半導体装置及びその製造方法
【課題】高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】ｎ＋型半導体層１１２とｎ−型半導体層１１４とを有する半導体基体１１０と、ｎ−型半導体層１１４の表面に選択的に形成されたｐ＋型拡散領域１２０と、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０とを備える半導体装置であって、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属としての白金が拡散されている。
【解決手段】ｎ＋型半導体層１１２とｎ−型半導体層１１４とを有する半導体基体１１０と、ｎ−型半導体層１１４の表面に選択的に形成されたｐ＋型拡散領域１２０と、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０とを備える半導体装置であって、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属としての白金が拡散されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＪＢＳ構造と称される半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図１３は、従来の半導体装置９００を説明するために示す図である。図１３（ａ）は従来の半導体装置９００の断面図であり、図１３（ｂ）は従来の半導体装置９００に逆バイアスを与えたときに空乏層９６０が延びる様子を示す図である。
【０００３】
従来の半導体装置９００は、図１３（ａ）に示すように、ｎ＋型半導体層９１２と、ｎ−型半導体層９１４とを有し、ｎ＋型半導体層９１２とｎ−型半導体層９１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体９１０と、ｎ−型半導体層９１４の表面に選択的に形成されたｐ＋型拡散領域９２０と、ｎ−型半導体層９１４及びｐ＋型拡散領域９２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層９１４との間でショットキー接合を形成しｐ＋型拡散領域９２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層９３０とを備える。なお、図１３中、符号９４０はアノード電極層を示し、符号９５０はカソード電極層を示す。
【０００４】
従来の半導体装置９００によれば、ｎ−型半導体層９１４及びｐ＋型拡散領域９２０の表面上にバリアメタル層９３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時には、図１３（ｂ）に示すように、ｎ−型半導体層９１４とｐ＋型拡散領域９２０との境界面からｎ−型半導体層９１４側に延びる空乏層９６０によりｎ−型半導体層９１４の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の半導体装置９００においては、以下のような問題がある。図１４及び図１５は従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。従来の半導体装置９００において、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりしようとすると、ｐ＋型拡散領域９２０の形成面積割合を小さくしたり（図１４参照。）、ｎ−型半導体層９１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたり（図１５参照。）、ｎ−型半導体層９１４を薄くしたりする必要が生じる。
【０００７】
しかしながら、従来の半導体装置９００において、ｐ＋型拡散領域９２０の形成面積割合を小さくしたり、ｎ−型半導体層９１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたりした場合には、図１４及び図１５に示すように、逆バイアス時にｎ−型半導体層９１４の表面全域がピンチオフし難くなることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることは実際上容易ではないという問題がある。また、従来の半導体装置９００において、ｎ−型半導体層９１４を薄くした場合には、逆方向耐圧ＶＲが低下してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置を提供することを目的とする。また、そのように優れた特性を有する半導体装置を製造するため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】
【０００９】
［１］本発明の半導体装置は、第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体と、前記第２半導体層の表面に選択的に形成され、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に形成され、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層とを備える半導体装置であって、前記半導体基体には、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］本発明の半導体装置においては、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度は、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【００１１】
［３］本発明の半導体装置においては、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度は、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【００１２】
［４］本発明の半導体装置においては、前記重金属は、白金であることが好ましい。
【００１３】
［５］本発明の半導体装置の製造方法は、本発明の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００１４】
［６］本発明の半導体装置の製造方法は、本発明の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、第１導電型の第２半導体層を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、前記半導体基体における前記高濃度拡散領域が形成された側とは反対側の表面に、第１導電型不純物を、前記第２半導体層よりも高い濃度で含有する第１導電型の第１半導体層に形成する第１半導体層形成工程と、前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００１５】
［７］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記高濃度拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、前記半導体基体における前記第２半導体層側の表面に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
［８］本発明の半導体装置の製造方法において、前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記第２半導体層の表面に第２の重金属拡散源層を形成することが好ましい。
【００１７】
［９］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記高濃度拡散領域の表面に第２の重金属拡散源層を形成することが好ましい。
【００１８】
［１０］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記重金属は、白金であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の半導体装置によれば、第２半導体層及び高濃度拡散領域の表面上にバリアメタル層が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時には第２半導体層と高濃度拡散領域との境界面から第２半導体層側に延びる空乏層により第２半導体層の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の半導体装置によれば、半導体基体には、第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることから、第２半導体層の表面近傍においては擬似的に第１導電型不純物の濃度が低減された場合と同様に空乏層が延びるようになる。このため、本発明の半導体装置によれば、逆バイアス時に第２半導体層の表面全域がピンチオフし易くなることから（後述する図１（ｃ）参照。）、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、従来の半導体装置９００の場合よりも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００２１】
その結果、本発明の半導体装置は、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。
【００２２】
また、本発明の半導体装置によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、第２半導体層を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記したように優れた特性を有する半導体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る半導体装置１００を説明するために示す図である。
【図２】重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなる様子を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図６】実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図７】実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｂを説明するために示す図である。
【図８】実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃを説明するために示す図である。
【図９】実施形態２に係る半導体装置１０２を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図１１】実施形態３に係る半導体装置１０４を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図１３】従来の半導体装置９００を説明するために示す図である。
【図１４】従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。
【図１５】従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の半導体装置及びそ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。
【００２６】
［実施形態１］
Ａ．実施形態１に係る半導体装置１００
図１は、実施形態１に係る半導体装置１００を説明するために示す図である。図１（ａ）は半導体装置１００の断面図であり、図１（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図であり、図１（ｃ）は半導体装置１００に逆バイアスを与えたときに空乏層１６０が延びる様子を示す図である。
【００２７】
実施形態１に係る半導体装置１００は、図１に示すように、ｎ＋型半導体層（第１導電型の第１半導体層）１１２と、ｎ＋型半導体層よりも低濃度のｎ型不純物（第１導電型不純物）を含有するｎ−型半導体層（第１導電型の第２半導体層）１１４とを有し、ｎ＋型半導体層１１２及びｎ−型半導体層１１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体１１０と、ｎ−型半導体層１１４の表面に選択的に形成され、ｐ型不純物（第２導電型不純物）をｎ−型半導体層１１４が含有するｎ型不純物の濃度よりも高い濃度で含有するｐ＋型拡散領域（第２導電型の高濃度拡散領域）１２０と、ｎ−型半導体層１１４及び高濃度拡散領域１２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０とを備える。
【００２８】
そして、実施形態１に係る半導体装置１００においては、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている。なお、本明細書において、「ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている」とは、「ｎ−型半導体層（第２半導体層）においては、ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている」という意味であり、ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面においてよりも、ｎ＋型半導体層（第１半導体層）の表面において重金属の濃度が高いこともあり得る。図１中、符号１４０はアノード電極層を示し、符号１５０はカソード電極層を示す。半導体基体１１０の主面のうち、アノード電極層１４０を形成する側の面を第１主面とし、カソード電極層１５０を形成する側の面を第２主面とする。
【００２９】
半導体基体１１０の厚さは例えば４００μｍである。ｎ＋型半導体層１１２の厚さは例えば３５０μｍであり、ｎ＋型半導体層１１２における不純物濃度は例えば１×１０１９ｃｍ−３である。ｎ−型半導体層１１４の厚さは例えば５０μｍであり、ｎ−型半導体層１１４における不純物濃度は例えば１×１０１４ｃｍ−３である。
【００３０】
ｐ＋型拡散領域１２０の深さは例えば５μｍであり、ｐ＋型拡散領域１２０の表面不純物濃度は例えば１×１０１６〜１×１０１９ｃｍ−３である。また、ｐ＋型拡散領域１２０は、平面的に見て円形形状を有し、例えば１０μｍの直径を有する。また、活性領域の全面積に対するｐ＋型拡散領域１２０が形成された面積の割合は例えば４０％である。
【００３１】
バリアメタル層１３０は例えばアルミニウムからなる。バリアメタル層１３０の厚さは例えば１μｍである。アノード電極層１４０は例えばアルミニウムからなる。アノード電極層１４０の厚さは例えば５μｍである。カソード電極１５０は例えばニッケルからなる。カソード電極層１５０の厚さは例えば２μｍである。
【００３２】
実施形態１に係る半導体装置１００においては、重金属として例えば白金が、図１（ｂ）に示すように、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面において濃度が極大となるように拡散されている。
【００３３】
Ｂ．実施形態１に係る半導体装置１００の効果
実施形態１に係る半導体装置１００によれば、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時にはｎ−型半導体層１１４とｐ＋型拡散領域１２０との境界面からｎ−型半導体層１１４側に延びる空乏層によりｎ−型半導体層１１４の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【００３４】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、ｎ−型半導体層１１４の表面近傍においては擬似的にｎ型不純物の濃度が低減された場合と同様に空乏層が延びるようになる。
【００３５】
図２は、重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなる様子を説明するために示す図である。図２（ａ）は重金属（白金）が拡散されている場合における擬似的なｎ型不純物の濃度を示す図であり、図２（ｂ）は重金属（白金）が拡散されていない場合におけるｎ型不純物の濃度を示す図である。図２に示すように、重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなることがわかる。
【００３６】
このため、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、図１（ｃ）に示すように、逆バイアス時にｎ−型半導体層１１４の表面全域がピンチオフし易くなることから、ｐ＋型拡散領域１２０の形成面積割合を小さくしたり、ｎ−型半導体層１１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたりすることによっても逆方向耐圧ＶＲが低くなったりリーク電流ＩＲが高くなったりすることがなくなる。このため、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、従来の半導体装置９００の場合よりも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００３７】
その結果、実施形態１に係る半導体装置１００は、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。
【００３８】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたり、ｎ−型半導体層１１４を薄くしたりすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００３９】
Ｃ．実施形態１に係る半導体装置の製造方法
実施形態１に係る半導体装置１００は、以下に示す半導体装置の製造方法によって製造することが可能である。図３及び図４は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４（ａ）〜図４（ｄ）は各工程図である。
【００４０】
実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、図３及び図４に示すように、半導体基板準備工程と、ｐ＋型拡散領域形成工程（高濃度拡散領域形成工程）と、重金属拡散源層形成工程と、重金属拡散工程と、バリアメタル層形成工程及びアノード電極層形成工程と、カソード電極層形成工程とをこの順序で含む。以下、工程順に説明する。
【００４１】
１．半導体基板準備工程
半導体基板準備工程は、図３（ａ）に示すように、ｎ＋型半導体層１１２と、ｎ＋型半導体層１１２上にエピタキシャル成長法によって成長させたｎ−型半導体層１１４とを有し、ｎ＋型半導体層１１２及びｎ−型半導体層１１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体１１０を準備する工程である。半導体基板１１０としては、厚さが例えば４００μｍのシリコン基板を用いる。ｎ＋型半導体層１１２の厚さは例えば３５０μｍであり、ｎ＋型半導体層１１２における不純物濃度は例えば１×１０１９ｃｍ−３である。ｎ−型半導体層１１４の厚さは例えば５０μｍであり、ｎ−型半導体層１１４における不純物濃度は例えば１×１０１４ｃｍ−３である。
【００４２】
２．ｐ＋型拡散領域形成工程
ｐ＋型拡散領域形成工程は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、ｎ−型半導体層１１４の表面に、ｐ型不純物をｎ−型半導体層１１４が含有するｎ型不純物の濃度よりも高い濃度で含有するｐ＋型拡散領域を選択的に形成する工程である。
【００４３】
まず、ｎ−型半導体層１１４の表面（第１主面側表面）に、例えば厚さ８００ｎｍのシリコン酸化膜のマスクＭ１を形成する。その後、図３（ｂ）に示すように、マスクＭ１を介して、イオン注入法やデポジション法などの方法によりｐ型不純物（例えばボロン）をｎ−型半導体層１１４の表面に導入しｐ型不純物導入領域１２０’を形成する。その後、半導体基板１１０に熱処理（例えば１０００℃）を施してｐ型不純物を活性化して、図３（ｃ）に示すように、ｐ＋型拡散領域１２０を形成する。
【００４４】
形成するｐ＋型拡散領域１２０の深さは例えば５μｍであり、ｐ＋型拡散領域の表面不純物濃度は例えば１×１０１６〜１×１０１９ｃｍ−３である。また、ｐ＋型拡散領域１２０は、平面的に見て円形形状を有し、例えば１０μｍの直径を有する。また、活性領域の全面積に対するｐ＋型拡散領域１２０を形成する面積の割合は例えば４０％とする。
【００４５】
３．重金属拡散源層形成工程
重金属拡散源層形成工程は、半導体基体１００におけるｎ＋型半導体層１１２側の表面に重金属拡散源層１１６を形成する工程である。
【００４６】
まず、ｐ＋型拡散領域形成工程において半導体基体１００の両面に形成される酸化膜のうち、ｎ＋型半導体層１１２側の酸化膜を除去する。このとき、半導体基体１００におけるｎ−型半導体層１１４側の酸化膜は除去せずに残存させる。その後、図３（ｄ）に示すように、半導体基体１００におけるｎ＋型半導体層１１２側の表面に、重金属拡散源層形成用塗布液をスピナー塗布して重金属拡散源層を形成する。重金属拡散源層形成用塗布液としては、珪素化合物及び添加剤（拡散用白金不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー）をアルコールを主成分とした有機溶剤に溶かした珪素酸化膜被覆形成用塗布液を用いる。
【００４７】
４．重金属拡散工程
重金属拡散工程は、半導体基体１１０に熱処理を施すことにより、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面において濃度が極大となるように重金属拡散源層１１６から半導体基体１１０中に重金属（白金）を拡散させる工程である。
【００４８】
重金属拡散源層形成用塗布液をスピナー塗布した半導体基体１１０に、９００℃、４０分の条件で熱処理を施すと、図４（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散された状態となる。
【００４９】
その後、フッ酸系エッチングにより、半導体基体１００におけるｎ−型半導体層１１４側の酸化膜及びｎ＋型半導体層１１２側の重金属拡散源層１１６の酸化変質層を除去する（図４（ｂ）参照。）。
【００５０】
５．バリアメタル層形成工程
バリアメタル層形成工程は、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上に、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０を形成する工程である（図４参照。）。
【００５１】
バリアメタル層１３０の材料は例えばアルミニウムであり、バリアメタル層１３０の厚さは例えば１μｍである。
【００５２】
６．アノード電極層形成工程
アノード電極層形成工程は、バリアメタル層１３０の上方にアノード電極層１４０を形成する工程である。
【００５３】
バリアメタル層１３０からなる電極層の表面に、アルミニウムからなるアノード電極層１４０を形成する（図４（ｃ）参照。）。アノード電極層１４０の厚さは例えば５μｍである。
【００５４】
７．カソード電極層形成工程
カソード電極層形成工程は、ｎ＋型半導体層１１２の表面にカソード電極層１５０を形成する工程である。
【００５５】
ｎ＋型不純物層１１２の表面に、例えばニッケルからなるカソード電極層を形成する（図４（ｄ）参照。）。カソード電極層１５０の厚さは例えば２μｍである。
【００５６】
上記のような工程を含む実施形態１に係る半導体装置の製造方法を実施することにより、実施形態１に係る半導体装置１００を製造することができる。
【００５７】
［変形例１］
図５は、実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図５（ａ）〜図５（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散源層形成工程から後の工程（図３（ｄ）〜図４（ｄ）参照。）が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ｄ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００５８】
実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、最初に準備する半導体基体の種類が異なる。
すなわち、変形例１に係る半導体装置の製造方法においては、図５（ａ）に示すように、半導体基体１１０として、ｎ−型半導体層１１４からなる半導体基体を準備する。従って、イオン注入法やデポジション法などの方法によりｐ型不純物（例えばボロン）をｎ−型半導体層１１４の表面に導入しｐ型不純物導入領域１２０’を形成し（図５（ｂ）参照。）、さらにはｎ型不純物（例えばリン）をｎ−型半導体層１１４の表面（第２主面側表面）に導入しｎ型不純物導入領域１１２’を形成した後（図５（ｃ）参照。）、半導体基板１１０に熱処理（例えば１０００℃）を施してｐ型不純物及びｎ型不純物を活性化して、図５（ｄ）に示すように、ｐ＋型拡散領域１２０及びｎ＋型半導体層１１２を形成する。ｎ＋型半導体層１１２の形成深さは例えば５μｍとする。
【００５９】
このような方法によっても、実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有する、実施形態１の変形例１に係る半導体装置１００ａ（図示せず。）を製造することができる。
【００６０】
［変形例２］
図６は、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図６（ａ）〜図６（ｂ）は各工程図である。また、図７は、実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｂを説明するために示す図である。図７は半導体装置１００ｂの断面図であり、図７（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。なお、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散源層形成工程よりも前の工程（図３（ａ）〜図３（ｄ）参照。）及びバリアメタル層形成工程から後の工程（図４（ｂ）〜図５（ｄ）参照。）が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、これらに対応する図面の図示は省略する。
【００６１】
実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、重金属拡散工程（図６（ａ）参照。）を実施した後、第１半導体層１１２を薄型化する工程（図６（ｂ）参照。）をさらに含む点で、実施形態１に係る半導体装置の製造方法とは異なる。
【００６２】
すなわち、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散工程を実施した後、第１半導体層１１２をＣＭＰにより薄型化する工程をさらに含む。その結果、第１半導体層１１２の厚さは例えば５μｍとなる。また、図７に示すように、第１半導体層１１２の表面における白金の濃度は、実施形態１に係る半導体装置１００の場合よりも低くなる。
【００６３】
［変形例３］
図８は、実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃを説明するために示す図である。
実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃは、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、実施形態１に係る半導体装置１００とは第１主面側の構成が異なる。
すなわち、変形例３に係る半導体装置１００ｃは、第１主面側に形成されているバリアメタル層１３２がアノード電極層をも兼ねている（図８参照。）。バリアメタル層１３２は例えばアルミニウムからなる。バリアメタル層１３２の厚さは例えば６μｍである。
【００６４】
このような構成を有する、実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｃも、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、本発明の半導体装置に含まれる。
【００６５】
［実施形態２］
Ａ．実施形態２に係る半導体装置
図９は、実施形態２に係る半導体装置１０２を説明するために示す図である。図９（ａ）は半導体装置１０２の断面図であり、図９（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。
【００６６】
実施形態２に係る半導体装置１０２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なる。
すなわち、実施形態２に係る半導体装置１０２においては、図９に示すように、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なり、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度（図９（ｂ）中、一点鎖線による曲線参照。）が、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度（図９（ｂ）中、二点鎖線による曲線参照。）よりも高い。
【００６７】
このように、実施形態２に係る半導体装置１０２は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が実施形態１に係る半導体装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有し、さらには、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。また、実施形態２に係る半導体装置１０２によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００６８】
なお、実施形態２に係る半導体装置１０２においては、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度がｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度よりも高いことから、逆バイアス時には、実施形態１に係る半導体装置１００の場合よりも早く（低い電圧を印加電圧したときから）空乏層が延びるようになる。このため、実施形態２に係る半導体装置１０２によれば、逆バイアス時にｎ−型半導体層１１４の表面全域がより一層ピンチオフし易くなることから、逆方向耐圧ＶＲをより一層高くすることが可能となる。
【００６９】
実施形態２に係る半導体装置１０２は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。
【００７０】
Ｂ．実施形態２に係る半導体装置の製造方法
実施形態２に係る半導体装置１０２は、以下に示す半導体装置の製造方法（実施形態２に係る半導体装置の製造方法）によって製造することが可能である。
図１０は、実施形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態２に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程までの工程（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照。）及び重金属拡散工程よりも後の工程（図４（ｂ）〜図４（ｄ）参照。）が、実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ｂ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００７１】
実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、ｐ＋型拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面（特にｎ−型半導体層１１４の表面）に第２の重金属拡散源層１１８を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含む。
【００７２】
すなわち、実施形態２に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程（図１０（ａ）参照。）を実施した後、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｎ−型半導体層１１４の表面に第２の重金属拡散源層（例えば蒸着法又はスパッタリング法により形成した白金層）１１８を形成することとしている（図１０（ｂ）〜図１０（ｃ）参照。）。なお、図１０中、符号Ｍ３はマスクを示す。そして、その後、図１０（ｄ）に示すように、重金属拡散源層１１６を形成した後、重金属拡散工程を実施することにより、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｎ−型半導体層１１４の部分においては、ｎ＋型半導体層１１２の表面及びｎ−型半導体層１１４の表面の両面（裏表両面）から重金属（白金）が拡散するようになるため、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度がｐ＋型拡散領域の表面における重金属（白金）の濃度よりも高くなる。
【００７３】
このような方法によって、実施形態２に係る半導体装置１０２を製造することができる。
【００７４】
［実施形態３］
Ａ．実施形態３に係る半導体装置
図１１は、実施形態３に係る半導体装置１０４を説明するために示す図である。図１１（ａ）は半導体装置１０４の断面図であり、図１１（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。
【００７５】
実施形態３に係る半導体装置１０４は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なる。
すなわち、実施形態３に係る半導体装置１０４においては、図１１に示すように、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なり、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度（図１１（ｂ）中、二点鎖線による曲線参照。）が、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度（図１１（ｂ）中、一点鎖線による曲線参照。）よりも高い。
【００７６】
このように、実施形態３に係る半導体装置１０４は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が実施形態１に係る半導体装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有し、さらには、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。また、実施形態３に係る半導体装置１０４によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００７７】
なお、実施形態３に係る半導体装置１０４においては、ｐ＋型拡散領域の１２０の表面における重金属（白金）の濃度がｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度よりも高いことから、スイッチオフ時に少数キャリアを消滅させる速度を速くすることが可能となる。このため、実施形態３に係る半導体装置１０４によれば、逆回復時間ｔｒｒをより一層短くすることが可能となる。
【００７８】
実施形態３に係る半導体装置１０４は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。
【００７９】
Ｂ．実施形態３に係る半導体装置の製造方法
実施形態３に係る半導体装置１０４は、以下に示す半導体装置の製造方法（実施形態３に係る半導体装置の製造方法）によって製造することが可能である。
図１２は、実施形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態３に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程までの工程（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照。）及び重金属拡散工程よりも後の工程（図４（ｂ）〜図４（ｄ）参照。）が、実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ｂ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００８０】
実施形態３に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、ｐ＋型拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面（特にｐ＋型拡散領域１２０の表面）に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含む。
【００８１】
すなわち、実施形態３に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程（図１２（ａ）参照。）を実施した後、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｐ＋型拡散領域１２０の表面に第２の重金属拡散源層（例えば蒸着法又はスパッタリング法により形成した白金層）１１８を形成することとしている（図１２（ｂ）〜図１２（ｃ）参照。）。なお、図１２中、符号Ｍ４はマスクを示す。そして、その後、図１２（ｄ）に示すように、重金属拡散源層１１６を形成した後、重金属拡散工程を実施することにより、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｐ＋型拡散領域１２０の部分においては、ｎ＋型半導体層１１２の表面及びｐ＋型拡散領域１２０の表面の両面（裏表両面）から重金属（白金）が拡散するようになるため、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度がｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度よりも高くなる。
【００８２】
このような方法によって、実施形態３に係る半導体装置１０４を製造することができる。
【００８３】
以上、本発明の半導体装置及び半導体装置の製造方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲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。
【００８４】
（１）上記した各実施形態においては、重金属として白金を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、白金以外の金属材料（例えば金など）を用いてもよい。
【００８５】
（２）上記した各実施形態においては、珪素酸化膜被覆形成用塗布液からなる重金属拡散源層形成用塗布液を用いて重金属拡散源層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、珪素酸化膜被覆形成用塗布液とは異なる重金属拡散源層形成用塗布液を用いて重金属拡散源層を形成してもよいし、蒸着法又はスパッタリング法により重金属膜からなる重金属拡散源層を形成してもよい。
【００８６】
（３）上記した各実施形態においては、バリアメタルの材料としてアルミニウムを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム以外の金属材料（例えばモリブデン、チタン、白金など）を用いてもよい。
【００８７】
（４）上記した各実施形態においては、ｎ＋型半導体層１１２と、ｎ−型半導体層１１４とが直接積層された構造を有する半導体基体１１０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ｎ＋型半導体層１１２とｎ−型半導体層１１４との間に別の半導体層（例えば、ｎ−−型半導体層、ｎ型半導体層など）が存在する半導体基体１１０を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１０２，１０４，９００…半導体装置、１１０，９１０…半導体基板、１１２，９１２…ｎ＋型半導体層、１１２’…ｎ型不純物導入領域、１１４，９１４…ｎ−型半導体層、１１６…重金属拡散源層、１１８…第２重金属拡散源層、１２０，９２０…ｐ＋型拡散領域、１２０’…ｐ型不純物導入領域、１３０，１３２，９３０…バリアメタル層、１４０，９４０…アノード電極層、１５０，９５０…カソード電極層、１６０…重金属（白金）、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…マスク、Ｄ１…半導体基体１００の第１主面位置、Ｄ２…ｎ−型半導体層とｎ＋型半導体層との境界面位置、Ｄ３…半導体基体１００の第２主面位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＪＢＳ構造と称される半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。図１３は、従来の半導体装置９００を説明するために示す図である。図１３（ａ）は従来の半導体装置９００の断面図であり、図１３（ｂ）は従来の半導体装置９００に逆バイアスを与えたときに空乏層９６０が延びる様子を示す図である。
【０００３】
従来の半導体装置９００は、図１３（ａ）に示すように、ｎ＋型半導体層９１２と、ｎ−型半導体層９１４とを有し、ｎ＋型半導体層９１２とｎ−型半導体層９１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体９１０と、ｎ−型半導体層９１４の表面に選択的に形成されたｐ＋型拡散領域９２０と、ｎ−型半導体層９１４及びｐ＋型拡散領域９２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層９１４との間でショットキー接合を形成しｐ＋型拡散領域９２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層９３０とを備える。なお、図１３中、符号９４０はアノード電極層を示し、符号９５０はカソード電極層を示す。
【０００４】
従来の半導体装置９００によれば、ｎ−型半導体層９１４及びｐ＋型拡散領域９２０の表面上にバリアメタル層９３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時には、図１３（ｂ）に示すように、ｎ−型半導体層９１４とｐ＋型拡散領域９２０との境界面からｎ−型半導体層９１４側に延びる空乏層９６０によりｎ−型半導体層９１４の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の半導体装置９００においては、以下のような問題がある。図１４及び図１５は従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。従来の半導体装置９００において、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりしようとすると、ｐ＋型拡散領域９２０の形成面積割合を小さくしたり（図１４参照。）、ｎ−型半導体層９１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたり（図１５参照。）、ｎ−型半導体層９１４を薄くしたりする必要が生じる。
【０００７】
しかしながら、従来の半導体装置９００において、ｐ＋型拡散領域９２０の形成面積割合を小さくしたり、ｎ−型半導体層９１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたりした場合には、図１４及び図１５に示すように、逆バイアス時にｎ−型半導体層９１４の表面全域がピンチオフし難くなることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることは実際上容易ではないという問題がある。また、従来の半導体装置９００において、ｎ−型半導体層９１４を薄くした場合には、逆方向耐圧ＶＲが低下してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置を提供することを目的とする。また、そのように優れた特性を有する半導体装置を製造するため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】
【０００９】
［１］本発明の半導体装置は、第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体と、前記第２半導体層の表面に選択的に形成され、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に形成され、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層とを備える半導体装置であって、前記半導体基体には、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることを特徴とする。
【００１０】
［２］本発明の半導体装置においては、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度は、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【００１１】
［３］本発明の半導体装置においては、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度は、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度よりも高いことが好ましい。
【００１２】
［４］本発明の半導体装置においては、前記重金属は、白金であることが好ましい。
【００１３】
［５］本発明の半導体装置の製造方法は、本発明の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００１４】
［６］本発明の半導体装置の製造方法は、本発明の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、第１導電型の第２半導体層を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、前記半導体基体における前記高濃度拡散領域が形成された側とは反対側の表面に、第１導電型不純物を、前記第２半導体層よりも高い濃度で含有する第１導電型の第１半導体層に形成する第１半導体層形成工程と、前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００１５】
［７］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記高濃度拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、前記半導体基体における前記第２半導体層側の表面に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
［８］本発明の半導体装置の製造方法において、前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記第２半導体層の表面に第２の重金属拡散源層を形成することが好ましい。
【００１７】
［９］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記高濃度拡散領域の表面に第２の重金属拡散源層を形成することが好ましい。
【００１８】
［１０］本発明の半導体装置の製造方法においては、前記重金属は、白金であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の半導体装置によれば、第２半導体層及び高濃度拡散領域の表面上にバリアメタル層が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時には第２半導体層と高濃度拡散領域との境界面から第２半導体層側に延びる空乏層により第２半導体層の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の半導体装置によれば、半導体基体には、第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることから、第２半導体層の表面近傍においては擬似的に第１導電型不純物の濃度が低減された場合と同様に空乏層が延びるようになる。このため、本発明の半導体装置によれば、逆バイアス時に第２半導体層の表面全域がピンチオフし易くなることから（後述する図１（ｃ）参照。）、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、従来の半導体装置９００の場合よりも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００２１】
その結果、本発明の半導体装置は、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。
【００２２】
また、本発明の半導体装置によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、第２半導体層を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００２３】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記したように優れた特性を有する半導体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る半導体装置１００を説明するために示す図である。
【図２】重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなる様子を説明するために示す図である。
【図３】実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図６】実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図７】実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｂを説明するために示す図である。
【図８】実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃを説明するために示す図である。
【図９】実施形態２に係る半導体装置１０２を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図１１】実施形態３に係る半導体装置１０４を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。
【図１３】従来の半導体装置９００を説明するために示す図である。
【図１４】従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。
【図１５】従来の半導体装置９００における問題を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の半導体装置及びそ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。
【００２６】
［実施形態１］
Ａ．実施形態１に係る半導体装置１００
図１は、実施形態１に係る半導体装置１００を説明するために示す図である。図１（ａ）は半導体装置１００の断面図であり、図１（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図であり、図１（ｃ）は半導体装置１００に逆バイアスを与えたときに空乏層１６０が延びる様子を示す図である。
【００２７】
実施形態１に係る半導体装置１００は、図１に示すように、ｎ＋型半導体層（第１導電型の第１半導体層）１１２と、ｎ＋型半導体層よりも低濃度のｎ型不純物（第１導電型不純物）を含有するｎ−型半導体層（第１導電型の第２半導体層）１１４とを有し、ｎ＋型半導体層１１２及びｎ−型半導体層１１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体１１０と、ｎ−型半導体層１１４の表面に選択的に形成され、ｐ型不純物（第２導電型不純物）をｎ−型半導体層１１４が含有するｎ型不純物の濃度よりも高い濃度で含有するｐ＋型拡散領域（第２導電型の高濃度拡散領域）１２０と、ｎ−型半導体層１１４及び高濃度拡散領域１２０の表面上に形成され、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０とを備える。
【００２８】
そして、実施形態１に係る半導体装置１００においては、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている。なお、本明細書において、「ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている」とは、「ｎ−型半導体層（第２半導体層）においては、ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されている」という意味であり、ｎ−型半導体層（第２半導体層）の表面においてよりも、ｎ＋型半導体層（第１半導体層）の表面において重金属の濃度が高いこともあり得る。図１中、符号１４０はアノード電極層を示し、符号１５０はカソード電極層を示す。半導体基体１１０の主面のうち、アノード電極層１４０を形成する側の面を第１主面とし、カソード電極層１５０を形成する側の面を第２主面とする。
【００２９】
半導体基体１１０の厚さは例えば４００μｍである。ｎ＋型半導体層１１２の厚さは例えば３５０μｍであり、ｎ＋型半導体層１１２における不純物濃度は例えば１×１０１９ｃｍ−３である。ｎ−型半導体層１１４の厚さは例えば５０μｍであり、ｎ−型半導体層１１４における不純物濃度は例えば１×１０１４ｃｍ−３である。
【００３０】
ｐ＋型拡散領域１２０の深さは例えば５μｍであり、ｐ＋型拡散領域１２０の表面不純物濃度は例えば１×１０１６〜１×１０１９ｃｍ−３である。また、ｐ＋型拡散領域１２０は、平面的に見て円形形状を有し、例えば１０μｍの直径を有する。また、活性領域の全面積に対するｐ＋型拡散領域１２０が形成された面積の割合は例えば４０％である。
【００３１】
バリアメタル層１３０は例えばアルミニウムからなる。バリアメタル層１３０の厚さは例えば１μｍである。アノード電極層１４０は例えばアルミニウムからなる。アノード電極層１４０の厚さは例えば５μｍである。カソード電極１５０は例えばニッケルからなる。カソード電極層１５０の厚さは例えば２μｍである。
【００３２】
実施形態１に係る半導体装置１００においては、重金属として例えば白金が、図１（ｂ）に示すように、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面において濃度が極大となるように拡散されている。
【００３３】
Ｂ．実施形態１に係る半導体装置１００の効果
実施形態１に係る半導体装置１００によれば、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有するため、逆バイアス時にはｎ−型半導体層１１４とｐ＋型拡散領域１２０との境界面からｎ−型半導体層１１４側に延びる空乏層によりｎ−型半導体層１１４の表面全域がピンチオフすることから、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能となり、また、リーク電流ＩＲを低くすることが可能となる。
【００３４】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、ｎ−型半導体層１１４の表面近傍においては擬似的にｎ型不純物の濃度が低減された場合と同様に空乏層が延びるようになる。
【００３５】
図２は、重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなる様子を説明するために示す図である。図２（ａ）は重金属（白金）が拡散されている場合における擬似的なｎ型不純物の濃度を示す図であり、図２（ｂ）は重金属（白金）が拡散されていない場合におけるｎ型不純物の濃度を示す図である。図２に示すように、重金属（白金）が拡散されている場合に、擬似的にｎ型不純物の濃度が低くなることがわかる。
【００３６】
このため、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、図１（ｃ）に示すように、逆バイアス時にｎ−型半導体層１１４の表面全域がピンチオフし易くなることから、ｐ＋型拡散領域１２０の形成面積割合を小さくしたり、ｎ−型半導体層１１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたりすることによっても逆方向耐圧ＶＲが低くなったりリーク電流ＩＲが高くなったりすることがなくなる。このため、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、従来の半導体装置９００の場合よりも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００３７】
その結果、実施形態１に係る半導体装置１００は、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。
【００３８】
また、実施形態１に係る半導体装置１００によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４におけるｎ型不純物濃度を高くしたり、ｎ−型半導体層１１４を薄くしたりすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００３９】
Ｃ．実施形態１に係る半導体装置の製造方法
実施形態１に係る半導体装置１００は、以下に示す半導体装置の製造方法によって製造することが可能である。図３及び図４は、実施形態１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図３（ａ）〜図３（ｄ）及び図４（ａ）〜図４（ｄ）は各工程図である。
【００４０】
実施形態１に係る半導体装置の製造方法は、図３及び図４に示すように、半導体基板準備工程と、ｐ＋型拡散領域形成工程（高濃度拡散領域形成工程）と、重金属拡散源層形成工程と、重金属拡散工程と、バリアメタル層形成工程及びアノード電極層形成工程と、カソード電極層形成工程とをこの順序で含む。以下、工程順に説明する。
【００４１】
１．半導体基板準備工程
半導体基板準備工程は、図３（ａ）に示すように、ｎ＋型半導体層１１２と、ｎ＋型半導体層１１２上にエピタキシャル成長法によって成長させたｎ−型半導体層１１４とを有し、ｎ＋型半導体層１１２及びｎ−型半導体層１１４とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体１１０を準備する工程である。半導体基板１１０としては、厚さが例えば４００μｍのシリコン基板を用いる。ｎ＋型半導体層１１２の厚さは例えば３５０μｍであり、ｎ＋型半導体層１１２における不純物濃度は例えば１×１０１９ｃｍ−３である。ｎ−型半導体層１１４の厚さは例えば５０μｍであり、ｎ−型半導体層１１４における不純物濃度は例えば１×１０１４ｃｍ−３である。
【００４２】
２．ｐ＋型拡散領域形成工程
ｐ＋型拡散領域形成工程は、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、ｎ−型半導体層１１４の表面に、ｐ型不純物をｎ−型半導体層１１４が含有するｎ型不純物の濃度よりも高い濃度で含有するｐ＋型拡散領域を選択的に形成する工程である。
【００４３】
まず、ｎ−型半導体層１１４の表面（第１主面側表面）に、例えば厚さ８００ｎｍのシリコン酸化膜のマスクＭ１を形成する。その後、図３（ｂ）に示すように、マスクＭ１を介して、イオン注入法やデポジション法などの方法によりｐ型不純物（例えばボロン）をｎ−型半導体層１１４の表面に導入しｐ型不純物導入領域１２０’を形成する。その後、半導体基板１１０に熱処理（例えば１０００℃）を施してｐ型不純物を活性化して、図３（ｃ）に示すように、ｐ＋型拡散領域１２０を形成する。
【００４４】
形成するｐ＋型拡散領域１２０の深さは例えば５μｍであり、ｐ＋型拡散領域の表面不純物濃度は例えば１×１０１６〜１×１０１９ｃｍ−３である。また、ｐ＋型拡散領域１２０は、平面的に見て円形形状を有し、例えば１０μｍの直径を有する。また、活性領域の全面積に対するｐ＋型拡散領域１２０を形成する面積の割合は例えば４０％とする。
【００４５】
３．重金属拡散源層形成工程
重金属拡散源層形成工程は、半導体基体１００におけるｎ＋型半導体層１１２側の表面に重金属拡散源層１１６を形成する工程である。
【００４６】
まず、ｐ＋型拡散領域形成工程において半導体基体１００の両面に形成される酸化膜のうち、ｎ＋型半導体層１１２側の酸化膜を除去する。このとき、半導体基体１００におけるｎ−型半導体層１１４側の酸化膜は除去せずに残存させる。その後、図３（ｄ）に示すように、半導体基体１００におけるｎ＋型半導体層１１２側の表面に、重金属拡散源層形成用塗布液をスピナー塗布して重金属拡散源層を形成する。重金属拡散源層形成用塗布液としては、珪素化合物及び添加剤（拡散用白金不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー）をアルコールを主成分とした有機溶剤に溶かした珪素酸化膜被覆形成用塗布液を用いる。
【００４７】
４．重金属拡散工程
重金属拡散工程は、半導体基体１１０に熱処理を施すことにより、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面において濃度が極大となるように重金属拡散源層１１６から半導体基体１１０中に重金属（白金）を拡散させる工程である。
【００４８】
重金属拡散源層形成用塗布液をスピナー塗布した半導体基体１１０に、９００℃、４０分の条件で熱処理を施すと、図４（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散された状態となる。
【００４９】
その後、フッ酸系エッチングにより、半導体基体１００におけるｎ−型半導体層１１４側の酸化膜及びｎ＋型半導体層１１２側の重金属拡散源層１１６の酸化変質層を除去する（図４（ｂ）参照。）。
【００５０】
５．バリアメタル層形成工程
バリアメタル層形成工程は、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上に、ｎ−型半導体層１１４との間でショットキー接合を形成し、ｐ＋型拡散領域１２０との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層１３０を形成する工程である（図４参照。）。
【００５１】
バリアメタル層１３０の材料は例えばアルミニウムであり、バリアメタル層１３０の厚さは例えば１μｍである。
【００５２】
６．アノード電極層形成工程
アノード電極層形成工程は、バリアメタル層１３０の上方にアノード電極層１４０を形成する工程である。
【００５３】
バリアメタル層１３０からなる電極層の表面に、アルミニウムからなるアノード電極層１４０を形成する（図４（ｃ）参照。）。アノード電極層１４０の厚さは例えば５μｍである。
【００５４】
７．カソード電極層形成工程
カソード電極層形成工程は、ｎ＋型半導体層１１２の表面にカソード電極層１５０を形成する工程である。
【００５５】
ｎ＋型不純物層１１２の表面に、例えばニッケルからなるカソード電極層を形成する（図４（ｄ）参照。）。カソード電極層１５０の厚さは例えば２μｍである。
【００５６】
上記のような工程を含む実施形態１に係る半導体装置の製造方法を実施することにより、実施形態１に係る半導体装置１００を製造することができる。
【００５７】
［変形例１］
図５は、実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図５（ａ）〜図５（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散源層形成工程から後の工程（図３（ｄ）〜図４（ｄ）参照。）が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ｄ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００５８】
実施形態１の変形例１に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、最初に準備する半導体基体の種類が異なる。
すなわち、変形例１に係る半導体装置の製造方法においては、図５（ａ）に示すように、半導体基体１１０として、ｎ−型半導体層１１４からなる半導体基体を準備する。従って、イオン注入法やデポジション法などの方法によりｐ型不純物（例えばボロン）をｎ−型半導体層１１４の表面に導入しｐ型不純物導入領域１２０’を形成し（図５（ｂ）参照。）、さらにはｎ型不純物（例えばリン）をｎ−型半導体層１１４の表面（第２主面側表面）に導入しｎ型不純物導入領域１１２’を形成した後（図５（ｃ）参照。）、半導体基板１１０に熱処理（例えば１０００℃）を施してｐ型不純物及びｎ型不純物を活性化して、図５（ｄ）に示すように、ｐ＋型拡散領域１２０及びｎ＋型半導体層１１２を形成する。ｎ＋型半導体層１１２の形成深さは例えば５μｍとする。
【００５９】
このような方法によっても、実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有する、実施形態１の変形例１に係る半導体装置１００ａ（図示せず。）を製造することができる。
【００６０】
［変形例２］
図６は、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図６（ａ）〜図６（ｂ）は各工程図である。また、図７は、実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｂを説明するために示す図である。図７は半導体装置１００ｂの断面図であり、図７（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。なお、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散源層形成工程よりも前の工程（図３（ａ）〜図３（ｄ）参照。）及びバリアメタル層形成工程から後の工程（図４（ｂ）〜図５（ｄ）参照。）が実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、これらに対応する図面の図示は省略する。
【００６１】
実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、重金属拡散工程（図６（ａ）参照。）を実施した後、第１半導体層１１２を薄型化する工程（図６（ｂ）参照。）をさらに含む点で、実施形態１に係る半導体装置の製造方法とは異なる。
【００６２】
すなわち、実施形態１の変形例２に係る半導体装置の製造方法においては、重金属拡散工程を実施した後、第１半導体層１１２をＣＭＰにより薄型化する工程をさらに含む。その結果、第１半導体層１１２の厚さは例えば５μｍとなる。また、図７に示すように、第１半導体層１１２の表面における白金の濃度は、実施形態１に係る半導体装置１００の場合よりも低くなる。
【００６３】
［変形例３］
図８は、実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃを説明するために示す図である。
実施形態１の変形例３に係る半導体装置１００ｃは、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、実施形態１に係る半導体装置１００とは第１主面側の構成が異なる。
すなわち、変形例３に係る半導体装置１００ｃは、第１主面側に形成されているバリアメタル層１３２がアノード電極層をも兼ねている（図８参照。）。バリアメタル層１３２は例えばアルミニウムからなる。バリアメタル層１３２の厚さは例えば６μｍである。
【００６４】
このような構成を有する、実施形態１の変形例２に係る半導体装置１００ｃも、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、本発明の半導体装置に含まれる。
【００６５】
［実施形態２］
Ａ．実施形態２に係る半導体装置
図９は、実施形態２に係る半導体装置１０２を説明するために示す図である。図９（ａ）は半導体装置１０２の断面図であり、図９（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。
【００６６】
実施形態２に係る半導体装置１０２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なる。
すなわち、実施形態２に係る半導体装置１０２においては、図９に示すように、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なり、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度（図９（ｂ）中、一点鎖線による曲線参照。）が、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度（図９（ｂ）中、二点鎖線による曲線参照。）よりも高い。
【００６７】
このように、実施形態２に係る半導体装置１０２は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が実施形態１に係る半導体装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有し、さらには、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。また、実施形態２に係る半導体装置１０２によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００６８】
なお、実施形態２に係る半導体装置１０２においては、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度がｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度よりも高いことから、逆バイアス時には、実施形態１に係る半導体装置１００の場合よりも早く（低い電圧を印加電圧したときから）空乏層が延びるようになる。このため、実施形態２に係る半導体装置１０２によれば、逆バイアス時にｎ−型半導体層１１４の表面全域がより一層ピンチオフし易くなることから、逆方向耐圧ＶＲをより一層高くすることが可能となる。
【００６９】
実施形態２に係る半導体装置１０２は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。
【００７０】
Ｂ．実施形態２に係る半導体装置の製造方法
実施形態２に係る半導体装置１０２は、以下に示す半導体装置の製造方法（実施形態２に係る半導体装置の製造方法）によって製造することが可能である。
図１０は、実施形態２に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態２に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程までの工程（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照。）及び重金属拡散工程よりも後の工程（図４（ｂ）〜図４（ｄ）参照。）が、実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ｂ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００７１】
実施形態２に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、ｐ＋型拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面（特にｎ−型半導体層１１４の表面）に第２の重金属拡散源層１１８を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含む。
【００７２】
すなわち、実施形態２に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程（図１０（ａ）参照。）を実施した後、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｎ−型半導体層１１４の表面に第２の重金属拡散源層（例えば蒸着法又はスパッタリング法により形成した白金層）１１８を形成することとしている（図１０（ｂ）〜図１０（ｃ）参照。）。なお、図１０中、符号Ｍ３はマスクを示す。そして、その後、図１０（ｄ）に示すように、重金属拡散源層１１６を形成した後、重金属拡散工程を実施することにより、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｎ−型半導体層１１４の部分においては、ｎ＋型半導体層１１２の表面及びｎ−型半導体層１１４の表面の両面（裏表両面）から重金属（白金）が拡散するようになるため、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度がｐ＋型拡散領域の表面における重金属（白金）の濃度よりも高くなる。
【００７３】
このような方法によって、実施形態２に係る半導体装置１０２を製造することができる。
【００７４】
［実施形態３］
Ａ．実施形態３に係る半導体装置
図１１は、実施形態３に係る半導体装置１０４を説明するために示す図である。図１１（ａ）は半導体装置１０４の断面図であり、図１１（ｂ）は半導体基体１１０における重金属（白金）の濃度分布を示す図である。
【００７５】
実施形態３に係る半導体装置１０４は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１００と同様の構成を有するが、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なる。
すなわち、実施形態３に係る半導体装置１０４においては、図１１に示すように、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が半導体装置１００の場合とは異なり、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度（図１１（ｂ）中、二点鎖線による曲線参照。）が、ｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度（図１１（ｂ）中、一点鎖線による曲線参照。）よりも高い。
【００７６】
このように、実施形態３に係る半導体装置１０４は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布が実施形態１に係る半導体装置１００の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様に、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０の表面上にバリアメタル層１３０が形成された構造（すなわちＪＢＳ構造）を有し、さらには、半導体基体１１０には、ｎ−型半導体層１１４の表面で濃度が最も高くなるように重金属（白金）が拡散されていることから、高い逆方向耐圧ＶＲ及び低いリーク電流ＩＲを維持したまま、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能な半導体装置となる。また、実施形態３に係る半導体装置１０４によれば、逆方向耐圧ＶＲを高くすることが可能であることから、ｎ−型半導体層１１４を薄くすることが可能となり、この観点からも、順方向降下電圧ＶＦを低くしたり、逆回復時間ｔｒｒを短くしたりすることが可能となる。
【００７７】
なお、実施形態３に係る半導体装置１０４においては、ｐ＋型拡散領域の１２０の表面における重金属（白金）の濃度がｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度よりも高いことから、スイッチオフ時に少数キャリアを消滅させる速度を速くすることが可能となる。このため、実施形態３に係る半導体装置１０４によれば、逆回復時間ｔｒｒをより一層短くすることが可能となる。
【００７８】
実施形態３に係る半導体装置１０４は、半導体基体１１０中の重金属（白金）の濃度分布以外の点については実施形態１に係る半導体装置１００の場合と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１００が有する効果のうち該当する効果を有する。
【００７９】
Ｂ．実施形態３に係る半導体装置の製造方法
実施形態３に係る半導体装置１０４は、以下に示す半導体装置の製造方法（実施形態３に係る半導体装置の製造方法）によって製造することが可能である。
図１２は、実施形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するために示す図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は各工程図である。なお、実施形態３に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程までの工程（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照。）及び重金属拡散工程よりも後の工程（図４（ｂ）〜図４（ｄ）参照。）が、実施形態１に係る半導体装置の製造方法の場合と同様であるため、図３（ａ）〜図３（ｃ）及び図４（ｂ）〜図４（ｄ）に対応する図面の図示は省略する。
【００８０】
実施形態３に係る半導体装置の製造方法は、基本的には実施形態１に係る半導体装置の製造方法と同様の工程を含むが、ｐ＋型拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、半導体基体１１０におけるｎ−型半導体層１１４側の表面（特にｐ＋型拡散領域１２０の表面）に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含む。
【００８１】
すなわち、実施形態３に係る半導体装置の製造方法においては、ｐ＋型拡散領域形成工程（図１２（ａ）参照。）を実施した後、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｐ＋型拡散領域１２０の表面に第２の重金属拡散源層（例えば蒸着法又はスパッタリング法により形成した白金層）１１８を形成することとしている（図１２（ｂ）〜図１２（ｃ）参照。）。なお、図１２中、符号Ｍ４はマスクを示す。そして、その後、図１２（ｄ）に示すように、重金属拡散源層１１６を形成した後、重金属拡散工程を実施することにより、ｎ−型半導体層１１４及びｐ＋型拡散領域１２０のうちｐ＋型拡散領域１２０の部分においては、ｎ＋型半導体層１１２の表面及びｐ＋型拡散領域１２０の表面の両面（裏表両面）から重金属（白金）が拡散するようになるため、ｐ＋型拡散領域１２０の表面における重金属（白金）の濃度がｎ−型半導体層１１４の表面における重金属（白金）の濃度よりも高くなる。
【００８２】
このような方法によって、実施形態３に係る半導体装置１０４を製造することができる。
【００８３】
以上、本発明の半導体装置及び半導体装置の製造方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲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。
【００８４】
（１）上記した各実施形態においては、重金属として白金を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、白金以外の金属材料（例えば金など）を用いてもよい。
【００８５】
（２）上記した各実施形態においては、珪素酸化膜被覆形成用塗布液からなる重金属拡散源層形成用塗布液を用いて重金属拡散源層を形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、珪素酸化膜被覆形成用塗布液とは異なる重金属拡散源層形成用塗布液を用いて重金属拡散源層を形成してもよいし、蒸着法又はスパッタリング法により重金属膜からなる重金属拡散源層を形成してもよい。
【００８６】
（３）上記した各実施形態においては、バリアメタルの材料としてアルミニウムを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム以外の金属材料（例えばモリブデン、チタン、白金など）を用いてもよい。
【００８７】
（４）上記した各実施形態においては、ｎ＋型半導体層１１２と、ｎ−型半導体層１１４とが直接積層された構造を有する半導体基体１１０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ｎ＋型半導体層１１２とｎ−型半導体層１１４との間に別の半導体層（例えば、ｎ−−型半導体層、ｎ型半導体層など）が存在する半導体基体１１０を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１０２，１０４，９００…半導体装置、１１０，９１０…半導体基板、１１２，９１２…ｎ＋型半導体層、１１２’…ｎ型不純物導入領域、１１４，９１４…ｎ−型半導体層、１１６…重金属拡散源層、１１８…第２重金属拡散源層、１２０，９２０…ｐ＋型拡散領域、１２０’…ｐ型不純物導入領域、１３０，１３２，９３０…バリアメタル層、１４０，９４０…アノード電極層、１５０，９５０…カソード電極層、１６０…重金属（白金）、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…マスク、Ｄ１…半導体基体１００の第１主面位置、Ｄ２…ｎ−型半導体層とｎ＋型半導体層との境界面位置、Ｄ３…半導体基体１００の第２主面位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体と、
前記第２半導体層の表面に選択的に形成され、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に形成され、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層とを備える半導体装置であって、
前記半導体基体には、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度は、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度よりも高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度は、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度よりも高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記重金属は、白金であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、
前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、
前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、
前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含む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１に記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
第１導電型の第２半導体層を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、
前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、
前記半導体基体における前記高濃度拡散領域が形成された側とは反対側の表面に、第１導電型不純物を、前記第２半導体層よりも高い濃度で含有する第１導電型の第１半導体層に形成する第１半導体層形成工程と、
前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、
前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記高濃度拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、前記半導体基体における前記第２半導体層側の表面に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記第２半導体層の表面に第２の重金属拡散源層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記高濃度拡散領域の表面に第２の重金属拡散源層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記重金属は、白金であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体と、
前記第２半導体層の表面に選択的に形成され、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に形成され、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層とを備える半導体装置であって、
前記半導体基体には、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように重金属が拡散されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度は、前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度よりも高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記高濃度拡散領域の表面における前記重金属の濃度は、前記第２半導体層の表面における前記重金属の濃度よりも高いことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置において、
前記重金属は、白金であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層よりも低濃度の第１導電型不純物を含有する第１導電型の第２半導体層とを有し、前記第１半導体層及び前記第２半導体層とがこの順序で積層された構造を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、
前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、
前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、
前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含む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１に記載の半導体装置を製造するための半導体装置の製造方法であって、
第１導電型の第２半導体層を有する半導体基体を準備する半導体基体準備工程と、
前記第２半導体層の表面に、第１導電型不純物とは反対導電型の第２導電型不純物を、前記第２半導体層が含有する第１導電型不純物の濃度よりも高い濃度で含有する第２導電型の高濃度拡散領域を選択的に形成する高濃度拡散領域形成工程と、
前記半導体基体における前記高濃度拡散領域が形成された側とは反対側の表面に、第１導電型不純物を、前記第２半導体層よりも高い濃度で含有する第１導電型の第１半導体層に形成する第１半導体層形成工程と、
前記半導体基体における前記第１半導体層側の表面に重金属拡散源層を形成する重金属拡散源層形成工程と、
前記半導体基体に熱処理を施すことにより、前記第２半導体層の表面で濃度が最も高くなるように前記重金属拡散源層から前記半導体基体中に前記重金属を拡散させる重金属拡散工程と、
前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域の表面上に、前記第２半導体層との間でショットキー接合を形成し、前記高濃度拡散領域との間でオーミック接合を形成するバリアメタル層を形成するバリアメタル層形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記高濃度拡散領域形成工程と重金属拡散工程との間に、前記半導体基体における前記第２半導体層側の表面に第２の重金属拡散源層を形成する第２重金属拡散源層形成工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記第２半導体層の表面に第２の重金属拡散源層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２重金属拡散源層形成工程においては、前記第２半導体層及び前記高濃度拡散領域のうち前記高濃度拡散領域の表面に第２の重金属拡散源層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記重金属は、白金であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図８】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図８】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５５０７７（Ｐ２０１３−５５０７７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２７５６（Ｐ２０１１−１７２７５６）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【Ｆターム（参考）】
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