DE3509963A1 - Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate - Google Patents

Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate

Info

Publication number
DE3509963A1
DE3509963A1 DE19853509963 DE3509963A DE3509963A1 DE 3509963 A1 DE3509963 A1 DE 3509963A1 DE 19853509963 DE19853509963 DE 19853509963 DE 3509963 A DE3509963 A DE 3509963A DE 3509963 A1 DE3509963 A1 DE 3509963A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
gate
mask
junction
diffusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853509963
Other languages
English (en)
Inventor
Franz-Josef Dr.rer.nat. 7015 Korntal-Münchingen Tegude
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent Deutschland AG
Original Assignee
Standard Elektrik Lorenz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Standard Elektrik Lorenz AG filed Critical Standard Elektrik Lorenz AG
Priority to DE19853509963 priority Critical patent/DE3509963A1/de
Priority to GB08606388A priority patent/GB2172747A/en
Priority to JP6385486A priority patent/JPS61258480A/ja
Publication of DE3509963A1 publication Critical patent/DE3509963A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66893Unipolar field-effect transistors with a PN junction gate, i.e. JFET
    • H01L29/66924Unipolar field-effect transistors with a PN junction gate, i.e. JFET with an active layer made of a group 13/15 material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • 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

Description

F.-J.Tegude - 1
Junction-Feldeffekttransistor mit selbst justierendem Gate
Die Erfindung betrifft einen Junction-Feldeffekttransistor (JFET) mit se lbstj ustierendem Gate aus anisotrop ätzbarem Halbleitermaterial und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Ein Junction-Fe Ideffekttransistors mit se lbstjustierendem Gate ist aus IEEE Electron Device Letters, Vol. EDL-5 No. 7, July 1984, 285-287, bekannt. Er weist aber an den Randgebieten der Source- und Drainkontakte eine ungünstige Stromverteilung auf, die zu hohen parasitären Widerständen führt und somit die Steilheit beschränkt.
Se lbstjustierend bedeutet, daß die Lage des Gates zwischen Source und Drain nicht mit einem Maskenjustierschritt festgelegt werden muß. Das selbstjustierende Gate ermöglicht durch- das Entfallen des kritischen Justier-Schritts eine wesentliche Verkleinerung der Kontaktabstände des Transistors, der dadurch bessere Kennwerte aufweist. Um einen Junction-Feldeffekttransistor mit selbst justierendem Gate herstellen zu können, wird eine anisotrop ätzbare Halbleiterschicht benötigt. Der anisotrope Effekt sollte dabei stark ausgebildet sein, was durch eine entsprechende Kristallstruktur gefördert wird. Gut eignen sich aus Ga,As,In und P zusammengesetzte
ZT/P2-Se/Gn
13.03.1985 -/-
F.-J.Tegude - 1
Halbleiter mit einer Kristallstruktur vom Zinkblendetyp. Mit einem anisotropen Ätzmittel lassen sich bei entsprechender Orientierung des Kristalls zur Ätzmaske überhängende Flanken oder auch Schrägen erzielen (Journal of Crystal Growth 58 (1982) 409-416). Dies läßt sich dadurch erklären, daß der Ätzabtrag in verschiedenen kristallographischen Richtungen unterschiedlich ist. Das gilt vor allem für Verbindungshalbleiter, z.B. der Gruppen III/V oder II/VI.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere die Steilheit des Junction-Fe Ideffekttransistors zu erhohen.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Junction-Fe Ideffekttransistor durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ein Verfahren zur Herstellung sind den Unteransprüchen zu entnehmen .
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen darin, daß durch das versenkte Gate eine günstige Stromverteilung an den Source- und Drainkontakten auftritt, was letztlich auch die Steilheit des Transistors erhöht.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Aufbau und die Herstellung des Junction-FeIdeffekttransistors anhand zweier Ausführungsbeispiele in den Figuren 1 bis 6 erläutert. Es zeigen:
ZT/P2-Se/Gn
13.03.1985 -/-
F.-J.Tegude - 1
Fig. 1 den Querschnitt eines erfindungsgemäßen
Junction-FeLdeffekttransistors nach der Diffusion,
Fig. 2 den Querschnitt nach dem anisotropen Xtzen, Fig. 3 den Querschnitt nach der Meta LLbeschichtung, Fig. 4 den Querschnitt eines fertigen Bauelements,
Fig. 5 einen Ausschnitt der Draufsicht des in Fig. dargesteLLten BaueLements und
Fig. 6 den Querschnitt nach einer schräg aufgedampften Met a LLbeschichtung.
Die einzeLnen Herste L Lungsstufen des erfindungsgemäßen Junction-FeLdeffektrransistors sind in den Figuren 1 bis 4 und 6 dargesteLLt. Die Transistoren werden dabei wie üblich nicht als Einzelstücke sondern als ganze Serie auf einem Wafer hergestellt. Die Beschreibung erfolgt exemplarisch für ein einzelnes Bauelement. In Fig. 1 ist eine auf ein halbisolierendes HaLb Leitersubstrat 2 mittels Epitaxie aufgebrachte n-Kana l-HaLb Lei terschicht 1 zu sehen. Das Halbleitersubstrat 2 besteht aus eisen-dotiertem Indiumphosphit. Die n-KanaL-HaLb Leiterschicht 1 ist eine dazu gitterangepaßte und mit Zinn p-dotierte Indium-Ga11 ium-Arsenidschicht. Darüber liegt eine aus Siliziumnitrat (Si7N.) bestehende Diffusionsmaske 3.
3 4
Durch selektive Diffusion wird der Gate-Bereich 5 mit Zink p-diffundiert. Der Gate-Bereich 5 wird dabei durch laterale Diffusion breiter aLs die öffnung der Di ffusi onsmaske.
ZT/P2-Se/Gn
13.03.1985 -/-
F.-J.Tegude - 1 .
Beim nächsten Schritt (Fig. 2) wird
H_SO -H-O-H-O als Ätzmittel zur anisotropen 2 4 d. d. d
Ätze verwendet. Hierbei dient die Diffusionsmaske 3 als Ätzmaske. Die Halbleiterschicht 1 weist eine Kristallstruktur vom Zinkblendetyp auf, sie muß so orientiert sein, daß die (100)-Ebene die Oberfläche zur Ätzmaske bildet, und daß die COTT]-Richtung parallel zur Längsachse der schlitzförmigen Maskenöffnung 4 liegt. Nur in dieser Anordnung wird die Flanke 7 durch anisotropes Ätzen erzielt. Das Ätzen darf nur im p-diffundierten Gebiet 5 erfolgen.
Nach Entfernen der Ätzmaske 3 im CF.-Plasma wird dem
Wafer zur Herstellung der Metallkontakte die Metallschicht senkrecht aufgedampft. Sie besteht aus einer AuGe-Legierung und weist eine reine Au-Oberflache auf.
Aufgrund der überhängenden Flanken entstehen Unterbrechungen 9 der Metallschicht (Fig. 3) und somit eine Aufteilung in Source 10, Drain 11 und Gate 12.
Ein zweiter Ätzgang (Fig. 4), der nicht unbedingt a η isotrop sein muß, unterbricht die sperrfreie Verbindung zwischen Source 10 und Drain 11 im p-diffundierten Gebiet 5. Hierbei werden die Metallschichten 10, 11, 12 als Maske benut zt.
In Fig. 5 ist die Spiegelsymmetrie des Junction-FeLdeffekttransistors zu erkennen.
Erfolgt das Aufdampfen der Metallschicht nicht senkrecht zur Oberfläche der Halbleiterschicht sondern schräg dazu, erreicht man eine asymmetrische Anordnung zwischen den Source-, Drain- und Gatekontakten. Die in Fig. 6
ZT/P2-Se/Gn
13.03.1985 . -/-
F.-J.Tegude - 1
dargestellte Anordnung zeigt, daß der Gate-Kontakt 12 näher am Source-Kontakt 10 liegt. Dadurch wird der gegenkoppelnde parasitäre Widerstand zwischen Source und Gate noch weiter verkleinert und insbesondere die Steilheit des Transistors verbessert.
Bei den vorliegenden Beispielen wurde eine n-dotierte Halbleiterschicht 1 und ein p-diffundiertes Gebiet 5 verwendet. Grundsätzlich kann die Art der Dotierung auch entgegengesetzt erfolgen, hat aber den Nachteil, daß die Transporteigenschaften der Ladungsträger in einem p-dotierten Kanal schlechter sind, was sich auf die Kenngrössen des Transistors negativ auswirkt. Trotzdem findet der letztere Typ dennoch seine Anwendung, wenn beide Typen in einer entsprechenden Schaltungsanordnung als komplementäres Paar angeordnet sind.
ZT/P2-Se/Gn
13.03.1985 -/-

Claims (1)

  1. Standard Elektrik Lorenz
    AktiengeseLLschaft
    Stuttgart
    F.-J.Tegude - 1
    Patentansp rüche
    Junction-FeLdeffekttransistor (JFET) mit selbstjustierendem Gate aus anisotrop ätzbarem Halbleitermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Gate-Kontakt (12) in einer Vertiefung einer Schicht (1) liegt und die Kontakte von Source (10) und Drain (11) an der Oberfläche dieser Schicht (1) L i egen.
    2. Junction-Fe Ideffekttransistör nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem anisotrop ätzbaren Halbleitermaterial bestehende Schicht (1) auf einer halb-isolierenden Schicht (2) gitterangepaßt aufgewachsen i st.
    3. Junction-Fe Ideffekttransist οr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anisotrop ät2bare Schicht
    (1) aus Ga 11ium-Indium-Arsenid und die halb-isolierende Schicht (2) aus halbleitendem Indiumphosphid bestehen.
    ZT/P2-Se/Gn
    13.03.1985 -/-
    F.-J.Tegude - 1
    4. Verfahren zur Herstellung eines Junction-Fe Ideffekttransistors nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    a) Gitteranpepaßtes Aufwachsen einer η-dotierten HaIb-Leiterschicht (1) auf einer halbisolierenden Schicht (2), wobei die Halbleiterschicht (1) eine Kristallstruktur vom Zinkblendetyp aufweist/ derart, daß die (100)-Ebene parallel zur Schichtf lache liegt,
    b) Aufbringen einer Diffusionsmaske (3) zur Dotierung des Gate Bereichs (5), so daß die Maske (3) eine schlitzförmige öffnung (4) aufweist, die parallel zur COTTD-Richtung der Halbleiterschicht (1) liegt,
    c) p-diffundieren der η-dotierten Halbleiterschicht (1) durch selektive Diffusion zum Gate-Bereich (5),
    d) anisotropes Xtzen im p-diffundierten Gebiet C5), unter Verwendung der Diffusionsmaske (3) als "Ätzmaske, derart, daß überhängende Flanken (7) entstehen,
    e) Ablösen der Maske (3),
    f) Aufdampfen des Kontaktmetalls für Source (10), Drain (11) und Gate (12) in einem Vorgang,
    g) Begrenzen des Gate-Bereichs (5) durch Xtzen, wobei gleichzeitig Source (10), Drain (11) und Gate (12) elektrisch voneinander getrennt werden.
    ZT/P2-Se/Gn
    13.03.1985 -/-
DE19853509963 1985-03-20 1985-03-20 Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate Withdrawn DE3509963A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853509963 DE3509963A1 (de) 1985-03-20 1985-03-20 Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate
GB08606388A GB2172747A (en) 1985-03-20 1986-03-14 Junction field-effect transistor with self-aligning gate
JP6385486A JPS61258480A (ja) 1985-03-20 1986-03-20 接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853509963 DE3509963A1 (de) 1985-03-20 1985-03-20 Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3509963A1 true DE3509963A1 (de) 1986-09-25

Family

ID=6265729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853509963 Withdrawn DE3509963A1 (de) 1985-03-20 1985-03-20 Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS61258480A (de)
DE (1) DE3509963A1 (de)
GB (1) GB2172747A (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060009038A1 (en) 2004-07-12 2006-01-12 International Business Machines Corporation Processing for overcoming extreme topography
KR20080091105A (ko) 2005-11-24 2008-10-09 뉴사우스 이노베이션즈 피티와이 리미티드 고효율 태양전지 제조
JP2008218461A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Sony Corp 電界効果トランジスタの製造方法及び電界効果トランジスタ、この電界効果トランジスタを備える半導体装置及び通信機器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2120388A1 (de) * 1970-04-28 1971-12-16 Agency Ind Science Techn Verbindungshalbleitervorrichtung
US3975752A (en) * 1973-04-04 1976-08-17 Harris Corporation Junction field effect transistor
JPS565626B2 (de) * 1973-07-24 1981-02-05
JPS5712562A (en) * 1980-06-26 1982-01-22 Mitsubishi Electric Corp Recess gate type field effect transistor
EP0067566A3 (de) * 1981-06-13 1985-08-07 Plessey Overseas Limited Integrierter Lichtdetektor oder -generator mit Verstärker
JPS58105577A (ja) * 1981-12-18 1983-06-23 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法
JPS59121981A (ja) * 1982-12-28 1984-07-14 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS59165461A (ja) * 1983-03-10 1984-09-18 Oki Electric Ind Co Ltd ショットキ接合形化合物半導体電界効果トランジスタの製造方法
FR2550888B1 (fr) * 1983-08-17 1985-10-11 Thomson Csf Transistor a effet de champ a grille ultracourte et a structure horizontale, et son procede de fabrication
FR2555815B1 (fr) * 1983-11-25 1986-08-29 Thomson Csf Transistor de puissance a effet de champ, et procede de realisation de ce transistor

Also Published As

Publication number Publication date
GB8606388D0 (en) 1986-04-23
JPS61258480A (ja) 1986-11-15
GB2172747A (en) 1986-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1614283C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung
DE2455730C3 (de) Feldeffekt-Transistor mit einem Substrat aus einkristallinem Saphir oder Spinell
DE3811821A1 (de) Halbleiterbauelement
DE3334167A1 (de) Halbleiterdiode
DE2703877A1 (de) Mis-feldeffekttransistor mit kurzer kanallaenge
DE3939319A1 (de) Asymmetrischer feldeffekttransistor und verfahren zu seiner herstellung
DE4015067C2 (de) Transistor mit permeabler Basis
DE112018003057T5 (de) Gan-transistor im anreicherungsmodus mit selektiven und nicht selektiven ätzschichten für verbesserte gleichförmigkeit der gan-spacerdicke
DE112008000410T5 (de) Epitaxialer Galliumnitridkristall, Verfahren zu dessen Herstellung und Feldeffekttransistor
DE1959895A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE2546314A1 (de) Feldeffekt-transistorstruktur und verfahren zur herstellung
DE102017216930A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Fertigung der Halbleitervorrichtung
DE4014216C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Hetero-Bipolar-Transistors
DE102014118834A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren
DE102017217234B4 (de) Halbleitervorrichtung und herstellungsverfahren
DE4320780A1 (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zur Herstellung
DE3427293A1 (de) Vertikale mosfet-einrichtung
DE19540665C2 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1814747C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Feldefekttransistoren
EP1139432A2 (de) Schottky-Diode
DE2316095A1 (de) Verfahren zur herstellung integrierter schaltungen mit komplementaer-kanal-feldeffekttransistoren
DE2839933A1 (de) Integrierte schaltung mit isolierendem substrat
DE3509963A1 (de) Junction-feldeffekttransistor mit selbstjustierendem gate
DE2824026A1 (de) Verfahren zum herstellen eines sperrschicht-feldeffekttransistors
DE3942657A1 (de) Halbleitereinrichtung mit einem dielektrischen schutzelement gegen durchschlag und verfahren zu deren herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee