物半导体场效晶体管）的构件的层叠 体。特别是关于二极管元件，可优选地提供肖特基势皇二极管元件或PN二极管元件、PIN二 极管元件。
[0122] 此处，关于二极管的种类，通过应用于电源电路所使用的整流二极管、或PWM方式 的反相器电路所使用的快速恢复二极管等，可抑制发热，减少耗电。特别是反相器电路要求 工作频率高，开关切换时的恢复时间少。在这一点上，若与现有的快速恢复二极管相比，则 膜厚较小而且为单极，可充分地减少恢复时间。因此，工作频率越高，越可发挥本发明的二 极管的特征。
[0123] 例如，车辆用的反相器电路以往使用GT0(GateTurn_0ffthyristor) ΑΤΟ适合大功 率的开关，频率为500Hz左右，发动时的噪音成为问题。因此，最近的车辆或EV搭载IGBT的例 增加。IGBT的开关速度可提高至数10kHz，可抑制噪音，并且也可将周边的构件小型化。
[0124] IGBT的开关损耗原理上小，但工作频率高，因此减少并用的快速恢复二极管的逆 向漏电流对耗电的减少有较大的效果。因此，逆向的漏电流少于现有的Si二极管的本发明 的二极管作为用于IGBT反相器的快速恢复二极管特别有效。今后，在期望提高工作频率并 且顺畅的工作的情况下，效果进一步提高。另外，由于也可抑制发热，因此可进一步简化冷 却机构。例如，在为EV的情况下，有能够通过110°C的散热器将现有必需的多个冷却机构一 体化的效果。
[0125] 实施例
[0126] 以下，适当参照【附图说明】本发明的实施例。
[0127] 实施例1
[0128] 图1是示意性地表示通过实施例1获得的肖特基势皇二极管元件的剖面图。
[0129] 首先，准备电阻率0.02Ω · cm的n型硅(Si)基板11，利用稀氢氟酸进行处理而去除 形成于基板的表面的自然氧化膜。将该Si基板安装于溅射装置(岛津制作所制造:HSM552)。 使用具有11120 3:6&203 = 95:5(被％)的组成的烧结体作为溅射靶，在1^1001的条件下进行溅 射放电，在Si基板的去除了氧化膜的面上形成包含铟及镓的厚度300nm的氧化物膜(IG0膜） 12。
[0130]需要说明的是，基板11也发挥作为接触电极的作用。
[0131]接着，通过光微影法将该IG0膜图案化而形成所需的图案之后，在空气中、300°C、2 小时的条件下进行退火而使IG0膜结晶化。通过XRD测定确认IG0膜的结晶状态，可知为多晶 体。
[0132] 再次将该带有多晶IG0膜的Si基板安装于溅射装置，使用Pt靶进行溅射成膜，在多 晶IG0膜上形成Pt电极13而获得肖特基结。
[0133] 接下来，再次将该基板浸渍于稀氢氟酸而去除未形成多晶IG0膜的背侧的自然氧 化膜，依次派射成膜Ti层14、Ni层15、Au层16从而形成欧姆电极。最后，对形成该欧姆电极而 获得的层叠体在空气中、200°C、1小时的条件下进行退火，从而获得肖特基势皇二极管元件 10。
[0134] 为了确认IG0膜在室温下的载流子浓度，进行CV(电容-电压)测定。每单位面积的 空乏层电容C[F/cm2]以C = e/W表示。此处，ε表示半导体的介电常数[F/cm]，W表示空乏层宽 度[cm]。另外，在对肖特基二极管施加顺向偏压V[V]时，由于空乏层宽度为W= {2ε (Φ_ν/ qN}(l/2)，因此
[0135] C={qeN/2( Φ-V)} (1/2)。此处，q为基本电荷（ = 1.6X10-19[C])，Φ 为内建电位 [V]，表示Pt电极与IG0膜的接触电位差。
[0136] 取得CV测定后，可对0-2 - V特性进行绘图，并根据斜率求出掺杂浓度（=载流子浓 度)N。其结果为，溅射成膜后的IG0膜的电阻低，空乏层未扩宽，在空气中、300°C、2小时的条 件下进行退火后，可进行CV测定，根据0- 2-V的斜率进行计算，结果载流子浓度为5 X 1015cm -3 〇
[0137] 对所获得的肖特基势皇二极管元件的电流-电压特性进行测定，求出η值与反向耐 压。此处，η值如下述式（1)所示，表示肖特基势皇二极管元件的特性的参数，η越接近1，越可 获得理想的元件特性。
[0138] I = I〇[exp(eV/nkT)] · · · (1)
[0139] I:从氧化物膜向Si基板侧流动的总电流密度[A/cm2]
[0140] e:电子的电荷，1.60X10-19[C]
[0141] V:施加于元件的电压[V]
[0142] 1〇:施加于元件的电压V=0V时的电流密度[A/cm2]
[0143] k:玻耳兹曼常数，1.38X 10-23[J/K]
[0144] T:温度[K]
[0145] 其结果为，η值为1.3,反向耐压为20V。该反向耐压相当于0.67MV/cm的绝缘破坏电 场，即使与现有的使用单晶Si的肖特基势皇二极管元件相比也为2倍左右的高耐压。反向耐 压与绝缘破坏电场具有以下关系。
[0146] 反向耐压(V)=绝缘破坏电场(V/cm) X半导体膜厚（cm)
[0147] 将以上结果示于表1。需要说明的是，表中的"顺向电压"为于元件中流动0.1mA/ cm2的电流所需的电压，"On电流密度"（导通电流密度)为对元件施加10V时的电流密度。
[0148] 实施例2~实施例9
[0149] 以下，如表1所示，适当地变更肖特基电极与半导体的组成，并且均使用溅射法，与 实施例1同样地制作肖特基势皇二极管元件，并进行评价。将结果示于表1。
[0150] 实施例10
[0151 ]图2是示意性地表示通过实施例10获得的肖特基势皇二极管元件的剖面图。
[0152] 首先，准备电阻率0.02Ω · cm的p型硅基板21，利用稀氢氟酸去除自然氧化膜之 后，使用Pd靶进行溅射成膜而形成Pd电极22。接着，利用UV臭氧对该Pd电极的表面进行氧化 处理之后，与实施例1同样地溅射成膜IG0膜23。在空气中、300°C、1小时的条件下进行退火 之后，在IG0膜上依次溅射成膜Ti层24、Ni层25、Au层26从而制成欧姆电极。
[0153] 进一步，对p型硅基板的背面侧（与形成Pd电极的面相反的面侧)也利用稀氢氟酸 去除自然氧化膜之后，将TiAl合金作为靶，溅射成膜TiAl膜27。最后，在空气中、200°C、1小 时的条件下进行退火而获得肖特基势皇二极管元件20。该二极管与实施例1~9的二极管的 极性相反，若将P型硅晶片侧连接于正极，则成为顺向，若连接于负极，则成为逆向。
[0154] 对所获得的元件以与实施例1相同的方式进行评价。将结果示于表1。
[0155] 实施例11
[0156] 图3是示意性地表示通过实施例11获得的肖特基势皇二极管元件的剖面图。
[0157] 以与实施例1相同的方式在η型硅基板31溅射氧化物半导体的IG0膜32,并在空气 中、300°C、1小时的条件下进行退火之后，通过旋转涂布法涂布AZ Materials公司制造的负 型抗蚀剂。通过预烘烤、曝光、显影、后烘烤而在IG0膜的边缘(端部)部分形成挖成环状的图 案。接着，安装于溅射装置，将Si0 2作为靶，在RF100W、50分钟的条件下进行溅射成膜而形成 厚度50nm的Si02膜。接着，浸渍于抗蚀剂剥离液中，将无用部分的抗蚀剂与IG0膜一起剥离。 以该种方式形成IG0膜的保护环37。之后，以与实施例1相同的方式制作Pt电极33、及Ti34、 Ni35、Au36的欧姆电极，制作带有保护环的肖特基势皇二极管元件30。
[0158] 对所获得的元件以与实施例1相同的方式进行评价。将结果示于表1。该肖特基势 皇二极管通过保护环的效果而与实施例1相比显示更良好的耐压特性。
[0159] [表 1]
[0162] 准备电阻率0.02 Ω · cm的n型硅(Si)基板，利用稀氢氟酸进行处理而去除形成于 基板的表面的自然氧化膜。将该Si基板安装于溅射装置(岛津制作所制造:HSM552)，首先将 Ti成膜作为欧姆电极。接着，使用具有In 2〇3:Ga2〇3 = 78:22(wt% )的组成的烧结体作为溅射 靶，在RF100W的条件下进行溅射放电，而在带有Ti的Si基板上的Ti层上形成厚度Ιμπι的包含 铟及镓的氧化物膜(IG0膜）。
[0163] 接着，在空气中、300°C、1小时的条件下对该IG0膜进行退火，并通过光微影法而图 案化，形成所需的图案之后，在空气中、300°C、1小时的条件下进行退火。利用X