DE1764513B1 - Feldeffekt halbleitersteuerelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Feldeffekt-Halbleitersteuerelement mit einer isolierten Steuerelektrode und
einer Aufbaureihenfolge des Typs »Metall-Isolator-Halbleiter«, wobei die isolierte Steuerelektrode einen
aus mindestens zwei gesonderten Isolierschichten bestehenden Isolierfilm aufweist und eine der Isolierschichten
aus Siliciumdioxid besteht. Zum Gegenstand der Erfindung gehört ferner eine integrierte
Halbleiterschaltung, die wenigstens zwei derartige Halbleitersteuerelemente umfaßt. ίο
Feldeffekt-Halbleitersteuerelemente, insbesondere Feldeffekt-Transistoren, der vorgenannten Art weisen
z. B. einen Leitkanal auf, der an einem Ende durch eine Quellenzone und am anderen Ende durch
eine Senkenzone begrenzt ist, wobei die letztgenannten Zonen bezüglich des Leitkanals vom entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyp sein können. Die Leitfähigkeit bzw. der Stromfluß in diesem Kanal wird durch
das Potential der isolierten Steuerelektrode bestimmt.
Feldeffekt-Transistoren mit isolierter Steuerelektrode können im allgemeinen im Stromerhöhungsbzw.
Ladungsträgerüberschußbetrieb (enhancement mode) oder aber im Stromdrossel- bzw. Ladungsträgermangelbereich
(depletion mode) arbeiten. Feldeffekt-Transistoren des erstgenannten Typs haben bei verschwindender Vorspannung zwischen Steuerelektrode
und Senkenelektrode einen praktisch verschwindenden Ruhestrom und werden durch ausreichende
Vorspannung auf einen entsprechenden Arbeitsstrom ausgesteuert, während Feldeffekt-Transistoren
des letztgenannten Typs bei der Vorspannung 0 einen vergleichsweise hohen Ruhestrom aufweisen,
der durch entsprechende Vorspannung gedrosselt oder aber auch noch weiter erhöht werden
kann. Die Polarität der zur Einstellung des Arbeitsstromes erforderlichen Vorspannung hängt hierbei
von der Polarität der die Leitfähigkeit bestimmenden Ladungsträger ab.
Die dem Übergang des Leitkanals in den stromführenden Zustand zugeordnete Vorspannung wird
im allgemeinen als »Schwellspannung« bezeichnet. Im vorliegenden Zusammenhang soll hierunter derjenige
Vorspannungswert verstanden werden, bei welchem die Konzentration der Minoritätsladungsträger im
Leitkanal gerade der Konzentration der Minoritätsladungsträger im Halbleiterkörper gleich ist. Für die
meisten Anwendungsfälle von Feldeffekt-Halbleitersteuerelementen mit isolierter Steuerelektrode, insbesondere
auch für integrierte Halbleiterschaltungen mit solchen Steuerelementen, ist eine möglichst
niedrige Schwellspannung erwünscht. Diese kann z. B. durch Verminderung der Isolierfilmdicke erreicht
werden, womit jedoch eine Verschlechterung anderer wesentlicher Eigenschaften des Steuerelementes, insbesondere
eine Verminderung der Durchbruchsspannung zwischen der Steuerelektrode und dem Halbleiterkörper,
verbunden ist. Ein solcher Spannungsdurchbruch macht das Steuerelement unbrauchbar.
Feldeffekt-Halbleitersteuerelemente mit mehrschichtig isolierter Steuerelektrode sind in verschiedenen
Ausführungen bekannt. Eine bekannte Ausführung dieser Art (französische Patentschrift
1 389 820) weist eine organische Isolierschicht und eine weitere, aus einer Mischung von Halbleiter- und
Isoliermaterial bestehende Isolierschicht auf, welch letztere an der Oberfläche eines stromführenden
Halbleiterkörpers angeordnet ist. Derartige Steuerelemente weisen extrem hohe Steuerspannungen bei
sehr geringem Stromfluß auf und eignen sich daher allenfalls für den Einsatz als Gleichrichter, nicht aber
für die üblichen Anwendungsfälle von Transistoren in Verstärkern u. dgl.
Bei einer anderen bekannten Ausführung eines Feldeffekt-Halbleitersteuerelementes mit mehrschichtiger
Steuerelektrodenisolierung (Zeitschrift »Electronics«, Bd. 40, Heft 12, S. 82 bis 90) ist ein Halbleiterkörper
aus Galliumarsenid mit einer inneren Isolierschicht aus Siliciumnitrid und einer äußeren Isolierschicht
aus Siliciumdioxid vorgesehen, welch letztere im Bereich der Steuerelektrode jedoch für unmittelbaren
Kontakt zwischen dem Elektrodenmetall und der inneren Isolierschicht durchbrochen ist. Dieser
Galliumarsenid-Feldeffekt-Transistor weist zwar im Vergleich zu den üblichen Silicium-Feldeffekt-Transistoren
gewisse vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich der Steuersteilheit und der oberen Grenzfrequenz
auf, ist jedoch andererseits mit dem Nachteil eines höheren Absolutwertes der Schwellspannung behaftet.
Im Falle einer Ausführung als Stromdrossel-Steuerelement beträgt der Absolutwert der Abschnürspannung
z. B. 2,5 Volt gegenüber 1,5 Volt bei üblichen Silicium-Feldeffekt-Transistoren gleicher Form und
Größe.
Aufgabe der Erfindung ist in diesem Zusammenhang die Schaffung eines Feldeffekt-Halbleitersteuerelementes
mit isolierter Steuerelektrode, dessen Schwellspannung bei unverminderter Durchbruchsspannung
gegenüber den bisher bekannten Ausführungen geringere Werte aufweist. Die erfindungsgemäße
Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich bei einem Halbleitersteuerelement der eingangs erwähnten
Art hauptsächlich dadurch, daß die innerste Isolierschicht aus Siliciumdioxid besteht und daß der
Isolierfilm eine weitere, aus Aluminiumoxid oder einem Aluminiumsilikat bestehende Isolierschicht aufweist.
Durch eingehende Untersuchungen wurde bestätigt, daß sich mit einer derartigen Ausbildung der
Isolierstruktur nicht nur die verlangte Verminderung der Schwellspannung bei im wesentlichen unverminderter
Spannungsfestigkeit, sondern darüber hinaus auch eine bisher nicht erreichbare Konstanz der
übrigen Kenndaten in einem weiteren Bereich von Arbeits- und Umgehungsbedingungen erzielen läßt.
Weiterhin wurde festgestellt, daß sich die Schwellspannung bei einem derartig ausgebildeten Halbleitersteuerelement
durch unterschiedliche Dickenbemessung der inneren Siliciumdioxidschicht in einem weiten Bereich verändern läßt. Auf diese
Weise kann sogar ein Übergang vom Stromerhöhungszum Stromdrosselbetrieb erzielt werden, so daß also
durch bloße Dickenverminderung der inneren Isolierschicht, wie in den Ansprüchen gekennzeichnet,
die Herstellung von Stromerhöhungs-Steuerelementen sowie durch Verstärkung der inneren Isolierschicht,
wie ebenfalls aus den Ansprüchen hervorgeht, die Herstellung von Stromdrosselelementen,
vorzugsweise innerhalb einer einzigen integrierten Schaltung, möglich ist. Es ist zwar prinzipiell schon
bekannt, zwei komplementäre MOS-Feldeffekt-Transistoren innerhalb eines einzigen Halbleiter-Grundkörpers
anzuordnen (Zeitschrift »SCP and Solid State Technology«, Bd. 9, März 1966, S. 23 bis 29), jedoch
ist bisher nicht bekanntgeworden, bei zwei auf dem gleichen Halbleiter-Grundkörper angeordneten MOS-Feldeffekt-Transistoren
den Übergang vom Stromerhöhungs- zum Stromdrosselbetrieb durch Verände-
3 4
rung der inneren Schichtdicke von zwei Isolierschich- wird daher mit einer der gewünschten Schwellspanten
zu erzielen. Es läßt sich mit einer derartigen in nung entsprechenden Dicke hergestellt, z. B. in einem
den Ansprüchen gekennzeichneten Anordnung den Bereich von 100 bis 1000 Ä. Die auf der Halbleiterverschiedenen Anforderungen und insbesondere oberfläche verbliebenen Abschnitte der vorangehen-Leistungs-
sowie Lastverhältnissen innerhalb einer 5 den Siliciumdioxidschicht werden hierdurch entSchaltung
optimal Rechnung tragen. sprechend weiterverstärkt.
Die Erfindung wird weiter an Hand der in den Als nächstes wird eine Aluminiumoxidschicht
Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele (Al2O3) über der gesamten Oberfläche aufgebracht,
erläutert. Hierin zeigt und zwar mit einer Dicke von etwa 300 bis 1000 Ä.
Fig. 1 den schematischen Querschnitt eines Teiles io Die Bildung dieser Schicht erfolgt z. B. durch Pyro-
einer integrierten Halbleiterschaltung mit einem Feld- lyse von Aluminiumchlorid in einer Kohnendioxid-
effekt-Halbleitersteuerelement mit isolierter Steuer- Wasserstoffatmosphäre.
elektrode, wie es in den Ansprüchen gekennzeichnet ~Es folgt eine Reihe von Arbeitsschritten, die sich
ist, mit der Bildung der Ausnehmungen für die Quellen-
F i g. 2 einen Ausschnitt einer integrierten Halb- 15 und Senkenelektrode 18 bzw. 19 an der Silicium-
leiterschaltung ähnlich derjenigen nach Fig. 1, je- oberfläche befassen. Hierzu wird in einer weiteren
doch mit einem im Ladungsträgermangelbetrieb sowie aufgebrachten Siliciumdioxidschicht mit Hilfe des
einem im Ladungsträgerüberschußbetrieb arbeitenden bekannten Fotoresist-Maskierungsverfahrens eine
Halbleitersteuerelement, und entsprechende Maske gebildet. Die hierbei verwen-
F i g. 3 den Zusammenhang zwischen der Schwell- so dete Siliciumdioxidschicht wird über der Aluminiumspannung
und der Dicke des zweischichtigen Isolier- oxidschicht aufgebracht, und zwar z. B. durch pyrofilms
der Steuerelektrode in Form eines Diagramms. lytische Zerlegung von Siliciumtetrachlorid mit Sauer-
Der in F i g. 1 dargestellte Abschnitt 10 einer inte- Stoffinjektion gemäß bekannter Technik. Die Kongrierten
Halbleiterschaltung entspricht einem Feld- taktflächen der Quellen- und Senkenzone werden
effekt-Halbleitersteuerelement mit isolierter Steuer- «5 dann in der Siliciumdioxidschicht entsprechend der
elektrode. Dieses Steuerelement ist bis auf den zwei- Maske bis auf die Oberfläche der darunter befindschichtigen
Isolierfilm zwischen der Steuerelektrode liehen Aluminiumoxidschicht ausgeätzt, und zwar
und dem Halbleiterkörper von üblichem Aufbau. z. B. wiederum mit Hilfe einer gepufferten Lösung
Innerhalb des dargestellten Abschnitts befinden sich von Fluorwasserstoffsäure. Die Aluminiumoxidp-leitende
Zonen 11 und 12, welche die Quellen- 30 schicht wird dann ihrerseits mittels heißer Phosphor-
und Senkenzone innerhalb des η-leitenden Halbleiter- säure bis auf die darunter befindliche, thermisch erkörpers
13 bilden. An der Oberfläche des Halbleiter- zeugte Siliciumdioxidschicht ausgeätzt, welch letztere
körpers im Bereich zwischen der Quellen- und Sen- sodann wieder mit Hilfe von Fluorwasserstoffsäure
kenzone ist ein Stromflußkanal 14 gebildet, oberhalb entfernt wird. Die Fläche der somit insgesamt erzeugdessen
sich die von dem Halbleiterkörper durch den 35 ten Ausnehmung ist geringer als diejenige der urzweischichtigen
Isolierfilm getrennte Steuerelektrode sprünglichen Ausnehmungsfläche in der obersten
17 befindet. Der Isolierfilm besteht aus einer inneren Schicht, so daß die anschließend aufgebrachte Metall-Siliciumdioxidschicht
15 und einer äußeren Alumi- schicht der Elektrode eine dünnere Siliciumdioxidniumoxidschicht
16. Die Steuerelektrode 17 besteht schicht mit einer darüberliegenden Aluminiumoxidaus
einer dünnen Metallschicht, beispielsweise aus 4° schicht umfaßt, welche mit der Metallschicht eine
Titan oder Aluminium. Entsprechende Elektroden- Kante der Siliciumdioxidschicht abdeckende Dichschichten
18 und 19 sind für die Kontaktierung der tung bildet. Hierdurch wird das Eindringen von
Quellen- und Senkenzone vorgesehen und bilden störenden Fremdstoffen verhindert, insbesondere von
somit die Quellen- bzw. Senkenelektrode. Natriumatomen.
Das Halbleiterelement nach F i g. 1 kann z. B. in 45 Während des letzten Ätzschrittes wird innerhalb
üblicher Planartechnik mit Oxid- und Fotomaskie- der durch die Fotomaske freigegebenen Flächen-
rung sowie Festkörperdiffusion hergestellt werden. bereiche alles restliche Siliciumdioxid bis zur Frei-
Die p-leitenden Quellen- und Senkenzonen 11 bzw. legung der Aluminiumoxidoberfläche des Isolierfilms
12 werden in dieser Weise durch Oxidmaskierung der Steuerelektrode entfernt. Sodann wird die ge-
und Eindiffundieren eines p-leitenden Fremdstoffes 50 samte Anordnung durch Aufdampfen metallisiert,
wie Bor in den aus Silicium bestehenden Halbleiter- Zweckmäßig wird z. B. eine Aluminiumschicht oder
körper gebildet. Die Oberfläche wird sodann durch " r ein mehrschichtiger Platin-Titan-Platin-Goldfilm auf-
Reinigen und thermische Reoxydierung für den ; gebracht (s. hierzu USA.-Patentschrift 3 287 612). Die
nächsten Maskierungs- und Ätzschritt vorbereitete vorgesehene Flächenbegrenzung der als Elektroden
Sodann wird eine die Flächenbereiche der Quellen- 55 dienenden Metallflächen wird sodann durch einen
und Senkenelektrode 18 bzw. 19 und der Steuer-" weiteren Maskierungs- und Ätzvorgang herbeigeführt,
elektrode 17 bestimmende Fotomaske aufgebracht. Statt dessen kann z. B. auch ein Sprühverfahren
Aus noch zu erläuternden Gründen ist es vorteilhaft, ' angewendet werden (s. hierzu USA.-Patentschrift
die Kontaktflächen der Quellen- und Senkenzone be- 3 271286). Mit der Anbringung der Kontaktdrähte
züglich ihrer endgültigen Abmessungen um ein ge- 60 20 und 21 bzw. 22 der Quellen- und Senkenelektrode
ringes Maß größer auszuätzen. Das Ausätzen der von bzw. der Steuerelektrode ist der Herstellungsvorgang
der Maske freigegebenen Abschnitte der Silicium- im wesentlichen abgeschlossen (s. auch hierzu die
dioxidschicht bis zur Oberfläche des Silicium-Halb- ' letztgenannte USA.-Patentschrift).
leiterkörpers erfolgt z. B. mit einer gepufferten Lö- Für die Aufbringung der Aluminiumoxid- und
sung von Fluorwasserstoffsäure. 65 Aluminiumsilikatschichten sind noch folgende Einzel-Nach
gründlicher Reinigung wird die Oberfläche 1V heiten von Bedeutung. Als Ausgangsmaterial für die
abermals thermisch reoxydiert. Die so erzeugte Oxid-;'* Aufbringung der Aluminiumoxidschicht dient z.B.
schicht bildet einen Bestandteil des Isolierfilms und ^; Aluminiumchlorid (AlCl3), d. h. ein Feststoff mit bei
Senkenzonen 31, 32 bzw. 34, 35 und jeweils zwischen diesen beiden Zonen der angeordneten Steuerelektroden
36 bzw. 37 vorgesehen. Das Steuerelement 29 ist in Fig. 2 nur teilweise dargestellt, da die
Quellenzone und Quellenelektrode identisch mit derjenigen des Elementes 30 ist. Die Steuerelektrode des
Elementes 29 weist jedoch innerhalb des Isolierfilms eine Siliciumdioxidschicht 42 mit einer Dicke von
weniger als 500 Ä auf, während die entsprechende
Raumtemperatur sehr geringem Dampfdruck. Die Verdampfung erfolgt daher in der Modifikation
Al2Cl6 bei erhöhter Temperatur. Die gasförmige AIuminiumverbindung
wird sodann mit Wasserstoff als Trägergas und einem geringen Zusatz von Kohlendioxid
verdünnt und der Reaktionszone an der SiIiciumdioxidoberfläche
zugeführt. Hierbei ist es zweckmäßig, die Zuführleitung für das Gas auf einer gegenüber
der Reaktionskammer um 30 bis 50° C höheren
Temperatur zu halten, um eine Kondensation inner- io Siliciumdioxidschicht 43 des Elementes 30 eine Dicke
halb der Leitung zu vermeiden. von etwa 1000 Ä hat. Die darüberliegende Alumi-
Vor dem Niederschlag dieser Schicht wird die SiIi- niumoxidschicht 46 hat in beiden Elementen eine
ciumdioxidoberfläche für eine Zeitdauer von etwa Dicke von weniger als 500 Ä. Hervorzuheben ist
1 Minute mit einer gepufferten Lösung von Fluor- noch, daß diese Steuerelemente, insoweit es sich um
wasserstoffsäure geätzt. Hierfür wird eine Lösung mit 15 Majoritätsträger-Elemente handelt, keine Isolierung
15 Teilen Wasser auf 1 Teil Fluorwasserstoffsäure gegen die benachbarten Elemente innerhalb der intehandelsüblicher
Konzentration verwendet. Während
der Ablagerung wird die Temperatur der Reaktionskammer auf etwa 900° C gehalten.
der Ablagerung wird die Temperatur der Reaktionskammer auf etwa 900° C gehalten.
Die Zusammensetzung des für die Ablagerung ver- 20 an den Steuerelektroden haben die Halbleitersteuerwendeten
Gasstromes betrug in typischen Ausfüh- elemente 29 und 30 beträchtlich verschiedene
rungsbeispielen 0,15 % Aluminiumchlorid in Gas- Schwellspannungen. Die Schwellspannung beträgt bei
form, 2% Kohlendioxid mit restlichem Wasserstoff- dem Element 30 mit der stärkeren Siliciumdioxidanteil
(Volumprozent), womit sich eine Ablagerungs- schicht etwa — 1V entsprechend einem Ladungsgeschwindigkeit von etwa 200 Ä Schichtdicke pro as trägerüberschußbetrieb, während das Element 29 mit
grierten Schaltung benötigen, und zwar im Gegensatz zu Minoritätsträger-Elementen. Wegen der
unterschiedlichen Dicke der Siliciumdioxidschichten
Minute ergab. Die Ablagerungstemperatur kann sich in einem Bereich von 750 bis 1100° C bewegen. Im
allgemeinen führen niedrigere Temperaturen zur Erzeugung einer größeren Anzahl von Oberflächenzuständen
sowie zu einer geringeren Ablagerungsgeschwindigkeit. Höhere Temperaturen können die
bereits eindiffundierten p-n-Grenzschichten innerhalb des Halbleiterkörpers beeinträchtigen.
Für die Ablagerung von Aluminimumsilikat werseiner wesentlich dünneren Siliciumdioxidschicht eine
positive Schwellspannung von einigen zehntel Volt entsprechend einem Ladungsträgermangelbetrieb
aufweist.
Das in F i g. 3 wiedergegebene Diagramm zeigt die Abhängigkeit der Schwellspannung von der in Ä aufgetragenen
Dicke einer dem gesamten zweischichtigen Isolierfilm äquivalenten Siliciumdioxidschicht.
Hierbei gilt für diese Dicke teq einer äquivalenten
Dicke tA\ o^ der tatsächlichen Aluminiumoxidschicht
SiO.
den die gleichen Verfahrenbedingungen angewendet, 35 Siliciumdioxidschicht in Abhängigkeit von der Dicke
jedoch unter Zusatz von Siliciumtetrachlorid in der tsip2 der tatsächlichen Siliciumdioxidschicht und der
Gasmischung. Im allgemeinen ergeben sich bei
einem Volumenverhältnis 50%: 50% von Al2O6 zu
Siliciumtetrachlorid zufriedenstellende Silikatschichten. Gegebenenfalls können jedoch auch mit noch 40
zufriedenstellenden Ergebnissen Volumenanteile der
gasförmigen Aluminiumverbindung von 30 bis 70%
angewendet werden.
einem Volumenverhältnis 50%: 50% von Al2O6 zu
Siliciumtetrachlorid zufriedenstellende Silikatschichten. Gegebenenfalls können jedoch auch mit noch 40
zufriedenstellenden Ergebnissen Volumenanteile der
gasförmigen Aluminiumverbindung von 30 bis 70%
angewendet werden.
In einem Ausführungsbeispiel wurden Halbleitersteuerelemente der in Fig. 1 dargestellten Art auf
einem Silicium-Einkristall der Orientierung (100) mit einer Siliciumdioxidschicht von 1000 Ä und einer
darüberliegenden Aluminiumoxidschicht von gleicher Dicke hergestellt. Die gemessene Durchbruchspan- Uq —
wobei K die Dielektrizitätskonstanten der indizierten Substanzen bedeutet, und zwar speziell
= 3,9 und Kaxa = 9 ·
Aus dieser Darstellung ergibt sich, daß die Schwellspannung bei einer äquivalenten Schichtdicke von
weniger als etwa 500 Ä einen Betrieb im Ladungs
trägermangelbereich ermöglicht. Dies ist für manche nung zwischen der Steuerelektrode und dem Halb- 50 Anwendungsfälle besonders vorteilhaft, da derartige
leiterkörper betrug mehr als 150 V, während die Schwellspannung etwa — 1V betrug. Bei einer Dicke
der Siliciumdioxidschicht von 500 Ä und sonst entsprechendem Aufbau betrug die Schwellspannung
0,6 V und die Durchbruchspannung über 100 V. Derartige zweischichtige Isolierfilme zeigen nicht nur
eine geringe Schwellspannung, sondern auch eine hochgradige Reproduzierbarkeit und Stabilität unter
verschiedenen Betriebsbedingungen. Steuerelemente als Leistungselemente besonders geeignet
sind.
Die Herstellung der Halbleitervorrichtung nach Fig. 2 erfolgt entsprechend den Erläuterungen zu
Fig. 1, wobei jedoch abweichend ein zusätzlicher Maskierungs- und Ätzschnitt für die Reduzierung der
Dicke der Siliciumdioxidschicht 42 des Steuerelementes 29 vor dem Aufbringen der Aluminiumoxidschicht
erforderlich ist. Es versteht sich, daß inner-
Die Halbleitersteuerelemente der integrierten Schal- 60 halb einer größeren integrierten Halbleiterschaltung
tung nach F i g. 2 stellen eine besondere Anwendung der Abhängigkeit zwischen der Schwellspannung und
der wirksamen Isolierfilmdicke dar. Im Beispielsfall sind zwei Feldeffekt-Halbleitersteuerelemente 29 und
Wie im Beispiel nach F i g. 1 ist ein η-leitender Halbleiterkörper
33 mit zwei Paaren von Quellen- und eine entsprechende Anzahl von Ladungsträgerüberschuß-
und Ladungsträgermangelelementen vorgesehen sein kann, so daß der zusätzliche Ätzschritt für
eine entsprechende Anzahl von Steuerelementen
30 mit isolierter Steuerelektrode als benachbarte 65 gleichzeitig ausgenutzt werden kann.
Elemente einer integrierten Schaltung angeordnet. Insbesondere kann an Stelle der äußeren Alu
miniumoxidschicht des Isolierfilms gegebenenfalls auch eine Aluminiumsilikatschicht für den gleichen
Zweck vorgesehen werden. Insbesondere haben sich Mischverbindungen von Aluminiumoxid und Siliciumdioxid
mit einem Molekulargewichtsanteil von 100% Al2O3 bis zu 50% A12O? und 50% SiO2 als
vorteilhaft erwiesen. Diese Verbindungen haben eine Dielektrizitätskonstante zwischen den Werten 3,9 und
9,0 bei mit Aluminiumoxid vergleichbaren Dichtungseigenschaften.
Es versteht sich ferner, daß die Erfindung abweichend von den dargestellten Verhältnissen mit
p-leitendem Stromflußkanal und ebensolcher Quellen- und Senkenzone sowie η-leitendem Halbleiterkörper
auch für umgekehrte Anordnungen mit n-leitendem Stromflußkanal und ebensolchen Quellen- und
Senkenelektroden bei p-leitendem Halbleiterkörper anwendbar ist. Die Umkehrung des Leitfähigkeitstyps
bedingt hierbei einen Polaritätswechsel der Betriebsspannungen. Ferner versteht es sich, daß die Erfindung
auch für andere Halbleiter anwendbar ist, insbesondere für Germanium und Verbindungen der so
Gruppen III und V des Periodischen Systems.
Claims (4)
1. Feldeffekt-Halbleitersteuerelement mit einer isolierten Steuerelektrode und einer Aufbaureihenfolge
des Typs »Metall-Isolator-Halbleiter«, wobei die isolierte Steuerelektrode einen aus
mindestens zwei gesonderten Isolierschichten bestehenden Isolierfilm aufweist und eine der Isolierschichten
aus Siliciumdioxid besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste
Isolierschicht (15) aus Siliciumdioxid besteht und daß der Isolierfilm eine weitere, aus Aluminiumoxid
oder einem Aluminiumsilikat bestehende Isolierschicht (16) aufweist.
2. Feldeffekt-Halbleitersteuerelement nach Anspruch 1 mit einem aus Silicium bestehenden
Halbleiterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Siliciumdioxid bestehende Isolierschicht
(15) der Steuerelektrode eine Dicke von etwa 100 bis 1000 Ä und die äußere Isolierschicht (16)
eine Dicke von etwa 300 bis 1000 A aufweist.
3. Integrierte Halbleiterschaltung, die wenigstens zwei Feldeffekt-Halbleitersteuerelemente
mit isolierter Steuerelektrode gemäß Anspruch 1 oder 2 umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein
erstes Halbleitersteuerelement (30) eine Isolierfilmanordnung aufweist, welche einen Betrieb im
Ladungsträgerüberschußzustand ermöglicht, und daß ein zweites Halbleitersteuerelement (29) eine
Isolierfilmanordnung aufweist, welche einen Betrieb im Ladungsträgermangelzustand ermöglicht.
4. Integrierte Halbleiterschaltung nach Anspruch 3 mit einem aus n-leitendem Silicium bestehenden
Halbleiterkörper und mit p-leitenden Quellen- und Senkenzonen der Feldeffekt-Halbleitersteuerelemente
mit isolierter Steuerelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumdioxid-Isolierschicht
(43) des Ladungsträgerüberschuß-Halbleitersteuerelementes (30) eine größere Dicke
als die Siliciumdioxid-Isolierschicht (42) des Ladungsträgermangel-Halbleitersteuerelementes
(29) aufweist und daß die übrigen Schichten der beiden Halbleitersteuerelemente im wesentlichen
die gleiche Dicke aufweisen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy
109515/290
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---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1764513B1 true DE1764513B1 (de) | 1971-04-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19681764513 Withdrawn DE1764513B1 (de) | 1967-06-20 | 1968-06-18 | Feldeffekt halbleitersteuerelement |
Country Status (10)
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---|---|
US (1) | US3502950A (de) |
BE (1) | BE713660A (de) |
DE (1) | DE1764513B1 (de) |
ES (1) | ES355679A1 (de) |
FR (1) | FR1572628A (de) |
GB (1) | GB1232286A (de) |
IE (1) | IE32133B1 (de) |
IL (1) | IL30180A (de) |
NL (1) | NL144091B (de) |
SE (1) | SE329214B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0066730A2 (de) * | 1981-06-05 | 1982-12-15 | Ibm Deutschland Gmbh | Gateisolations-Schichtstruktur, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
DE3628399A1 (de) * | 1985-08-27 | 1987-03-05 | Rca Corp | Verfahren zum herstellen eines dielektrischen films auf einem halbleiterkoerper und danach hergestelltes halbleiterbauelement |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3767463A (en) * | 1967-01-13 | 1973-10-23 | Ibm | Method for controlling semiconductor surface potential |
USRE28402E (en) * | 1967-01-13 | 1975-04-29 | Method for controlling semiconductor surface potential | |
JPS4844385B1 (de) * | 1969-02-18 | 1973-12-24 | ||
US4015281A (en) * | 1970-03-30 | 1977-03-29 | Hitachi, Ltd. | MIS-FETs isolated on common substrate |
US3671820A (en) * | 1970-04-27 | 1972-06-20 | Rudolph R Haering | High voltage thin-film transistor |
US3731161A (en) * | 1970-09-05 | 1973-05-01 | Nippon Electric Co | Semiconductor integrated circuit |
US3694704A (en) * | 1970-09-28 | 1972-09-26 | Sony Corp | Semiconductor device |
US3798512A (en) * | 1970-09-28 | 1974-03-19 | Ibm | Fet device with guard ring and fabrication method therefor |
US3829888A (en) * | 1971-01-08 | 1974-08-13 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and the method of making the same |
US3694700A (en) * | 1971-02-19 | 1972-09-26 | Nasa | Integrated circuit including field effect transistor and cerment resistor |
JPS5124341B2 (de) * | 1971-12-24 | 1976-07-23 | ||
JPS5417269B2 (de) * | 1972-04-26 | 1979-06-28 | ||
US3897282A (en) * | 1972-10-17 | 1975-07-29 | Northern Electric Co | Method of forming silicon gate device structures with two or more gate levels |
US3832574A (en) * | 1972-12-29 | 1974-08-27 | Ibm | Fast insulated gate field effect transistor circuit using multiple threshold technology |
US5168075A (en) * | 1976-09-13 | 1992-12-01 | Texas Instruments Incorporated | Random access memory cell with implanted capacitor region |
US5434438A (en) * | 1976-09-13 | 1995-07-18 | Texas Instruments Inc. | Random access memory cell with a capacitor |
JPS56120166A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-21 | Hitachi Ltd | Semiconductor ic device and manufacture thereof |
GB8624637D0 (en) * | 1986-10-14 | 1986-11-19 | Emi Plc Thorn | Electrical device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1389820A (fr) * | 1963-03-16 | 1965-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dispositif semi-conducteur |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USB381501I5 (de) * | 1964-07-09 | |||
GB1095412A (de) * | 1964-08-26 |
-
1967
- 1967-06-20 US US647555A patent/US3502950A/en not_active Expired - Lifetime
-
1968
- 1968-04-12 BE BE713660D patent/BE713660A/xx unknown
- 1968-05-14 SE SE06491/68A patent/SE329214B/xx unknown
- 1968-06-12 IE IE693/68A patent/IE32133B1/xx unknown
- 1968-06-14 NL NL686808396A patent/NL144091B/xx unknown
- 1968-06-14 GB GB1232286D patent/GB1232286A/en not_active Expired
- 1968-06-14 IL IL30180A patent/IL30180A/xx unknown
- 1968-06-17 FR FR1572628D patent/FR1572628A/fr not_active Expired
- 1968-06-18 DE DE19681764513 patent/DE1764513B1/de not_active Withdrawn
- 1968-06-20 ES ES355679A patent/ES355679A1/es not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1389820A (fr) * | 1963-03-16 | 1965-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dispositif semi-conducteur |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0066730A2 (de) * | 1981-06-05 | 1982-12-15 | Ibm Deutschland Gmbh | Gateisolations-Schichtstruktur, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
EP0066730A3 (en) * | 1981-06-05 | 1983-08-03 | Ibm Deutschland Gmbh | Process for manufacturing an isolating layered structure for a gate, and use of that structure |
DE3628399A1 (de) * | 1985-08-27 | 1987-03-05 | Rca Corp | Verfahren zum herstellen eines dielektrischen films auf einem halbleiterkoerper und danach hergestelltes halbleiterbauelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1572628A (de) | 1969-06-27 |
IE32133L (en) | 1968-12-20 |
GB1232286A (de) | 1971-05-19 |
IE32133B1 (en) | 1973-04-18 |
SE329214B (de) | 1970-10-05 |
BE713660A (de) | 1968-08-16 |
IL30180A0 (en) | 1968-08-22 |
NL6808396A (de) | 1968-12-23 |
NL144091B (nl) | 1974-11-15 |
ES355679A1 (es) | 1970-01-16 |
IL30180A (en) | 1971-07-28 |
US3502950A (en) | 1970-03-24 |
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