DE4319268A1 - Vertikaler Diamant-Feldeffekttransistor und Herstellungsmethode für diesen - Google Patents
Vertikaler Diamant-Feldeffekttransistor und Herstellungsmethode für diesenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Feldeffekttransistor und
insbesondere auf einen vertikalen Feldeffekttransistor.
Es gibt zwei generelle Methoden, einen Feldeffekttransistor
(FET) in ein Halbleitersubstrat zu integrieren: horizontale
und vertikale Integration. Bei der horizontalen Integration
findet der Ladungsträgerfluß von Source nach Drain in
paralleler Richtung zur Substratebene statt, d. h. parallel zur
Ober- und Unterseite des Substrats. Im Gegensatz dazu, findet
der Stromfluß von Source nach Drain bei einem vertikalen FET
quer zur Substratebene statt, d. h. quer zur Ober- und
Unterseite des Substrats.
Horizontale FETs werden häufig verwendet, da die Isolation
zwischen den Bauteilen relativ einfach ist, und da eine
einfache Anwendung bei hohem Integrationsgrad (large scale
integration/LSI) möglich ist. Die LSI-Technik kann mit
horizontalen FETs auf einfachere Weise realisiert werden, da
die Drain-, Source- und Gate-Kontakte alle auf einer Seite des
Substrats angeordnet sind.
Andererseits weisen vertikale FETs im Vergleich zu ihren
lateralen Gegenstücken generell ein besseres Leistungs-
Verzögerungs-Produkt und eine höhere Nennbelastbarkeit auf.
Zudem wird die Nennbelastbarkeit bei Hochleistungsbauteilen
durch Anordnen eines Source-Kontaktes auf der einen und eines
Drain-Kontaktes auf der gegenüberliegenden Substratseite
maximiert.
Angesichts dieser Vorteile ist ein hoher Entwicklungsaufwand
auf vertikale Silizium- und Galliumarsenid-FETs gerichtet
worden. Auf Siliziumbasis hergestellte vertikale FETs werden
in den Veröffentlichungen mit den Titeln "A Vertical FET With
Self-Aligned Ion-Implanted Source and Gate Regions" von Ozawa
und weiteren, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-
25, Nr. 1, Januar 1987, Seite 56-57, "Proposed Vertical-Type
Amorphous-Silicon Field-Effect Transistor" von Uchida, IEEE
Electron Devices Letters, Vol. EDL-5, Nr. 4, April 1984, Seite
105-107, "Vertical-Type Amorphous-Silicon Field-Effect
Transistor with Small Parasitic Elements" von Uchida und
weiteren, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 25, Nr. 9,
September 1986, Seite L798-L800, "A High-Power High-Gain VD-
MOSFET Operating at 900 MHz" von Ishikawa und weiteren, IEEE
Transactions on Electron Devices, Vol. ED-34, Nr. 5, Mai 1987,
Seite 1157-1162, und "Complementary Vertical Bipolar
Transistor Process Using High-Energy Ion-Implantation" von
Ragay und weiteren, Electronics Letters, Vol. 27, Nr. 23,
November 1991, Seite 2141-2143, beschrieben.
Auf Galliumarsenidbasis hergestellte vertikale FETs werden in
der US-P-4 903 089 von Hollis und weiteren mit dem Titel
"Vertical Transistor Device Fabricated With Semiconductor
Regrowth", und in den Veröffentlichungen mit den Titeln "Ion-
Implated FET for Power Applications" von Lecrosnier und
weiteren, Transactions on Electron Devices, Vol. ED-21, Nr. 1,
Januar 1974, Seite 113-118, "Semiconductors for High-Voltage,
Vertical Channel Field Effect Transistors" von B. J. Baliga,
J. Appl. Phys. 53(3), März 1982, Seite 1759-1764, "Vertical
FET′s in GaAs" von Rav-Noy und weiteren, IEEE Electron Device
Letters, Vol. EDL-5, Nr. 7, Juli 1984, Seite 228-230,
"Vertical Field-Effect Transistors in III-V Semiconductors"
von Rav-Noy und weiteren, Appl. Phys. Let. 45(3), August 1984,
Seite 258-260, "A Numerical Analysis of a Short Vertical n⁺
n⁻-n⁺ GaAs MESFET" von Lyden und weiteren, IEEE Electron
Device Letters, Vol. EDL-5, Nr. 2, February 1984, Seite 43-44,
"Vertical Integration of GaAs/AlGaAs Laser Diode and Vertical
JFET" von Yoo und weiteren, Japanese Journal of Applied
Physics, Vol. 27, Nr. 3, März 1988, Seite L431-L433,
"Determination of Electron Energy Distribution in a GaAs
Vertical Field-Effect Transistor With Hot-Electron Injection"
von Yamasaki und weiteren, Appl. Phys. Lett. 54(3), Januar
1989, Seite 274-276, "A Vertical Integration of GaAs/GaAlAs
LED and Vertical FET With Embedded Schottky Electrodes" von
Hong und weiteren, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.
29, Nr. 12, Dezember 1990, Seite L2427-L2429, und "A High
Voltage-Gain GaAs Vertical Field-Effect Transistor With an
InGaAs/GaAs Planar-Doped Barrier Launcher" von Won und
weiteren, IEEE Electron Device Letters, Vol. 11, Nr. 9,
September 1990, Seite 376-378.
Diamant ist ein bevorzugtes Halbleitermaterial, weil es
bessere Halbleitereigenschaften als Silizium, Germanium oder
Galliumarsenid aufweist. Diamant besitzt einen höheren
Energie-Bandabstand, eine höhere Durchbruchspannung und eine
höhere Sättigungsgeschwindigkeit als diese traditionellen
Halbleitermaterialien.
Verglichen mit Bauteilen aus Silizium, Germanium oder
Galliumarsenid ermöglichen diese Eigenschaften von Diamant
eine wesentliche Erhöhung der beabsichtigten Grenzfrequenz und
der maximalen Betriebsspannung. Typischerweise wird Silizium
nicht oberhalb einer Temperatur von ungefähr 200°C und
Galliumarsenid nicht oberhalb von 300°C verwendet. Diese
Temperaturbegrenzungen sind zum Teil in den relativ kleinen
Energie-Bandabständen des Siliziums (1.12 eV bei
Raumtemperatur) und des Galliumarsenids (1.42 eV bei
Raumtemperatur) begründet. Im Gegensatz dazu weist Diamant
einen großen Bandabstand von 5.47 eV bei Raumtemperatur auf
und ist thermisch bis etwa 1400°C stabil.
Diamant besitzt bei Raumtemperatur die höchste
Wärmeleitfähigkeit aller Feststoffe und zeigt eine gute
Wärmeleitfähigkeit über einen weiten Temperaturbereich. Die
hohe Wärmeleitfähigkeit kann, speziell bei steigender
Integrationsdichte, vorteilhaft zum Abführen der Verlustwärme
einer integrierten Schaltung genutzt werden. Zusätzlich weist
Diamant einen kleineren Neutronendurchmesser auf, wodurch sich
sein Qualitätsverlust in radioaktiver Umgebung verringert,
d. h. Diamant ist ein "strahlungshartes" Material.
Aufgrund der Vorteile von Diamant als Material für
Halbleiterbausteine, besteht gegenwärtig Interesse am Wachstum
und der Verwendung von Diamant für Hochtemperatur- und
strahlungsfeste Elektronikbauteile. Da FETs grundlegende
Aufbaubestandteile moderner integrierter Schaltkreise sind,
besteht Interesse am Entwurf und der Herstellung von Diamant-
FETS.
Über Entwurf und Herstellung von horizontalen Diamant-FETs
wurde gemäß dem Stand der Technik vielfach berichtet.
Beispielsweise in der US-P-3 603 848 mit dem Titel
"Complementary Field-Effect-Type Semiconductor Device" von
Sato und weiteren, und in Veröffentlichungen mit den Titeln
"High-Temperature Thin-Film Diamond Field-Effect Transistor
Fabricated Using a Selective Growth Method" von Gildenblat und
weiteren, IEEE Electron Device Letters, Vol. 12, Nr. 2,
Februar 1991, Seite 37-39, "Fabrication of an Insulated Gate
Diamond FET for High Temperature Applications" von Hewett und
weiteren, vorgestellt bei der International High Temperature
Electronics Conference in Albuquerque, NM, Juni 1991, Seite
168-173, "IGFET Fabrication of Homoepitaxial Diamond Using in
Situ Boron and Lithium Doping" von Fountain und weiteren,
vorgestellt bei dem im Mai 1991 in Washington/DC
stattfindenden Treffen der Electrochemical Society, und
"Diamond MESFET Using Ultrashallow RTP Boron Doping" von Tsai
und weiteren, IEEE Electron Device Letters, Vol. 12, Nr. 4,
April 1991, Seite 157-159. Erwähnenswert ist auch die
Veröffentlichung von A.J. Tessmer, K. Das und D.L. Dreifus mit
dem Titel "Polycrystalline Diamond Field-Effect Transistors",
Diamond and Related Materials I (1992), Seite 89-92, Elsevier
Science Publishers B.V., Amsterdam, Holland.
Über die Entwicklung von vertikalen Diamant-FETs wurde nicht
so häufig oder so erfolgreich berichtet. Eine vorgeschlagene
vertikale FET-Struktur aus Diamant wird in der
Veröffentlichung mit dem Titel "Diamond Transistor Performance
and Fabrication" von Geis, Proceedings of the IEEE, Vol. 79,
Nr. 5, Mai 1991, Seite 669-676, beschrieben. Anhand der
Fig. 2 und 3 wird ein möglicher vertikaler FET, der auf
einem leitenden Diamant-Substrat ausgebildet ist und der
darauf einen untenliegenden Drain-Kontakt und eine mit Bor
dotierte Homoepitaxialschicht aus Diamant, die Gate- und
Source-Bereiche enthält, aufweist. In der Veröffentlichung
wird auf Seite 670 darauf hingewiesen, daß "derzeit die
technischen Probleme bei der Herstellung eines hochleitfähigen
Diamantsubstrats noch nicht gelöst wurden . . . ". Ebenso
erwähnenswert ist die frühere Veröffentlichung von Geis und
weiteren mit dem Titel "Device Applications of Diamonds",
Journal of Vacuum Society Technology, Vol. A6, Nr. 3, Mai-Juni
1988, Seite 1953-1954.
Zusammengefaßt ist gemäß dem Stand der Technik bis dato trotz
hoher Nachfrage nach vertikalen Diamant-FETs kein
gebrauchsfähiger vertikaler Diamant-FET-Aufbau oder
Herstellungsprozeß für einen solchen vorgeschlagen worden.
Es ist daher ,Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten
Diamant-FET zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten
vertikalen Diamant-FET zur Verfügung zu stellen.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte
Herstellungsmethode für einen vertikalen Diamant-FET
bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen
vertikalen Feldeffekttransistor der ein nicht aus Diamant
bestehendes Substrat, vorzugsweise ein hochdotiertes
monokristallines Siliziumsubstrat mit vorbestimmtem
Leitungstyp, oder ein kristallines leitfähiges Substrat,
dessen Gitter an das Diamantgitter angepaßt ist, enthält.
Weiterhin enthält der Transistor eine Diamantschicht auf dem
nicht aus Diamant bestehenden Substrat, wobei die
Diamantschicht monokristallin oder eine einlagige Schicht aus
großen polykristallinen Diamantkörnern mit vorzugsweise
ungefähr 15-20 µm Korngröße ist. Vorzugsweise ist ein
dünner, hochdotierte Bereich mit dem vorbestimmten Leitungstyp
in der an das Siliziumsubstrat angrenzenden Diamantschicht
enthalten und der Rest der Diamantschicht ist gering oder gar
nicht dotiert. Der hochdotierte Diamantbereich und das
hochdotierte Siliziumsubstrat verringern den Drainwiderstand
des Bauteils.
Ein Sourcekontakt ist auf die Diamantschicht aufgebracht, der
vorzugsweise auf der Diamantschicht eine hochschmelzende
Metallschicht (wie z. B. Titan oder Molybdän) und eine nicht
hochschmelzende Metallschicht (wie z. B. Gold) auf der
hochschmelzenden Metallschicht zu deren Oxidationsschutz
enthält. Die Diamantschicht kann unter der hochschmelzenden
Metallschicht einen hochdotierten Bereich des vorbestimmten
Leitungstyps enthalten. Beim Ausglühen wird zumindest ein
Abschnitt der hochschmelzenden Metallschicht in
hochschmelzendes Metallkarbid umgewandelt, um einen
niederohmigen Kontakt mit der Diamantschicht zu bilden. Das
nicht aus Diamant bestehende Substrat enthält auch einen
Drain-Kontakt, der vorzugsweise gegenüber der Diamantschicht
angeordnet ist.
Auf der Diamantschicht ist neben dem Source-Kontakt auch ein
Gate-Kontakt vorhanden. Das Gate kann ein Ring, der seitlich
den Source-Kontakt umgibt, oder ein längliches Gate an einer
oder mehreren Seiten eines länglichen Source-Kontaktes sein.
Alternativ können der Source- und Gate-Kontakt als
interdigital angeordnete Finger auf der Diamantschicht
angeordnet sein. Es können auch andere Formen verwendet
werden. Der Gate-Kontakt kann eine Metallschicht sein, die
direkt auf die Diamantschicht aufgebracht ist. Alternativ kann
der Gate-Kontakt durch eine dicke Isolierschicht (ungefähr
100-1000 Å und vorzugsweise ungefähr 600 Å) von der
Diamantschicht isoliert sein, um dadurch einen Metall-Oxid-
Halbleiter (MOS)-Gate-Kontakt zu bilden, oder durch eine dünne
Schicht (ungefähr 20 Å oder weniger), um dadurch einen
gleichrichtenden (MIS) Gate-Kontakt zu bilden.
Das nicht aus Diamant bestehende Substrat enthält einen Drain-
Kontakt, so daß zwischen dem Source- und Drain-Kontakt ein
vertikaler Kanal für den vertikalen FET festgelegt wird. In
einem Ausführungsbeispiel sind der Gate- und der Source-
Kontakt im Vergleich zur Korngröße der einlagigen Schicht aus
polykristallinen Diamantkörnern relativ groß, so daß der
Source- und der Gate-Kontakt sich über mehrere polykristalline
Diamantkörner erstreckt. Alternativ können der Source- und
der Gate-Kontakt klein sein, d. h. schmaler als die
Durchschnittskorngröße der polykristallinen Diamantkörner.
Viele dieser kleinen Source- und Gate-Anschlüsse können auf
der einlagigen Schicht aus polykristallinen Diamantkörnern
angeordnet sein. Die mehrteiligen Source- oder Gate-Anschlüsse
können unabhängig voneinander betrieben werden oder zur
Erzeugung eines Leistungsbausteins parallel verbunden sein. In
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein einzelner großer
Source- und Gate-Anschluß, die als eine Folge von interdigital
angeordneten Fingern ausgebildet sind, auf der einlagigen
Schicht aus polykristallinen Diamantkörnern angeordnet sein,
wobei einer oder mehrere der Finger schmaler als die
Durchschnittskorngröße ist.
Der erfindungsgemäße vertikale FET kann durch Aufbringen einer
hochdotierten Diamantschicht auf ein nicht aus Diamant
bestehendes Substrat (z. B. Silizium) hergestellt werden.
Vorzugsweise wird eine einlagige Schicht polykristalliner
Diamantkörner aufgebracht. Die einlagige Schicht
polykristalliner Diamantkörner kann in einem Abscheideschritt
aufgebracht werden, wobei anfänglich hoch und danach niedrig
oder gar nicht dotiert wird. Alternativ kann die einlagige,
polykristalline Diamantschicht durch eine Reihe von Abscheide- und
chemisch/mechanischen Polierschritten aufgebracht werden,
um dadurch Spannungen in den polykristallinen Körnern zu
minimieren.
Eine Durchschnittskorngröße von ungefähr 15-20 µm kann erzeugt
werden, ohne daß zwischenzeitliches Polieren der Schicht beim
Aufbringen nötig ist. Es können auch größere oder kleinere
Korngrößen erzeugt werden.
Nachdem die polykristalline Diamantschicht aufgebracht wurde,
kann das Source durch selektive Bereichsimplantation von Bor
und anschließendes Glühen gebildet werden. Nachdem die
Oberfläche gereinigt wurde, wird ein hochschmelzender
Metallfilm abgeschieden und ausgeglüht, um den ohmschen
Source-Kontakt zu bilden. Die Struktur der Gateelektrode wird
aufgebracht und ein Gate-Kontakt wird entweder direkt oder
nach Aufbringen einer Isolierschicht, wie z. B. Siliziumdioxid,
gebildet. Ein metallischer Drain-Kontakt wird auf der
Rückseite des Siliziumsubstrats ausgebildet. Alternativ kann
das Siliziumsubstrat entfernt werden und der Drain-Kontakt
kann auf der einlagigen Schicht aus polykristallinen
Diamantkörnern gegenüber dem Source-Kontakt ausgebildet
werden, so daß ein vertikaler FET in einer freistehenden,
einlagigen Schicht aus polykristallinen Diamantkörnern erzeugt
werden kann.
Da die Diamantschicht vorzugsweise die Dicke einer einlagigen,
polykristallinen Kornschicht aufweist, wird eine verbesserte
Funktion ermöglicht, da die meisten Ladungsträger bei ihrer
vertikalen Bewegung von Source nach Drain keine Korngrenze
queren müssen. Wenn viele kleine Source- und Gate-Kontakte
vorhanden sind, sind viele der Kanäle vollständig innerhalb
einem einzelnen polykristallinen Diamantkorn enthalten. Die
übrigen Kanäle queren nur eine Korngrenze. Es werden also
monokristalline Eigenschaften erreicht, obwohl
polykristallines Diamant verwendet wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen
vertikalen Diamant-FETs,
Fig. 2A und 2B-2C eine Seitenschnittansicht bzw. Draufsicht
eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 3A und 3B-3C eine Seitenschnittansicht bzw. Draufsicht
eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 4A und 4B eine Seitenschnittansicht bzw. Draufsicht
eines zusätzlichen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 5A bis 5H eine Seitenschnittansicht des vertikalen
Diamant-FETs während zwischenzeitlicher Herstellungsschritte,
Fig. 6 eine Seitenschnittansicht eines anderen zusätzlichen
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
Fig. 7 eine Seitenschnittansicht eines weiteren zusätzlichen
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung sind die Dicken der Schichten und Bereiche
sowie die Positionen der Korngrenzen aus Klarheitsgründen in
übertriebener Größe dargestellt. Es werden durchgehend gleiche
Bestandteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen vertikalen FET. Der
Transistor 10 enthält ein nicht aus Diamant bestehendes
Substrat 11, vorzugsweise ein hochdotiertes Siliziumsubstrat,
mit einer ersten (unteren) Seite 11a und einer zweiten
(oberen) Seite 11b. Die bevorzugte Dicke des Substrats 11
liegt im Bereich zwischen ungefähr 200 µm und 500 µm. Das
Substrat kann mit Bor bei einem Dotierungsgrad von 1019-1020
Atomen/cm3 dotiert sein, um dadurch ein p++-Substrat zu
erhalten. Es können auch andere Dotieratome, wie z. B. die aus
der Gruppe IIIb, verwendet werden. Zur Herstellung eines n++-
Substrats können auch andere bekannte Dotieratome, wie z. B.
die aus der Gruppe Va, verwendet werden. Eine Diamantschicht
12 wird auf der zweiten Seite 11b des nicht aus Diamant
bestehenden Substrats 11 aufgebracht. Wie gezeigt, enthält die
Diamantschicht vorzugsweise einen an die zweite Seite 11b
angrenzenden hochdotierten Abschnitt 12b, der den gleichen
Leitungstyp wie, das Substrat 11 aufweist, und auf dem
hochdotierten Abschnitt 12b einen gering oder gar nicht
dotierten Abschnitt 12a. Der hochdotierte Abschnitt 12b weist
vorzugsweise eine Dicke von 1-2 µm und der gering dotierte
Abschnitt 12a vorzugsweise eine Dicke von 5-10 µm auf. Der
hochdotierte Abschnitt 12b ist vorzugsweise mit Bor bei einem
Dotierungsgrad von 1020-1021 Atomen/cm3 dotiert, um dadurch
einen p++-Abschnitt 12b zu erhalten, während der gering oder
gar nicht dotierte Abschnitt 12a vorzugsweise mit einem
Dotierungsgrad von 1015-1018 Atomen/cm3 dotiert ist.
Fig. 1 zeigt weiterhin eine Sourceelektrode 17, die auf der
Diamantschicht 12 ausgebildet ist. Die Sourceelektrode besteht
vorzugsweise aus einer Passivierungsschicht 17a aus nicht
hochschmelzendem Metall, wie z. B. Gold, und aus einer ohmschen
Kontaktschicht 17b aus hochschmelzendem Metall, wie z. B.
Titan. Ein hochdotierter Kontaktbereich 12c, der den gleichen
Leitungstyp wie das Substrat 11 und der Abschnitt 12b
aufweist, kann in der Diamantschicht 12 unter der
hochschmelzenden Metallschicht 17b zur Bereitstellung eines
niederohmigen Source-Kontakts ausgebildet sein. Ebenso kann
auf der Diamantschicht 12 neben dem Source-Kontakt 17 ein
ring- oder balkenförmiger Gate-Kontakt 16 und auf der ersten
(unteren) Seite 11a des nicht aus Diamant bestehenden
Substrats 11 ein Drain-Kontakt 15 ausgebildet sein.
Wenn zwischen den Source-Kontakt 17 und den Drain-Kontakt 15
geeignete Spannungen angelegt werden, wird ein vertikaler
Kanal 12e in der Diamantschicht 12 gebildet, wobei die
Ladungsträgerbewegung vom Source-Kontakt 17 zum Drain-Kontakt
15 quer zu den Seiten 11a und 11b und quer zu den
gegenüberliegenden Seiten der Diamantschicht 12 gerichtet ist.
Dadurch wird ein vertikaler FET gebildet. Wie Fig. 1 weiterhin
zeigt, wird bei Anlegen geeigneter Gatespannungen an den Gate-
Kontakt 16 eine Verarmungszone 12d in der Diamantschicht 12
gebildet. Die Verarmungszone 12d moduliert die
Querschnittsfläche des Kanals 12e und bewirkt die
Feldeffekttransistorfunktion. Für den Fachmann ist es
verständlich, daß die Source- und Drainbereiche auch umgekehrt
angeordnet werden können.
Wie Fig. 1 zeigt, kann die Diamantschicht 12 eine
monokristalline Diamantschicht sein. Um die Erzeugung einer
monokristallinen Diamantschicht zu vereinfachen, besteht das
nicht aus Diamant bestehende Substrat 11 vorzugsweise aus
kristallinem Siliziumkarbid, kubischem Bornitrid, kristallinem
Kupfer oder kristallinem Nickel. Um eine monokristalline
Diamantschicht zu erzeugen, sollte das Gitter des Substrats 11
vorzugsweise an das Gitter der monokristallinen Diamantschicht
angepaßt sein. Bei angepaßten Gittern sind die Schichten
atomistisch registriert, d. h. die Kristallstrukturen sind im
wesentlichen miteinander fluchtend. Die Gitterabstimmung
bezieht sich auf den Unterschied zwischen den Gitterkonstanten
("ao") von Diamant und dem Metall und wird typischerweise als
"Gitterfehlabstimmung" angegeben. Angestrebt wird eine
Gitterfehlabstimmung von weniger als ca. 7%, vorzugsweise
weniger als ca. 4%, noch vorzugsweiser weniger als 2% im
Verhältnis zu der Gitterkonstanten von Diamant. Die
Gitterabstimmung führt zu einer festen Atombindung und einer
abrupten atomaren Schnittstelle.
Vorzugsweise besitzt das nicht aus Diamant bestehende Substrat
keine stabilen Metallkarbide, so daß die Karbidbildung bei
höheren Temperaturen vermieden wird. Das nicht aus Diamant
bestehende Substrat ist vorzugsweise Nickel, Kupfer, eine
Nickel/Kupfer-Legierung oder eine Legierung aus Nickel und
einem Metall, das ein Minimum an stabilen Karbiden aufweist
und das die Bildung einer homogenen Legierung mit Nickel
ermöglicht (z. B. Gold, Palladium, Platin, usw.). Diese Metalle
wurden aufgrund ihrer relativ genauen Gitterübereinstimmung
mit Diamant ausgewählt. Im einzelnen beträgt die
Gitterkonstante von Diamant 3,5668 Å und von Nickel 3,5238 Å,
was zu einer Gitterfehlabstimmung von ungefähr 1,2% führt. Die
Gitterkonstante von Kupfer beträgt 3,6153 A, wodurch eine
Gitterfehlabstimmung von 1,4% verursacht wird. Werden diese
Metalle und Legierungen und andere gitterabgestimmte leitende
Metallsubstrate verwendet, enthält das Substrat von Natur aus
einen Drain-Kontakt. Ein separater Drain-Kontakt auf der Seite
11a braucht daher nicht nötig zu sein.
Wie im folgenden beschrieben wird, kann der vertikale FET auch
unter Verwendung einer polykristallinen Diamant-Dünnschicht
gebildet werden. Der so aufgebaute vertikale FET weist eine
hohe Spannungs- und Strom-Nennbelastbarkeit auf und ist
aufgrund seiner Korngrenzengeometrie im Vergleich zu
vergleichbaren Bauteilen mit lateralem (horizontalem) Kanal
weniger anfällig für Korngrenzeneffekte.
Die Fig. 2A-2C zeigen im einzelnen ein erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel, das aus polykristallinem Diamant
hergestellt wurde. Wie Fig. 2A zeigt, enthält der vertikale
FET 20 eine einlagige Schicht aus polykristallinen
Diamantkörnern 18. Dem Fachmann ist bekannt, daß
polykristallines Daimant mit einer Durchschnittskorngröße von
näherungsweise 15-20 µm wiederholt und zuverlässig auf einem
hochdotierten monokristallinen Siliziumsubstrat hergestellt
werden kann, was nachfolgend beschrieben wird. Fig. 2A zeigt
ein großes Bauteil, bei dem sich der Source-Kontakt 17 über
mehrere polykristalline Diamantkörner 18 erstreckt und der
Gate-Kontakt 16 ebenfalls mehrere polykristalline
Diamantkörner 18 überbrückt. Da die Ladungsträgerbewegung in
vertikaler Richtung quer zu den Seiten 11a und 11b des
Substrats 11 stattfindet, tritt eine minimale
Ladungsträgerbewegung über Korngrenzen hinweg auf und ein
hochwirksames Bauteil wird erzeugt.
Die Fig. 2B und 2C zeigen Draufsichten verschiedener
Ausführungsformen. Wie Fig. 2B zeigt, kann der Source-Kontakt
17 ein Kreis oder ein Vieleck sein, wobei der Gate-Kontakt 16
ein runder oder eckiger Ring ist, der den Source-Kontakt 17
umgibt. Wie Fig. 2C zeigt, kann der Source-Kontakt 17 länglich
sein, wobei längliche Gate-Kontakte 16 an zwei oder mehr
Seiten des Source-Kontakts 17 angeordnet sind. Andere
Konfigurationen sind dem Fachmann bekannt. Die
Kontaktstrukturen können mittels Photolithografie,
Elektronenstrahl-Lithografie oder anderen bekannten Techniken
aufgebracht werden.
Die Fig. 3A-3C zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel, bei dem viele kleine vertikale FETs zur
Erzeugung eines Leistungsbausteins miteinander elektrisch
parallel verbunden sind. Wie Fig. 3A zeigt, enthält der
Baustein 30 eine Vielzahl von Source-Kontakten 17 und Gate-
Kontakten 16. Zumindest ist einer, vorzugsweise sind viele, am
besten alle, Source-Kontakte 17 schmaler als die
durchschnittliche Korngröße des polykristallinen Diamants,
d. h. "x" ist kleiner als die durchschnittliche Korngröße.
Vorzugsweise ist zumindest einer oder mehr, am besten alle,
Gate-Kontakte 16 schmaler als die durchschnittliche Korngröße
des polykristallinen Diamants, d. h. "y" ist ebenfalls kleiner
als die durchschnittliche polykristalline Korngröße.
Dementsprechend arbeitet vorzugsweise jeder Transistor über
höchstens eine Korngrenze hinweg, und statistisch bestehen
viele Transistoren aus nur einem Korn und arbeiten daher über
keine Korngrenze hinweg.
Wie Fig. 3A weiterhin zeigt, können Gate-Verbindungsleitungen
21 verwendet werden, um einige oder alle Gate-Kontakte 16 mit
einer Gate-Metallisierungsschicht 24 zu verbinden, und Source-
Verbindungsleitungen 23, um einige oder alle Source-Kontakte
17 mit einer Source-Metallisierungsschicht 24 zu verbinden.
Dementsprechend kann ein Leistungsbaustein, der bei hohen
Spannungen und Strömen eingesetzt werden kann, unter
Verwendung von polykristallinem Diamant 12 hergestellt werden,
wobei jeder einzelne vertikale FET hochwirksam ist, da er
nicht mehr als eine, und vorzugsweise keine, Korngrenze
überbrückt. Die Fig. 3B und 3C zeigen Draufsichten einer
Anordnung von kreisförmigen Source- 17 und Gate-Kontakten 16
bzw. von länglichen Source- 17 und Drain-Kontakten 16, die
verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele darstellen.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß die Gate-Kontakte
16 und die Source-Kontakte 17 nicht elektrisch verbunden zu
werden brauchen, um eine Anordnung einzelner, unabhängiger
polykristallinen Diamants.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5A-5H ein
erfindungsgemäßer Herstellungsprozeß eines vertikalen FETs
gemäß Fig. 2A-2C beschrieben. Für den Fachmann ist es
verständlich, daß ähnliche Techniken zur Herstellung der in -
den übrigen Figuren dargestellten FETs angewandt werden.
Gemäß Fig. 5A wird ein monokristalliner Silizium-Wafer mit
einem niedrigen spezifischen Widerstand von ungefähr 0.001 Ω
cm, der mit Bor bei einem Dotierungsgrad von 1019-1020
Atomen/cm3 dotiert wurde, als ein Substrat 11 verwendet. Die
erste (untere) Seite 11a und die zweite (obere) Seite 11b
werden vorzugsweise mittels bekannten Siliziumpoliertechniken
poliert. Danach werden polykristalline Diamantkörner 18 auf
der oberen Seite 11b des Substrats 11 aufgewachsen.
Vorzugsweise werden unter Verwendung von chemischer
Mikrowellenplasmadampfabscheidung polykristalline Körner mit
einer Korngröße von 15-20 µm, bei denen (100)-Kristallebenen
dominieren, aufgewachsen, wobei die in unten stehender Tabelle
aufgeführten Parameter verwendet wurden:
| Substrattemperatur|825°C | |
| Druck | 60 torr |
| Substratmaterial | Silizium |
| (mit 0,25µm Diamantsand poliert) | |
| Gesamtdurchsatz | 100 sccm |
| Wasserstoff | 86,8 sccm |
| Methan | 10,5 sccm |
| Sauerstoff | 2,7 sccm |
| Plasmaleistung | 400-500 W |
Diese Abscheidebedingungen stellen einen um eine Größenordnung
größeren als den üblichen Durchsatz an Methan und Sauerstoff
dar und erzeugen überraschenderweise großkörnige
polykristalline Diamantkörner, die von (100)-Kristallebenen
dominiert werden.
Ein (100)-texturiertes Wachstum ist mit dem Problem verbunden,
daß anfängliche Stadien der Schicht große Mengen an sekundärer
Kristallisationskeimbildung aufweisen. Daher kann, obwohl die
Oberfläche der Schicht frei von Defekten erscheint und die
Transmissionselektronenmikroskopanalyse der (100)-
Kristallebenen ein Material mit geringen Defektdichte anzeigt,
der Boden der Schicht eine hohe Defektdichte aufweisen, was
sich negativ auf die Leistungsfähigkeit des Bauteils auswirkt.
Um eine große polykristalline Diamantkörnung, die von (100)-
Kristallebenen dominiert wird und die eine (100)-Textur zeigt,
herzustellen, kann ein dreistufiges Wachstumsverfahren
angewendet werden.
Im einzelnen wird das anfängliche Wachstum mit den in obiger
Tabelle gezeigten Verfahrensbedingungen, jedoch bei einer
reduzierten Temperatur von z. B. 700°C, durchgeführt. Diese
anfängliche Schicht bewirkt eine minimale sekundäre
Kristallisationskeimbildung und eine latente Neigung zu einem
(100) orientierten Wachstum. Danach wird eine längere
Wachstumsperiode unter den in obiger Tabelle gezeigten
Verfahrensbedingungen verwendet, um die Erzeugung von (100)-
Kristallebenen anzuregen. Das Abscheiden kann dann unter den
Bedingungen für die Maximierung des Diamantverwachsens beendet
werden. Diese Bedingungen entsprechen den in der Tabelle
beschriebenen Bedingungen, mit der Ausnahme, daß der
Wasserstoffdurchsatz 88 sccm, der Methandurchsatz 7.5 ccm und
der Sauerstoffdurchsatz 4.5 sccm beträgt. Die daraus
resultierende Schicht zeigt (100)-Kristallebenen, obwohl diese
nicht die Tendenz aufweisen, parallel zur Substratoberfläche
ausgerichtet zu sein, was die ideale Orientierung darstellt.
Dementsprechend verspricht dieses Verfahren in beachtlicher
Weise das kontrollierte Wachstum von (100)-texturierten
Diamantschichten mit geringen Defekten.
Wie Fig. 5A zeigt, kann das Wachstum gestoppt werden, nachdem
1-2 µm hochdotierte polykristalline Körner 18 aufgewachsen
wurden. Dann kann, wie in Fig. 5B gezeigt, die Oberfläche der
polykristallinen Körner 18 zur Reduzierung der Spannungen beim
weiteren Abscheiden von Diamant poliert werden. Das Polieren
der Körner unter Verwendung eines Verfahrens, das in der US-P 4 643 161
mit dem Titel "Method of Machining Hard and Brittle
Material" von Kim beschrieben ist, durchgeführt werden. Es
können auch andere chemische Bearbeitungsverfahren zum
Polieren der Kornoberfläche angewendet werden. Es ist für den
Fachmann verständlich, daß das Polieren nicht an der Grenze
zwischen den Bereichen 12b und 12a stattzufinden braucht,
sondern daß es auch an anderen Stellen während dem Aufwachsen
der Diamantschicht 12 durchgeführt werden kann. Ebenso ist es
für den Fachmann verständlich, daß die oben beschriebenen
Verfahren auch ohne die Notwendigkeit des Polierens während
dem Wachstum zum Aufwachsen von polykristallinen Körnern mit
einer Größe von 15-20 µm angewendet werden können.
Gemäß Fig. 5C wird dann das Wachstum der polykristallinen
Körner 18 mit minimaler p-Dotierung (weniger als 1018
Boratomen/cm3) fortgesetzt bis Körner einer Größe von 15-20 µm
oder mehr aufgewachsen wurden. Danach wird die Oberfläche, wie
in Fig. 5D gezeigt, poliert, um die Dicke der Diamantschicht
12 auf 6 bis 12 µm zu verringern. Es können auch größere
Körner aufgewachsen werden. Es ist jedoch nicht nötig, größere
Körner aufwachsen zu lassen, da die polykristalline
Diamantschicht 12 nicht dicker als ca. 6-12 µm zu sein
braucht.
Gemäß Fig. 5E kann ein niederohmiger Source-Kontakt durch
Implantation eines mit Bor hochdotierten Bereichs 12c in die
Diamantschicht 12 bereitgestellt werden. Eine selektive
Bereichsimplantation von Bor kann mit einer Dosis der
Größenordnung 1016 und unter mittlerer Beschleunigung
durchgeführt werden. Danach wird bei ungefähr 1200°C geglüht.
Die dadurch entstandene graphitgeglühte Oberfläche wird durch
Ätzen des Substrats in einer heißen CrO3+H2SO4-Lösung
entfernt, so daß ein Bereich des implantierten Borprofils im
Diamant zurückbleibt. Dies trägt zu einer
Oberflächenkonzentration der Größenordnung 1020-1021
Boratome/cm3 bei.
Danach wird, wie in Fig. 5F gezeigt, eine hochschmelzende
Metallschicht 17b, vorzugsweise Titan mit einer Dicke von 200-400 Å,
über der Bor-implantierten Schicht 12c aufgebracht. Der
Fachmann versteht, daß auch andere hochschmelzende Metalle
verwendet werden können. Eine Gold-Passivierungsschicht 17a
mit einer Dicke von vorzugsweise ca. 1000-1500 Å kann danach
auf die hochschmelzende Metallschicht 17b aufgebracht werden.
Es können auch andere Passivierungsschichten verwendet werden.
Dann wird die Titanschicht 17b zur Umwandlung von zumindest
einem Abschnitt der Titanschicht 17b in Titankarbid bei einer
Temperatur von ca. 800-850°C und für eine Zeitdauer von ca.
15-90 Minuten geglüht. Somit wird ein niederohmiger Source-
Kontakt 17 gebildet. Das oben beschriebene Verfahren zur
Erzeugung des Source-Kontakts 17 ist ähnlich dem Verfahren zur
Erzeugung ohmscher Kontakte auf Diamant, das in der
Veröffentlichung mit dem Titel "A Thermally Activated Solid
State Reaction Process for Fabricating Ohmic Contacts to
Semiconducting Diamond" von Moazed und weiteren, Applied
Physics Journal, Vol. 68, Nr. 5, September 1990, beschrieben
wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5G kann eine optionale Gate-
Isolierschicht 14 auf die Diamantschicht 12 aufgebracht
werden. Die Gate-Isolierschicht 14 besteht vorzugsweise aus
Siliziumdioxid und kann mittels üblichen Verfahren wie
chemischer Dampfabscheidung oder plasmaverstärkter chemischer
Dampfabscheidung aufgebracht werden. Andere Gate-
Isolierschichten enthalten isolierendes Diamant,
Siliziumnitrid und/oder Aluminiumoxid. Die Gate-Isolierschicht
14 kann eine dicke Gate-Isolierschicht mit einer Dicke von ca.
100-1000 Å, vorzugsweise 600 Å, sein, oder eine dünne Gate-
Isolierschicht mit einer Dicke von weniger als 20 Å, um das
Durchtunneln der Ladungsträger zwischen der Gateelektrode und
der Diamantschicht 12 zu ermöglichen. Siehe "Effect of Thin
Interfacial SiO2 Films on Metal Contacts to B Doped Diamond
Films" von Venkatesan und weiteren, Journal of the
Electrochemical Society, May 1992.
Eine dicke Isolierschicht bewirkt eine Funktionsweise als
bekannter Metall-Oxid-Halbleiter-FET (MOSFET), während eine
dünne Isolierschicht einen Funktionsweise ähnlich einem
Metall-Isolator-Halbleiter-FET (MISFET) bewirkt. Alternativ
kann die Isolierschicht 14 auch weggelassen werden, wodurch
eine Metall-Halbleiter-FET (MESFET) -Funktionsweise bewirkt
wird. Siehe die Veröffentlichung von Shiomi und weiteren mit
dem Titel "Characterization of Boron-Doped Diamond Epitaxial
Films and Applications for High-Voltage Schottky Diodes and
MESFETs", 1991 MRS Conference Proceedings, Seite 975-980. Für
den Fachmann ist es verständlich, daß auch andere
Ausführungsformen ohmscher und gleichrichtender Kontakte
ausgebildet sein können. Ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines gleichrichtenden Kontakts wird unten in Verbindung mit
Fig. 7 beschrieben.
Wie Fig. 5H zeigt, kann ein leitende Gate-Metallschicht 16 auf
der Isolierschicht 14 oder direkt auf der Diamantschicht 12
aufgebracht sein. Die leitende Gateschicht kann aus
polykristallinem Silizium, Gold oder anderen üblichen
leitenden Schichten bestehen. Ebenso wird der Drain-Kontakt 15
auf der unteren Seite 11a des Substrats 11 ausgebildet. Der
Drain-Kontakt 15 kann ebenfalls eine übliche Gold- oder
sonstige leitende Schicht sein. Danach kann ein geeignetes
Glühen erfolgen.
Fig. 6 zeigt ein von dem in Fig. 5H beschriebenen
verschiedenes Verfahren. Gemäß Fig. 6 wird das in Fig. 5G
gezeigte Substrat 11 z. B. durch Ätzen entfernt, und der Drain-
Kontakt 15 wird direkt auf die polykristalline Kornschicht 12
aufgebracht. Dadurch wird ein vertikaler FET bereitgestellt,
der aus einer freistehenden polykristallinen Kornschicht 12
besteht. Für den Fachmann ist es verständlich, daß die
polykristalline Kornschicht 12 aus Fig. 6 vorzugsweise dicker
als die in den Fig. 1-5 beschriebene ist, damit eine
selbsttragende, freistehende polykristalline Kornschicht 12
ermöglicht wird. Daher weist die polykristalline Kornschicht
12 vorzugsweise eine Gesamtdicke von ca. 75-100 µm auf, wobei
die Schicht 12b ca. 65-85 µm und die Schicht 12a ca. 10-15 µm
dick ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird ein weiteres
erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieses
Ausführungsbeispiel gleicht dem anhand von Fig. 1 bereits
beschriebenen, mit der Ausnahme, daß eine alternative Form
eines gleichrichtenden Gate-Kontakts 16 vorhanden ist. Bisher
wurden gleichrichtende Kontakte mit Diamant aus nicht aus
Diamant bestehenden Materialien hergestellt. Zum Beispiel
wurde ein gleichrichtender Kontakt auf einem Diamantkristall
vom Typ IIb durch Abscheiden von Schichten aus Aluminium,
Gold, Platin, Nickel, n- oder p-Silizium, Siliziumkarbid,
Übergangsmetallsiliciden oder Karbiden auf das Typ IIb-
Diamantkristall. Eine Metallschicht auf einer undotierten
Diamantschicht, die ihrerseits auf eine hochdotierte
Diamantschicht aufgebracht ist, ergibt ebenso einen
gleichrichtenden Kontakt. Schließlich ergibt auch eine
Metallschicht auf einer ungefähr 20 Å dicken Siliziumdioxid-
Dünnschicht, die ihrerseits auf einer chemisch
dampfabgeschiedenen dotierten Diamantschicht aufgebracht ist,
einen gleichrichtenden Kontakt. Im Gegensatz dazu enthält der
in Fig. 7 gezeigte erfindungsgemäße gleichrichtende Kontakt
eine relativ hoch dotierte, entartete Diamantschicht 16d auf
einer undotierten Diamantschicht 16c, die ihrerseits auf einer
relativ gering dotierten Diamantschicht 12a aufgebracht ist.
Der gleichrichtende Kontakt besteht daher ausschließlich aus
Diamant und es werden keine nicht aus Diamant bestehenden
Materialien verwendet. Von diesem gleichrichtenden Kontakt
wird ein hoher Grad an thermischer Stabilität und das
Beibehalten seiner gleichrichtenden Eigenschaften bei hohen
Temperaturen bis zu ca. 500°C und darüber erwartet. Die
p⁺/undotiert/p++-Struktur der Schichten 12a, 16c bzw. 16d kann
somit einen transparenten gleichrichtenden Kontakt
bereitstellen, der potentielle Anwendung bei optischen
Bauteilen, diskreten Hochleistungsdioden oder anderen
Bauteilen findet.
Die p++-Diamantschicht 16d unterstützt die "metallisch"
leitenden Schicht bei, ohne selbst ein Metall zu sein. Es ist
für den Fachmann verständlich, daß eine oder mehrere
Metallschichten zur Realisierung eines mit dem
gleichrichtenden Kontakt verbundenen ohmschen Kontakts
verwendet werden können. Im einzelnen wird, wie in Fig. 7
gezeigt, eine Goldschicht 16f auf einer Titanschicht 16e in
ähnlicher Weise, wie die bereits beschriebenen Schichten 17a
und 17b, zur Bereitstellung des verbundenen ohmschen Kontakts
verwendet.
Weiterhin zeigt Fig. 7, daß die relativ gering dotierte p⁺-
Schicht durch Dotieren der Schicht 12a unter Verwendung
chemischer Dampfabscheidung und in-situ Dotierung, oder
Ionenimplantation, zur Erzeugung eines Dotierungsgrads von ca.
1016-1019 Boratomen/cm3 bereitgestellt wird. Alternativ kann
eine gering dotierte Schicht auf die Oberfläche der Schicht
12a aufgebracht werden. Die Schicht 12a kann dann anhand der
bereits beschriebenen Technik poliert werden. Eine Schicht aus
undotiertem Diamant 16c, die vorzugsweise ca. 20-200 Å dick
ist, wird auf ausgewählte Bereiche der Schicht 12a
aufgebracht. Nachpolieren kann darauf wiederum durchgeführt
werden. Danach kann die relativ hoch dotierte p++-Schicht 16d
in gleicher Weise, wie die bereits in Fig. 5E gezeigte Schicht
12c, aufgebracht werden.
Danach kann zur Erzeugung eines ohmschen Kontakts eine
Metallschicht direkt auf diese implantierte Oberfläche
aufgebracht werden. Zur besseren Verbindung kann ein
zerstäubter Metallfilm verwendet werden. Alternativ kann, wie
in Fig. 7 gezeigt eine Doppelschichtmetallisierung aus Gold
16f und Titan 16e mit nachfolgendem Glühen verwendet werden,
was bereits bei der Erzeugung der Schichten 17a und 17b
beschrieben wurde.
Der so aufgebaute gleichrichtende Kontakt kann in Verbindung
mit einem oberen oder unteren ohmschen Kontakt zur Bildung
einer diskreten Leistungs- oder Hochspannungsdiode und in
allen Fällen, in denen gleichrichtende Kontakte benötigt
werden, eingesetzt werden. Der gleichrichtende Kontakt
benötigt kein Metall, sondern vielmehr wird die p++-Schicht
als entarteter metallischer Leiter verwendet. Dadurch kann ein
transparenter gleichrichtender Kontakt bereitgestellt werden.
Durch Anlegen geeigneter Vorspannungen an die Source-, Gate- und
Drainelektroden kann die Feldeffekttransistorfunktion
erhalten werden. Der so aufgebaute FET ermöglicht einen
Betrieb bei hohen Spannungen und hohen Strömen, wobei er sogar
mit üblichen Techniken hergestellt werden kann. Durch
Bereitstellung einer vertikalen Struktur können die
Korngrenzeneffekte minimiert werden.
Ein vertikaler Diamant-Feldeffekttransistor enthält ein nicht
aus Diamant bestehendes Substrat, vorzugsweise ein
hochdotiertes Siliziumsubstrat, das an einer Seite eine
Diamantschicht aufweist, einen auf der Diamantschicht
befindlichen Source-Kontakt, einen auf der Diamantschicht
neben dem Source-Kontakt befindlichen Gate-Kontakt und einen
auf der Rückseite des Substrats angeordneten Drain-Kontakt.
Die Diamantschicht ist vorzugsweise eine einlagige Schicht
großer polykristalliner Diamantkörner, die einen an das
Siliziumsubstrat angrenzenden hochdotierten Bereich 12b
aufweist. Die Gate- und Source-Kontakte können sich über viele
polykristalline Diamantkörner der einlagigen Schicht aus
polykristallinen Diamantkörnern erstrecken. Alternativ können
die Source- und Gate-Kontakte auch schmaler als die
durchschnittliche Korngröße der polykristallinen Diamantkörner
sein. Ebenso können interdigitale Source- und Gate-Finger,
16a, die schmaler als die durchschnittliche Korngröße der
polykristallinen Diamantkörner sind, vorhanden sein. Die
einlagige Schicht aus polykristallinen Körnern kann auf dem
Siliziumsubstrat aufgebracht sein. Auf diese Weise werden hoch
wirksame vertikale Diamant-Feldeffekttransistor-Bausteine
bereitgestellt.
Claims (65)
1. Vertikaler Feldeffekttransistor gekennzeichnet durch:
- a) ein nicht aus Diamant bestehendes Substrat (11), das einen Drain-Kontakt (15) aufweist,
- b) eine auf dem nicht aus Diamant bestehenden Substrat (11) befindliche Diamantschicht (12),
- c) einen auf der Diamantschicht (12) befindlichen Source- Kontakt (17), wobei zwischen dem Source- und Drain-Kontakt (17, 15) ein vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die Diamantschicht (12) verläuft, und
- d) ein auf der Diamantschicht (12) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16).
2. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das nicht aus Diamant bestehende Substrat
(11) ein hochdotiertes monokristallines Siliziumsubstrat eines
vorbestimmten Leitungstyps enthält.
3. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Diamantschicht (12) angrenzend an das
nicht aus Diamant bestehende Substrat (11) einen hochdotierten
Abschnitt (12b) des vorbestimmten Leitungstyps enthält.
4. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Diamantschicht (12) einen undotierten
oder gering dotierten Abschnitt (12a) des vorbestimmten
Leitungstyps enthält, der sich auf dem hochdotierten Abschnitt
(12b) des vorbestimmten Leitungstyps befindet.
5. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das nicht aus Diamant bestehende Substrat
(11) aus der Gruppe gewählt ist, die aus kristallinem
Siliziumkarbid, kubischem Bornitrid, kristallinem Kupfer und
kristallinem Nickel besteht.
6. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch einen in der Diamantschicht (12)
befindlichen hochdotierten Bereich (12c), der an den Source-
Kontakt (17) angrenzt, um mit diesem einen ohmschen Kontakt zu
bilden.
7. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) eine
hochschmelzende Metallschicht (17b) auf dem in der
Diamantschicht befindlichen hochdotierten Bereich (12c) und
ein nicht-hochschmelzende Metallschicht (17a) auf der
hochschmelzenden Metallschicht (17b) aufweist.
8. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gate (16) auf der Diamantschicht (12)
eine Isolierschicht und auf der Isolierschicht eine
Gateelektrode aufweist.
9. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,, daß das Gate (16) den auf der Diamantschicht
(12) befindlichen Source-Kontakt (17) umgibt.
10. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) und das Gate (16)
interdigital auf der Diamantschicht (12) angeordnet sind.
11. Vertikaler Feldeffekttransistor gekennzeichnet durch:
- a) eine einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) mit einem Paar gegenüberliegender Seiten,
- b) einen auf einer der gegenüberliegender Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source-Kontakt (17),
- d) einen auf der anderen der gegenüberliegenden Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Drain-Kontakt (15), wobei zwischen dem Source- und Drain-Kontakt (17, 15) ein vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft, und
- e) ein auf der einen der gegenüberliegenden Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16).
12. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Source- und der Drain-Kontakt
(17, 15) beide über eine Vielzahl der polykristallinen
Diamantkörner (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) erstrecken.
13. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Source-Kontakt (17) auf nur einem
polykristallinen Diamantkorn (18) der einlagigen Schicht (12)
aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindet.
14. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, ,daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und daß der
Source-Kontakt (17) schmaler als die Durchschnittskorngröße
ist.
15. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und daß das
Gate (16) schmaler als die Durchschnittskorngröße ist.
16. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch:
- f) einen zweiten auf der einen der gegenüberliegender Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source-Kontakt (17), wobei zwischen dem zweiten Source-Kontakt (17) und dem Drain-Kontakt (15) ein zweiter vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft,und
- g) ein zweites auf der einen der gegenüberliegenden Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16), wobei die polykristallinen Diamantkörner (18) eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und der erste Source-Kontakt (17) und der zweite Source-Kontakt (17) schmaler als die Durchschnittskorngröße sind.
17. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch:
- f) einen zweiten auf der einen der gegenüberliegender Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source-Kontakt (17), wobei zwischen dem zweiten Source-Kontakt (17) und dem Drain-Kontakt (15) ein zweiter vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft,und
- g) ein zweites auf der einen der gegenüberliegenden Seiten der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16), wobei die polykristallinen Diamantkörner (18) eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das erste Gate (16) und das zweite Gate (16) schmaler als die Durchschnittskorngröße sind.
18. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) eine Vielzahl von
elektrisch verbundenen Source-Fingern (17c) auf der einen
Seite aufweist, daß das Gate (16) eine Vielzahl von elektrisch
verbundenen Gate-Fingern (16a) auf der einen Seite aufweist,
und daß die Source- und die Gate-Finger (17c, 16a)
interdigital auf der einen Seite angeordnet sind.
19. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das
einer der Source-Finger (17c) schmaler als die
Durchschnittskorngröße sind.
20. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das
jeder der Source-Finger (17c) schmaler als die
Durchschnittskorngröße sind.
21. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das der
von einem Paar benachbarter Gate-Finger (16a) überspannte
Abstand (y) kleiner als die Durchschnittskorngröße sind.
22. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das der
von jedem Paar benachbarter Gate-Finger (16a) überspannte
Abstand (y) kleiner als die Durchschnittskorngröße sind.
23. Vertikaler Feldeffekttransistor gekennzeichnet durch:
- a) ein nicht aus Diamant bestehendes Substrat (11) mit einer ersten (11a) und zweiten (11b) gegenüberliegenden Seite,
- b) eine einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) auf zweiten Seite (11b) des nicht aus Diamant bestehenden Substrats (11),
- c) einen auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source-Kontakt (17),
- d) ein auf der ersten Seite (11a) des nicht aus Diamant bestehenden Substrats (11) befindlichen Drain-Kontakt (15), wobei zwischen dem Source- und Drain-Kontakt (17, 15) ein vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft, und
- e) ein auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16).
24. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das nicht aus Diamant bestehende Substrat
(11) ein hochdotiertes monokristallines Siliziumsubstrat eines
vorbestimmten Leitungstyps enthält.
25. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 24, dadurch
gekennzeichnet, daß die einlagige Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) angrenzend an die zweite
Seite (11b) des nicht aus Diamant bestehenden Substrats (11)
einen hochdotierten Abschnitt (12b) des vorbestimmten
Leitungstyps enthält.
26. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die einlagige Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) einen undotierten oder
gering dotierten Abschnitt (12a) des vorbestimmten
Leitungstyps enthält, der sich auf dem hochdotierten Abschnitt
(12b) des vorbestimmten Leitungstyps befindet.
27. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das nicht aus Diamant bestehende Substrat
(11) aus der Gruppe gewählt ist, die aus kristallinem
Siliziumkarbid, kubischem Bornitrid, kristallinem Kupfer und
kristallinem Nickel besteht.
28. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23,
gekennzeichnet durch einen in der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen
hochdotierten Bereich (12c), der an den Source-Kontakt (17)
angrenzt, um mit diesem einen ohmschen Kontakt zu bilden.
29. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) eine
hochschmelzende Metallschicht (17b) auf dem in der einlagigen
Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18)
befindlichen hochdotierten Bereich (12c) und ein nicht
hochschmelzende Metallschicht (17a) auf der hochschmelzenden
Metallschicht (17b) aufweist.
30. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gate (16) auf der einlagigen Schicht
(12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) eine
Isolierschicht und auf der Isolierschicht eine Gateelektrode
aufweist.
31. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gate (16) den auf der einlagigen
Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18)
befindlichen Source-Kontakt (17) umgibt.
32. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) und das Gate (16)
interdigital auf der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) angeordnet sind.
33. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Source- und der Drain-Kontakt
(17, 15) beide über eine Vielzahl der polykristallinen
Diamantkörner (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) erstrecken.
34. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Source-Kontakt (17) auf nur einem
polykristallinen Diamantkorn (18) der einlagigen Schicht (12)
aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindet.
35. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und daß der
Source-Kontakt (17) schmaler als die Durchschnittskorngröße
ist.
36. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und daß das
Gate (16) schmaler als die Durchschnittskorngröße ist.
37. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23,
gekennzeichnet durch:
- f) einen zweiten auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source- Kontakt (17), wobei zwischen dem zweiten Source-Kontakt (17) und dem Drain-Kontakt (15) ein zweiter vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft, und
- g) ein zweites auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16), wobei die polykristallinen Diamantkörner (18) eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und der erste Source-Kontakt (17) und der zweite Source-Kontakt (17) schmaler als die Durchschnittskorngröße sind.
38. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 23,
gekennzeichnet durch:
- f) einen zweiten auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) befindlichen Source- Kontakt (17), wobei zwischen dem zweiten Source-Kontakt (17) und dem Drain-Kontakt (15) ein zweiter vertikaler Kanal festgelegt wird, der durch die einlagige Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) verläuft, und
- g) ein zweites auf der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18) neben dem Source-Kontakt (17) befindliches Gate (16), wobei die polykristallinen Diamantkörner (18) eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das erste Gate (16) und das zweite Gate (16) schmaler als die Durchschnittskorngröße sind.
39. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 37, dadurch
gekennzeichnet, daß der Source-Kontakt (17) eine Vielzahl von
elektrisch verbundenen Source-Fingern (17c) auf der einlagigen
Schicht (12) aus polykristallinen Diamantkörnern (18)
aufweist, daß das Gate (16) eine Vielzahl von elektrisch
verbundenen Gate-Fingern (16a) auf der einlagigen Schicht (12)
aus polykristallinen Diamantkörnern (18) aufweist, und daß die
Source- und die Gate-Finger (17c, 16a) interdigital angeordnet
sind.
40. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 39, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das
einer der Source-Finger (17c) schmaler als die
Durchschnittskorngröße sind.
41. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 39, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das
jeder der Source-Finger (17c) schmaler als die
Durchschnittskorngröße sind.
42. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 39, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das der
von einem Paar benachbarter Gate-Finger (16a) überspannte
Abstand (y) kleiner als die Durchschnittskorngröße sind.
43. Vertikaler Feldeffekttransistor nach Anspruch 39, dadurch
gekennzeichnet, daß die polykristallinen Diamantkörner (18)
eine vorbestimmte Durchschnittskorngröße aufweisen und das der
von jedem Paar benachbarter Gate-Finger (16a) überspannte
Abstand (y) kleiner als die Durchschnittskorngröße sind.
44. Verfahren zur Herstellung eines vertikalen
Feldeffekttransistors gekennzeichnet durch die Schritte:
- a) Aufbringen einer Diamantschicht (12) auf ein nicht aus Diamant bestehendes Substrat (11),
- b) Aufbringen von nebeneinander angeordneten Source- (17) und Gate-Kontakten (16) auf die Diamantschicht (12), und
- c) Aufbringen eines Drain-Kontakts (15) auf das nicht aus Diamant bestehenden Substrat (11) gegenüber der Diamantschicht (12).
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) die
Schritte heteroepitaxiales Aufbringen einer hochdotierten
Diamantschicht (12b) auf das nicht aus Diamant bestehende
Substrat (11) und homoepitaxiales Aufbringen einer gering
dotierten Diamantschicht (12a) auf die hochdotierte
Diamantschicht (12b) umfaßt.
46. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) die
Schritte heteroepitaxiales Aufbringen einer hochdotierten
Diamantschicht (12b) auf das nicht aus Diamant bestehende
Substrat (11) und homoepitaxiales Aufbringen einer undotierten
Diamantschicht (12a) auf die hochdotierte Diamantschicht (12b)
umfaßt.
47. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) der Schritt Aufbringen eines hochdotierten Bereichs (12c)
auf die exponierte Oberfläche der Diamantschicht (12)
vorangeht, und daß der Schritt des Aufbringens der Source und
Gate-Kontakte (17, 16) den Schritt Aufbringen eines Source-
Kontakts (17) angrenzend an den hochdotierten Bereich (12c)
auf der Diamantschicht (12) umfaßt.
48. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) die Schritte Aufbringen einer hochschmelzenden
Metallschicht (17b) auf den hochdotierten Bereich (12c) und
Aufbringen einer nicht-hochschmelzenden Metallschicht (17a)
auf die hochschmelzende Metallschicht (17b), um den Source-
Kontakt (17) zu bilden, umfaßt.
49. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) der Schritt Aufbringen einer Isolierschicht auf die
Diamantschicht (12) vorangeht und daß der Schritt des
Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17, 16) den Schritt
Aufbringen eines Gate-Kontakts (16) auf die Isolierschicht
umfaßt.
50. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) den
Schritt Aufbringen einer einlagigen Schicht aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) auf das nicht aus Diamant
bestehende Substrat (11) umfaßt.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen von Source- und Gate-Kontakten (17,
16), die sich alle über eine Vielzahl von polykristallinen
Diamantkörnern (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) erstrecken, umfaßt.
52. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen einer Vielzahl von Source- und
Gate-Kontakten (17, 16), von denen zumindest einer schmaler
ist, als die Durchschnittskorngröße der polykristallinen
Diamantkörner (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18), umfaßt.
53. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen einer Vielzahl von Source- und
Gate-Kontakten (17, 16), von denen alle schmaler sind, als die
Durchschnittskorngröße der polykristallinen Diamantkörner (18)
der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen
Diamantkörnern (18), umfaßt.
54. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) den Schritt wiederholten
Aufbringens einer Dünnschicht aus polykristallinen
Diamantkörnern (18) und Polierens der Oberfläche der
polykristallinen Diamantkorn-Dünnschicht bis eine gewünschte
Dicke einer einlagigen Schicht (12) aus Diamantkörnern (18)
erzielt wurde.
55. Verfahren zur Herstellung eines vertikalen
Feldeffekttransistors, gekennzeichnet durch die Schritte:
- a) Aufbringen einer Diamantschicht (12) auf ein Substrat (11),
- b) Aufbringen von nebeneinander angeordneten Source- (17) und Gate-Kontakten (16) auf die Diamantschicht (12), und
- c) Entfernen des Substrats (11), und
- d) Aufbringen eines Drain-Kontakts (15) auf die Diamantschicht (12) gegenüber der Source- und Gate-Kontakte (17, 16).
56. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) die
Schritte heteroepitaxiales Aufbringen einer hochdotierten
Diamantschicht (12b) auf das nicht aus Diamant bestehende
Substrat (11) und homoepitaxiales Aufbringen einer gering
dotierten Diamantschicht (12a) auf die hochdotierte
Diamantschicht (12b) umfaßt.
57. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) die
Schritte heteroepitaxiales Aufbringen einer hochdotierten
Diamantschicht (12b) auf das nicht aus Diamant bestehende
Substrat (11) und homoepitaxiales Aufbringen einer undotierten
Diamantschicht (12a) auf die hochdotierte Diamantschicht (12b)
umfaßt.
58. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) der Schritt Aufbringen eines hochdotierten Bereichs (12c)
auf die exponierte Oberfläche der Diamantschicht (12)
vorangeht, und daß der Schritt des Aufbringens der Source und
Gate-Kontakte (17, 16) den Schritt Aufbringen eines Source-
Kontakts (17) angrenzend an den hochdotierten Bereich (12c)
auf der Diamantschicht (12) umfaßt.
59. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) die Schritte Aufbringen einer hochschmelzenden
10 Metallschicht (17b) auf den hochdotierten Bereich (12c) und
Aufbringen einer nicht-hochschmelzenden Metallschicht (17a)
auf die hochschmelzende Metallschicht (17b), um den Source-
Kontakt (17) zu bilden, umfaßt.
60. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Schritt des Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17,
16) der Schritt Aufbringen einer Isolierschicht auf die
Diamantschicht (12) vorangeht und daß der Schritt des
Aufbringens der Source und Gate-Kontakte (17, 16) den Schritt
Aufbringen eines Gate-Kontakts (16) auf die Isolierschicht
umfaßt.
61. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Diamantschicht (12) den
Schritt Aufbringen einer einlagigen Schicht aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) auf das Substrat (11)
umfaßt.
62. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Source- und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen von Source- und Gate-Kontakten (17,
16), die sich alle über eine Vielzahl von polykristallinen
Diamantkörnern (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) erstrecken, umfaßt.
63. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Soure- und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen einer Vielzahl von Spurce- und
Gate-Kontakten (17, 16), von denen zumindest einer schmaler
ist, als die Durchschnittskorngröße der polykristallinen
Diamantkörner (18) der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18), umfaßt.
64. Verfahren nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der Soure- und Gate-Kontakte (17,
16) den Schritt Aufbringen einer Vielzahl von Source- und
Gate-Kontakten (17, 16), von denen alle schmaler sind, als die
Durchschnittskorngröße der polykristallinen Diamantkörner (18)
der einlagigen Schicht (12) aus polykristallinen
Diamantkörnern (18), umfaßt.
65. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Aufbringens der einlagigen Schicht (12) aus
polykristallinen Diamantkörnern (18) den Schritt wiederholten
Aufbringens einer Dünnschicht aus polykristallinen
Diamantkörnern (18) und Polierens der Oberfläche der
polykristallinen Diamantkorn-Dünnschicht bis eine gewünschte
Dicke einer einlagigen Schicht (12) aus Diamantkörnern (18)
erzielt wurde.
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