DE2133982C2 - Integriertes Halbleiterbauelement mit einer von einer vergrabenen Schicht gebildeten leitenden Verbindung - Google Patents

Integriertes Halbleiterbauelement mit einer von einer vergrabenen Schicht gebildeten leitenden Verbindung

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DE2133982C2 DE19712133982 DE2133982A DE2133982C2 DE 2133982 C2 DE2133982 C2 DE 2133982C2 DE 19712133982 DE19712133982 DE 19712133982 DE 2133982 A DE2133982 A DE 2133982A DE 2133982 C2 DE2133982 C2 DE 2133982C2
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Description

a) das Substrat (100) und die cpilaxiale Schicht (104) aus Silicium bestehen und vom gleichen Leitungstyp sind,
b) die isolierende Zone (109) eine teilweise in die cpitaxiale Schicht (104) versenkte Zone aus genetischem Siliciumoxid ist,
c) die vergrabene Schicht (102) sich an die versenkte isolierende Zone (109) anschließt und die wenigstens zwei Insellcile (106, 107) von dem Substrat (100) trennt.
Die Erfindung betrifft ein integriertes Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein Bauelement dieser Λπ, bei dem die einzelnen Inselteile durch PN-Übergänge isoliert sind, ist aus IHM Technical Disclosure Bulletin. Bd. 8, No. 12, Mai 1%6. S. und 1844 bekannt.
Diesen bekannten integrierten Halbleiterbauelementen haften aber Nachteile an. So hat eine Isolierung durch einen in Spcrrichtung vorgespannten PN-Übergang einen nicht vernachlässigbaren Leckstrom, eine bestimmte Durchschlagspannung und eine ebenfalls nicht vernachlässigbare Kapazität. Ferner besteht die Möglichkeit, daß eine parasitäre Transistorwirkung und Leckwege längs der Oberfläche der Halbleilcrschicht zu der Isolierzone oder zwischen Ccbieten benachbarter Inseln durch Inversion an dieser Oberfläche auftreten. Im allgemeinen werden die niedrigen Durchschlagspannungen und der hohe parasitäre Leckstrom am Übergang zu einer Isolierzone durch Vermeidung abrupter PN-Übcrgiinge /wischen hochdotierten Zonen vermieden. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß mindestens eine Zone verhältnismäßig hochohmig gewühlt wird. Diese Zone besteht dann /.. B. aus dem verhältnismäßig hochohmigcn Material der epitaxialen I lalhleilcrschicht auf dem Substrat. Zur Vermeidung von Kurzschlußvcrhindungen durch Inversion weiden häuli|.· kanalunlerbrechende Diffiisions/otien verwendet, die in einigeln Absland von dem PN-Übergang zwischen der Isolierzone und der Insel liegen müssen, somit also zusätzlich Fläche auf dem Halbleiterkörper ir. Anspruch nehmen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein integriertes Halbleiterbauelement nach dem Oberbegriff des Palentanspruchs gcgrängter aufzubauen und die Isolierung zu verbessern.
Die Hrfindung geht von der Rrkennlnis aus, daß man bei Anwendung einer aus Philips Res. Rep. 25, 1970, S. to 118—132 bekannten versenkten isolierenden Zone aus Isoliermaterial in geringerem Maße von der Verwendung von PN-Übergängen abhängig ist, um eine befriedigende Isolierung zu erreichen, so daß eine größere Wahlfreiheil in bezug auf die Lage und die Form in einer is Insel angebrachter Zonen besteht
In Anwendung dieser Erkenntnis wird die genannte Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.
Das Teilmerkmal, daß sich eine versenkte isolierende Zone aus genclischcm Siliciumoxid an eine vergrabene Schicht anschließt, ist in Zusammenhang mit der Herstellung von Silicium-Mcsatransistorcn aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. II, No. 12, Mai 1969, S. 1690, Ib91 bekannt.
Ein crfindungsgemäß ausgebildetes integriertes Halbleiterbauelement weist eine verbesserte Isolierung der Inseln gegeneinander auf, wobei gleichzeitig der für die Isolierung erforderliche Flächenbedarf auf dem Halbleiterkörper verringert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein integriertes Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Substratkörper, der den gleichen Leitungstyp wie die darauf angebrachte epitaxiale Schicht aufweist. Der einkristallinc Siliciumsubstratkörpcr 100 besteht z. B. aus N-Icitendcm Material mit einem spezifischen Widersland von z. B. liicm. Eine darauf angebrachte epitaxiale Schicht 104 besieht aus Silicium vom gleichen Leitungstyp mit etwa dem gleichen spezifischen Widerstand, während an der Grenzfläche zwischen dem Substralkörpcr und der epitaxialen Schicht eine Λη/.ahl vergrabener Schichten 101, 102 und 103 aus P-Icilcndcm Silicium angebracht sind, die durch ein Netzwerk schmaler Zonen 111 aus dem hochohmigcn N-Ieitcndcn Material des Substrats und der cpitaxialen Schicht voneinander getrennt sind. Die vergrabenen Schichten sind z. B. mti Bor dotiert und haben sich von der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der cpitaxialen Schicht an ausgedehnt.
Von der Oberseite der cpilaxialcn Schicht an ist eine versenkte isolierende Zone aus genetischem Siliciumoxid auf die in Philips Res. Rep. 25, 1970, S. 118-132 beschriebene Weise angebracht, deren obere Fläche etwa auf der gleichen Höhe wie die Oberseite der bcnachharten Teile der epitaxialen Schicht liegt. Die versenkte isolierende Zone 109 überlappt u. a. die N-Ieitcndcn Zonen zwischen den vergrabenen Schichten 101, 102 und 103. Ferner ist sie örtlich auch längs /.wischenliegender Streifen von oben her, z. B. bis zu einem Mittelteil der M) vergrabenen Schicht 102, angebracht. Auf diese Weise wird die epitaxiale Schicht 104 in N-Ieitende Inseln 105, 106, 107 und 108 geteilt, die von dem N leitenden Substrat 100 durch zwei PN-Übergänge und voneinander durch Isolierzonen getrennt sind, die teilweise aus der br> versenkten isolierenden /one 109 bestehen. So sind die Inseln 105 und 106 voneinander durch die versenkte isolierende Zone 109, die einander zugekehrten Teile der vergrabenen .Schicht 102 und 103 und die zwischen-
§■ liegende hochohmige N-lcitende Zone 111 gelrennt, |S während die Inseln 106 und 107 voneinander durch die Ü versenkte isolierende Zone 109 und die vergrabene P; Schicht 102, und die Inseln 107 und 108 voneinander f,t durch die versenkte isolierende Zone 109, die einander |J zugekehrten Endteile der vergrabenen Schichten 101 t| und 102 und die zwischcnliegende hochohmige N-Iei-Pl tendc Zone 111 getrennt sind. Auf an sich bekannte *~. Weise können in den voneinander getrennten Inseln J1Sf Halbleiterschaltungselemente gebildet werden. Dabei ι» '[V-. ist es möglich, daß eine solche untenliegende vcrgrabe-V; ne Schicht zur doppellen Isolierung dienl. Eine solche jiS vergrabene Schicht, die ja durch einen PN-Übergang 5| von dem N-leitenden Material des Substraikörpers ge-6| trennt ist, kann aber auch einen funktioneilen Teil eines E anzubringenden Schaltungselemente, z. B. den Kollekte tor eines PNP-Transistors, bilden. Sie kann auch, wenn \ϊ) sie unter mehr als einer Insel angebracht ist, als Verbini.if dungszone, z. B. als gemeinsame, gegebenenfalls schwefel bende Elektrode zweier in den Inseln 106 und 107 anger? brachter Schaltungselemente, dienen.
'(.;. Eine Inselstruktur der in der Figur gezeigten Art kann ψ auch erhalten werden, wenn ein P-leitendes Substrat Ki-j 100 verwendet wird, auf dem P-leitendes epilaxiales ri;' Material 104 angebracht wird, wobei N-!eitende vergra- $ bene Schichten 101,102 und 103 Verwendung finden.
Als Halbleiterschaltungselemente können auch sol-
:, ehe mit Kontakten vom Schottky-Typ verwendet wer-
11 den, ebenfalls Sperrschicht-Fcldeffckttransisioren.
> Z. B. kann in der Insel 107 eine P-Ieitendc Zone 113 so
H durch Diffusion angebracht werden, die mit der vcrgra-
i1' benen Schicht 102 ein Gate für den Stromweg vom
!; Drain 114 zur Source 115 über die schmale Gatezone
ρ 116 bildet. Dieser Stromweg kann durch das Anlegen
?·.■: einer ausreichenden Sperrspannung an die Gateelektro- J5
:' de 113 verschlossen werden. Es ist auch möglich, den
I: verengten Teil 116 aus dem hochohmigen N-leitenden
I Material als Widerstand zu benutzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Integriertes Halbleiterbauelement mit einem einkristallinen Halbleitersubstrat (100), einer cpitaxialen Halblciterschicht (104) auf dem Substrat (100), einer isolierenden Zone (109) in der cpitaxialen Schicht (104). welche Zone wenigstens zwei Inscltei-Ie (106,107) der epitaxialen Schicht (104) umgibt und voneinander trennt, einer vergrabenen Schicht (102) an der Grenze zwischen der cpitaxialen Schicht (104) und dem Substrat (100) unter den lnscltcilcn (106, 107), welche vergrabene Schicht (102) einen PN-Übergang mit dem Substrat (100) bildet, einem von der isolierenden Zone (109) begrenzten Schaltungselement (113,114,115) in wenigstens ein^m der Inselteile (107), welches Schaltungselement (113, 114,115) eine Zone enthält, die wenigstens teilweise durch die vergrabene Schicht (102) gebildet wird, und einer von der vergrabenen Schicht (102) gebildeten elektrisch leitenden Verbindung unter einem Teil der isolierenden Zone (109) zwischen der Zone des Schaltungselement (113, 114, 115) und einer einem anderen der Inselteile (106) zugehörigen Zone, dadurch gekennzeichnet, daß
DE19712133982 1970-07-10 1971-07-08 Integriertes Halbleiterbauelement mit einer von einer vergrabenen Schicht gebildeten leitenden Verbindung Expired DE2133982C2 (de)

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