埋め込まれた金属が電極金属層からバリア金属層に加わる引っ張り応力等の応力を分散させ、よって、この応力がトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和し、その結果、逆方向電流（ＩＲ）が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の請求項１記載のショットキーバリアダイオードは、半導体基板の一主面にトレンチが形成され、該トレンチの内面に絶縁膜が形成されるとともに前記トレンチ内に導電体が埋め込まれ、該導電体上にバリア金属層が形成され、該バリア金属層上に電極金属層が形成されたショットキーバリアダイオードにおいて、前記バリア金属層のうち前記導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に、前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属が埋め込まれ、前記金属の下端部は、前記導電体中に埋め込まれていることを特徴とする。
【０００９】
このショットキーバリアダイオードでは、バリア金属層のうち導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に、前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を埋め込んだことにより、電極金属層に生じた引っ張り応力等の応力がバリア金属層に作用した場合に、前記金属が前記電極金属層からバリア金属層に加わる応力を分散させ、この応力がトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和する。これにより、トレンチの側壁上面付近への応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加が抑制される。
【００１０】
請求項２記載のショットキーバリアダイオードは、請求項１記載のショットキーバリアダイオードにおいて、前記金属の組成は、前記電極金属層と同一の組成であることを特徴とする。
このショットキーバリアダイオードでは、前記金属の組成を前記電極金属層と同一の組成としたことにより、バリア金属層に埋め込まれた金属と電極金属層との熱膨張率が同一となり、前記金属と前記電極金属層との間の熱膨張率の差に起因する反り、割れ、剥離等の不具合が生じる虞が無くなる。
【００１１】
前記金属の下端部は、前記導電体中に埋め込まれている。
このショットキーバリアダイオードでは、前記金属の下端部を前記導電体中に埋め込むことにより、前記金属と前記導電体との接合強度が高まる。これにより、バリア金属層に電極金属層からの引っ張り応力等の外部応力が加わった場合においても、前記金属を含むバリア金属層と導電体との間に反り、剥離等の不具合が生じる虞がなくなる。
【００１２】
請求項３記載のショットキーバリアダイオードは、請求項１または２記載のショットキーバリアダイオードにおいて、前記導電体の上面は、凹面であることを特徴とする。
このショットキーバリアダイオードでは、前記導電体の上面を凹面としたことにより、前記導電体上に積層されるバリア金属層及び電極金属層の上面にも、前記凹面と類似形状の凹面が形成されることとなり、よって、この凹面が電極金属層に半田等を接合させる際の半田溜まりとなり、半田接合時における半田の流れ等を防止する。
【００１３】
請求項４記載のショットキーバリアダイオードの製造方法は、半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層を形成し、該バリア金属層上に電極金属層を形成するショットキーバリアダイオードの製造方法において、前記導電体の上面に凹部を形成し、前記バリア金属層のうち前記凹部の上部の領域を選択除去して開口を形成し、前記凹部及び前記開口内に前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、前記金属上及び前記バリア金属層上に前記電極金属層を形成することを特徴とする。
【００１４】
このショットキーバリアダイオードの製造方法では、導電体上に形成されたバリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域またはその近傍を含む領域を選択除去して開口を形成し、該開口内に前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させる。
これにより、バリア金属層の所定位置に精度良く前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させることが可能になる。
よって、バリア金属層のうち導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に該バリア金属層より熱膨張率が高い金属を埋め込むことにより、電極金属層からの応力を分散させてトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和し、この応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制したショットキーバリアダイオードを、容易に製造することが可能である。
【００１５】
他のショットキーバリアダイオードの製造方法は、半導体基板の一主面にトレンチを形成し、該トレンチの内面に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜が形成されたトレンチ内に導電体を埋め込み、該導電体上にバリア金属層を形成し、該バリア金属層上に電極金属層を形成するショットキーバリアダイオードの製造方法において、前記バリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域またはその近傍を含む領域を選択除去して開口を形成し、該開口内及び前記バリア金属層上に該バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、前記開口内及び前記バリア金属層上に前記金属からなる電極金属層を形成することを特徴とする。  
【００１６】
このショットキーバリアダイオードの製造方法では、導電体上に形成されたバリア金属層のうち前記導電体上の一部の領域またはその近傍を含む領域を選択除去して開口を形成し、該開口内及び前記バリア金属層上に該バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、前記開口内及び前記バリア金属層上に前記金属からなる電極金属層を形成する。
これにより、バリア金属層の開口内及び該バリア金属層上に精度良く前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層を形成することが可能になる。
よって、バリア金属層の開口内及び該バリア金属層上に、該バリア金属層より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層を形成することにより、電極金属層からの応力を分散させてトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和し、この応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制したショットキーバリアダイオードを、容易に製造することが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の請求項１記載のショットキーバリアダイオードによれば、バリア金属層のうち導電体層上の一部の領域またはその近傍を含む領域に、前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を埋め込んだので、電極金属層に生じた引っ張り応力等の応力がバリア金属層に作用した場合においても、バリア金属層に埋め込まれた金属が前記応力を分散させることにより、当該応力がトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和することができる。したがって、トレンチの側壁上面付近への応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制することができる。
【００１８】
請求項２記載のショットキーバリアダイオードによれば、バリア金属層より熱膨張率が高い金属の組成を電極金属層と同一の組成としたので、バリア金属層に埋め込まれた金属と電極金属層との熱膨張率が一致することとなり、このバリア金属層に埋め込まれた金属と電極金属層との間における反り、割れ、剥離等の不具合を防止することができる。
【００１９】
請求項３記載のショットキーバリアダイオードによれば、バリア金属層より熱膨張率が高い金属の下端部を導電体中に埋め込んだので、この金属と導電体との接合強度を高めることができ、この金属を含むバリア金属層と導電体との間における反り、剥離等の不具合を防止することができる。
【００２０】
請求項４記載のショットキーバリアダイオードによれば、導電体の上面を凹面としたので、この導電体上に積層されるバリア金属層及び電極金属層の上面にも前記凹面と類似形状の凹面が形成されることとなり、この凹面を電極金属層に半田等を接合させる際の半田溜まりとすることで、半田接合時における半田の流れ等を防止することができる。
【００２１】
請求項５記載のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域またはその近傍を含む領域を選択除去して開口を形成し、該開口内に前記バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、前記金属上及びバリア金属層上に電極金属層を形成するので、バリア金属層内の所定位置に、このバリア金属層より熱膨張率が高い金属を精度良く堆積させることができる。したがって、電極金属層からバリア金属層に加わる応力を効率的に分散させてトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和し、この応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制したショットキーバリアダイオードを、容易に作製することができる。
【００２２】
請求項６記載のショットキーバリアダイオードの製造方法によれば、バリア金属層のうち導電体上の一部の領域またはその近傍を含む領域を選択除去して開口を形成し、前記開口内及びバリア金属層上に該バリア金属層より熱膨張率が高い金属を堆積させ、開口内及び前記バリア金属層上に前記金属からなる電極金属層を形成するので、バリア金属層内及び該バリア金属層上の所定位置に、このバリア金属層より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層を精度良く形成することができる。したがって、電極金属層からバリア金属層に加わる応力を効率的に分散させてトレンチの側壁上面付近に集中するのを緩和し、この応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制したショットキーバリアダイオードを、容易に作製することができる。
また、開口内に金属を堆積させる工程と、バリア金属層上に電極金属層を形成する工程とを、１つの工程で行うことができるので、工程に要する時間の短縮及び製造設備の効率化を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤの製造方法を示す過程図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤの製造方法を示す過程図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤの製造方法を示す過程図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を示す断面図である。
【図８】従来のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明のショットキーバリアダイオード及びその製造方法を実施するための形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００２５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）を示す断面図であり、図１においては、図８と同一の構成要素には同一の符号を付してある。
図１において、符号１１はショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）であり、シリコン基板（半導体基板）２の表面（一主面）２ａに断面矩形状のトレンチ３が形成され、このトレンチ３の内面にはシリコン酸化膜からなる絶縁膜４が形成され、この絶縁膜４が形成されたトレンチ３内には多結晶シリコンからなる導電体５が埋め込まれ、このシリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４の最上面４ａ及び導電体５の上面５ａは面一とされ、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層１２及び電極金属層７が積層されている。
【００２６】
このバリア金属層１２は、Ｍｏ（線膨張率：４．９×１０−６／Ｋ）、Ｐｔ（線膨張率：８．９×１０−６／Ｋ）、Ｃｒ（線膨張率：６．２×１０−６／Ｋ）、Ｔｉ（線膨張率：８．５×１０−６／Ｋ）等の金属、またはこれらの金属のうち１種または２種以上を含む合金により構成されている。なお、これらの線膨張率は、所定温度における一例を示している。
ここで、上記のＭｏ等の金属の体膨張率は、概ね線膨張率の３倍程度である。
【００２７】
このバリア金属層１２の導電体５上の領域には、開口１３が形成されている。
この開口１３の下端１３ａ側の開口面積は、導電体５の上面の面積より狭く、この開口１３の断面形状は、上端１３ｂから下端１３ａに向かって漸次拡大するテーパ状とされている。この開口１３内には、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高い金属１４が埋め込まれている。
【００２８】
この金属１４は、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高ければよく、特に限定されないが、例えば、Ａｌ（線膨張率：２．３８６×１０−５／Ｋ）、Ｃｕ（線膨張率：１．６２×１０−５／Ｋ）、Ｐｄ（線膨張率：１．１７６×１０−５／Ｋ）等の金属、またはこれらの金属のうち１種または２種以上を含む合金により構成されている。なお、バリア金属層１２と同様に、これらの線膨張率も、所定温度における一例を示している。
【００２９】
このように、シリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層１２が形成され、このバリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内に、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高い金属１４が埋め込まれているので、電極金属層７に生じた引っ張り応力等の応力がバリア金属層１２に加わった場合、この金属１４が電極金属層７から加わる応力を分散させ、この応力がトレンチ３の側壁上面付近に集中するのを緩和する。これにより、このＳＢＤ１１におけるトレンチ３の側壁上面付近への応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加が抑制される。
【００３０】
次に、ＳＢＤ１１の製造方法について、図２及び図３に基づき説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板２の表面２ａを熱酸化し、トレンチ形成用マスクとなるシリコン酸化膜からなる絶縁膜２１を形成する。
次いで、この絶縁膜２１上にレジスト２２を塗布し、露光及び現像を行い、レジスト２２のトレンチに対応する位置に開口２２ａを形成する。
次いで、開口２２ａが形成されたレジスト２２をマスクとして、絶縁膜２１をエッチングし、この絶縁膜２１のトレンチに対応する位置に開口２１ａを形成する。
【００３１】
次いで、レジスト２２を除去し、図２（ｂ）に示すように、開口２１ａが形成された絶縁膜２１をマスクとして、シリコン基板２の表面２ａに四フッ化炭素（ＣＦ４）と酸素（Ｏ２）との混合ガスを用いた異方性エッチングを施し、シリコン基板２の表面２ａに断面矩形状のトレンチ３を形成する。その後、絶縁膜２１を除去する。
【００３２】
次いで、図２（ｃ）に示すように、トレンチ３内を含むシリコン基板２の表面２ａ全面を熱酸化し、シリコン基板２の表面２ａ及びトレンチ３内にシリコン酸化膜からなる絶縁膜２３を形成する。
次いで、絶縁膜２３上に、熱ＣＶＤ法により多結晶シリコンからなる導電材２４を堆積させる。これにより、トレンチ３内を含む絶縁膜２３全面に導電材２４が堆積されることとなる。
【００３３】
次いで、図２（ｄ）に示すように、この導電材２４をプラズマＣＶＤエッチングによりエッチングし、トレンチ３内を除く部分に堆積された導電材２４を除去するとともに、メサ部の絶縁膜２３を露出させる。
次いで、エッチング溶液としてフッ酸を用いた等方性エッチングによりシリコン基板２の表面２ａ及びトレンチ３内に残った導電材２４の表面をエッチングする。これにより、トレンチ３内に残った絶縁膜２３は絶縁膜４となり、トレンチ３内の導電材２４は導電体５となり、シリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４の最上面４ａ及び導電体５の上面５ａは面一となる。
【００３４】
次いで、図３（ａ）に示すように、蒸着法により、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉ等の金属をシリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４及び導電体５を覆うように堆積させ、金属層２５を形成する。
次いで、この金属層２５上にレジスト２６を塗布し、露光及び現像を行い、レジスト２６の導電体５上の位置に開口２６ａを形成する。
【００３５】
次いで、開口２６ａが形成されたレジスト２６をマスクとして、金属層２５をエッチングし、この金属層２５の導電体５上の位置に、上側から下側に向かって拡大されたテーパ状の開口２５ａを形成する。
これにより、金属層２５は、導電体５上の領域に開口１３が形成されたバリア金属層１２となる。
【００３６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、レジスト２６をマスクとした蒸着法により、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高いＡｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属を、開口１３内に堆積させる。これにより、開口１３内には金属２７が埋め込まれ、レジスト２６の上面２６ａには金属層２８が形成されることとなる。
【００３７】
次いで、リフトオフにより、レジスト２６を除去する。その結果、レジスト２６の上面２６ａに形成された金属層２７も同時に除去されることとなり、図３（ｃ）に示すように、バリア金属層１２の導電体５上の開口１３のみに、このバリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高い金属１４（２７）が埋め込まれることとなる。
【００３８】
次いで、図３（ｄ）に示すように、蒸着法により、金属１４を含むバリア金属層１２上に、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の電極用金属を堆積させ、電極金属層７を形成する。
以上により、本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ１１を作製することができる。
【００３９】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ１１によれば、シリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層１２が形成され、このバリア金属層１２の導電体５上の領域に開口１３が形成され、この開口１３内には、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高い金属１４が埋め込まれているので、電極金属層７に生じた引っ張り応力等の応力がバリア金属層１２に作用した場合においても、この応力をバリア金属層１２に埋め込まれた金属１４により分散させ、当該応力がトレンチ３の側壁上面付近に集中するのを緩和することができる。したがって、トレンチ３の側壁上面付近への応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制することができる。
【００４０】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ１１の製造方法によれば、金属層２５をシリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４及び導電体５を覆うように堆積させ、次いで、金属層２５をエッチングし、この金属層２５をバリア金属層１２とするとともに、この金属層２５の導電体５上の位置に開口２５ａを形成し、この開口２５ａ内にバリア金属層１２より熱膨張率が高い金属２７を堆積させるので、電極金属層７に生じた引っ張り応力等の応力がトレンチ３の側壁上面付近に集中するのを緩和することができ、したがって、トレンチ３の側壁上面付近への応力の集中に起因する逆方向電流（ＩＲ）の増加を抑制することができるＳＢＤ１１を、容易に製造することができる。
【００４１】
［第２の実施形態］
図４は、本発明の第２の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）３１を示す断面図であり、本実施形態のＳＢＤ３１が第１の実施形態のＳＢＤ１１と異なる点は、第１の実施形態のＳＢＤ１１では、シリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４の最上面４ａ及び導電体５の上面５ａを面一とし、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層１２及び電極金属層７を積層し、このバリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内にバリア金属層１２より熱膨張率が高い金属１４を埋め込んだのに対し、本実施形態のＳＢＤ３１では、導電体３２の上面を凹面３２ａとし、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体３２の凹面３２ａを覆うようにバリア金属層３３及び電極金属層３４を積層し、このバリア金属層３３の導電体３２上の領域に形成された開口３５内にバリア金属層３３より熱膨張率が高い金属３６を埋め込んだ点である。
【００４２】
このＳＢＤ３１では、導電体３２の凹面３２ａ上にバリア金属層３３及び電極金属層３４を積層したことにより、このバリア金属層３３の開口３５内に埋め込まれた金属３６の上面にも凹面３２ａと類似形状の凹面３６ａが形成され、電極金属層３４の上面にも凹面３２ａと類似形状の凹面３４ａが形成されている。
これら導電体３２、バリア金属層３３、電極金属層３４及び金属３６の組成等は、第１の実施形態の導電体５、バリア金属層１２、電極金属層７及び金属１４と全く同様であるから、説明を省略する。
【００４３】
この導電体３２の凹面３２ａは、第１の実施形態のＳＢＤ１１の製造方法にて、多結晶シリコン２４をプラズマを用いた異方性エッチングによりエッチングする際に、プラズマの照射位置及び照射時間を制御することにより形成することができる。
【００４４】
このＳＢＤ３１では、導電体３２の上面を凹面３２ａとしたことにより、この上のバリア金属層３３の開口３５内に埋め込まれた金属３６の上面にも凹面３２ａと類似形状の凹面３６ａが形成され、電極金属層３４の上面にも、凹面３２ａと類似形状の凹面３４ａが形成されることとなる。
この凹面３４ａは、電極金属層３４に電気的接合材料である半田等を接合させる際の半田溜まりとなり、半田接合時における半田の流れ等を防止し、接合した半田の位置精度が向上する。
【００４５】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ３１においても、第１の実施形態のＳＢＤ１１と同様の効果を奏することができる。
しかも、導電体３２の上面を凹面３２ａとし、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体３２の凹面３２ａを覆うようにバリア金属層３３及び電極金属層３４を積層したので、電極金属層３４の上面に形成された凹面３４ａが電極金属層３４に半田等を接合させる際の半田溜まりとして機能し、その結果、半田接合時における半田の流れ等を防止することができ、接合した半田の位置精度も向上させることができる。
【００４６】
なお、このＳＢＤ３１では、導電体３２の上面のみを凹面３２ａとしたが、導電体３２の上面に加えて絶縁膜４の最上面４ａを凹面３２ａと連続する凹面としてもよく、さらに、シリコン基板２の表面２ａのうちトレンチ３の側壁上面に当たる部分を凹面３２ａと連続する凹面としても、もちろんよい。
【００４７】
［第３の実施形態］
図５は、本発明の第３の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）４１を示す断面図であり、本実施形態のＳＢＤ４１が第１の実施形態のＳＢＤ１１と異なる点は、第１の実施形態のＳＢＤ１１では、バリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内に、バリア金属層１２より熱膨張率が高い金属１４を埋め込み、このバリア金属層１２及び金属１４を覆うように電極金属層７を積層したのに対し、本実施形態のＳＢＤ４１では、開口１３内に埋め込まれた金属とバリア金属層１２上に積層された電極金属層とを一体化するために、バリア金属層１２上及び該バリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内に、該バリア金属層１２より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層４２を形成した点である。
【００４８】
この電極金属層４２の上面の導電体５上の領域には凹面４２ａが形成されている。
この電極金属層４２は、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高ければよく、特に限定されないが、例えば、Ａｌ（線膨張率：２．３８６×１０−５／Ｋ）、Ｃｕ（線膨張率：１．６２×１０−５／Ｋ）、Ｐｄ（線膨張率：１．１７６×１０−５／Ｋ）等の金属、またはこれらの金属のうち１種または２種以上を含む合金により構成されている。
【００４９】
次に、ＳＢＤ４１の製造方法について、図６に基づき説明する。
ここでは、シリコン基板２の表面２ａを熱酸化してトレンチ形成用マスクとなる絶縁膜２１を形成する工程から、導電体５上の領域に開口１３が形成されたバリア金属層１２を形成する工程までは、第１の実施形態のＳＢＤ１１の製造方法と同一であるから、説明を省略する。
【００５０】
ここでは、図６（ａ）に示すように、導電体５上の領域に開口１３が形成されたバリア金属層１２を形成した後、バリア金属層１２上に形成されたレジスト２６を除去する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、蒸着法により、バリア金属層１２より熱膨張率（線膨張率及び体膨張率）が高いＡｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属を、開口１３内及びバリア金属層１２上に堆積させる。これにより、バリア金属層１２上及び該バリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内に、該バリア金属層１２より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層４２が形成されることとなり、この電極金属層４２の上面のうち開口１３上の領域には凹面４２ａが生じることとなる。
以上により、本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ４１を作製することができる。
【００５１】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ４１においても、第１の実施形態のＳＢＤ１１と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、バリア金属層１２上及び該バリア金属層１２の導電体５上の領域に形成された開口１３内に、該バリア金属層１２より熱膨張率が高い金属からなる電極金属層４２を形成したので、開口１３内に埋め込まれた金属とバリア金属層１２上に積層された電極金属層とを一体化することができ、この一体化された電極金属層４２には反り、割れ、剥離等の不具合が生じる虞が無い。
【００５２】
さらに、電極金属層４２の上面の導電体５上の領域に凹面４２ａを形成したので、電極金属層４２の上面に形成された凹面４２ａが電極金属層４２に半田等を接合させる際の半田溜まりとして機能し、その結果、半田接合時における半田の流れ等を防止することができ、接合した半田の位置精度も向上させることができる。
【００５３】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ４１の製造方法においても、第１の実施形態のＳＢＤ１１の製造方法と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、開口１３内に金属を堆積させる工程と、バリア金属層１２上に電極金属層を形成する工程とを、１つの工程で行うことができるので、工程に要する時間の短縮及び製造設備の効率化を図ることができ、製造コストを低減することができる。
【００５４】
［第４の実施形態］
図７は、本発明の第４の実施形態のトレンチ構造型のショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）５１を示す断面図であり、本実施形態のＳＢＤ５１が第１の実施形態のＳＢＤ１１と異なる点は、第１の実施形態のＳＢＤ１１では、シリコン基板２の表面２ａ、絶縁膜４の最上面４ａ及び導電体５の上面５ａを面一とし、これらシリコン基板２、絶縁膜４及び導電体５を覆うようにバリア金属層１２及び電極金属層７を積層し、このバリア金属層１２の導電体５上の領域に開口１３を形成し、この開口１３内にバリア金属層１２より熱膨張率が高い金属１４を埋め込んだのに対し、本実施形態のＳＢＤ５１では、導電体５の上面５ａに断面矩形状の凹部５２を形成し、この凹部５２を含む開口１３内にバリア金属層１２より熱膨張率が高い金属５３を埋め込んだ点である。
【００５５】
この金属５３は、凹部５２内にも埋め込まれた点が第１の実施形態の金属１４と異なるだけで、金属５３の組成等については第１の実施形態の金属１４と全く同様であるから、説明を省略する。
この導電体５の凹部５２は、第１の実施形態のＳＢＤ１１の製造方法にて、多結晶シリコン２４をプラズマを用いた異方性エッチングによりエッチングする際に、プラズマの照射位置及び照射時間を制御することにより形成することができる。また、多結晶シリコン２４上に、凹部５２に対応する位置に開口部が形成されたマスクを載置し、このマスクを用いて多結晶シリコン２４の表面をエッチングすることによっても形成することができる。
【００５６】
本実施形態のトレンチ構造型のＳＢＤ５１においても、第１の実施形態のＳＢＤ１１と同様の作用、効果を奏することができる。
しかも、導電体５の上面５ａに断面矩形状の凹部５２を形成し、この凹部５２を含む開口１３内にバリア金属層１２より熱膨張率が高い金属５３を埋め込んだので、この金属５３と導電体５との接合強度を高めることができ、この金属５３を含むバリア金属層１２と導電体５との間における反り、剥離等の不具合を防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１１  ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）
２  シリコン基板（半導体基板）
２ａ  表面（一主面）
３  トレンチ
４  絶縁膜
４ａ  最上面
５  導電体
５ａ  上面
７  電極金属層
１２  バリア金属層
１３  開口
１３ａ  下端
１３ｂ  上端
１４  熱膨張率が高い金属
２１  絶縁膜
２１ａ  開口
２２  レジスト
２２ａ  開口
２３  絶縁膜
２４  導電材
２５  金属層
２５ａ  開口
２６  レジスト
２６ａ  上面
２６ａ  開口
２７  金属
３１  ＳＢＤ
３２  導電体
３２ａ  凹面
３３  バリア金属層
３４  電極金属層
３５  開口
３６  金属
４１  ＳＢＤ
４２  電極金属層
４２ａ  凹面
５１  ＳＢＤ
５２  凹部
５３  熱膨張率が高い金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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