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JP2008130913A - Semiconductor device and manufacturing method - Google Patents

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JP2008130913A
JP2008130913A JP2006315760A JP2006315760A JP2008130913A JP 2008130913 A JP2008130913 A JP 2008130913A JP 2006315760 A JP2006315760 A JP 2006315760A JP 2006315760 A JP2006315760 A JP 2006315760A JP 2008130913 A JP2008130913 A JP 2008130913A
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JP
Japan
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type semiconductor
semiconductor layer
cathode
anode
pair
Prior art date
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JP2006315760A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Tamada
浩之 玉田
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can be manufactured efficiently while restricting variation in flowing current. <P>SOLUTION: A constant current diode A1 includes an anode 1 and cathode 2, an n-type semiconductor layer 3 having a drain region conducted to the anode 1, a source region conducted to the cathode 2, and a p-type semiconductor layer 4 having a gate region conducted to the cathode 2. The n-type semiconductor layer 3 has a front face connected with the cathode 2 and a rear face connected with the anode 1. In the p-type semiconductor layer 4, two or more wall portion pairs 41a made of wall portions in a pair, each extending from the front face to the rear face of the n-type semiconductor layer 3 are arranged in a direction perpendicular to the thickness direction of the n-type semiconductor layer 3, and a portion between the wall portion pairs 41a out of the front face side portion of the n-type semiconductor layer 3 is an n<SP>+</SP>-type semiconductor layer 32 as the source region. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、流れる電流の大きさを一定とすることが可能な定電流ダイオードとして構成された半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device configured as a constant current diode capable of keeping the magnitude of a flowing current constant.

たとえば発光ダイオードに供給する電流の大きさを、この発光ダイオードの仕様に応じた大きさに制御する手段として、定電流ダイオードと呼ばれる半導体装置が用いられている。定電流ダイオードの構造は、ソース領域とゲート領域とを短絡させた電界効果トランジスタ(FET)に相当する(たとえば、特許文献1参照)。図6は、従来の定電流ダイオードの一例である定電流ダイオードXを示している。アノード91は、金属層97を介してn+型半導体層93aに導通している。カソード92は、基板として構成されたp型半導体層94aに接続されている。p型半導体層94aには、n-型半導体層93cがエピタキシャル成長されている。2つのアイソレーション部94bは、n-型半導体層93cを分離するためのものである。2つのアイソレーション部94b間には、p型半導体層94cおよびn+型半導体層93a,93bが形成されている。定電流ダイオードXにおいては、n+型半導体層93aがドレイン領域として、n+型半導体層93bがソース領域として、p型半導体層94cがゲート領域として、それぞれ機能する。n+型半導体層93bとp型半導体層94cとは、金属層96によって互いに導通している。絶縁層95は、金属層96,97が不当な部位と導通することを防止するためのものである。このような構成により、定電流ダイオードXは、アノード91とカソード92間の電圧によらず、一定の大きさの電流を流すことが可能に構成されている。 For example, a semiconductor device called a constant current diode is used as means for controlling the magnitude of the current supplied to the light emitting diode to a magnitude according to the specification of the light emitting diode. The structure of the constant current diode corresponds to a field effect transistor (FET) in which a source region and a gate region are short-circuited (see, for example, Patent Document 1). FIG. 6 shows a constant current diode X which is an example of a conventional constant current diode. The anode 91 is electrically connected to the n + type semiconductor layer 93a through the metal layer 97. The cathode 92 is connected to a p-type semiconductor layer 94a configured as a substrate. An n type semiconductor layer 93c is epitaxially grown on the p type semiconductor layer 94a. The two isolation portions 94b are for separating the n type semiconductor layer 93c. A p-type semiconductor layer 94c and n + -type semiconductor layers 93a and 93b are formed between the two isolation portions 94b. In the constant current diode X, the n + type semiconductor layer 93a functions as a drain region, the n + type semiconductor layer 93b functions as a source region, and the p type semiconductor layer 94c functions as a gate region. The n + type semiconductor layer 93 b and the p type semiconductor layer 94 c are electrically connected to each other by the metal layer 96. The insulating layer 95 is for preventing the metal layers 96 and 97 from conducting with an inappropriate portion. With such a configuration, the constant current diode X is configured to flow a constant current regardless of the voltage between the anode 91 and the cathode 92.

しかしながら、定電流ダイオードXに流れる電流の大きさは、p型半導体層94aのアクセプタ濃度、n-型半導体層93cの厚さ、およびp型半導体層94cの深さによって決定される。このため、基板としてのp型半導体層94aを製造する際に添加するアクセプタの濃度に誤差があったり、n-型半導体層93cを成長させる厚さが不正確であったり、p型半導体層94cを形成するためにアクセプタを拡散させる深さの精度が十分でなかったりすると、定電流ダイオードXを流れる電流の大きさがばらつきやすいという問題があった。 However, the magnitude of the current flowing through the constant current diode X is determined by the acceptor concentration of the p-type semiconductor layer 94a, the thickness of the n -type semiconductor layer 93c, and the depth of the p-type semiconductor layer 94c. For this reason, there is an error in the concentration of the acceptor added when manufacturing the p-type semiconductor layer 94a as the substrate, the thickness for growing the n -type semiconductor layer 93c is inaccurate, or the p-type semiconductor layer 94c. If the accuracy of the depth at which the acceptor is diffused is not sufficient to form the current, the magnitude of the current flowing through the constant current diode X tends to vary.

また、定電流ダイオードXを製造するには、n-型半導体層93cをエピタキシャル成長させた後に、アイソレーション部94b、p型半導体層94c、およびn+型半導体層93a,93bを形成するためにアクセプタまたはドナーの拡散処理を3回程度行う必要がある。各拡散処理においては、アクセプタまたはドナーを拡散させる領域を露出させるマスクを配置することと、ドナーまたはアクセプタを打ち込むこととが行われる。このように、拡散処理を繰り返し行う必要があるため、定電流ダイオードXの製造効率の向上が阻害されていた。 In order to manufacture the constant current diode X, the n type semiconductor layer 93c is epitaxially grown, and then the acceptor is formed to form the isolation portion 94b, the p type semiconductor layer 94c, and the n + type semiconductor layers 93a and 93b. Alternatively, it is necessary to perform the donor diffusion process about three times. In each diffusion process, a mask that exposes a region in which the acceptor or donor is diffused is disposed, and the donor or acceptor is implanted. As described above, since it is necessary to repeatedly perform the diffusion treatment, the improvement in the manufacturing efficiency of the constant current diode X has been hindered.

特開昭58−21865号公報Japanese Patent Laid-Open No. 58-21865

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、流れる電流の大きさのバラツキを抑制するとともに、効率よく製造することが可能な半導体装置およびその製造方法を提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can suppress the variation in the magnitude of the flowing current and can be efficiently manufactured. Is the subject.

本発明の第1の側面によって提供される半導体装置は、アノードおよびカソードと、上記アノードに導通するドレイン領域および上記カソードに導通するソース領域を有するn型半導体層と、上記カソードに導通するゲート領域を有するp型半導体層と、を備える半導体装置であって、上記n型半導体層には、その表面に上記カソードが接続され、その裏面に上記アノードが接続されており、上記p型半導体層は、それぞれが上記n型半導体層の表面から裏面に向かって延びる1対の壁部からなる複数の壁部対が、上記n型半導体層の厚さ方向と直角である方向に配列された構成とされており、上記n型半導体層の表面側部分のうち、上記複数の壁部対に挟まれた部分が、上記ソース領域とされていることを特徴としている。   The semiconductor device provided by the first aspect of the present invention includes an anode and a cathode, an n-type semiconductor layer having a drain region conducting to the anode and a source region conducting to the cathode, and a gate region conducting to the cathode. A p-type semiconductor layer, wherein the cathode is connected to the surface of the n-type semiconductor layer, and the anode is connected to the back surface of the n-type semiconductor layer. A plurality of wall portion pairs each consisting of a pair of wall portions extending from the front surface to the back surface of the n-type semiconductor layer are arranged in a direction perpendicular to the thickness direction of the n-type semiconductor layer; In the surface side portion of the n-type semiconductor layer, a portion sandwiched between the plurality of wall portion pairs is the source region.

このような構成によれば、上記半導体装置に流れる電流の大きさは、上記n型半導体層のうち隣り合う上記壁部対に挟まれた部分の幅によって決定される。上記壁部対は、たとえば、上記n型半導体層にエッチングによって複数のトレンチを設けた後に、これらのトレンチの内面にアクセプタを拡散させることによって形成することができる。これらのトレンチどうしの間隔は、比較的正確に仕上げることが可能である。したがって、上記半導体装置に流れる電流の大きさのバラツキを抑制することができる。また、上記半導体装置を製造する際にマスクを用いた拡散処理が必須となるのは上記p型半導体層を形成するときのみである。したがって、上記半導体装置の製造効率を向上させることができる。   According to such a configuration, the magnitude of the current flowing through the semiconductor device is determined by the width of the portion sandwiched between the pair of adjacent wall portions in the n-type semiconductor layer. The wall pair can be formed, for example, by providing a plurality of trenches by etching in the n-type semiconductor layer and then diffusing acceptors on the inner surfaces of these trenches. The interval between these trenches can be finished relatively accurately. Therefore, variation in the magnitude of the current flowing through the semiconductor device can be suppressed. In addition, when the semiconductor device is manufactured, the diffusion treatment using a mask is essential only when the p-type semiconductor layer is formed. Therefore, the manufacturing efficiency of the semiconductor device can be improved.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記p型半導体層は、それぞれが上記壁部対のうち上記n型半導体層の裏面寄りにある部分どうしが連結された複数のU字状部からなる。このような構成によれば、上記n型半導体層のうち上記ドレイン領域となる部分と上記カソードとが不当に導通することを防止することができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the p-type semiconductor layer is composed of a plurality of U-shaped portions, each of which is connected to a portion of the wall portion pair near the back surface of the n-type semiconductor layer. According to such a configuration, it is possible to prevent the portion that becomes the drain region of the n-type semiconductor layer and the cathode from being inappropriately conducted.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記壁部対を構成する上記1対の壁部の間には、絶縁部材が介在する。このような構成によれば、上記n型半導体層のうち上記ドレイン領域となる部分と上記カソードとが不当に導通することを防止するのに、より好ましい。   In a preferred embodiment of the present invention, an insulating member is interposed between the pair of wall portions constituting the wall pair. According to such a configuration, it is more preferable to prevent the portion of the n-type semiconductor layer that becomes the drain region and the cathode from being inappropriately conducted.

本発明の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、表面側に位置するソース領域および裏面側に位置するドレイン領域となるべき部分を有するn型半導体層に対して、エッチングにより表面に開口する複数の凹部を形成する工程と、上記凹部の内面からアクセプタを添加することにより、それぞれが上記n型半導体層の厚さ方向に延びる1対の壁部からなる複数の壁部対を有するp型半導体層を形成する工程と、上記ドレイン領域となるべき部分にアノードを導通させる工程と、上記ソース領域となるべき部分およびゲート領域としての上記p型半導体層にカソードを導通させる工程と、を有することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: etching a surface of an n-type semiconductor layer having a source region located on the front surface side and a drain region located on the back surface side; Forming a plurality of recesses that are open to the surface, and adding an acceptor from the inner surface of the recess, thereby forming a plurality of wall pairs each consisting of a pair of wall portions extending in the thickness direction of the n-type semiconductor layer. A step of forming a p-type semiconductor layer, a step of conducting an anode to a portion to be the drain region, a step of conducting a cathode to the portion to be the source region and the p-type semiconductor layer as a gate region, It is characterized by having.

このような構成によれば、上記n型半導体層のうち上記複数の壁部対に挟まれた部分の幅を正確に仕上げることが可能である。これにより、上記半導体装置にながれる電流の大きさを所望の値とすることができる。また、上記製造方法においては、たとえばマスクを用いた拡散処理の回数を削減することが可能であり、製造効率の向上を図ることができる。   According to such a configuration, it is possible to accurately finish the width of the portion sandwiched between the plurality of wall portion pairs in the n-type semiconductor layer. Thereby, the magnitude of the current flowing to the semiconductor device can be set to a desired value. In the above manufacturing method, for example, the number of diffusion processes using a mask can be reduced, and the manufacturing efficiency can be improved.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る半導体装置の一例を示している。本実施形態の定電流ダイオードA1は、アノード1、カソード2、n型半導体層3、p型半導体層4、絶縁部材5、絶縁層6、および金属層7を備えており、アノード1とカソード2との間の電圧の大きさによらず、一定の大きさの電流を流すことが可能に構成されている。定電流ダイオードA1は、平面視寸法が、0.4mm角程度となるように仕上げられている。   FIG. 1 shows an example of a semiconductor device according to the present invention. The constant current diode A1 of the present embodiment includes an anode 1, a cathode 2, an n-type semiconductor layer 3, a p-type semiconductor layer 4, an insulating member 5, an insulating layer 6, and a metal layer 7. The anode 1 and the cathode 2 Regardless of the magnitude of the voltage between them, a constant current can be passed. The constant current diode A1 is finished so that the dimension in plan view is about 0.4 mm square.

アノード1は、電流が流れ込んでくる側の電極であり、いわゆる陽極と呼ばれるものである。アノード1は、n型半導体層3裏面側部分であるn-型半導体層31に接続されている。 The anode 1 is an electrode into which a current flows, and is called a so-called anode. The anode 1 is connected to an n type semiconductor layer 31 which is a back side portion of the n type semiconductor layer 3.

カソード2は、定電流ダイオードA1から電流が流れ出る側の電極であり、いわゆる陰極と呼ばれるものである。カソード2は、金属層7に接続されている。   The cathode 2 is an electrode on the side from which current flows out from the constant current diode A1, and is called a so-called cathode. The cathode 2 is connected to the metal layer 7.

n型半導体層3は、たとえばSiにドナーとしてのPが添加された材質からなり、n-型半導体層31およびn+型半導体層32を備えている。n-型半導体層31は、定電流ダイオードA1を製造するときの土台となる部分であり、たとえばSiにPが添加された材質からなる基板である。これとは異なり、別の基板(図示略)にn-型半導体層31をエピタキシャル成長させた後に、上記基板を除去することにより定電流ダイオードA1を製造してもよい。n-型半導体層31のうち、アノード1と接続された部分は、ドレイン領域として機能する。 The n-type semiconductor layer 3 is made of, for example, a material in which P as a donor is added to Si, and includes an n type semiconductor layer 31 and an n + type semiconductor layer 32. The n -type semiconductor layer 31 is a base part for manufacturing the constant current diode A1, and is a substrate made of a material in which P is added to Si, for example. On the other hand, the constant current diode A1 may be manufactured by removing the substrate after epitaxially growing the n type semiconductor layer 31 on another substrate (not shown). A portion of the n type semiconductor layer 31 connected to the anode 1 functions as a drain region.

+型半導体層32は、n型半導体層3の表面側部分であり、n-型半導体層31の材質よりもドナーであるPの添加濃度が高い材質からなる。n+型半導体層32は、金属層7を介してカソード2と導通しており、ソース領域として機能する。n+型半導体層32の形成は、n-型半導体層31の表面側部分にPを添加することによって行われる。本実施形態においては、n型半導体層3は、625μm程度の厚さの基板を定電流ダイオードA1の製造完了段階において150μm程度の厚さに研削したものである。 The n + type semiconductor layer 32 is a surface side portion of the n type semiconductor layer 3 and is made of a material having a higher concentration of P as a donor than the material of the n type semiconductor layer 31. The n + type semiconductor layer 32 is electrically connected to the cathode 2 through the metal layer 7 and functions as a source region. The n + type semiconductor layer 32 is formed by adding P to the surface side portion of the n type semiconductor layer 31. In the present embodiment, the n-type semiconductor layer 3 is obtained by grinding a substrate having a thickness of about 625 μm to a thickness of about 150 μm at the completion of the manufacture of the constant current diode A1.

p型半導体層4は、たとえばSiにアクセプタであるBが添加された材質からなり、ゲート領域として機能する。p型半導体層4は、金属層7を介してカソード2と導通しており、またn+型半導体層32と接している。このように、ゲート領域としてのp型半導体層4に専用のゲート電極が接続されておらず、カソード2と導通していることにより、定電流ダイオードA1はアノード1およびカソード2間の電圧によらず一定の大きさの電流を流すことが可能となっている。 The p-type semiconductor layer 4 is made of, for example, a material obtained by adding B as an acceptor to Si and functions as a gate region. The p-type semiconductor layer 4 is electrically connected to the cathode 2 through the metal layer 7 and is in contact with the n + -type semiconductor layer 32. As described above, the dedicated gate electrode is not connected to the p-type semiconductor layer 4 as the gate region and is electrically connected to the cathode 2, so that the constant current diode A 1 depends on the voltage between the anode 1 and the cathode 2. Therefore, it is possible to flow a constant current.

p型半導体層4は、複数のU字状部41からなる。複数のU字状部41は、n型半導体層3の厚さ方向と直角である方向において一定のピッチで配列されており、n+型半導体層32を挟んでいる。U字状部41は、断面U字状とされており、n型半導体層3の表側からn型半導体層3の裏面に向かって進入している。U字状部41は、壁部対41aを有している。壁部対41aは、n型半導体層3の厚さ方向に延びる1対の壁部からなる。壁部対41aのうちn型半導体層3の裏面側方向にある部分どうしは、互いに連結されている。U字状部41の内側は、絶縁部材5によって埋められている。絶縁部材5は、たとえばSiO2からなる。 The p-type semiconductor layer 4 includes a plurality of U-shaped portions 41. The plurality of U-shaped portions 41 are arranged at a constant pitch in a direction perpendicular to the thickness direction of the n-type semiconductor layer 3 and sandwich the n + -type semiconductor layer 32. The U-shaped portion 41 has a U-shaped cross section, and enters from the front side of the n-type semiconductor layer 3 toward the back surface of the n-type semiconductor layer 3. The U-shaped part 41 has a wall part pair 41a. The wall portion pair 41 a is composed of a pair of wall portions extending in the thickness direction of the n-type semiconductor layer 3. Parts of the wall pair 41a that are in the direction of the back surface of the n-type semiconductor layer 3 are connected to each other. The inside of the U-shaped part 41 is filled with the insulating member 5. The insulating member 5 is made of, for example, SiO 2 .

本実施形態においては、p型半導体層4は、n型半導体層3の厚さ方向における寸法が5μm程度とされている。また、壁部対41aは、これに含まれる壁部の厚さが1μm程度、1対の壁部の間隔が0.5〜2.0μm程度とされている。隣り合うU字状部41どうしの間隔は、2〜3μm程度である。   In the present embodiment, the p-type semiconductor layer 4 has a dimension in the thickness direction of the n-type semiconductor layer 3 of about 5 μm. Further, the wall portion pair 41a includes a wall portion having a thickness of about 1 μm and a pair of wall portions having a distance of about 0.5 to 2.0 μm. The interval between adjacent U-shaped portions 41 is about 2 to 3 μm.

絶縁層6は、たとえばSiO2からなり、n型半導体層3およびp型半導体層4の一部ずつを露出させている。 The insulating layer 6 is made of, for example, SiO 2 and exposes part of the n-type semiconductor layer 3 and the p-type semiconductor layer 4.

金属層7は、たとえばAlからなり、n型半導体層3およびp型半導体層4のうち絶縁層6から露出した部分と接している。金属層7とn型半導体層3およびp型半導体層4とは、互いの接合状態がオーミックコンタクトとされている。   The metal layer 7 is made of, for example, Al and is in contact with a portion of the n-type semiconductor layer 3 and the p-type semiconductor layer 4 exposed from the insulating layer 6. The metal layer 7, the n-type semiconductor layer 3 and the p-type semiconductor layer 4 are in ohmic contact with each other.

次に、定電流ダイオードA1の製造方法の一例について、以下に説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the constant current diode A1 will be described below.

まず、図2に示すように、n-型半導体層31となる基板を用意する。この基板の表面側部分に対してドナーとしてのPを添加することにより、n+型半導体層32を形成する。次に、たとえばエッチングを用いてn型半導体層3に複数の細長状のトレンチ3aを形成する。これらのトレンチ3aは、n+型半導体層32を貫通し、その先端がn-型半導体層31に達する形状およびサイズとする。 First, as shown in FIG. 2, a substrate to be the n type semiconductor layer 31 is prepared. By adding P as a donor to the surface side portion of the substrate, the n + type semiconductor layer 32 is formed. Next, a plurality of elongated trenches 3a are formed in the n-type semiconductor layer 3 by using, for example, etching. These trenches 3 a have a shape and a size that penetrate the n + type semiconductor layer 32 and have their tips reaching the n type semiconductor layer 31.

次に、マスクを用いてトレンチ3aの内面からn型半導体層3に対してアクセプタであるBを拡散させる。これにより、図3に示すように、複数のU字状部41からなるp型半導体層4が得られる。この後は、トレンチ3aの内部をSiO2で埋めることにより、絶縁部材5を形成する。また、たとえばスパッタ法を用いて絶縁層6および金属層7を形成する。そして、アノード1およびカソード2を接続することにより、定電流ダイオードA1が完成する。 Next, B, which is an acceptor, is diffused into the n-type semiconductor layer 3 from the inner surface of the trench 3a using a mask. Thereby, as shown in FIG. 3, the p-type semiconductor layer 4 which consists of the several U-shaped part 41 is obtained. Thereafter, the insulating member 5 is formed by filling the inside of the trench 3a with SiO 2 . Further, the insulating layer 6 and the metal layer 7 are formed using, for example, a sputtering method. Then, the constant current diode A1 is completed by connecting the anode 1 and the cathode 2.

次に、定電流ダイオードA1の作用について説明する。   Next, the operation of the constant current diode A1 will be described.

本実施形態によれば、定電流ダイオードA1に流れる電流の大きさは、n-型半導体層31のうち隣り合うU字状部41どうしに挟まれた部分の幅によって決定される。隣り合うU字状部41どうしの間隔は、複数のトレンチ3aのピッチから壁部対41aの厚さを除いたものとなる。これらのトレンチ3aは、エッチングによって正確なピッチで形成することが可能である。また、壁部対41aの厚さを制御することは、たとえば図4に示すp型半導体層94cの拡散深さを制御することに比べて容易である。したがって、定電流ダイオードA1に流れる電流の大きさを所望の値とするのに適している。 According to the present embodiment, the magnitude of the current flowing through the constant current diode A1 is determined by the width of the portion sandwiched between adjacent U-shaped portions 41 in the n -type semiconductor layer 31. The interval between adjacent U-shaped portions 41 is obtained by removing the thickness of the wall portion pair 41a from the pitch of the plurality of trenches 3a. These trenches 3a can be formed at an accurate pitch by etching. Further, it is easier to control the thickness of the wall pair 41a compared to, for example, controlling the diffusion depth of the p-type semiconductor layer 94c shown in FIG. Therefore, it is suitable for setting the magnitude of the current flowing through the constant current diode A1 to a desired value.

p型半導体層4を複数のU字状部41からなる構成とすれば、n-型半導体層31の表面は、p型半導体層4およびn+型半導体層32によって完全に覆われることとなる。これにより、金属層7とn-型半導体層31とが不当に導通することを防止することができる。さらに、U字状部41の内部を絶縁部材5によって埋めておくことは、金属層7とn-型半導体層31との導通を防止するのに好適である。 If the p-type semiconductor layer 4 is composed of a plurality of U-shaped portions 41, the surface of the n -type semiconductor layer 31 is completely covered by the p-type semiconductor layer 4 and the n + -type semiconductor layer 32. . Thereby, it is possible to prevent the metal layer 7 and the n type semiconductor layer 31 from conducting inappropriately. Furthermore, filling the inside of the U-shaped portion 41 with the insulating member 5 is suitable for preventing conduction between the metal layer 7 and the n -type semiconductor layer 31.

定電流ダイオードA1の製造工程においては、ドナーおよびアクセプタの拡散処理をそれぞれ1回ずつ行えばよい。また、拡散処理においてマスクを用いることが必須となるのは、p型半導体層4を形成するときだけである。したがって、たとえば図4に示された定電流ダイオードXを製造する場合と比べて、マスクを用いた拡散処理の回数を削減することが可能であり、製造効率を向上させることができる。   In the manufacturing process of the constant current diode A1, each of the donor and acceptor diffusion processes may be performed once. In addition, it is essential to use a mask in the diffusion process only when the p-type semiconductor layer 4 is formed. Therefore, compared with the case where the constant current diode X shown in FIG. 4 is manufactured, for example, the number of diffusion processes using a mask can be reduced, and the manufacturing efficiency can be improved.

図4および図5は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。   4 and 5 show another embodiment of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.

図4は、本発明に係る半導体装置の第2実施形態を示している。本実施形態の定電流ダイオードA2は、導通部材71を備える点が上述した実施形態と異なっている。導通部材71は、たとえばAlからなり、U字状部41の内部を埋めている。このような構成によれば、U字状部41の両端面だけでなくその内面を利用してp型半導体層4とカソード2との導通を図ることが可能である。   FIG. 4 shows a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention. The constant current diode A2 of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that a conducting member 71 is provided. The conducting member 71 is made of, for example, Al and fills the inside of the U-shaped portion 41. According to such a configuration, it is possible to achieve conduction between the p-type semiconductor layer 4 and the cathode 2 using not only both end surfaces of the U-shaped portion 41 but also the inner surfaces thereof.

図5は、本発明に係る半導体装置の第3実施形態を示している。本実施形態の定電流ダイオードA3は、p型半導体層4が複数の壁部対41aによってのみ構成されており、U字状部41は形成されていない。壁部対41aを構成する1対の壁部の間は、絶縁部材5によって埋められている。このような構成によっても、定電流ダイオードA3に流れる電流の大きさを所望の値とするとともに、製造効率を向上させることができる。絶縁部材5を設けておけば、n-型半導体層31と金属層7とが不当に導通するおそれがない。 FIG. 5 shows a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention. In the constant current diode A3 of the present embodiment, the p-type semiconductor layer 4 is configured only by the plurality of wall portion pairs 41a, and the U-shaped portion 41 is not formed. A space between the pair of wall portions constituting the wall portion pair 41 a is filled with the insulating member 5. Even with such a configuration, the magnitude of the current flowing through the constant current diode A3 can be set to a desired value, and the manufacturing efficiency can be improved. If the insulating member 5 is provided, there is no possibility that the n type semiconductor layer 31 and the metal layer 7 are unduly conducted.

本発明に係る半導体装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The semiconductor device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the semiconductor device according to the present invention can be modified in various ways.

本発明で言う凹部は、溝状のトレンチに限定されず、たとえば断面円形状の開孔であってもよい。   The concave portion referred to in the present invention is not limited to the groove-shaped trench, and may be, for example, an opening having a circular cross section.

本発明に係る半導体装置の第1実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows 1st Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 図1に示す半導体装置の製造方法の一例において、トレンチを形成する工程を示す要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the principal part showing the step of forming a trench in the example of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1. 図1に示す半導体装置の製造方法の一例において、アクセプタを拡散させる工程を示す要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part showing a step of diffusing acceptors in the example of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 本発明に係る半導体装置の第2実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体装置の第3実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 従来の半導体装置の一例を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows an example of the conventional semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

A1,A2,A3 半導体装置
1 アノード
2 カソード
3 n型半導体層
3a トレンチ(凹部)
4 p型半導体層(ゲート領域)
5 絶縁部材
6 絶縁層
7 金属層
31 n-型半導体層(ドレイン領域)
32 n+型半導体層(ソース領域)
41 U字状部
41a 壁部対
A1, A2, A3 Semiconductor device 1 Anode 2 Cathode 3 N-type semiconductor layer 3a Trench (recess)
4 p-type semiconductor layer (gate region)
5 Insulating member 6 Insulating layer 7 Metal layer 31 n type semiconductor layer (drain region)
32 n + type semiconductor layer (source region)
41 U-shaped part 41a Wall part pair

Claims (4)

アノードおよびカソードと、
上記アノードに導通するドレイン領域および上記カソードに導通するソース領域を有するn型半導体層と、
上記カソードに導通するゲート領域を有するp型半導体層と、
を備える半導体装置であって、
上記n型半導体層には、その表面に上記カソードが接続され、その裏面に上記アノードが接続されており、
上記p型半導体層は、それぞれが上記n型半導体層の表面から裏面に向かって延びる1対の壁部からなる複数の壁部対が、上記n型半導体層の厚さ方向と直角である方向に配列された構成とされており、
上記n型半導体層の表面側部分のうち、上記複数の壁部対に挟まれた部分が、上記ソース領域とされていることを特徴とする、半導体装置。
An anode and a cathode;
An n-type semiconductor layer having a drain region conducting to the anode and a source region conducting to the cathode;
A p-type semiconductor layer having a gate region conducting to the cathode;
A semiconductor device comprising:
The n-type semiconductor layer has the cathode connected to the front surface and the anode connected to the back surface,
The p-type semiconductor layer has a direction in which a plurality of wall portion pairs each formed of a pair of wall portions extending from the front surface to the back surface of the n-type semiconductor layer are perpendicular to the thickness direction of the n-type semiconductor layer. It is configured as arranged in
Of the surface-side portion of the n-type semiconductor layer, a portion sandwiched between the plurality of wall portion pairs is used as the source region.
上記p型半導体層は、それぞれが上記壁部対のうち上記n型半導体層の裏面寄りにある部分どうしが連結された複数のU字状部からなる、請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the p-type semiconductor layers includes a plurality of U-shaped portions in which the portions of the wall portion pair near the back surface of the n-type semiconductor layer are connected to each other. 上記壁部対を構成する上記1対の壁部の間には、絶縁部材が介在する、請求項1または2に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating member is interposed between the pair of wall portions constituting the wall portion pair. 表面側に位置するソース領域および裏面側に位置するドレイン領域となるべき部分を有するn型半導体層に対して、エッチングにより表面に開口する複数の凹部を形成する工程と、
上記凹部の内面からアクセプタを添加することにより、それぞれが上記n型半導体層の厚さ方向に延びる1対の壁部からなる複数の壁部対を有するp型半導体層を形成する工程と、
上記ドレイン領域となるべき部分にアノードを導通させる工程と、
上記ソース領域となるべき部分およびゲート領域としての上記p型半導体層にカソードを導通させる工程と、
を有することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
Forming a plurality of recesses opened in the surface by etching for an n-type semiconductor layer having a source region located on the front surface side and a drain region located on the back surface side;
Adding an acceptor from the inner surface of the recess to form a p-type semiconductor layer having a plurality of wall pairs each consisting of a pair of wall portions extending in the thickness direction of the n-type semiconductor layer;
Making the anode conductive to the portion to be the drain region;
Conducting a cathode to the portion to be the source region and the p-type semiconductor layer as a gate region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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