(57)【要約】【課題】整流用ダイオードの構成を有する半導体装置において、製造コストの増加を抑え、かつ、逆電圧に対する耐量を一定程度維持しつつ、静電耐量を向上することが容易な半導体装置を提供すること。【解決手段】Ｎ−層１２とＰ＋層１３との境界面において、不純物の濃度勾配ａを、１Ｅ１８から１Ｅ１９の範囲にしている。このようにすれば、高価な拡散ウェーハなどを利用してバルク抵抗をコントロールする従来技術よりも、はるかに簡便な手段によって静電耐量の向上を図ることができる。さらに、Ｎ−型ウェーハに対して両面拡散処理を行ってＮ＋層１１及びＰ＋層１３を形成する製造方法の採用も可能になるので、半導体装置の製造コストの低減化も容易になる。また、逆電圧に対する耐量も必要な範囲で維持可能である。【選択図】  図１
2004186462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の主面に露出した第１導電型の第１の導電層と、
前記第１の導電層に積層して形成されるとともに、第２の主面に露出した第１導電型の第２の導電層と、
前記第２の導電層の内部に選択的に形成されるとともに、前記第２の主面に露出した第２導電型の第３の導電層を有する半導体装置において、
前記第２の導電層と前記第３の導電層の境界面の不純物濃度勾配が約１Ｅ１８から約１Ｅ１９までの範囲になされたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１の導電層は、前記第１の主面から注入した不純物を高熱で拡散させて形成し、
前記第３の導電層は、前記第２の主面から注入した不純物を高熱で拡散させて形成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、半導体装置に係り、特に整流用ダイオードの構成を有する半導体装置に関するものである。
【従来の技術】
図２は、一般的な整流用ダイオードの構成を示す断面図である。図中、１１はＮ＋層、１２はＮ−層、１３はＰ＋層である。整流用ダイオード等の半導体装置がプリント基板や人体など静電気を帯電したものに接触することによって、半導体装置が破壊されることを防止するために、静電耐量（ＥＳＤ：ＥｌｅｃｔｒｏＳｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）の向上が図られている。
【０００２】
静電耐量は、Ｎ−層１２のＮ＋層１１とＰ＋層１３と挟まれた部分の抵抗、すなわちバルク抵抗を低減することが提案されている。（例えば、特許文献１。）バルク抵抗は、当該部分の比抵抗（バルク比抵抗）と幅（バルク幅）に依存している。すなわち、バルク比抵抗またはバルク幅を低減するとバルク抵抗も低減することが可能である。
【０００３】
しかしながら、バルク幅を低減するためには拡散ウェーハまたはエピタキシャルウェーハを利用する必要があるが、これらのウェーハは高価なものであり、製造コストの増加を招くことになる。そこで、製造コストの増加を避けるためには、バルク幅を変更せずにバルク比抵抗のみを大きく低減させればよい。ところが、バルク比抵抗とブレークダウン電圧とは比例関係にあるので、バルク比抵抗を大きく低減させると、ダイオードの逆電圧に対する耐量も大幅に低下させることになるので、整流用ダイオードに対してこの手段の採用することは困難である。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−５８８７０号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、整流用ダイオードの構成を有する半導体装置において、製造コストの増加を抑え、かつ、逆電圧に対する耐量を一定程度維持しつつ、静電耐量を向上することが容易な半導体装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、第１の主面に露出した第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層に積層して形成されるとともに、第２の主面に露出した第１導電型の第２の導電層と、前記第２の導電層の内部に選択的に形成されるとともに、前記第２の主面に露出した第２導電型の第３の導電層を有する半導体装置において、前記第２の導電層と前記第３の導電層の境界面の不純物濃度勾配が約１Ｅ１８から約１Ｅ１９までの範囲になされたことを特徴とするものとした。
【０００６】
したがって、本発明に係る半導体装置は、第２の導電層と第３の導電層の境界面の不純物濃度勾配を約１Ｅ１８から約１Ｅ１９までの範囲にしたので、発明者の評価によれば、静電耐量を拡散ウェーハまたはエピタキシャルウェーハを利用したときと同等またはそれ以上としつつ、静電耐量とトレードオフの関係にある逆電圧に対する耐量を一定の範囲に維持することができる。
【０００７】
また、本発明においては、前記第１の導電層は、前記第１の主面から注入した不純物を高熱で拡散させて形成し、前記第３の導電層は、前記第２の主面から注入した不純物を高熱で拡散させて形成するようにできる。このようにすれば、不純物を両方の主面から注入拡散させて形成する半導体装置に対しても上記手段を容易に適用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る半導体装置の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。また、図３は、不純物濃度勾配ａに対する静電耐量及び逆電圧耐量との関係を示すグラフである。なお、第１の実施の形態に係る半導体装置の具体的な構成は、以下の説明において図２に示したものとする。
【０００９】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る半導体装置は、Ｎ−層１２とＰ＋層１３との境界面において、不純物の濃度勾配ａを、１Ｅ１８から１Ｅ１９の範囲にしている。なお、不純物の濃度勾配ａは、数式１で表されるものとする。なお、この式において、ＸｊはＰ＋層１３を形成しているＰ型不純物の拡散深さ、ＮｏはＰ＋層１３の表面における不純物濃度、ＮＢＣはＮ−層１２の不純物濃度である。また当然のことながら、Ｘｊは、Ｎ−層１２とＰ＋層１３との境界面の深さの意味も持つ。
【００１０】
【数式１】
2004186462.tif 000003
【００１１】
発明者の研究によれば、図３のＢのように不純物の濃度勾配ａは静電耐量と比例関係にあり、図３のＡのように不純物の濃度勾配ａは逆電圧耐量と反比例関係にある。また、不純物の濃度勾配ａを約１Ｅ１８以上とすることによって、バルク比抵抗またはバルク幅を低減させたときと同様に静電耐量が向上することが分かった。なお、図２に示したような構造を持つ整流用ダイオードにおいては、一般的に逆電圧耐量を２００Ｖ前後必要とするので、不純物の濃度勾配ａの上限は１Ｅ１９程度となる。したがって、不純物の濃度勾配ａは、１Ｅ１８から１Ｅ１９の範囲とする必要がある。
【００１２】
以上のように、本発明の実施の形態に係る半導体装置は、Ｎ−層１２とＰ＋層１３との境界面の濃度勾配ａを上述の範囲にコントロールすることによって、逆電圧耐量を維持しながら静電耐量の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
したがって、高価な拡散ウェーハなどを利用してバルク抵抗をコントロールする従来技術よりも、はるかに簡便な手段によって静電耐量の向上を図ることができる。さらに、Ｎ−型ウェーハに対して両面拡散処理を行ってＮ＋層１１及びＰ＋層１３を形成する製造方法の採用も可能になるので、半導体装置の製造コストの低減化も容易になる。また、逆電圧に対する耐量も必要な範囲で維持可能である。
【００１４】
なお、以上の実施の形態の説明においては、図２に示した整流用ダイオードを事例として説明したが、本発明は整流用ダイオードとトランジスタとの複合構造を持つ半導体装置など、他の構造のものに対しても好ましく適用できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、第１の主面に露出した第１導電型の第１の導電層と、前記第１の導電層に積層して形成されるとともに、第２の主面に露出した第１導電型の第２の導電層と、前記第２の導電層の内部に選択的に形成されるとともに、前記第２の主面に露出した第２導電型の第３の導電層を有する半導体装置において、前記第２の導電層と前記第３の導電層の境界面の不純物濃度勾配が約１Ｅ１８から約１Ｅ１９までの範囲になされるようにしたので、製造コストの増加を抑え、かつ、逆電圧に対する耐量を一定程度維持しつつ、静電耐量を向上することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２】一般的な整流用ダイオードの構成を示す断面図である。
【図３】不純物濃度勾配ａに対する静電耐量及び逆電圧耐量との関係を示すグラフである。
【符号の簡単な説明】
１１  Ｎ＋層
１２  Ｎ−層
１３  Ｐ＋層
【図１】
2004186462.tif 000004
【図２】
2004186462.tif 000005
【図３】
2004186462.tif 000006