(57)【要約】トレンチショットキーバリア整流器及びその製造方法を開示する。トレンチショットキーバリア整流器は、（ａ）互いに対向した第１の面と第２の面を有し、第１の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するドリフト領域と、ドリフト領域より不純物が高濃度にドープされた第２の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するカソード領域とを有する半導体領域と、（ｂ）第１の面から半導体領域内に延び、半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の共通部を有する複数のトレンチと、（ｃ）トレンチの底部及びトレンチの側壁の下部に対応した半導体領域を覆う酸化層と、（ｄ）トレンチ内の酸化層上に配置されるポリシリコン領域と、（ｅ）トレンチの共通部において、ポリシリコン領域の一部及び酸化層の一部を覆う絶縁領域とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向した第１の面と第２の面を有し、該第１の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するドリフト領域と、該ドリフト領域より不純物が高濃度にドープされた上記第２の面の近傍の上記第１の伝導性タイプを有するカソード領域と有する半導体領域とを形成する工程と、
上記第１の面から上記半導体領域内に延び、該半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の場所で共通部を有する複数のトレンチを形成する工程と、
上記トレンチの底部及び該トレンチの側壁の下部に対応した半導体領域を覆う酸化層を形成する工程と、
上記トレンチ内の酸化層上に配置されるポリシリコン層を形成する工程と、
上記トレンチの共通部において、上記酸化層上に絶縁領域を形成する工程と、
上記ドリフト領域に隣接して、上記ドリフト領域とショットキー整流接触するアノード電極を形成する工程とを有するトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項２】
上記半導体領域の第２の面上にカソード電極を形成する工程を更に有する請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項３】
上記半導体領域を形成する工程は、
上記カソード領域に対応する半導体基板を準備する工程と、
上記ドリフト領域に対応するエピタキシャル半導体層を上記半導体基板に成長させる工程とを有することを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項４】
上記トレンチを形成する工程は、
上記半導体領域の第１の面上にパターンを有するマスク層を形成する工程と、
上記マスク層を介して上記トレンチをエッチングする工程とを有することを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項５】
上記トレンチは、上記ドリフト領域及び上記カソード領域まで延びるように深くエッチングされていることを特徴とする請求項４記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項６】
上記トレンチは、上記ドリフト領域まで延びるが、上記カソード領域内までは延びていないことを特徴とする請求項４記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項７】
上記酸化層、上記ポリシリコン層及び上記絶縁領域を形成する工程は、
上記半導体領域の第１の面上及び上記トレンチ内に酸化層を形成する工程と、
上記酸化層上にポリシリコン層を形成する工程と、
上記ポリシリコン層を、上記酸化層の一部が上記第１の面上及び上記トレンチの側壁の上部上に露出するようにエッチングする工程と、
上記酸化層及び上記エッチングされたポリシリコン層上に絶縁層を形成する工程と、
上記トレンチの共通部において、上記絶縁層上にエッチングされてパターン化された導電層を形成する工程と、
上記エッチングされてパターン化された導電層によって覆われていない上記絶縁層及び酸化層をエッチングする工程とを有することを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項８】
上記酸化層は、熱酸化により成長されることを特徴とする請求項７記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項９】
上記酸化層は、蒸着されることを特徴とする請求項７記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１０】
上記絶縁層は、ＢＰＳＧ層であることを特徴とする請求項７記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１１】
上記半導体領域は、シリコン半導体であることを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１２】
上記第１の伝導性タイプは、ｎ型伝導性であることを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１３】
上記絶縁領域は、ＢＰＳＧ領域であることを特徴とする請求項１記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１４】
ｎ型シリコン基板上にシリコンエピタキシャル層を成長させて、互いに対向した第１の面と第２の面を有し、該第２の面の近傍のカソード領域に対応する上記ｎ型シリコン基板と、上記カソード領域より不純物が低濃度にドープされた上記第１の面の近傍のドリフト領域に対応するｎ型伝導性を有する上記シリコンエピタキシャル層とを有する半導体領域を形成する工程と、
上記第１の面から上記半導体領域内に延び、該半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の場所で共通部を有する複数のトレンチを形成する工程と、
上記半導体領域の第１の面上及び上記トレンチ内に酸化層を形成する工程と、
上記酸化層上にポリシリコン層を形成する工程と、
上記ポリシリコン層を、上記酸化層の一部が上記第１の面及び上記トレンチの側壁の上部上に露出するようにエッチングする工程と、
上記酸化層及び上記エッチングされたポリシリコン層上に絶縁層を形成する工程と、
上記トレンチの共通部において、上記絶縁層上にエッチングされてパターン化された導電層を形成する工程と、
上記エッチングされてパターン化された導電層によって覆われていない上記絶縁層及び酸化層をエッチングする工程と、
上記半導体領域の上記ドリフト領域に隣接して、上記ドリフト領域とショットキー整流接触するアノード電極を形成する工程とを有するトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１５】
上記酸化層は、熱酸化により成長されることを特徴とする請求項１４記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１６】
上記酸化層は、蒸着されることを特徴とする請求項１４記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１７】
上記絶縁領域は、ＢＰＳＧ領域であることを特徴とする請求項１４記載のトレンチショットキーバリア整流器の製造方法。
【請求項１８】
互いに対向した第１の面と第２の面を有し、該第１の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するドリフト領域と、該ドリフト領域より不純物が高濃度にドープされた上記第２の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するカソード領域とを有する半導体領域と、
上記第１の面から上記半導体領域内に延び、該半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の共通部を有する複数のトレンチと、
上記トレンチの底部及び該トレンチの側壁の下部に対応した半導体領域を覆う酸化層と、
上記トレンチ内の酸化層上に配置されるポリシリコン領域と、
上記トレンチの共通部において、上記ポリシリコン領域の一部及び上記酸化層の一部を覆う絶縁領域と、
上記ドリフト領域に隣接して、上記ドリフト領域とショットキー整流接触するアノード電極とを備えるトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項１９】
上記第１の伝導性タイプは、ｎ型伝導性であることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２０】
上記トレンチは、上記ドリフト領域までエッチングされているが、上記カソード領域まではエッチングされていないことを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２１】
上記トレンチは、上記ドリフト領域及び上記カソード領域内まで延びていることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２２】
上記半導体領域は、シリコン半導体であることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２３】
上記酸化層は、シリコン酸化層であることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２４】
上記絶縁領域は、ＢＰＳＧ領域であることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２５】
上記トレンチは、互いに直交していることを特徴とする請求項１８記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【請求項２６】
上記トレンチの共通部における上記絶縁領域は、上記トレンチの上側から見ると長方形であることを特徴とする請求項２５記載のトレンチショットキーバリア整流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流器に関し、特にトレンチショットキーバリア整流器及びその製造方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０００年８月３１日に出願された米国特許出願番号０９／６５３，０８４、発明の名称「トレンチショットキー整流器」に関連した出願であり、この出願は参照により本願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
整流器は、順方向の電流に対しては比較的低い抵抗値を示し、逆方向の電流に対しては高い抵抗値を示す。トレンチショットキーバリア整流器は、スイッチング電源
（switching-mode power supplies）及び例えばモータ駆動装置等の他の高速電力切替用途における出力整流器として採用されているタイプの整流器である。これらの整流器は、順方向に大きな電流を流すことができ、逆方向には高い阻止電圧（blocking voltage）を維持している。
【０００４】
メーロトラ（Mehrotra）他に付与された米国特許第５３６５１０２号明細書「ＭＯＳトレンチを有するショットキーバリア整流器（Schottky Barrier Rectifier with MOS Trench）」には、理想的な平行板階段型ｐｎ接合（abrupt parallel-plane P-N junction）によって理論的に実現可能な降伏電圧より高い降伏電圧を有するトレンチショットキーバリア整流器が開示されており、この出願は参照により本願に援用される。この整流器の断面を図１に示す。図１に示すように、整流器１０は、第１の伝導性タイプ、通常ｎ型伝導性を有し、第１の面１２ａと、第１の面１２ａに対向した第２の面１２ｂとを有する半導体領域１２を備える。半導体領域１２は、第１の面１２ａの近傍の不純物が比較的高密度にドープされたカソード領域１２ｃ（図では、ｎ＋として示す）を有する。カソード領域１２ｃから第２の面１２ｂには、第１の伝導性タイプ（ｎとして示す）を有するドリフト領域１２ｄが延びている。したがって、カソード領域１２ｃの不純物濃度は、ドリフト領域１２ｄの不純物濃度より高い。ドリフト領域１２ｄには、対向する２つの側面１４ａ、１４ｂによって画定される断面幅「Ｗｍ」を有するメサ１４が形成されている。メサ１４は、ストライプ状、直方体状、円筒状及びこれらに類似する形状を有していてもよい。メサ１４には、絶縁領域１６ａ、１６ｂ（ＳｉＯ２を材料とする）が設けられている。更に、整流器１０は、絶縁領域１６ａ、１６ｂ上に設けられたアノード電極１８を備える。アノード電極１８は、第２の面１２ｂにおいて、メサ１４とショットキー整流接触（Schottky rectifying contact）している。アノード電極１８とメサ１４の界面において形成されるショットキー障壁の高さは、使用されている電極金属及び半導体（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ及びＳｉＣ）の種類及びメサ１４の不純物濃度に依存する。更に、第１の面１２ａ側には、カソード領域１２ｃに隣接したカソード電極２０が配設されている。カソード電極２０は、カソード領域１２ｃにオーミックコンタクト（ohmically contacts）している。
【０００５】
米国特許第５３６５１０２号に記載されている製造工程において、ドリフト領域１２ｄはエピタキシャル成長によってカソード領域１２ｃ上に形成されている。次に、トレンチがフォトレジストパターン化された窒素化合物層を介してエッチングされ、熱酸化抵抗窒素化合物保護膜（thermal oxidation resistant nitride caps）を有する離散的なメサ１４が形成される。好ましくは二酸化珪素からなる絶縁領域１６がトレンチの側壁及び底面２２ｂ上に形成されるが、メサ１４の上部（第２の面１２ｂ）は、窒素化合物の領域が存在するため絶縁領域１６は形成されない。この窒素化合物の領域（同様に、存在すれば応力除去酸化物の領域（stress relief oxide regions））が除去され、アノード電極１８及びカソード電極２０の電極形成が行われる。より詳しい製造工程については、米国特許第５３６５１０２号を参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下により詳しく述べるように、本発明は、米国特許第５３６５１０２号に関連したトレンチショットキーバリア整流器を改良したトレンチショットキーバリア整流器及びその製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るトレンチショットキーバリア整流器の製造方法は、
（ａ）互いに対向した第１の面と第２の面を有し、第１の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するドリフト領域と、ドリフト領域より不純物が高濃度にドープされた第２の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するカソード領域と有する半導体領域とを形成する工程と、
（ｂ）第１の面から半導体領域内に延び、半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の場所で共通部を有する複数のトレンチを形成する工程と、
（ｃ）トレンチの底部及びトレンチの側壁の下部に対応した半導体領域を覆う酸化層を形成する工程と、
（ｄ）トレンチ内の酸化層上に配置されるポリシリコン層を形成する工程と、
（ｅ）トレンチの共通部において、酸化層上に絶縁領域を形成する工程と、
（ｆ）ドリフト領域に隣接して、ドリフト領域とショットキー整流接触するアノード電極を形成する工程とを有する。このトレンチショットキーバリア整流器では、カソード電極が半導体領域の第２の面に形成される。
【０００８】
好ましくは、半導体はシリコン半導体であり、ｎ型伝導性を有する。好ましい絶縁領域は、ＢＰＳＧ領域である。
【０００９】
好ましくは、半導体領域を形成する工程は、カソード領域に対応する半導体基板を準備する工程と、ドリフト領域に対応するエピタキシャル半導体層を半導体基板に成長させる工程とを有する。
【００１０】
好ましくは、トレンチを形成する工程は、半導体領域の第１の面上にパターンを有するマスク層を形成する工程と、マスク層を介してトレンチをエッチングする工程とを有する。本発明のいくつかの実施例においては、トレンチは、ドリフト領域まで延びているが、カソード領域内までは延びていない。また、他の実施例においては、トレンチは、ドリフト領域及びカソード領域まで延びるように深くエッチングされている。
【００１１】
好ましくは、酸化層、ポリシリコン層及び絶縁領域を形成する工程は、（ａ）半導体領域の第１の面上及びトレンチ内に、例えば熱酸化又は蒸着プロセスによって酸化層を形成する工程と、（ｂ）酸化層上にポリシリコン層を形成する工程と、（ｃ）ポリシリコン層を酸化層の一部が第１の面上及びトレンチの側壁の上部上に露出するようにエッチングする工程と、（ｅ）酸化層及びエッチングされたポリシリコン層上に絶縁層を形成する工程と、（ｆ）トレンチの共通部において、絶縁層上にエッチングされてパターン化された導電層を形成する工程と、（ｅ）エッチングされてパターン化された導電層によって覆われていない絶縁層及び酸化層をエッチングする工程とを有する。
【００１２】
本発明に係るトレンチショットキーバリア整流器は、
（ａ）互いに対向した第１の面と第２の面を有し、第１の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するドリフト領域と、ドリフト領域より不純物が高濃度にドープされた第２の面の近傍の第１の伝導性タイプを有するカソード領域とを有する半導体領域と、
（ｂ）第１の面から半導体領域内に延び、半導体領域内に複数のメサを画定し、複数の共通部を有する複数のトレンチと、
（ｃ）トレンチの底部及びトレンチの側壁の下部に対応した半導体領域を覆う酸化層と、
（ｄ）トレンチ内の酸化層上に配置されるポリシリコン領域と、
（ｅ）トレンチの共通部において、ポリシリコン領域の一部及び酸化層の一部を覆う絶縁領域と、
（ｆ）ドリフト領域に隣接して、ドリフト領域とショットキー整流接触するアノード電極とを備える。
【００１３】
様々なトレンチの交差角度が可能である。好ましい具体例においては、トレンチは互いに直交する。トレンチの共通部における絶縁領域の形状を様々な形状とすることができる。好ましい具体例においては、絶縁領域はトレンチの上側から見ると長方形である。
【００１４】
本発明の利点は、トレンチを交差させることによってセルを画定するトレンチショットキーバリア整流器を、トレンチの共通領域におけるプロセス制御（process control）が改善されたために、高い歩留まりで生産できることである。
【００１５】
本発明の他の利点は、トレンチの共通領域において「ピンチオフ」効果が低下するという重要なリスクを負うことがないトレンチショットキーバリア整流器を生産できることである。「ピンチオフ」効果の低下は、逆方向バイアス降伏電圧を低下させ、リーク電流を増加させてしまう。
【００１６】
本発明の他の具体例及び利点は、以下の開示の内容によって、当業者に容易に明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施例を示す図面を参照して、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例とは異なる形式で実現してもよく、したがって、以下の具体例によって限定されるものではない。
【００１８】
本出願人に同様に譲渡された係属中の米国特許出願番号０９／６５３，０８４には、順方向バイアス電圧降下（forward-biased voltage drop）が低く、逆方向バイアスリーク電流が少なく、降伏電圧が高くなるように設計された整流器が開示されている。図２は、このような整流器１０の一実施例を示す部分断面図である。整流器１０は、第１の伝導性タイプ、多くの場合ｎ型伝導性を有し、第１の面１２ａと、第１の面１２ａに対向した第２の面１２ｂとを有する半導体領域１２を備える。半導体領域１２は、第１の面１２ａの近傍の不純物が比較的高濃度にドープされたカソード領域１２ｃ（ｎ＋として示す）を有することが好ましい。図に示すシリコン素子は３０ボルトシリコン素子であり、このシリコン素子では、カソード領域１２ｃは、約５×１０１９ｃｍ３のドーパント濃度で不純物がドーピングされている。第１の伝導性タイプを有するドリフト領域１２ｄ（ｎとして示す）は、カソード領域１２ｃから第２の面１２ｂに延びていることが好ましい。図に示すシリコン素子において、ドリフト領域１２ｄは約３．３×１０１６ｃｍ３のドーパント濃度で不純物がドーピングされている。ドリフト領域１２ｄとカソード領域１２ｃは、整流作用が内ｎ＋／ｎ接合（non-rectifying N+/N junction）を形成する。
【００１９】
メサ１４（部分的に示されている）は、従来知られているようにトレンチを対向させることによってドリフト領域１２ｄ内に画定される。図に示すシリコン素子において、メサ１４の幅は、多くの場合１ミクロン程度であり、トレンチの深さは多くの場合３ミクロン程度である。図に示すトレンチは、ドリフト領域１２ｄの内部まで延びているが、更にカソード領域１２ｃの内部まで延びてもよい。メサ１４は、３次元に広がっており（図示せず）、ストライプ状、長方形状、円筒状及びこれらに類似する形状を有していてもよい。絶縁領域１６がトレンチ内に形成され、半導体領域／トレンチ界面の下部１４ｂに沿って半導体領域１２に隣接している。この場合、絶縁領域１６は熱酸化により成長又は蒸着されることが可能な酸化膜層、具体的にはシリコン酸化膜層として示されている。絶縁領域１６は、代表的には約７００〜約２０００Åの厚さを有する。ポリシリコン導電領域１９は、メサ１４間のトレンチ内における絶縁領域１６上に設けられている。
【００２０】
アノード電極１８は、ドレイン領域１２ｄに直接隣接し、第２の面１２ｂと、半導体領域／トレンチ界面の上部１４ａとに沿って形成されている。アノード電極１８は、絶縁領域１６の上部及びポリシリコン導電領域１９にも直接隣接している。アノード電極１８は、半導体領域１２のドレイン領域１２ｄと接触する、すなわち上部１４ａと第２の面１２ｂに沿って、ショットキーバリア整流接合を形成している。
【００２１】
第１の面１２ａ側には、カソード領域１２ｃに隣接してカソード電極２０が配設されている。カソード電極２０は、好ましくは、カソード領域１２ｃとオーミックコンタクトしている。
【００２２】
電圧降下特性、逆方向降伏電圧及びリーク電流を改良した整流器を図２に示す。理論的説明をするまでもなく、第２の面１２ｂからメサ１４の上部１４ａに接触領域を広げることにより、アノード電極１８とドリフト領域１２ｄ間のショットキー整流接触の表面積を拡大するため、この設計では、図１に示す整流器の設計と比較すると、順方向の電圧降下特性が向上すると考えられる。同時に、下部１４ｂに隣接する絶縁領域１６により、アノード電極１８とメサ１４との間に電荷結合が起こり、この結果、デプレッションにより望ましい「ピンチオフ」効果が得られる。これがメサ構造内の電圧プロファイルに良い影響を与えるため、逆バイアス降伏電圧が高くなり、リーク電流が少なくなる。
図２に示すようなトレンチショットキーバリア整流器を製造するための一手法を、図３Ａ〜３Ｇ及び図４Ａ〜４Ｇを参照して以下に説明する。ここで、図５は、メサ１４間に設けられた２つのトレンチ２１の共通部（intersection）を示す平面図である。図３Ａ〜３Ｇは、図５に示す水平な（horizontal）トレンチ２１と隣の水平なトレンチ２１（図示せず）との中央に位置する線Ａ−Ａ’における断面図である。図４Ａ〜４Ｇは、トレンチ２１の共通部のすぐ近傍の図５に示す線Ｂ−Ｂ’における断面図である。
【００２３】
図３Ａ〜３Ｇ及び図４Ａ〜４Ｇを参照すると、ｎ型不純物がドープされたエピタキシャル層（ドリフト領域１２ｄに対応）を、従来通りｎ＋型不純物がドープされた基板（カソード領域１２ｃに対応）上に成長させる。エピタキシャル層１２ｄは、通常７ミクロンの厚さである。次に、フォトレジストマスキングプロセスを用いて、トレンチ２１の位置を画定するマスク部（図示せず）を形成する。トレンチ２１は、マスク部間の開口部を介して反応性イオンエッチングにより、代表的には３ミクロンの深さまでドライエッチングすることが好ましい。次に、マスク部が除去され、図３Ａ（トレンチ２１の共通部から遠い）及び図４Ａ（トレンチ２１の共通部に近い）の構造体となる。プロセスのこの時点におけるこれらの構造体は本質的に同じである。
【００２４】
次に、図３Ｂ及び図４Ｂに示すように、絶縁層、好ましくは酸化層１６が（例えば熱酸化によって）この構造の表面全体に形成される。酸化層１６は、代表的には約７００〜約２０００Åの厚さである。プロセスのこの時点においては、これらの構造体は本質的に同じである。
【００２５】
続いて、例えば化学気層成長法（chemical vapor deposition：以下ＣＶＤという。）等の周知の技術を用いて、整流器をポリシリコン（例えば多結晶シリコン）層１９で覆う（ポリシリコンはトレンチ２１にも埋め込まれる）。これにより、図３Ｃ及び図４Ｃの構造体となる。これらの図から分かるように、ポリシリコン層１９はトレンチ２１の共通部から離れた箇所（図３Ｃ）よりもトレンチ２１の共通部に近い箇所（図４Ｃ）の方が薄い。通常、ポリシリコン層１９は抵抗率を下げるためにｎ型不純物がドープされている。ｎ型不純物のドーピングは、例えばＣＶＤプロセス中に塩化燐をドープし、又はヒ素や燐を注入することにより行うことができる。
【００２６】
次に、ポリシリコン層１９を等方性エッチング（例えば反応性イオンエッチングによって）、図３Ｄ及び図４Ｄに示すように第２の面１２ｂ及び上部１４ａに沿った酸化層１６を露出する。下部１４ｂに沿った酸化層１６は、ポリシリコン層１９によって覆われたままである。エッチングされる前、トレンチ２１の共通部近くではポリシリコン層１９は薄いため（図４Ｃを図３Ｃと比較）、エッチングされた後もこれらの場所ではポリシリコン層１９は薄い（図４Ｄを図３Ｄと比較）。図８は、トレンチ２１とメサ１４を図示するトレンチ２１の共通領域の斜視図である。また、図８は、エッチング工程の後、ポリシリコン層１９がトレンチ２１の側壁のどの部分と接しているかを示す２次元の図でもある。
【００２７】
次に、例えばプラズマＣＶＤ（plasma enhanced CVD：ＰＥＣＶＤ）法により、ＢＰＳＧ（borophosphosilicate glass）層１５を構造体全体の表面に形成し、更にパターンを有するフォトレジスト層１７を、終端領域に形成する（便宜上、終端領域におけるＢＰＳＧ層の配置はこれらの一連の図において示されている。）。この結果、図３Ｅ及び図４Ｅに示すような構造体となる。
【００２８】
構造体を典型的には反応性イオンエッチングによってエッチングし、ＢＰＳＧ層１５のフォトレジスト層１７によって覆われていない領域を除去する。エッチング後に残ったＢＰＳＧ層１５の領域は、部分的にドリフト領域１２ｄの外側を覆っている（図３Ｆ参照）。この領域は、整流器の動作中に発生された電界を緩和するフィールドプレートとして作用する。次に、フォトレジスト層１７が除去され、図３Ｆ及び図４Ｆに示す構造体となる。
【００２９】
ＢＰＳＧ層１５に加えて、ポリシリコン層１９もこのエッチング工程の過程でいくらかこの構造体から除去され、ポリシリコン層１９の構造の一部が失われる。この結果、トレンチ２１の共通部においてもともと薄いポリシリコン層１９（図４Ｅ）が、これらの工程の後には更に薄くなる（図４Ｆ参照）。
【００３０】
ＢＰＳＧ層１５又はポリシリコン層１９によって覆われていない酸化層１６も、このエッチング工程の間に除去される。この結果、酸化層１６は、ドリフト領域１２ｄの上側の第２の面１２ｂ、及びこれらの領域に関連したトレンチ２１の側壁である上部１４ａから除去される。トレンチ２１の共通部近くでは、これらの領域におけるポリシリコン層１９の深さが浅いために、酸化層１６を図４Ｆに示すように実質上トレンチ２１の底部までエッチングすることもできる。
【００３１】
次に、この構造体には、整流器用のアノード電極を設けるための金属の導電層１８と、カソード電極を設けるための金属の導電層２０が形成される。
【００３２】
酸化層１６を、トレンチ２１の共通部近傍ではより深くエッチングすることができるので、アノード電極がドレイン領域と実質的にトレンチ２１の側壁全体（また、多くの場合トレンチ２１の底部）に沿って接する。このために起こる問題として、上述した望ましい「ピンチオフ」効果が、かなり低下してしまうことがある。この結果、整流器の逆方向バイアス降伏電圧が低下し、リーク電流が増え、性能及び歩留まりが悪くなる。
【００３３】
本発明の実施例では、この望ましくない結果を避けるために、保護プロセス（protective process）及び保護構造（protective structure）を設けている。保護プロセスは、トレンチ２１の共通部近傍に対する上述のプロセスを変更したものであり、トレンチ２１の共通部上に保護領域を形成する。このような保護領域は、ＢＰＳＧ領域のような酸化物エッチング抵抗領域（oxide-etch-resistant regions）であることが好ましいが、他の物質を用いてもよい。
【００３４】
後述の説明により明らかになるが、この保護プロセスにおいては、図５に示す線Ａ−Ａ’における断面図（図３Ａ〜３Ｇ）に、大幅な変更はない。
【００３５】
図５に示す線Ｂ−Ｂ’における断面図には変更があるが、この変更は保護領域の形成によるものである。より具体的には、保護プロセスはポリシリコン層１９がエッチングされるまで（図４Ｄ参照）上述のプロセスと同様である。
【００３６】
上述のプロセスにおいて、ＢＰＳＧ層１５はこの時点で形成され、終端領域にフォトレジスト層１７が形成された構造体となる（図４Ｅ参照。フォトレジスト層１７は図４Ｅではなく図３Ｅに示されている。）。
【００３７】
対照的に、本発明の保護プロセスでは、ＢＰＳＧ層１５が形成された後、パターン化されたフォトレジスト層１７が、終端領域のＢＰＳＧ層１５だけではなく、トレンチ２１の共通部におけるＢＰＳＧ層１５も保護する。この結果、図４Ｅに示すようなトレンチ２１の共通部における構造体を形成せず、図７Ａに示すようなＢＰＳＧ層１５がフォトレジスト層１７によって保護されるような構造体となる。
【００３８】
図６Ａ及び図６Ｂは、これらのフォトレジスト層１７を示す部分平面図であり、図６Ａは図６Ｂに示すフォトレジスト層１７より広い視野でＢＰＳＧ層１５を示す図である（図６Ａ及び図６Ｂは、整流器の中央近くを示す図であり、したがって、終端領域に存在するＢＰＳＧ層１５は示していない。）。半導体メサ１４（semiconductor mesa regions）を画定するトレンチ２１に関連したフォトレジスト層１７の配置を示す。長方形のメサが図示されているが、本発明は、トレンチの共通部によって形成されるどんな設計のメサにも適用できる。また、図に示すように、これらの領域は、トレンチ２１の共通部よりわずかに延びている。ここで用いられているように、「トレンチの共通領域」（ここでは「トレンチ共通部」（trench intersections）ともいう。）とは、２個以上のトレンチに共通なトレンチの領域をいう。具体的には、図５のトレンチの共通領域は、破線で画定される長方形１１内の領域である。
【００３９】
このプロセスでは、上述の図４Ｆを用いて説明したプロセス同様に、ＢＰＳＧ層１５のエッチングを行い、続いてフォトレジスト層１７を除去する。この結果、図７Ｂの構造体となる。図７Ｂより明らかなように、トレンチ２１の共通領域近くにＢＰＳＧ層１５が存在するため、酸化層１６が実質的にトレンチ２１の底部までエッチングされることを防ぐ。この結果、上述した「ピンチオフ」効果の望ましくない低下を避けることができる。この特定の具体例では、長方形のＢＰＳＧ保護構造が形成されているが、トレンチ２１の共通部の近くにおけるトレンチ２１内で酸化層１６が過度にエッチングされることを防ぐことができれば、他の形状が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００４０】
そして、整流器においてアノード電極及びカソード電極として機能する金属の導電層１８及び２０（上述の図４Ｇのように）が構造体に形成される。この結果、図７Ｃに示す構造体となる。
【００４１】
保護プロセスにおける上述した主要な変更は、トレンチの共通領域に対するものである。したがって、図７Ａ〜７Ｃの断面図は、図４Ｅ〜４Ｇの断面図とかなり異なる。なお、トレンチ２１の共通部ではない部分では、断面図（図示せず）は本質的に図３Ｅ〜３Ｇと同じである。
【００４２】
以上、本発明を実施例を示して説明したが、当業者にとって明らかであるように上述の実施例とは異なる様々な変形例がある。これらの変更例は、本発明の教示の範囲内であり、特許請求の範囲でのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のトレンチショットキーバリア整流器の部分断面図である。
【図２】本発明を適用したトレンチショットキーバリア整流器の部分断面図である。
【図３Ａ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｂ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｃ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｄ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｅ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｆ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図３Ｇ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ａ−Ａ’における部分断面図である。
【図４Ａ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｂ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｃ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｄ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｅ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｆ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図４Ｇ】図２に示すトレンチショットキーバリア整流器を製造する方法を説明するための、図５に示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図５】図３Ａ〜３Ｇ及び図４Ａ〜４Ｇにおける断面図の相対的な位置を示すトレンチショットキーバリア整流器の平面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施例である、整流器のトレンチ及びメサに対する保護領域の位置を示すトレンチショットキーバリア整流器の部分平面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施例である、整流器のトレンチ及びメサに対する保護領域の位置を示すトレンチショットキーバリア整流器の部分平面図である。
【図７Ａ】本発明に係るトレンチショットキーバリア整流器の製造方法を説明するための、図６Ｂに示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図７Ｂ】本発明に係るトレンチショットキーバリア整流器の製造方法を説明するための、図６Ｂに示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図７Ｃ】本発明に係るトレンチショットキーバリア整流器の製造方法を説明するための、図６Ｂに示す線Ｂ−Ｂ’における部分断面図である。
【図８】ポリシリコン層をエッチングした後、ポリシリコン層がトレンチの側壁のどの部分と接しているかを示すトレンチの共通領域の斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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