ダイオードの製造方法およびダイオード
【課題】漏れ電流を抑えることができるダイオードの製造方法およびダイオードを提供する。
【解決手段】第１の面Ｓ１と、単結晶炭化珪素から作られた第２の面Ｓ２とを有する半導体基板１０が準備される。第２の面Ｓ２上に、複数の開口部ＯＰを有し、酸化珪素から作られたマスク層１１が形成される。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、第２の面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出する。複数の領域ＥＲのそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により複数のダイヤモンド部１２が形成される。エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部１２が互いに接触する前に停止される。複数のダイヤモンド部１２の各々の上にショットキー電極１３が形成される。第１の面Ｓ１上にオーミック電極１６が形成される。
【解決手段】第１の面Ｓ１と、単結晶炭化珪素から作られた第２の面Ｓ２とを有する半導体基板１０が準備される。第２の面Ｓ２上に、複数の開口部ＯＰを有し、酸化珪素から作られたマスク層１１が形成される。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、第２の面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出する。複数の領域ＥＲのそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により複数のダイヤモンド部１２が形成される。エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部１２が互いに接触する前に停止される。複数のダイヤモンド部１２の各々の上にショットキー電極１３が形成される。第１の面Ｓ１上にオーミック電極１６が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイオードおよびその製造方法に関し、特に、ショットキー電極を有するダイオードおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力用半導体としてのダイオードとして、従来から、シリコン（Ｓｉ）を用いたｐｎダイオードが用いられている。このダイオードの耐圧は数十Ｖ程度であり比較的低い。そこで、より高い耐圧を有するダイオードとして、炭化珪素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いたショットキーバリアダイオードの検討がなされている。これらのダイオードは、１０００Ｖを超える耐圧を有するものの、漏れ電流が比較的大きい。そこでショットキーバリアダイオードの半導体材料にダイヤモンドを使用することが検討されている。ダイヤモンドが使用される場合、漏れ電流を抑制する方法が提案されている。たとえば、特開２００７−０９５９７５号公報（特許文献１）によれば、予めダイヤモンド薄膜の異常成長粒子や成長丘などの結晶欠陥が検査され、この欠陥を避けてショットキー電極用パターンが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０９５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に記載の技術は、欠陥の検査結果に応じたパターン形成を要するため、量産において適用することは困難であった。このため漏れ電流を抑制することができる他の方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、漏れ電流を抑えることができるダイオードの製造方法およびダイオードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のダイオードの製造方法は、次の工程を有する。第１の面と、第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板が準備される。第２の面の上に、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層が形成される。複数の開口部のそれぞれは、第２の面に含まれる複数の領域を露出する。複数の領域のそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、一の導電型を有し単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部が形成される。エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部が互いに接触する前に停止される。複数のダイヤモンド部の各々の上にショットキー電極が形成される。第１の面上にオーミック電極が形成される。
【０００７】
上記の製造方法によれば、半導体基板上においてダイオードを構成する複数のダイヤモンド部が互いに接触しないように成長される。これにより、ダイオードの電流密度を規定する断面積を確保しつつ、単一のダイヤモンド部が成長される場合に比して、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【０００８】
上記の製造方法において好ましくは、ショットキー電極は、複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する。これにより、各ダイヤモンド部において最適な場所に選択的にショットキー電極を設けることができる。
【０００９】
上記の製造方法において好ましくは、複数の電極部を互いに電気的に接続する配線が形成される。これにより複数の電極部の電流を一の配線の電流にまとめることができる。
【００１０】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、複数のダイヤモンド部の各々のうちショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部の各々のうち半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さくなるように行われる。これによりダイヤモンド部全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００１１】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、複数のダイヤモンド部の各々が第２の面と平行な表面を有するように行われる。ショットキー電極を形成する工程においてショットキー電極が表面上に形成される。これにより第２の面と平行なショットキー電極を形成することができる。
【００１２】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、ダイヤモンド部の少なくとも一部が形成された時点でダイヤモンド部を平坦化する工程を含む。これにより、複数のダイヤモンド部の各々に第２の面と平行な表面を形成することができる。よってこの表面の上にショットキー電極を形成することで、ショットキー電極を第２の面と平行にすることができる。
【００１３】
本発明のダイオードは、半導体基板と、マスク層と、複数のダイヤモンド部と、ショットキー電極と、オーミック電極とを有する。半導体基板は、第１の面と、第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する。マスク層は、第２の面の上に設けられ、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られている。複数の開口部のそれぞれは、第２の面に含まれる複数の領域を露出している。複数のダイヤモンド部は、複数の領域のそれぞれの上に設けられ、一の導電型を有し、単結晶構造を有し、互いに分離されている。ショットキー電極は複数のダイヤモンド部の各々の上に設けられている。オーミック電極は第１の面上に設けられている。
【００１４】
上記のダイオードによれば、互いに接触していない複数のダイヤモンド部が設けられる。このような複数のダイヤモンド部を用いることにより、この複数のダイヤモンド部の総面積に対応する面積を有する単一のダイヤモンド部が用いられる場合に比して、結晶欠陥を容易に抑制することができる。これにより、ダイオードの電流密度を規定する断面積を確保しつつ、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００１５】
上記のダイオードにおいて好ましくは、ショットキー電極は、複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する。これにより、各ダイヤモンド部において最適な場所に選択的にショットキー電極を設けることができる。
【００１６】
上記のダイオードにおいて好ましくは、ダイオードは、複数の電極部を互いに電気的に接続する配線を有する。これにより複数の電極部の電流を一の配線の電流にまとめることができる。
【００１７】
上記のダイオードにおいて好ましくは、複数のダイヤモンド部の各々のうちショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部の各々のうち半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さい。これによりダイヤモンド部全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００１８】
上記のダイオードにおいて好ましくは、複数のダイヤモンド部の各々は第２の面と平行な表面を有する。ショットキー電極は表面上に設けられている。これにより第２の面と平行なショットキー電極を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダイオードの漏れ電流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるダイオードの構成を概略的に示す図であり、図１（Ｂ）の線ＩＡ−ＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および図１（Ａ）のダイオードの内部構成を概略的に示す部分平面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法を概略的に示すフロー図（Ａ）、および図２（Ａ）のフロー図のうち複数のダイヤモンド部を形成する工程をより詳細に示すフロー図（Ｂ）である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第１工程を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）の線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第２工程を概略的に示す図であり、図４（Ｂ）の線ＩＶＡ−ＩＶＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第３工程を概略的に示す図であり、図５（Ｂ）の線ＶＡ−ＶＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第４工程を概略的に示す図であり、図６（Ｂ）の線ＶＩＡ−ＶＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第５工程を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）の線ＶＩＩＡ−ＶＩＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施の形態のダイオード１００は、炭化珪素基板１０（半導体基板）と、マスク層１１と、複数のダイヤモンド部１２と、ショットキー電極１３と、層間絶縁膜１４と、配線１５と、オーミック電極１６とを有する。
【００２２】
炭化珪素基板１０は、裏面Ｓ１（第１の面）と、裏面Ｓ１と反対に位置する上面Ｓ２（第２の面）とを有する。また炭化珪素基板１０は単結晶炭化珪素（ＳｉＣ）から作られている。よって上面Ｓ２も単結晶炭化珪素から作られている。炭化珪素の結晶構造は好ましくは立方晶（３Ｃ型）を有し、この場合、上面Ｓ２の面方位は好ましくは（１００）面である。また炭化珪素基板１０はｐ型（一の導電型）を有する。ｐ型を付与するための不純物は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）またはホウ素（Ｂ）である。
【００２３】
マスク層１１は上面Ｓ２の上に設けられている。マスク層１１は酸化珪素（ＳｉＯ2）から作られている。マスク層１１は複数の開口部ＯＰを有する。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出している。各開口部ＯＰは、たとえば円形形状を有する。各開口部ＯＰの直径は、たとえば数μｍ〜数十μｍである。好ましくは、開口部ＯＰは、第１の方向（たとえば図１における横方向）に一定周期で配置されており、より好ましくは一の方向に交差する第２の方向（たとえば図１における縦方向）にも一定周期で配置されている。好ましくは第１および第２の方向は互いに直交している。周期は、たとえば１０〜１００μｍ程度である。
【００２４】
複数のダイヤモンド部１２は、複数の領域ＥＲのそれぞれの上に設けられている。複数の領域ＥＲは互いに分離されている。各ダイヤモンド部１２は、半導体基板の導電型と同じ導電型を有し、本実施の形態においてはｐ型を有する。各ダイヤモンド部は単結晶構造を有する。ｐ型を付与するための不純物は、たとえばホウ素（Ｂ）である。
【００２５】
具体的には各ダイヤモンド部１２はｐ+部１２ａおよびｐ-部１２ｂを有する。ｐ+部１２ａは、マスク層１１が設けられた炭化珪素基板１０上に位置している。ｐ-部１２ｂはｐ+部１２ａ上に位置している。ｐ-部１２ｂの不純物濃度はｐ+部１２ａの不純物濃度に比して小さい。各ダイヤモンド部１２のｐ-部１２ｂは、上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂを有する。
【００２６】
ショットキー電極１３は複数のダイヤモンド部１２の各々の上に設けられている。具体的には、ショットキー電極１３は、互いに分離した複数の電極部１３ｐを有し、それぞれが複数のダイヤモンド部１２上に位置している。本実施の形態においては各電極部１３ｐは炭化珪素基板１０の表面Ｆｂ上に設けられている。よって各電極部１３ｐはｐ+部１２ａおよびｐ-部１２ｂのうち後者に接しており、これにより、複数のダイヤモンド部１２の各々のうちショットキー電極１３に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部１２の各々のうち炭化珪素基板１０に接する部分の不純物濃度に比して小さい。ショットキー電極１３の材料は、たとえば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはルテニウム（Ｒｕ）である。
【００２７】
配線１５は、複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続している。層間絶縁膜は配線１５とダイヤモンド部１２との間を絶縁している。オーミック電極１６は炭化珪素基板１０の裏面Ｓ１上に設けられている。オーミック電極１６の材料は、たとえばチタン（Ｔｉ）である。
【００２８】
次にダイオード１００の製造方法について説明する。
まず図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、まず炭化珪素基板１０が準備される（図２（Ａ）：ステップＳ１０）。次に、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２の上に、複数の開口部ＯＰを有し、酸化珪素から作られたマスク層１１が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ２０）。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出する。
【００２９】
次に複数のダイヤモンド部１２（図１（Ａ）および（Ｂ））を形成するステップＳ３０（図２（Ａ））が、以下に説明するステップＳ３１〜Ｓ３３（図２（Ｂ））により行われる。
【００３０】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、複数の領域ＥＲのそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、ｐ+部１２ａの不純物濃度に対応する高い不純物濃度を有し、単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部１２ｐが形成される（図２（Ｂ）ステップＳ３１）。この成長は、たとえば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により行い得る。またこの成長は、複数のダイヤモンド部１２ｐが互いに接触する前に停止される。この結果、まず開口部ＯＰを埋めるような成長が生じ、その後、平面視において開口部ＯＰから横方向（図４（Ｂ）における面内方向）に拡がるような成長が生じる。この結果、マスク層１１上においてダイヤモンド部１２ｐは四角錘の形状を有する。
【００３１】
ＣＶＤ法の条件を例示すると、成長温度は８００〜９５０℃程度、プロセスガスは原料ガスとしてのメタンガス（ＣＨ4）とドーピングガスとしてのジボラン（Ｂ2Ｈ6）とキャリアガスとしての水素（Ｈ2）ガスとの混合ガス、プロセスガス中のメタンガス濃度は０．２〜８体積％、圧力は１３ｋＰａ程度である。この成長において、炭素（Ｃ）原子は、酸化珪素から作られたマスク層１１上には実質的に堆積せず、炭化珪素基板１０から作られた領域ＥＲ上に選択的に堆積する。
【００３２】
次に、各ダイヤモンド部１２ｐが研磨により平坦化される（図２（Ｂ）：ステップＳ３２）。これにより、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、各々が表面Ｆａを有する複数のｐ+部１２ａが形成される。各表面Ｆａは炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行である。
【００３３】
次に図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、複数のｐ+部１２ａのそれぞれの上において、上記エピタキシャル成長に比して不純物濃度がより低いエピタキシャル成長が行われる。これにより複数のｐ-部１２ｂが形成される（図２（Ｂ）：ステップＳ３３）。この成長において炭素（Ｃ）原子は、酸化珪素から作られたマスク層１１上には実質的に堆積せず、ダイヤモンドから作られたｐ+部１２ａ上に選択的に堆積する。この結果、ｐ+部１２ａを選択的に被覆するようにｐ-部１２ｂが形成される。また各ｐ+部１２ａの表面Ｆａ上に、ｐ-部１２ｂからなる表面Ｆｂが形成される。表面Ｆｂは、表面Ｆａと同様、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行である。エピタキシャル成長は複数のｐ-部１２ｂが互いに接触する前に停止される。言い換えると、エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部１２が互いに接触する前に停止される。
【００３４】
以上のように、複数のダイヤモンド部１２を形成するステップＳ３０（図２（Ａ））が行われる。
【００３５】
次に図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ショットキー電極１３が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ４０）。すなわち、複数のダイヤモンド部１２の各々の上に、ショットキー電極１３として、互いに分離された複数の電極部１３ｐが形成される。具体的には、ショットキー電極１３となる薄膜の成膜と、フォトリソグラフィを用いたパターニングとが行われる。このパターニングは、各電極部１３ｐが、ダイヤモンド部１２のｐ-部１２ｂの表面Ｆｂ上に選択的に位置するように行われる。
【００３６】
次に図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜１４および配線１５が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ５０）。具体的には、層間絶縁膜１４となる薄膜の成膜と、複数の電極部１３ｐの各々を露出するコンタクトホールの形成と、このコンタクトホールを介して複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続する配線１５の形成とが行われる。また裏面Ｓ１上にオーミック電極１６が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ６０）。この後、必要に応じて、炭化珪素基板１０のダイシングが行われることで、ダイオード１００が得られる。
【００３７】
本実施の形態によれば、炭化珪素基板１０上においてダイオード１００を構成する複数のダイヤモンド部１２が互いに接触しないように成長される。これにより、ダイオード１００の電流密度を規定する断面積を確保しつつ、単一のダイヤモンド部１２が成長される場合に比して、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００３８】
言い換えると、ダイオード１００に、互いに接触していない複数のダイヤモンド部１２が設けられる。このような複数のダイヤモンド部１２を用いることにより、この複数のダイヤモンド部１２の総面積に対応する面積を有する単一のダイヤモンド部１２が用いられる場合に比して、結晶欠陥を容易に抑制することができる。これにより、ダイオード１００の電流密度を規定する断面積を確保しつつ、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００３９】
なお仮に複数のダイヤモンド部１２が互いに接触するまでダイヤモンド部１２の成長が継続されると、この接触が生じた位置を基点として結晶欠陥が伸展し、その結果、ダイオードの漏れ電流が増大してしまう。また仮にマスク層１１が省略されたとすると、大きな面積を有する一のダイヤモンド部の成長が行われることになり、このような大面積でのダイヤモンド成長においては結晶欠陥が生じやすい。
【００４０】
また本実施の形態によれば、ショットキー電極１３は複数の電極部１３ｐを有し、複数の電極部１３ｐは、複数のダイヤモンド部１２のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離している。これにより、各ダイヤモンド部１２において最適な場所に選択的にショットキー電極１３を設けることができる。
【００４１】
またダイオード１００は、複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続する配線を有する。これにより複数の電極部１３ｐの電流を一の配線１５の電流にまとめることができる。
【００４２】
また複数のダイヤモンド部１２の各々のうちショットキー電極１３に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部１２の各々のうち炭化珪素基板１０に接する部分の不純物濃度に比して小さい。これによりダイヤモンド部１２全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００４３】
また複数のダイヤモンド部１２を形成する工程は、複数のダイヤモンド部１２の各々が、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂ（図６（Ａ）および（Ｂ））を有するように行われる。そしてこの表面Ｆｂ上にショットキー電極１３が形成される。これにより、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行なショットキー電極１３を形成することができる。
【００４４】
またダイヤモンド部１２ｐ（図４（Ａ）および（Ｂ））が平坦化されることで表面Ｆａ（図５（Ａ）および（Ｂ）が形成されることにより、表面Ｆａ上に、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に平行な表面Ｆｂを有するｐ-部１２ｂ（図６（ａ）および（ｂ））を形成することができる。よってこの表面の上にショットキー電極１３を形成することで、ショットキー電極１３を上面Ｓ２と平行にすることができる。
【００４５】
また複数のダイヤモンド部１２の各々は上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂを有し、表面Ｆｂ上にショットキー電極１３が設けられている。これにより炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行なショットキー電極１３を形成することができる。
【００４６】
またｐ-部１２ｂは、図６（Ａ）に示すように、表面Ｆａおよび表面Ｆｂの間において厚さがほぼ一定の部分を含む。この部分の上にショットキー電極１３が形成されることで、ダイオード１００のオン抵抗および耐圧が安定化される。
【００４７】
なお半導体基板は、炭化珪素基板１０（図１（Ａ））に限定されるものではなく、単結晶炭化珪素から作られた上面を有するものであれば用いることができる。たとえばシリコン基板上に単結晶炭化珪素層が形成されたものが用いられてもよい。
【００４８】
また各ダイヤモンド部は、不純物濃度が高いｐ+部１２ａと不純物濃度が低いｐ-部１２ｂとを有するダイヤモンド部１２（図１（Ａ））の構成に限定されるものではなく、均一の不純物濃度からなる一の領域から構成されたり、連続的に変化している不純物濃度を有する領域から構成されたりしてもよい。
【００４９】
また各ダイヤモンド部は半導体基板の上面に平行な表面Ｆｂ（図１（Ａ））を有するものに限定されるものではなく、たとえば、ショットキー電極に接する部分が四角錘の形状を有してもよい。
【００５０】
また半導体基板およびダイヤモンド部の導電型はｐ型に限定されるものではなく、ｎ型であってもよい。
【００５１】
またダイヤモンド部のエピタキシャル成長の条件を調整することにより、四角錘の形状を有するダイヤモンド部１２ｐ（図４（Ａ）および（Ｂ））の代わりに、表面Ｆａを有するｐ+部１２ａ（図５（Ａ）および（Ｂ））と同様の形状を有するダイヤモンド部を、研磨を経ることなく直接成長させることもできる。この調整は、たとえばメタンガスを用いたＣＶＤ法におけるメタンガス濃度の調整により行い得る。
【００５２】
またオーミック電極１６を形成するステップＳ６０（図２（Ａ））は、必ずしも配線１５を形成するステップＳ５０の後に行われる必要はなく、任意のタイミングで行われ得る。
【００５３】
また開口部ＯＰの平面形状は円形形状（図１（Ｂ））に限定されるものではない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 炭化珪素基板（半導体基板）、１１ マスク層、１２，１２ｐ ダイヤモンド部、１２ａ ｐ+部、１２ｂ ｐ-部、１３ ショットキー電極、１３ｐ 電極部、１４ 層間絶縁膜、１５ 配線、１６ オーミック電極、１００ ダイオード、ＯＰ 開口部。
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイオードおよびその製造方法に関し、特に、ショットキー電極を有するダイオードおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力用半導体としてのダイオードとして、従来から、シリコン（Ｓｉ）を用いたｐｎダイオードが用いられている。このダイオードの耐圧は数十Ｖ程度であり比較的低い。そこで、より高い耐圧を有するダイオードとして、炭化珪素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いたショットキーバリアダイオードの検討がなされている。これらのダイオードは、１０００Ｖを超える耐圧を有するものの、漏れ電流が比較的大きい。そこでショットキーバリアダイオードの半導体材料にダイヤモンドを使用することが検討されている。ダイヤモンドが使用される場合、漏れ電流を抑制する方法が提案されている。たとえば、特開２００７−０９５９７５号公報（特許文献１）によれば、予めダイヤモンド薄膜の異常成長粒子や成長丘などの結晶欠陥が検査され、この欠陥を避けてショットキー電極用パターンが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０９５９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記公報に記載の技術は、欠陥の検査結果に応じたパターン形成を要するため、量産において適用することは困難であった。このため漏れ電流を抑制することができる他の方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、漏れ電流を抑えることができるダイオードの製造方法およびダイオードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のダイオードの製造方法は、次の工程を有する。第１の面と、第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板が準備される。第２の面の上に、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層が形成される。複数の開口部のそれぞれは、第２の面に含まれる複数の領域を露出する。複数の領域のそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、一の導電型を有し単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部が形成される。エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部が互いに接触する前に停止される。複数のダイヤモンド部の各々の上にショットキー電極が形成される。第１の面上にオーミック電極が形成される。
【０００７】
上記の製造方法によれば、半導体基板上においてダイオードを構成する複数のダイヤモンド部が互いに接触しないように成長される。これにより、ダイオードの電流密度を規定する断面積を確保しつつ、単一のダイヤモンド部が成長される場合に比して、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【０００８】
上記の製造方法において好ましくは、ショットキー電極は、複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する。これにより、各ダイヤモンド部において最適な場所に選択的にショットキー電極を設けることができる。
【０００９】
上記の製造方法において好ましくは、複数の電極部を互いに電気的に接続する配線が形成される。これにより複数の電極部の電流を一の配線の電流にまとめることができる。
【００１０】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、複数のダイヤモンド部の各々のうちショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部の各々のうち半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さくなるように行われる。これによりダイヤモンド部全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００１１】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、複数のダイヤモンド部の各々が第２の面と平行な表面を有するように行われる。ショットキー電極を形成する工程においてショットキー電極が表面上に形成される。これにより第２の面と平行なショットキー電極を形成することができる。
【００１２】
上記の製造方法において好ましくは、複数のダイヤモンド部を形成する工程は、ダイヤモンド部の少なくとも一部が形成された時点でダイヤモンド部を平坦化する工程を含む。これにより、複数のダイヤモンド部の各々に第２の面と平行な表面を形成することができる。よってこの表面の上にショットキー電極を形成することで、ショットキー電極を第２の面と平行にすることができる。
【００１３】
本発明のダイオードは、半導体基板と、マスク層と、複数のダイヤモンド部と、ショットキー電極と、オーミック電極とを有する。半導体基板は、第１の面と、第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する。マスク層は、第２の面の上に設けられ、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られている。複数の開口部のそれぞれは、第２の面に含まれる複数の領域を露出している。複数のダイヤモンド部は、複数の領域のそれぞれの上に設けられ、一の導電型を有し、単結晶構造を有し、互いに分離されている。ショットキー電極は複数のダイヤモンド部の各々の上に設けられている。オーミック電極は第１の面上に設けられている。
【００１４】
上記のダイオードによれば、互いに接触していない複数のダイヤモンド部が設けられる。このような複数のダイヤモンド部を用いることにより、この複数のダイヤモンド部の総面積に対応する面積を有する単一のダイヤモンド部が用いられる場合に比して、結晶欠陥を容易に抑制することができる。これにより、ダイオードの電流密度を規定する断面積を確保しつつ、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００１５】
上記のダイオードにおいて好ましくは、ショットキー電極は、複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する。これにより、各ダイヤモンド部において最適な場所に選択的にショットキー電極を設けることができる。
【００１６】
上記のダイオードにおいて好ましくは、ダイオードは、複数の電極部を互いに電気的に接続する配線を有する。これにより複数の電極部の電流を一の配線の電流にまとめることができる。
【００１７】
上記のダイオードにおいて好ましくは、複数のダイヤモンド部の各々のうちショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部の各々のうち半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さい。これによりダイヤモンド部全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００１８】
上記のダイオードにおいて好ましくは、複数のダイヤモンド部の各々は第２の面と平行な表面を有する。ショットキー電極は表面上に設けられている。これにより第２の面と平行なショットキー電極を形成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダイオードの漏れ電流を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるダイオードの構成を概略的に示す図であり、図１（Ｂ）の線ＩＡ−ＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および図１（Ａ）のダイオードの内部構成を概略的に示す部分平面図（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法を概略的に示すフロー図（Ａ）、および図２（Ａ）のフロー図のうち複数のダイヤモンド部を形成する工程をより詳細に示すフロー図（Ｂ）である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第１工程を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）の線ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第２工程を概略的に示す図であり、図４（Ｂ）の線ＩＶＡ−ＩＶＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第３工程を概略的に示す図であり、図５（Ｂ）の線ＶＡ−ＶＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第４工程を概略的に示す図であり、図６（Ｂ）の線ＶＩＡ−ＶＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるダイオードの製造方法の第５工程を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）の線ＶＩＩＡ−ＶＩＩＡに対応する部分断面図（Ａ）、および部分平面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施の形態のダイオード１００は、炭化珪素基板１０（半導体基板）と、マスク層１１と、複数のダイヤモンド部１２と、ショットキー電極１３と、層間絶縁膜１４と、配線１５と、オーミック電極１６とを有する。
【００２２】
炭化珪素基板１０は、裏面Ｓ１（第１の面）と、裏面Ｓ１と反対に位置する上面Ｓ２（第２の面）とを有する。また炭化珪素基板１０は単結晶炭化珪素（ＳｉＣ）から作られている。よって上面Ｓ２も単結晶炭化珪素から作られている。炭化珪素の結晶構造は好ましくは立方晶（３Ｃ型）を有し、この場合、上面Ｓ２の面方位は好ましくは（１００）面である。また炭化珪素基板１０はｐ型（一の導電型）を有する。ｐ型を付与するための不純物は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）またはホウ素（Ｂ）である。
【００２３】
マスク層１１は上面Ｓ２の上に設けられている。マスク層１１は酸化珪素（ＳｉＯ2）から作られている。マスク層１１は複数の開口部ＯＰを有する。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出している。各開口部ＯＰは、たとえば円形形状を有する。各開口部ＯＰの直径は、たとえば数μｍ〜数十μｍである。好ましくは、開口部ＯＰは、第１の方向（たとえば図１における横方向）に一定周期で配置されており、より好ましくは一の方向に交差する第２の方向（たとえば図１における縦方向）にも一定周期で配置されている。好ましくは第１および第２の方向は互いに直交している。周期は、たとえば１０〜１００μｍ程度である。
【００２４】
複数のダイヤモンド部１２は、複数の領域ＥＲのそれぞれの上に設けられている。複数の領域ＥＲは互いに分離されている。各ダイヤモンド部１２は、半導体基板の導電型と同じ導電型を有し、本実施の形態においてはｐ型を有する。各ダイヤモンド部は単結晶構造を有する。ｐ型を付与するための不純物は、たとえばホウ素（Ｂ）である。
【００２５】
具体的には各ダイヤモンド部１２はｐ+部１２ａおよびｐ-部１２ｂを有する。ｐ+部１２ａは、マスク層１１が設けられた炭化珪素基板１０上に位置している。ｐ-部１２ｂはｐ+部１２ａ上に位置している。ｐ-部１２ｂの不純物濃度はｐ+部１２ａの不純物濃度に比して小さい。各ダイヤモンド部１２のｐ-部１２ｂは、上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂを有する。
【００２６】
ショットキー電極１３は複数のダイヤモンド部１２の各々の上に設けられている。具体的には、ショットキー電極１３は、互いに分離した複数の電極部１３ｐを有し、それぞれが複数のダイヤモンド部１２上に位置している。本実施の形態においては各電極部１３ｐは炭化珪素基板１０の表面Ｆｂ上に設けられている。よって各電極部１３ｐはｐ+部１２ａおよびｐ-部１２ｂのうち後者に接しており、これにより、複数のダイヤモンド部１２の各々のうちショットキー電極１３に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部１２の各々のうち炭化珪素基板１０に接する部分の不純物濃度に比して小さい。ショットキー電極１３の材料は、たとえば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、またはルテニウム（Ｒｕ）である。
【００２７】
配線１５は、複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続している。層間絶縁膜は配線１５とダイヤモンド部１２との間を絶縁している。オーミック電極１６は炭化珪素基板１０の裏面Ｓ１上に設けられている。オーミック電極１６の材料は、たとえばチタン（Ｔｉ）である。
【００２８】
次にダイオード１００の製造方法について説明する。
まず図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、まず炭化珪素基板１０が準備される（図２（Ａ）：ステップＳ１０）。次に、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２の上に、複数の開口部ＯＰを有し、酸化珪素から作られたマスク層１１が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ２０）。複数の開口部ＯＰのそれぞれは、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に含まれる複数の領域ＥＲを露出する。
【００２９】
次に複数のダイヤモンド部１２（図１（Ａ）および（Ｂ））を形成するステップＳ３０（図２（Ａ））が、以下に説明するステップＳ３１〜Ｓ３３（図２（Ｂ））により行われる。
【００３０】
図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、複数の領域ＥＲのそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、ｐ+部１２ａの不純物濃度に対応する高い不純物濃度を有し、単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部１２ｐが形成される（図２（Ｂ）ステップＳ３１）。この成長は、たとえば、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により行い得る。またこの成長は、複数のダイヤモンド部１２ｐが互いに接触する前に停止される。この結果、まず開口部ＯＰを埋めるような成長が生じ、その後、平面視において開口部ＯＰから横方向（図４（Ｂ）における面内方向）に拡がるような成長が生じる。この結果、マスク層１１上においてダイヤモンド部１２ｐは四角錘の形状を有する。
【００３１】
ＣＶＤ法の条件を例示すると、成長温度は８００〜９５０℃程度、プロセスガスは原料ガスとしてのメタンガス（ＣＨ4）とドーピングガスとしてのジボラン（Ｂ2Ｈ6）とキャリアガスとしての水素（Ｈ2）ガスとの混合ガス、プロセスガス中のメタンガス濃度は０．２〜８体積％、圧力は１３ｋＰａ程度である。この成長において、炭素（Ｃ）原子は、酸化珪素から作られたマスク層１１上には実質的に堆積せず、炭化珪素基板１０から作られた領域ＥＲ上に選択的に堆積する。
【００３２】
次に、各ダイヤモンド部１２ｐが研磨により平坦化される（図２（Ｂ）：ステップＳ３２）。これにより、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、各々が表面Ｆａを有する複数のｐ+部１２ａが形成される。各表面Ｆａは炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行である。
【００３３】
次に図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、複数のｐ+部１２ａのそれぞれの上において、上記エピタキシャル成長に比して不純物濃度がより低いエピタキシャル成長が行われる。これにより複数のｐ-部１２ｂが形成される（図２（Ｂ）：ステップＳ３３）。この成長において炭素（Ｃ）原子は、酸化珪素から作られたマスク層１１上には実質的に堆積せず、ダイヤモンドから作られたｐ+部１２ａ上に選択的に堆積する。この結果、ｐ+部１２ａを選択的に被覆するようにｐ-部１２ｂが形成される。また各ｐ+部１２ａの表面Ｆａ上に、ｐ-部１２ｂからなる表面Ｆｂが形成される。表面Ｆｂは、表面Ｆａと同様、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行である。エピタキシャル成長は複数のｐ-部１２ｂが互いに接触する前に停止される。言い換えると、エピタキシャル成長は複数のダイヤモンド部１２が互いに接触する前に停止される。
【００３４】
以上のように、複数のダイヤモンド部１２を形成するステップＳ３０（図２（Ａ））が行われる。
【００３５】
次に図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ショットキー電極１３が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ４０）。すなわち、複数のダイヤモンド部１２の各々の上に、ショットキー電極１３として、互いに分離された複数の電極部１３ｐが形成される。具体的には、ショットキー電極１３となる薄膜の成膜と、フォトリソグラフィを用いたパターニングとが行われる。このパターニングは、各電極部１３ｐが、ダイヤモンド部１２のｐ-部１２ｂの表面Ｆｂ上に選択的に位置するように行われる。
【００３６】
次に図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜１４および配線１５が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ５０）。具体的には、層間絶縁膜１４となる薄膜の成膜と、複数の電極部１３ｐの各々を露出するコンタクトホールの形成と、このコンタクトホールを介して複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続する配線１５の形成とが行われる。また裏面Ｓ１上にオーミック電極１６が形成される（図２（Ａ）：ステップＳ６０）。この後、必要に応じて、炭化珪素基板１０のダイシングが行われることで、ダイオード１００が得られる。
【００３７】
本実施の形態によれば、炭化珪素基板１０上においてダイオード１００を構成する複数のダイヤモンド部１２が互いに接触しないように成長される。これにより、ダイオード１００の電流密度を規定する断面積を確保しつつ、単一のダイヤモンド部１２が成長される場合に比して、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００３８】
言い換えると、ダイオード１００に、互いに接触していない複数のダイヤモンド部１２が設けられる。このような複数のダイヤモンド部１２を用いることにより、この複数のダイヤモンド部１２の総面積に対応する面積を有する単一のダイヤモンド部１２が用いられる場合に比して、結晶欠陥を容易に抑制することができる。これにより、ダイオード１００の電流密度を規定する断面積を確保しつつ、結晶欠陥に起因した漏れ電流を抑えることができる。
【００３９】
なお仮に複数のダイヤモンド部１２が互いに接触するまでダイヤモンド部１２の成長が継続されると、この接触が生じた位置を基点として結晶欠陥が伸展し、その結果、ダイオードの漏れ電流が増大してしまう。また仮にマスク層１１が省略されたとすると、大きな面積を有する一のダイヤモンド部の成長が行われることになり、このような大面積でのダイヤモンド成長においては結晶欠陥が生じやすい。
【００４０】
また本実施の形態によれば、ショットキー電極１３は複数の電極部１３ｐを有し、複数の電極部１３ｐは、複数のダイヤモンド部１２のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離している。これにより、各ダイヤモンド部１２において最適な場所に選択的にショットキー電極１３を設けることができる。
【００４１】
またダイオード１００は、複数の電極部１３ｐを互いに電気的に接続する配線を有する。これにより複数の電極部１３ｐの電流を一の配線１５の電流にまとめることができる。
【００４２】
また複数のダイヤモンド部１２の各々のうちショットキー電極１３に接する部分の不純物濃度が、複数のダイヤモンド部１２の各々のうち炭化珪素基板１０に接する部分の不純物濃度に比して小さい。これによりダイヤモンド部１２全体に起因するオン抵抗を抑制しつつ、オフ状態において空乏層をより進展させることで耐圧を大きくすることができる。
【００４３】
また複数のダイヤモンド部１２を形成する工程は、複数のダイヤモンド部１２の各々が、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂ（図６（Ａ）および（Ｂ））を有するように行われる。そしてこの表面Ｆｂ上にショットキー電極１３が形成される。これにより、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行なショットキー電極１３を形成することができる。
【００４４】
またダイヤモンド部１２ｐ（図４（Ａ）および（Ｂ））が平坦化されることで表面Ｆａ（図５（Ａ）および（Ｂ）が形成されることにより、表面Ｆａ上に、炭化珪素基板１０の上面Ｓ２に平行な表面Ｆｂを有するｐ-部１２ｂ（図６（ａ）および（ｂ））を形成することができる。よってこの表面の上にショットキー電極１３を形成することで、ショットキー電極１３を上面Ｓ２と平行にすることができる。
【００４５】
また複数のダイヤモンド部１２の各々は上面Ｓ２と平行な表面Ｆｂを有し、表面Ｆｂ上にショットキー電極１３が設けられている。これにより炭化珪素基板１０の上面Ｓ２と平行なショットキー電極１３を形成することができる。
【００４６】
またｐ-部１２ｂは、図６（Ａ）に示すように、表面Ｆａおよび表面Ｆｂの間において厚さがほぼ一定の部分を含む。この部分の上にショットキー電極１３が形成されることで、ダイオード１００のオン抵抗および耐圧が安定化される。
【００４７】
なお半導体基板は、炭化珪素基板１０（図１（Ａ））に限定されるものではなく、単結晶炭化珪素から作られた上面を有するものであれば用いることができる。たとえばシリコン基板上に単結晶炭化珪素層が形成されたものが用いられてもよい。
【００４８】
また各ダイヤモンド部は、不純物濃度が高いｐ+部１２ａと不純物濃度が低いｐ-部１２ｂとを有するダイヤモンド部１２（図１（Ａ））の構成に限定されるものではなく、均一の不純物濃度からなる一の領域から構成されたり、連続的に変化している不純物濃度を有する領域から構成されたりしてもよい。
【００４９】
また各ダイヤモンド部は半導体基板の上面に平行な表面Ｆｂ（図１（Ａ））を有するものに限定されるものではなく、たとえば、ショットキー電極に接する部分が四角錘の形状を有してもよい。
【００５０】
また半導体基板およびダイヤモンド部の導電型はｐ型に限定されるものではなく、ｎ型であってもよい。
【００５１】
またダイヤモンド部のエピタキシャル成長の条件を調整することにより、四角錘の形状を有するダイヤモンド部１２ｐ（図４（Ａ）および（Ｂ））の代わりに、表面Ｆａを有するｐ+部１２ａ（図５（Ａ）および（Ｂ））と同様の形状を有するダイヤモンド部を、研磨を経ることなく直接成長させることもできる。この調整は、たとえばメタンガスを用いたＣＶＤ法におけるメタンガス濃度の調整により行い得る。
【００５２】
またオーミック電極１６を形成するステップＳ６０（図２（Ａ））は、必ずしも配線１５を形成するステップＳ５０の後に行われる必要はなく、任意のタイミングで行われ得る。
【００５３】
また開口部ＯＰの平面形状は円形形状（図１（Ｂ））に限定されるものではない。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５４】
１０ 炭化珪素基板（半導体基板）、１１ マスク層、１２，１２ｐ ダイヤモンド部、１２ａ ｐ+部、１２ｂ ｐ-部、１３ ショットキー電極、１３ｐ 電極部、１４ 層間絶縁膜、１５ 配線、１６ オーミック電極、１００ ダイオード、ＯＰ 開口部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板を準備する工程と、
前記第２の面の上に、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層を形成する工程とを備え、前記複数の開口部のそれぞれは、前記第２の面に含まれる複数の領域を露出し、さらに
前記複数の領域のそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、前記一の導電型を有し単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部を形成する工程を備え、前記エピタキシャル成長は前記複数のダイヤモンド部が互いに接触する前に停止され、さらに
前記複数のダイヤモンド部の各々の上にショットキー電極を形成する工程と、
前記第１の面上にオーミック電極を形成する工程とを備える、ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記ショットキー電極は、前記複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する、請求項１に記載のダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記複数の電極部を互いに電気的に接続する配線を形成する工程をさらに備える、請求項２に記載のダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記ショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さくなるように行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイオードの製造方法。
【請求項５】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記複数のダイヤモンド部の各々が前記第２の面と平行な表面を有するように行われ、
前記ショットキー電極を形成する工程において前記ショットキー電極が前記表面上に形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記ダイヤモンド部の少なくとも一部が形成された時点で前記ダイヤモンド部を平坦化する工程を含む、請求項５に記載のダイオードの製造方法。
【請求項７】
第１の面と、前記第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板と、
前記第２の面の上に設けられ、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層とを備え、前記複数の開口部のそれぞれは、前記第２の面に含まれる複数の領域を露出し、さらに
前記複数の領域のそれぞれの上に設けられ、前記一の導電型を有し、単結晶構造を有し、互いに分離された複数のダイヤモンド部と、
前記複数のダイヤモンド部の各々の上に設けられたショットキー電極と、
前記第１の面上に設けられたオーミック電極とを備える、ダイオード。
【請求項８】
前記ショットキー電極は、前記複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する、請求項７に記載のダイオード。
【請求項９】
前記複数の電極部を互いに電気的に接続する配線をさらに備える、請求項８に記載のダイオード。
【請求項１０】
前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記ショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さい、請求項７〜９のいずれか１項に記載のダイオード。
【請求項１１】
前記複数のダイヤモンド部の各々は前記第２の面と平行な表面を有し、
前記ショットキー電極は前記表面上に設けられている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のダイオード。
【請求項１】
第１の面と、前記第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板を準備する工程と、
前記第２の面の上に、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層を形成する工程とを備え、前記複数の開口部のそれぞれは、前記第２の面に含まれる複数の領域を露出し、さらに
前記複数の領域のそれぞれの上におけるエピタキシャル成長により、前記一の導電型を有し単結晶構造を有する複数のダイヤモンド部を形成する工程を備え、前記エピタキシャル成長は前記複数のダイヤモンド部が互いに接触する前に停止され、さらに
前記複数のダイヤモンド部の各々の上にショットキー電極を形成する工程と、
前記第１の面上にオーミック電極を形成する工程とを備える、ダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記ショットキー電極は、前記複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する、請求項１に記載のダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記複数の電極部を互いに電気的に接続する配線を形成する工程をさらに備える、請求項２に記載のダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記ショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さくなるように行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイオードの製造方法。
【請求項５】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記複数のダイヤモンド部の各々が前記第２の面と平行な表面を有するように行われ、
前記ショットキー電極を形成する工程において前記ショットキー電極が前記表面上に形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記複数のダイヤモンド部を形成する工程は、前記ダイヤモンド部の少なくとも一部が形成された時点で前記ダイヤモンド部を平坦化する工程を含む、請求項５に記載のダイオードの製造方法。
【請求項７】
第１の面と、前記第１の面と反対に位置し単結晶炭化珪素から作られた第２の面とを有し、かつ一の導電型を有する半導体基板と、
前記第２の面の上に設けられ、複数の開口部を有し、酸化珪素から作られたマスク層とを備え、前記複数の開口部のそれぞれは、前記第２の面に含まれる複数の領域を露出し、さらに
前記複数の領域のそれぞれの上に設けられ、前記一の導電型を有し、単結晶構造を有し、互いに分離された複数のダイヤモンド部と、
前記複数のダイヤモンド部の各々の上に設けられたショットキー電極と、
前記第１の面上に設けられたオーミック電極とを備える、ダイオード。
【請求項８】
前記ショットキー電極は、前記複数のダイヤモンド部のそれぞれの上に位置しかつ互いに分離した複数の電極部を有する、請求項７に記載のダイオード。
【請求項９】
前記複数の電極部を互いに電気的に接続する配線をさらに備える、請求項８に記載のダイオード。
【請求項１０】
前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記ショットキー電極に接する部分の不純物濃度が、前記複数のダイヤモンド部の各々のうち前記半導体基板に接する部分の不純物濃度に比して小さい、請求項７〜９のいずれか１項に記載のダイオード。
【請求項１１】
前記複数のダイヤモンド部の各々は前記第２の面と平行な表面を有し、
前記ショットキー電極は前記表面上に設けられている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のダイオード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２１２４１（Ｐ２０１３−２１２４１Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５５２８６（Ｐ２０１１−１５５２８６）
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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