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JP6673571B2 - Schottky barrier diode - Google Patents
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Description

本発明は、ショットキーバリアダイオードに関する。   The present invention relates to a Schottky barrier diode.

従来、第2半導体層の表面にガードリングを備えるショットキーバリアダイオードが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, a Schottky barrier diode having a guard ring on the surface of a second semiconductor layer has been known (for example, see Patent Document 1).

従来のショットキーバリアダイオード900は、図9に示すように、n型の第1半導体層910と、第1半導体層910上に形成され、第1半導体層910よりも不純物濃度が低いn型の第2半導体層920と、第2半導体層920上の表面所定領域に形成されたバリアメタル層930と、平面的に見てバリアメタル層930のうち第2半導体層920の表面と接する部分の端部を包含するように第2半導体層920の表面に形成されたp型のガードリング940とを備える。 As shown in FIG. 9, the conventional Schottky barrier diode 900 is formed on an n + -type first semiconductor layer 910 and an n -type impurity layer having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer 910. Second semiconductor layer 920, a barrier metal layer 930 formed in a predetermined surface area on second semiconductor layer 920, and a portion of barrier metal layer 930 in contact with the surface of second semiconductor layer 920 when viewed in plan And a p + -type guard ring 940 formed on the surface of the second semiconductor layer 920 so as to cover the end of the second semiconductor layer 920.

従来のショットキーバリアダイオード900によれば、平面的に見てバリアメタル層930のうち第2半導体層920の表面と接する部分の端部を包含するように第2半導体層920の表面に形成されたp型のガードリング940を備えるため、ショットキー接触(バリアメタル層930と第2半導体層920との接触)から第1半導体層910に向けて伸びる空乏層を第2半導体層920の外周まで広げることができる。その結果、バリアメタル層930のうち第2半導体層920の表面と接する部分の端部における電界集中を緩和することができる。 According to the conventional Schottky barrier diode 900, the barrier metal layer 930 is formed on the surface of the second semiconductor layer 920 so as to include the end of the portion in contact with the surface of the second semiconductor layer 920 in plan view. Since the p + -type guard ring 940 is provided, a depletion layer extending from the Schottky contact (contact between the barrier metal layer 930 and the second semiconductor layer 920) toward the first semiconductor layer 910 is formed around the second semiconductor layer 920. Can be extended to As a result, the electric field concentration at the end of the portion of the barrier metal layer 930 in contact with the surface of the second semiconductor layer 920 can be reduced.

特開2000−58875号公報JP 2000-58875 A

しかしながら、従来のショットキーバリアダイオード900においては、逆サージが入ると、ショットキー接触(バリアメタル層930と第2半導体層920との接触)及びpn接合(ガードリング940と第2半導体層920との接合)から第1半導体層910に向けて空乏層が伸びて当該第1半導体層910に達する状態、すなわち、リーチスルー状態となる(図7(b)参照。)。そして、この状態で大きな逆サージが入ると、ショットキーバリアダイオードは破壊される。   However, in the conventional Schottky barrier diode 900, when a reverse surge is applied, the Schottky contact (the contact between the barrier metal layer 930 and the second semiconductor layer 920) and the pn junction (the guard ring 940 and the second semiconductor layer 920) ), The depletion layer extends toward the first semiconductor layer 910 and reaches the first semiconductor layer 910, that is, a reach-through state (see FIG. 7B). If a large reverse surge occurs in this state, the Schottky barrier diode is destroyed.

そこで、第2半導体層920の厚さを厚くすることにより、リーチスルー状態になり難いショットキーバリアダイオードにすることが考えられる。しかしながら、このようにした場合には、第2半導体層920の抵抗が高くなるため、順方向電圧Vが高くなり、好ましくない(後述する図8における試料5(比較例2)参照。)。 Therefore, it is conceivable to increase the thickness of the second semiconductor layer 920 to form a Schottky barrier diode that is less likely to be in a reach-through state. However, in such a case, since the resistance of the second semiconductor layer 920 is increased, the higher the forward voltage V F, unfavorable (Sample 5 in FIG. 8 to be described later (Comparative Example 2) reference.).

そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、順方向電圧Vを高くすることなく、逆サージ耐量を高くすることができる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。 The present invention has been made in view of such a background, and an object thereof is to provide a Schottky barrier diode can be forward voltage without increasing the V F, to increase the reverse surge resistance .

[1]本発明のショットキーバリアダイオードは、第1導電型の第1半導体層と、前記第1半導体層上に形成され、前記第1半導体層よりも不純物濃度が低い第1導電型の第2半導体層と、前記第2半導体層上の表面所定領域に形成されたバリアメタル層と、平面的に見て前記バリアメタル層のうち前記第2半導体層の表面と接する部分の端部を包含するように前記第2半導体層の表面に形成された第2導電型のガードリングとを備え、前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことを特徴とする。 [1] A Schottky barrier diode according to the present invention includes a first conductive type first semiconductor layer and a first conductive type first semiconductor layer formed on the first semiconductor layer and having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer. A second semiconductor layer, a barrier metal layer formed in a predetermined region on a surface of the second semiconductor layer, and an end of a portion of the barrier metal layer in contact with the surface of the second semiconductor layer when viewed in plan. A guard ring of the second conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer so that the impurity concentration of the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed is lower than that of the active region. It is characterized by having a higher impurity concentration than the two semiconductor layers.

なお、本明細書中、「表面所定領域」とは、能動領域及びその近傍の領域(ガードリングとバリアメタル層が接触する領域)を含む領域である。また、本明細書中、「能動領域」とは、バリアメタル層と第2半導体層とでショットキー障壁が形成され、実質的にショットキーバリアダイオードとして機能する領域のことをいう。   In the present specification, the “predetermined surface region” is a region including the active region and a region near the active region (a region where the guard ring contacts the barrier metal layer). Further, in the present specification, the “active region” refers to a region in which a Schottky barrier is formed by the barrier metal layer and the second semiconductor layer, and substantially functions as a Schottky barrier diode.

[2]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、前記第1半導体層の不純物濃度よりも低いことが好ましい。 [2] In the Schottky barrier diode of the present invention, it is preferable that an impurity concentration of the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed is lower than an impurity concentration of the first semiconductor layer.

[3]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、7×1014cm−3〜7×1016cm−3の範囲内にあることが好ましい。 [3] In the Schottky barrier diode of the present invention, the impurity concentration of the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed is in a range of 7 × 10 14 cm −3 to 7 × 10 16 cm −3 . It is preferably within.

[4]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングの周囲の領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことが好ましい。 [4] In the Schottky barrier diode of the present invention, it is preferable that an impurity concentration of the second semiconductor layer in a region around the guard ring is higher than an impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region.

[5]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングが形成されている領域よりも外周側の領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことが好ましい。 [5] In the Schottky barrier diode according to the present invention, the impurity concentration of the second semiconductor layer in a region on the outer peripheral side of the region where the guard ring is formed may be higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region. Preferably, it is higher than the concentration.

[6]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層においては、前記ガードリングの最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の全部で前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことが好ましい。 [6] In the Schottky barrier diode of the present invention, in the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed, the entire second region of the guard ring has a depth region deeper than a deepest position of the guard ring. It is preferable that the impurity concentration is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region.

[7]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層においては、前記ガードリングの最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の一部のみで前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことが好ましい。 [7] In the Schottky barrier diode of the present invention, in the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed, a part of a depth region deeper than a depth position of a deepest portion of the guard ring. It is preferable that only the active region has a higher impurity concentration than the second semiconductor layer in the active region.

[8]本発明のショットキーバリアダイオードにおいては、前記第2半導体層上に前記能動領域を取り囲むように形成された絶縁層をさらに備え、平面的に見て前記絶縁層の内周端は前記ガードリングに包含されていることが好ましい。 [8] The Schottky barrier diode according to the present invention further includes an insulating layer formed on the second semiconductor layer so as to surround the active region. It is preferably included in the guard ring.

本発明のショットキーバリアダイオードによれば、ガードリングが形成されている領域における第2半導体層の不純物濃度が能動領域における第2半導体層の不純物濃度よりも高いことから、逆サージが入った場合でも、ショットキー接触(バリアメタル層と第2半導体層との接触)及びpn接合(ガードリングと第2半導体層との接合)から第1半導体層に向けて伸びる空乏層の伸びを抑制することができる。従って、当該空乏層が第1半導体層110に達する状態になり難くなり(図7(a)参照。)、その結果、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができる。   According to the Schottky barrier diode of the present invention, since the impurity concentration of the second semiconductor layer in the region where the guard ring is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region, when a reverse surge occurs. However, suppression of the extension of the depletion layer extending from the Schottky contact (the contact between the barrier metal layer and the second semiconductor layer) and the pn junction (the junction between the guard ring and the second semiconductor layer) toward the first semiconductor layer. Can be. Therefore, it becomes difficult for the depletion layer to reach the first semiconductor layer 110 (see FIG. 7A), and as a result, the reverse surge withstand capability can be increased as compared with the related art.

また、本発明のショットキーバリアダイオードによれば、ガードリングが形成されている領域における第2半導体層の不純物濃度が能動領域における第2半導体層の不純物濃度よりも高いことから、逆サージ耐量を高くすることを目的として、第2半導体層自体の厚さを厚くする必要がないため、順方向電圧Vが従来よりも高くなることがない(後述する図8における試料3(実施例)参照。)。 According to the Schottky barrier diode of the present invention, the impurity concentration of the second semiconductor layer in the region where the guard ring is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region. for the purpose of increasing, it is not necessary to increase the thickness of the second semiconductor layer itself, sample 3 (example in Fig. 8 the forward voltage V F is the absence of (to be described later higher than conventional) see .).

その結果、本発明のショットキーバリアダイオードは、順方向電圧Vを高くすることなく、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができるショットキーバリアダイオードとなる。 As a result, the Schottky barrier diode of the present invention, without increasing the forward voltage V F, the conventionally can be increased reverse surge resistance even Schottky barrier diode.

実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100を説明するために示す図である。図1(a)はショットキーバリアダイオード100の断面図であり、図1(b)はショットキーバリアダイオード100の平面図である。なお、図1(b)においては、説明を簡単にするために絶縁層150の図示を省略している。FIG. 2 is a diagram shown for explaining the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view of the Schottky barrier diode 100, and FIG. 1B is a plan view of the Schottky barrier diode 100. In FIG. 1B, the illustration of the insulating layer 150 is omitted for simplicity of description. 実施形態1に係るショットキーバリアダイオードの製造方法を説明するために示す要部拡大断面図である。図2(a)〜図2(d)は各工程図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining the method of manufacturing the Schottky barrier diode according to the first embodiment. 2A to 2D are process diagrams. 実施形態1に係るショットキーバリアダイオードの製造方法を説明するために示す要部拡大断面図である。図3(a)〜図3(c)は各工程図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining the method of manufacturing the Schottky barrier diode according to the first embodiment. FIGS. 3A to 3C are process diagrams. 実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a Schottky barrier diode 102 according to a second embodiment. 実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a Schottky barrier diode 104 according to a third embodiment. 実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a Schottky barrier diode 106 according to a fourth embodiment. 試験例1の結果を説明するために示す図である。図7(a)は試料1(実施例)に係るショットキーバリアダイオードに逆サージが入ったときのシミュレーション結果を説明するために示す模式図であり、図7(b)は試料2(比較例)に係るショットキーバリアダイオードに逆サージが入ったときのシミュレーション結果を説明するために示す模式図である。なお、図7(a)及び図7(b)は同じ電圧を印加した状態を示しており、図7(a)の試料1(実施例)に係るショットキーバリアダイオードにおいては、リーチスルー状態となっていないが、図7(b)の試料2(比較例)に係るショットキーバリアダイオードにおいてはリーチスルー状態となっている。また、図7においては、説明を簡単にするためにバリアメタル層及び裏面電極の図示を省略している。FIG. 6 is a diagram for explaining the results of Test Example 1. FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a simulation result when a reverse surge is applied to the Schottky barrier diode according to Sample 1 (Example), and FIG. 7B is a schematic diagram illustrating Sample 2 (Comparative Example). FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a simulation result when a reverse surge is applied to the Schottky barrier diode according to (1). FIGS. 7A and 7B show a state where the same voltage is applied. In the Schottky barrier diode according to the sample 1 (Example) in FIG. However, the Schottky barrier diode according to Sample 2 (Comparative Example) in FIG. 7B is in a reach-through state. In FIG. 7, the illustration of the barrier metal layer and the back electrode is omitted for simplicity of description. 試験例2の結果を説明するために示す図表である。9 is a chart shown to explain the results of Test Example 2. 従来のショットキーバリアダイオード900の断面図である。なお、図9中、符号932は表面電極を示し、符号950は絶縁層を示し、符号960は裏面電極を示す。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional Schottky barrier diode 900. In FIG. 9, reference numeral 932 indicates a front electrode, reference numeral 950 indicates an insulating layer, and reference numeral 960 indicates a back electrode.

以下、本発明の半導体装置及び半導体装置の製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法を厳密に反映したものではない。   Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. Each drawing is a schematic diagram, and does not always strictly reflect actual dimensions.

[実施形態1]
1.実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の構成
実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100は、図1に示すように、n型の第1半導体層110と、第1半導体層110上に形成され、第1半導体層110よりも不純物濃度が低いn型の第2半導体層120と、第2半導体層120上の表面所定領域に形成されたバリアメタル層130と、平面的に見てバリアメタル層130のうち第2半導体層120の表面と接する部分の端部を包含するように第2半導体層120の表面に形成されたp型のガードリング140と、第2半導体層120上に能動領域を取り囲むように形成された絶縁層150と、第1半導体層110の裏面上に形成された裏面電極160とを備える。なお、実施形態1では、第1導電型の不純物がn型の不純物、第2導電型の不純物がp型の不純物である。
[Embodiment 1]
1. 1. Configuration of Schottky Barrier Diode 100 According to First Embodiment As shown in FIG. 1, the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment is formed on an n + -type first semiconductor layer 110 and on the first semiconductor layer 110. An n -type second semiconductor layer 120 having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer 110, a barrier metal layer 130 formed in a predetermined surface region on the second semiconductor layer 120, A p + -type guard ring 140 formed on the surface of the second semiconductor layer 120 so as to cover an end of a portion of the metal layer 130 that is in contact with the surface of the second semiconductor layer 120; The semiconductor device includes an insulating layer 150 formed so as to surround the active region, and a back electrode 160 formed on the back surface of the first semiconductor layer 110. In the first embodiment, the first conductivity type impurity is an n-type impurity, and the second conductivity type impurity is a p-type impurity.

ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高く、かつ、第1半導体層110の不純物濃度よりも低く、例えば、7×1014cm−3〜7×1016cm−3の範囲内にある。(以下、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120において、能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも不純物濃度が高い領域を「高濃度領域」という。)。 The impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region and lower than the impurity concentration of the first semiconductor layer 110, for example, It is in the range of 7 × 10 14 cm −3 to 7 × 10 16 cm −3 . (Hereinafter, in the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed, a region having an impurity concentration higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region is referred to as a “high concentration region”.)

ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120においては、ガードリング140の最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の全部で能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高い。   In the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region in the entire depth region that is deeper than the deepest position of the guard ring 140 is higher. high.

第1半導体層110としては、n型不純物濃度が例えば5×1017cm−3〜5×1019cm−3程度、能動領域における第1半導体層110の厚さが例えば30μm〜700μm程度のものを用いることができる。第1半導体層110の材料は、例えばシリコンである。 The first semiconductor layer 110 has an n-type impurity concentration of, for example, about 5 × 10 17 cm −3 to 5 × 10 19 cm −3 , and a thickness of the first semiconductor layer 110 in the active region of, for example, about 30 μm to 700 μm. Can be used. The material of the first semiconductor layer 110 is, for example, silicon.

第2半導体層120としては、n型不純物濃度が例えば5×1014cm−3〜5×1016cm−3程度、能動領域における厚さが例えば2μm〜30μm程度のものが好ましく、例えば4μmのものを用いることができる。第2半導体層120は、エピタキシャル成長法によって形成されたものである。 The second semiconductor layer 120 preferably has an n-type impurity concentration of, for example, about 5 × 10 14 cm −3 to 5 × 10 16 cm −3 and a thickness in the active region of, for example, about 2 μm to 30 μm, for example, about 4 μm. Can be used. The second semiconductor layer 120 is formed by an epitaxial growth method.

ガードリング140は、深さが例えば0.3μm〜10μm程度が好ましく例えば1μmであり、p型不純物濃度が例えば1×1016cm−3〜1×1018cm−3程度である。ガードリング140は、第2半導体層120の表面において環状に形成されている(図1(b)参照。)。 The guard ring 140 has a depth of, for example, about 0.3 μm to 10 μm, for example, preferably 1 μm, and a p-type impurity concentration of, for example, about 1 × 10 16 cm −3 to 1 × 10 18 cm −3 . The guard ring 140 is formed in a ring shape on the surface of the second semiconductor layer 120 (see FIG. 1B).

バリアメタル層130としては、第2半導体層120との間でショットキー接触を形成する金属(例えばチタン)からなるバリアメタル層を用いることができる。バリアメタル層130の厚さは、例えば2000nmである。バリアメタル層130は、アノード電極を構成している。   As the barrier metal layer 130, a barrier metal layer made of a metal (for example, titanium) that forms a Schottky contact with the second semiconductor layer 120 can be used. The thickness of the barrier metal layer 130 is, for example, 2000 nm. The barrier metal layer 130 forms an anode electrode.

絶縁層150は、例えば熱酸化膜及びPSG膜で構成されている。平面的に見て絶縁層150の内周端はガードリング140に包含されている。   The insulating layer 150 is composed of, for example, a thermal oxide film and a PSG film. The inner peripheral end of the insulating layer 150 is included in the guard ring 140 when viewed in plan.

裏面電極160としては、例えばチタン、ニッケル及び金が積層された積層膜からなるものを用いることができる。裏面電極160は、第1半導体層110の裏面上にそのまま形成しても良いし、第1半導体層110の裏面上にシリサイド層(たとえば、ニッケルシリサイド層)を介して形成してもよい。裏面電極160は、カソード電極を構成している。   As the back electrode 160, for example, a back electrode made of a laminated film in which titanium, nickel, and gold are laminated can be used. The back surface electrode 160 may be formed as it is on the back surface of the first semiconductor layer 110, or may be formed on the back surface of the first semiconductor layer 110 via a silicide layer (for example, a nickel silicide layer). The back electrode 160 constitutes a cathode electrode.

2.実施形態1に係るショットキーバリアダイオードの製造方法
実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100は、以下に示す製造工程を有する製造方法により製造することができる。
2. Method of Manufacturing Schottky Barrier Diode According to First Embodiment The Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment can be manufactured by a manufacturing method having the following manufacturing steps.

(1)半導体基体準備工程
まず、n型の第1半導体層110(n型半導体基板)を準備する(図2(a)参照。)。
(1) Semiconductor Substrate Preparation Step First, an n + -type first semiconductor layer 110 (n + -type semiconductor substrate) is prepared (see FIG. 2A).

(2)第2半導体層及びガードリング形成工程
次に、第1半導体層110上にエピタキシャル成長法により、第1半導体層110よりも不純物濃度が低いエピタキシャル層121を形成する(図2(b)参照。)。次に、高濃度領域122(及びガードリング140)に対応する開口を有するマスクM1をエピタキシャル層121上に形成し、当該マスクを用いてn型不純物(例えば、リン)を第2半導体層120の比較的深い領域(例えば第2半導体層120の厚みの中間の部分)にイオン注入する(図2(c)参照。)。次に、当該マスクを用いてp型不純物(例えば、ボロン)を第2半導体層120の比較的深い領域にイオン注入する(図2(d)参照。)。次に、n型不純物及びp型不純物を熱拡散させることにより、高濃度領域122を有する第2半導体層120及びガードリング140を形成する(図3(a)参照。)。
(2) Step of Forming Second Semiconductor Layer and Guard Ring Next, an epitaxial layer 121 having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer 110 is formed on the first semiconductor layer 110 by an epitaxial growth method (see FIG. 2B). .). Next, a mask M1 having an opening corresponding to the high-concentration region 122 (and the guard ring 140) is formed on the epitaxial layer 121, and an n-type impurity (for example, phosphorus) of the second semiconductor layer 120 is formed using the mask. Ions are implanted into a relatively deep region (for example, an intermediate portion of the thickness of the second semiconductor layer 120) (see FIG. 2C). Next, p-type impurities (for example, boron) are ion-implanted into a relatively deep region of the second semiconductor layer 120 using the mask (see FIG. 2D). Next, a second semiconductor layer 120 having a high concentration region 122 and a guard ring 140 are formed by thermally diffusing an n-type impurity and a p-type impurity (see FIG. 3A).

(3)絶縁層形成工程
次に、マスクM1を除去した後、第2半導体層120上に熱酸化膜及びPSG膜の積層膜を形成する。次に、絶縁層150を形成する領域以外の領域に開口を有するマスク(図示せず。)を当該積層膜上に形成し、当該マスクを用いて当該積層膜をエッチングする。これにより、第2半導体層120の表面に能動領域を取り囲むように絶縁層150を形成する(図3(b)参照。)。このとき、平面的に見て絶縁層150の内周端はガードリング140に包含されている。
(3) Insulating Layer Forming Step Next, after removing the mask M1, a laminated film of a thermal oxide film and a PSG film is formed on the second semiconductor layer 120. Next, a mask (not illustrated) having an opening in a region other than the region where the insulating layer 150 is formed is formed over the stacked film, and the stacked film is etched using the mask. Thus, an insulating layer 150 is formed on the surface of the second semiconductor layer 120 so as to surround the active region (see FIG. 3B). At this time, the inner peripheral end of the insulating layer 150 is included in the guard ring 140 in plan view.

(4)バリアメタル層形成工程及びカソード電極形成工程
次に、第2半導体層120上の表面所定領域(絶縁層150で囲まれた領域)及び絶縁層150の内周側の一部の領域にバリアメタル層130を形成するとともに、第1半導体層110の裏面上に裏面電極160を形成する(図3(c)参照。)。
(4) Barrier Metal Layer Forming Step and Cathode Electrode Forming Step Next, a predetermined region on the second semiconductor layer 120 (a region surrounded by the insulating layer 150) and a partial region on the inner peripheral side of the insulating layer 150 are formed. While forming the barrier metal layer 130, the back surface electrode 160 is formed on the back surface of the first semiconductor layer 110 (see FIG. 3C).

このようにして実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100を製造することができる。   Thus, the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment can be manufactured.

3.実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の効果
実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、逆サージが入った場合にショットキー接触(バリアメタル層130と第2半導体層120との接触)及びpn接合(ガードリング140と第2半導体層120との接合)から第1半導体層110に向けて伸びる空乏層(以下、単に空乏層という。)の伸びを抑制することができる。従って、当該空乏層が第1半導体層110に達する状態になり難くなり(後述する図7(a)参照。)、その結果、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができる。
3. Effect of Schottky Barrier Diode 100 According to First Embodiment According to the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is the second concentration in the active region. Since the impurity concentration is higher than the impurity concentration of the semiconductor layer 120, a Schottky contact (a contact between the barrier metal layer 130 and the second semiconductor layer 120) and a pn junction (a guard ring 140 and the second semiconductor layer 120) when a reverse surge is applied. Of the depletion layer (hereinafter simply referred to as a depletion layer) extending from the junction with the first semiconductor layer 110 to the first semiconductor layer 110. Therefore, it becomes difficult for the depletion layer to reach the first semiconductor layer 110 (see FIG. 7A to be described later). As a result, the reverse surge withstand capability can be made higher than in the related art.

また、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、逆サージ耐量を高くすることを目的として、第2半導体層120自体の厚さを厚くする必要がないため、順方向電圧Vが従来よりも高くなることがない(後述する図8における試料3(実施例)参照。)。 According to the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region. from the purpose of increasing the reverse surge resistance, in Figure 8 it is not necessary to increase the thickness of the second semiconductor layer 120 itself, the forward voltage V F is the absence of (to be described later higher than conventional See Sample 3 (Example).)

その結果、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100は、順方向電圧Vを高くすることなく、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができるショットキーバリアダイオードとなる。 As a result, the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, without increasing the forward voltage V F, the conventionally can be increased reverse surge resistance even Schottky barrier diode.

また、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が第1半導体層110の不純物濃度よりも低い。このような構成としたのは、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が第1半導体層110の不純物濃度と同じ又は当該不純物濃度よりも高い場合には、空乏層が第1半導体層110に達しなくても、第2半導体層120の不純物濃度が高い領域(高濃度領域122)に空乏層が達しただけでリーチスルー状態と電気的に等価になってしまうため、逆サージ耐量を高くすることが難しいからである。   In the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is lower than the impurity concentration of the first semiconductor layer 110. Such a configuration is depleted when the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is equal to or higher than the impurity concentration of the first semiconductor layer 110. Even if the layer does not reach the first semiconductor layer 110, the depletion layer only reaches the region (the high concentration region 122) where the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 is high (electrically equivalent to the reach-through state). Therefore, it is difficult to increase the reverse surge resistance.

また、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度(すなわち、高濃度領域122の不純物濃度)が7×1014cm−3〜7×1016cm−3の範囲内にあるため、空乏層が第1半導体層110に達する状態になり難く従来よりも逆サージ耐量を高くすることができ、かつ、第2半導体層120の不純物濃度が高い領域(高濃度領域122)に空乏層が達しただけでリーチスルー状態と電気的に等価になってしまうことを防ぐことができる。このような観点からすれば、高濃度領域122の不純物濃度は、1×1015cm−3〜1×1016cm−3の範囲内にあることが好ましい。 According to the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed (that is, the impurity concentration of the high concentration region 122) is 7 × 10 14. Since it is within the range of cm −3 to 7 × 10 16 cm −3 , the depletion layer is unlikely to reach the first semiconductor layer 110, the reverse surge withstand capability can be made higher than before, and the second semiconductor It can be prevented that the depletion layer merely reaches the region (the high concentration region 122) where the impurity concentration of the layer 120 is high and becomes electrically equivalent to the reach-through state. From such a viewpoint, the impurity concentration of the high concentration region 122 is preferably in the range of 1 × 10 15 cm −3 to 1 × 10 16 cm −3 .

また、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120においては、ガードリング140の最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の全部で能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いため、逆サージが入った場合に空乏層がより一層伸び難くなり、当該空乏層が第1半導体層110により一層達し難くなる。その結果、従来よりも逆サージ耐量をより一層高くすることができる。   Further, according to the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, in the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed, the depth region is deeper than the deepest position of the guard ring 140. Is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, the depletion layer is more difficult to extend when a reverse surge is applied, and the depletion layer is more difficult to reach the first semiconductor layer 110. As a result, the reverse surge withstand capability can be further increased as compared with the related art.

[実施形態2]
実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102は、基本的には実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するが、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102においては、図4に示すように、ガードリング140の周囲の領域における第2半導体層120の不純物濃度が、能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高い(すなわち、高濃度領域122aが、ガードリング140の周囲にも形成されている。)。
[Embodiment 2]
The Schottky barrier diode 102 according to the second embodiment has basically the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, but the region where the high concentration region is formed in the second semiconductor layer is implemented. This is different from the case of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment. That is, in the Schottky barrier diode 102 according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region around the guard ring 140 is changed to the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region. It is higher than the concentration (that is, the high concentration region 122a is also formed around the guard ring 140).

実施形態2において、高濃度領域122aは、平面的にみてガードリング140の周囲の領域に形成されており、断面的に見て柱状形状(平面的に見て環状形状)をしている。   In the second embodiment, the high-concentration region 122a is formed in a region around the guard ring 140 in a plan view, and has a columnar shape (annular shape in plan view) in cross section.

このように、実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なるが、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合と同様に、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、順方向電圧Vを高くすることなく、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができるショットキーバリアダイオードとなる。 As described above, the Schottky barrier diode 102 according to the second embodiment differs from the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment in the region where the high-concentration region is formed in the second semiconductor layer. As in the case of the Schottky barrier diode 100 according to No. 1, since the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, forward voltage without increasing the V F, the conventionally can be increased reverse surge resistance even Schottky barrier diode.

また、実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102によれば、ガードリング140の周囲における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いため、逆サージが入った場合にガードリング140の周囲においても空乏層が伸び難くなり、当該空乏層が第1半導体層110により一層達し難くなる。その結果、従来よりも逆サージ耐量をより一層高くすることができる。   Further, according to the Schottky barrier diode 102 according to the second embodiment, since the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 around the guard ring 140 is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, a reverse surge is generated. When it enters, the depletion layer hardly extends around the guard ring 140, and the depletion layer hardly reaches the first semiconductor layer 110. As a result, the reverse surge withstand capability can be further increased as compared with the related art.

なお、実施形態2に係るショットキーバリアダイオード102は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域以外の点においては実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するため、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100が有する効果のうち該当する効果を有する。   Note that the Schottky barrier diode 102 according to the second embodiment has the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment except for a region where a high concentration region is formed in the second semiconductor layer. The second embodiment has a corresponding effect among the effects of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment.

[実施形態3]
実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104は、基本的には実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するが、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なる。すなわち、実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104においては、図5に示すように、ガードリング140が形成されている領域よりも外周側の領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高い。
[Embodiment 3]
The Schottky barrier diode 104 according to the third embodiment has basically the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, except that the region where the high concentration region is formed in the second semiconductor layer is implemented. This is different from the case of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment. That is, in the Schottky barrier diode 104 according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region on the outer peripheral side of the region where the guard ring 140 is formed is lower than that in the active region. It is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120.

このように、実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なるが、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合と同様に、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、順方向電圧Vを高くすることなく、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができるショットキーバリアダイオードとなる。 As described above, the Schottky barrier diode 104 according to the third embodiment differs from the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment in the region where the high-concentration region is formed in the second semiconductor layer. As in the case of the Schottky barrier diode 100 according to No. 1, since the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, forward voltage without increasing the V F, the conventionally can be increased reverse surge resistance even Schottky barrier diode.

また、実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104によれば、ガードリング140が形成されている領域よりも外周側の領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いため、ガードリング140が形成されている領域よりも外周側の領域においても空乏層が伸び難くなり、当該空乏層が第1半導体層110により一層達し難くなる。その結果、従来よりも逆サージ耐量をより一層高くすることができる。   Further, according to the Schottky barrier diode 104 according to the third embodiment, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region on the outer peripheral side of the region where the guard ring 140 is formed is lower than that in the active region. Since the impurity concentration is higher than the impurity concentration, the depletion layer hardly extends in a region on the outer peripheral side of the region where the guard ring 140 is formed, and the depletion layer hardly reaches the first semiconductor layer 110. As a result, the reverse surge withstand capability can be further increased as compared with the related art.

なお、実施形態3に係るショットキーバリアダイオード104は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域以外の構成においては実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するため、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100が有する効果のうち該当する効果を有する。   Note that the Schottky barrier diode 104 according to the third embodiment has the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment in a configuration other than a region where a high concentration region is formed in the second semiconductor layer. The second embodiment has a corresponding effect among the effects of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment.

[実施形態4]
実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106は、基本的には実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するが、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なる。すなわち、実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106においては、図6に示すように、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120においては、ガードリング140の最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の一部のみで能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高い。
[Embodiment 4]
The Schottky barrier diode 106 according to the fourth embodiment has basically the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment, but the region where the high concentration region is formed in the second semiconductor layer is implemented. This is different from the case of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment. That is, in the Schottky barrier diode 106 according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, in the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed, the depth position of the deepest part of the guard ring 140 Only a part of the deeper region has a higher impurity concentration than the second semiconductor layer 120 in the active region.

実施形態4においては、ガードリング140の最深部と高濃度領域122cとは離間した状態となっている。   In the fourth embodiment, the deepest part of the guard ring 140 and the high concentration region 122c are separated from each other.

このように、実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域が実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合とは異なるが、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100の場合と同様に、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120の不純物濃度が能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、逆サージが入った場合でも、ショットキー接触及びpn接合から第1半導体層110に向けて伸びる空乏層の伸びを抑制することができる。従って、当該空乏層が第1半導体層110に達し難くなり、その結果、従来よりも逆サージ耐量を高くすることができる。   As described above, the Schottky barrier diode 106 according to the fourth embodiment differs from the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment in the region where the high-concentration region is formed in the second semiconductor layer. As in the case of the Schottky barrier diode 100 according to No. 1, since the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, Even when a reverse surge is applied, the expansion of the depletion layer extending from the Schottky contact and the pn junction toward the first semiconductor layer 110 can be suppressed. Therefore, the depletion layer hardly reaches the first semiconductor layer 110, and as a result, the reverse surge withstand capability can be increased as compared with the related art.

また、実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106によれば、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120においては、ガードリング140の最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の一部のみで能動領域における第2半導体層120の不純物濃度よりも高いことから、ガードリング140の最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の全部に高濃度領域を形成しなくても空乏層が伸び難く当該空乏層が第1半導体層110に達し難くなるため、この場合であっても従来よりも逆サージ耐量を高くすることができる。   Further, according to the Schottky barrier diode 106 according to the fourth embodiment, in the second semiconductor layer 120 in the region where the guard ring 140 is formed, the depth region is deeper than the deepest position of the guard ring 140. Is higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, the high concentration region does not need to be formed in the entire depth region deeper than the deepest position of the guard ring 140. Since the depletion layer does not easily extend and the depletion layer does not easily reach the first semiconductor layer 110, even in this case, the reverse surge withstand capability can be higher than in the related art.

なお、実施形態4に係るショットキーバリアダイオード106は、第2半導体層における高濃度領域が形成されている領域以外の構成においては実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同様の構成を有するため、実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100が有する効果のうち該当する効果を有する。   Note that the Schottky barrier diode 106 according to the fourth embodiment has the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment in a configuration other than a region where a high concentration region is formed in the second semiconductor layer. The second embodiment has a corresponding effect among the effects of the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment.

[試験例]
<試験例1>
試験例1は、本発明のショットキーバリアダイオードが、従来のショットキーバリアダイオードよりも逆サージ耐量が高いショットキーバリアダイオードであることを示すための試験例である。
[Test example]
<Test Example 1>
Test Example 1 is a test example to show that the Schottky barrier diode of the present invention is a Schottky barrier diode having a higher reverse surge withstand capability than a conventional Schottky barrier diode.

1.各試料の説明
(1)試料1(実施例)
基本的には実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同じ構成のショットキーバリアダイオードを試料1とした。ただし、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120(高濃度領域122)の不純物濃度を能動領域における第2半導体層120の不純物濃度の1.5倍の不純物濃度とし、ガードリング140の幅を20μmとし、ガードリング140の深さを1μmとした。
1. Explanation of each sample (1) Sample 1 (Example)
A Schottky barrier diode basically having the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment was used as Sample 1. However, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 (high-concentration region 122) in the region where the guard ring 140 is formed is set to 1.5 times the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, and the guard ring The width of 140 was 20 μm, and the depth of guard ring 140 was 1 μm.

(2)試料2(比較例)
高濃度領域122が形成されていない点以外の構成は試料1に係るショットキーバリアダイオードと同様の構成のショットキーバリアダイオードを試料2とした。
(2) Sample 2 (Comparative example)
A sample 2 was a Schottky barrier diode having the same configuration as that of the sample 1 except that the high-concentration region 122 was not formed.

2.試験方法
各試料において、バリアメタル層130に負の電位(例えば、60V)を印加したときにショットキー接触(バリアメタル層130と第2半導体層120との接触)及びpn接合(ガードリング140と第2半導体層120との接合)から第1半導体層110に向けて伸びる空乏層の様子をシミュレーションし、図示することで空乏層が第1半導体層110に達する状態になったか否かを判断した。
2. Test Method In each sample, when a negative potential (for example, 60 V) is applied to the barrier metal layer 130, a Schottky contact (contact between the barrier metal layer 130 and the second semiconductor layer 120) and a pn junction (with the guard ring 140) The state of the depletion layer extending from the junction with the second semiconductor layer 120 to the first semiconductor layer 110 was simulated, and it was determined whether or not the depletion layer reached the first semiconductor layer 110 as illustrated. .

3.試験結果
図7からもわかるように、試料2(比較例)においては、逆サージが入ると、ショットキー接触及びpn接合から第1半導体層110に向けて空乏層が伸びて第1半導体層110に達する状態、すなわち、リーチスルー状態となることがわかった(図7(b)参照。)。これに対して、試料1(実施例)においては、逆サージが入った場合でも、ショットキー接触及びpn接合から第1半導体層110に向けて空乏層が伸びても、当該空乏層が第1半導体層110に達する状態、すなわち、リーチスルー状態とならないことがわかった(図7(a)参照。)。このことから、本発明のショットキーバリアダイオードが、従来のショットキーバリアダイオードよりも逆サージ耐量が高いショットキーバリアダイオードであることがわかった。
3. Test Results As can be seen from FIG. 7, in sample 2 (comparative example), when a reverse surge is applied, a depletion layer extends from the Schottky contact and the pn junction toward the first semiconductor layer 110, and the first semiconductor layer 110 , That is, a reach-through state (see FIG. 7B). On the other hand, in the sample 1 (Example), even when a reverse surge is applied, even if the depletion layer extends from the Schottky contact and the pn junction toward the first semiconductor layer 110, the depletion layer remains in the first state. It was found that the state did not reach the semiconductor layer 110, that is, the reach-through state (see FIG. 7A). From this, it was found that the Schottky barrier diode of the present invention is a Schottky barrier diode having higher reverse surge withstand capability than the conventional Schottky barrier diode.

<試験例2>
試験例2は、本発明のショットキーバリアダイオードが、逆サージ耐量が高く、静電破壊耐量が高く、かつ、順方向電圧Vが低いショットキーバリアダイオードであることを示すための試験例である。
<Test Example 2>
Test Example 2, the Schottky barrier diode of the present invention, high reverse surge resistance, high electrostatic breakdown resistance, and, in the test example to show that the forward voltage V F is lower Schottky barrier diode is there.

1.各試料の説明
(1)試料3(実施例)
基本的には実施形態1に係るショットキーバリアダイオード100と同じ構成のショットキーバリアダイオードを作製し、これを試料3とした。ただし、ガードリング140が形成されている領域における第2半導体層120(高濃度領域122)の不純物濃度を能動領域における第2半導体層120の不純物濃度の1.15倍の不純物濃度とし、ガードリング140の幅を20μmとし、ガードリング140の深さを1μmとした。
1. Explanation of each sample (1) Sample 3 (Example)
Basically, a Schottky barrier diode having the same configuration as the Schottky barrier diode 100 according to the first embodiment was manufactured, and this was used as Sample 3. However, the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 (high-concentration region 122) in the region where the guard ring 140 is formed is set to 1.15 times the impurity concentration of the second semiconductor layer 120 in the active region, and the guard ring The width of 140 was 20 μm, and the depth of guard ring 140 was 1 μm.

(2)試料4(比較例1)
高濃度領域122が形成されていない点以外の構成は試料3に係るショットキーバリアダイオードと同様の構成のショットキーバリアダイオードを作製し、これを試料4とした。
(2) Sample 4 (Comparative Example 1)
A Schottky barrier diode having the same configuration as that of the Schottky barrier diode according to Sample 3 except that the high-concentration region 122 was not formed was manufactured, and this was used as Sample 4.

(3)試料5(比較例2)
高濃度領域122が形成されていない点及び第2半導体層の厚みを試料3の第2半導体層の厚みの1.15倍の厚みとした点以外の構成は試料3に係るショットキーバリアダイオードと同様の構成のショットキーバリアダイオードを作製し、これを試料5とした。
(3) Sample 5 (Comparative Example 2)
Except that the high-concentration region 122 is not formed and that the thickness of the second semiconductor layer is 1.15 times the thickness of the second semiconductor layer of the sample 3, the configuration is the same as that of the Schottky barrier diode according to the sample 3. A Schottky barrier diode having the same configuration was manufactured, and this was used as Sample 5.

2.試験方法
各試料の、逆サージ耐量、静電破壊耐量及び順方向電圧Vを測定した。
(1)逆サージ耐量
各試料(試料3〜5)に対し、それぞれ電力を100W刻みになるようにパルス幅10μsecの電流を印加し、破壊する直前の印加電力を逆サージ耐量として評価した。逆サージ耐量が1000W以上の場合に「○」の評価を与え、逆サージ耐量が1000W未満の場合に「×」の評価を与えた。
(2)静電破壊耐量
50Vから200Vまで50V刻みで印加可能な電源によって200pFのコンデンサを充電した後、当該コンデンサにより各試料(試料3〜5)に対し順方向および逆方向に各3回ずつ放電させ、試料が破壊したときの電源電圧を静電破壊耐量として評価した。静電破壊耐量が1500V以上の場合に「○」の評価を与え、静電破壊耐量が1500V未満の場合に「×」の評価を与えた。
(3)順方向電圧V
各試料(試料3〜5)に対し順方向電流を2A印加したときの電圧を順方向電圧Vとして評価した。順方向電圧Vが700mV以下の場合に「○」の評価を与え、順方向電圧Vが700mVを超える場合に「×」の評価を与えた。
(4)総合評価
上記した、逆サージ耐量、静電破壊耐量及び順方向電圧Vの全ての評価が「○」の場合に「○」の評価を与え、各評価のうち1つでも「×」がある場合に「×」の評価を与えた。
2. Test Method Each sample, reverse surge resistance, electrostatic breakdown resistance and forward voltage V F was measured.
(1) Reverse surge withstand capability A current having a pulse width of 10 μsec was applied to each of the samples (samples 3 to 5) so that the power was in increments of 100 W, and the applied power immediately before the breakdown was evaluated as the reverse surge withstand. When the reverse surge withstand capability was 1000 W or more, a rating of “○” was given, and when the reverse surge withstand capability was less than 1000 W, a rating of “x” was given.
(2) Electrostatic breakdown resistance After charging a capacitor of 200 pF with a power supply capable of applying from 50 V to 200 V in increments of 50 V, the capacitors used to charge each sample (samples 3 to 5) three times each in the forward and reverse directions. The discharge was performed, and the power supply voltage at the time when the sample was broken was evaluated as the electrostatic breakdown strength. A rating of “耐” was given when the electrostatic breakdown strength was 1500 V or more, and a rating of “x” was given when the electrostatic breakdown strength was less than 1500 V.
(3) the forward voltage V F
The voltage when a forward current was 2A applied to each sample (Sample 3-5) was evaluated as a forward voltage V F. If the forward voltage V F is less than 700mV a score of "○", the forward voltage V F is a score of "×" when greater than 700mV.
(4) Comprehensive evaluation described above, a score of "○" when the reverse surge resistance, all evaluation of the electrostatic breakdown resistance and forward voltage V F is "○", even one "× among the evaluation Was given a rating of "x".

3.試験結果
図8からもわかるように、試料4及び5(比較例)に係るショットキーバリアダイオードはいずれも、いずれかの評価項目で「×」の評価があり、「×」の総合評価が得られた。すなわち、試料4(比較例1)に係るショットキーバリアダイオードは逆サージ耐量及び静電破壊耐量の項目で「×」の評価があり、試料5(比較例2)に係るショットキーバリアダイオードは順方向電圧Vの項目で「×」の評価があるため、それぞれ「×」の総合評価が得られた。
3. Test Results As can be seen from FIG. 8, all of the Schottky barrier diodes according to Samples 4 and 5 (Comparative Example) were evaluated as “×” in any of the evaluation items, and an overall evaluation of “×” was obtained. Was done. That is, the Schottky barrier diode according to Sample 4 (Comparative Example 1) was evaluated as “×” in the items of the reverse surge withstand capability and the electrostatic breakdown withstand capability, and the Schottky barrier diode according to Sample 5 (Comparative Example 2) was in order. for an item of direction voltage V F there is an evaluation of "×", the overall evaluation was obtained of each "×".

これに対して、試料3(実施例)に係るショットキーバリアダイオードは、全ての評価項目について「○」の評価が得られ、「○」の総合評価が得られた。その結果、本発明のショットキーバリアダイオードが、逆サージ耐量が高く、静電破壊耐量が高く、かつ、順方向電圧Vが低いショットキーバリアダイオードであることがわかった。 On the other hand, for the Schottky barrier diode according to Sample 3 (Example), the evaluation of “○” was obtained for all evaluation items, and the comprehensive evaluation of “○” was obtained. As a result, the Schottky barrier diode of the present invention, high reverse surge resistance, high electrostatic breakdown resistance, and it was found that the forward voltage V F is lower Schottky barrier diode.

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。   As described above, the present invention has been described based on the above embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. The present invention can be implemented in various modes without departing from the spirit thereof. For example, the following modifications are also possible.

(1)上記実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。 (1) The number, material, shape, position, size, and the like of the components described in the above embodiment are mere examples, and can be changed without impairing the effects of the present invention.

(2)上記各実施形態においては、第1半導体層及び第2半導体層の材料をシリコンにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。第1半導体層及び第2半導体層の材料を炭化珪素、窒化ガリウムその他適宜の材料にしてもよい。 (2) In each of the above embodiments, the material of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is silicon, but the present invention is not limited to this. The material of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer may be silicon carbide, gallium nitride, or another appropriate material.

(3)上記各実施形態においては、バリアメタル層の材料をチタンにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。バリアメタル層の材料を窒化チタン、モリブデン、パラジウム、白金、アルミニウム−シリコンその他適宜の材料にしてもよい。 (3) In the above embodiments, the material of the barrier metal layer is titanium, but the present invention is not limited to this. The material of the barrier metal layer may be titanium nitride, molybdenum, palladium, platinum, aluminum-silicon, or any other suitable material.

(4)上記各実施形態においては、バリアメタル層130をそのままアノード電極としたが、本発明はこれに限定されるものではない。バリアメタル層130上に外部と接続するための表面電極を形成し、バリアメタル層130及び表面電極をアノード電極としてもよい。この場合において、表面電極の材料としては、例えば、チタン及びアルミニウムの積層膜やニッケル膜などを用いることができる。 (4) In each of the above embodiments, the barrier metal layer 130 was used as the anode electrode as it was, but the present invention is not limited to this. A surface electrode for connecting to the outside may be formed on the barrier metal layer 130, and the barrier metal layer 130 and the surface electrode may be used as an anode electrode. In this case, as a material of the surface electrode, for example, a laminated film of titanium and aluminum, a nickel film, or the like can be used.

(5)上記実施形態においては、イオン注入法により高濃度領域を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。エピタキシャル成長法により高濃度領域を形成してもよい。 (5) In the above embodiment, the high concentration region was formed by the ion implantation method, but the present invention is not limited to this. A high concentration region may be formed by an epitaxial growth method.

(6)上記実施形態においては、イオン注入法によりガードリング140を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。エピタキシャル成長法によりガードリング140を形成してもよい。 (6) In the above embodiment, the guard ring 140 is formed by the ion implantation method, but the present invention is not limited to this. The guard ring 140 may be formed by an epitaxial growth method.

100,102,104,106,900…ショットキーバリアダイオード、110,910…第1半導体層、120,920…第2半導体層、121…エピタキシャル層、122,122a、122b、122c…高濃度領域、130,930…バリアメタル層、140,940…ガードリング、150,950…絶縁層、160,960…裏面電極(カソード電極)、M1…マスク   100, 102, 104, 106, 900: Schottky barrier diode, 110, 910: first semiconductor layer, 120, 920: second semiconductor layer, 121: epitaxial layer, 122, 122a, 122b, 122c: high concentration region, 130, 930: barrier metal layer, 140, 940: guard ring, 150, 950: insulating layer, 160, 960: back electrode (cathode electrode), M1: mask

Claims (6)

第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層上に形成され、前記第1半導体層よりも不純物濃度が低い第1導電型の第2半導体層と、
前記第2半導体層上の表面所定領域に形成されたバリアメタル層と、
平面的に見て前記バリアメタル層のうち前記第2半導体層の表面と接する部分の端部を包含するように前記第2半導体層の表面に形成された第2導電型のガードリングとを備え、
前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層において、能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも不純物濃度が高い高濃度領域が形成され、
前記高濃度領域は、平面的に見て少なくとも前記ガードリングが形成されている領域を含む領域に形成されており、
前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層においては、前記ガードリングの最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の全部に前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも不純物濃度が高い前記高濃度領域が形成されていることを特徴とするショットキーバリアダイオード。
A first semiconductor layer of a first conductivity type;
A second semiconductor layer of a first conductivity type formed on the first semiconductor layer and having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer;
A barrier metal layer formed in a predetermined surface area on the second semiconductor layer;
A second conductive type guard ring formed on the surface of the second semiconductor layer so as to include an end of a portion of the barrier metal layer in contact with the surface of the second semiconductor layer when viewed in a plan view. ,
In the second semiconductor layer in the region where the guard ring is formed, a high concentration region having an impurity concentration higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region is formed.
The high concentration region is formed in a region including at least a region where the guard ring is formed in a plan view,
In the second semiconductor layer in the area where the guard ring is formed, the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active area is reduced in the entire depth region deeper than the deepest position of the guard ring. Wherein the high concentration region having a high impurity concentration is formed.
第1導電型の第1半導体層と、
前記第1半導体層上に形成され、前記第1半導体層よりも不純物濃度が低い第1導電型の第2半導体層と、
前記第2半導体層上の表面所定領域に形成されたバリアメタル層と、
平面的に見て前記バリアメタル層のうち前記第2半導体層の表面と接する部分の端部を包含するように前記第2半導体層の表面に形成された第2導電型のガードリングとを備え、
前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層において、能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも不純物濃度が高い高濃度領域が形成され、
前記高濃度領域は、平面的に見て少なくとも前記ガードリングが形成されている領域を含む領域に形成されており、
前記ガードリングが形成されている領域における前記第2半導体層においては、前記ガードリングの最深部の深さ位置よりも深い深さ領域の一部のみに前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも不純物濃度が高い前記高濃度領域が形成されていることを特徴とするショットキーバリアダイオード。
A first semiconductor layer of a first conductivity type;
A second semiconductor layer of a first conductivity type formed on the first semiconductor layer and having a lower impurity concentration than the first semiconductor layer;
A barrier metal layer formed in a predetermined surface area on the second semiconductor layer;
A second conductive type guard ring formed on the surface of the second semiconductor layer so as to include an end of a portion of the barrier metal layer in contact with the surface of the second semiconductor layer when viewed in a plan view. ,
In the second semiconductor layer in the region where the guard ring is formed, a high concentration region having an impurity concentration higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region is formed.
The high concentration region is formed in a region including at least a region where the guard ring is formed in a plan view,
In the second semiconductor layer in a region where the guard ring is formed, only a part of a depth region deeper than a depth position of a deepest portion of the guard ring has an impurity of the second semiconductor layer in the active region. A Schottky barrier diode, wherein the high concentration region having an impurity concentration higher than the concentration is formed.
前記高濃度領域の不純物濃度が、前記第1半導体層の不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項1又は2に記載のショットキーバリアダイオード。   The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein an impurity concentration of the high concentration region is lower than an impurity concentration of the first semiconductor layer. 前記高濃度領域の不純物濃度が、7×1014cm−3〜7×1016cm−3の範囲内にあることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のショットキーバリアダイオード。 4. The Schottky barrier diode according to claim 1, wherein an impurity concentration of the high-concentration region is in a range of 7 × 10 14 cm −3 to 7 × 10 16 cm −3 . 前記ガードリングが形成されている領域よりも外周側の領域における前記第2半導体層の不純物濃度が、前記能動領域における前記第2半導体層の不純物濃度よりも高いことを特徴とする請求項に記載のショットキーバリアダイオード。 The impurity concentration of the second semiconductor layer in the outer peripheral side region than the region where the guard ring is formed, in claim 1, wherein the higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer in the active region Schottky barrier diode as described. 前記第2半導体層上に前記能動領域を取り囲むように形成された絶縁層をさらに備え、
平面的に見て前記絶縁層の内周端は前記ガードリングに包含されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のショットキーバリアダイオード。
An insulating layer formed on the second semiconductor layer so as to surround the active region;
The Schottky barrier diode according to any one of claims 1 to 5, wherein an inner peripheral end of the insulating layer is included in the guard ring when viewed in a plan view.
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