FR2822293A1 - Transistor a effet de champ et double grille, circuit integre comportant ce transistor, et procede de fabrication de ce dernier - Google Patents

Transistor a effet de champ et double grille, circuit integre comportant ce transistor, et procede de fabrication de ce dernier Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un transistor à effet de champ et double grille comprenant un substrat (1), un film isolant (2) formé sur le substrat, des zones de source, de drain et de canal formées sur le film isolant (2) et réalisées chacune à partir d'une couche de cristal semi-conducteur, et deux électrodes de grilles isolées (81, 82) qui sont isolées électriquement l'une de l'autre, les deux électrodes de grilles étant formées en vis-à-vis sur une surface principale du film isolant (2) sur laquelle la zone de canal (9) est formée, la zone de canal étant située entre les électrodes de grilles (81, 82). L'invention concerne également un circuit intégré utilisant ce transistor, ainsi qu'un procédé pour fabriquer le transistor.

Description

espèce dopante de conductivité de type n+.
La présente invention concerne, de manière générale, un transistor à effet de champ et à grilles isolées dans lequel un effet de canal court est supprimé et, en particulier, un transistor à effet de S champ et à double grille, ainsi qu'un circuit intégré utilisant un tel transistor, et un procédé pour
fabriquer le transistor.
Pour réaliser des transistors à effet de champ et à grilles isolées comportant des longueurs de canal plus courtes, il est nécessaire de supprimer l'effet de canal court (l 'atténuation progressive de la tension de seuil qui se produit lorsque la longueur du canal est raccourcie). Le transistor à effet de champ et à double grille décrit dans le brevet japonais n 2 021 931 présente une structure de dispositif permettant d'obtenir ce résultat. La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un transistor à effet de champ et double
grille traditionnel.
En référence à la figure 1, le transistor comprend un substrat 501, un film isolant de grille inférieure 502, une zone formant source 503, une zone formant drain 504, une zone formant canal 505, un film isolant de grille supérieure 506, un film isolant 507, une électrode de grille supérieure 508, une électrode de grille inférieure 509, une électrode de source 530 et une électrode de drain 540. Cette structure constitue un moyen extrêmement efficace pour supprimer l'effet de canal court grâce au fait que l'électrode de grille supérieure 508 et l'électrode de grille inférieure 509 protègent la zone formant canal 505. En supprimant ainsi l'effet que le champ du drain exerce sur la distribution de potentiel au niveau de la zone d' interface entre la source et le canal, il est possible de stabiliser uniquement le potentiel du 3s canal, même si ce canal est raccourci, pour ainsi supprimer l'atténuation progressive de la tension de
seuil, due à l'effet de canal court.
Cependant, pour que cette caractéristique de la structure puisse agir efficacement dans un dispositif à circuit intégré à hautes performances, il ne doit pas y avoir de défaut d'alignement de position entre la zone formant canal et les deux électrodes de grilles. Un défaut d'alignement augmente la capacité et la réaistance parasites qui, congointement avec leurs fluctuations, peuvent entraîner une nette dégradation
des performances du dispositif.
Dans la structure du transistor à effet de champ et double grille conventionnel dans laquelle les électrodes de grilles disposées verticalement et séparces par la zone formant canal, ainsi que les zones formant source et drain ne sont pas situces sur la même surface principale, il n'est pas possible de faire appel à un auto-alignement, ce qui rend difficile la formation des deux électrodes de grilles en alignement avec les zones formant canal, source et drain. Il est par conséquent nécessaire d'utiliser la précision de positionnement disponible en ce qui concerne la disposition de l'électrode de grille inférieure et de la zone formant canal, ce qui pose le problème d'une 2s dégradat ion de s performances due à des facteurs tel. s que l' augmentation d'une capacité parasite et les fluctuations de celle-ci. Un autre inconvénient réside en ce que, lorsque le produit est utilisé comme dispositif à circuit intégré, étant donné que les électrodes de grilles supérieure et inférieure ne sont pas positionnces sur la même surface principale, le câblage devient complexe. La présente invention a précisément pour but de proposer un transistor à effet de champ et double grille présentant une configuration
3s permettant de remédier à ces problèmes.
En ce qui concerne également le transistor à effet de champ et double grille doté de cette configuration, un polissage chimico-mécanique (CMP) est normalement utilisé pour aplanir la surface. Le procédé de polissage CMP et d'autres procédés d'aplanissement peuvent facilement entraîner une contamination et des détériorations et sont suivis par un lavage qui
lui-même implique de nombreuses étapes de traitement.
Il est par conséquent souhaitable de réduire autant que lO possible le nombre des étapes d'aplanissement. La présente invention a précisément pour autre but de réduire le nombre des étapes utilisées pour aplanir les
surfaces à l'aide du procédé CMP, entre autres.
Pour atteindre les buts ci-dessus et selon un lS premier aspect de la présente invention, il est proposé un transistor à effet de champ et double grille caractérisé en ce qu'il comprend un substrat, un film isolant formé sur le substrat, des zones de source, de drain et de canal formées sur le film isolant et réalisées chacune à partir d'une couche de cristal semi-conducteur, et deux électrodes de grilles isolées qui sont isolées électriquement l'une de l'autre, les deux électrodes de grilles étant formées en vis-à-vis sur une surface principale du film isolant sur laquelle la zone de canal est formée, zone de canal qui est
situce entre les électrodes de grilles.
En référence aux figures 3 et 4, une couche de cristal semi-conducteur 3 est tout d'abord préparée, couche de cristal semi-conducteur 3 qui est isolée du substrat par un film isolant 2. Un îlot de couche de cristal semi-conducteur comprenant au moins une zone de source et une zone de drain, ainsi qu'une zone de canal adjacente aux zones de source et de drain, est isolé de la partie environnante par une tranchée. Des films isolants de grilles 71 et 72 sont formés sur des faces latérales opposées de la zone de canal exposées dans la tranchée, étape qui est suivie par la formation d'électrodes de grilles 81 et 82. Ces étapes permettent de produire une structure comportant un îlot de couche semi-conductrice, et des électrodes de grilles disposées dans la tranchée, les électrodes de grilles étant isolées mutuellement l'une de l'autre par le film isolant des grilles. La zone de l'îlot semi-conducteur 9 situé entre les électrodes de grilles a une largeur prédéterminée qui est de préférence inférieure à la longueur de la zone de canal. Il est souhaitable que cette la rgeur so it su ffi s amment fa ibl e pour augment e r la propriété de suppression d'effet de canal court de
l'îlot de couche semi-conductrice.
Ainsi, un premier aspect principal de la présente invention réside en ce qu'un transistor à effet de champ et à double grille comprenant un substrat 1, un film isolant 2 formé sur le substrat, ainsi qu'une zone de source 10, une zone de drain 11 et une zone de canal
9 réalisoes à partir d'une couche de cristal semi-
conducteur 3 formée sur le film isolant 2 disposé sur le substrat, comporte deux électrodes de grilles isolées qui sont isolées électriquement l'une de 1 r autre, les deux électrodes de grilles étant situées l'une en face de l'autre sur la même surface principale que la zone de canal et étant séparées par cette dernière. Selon un deuxième aspect de la présente invention, il est également proposé un circuit intogré à hautes performances comportant ce transistor à effet de champ
et double grille.
Conformément à une caractéristique particulière de la présente invention, le circuit intégré peut comprendre un transistor à effet de champ et double J- s grille supplémentaire comportant une zone de canal de
largeur différente.
De préférence, pour que la largeur de la zone de canal puisse être sensiblement doublée lors de l' application du même signal d'entrée aux deux électrodes de grilles isolées, le transistor à effet de champ et double grille est commandé grâce à la connexion électrique de ses deux électrodes de grilles isolées. lo Dans le cas de l' application en entrée de signaux différents aux deux électrodes de grilles isolées qui sont montées en parallèle en ayant des caractéristiques de tension de grilles réciproquement équilibrées, pour qu'ainsi le transistor puisse jouer le rôle de deux transistors, une caractéristique supplémentaire de la présente invention réside en ce que le transistor à effet de champ et double grille est commandé grâce à la connexion électrique de potentiels électriques
différents à ses deux électrodes de grilles.
Etant donné que l'effet de canal court peut être supprimé en optimisant le potentiel électrique au niveau de l'une des deux électrodes de grilles isolées, l'un des potentiels électriques différents est de
préférence un potentiel électrique sensiblement fixe.
Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention,
ressortira plus clairement de la description détaillée
suivante de modes de réalisation préférés donnce à titre d'exemple nullement limitatif en rétérence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversals d'un transistor à effet de champ et double grille conventionnel; la figure 2 est une vue en plan d'un transistor à effet de champ et double grille selon la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe transversals du S transistor à effet de champ et double grille de la présente inventions la figure 4 représente une étape de fabrication utilisce dans un premier mode de réalisation de l' invention; la figure 5 représente une étape de fabrication utilisoe dans le premier mode de réalisation; la figure 6 est une vue en coupe transversals réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 5, montrant une étape de fabrication utilisée dans le premier mode de réalisation; la figure 7 représente une étape de fabrication utilisoe dans le premier mode de réalisation; la figure 8 est une vue en coupe transversals réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 7, montrant une étape de fabrication utilisoe dans le premier mode de réalisation; la figure 9 représente une étape de fabrication utilisoe dans le premier mode de réalisation; la figure 10 est une vue en coupe transversals réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 9, montrant une étape de fabrication utilisce dans le premier mode de réalisation de l' invention; la figure 11 représente une étape de fabrication utilisée dans le premier mode de réalisation de l'inventioni la figure 12 représente une étape de fabrication utilisse dans le premier mode de réalisation; la figure 13 est une vue en coupe transversals réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 12, montrant une étape de fabrication utilisée dans le premier mode de réalisation; la figure 14 représente une étape de fabrication utilisée dans le premier mode de réalisation de s l'inventioni la figure 15 représente une étape de fabrication utilisée dans le premier mode de réalisation; la figure 16 représente une étape de fabrication utilisée dans un deuxième mode de réalisation de la présente inventioni la figure 17 représente une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation de l' invention; la figure 18 représente une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation; la figure 19 représente une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation; la figure 20 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 19, montrant une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation; la figure 21 représente une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation de l' invention; 2s la figure 22 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 21, montrant une étape de fabrication utilisoe dans le deuxième mode de réalisation; la figure 23 représente une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation; la figure 24 est une vue en coupe transversale réalisoe suivant la ligne X-X' de la figure 23, montrant une étape de fabrication utilisée dans le deuxième mode de réalisation; la figure 25 est une vue en plan d'un transistor à effet de champ et double grille selon un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 26 est une vue en coupe transversale d'un transistor à effet de champ et double grille selon le troisième mode de réalisation de l' invention; la figure 27 représente une étape de fabrication utilisée dans le troisième mode de réalisation de l' invention; la figure 28 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 27, montrant une étape de fabrication utilisée dans le troisième mode de réalisation; la figure 29 représente une étape de fabrication utilisée dans le troisième mode de réalisation; la figure 30 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 29, montrant une étape de fabrication utilisée dans le troisième mode de réalisation de l' invention; la figure 31 représente une étape de fabrication utilisée dans le troisième mode de réalisation; la figure 32 représente une étape de fabrication utilisoe dans le troisième mode de réalisation; et la figure 33 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 32, montrant une étape de fabrication utilisée dans le
troisième mode de réalisation de l' invention.
Comme cela a été expliqué précédemment, dans la structure du transistor àeffet de champ et double grille conventionnel dans laquelle les électrodes de grilles disposoes verticalement, ainsi que les zones de source et de drain ne sont pas situées sur la même surface principale, il n'est pas possible d'utiliser un auto-alignement, ce qui rend difficile la formation des deux électrodes de grilles en alignement avec les zones de canal, de source et de drain. Au contraire, la présente invention propose un transistor à effet de champ et double grille doté de la structure représentée en vue en plan sur la figure 2 et en coupe transversale sur la figure 3. Sur la figure 3, un film isolant 2 est
disposé sur un substrat 1. Un îlot de couche semi-
conductrice est formé sur le film isolant 2 et utilisé pour former, dans une tranchée 6 (figure 5), une zone de canal 9, une zone de source 10 et une zone de drain 11 séparées. Ici, dans la direction horizontale de la figure 3, la zone de canal 9 possède une épaisseur prédéterminée au moins égale à T. Le transistor comprend également deux films isolants de grilles 71 et 72 disposés sur des faces latérales de la zone de canal 9, et deux électrodes de grilles 81 et 82 qui sont séparées dans la tranchée 6 par l'îlot de couche semi conductrice. En dehors de la tranchée 6, il est prévu une partie résiduelle 100 formée d'une couche de cristal semiconducteur 3 disposée sur le film isolant 2. Bien que fréquemment, après sa formation, la tranchée 6 soit partiellement remplie d'une matière, telle qu'une matière isolante 21, elle continue à être
appelée une tranchée.
Il est possible de faire appel à un processus d'auto-alignement pour supprimer la différence de position entre la zone de canal et les deux électrodes de grilles. Des techniques d'aplanissement fondées sur le procédé de polissage chimico-mécanique (CMP), telles que le procédé damascène, peuvent être employées comme procédé de fabrication au cours duquel un processus d'auto-alignement est utilisé pour réaliser cette structure.
Exemple 1:
La séquence des étapes qui constituent ce procédé est représentée sur les figures 4 à 15. Tout d'abord, comme le montre la figure 4, un film isolant d'oxyde de s silicium 2 est formé sur un substrat en silicium 1, et le silicium ainsi disposé est utilisé pour former une couche de cristal semi-conducteur 3, suivie d'un film d'oxyde de silicTum 4 et d'un film de nitrure de silicium 5, dans cet ordre. Puis, en référence aux figures 5 et 6, une partie du film de nitrure de silicium 5, du film d'oxyde de silicium 4 et de la couche de cristal semi-conducteur 3 est éliminée pour former une tranchée 6 qui isole de la partie environnante un îlot de couche 200. Ici, la partie IS résiduelle 100 consiste en une partie de la couche de cristal semi-conducteur 3, tandis qu'une couche de silicium 31, un film d'oxyde de silicTum 41 et un film de nitrure de silicium 51 représentent respectivement les parties restantes de la couche de cristal semi conducteur 3, du film d'oxyde de silicium 4 et du film
de nitrure de silicium 5 qui constituent l'îlot 200.
Comme cela est visible sur la figure 7, un film d'oxyde de silicium 22 est enfoui dans la tranchée 6 et aplani par le procédé CMP, ou un procédé similaire. La figure 8 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 7. En référence à la figure 9, le film d'oxyde de silicium 22 est éliminé au moins jusqu'à une profondeur suffisante pour atteindre la surface du film isolant 2, afin de former des tranchées 12 et 13 qui suivent le motif des électrodes de grilles. Les tranchées 12 et 13 sont formoes au moyen d'un seul motif qui coupe traneversalement l'îlot 200. Le film d'oxyde de silicium 22 est éliminé par une attaque au cours de laquelle la surface de l'îlot est exposée au réactif d'attaque. Toutefois, le film de nitrure de silicium 5 joue le rôle d'un masque d'attaque pour empêcher l'élimination de la couche de
l'îlot qui deviendra ensuite la zone de canal 9.
La figure 10 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 9. Comme le montre la figure 11, les côtés de la couche de silicium 31 exposés dans les tranchées 12 et 13 sont oxydés pour former un film d'oxyde de silicium qui constitue les films isolants de grilles 71 et 72. Puis, comme cela est visible sur la figure 12, une couche de silicium polycristallin est déposée sur la totalité de la surface qui est aplanie à l'aide du procédé CMP, ou d'un procédé similaire, et du silicium polycristallin destiné à former les électrodes de grilles 81 et 82 est enfoui dans les tranchées 12 et 13. A ce moment- là, le film de nitrure de silicium 5, 51 restant sur la partie supérieure de l'îlot 200 joue le rôle d'une couche d'arrêt d'attaque au cours du processus d'aplanissement. La figure 13 est une vue en coupe traneversale réalisée suivant la ligne X-X' de la
figure 12.
Le film d'oxyde de silicium 22 est ensuite éliminé, pour former une tranchée 61 dans laquelle subsiste du silicium polycristallin utilisé pour former les électrodes de grilles 81 et 82 dans la tranchée 6. En utilisant le silicium polycristallin résiduel comme masque de diffusion, une diffusion d'impuretés de type N à forte concentration est réalisée à partir de la face latérale, pour former la zone de source 10 et la zone de drain 11 dans l'îlot 200. La partie masquée de la couche de silicium 31 sur la figure 6 forme la zone de canal 9 sur la figure 3. Simultanément, des impuretés de type N à forte concentration sont également ajoutées à la couche de silicium polycristallin utilisée pour former les électrodes de grilles 81 et 82, pour ainsi réduire la résistance de celles-ci. Puis, comme cela est visible sur la figure , le film d'oxyde de silicium 21 est enfoui dans la tranchée 6 et aplani à l'aide du procédé CMP, ou d'un procédé similaire. Ainsi, la même surface principale comporte la zone de source 10, la zone de drain 11, la zone de canal 9 et les électrodes de grilles 81 et 82 formées à l'aide d'un processus d'auto-alignement, ce qui permet de réaliser le transistor à effet de champ et double grille des figures 2 et 3 dans lequel une
isolation est assurce par la matière isolante 21.
Exemple 2:
IS Un aut re mode de réal i sat ion préféré du procédé de fabrication du transistor à effet de champ et double grille selon la présente invention est représenté sur les figures 16 à 24. Tout d'abord, comme cela est visible sur la figure 16, un film isolant d'oxyde de silicium 2 est formé sur un substrat de silicium 1, et le siliclum ainsi disposé sert à former une couche de cristal semi-conducteur 3 sur laquelle sont formés un film d'oxyde de silicium 4 et un film de nitrure de silicium 5, dans cet ordre. Puis, en référence aux figures 17 et 18, une partie du film de nitrure de silicTum 5, du film d'oxyde de siliclum 4 et de la couche de cristal semi-conducteur 3 est élimince pour former une tranchée 6 qui isole de la partie environnante un îlot de couche 200. Ici, la partie résiduelle 100 est constituée par une partie de la couche de cristal semi-conducteur 3, tandis qu'une couche de silicium 31, un film d'oxyde de silicium 41 et un film de nitrure de silicium 51 représentent respectivement les parties restantes de la couche de cristal semi-conducteur 3, du film d'oxyde de silicium 4 et du film de nitrure de silicium 5 qui constituent l'îlot 200. Jusqu'à ce stade, le procédé est identique
à celui de l'Exemple 1.
Ensuite, en référence à la figure 18, un procédé d'oxydation thermique, ou un procédé similaire, est utilisé pour former un film d'oxyde de silicium 7 sur les côtés de la couche de silicTum exposés dans la tranchée. Le film de nitrure de silicium 51 joue le rôle d'un film empêchant la progression de l'oxydation de la surface de la couche de silicium. Les parties latérales de la couche de cristal de silicium environnante exposées dans la tranchée 6 sont elles aussi oxydées à ce moment-là, bien que cela ne soit pas représenté. L'îlot peut être défini pour avoir des
largeurs différentes pour chaque dispositif.
Ensuite, comme le montre la figure 19, une couche de silicium polycristallin 8 est enfouie dans la tranchée 6 et soumise à un premier processus d'aplanissement par le procédé CMP, ou un procédé similaire. Alors que dans l'Exemple 1, un film d'oxyde de silicium était enfoui, dans cet Exemple 2, c'est du silicium polycristallin qui est utilisé. Le film de nitrure de silicium situé sur l'îlot 200 et la partie résiduelle 100 joue le rôle d'un film d'arrêt d'attaque
au cours du processus d'aplanissement.
La figure 20 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 19. La couche de silicium polycristallin 8 est sélectionnée compte tenu des propriétés de résistance de la matière au traitement thermique à haute température utilisé au cours d'étapes suivantes, telles que l'étape de diffusion d'impuretés, et en raison du fait qu'un film de nitrure de silicium peut être utilisé comme masque d'attaque. De plus, il est souhaitable de pouvoir
impartir une conductivité aux électrodes de grilles.
Par conséquent, n'importe quelle matière présentant ces
caractéristiques peut être utilisée.
Puis, en référence à la figure 21 et conformément au motif des électrodes de grilles, des parties s résiduelles de la couche de silicium polycristallin 8 dans la tranchée 6 sont éliminées, pour laisser la couche de silicium polycristallin 8 qui sert à former les électrodes de grilles 81 et 82. La couche de silicium polycristallin utilisée pour former les électrodes de grilles 81 et 82 est formée à l 'aide d'un seul motif qui coupe transversalement l'îlot 200, ce qui supprime des variations de la relation de position mutuelle. Le silicium polycristallin 8 est éliminé par une attaque au cours de laquelle la partie de la surface de l'îlot 200, qui n'est pas protégée par un
résist 300 est elle aussi exposée au réactif d'attaque.
Cependant, le film de nitrure de silicium joue le rôle d'un masque d'attaque pour empêcher l'élimination de la partie exposée de la couche de l'îlot, partie qui formera ensuite les zones de source et de drain. Ceci s' applique également aux parties extérieures de la tranchée 6 qui ne sont pas protagées. L'attaque des côtés de la couche de silicium tournés vers la tranchée 6 est évitée grâce à l'effet de masque du film d'oxyde de silicTum 7 formé préalablement, de sorte que la
forme est conservée.
La figure 22 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 21. Le résist 300 sert à former la couche de silicium polycristallin utilisée pour former les électrodes de grilles 81 et 82. Les parties du film d'oxyde de silicium 7 en contact avec la couche de silicium polycristallin constituent les films isolants de grilles 71 et 72, et la partie de la couche de silicium 31 située entre les parties de la couche de silicium polycristallin utilisées pour former les électrodes de grilles 81 et 82 constitue la zone de canal 9. Puis, après élimination du résist 300, la couche de silicium polycristallin utilisée pour former les électrodes de s grilles 81 et 82 servant de masque, le film d'oxyde de siliclum 7 présent sur les côtés de la couche de
silicium 31 est éliminé.
Des impuretés de type N à forte concentration sont diffusées à partir de la face latérale pour former la zone de source 10 et la zone de drain 11 dans la couche de silicium 31 de l'îlot 200. Une partie de la couche de silicium 31 masquce devient la zone de canal 9. A ce moment-là, des impuretés de type N à forte concentration sont également ajoutées à la couche de silicium polycristallin utilisce pour former les électrodes de grilles 81 et 82, afin de diminuer la
résistance des électrodes.
Ensuite, comme le montre la figure 23, un oxyde de silicium 21 est enfoui dans la tranchée 6 et aplani à l' aide du procédé CMP, ou d'un procédé similaire. La figure 24 est une vue en coupe transversale réalisoe suivant la ligne X-X' de la figure 23. De cette manière, on obtient un transistor à effet de champ et à double grille comportant la structure représentée sur la vue en plan de la figure 2 et la vue en coupe de la figure 3. Ainsi, la même surface principale est pourvue d'une zone de source 10, d'une zone de drain 11, d'une zone de canal 9 et d'électrodes de grilles 81 et 82 formées par un processus d'auto-alignement, pour permettre d'obtenir le transistor à effet de champ et double grille des figures 2 et 3 dans lequel une isolation vis-à-vis de la partie résiduelle 100 est assurce par le film d'oxyde de silicium 21. Il ressort
clairement de la description précédente que, dans le
3s cas de ce mode de réal i sat ion, deux étapes d'aplanissement seulement sont nAcessaires, soit une de moins que les trois requises dans le cas de l'Exemple 1.
Exemple 3:
Un exemple d'un transistor effet de champ et double. grille constituant un troisiAme mode de
ralisation de l' invention va maintenant Atre dAcrit.
Dans ce transistor, la largeur de la zone de canal est encore rAduite pour permettre une suppression nette de l'effet de canal court. Si la zone de canal est congue pour Atre suffisamment mince, on obtient un transistor du type appauvrissement total, ce qui permet d'amAliorer les caractAristiques de ce dernier. La n figure 25 est une vue en plan du transistor effet de champ et double grille comportant une zone de canal de largeur rAduite, et la figure 26 est une vue en coupe transversale. Les Atapes de fabrication du transistor visible sur les figures 25 et 26 sont reprAsentes sur les fiures 27 et 28. AprAs obtention de la configuration reprAsente, en rAfArence l'exemple 2, sur la figure 23, les couches de siliclum polycristallin 18 et 19 sont Alimines pour former les tranches 16 et 17 de la figure 27. La figure 28 est une vue en coupe transversale ralise suivant la ligne X-X' de la figure 27. Des films d'oxyde de silictum 7-1 et 7-2 sont AliminAs des faces latArales de la zone de canal 9 expose visible sur la figure 28. Puis, l 'aide d'un procAd connu, les faces latArales de la zone de canal 9 sont attaques pour rAduire la largeur du canal jusqu'A ce qu'il ait une largeur prAdAtermine. La figure 30 est une vue en coupe transversale ralise
suivant la ligne X-X' de la figure 29.
Ensuite, comme le montre la figure 31, un procédé connu est utilisé pour former, sur les faces latérales, des films d'oxyde de silicium 7-3 et 7-4 qui formeront des films d'oxyde de grilles. Puis, le film de nitrure desilicium 51 est éliminé, et un métal ou un siliciure de métal est utilisé pour combler et aplanir les tranchées 16 et 17, comme cela est visible sur la figure 32, pour ainsi former les électrodes de grilles 18 et 19. La figure 33 est une vue en coupe transversale réalisée suivant la ligne X-X' de la figure 32. Ainsi, la zone de source 10, la zone de drain 11, la zone de canal 9 réduite à une largeur prédéterminée et les électrodes de grilles 18 et 19 à résistance réduite sont toutes formées de manière à être auto-alignces sur la même surface principale, afin de former une structure permettant d'obtenir le transistor à effet de champ et double grille représenté sur les figures 25 et 26. Pour permettre de réduire la résistance par carré dans la couche obtenue par diffusion et la résistance de contact, la largeur de la zone de source 10 et de la zone de drain 11 peut être augmentée indépendamment de la largeur de la zone de canal. Ceci permet d'atténuer l'effet de variations d'une résistance parasite résultant d'une erreur d'alignement des positions de la couche de silicium polycristallin formant les électrodes de grilles 18 et 19, et de l'îlot 50 servant à former les zones de
source et de drain.
Comme cela a été expliqué précédemment, conformément à la présente invention, le nombre d'étapes d'aplanissement réalisées par le procédé CMP, ou un procédé similaire, peut être réduit, ce qui diminue les risques de contamination et les coûts de fabrication. De même, étant donné que la zone de source, la zone de drain, la zone de canal et les électrodes de grilles sont toutes formoes pour être auto-alignces sur la même surface principale, le transistor à effet de champ et double grille ainsi obtenu peut être utilisé pour former des circuits intégrés très performants. Cette structure diminue également la complexité du câblage requis, en supprimant le type de couche de câblage qui était nécessaire pour l'électrode de grille inférieure dans l'art antérieur. De plus, des trous de traversée dans des couches isolantes intermédiaires prévus sur la partie supérieure du dispositif ont pratiquement la même profondeur, qu'il s'agisse de connexions avec la zone de source, la zone de drain ou les électrodes de grilles, ce qui permet une meilleure maîtrise du processus et réduit le temps nécessaire pour les opérations. En outre, comme on l'a vu, les deux grilles peuvent être fabriquées par le même procédé de gravure,
ce qui permet leur auto-alignement mutuel et leur auto-
alignement avec les zones de source, de drain et de canal. Par conséquent, la structure de l' invention empêche une dégradation des performances due à des variations de la résistance parasite de la source et du drain, ou à une augmentation de la capacité parasite, résultant d'un manque de précision d'alignement, comme
dans l'art antérieur.
Outre un fonctionnement du transistor par application du même potentiel électrique aux deux électrodes de grilles, étant donné que les électrodes de grilles sont isolées électriquement, l'une des électrodes peut être utilisée pour l'entrée, tandis qu'un potentiel approprié est appliqué à l'autre. Ceci permet d'obtenir un transistor à effet de champ
comportant une tension de seuil apte à être maîtrisoe.
Il est également possible de modifier la largeur de la 3s zone de canal dispositif par dispositif, ce qui permet de changer les tensions de seuil tout en appliquant le même potentiel électrique. Le principe sous-jacent est qu'une augmentation de la largeur de la zone de canal diminue la capacité de la couche de silicium, ce qui réduit la capacité entre la surface du canal tournée vers l'une des électrodes de grilles et l'autre électrode de grille. En effet, plus la zone de canal est épaisse, plus le degré de variation possible de la tension de seuil est faible. Ceci permet de réaliser simultanément des dispositifs ayant des tensions de seuil différentes. Dans les structures de l'art antérieur, le même effet pouvait être obtenu en modifiant l'épaisseur du semi-conducteur, mais ceci nécessitait des procédés de gravure complexes. Au contraire, dans le cas de la présente invention, il suffit de modifier la largeur des couches des îlots, ce qui peut être réalisé à l' aide du même procédé de gravure.
Bien que la description précédente ait porté sur
des modes de réalisation préférés de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée aux exemples particuliers décrits et illustrés ici et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications
2s sans pour autant sortir du cadre de l' invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Transistor à effet de champ et double grille caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (1), un S film isolant (2) formé sur le substrat, des zones de source, de drain et de canal (10, 11, 9) formées sur le film isolant (2) et réalisées chacune à partir d'une couche de cristal semiconducteur, et deux électrodes de grilles isolées (81, 82) qui sont isolées électriquement l'une de l'autre, les deux électrodes de grilles étant formées en vis-à-vis sur une surface principale du film isolant (2) sur laquelle la zone de canal (9) est formée, la zone de canal étant situce
entre les électrodes de grilles (81, 82).
2. Circuit intogré caractérisé en ce qu'il comporte un transistor à effet de champ et double
grille selon la revendication 1.
3. Circuit intégré selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il utilise un transistor à effet de champ et double grille supplémentaire comportant une
zone de canal de largeur différente.
4. Transistor selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est commandé grâce à la connexion électrique des deux électrodes de grilles
isolées (81, 82).
5. Transistor selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est commandé grâce à la connexion électrique de potentiels électriques différents aux deux électrodes de grilles isolées (81, 82).
6. Transistor selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'un des potentiels électriques différents est un potentiel électrique sensiblement
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