DE1764757A1 - Halbleiterbauelement mit isolierter Steuerelektrode - Google Patents
Halbleiterbauelement mit isolierter SteuerelektrodeInfo
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Description
6631-68/Eö/S
RCA 56 914
Convention Date:
August 2, 1967
RCA 56 914
Convention Date:
August 2, 1967
Radio Corporation of America, New York, N.T., USA
Halbleiterbauelement mit isolierter Steuerelektrode
Die Erfindung betrifft Halbleiterbauelemente mit isolierter
Steuerelektrode, bei denen im allgemeinen zwischen einer Oberfläche des Körpers aus Halbleitermaterial und einer
leitenden Schicht, die eine Steuerelektrode oder ein Gitter bildet, eine dielektrische oder Isolierschicht vorgesehen
ist.
Bei der Herstellung derartiger Halbleiterbauelemente mit isolierter Steuerelektrode (gitterieolierter Halbleiter-
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bauelemente), z.B. MOS-Feldeffekttransistoren, ergeben sich
Schwierigkeiten infolge von Störzuständen an der Grenzfläche zwischen der Halbleiterfläche und der angrenzenden Isolierschicht, besonders desjenigen Teils der Isolierschicht, der
sich zwischen der Halbleiterfläche und der darüber liegenden Steuerelektrode befindet. Die Isolierschicht wird im allgemeinen so aufgebracht, daß die resultierende Zusammensetzung der Schicht etwas von den idealen stöohiometrischen
Mengenverhältnissen abweicht. Ferner wird angenommen, daß in der aufgebrachten Isolierschicht ionische Verunreinigungen
eingefangen werden. Diese und möglicherweise noch andere Effekte, über die derzeit noch nicht genügend Klarheit besteht, führen zur Bildung von Elektronen!angstellen in dem
an die Halbleiterfläche angrenzenden Teil der Isolierschicht.
Bei derzeit hergestellten gitterisolierten Feldeffekttransistoren wurde festgestellt, daß sich in der Isolierschicht, angrenzend an die Halbleiterfläch·, eine Schicht
positiver Ladung ausbildet. Diese positive Ladungeschicht neigt dazu, Elektronen, die zwischen dem Quellen- und dem
Abflußgebiet des Transistors wandern, einzufangen, wodurch die effektive Ladungsträgermobilität des Bauelements verringert wird. Die positive Ladungsschicht erzeugt in der
darunterliegenden Kanalzone ein elektrisches Feld, das die
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Leitfähigkeit des Kanals erhöht (bei Bauelementen mit nleitendem
Kanal), so daß (bei Bauelementen vom sogenannten stromerhöhendea. Typ) eine erhebliche Stromleitung zwischen
Quelle und Abfluß stattfindet, nachdem die Steuerelektrodtn- oder Gitterspannung auf null erniedrigt, d.h. verschwunden
ist. Durch die positive Ladungsschicht an der Grenzfläche zwischen Isolierschicht und Halbleiteroberfläche wird außerdem
der Temperaturkoeffizient des Bauelements verändert.
Es ist daher klar, daß durch Verringern der Fangstellen in der Oxydschicht an der Halbleiteroberfläche die effektive
Mobilität (und folglich die "Steilheit") des gitterisolierten Halbleiterbauelements verbessert werden kann. Bei einem bekannten
Verfahren zur Oberflächenstabilisierung wird eine Verbundisolierschicht aus Siliciumdioxid und einem darüberliegenden
Film aus Phosphorsilikatglas verwendet. Obwohl die Gründe, weshalb die Verwendung von Phosphorsilikatglas
zu einer vorteilhaften Stabilisierung der Siliciumdioxyd-Oberflache
führt, nicht völlig klar sind, nimmt man an, daß durch den Phosphor die Fangstellen in der Siliciumdioxydschicht
infolge Sauerstoffionenmangels teilweise eliminiert werden. Dieses bekannte Phosphorsilikatglas-Stabilisierverfahren
ist in der Arbeit "Stabilization of SiOp Passivation Layers with P2 0S*1 von D*R# ΚβΓΓ und Mitarbeiter
109886/0450 bad
im "IBM Journal/bf Research and Development", Band 8 (1964),
Seite 576, beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen mit
isolierter Steuerelektrode, das in seinen elektrischen Eigenschaften verbessert oder modifiziert ist, anzugeben.
Das Verfahren soll ferner mit der Technik der Phosphorsilikatglasstabilisierung verträglich sein.
Erfindungsgemäß ist ein verbessertes Verfahren zum
Herstellen eines Halbleiterbauelements mit isolierter Steuerelektrode vorgesehen, bei dem in einer Zwischenstufe die die
Steuerelektrode unterlagernde Isolierschicht (dielektrische Schicht) mit inerten Gaaionen beschossen wird, um die
elektrischen Eigenschaften des fertigen Bauelements zu modifizieren. Der Ionenbeschuß erfolgt vorzugsweise dadurch,
daß das Bauelement einer Atmosphäre, die ein ionisierbares Inertgas enthält, ausgesetzt und zwischen beabetandete, dem
Gas ausgesetzte Elektroden eine Spannung gelegt wird, die
ausreichend hoch ist, um das Gas zu ionisieren, so daß die Oberfläche der Isolierschicht mit den Gasionen beschossen
wird.
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_ 5 —
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Jigur 1 ein Halbleiterbauelement mit isolierter Steuerelektrode
(gitterisoliertes Halbleiterbauelement);
Figur 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Ionenbesohußverfahrens;
Figur 3, 4- und 5 Diagramme, welche die durch das erfindungsgemäße
Verfahren erzielten Resultate veranschaulichen.
Figur 1 zeigt einen gitterisolierten Feldeffekttransistor 1 mit η-leitendem Kanal vom stromdrosselnden Typ (Verarmungs-■fcyp)>
dessen Herstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nachstehend beispielsweise beschrieben
wird. Der Transistor 1 hat einen Körper 2 aus p-leitendem
monokristallinen Silicium-Halbleitermaterial, in das von der
Körperoberfläche her zwei beabstandete η-leitende Gebiete und 4 eingebracht sind. Nachstehend werden aus Zweckmäßigkeitsgründen
das Gebiet 3 als Quellengebiet und das Gebiet 4-als Abflußgebiet bezeichnet.
Auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers ist eine dielektrische Isolierschicht 5 aus thermisch aufgewachsenem
Siliciumdioxyd angebracht. Auf der Silioiumdioxydschicht 5
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befindet sich eine weitere dielektrische Isolierschicht 6 aus Phosphorsilikatglas der typischen Zusammensetzung
PpOc * SiO2* Durch in dem aus den beiden Schichten 5 und 6
bestehenden Isolierschichtkörper angebrachte Fenster werden entsprechende Teile des Quellengebietes 3 und des Abflußgebietes 4 freigelegt. AUf diese freigelegten Quellen- und
Abflußgebiete sind Nickelelektroden 7 und 8 auf gesintert. Eine aufgebrachte Aluminiumschicht 9 überlagert einen Teil
der Isolierschichten und reicht bis zur Nickelelektrode 7t
so daß ein verhältnismäßig großflächiger Ansohlußkontakt an das Quellengebiet 3 gebildet wird. Eine Aluminiumschicht
10 überlagert in entsprechender Weise einen Teil des Isolierschichtkörpers (Schichten 5 und 6) und reicht bis zur Hickelelektrode 8, so daß das Abflußgebiet 4 nit einen verhältnismäßig großflächigen Kontakt kontaktiert wird. Bine
Steuer- oder Gitterelektrode 11 aus aufgebrachtem A"MmIMum
überlagert den zwischen dem Quellen- und dem Abflußgebiet befindlichen Teil des Isolierschichtkörpers. Zum äußeren
Anschluß der Quellen-, Abfluß- und Steuerelektrode dienen Anschlußleitungen 12, 13 bzw. 14. Eine η-leitende Kanalzone
15 bildet einen ohmschen Leitungsweg zwischen Quellenelektrode
7 und Abflußelektrode 8.
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Im Betrieb erniedrigt eine dem Gitter 11 zugeführte negative Spannung (negativ gegenüber dem Halbleiterkörper 2)
die Leitfähigkeit des benachbarten Teils der n-leitenden Kanalzone 15» so daß der Stromfluß zwischen dem Quellengebiet
3 und dem Abflußgebiet 4 gedrosselt wird. Durch Verändern
der (negativen) Spannung am Gitter 11 über die Anschlußleitung 14 kann der äußere Stromfluß zwischen den ^l
Anschlußleitungen 12 und 13 gesteuert werden. Entsprechend
wird durch Anlegen einer positiven Gitterspannung die Leitfähigkeit der Kanalzone 15 erhöht, so daß sich der Stromfluß
zwischen Quelle und Abfluß entsprechend erhöht.
In dem folgenden Beispiel ist eine bevorzugte Folge von Verfahrensschritten A-H zum Herstellen eines Bauelements
von der in Figur 1 gezeigten Art, einschließlich des erfindungsgemäßen
Ionenbeschußschrittes, angegeben.
Der erste Schritt (A) umfaßt die Bildung des Quellengebiets 3 und des Abflußgebiets 4. Diese Gebiete werden in
der Weise gebildet, daß (I) auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers 2 eine Siliciumdioxydschicht thermisch aufgewachsen
wird, (II) in diese Oxydschicht nach dem üblichen Photoätzverfahren Fenster eingeschnitten werden, um mit den
gewünschten Quellen- und Abflußgebieten sich deckende
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Oberflächenbereiohe des Siliciumkörpers freizulegen, (III)
auf die freigelegte Siliciumoberfläche ein Film aus Phosphorsilikatglas durch Umsetzen mit z.B. PhosphoroxyChlorid
(POCl,) und Sauerstoff bei ungefähr 1100° 0. aufgebracht
wird und (IV) der Halbleiterkörper ungefähr 15 Minuten lang
auf der Temperatur von 1100° C. gehalten wird, so daß Phosphor aus dem Phosphorsilikatglas in den Körper 2 eindiffundiert.
Der p-leitende Körper 2 hat einen spezifischen Widerstand von 18 - 22 Ohmzentimetern und enthält Bor als Akzeptordotierstoff.
Nach der Bildung der Quellen- und Abflußgebiete wird
der Oxydfilm von der gesamten Oberfläche des Halbleiterkörpers entfernt und auf die Oberfläche eine frische Siliciumdioxydschicht
thermisch aufgewachsen. Biese frische Oxydschicht kann typischerweise dadurch hergestellt werden,
daß man den Halbleiterkörper β Minuten lang in einer wasserdampf haltigen Atmosphäre auf 950° C. erhitzt und anschließend
30 Minuten lang mit trocknem Sauerstoff behandelt,
so daß eine Siliciumdioxydschicht 5 mit einer Dicke von ungefähr 600 Ä entsteht. Dies entspricht dem Verfahrensechritt
(B).
Der nächste Schritt (C) besteht in der Aufbringung
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einer Phosphorsilikatglasschicht 6 auf die thermisch aufgewachsene
Siliciumdioxydschicht 5· Das Aufbringen der
Phosphorsilikatschicht 6 erfolgt durch ungefähr 5 Minuten langes Umsetzen von Tetraäthylorthosilikat und Trimethylphosphat
(enthalten in einem Inertgas wie Argon) in der Dampfphase bei ungefähr 720° C Die resultierende Phosphorsilikat
glass chicht 6 hat eine Dicke von ungefähr 900 &, so
daß sich eine Gesamtdicke des Isolierschichtkörpers von ungefähr 1500 1 ergibt.
Der nächste Schritt (D) umfaßt die ohmsche Kontaktierung
des Quellengebietes 3 und des Abflußgebietes 4·. Als
erstes werden durch Photoätzen im Isolierschichtkörper aus den aneinanderstoßenden Schichten 5 und 6 Fenster angebracht,
um entsprechende Oberflächen der Quellen- und Abflußgebiete 3 und 4· freizulegen. Auf die freigelegten
Quellen- und Abflußgebiete werden dünne Niekelschichten
stromlos plattiert und aufgesintert (um eine gute elektrische Verbindung herzustellen), indem das Bauelement ungefähr
10 Minuten lang in einer Stickstoffatmosphäre auf ungefähr 540° 0. erhitzt wird. Nach dem Sintern wird auf jede der
Sinterschichten eine weitere Nickelschicht stromlos aufplattiert (Schritt E).
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Der nächste Verfahrens schritt (F) umfaßt den erfihdungsgemäßen
Ionenbeschuß des Isolierschichtkörpers aus den
Schichten 5 und 6. Eine für diesen Verfahrensschritt geeignete Vorrichtung ist in Figur 2 gezeigt. Sie enthält
eine metallische Bodenplatte 16 und ein auf dieser luftdicht befestigtes Glasgehäuse 17* In der zwischen dem Glasgehäuse
17 und der Bodenplatte 16 gebildeten Kammer befinden sich ein an der Bodenplatte befestigter Isolierträger 18 und
eine von diesem beabstandete Metallelektrode 19· Auf dem Isolierträger 18 ist der zu behandelnde (teilweise fertige) ,
gitterisolierte Feldeffekttransistor 1 angeordnet. Die Atmosphäre in der Kammer besteht au« Argongas mit einem niedrigen
Druck (ungefähr 30 Mikron Hg bei der bevorzugten Aueführungsform der Erfindung).
Zwischen die Elektrode 19 und die (geerdete) Bodenplatte
16 ist eine Hochspannungsquelle 20 geschaltet. Die Klemmenspannung der Quelle 20 sollte ausreichend hoch sein, um das
Argongas in der Kammer zu ionisieren. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Quelle 20 eine Spitze-Spitze-Spannung
von ungefähr 20 kV.
Bei Einschalten der Vorrichtung nach Figur 2 wird zwischen der Bodenplatte 16 und der Elektrode 19 eine
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Gasentladung erzeugt, deren elektrisches Feld bewirkt,daß
Atome des Argongases ionisiert werden und die Oberfläche des Transistors 1 (zu den Zeiten, da die Spannung der
Elektrode 19 positiv gegenüber Erde ist) mit den entstandenen
Ionen beschossen wird.
Obwohl in Figur 2 die Spannungsquelle 16 als Wechselspannungsgenerator
dargestellt ist, kann man auch eine Gleichspannungsquelle in solcher Polung verwenden, daß die
Hilfselektrode 19 positiv gegenüber Erde oder Nullpotential gespannt ist. Dies ergibt bei vergleichbaren Werten der
angelegten Spannung eine etwas größere Intensität des Ionenbeschusses
des Transistors 1.
Bei den genannten Werten (Argonatmosphäre mit einem Druck von 50 Mikron Hg und einer angelegten Wechselspannung
von 20 kV Spitze-zu-Spltae) erfolgt der Ionenbeschuß vorzugsweise
über eine Dauer von ungefähr 20 Minuten, nach welchem Zeitraum die Spannungsquelle 20 abgeschaltet und
der Transistor 1 zur weiteren Bearbeitung aus der Apparatur entfernt wird.
Als nächstes wird (Schritt G) eine Aluminiumschicht auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers aufgebracht und so
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photogeätzt, daß die Gitterelektrode 11 sowie erweiterte Metall-über-Oxyd-Kontakte 9 (an der Quellenelektrode) und
10 (an der Abflußelektrode) entstehen.
Der Transistor wird jetzt (Schritt H) in einer Wasserstoffatmosphäre
ungefähr 5 Minuten lang auf ungefähr 340° C.
erhitzt. Durch diese Wärmebehandlung wird (I) der Leitungstyp einer dünnen Schicht aus Halbleitermaterial angrenzend
an die Halbleiteroberfläche unter Bildung des n-leitenden Kanals 15 umgekehrt und (II) der Temperaturkoeffizient des
fertigen Bauelements beeinflußt.
Nach der Wärmebehandlung wird das Bauelement in einer geeigneten Packung oder Kapselung montiert. Anschließend
können durch Thermokompression oder Ultraschallanbindung an die entsprechenden Aluminiumschichten des Transistors 1 die
äußeren Anschlußleitungen 12, 13 und 14 für die Quellen-,
Abfluß- bzw. Gitterelektrode angebracht werden.
Um das Ausmaß der durch die erfindungsgemäße Ionenbeschußbehandlung
erzielten Verbesserung deutlich zu machen, sollen die Diagramme nach Figur 3 bis 5 betrachtet werden.
Zur Ermittlung der in den einzelnen Diagrammen angegebenen Daten wurde jeweils ein gleichartiges Testscheibchen
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verwendet. Jedes dieser drei Scheibchen enthielt vier Gruppen von Bauelementen, jeweils von der Art des in Figur 1
gezeigten Bauelements. i£ine Gruppe auf jedem Testscheibchen wurde dem Ionenbeschuß nicht ausgesetzt. Die anderen Gruppen
auf dem Scheibchen wurden jeweils einem anderen Satz oder einer anderen Serie von Ionenbeschußbedingungen unterzogen.
Tabelle I zeigt die für den Ionenbeschuß der drei behandelten Gruppen (die vierte Gruppe jedes Scheibchens diente
jeweils als Bezugs- oder Kontrollnormal für Vergleichszwecke) des ersten Scheibchens angewendeten Bedingungen, wobei der
Gasdruck und die angelegte Spannung konstant gehalten wurden, während die Beschußdauer verändert wurde.
| Ionenbeschußzeit T | Argondruck P für den Ionenbesohuß |
Ionenbeschußspannung V (Spitze-zu-Spitze) |
| 5 Minuten | 50 Mikron Hg | 20 kV |
| 10 Minuten | 50 Mikron Hg | 20 kV |
| 20 Minuten | 50 Mikron Hg | 20 kV |
In entsprechender Weise zeigt Tabelle II die Bedingungen,
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die für die Behandlung dreier Gruppen des zweiten Scheibchens angewendet wurden, wobei lediglich der Gasdruck verändert
wurde.
den Ionenbeschuß V (Spitze-zu-Spitze)
| 10 | Minuten | 200 | Mikron Hg | 20 | kV |
| 10 | Minuten | 100 | Mikron Hg | 20 | kV |
| 10 | Minuten | 50 | Mikron Hg | 20 | kV |
!Tabelle III zeigt *die Bedingungen, die für die Behandlung von Transistoren des dritten Scheibchens angewendet
wurden, wobei lediglich die Ionenbeschußspannung verändert wurde.
Ionenbeschußzeit T Argondruck F für
den Ionenbeschuß
10 Minuten
10 Minuten
10 Minuten
10 Minuten
10 Minuten
50 Mikron Hg 50 Mikron Hg 50 Mikron Hg
6 kV 12 kV 20 kV
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Nach dem Ionenbeschuß unter den angegebenen Bedingungen
wurde Jeder beschossene Transistor (sowie die nicht dem Beschüß unterzogenen "Kontrolleinheiten") elektrisch geprüft,
um die folgenden Eigenschaften zu ermitteln:
(a) Normalisierte Gegenkonduktanz (Steilheit), definiert als
J, = const.
wobei I^ » Abflußstrom, d.h. Stromfluß durch die Anschlußleitung
13
V, » Abflußspannung, d.h. Spannung zwischen den
Anschlußleitungen 15 und 12
V ■=■ Gitterspannung, d.h. Spannung zwischen den
Anschlußleitungen 14 und 12;
(b) Abflußstrom bei Nullgitterspannung, definiert als
vs - °
(c) Niederfrequenzrauschen K,, definiert als der Effektivwert
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der Zufallsspannung pro Quadratwurzel der Einheitsbandbreite
bei einer bestimmten Frequenz an einem In Reihe mit der Abflußleitung 13 geschalteten Festwiderstand.
Die speziellen Parameter, die während jedes der vorerwähnten elektrischen Tests angewendet wurden, sind In
Tabelle IV angegeben.
| (a) | Tabelle IV | (c) | |
| Normalisierte | 00 | Niederfreqenz- | |
| Parameter | Gegenkonduktans | Abflußstrom bei | rauschen |
| 12 V | Nullgitterspanrmng | 12 V | |
| 4 mA | 12 V | 3 mA | |
| 1000 Hz | 1000 Hz | ||
| Freauenz | Gleichstrom | ||
Das Diagramm nach Figur 3 gibt die elektrischen Testdaten für die Traneistoren des ersten Scheibchens wieder
und zeigt die gemessenen Eigenschaften als Funktion der Ionenbeschußzelt T In Minuten.
Figur 4 entspricht dem zweiten Scheibchen und gibt die gemessenen Eigenschaften als Funktion des Gasdruckes P in
Mikron Hg wieder.
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Figur 5 entspricht dem dritten Soheibchen und gibt die
gemessenen Eigenschaften als Funktion der Ionenbesohußspannung
V in kV wieder.
Die in Figur 3 bis 5 wiedergegebenen Daten repräsentieren
Ablesungen auf der Basis des Mittelwertes, gemessen für die Bauelemente jeder Testgruppe. EU ist in juV/V/TIz, I^qI^
mA angegeben.
Untersucht man die Diagramme nach Figur 3 bis 5» so wird
deutlich, daß die am meisten wünschenswerten Voraussetzungen für hohe Gegenkonduktanz, niedriges Rauschen und niedrigen
Abflußstrom (bei Nullgitterspannung) erstens eine lange Ionenbeschußdauer, zweiten» ein niedriger Gasdruck und
drittens eine hohe Ionenbesohußspannung sind. Die bevorzugten Parameter sind (I) eine Ionenbesohußzeit von ungefähr
20 Minuten, (II) ein Gasdruck von ungefähr 50 Mikron Hg und (III) eine Ionenbesohußspannung von ungefähr 20 kV Spitzezu-Spitze.
Während bei der bevorzugten Aueführungsform des Verfahrens
als Gas Argon verwendet wurde, kann man auch andere Inertgase aus der Gruppe 0 des periodischen Systems der
Elemente verwenden. Das erfindungsgemäße Ionenbesohußverfahren
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kann außer für die Veränderung der Gegenkonduktanz, des
Abflußstroms bei Nullgitterspannung und des Niederfrequenzrauechens auch dazu angewendet werden, den Temperaturkoeffizienten der Gitterspannung der fertigen Bauelemente,
definiert als
f
m
»Vg
Ol
Bei einem Ionenbesohuß ausgesetzten Bauelementen, die
ursprünglich einen positiven Koeffizienten hatten, wurde festgestellt, daß nach ungefähr 10 Minuten langem Beschüß
der Temperaturkoeffizient nahe null war, während bei allen geprüften Bauelementen nach ungefähr 20 Minuten langem Beschüß unter den oben genannten Druck- und Spannungebedingungen ein negativer Temperaturkoeffizient festgestellt wurde.
Es ist daher offensichtlich, daß das erfindungegemäße lonenbesohußverfahren angewendet werden kann, um den Temperaturkoeffizienten der Bauelemente zu beeinflussen und sogar auf
einen bestimmten gewünschten Wert festzulegen, indem man den lonenbeschuß zu einem dem gewünschten Temperaturkoeffizienten
entsprechenden Zeltpunkt beendet»
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Während sich die Ursachen für die erfindungsgemäß erzielten verbesserten Resultate derzeit nioht völlig erklären
lassen, wird angenommen, daß die beschießenden Ionen auf irgendeine Weise die Anzahl der Oberflächenfangsteilen in
der Siliciumdioxydsohioht 5 an der Halbleiteroberfläche verringern,
indem sie Unvollkommenheiten oder Störungen im Kristallgitter ohne ionische Raumladungseffekte hervorrufen. λ
Dadurch wird die Anzahl der von Fangstellen absorbierten Elektronen verringert und somit die effektive Mobilität der
Kanalzone erhöht.
Ebenso wird angenommen, daß das Niederfrequenzrauflehen
eine Folge der Fluktuation der Anzahl von Oberflächenfangstellen einnehmenden Elektronen ist, so daß bei Verringerung
der Anzahl von solchen Oberflächenfangstellen eine Verringerung der Niederfrequenzrauschspannung zu erwarten ist. Dies
entspricht den bei den durchgeführten Tests erhaltenen Daten. M
Außer auf Isolierschichten aus Siliciumdioxyd/Phosphorsilikatglas-Schichtkörpern
läßt sich das erfindungsgemäße Ionenbeschußverfahren auch auf andere Dielektrika wie Siliciumdioxyd
allein oder Siliciumnitrid anwenden.
Obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Anwendung des vorliegenden Verfahrens auf einen Feldeffekt-
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V/64757
transistor vom Btromdrosselnden Typ mit η-leitendem Kanal erläutert wurde, läßt sioh die Erfindung ebenso gut auf
andere Arten von Halbleiterbauelementen mit isolierter
Steuerelektrode anwenden. So läßt eich das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Bauelementen mit sowohl p-leitendem als auch η-leitendem Kanal sowie von Bauelementen sowohl vom stromerhöhenden Typ (Anreicherungstyp) als auch vom stromdrosselnden Typ (Verarmungstyp) anwenden.
andere Arten von Halbleiterbauelementen mit isolierter
Steuerelektrode anwenden. So läßt eich das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Bauelementen mit sowohl p-leitendem als auch η-leitendem Kanal sowie von Bauelementen sowohl vom stromerhöhenden Typ (Anreicherungstyp) als auch vom stromdrosselnden Typ (Verarmungstyp) anwenden.
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Claims (13)
1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
mit isolierter Steuerelektrode, bei dem zwischen einer Oberfläche des Halbleitermaterials und einer eine Steuerelektrode
bildenden leitenden Schicht eine Isolierschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Isolierschicht einem Beschüß mit Inertgasionen unterzogen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Ionenbeschuß in der Weise
erfolgt, daß das Bauelement, das insofern teilweise fertig ist, als die Isolierschicht bereits gebildet ist, einer ein
ionisiertes Inertgas enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt wird, derart, daß die Isolierschicht durch Grasionen in dieser
Atmosphäre beschossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dal das teilweise fertige Bauelement
in einer ein ionisierbarea Inertgas enthaltenden Atmosphäre angeordnet und beabstandet en, dem Gras ausgesetzten
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Elektroden eine Spannung zugeführt wird, die ausreichend hoch ist, um das Gas für den Ionenbeschuß zu ionisieren*
4. Verfahren nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet , daß die zugeführte Spannung ungefähr 20 000 Volt (Spitze-zu-Spitze im Falle einer Wechselspannung) beträgt«
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet , daß die Atmosphäre Argon enthält·
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 t da -durch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre
auf einem Druck von nicht mehr als 50 Mikron Hg gehalten
wird.
7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet« daß die
Isolierschicht ungefähr 20 Minuten lang beschossen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -duroh gekennzeichnet, daß die Isolier-
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schicht solange beschossen wird, daß das Bauelement einen vorbestimmten Temperaturkoeffizienten der Steuerelektrodenspannung
erhält.
9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurchgekennz eichnet, daß die Isolierschicht
als Schichtkörper aus einer zunächst der Halbleiteroberfläche befindlichen Siliciumdioxydschicht und einer
glasigen Phoephorsilikatschicht ausgebildet ist.
10. Halbleiterbauelement mit isolierter Steuerelektrode, gekennzeichnet durch eine zwischen einer
Oberfläche des Halbleitermaterials und einer Steuerelektrode angeordnete Isolierschicht, die einem Ionenbeschuß ausgesetzt
worden ist.
11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Isolierschicht aus
einem Schichtkörper aus einer zunächst der Halbleiteroberfläche befindlichen Siliciumdioxydschicht und einer glasigen
Phosphorsilikatschicht besteht.
12. Halbleiterbauelement mit isolierter Steuerelektrode,
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dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt
ist.
13. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 10
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Metall-Oxyd-Halbleiter-Feldeffekttransistor ist.
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|---|---|---|---|
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