DE1614861B2 - Verfahren zur Herstellung eines Sperrschicht-Feldeffekttransistor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Feldeffekttransistors mit einem Halbleiterkörper eines ersten Leitungstyps, in dem zwei voneinander getrennte Zonen des zweiten Leitungstyps als Source- und Drain-Zonen und eine die beiden Zonen verbindende Kanalzone des zweiten Leitungstyps sowie eine an die Kanalzone angrenzende Steuerelektrodenzone des ersten Leitungstyps angeordnet sind, wobei die Kanalzone im Bereich der Steuerelektrodenzone eine Einschnürung aufweist.

Ein Feldeffekttransistor, bei dem die Kanalzone vor der Steuerelektrodenzone eine Einschnürung aufweist, ist aus der DE-AS 12 37 693 bekannt. Dieser bekannte Feldeffekttransistor wird bei dem bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß auf einem Halbleiterkristall eines ersten Leitungstyps eine die Kanalzone bildende Schicht des entgegengesetzten Leitungstyps epitaktisch abgeschieden wird, auf dieser Kanalschicht eine weitere Schicht vom Leitungstyp des Kristalls ausgebildet wird und durch gesonderte Bereiche dieser weiteren Schicht hindurch ein Dotierungsmaterial eindiffundiert wird, das den Leitungstyp der gesonderten Bereiche umkehrt und zwischen den Diffusionsbereichen eine Zone einer Steuerelektrode entstehen läßt. Die epitaktische Kanalzone ist verfahrensbedingt dünner als die eindiffundierten Halbleiterbereiche.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors der eingangs erwähnten Art anzugeben, welches einfacher als das bekannte Epitaxieverfahren ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in einen Halbleiterkörper vom ersten Leitungstyp von der einen Oberflächenseite zwei voneinander getrennte Zonen des zweiten Leitungstyps eindiffundiert werden, daß in den Bereich zwischen diesen beiden Zonen eine weitere Zone vom zweiten Leitungstyp eindiffundiert wird, die die Verbindung zwischen den beiden erstgenannten Zonen herstellt und die sich nicht so tief in den Halbleiterkörper erstreckt wie die erstgenannten Zonen, so daß die Anordnung aus

ίο den drei Zonen einen zwischen den erstgenannten Zonen liegenden eingeschnürten Bereich aufweist, und daß in die weitere Zone vom zweiten Leitungstyp als Steuerelektrodenzone eine Zone des ersten Leitungstyps eindiffundiert wird, die breiter ist als der eingeschnürte Bereich.

Aus der FR-PS 14 53 565 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors bekannt, bei dem durch Diffusion in die Kanalzone die Störstoffkonzentration in geringem Umfang geändert wird, um dadurch die Schwellenspannung des Isolierschicht-Feldeffekttransistors zu ändern. Dieses Problem tritt beim Anmeldungsgegenstand überhaupt nicht auf.

Der eingeschnürte Bereich wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise hochohmiger gemacht als der übrige Bereich der für den Ladungsträgertransport vorgesehenen Halbleiterzone. Während der eingeschnürte Bereich beispielsweise einen spezifischen Widerstand von 1 bis 10 Ohmcm hat, wird der übrige Bereich der für den Ladungsträgertransport vorgesehenen Zone vorzugsweise so niederohmig wie möglich ausgebildet.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen erläutert.

Zur Herstellung eines Feldeffekttransistors nach der

J5 Erfindung wird gemäß F i g. 1 die eine Oberflächenseite eines Halbleiterkörpers 1 vom p-Leitungstyp mit einer maskierenden Schicht 2 bedeckt, die beispielsweise aus Siliziumdioxyd oder aus Siliziumnitrid besteht. In die Schicht 2 werden zwei Diffusionsfenster 3, 4 eingeätzt, durch die zwei voneinander getrennte Zonen 5, 6 vom n-Leitungstyp in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden.

Um gemäß F i g. 2 eine Verbindung 7 vom n-Leitungstyp zwischen diesen beiden Zonen 5 und 6 herzustellen, wird nach der Herstellung des Diffusionsfensters 8 gemäß Fig.2 in den Halbleiterkörper nochmals eine n-Zone 9 eindiffundiert, welche sich bis zur gestrichelten Linie 10 erstreckt. Zur Erzielung der gewünschten Einschnürung 11 darf die n-Zone 9 jedoch nicht so tief in den Halbleiterkörper eindiffundiert werden wie die beiden n-Zonen 5 und 6. Während diese beiden Zonen so niederohmig wie möglich gemacht werden und beispielsweise einen spezifischen Widerstand von 0,01 bis 0,001 Ohmcm erhalten, wird der Bereich 7 zwischen den beiden Zonen 5 und 6 wesentlich höherohmig gemacht, so daß er einen spezifischen Widerstand von beispielsweise 1 bis 10 Ohmcm erhält.

Gemäß F i g. 3 muß nun noch die Steuerelektrode hergestellt werden. Zu diesem Zweck wird das Diffusionsfenster 8 der F i g. 2 wieder durch eine Oxydschicht 12 geschlossen und durch eine Öffnung 13 in dieser Oxydschicht die p-Zone 14 als Steuerelektrode in den Halbleiterkörper eindiffundiert. Die Öffnung 13 wird seitlich so weit herausgeführt, daß die Steuerelektrode 14 in dem Bereich 15 mit dem Halbleitergrundkörper 1 vom p-Leitungstyp Kontakt hat. Die Steuerelektrode 14, die im Ausführungsbeispiel eine Streifenform besitzt, wird so breit gemacht, daß sie gemäß den F i g. 3

und 4 breiter als der eingeschnürte Bereich 7 ist, so daß der eingeschnürte Bereich auf einen Teil der Steuerelektrode beschränkt bleibt. Die Steuerelektrode darf sich jedoch nicht in diejenigen Bereiche der Zonen 5 und 6 erstrecken, die den oben angegebenen spezifischen Widerstand von beispielsweise 0,01 bis 0,001 Ohmcm haben, sondern nur in höherohmige Bereiche dieser Zonen, die seitlich an die Diffusionsfenster für die Zonen 5 und 6 angrenzen und infolge eines parallel zur Halbleiteroberfläche verlaufenden Störstellengradienten höherohmig sind als die unmittelbar unter den Fenstern liegenden Bereichen.

Den fertigen Feldeffekttransistor zeigt die F i g. 4. Dieser unterscheidet sich von der Anordnung der F i g. 3 dadurch, daß auf den Halbleiterkörper noch die Source-Elektrode 16 sowie die Drain-Elektrode 17 aufgebracht sind, die den durch die beiden Halbleiterzonen 5 und 6 sowie durch den dazwischen liegenden Bereich 7 gebildeten Kanal für den Ladungsträgertransport nichtsperrend kontaktieren. Die Kontaktierung der Steuerelektrode 14 erfolgt über den Halbleiterkörper auf der gegenüberliegenden Seite durch die am Halbleiterkörper angebrachte Elektrode 18. Der Feldeffekttransistor der F i g. 4 hat gegenüber bekannten Feldeffekttransistoren den Vorteil, daß durch die Einschnürung des Ladungsträgerkanals vor allem die Steilheit der Anordnung wesentlich erhöht wird.

Die Fig.5 zeigt schließlich noch einen Feldeffekttransistor mit mehreren Steuerelektroden 14, denen jeweils ein eingeschnürter Bereich 7 vorgelagert ist. Wie bei der Anordnung der Fig.4 sind die Bereiche 7 jeweils nur auf einen Teil der Steuerelektrode beschränkt. Die beiden Zonen 5 werden durch die gemeinsame Elektrode 16 kontaktiert, während zur Kontaktierung der beiden Zonen 6 die Elektroden 17 vorgesehen sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Sperrschicht-Feldeffekttransistors mit einem Halbleiterkörper eines ersten Leitungstyps, in dem zwei voneinander getrennte Zonen des zweiten Leitungstyps als Source- und Drain-Zonen und eine die beiden Zonen verbindende Kanalzone des zweiten Leitungstyps sowie eine an die Kanalzone angrenzende Steuerelektrodenzone des ersten Leitungstyps angeordnet sind, wobei die Kanalzone im Bereich der Steuerelektrodenzone eine Einschnürung aufweist, d a durch gekennzeichnet, daß in einen Halbleiterkörper vom ersten Leitungstyp von der einen Oberflächenseite zwei voneinander getrennte Zonen des zweiten Leitungstyps eindiffundiert werden, daß in den Bereich zwischen diesen beiden Zonen eine weitere Zone vom zweiten Leitungstyp eindiffundiert wird, die die Verbindung zwischen den beiden erstgenannten Zonen herstellt und die sich nicht so tief in den Halbleiterkörper erstreckt wie die erstgenannten Zonen, so daß die Anordnung aus den drei Zonen einen zwischen den erstgenannten Zonen liegenden eingeschnürten Bereich aufweist, und daß in die weitere Zone vom zweiten Leitungstyp als Steuerelektrodenzone eine Zone des ersten Leitungstyps eindiffundiert wird, die breiter ist als der eingeschnürte Bereich.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Zone vom zweiten Leitungstyp hochohmiger ist als die zwei voneinander getrennten Zonen vom zweiten Leitungstyp.