(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上の第一導電型エピタキシャル層内に形成された該第一導電型と異なる第二導電型領域からなる少なくとも１本以上のガードリングを有するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピタキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、前記ガードリングのうち最も内側のガードリングによって囲まれた第一導電型領域の表面に形成されたショットキーバリアのバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ以上であり、
順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ２以上であり、
前記ガードリングの第二導電型領域から少数キャリアを注入し、
ショットキーバリアダイオードがプレーナ型になるように絶縁被覆を形成したことを特徴とするショットキーバリアダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、逆耐電圧が高く、かつ、オン電圧が低いショットキーバリアダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のショットキーバリアダイオードは、図１に示すように、例えばＮ＋導電型半導体基板１上にＮ−導電型のエピタキシャル層２を形成し、このエピタキシャル層２の抵抗率を０．４〜１．５Ω・ｃｍの範囲内として３０〜９０Ｖの逆耐電圧を得ている。
【０００３】
また、上記エピタキシャル層２内に形成したＰ導電型領域からなるガードリング３を少なくとも１本以上（図では１本のみ示してある。）形成し、最も内側となる前記ガードリング３で囲まれた領域の表面に、ショットキー障壁を形成すべくモリブデン、クロム、チタン等のバリア金属４を付着させている。
【０００４】
かかる場合、ショットキーバリアダイオードの順方向電圧（ＶF）を小さくするために、従来ではバリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属４を使用するのが一般的であった。
なお、図中、５は絶縁被膜、６は電極金属である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構造のショットキーバリアダイオードにおいて、逆耐電圧を１００Ｖ以上とするためには、半導体基板のエピタキシャル層２の抵抗率を２Ω・ｃｍ以上とすることは従来から行なわれている。
しかしながら、それに伴って半導体基板自体の抵抗が上昇するため、オン電圧が上昇してしまう。このオン電圧の上昇を抑制するため、従来ではバリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属を使用せざるを得なかったが、材料金属の選択の幅が狭くそれだけ高価のものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、バリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅を拡げ、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることができ、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオードを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、半導体基板上の第一導電型エピタキシャル層内に形成された該第一導電型と異なる第二導電型領域からなる少なくとも１本以上のガードリングを有するショットキーバリアダイオードにおいて、前記エピタキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、前記ガードリングのうち最も内側のガードリングによって囲まれた第一導電型領域の表面に形成されたショットキーバリアのバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ以上であり、
順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ２以上であり、
前記ガードリングの第二導電型領域から少数キャリアを注入し、
ショットキーバリアダイオードがプレーナ型になるように絶縁被覆を形成したことを特徴とするショットキーバリアダイオードが提供される。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１及び図２を参照して説明する。本発明の特徴は、少なくとも１本以上のガードリング３を有する構造のショットキーバリアダイオードにおいて、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、バリアハイトが０．７０ｅＶ以上のバリア金属４を使用することである。また、順方向電流密度を１０Ａ／ｃｍ２とすることである。これは以下の実験の結果に基づいている。
【００１０】
すなわち、図２は、バリアハイトの変化及びガードリングの有無によって電流密度（Ｊ）と直流順電圧（ＶF）の関係がどのように変わるかを実験した結果を示すものである。
なお、図では縦軸に電流密度Ｊ（Ａ／ｃｍ↑２）、横軸に直流順電圧ＶF（Ｖ）が採ってある。
また、図中、ａはガードリング３を設けない構造であって、バリアハイト（φ）＝０．７０ｅＶのバリア金属４を使用したショットキーバリアダイオード、ｂ，ｃはガードリング３を有し、かつ、ｂはφ＝０．６８ｅＶ、ｃはφ＝０．７０ｅＶのショットキーバリアダイオードのそれぞれのＪ−ＶF特性を示したものである。
【００１１】
この図から明らかなように、電流密度Ｊが１０Ａ／ｃｍ２以下では、ｂのショットキーバリアダイオードの方がｃのそれよりも直流順電圧ＶＦが小さい。しかし、それ以上の電流領域ではｃのショットキーバリアダイオードの方がｂのそれよりもＶＦは小さくなっている。かかる点に着目して本発明の特徴の１つを、Ｊが１０Ａ／ｃｍ２以上とするものである。
【００１２】
次に、図２に示したような現象が生じる理由について考察する。まず、ガードリング構造を備えていないａのショットキーバリアダイオードのＪ−ＶＦ特性では、Ｊ＝１０Ａ／ｃｍ２付近から実測値よりＶＦが大きくなり、Ｊ＝８０Ａ／ｃｍ２付近でＶＦ＝１．３Ｖ以上となってしまう。逆にガードリング構造を備えたショットキーバリアダイオードでは、ガードリング３のＰ層の直下が等価的にＰ−Ｎ−Ｎ＋ダイオードとなって、該Ｐ層から少数キャリアが注入されている。
【００１３】
以上のことからショットキーバリアダイオードの電気的特性を最適化し、逆耐電圧を１００Ｖ以上とするためには、少なくとも１本以上のガードリング構造を備え、エピタキシャル層２の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、バリア金属４のバリアハイト（φ）が０．７ｅＶ以上であることが必要となる。
なお、ガードリング３のＰ層からの少数キャリアの注入に加えて、高バイアス時には、バリアハイトが高い金属は、より多くの少数キャリアが金属側からＮ層に注入される。
【００１４】
上記の結果、Ｎ↑−導電型のエピタキシャル層２は、多数キャリアに加えて、少数キャリアによって伝導度変調が発生し、オン電圧が従来のショットキーバリアダイオードに比較して低下する。
なお、実験によれば、かかる現象は該エピタキシャル層２の抵抗率が１Ω・ｃｍ以下では顕著には発生しないことが分かった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記のように、少なくとも１本以上のガードリングを有するショットキーバリアダイオードにおいて、半導体基板上のエピタキシャル層の抵抗率が２Ω・ｃｍ以上であり、かつ、ショットキーバリアを形成するバリア金属のバリアハイトが０．７０ｅＶ以上とし、また、順方向電流密度が１０Ａ／ｃｍ↑２以上としたので、従来のようにバリアハイトが０．６８ｅＶ以下のバリア金属に限定されず、材料金属の選択の幅が拡がるとともに、１００Ｖ以上の逆耐電圧を得ることができ、かつ、オン電圧の低いショットキーバリアダイオードを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明及び従来の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】バリアハイトの変化とガードリングの有無によって電流密度（Ｊ）と直流順電圧（ＶF）の関係がどのように変わるかを実験した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１    Ｎ↑＋導電型半導体基板
２    Ｎ↑−導電型のエピタキシャル層
３    ガードリング
４    バリア金属
５    絶縁被膜
６    電極金属
【図１】
0003941987.tif 000002
【図２】
0003941987.tif 000003