(57)【要約】【課題】洩れ電流の増大を抑えると共に、高速なオフ動作が可能な半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】カソード層２の全表面部のうちの一部の領域に形成される拡散層５及びアノード層４に、それぞれ、アノード層４形成時のイオン注入処理により発生する欠陥を、アノード層４形成時の熱処理を不完全にして残留させると共に、拡散層２の不純物濃度をカソード層２よりも高くする。【選択図】図１
2009283808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体で形成されるカソード層と、
前記カソード層の全表面部のうちの一部の領域にｐ型半導体で形成されるアノード層と、
を備え、
前記アノード層形成時のイオン注入処理により発生する欠陥が前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ残留している
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
ｎ型半導体で形成されるカソード層と、
前記カソード層の全表面部のうちの一部の領域にｐ型半導体で形成されるアノード層と、
前記カソード層と前記アノード層との間にｎ型半導体で形成され不純物濃度が前記カソード層よりも高い拡散層と、
を備え、
前記アノード層形成時のイオン注入処理により発生する欠陥が前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ残留している
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
ｎ型半導体で形成されるカソード層の全表面部のうちの一部の領域に、イオン注入処理及び熱処理を行うことによりｐ型半導体のアノード層を形成し、
前記イオン注入処理により前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ発生した欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アノード層上のアノード電極の形成時の熱の発生後も前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
ｎ型半導体で形成されるカソード層の全表面部のうちの一部の領域に、ｎ型半導体で、かつ、前記カソード層よりも高い不純物濃度の拡散層を形成し、
前記拡散層にイオン注入処理及び熱処理を行うことにより前記拡散層の表面部にｐ型半導体のアノード層を形成し、
前記イオン注入処理により前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ発生した欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アノード層上のアノード電極の形成時の熱の発生後も前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｎ型半導体で構成されるカソード層と、ｐ型半導体で構成されるアノード層とを備えるダイオード等の半導体装置及びその半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の半導体装置を示す図である。
図３に示す半導体装置３０は、ｎ型半導体で形成されるカソード層３１と、カソード層３１の上にエピタキシャル成長で形成されるｎ型半導体のドリフト層３２と、ドリフト層３２の表面部にイオン注入処理及び熱処理により形成されるｐ型半導体の低濃度アノード層３３及び高濃度アノード層３４と、カソード電極３５と、アノード電極３６とを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記半導体装置３０では、高濃度アノード層３４を形成する際の熱処理の温度を低くし、イオン注入処理時に発生した欠陥を残留させている。
そのため、この高濃度アノード層３４に残留した欠陥の分、高濃度アノード層３４内のキャリアのライフタイムが小さくなり半導体装置１のオフ動作を速くすることができる。
【特許文献１】特開２００３−２２４２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記半導体装置３０では、イオン注入処理時に発生する欠陥が高濃度アノード層３４のみにしか存在しないため、半導体装置３０のオフ動作の高速化をあまり期待できない。
【０００５】
また、キャリアのライフタイムを短縮する構成として、荷電粒子照射などにより欠陥を形成させるものがあるが、この構成では、半導体装置全体にわたって欠陥を形成してしまい、洩れ電流が増大してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明では、洩れ電流の増大を抑えると共に、より高速なオフ動作が可能な半導体装置及びその半導体装置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】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の半導体装置は、ｎ型半導体で形成されるカソード層と、前記カソード層の全表面部のうちの一部の領域にｐ型半導体で形成されるアノード層とを備え、前記アノード層形成時のイオン注入処理により発生する欠陥が前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ残留している。
【０００８】
このように、カソード層におけるアノード層との接合近傍及びアノード層のみにアノード層形成時のイオン注入処理により発生した欠陥を残留させているので、荷電粒子照射などにより半導体装置全体にわたって欠陥を形成させるものに比べて、洩れ電流の増大を抑えることができる。また、カソード層におけるアノード層との接合近傍及びアノード層にそれぞれアノード層形成時のイオン注入処理により発生した欠陥を残留させているので、上述したように、高濃度アノード層のみに欠陥が残留している半導体装置に比べて、オフ動作をより高速化させることができる。
【０００９】
また、本発明の半導体装置は、ｎ型半導体で形成されるカソード層と、前記カソード層の全表面部のうちの一部の領域にｐ型半導体で形成されるアノード層と、前記カソード層と前記アノード層との間にｎ型半導体で形成され不純物濃度が前記カソード層よりも高い拡散層とを備え、前記アノード層形成時のイオン注入処理により発生する欠陥が前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ残留している。
【００１０】
このように、拡散層及びアノード層のみにアノード層形成時のイオン注入処理により発生した欠陥を残留させているので、荷電粒子照射などにより半導体装置全体にわたって欠陥を形成させるものに比べて、洩れ電流の増大を抑えることができる。また、拡散層及びアノード層にそれぞれアノード層形成時のイオン注入処理により発生した欠陥を残留させているので、上述したように、高濃度アノード層のみに欠陥が残留している半導体装置に比べて、オフ動作をより高速化させることができる。また、カソード層とアノード層との間にカソード層よりも不純物濃度が高い拡散層を形成しているので、さらに洩れ電流の増大を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、ｎ型半導体で形成されるカソード層の全表面部のうちの一部の領域に、イオン注入処理及び熱処理を行うことによりｐ型半導体のアノード層を形成し、前記イオン注入処理により前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ発生した欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う。
【００１２】
また、上記半導体装置の製造方法において、前記アノード層上のアノード電極の形成時の熱の発生後も前記カソード層における前記アノード層との接合近傍及び前記アノード層にそれぞれ欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行うようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、ｎ型半導体で形成されるカソード層の全表面部のうちの一部の領域に、ｎ型半導体で、かつ、前記カソード層よりも高い不純物濃度の拡散層を形成し、前記拡散層にイオン注入処理及び熱処理を行うことにより前記拡散層の表面部にｐ型半導体のアノード層を形成し、前記イオン注入処理により前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ発生した欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行う。
【００１４】
また、上記半導体装置の製造方法において、前記アノード層上のアノード電極の形成時の熱の発生後も前記拡散層及び前記アノード層にそれぞれ欠陥が残留するような温度で前記熱処理を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ダイオード等の半導体装置において、洩れ電流の増大を抑えると共に、高速にオフ動作をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態の半導体装置を示す図である。
図１に示す半導体装置１は、ｎ型半導体で形成されるカソード層２と、カソード層２の表面部の外周に耐圧向上のために形成されるｐ型半導体のガードリング３と、カソード層２の表面部におけるガードリング３の周内に形成されるｐ型半導体のアノード層４と、カソード層２とアノード層４との間に形成されカソード層２よりも不純物濃度が高いｎ型半導体の拡散層５と、カソード層２の裏面に形成されるカソード電極６と、カソード層２及びガードリング３の上に形成される酸化膜７と、アノード層４の上に形成されるアノード電極８と、酸化膜７及びアノード電極８の上に形成される保護膜９とを備えて構成されている。
【００１７】
本実施形態の半導体装置１の特徴とする点は、アノード層４形成時のイオン注入処理により発生する欠陥を、アノード層４形成時の熱処理（活性化処理）を不完全にして、拡散層５及びアノード層４（破線で囲まれた領域）にそれぞれ残留させる点である。
【００１８】
これにより、荷電粒子照射などにより半導体装置全体にわたって欠陥を形成させるものに比べて、洩れ電流の増大を抑えることができる。また、拡散層５及びアノード層４のそれぞれのキャリアのライフタイムが小さくなるので、上記従来の半導体装置３０のように高濃度アノード層３４のみに欠陥を残留させるものに比べて、半導体装置１のオフ動作をより高速化させることができる。
【００１９】
また、本実施形態の半導体装置１の他の特徴とする点は、カソード層２とアノード層４との間にカソード層２よりも不純物濃度が高い拡散層５を形成している点である。
これにより、さらに洩れ電流を低減することができる。
【００２０】
図２（ａ）〜図２（ｅ）は、それぞれ、半導体装置１の製造方法を説明するための半導体装置１の断面を示す図である。
まず、図２（ａ）に示すカソード層２の表面部の外周にイオン注入処理及び拡散処理を行いリング状のガードリング３を形成する。
【００２１】
次に、図２（ｂ）に示すように、カソード層２及びガードリング３の上に酸化膜７（ＳｉＯ２など）を形成する。
次に、図２（ｃ）に示すように、酸化膜７の上に所定のマスクを形成しエッチングすることによりアノード形成領域のシリコン表面を露出した後、そのアノード形成領域のシリコン表面に酸化膜７よりも薄い酸化膜のバッファを形成し、イオン注入処理及び拡散処理を行いカソード層２よりも不純物濃度が高いｎ型半導体の拡散層５を形成する。
【００２２】
次に、図２（ｄ）に示すように、コンタクトホールをエッチングした後、ホウ素（Ｂ）などのイオン注入処理及び熱処理を行いアノード層４を形成する。
なお本件においては上記アノード形成領域と上記コンタクトホールは同一マスクで形成(セルフアライン)するようにしているが、それぞれ別マスクで形成してもよい。
【００２３】
次に、図２（ｅ）に示すように、アノード層４及び酸化膜７の上にスパッタリングによりＡｌ−Ｓｉを成膜しシンタリング処理を行った後、そのＡｌ−Ｓｉの上に所定のマスクを形成しＡｌ−Ｓｉをエッチングすることによりアノード電極８を形成する。また、ＣＶＤにより酸化膜７及びアノード電極８の上にＳｉＯ２を成膜した後、そのＳｉＯ２の上に所定のマスクを形成しＳｉＯ２をエッチングすることにより保護膜９を形成する。そして、カソード層２の裏面にスパッタリングによりカソード電極６を形成する。
【００２４】
アノード層４の形成時の熱処理の温度は、アノード電極８形成時における約４５０℃の熱が発生するシンタリング処理後も拡散層５及びアノード層４にそれぞれ欠陥がまだ残留するような温度に設定されているものとする。なお、保護膜９形成時のＣＶＤやカソード電極６形成時のスパッタリングにおいても熱（約２００℃）が発生するが、その熱の温度は、拡散層５及びアノード層４の活性化に影響を及ぼさない温度であるためアノード層４の形成時の熱処理の温度設定において考慮していない。
【００２５】
このように、アノード層４形成後に発生する熱の温度を考慮してアノード層４の形成時の熱処理の温度を設定することにより、最終的に拡散層５及びアノード層４にそれぞれ欠陥を残留させることができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、カソード層２とアノード層４との間に拡散層５を形成しているが、カソード層２の全表面部のうちの一部の領域にアノード層４のみを形成してもよい。この場合、アノード層４形成時のイオン注入処理により発生する欠陥がカソード層２におけるアノード層４との接合近傍及びアノード層４にそれぞれ残留するような温度でアノード層４形成時の熱処理を行う。
【００２７】
このように構成しても、図１に示す半導体装置１と同様に、荷電粒子照射などにより半導体装置全体にわたって欠陥を形成させるものに比べて、洩れ電流の増大を抑えることができる。また、カソード層２におけるアノード層４との接合近傍及びアノード層４のそれぞれのキャリアのライフタイムが小さくなるので、上記従来の半導体装置３０のように高濃度アノード層３４のみに欠陥を残留させるものに比べて、半導体装置１のオフ動作をより高速化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態の半導体装置を示す図である。
【図２】本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】従来の半導体装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  半導体装置
２  カソード層
３  ガードリング
４  アノード層
５  拡散層
６  カソード電極
７  酸化膜
８  アノード電極
９  保護膜
【図１】
2009283808.tif 000003
【図２】
2009283808.tif 000004
【図３】
2009283808.tif 000005