DE1924726A1 - Feldeffektvorrichtung mit steuerbarem pn-UEbergang - Google Patents

Feldeffektvorrichtung mit steuerbarem pn-UEbergang

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DE1924726A1
DE1924726A1 DE19691924726 DE1924726A DE1924726A1 DE 1924726 A1 DE1924726 A1 DE 1924726A1 DE 19691924726 DE19691924726 DE 19691924726 DE 1924726 A DE1924726 A DE 1924726A DE 1924726 A1 DE1924726 A1 DE 1924726A1
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Description

1924728
Patentanwälte Dipl.«Ing. R Weickmann,
DipL^InG. H4WEiCKMANNj, DipL.-PhYS, Dr. K. FlNCKE
h R A1WEtCKMANNi Dipl.-Chem. B, Hub er
S MÜNCHEN 27, DEN
MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22
M/HI
Tektronix Ine»
Feldeffektvorrichtung mit steuerbarem pn - Übergang
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine ■Feldeffektvorrichtung mit steuerbarem pn-übergang, die einen
Substratteil aus Halbleitermaterial eines Leitfähigkeitstyps, eine auf dem Substratteil vorgesehene, im wesentlichen gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisende
ochicht aus Halbleitermaterial des entgegengesetzten
Leitfähigkeitstyps, welche einen Steuerelektrodenunterteil und eine Kanalzone des einen Eeitfähigkeitstyps umfaßt, welche in der gleichmäßigen spezifischen
7/iderstand aufweisenden Schicht über dem Steuerelektrodenunterteil vorgesehen ißt und mit dieser einen pn-Übergang bildet sowie eine Quell- und eine Saugelektrode, welche im Abstand auf der Kanalzone vorgesehen sind und eine Steuerelektrode auf der gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisenden Schicht für den Steuerelektrodenunterteil umfaßt* D 0 08 19/1259
Verdeckte Zwischenschichten, sogenannte "buried layers", sind bereits in bipolaren Transistoren jedoch für einen völlig anderen Zweck als bei der vorliegenden Erfindung verwendet worden* Bipolare Transistoren vom Planartyp, bei denen die Kontakte für den Emitter,- die Basis und den Kollektor alle auf der gleichen Oberfläche des Transistors angebracht sind, haben nämlich einen höheren Sättigungswiderstan.i in der Kollektorzone durch die angewachsene T,änge des Kollektorstrompfades. !Deshalb ist aura Verringern des oättigungs-Widerstandes unter dem Kollektor eine verdeckte Zwischenschicht vorgesehen, χιτη einen niedrigen. Widerstand' oarallel sum Bahnwiderstand der Kollektorzone zu i.-chaff en.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Ali ig ab e zu:-runde, . -
eine verbesserte, über einer!,-· ~qtl-Übers.an.u:_ steuerbarß.--, .-_„_,...,_
?eldeffektvorrichtung anzugeben, die gegenüber bekannten "Feldeffekttransistoren einen höheren /Vusgarigswirierstand und ei"1 en niedrigeren Bteuerelektrodenserierwiders^nd aufweist.
Bei einer Feldeffektvorrichtung der eingangs genannten \rt wird die vorstehende Aufgabe erf indv.ngsgemaS gelöst durch eine in der Oberfläche ('es Substratteils unter de τι Steuerelektrodeniinterteil der gleichmäßigen spezifischen V/iderstpnd aufweisenden Schicht vorgesehene Zwiscliensohicht aus Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitfähigkeitsty^s, ff ie einen gemeinsamen Übergar? mit dem Bteuereü ektrodenunfcertei.l aufweist, wobei die Zwischenschicht öen gleichen Leitfahigkejtstyn aber einen niedrigeren soetnfisehen Widerstand uni eine höhere L-itörsteJ.lerikonzentratj on als der Steuerelektrodenimter-. ' --x.
teil aufweist. -'--"■ ■'
Die auch als "buried layer" bezeichnete Zwischenschicht· in der erfindungsgetnäßen Peldeffettvorriclitung, insbesondere
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Feldeffekttransistor, liefert zusätzliche Strom/uräger für den bteuerelektrodenunterteil und verhindert eine Begrenzung der Dicice des Verarraungsbereich.es des pnüberganges zwischen dem Steuerelektrodenunterteil und dem Kanal, wenn dieser Verarmungsbereieh|lie Unterseite der Epitaxialschicht erreicht.
Der Feldeffekttransistor gemäß der Erfindung ist insbesondere in monoIithischen integrierten Schaltungen brauchbar, die sowohl bipolare als auch Feldeffekttransistoren enthalten, weil die verdeckte Zwischenschicht in beiden Transistortypen vorgesehen werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform eines Feldeffekttransistors gemäß der Erfindung wird an entgegengesetzten Seiten des Kanals ein Steuerelektrodenunterteil und ein Steuer— elektrodenobcrteil verwendet. Außerdem kann das Zwiscüenschichtprinzip der vorliegenden Erfindung auch bei einem Feldeffekttransistor angewandt werden, der nur mit einem ,jteuerelektrodenunterteil und keinem Steuerelektrodenoberteil versehen ist. Bei diesem "oberteillosen11. Feldeffekttransistor wird zum Steuern des Kanals nur ej.n pn- Übergang verwendet und in einigen Fällen ist es nicht möglich, den Stromfluß von der Quell- zur Saugelektrode völlig zu unteroinden aufgrund der Begrenzung der Ausdehnung des Verarmungsbereiches des oteuerelektrodenunter-ueilüberganjes. Das würde die Verwendung eines solchen Transistors als Schalter verhindern. Durch die verdeckte Zwischenschicht wird dieses Problem jedoch beseitigt*
Durch die Erfindung wird folgendes erreicht: Eine Feldeffektvorrichtung mit einer verdeckten Zwischenschicht aus niederohmigem Halbleitermaterial. Ein verbesserter Feldeffekttransistor mit steuerbarem pnübergang» mit einer niedärohmigen Zwischenschicht, die unterhalb eines Steuerelektrodenunterteils einer Epitaxialschicht vorgesehen ist, die unter der Kanalzone
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angeordnet ist, wodurch ein solcher Transistor einen höheren Ausgangswiderstand und einen niedrigeren Steuerelektrodenserienwiderstand gewährleistet. Weiterhin eine monolithische integrierte Schaltung, die Feldeffekttransistoren und "bipolare Transistoren umfaßt, wobei diese Transistoren eine verdeckte Zwischenschicht aus niederohmigem Halbleitermaterial besitzen· Außerdem wird ein verbesserter Feldeffekttransistor mit steuerbarem pn- Übergang erhalten, der eine verdeckte Zwischenschicht aus niederohmigem Halbleitermaterial enthält, die zusätzliche Stromträger in ihren oteuerelektrodenunterteil liefert, wodurch eine Begrenzung der Ausdehnung des Raumla-.dungsverarmungsbereiches, der den Übergang am Steuerelektrodenunterteil umgibt, verhindert wird, die aurch erhöhte Sperrspannungen hervorgerufen wird.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen sowie aus der . Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Figur 1 zeigt im Schnitt einen i'eil einer integrierten Schaltung mit einem Feldeffekttransistor gemäß der Erfindung.
Figur 2 zeigt schematisch im Schnitt einen Feldeffekttransistor ohne die* erfindungsgemäße verdeckte Zwischenschicht und zeigt die Ausdehnung des Verarmungsbereiches,der den Übergang am Steuorelektrodenunterteil umgibt.
Figur 3 zeigt schematisch im Schnitt, ähnlich wie in Figur 2, die Ausdehnung des Verarmungsbereiches in dem Transistor nach Figur 1·
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In einem Ausführungsbeispiel eines Feldeffekttransistors gemäß der Erfindung ist dieser, wie aus Figur 1 ersichtlich, auf einem Substratteil 10 aus Halbleitermaterial als Teil einer monolithischen integrierten Schaltung aufgebracht, die eine Vielzahl Feldeffekttransistoren und eine Vielzahl bipolarer Transistoren (nicht dargestellt ) enthält, die in einem solchen Substratteilh angeordnet sind. Das Substratteil 10 kann aus p-Typ Silizium bestehen, das einen spezifischen Widerstand von 10 Ohm· Zentimeter aufweist. Auf der Oberseite des Substratteils ist eine Schicht 12 aus η-Typ Halbleitermaterial aufgebracht, die im wesentlichen einen gleichmäßigen spezifischen Widerstand von 10hm · Zentimeter aufweist und die in jeder geeigneten Y/eise aufgebracht wird, z.B. durch epitaktisches Aufwachsen mit,-Phosphor als Dotierungsmaterial oder anderen η-Typ Dotierungsmaterialien. Unter der Epitaxialschicht 12 befindet sich eine Zwischenschicht 14 aus n+-Typ Halbleitermaterial mit einem geringeren spezifischen Widerstand als der der Epitaxialschicht. Somit hat die Zwischenschicht 14 einen Schichtwiderstand von ungefähr 20 Ohm/Quadrat, der niedriger als der Schichtwiderstand der Epitaxialschicht ist, der bei einer Dicke von 5 Mikron ungefähr 2000 Ohm/Quadrat beträgt. Die Zwischenschicht, die auch als "buried layer" bezeichnet wird, kann durch Eindiffusion von Antimondotiermaterial in die Oberfläche des Substratteiles 10 hergestellt werden, bevor die Epitaxialschicht 12 darauf aufgewachsen wirdo
Durch Eindiffusion von Bor als Dotierungsmaterial in die Epitaxialschicht v/ird eine Kanalzone 16 mit p- Leitfähigkeit hergestellt mit einem hohen Schichtwiderstand von ungefähr 1000 bis 4000 Ohm/Quadrat. Die Kanalzone 16 ist der verdeckten Zwischenschicht 14 überlagert und von dieser Zwischenschicht räumlich getrennt angeordnet durch einen Steuerelektrodenunterteil in der Epitaxialschicht, der mit dieser Kanalzone einen unteren
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pn- Übergang 20 bildet. An den entgegengesetzten Enden des ρ-Typ Kanals sind zwei ohmsche Kontakte aus p-i'yp Material angebracht, die eine Quellelektrode 22 und eine Saugelektrode 24- upifassen, und die durch Eindiffusion von Bor in den Kanal hergestellt werden, wobei diese Kontakte einen Schichtv/iderstand von ungefähr 200 Ohm/Quadrat aufweisen. Zwischen der Quell- und der Saugelektrode ist ein Steuerelektrodenoberteil 26 aus n+ - i'yp jialbleitermaterial angeordnet, der durch Eindiffusion von Phosphor in den Kanal gebildet wird, " um ein Steuerelektrodenoberteil mit einem Schichtwiderstand von ungefähr 8 bis 10 Ohm /Quadrat zu erzeugen. Gleichzeitig wird in der Epitaxialschicht 12 ein Steuerelektrodenunterteilkontakt 27 aus η - Typ Halbleitermaterial eingebracht, uij einen ohmschen Kontakt für den
3teuerelektrodemmterteii zu -erhalten»- Dei· S Ujuer-
elektrodenoberteil 26 bildet mit dem Kanal 16 einen oberen pn- Übergang 28. Somit umfaßt der Feldeffekttransistor nach Figur 1 an entgegengesetzten Seiten des Kanals für den Feldeffektbetrieb zwei pn- Übergänge, einen pnübergang 28 am Steuerelektrodenoberteil und einen pnübergang 20 am Steuerelektrodenunterteil. Es kann jedoch erwünscht sein, den Steuerelektrodenoberteil 26 zu eliminieren, um für eine höhere Frequenzempfindlichkeit die Quelle 22 dichter an der Senke 24 anordnen zu können. Bei einem solchen "oberteillosen" Feldeffekttransistor wird die verdeckte Zwischenschicht 14 sogar noch wichtiger, weil zum Feldeffektbetrieb nur noch der pn- Übergang 20 am Steuerelektrodenunterteil vorhanden ist.
Durch Diffusion von Bor durch die Epitaxialsohicht 12 hindurch in das Substratteil 10 hinein wird ein Isolationsgittermuster 30 aus p+~ Typ Halbleitermaterial erzeugt, das einen Schichtwiderstand von 7 bia 8 Ohm/Quadrat
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aufweist, wodurch die Feldeffektransistoren und "bipolaren Transistoren In getrennt isolierten Bereichen der Epitaxialschicht angeordnet sind. Somit isolieren die pn- Übergänge, die durch das Substratteil und das Isolationsgitter 30 mit der Epitaxialschicht gebildet v/erden, elektrisch die Transistoren voneinander. Auf der Quelle 22, der Senke 24, dem Steuerelektroäenoberteil und dem Steuerelektrodenunterteilkontakt 27 sind eine Yielzahl Metallkontakte 32 aus Aluminium so angebracht, daß sie zueinander koplanar sind„ Die restliche Oberfläche der Epitaxialschicht 12 ist .in. konventioneller Weise mit einer Isolationsschicht (nicht dargestellt), beispielsweise aus Siliziumoxidmaterial, versehen. Diese Oxidschicht kann bei konventionellen Photoresistmaslcierunps- und Ätztechniken als Diffusionsmaske verwendet werd*en.
Da der Steuerelektrodenunterteil 18 eine Dicke aufweist, die ungefähr die Hälfte der Dicke der Epitaxialschichi ist, beträgt dessen Schichtwiderstand etwa 4000 Ohm/ Quadrat. Y/ie bereits dargelegt, wei-st die verdeckte Zwischenschicht 14 einen Schichtwiderstand von etwa 20 Ohm/Quadrat auf. Daraus ist ersichtlich, daß die verdeckte Zwischenschicht 14 einen extrem geringen Schichtwiderstand aufweist, der ungefähr ein Zweihunderttel des Schichtv/iderStandes des Steuerelektrodenunterteils beträgt. Dieser spezifische Widerstand rührt von einer viel größeren Konzentration der Stromträger in der verdeckten Zwischenschicht 14 gegenüber der in dem Steuerelektrodenunterteil her, das ist im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Figuren 2 und 3 wichtig.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, haben bekannte Feldeffekttransistoren, die die erfindungsgemäße verdeckte Zwischenschicht nicht aufweisen, einen relativ niedrigen Ausgangswiderstand bedingt durch ein Begrenzen der Aus-
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dehnung des Verarmungsbereich.es durch das Substrat 10', der den pn- Übergang 20' umgibt, welcher das Steuerelektrodenunterteil eines solchen Transistors bildet» In Figur sind ähnliche ieile wie in Figur 1 mit ähnlichen Bezugszeiclien versehen. Außerdem ist zur besseren Übersicht nur der Verarmungsber^ich des Überganges 20' des Steuerelektrodenunterteils gezeigt, da der Übergang 28' des Steuerelektrodenoberteils nicht Gegenstand des Verarmungsausdehnungsbegrenzungsproblemes ist aufgrund der Tatsache, daß der Steuerelektrodenoberteil 26' aus niederohmigen η - Typ Halbleitermaterial besteht. Die Grenzen ^4 und 36 des Verarmun^bereiches des Überganges 20· des Steuerelektrodenunterteils sind durch gestrichelte linien dargestellt und gelten bei einer niedrigen Sperrspannung Vn-n» die zwischen der Steuerelektrode 18* und der Quellelektrode 24 angelegt ist. Somit ist die maximale Dicke des Verarmungsbereiches mit den Grenzen 34 und 36 ein Wert X1 an dem die untere Grenze 36 das Substrat 10' erreicht. Ein weiteres Anwachsen der Sperrspannung V^ ändert die Form des Yerarmungsbereiches in die mit strichpunktierten Grenzlinien 38 und 40 angedeutete Gestalt. Die maximale Dicke X2 eines solcnen Verarmungsbereiches bei hoher Spannung ist jedoch dieselbe wie die Dicke X1 des Verarmungsbereiches bei niedriger Spannung, weil die untere Grenze 40 nicht in das Substrat 10' ausgedehnt werden kann und die obere Grenze 38· auch entsprechend begrenzt ist.
Diese Begrenzung in der Ausdehnung der Dicke des Verarmungsbereiches in Figur 2 ist durch die Tatsache bedingt, daß der Steuerelektrodenunterteil 18« der Epitaxialschicht aufgrund seiner niedrigen Störstellenkonzentration an Stromträgern rasch verarmt. Wenn alle Ladungsträger aus dem Steuerelektrodanunterteil 18*
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entleert sind, erreicht die untere Grenze 40 des Verarnrungsbereicb.es das Substrat 10· und unterbindet das weitere Ausdehnen, Als ein Ergebnis wächst die Dicke eines solchen Verarmungsbereiches nicht langer mit der Sperrspannung an. Es sei bemerkt, daß die Gesamtladung im Verarmungsbereich auf beiden Seiten aer Sperrschicnt 20' dieselbe sein muß, so daß die Ausdehnung der oberen Grenze 38 auch aufhört, wenn die untere Grenze. 40 das Substrat erreicht. Das bedeutet, daß jede weitere Feldeffektwirkung bei höheren Sperrspannungen nur durch die Sperrschicht 28' des Steuerelektrodenoberteils erreicht werden kann. Als ein Ergebnis wird der Ausgangswiderstand eines Feldeffekttransistors beträahtlich erniedrigt durch diese Begrenzung der Ausdehnung des Verarmungsbereiches an der Sperr'schicht 20f des Steuerelektr oderiunter~teilsY
Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, löst die niederohmige verdeckte Zwischenschicht 14 ,die im Feldeffekttransistor gemäß der Erfindung verwendet wird, dieses Problem. Die verdeckte Zwischenschicht 14 unter dem Steuerelektrodenunterteil 18 der Epitaxialschicht hat eine größere Störstellenkonzentration und liefert zusätzliche Stromträger Άητ Vergrößerung des \Terarmungsbereiches. Als ein Ergebnis kann sich der den pn- Übergang 20 umgebende Verarmungshereich über die Unterseite der Epitaxialschicht in die verdeckte Zwischenschicht 14 des Substratteiles hinein ausdehnen. Somit wird, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ein Verarmungsbereich mit den Grenzen 42 und 44 an entgegengesetzten Seiten des pn- Überganges mit einer maximalen Dicke Y. gebildet, wenn die zwischen Steuer- und Quellelektrode angelegte Sperrspannung Y„j. so v/eit erhöht wird, daß die untere Grenze 42 die Unterseite der Epitaxialschicht 12 erreicht. Ein weiteres Anwachsen der Sperrspannung Vp-p verursacht ein Ausdehnen des /erarmungsbereic-hes in einen Bereich größerer Maximaldicke Jf2 mit den Grenzen 46 und 48. Dies ist
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möglich, y/eil die untere Grenze 48 eines solchen Yerarmungsbereich.es in die verdeckte Zwischenschicht 14 hineinreicht.
Aus oben gesagten ist ersichtlich, daß der Feldeffektbetrieb des Überganges 20 des Steuerelektrodenunterteils im Gegensatz zu den bekannten Feldeffekttransistoren, v/ie z.B. dem in Figur 2 dargestellten, fortgesetzt wird, nachdem dessen Verarmungsbereich die Unterseite der Epitaxialschicht 12 erreicht hat. Damit wird bei einem Feldeffekttransistor gemäß der Erfindung ein größerer Ausgangswiderstand und ein niedrigerer Steuerelektroden-Serienwiderstand erreicht. Auch im Falle eines "oberteillosen" Feldeffekttransistors wird damit ein Abschalten des Stromflusses zwischen Quell- und Saugelektrode ermöglicht, weil "die obere Grenze 46 des" Verarmungs"·^^ bereiches die Oberseite des Kanals erreichen kann, so daß ein derartiger Verarmungsbereich vollkommen über einen solchen Kanal reicht.
— Patentansprüche —
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    M «J Feldef f ektvorriehtung mit steuerbarem pn- Übergang, die einen Su/bstratteil aus Halbleitermaterial eines Leitfähigkeitstyps, eine auf dem Substratteil vorgesehene, im wesentlichen gleichmäßigen spezifischen Y/iderstand aufweisende Schicht aus Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, welche einen Steuerelektrodenunterteil und eine JCanalzone des einen Leitfähigkeitstyps umfaßt, welche in der gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisenden Schicht über dem Steuerelektrodenunterteil vorgesehen ist und mit dieser einen, pn- Übergang bildet sowie eine Quell- und eine Saugelektrode, welche im Abstand an der Kanalzone vorgesehen sindund eine Steuerelektrode auf der gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisenden Schicht für den Steuerelektrodenunterteil umfaßt, gekennzeichnet durch eine in der Oberfläche des Substratteils (10) unter dem üteuerelektrodenunterteil (18) der gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisenden Schicht (12) vorgesehene Zwischenschicht (14) aus Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps, die einen gemeinsamen Übergang mit dem Steuerelektrodenunterteil (18) aufweist, wobei die Mviscaenschicht (H) den gleichen Leitfähigkeitstyp aber einen niedrigeren spezifischen Widerstand und eine höhere 'Störstellenkonzentration als der Steuerelektrodenunterteil (18) aufweist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 daß die gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisende S-ehicht (12) eine Epitaxialschicht ist und daß die unter der Epitaxialschicht befindliche Zwischenschicht (H) zum Bilden einer verdeckten Zwischenschicht in das Substratteil (1O) eindiffuti&iert tot.
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    3. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerelektrodenoberteil (26_) aus Halbleitermaterial des entgegengesetzten Leitfähigkeitstyps in der Epitaxialschicht (12) über der Kanalzone (16) vorgesehen ist, der einen anderen pn- Übergang (28) der Steuerelektrode mit der Kanalzone bildet und daß auf dem Steuerelektrodenoberteil ein Steuerelektrodenkontakt (32) angebracht ist.
    4p Feldeffekttransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerelektrodenoberteil (26) im wesentlichen den gleichen spezifischen ',Widerstand wie die Zwischenschicht (14) aufweist.
    5. Feldeffekttransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quell-, Saug- und Steuerelektrodenkontak'ce (32) im wesentlichen koplanar zueinander angeordnet sind·.
    6. Feldeffekttransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalzone (16) aus hochohmigem Halbleitermaterial besteht und daß die Quell- und Saugelektrodenkontakte zum Bilden eines ohmschen Kontaktes mit der Kanalzone je einen Kontaktbereich aus niederohmigeren Halbleitermaterial des gleidhen Leitfähigkeitstyps aufweisen.
    7. Feldeffekttransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, - dadurch gekennzeichnet, daß der Substratteil (10) aus Silizium besteht und die Zwischenschicht durch Eindiffusion von Antimondotiermaterial in die Oberfläche des Siliziumsubstratteils gebildet ist.
    8. Feldeffekttransistor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßigen spezifischen Widerstand aufweisende Schicht (12) nach dem
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    Bilden der Zwischenschicht durch epitaktisches Aufwachsen mit Phosphordotiermaterial auf dem Siliziumsubstratteil (10) gebildet ist.
    .9. Monolithische integrierte Schaltung mit Feldeffekttransistoren nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl Feldeffekttransistoren auf dem Substratte.il (10) angeordnet sind.
    10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem. Substratteil (10) zusätzlich bipolare Transistoren angeordnet sind»
    11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß-auch. die. bipolaren Transistoren, mit Zwischenschichten (14) versehen sind, die verdeckte Zwischenschichten unter den Teilen der gleichmäßigen spezifischen V/iderstand aufweisenden Schicht (12) bilden und die als Kollektoren der bipolaren Transistoren dienen.
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    L e e r s e i t e
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NL (1) NL163066C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0032700A2 (de) * 1980-01-21 1981-07-29 Texas Instruments Incorporated Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Bauelement

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524426B2 (de) * 1973-04-20 1977-02-03
GB1471617A (en) * 1973-06-21 1977-04-27 Sony Corp Circuits comprising a semiconductor device
US3855613A (en) * 1973-06-22 1974-12-17 Rca Corp A solid state switch using an improved junction field effect transistor
GB1477467A (en) * 1973-06-26 1977-06-22 Sony Corp Analogue memory circuits
US4117587A (en) * 1973-11-30 1978-10-03 Matsushita Electronics Corporation Negative-resistance semiconductor device
JPS5140887A (de) * 1974-10-04 1976-04-06 Hitachi Ltd
US4496963A (en) * 1976-08-20 1985-01-29 National Semiconductor Corporation Semiconductor device with an ion implanted stabilization layer
US4393575A (en) * 1979-03-09 1983-07-19 National Semiconductor Corporation Process for manufacturing a JFET with an ion implanted stabilization layer
US4638344A (en) * 1979-10-09 1987-01-20 Cardwell Jr Walter T Junction field-effect transistor controlled by merged depletion regions
US4698653A (en) * 1979-10-09 1987-10-06 Cardwell Jr Walter T Semiconductor devices controlled by depletion regions
US4523368A (en) * 1980-03-03 1985-06-18 Raytheon Company Semiconductor devices and manufacturing methods
US4758528A (en) * 1980-07-08 1988-07-19 International Business Machines Corporation Self-aligned metal process for integrated circuit metallization
US4608589A (en) * 1980-07-08 1986-08-26 International Business Machines Corporation Self-aligned metal structure for integrated circuits
US4575746A (en) * 1983-11-28 1986-03-11 Rca Corporation Crossunders for high density SOS integrated circuits
USRE34821E (en) * 1986-11-17 1995-01-03 Linear Technology Corporation High speed junction field effect transistor for use in bipolar integrated circuits
EP0268426A3 (de) * 1986-11-17 1989-03-15 Linear Technology Corporation Hochgeschwindigkeits-Feldeffekttransistor mit pn-Übergang zur Verwendung in bipolaren integrierten Schaltungen
CN100397654C (zh) * 2004-08-17 2008-06-25 北京大学 双栅结栅场效应晶体管
CN100479193C (zh) * 2004-08-17 2009-04-15 北京大学 浮栅闪存场效应晶体管
US20070278539A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Agere Systems Inc. Junction field effect transistor and method for manufacture
JP2011238771A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Hitachi Ltd 半導体装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3150299A (en) * 1959-09-11 1964-09-22 Fairchild Camera Instr Co Semiconductor circuit complex having isolation means
US3237062A (en) * 1961-10-20 1966-02-22 Westinghouse Electric Corp Monolithic semiconductor devices
BE632105A (de) * 1962-05-09
US3210677A (en) * 1962-05-28 1965-10-05 Westinghouse Electric Corp Unipolar-bipolar semiconductor amplifier
NL297820A (de) * 1962-10-05
GB1026489A (en) * 1963-11-15 1966-04-20 Standard Telephones Cables Ltd Semiconductor device fabrication
US3278853A (en) * 1963-11-21 1966-10-11 Westinghouse Electric Corp Integrated circuits with field effect transistors and diode bias means
US3404295A (en) * 1964-11-30 1968-10-01 Motorola Inc High frequency and voltage transistor with added region for punch-through protection
US3327182A (en) * 1965-06-14 1967-06-20 Westinghouse Electric Corp Semiconductor integrated circuit structure and method of making the same
US3370995A (en) * 1965-08-02 1968-02-27 Texas Instruments Inc Method for fabricating electrically isolated semiconductor devices in integrated circuits
US3414782A (en) * 1965-12-03 1968-12-03 Westinghouse Electric Corp Semiconductor structure particularly for performing unipolar transistor functions in integrated circuits
US3404450A (en) * 1966-01-26 1968-10-08 Westinghouse Electric Corp Method of fabricating an integrated circuit structure including unipolar transistor and bipolar transistor portions

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0032700A2 (de) * 1980-01-21 1981-07-29 Texas Instruments Incorporated Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Bauelement
EP0032700A3 (de) * 1980-01-21 1982-08-04 Texas Instruments Incorporated Sperrschicht-Feldeffekttransistor-Bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
US3538399A (en) 1970-11-03
GB1246208A (en) 1971-09-15
FR2008599A1 (de) 1970-01-23
NL6907405A (de) 1969-11-18
NL163066C (nl) 1980-07-15
NL163066B (nl) 1980-02-15
FR2008599B1 (de) 1973-10-19

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