DE2539026A1 - FIELD EFFECT TRANSISTOR - Google Patents

FIELD EFFECT TRANSISTOR

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    • H01L29/808Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate
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Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POL I MEIER 1. September 1975 g.ke 72 355PATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH GERD MÖLLER D. GROSSE F. POL I MEIER September 1, 1975 g.ke 72 355

TOKYO SHIBAURA ELECTRIC COMPANY LIMITED,TOKYO SHIBAURA ELECTRIC COMPANY LIMITED,

72 Horikawa-cho, Saiwai-ku/ Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan72 Horikawa-cho, Saiwai-ku / Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan

FeldeffekttransistorField effect transistor

Die Erfindung betrifft einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor mit einem Grundkörper eines Halbleitermateriales eines Leitfähigkeitstypes mit einem Abflußgebiet und einem Quellgebiet des gleichen Leitfähigkeitstypes und einem Torbereich des alternativen Leitfähigkeittypes. Solche Feldeffekttransistoren, im folgenden kurz mit FET bezeichnet, zeichnen sich dadurch aus, daß sie an der Steuerelektrode praKtisch keineniStrom aufnehmen. Neuerdings sind Sperrschicht-FET der Vertikalausführung entwickelt, die ein derartiges Triodenverhalten aufweisen. Sie finden besondere Beachtung, weil sie als Elemente zum Steuern bzw. Regeln relativ großer elektrischer Leistungen verwendet werden können. Als nachteilig bei üblichen Ausführungen macht sich bemerkbar, daß der Widerstand der Steuerelektrode selbst unerwünscht groß ist, und auch die Steuerkapazität erweist sich als hoch, so daß die hieraus resultierende Zeitkonstante groß wird und sich relativ lange Laufzeiten ergeben, so daß die obere Grenzfrequenz, bis zu der solch FET benutzt werden kann, unerwünscht niedrig liegt.The invention relates to a junction field effect transistor with a base body of a semiconductor material of one conductivity type with a drainage area and a source area of the same conductivity type and a gate area of the alternative conductivity type. Such field effect transistors, hereinafter referred to as FET for short, draw are characterized by the fact that they practically do not take up any current at the control electrode. Recently, junction FETs are the Vertical design developed that have such a triode behavior. They get special attention because they as elements for controlling or regulating relatively large electrical Benefits can be used. A disadvantage of conventional designs is that the resistance the control electrode itself is undesirably large, and the control capacitance turns out to be high, so that the the resulting time constant becomes large and the running times are relatively long, so that the upper limit frequency, up to which such FET can be used is undesirably low.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen FET zu schaffen, dessen Kapazitäten, insbesondere die der Steuer- bzw. Torelektrode zur Quellelektrode, sowie die Laufzeiten gering sind, und dessen Steuerelektrode einen geringen Widerstand aufweist, so daß der FET bis zu hohen Frequenzen einsetzbar ist. Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung, einen Aufbau anzugeben, der relativ enge Toleranzen der Kennwerte des FET sichert.The invention is based on the object of creating an FET whose capacities, in particular those of the control or gate electrode to the source electrode, and the transit times are short, and its control electrode has a low resistance so that the FET can be used up to high frequencies. Another object of the invention is to provide a structure which ensures relatively narrow tolerances of the characteristic values of the FET.

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEiEHtPATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH GERD MÖLLER D. GROSSE F. POLLMEiEHt

Gelöst wird diese Aufgabe, indem ein gattungsgemäß ausgebildeter FET gemäß der Erfindung das Quellgebiet sowie das Torgebiet an einer Hauptfläche des Körpers angeordnet aufweist, und indem das Quellgebiet eine Vielzahl einzelner Bezirke aufweist, die von geschlossenen Maschen, die von Bereichen des Torgebietes gebildet sind, so umschlossen sind, daß sie direkt an diese angrenzen. Hierdurch werden relativ enge, wirkungsvolle Kanäle erzielt, und durch Fehlen direkter überdeckungen der Elektroden mit geringer Distanz wird deren Kapazität erheblich herabgesetzt.This object is achieved by a generically designed FET according to the invention, the source area as well the gate area has arranged on a main surface of the body, and in the source area a plurality of individual ones Has districts that are enclosed by closed meshes that are formed by areas of the goal area are that they are directly adjacent to these. In this way, relatively narrow, effective channels are achieved, and If there is no direct overlap of the electrodes at a short distance, their capacitance is considerably reduced.

Zweckmäßig ist das Torgebiet als geschlossene Maschen aufweisendes Gitter ausgebildet, das über die Länge jeder Masche hin von der Hauptfläche des Körpers ausgehend sich in diesen erstreckt, wobei die Quellbezirke sich von der Hauptfläche des Körpers aus jeweils in eine Masche hinein erstrecken. The goal area is useful as a closed mesh Lattice formed, which extends over the length of each mesh from the main surface of the body in this extends, the source districts each extending into a mesh from the main surface of the body.

Günstige Kennwerke des FET werden erreicht, wenn die Torgebiete sich von der Oberfläche des Körpers aus tiefer in diesen erstrecken als die Quellbezirke. Es ist jedoch auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß die Torgebiete sich von der Oberfläche des Körpers aus im wesentlichen ebenso tief in diesen erstrecken wie die Quellbezirke.Favorable characteristics of the FET are achieved when the gate areas extend deeper into them from the surface of the body extend as the source districts. However, it is also possible to make the arrangement so that the gate areas extend from the surface of the body essentially as deep into it as the source regions.

Der Widerstand der Torelektrode läßt sich wirkungsvoll senken, wenn die entlang des ümfanges des Netzes vorgesehenen Bereiche sich tiefer in den Körper erstrecken als die übrigen, vorzugsweise inneren Bereiche.The resistance of the gate electrode can be effectively reduced if the provided along the circumference of the network Areas extend deeper into the body than the remaining, preferably inner areas.

Eine besondere günstige Ausführung ergibt sich, wenn das Abflußgebiet seitlich des Torgebietes im Körper angeordnet ist und sich von dessen Hauptfläche aus in diesen erstreckt.A particularly favorable design results when the drainage area is arranged to the side of the goal area in the body and extends into it from its main surface.

Mit Vorteil besteht der Körper an seiner an die Hauptfläche anschliessenden Seite aus Halbleitermaterial geringerer Leit-The body advantageously consists on its side adjoining the main surface of semiconductor material with lower conductivity

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIERPATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH GERD MÖLLER D. GROSSE F. POLLMEIER

fähigkeit, das auf seiner der "Hauptflache abgewandten Seite eine Schicht höherer Leitfähigkeit aufweist; das Abflußgebiet erstreckt sich hierbei von der Hauptfläche durch die Schicht niederer Leitfähigkeit bis zur mit ihr in Kontakt stehenden Schicht höherer Leitfähigkeit.ability to do so on its side facing away from the "main surface." has a layer of higher conductivity; the drainage area extends from the main surface through the Layer of low conductivity up to the layer of higher conductivity in contact with it.

Eine vielseitige Verwendung und einfache Montage ergibt sich, wenn die Anschlußelektroden des Abfluß-, des Tor- und des Quellgebietes auf der gleichen Hauptfläche des Körpers angeordnet sind.Versatile use and simple assembly results when the connection electrodes of the drain, gate and the source area are arranged on the same main surface of the body.

Die Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispieles sowie diese erläuternden Zeichnungen geschrieben. Es zeigen hierbei:The features of the invention are described below with reference to exemplary embodiments and these explanatory drawings written. It shows here:

einen Schnitt durch eine Vertikalausführung eines FET,a section through a vertical version of a FET,

unterschiedliche Feldbilder eines Kanales des FET der Fig. 1,different field images of a channel of the FET of FIG. 1,

Stromkennlinien des FET der Fig. 1,Current characteristics of the FET of Fig. 1,

schematisch Phasen der Fertigung eines erfindungsgemäß ausgebildeten FET,schematic phases of the production of an FET designed according to the invention,

Fig. 5 Stromkennlinien des FET nach Fign. 4,5 current characteristics of the FET according to FIGS. 4,

Fign. 6 bis 8 erläutern Herstellungsphasen dreier weiterer Ausführungsbeispiele des FET,Figs. 6 to 8 explain manufacturing phases of three further exemplary embodiments of the FET,

Fign. 9 und 10 Fertigungsphasen eines weiteren FET,Figs. 9 and 10 manufacturing phases of another FET,

Fign.11 bis 13 die Fertigungsphasen des 6. bis 8. Ausführungsbeispieles. FIGS. 11 to 13 show the production phases of the 6th to 8th exemplary embodiment.

Fig. 1 stellt den seitlich abgebrochenen, vergrößerten Schnitt durch einen bekannten Mehrkanal-FET dar, der für integrierteFig. 1 shows the laterally broken, enlarged section through a known multi-channel FET, which is used for integrated

Fig.Fig. 11 Fign.Figs. 22 Fig.Fig. 33 Fign.Figs. 44th

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Schaltungen oder integrierte Schaltkreise sehr nützlich ist. Der Körper 1 dieses Feldeffektransistors FET besteht beispielsweise aus einem N -leitenden Bereich mit einer darunter angeordneten N -leitenden Schicht. In die obereCircuits or integrated circuits is very useful. The body 1 of this field effect transistor FET is made for example from an N -conductive region with an N -conductive layer arranged underneath. In the upper one

_ 4._ 4.

Fläche dies N -leitenden Bereiches sind mehrere P -leitende Steuerelektrodenbereiche 3 als ein miteiander verbundenes Netz eingearbeitet. Ein flacher N -leitender Emitterbereich h ist derart gearbeitet, daß er sich über den meisten der Steuerelektrodenbereichen befindet. Mehrere Kanalbereiche sind in dem einen hohen Widerstand aufweisenden N -Bereich vorhanden und zwischen den verschiedenen St.euerelektrodenbereichen 3 derart angeordnet, daß der zwischen Emitter und Kollektor durch die Kanalbereiche fließende Strom gesteuert und geregelt wird. D ist ein Kollektoranschluß, der aus einer Kollektorelektrode 5 herausgeführt 5 herausgeführt ist. Die Kollektorelektrode 5 entsteht durch Vakuumverdampfung von Aluminium oder dergleichen auf die Bodenfläche des Körpers 1, G und S sind jeweils ein Steuerelektrodenanschluß und ein Emitterelektrodenanschluß, die herausgeführt sind aus einer Steuerelektrode 6 und einer Emitterelektrode 7» die gleichzeitig hergestellt werden.In the area of this N -conductive region, several P -conductive control electrode regions 3 are incorporated as a network connected to one another. A shallow N -type emitter area h is machined in such a way that it is located over most of the control electrode areas. A plurality of channel regions are present in the high resistance N region and are arranged between the various control electrode regions 3 in such a way that the current flowing through the channel regions between the emitter and collector is controlled and regulated. D is a collector terminal which is led out 5 from a collector electrode 5. The collector electrode 5 is formed by vacuum evaporation of aluminum or the like on the bottom surface of the body 1, G and S are respectively a control electrode terminal and an emitter electrode terminal which are led out from a control electrode 6 and an emitter electrode 7 which are produced at the same time.

Ein· Vertikal-Feldeffekttransistor FET der vorerwähnten Konstruktion ist derart ausgelegt, daß weitmöglichst Gebrauch gemeacht wird von den Vorteilen des bipolaren Schaltelementes und des elektrischen Feldeffektransistors. Im gleichen Vertikal-Feldeffekttransistor FET ist eine epitaxiale Struktur vorhanden, in der die Steuerelektrodenbereiche eingebettet sind in das Innere des Transistorkörpers durch Anwendung des Gasphasenwachsverfahrens.A vertical field effect transistor FET of the aforementioned Construction is designed in such a way that as far as possible use is made of the advantages of the bipolar Switching element and the electrical field effect transistor. In the same vertical field effect transistor FET, there is an epitaxial structure in which the control electrode regions are embedded in the interior of the transistor body by using the gas phase wax process.

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Durch das nachstehend beschriebene Verfahren hat der vorerwähnte Feldeffekttransistor FET der Vertikalausführung eine Doppeldiffusionsstruktuf, so daß das Verfahren seiner Herstellung stark vereinfacht wird.By the method described below, the aforementioned field effect transistor FET has the vertical type a double diffusion structure, so that the process of its manufacture is greatly simplified.

Das bedeutet, der Körper 1 des Transistors, der aus einem N~-leitenden Bereich besteht und aus der N -leitenden Schicht, die dann zur Kollektorzone wird, wird hergestellt. Auf die obere Fläche des N~-leitenden Bereiches wird ein Oxydfilm angeordnet und auf dieser Schicht eine Fotowiderstandsschicht, die in selektiver Weise geätzt wird, wobei zur Herstellung der Steuerelektrodenbereiche Löcher in die Oxydschicht eingearbeitet werden. Eine Schablone in Form eines runden oder quadratischen Netzwerkes wird verwendet, wobei das Netzwerk die Teile abdeckt, in denen die Emitterbereiche eingearbeitet werden sollen. Die Weite des Netzes, das die Steuerelektrodenzonen bildet, beträgt ungefähr 5 Mikron. Von hier aus wird beispielsweise Bor als eine P-leitende Verunreinigung in den N -leitenden Bereich eingeführt. Nach der Herstellung dieser P-leitenden Steuerelektrodenbereiche werden diese Steuerelektrodenbereiche mit einer Oxydschicht abgedeckt, woraufhin dann ein großes Fenster, das die gesamten Steuerelektrodenbereiche erfaßt, in den Oxydfilm eingearbeitet wird. Durch dieses Fenster wird eine N-leitende Verunreinigung, beispielsweise Phosphor oder dergleichen, in einer hohen Konzentration flach eindiffundiert, wobei ein N -leitender Emitterbereich k derart hergestellt wird, daß von ihm, wie. dies aus Fig.l hervorgeht, im wesentlichen alle Steuerelektrodenbereiche abgedeckt wird.This means that the body 1 of the transistor, which consists of an N ~ -conducting region and the N -conducting layer, which then becomes the collector zone, is produced. An oxide film is placed on the upper surface of the N ~ -conducting area and a photoresist layer is placed on this layer, which is selectively etched, with holes being machined into the oxide layer to produce the control electrode areas. A template in the form of a round or square network is used, the network covering the parts in which the emitter areas are to be incorporated. The width of the mesh that forms the control electrode zones is approximately 5 microns. From here, for example, boron is introduced as a P-type impurity into the N-type area. After the production of these P-conductive control electrode areas, these control electrode areas are covered with an oxide layer, whereupon a large window covering the entire control electrode areas is worked into the oxide film. Through this window, an N-type impurity, for example phosphorus or the like, is flatly diffused in a high concentration, an N-type emitter region k being produced in such a way that from it, such as. This can be seen from Fig.l, essentially all control electrode areas is covered.

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(ο(ο

Die PN-Übergangsflachen sind bei diesem Feldeffekttransistor nicht an der Oberfläche des Körpers freiliegend angeordnet, und die Sperrschichtkapazitat ist kleiner als bei. den firiiher bekannten AUstiWBHVngon von Feldeffökttfaneistoren FET, darüber hinaus ist die Spannungsfestigkeit verbessert, weil die Gatt-oder Steüerelektrodenzonen und Emitterzonen aus N-P - Übergängen bestehen, zeigt der zwischen Gatt oder Steuerelekrode und Emitter fließende Strom Triodenverhalten, auch die Kennlinie des Sättigungsstromes, der durch die Kanalbereiche fließt, ist verbessert. The PN junction areas are in this field effect transistor not exposed on the surface of the body, and the barrier capacitance is less than at. the previously known AUstiWBHVngon von Feldeffökttfaneistoren FET, in addition, the dielectric strength is improved because the gate or control electrode zones and Emitter zones consist of N-P transitions, shows the flowing between gate or control electrode and emitter Current triode behavior, also the characteristic of the saturation current, that flows through the channel areas is improved.

Figo 2 zeigt nun die Zustände einer Sperrschicht in einem Kanalbereich, Damit soll das Arbeitsprinzip eines Feldeffekttransistors der Vertikalausführung dargestellt werden. Fig„ 2a zeigt den Zustand der Verarmungs-Sperrschicht in der Umgebung der Steuerelektroden-oder Gattzonen für den Fall, daß keine negative Steuerspannung V der Steuerelektrode aufgeschaltet ist. Diese Verarmungs-Sperrschicht wird dann, wenn keine negative Steuerspannung angelegt ist, von dem internen elektrischen Feld erzeugt, das am PN-Übergang zwischen Gatt/Steuerelektrode und Emitter vorhanden ist ο Wird nun zwischen Emitter und Kollektor eine Spannung V^ angelegt, dann beginnt im Kanalbereich ein Kollektorstrom Ι« zu fließen,, Die V_-In-Kennlinien sind mit Fig.3 dargestellt. Wird aber sodann, wie dies mit Fig. 2b dargestellt wird, eine negative Steuerspannung dem Gatt oder der Steuerelektrode aufgeschaltet, dann erstreckt sich die Verarmungs-Sperrschicht von den Gatt-^oder Steuerelektrodenbereichen aus nach außen und verengt die Breite des Kanals, der sich zwischen den Gatt/Steuerelektrodenbereichen befindet, so daß der Kollektorstrom In weniger+FIG. 2 now shows the states of a barrier layer in a channel region. This is intended to illustrate the working principle of a field effect transistor of the vertical design. 2a shows the state of the depletion barrier layer in the vicinity of the control electrode or gate zones in the event that no negative control voltage V is applied to the control electrode. If no negative control voltage is applied, this depletion barrier layer is generated by the internal electric field that is present at the PN junction between gate / control electrode and emitter Channel area a collector current Ι «to flow ,, The V_-I n characteristic curves are shown with Fig.3. However, if a negative control voltage is then applied to the gate or the control electrode, as shown in FIG the gate / control electrode areas, so that the collector current I n is less +

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leicht fließen kann. Die V -L-Kennlinien verändern sich in der mit Fig. 3 wiedergegebenen Weise und in einer Form, durch die der Widerstand des Kanals größer wird. Wird eine noch größere negative Steuerspannung angelegt, wie dies mit Fig. 2c wiedergegeben wird, dann"schnürt die 'Verarmungs-Sperrschicht aus den Gatt/Steuerelektrodenbereichen den Kanalbereich ein". Das aber bedeutet, daß sogar dann, wenn die Kollektorspannung V angelegt worden ist, der Kanal durch die Verarmungs-Sperrschicht blockiert ist, und ein Kollektorstrom I_ nicht fließt. Wird natürlich eine höhere Kollektorspannung V angelegt, dann kommt es zu einem Zusammenfallen der Verarmungs-Sperrschicht,und der Strom kann zum Fließen gebracht werden«, Fig„2d gibt nun den Zustand der Verarmungs-Sperrschicht unmittelbar vor dem Zusammenfallen dieser Verarmungs-Sperrschicht wieder. Die Kollektorspannung V verursacht das Aufkommen einer Umwandlung auf der Seite der Kollektorzone. Damit wird, wenn, wie dies aus Fig. 3 zu erkennen ist, die Steuexspannung V noch negativer wird, die Kollektorspannung Vn, die für das Einsetzen des Fließens des Kollektorstromes L. notwendig ist, größer, und äs ist möglich ungefähr die Eigenschaften und das Verhalten einer Triode zu erreichen. can flow easily. The V-L characteristics change in the manner shown in FIG. 3 and in a form which increases the resistance of the channel. If an even greater negative control voltage is applied, as shown in FIG. 2c, then "the depletion barrier layer from the gate / control electrode areas constricts the channel area". However, this means that even when the collector voltage V has been applied, the channel is blocked by the depletion junction and a collector current I_ does not flow. If, of course, a higher collector voltage V is applied, the depletion barrier layer collapses and the current can be made to flow ”,“ 2d now shows the state of the depletion barrier layer immediately before this depletion barrier layer collapses. The collector voltage V causes conversion to occur on the collector region side. Thus, if, as can be seen from FIG. 3, the control voltage V becomes even more negative, the collector voltage V n , which is necessary for the onset of the flow of the collector current L., is greater, and approximately the properties and are possible to achieve the behavior of a triode.

Wird nun ein Vertikal-Feldeffekttransistor FET, der diese Eigenschaften hat und dieses Verhalten aufweist, betrachtet, so zeigt sich an Hand der Fig. 1, daß die Abstandsanordnung der Gatt-/Steuerelektrodenbereiche, d.h. die Breite der Kanalbereiche, bestimmt wird yon dem Eindiffundieren einer N -Schicht als Emitterbereich h unter der Emitterelektrode oder dem Emitteranschluß 7. Die Gatt-/ Steuerelektrodenbereiche 3 sind somit kontinuierlich inIf a vertical field effect transistor FET, which has these properties and exhibits this behavior, is now considered, it can be seen from FIG N layer as the emitter region h under the emitter electrode or the emitter terminal 7. The gate / control electrode regions 3 are thus continuously in

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Netzform und in einer Ebene miteinander verbunden, über den Gatt~/Steuerelektrodenbereichen, wo eine Gattelektrode 6 nicht vorgesehen ist, werden sie von der vorerwähnten N -Schicht derart abgedeckt, daß sie nicht frei an der Oberfläche des Hauptkörpers 1 liegen 0 Aus diesem Grunde sind nahe der Oberfläche die Gatt-/Steuerelektrodenbereiche in einer Form gehalten, in der sie abgetrennt werden durch die (zweite) Eindiffundierung einer N -Schicht, Damit aber wird der^Gatt-Zsteuerelektroden-Reihenwiderstand r groß. Die Ausdehnung der Verarmungs-SperrschichtMesh shape and connected to each other in a plane, over the gate / control electrode areas where a gate electrode 6 is not provided, they are covered by the aforementioned N-layer so that they are not exposed on the surface of the main body 1 0 For this reason near the surface the gate / control electrode areas are kept in a form in which they are separated by the (second) diffusion of an N -layer, but with this the ^ Gatt-Z control electrode series resistance r becomes large. The expansion of the depletion barrier

in die Kanalbereiche läßt die Kanäle nicht leicht einschnüren. Darüber hinaus ist die Übergangsschicht der Gattbereiche 3 und der Emitterbereiche 4 so geformt, daß sie sich über die ganze obere Fläche der Gatt-/Steuerelektrodenbereiche 3 erstreckt,und die Übergangskapazität CL,c groß wird« Aus diesem Grunde wird auch die Zeitkonstante CL10.r_ groß, sodaß bei Hochfrequenzbetrieb der Kollektorstrom I^ nicht gesteuert und geregelt werdej? kann.the canals cannot easily be constricted in the canal areas. In addition, the junction layer of the gate regions 3 and the emitter regions 4 is formed so as to extend over the entire upper surface of the gate / control electrode regions 3, and the junction capacitance CL, c becomes large. For this reason, the time constant CL also becomes 10 . r_ large, so that the collector current I ^ is not controlled and regulated during high-frequency operation? can.

Bei dieser Erfindung sind die zuvor angeführten Punkte berücksichtigt worden, so daß ein Vertikal-Sperrschichtfeldeffekttransistor oder eine Vertikal-Sperrschichthalbleitervorrichtung geschaffen wird, die zufriedenstellend arbeitet und ausgezeichnet gute Hochfrequenzeigenschaften aufweist.This invention takes the above points into account so that a vertical junction field effect transistor or a vertical junction semiconductor device which works satisfactorily and excels in high frequency characteristics having.

Die Ausführungsbeispiele dieser Erfindung, die sich im wesentlichen auf einen N-Kanal-Feldeffekttransistor FET beziehen, werden nachstehend unter Verweisung auf die Zeichnung dargestellt und beschrieben. Laut Fig, h wird zunächst einmal der Körper der Halbleitervorrichtung, dieser hat eine Schichtenstruktur bestehend aus einer N -Diffusionsschicht 11 .und einem N~-Bereich 12, wie er zur Herstellung eines Transistors der Dreifachdiffusions _. ausführung verwendet wird, vorbereitet und hergestellt. Die gleiche Struktur wird dadurch erzielt, daß eine N*"-Schicht, die in der Gasphase gezogen wird, als eine Schicht auf die Oberfläche einer stark geimpften Unterschicht gegeben wird. Dann wird eine mit Bor dotierte SiO -Glasschicht Ik. fdie nachstehend auch BSG-SchichtThe exemplary embodiments of this invention, which essentially relate to an N-channel field effect transistor FET, are illustrated and described below with reference to the drawing. According to Fig. H , the body of the semiconductor device is first of all, this has a layer structure consisting of an N -diffusion layer 11 and an N-region 12, as is used for the production of a transistor of the triple diffusion _. Execution is used, prepared and manufactured. The same structure is achieved by placing an N * "layer drawn in the gas phase as a layer on the surface of a heavily seeded underlayer. Then a boron-doped SiO glass layer Ik. F, hereinafter also BSG -Layer

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genannt wird) auf die obere Fläche des N -Bereiches aufgelegt, und zwar durch Ziehen in Niedertemperaturgasphase, die das Boroxyd enthält» Unter Anwendung des Fotoätzverfahrens wird der Teil der BSG-Schicht 14, in dem durch Eindiffundieren die Gatt-/Steuerelektrodenbereiche 13 hergestellt werden sollen, dadurch geformt, daß überschüssige Teile durch Ätzen mit einem Fluorat entfernt werden. In diesem Fall wird die BSG-Schicht als eine Diffusionsverunreinigungsquelle verwendet, und zwar dadurch,daß eine Diffusion von Bor durchgeführt wird. Wird in diesem Falle bei dem nachfolgenden Eindiffundieren und Herstellen des Emitterbereiches 15 mit Fotoätzung gearbeitet, so daß eine selektive Eindiffundierung durchgeführt wird, so hat dies eine Verringerung des Ausstoßes zur Folge, wie dies bei der bisher bekannten Technik zu erkennen war. Aus diesem Grunde wird die Bordiffusion durchgeführt in einer schwachen Oxydationsatmosphäre, und zwar derart, daß die Siliziumoxydschicht 16 geformt wird durch dit Wärmebehandlung der Gatt-Diffusion auf der Fläche des Bereiches , in dem der Emitter hergestellt werden soll und derart, daß die Schicht l6 nicht zu dick wird. Zur Herstellung der BSG-Schicht 14 wird als Bedingung die Temperatur des Halbleiterkörpers auf 450 ^gehalten, wobei die Wärmebehandlung für die Dauer von 5 Minuten in einer Mischgasatmosphäre derart durchgeführt wird, daß die Durchflußmenge an Stickstoffgas 35 Liter/min, beträgt, die Durchflußmenge von Diboran-Gas mit einer Konzentration von 50 ppm 0.5 Liter/min, und die Durchflußmenge von Sauerstoffgas 0.3 Liter/mine In diesem Fall wird die BSG-Schicht 300 S. dick, während auf deren Oberfläche ' eine 3000 A dicke Schicht aus reinem Siliziumdioxyd unter den vorerwähnten Bedingungen, jedoch mit gestoppten Diburan-Gas entsteht. Das Eindiffundieren des Gattbereiches geschieht unter den Bedingungen einer Wärmebehandlung von 40 Stunden bei einer Temperatur von 1030°C in einer Mischgasatmosphäre, in der die Durchflußmenge des Säuerstoffgases 0.1 Liter/min. beträgt und die Durchflußmenge des Stickstoffgases 3 Liter/min. Vermittels dieser Wärmebehandlung wird ein Gatt-/Steuerelektrodenbereich 13 mit einer Oberflächenkonzentration von 3 x lO^is called) is placed on the upper surface of the N-area, namely by drawing in the low-temperature gas phase, which contains the boron oxide. Using the photo-etching process, the part of the BSG layer 14 in which the gate / control electrode areas 13 are produced by diffusion is used are to be formed by removing excess parts by etching with a fluorate. In this case, the BSG layer is used as a diffusion impurity source by performing diffusion of boron. If, in this case, photo-etching is used during the subsequent diffusion and production of the emitter region 15, so that selective diffusion is carried out, this results in a reduction in the output, as can be seen in the previously known technology. For this reason, the boron diffusion is carried out in a weak oxidizing atmosphere in such a way that the silicon oxide layer 16 is formed by the heat treatment of the Gatt diffusion on the surface of the area in which the emitter is to be produced and in such a way that the layer 16 is not becomes too fat. To produce the BSG layer 14, the temperature of the semiconductor body is kept at 450 ^ as a condition, the heat treatment being carried out for a period of 5 minutes in a mixed gas atmosphere in such a way that the flow rate of nitrogen gas is 35 liters / min, the flow rate of diborane gas with a concentration of 50 ppm 0.5 liters / min, and the flow rate of oxygen gas 0.3 liter / min e In this case, the BSG layer 300 p thick, while on the surface of 'a 3000 a thick layer of pure silicon dioxide under the aforementioned conditions, but with the diburan gas stopped. The diffusion of the Gatt area takes place under the conditions of a heat treatment of 40 hours at a temperature of 1030 ° C. in a mixed gas atmosphere in which the flow rate of the oxygen gas is 0.1 liters / min. and the flow rate of nitrogen gas is 3 liters / min. By means of this heat treatment, a gate / control electrode area 13 with a surface concentration of 3 × 10 ^

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und einer Übergangstiefe von 2.6 /U erzielt. Unter diesen Umständen wird die Siliziumdioxydschicht 16, die auf der Oberfläche der N~-Schxcht gezogen wird, 300 A dick. Unter Anwendung der Fluorat-Ätzflüssigkeit wird nur diese Siliziumdioxyd-Schicht geätzt und entfernt, während die verbleibende BSG-Schicht als eine Makse oder eine Schablone bei der Durchführung der selektiven Diffusion der Emitter schicht 15 herangezogen wird. Bei diesem Eindiffundierungsvorgang wurde mit der Technik gearbeitet, die für gewöhnlich zur Herstellung der Emitterschicht von Planartransistoren Verwendung findete Das aber bedeutet, die Wärmebehandlung wurde unter den nachstehend angeführten Bedingungen durchgeführt: Temperatur 1000 C, Verweildauer in einem phosphorhaltigen Oxychlorid-Dampfmit einem Dampfdruck von 0 und in einer Mischgasatmosphäre aus Sauerstoffgas und Stickstoffgas. Gleichzeitig wurde eine extrem dünne Schicht von Phosphorglas auf der Oberfläche des Emitterbereiches 15 hergestellt, wobei die Verunreinxgungskczentration in der Oberfläche des Emitterbereiches einen Wertand a transition depth of 2.6 / U is achieved. Under these In some circumstances, the silicon dioxide layer 16 grown on the surface of the N ~ layer becomes 300 Å thick. Under Applying the fluorate etching liquid will only remove this silicon dioxide layer etched and removed while the remaining BSG layer acts as a makse or stencil when carrying out the selective diffusion of the emitter layer 15 is used. During this diffusion process the technique used to make the emitter layer of planar transistors was used This means, however, that the heat treatment was carried out under the conditions listed below carried out: temperature 1000 C, dwell time in a phosphorus-containing oxychloride vapor with a vapor pressure of 0 and in a mixed gas atmosphere of oxygen gas and nitrogen gas. At the same time it became extremely thin Layer of phosphor glass is made on the surface of the emitter region 15, whereby the impurity concentration a value in the surface of the emitter area

2O *■$
von 10 Atomen/cm hatte, und die Diffusionstiefe 1 /U betrüge Hier ist der Glexchstromwiderstands-Anteil der durch Di-/fusion unzählbar verzweigten Gatt-/Steuerelektrodenbereiche klein gehalten, so daß die Steuerspannung gleichmäßig auf die ganze Oberfläche des Elementes wirkt. Damit sie aber gleichmäßig einwirken kann über den gesamten Emitterbereich und seine ■ Fläche wird ein Widerstandsteil 17 für geringen Widerstand in einem der Teile angeordnet. Dieser Teil wird mit einer vergleichsweisen großen Breite hergestellt, und ein Teil der BSG-Schicht I^ dieses Teiles wird im Fotoätzverfahren weggeätzt. Im Gattbereich, wo eine solche Entfernung durch Ätzen stattgefunden hat, wird
2O * ■ $
of 10 atoms / cm, and the diffusion depth would be 1 / U. However, so that it can act uniformly over the entire emitter area and its area, a resistor part 17 for low resistance is arranged in one of the parts. This part is produced with a comparatively large width, and part of the BSG layer I ^ of this part is etched away in the photo-etching process. In the Gatt area where such removal by etching has taken place

Bor derart eindiffundiert, daß durch Verwendung eines allgemein üblichen Verfahrens die zusätzliche und sehr stark mit Bor dotierte Schicht 17 entsteht« Um die erwähnte Ziel setzung erfüllen zu können,und um zu gewährleisten, daß der Kontaktwiderstand mit der Elektrodenmetallschicht 18f die später geformt wird, ein nichtgleichrichtender Kontakt sein wird, sollte diese Diffusionsschicht eine Oberflächen konzentration von nicht weniger als 10 Atomen/cm3 haben . Diese Schicht kann sehr flach sein«, Zur Erzielung des glei chen Zweckes kann die stark dotierte Zusatzschicht 17 im voraus, d.h. vor der Herstellung der Gattbereiche 13 und vor der Durchführung des Eindifundierens der Gatt-und der Emitterbereiche, hergestellt werden. Nun werden die in der Wärmebehandlung gezogenen Glasschichten, um die stark dotierte Zusatzschicht 17 zu bilden, desgleichen aber auch den Emitterbereich 15, durch Aufbringen der Fluorate-Ätzflüssigkeit entfernt, woraufhin die Gatt-Elektrode 18 und die Emitter-Elektrode 19 auf den entsprechenden FläcLen aufgebracht werden. Die Kollektor-Elektrode ist aus der N+-Schicht 11 herausgefül
transistor ist komplett»
Boron so diffused that by using a commonly used method, the additional and very strong boron doped layer 17 'is formed around said target reduction meet to be able to, and to ensure that the contact resistance with the electrode metal layer 18 f which is formed later, will be a non-rectifying contact, this diffusion layer should have a surface concentration of not less than 10 atoms / cm3. This layer can be very flat. To achieve the same purpose, the heavily doped additional layer 17 can be produced in advance, ie before the gate areas 13 are produced and before the gate and emitter areas are diffused in. The glass layers drawn in the heat treatment to form the heavily doped additional layer 17, but also the emitter area 15, are then removed by applying the fluorate etching liquid, whereupon the Gatt electrode 18 and the emitter electrode 19 are applied to the corresponding surfaces will. The collector electrode is filled out of the N + layer 11
transistor is complete »

N+-Schicht 11 herausgeführt und der Vertikal-Fekdeffekt-N + layer 11 led out and the vertical Fekdeffekt-

Der Vertikal-Feldeffekttransistor FET wird hergestellt aus der N -Schicht 11, die den größten Teil des Kollektorbereiches einnimmt^ </ie Gattbereiche in P-Ausführung, d.h. die Gattbereiche 13, und die Emitterbereiche 15 in N -Ausführung und der N~-Bereich 12, in den die Kanalbereiche eingearbeitet sind in der Nähe dieser Kontaktteile. Beträgt beispielsweise der spezifische Widerstand des N~~ Bereiches 30 Ohm cm, hat er eine Dicke von 20 /u.jj werden unter Anwendung der vorbeschriebenen Verfahren die Emitter und Gattberedche derart hergestellt, daß der Bereich -■'..··. The vertical field effect transistor FET is made of the N layer 11, which occupies the largest part of the collector area ^ </ ie gate areas in P design, ie the gate areas 13, and the emitter areas 15 in N design and the N ~ area 12, in which the channel areas are incorporated in the vicinity of these contact parts. If, for example, the specific resistance of the N ~~ area is 30 ohm cm, it has a thickness of 20 / u.jj, the emitters and gate areas are manufactured using the above-described processes in such a way that the area - ■ '.. ··.

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2
einer Emitter-Region 6 χ 50/u ist und der Emittergesamt-
2
of an emitter region 6 χ 50 / u and the total emitter

p /p /

bereich.0,26 mm beträgt, dann entsprechend die statischen Spannungs-z^Strom-Kennlinien der Halbleitervorrichtung den mit Fig, 5 "wiedergegebenen Kennlinien, darüber hinaus wird ein typische» Triodenverhalten erzielt·range is 0.26 mm, then the static Voltage-z ^ current characteristics of the semiconductor device with Fig. 5 "reproduced characteristic curves, moreover a typical »triode behavior achieved ·

Der in der vorerwähnten ¥eise hergestellte Vertikal-Feldeffekttransistor FET ist in seinen Kenngrößen besser als jener, der unter Anwendung bekannter Verfahren, wie dies mit Fig. 1 dargestellt ist, hergestellt wird.Die Struktur ist dabei so, daß die Emitterbereiche direkt umgeben sind von den Gattbereichen, so daß die PN-Übergänge zwischen den Emitterbexeichen und den Gattbereichen nur an den Kanten der Regionen 15 vorhanden ist, was wiederum zur Folge hat, daß die Kapazität an diesen PN-Übergängen klein ist. Auch die oberen Teile der Gattbereiche,die belassen worden sind, haben eine relativ hohe Konzentration und sind nicht begrenzt für den Zweck der Herstellung der Emitterbereiche, wie dies bei Fig«, 1 der Fall ist· Aus diesem Grunde kann auch der spezifische Widerstand des Gatt kleinThe vertical field effect transistor produced in the aforementioned FET is better in its characteristics than that using known methods such as this is shown with Fig. 1. The structure is such that the emitter areas are directly surrounded from the gate areas, so that the PN junctions between the emitterbexen and the gate areas are only at the edges of the regions 15 is present, which in turn has the consequence that the capacitance at these PN junctions is small. Also the upper parts of the genre areas that have been left have a relatively high concentration and are not limited for the purpose of making the emitter regions, as is the case with FIG. 1. From this Basically, the specific resistance of the Gatt can also be small

gehalten werden. Weil nun die vorerwähnte Kapzität C__ ! GSbeing held. Because the aforementioned capacity C__ ! GS

klein ist und weil der Reihenwiderstand r_ des Gattbereiches klein ist, zeigt dieser Vertikal-Feldeffektransistor ein stark ausgeprägtes Hochfrenzverhalten.Auch bei der Herstellung des Hauptkörpers für den Feldeffekttransistor FET braucht die Maske oder Schablone für das Fotoätzverfahren nur einmal hergestellt zu werden, d.h. wenn die BSG-Schicht in selektiver Weise weggenommen wird, wobei der verbleibende Teil der BSG-Schicht nach der Wegnahme als Maske oder.Schablone zur Herstellung.der Emitterbereiche herangezogen wird. Aus diesem Grunde kann bei der Herstellung der Maske oder Schablone auch kein Fehler gemacht werden» Die Teile der Emitter-und Gattbereiche,is small and because the series resistance r_ of the gate area is small, shows this vertical field effect transistor a very pronounced high frequency behavior, also in the manufacture of the main body for the field effect transistor FET only needs to produce the mask or stencil for the photo-etching process once, i.e. if the ESR layer is selectively removed, with the remaining part of the ESR layer after removal as a mask or stencil for the production of the emitter areas is used. For this reason, there can be no error in the manufacture of the mask or stencil are made »The parts of the emitter and gate areas,

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Λ3Λ3

die einander überlappen, sind extrem klein, auch die Abschwächung in der Spannungsfestigkeit ist sehr klein. Damit kann mit Hochleistungs-Feldeffekttransistoren FET,which overlap each other are extremely small, and the attenuation in the dielectric strength is also very small. This enables FET,

J- *J- *

die mehrere Kanäle aufweisen, ein gleichmäßiges Betriebsverhalten eireielt werden. Darüber hinaus wenden durofe Masken-oder Schablonendefekte und durch die Fotoätzung praktisch keine Fehler eingeschleppt, so daß der Prozentsatz der hergestellten einsatzfähigen Halbleitervorrichtungen sehr groß ist. Auch die Massenproduktion dieses Halbleiters ist verbessert worden.which have several channels, a uniform operating behavior be delivered. They also apply durofe Mask or stencil defects and photo-etching practically no defects introduced, so that the percentage of usable semiconductor devices manufactured is very big. The mass production of this semiconductor has also been improved.

Ein zweites Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird nachstehend nun anhand von Fig. 6 dargestellt und beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Gattbereiche und die Emitterbereiche getrennt voneinander aus dotiertem Oxyd hergestellte Aus diesem Grunde betrifft die Beschreibung einen N-Kanal Feldeffekttransistor FET. Zunächst einmal wird der Körper aus einer Schichtetruktur - diese besteht aus einer N -Diffusionsschicht 21 und aus einer N -Schicht 22, hergestellt. Unter Anwendung des im Zusammenhang mit Fig. h beschriebenen Verfahrens werden die Gattbereiche Zh durch Diffusion von der BSG-Schicht geformt, woraufhin dann unter Verwendung einer Fluorat-Ätzflüssigkeit die Siliziumdioxydschicht auf der Oberfläche der N~-Schicht 22 zwischen den BSG-Schichten 23 dann entfernt wird, wenn das Gatt eindiffundiert wird. Sodann wird eine Schicht 25 aus Siliziumdioxyd, der Phosphoratome zugegeben worden sind - diese Schicht wird hergestellt durch Ziehen in einer Niedertemperaturgasphase, (Phosphordotiertes SiO2GIaS, das im weiteren Verlaufe dieser Patentanmeldung als PSG bezeichnet wird), über der gesamten Oberfläche des N""-Bereiches angeordnet, darin eingeschlossenA second embodiment of this invention will now be illustrated and described below with reference to FIG. In this exemplary embodiment, the gate regions and the emitter regions are produced separately from one another from doped oxide. For this reason, the description relates to an N-channel field effect transistor FET. First of all, the body is made from a layer structure - this consists of an N diffusion layer 21 and an N layer 22. Using the method described in connection with FIG. H , the gate regions Zh are formed by diffusion from the BSG layer, whereupon the silicon dioxide layer on the surface of the N ~ layer 22 between the BSG layers 23 is then applied using a fluorate etching liquid is removed when the gate is diffused in. Then a layer 25 of silicon dioxide, to which phosphorus atoms have been added - this layer is produced by drawing in a low-temperature gas phase, (phosphorus-doped SiO 2 GIaS, which will be referred to as PSG in the further course of this patent application), over the entire surface of the N "" -Area arranged, included therein

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auch die Oberflächen der BSG-Schichten 23. Diese PSG-Schichtalso the surfaces of the BSG layers 23. This PSG layer

25 wird weggeätzt, so daß nur die Teile bleiben, die für die Herstellung der Emitterbereiche 26 erforderlich sind» Dies sind beispielsweise die Teile zwischen den Gattbereichen Zh, Nun wird unter Verwendung der BSG-Schichten als Maske oder Schablone von der PSG-Schicht aus eine Eindiffundierung der Phophoratome durchgeführt, wodurch die Emitterbereiche 26 hergestellt werden.Was die Diffusion zu diesem Zeitpunkt betrifft, so wird die Wärmebehandlung in einer schwach oxydierenden Atmosphäre durchgeführt« Nach Durchführung des !Diffusionsvorganges kann aber auch ein OxydationsVorgang durchgeftthrt werden. Die Teile der Übergänge der Gattbereiche 2h, die an der Oberfläche exjppniert sind,werden hergestellt und durch eine neue SiIiziumdiexydschicht 27 geschützt. Auf den Emitterbereichen25 is etched away so that only the parts that are required for the production of the emitter regions 26 remain. These are, for example, the parts between the gate regions Zh Diffusion of the phosphor atoms carried out, whereby the emitter regions 26 are produced. As far as diffusion is concerned at this point in time, the heat treatment is carried out in a weakly oxidizing atmosphere. After the diffusion process has been carried out, an oxidation process can also be carried out. The parts of the transitions of the gate areas 2h which are exposed on the surface are produced and protected by a new silicon oxide layer 27. On the emitter areas

26 wird eine Emitterelektrode angebracht, und zwar in den Abschnitten, in denen durch die Ätzflüssigkeit die PSG-Schichten 25 entfernt worden sind. In ähnlicher WEise wird eine Gattelektrode 29 auf die Teile der Gattbereiche 2h dort aufgebracht, wo die PSG-Schicht 25 und die BSG-Schicht 23 entfernt worden sind durch Bearbeitung mit der Ätzflüssigkeit. Aus der N -Schicht 21 wird eine Kollektor elektrode herausgeführt, woraufhin dann der Vertikal-Feldeffekttransistor FET mit Triodenverhalten fertig ist.26, an emitter electrode is attached, specifically in the sections in which the PSG layers 25 have been removed by the etching liquid. In a similar manner, a gate electrode 29 is applied to the parts of the gate areas 2h where the PSG layer 25 and the BSG layer 23 have been removed by processing with the etching liquid. A collector electrode is led out of the N layer 21, whereupon the vertical field effect transistor FET with triode behavior is finished.

Auf diese Weise ist es möglich, die.Gatt-und Emitterbereiche unter Verwendung der BSG-und PSG-Schichten herzustellen,, P-Kanal-Feldeffekttransistoren können auch auf ähnliche Weise unter Verwendung von Glasmischungen hergestellt werden. Der Feldeffekttransistor nach Fig. 6(c) hat im wesentlichen die gleiche Struktur, wie jener nach Fig. 4c und bringt deshalb auch die gleiche Leistung*In this way it is possible to produce the gate and emitter areas using the BSG and PSG layers. P-channel field effect transistors can also can be made in a similar manner using glass mixtures. The field effect transistor according to Fig. 6 (c) has essentially the same structure as that of Fig. 4c and therefore also provides the same performance *

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Eine dritte Ausführung des Erfindungsgegenständea sqll nach stehend ntin anhand von Fig. 7 dargestellt und beschrieben werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Emitterbereiche mit ungefähr der gleichen Tiefe ausgeführt, wie dies bei den Gattbereichen der Fall ist. Beschrieben wird somit ein N-Kanal-Feldeffekttransistor FET. Zunächst wird die Basis der Halbleitervorrichtung - diese besteht aus einer Schichtkonstruktion mit einer N -Diffusionsschicht 31 und einem N~"-Bereich 32, hergestellt und vorbereitet. Die Fotoätzung für die Herstellung der Emitterbereiche wird in der Weise durchgeführt, wie dies bei der Herstellung des Pellets eines Planartransistors der Fall ist. Das bedeudetet, eine Siliziumdioxydschicht 33 ist auf der Oberfläche des Körpers durch Oxydation in Wärme herzustellen. Um den Reihenwiderstand des Gattbereiches, der später hergestellt wird, klein zu halten, wird ein kleiner Anteil der Siliziumdioxydschicht unter Anwendung eines Fotoätzverfahrens weggenommen. In dem Abschnitt, wo die Siliziumdioxydschicht entfernt worden ist, wird Bor eindiffundiert, was wiederum dazu führt, daß eine P -Diffusionsschicht 3k hergestellt wird. Sodann wird durch Fotoätzung in der aus Siliziumdioxyd bestehenden Teilschicht 33 ein Loch eingearbeitet, und zwar derart, daß die P -Diffusionsschicht Jk und die Emitterbereiche, die in einem späteren Vorgang hergestellt werden, e/poniert werden. In das vorerwähnte Loch wird Bor eindiffundiert, wobei eine P-Diffusionsschicht 35 entsteht. Natürlich ist während des BiffusionsVorganges die Oxydation auf der Oberfläche dieser Diffusionsschicht 35 gewährleistet, wobei in der gleichen Zeit eine neue Siliziumdioxyd-A third embodiment of the subject matter of the invention will be illustrated and described below with reference to FIG. 7. In this exemplary embodiment, the emitter regions are implemented with approximately the same depth as is the case with the gate regions. An N-channel field effect transistor FET is thus described. First, the base of the semiconductor device - this consists of a layered construction with an N diffusion layer 31 and an N ~ "region 32, is produced and prepared Pellets of a planar transistor is the case. This means that a silicon dioxide layer 33 is to be produced on the surface of the body by heat oxidation Boron is diffused into the section where the silicon dioxide layer has been removed, which in turn leads to the production of a P diffusion layer 3k . that the P diffusion layer Jk and the emitt areas that will be produced in a later process can be added. Boron is diffused into the aforementioned hole, a P diffusion layer 35 being formed. Of course, the oxidation on the surface of this diffusion layer 35 is ensured during the diffusion process, with a new silicon dioxide

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schicht 36 entsteht. Durch Fotoätzung werden sodann in einem Teil dieser Siliziumdioxydschicht 36* oberhalb dej* Bereiche;/ in denen die Emitterbereiche entstehen spieen, Löcher eingearbeitet, woraufhin dann eine selektive Eindiffundierung von Phosphoratomen erfolgt, bis daß die N~-Schicht 32 erreicht und auf diese Weise die N -Emitterbereiche geschaffen worden sind. Gleichzeitig mit diesem DiffusionsVorgang entsteht eine neue Siliziumdioxydschicht 38« Nun werden im Fotoätzverfahren in den Teil des Siliziumdioxydfilmes 38,der über den Emitterbereichen 37 liegt, Löcher eingearbeitet, desgleichen auch in den Teil der Siliziumdioxydschicht 36 über der P -Diffusionsschicht 3k, In diese Löcher werden jeweils eine Emitter-Elektrode 39 und eine Gatt-Elektrode kO eingesetzt, während eine Kollektor-Elektrode herausgeführt wird aus der N+-Schicht 31. Damit aber ist der Vertikal-Feldeffekttransistor komplett.layer 36 is created. By photo-etching, holes are then worked into a part of this silicon dioxide layer 36 * above dej * areas; / in which the emitter areas arise, whereupon a selective diffusion of phosphorus atoms takes place until the N ~ layer reaches 32 and in this way the N emitter areas have been created. Simultaneously with this diffusion process, a new silicon dioxide layer 38 is created. Now, in the photo-etching process, holes are machined into the part of the silicon dioxide film 38 that lies over the emitter regions 37, as well as in the part of the silicon dioxide layer 36 over the P diffusion layer 3k An emitter electrode 39 and a Gatt electrode k0 are inserted in each case, while a collector electrode is led out of the N + layer 31. However, this completes the vertical field effect transistor.

Wie bereits zuvor beschrieben, ist die Gruppe der Emitterbereiche 37 umgeben von dem Gattbereich 351 wobei die Tiefe der eindiffundierten Emitterbereiche 37 ungefähr gleich der Tiefe des Gatt-Bereiches 35 ist, was wiederum zur Folge hat, daß ein Triodenverhalten erzielt werden kann» Für die Halbleitervorrichtung dieser Konstruktion sind jedoch die nachfolgenden Punkte zu beachten:- Zunächst einmal muß die Verunreinigungskonzentration des Gattbereiches und die Verunreinigungskonzentration der Emitterbereiche einen geringen Wert aufweisen. Die Begründung dafür liegt darin, daß dann, wenn diese Bereiche eine zu starke VerunreiniLgungskonzentration erhalten, dies wahrscheinlich die Ursache für eine Verringerung der Spannungsfestigkeit im Gattbereich ist, was zu einem engen Arbeitsbereich führt. Auch dann,wennAs already described above, the group of the emitter regions 37 is surrounded by the gate region 351 , the depth of the diffused emitter regions 37 being approximately equal to the depth of the gate region 35, which in turn means that a triode behavior can be achieved »For the semiconductor device With this construction, however, the following points must be observed: First of all, the impurity concentration of the gate area and the impurity concentration of the emitter area must have a low value. The reason for this is that if these areas receive too much impurity concentration, it is likely to be the cause of a decrease in the dielectric strength in the gate area, resulting in a narrow working area. Even if

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die Differenz in der Konzentration zwischen Gattbereich und den Emitterbereichen zu groß ist, können Problewe aufkommen. Das liegt darin begründet, daß dann, wenn dem Gattbereich eine extrem geringe Konzentration gegeben worden ist, um die Spannungsfestigkeit des Gattbereiches möglichst groß zu machen, kann sich die Verarmungs-Sperrschicht aufgrund der Gattsteuerspannung an den Seiten nicht ausbreiten und kannsomit auch die Kanalbereiche nicht in eine Verarmungs-Sperrschicht umwandeln. Auch dann, wenn bei dem Feldeffekttransistor FET nach Fig, Jc die Breite des Emitterbereiches groß gemacht wird, dann wird auch die Breite der unmittelbar darunter befindlichen Kanalbereiche ausgeweitet, und es entsteht die Gefahr, daß während des Betriebes die Verarmungsschichten nicht in der Lage sein könnten, die Kanäle einzuschnüren, wodurch wiederum die Arbeitsweise des Feldeffekttransistors FET beeinträchtigt würdeo ¥as die Spannungsfestigkeit des Gattbereiches betrifft, so wird der Gattbereich mit einer möglichst geringen Konzentration hergestellt, weshalb dann auch eine Erhöhung des Gatt-Reihenwiderstandes bis zu einem gewissen Ausmasse unvermeidbar ist« Diese Erhöhung des Gatt-Reihenwiderstandes verursacht Schwierigkeiten und Probleme im Hinblick auf den Hochfrequenzbetrieb. Zur Korrektur kann aber ein P -Bereich in einem kontinuierlichen Teil des Gattbereiches 35 vorgesehen werden, der aus einem P-Bereich besteht, wenn in der Draufsicht betrachtet«If the difference in concentration between the gate area and the emitter areas is too great, problems can arise. The reason for this is that if the gate area has been given an extremely low concentration in order to make the dielectric strength of the gate area as large as possible, the depletion barrier layer cannot spread on the sides due to the gate control voltage and can therefore not enter the channel areas convert a depletion barrier. Even if the width of the emitter region is made large in the field effect transistor FET according to FIG. Jc, the width of the channel regions immediately below is also widened, and there is a risk that the depletion layers could not be able to function during operation to constrict the channels, which in turn would impair the operation of the field effect transistor FET or the dielectric strength of the gate area, the gate area is produced with the lowest possible concentration, which is why an increase in the gate series resistance to a certain extent is unavoidable “This increase in Gatt series resistance creates difficulties and problems with regard to high frequency operation. For correction, however, a P-area can be provided in a continuous part of the gate area 35, which consists of a P-area when viewed in plan view "

Ein Feldeffekttransistor, der unter Beachtung der vorerwähnten Punkte hergestellt wird, hat hervorragende Hochfrequenzeigenschaften, weil er so konstruiert ist, daß die Emitterbereiche direkt von den Gattbereichen umgeben;,A field effect transistor, which, taking into account the aforementioned Points is made, has excellent high frequency properties, because it is designed so that the emitter areas are directly surrounded by the gate areas ;,

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sind und darüber hinaus unter Verwendung einfacher Verfahren hergestellt werden können.and, moreover, can be manufactured using simple processes.

Die Gattbereiche und die Emitterbereiche bei diesem Avisführungsbeispiel sind nicht unter Anwendung des Eindifundierungsverfahrene hergestellt worden. Sie können beispiels weise nach der dotierten Oxydmet,/ι ode hergestellt werden, wie dies bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen der Fall ist.The gate areas and the emitter areas in this Avis guide example were not made using the diffusion method. You can, for example, be produced according to the doped Oxydmet, / ι ode, as is the case with the first and second exemplary embodiments.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nachstehend nun anhand von Fig. 8 dargestellt und beschrieben werden.Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Gattbereiche und die Emitterbereiche gleichzeitig unter Verwendung dotierten Oxydes hergestellt. Die nachstehende Beschreibung betrifft einen N-Kanal-Feldeffekttransistor FET. Zunächst wird der Körper der Halbleitervorrichtung hergestellt. Dieser Körper besteht als eine Schichtkonstruktion aus einer N -Diffusionsschicht 51 und aus einem N~-Bereich 52, Über die gesamte obere Fläche des Körpers wird unter Anwendung der Niedertemperaturgasphasenmethode eine BSG-Schicht 53 gezogen. Durch Fotoätzung wird die BSG-Schicht derart bearbeitet, daß Teile dieser Schicht als Diffusionsquellen verbleiben, während der restliche Teil dieser BSG-Schicht chemisch durch Ätzen weggenommen wird. Dann wird eine Sliziumdioxydschicht 5^> die arsenige Säure enthält, Arsen-dotiertes SiOp-Glas, das im weiteren Verlauf der Patentanmeldung als AsSG bezeichnet wird), über den gesamten Bereich der Oberfläche des Körpers hergestellt. Durch Fotoätzung wird diese AsSG-Schicht 5h bis auf Teile, die als Diffusionsquellen dienen, durch Anwendung chemischer Ätzmittel wieder weggenommen und entfernt. Wird nun derA fourth exemplary embodiment of the invention will now be illustrated and described below with reference to FIG. 8. In this exemplary embodiment, the gate regions and the emitter regions are produced simultaneously using doped oxide. The description below relates to an N-channel field effect transistor FET. First, the body of the semiconductor device is manufactured. This body consists as a layer construction of an N diffusion layer 51 and an N ~ region 52. A BSG layer 53 is drawn over the entire upper surface of the body using the low-temperature gas phase method. The BSG layer is processed by photo-etching in such a way that parts of this layer remain as sources of diffusion, while the remaining part of this BSG layer is chemically removed by etching. Then a silicon dioxide layer 5 ^> containing arsenic acid, arsenic-doped SiOp glass, which will be referred to as AsSG in the further course of the patent application, is produced over the entire area of the surface of the body. By photo-etching, this AsSG layer 5h is removed again, except for parts that serve as diffusion sources, by using chemical etching agents. Will now be the

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bei geeigneten Temperaturen einer Wärmebehandlung unterworfen, dann können, wegen der Unterschiede in den Größen der Diffusionskoeffizienten der Arsen-und Boratome, d^e erforderlichen Gattbereiche 55 und Emitterbereiche 56 in dem N*"-Bereich gleichzeitig hergestellt werdeneZur gleichen Zeit entsteht auf der oberen Fläche der Halbleitervorrichtung eine Siliziumdioxydschicht 57» die die PN-Übergänge an der Peripherie der Gattbereiche zu schützen und zu stabilisieren hat· Bei diesem Verfahren kann die Oxydation während einer Zeit während der vorerwähnten Wärmebehandlung stattfinden. Es 1st jedoch besser, wenn eine Oxydationsatmosphäre am Ende des Wärmebehandlungsverfahren zur Herstellung der Siliziumdioxydschicht 57 geschaffen wird« Auch dann, wenn die vorerwähnte BSG-Schicht und die vorerwähnte AsSG-Schicht als Diffusionsverunreinigungsquellen im Niedertemperatur-Gasphasenziehverfahren hergestellt werden, wenn die gesamte Oberfläche mit einer sehr reinen Siliziumdioxydschicht überzogen wird, wenn die Diffusions-Wärmebehandlung derart durchgeführt wird, daß während dieses Arbeitsvorganges eine sehr dichte Konzentration erzeugt wird, wenn dazu noch diese Eindiffundierung in einer schwach oxydierenden Atmosphäre erfolgt, dann wird ein wärmeoxydierter Film erzeugt zwischen der Oberfläche der N -Schicht 52 und der sehr reinen Siliziumdioxydschicht, was schließlich dazu führt,daß stabilisierte PN-Übergänge hergestellt werden.subject at appropriate temperatures to heat treatment, then you can, because of the differences in the sizes of the diffusion coefficient of arsenic and boron atoms, d ^ e Gattbereiche required 55 and emitter regions 56 in the N * "- range are produced simultaneously e At the same time created on the upper surface of the semiconductor device a silicon dioxide layer 57 »which has to protect and stabilize the PN junctions at the periphery of the gate areas. In this process, the oxidation can take place during the aforementioned heat treatment of the heat treatment process for the production of the silicon dioxide layer 57 is created «Even if the aforementioned BSG layer and the aforementioned AsSG layer are produced as diffusion contamination sources in the low-temperature gas phase drawing process, when the entire surface is coated with a very pure silicon dioxide layer If the diffusion heat treatment is carried out in such a way that a very dense concentration is generated during this operation, if this diffusion is also carried out in a weakly oxidizing atmosphere, then a heat-oxidized film is generated between the surface of the N-layer 52 and the very pure silicon dioxide layer, which ultimately leads to stabilized PN junctions being produced.

Die Vorteile liegen nun darin, daß bei der vorbeschriebenen Konstruktion oder Struktur die Emitterbereiche direkt von den Gattbereichen umgeben sind, daß aus diesemThe advantages are that in the construction or structure described above, the emitter regions are directly surrounded by the generic areas that from this

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Grunde das Hochfrequenzverhalten ausgezeichnet ist« Die Vorteile li'egen weiterhin darin, daß die Emitterbereiche und die Gattbereiche in einem einzigen ¥ärmebehandlungsvorgang hergestellt werden, daß die Kristalldefekte, die durch die Wärmebehandlung eingeschleppt werden, dadurch halbiert werden, daß darüber hinaus die Emitter-und Gattbereiche zuverlässig dadurch hergestellt werden können, indem nur die Verunreingungsatome Inder BSG-Schicht und in der AsSG-Schicht exakt kontrolliert werden.Basically, the high-frequency behavior is excellent. The advantages lie in the fact that the emitter areas and the gate areas are produced in a single heat treatment process, that the crystal defects that are introduced by the heat treatment are halved because, in addition, the emitter and gate areas are cut in half Generic areas can be reliably produced by precisely controlling only the impurity atoms in the BSG layer and in the AsSG layer.

Nachstehen wird nun ein Verfahren zur Erzielung und Schaffung der vorerwähnten Konstruktion oder Struktur dargestellt und beschrieben,, Die Bedingungen für die Aufbringung der BSG-Schicht 53 können die sein, die im Fall der Ausführung nach Figo 4 gegeben waren„ Für das Aufbringen der AsSG-Schicht 54 gelten die nachstehend angeführten Bedingungen:- Hat das Grundplättchen eine Temperatur von 450 C, wenn der Durchfluß an Silan-Gae mit einer Konzentration von 3 ^ 0.7 Liter/min, beträgt, wenn Arsenin (AsH„) mit einer Konzentration von 1000 ppm in einer Menge von 0o8 Litern/min durchfließt, wenn der Durchfluß an Sauerstoff 2„5 Liter/min, beträgt und der Durchfluß an Stickstoff 35 Liter/min,, und das ganze sorgfältig gerührt wird, wenn das Ziehen in der Gasphase während einer Periode von 5 Minuten erfolgt, dann kann eine AsSG-Schicht mit einer Dicke von rund 3000 A hergestellt werden» Nun wird die AsSG-Schicht unter Belassung von Resten, die für die Bildung der Emitterbereiche 56 im Diffusionsverfahren notwendig sind, wieder im Fotoätzverfahren entfernte Die auf diese ¥eise entstandenen Difusionsquellen, beispielsweise die BSG-Schicht 53 werden -maskiert durch die AsSG-Schicht, aus diesem Grunde Inferior to a method of achieving and establishing is now the aforementioned construction or structure shown and described ,, The conditions for the application of the BSG layer 53 can be the that were added in the case of the embodiment of Figure 4 o "For the application of the AsSG -Layer 54, the following conditions apply: - If the base plate has a temperature of 450 C if the flow of silane gas with a concentration of 3 ^ 0.7 liters / min, if arsenine (AsH ") with a concentration of 1000 ppm flows through in an amount of 0 or 8 liters / min, when the oxygen flow is 2.5 liters / min, and the nitrogen flow is 35 liters / min, and the whole is carefully stirred when drawing in the gas phase is carried out during a period of 5 minutes, then a AsSG layer can be formed with a thickness of about 3000 a "Now, the AsSG layer while leaving residues for the formation of the emitter regions 56 in the diffuse The diffusion sources created in this way, for example the BSG layer 53, are masked by the AsSG layer for this reason

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werden die BSG-Schichten verwendet als Quellen für das Eindiffundieren von Boratomen in eine direkt nach unten führende Richtung, wobei durch Diffusion die P-Gattbereiche 55 erzeugt werden und die AsSG-Schicht 5^ durch die BSG-Schicht 53 abgedeckt wird, wobei dann die N Emitterbereiche 56 durch das Eindiffundieren von Arsenatomen entstehen.Werden Glasdiffusionsquellen verwendet und die gesamte Basisplatte einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 1O5O°C für die Dauer von 8O Stunden unterzogen wird, dann sind die Diffusionsparameter für Gatt-und Emitterbereiche eine Diffusionstiefe von h/n und 1,5/U sowie eine Diffusions-Oberflächenkonzentration von 3 x 10 Atomen/cm und 1 χ 10 Atomen/cm „ Diese Wärmebehandlung wird natürlich in einer schwach oxydierenden Atmosphäre durchgeführt, wobei die Siliziumteile an der Oberfläche des PN-Überganges und an der Peripherie der Gattbereiche oxydiert werden und eine Siliziumdioxydschicht zum Schutz und zum Stabilisieren der Oberfläche hergestellt wird Eine Emitter-Elektrode 59 und eine Gatt-Elektrode 59 werden von den entsprechenden Emitterbereichen 56 und den entsprechenden Gattbereichen 55 herausgeführt, während die Kollektor -Elektrode herausgeführt wird aus der N -Schicht 51» woraufhin dann der Vertikal-Peldeffekttransistor FET fertig ist.the BSG layers are used as sources for the diffusion of boron atoms in a direct downward direction, the P-gate regions 55 being produced by diffusion and the AsSG layer 5 ^ being covered by the BSG layer 53, with the N emitter areas 56 arise from the diffusion of arsenic atoms. If glass diffusion sources are used and the entire base plate is subjected to a heat treatment at a temperature of 1050 ° C. for a period of 80 hours, then the diffusion parameters for Gatt and emitter areas are a diffusion depth of h / n and 1.5 / U as well as a diffusion surface concentration of 3 x 10 atoms / cm and 1 χ 10 atoms / cm “This heat treatment is of course carried out in a weakly oxidizing atmosphere, with the silicon parts on the surface of the PN junction and on the The periphery of the gate areas are oxidized and a silicon dioxide layer is produced to protect and stabilize the surface An emitter electrode 59 and a gate electrode 59 are led out from the corresponding emitter regions 56 and the corresponding gate regions 55, while the collector electrode is led out from the N layer 51 », whereupon the vertical field effect transistor FET is finished.

Bei den bisher beschriebnen vier Ausführungsbeispielen können zusätzliche Arbeitsvorgänge vorgenommen werden, so wie sie für die nachstehend angeführten Ausführungsbeispiele Verwendung finden könnene Sie können geformt werden in einem Bereich und einer Reihenfolge, der/die vom Geist dieser Erfindung nicht abweicht.In the previously beschriebnen four embodiments, additional operations can be carried out, as they can be used for the below listed embodiments e can be formed in one area and an order of / not departing from the spirit of this invention.

Nachstehend soll nun ein fünftes AusführungsbeispielA fifth exemplary embodiment will now be described below

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25390282539028

22-22-

anhand von Fig·. 9 und Fig. IO dargestellt und beschrieben werden. Im allgemeinen ist es notwendig, daß der Spannungsverstärkungsfaktor/U von Feldeffekttransistoren FET frei kontrolliert werden kann. Das ist die wichtigste Eigensdiaft dieser Feldeffekttransistoren FET«, Bei den bekannten Verfahren für die Kontrolle der Konzentration der eindiffundierten Verunreinigungen, doho der Störstellenkonzentrationkontrolle, wird im allgemeinen derart verfahren, daß Fremdatome oder Oxyde verdampft und aus der Gasphase entfernt werden, weshalb dann auch eine exakte Kontrolle der eindiffundierten Störstellenkonzentrationen nicht möglich ist. Andererseits wird/U stark beeinflußt durch die Festlegung der Abmessungen der Gattbereiche und Emitterbereiche sowie durch den spezifischen Widerstand der Kanalbereiche, was eine freie Steuerung und Regelung des Faktors /U unmöglich machte Figo9 ist ein Schnitt durch einen Transistor, der den Zustand des Kanalbereiches direkt unter einem Emitterbereich erkennen läßto Zu erkennen ist, daß es sich b3i dem Bereich 61 um einen N-leitenden Kollektorbereich handelt, die Hinweiszahl 62 steht für den P-leitendeh Gattbereich, die Hinweiszahl 63 für den N -leitenden Emitterbereich und die Hinweiszahl 6k für den Kanalbereich. Im allgemeinen hat dieser Kanalbereich 6h den gleichen spezifischen Widerstand wie der Kollektorbereich 6l, so daß dann, wenn zwischen der Emitter-Elektrode 65 und der Gatt-Elektrode 66 eine Spannung in Sperr-Richtung aufgeschaltet wird, der Widerstand des Kanalbereiches in Vertikalrichtung durch die sich!von den PN-Übergangen aus ausbreitende Verarmungs-Sperrschicht allmählich größer wird. Diese Spannungsabhängigkeit ist physikalisch bestimmt durchbased on Fig. 9 and Fig. IO are shown and described. In general, it is necessary that the voltage amplification factor / U of field effect transistors FET can be freely controlled. This is the major Eigensdiaft of these field effect transistors FET "In the known methods for controlling the concentration of the impurity diffused d o h o the Störstellenkonzentrationkontrolle is moved generally in such a manner that impurities or oxides are vaporized and removed from the gas phase, so then an exact control of the diffused impurity concentrations is also not possible. On the other hand, / U is strongly influenced by the definition of the dimensions of the gate areas and emitter areas as well as by the specific resistance of the channel areas, which made free control and regulation of the factor / U impossible is reveals an emitter region o can be seen that it is an N-type collector region B3I the region 61, numeral reference 62 stands for the P-leitendeh Gattbereich, numeral reference 63 -type for the N emitter region and the note number 6k for the Canal area. In general, this channel region 6h has the same specific resistance as the collector region 6l, so that when a voltage in the reverse direction is applied between the emitter electrode 65 and the gate electrode 66 , the resistance of the channel region in the vertical direction is through the ! the depletion barrier spreading out from the PN junctions becomes gradually larger. This voltage dependency is physically determined by

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den spezifischen Widerstand des Kanalbereich.es 6k, Festgestellt worden ist, daß dann, wenn der Emitterbereich eindiffundiert werden soll, es möglich ist, gleichzeitig zwei oder mehr Verunreigungen mit unterschiedlichen Diffusionskoeffizienten zur Änderung des spezifischen Widerstandes im Kanalbereich 6k und zur Kontrolle des Faktors ,u einzudiffundieren.the specific resistance of the channel region 6k, it has been established that if the emitter region is to be diffused in, it is possible to simultaneously use two or more impurities with different diffusion coefficients to change the specific resistance in the channel region 6k and to control the factor , u to diffuse.

Wie aus Fig. 10 hervorgeht, hat der Körper der Halbleitervorrichtung, der hergestellt wird, eine .Schichtstruktur bestehend aus einer N -Diffusionsschicht 71 und aus einer N~-Schicht 72. Auf der oberen Fläche der N~"-Schicht 72 wird eine BSG-Schicht 73 aufgebracht und bis auf die Stellen, die die Gatt-Bereiche bilden sollen, im Fotoätzverfahren wieder weggenommen und entfernt.Sodann wird eine Mischglas-Schicht 7^i die Bor und Arsen enthält auf die gesamte Oberfläche des Körpers aufgebracht und bis auf die Teile, die die Emitterbereiche zu bilden haben, im Fotoätzverfahren wieder weggenommen. Nachdem nun auf diese Weise die Diffusionsquellen für die Herstellung der selektiven Emitter-und Gatt-Diffusion, wird die Wärmebehandlung durchgeführt. Die Boratome werden von der BSG-Schicht 73 direkt nach unten auf die Gattbereiche diffundiert, wobei die Schicht 7^ wie eine Maske oder eine Schablone wirkt. Auf der anderen Seite werden die Boratone und die Arsenatome in selektiver Weise von den Mischglas-Schichten 7k aus auf die Emitterbereiche diffundiert. In diesm Falle findet die BSG-Schicht als Maske oder Schablone Verwendung. Die Boratome der Gattbereiche werden zur Stabilisierung der Gattbereiche 75 eingeführt, die Arsenatome der Emitterbereiche zur Stabilisierung derAs is apparent from Fig. 10, the semiconductor device body which is manufactured has a layer structure composed of an N -diffusion layer 71 and an N- layer 72. On the upper surface of the N- layer 72, a BSG -Layer 73 is applied and, apart from the places that are to form the Gatt areas, removed again in the photo-etching process and removed. Then a mixed glass layer 7 ^ i containing boron and arsenic is applied to the entire surface of the body and except for the Parts that have to form the emitter areas are removed again in the photo-etching process. Now that the diffusion sources for the production of the selective emitter and Gatt diffusion are in this way, the heat treatment is carried out. The boron atoms are removed from the BSG layer 73 directly downwards diffused onto the Gatt areas, the layer 7 ^ acting like a mask or a stencil.On the other hand, the boratons and the arsenic atoms are selectively from the Mi schglas layers 7k diffused onto the emitter areas. In this case, the BSG layer is used as a mask or stencil. The boron atoms of the gate areas are introduced to stabilize the gate areas 75, the arsenic atoms of the emitter areas to stabilize the

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Emittöribereiche 76» und die Boratome sowie die Arsenatome, die von der gleichen Glas-Schicht 7^ eindiffundiert warden, um den spezifischen Widerstand der Kanalbereiolxe 77 nur ^0- diesem Teil zu ändern« (Es wird auf Fig» 96) verwiesen«,Emittöribereiche 76 "and the boron atoms and the arsenic atoms from the same glass layer 7 ^ diffused warden to the resistivity of the Kanalbereiolxe 77 only ^ 0 - to change this part" (Reference is made to Figure "96) referenced"

Der wichtige Faktor ist nun das Verhältnis zwischen der SiUrstellenkonzentratioii der Boratome, die gleichzeitig mit den Arsenatomen aus der gleichen Glasschicht 7h eindiffundiert worden sind, und die Konzentration der Donatorenatome in der anfänglich verwendeten N Schicht 72· Werden die Größen miteinander verglichen, und wird die zuerst erwähnte Konzentration größer, dann werden extrem schmale P-Schichten in die Kanalbereiche 77 unter den Emitterbereichen 76 eingeführt, wird die zuerst erwähnte Konzentration kleiner, dann + erhält man einen hohen spezifischen Widerstand in den Kanalbereicheno Sind die zuerst erwähnte Konzentration und die zuletzt erwähnte Konzentration im Wer gleich -(genau gesagt, sind die Verunreinigungsatome in der ganzen N~-Schicht gleich, sind diese Boratome durch Eindiffundieren in den Körper.eingeführt worden, dann handelt es sich bei der Konzentrationsverteilung um eine Fehlerfunktion, so daß eine gleichmäßige Verteilung der Konzentration im gesamten Kanalbereich nicht stattfinden kann), dann werden die Teile unter den Emitterbereichen J6 zu eigenleitenden Schichten.The important factor is now the ratio between the Si site concentration of the boron atoms which have been diffused in simultaneously with the arsenic atoms from the same glass layer 7h , and the concentration of the donor atoms in the initially used N layer 72 mentioned concentration is greater, then extremely narrow P-layers are introduced into the channel regions 77 under the emitter regions 76 , if the first-mentioned concentration becomes smaller, then + one obtains a high specific resistance in the channel regions o are the first-mentioned concentration and the last-mentioned concentration If the same - (to be precise, if the impurity atoms are the same in the whole N - layer, if these boron atoms have been introduced into the body by diffusion, then the concentration distribution is an error function, so that an even distribution of the concentration throughout the canal area calibration cannot take place), then the parts under the emitter areas J6 become intrinsic layers.

Beschrieben wird nun Experimentierbeispiel:- Unter den für die Herstellung der BSG-Schicht 73 gegebenen Bedingungen wird der Körper auf 45O°C erwärmt, beträgt der Durchfluß an Diburan-Gas mit einer Konzentration vonAn experimental example is now described: Under the conditions given for the production of the BSG layer 73 if the body is heated to 450 ° C, the is Flow of diburan gas with a concentration of

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50 ppm 0.5 Liter/min., der Durchfluß von Silan-Gas mit einer Konzentration von 3 % 0.7 Liter/min., der Durchfluß an Sauerstoff 0.3 Liter/min und in dieser Mischgasatmopshäre der Durchfluß von Stickstoff 35 Liter/min. In dieser Mischgasatmosphäre wird die Wärmebehandlung für die Dauer von 5 Minuten durchgeführt, wobei eine BSG-Schicht 73 mit einer Dicke von ungefähr 3000 S. hergestellt wird. Werden die Bedingungen für die Herstellung der Mischglas-Schicht74 eingehalten, dann wird der Körper bis auf ^50 C erwärmt, und dies bei einer Durchflußmenge an Diboran-Gas mit einer Konzentration von lOppm von 0,5 Litern/min, mit einer Durchflußmenge an Arsine-Gas (AsH.,) , das eine Konzentration von lOOOppm hat, von 0.8 Litern/min.,mit einer Durchflußmenge an Sauerstoffgas von 2.5 Litern/min0, mit einer Silangas menge , dieses Silangas hat eine Konzentration von 50ppm, von 0.7 Litern /min. und einem Stickstoffgasdurchfluß von 35 Litern/min,, die Wäremebehandlung mit einer Dauer von 5 Minuten durchgeführt, wobei dann eine Mischglas-Schicht 74 mit einer Dicke von ungefähr 3000 S. entstehen wird. Zur Duchführung der Diffusion aus den Glas-Diffusionsquellen wird eine Wärmebehändlung bei einer Temperatur von 1050°C für die Dauer von 80 Stunden in einer schwachen Oxydationsatmosphäre durchgeführt.50 ppm 0.5 liters / min., The flow of silane gas with a concentration of 3 % 0.7 liters / min., The flow of oxygen 0.3 liters / min and in this mixed gas atmosphere the flow of nitrogen 35 liters / min. In this mixed gas atmosphere, the heat treatment is carried out for a period of 5 minutes, whereby a BSG layer 73 with a thickness of approximately 3000 S. is produced. If the conditions for the production of the mixed glass layer74 are met, then the body is heated up to ^ 50 C, and this with a flow rate of diborane gas with a concentration of 10ppm of 0.5 liters / min, with a flow rate of arsine -Gas (AsH.,), Which has a concentration of 100 ppm, of 0.8 liters / min., With a flow rate of oxygen gas of 2.5 liters / min 0 , with a silane gas amount, this silane gas has a concentration of 50 ppm, of 0.7 liters / min. and a nitrogen gas flow rate of 35 liters / min, the heat treatment is carried out for a duration of 5 minutes, a mixed glass layer 74 with a thickness of approximately 3000 S. will then be formed. To carry out the diffusion from the glass diffusion sources, a heat treatment is carried out at a temperature of 1050 ° C. for a period of 80 hours in a weak oxidizing atmosphere.

Beträgt die Donatorenkonzentration in der verwendetenIs the donor concentration in the used

— ■ xh "λ - ■ xh "λ

N -Schicht 72 unter diesen Umständen 5 χ 10 Atome/cm (lO 0hm cm), dann haben die jeweiligen Verunreinigungsatome die nachstehend angeführten Diffusionsparameter, aufzuweisen:- Diffusionstiefe der zu den Gattbereichen gehörenden Boratomen = h /u, Oberflächenkonzentration =N layer 72 under these circumstances 5 × 10 atoms / cm (10 ohm cm), then the respective impurity atoms have to have the diffusion parameters listed below: Diffusion depth of the boron atoms belonging to the generic areas = h / u, surface concentration =

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■ι /f O■ ι / f O

3 χ 10 Atome/cm ; Diffusionstiefe der den Emitterbereichen zugeordneten Arsenatome = 1.5/ä, Ot»erflächen-3 χ 10 atoms / cm; Diffusion depth of the emitter areas assigned arsenic atoms = 1.5 / ä, surface

17 / 3 ' konzentration = 1 χ 10 Atome/cm ; Diffusionstiefe der zu den Emitterbereichen gehörenden Boratome = ieJ/W»17/3 'concentration = 1 χ 10 atoms / cm; Diffusion depth of the boron atoms belonging to the emitter areas = ieJ / W »

15 /3 Oberflächenkonzentration = 6 χ 10 Atome/cm , wobei nahezu eigenleitende Schichten eingeführt werden an den Enden der Emitterbereiche 76 und in den Gattbereichen 77 bis zu rund 1/u von den Enden der Emitterbereiche. Damit kann der Widerstand erhöht werden auf 20 ohm cm.Wird nun die Menge der Boratome für die Bildung der Emitterbereiche gegenüber der vorerwähnten Menge vergrößert, dann wird der Effekt des sich allmählich erhöhenden Widerstands geringere15/3 surface concentration = 6 χ 10 atoms / cm, where nearly intrinsic layers are introduced at the ends of the emitter regions 76 and in the gate regions 77 to around 1 / u from the ends of the emitter areas. With this the resistance can be increased to 20 ohm cm. Now the amount of boron atoms for the formation is increased If the emitter areas are enlarged compared to the aforementioned amount, the effect of the will gradually increase increasing resistance lower

Wenn Feldeffekttransistoren PET, bei denen ein Unterschied im Boratom-Anteil vorhanden ist, unter Beachtung ihres Triodenverhaltens auf diese Weise hergestellt worden sind, ist festgestellt worden, daß P~-Sperrschichten an den Übergangsflächen zwischen den Emitterbereichen und den Kanalbereichen eingeführt worden sind, und daß, dann, wenn eine Steuerspannung nicht aufgeschaltet ist, anfangs nur ein kleiner Stromfluß gegeben ist« Das ist darin begründet, dap der Kollektorstrom solange nicht fließen kann, als die Spannung noch nicht den Wert für einen notwendigen "Durchbruch" erreicht hat, und zwar Null unter Annäherung an die zwischenliegende //""-Sperrschicht durch Anlegen der Kollektorspannungo Darüber hinaus, in dem Pail, in dem einey-Schicht zwischengeschaltet ist, kommte auch zu einem geringem Abfallen der Spannung, weswegen der Beginn des Stromflusses sehr schlecht ist. In dem Fall aber, daß eine Yj Sperrschicht oder eine \J-Schicht angeordnet wird an dem ÜbergangWhen field effect transistors PET, in which there is a difference in the boron atom content, have been fabricated in this way, taking into account their triode behavior, it has been found that P ~ barrier layers have been introduced at the transition surfaces between the emitter regions and the channel regions, and that , when a control voltage is not applied, there is initially only a small current flow «This is due to the fact that the collector current cannot flow as long as the voltage has not yet reached the value for a necessary" breakdown ", namely zero approaching the intermediate // "" barrier layer by applying the collector voltage o In addition, in the Pail in which a y-layer is interposed, there is also a slight drop in voltage, which is why the start of the current flow is very poor. But in the event that a Yj barrier layer or a \ J layer is placed at the junction

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sswischen dem Emitterbereich und dem Gattbereich, läßt sich eine Verarmungsschicht leicht Aufbauen durch die Aufschaltung der S teuer spannung, aus diesem Grunde auch der Faktor/u besonders groß. In Übereinstimmung mit Werten, die experimentell ermittelt worden sind, wird dann, wenn eine -Sperrschicht aufgebaut wird, der Paktor/U mehrfach größer als bei einer Diffusion von Arsenatomen allein in den Emitterbereich.Between the emitter region and the gate region, a depletion layer can easily be built up by the Activation of the expensive voltage, which is why the / u factor is particularly large. In accordance with values that have been determined experimentally, when a barrier layer is built up, the Paktor / U several times greater than with a diffusion of Arsenic atoms alone in the emitter area.

Bei dieser Erfindung wurden in der vorbeschriebenen Weise Arsenatomfe und Boratome angewendet als Verunreinigungs atome in der Mischglas-Schicht über den Emitterbereichen, Damit aber war eine genaue Kontrolle der Diffusionsschich tnn-Oberflächenkonzentration der entsprechenden Verunreinigungsatome notwendig. Es wurden jedoch Akzeptor-Atome mit größeren Diffusionskoeffizienten gewählt, wobei die erforderliche Konzentrationsverteilung vergleichsweise leicht erzielt werden konnte. Wird beispielsweise Gallium statt Bor verwendet, dann ist der Diffusior.okoeffizientJ1 drei mal so groß, es läßt sich also leichter verteilen als Bor as Verunreinigungsstoff. Deshalb ist auch die Kon trolle der Konzentration an den Enden der.Emitterbereiche leichter. Soll nun der spezifische Widerstand oder die Leitungsart der Kanäle verändert werden, dann kann dies über eine Reihe von Diffusionsvorgängen, bei denen sich die Zeiten verändern, bewerkstelligt werden, ohne daß zwei oder mehr Störatome, die sich im Diffusionskoeffizienten unterscheiden, verwendet werden.In this invention, arsenic atoms and boron atoms were used as impurity atoms in the mixed glass layer above the emitter regions in the manner described above, but this required precise control of the diffusion layer surface concentration of the corresponding impurity atoms. However, acceptor atoms with larger diffusion coefficients were selected, and the required concentration distribution could be achieved comparatively easily. For example, gallium used instead of boron, the Diffusior.okoeffizientJ is one three times as large, it can be so easily spread as boron as contaminant. That is why it is easier to control the concentration at the ends of the emitter areas. If the specific resistance or the type of conduction of the channels is to be changed, then this can be achieved via a series of diffusion processes in which the times change, without using two or more impurity atoms which differ in the diffusion coefficient.

Wenn die Emitterbereiche 76 durch Eindiffundieren hergestellt werden, sollten die exponierten 'Stellen der Gatt-Übergänge an der Oberfläche des Körpers durch eine SiIi-When the emitter regions 76 are produced by diffusion the exposed points of the Gatt junctions on the surface of the body should be

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ziumdioxydschicht 78 abgedeckt sein« Eine Emitter-Elektrode 79» eine Gatt-Elektrode 80 sowie eine Kollektor-Elektrode sollten in der bereits für die bisher beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschriebenen Weise hergestellt werden. Hat die Ausführung des Erfindungsgegenstandes die vorerwähnte Struktur, dann handelt es sich dabei um eine Struktur oder Konstruktion, bei der die Emitterbereiche von den Gattbereichen direkt umgeben sind, so daß das Hochfrequenzverhalten ausgezeichnet ist, und der Faktor in der erforderlichen Weise kontrolliert wird.ziumdioxydschicht 78 be covered «An emitter electrode 79 »a Gatt electrode 80 as well as a collector electrode should be in the one already described for the previously described Exemplary embodiments described manner are produced. Does the execution of the subject matter of the invention the aforementioned structure, then it is a structure or construction in which the emitter areas are directly surrounded by the gate areas so that the high frequency performance is excellent, and the factor is controlled as necessary.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die Gattbereiche und die Emitterbereiche alternativ auch unter Anwendung irgendeiner der Verfahren für das erste bis fünfte Ausführungsbeispiel hergestellt werden, wobei sich der Widerstand der Emitterbereiche verändern kann.In this exemplary embodiment as well, the gate areas and the emitter areas can alternatively also be used any of the methods for the first through fifth embodiments can be prepared, the Resistance of the emitter areas can change.

Nachstehend soll nun ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Fig. 11 dargestellt und beschrieben werden. Hierbei handelt es sich um das Beispiel eines Falles, bei dem die äußeren Peripherieteile des Gattbereiches zweckbestimmend tieför ausgeführt werden als die anderen Teile, so daß Gatt-Spannungsfestigkeit verbessert wird. Bei einem diffundierten Vertikal-Feldeffekttransistor FET besteht der Körper aus einer Schichtkonstruktion aus einer N -Diffusionsschicht 81 und aus einer N~-Schicht 82ο Werden nun in diese N~-Schicht 82 die Gattbereiche und die Emitterbereiche eingearbeitet, dann wird die Spannungs festigkeit zwischen Gatt.und Emitter bestimmt durch den spezifischen Widerstand der N -Schicht,· deren Dicke und der Diffusionstiefe des Gattbereiches„·A sixth exemplary embodiment of the invention will now be illustrated and described below with reference to FIG will. This is an example of a case where the outer peripheral parts of the gate area purposefully deeper than that other parts so that Gatt dielectric strength improves will. In the case of a diffused vertical field effect transistor FET, the body consists of a layer construction of an N diffusion layer 81 and an N ~ layer 82ο Are now in this N ~ layer 82 the category areas and the emitter areas are incorporated, then the dielectric strength between gate and emitter is determined by the specific resistance of the N -layer, · its thickness and the diffusion depth of the Gatt area "·

Die Abhängigkeit von der Diffusionstiefe ist insbesondereThe dependence on the diffusion depth is particular

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-7P--7P-

2%2%

dann gegeben, wenn der Gattbereich, durch Eindiffundieren hergestellt wird. Das bedeutet, daß dann, wenn die N~- Schicht einen spezifischen Widerstand von mehreren Ohm hat, die Krümmung des PN-Überganges des Gattbereiches , hergestellt durch selektive Diffusion, ist bezogen auf deren Übergangs-Spannungswiderstand» Weil nun bei der Struktur des Vertikal-Deldeffekttransistors FET die Diffundierungstiefe des Gatt nicht groß ist, ist es für gewöhnlich nicht möglich die Spannungsfestigkeit des Gatt zu verbessern, ohne die anderen Eigenschaften des Feldeffekttransistors FET zu verändern.given when the Gatt area, by diffusing in will be produced. This means that if the N ~ layer has a specific resistance of several ohms has, the curvature of the PN junction of the gate area, produced by selective diffusion, is based on their transition voltage resistance »Because now with the Structure of the vertical delde effect transistor FET the diffusion depth of the gate is not large, it is usually not possible to maintain the dielectric strength of the gate to improve without affecting the other properties of the field effect transistor To change FET.

Deshalb wird vor der Herstellung des Gattbereiches ein tiefer P-Diffusionsbereich 83 in dem Teil hergestellt, der der äußere Peripherie-Teil des Gattbereiches sein wird, und zwar unter Anwendung des selektiven Eindiffundierens unter Verwendung einer Siliziumdioxydschicht und des Fotoätzverfahrens. Sodann werden unter Anwendung der im Zusammenhang mit den vorerwähnten Ausführungsbeispielen beschriebenen Verfahren die Gatt-Bereiche 8^ und die Emitterbereiche 85 hergestellte Schließlich werden eingesetzt:- eine Gatt-Elektrode 86 eine Emitter-Elektrode 87, während die Kollektor-Elektrode aus der N -Schicht herausgeführt wird, und der Feldeffekttransistor FET komplett ist.Therefore, a deep P diffusion area 83 is made in the part prior to making the gate area which will be the outer periphery part of the gate area using selective diffusion using a silicon dioxide layer and the photo-etching process. Then using the In connection with the aforementioned exemplary embodiments, the method described Gatt areas 8 ^ and the Finally, the following are used: - a gate electrode 86 an emitter electrode 87, while the collector electrode consists of the N layer is led out, and the field effect transistor FET is complete.

Wird dies so gehandhabt, dann wird die Spannungsfestigkeit zwischen Gatt und Kollektor von den Konstruktions-Parametern bestimmt, insbesondere aber von der Krümmung, die im äußeren Peripherie-Teil 83 des Gattbereiches herbeigeführt wird . Das aber ist ein sehr guter Weg, um die Gatt-Spannungsfestigkeit zu verbessern, ohne die an-If this is done, then the dielectric strength becomes between gate and collector of the construction parameters determined, but in particular by the curvature that is brought about in the outer peripheral part 83 of the gate area will . But this is a very good way to improve the Gatt dielectric strength without the other

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lolo

deren Parameter der Halbleitervorrichtung zu verändern. Wird darüber hinaus der Gleichstronrwiderstand senkrecht zum Querschnitt des Peripherie-Teiles klein gehalten, deshalb auch im Hinblick auf den Peripherie-Teil des Gattbereiches. Ist der Gleichstromwiderstand in einer Vertikalrichtung klein, dann kann infolge dessen die Stromleistung je Flächeneinheit größer gemacht werden.change their parameters of the semiconductor device. In addition, the DC resistance becomes perpendicular to the cross-section of the peripheral part kept small, therefore also with regard to the peripheral part of the Class area. As a result, when the DC resistance in a vertical direction is small, the Electricity output per unit area can be made larger.

Vas dieses Ausführungsbeispiel betrifft, so können die Gattbereiche und die Emitterbereiche auch unter Verwendung irgendeines der im Zusammenhang mit den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen erwähnten Verfahrens hergestellt werden» Dadurch, daß dann auch noch der äußere Peripherie-Teil des Gattbereiches dick ausgeführt wird, können Halbleitervorrichtung mit den gleichen Vorteilen hergestellt werden.As concerns this exemplary embodiment, the gate areas and the emitter areas can also be used any of the methods mentioned in connection with the embodiments described so far are made »by the fact that the outer peripheral part of the gate area is then also made thick semiconductor devices can be manufactured with the same advantages.

Eine siebente Ausführung des Erfindungsgegenstandes vird nachstehend nun anhand von Figo 12 dargestellt und beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Gatt-Sperrstrom eines Vertikal-Feldeffekttransistors verringert, ist weiterhin die Spanriungsfestigkeit zwischen Gatt und Kollektor verbessert« Die Beschreibung befaßt sich somit mit einem P-Kanal-Feldeffekttransistor FET. Zunächst einmal wird der Körper der Halbleitervorrichtung hergestellte Dieser Körper ist als Schichtkonstruktion ausgeführt und weist die P+-DIffusionsschicht 111 und eine P~- oder -Bereichszone 112 auf„ In dieser Spezifikation wird eine Halbleiterschicht mit einem hohen spezifischen Widerstand, der ganz dicht an einem eigenleitenden Halbleiter liegt als eine -Schicht für den Fall eines P-Kanales bezeichnet und als eine -SchichtA seventh embodiment of the subject invention vill now below with reference to FIG o 12 illustrated and described. In this exemplary embodiment, the gate reverse current of a vertical field effect transistor is reduced, and the voltage resistance between gate and collector is also improved. The description thus deals with a P-channel field effect transistor FET. First of all, the body of the semiconductor device is manufactured. This body is made of a layered construction and has the P + diffusion layer 111 and a P ~ or region 112 Intrinsic semiconductor is referred to as a -layer in the case of a P-channel and as a -layer

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für den Pall eines N-Kanales. Auf* der Oberfläche des Bereiches 112 wird eine Siliziumdioxydschicht, der Phosphoratome zugegeben worden sind (eine PSG-Schicht) aufgebracht und im Fotoätzverfahren bis aud die PSG-Schichten 4-13» diese bilden die Eriffusionsquellen für den Gattbereich wieder entfernt. Sodann wird eine Wärmebehandlung vorgenommen, um ein selektives Eindiffundieren der Phosphoratome aus der PsG-schicht heraus in die Gattbereiche zur Herstellung dieser Gattbereiche durchzuführeno Diese Gattbereiche sind mit der allgemeinen Hinweiszahl Il4 gekennzeichnet. Nun werden die Löcher für die Herstellung der Emitterbereiche 115 die durch Eindifundiren hergestellt werden sollen, eingearbeitete Zur gleichen Zeit jedoch wird ein Teil der Siliziumdioxydschicht auf der Außenseite von der Peripherie der Gattbereiche Il4 durch Fotoätzung entfernt«, Diese Siliziumdioxydschichten entstanden bei der durch Eindiffundierung erfolgten Herstellung der Gattbereiche 114. Die vorerwähnten entfernten Teile werden an der Außenseite cer Peripherie der Gattbereiche in den notwendigen Abständen zur Einhaltung der Gatt-Spannungsfestigkeit weggenommen. In die derart entstandenen Löcher wird Bor eindiffundiert, wobei die P -Emitterbereiche 115 und ein P -Kanalsperrbereich Il6 hergestellt werden«, Die Herstellung der Gattelektrode 117 und der Emitter-Elektrode 118 erfolgt in Anwendung des üblichen Verfahrens«, Wird aber gleichzeitig ein Teil der Siliziumdioxydschicht auf der P -Kanalsperrschicht durch Fotoätzung weggenommen , und eine Metallschicht 119 eingesetzt, die sich bis über die Kante des Peripherie-Teiles der Gattbereiche erstreckt und zwar, derart, daß das elektrische Feld aus der Verarmungsschicht,for the pall of an N channel. A silicon dioxide layer to which phosphorus atoms have been added (a PSG layer) is applied to the surface of the area 112 and removed again in the photo-etching process except for the PSG layers 4-13, which form the diffusion sources for the Gatt area. Is then carried out a heat treatment to a selective diffusion of phosphorus atoms from this Gattbereiche PSG layer out in the Gattbereiche for producing perform o Gattbereiche These are marked with the general reference number IL4. Now the holes for the production of the emitter areas 115, which are to be produced by diffusion, are worked in. At the same time, however, part of the silicon dioxide layer on the outside of the periphery of the gate areas II4 is removed by photo-etching. These silicon dioxide layers were created during production by diffusion the Gatt areas 114. The aforementioned removed parts are removed from the outside of the periphery of the Gatt areas at the necessary intervals to maintain the Gatt dielectric strength. Boron is diffused into the holes created in this way, producing the P emitter regions 115 and a P channel blocking region II6 Silicon dioxide layer on the P -channel barrier layer removed by photo-etching, and a metal layer 119 inserted, which extends over the edge of the peripheral part of the gate areas in such a way that the electric field from the depletion layer,

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die dann entstehen wird, wenn eine Sperrspannung an die Gatt-Elektrode angelegt wird, gleichpotential wird an der Oberfläche der HalbleitervorrichtTang, dann wird der Kanal-Sperreffekt tint erstützte Aus der P -Schicht ist auch noch eine Kollektor-Elektrode herausgeführt.which will arise when a reverse voltage is applied to the Gatt electrode is applied, then the same potential becomes on the surface of the semiconductor device Tang, then becomes the channel blocking effect tint sustained from the P -layer a collector electrode is also brought out.

Wenn nun ein Hochwiderstand-Feldeffekttransistor FET konstruiert und hergestellt wird, dann ist der Bereich 112, der einen hohen Widerstand hat verwendet worden, wobei der spezifische Widerstand nicht kleiner ist als 20 Ohm cm. Wenn zudem der Feldeffekttransistor FET einen P-Kanal hat, wird sogar dann, wenn der spezifische Widerstand des einen hohen spezifischen Widerstand aufweisenden Bereiches nicht sehr groß ist, am Übergang des Bereiches 112 an der Außenperipherie der Gattregion eine N-Sperrschicht leicht aufgebaute Der Aufbau dieser Sperrschicht erfolgt durch den Einfluß und den EF-fekt einer Neuverteilung der Verunreinigungsatome, wenn die Siliziumdioxydschicht hergestellt wird und durch die Einwirkung der Alkali-Ionen im Siliziumdioxyd, durch den Effekt der Ionen in der Außenatmosphäre aufgrund des äußeren Streufeldes des zur Veramungsschicht gehörenden elektrischen Feldes, beim Anlegen einer Sperrspannung zwischen Gatt und Kollektor, durch den Effekt der neuen Verteilung der polarisierten Moleküle und dergleichen mehr. Wenn bei einem Feldeffekttransistor FET mit P-Kanal die N -Schicht einen relativ hohen spezifischen Widerstand bekommt, gibt es Fälle, bei denen die Ionen in einer Außenätmosphäre wegen des äußeren Streufeldes des in der Verarmüngsschicht erzeugten elektrischen Feldes , die Neuverteilung der polarisierten MoleküleIf now a high resistance field effect transistor FET is designed and manufactured, then the area 112, which has a high resistance, has been used, the specific resistance being not less than 20 ohm cm. In addition, if the field effect transistor FET a P channel becomes even when the resistivity of the high resistivity Area is not very large, at the transition of area 112 on the outer periphery of the Gatt region The structure of this easily constructed N-barrier layer Barrier layer occurs through the influence and the EF effect of a redistribution of the impurity atoms, if the silicon dioxide layer is produced and through the action of the alkali ions in the silicon dioxide the effect of the ions in the outside atmosphere due to the external stray field belonging to the contamination layer electric field, when applying a reverse voltage between gate and collector, by the effect of new distribution of polarized molecules and the like. If with a field effect transistor FET with P channel the N layer gets a relatively high specific resistance, there are cases in which the ions in an outside atmosphere because of the external stray field of the electrical generated in the depletion layer Field, the redistribution of the polarized molecules

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sowie die Polarisierung der Fremdstoffe an den Oberflächen der Siliziumdioxydschicht und dergleichen mehr verursachen, daß ein -Sperrschicht oder P-Sperrschicht am Übergang zwischen der N~-Sohioht und rtptn SAliaiumdioxyd aufgebaut wird. Baut sich eine Sperrschicht dieser Art auf, dann wird die Sperrspannung am Gatt größer, darüber hinaus wird aber die Spannungsfestigkeit zwischen Gatt und Kollektor zerstört und die Zuverlässigkeit verringert. Aus diesem Grunde und um zu verhindern, daß sich eine Sperrschicht dieser Art ausbreiten kann, ist die Metallschicht 119 vorgesehen, die die Peripherie des Gattbereiches mit einer strak dotierten Schicht umgibt und den oberen Teil der Silizxumdioxydschicht auf das gleiche Potential, wie das des Gattbereiches bringt. Auf diese Art und Weise können die vorerwähnten Probleme gelöst werden.as well as the polarization of the foreign matter on the surfaces of the silicon dioxide layer and the like cause more, that a barrier layer or P barrier layer is built up at the transition between the N ~ -Sohioht and rtptn SAliaiumdioxid. If a barrier layer of this kind builds up, the reverse voltage at the gate increases, but beyond that the dielectric strength between gate and collector is destroyed and reduces reliability. For this reason and to prevent a barrier layer of this Kind can spread, the metal layer 119 is provided, which doped the periphery of the gate area with a heavily Layer surrounds and the upper part of the silicon dioxide layer at the same potential as that of the gate area brings. In this way, the aforementioned problems can be solved.

Bei dieser Ausführung des Erfindungsgegenstandes können die Gatbereiche und die Emitterbereiche auch unter Anwendung von einem der im Zusammenhang mit dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Der gleiche Effekt kann erreicht werden, wenn ein Kanal-Sperrbereich zur Verhinderung einer Inversion vorgesehen wird.In this embodiment of the subject matter of the invention can the gate areas and the emitter areas also using produced by one of the methods described in connection with the first to fourth exemplary embodiments will. The same effect can be achieved when a channel blocking area is provided to prevent inversion.

Nachstehend soll nun ein achtes Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 13 dargestellt und beschrieben werden. Dieses Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel dafür, daß die Kollektor-Elektrode zusammen mit der Emitter-Elektrode und der Gatt-Elektrode aus der gleichen Hauptfläche des Körpers der Halbleitervorrichtung herausgeführt ist. Die Beschreibung betrifft in diesem Falle einen N-Kanal Feldeffekttransistor FET. Zunächst wird der Körper - dieser besteht aus einer SchichtτAn eighth exemplary embodiment will now be illustrated and described below with reference to FIG. This embodiment is an example that the collector electrode together with the emitter electrode and the Gatt electrode is led out of the same major surface of the body of the semiconductor device. The description relates in this case to an N-channel field effect transistor FET. First is the body - this consists of a layer

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konstrutkion mit einer N -Diffusionsschicht 121 und einem N~-Bereich 122 - hergestellt. Die obere Fläche der N~-Schicht 122 wird oxydiert, wobei eine Siliziumdioxyd-Schicht 123 entsteht. Von dieser Dioxydschicht 123 wird unter Anwendung des Fotoätzverfahrens ein Teil wieder entfernt, woraufhin Phosphoratome durch die Öffnung eindiffundiert werden«, Die dabei entstehende N -Diffusionsschicht 124 erstreckt sich bis zur N -Diffusionsschicht 121 durch den N -Bereich 122. In diesem Falle wird, um die Position der N -Schicht 124 zu klären in den nachfolgenden Arbeitsgangen, wird in einer Oxydationsatmosphäre eine Wärmebehandlung durchgeführt, wobei das Loch im Siliziumdioxyd, das für eine selektive Diffusion verwendet wurde, mit einem vergleichsweise dickem Oxydfilm abgedeckt wird. Sodann wird das auf der N~-Schicht 122 und auf der N -Schicht 124 abgelagerte Siliziumdioxyd geätzt und von der gesamten Oberfläche entfernt. An der Stelle des Loches für das vorerwähnte selektive Eindiffundieren wird eine extrem flache Vertiefung hergestellt wegen der Bildung des neuen Siliziumdioxydeso Deshalb wird diese Vertiefung als Bezug genommen bei der Herstellung der Emitterbereiche 125, der Gattbereiche 126, der Emitter-Elektrode 127,und der Gatt-Elektrode 128; diese werden unter Anwendung des Verfahrens nach Fig„ 4 hergestellt Glechzeitig mit dem Anbringen dieser Elektroden wird durch Fotoätzung ein Loch hergestellt, in einem Teil der Siliziumdioxydschicht über der N -Diffusionsschicht 124, wobei dann die Kollektor-Elektrode 129 herausgeführt wird.construction with an N diffusion layer 121 and an N ~ region 122 - produced. The upper surface of the N - layer 122 is oxidized, with a silicon dioxide layer 123 being formed. A part of this dioxide layer 123 is removed again using the photo-etching process, whereupon phosphorus atoms are diffused in through the opening. In order to clarify the position of the N-layer 124 in the subsequent operations, a heat treatment is carried out in an oxidation atmosphere, the hole in the silicon dioxide, which was used for selective diffusion, being covered with a comparatively thick oxide film. Then the silicon dioxide deposited on the N - layer 122 and on the N - layer 124 is etched and removed from the entire surface. An extremely shallow recess is at the location of the hole for the aforesaid selective diffusion prepared o due to the formation of the new Siliziumdioxydes Therefore, this recess is taken as a reference in the preparation of the emitter regions 125, the Gattbereiche 126, the emitter electrode 127, and the Gatt -Electrode 128; these are produced using the method according to FIG. 4. Simultaneously with the attachment of these electrodes, a hole is produced by photoetching in part of the silicon dioxide layer above the N diffusion layer 124, the collector electrode 129 then being led out.

Die vorerwähnte N -Schicht kann derart angeordnet werden, daß sie den Peripherie-Teil des Gattbereiches umringt. Die Kollektor-Elektrode kann an geeigneten Stellen rings-The above-mentioned N layer can be arranged so as to surround the peripheral part of the gate area. The collector electrode can be placed around the

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um den Gattberoich herausgeführt werdan, und zwar an einer oder mehreren Stellen. Die Aufgabe dieser N -Diffusionsschicht 124 loigt darin, daß die Kollektor-Elektrode 129 gleichpotentialig mit der N -Schicht 121 herausgeführt wird. Statt des Diffusionsvorganges ist es möglich, ein Loch einzuarbeiten, das sich bis zur N Schicht erstreckt, und zwar durch chemisches Wegätzen des Silizium von der Haupt-Oberfläche und durch dieses Loch - vom Grund dieses Loches aus - eine Metallelektrode herauszuführen. Dieses Ziel kann auch erreicht werden, indem das chemische Ätzen und die Diffusion miteinander kombiniert werden,, Auf diese Weise nun wird die Kollektor-Elektrode auf dor gleichen Seite herausgeführt, auf der auch die Emitter-Elektrode und die Gatt-Elektrode herausgeführt werden. Dies ist eine geeignete Konstruktion für Fälle, in denen es wünschenswert ist, eine Metallplatte nur für die Wärmeabfuhr an der gegenüberliegenden Seite anzubringen, sodaß dann die Kollektor-Elektrod: aus der oberen Fläche der Grundplatte herausgeführt ist.around the Gattberoich to be led out, namely to one or more places. The task of this N -diffusion layer 124 loigt is that the collector electrode 129 led out with the same potential as the N layer 121 will. Instead of the diffusion process, it is possible to work a hole that extends up to the N layer by chemically etching away the silicon from and through the major surface Hole - from the bottom of this hole - to lead out a metal electrode. This goal can also be achieved by combining chemical etching and diffusion, in this way now the The collector electrode is led out on the same side as the emitter electrode and the Gatt electrode be led out. This is a suitable construction in cases where it is desirable to have a metal plate only to be attached to the opposite side for heat dissipation, so that the collector electrode: is led out of the upper surface of the base plate.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes können die Emitterbereiche und die Gattbereiche unter Anwendung der im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen eins bis vier beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Auch in diesem Fall kann die Konstruktion derart angelegt sein, daß die Kollektor-Elektrode mit der Emitter-Elektrode und der Gatt-Elektrode auf der gleichen Seite herausgeführt wird,, Darüber hinaus können die Ausführungsbeispiele fünf bis acht durchaus miteinander kombiniert werden, bei der Durchführung dieser Erfindung.Also in this embodiment of the subject matter of the invention For example, the emitter regions and the gate regions can be produced using the methods described in connection with exemplary embodiments one to four will. In this case, too, the construction can be designed in such a way that the collector electrode with the emitter electrode and the gatt electrode is led out on the same side, in addition, the Embodiments five to eight can be combined with one another when carrying out this invention.

Es ist bereits beschrieben worden, daß dann, wenn sichIt has already been described that when

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der Gattbereich rait dem Emitterbereich in direktem Kontakt befindet und diesen Bereich in Form eines Ringes umgibt, dieser Gattbereich und dieser Emitterbereich ein gemeinsames exponiertes Teil haben,, Als Folge davon ist der Gatt-Reihenwiderstand r klein und der EinSChhürungsvorgang zuverlässig, wird der PW-Übergang und die Übergangskapazität C„_ zwischen Gatt-und Emitterbereichen klein, was auchthe gate area raits the emitter area in direct contact and surrounds this area in the form of a ring, this gate area and this emitter area are common exposed part, the consequence of this is the Gatt series resistance r small and the constriction process reliable, the PW junction and the junction capacitance C "_ between gate and emitter areas become small, what also

eine kleine Zeitkonstante C 0 r zur Folge hat, so daßresults in a small time constant C 0 r, so that

CrO GCrO G

eine Halbleitervorrichtung mit einem hervorragend guten Hochfrequenzverhalten geschaffen werden kann.a semiconductor device with an excellent high frequency behavior can be created.

Ein jedes dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes war ein Vertikal-Feldeffekttransistor FET der Molirkanal-Ausführung, bei dem eine Reihe von Gattbereichen in die Grundplatte eingearbeitet wurden. Aber diese Erfindung mag sich auch beziehen auf einen Vertikal-Feldeffokttransistor FET mit einem Halbleiterbereich der N-leitonden Ausführung (oder der P-leitenden Ausführung), der einen Kollektorbereich im Körper der Halbleitervorrichtung bildet, wobei nur ein Kanal in den Körper eingearbeitet wird. Das bedeutet, der Einbau eines Vertikal-Feldeffekttransistors FET dieser Art in eine integrierte Schaltung mit einem N-leitenden Körper oder einen P-leitenden Körper läßt sich leicht durchführen. Auch die Konstruktion eines P-Kanal-Feldeffekttransistors FET sollte aus den vorgegebenen Beschreibung eines N-Kanal-Feldeffekttransistors FET klar abgeleitet werden können. Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel bis zum fünften Ausführungsbeispiel der Körper der Halbleiterbereiche aus einer Mehrschichtenkonstruktion bestand, mit Konzentrations bildungen die sich voneinander unterschieden, so kann er doch auch aus einem einzigen Hableiterbereich bestehen«Each illustrated and described embodiment the subject of the invention was a vertical field effect transistor FET of the Molirkanal version, in which a number of gate areas are incorporated into the base plate became. But this invention may also relate to a vertical field effect transistor FET with a semiconductor region the N-conductor version (or the P-conductor Embodiment), which forms a collector region in the body of the semiconductor device, with only one channel is incorporated into the body. That means the installation a vertical field effect transistor FET of this type in an integrated circuit with an N-type body or a P-type body can be easily carried out. Also the construction of a P-channel field effect transistor FET should be taken from the given description of an N-channel field effect transistor FET can be clearly derived. While in the first embodiment to the fifth Embodiment the body of the semiconductor regions consisted of a multilayer construction, with concentration formations that differ from each other, so it can also consist of a single semiconductor area "

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Claims (8)

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D, GROSSE · Γ. POLLMEIERPATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D, LARGE · Γ. POLLMEIER 1. September 1975 g.ke 72 355September 1, 1975 g.ke 72 355 TOKYO SHIBAURA ELECTRIC COMPANY LIMITEDTOKYO SHIBAURA ELECTRIC COMPANY LIMITED Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, JapanHorikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken, Japan PatentansprücheClaims f 1.ySperrschicht-Feldeffekttransistor mit einem Grund- ^"""^ körper eines Halbleitermateriales eines Leitfähigkeitstypes mit einem Abflußgebiet und einem Quellgebiet des gleichen Leitfähigkeitstypes und einem Torgebiet des alternativen Leitfähigkeitstypes, dadurch gekennzeichnet , daß das Quellgebiet und das Torgebiet von einer Hauptfläche des Körpers (12, 22, 32, 52, 72, 82, 112, 122) ausgehend angeordnet sind, und daß das Quellgebiet eine Vielzahl einzelner Bezirke (15, 26, 35, 56, 63, 76, 85, 115, 125) aufweist, die von geschlossenen Maschen (13, 24, 37, 55, 62, 75, 84, 114, 126), die von Bereichen des Tor-Gebietes gebildet sind, direkt an diese angrenzend umschlossen sind. f 1.y barrier field effect transistor with a basic ^ """^ body of a semiconductor material of one conductivity type with a drainage area and a source area of the same conductivity type and a gate area of the alternative conductivity type, characterized in that the source area and the gate area of a main surface of the body (12, 22, 32, 52, 72, 82, 112, 122) are arranged starting, and that the source area has a large number of individual districts (15, 26, 35, 56, 63, 76, 85, 115, 125), which are enclosed by closed meshes (13, 24, 37, 55, 62, 75, 84, 114, 126), which are formed by areas of the goal area, directly adjoining them. 2. FET nach Anspruch 1,2. FET according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Torgebiet als geschlossene Maschen aufweisendes Gitter ausgebildet ist, das über die Länge jeder Masche sich von der Hauptfläche des- Körpers aus in diesen erstreckt, und dessen Quell-Bezirke sich jeweils von der Hauptfläche des Körpers aus in die Maschen hinein erstrecken.characterized in that the goal area has a closed mesh Lattice is formed that extends over the length of each mesh from the main surface of the body in this extends, and its source districts each extend from the main surface of the body into the mesh extend. - 36 -- 36 - 609813/0697609813/0697 253902Ö253902Ö PATENTANWÄLTE F.W. HEMMER ICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIERPATENT LAWYERS F.W. HEMMER I · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER 3. FET nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tor-Gebiet sich von der Oberfläche des Körpers aus tiefer in diesen erstreckt als die Quell-Bezirke.3. FET according to claims 1 or 2, characterized in that that the gate area extends from the surface of the body deeper into it than the Source districts. 4. FET nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tor-Gebiet sich von der Hauptfläche des Körpers aus im wesentlichen so tief in diesen erstreckt, wie die Quell-Bezirke.4. FET according to claims 1 or 2, characterized in that the gate area extends from the main surface of the Body extends out essentially as deep into these as the source districts. 5. FET nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Tor-Gebiet vorzugsweise entlang seines Umfanges vorgesehene Bereiche aufweist, die sich tiefer in den Körper erstrecken als die übrigen, im Inneren seiner Grundfläche gelegenen Bereiche.5. FET according to claims 1 to 4, characterized in that the gate area is preferably along its Circumference has provided areas that extend deeper into the body than the rest, areas located inside its base. 6. FET nach Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Abflußgebiet (124) seitlich des Tor-Gebietes (126) im Körper (121/122) angeordnet ist und sich von dessen Hauptfläche aus in diesen erstreckt.
6. FET according to claims 1 to 5,
characterized in that the drainage area (124) is arranged to the side of the gate area (126) in the body (121/122) and extends into the latter from its main surface.
7. FET nach Anspruch 6,7. FET according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Halbleitermaterial bestehende Körper an seine Hauptfläche angrenzend eine Schicht (122) geringer Leitfähigkeit und auf deren der Hauptfläche abgewandten Seite eine Schicht (121) höherer Leitfähigkeit aufweist, und daß das Abflußgebiet (124) sich durch die Schicht (122) niedrigerer Leitfähigkeit bis zur mit ihr in Kontakt stehenden Schicht (121) höherer Leitfähigkeit erstreckt.characterized in that the body made of semiconductor material a layer (122) of low conductivity adjoining its main surface and on the main surface thereof opposite side has a layer (121) of higher conductivity, and that the drainage area (124) through the layer (122) of lower conductivity to the layer in contact with it (121) higher conductivity extends. 609813/0697609813/0697 PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · Ü. ÜPüSSE · F. POLLMEIESPATENT LAWYERS F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · Ü. ÜPÜSSE · F. POLLMEIES 8. FET nach Anspruch 7,8. FET according to claim 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelektroden (127, 128, 129) des Quell-, des Tor- und des Abfluß-Gebietes (125, 126, 124) auf der gleichen Hauptfläche des Körpers angeordnet sind.characterized in that the connection electrodes (127, 128, 129) of the Source, gate and drainage areas (125, 126, 124) on the same major surface of the body are arranged. 60981 3/069760981 3/0697 HoHo LeerseiteBlank page
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