(57)【要約】【課題】従来の半導体装置では、ショットキーバリアダイオードのカソード領域でのシート抵抗値が低減し難いという問題があった。【解決手段】本発明の半導体装置では、Ｎ型の単結晶シリコン基板２上にＮ型のエピタキシャル層３が形成されている。エピタキシャル層３には、基板２に達するようにトレンチ６、７が形成され、トレンチ６、７は導電性金属１５、１６により埋設されている。そして、トレンチ６、７内の導電性金属１５、１６はカソード領域の電流経路として用いられる。この構造により、ショットキーバリアダイオード１のカソード領域でのシート抵抗値が低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、
前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、
前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２０】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項１９に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、
前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の半導体装置。
【請求項２３】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置。
【請求項２４】
カソード領域として用いられる半導体層と、
前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、
前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、
前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、
前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２５】
前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、
前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、
前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、
前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする請求項２４に記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする請求項２５に記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする請求項２６に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低抵抗化されたカソード領域を有するダイオードを実現する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置の一実施例として、下記の可変容量ダイオードが知られている。Ｎ型の不純物が導入された半導体基板上には、Ｎ型の不純物が導入されたエピタキシャル層が形成されている。そして、エピタキシャル層の第１領域には、カソード領域として用いられるＮ型の拡散層が半導体基板に達するまで拡散されている。当該Ｎ型の拡散層は、Ｎ型のエピタキシャル層よりも高不純物濃度の拡散層である。一方、エピタキシャル層の第２領域には、Ｎ型の拡散層及びＰ型の拡散層が形成され、当該Ｎ型の拡散層及びＰ型の拡散層によりＰＮ接合が形成されている。そして、エピタキシャル層の第２領域のＰ型の拡散層上にはアノード電極が形成され、アノード電極上にはバンプが形成されている。また、エピタキシャル層の第１領域のＮ型の拡散層上には一対のカソード電極が形成され、カソード電極上にはバンプが形成されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３１１６７５号公報（第７−８頁、第１０図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、従来の半導体装置では、エピタキシャル層の第２領域に形成されたＰＮ接合を介して可変容量ダイオードが形成されている。可変容量ダイオードでは、エピタキシャル層の第１領域に形成されたＮ型の拡散層が半導体基板まで拡散されることで、半導体基板が電流経路として用いられる。Ｎ型の半導体基板は、Ｎ型のエピタキシャル層よりも高不純物濃度で形成されているが、そのシート抵抗値は高く、カソード領域でのシート抵抗値を低減し難いという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した各事情に鑑みて成されたものであり、本発明の半導体装置では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属がカソード領域の電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【０００５】
また、本発明では、前記半導体層には、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【０００６】
また、本発明では、前記エピタキシャル層上には絶縁層が形成され、前記絶縁層に開口された開口部を介して前記ショットキーバリア用金属層は前記エピタキシャル層とショットキー接合し、前記開口部内の前記ショットキーバリア用金属層の周辺部下方に位置する前記エピタキシャル層には、逆導電型の拡散層が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、ショットキーバリア用金属層の周辺部下方での空乏層の曲率変化を小さくし、電界集中を防ぎ、半導体装置の耐圧特性の劣化が防止される。
【０００７】
また、本発明では、前記エピタキシャル層の一主面上に前記カソード電極及び前記アノード電極を被覆するように樹脂封止体が形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、実装基板への実装構造において、アンダーフィルが不要となり、リワーク性が向上される。
【０００８】
また、本発明では、前記樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介して前記カソード電極及び前記アノード電極と接続するバンプが形成されていることを特徴とする。従って、本発明では、半導体層の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されることで、フリップチップ実装が可能となる。
【０００９】
また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属がカソード領域の電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００１０】
また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【００１１】
また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００１２】
また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【００１３】
また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記一主面側からトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００１４】
また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板まで達し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【００１５】
また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極と、前記半導体層の一主面側にショットキー接合するショットキーバリア用金属層と、前記ショットキーバリア用金属層と接続するアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層と導電性金属が接続し、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００１６】
また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記ショットキー接合の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【００１７】
また、本発明では、カソード領域として用いられる半導体層と、前記半導体層に形成されたアノード領域として用いられる拡散層と、前記半導体層の一主面側に形成されたカソード電極及びアノード電極とを有し、前記一主面と対向する前記半導体層の他の主面側には、カソード領域として用いられる金属層が形成され、前記半導体層には前記半導体層を貫通するトレンチが形成され、前記トレンチは導電性金属により埋設され、前記導電性金属は前記カソード電極及び前記金属層と接続していることを特徴とする。従って、本発明では、金属層と導電性金属が接続し、金属層及び導電性金属が電流経路となり、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００１８】
また、本発明では、前記半導体層は、一導電型の基板上に一導電型のエピタキシャル層が堆積されて成り、前記エピタキシャル層には前記アノード領域としての拡散層の周囲に一導電型の拡散層が形成され、前記トレンチは前記基板及び前記エピタキシャル層を貫通し、且つ、前記一導電型の拡散層の形成領域に配置され、前記トレンチは前記導電性金属により埋設されていることを特徴とする。従って、本発明では、一導電型の拡散層によりカソード電極−アノード電極間がショートすることを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、半導体基板の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されている。半導体基板の一主面側からトレンチが形成され、トレンチは導電性金属により埋設されている。この構造により、導電性金属はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００２０】
また、本発明では、半導体基板の他の主面側に金属層が形成されている。この構造により、金属層はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００２１】
また、本発明では、トレンチを埋設する導電性金属が、半導体基板の他の主面側の金属層と接続している。この構造により、導電性金属及び金属層はカソード領域の電流経路として用いられ、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減される。
【００２２】
また、本発明では、エピタキシャル層とショットキー接合するショットキーバリア用金属層の周辺部の下方にＰ型の拡散層が形成されている。この構造により、ショットキーバリア用金属層の周辺部近傍では、空乏層の終端領域での曲率変化が小さくなり、ダイオードの耐圧特性が向上される。
【００２３】
また、本発明では、半導体基板の一主面側にカソード電極及びアノード電極が形成されている。この構造により、フリップチップ実装が可能となり、ワイヤボンディング方式と比較して、半導体装置の小型化及び薄型化が実現される。
【００２４】
また、本発明では、半導体基板の他の主面側に金属層が形成されている。この構造により、金属層はヒートスプレッダーとして用いられ、半導体装置の放熱性が向上される。
【００２５】
また、本発明では、半導体基板の一主面側に樹脂封止体が形成され、樹脂封止体に形成されたコンタクトホールを介してバンプが形成されている。この構造により、ワイヤボンディング方式と比較して、使用される材料（半田）の低融点化が図れ、実装時の熱応力が低減される。
【００２６】
また、本発明では、半導体基板の一主面側に樹脂封止体及びバンプが形成されている。この構造により、実装基板への実装構造において、アンダーフィルが不要となり、リワーク性が向上される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明の第１の実施の形態である半導体装置について、図１〜図２を参照し、詳細に説明する。図１は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図２（Ａ）は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【００２８】
先ず、図１に示す如く、ショットキーバリアダイオード１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板２と、Ｎ型のエピタキシャル層３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層４、５と、カソード領域として用いられるトレンチ６、７と、Ｐ型の拡散層８、９と、絶縁層１０と、ショットキーバリア用金属層１１と、アノード電極１２と、カソード電極１３、１４とから構成されている。
【００２９】
Ｎ型のエピタキシャル層３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板２上面に堆積されている。そして、基板２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板２をＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板２上に１層のエピタキシャル層３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【００３０】
Ｎ型の拡散層４、５が、エピタキシャル層３に形成されている。Ｎ型の拡散層４、５は、ショットキーバリアダイオード１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層４、５は、エピタキシャル層３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層４、５は、例えば、基板２及びエピタキシャル層３の周囲に一環状に形成されている。
【００３１】
トレンチ６、７が、基板２に達するようにエピタキシャル層３に形成されている。トレンチ６、７は、Ｎ型の拡散層４、５の形成領域に形成され、Ｎ型の拡散層４、５を貫通して基板２まで達している。そして、トレンチ６、７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ６、７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１５、１６により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード１では、トレンチ６、７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ６、７が、導電性金属１５、１６により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ６、７が、Ｎ型の拡散層４、５の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層１１周囲の基板２及びエピタキシャル層３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層４、５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【００３２】
Ｐ型の拡散層８、９が、エピタキシャル層３に形成されている。Ｐ型の拡散層８、９は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層１１の端部１７、１８下方に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層８、９は、例えば、１〜２（μｍ）の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層１１の端部１７、１８での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード１の耐圧特性が向上される。
【００３３】
絶縁層１０が、エピタキシャル層３上に形成されている。絶縁層１０は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１０にコンタクトホール１９、２０、２１が形成されている。
【００３４】
ショットキーバリア用金属層１１が、エピタキシャル層３上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層１１は、例えば、チタン（Ｔｉ）層である。ショットキーバリア用金属層１１は、Ｐ型の拡散層８とＰ型の拡散層９との間に位置し、絶縁層１０に形成されたコンタクトホール２０を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層１１とエピタキシャル層３とが接する面には、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ２）層のシリサイド層２２が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層１１のシリサイド層２２とエピタキシャル層３とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン（Ｔｉ）層に替えて、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層２２として、タングステンシリサイド（ＷＳｉ２）層、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）層、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ２）層、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）層、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ２）層等が形成される。
【００３５】
アノード電極１２が、ショットキーバリア用金属層１１と接続するように形成されている。アノード電極１２は、例えば、バリアメタル層上にアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００３６】
カソード電極１３、１４が、絶縁層１０に形成されたコンタクトホール１９、２１を埋設するように、エピタキシャル層３上に形成されている。カソード電極１３、１４は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。そして、カソード電極１３、１４は、コンタクトホール１９、２１を介して導電性金属１５、１６と接続している。
【００３７】
この構造により、Ｎ型の拡散層４、５の形成領域では、トレンチ６、７内の導電性金属１５、１６は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ６、７内の導電性金属１５、１６、カソード領域であるＮ型の単結晶シリコン基板２、Ｎ型のエピタキシャル層３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【００３８】
次に、図２（Ａ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード３１は、図１を用いて上述したショットキーバリアダイオード１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図１に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図１での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【００３９】
図２（Ａ）に示すように、ショットキーバリアダイオード３１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板２と、Ｎ型のエピタキシャル層３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層４、５と、カソード領域として用いられるトレンチ６、７と、Ｐ型の拡散層８、９と、絶縁層１０と、ショットキーバリア用金属層１１と、アノード電極１２と、カソード電極１３、１４と、樹脂封止体３２と、バンプ３３、３４、３５とから構成されている。
【００４０】
樹脂封止体３２が、エピタキシャル層３上にアノード電極１２及びカソード電極１３、１４を被覆するように形成されている。樹脂封止体３２は、少なくともアノード電極１２及びカソード電極１３、１４が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体３２には、アノード電極１２及びカソード電極１３、１４の一部が露出するように、コンタクトホール３６、３７、３８が形成されている。
【００４１】
バンプ３３、３４、３５が、樹脂封止体３２に形成されたコンタクトホール３６、３７、３８を埋設するように形成されている。バンプ３３、３４、３５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール３６、３７、３８を介して露出するアノード電極１２、カソード電極１３、１４には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層３９、４０、４１が形成されている。ＵＢＭ層３９、４０、４１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ３３、３４、３５は、ＵＢＭ層３９、４０、４１を介してそれぞれアノード電極１２、カソード電極１３、１４と接続している。
【００４２】
図２（Ｂ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード３１が、実装基板４２の導電パターン４３、４４、４５上に実装されている。導電パターン４３、４４、４５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン４３、４４、４５上の半田を溶融させ、バンプ３３、３４、３５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板４２上にショットキーバリアダイオード３１を固着させている。尚、実装基板４２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン４３、４４、４５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【００４３】
この構造により、ショットキーバリアダイオード３１は、実装基板４２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板４２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、ショットキーバリアダイオード３１では、樹脂封止体３２が形成され、バンプ３３、３４、３５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板４２上のショットキーバリアダイオード３１が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード３１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【００４４】
尚、本実施の形態では、トレンチ６、７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１５、１６を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ６、７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード３１にバンプ３３、３４、３５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板４２の導電パターン４３、４４、４５上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード３１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施の形態である半導体装置について、図３〜図４を参照し、詳細に説明する。図３は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図４（Ａ）は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すＰＮ接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【００４６】
図３に示す如く、ＰＮ接合ダイオード５１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板５２と、Ｎ型のエピタキシャル層５３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層５４、５５と、カソード領域として用いられるトレンチ５６、５７と、アノード領域として用いられるＰ型の拡散層５８と、絶縁層５９と、アノード電極６０と、カソード電極６１、６２とから構成されている。
【００４７】
Ｎ型のエピタキシャル層５３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板５２上面に堆積されている。そして、基板５２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板５２を、例えば、ＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層５３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板５２上に１層のエピタキシャル層５３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【００４８】
Ｎ型の拡散層５４、５５が、エピタキシャル層５３に形成されている。Ｎ型の拡散層５４、５５は、ＰＮ接合ダイオード５１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層５４、５５は、エピタキシャル層５３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板５２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層５４、５５は、例えば、基板５２及びエピタキシャル層５３の周囲に一環状に形成されている。
【００４９】
トレンチ５６、５７が、基板５２に達するようにエピタキシャル層５３に形成されている。トレンチ５６、５７は、Ｎ型の拡散層５４、５５の形成領域に形成され、Ｎ型の拡散層５４、５５を貫通して基板５２まで達している。そして、トレンチ５６、５７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ５６、５７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属６３、６４により埋設されている。この構造により、ＰＮ接合ダイオード５１では、トレンチ５６、５７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ５６、５７が、導電性金属６３、６４により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ５６、５７が、Ｎ型の拡散層５４、５５の形成領域内に配置され、例えば、Ｐ型の拡散層５８周囲の基板５２及びエピタキシャル層５３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層５４、５５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【００５０】
Ｐ型の拡散層５８が、エピタキシャル層５３に形成されている。Ｐ型の拡散層５８は、ＰＮ接合ダイオード５１のアノード領域として用いられる。
【００５１】
絶縁層５９が、エピタキシャル層５３上に形成されている。絶縁層５９は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層５９にコンタクトホール６５、６６、６７が形成されている。
【００５２】
アノード電極６０が、絶縁層５９に形成されたコンタクトホール６６を埋設するように、エピタキシャル層５３上に形成されている。アノード電極６０は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００５３】
カソード電極６１、６２が、絶縁層５９に形成されたコンタクトホール６５、６７を埋設するように、エピタキシャル層５３上に形成されている。カソード電極６１、６２は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００５４】
この構造により、Ｎ型の拡散層５４、５５の形成領域では、トレンチ５６、５７内の導電性金属６３、６４は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ５６、５７内の導電性金属６３、６４、カソード領域であるＮ型の単結晶シリコン基板５２、Ｎ型のエピタキシャル層５３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【００５５】
次に、図４（Ａ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード７１は、図３を用いて上述したＰＮ接合ダイオード５１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図３に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図３での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【００５６】
図４（Ａ）に示すように、ＰＮ接合ダイオード７１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板５２と、Ｎ型のエピタキシャル層５３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層５４、５５と、カソード領域として用いられるトレンチ５６、５７と、Ｐ型の拡散層５８と、絶縁層５９と、アノード電極６０と、カソード電極６１、６２と、樹脂封止体７２と、バンプ７３、７４、７５とから構成されている。
【００５７】
樹脂封止体７２が、エピタキシャル層５３上にアノード電極６０及びカソード電極６１、６２を被覆するように形成されている。樹脂封止体７２は、少なくともアノード電極６０及びカソード電極６１、６２が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体７２には、アノード電極６０及びカソード電極６１、６２の一部が露出するように、コンタクトホール７６、７７、７８が形成されている。
【００５８】
バンプ７３、７４、７５が、樹脂封止体７２に形成されたコンタクトホール７６、７７、７８を埋設するように形成されている。バンプ７３、７４、７５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール７６、７７、７８を介して露出するアノード電極６０、カソード電極６１、６２には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層７９、８０、８１が形成されている。ＵＢＭ層７９、８０、８１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ７３、７４、７５は、ＵＢＭ層７９、８０、８１を介してそれぞれアノード電極６０、カソード電極６１、６２と接続している。
【００５９】
図４（Ｂ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード７１が、実装基板８２の導電パターン８３、８４、８５上に実装されている。導電パターン８３、８４、８５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン８３、８４、８５上の半田を溶融させ、バンプ７３、７４、７５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板８２上にＰＮ接合ダイオード７１を固着させている。尚、実装基板８２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン８３、８４、８５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【００６０】
この構造により、ＰＮ接合ダイオード７１は、実装基板８２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板８２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、ＰＮ接合ダイオード７１では、樹脂封止体７２が形成され、バンプ７３、７４、７５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板８２上のＰＮ接合ダイオード７１が不良となった場合には、ＰＮ接合ダイオード７１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【００６１】
尚、本実施の形態では、トレンチ５６、５７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属６３、６４を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ５６、５７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ＰＮ接合ダイオード７１にバンプ７３、７４、７５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板８２の導電パターン８３、８４、８５上にバンプを形成し、当該バンプ上にＰＮ接合ダイオード７１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００６２】
次に、本発明の第３の実施の形態である半導体装置について、図５〜図６を参照し、詳細に説明する。図５は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図６（Ａ）は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【００６３】
先ず、図５に示す如く、ショットキーバリアダイオード９１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板９２と、Ｎ型のエピタキシャル層９３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層９４、９５と、カソード領域として用いられるトレンチ９６、９７と、Ｐ型の拡散層９８、９９と、絶縁層１００と、ショットキーバリア用金属層１０１と、アノード電極１０２と、カソード電極１０３、１０４と、金属層１０５とから構成されている。
【００６４】
Ｎ型のエピタキシャル層９３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板９２上面に堆積されている。そして、基板９２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板９２をＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層９３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板９２上に１層のエピタキシャル層９３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【００６５】
Ｎ型の拡散層９４、９５が、エピタキシャル層９３に形成されている。Ｎ型の拡散層９４、９５は、ショットキーバリアダイオード９１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層９４、９５は、エピタキシャル層９３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板９２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層９４、９５は、例えば、基板９２及びエピタキシャル層９３の周囲に一環状に形成されている。
【００６６】
トレンチ９６、９７が、基板９２に達するようにエピタキシャル層９３に形成されている。トレンチ９６、９７は、Ｎ型の拡散層９４、９５の形成領域に形成され、Ｎ型の拡散層９４、９５を貫通して基板９２まで達している。そして、トレンチ９６、９７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ９６、９７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１０６、１０７により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード９１では、トレンチ９６、９７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ９６、９７が、導電性金属１０６、１０７により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、Ｎ型の拡散層９４、９５の形成領域では、トレンチ９６、９７内の導電性金属１０６、１０７は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ９６、９７が、Ｎ型の拡散層９４、９５の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層１０１周囲の基板９２及びエピタキシャル層９３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層９４、９５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【００６７】
Ｐ型の拡散層９８、９９が、エピタキシャル層９３に形成されている。Ｐ型の拡散層９８、９９は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層１０１の端部１０８、１０９下方に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層９８、９９は、例えば、１〜２（μｍ）の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層１０１の端部１０８、１０９での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード９１の耐圧特性が向上される。
【００６８】
絶縁層１００が、エピタキシャル層９３上に形成されている。絶縁層１００は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１００にコンタクトホール１１０、１１１、１１２が形成されている。
【００６９】
ショットキーバリア用金属層１０１が、エピタキシャル層９３上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層１０１は、例えば、チタン（Ｔｉ）層である。ショットキーバリア用金属層１０１は、Ｐ型の拡散層９８とＰ型の拡散層９９との間に位置し、絶縁層１００に形成されたコンタクトホール１１１を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層１０１とエピタキシャル層９３とが接する面には、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ２）層のシリサイド層１１３が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層１０１のシリサイド層１１３とエピタキシャル層９３とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン（Ｔｉ）層に替えて、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層１１３として、タングステンシリサイド（ＷＳｉ２）層、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）層、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ２）層、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）層、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ２）層等が形成される。
【００７０】
アノード電極１０２が、ショットキーバリア用金属層１０１と接続するように形成されている。アノード電極１０２は、例えば、バリアメタル層上にアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００７１】
カソード電極１０３、１０４が、絶縁層１００に形成されたコンタクトホール１１０、１１２を埋設するように、エピタキシャル層９３上に形成されている。カソード電極１０３、１０４は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。そして、カソード電極１０３、１０４は、コンタクトホール１１０、１１２を介して導電性金属１０６、１０７と接続している。
【００７２】
金属層１０５が、基板９２の裏面１１４側に形成されている。金属層１０５は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）膜から成り、ショットキーバリアダイオード９１のカソード領域として用いられる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ９６、９７内の導電性金属１０６、１０７、Ｎ型の単結晶シリコン基板９２、金属層１０５、Ｎ型の単結晶シリコン基板９２、Ｎ型のエピタキシャル層９３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【００７３】
次に、図６（Ａ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード１２１は、図５を用いて上述したショットキーバリアダイオード９１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図５に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図５での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【００７４】
図６（Ａ）に示すように、ショットキーバリアダイオード１２１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板９２と、Ｎ型のエピタキシャル層９３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層９４、９５と、カソード領域として用いられるトレンチ９６、９７と、Ｐ型の拡散層９８、９９と、絶縁層１００と、ショットキーバリア用金属層１０１と、アノード電極１０２と、カソード電極１０３、１０４と、金属層１０５と、樹脂封止体１２２と、バンプ１２３、１２４、１２５とから構成されている。
【００７５】
樹脂封止体１２２が、エピタキシャル層９３上にアノード電極１０２及びカソード電極１０３、１０４を被覆するように形成されている。樹脂封止体１２２は、少なくともアノード電極１０２及びカソード電極１０３、１０４が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体１２２には、アノード電極１０２及びカソード電極１０３、１０４の一部が露出するように、コンタクトホール１２６、１２７、１２８が形成されている。
【００７６】
バンプ１２３、１２４、１２５が、樹脂封止体１２２に形成されたコンタクトホール１２６、１２７、１２８を埋設するように形成されている。バンプ１２３、１２４、１２５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール１２６、１２７、１２８を介して露出するアノード電極１０２、カソード電極１０３、１０４には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層１２９、１３０、１３１が形成されている。ＵＢＭ層１２９、１３０、１３１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ１２３、１２４、１２５は、ＵＢＭ層１２９、１３０、１３１を介してそれぞれアノード電極１０２、カソード電極１０３、１０４と接続している。
【００７７】
図６（Ｂ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード１２１が、実装基板１３２の導電パターン１３３、１３４、１３５上に実装されている。導電パターン１３３、１３４、１３５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン１３３、１３４、１３５上の半田を溶融させ、バンプ１２３、１２４、１２５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板１３２上にショットキーバリアダイオード１２１を固着させている。尚、実装基板１３２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン１３３、１３４、１３５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【００７８】
この構造により、ショットキーバリアダイオード１２１は、実装基板１３２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板１３２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、基板９２の裏面１０４側である金属層１０５が、実装基板１３２に対して上側に配置されることで、金属層１０５がヒートスプレッダーとしての役割を担い、放熱性が向上される。また、ショットキーバリアダイオード１２１では、樹脂封止体１２２が形成され、バンプ１２３、１２４、１２５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板１３２上のショットキーバリアダイオード１２１が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード１２１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【００７９】
尚、本実施の形態では、金属層１０５が基板９２の裏面１０４側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板９２の裏面１０４側には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン酸化膜が形成され、基板９２の裏面１０４の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層１０５が、アルミ（Ａｌ）膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層１０５として、アルミ−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜、アルミ−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）膜、アルミ−銅（Ａｌ−Ｃｕ）膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ（Ｔｉ−ＴｉＮ−Ａｌ）膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層１０５の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ９６、９７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１０６、１０７を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ９６、９７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード１２１にバンプ１２３、１２４、１２５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板１３２の導電パターン１３３、１３４、１３５上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード１２１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００８０】
次に、本発明の第４の実施の形態である半導体装置について、図７〜図８を参照し、詳細に説明する。図７は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図８（Ａ）は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すＰＮ接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【００８１】
図７に示す如く、ＰＮ接合ダイオード１４１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板１４２と、Ｎ型のエピタキシャル層１４３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層１４４、１４５と、カソード領域として用いられるトレンチ１４６、１４７と、アノード領域として用いられるＰ型の拡散層１４８と、絶縁層１４９と、アノード電極１５０と、カソード電極１５１、１５２と、金属層１５３とから構成されている。
【００８２】
Ｎ型のエピタキシャル層１４３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板１４２上面に堆積されている。そして、基板１４２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板１４２を、例えば、ＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層１４３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板１４２上に１層のエピタキシャル層１４３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【００８３】
Ｎ型の拡散層１４４、１４５が、エピタキシャル層１４３に形成されている。Ｎ型の拡散層１４４、１４５は、ＰＮ接合ダイオード１４１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層１４４、１４５は、エピタキシャル層１４３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板１４２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層１４４、１４５は、例えば、基板１４２及びエピタキシャル層１４３の周囲に一環状に形成されている。
【００８４】
トレンチ１４６、１４７が、基板１４２に達するようにエピタキシャル層１４３に形成されている。トレンチ１４６、１４７は、Ｎ型の拡散層１４４、１４５の形成領域に形成され、Ｎ型の拡散層１４４、１４５を貫通して基板１４２まで達している。そして、トレンチ１４６、１４７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ１４６、１４７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１５４、１５５により埋設されている。この構造により、ＰＮ接合ダイオード１４１では、トレンチ１４６、１４７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ１４６、１４７が、導電性金属１５４、１５５により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。尚、トレンチ１４６、１４７が、Ｎ型の拡散層１４４、１４５の形成領域内に配置され、例えば、Ｐ型の拡散層１４８周囲の基板１４２及びエピタキシャル層１４３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層１４４、１４５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【００８５】
Ｐ型の拡散層１４８が、エピタキシャル層１４３に形成されている。Ｐ型の拡散層１４８は、ＰＮ接合ダイオード１４１のアノード領域として用いられる。
【００８６】
絶縁層１４９が、エピタキシャル層１４３上に形成されている。絶縁層１４９は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１４９にコンタクトホール１５６、１５７、１５８が形成されている。
【００８７】
アノード電極１５０が、絶縁層１４９に形成されたコンタクトホール１５７を埋設するように、エピタキシャル層１４３上に形成されている。アノード電極１５０は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００８８】
カソード電極１５１、１５２が、絶縁層１４９に形成されたコンタクトホール１５６、１５８を埋設するように、エピタキシャル層１４３上に形成されている。カソード電極１５１、１５２は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【００８９】
金属層１５３が、基板１４２の裏面１５９側に形成されている。金属層１５３は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）膜から成り、ＰＮ接合ダイオード１４１のカソード領域として用いられる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ１４６、１４７内の導電性金属１５４、１５５、Ｎ型の単結晶シリコン基板１４２、金属層１５３、Ｎ型の単結晶シリコン基板１４２、Ｎ型のエピタキシャル層１４３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【００９０】
次に、図８（Ａ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード１６１は、図７を用いて上述したＰＮ接合ダイオード１４１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図７に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図７での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【００９１】
図８（Ａ）に示すように、ＰＮ接合ダイオード１６１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板１４２と、Ｎ型のエピタキシャル層１４３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層１４４、１４５と、カソード領域として用いられるトレンチ１４６、１４７と、Ｐ型の拡散層１４８と、絶縁層１４９と、アノード電極１５０と、カソード電極１５１、１５２と、金属層１５３と、樹脂封止体１６２と、バンプ１６３、１６４、１６５とから構成されている。
【００９２】
樹脂封止体１６２が、エピタキシャル層１４３上にアノード電極１５０及びカソード電極１５１、１５２を被覆するように形成されている。樹脂封止体１６２は、少なくともアノード電極１５０及びカソード電極１５１、１５２が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体１６２には、アノード電極１５０及びカソード電極１５１、１５２の一部が露出するように、コンタクトホール１６６、１６７、１６８が形成されている。
【００９３】
バンプ１６３、１６４、１６５が、樹脂封止体１６２に形成されたコンタクトホール１６６、１６７、１６８を埋設するように形成されている。バンプ１６３、１６４、１６５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール１６６、１６７、１６８を介して露出するアノード電極１５０、カソード電極１５１、１５２には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層１６９、１７０、１７１が形成されている。ＵＢＭ層１６９、１７０、１７１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ１６３、１６４、１６５は、ＵＢＭ層１６９、１７０、１７１を介してそれぞれアノード電極１５０、カソード電極１５１、１５２と接続している。
【００９４】
図８（Ｂ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード１６１が、実装基板１７２の導電パターン１７３、１７４、１７５上に実装されている。導電パターン１７３、１７４、１７５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン１７３、１７４、１７５上の半田を溶融させ、バンプ１６３、１６４、１６５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板１７２上にＰＮ接合ダイオード１６１を固着させている。尚、実装基板１７２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン１７３、１７４、１７５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【００９５】
この構造により、ＰＮ接合ダイオード１６１は、実装基板１７２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板１７２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、ＰＮ接合ダイオード１６１では、樹脂封止体１６２が形成され、バンプ１６３、１６４、１６５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板１７２上のＰＮ接合ダイオード１６１が不良となった場合には、ＰＮ接合ダイオード１６１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【００９６】
尚、本実施の形態では、金属層１５３が基板１４２の裏面１５９側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板１４２の裏面１５９側には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン酸化膜が形成され、基板１４２の裏面１５９の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層１５３が、アルミ（Ａｌ）膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層１５３として、アルミ−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜、アルミ−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）膜、アルミ−銅（Ａｌ−Ｃｕ）膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ（Ｔｉ−ＴｉＮ−Ａｌ）膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層１５３の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ１４６、１４７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１５４、１５５を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ１４６、１４７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ＰＮ接合ダイオード１６１にバンプ１６３、１６４、１６５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板１７２の導電パターン１７３、１７４、１７５上にバンプを形成し、当該バンプ上にＰＮ接合ダイオード１６１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００９７】
次に、本発明の第５の実施の形態である半導体装置について、図９〜図１０を参照し、詳細に説明する。図９は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図１０（Ａ）は、本実施の形態であるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示すショットキーバリアダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【００９８】
先ず、図９に示す如く、ショットキーバリアダイオード１８１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板１８２と、Ｎ型のエピタキシャル層１８３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層１８４、１８５と、カソード領域として用いられるトレンチ１８６、１８７と、Ｐ型の拡散層１８８、１８９と、絶縁層１９０と、ショットキーバリア用金属層１９１と、アノード電極１９２と、カソード電極１９３、１９４と、金属層１９５とから構成されている。
【００９９】
Ｎ型のエピタキシャル層１８３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板１８２上面に堆積されている。そして、基板１８２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板１８２をＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層１８３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板１８２上に１層のエピタキシャル層１８３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【０１００】
Ｎ型の拡散層１８４、１８５が、エピタキシャル層１８３に形成されている。Ｎ型の拡散層１８４、１８５は、ショットキーバリアダイオード１８１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層１８４、１８５は、エピタキシャル層１８３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板１８２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層１８４、１８５は、例えば、基板１８２及びエピタキシャル層１８３の周囲に一環状に形成されている。
【０１０１】
トレンチ１８６、１８７が、基板１８２及びエピタキシャル層１８３を貫通するように形成されている。そして、トレンチ１８６、１８７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ１８６、１８７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１９６、１９７により埋設されている。この構造により、ショットキーバリアダイオード１８１では、トレンチ１８６、１８７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ１８６、１８７が、導電性金属１９６、１９７により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、基板１８２及びＮ型の拡散層１８４、１８５の形成領域では、トレンチ１８６、１８７内の導電性金属１９６、１９７は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ１８６、１８７が、Ｎ型の拡散層１８４、１８５の形成領域内に配置され、例えば、ショットキーバリア用金属層１９１周囲の基板１８２及びエピタキシャル層１８３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層１８４、１８５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【０１０２】
Ｐ型の拡散層１８８、１８９が、エピタキシャル層１８３に形成されている。Ｐ型の拡散層１８８、１８９は、アノード電極となるショットキーバリア用金属層１９１の端部１９８、１９９下方に形成されている。そして、Ｐ型の拡散層１８８、１８９は、例えば、１〜２（μｍ）の拡散深さを有する。この構造により、ショットキーバリア用金属層１９１の端部１９８、１９９での電界集中が緩和され、ショットキーバリアダイオード１８１の耐圧特性が向上される。
【０１０３】
絶縁層１９０が、エピタキシャル層１８３上に形成されている。絶縁層１９０は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層１９０にコンタクトホール２００、２０１、２０２が形成されている。
【０１０４】
ショットキーバリア用金属層１９１が、エピタキシャル層１８３上面に形成されている。ショットキーバリア用金属層１９１は、例えば、チタン（Ｔｉ）層である。ショットキーバリア用金属層１９１は、Ｐ型の拡散層１８８とＰ型の拡散層１８９との間に位置し、絶縁層１９０に形成されたコンタクトホール２０１を埋設するように形成されている。ショットキーバリア用金属層１９１とエピタキシャル層１８３とが接する面には、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ２）層のシリサイド層２０３が形成されている。そして、ショットキーバリア用金属層１９１のシリサイド層２０３とエピタキシャル層１８３とでショットキーバリアダイオードが構成されている。尚、チタン（Ｔｉ）層に替えて、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属を用いても良い。この場合には、シリサイド層２０３として、タングステンシリサイド（ＷＳｉ２）層、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ２）層、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ２）層、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ２）層、プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ２）層等が形成される。
【０１０５】
アノード電極１９２が、ショットキーバリア用金属層１９１と接続するように形成されている。アノード電極１９２は、例えば、バリアメタル層上にアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【０１０６】
カソード電極１９３、１９４が、絶縁層１９０に形成されたコンタクトホール２００、２０２を埋設するように、エピタキシャル層１８３上に形成されている。カソード電極１９３、１９４は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。そして、カソード電極１９３、１９４は、コンタクトホール２００、２０２を介して導電性金属１９６、１９７と接続している。
【０１０７】
金属層１９５が、基板１８２の裏面２０４側に形成されている。金属層１９５は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）膜から成り、ショットキーバリアダイオード１８１のカソード領域として用いられる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ１８６、１８７内の導電性金属１９６、１９７、金属層１９５、Ｎ型の単結晶シリコン基板１８２、Ｎ型のエピタキシャル層１８３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【０１０８】
次に、図１０（Ａ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード２１１は、図９を用いて上述したショットキーバリアダイオード１８１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図９に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図９での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【０１０９】
図１０（Ａ）に示すように、ショットキーバリアダイオード２１１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板１８２と、Ｎ型のエピタキシャル層１８３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層１８４、１８５と、カソード領域として用いられるトレンチ１８６、１８７と、Ｐ型の拡散層１８８、１８９と、絶縁層１９０と、ショットキーバリア用金属層１９１と、アノード電極１９２と、カソード電極１９３、１９４と、金属層１９５と、樹脂封止体２１２と、バンプ２１３、２１４、２１５とから構成されている。
【０１１０】
樹脂封止体２１２が、エピタキシャル層１８３上にアノード電極１９２及びカソード電極１９３、１９４を被覆するように形成されている。樹脂封止体２１２は、少なくともアノード電極１９２及びカソード電極１９３、１９４が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体２１２には、アノード電極１９２及びカソード電極１９３、１９４の一部が露出するように、コンタクトホール２１６、２１７、２１８が形成されている。
【０１１１】
バンプ２１３、２１４、２１５が、樹脂封止体２１２に形成されたコンタクトホール２１６、２１７、２１８を埋設するように形成されている。バンプ２１３、２１４、２１５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール２１６、２１７、２１８を介して露出するアノード電極１９２、カソード電極１９３、１９４には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層２１９、２２０、２２１が形成されている。ＵＢＭ層２１９、２２０、２２１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ２１３、２１４、２１５は、ＵＢＭ層２１９、２２０、２２１を介してそれぞれアノード電極１９２、カソード電極１９３、１９４と接続している。
【０１１２】
図１０（Ｂ）に示す如く、ショットキーバリアダイオード２１１が、実装基板２２２の導電パターン２２３、２２４、２２５上に実装されている。導電パターン２２３、２２４、２２５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン２２３、２２４、２２５上の半田を溶融させ、バンプ２１３、２１４、２１５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板２２２上にショットキーバリアダイオード２１１を固着させている。尚、実装基板２２２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン２２３、２２４、２２５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【０１１３】
この構造により、ショットキーバリアダイオード２１１は、実装基板２２２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板２２２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、基板１８２の裏面２０４側である金属層１９５が、実装基板２２２に対して上側に配置されることで、金属層１９５がヒートスプレッダーとしての役割を担い、放熱性が向上される。また、ショットキーバリアダイオード２１１では、樹脂封止体２１２が形成され、バンプ２１３、２１４、２１５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板２２２上のショットキーバリアダイオード２１１が不良となった場合には、ショットキーバリアダイオード２１１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【０１１４】
尚、本実施の形態では、金属層１９５が基板１８２の裏面２０４側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板１８２の裏面２０４側には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン酸化膜が形成され、基板１８２の裏面２０４の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層１９５が、アルミ（Ａｌ）膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層１９５として、アルミ−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜、アルミ−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）膜、アルミ−銅（Ａｌ−Ｃｕ）膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ（Ｔｉ−ＴｉＮ−Ａｌ）膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層１９５の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ１８６、１８７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属１９６、１９７を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ１８６、１８７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ショットキーバリアダイオード２１１にバンプ２１３、２１４、２１５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板２２２の導電パターン２２３、２２４、２２５上にバンプを形成し、当該バンプ上にショットキーバリアダイオード２１１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【０１１５】
次に、本発明の第６の実施の形態である半導体装置について、図１１〜図１２を参照し、詳細に説明する。図１１は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図１２（Ａ）は、本実施の形態であるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示すＰＮ接合ダイオードの実装された構造を説明するための断面図である。
【０１１６】
図１１に示す如く、ＰＮ接合ダイオード２３１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板２３２と、Ｎ型のエピタキシャル層２３３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層２３４、２３５と、カソード領域として用いられるトレンチ２３６、２３７と、アノード領域として用いられるＰ型の拡散層２３８と、絶縁層２３９と、アノード電極２４０と、カソード電極２４１、２４２と、金属層２４３とから構成されている。
【０１１７】
Ｎ型のエピタキシャル層２３３が、Ｎ型の単結晶シリコン基板２３２上面に堆積されている。そして、基板２３２の厚みは、例えば、５０〜２００（μｍ）であり、４００（μｍ）の基板２３２を、例えば、ＢＧ（Ｂａｃｋ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）法により研磨し、その膜厚が調整されている。また、エピタキシャル層２３３の膜厚は、例えば、１．５〜１０（μｍ）である。尚、本実施の形態では、基板２３２上に１層のエピタキシャル層２３３が形成されている場合を示すが、この場合に限定するものではない。例えば、基板上面に複数のエピタキシャル層が積層されている場合でも良い。
【０１１８】
Ｎ型の拡散層２３４、２３５が、エピタキシャル層２３３に形成されている。Ｎ型の拡散層２３４、２３５は、ＰＮ接合ダイオード２３１のアニュラリングとして用いられる。そして、Ｎ型の拡散層２３４、２３５は、エピタキシャル層２３３よりも高不純物濃度となるように形成され、基板２３２と連結するように拡散されている。尚、Ｎ型の拡散層２３４、２３５は、例えば、基板２３２及びエピタキシャル層２３３の周囲に一環状に形成されている。
【０１１９】
トレンチ２３６、２３７が、基板２３２及びエピタキシャル層２３３を貫通するように形成されている。そして、トレンチ２３６、２３７は、例えば、ドライエッチングにより形成され、トレンチ２３６、２３７は、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属２４４、２４５により埋設されている。この構造により、ＰＮ接合ダイオード２３１では、トレンチ２３６、２３７を用いたカソード領域が実現されている。そして、トレンチ２３６、２３７が、導電性金属２４４、２４５により埋設されることで、カソード領域でのシート抵抗値が大幅に低減されている。その結果、基板２３２及びＮ型の拡散層２３４、２３５の形成領域では、トレンチ２３６、２３７内の導電性金属２４４、２４５は、シート抵抗値が小さく、電流経路となる。尚、トレンチ２３６、２３７が、Ｎ型の拡散層２３４、２３５の形成領域内に配置され、例えば、Ｐ型の拡散層２３８周囲の基板２３２及びエピタキシャル層２３３に一環状に形成されている。そして、Ｎ型の拡散層２３４、２３５は不純物濃度が高濃度であり、その表面は反転し難く、アノード電極−カソード電極間がショートすることを防止できる。
【０１２０】
Ｐ型の拡散層２３８が、エピタキシャル層２３３に形成されている。Ｐ型の拡散層２３８は、ＰＮ接合ダイオード２３１のアノード領域として用いられる。
【０１２１】
絶縁層２３９が、エピタキシャル層２３３上に形成されている。絶縁層２３９は、ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ）膜等により、形成されている。そして、公知のフォトリソグラフィ技術を用い、例えば、ＣＨＦ３またはＣＦ４系のガスを用いたドライエッチングにより、絶縁層２３９にコンタクトホール２４６、２４７、２４８が形成されている。
【０１２２】
アノード電極２４０が、絶縁層２３９に形成されたコンタクトホール２４７を埋設するように、エピタキシャル層２３３上に形成されている。アノード電極２４０は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【０１２３】
カソード電極２４１、２４２が、絶縁層２３９に形成されたコンタクトホール２４６、２４８を埋設するように、エピタキシャル層２３３上に形成されている。カソード電極２４１、２４２は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）層、あるいは、アルミシリコン（ＡｌＳｉ）層が積層された構造である。
【０１２４】
金属層２４３が、基板２３２の裏面２４９側に形成されている。金属層２４３は、例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミ（Ａｌ）膜から成り、ＰＮ接合ダイオード２３１のカソード領域として用いられる。そして、矢印（一点鎖線）で図示したように、カソード領域では、自由キャリア（電子）は、トレンチ２３６、２３７内の導電性金属２４４、２４５、金属層２４３、Ｎ型の単結晶シリコン基板２３２、Ｎ型のエピタキシャル層２３３の順序に通過する。尚、矢印（一点鎖線）の方向は電流通過の方向を示している。
【０１２５】
次に、図１２（Ａ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード２５１は、図１１を用いて上述したＰＮ接合ダイオード２５１を樹脂封止し、バンプを形成した構造である。従って、図１１に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符番を付し、図１１での説明を参照し、ここではその説明を割愛する。
【０１２６】
図１２（Ａ）に示すように、ＰＮ接合ダイオード２５１は、主に、Ｎ型の単結晶シリコン基板２３２と、Ｎ型のエピタキシャル層２３３と、アニュラリングとして用いられるＮ型の拡散層２３４、２３５と、カソード領域として用いられるトレンチ２３６、２３７と、Ｐ型の拡散層２３８と、絶縁層２３９と、アノード電極２４０と、カソード電極２４１、２４２と、金属層２４３と、樹脂封止体２５２と、バンプ２５３、２５４、２５５とから構成されている。
【０１２７】
樹脂封止体２５２が、エピタキシャル層２３３上にアノード電極２４０及びカソード電極２４１、２４２を被覆するように形成されている。樹脂封止体２５２は、少なくともアノード電極２４０及びカソード電極２４１、２４２が形成された側面を被覆するように形成されている。そして、樹脂封止体２５２には、アノード電極２４０及びカソード電極２４１、２４２の一部が露出するように、コンタクトホール２５６、２５７、２５８が形成されている。
【０１２８】
バンプ２５３、２５４、２５５が、樹脂封止体２５２に形成されたコンタクトホール２５６、２５７、２５８を埋設するように形成されている。の一側面側に形成されている。バンプ２５３、２５４、２５５は、例えば、半田、金等から形成されている。ここで、コンタクトホール２５６、２５７、２５８を介して露出するアノード電極２４０、カソード電極２４１、２４２には、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ）層２５９、２６０、２６１が形成されている。ＵＢＭ層２５９、２６０、２６１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）から成り、スパッタ蒸着法、メッキ法等により形成されている。そして、バンプ２５３、２５４、２５５は、ＵＢＭ層２５９、２６０、２６１を介してそれぞれアノード電極２４０、カソード電極２４１、２４２と接続している。
【０１２９】
図１２（Ｂ）に示す如く、ＰＮ接合ダイオード２５１が、実装基板２６２の導電パターン２６３、２６４、２６５上に実装されている。導電パターン２６３、２６４、２６５上には、例えば、スクリーン印刷により半田（図示せず）が塗布されている。そして、導電パターン２６３、２６４、２６５上の半田を溶融させ、バンプ２５３、２５４、２５５の一部を溶融させ、合金化させることで、実装基板２６２上にＰＮ接合ダイオード２５１を固着させている。尚、実装基板２６２としては、プリント基板、セラミック基板、フレキシブルシート基板または金属基板等である。また、導電パターン２６３、２６４、２６５は、銅（Ｃｕ）配線、金（Ａｕ）配線、ニッケル（Ｎｉ）配線等である。
【０１３０】
この構造により、ＰＮ接合ダイオード２５１は、実装基板２６２に対してフリップチップ実装となり、ワイヤボンディング方式と比較して小型化及び薄型化が可能となる。更に、実装基板２６２上に半田接合されることで、ワイヤボンディング方式と比較して低融点接合となり、実装時の熱応力が低減される。また、ＰＮ接合ダイオード２５１では、樹脂封止体２５２が形成され、バンプ２５３、２５４、２５５を介して実装される構造となり、アンダーフィルが不要となる。そして、例えば、実装基板２６２上のＰＮ接合ダイオード２５１が不良となった場合には、ＰＮ接合ダイオード２５１のみを交換すればよく、リワーク性が向上される。
【０１３１】
尚、本実施の形態では、金属層２４３が基板２３２の裏面２４９側に露出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、基板２３２の裏面２４９側には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、シリコン酸化膜が形成され、基板２３２の裏面２４９の絶縁性が実現される場合でもよい。また、本実施の形態では、金属層２４３が、アルミ（Ａｌ）膜から形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、金属層２４３として、アルミ−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）膜、アルミ−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）膜、アルミ−銅（Ａｌ−Ｃｕ）膜またはチタン−チタンナイトライド−アルミ（Ｔｉ−ＴｉＮ−Ａｌ）膜を用いる場合でも、同様な効果を得ることができる。また、金属層２４３の膜厚も使用目的等に応じて任意の設計変更が可能である。また、本実施の形態では、トレンチ２３６、２３７を埋設する材料として、銅（Ｃｕ）、アルミ（Ａｌ）等の導電性金属２４４、２４５を用いる場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、不純物が多量に導入され、低抵抗化が図られたポリシリコンにより、トレンチ２３６、２３７が埋設されている場合でもよい。また、本実施の形態では、ＰＮ接合ダイオード２５１にバンプ２５３、２５４、２５５が形成される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、実装基板２６２の導電パターン２６３、２６４、２６５上にバンプを形成し、当該バンプ上にＰＮ接合ダイオード２５１を固着する場合でもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施の形態におけるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における（Ａ）ショットキーバリアダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における（Ａ）ＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ＰＮ接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における（Ａ）ショットキーバリアダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。
【図８】本発明の実施の形態における（Ａ）ＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ＰＮ接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるショットキーバリアダイオードを説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における（Ａ）ショットキーバリアダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ショットキーバリアダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における（Ａ）ＰＮ接合ダイオードを説明するための断面図であり、（Ｂ）ＰＮ接合ダイオードが実装された構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１  ショットキーバリアダイオード
２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
３  Ｎ型のエピタキシャル層
４  Ｎ型の拡散層
５  Ｎ型の拡散層
６  トレンチ
７  トレンチ
８  Ｐ型の拡散層
９  Ｐ型の拡散層
１０  絶縁層
１１  ショットキーバリア用金属層
１２  アノード電極
１３  カソード電極
１４  カソード電極
１５  導電性金属
１６  導電性金属
２０  コンタクトホール
３２  樹脂封止体
３３  バンプ
３４  バンプ
３５  バンプ
３６  コンタクトホール
３７  コンタクトホール
３８  コンタクトホール
５１  ＰＮ接合ダイオード
５２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
５３  Ｎ型のエピタキシャル層
５４  Ｎ型の拡散層
５５  Ｎ型の拡散層
５６  トレンチ
５７  トレンチ
５８  Ｐ型の拡散層
６０  アノード電極
６１  カソード電極
６２  カソード電極
６３  導電性金属
６４  導電性金属
７２  樹脂封止体
７３  バンプ
７４  バンプ
７５  バンプ
７６  コンタクトホール
７７  コンタクトホール
７８  コンタクトホール
９１  ショットキーバリアダイオード
９２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
９３  Ｎ型のエピタキシャル層
９４  Ｎ型の拡散層
９５  Ｎ型の拡散層
９６  トレンチ
９７  トレンチ
９８  Ｐ型の拡散層
９９  Ｐ型の拡散層
１００  絶縁層
１０１  ショットキーバリア用金属層
１０２  アノード電極
１０３  カソード電極
１０４  カソード電極
１０５  金属層
１０６  導電性金属
１０７  導電性金属
１１１  コンタクトホール
１２２  樹脂封止体
１２３  バンプ
１２４  バンプ
１２５  バンプ
１２６  コンタクトホール
１２７  コンタクトホール
１２８  コンタクトホール
１４１  ＰＮ接合ダイオード
１４２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
１４３  Ｎ型のエピタキシャル層
１４４  Ｎ型の拡散層
１４５  Ｎ型の拡散層
１４６  トレンチ
１４７  トレンチ
１４８  Ｐ型の拡散層
１５０  アノード電極
１５１  カソード電極
１５２  カソード電極
１５３  金属層
１５４  導電性金属
１５５  導電性金属
１６２  樹脂封止体
１６３  バンプ
１６４  バンプ
１６５  バンプ
１６６  コンタクトホール
１６７  コンタクトホール
１６８  コンタクトホール
１８１  ショットキーバリアダイオード
１８２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
１８３  Ｎ型のエピタキシャル層
１８４  Ｎ型の拡散層
１８５  Ｎ型の拡散層
１８６  トレンチ
１８７  トレンチ
１８８  Ｐ型の拡散層
１８９  Ｐ型の拡散層
１９０  絶縁層
１９１  ショットキーバリア用金属層
１９２  アノード電極
１９３  カソード電極
１９４  カソード電極
１９５  金属層
１９６  導電性金属
１９７  導電性金属
２０１  コンタクトホール
２１２  樹脂封止体
２１３  バンプ
２１４  バンプ
２１５  バンプ
２１６  コンタクトホール
２１７  コンタクトホール
２１８  コンタクトホール
２３１  ＰＮ接合ダイオード
２３２  Ｎ型の単結晶シリコン基板
２３３  Ｎ型のエピタキシャル層
２３４  Ｎ型の拡散層
２３５  Ｎ型の拡散層
２３６  トレンチ
２３７  トレンチ
２３８  Ｐ型の拡散層
２４０  アノード電極
２４１  カソード電極
２４２  カソード電極
２４３  金属層
２４４  導電性金属
２４５  導電性金属
２５２  樹脂封止体
２５３  バンプ
２５４  バンプ
２５５  バンプ
２５６  コンタクトホール
２５７  コンタクトホール
２５８  コンタクトホール
【図１】
2008085190.tif 000003
【図２】
2008085190.tif 000004
【図３】
2008085190.tif 000005
【図４】
2008085190.tif 000006
【図５】
2008085190.tif 000007
【図６】
2008085190.tif 000008
【図７】
2008085190.tif 000009
【図８】
2008085190.tif 000010
【図９】
2008085190.tif 000011
【図１０】
2008085190.tif 000012
【図１１】
2008085190.tif 000013
【図１２】
2008085190.tif 000014