DE10003703A1 - Steuerbares, auf einem Isolationsmaterial gebildetes Halbleiterschaltelement - Google Patents
Steuerbares, auf einem Isolationsmaterial gebildetes HalbleiterschaltelementInfo
- Publication number
- DE10003703A1 DE10003703A1 DE2000103703 DE10003703A DE10003703A1 DE 10003703 A1 DE10003703 A1 DE 10003703A1 DE 2000103703 DE2000103703 DE 2000103703 DE 10003703 A DE10003703 A DE 10003703A DE 10003703 A1 DE10003703 A1 DE 10003703A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zone
- layer
- recombination
- switching element
- semiconductor switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 49
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims abstract description 58
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 claims description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 22
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 6
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78696—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78618—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterschaltelement, das folgende Merkmale aufweist: DOLLAR A - eine erste Leitungszone (10) und eine zweite Leitungszone (12) eines ersten Leitungstyps, die auf einem elektrisch isolierenden Isolationsbereich (20) angeordnet sind; DOLLAR A - eine Sperrzone (14), eines zweiten Leitungstyps, die zwischen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) auf dem Isolationsbereich (20) angeordnet ist; DOLLAR A - eine benachbart zur Sperrzone (14) angeordnete Steuerelektrode (40) zur gesteuerten Erzeugung eines leitenden Kanals in der Sperrzone (14); DOLLAR A - einen Rekombinationsbereich (30; 32; 34) aus einem die Rekombination von Ladungsträgern des ersten und zweiten Leitungstyps fördernden Material, der in und/oder benachbart zu der Sperrzone (14) angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterschaltele
ment gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ausführungsformen derartiger Halbleiterschaltelemente sind
als SOI-MOSFET (SOI = silicon on insulator, MOSFET = metal-
oxide-semiconductor field effect transistor) bekannt. Dabei
ist auf einer Isolationsschicht, beispielsweise einem Silizi
umoxid, eine Siliziumschicht gebildet, in der benachbart zu
einander eine n- oder p-dotierte Source-Zone als erste Lei
tungszone eines ersten Leitungstyps, eine p- oder n-dotierte
Sperrzone als Sperrzone eines zweiten Leitungstyps und eine
n- oder p-dotierte Drain-Zone als zweite Leitungszone des er
sten Leitungstyps angeordnet sind. Isoliert gegenüber der
Sperrzone ist bei MOSFET eine Gate-Elektrode als Steuerelek
trode angeordnet, wobei sich nach Maßgabe eines an der Gate-
Elektrode anliegenden Signals ein leitender Kanal in der
Sperrzone zwischen der Source-Zone und der Drain-Zone ausbil
det.
Feldeffekttransistoren in SOI-Technologie zeichnen sich durch
ihre geringen Abmessungen und damit ihre gute Integrierbar
keit aus.
Bekannte SOI-MOSFET zeigen allerdings Nachteile dahingehend,
daß sich ihre Einsatzspannung ändert, wenn der SOI-MOSFET be
reits leitet. In einer Kennlinie, in der der Drain-Source-
Strom über der Drain-Source-Spannung aufgetragen ist, macht
sich dies, wie in Fig. 1a dargestellt, durch einen "Knick"
bemerkbar.
Fig. 1b zeigt das Kennlinienverhalten von MOSFET, die nicht
in SOI-Technologie hergestellt sind. Dargestellt sind jeweils
mehrere Kennlinien für verschiedene Werte der Gate-Source-
Spannung. Dabei steigt der Drain-Source-Strom mit zunehmender
Drain-Source-Spannung zunächst steil an, um dann in einen
flachen Bereich überzugehen, in dem der Drain-Source-Strom
mit zunehmender Drain-Source-Spannung nur noch geringfügig
zunimmt, bevor es zum Durchbruch des MOSFET kommt.
SOI-MOSFET weisen in dem flachen Kennlinienabschnitt einen
Knick derart auf, daß der Drain-Source-Strom innerhalb eines
kleinen Bereichs der Drain-Source-Spannung steil ansteigt, um
danach bis zum Durchbruch nur noch gering mit steigender
Drain-Source-Spannung zuzunehmen.
Dieses Verhalten der SOI-MOSFET, das MOSFET, die nicht in
SOI-Technologie hergestellt sind, nicht aufweisen, ist stö
rend beim Entwurf integrierter Schaltungen, da für SOI-MOSFET
die beschriebenen Besonderheiten beachtet werden müssen, die
für andere MOSFET nicht gelten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein durch Feldeffekt steuerbares Halbleiterschaltelement zur
Verfügung zu stellen, bei dem eine halbleitende Schicht auf
einer Isolationsschicht angeordnet ist und bei dessen Betrieb
der Strom zwischen der ersten und zweiten Leitungszone wenig
stens annäherungsweise "ohne Knick" in der Kennlinie an
steigt.
Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterschaltelement nach An
spruch 1 gelöst.
Ursächlich für den "Knick" in der Kennlinie von SOI-MOSFET
nach dem Stand der Technik sind Ladungsträger, die sich mit
zunehmender Drain-Source-Spannung in der Sperrzone anhäufen.
Durch die Abfolge der unterschiedlich dotierten Zonen: Sour
ce-Zone, Sperrzone und Drain-Zone ist in dem SOI-MOSFET ein
parasitärer Bipolartransistor gebildet, der das Schaltverhal
ten des SOI-MOSFET mitbestimmt. Die Basis des parasitären Bipolartransistors
wird dabei durch die Sperrzone gebildet. Die
in der Sperrzone angehäuften Ladungsträger spannen die Basis
des parasitären Bipolartransistors vor, und beeinflussen so
das Schaltverhalten des MOSFET. Der Bipolartransistor schal
tet ein, wenn eine Drain-Source-Spannung erreicht ist, bei
der eine Multiplikation der Ladungsträger in der Sperrzone
eintritt. Dies ist die Spannung, bei der Knick in der Kennli
nie entsteht, da sich mit Einschalten des parasitären Bipo
lartransistors die Einsatzspannung des SOI-MOSFET ändert.
Der erfindungsgemäß in die Sperrzone eingebrachte oder be
nachbart zu der Sperrzone angeordnete Rekombinationsbereich
fördert die Rekombination von Ladungsträgern des ersten und
zweiten Leitungstyps in der Sperrzone. Die Anhäufung von La
dungsträgern in der Sperrzone wir dadurch weitgehend verhin
dert, was zur Folge hat, daß der parasitäre Bipolartransistor
hinsichtlich des Schaltverhaltens des SOI-MOSFET wenigstens
annäherungsweise nicht in Erscheinung tritt. Der SOI-MOSFET
verhält sich wie ein nicht in SOI-Technologie hergestellter
MOSFET.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgese
hen, dass sich der Rekombinationsbereich zwischen dem Isola
tionsbereich bzw. einer Isolationsschicht, und der Sperrzone
erstreckt. Ein erfindungsgemäßes Halbleiterschaltelement nach
dieser Ausführungsform der Erfindung kann weitgehend unter
Beibehaltung bekannter Verfahren zur Herstellung von SOI-
MOSFET hergestellt werden. Gegenüber bekannten Verfahren ist
dabei lediglich erforderlich, auf der Isolationsschicht eine
Schicht aus Rekombinationsmaterial, vorzugsweise einem Metall
oder einem Silizid, abzuscheiden, bevor die Halbleiterschicht
aufgebracht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorge
sehen, dass sich der Rekombinationsbereich zudem zwischen der
Isolationsschicht und der ersten und/oder zweiten Leitungszo
ne erstreckt. Bei Verwendung eines Metalls oder eines Sili
zids als Rekombinationsmaterial entstehen so Schottky-Kon
takte zwischen der ersten und/oder zweiten Leitungszone und
dem Rekombinationsmaterial. Über den Rekombinationsbereich
sind dadurch definierte Widerstände zwischen der ersten Lei
tungszone und der Sperrzone bzw. der zweiten Leitungszone und
der Sperrzone gebildet.
Der Rekombinationsbereich ist vorzugsweise als sehr dünne
Schicht zwischen der Sperrzone und dem Isolationsbereich aus
gebildet, wobei die Schichtdicke des Rekombinationsbereichs
vorzugsweise nur eine oder einige wenige Atomlagen beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorge
sehen, den Rekombinationsbereich als plattenförmigen Bereich,
vorzugsweise aus einem Metall oder einem Silizid, in der
Sperrzone anzuordnen, wobei die Sperrzone den Rekombinations
bereich nach allen Seiten umgibt.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterschaltelements.
Die Erfindung wird nachfolgend in Figuren anhand von Ausfüh
rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Kennlinien eines SOI-MOSFET und eines nicht in SOI-
Technologie gergestellten MOSFET nach dem Stand der
Technik;
Fig. 2 Querschnitt durch ein als SOI-MOSFET ausgebildetes
erfindungsgemäßes Halbleiterschaltelement nach ei
ner ersten Ausführungsform;
Fig. 3 Querschnitt durch ein als SOI-MOSFET ausgebildetes
erfindungsgemäßes Halbleiterschaltelement nach ei
ner zweiten Ausführungsform;
Fig. 4 Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Halbleiter
schaltelement nach einer dritten Ausführungsform.
In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Bereiche mit gleicher
Bedeutung.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes,
als SOI-MOSFET ausgebildetes Halbleiterschaltelement gemäß
einer ersten Ausführungsform. Der MOSFET weist einen Isolati
onsbereich 20, beispielsweise ein Siliziumoxid, auf, auf wel
chen eine Schicht aus einem Halbleitermaterial, beispielswei
se Silizium, aufgebracht ist. In dem Halbleitermaterial sind
eine n+-dotierte Source-Zone 10 als erste Leitungszone eines
ersten Leitungstyps und eine n+-dotierte Drain-Zone 12 als
zweite Leitungszone des ersten Leitungstyps ausgebildet. Zwi
schen der Source-Zone 10 und der Drain-Zone 12 ist eine p-
dotierte Sperrzone 14 gebildet, die auch als Bulk- oder Body-
Bereich bezeichnet wird. Über der Sperrzone 14 ist eine Iso
lationsschicht 50 aufgebracht, die sich auch teilweise über
die Source-Zone 10 und die Drain-Zone 12 erstreckt, und auf
der eine Gate-Elektrode 40 als Steuerelektrode des Halblei
terschaltelements aufgebracht ist. Die Source-Zone 10 ist
mittels einer Source-Elektrode 11 und die Drain-Zone 12 ist
mittels einer Drain-Elektrode 13 kontaktierbar, wobei eine
Verschaltung der Source-Elektrode 11, der Drain-Elektrode 13
und der Gate-Elektrode 40 nicht näher dargestellt ist.
Die Halbleiterschicht mit Source-, Drain- und Sperrzone 10,
12 14 sowie die Elektroden 11, 13, 40 sind von einem zweiten
Isolationsbereich 60 umgeben, der das Halbleiterschaltelement
gegenüber weiteren, nicht näher dargestellten, Halbleiter
schaltelementen isoliert.
Zwischen dem Isolationsbereich 20 und der Sperrzone 14 ist
erfindungsgemäß ein Rekombinationsbereich 30 aus einem die
Rekombination von p-Ladungsträgern und n-Ladungsträgern för
dernden Material angeordnet. Der Rekombinationsbereich 30 be
steht vorzugsweise aus einem Metall oder einem Silizid, bzw.
einer entsprechenden Halbleiterverbindung. Der Rekombinati
onsbereich 30 ist vorzugsweise als sehr dünne Schicht, die
idealerweise nur die Dicke einer oder einiger weniger Atomla
gen aufweist, ausgebildet.
Aufgabe des Rekombinationsbereichs 30- ist es, einen parsitä
ren Bipolartransistor, der durch die Abfolge der n-dotierten
Source-Zone 10, der p-dotierten Sperrzone 14 und der n-
dotierten Drain-Zone 12 gebildet ist, wenigstens annäherungs
weise wirkungslos im Hinblick auf das Schaltverhalten des
MOSFET zu machen. Zum besseren Verständnis ist das Schaltsym
bol des parasitären Bipolartransistors beispielhaft in Fig. 1
eingezeichnet. Die Basis des parasitären Bipolartransistors,
in dem Ausführungsbeispiel ein npn-Bipolartransistor, ist
durch die Sperrzone 14 gebildet, wobei die Basis floatend
ausgebildet ist, das heißt, es sind keine Anschlüsse vorhan
den, um die Sperrzone 14 von außen auf ein definiertes Poten
tial zu legen. Emitter und Kollektor des parasitären Bipolar
transistors werden abhängig von der Polung der Drain-Source-
Spannung durch die Source-Zone bzw. die Drain-Zone des MOSFET
gebildet. Bei Anlegen einer Steuerspannung zwischen der Gate-
Elektrode 40 und der Source-Elektrode 11, bzw. der Source-
Zone 10, bildet sich in der Sperrzone 14 ein leitender Kanal
zwischen der Source-Zone 10 und der Drain-Zone 12 aus. Bei
Anlegen einer Flussspannung zwischen der Source-Elektrode 11
und der Drain-Elektrode 12 kommt es zum Austausch von La
dungsträgern zwischen der Source-Zone 10 und der Drain-Zone
12. Hierbei werden auch Ladungsträger in die Sperrzone 14 in
jiziert, die sich ohne das Vorhandensein des Rekombinationsbereichs
30 dort anhäufen würden und zu dem bekannten Knick
in der Kennlinie des SOI-MOSFET führen würden. Der Rekombina
tionsbereich 30 verhindert die Anhäufung von Ladungsträgern,
in vorliegendem Fall von Löchern, in der Sperrzone 14, da
durch, dass an der Oberfläche des Rekombinationsbereichs 30
eine verstärkte Rekombination von p- und n-Ladungsträgern
stattfindet. Die Basis des parasitären Bipolartransistors
kann daher nicht so weit vorgespannt werden, dass der parasi
täre Bipolartransistor einschaltet. Der parasitäre Bipolar
transistor ist damit wirkungslos. Durch den Rekombinationsbe
reich 30 ist die Stromverstärkung dieses parasitären Bipolar
transistors soweit reduziert, dass er hinsichtlich des
Schaltverhaltens des SOI-MOSFET nicht in Erscheinung tritt.
Der Rekombinationsbereich 30 erstreckt sich in dem vorliegen
den Ausführungsbeispiel nicht nur unterhalb der Sperrzone 14,
sondern auch unterhalb der Source-Zone 10 und der Drain-Zone
12. Zwischen der Source-Zone 10, bzw. der Drain-Zone 12, und
dem, vorzugsweise aus einem Metall- oder einem Silizid gebil
deten Rekombinationsbereich 30, sind dadurch Schottky-Dioden
gebildet, deren Schaltsymbole zum besseren Verständnis in
Fig. 1 eingezeichnet sind. Über den Rekombinationsbereich 30,
bzw. die Rekombinationsschicht, ist auf diese Weise ein defi
nierter Widerstand zwischen der Source-Zone 10 und der Sperr
zone 14 bzw. der Drain-Zone 12 und der Sperrzone 14 gebildet.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines als SOI-
MOSFET ausgebildeten Halbleiterschaltelements nach der Erfin
dung. Ein Rekombinationsbereich 32 ist bei dieser Ausfüh
rungsform als Bereich aus einem Rekombinationsmaterial, vor
zugsweise einem Metall oder einem Silizid, bzw. einer ent
sprechenden Halbleiterverbindung in der Sperrzone 14, ausge
bildet. Fig. 2 zeigt einen plattenförmig in der Sperrzone 14
ausgebildeten Rekombinationsbereich 32, wobei mehrere derar
tiger Rekombinationsbereiche 32 parallel oder nebeneinander
in der Sperrzone 14 angeordnet sein können. Der Rekombinati
onsbereich 32 verhindert die Anhäufung von Ladungsträgern in
der Sperrzone 14 und macht so den parasitären Bipolartransi
stor wirkungslos. Das Kennlinienverhalten des SOI-MOSFET ent
spricht dem eines herkömmlichen, nicht in SOI-Technologie
hergestellten MOSFET.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines als SOI-
MOSFET ausgebildeten erfindungsgemäßen Halbleiterschaltele
ments im Querschnitt. Ein Rekombinationsbereich 34 ist bei
dieser Ausführungsform durch Eindiffusion eines die Rekombi
nation von n-Ladungsträgern und p-Ladungsträgern fördernden
Materials in die Sperrzone 14 ausgebildet. Das eindiffundier
te Material ist vorzugsweise ein Metall, wie zum Beispiel
Platin. Bei den zur Herstellung eines Rekombinationsbereichs
34 notwendigen Diffusionsschritten ist es nahezu unvermeid
lich, dass auch Rekombinationsmaterial in die Source-Zone 10
und die Drain-Zone 12 diffundiert wird. Dies beeinträchtigt
die Funktionsweise des MOSFET nicht oder nur unwesentlich.
Die in die Sperrzone 14 eindiffundierten Atome des Rekombina
tionsmaterials fördern die Rekombination von n- und p-La
dungsträgern in der Sperrzone 14 und machen so den parasitä
ren Bipolartransistor wenigstens annäherungsweise wirkungs
los.
Die Erfindung wurde vorangehend anhand eines n-Kanal-SOI-
MOSFET beschrieben. Obige Ausführungen gelten entsprechend
für p-Kanal-SOI-MOSFET. Des Weiteren gelten obige Ausführun
gen entsprechend für Halbleiterschaltelemente, die auf einem
anderen Material als Silizium basieren.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterschaltelements.
Gemäß einem ersten Verfahren zur Herstellung eines Halblei
terschaltelements nach Fig. 2 ist vorgesehen, eine Schicht
aus Isolationsmaterial 20 bereitzustellen, auf der anschlie
ßend eine Schicht 30 eines Rekombinationsmaterials aufgebracht
wird. In einer auf der Rekombinationsschicht 30 aufge
brachten Schicht aus Halbleitermaterial werden anschließend
mittels Dotierung eine Source-Zone 10 eines ersten Lei
tungstyps, eine Drain-Zone 12 des ersten Leitungstyps und ei
ne zwischen der Source-Zone 10 und der Drain-Zone 12 angeord
nete Sperrzone 14 eines zweiten Leitungstyps gebildet. An
schließend wird auf der Sperrzone 14 eine weitere Isolations
schicht 50 aufgebracht, auf der eine Steuerelektrode 40 ge
bildet wird.
Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines Halblei
terschaltelements nach Fig. 4 ist zunächst vorgesehen, eine
Schicht aus Halbleitermaterial auf einer Isolationsschicht 20
anzuordnen, wobei in der Schicht aus Halbleitermaterial an
schließend eine Source-Zone 10, eine Drain-Zone 12 und eine
Sperrzone 14 ausgebildet werden.
Anschließend werden in die Sperrzone 14 mittels Diffusion
Atome eines die Rekombination von Ladungsträgern des ersten
und zweiten Leitungstyps fördernden Materials, vorzugsweise
Platin, eingebracht. Danach wird über der Sperrzone 14 eine
Isolationsschicht 50 aufgebracht, auf der anschließend eine
Steuerelektrode 40 ausgebildet wird.
Zur Erstellung einer Vielzahl von SOI-MOSFET in einem Chip
wird vorzugsweise eine Isolationsschicht zur Verfügung ge
stellt, auf der die SOI-MOSFET nebeneinander angeordnet wer
den können. Zur Herstellung der Halbleiterschichten für die
einzelnen SOI-MOSFET wird auf der Isolationsschicht, bzw. auf
der über der Isolationsschicht gebildete Rekombinations
schicht, eine Halbleiterschicht aufgebracht, die anschlie
ßend, beispielsweise durch Grabenätzung bis an die Isolati
onsschicht, in einzelne Bereiche aus Halbleitermaterial un
terteilt wird. Nach Herstellung der Source-, Drain- und
Sperrzonen in den einzelnen Halbleiterbereichen und dem Auf
bringen der Anschlusselektroden werden die die einzelnen
Halbleiterbereiche umgebenen Gräben mittels eines Isolationsmaterials
aufgefüllt, um die einzelnen SOI-MOSFET gegeneinan
der zu isolieren.
10
Source-Zone
11
Source-Elektrode
12
Drain-Zone
13
Source-Elektrode
14
Sperrzone
20
Isolationsbereich
30
Rekombinationsbereich
32
Rekombinationsbereich
34
Rekombinationsbereich
40
Gate-Elektrode
50
Isolationsschicht
Claims (12)
1. Mittels Feldeffekt steuerbares Halbleiterschaltelement,
das folgende Merkmale aufweist:
einen Rekombinationsbereich (30; 32; 34) aus einem die Rekom bination von Ladungsträgern des ersten und zweiten Lei tungstyps fördernden Material, der in und/oder benachbart zu der Sperrzone (14) angeordnet ist.
- - eine erste Leitungszone (10) und eine zweite Leitungszone (12) eines ersten Leitungstyps, die auf einem elektrisch iso lierenden Isolationsbereich (20) angeordnet sind;
- - eine Sperrzone (14), eines zweiten Leitungstyps, die zwi schen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) auf dem Isolationsbereich (20) angeordnet ist;
- - eine benachbart zur Sperrzone (14) angeordnete Steuerelek trode (40) zur gesteuerten Erzeugung eines leitenden Kanals in der Sperrzone (14);
einen Rekombinationsbereich (30; 32; 34) aus einem die Rekom bination von Ladungsträgern des ersten und zweiten Lei tungstyps fördernden Material, der in und/oder benachbart zu der Sperrzone (14) angeordnet ist.
2. Halbleiterschaltelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rekombinationsbereich (30) zwischen der Sperrzone (14)
und dem Isolationsbereich (20) angeordnet ist.
3. Halbleiterschaltelement nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Rekombinationsbereich (30) zwischen dem Isolations
bereich (20) und der ersten Leitungszone (10) und/oder der
zweiten Leitungszone (12) erstreckt.
4. Halbleiterschaltelement nach einem der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rekombinationsbereich (30) als dünne Schicht ausgebildet
ist.
5. Halbleiterschaltelement nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke
der Schicht (30) nur eine oder einige Atomlagen beträgt.
6. Halbleiterschaltelement, nach einem der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Material des Rekombinationsbereichs (30; 32; 34) ein Me
tall oder ein Silizid ist.
7. Halbleiterschaltelement nach einem der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rekombinationsbereich (32) als plattenförmige Schicht in
der Sperrzone (14) ausgebildet ist.
8. Halbleiterschaltelement nach einem der vorangehenden An
sprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Rekombinationsbereich (34) durch Eindiffusion eines Re
kombinationsmaterials, vorzugsweise eines Metalls, in die
Sperrzone ausgebildet ist.
9. Halbleiterschaltelement nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Rekombinationsmaterial Platin ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterschaltelements,
das folgende Verfahrensschritte aufweist:
Bereitstellen einer Schicht (20) aus einem Isolationsmateri al;
Aufbringen einer Schicht (30) eines Rekombinationsmaterials auf die Isolationsschicht (20);
Aufbringen einer Schicht aus Halbleitermaterial auf die Schicht (30) aus Rekombinationsmaterial;
Herstellen einer ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) ei nes ersten Leitungstyps mittels Dotierung und einer zwischen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) angeordneten Sperrzone (14) eines zweiten Leitungstyps mittels Dotierung in der Halbleiterschicht;
Aufbringen einer zweiten Schicht (50) aus Isolationsmaterial auf die Sperrzone (14);
Herstellen einer Steuerelektrode (40) auf der zweiten Schicht (40) aus Isolationsmaterial;
Bereitstellen einer Schicht (20) aus einem Isolationsmateri al;
Aufbringen einer Schicht (30) eines Rekombinationsmaterials auf die Isolationsschicht (20);
Aufbringen einer Schicht aus Halbleitermaterial auf die Schicht (30) aus Rekombinationsmaterial;
Herstellen einer ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) ei nes ersten Leitungstyps mittels Dotierung und einer zwischen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) angeordneten Sperrzone (14) eines zweiten Leitungstyps mittels Dotierung in der Halbleiterschicht;
Aufbringen einer zweiten Schicht (50) aus Isolationsmaterial auf die Sperrzone (14);
Herstellen einer Steuerelektrode (40) auf der zweiten Schicht (40) aus Isolationsmaterial;
11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterschaltelements,
das folgende Verfahrensschritte aufweist:
Bereitstellen einer Schicht (20) aus Isolationsmaterial;
Aufbringen einer Schicht aus Halbleitermaterial auf der Iso lationsschicht (20);
Herstellen einer ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) ei nes ersten Leitungstyps mittels Dotierung und einer zwischen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) angeordneten Sperrzone eines zweiten Leitungstyps mittels Dotierung in der Halbleiterschicht;
Herstellen eines Rekombinationsbereichs (34) in der Sperrzone mittels Eindiffusion eines die Rekombination von Ladungsträgern des ersten und zweiten Leitungstyps fördernden Materi als;
Aufbringen einer zweiten Isolationsschicht (50) auf die Sperrzone (14);
Herstellen einer Steuerelektrode (40) auf der zweiten Isola tionsschicht (50) über der Sperrzone (14).
Bereitstellen einer Schicht (20) aus Isolationsmaterial;
Aufbringen einer Schicht aus Halbleitermaterial auf der Iso lationsschicht (20);
Herstellen einer ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) ei nes ersten Leitungstyps mittels Dotierung und einer zwischen der ersten und zweiten Leitungszone (10, 12) angeordneten Sperrzone eines zweiten Leitungstyps mittels Dotierung in der Halbleiterschicht;
Herstellen eines Rekombinationsbereichs (34) in der Sperrzone mittels Eindiffusion eines die Rekombination von Ladungsträgern des ersten und zweiten Leitungstyps fördernden Materi als;
Aufbringen einer zweiten Isolationsschicht (50) auf die Sperrzone (14);
Herstellen einer Steuerelektrode (40) auf der zweiten Isola tionsschicht (50) über der Sperrzone (14).
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rekombinationsmaterial ein
Metall, vorzugsweise Platin, ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10003703A DE10003703B4 (de) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Steuerbares, auf einem Isolationsmaterial gebildetes Halbleiterschaltelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10003703A DE10003703B4 (de) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Steuerbares, auf einem Isolationsmaterial gebildetes Halbleiterschaltelement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10003703A1 true DE10003703A1 (de) | 2001-08-09 |
DE10003703B4 DE10003703B4 (de) | 2007-07-12 |
Family
ID=7629028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10003703A Expired - Fee Related DE10003703B4 (de) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Steuerbares, auf einem Isolationsmaterial gebildetes Halbleiterschaltelement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10003703B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2389683A2 (de) * | 2009-01-22 | 2011-11-30 | Versatilis LLC | Verfahren zum verbessern der leistungsfähigkeit von feldeffekttransistoren und dadurch hergestellte feldeffekttransistoren |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4001368A1 (de) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Fuji Electric Co Ltd | Leitungstyp-modulations-mosfet |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4656493A (en) * | 1982-05-10 | 1987-04-07 | General Electric Company | Bidirectional, high-speed power MOSFET devices with deep level recombination centers in base region |
JPH03171777A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-25 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US6054369A (en) * | 1997-06-30 | 2000-04-25 | Intersil Corporation | Lifetime control for semiconductor devices |
-
2000
- 2000-01-28 DE DE10003703A patent/DE10003703B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4001368A1 (de) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Fuji Electric Co Ltd | Leitungstyp-modulations-mosfet |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Jpn.J.Appl.Phys., Vol. 35 (1986) pp. 982-995 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2389683A2 (de) * | 2009-01-22 | 2011-11-30 | Versatilis LLC | Verfahren zum verbessern der leistungsfähigkeit von feldeffekttransistoren und dadurch hergestellte feldeffekttransistoren |
EP2389683A4 (de) * | 2009-01-22 | 2012-06-27 | Versatilis Llc | Verfahren zum verbessern der leistungsfähigkeit von feldeffekttransistoren und dadurch hergestellte feldeffekttransistoren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10003703B4 (de) | 2007-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69728259T2 (de) | Siliciumkarbid-cmos und herstellungsverfahren | |
DE3121224C2 (de) | MOS-Transistor für hohe Betriebsspannungen | |
DE19539541B4 (de) | Lateraler Trench-MISFET und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE19704995B4 (de) | Integrierte Hochspannungs-Leistungsschaltung | |
DE2706623C2 (de) | ||
DE10212149B4 (de) | Transistoranordnung mit Schirmelektrode außerhalb eines aktiven Zellenfeldes und reduzierter Gate-Drain-Kapazität | |
DE69725494T2 (de) | Kanalstruktur eines Feldeffekttransistors und eines CMOS-Elements | |
DE60222751T2 (de) | Feldeffekttransistorstruktur und herstellungsverfahren | |
DE19649686A1 (de) | Struktur und Herstellungsverfahren eines Hochspannungs-Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistors (MOSFET) | |
DE19711729B4 (de) | Horizontal-Feldeffekttransistor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3114970A1 (de) | Kombinierte bipolare smos-transistoranordnung und verfahren zu ihrer herstellung | |
EP0833386A1 (de) | Durch Feldeffekt steuerbares, vertikales Halbleiterbauelement | |
EP0033003B1 (de) | Zweifach diffundierter Metalloxidsilicium-Feldeffekttransistor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE2637479A1 (de) | Mos-feldeffekt-transistor | |
DE3937502A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit einem feldabschirmelement und verfahren zu deren herstellung | |
DE2903534A1 (de) | Feldeffekttransistor | |
DE3011982A1 (de) | Halbleitervorrichtung mit mehreren feldeffekttransistoren | |
DE19623846A1 (de) | Halbleitereinrichtung | |
DE3709708A1 (de) | Feldeffekttransistor mit gering dotierter drainanordnung und verfahren zur herstellung desselben | |
DE3440674A1 (de) | Feldeffekt-transistor | |
DE2109928A1 (de) | Feldeffekt Transistor | |
DE10224201B4 (de) | Halbleiterbauelement mit Durchbruchstrompfad und Herstellungsverfahren desselben | |
DE10256575A1 (de) | Lateraler MOSFET mit hoher Durchbruchspannung und damit ausgestattete Vorrichtung | |
DE102004052153B4 (de) | Vertikales Leistungshalbleiterbauelement mit Gateanschluss auf der Rückseite und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP0000180A1 (de) | Halbleiter-Zellenstruktur für eine Eimerkettenschaltung sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |