JP3369638B2 - 縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタ - Google Patents
縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタInfo
- Publication number
- JP3369638B2 JP3369638B2 JP13780193A JP13780193A JP3369638B2 JP 3369638 B2 JP3369638 B2 JP 3369638B2 JP 13780193 A JP13780193 A JP 13780193A JP 13780193 A JP13780193 A JP 13780193A JP 3369638 B2 JP3369638 B2 JP 3369638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- layer
- contact
- field effect
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims description 160
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims description 160
- 230000005669 field effect Effects 0.000 title claims description 44
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 117
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 52
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 47
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 8
- 241000282376 Panthera tigris Species 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 description 20
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 18
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 12
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010900 secondary nucleation Methods 0.000 description 2
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N Boron-10 Chemical compound [10B] ZOXJGFHDIHLPTG-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021350 transition metal silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/1602—Diamond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66015—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising semiconducting carbon, e.g. diamond, diamond-like carbon, graphene
- H01L29/66037—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising semiconducting carbon, e.g. diamond, diamond-like carbon, graphene the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66045—Field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7827—Vertical transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/812—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/80—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
- H01L29/812—Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a Schottky gate
- H01L29/8122—Vertical transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/417—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/41725—Source or drain electrodes for field effect devices
- H01L29/41741—Source or drain electrodes for field effect devices for vertical or pseudo-vertical devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電界効果トランジスタ
に関し、特に縦型電界効果トランジスタに関する。
に関し、特に縦型電界効果トランジスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を半導
体基板に集積する場合、一般に２種類の態様がある。即
ち、水平集積と垂直集積である。水平集積においては、
電界効果トランジスタにおけるソースからドレインへの
キャリアの流れが、基板の平面と平行の方向、即ち基板
の上面及び下面と平行に起こる。一方、縦型ＦＥＴの場
合、ソース−ドレイン電流は基板の平面に対して垂直の
方向、即ち基板の上面及び下面に対して垂直の方向に流
れる。
体基板に集積する場合、一般に２種類の態様がある。即
ち、水平集積と垂直集積である。水平集積においては、
電界効果トランジスタにおけるソースからドレインへの
キャリアの流れが、基板の平面と平行の方向、即ち基板
の上面及び下面と平行に起こる。一方、縦型ＦＥＴの場
合、ソース−ドレイン電流は基板の平面に対して垂直の
方向、即ち基板の上面及び下面に対して垂直の方向に流
れる。
【０００３】水平ＦＥＴは、装置間の絶縁が容易であ
り、また高集積化が容易であることから、広く使用され
ている。特に、水平ＦＥＴを用いて高集積化が容易に行
なわれる理由は、ドレイン、ソース及びゲートコンタク
トが全て基板の同一面に配置されているからである。一
方、縦型ＦＥＴは水平ＦＥＴに比較して一般に優れた出
力遅延積及びハイパワー処理能力を有する。更に、ハイ
パワー装置の場合、基板の一方の面にソースコンタクト
を設け、別の面にドレインコンタクトを設けることによ
りパワー処理能力が増加する。
り、また高集積化が容易であることから、広く使用され
ている。特に、水平ＦＥＴを用いて高集積化が容易に行
なわれる理由は、ドレイン、ソース及びゲートコンタク
トが全て基板の同一面に配置されているからである。一
方、縦型ＦＥＴは水平ＦＥＴに比較して一般に優れた出
力遅延積及びハイパワー処理能力を有する。更に、ハイ
パワー装置の場合、基板の一方の面にソースコンタクト
を設け、別の面にドレインコンタクトを設けることによ
りパワー処理能力が増加する。
【０００４】このような観点から、シリコン及びガリウ
ム砒素を用いた縦型電界効果トランジスタの開発に多く
の努力が払われている。シリコンを用いた縦型電界効果
トランジスタについては、以下の文献に記載されてい
る。即ち、(1)Ozawaら, IEEE Transactions on Electro
n Devices, Vol.ED-25, No.1, 56-57頁, 1978年1月；
(2)Uchida, IEEE Electron Device Letters, Vol.EDL-
5, No.4, 105-107頁, 1984年4月；Uchidaら, Jpn.J.App
l.Phys., Vol.25, No.9, L798-L800頁, 1986年9月；(3)
Ishikawaら, IEEE Transactions on Electron Devices,
Vol.ED-34, No.5,1157-1162頁, 1987年5月；(4)Ragay
ら, Electronics Letters, Vol.27, No.23,2141-2143
頁, 1991年11月がある。
ム砒素を用いた縦型電界効果トランジスタの開発に多く
の努力が払われている。シリコンを用いた縦型電界効果
トランジスタについては、以下の文献に記載されてい
る。即ち、(1)Ozawaら, IEEE Transactions on Electro
n Devices, Vol.ED-25, No.1, 56-57頁, 1978年1月；
(2)Uchida, IEEE Electron Device Letters, Vol.EDL-
5, No.4, 105-107頁, 1984年4月；Uchidaら, Jpn.J.App
l.Phys., Vol.25, No.9, L798-L800頁, 1986年9月；(3)
Ishikawaら, IEEE Transactions on Electron Devices,
Vol.ED-34, No.5,1157-1162頁, 1987年5月；(4)Ragay
ら, Electronics Letters, Vol.27, No.23,2141-2143
頁, 1991年11月がある。
【０００５】ガリウム砒素を用いた縦型電界効果トラン
ジスタは、USP 4,903,089 (Hollisら)及び以下の文献に
記載されている。(1)Lecrosnierら, Transactions on E
lectron Devices, Vol.ED-21, No.1, 113-118頁, 1974
年1月；(2)Baliga, J.Appl.Phys. 53(3), 1759-1764頁,
1982年3月；(3)Rav-Noyら, IEEE Electron DevicesLet
ters, Vol.EDL-5, No.7, 228-230頁, 1984年7月；(4)Ra
v-Noyら, Appl. Phys. Let., 45(3), 258-260頁, 1984
年8月；(5)Lydenら, IEEE Electron Devices Letters,
Vol.EDL-5, No.2, 43-44頁, 1984年2月；(6)Yooら, Jp
n. J. Appl. Phys., Vol.27, No.3, L431-L433, 1988年
3月；(7)Yamasakiら, Appl. Phys. Lett., 54(3), 274-
276頁, 1989年1月；(8)Hongら, Jpn. J. Appl. Phys.,
Vol.29, No.12, L2429-L2429, 1990年12月；(9)Wonら,
IEEE Electron Devices Letters,Vol.11, No.9, 376-37
8頁, 1990年9月。
ジスタは、USP 4,903,089 (Hollisら)及び以下の文献に
記載されている。(1)Lecrosnierら, Transactions on E
lectron Devices, Vol.ED-21, No.1, 113-118頁, 1974
年1月；(2)Baliga, J.Appl.Phys. 53(3), 1759-1764頁,
1982年3月；(3)Rav-Noyら, IEEE Electron DevicesLet
ters, Vol.EDL-5, No.7, 228-230頁, 1984年7月；(4)Ra
v-Noyら, Appl. Phys. Let., 45(3), 258-260頁, 1984
年8月；(5)Lydenら, IEEE Electron Devices Letters,
Vol.EDL-5, No.2, 43-44頁, 1984年2月；(6)Yooら, Jp
n. J. Appl. Phys., Vol.27, No.3, L431-L433, 1988年
3月；(7)Yamasakiら, Appl. Phys. Lett., 54(3), 274-
276頁, 1989年1月；(8)Hongら, Jpn. J. Appl. Phys.,
Vol.29, No.12, L2429-L2429, 1990年12月；(9)Wonら,
IEEE Electron Devices Letters,Vol.11, No.9, 376-37
8頁, 1990年9月。
【０００６】ダイヤモンドは、シリコン、ゲルマニウム
及びガリウム砒素に比較して半導体特性が優れているの
で、半導体装置用の材料として好ましい。ダイヤモンド
は、従来半導体用に使用されている前記材料に比較し
て、エネルギーバンドギャップ、絶縁破壊電圧及び飽和
速度等のデバイス特性が優れている。
及びガリウム砒素に比較して半導体特性が優れているの
で、半導体装置用の材料として好ましい。ダイヤモンド
は、従来半導体用に使用されている前記材料に比較し
て、エネルギーバンドギャップ、絶縁破壊電圧及び飽和
速度等のデバイス特性が優れている。
【０００７】このようなダイヤモンドの特性によって、
シリコン、ゲルマニウム及びガリウム砒素を用いて製作
した装置に比較し、計画カットオフ周波数及び最大作動
電圧のかなりの増加が得られる。通常、シリコンは約２
００℃以上の温度では使用できない。また,ガリウム砒
素は約３００℃以上の温度では使用できない。このよう
な温度制限の要因の一部は、シリコン及びガリウム砒素
のエネルギーバンドギャップが室温で、夫々１．１２ｅ
Ｖ及び１．４２ｅＶと比較的小さいことによるものであ
る。それに対して、ダイヤモンドは室温におけるバンド
ギャップが５．４７ｅＶと大きく、約１４００℃までの
温度に耐えうる。
シリコン、ゲルマニウム及びガリウム砒素を用いて製作
した装置に比較し、計画カットオフ周波数及び最大作動
電圧のかなりの増加が得られる。通常、シリコンは約２
００℃以上の温度では使用できない。また,ガリウム砒
素は約３００℃以上の温度では使用できない。このよう
な温度制限の要因の一部は、シリコン及びガリウム砒素
のエネルギーバンドギャップが室温で、夫々１．１２ｅ
Ｖ及び１．４２ｅＶと比較的小さいことによるものであ
る。それに対して、ダイヤモンドは室温におけるバンド
ギャップが５．４７ｅＶと大きく、約１４００℃までの
温度に耐えうる。
【０００８】ダイヤモンドは固体のなかで室温における
熱伝導率が最も高く、広い温度範囲で良好な熱伝導率を
示す。ダイヤモンドの高熱伝導率は、特に集積密度が高
くなるにつれ、集積回路の放熱に有利である。更に、ダ
イヤモンドは中性子核断面積が小さいため、放射線環境
下での分解が少さく、即ち耐放射線性が優れている。
熱伝導率が最も高く、広い温度範囲で良好な熱伝導率を
示す。ダイヤモンドの高熱伝導率は、特に集積密度が高
くなるにつれ、集積回路の放熱に有利である。更に、ダ
イヤモンドは中性子核断面積が小さいため、放射線環境
下での分解が少さく、即ち耐放射線性が優れている。
【０００９】このようにダイヤモンドは半導体装置用の
材料として優れた特性を有するため、ダイヤモンドの合
成装置並びに耐高温及び耐放射線電子装置への応用が期
待されている。最近の集積回路ではＦＥＴが使用されて
いるので、ダイヤモンドＦＥＴの設計及び製作が注目さ
れている。
材料として優れた特性を有するため、ダイヤモンドの合
成装置並びに耐高温及び耐放射線電子装置への応用が期
待されている。最近の集積回路ではＦＥＴが使用されて
いるので、ダイヤモンドＦＥＴの設計及び製作が注目さ
れている。
【００１０】従来、水平ダイヤモンドＦＥＴの設計及び
組立が多数報告されている。例えば、(1)USP 3,603,848
(Satoら)；(2)Gildenblatら,IEEE Electron Devices L
etters, Vol.12, No.3, 37-39頁, 1991年2月；(3)Hewet
tら, International High Temperature Electronics Co
nference (Albuquerque,NMにおいて), 168-173頁, 1991
年6月；(4)Fountainら, Electrochemical Society大会
(Washington,DCにおいて), 1991年5月；(5)Tsaiら, IEE
E Electron Device Letters, Vol.12, No.4, 157-159
頁, 1991年4月；(6)Tessmer and Dreifus, Diamond and
Related Materials I (1992), 89-92頁, Elsevier Sci
ence Publishers B.V., Amsterdam, Holland。
組立が多数報告されている。例えば、(1)USP 3,603,848
(Satoら)；(2)Gildenblatら,IEEE Electron Devices L
etters, Vol.12, No.3, 37-39頁, 1991年2月；(3)Hewet
tら, International High Temperature Electronics Co
nference (Albuquerque,NMにおいて), 168-173頁, 1991
年6月；(4)Fountainら, Electrochemical Society大会
(Washington,DCにおいて), 1991年5月；(5)Tsaiら, IEE
E Electron Device Letters, Vol.12, No.4, 157-159
頁, 1991年4月；(6)Tessmer and Dreifus, Diamond and
Related Materials I (1992), 89-92頁, Elsevier Sci
ence Publishers B.V., Amsterdam, Holland。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、縦型ダ
イヤモンドＦＥＴについては報告が少なく、開発にも成
功していない。僅かに、Geisが文献(Proceedings of th
e IEEE, Vol.79, No.5,669-676頁, 1991年5月)の中で、
縦型ダイヤモンドＦＥＴ構造を提案している。図２乃至
７には、導体ダイヤモンド基板上に形成され、裏面にド
レインコンタクトを設け、ゲート及びソース領域を含む
ホモエピタキシャルＢドープダイヤモンド層を設けた縦
型電界効果トランジスタのモデルが記載されている。し
かし、前記文献の６７０頁には、「導体ダイヤモンド基
板を製造する上で、現在のところ技術的問題が解決され
ていない」と記載されている。更に古くは、Geisらの報
告(Journal of Vacuum Society Technology, Vol.A6, N
o.3, 1953-1954頁, 1988年5-6月)がある。
イヤモンドＦＥＴについては報告が少なく、開発にも成
功していない。僅かに、Geisが文献(Proceedings of th
e IEEE, Vol.79, No.5,669-676頁, 1991年5月)の中で、
縦型ダイヤモンドＦＥＴ構造を提案している。図２乃至
７には、導体ダイヤモンド基板上に形成され、裏面にド
レインコンタクトを設け、ゲート及びソース領域を含む
ホモエピタキシャルＢドープダイヤモンド層を設けた縦
型電界効果トランジスタのモデルが記載されている。し
かし、前記文献の６７０頁には、「導体ダイヤモンド基
板を製造する上で、現在のところ技術的問題が解決され
ていない」と記載されている。更に古くは、Geisらの報
告(Journal of Vacuum Society Technology, Vol.A6, N
o.3, 1953-1954頁, 1988年5-6月)がある。
【００１２】結論として、縦型ダイヤモンド電界効果ト
ランジスタは強く望まれているが、実用性のある縦型ダ
イヤモンド電界効果トランジスタの構造又はその製造方
法は、従来、確立されていない。
ランジスタは強く望まれているが、実用性のある縦型ダ
イヤモンド電界効果トランジスタの構造又はその製造方
法は、従来、確立されていない。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、実用性が高く、安定して高品質の縦型ダイ
ヤモンド電界効果トランジスタを得ることができる縦型
ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法を
提供することを目的とする。
のであって、実用性が高く、安定して高品質の縦型ダイ
ヤモンド電界効果トランジスタを得ることができる縦型
ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法を
提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、非ダイ
ヤモンド基板、望ましくは所定の導電型の高ドープ単結
晶シリコン基板又は空間格子がダイヤモンドとマッチす
る結晶性導体基板を含む縦型電界効果トランジスタによ
っても、上記の目的を達成することができる。また、こ
のトランジスタは、非ダイヤモンド基板上にダイヤモン
ド層を形成させてもよく、前記ダイヤモンド層は単結晶
ダイヤモンド層又は望ましくは粒径が約１５〜２０μｍ
の多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層であってもよ
い。望ましくは、シリコン基板に隣接するダイヤモンド
層は所定の導電型の高ドープ薄膜であり、残りのダイヤ
モンド層は低ドープ又はアンドープである。高ドープダ
イヤモンド領域及び高ドープシリコン基板により、装置
のドレイン抵抗が低減される。
ヤモンド基板、望ましくは所定の導電型の高ドープ単結
晶シリコン基板又は空間格子がダイヤモンドとマッチす
る結晶性導体基板を含む縦型電界効果トランジスタによ
っても、上記の目的を達成することができる。また、こ
のトランジスタは、非ダイヤモンド基板上にダイヤモン
ド層を形成させてもよく、前記ダイヤモンド層は単結晶
ダイヤモンド層又は望ましくは粒径が約１５〜２０μｍ
の多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層であってもよ
い。望ましくは、シリコン基板に隣接するダイヤモンド
層は所定の導電型の高ドープ薄膜であり、残りのダイヤ
モンド層は低ドープ又はアンドープである。高ドープダ
イヤモンド領域及び高ドープシリコン基板により、装置
のドレイン抵抗が低減される。
【００１５】ダイヤモンド層上にソースコンタクトを設
ける。このソースコンタクトは、前記ダイヤモンド層上
に形成した高融点金属層（チタニウム又はモリブデン
等）と高融点金属の酸化を防止するため、前記高融点金
属層上に形成した非高融点金属層（金等）からなるのが
望ましい。所定の導電型の高ドープ領域を、高融点金属
層下のダイヤモンド層に含めてもよい。熱処理後、少な
くとも前記高融点金属層の一部は高融点金属の炭化物と
なり、ダイヤモンド層に対する低抵抗オーミックコンタ
クトを形成する。また、非ダイヤモンド基板には、望ま
しくはダイヤモンド層の反対側にドレインコンタクトを
設ける。
ける。このソースコンタクトは、前記ダイヤモンド層上
に形成した高融点金属層（チタニウム又はモリブデン
等）と高融点金属の酸化を防止するため、前記高融点金
属層上に形成した非高融点金属層（金等）からなるのが
望ましい。所定の導電型の高ドープ領域を、高融点金属
層下のダイヤモンド層に含めてもよい。熱処理後、少な
くとも前記高融点金属層の一部は高融点金属の炭化物と
なり、ダイヤモンド層に対する低抵抗オーミックコンタ
クトを形成する。また、非ダイヤモンド基板には、望ま
しくはダイヤモンド層の反対側にドレインコンタクトを
設ける。
【００１６】また、ダイヤモンド層上には、ソースコン
タクトに隣接してゲートを設ける。このゲートは、前記
ソースコンタクトを水平に取り囲むリング状であっても
よく、細長いソースコンタクトの一端以上に形成させた
細長い形状であってもよい。また、ソースコンタクトと
ゲートコンタクトをダイヤモンド層上に櫛の歯状に形成
してもよいし、その他の形状であってもよい。前記ゲー
トコンタクトは、ダイヤモンド層上に直接形成した金属
層であってもよい。また、ゲートコンタクトとダイヤモ
ンド層の間に厚い絶縁層（約１００〜１０００Å、望ま
しくは６００Å）を設けてＭＯＳゲートコンタクトを形
成してもよく、薄い絶縁層（約２０Å又はそれ以下）を
設けてＭＩＳゲートコンタクトを形成してもよい。
タクトに隣接してゲートを設ける。このゲートは、前記
ソースコンタクトを水平に取り囲むリング状であっても
よく、細長いソースコンタクトの一端以上に形成させた
細長い形状であってもよい。また、ソースコンタクトと
ゲートコンタクトをダイヤモンド層上に櫛の歯状に形成
してもよいし、その他の形状であってもよい。前記ゲー
トコンタクトは、ダイヤモンド層上に直接形成した金属
層であってもよい。また、ゲートコンタクトとダイヤモ
ンド層の間に厚い絶縁層（約１００〜１０００Å、望ま
しくは６００Å）を設けてＭＯＳゲートコンタクトを形
成してもよく、薄い絶縁層（約２０Å又はそれ以下）を
設けてＭＩＳゲートコンタクトを形成してもよい。
【００１７】前記非ダイヤモンド基板にはドレインコン
タクトを設けることによって、ソースコンタクトとドレ
インコンタクトの間に縦型電界効果トランジスタ用の縦
型チャンネルを構成する。具体的には、ゲート及びソー
スコンタクトは多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層に
おける多結晶ダイヤモンドの粒径に比較して大きく、多
くのダイヤモンド粒子を覆うように広がっている。ま
た、ソース及びゲートコンタクトは小さく、即ち多結晶
ダイヤモンド粒子の平均粒径よりも狭くてもよい。この
ように小さなソース及びゲートコンタクトを多く、多結
晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に形成してもよい。
このように形成した多くのソース及びゲートコンタクト
を独立に動作させてもよく、これらを平行に接続してパ
ワーデバイスを形成してもよい。別の具体例では、一連
の櫛の歯に形成した単一のゲート及びソースを、一つ又
はそれ以上の櫛の歯が平均粒径よりも狭くなるように多
結晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に設けてもよい。
タクトを設けることによって、ソースコンタクトとドレ
インコンタクトの間に縦型電界効果トランジスタ用の縦
型チャンネルを構成する。具体的には、ゲート及びソー
スコンタクトは多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層に
おける多結晶ダイヤモンドの粒径に比較して大きく、多
くのダイヤモンド粒子を覆うように広がっている。ま
た、ソース及びゲートコンタクトは小さく、即ち多結晶
ダイヤモンド粒子の平均粒径よりも狭くてもよい。この
ように小さなソース及びゲートコンタクトを多く、多結
晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に形成してもよい。
このように形成した多くのソース及びゲートコンタクト
を独立に動作させてもよく、これらを平行に接続してパ
ワーデバイスを形成してもよい。別の具体例では、一連
の櫛の歯に形成した単一のゲート及びソースを、一つ又
はそれ以上の櫛の歯が平均粒径よりも狭くなるように多
結晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に設けてもよい。
【００１８】本発明の縦型ＦＥＴは、非ダイヤモンド
（例えば、シリコン）基板上に高ドープダイヤモンド層
を形成することにより製造する。多結晶ダイヤモンド粒
子からなる単層を形成することが望ましい。この多結晶
ダイヤモンド粒子からなる単層は、最初の高ドープから
その後の低ドープ又はアンドープまで１つの蒸着工程で
形成することができる。また、多結晶ダイヤモンド単層
は、多結晶粒子に与えるストレスを最小限にするため
に、蒸着及び化学的／機械的研磨からなる一連の工程で
形成することもできる。層形成の間、層の中間研磨操作
を行なうことなく、平均粒径が約１５〜２０μｍの粒子
を形成することができる。それ以上又はそれ以下の粒子
を形成することもできる。
（例えば、シリコン）基板上に高ドープダイヤモンド層
を形成することにより製造する。多結晶ダイヤモンド粒
子からなる単層を形成することが望ましい。この多結晶
ダイヤモンド粒子からなる単層は、最初の高ドープから
その後の低ドープ又はアンドープまで１つの蒸着工程で
形成することができる。また、多結晶ダイヤモンド単層
は、多結晶粒子に与えるストレスを最小限にするため
に、蒸着及び化学的／機械的研磨からなる一連の工程で
形成することもできる。層形成の間、層の中間研磨操作
を行なうことなく、平均粒径が約１５〜２０μｍの粒子
を形成することができる。それ以上又はそれ以下の粒子
を形成することもできる。
【００１９】多結晶ダイヤモンド層の形成の後、ボロン
を選択的に導入し、熱処理を行なうことによりソースを
形成する。表面を洗浄した後、高融点金属膜を形成し、
熱処理して、ソースオスミックコンタクトを形成する。
ゲート電極のパターンニングを行い、直接又は二酸化シ
リコン等の絶縁層を形成した後、ゲートコンタクトを形
成する。シリコン基板の裏面上に金属ドレインコンタク
トを形成する。又は、シリコン基板を除去し、ソースコ
ンタクトの反対側の多結晶ダイヤモンド粒子からなる単
層上に前記ドレインコンタクトを形成し、それ自体独立
した多結晶ダイヤモンド粒子単層として縦型電界効果ト
ランジスタを形成してもよい。
を選択的に導入し、熱処理を行なうことによりソースを
形成する。表面を洗浄した後、高融点金属膜を形成し、
熱処理して、ソースオスミックコンタクトを形成する。
ゲート電極のパターンニングを行い、直接又は二酸化シ
リコン等の絶縁層を形成した後、ゲートコンタクトを形
成する。シリコン基板の裏面上に金属ドレインコンタク
トを形成する。又は、シリコン基板を除去し、ソースコ
ンタクトの反対側の多結晶ダイヤモンド粒子からなる単
層上に前記ドレインコンタクトを形成し、それ自体独立
した多結晶ダイヤモンド粒子単層として縦型電界効果ト
ランジスタを形成してもよい。
【００２０】前記ダイヤモンド層の厚さが多結晶粒子の
単層として選択的に形成されているので、ほとんどのキ
ャリアはソースからドレインに縦型移動する場合に粒界
を通過する必要がなく、高密度な動作が可能となる。複
数の小さいソース及びゲートコンタクトを設けた場合、
多くのチャンネルはダイヤモンド粒子単層内に形成さ
れ、残りのチャンネルはわずか１個の粒界を通過するに
過ぎない。従って、多結晶ダイヤモンドを使用しても、
単結晶と同様の性質が得られる。
単層として選択的に形成されているので、ほとんどのキ
ャリアはソースからドレインに縦型移動する場合に粒界
を通過する必要がなく、高密度な動作が可能となる。複
数の小さいソース及びゲートコンタクトを設けた場合、
多くのチャンネルはダイヤモンド粒子単層内に形成さ
れ、残りのチャンネルはわずか１個の粒界を通過するに
過ぎない。従って、多結晶ダイヤモンドを使用しても、
単結晶と同様の性質が得られる。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の好適実施例について、添付の
図面を参照して説明し、本発明を更に詳しく説明する。
しかし、本発明は種々の形態で実施することができ、こ
こで説明する実施例に限られるものではない。むしろ、
本実施例は開示要件を完全なものとし、本発明の範囲を
同業者が完全に理解できるようにすることを目的とする
ものである。図において、層の厚さ及び粒界の位置は明
確に示すため誇張して表示されている。また、同一エレ
メントは全て同一の番号で示す。
図面を参照して説明し、本発明を更に詳しく説明する。
しかし、本発明は種々の形態で実施することができ、こ
こで説明する実施例に限られるものではない。むしろ、
本実施例は開示要件を完全なものとし、本発明の範囲を
同業者が完全に理解できるようにすることを目的とする
ものである。図において、層の厚さ及び粒界の位置は明
確に示すため誇張して表示されている。また、同一エレ
メントは全て同一の番号で示す。
【００２２】図１を参照して、本実施例の縦型電界効果
トランジスタについて説明する。トランジスタ１０は、
好ましくは高ドープシリコン基板であり、第１の面（底
面）１１ａと第２の面（表面）１１ｂを有する非ダイヤ
モンド基板（例えば、シリコン基板）１１を有する。こ
のシリコン基板１１の厚さは、約２００〜５００μｍの
範囲にあることが望ましい。このシリコン基板１１は１
０19〜１０20原子／ｃｍ3 のドーピング濃度でＢをドー
プしたｐ++基板としてもよい。ドーパントとしては、そ
の他に元素周期表の第３ｂ族の元素を使用してもよい。
その他ドーパントとしてよく知られている第５ａ族の元
素を用いて、ｎ++基板を形成してもよい。非ダイヤモン
ド（シリコン）基板１１の第２の面１１ｂに、ダイヤモ
ンド層１２が形成されている。図１に示したように、ダ
イヤモンド層１２は、第２の面１１ｂ上に形成した基板
１１と同一導電型の高ドープ部分１２ｂと、高ドープ部
分１２ｂの上に形成した低ドープ又はアンドープ部分１
２ａで構成するのが望ましい。高ドープ部分１２ｂの厚
さは１〜２μｍが望ましく、低ドープ部分１２ａの厚さ
は５〜１０μｍが望ましい。高ドープ部分１２ｂは、１
０20〜１０21原子／ｃｍ3のドーピング濃度でＢをドー
プしてｐ++部分１２ｂとし、低ドープ又はアンドープ部
分１２ａは１０15〜１０18原子／ｃｍ3でドーピングす
るのが望ましい。
トランジスタについて説明する。トランジスタ１０は、
好ましくは高ドープシリコン基板であり、第１の面（底
面）１１ａと第２の面（表面）１１ｂを有する非ダイヤ
モンド基板（例えば、シリコン基板）１１を有する。こ
のシリコン基板１１の厚さは、約２００〜５００μｍの
範囲にあることが望ましい。このシリコン基板１１は１
０19〜１０20原子／ｃｍ3 のドーピング濃度でＢをドー
プしたｐ++基板としてもよい。ドーパントとしては、そ
の他に元素周期表の第３ｂ族の元素を使用してもよい。
その他ドーパントとしてよく知られている第５ａ族の元
素を用いて、ｎ++基板を形成してもよい。非ダイヤモン
ド（シリコン）基板１１の第２の面１１ｂに、ダイヤモ
ンド層１２が形成されている。図１に示したように、ダ
イヤモンド層１２は、第２の面１１ｂ上に形成した基板
１１と同一導電型の高ドープ部分１２ｂと、高ドープ部
分１２ｂの上に形成した低ドープ又はアンドープ部分１
２ａで構成するのが望ましい。高ドープ部分１２ｂの厚
さは１〜２μｍが望ましく、低ドープ部分１２ａの厚さ
は５〜１０μｍが望ましい。高ドープ部分１２ｂは、１
０20〜１０21原子／ｃｍ3のドーピング濃度でＢをドー
プしてｐ++部分１２ｂとし、低ドープ又はアンドープ部
分１２ａは１０15〜１０18原子／ｃｍ3でドーピングす
るのが望ましい。
【００２３】図１によると、ソース電極１７がダイヤモ
ンド層１２上に形成されている。ソース電極１７は、金
等の非高融点金属のパッシベーション層１７ａと、チタ
ン等の高融点金属のオーミックコンタクト層１７ｂとで
構成するのが望ましい。高融点金属層１７ｂの下のダイ
ヤモンド層１２内には、基板１１及び高ドープ部分１２
ｂと同一導電型の高ドープコンタクト領域１２ｃが形成
されており、これにより低抵抗オーミックソースコンタ
クトが得られる。また、ダイヤモンド層１２上には、ソ
ースコンタクト１７の近傍に環状又は棒状のゲートコン
タクト１６が設けられており、非ダイヤモンド基板１１
の第１の面（裏面）１１ａにはドレインコンタクト１５
が設けられている。
ンド層１２上に形成されている。ソース電極１７は、金
等の非高融点金属のパッシベーション層１７ａと、チタ
ン等の高融点金属のオーミックコンタクト層１７ｂとで
構成するのが望ましい。高融点金属層１７ｂの下のダイ
ヤモンド層１２内には、基板１１及び高ドープ部分１２
ｂと同一導電型の高ドープコンタクト領域１２ｃが形成
されており、これにより低抵抗オーミックソースコンタ
クトが得られる。また、ダイヤモンド層１２上には、ソ
ースコンタクト１７の近傍に環状又は棒状のゲートコン
タクト１６が設けられており、非ダイヤモンド基板１１
の第１の面（裏面）１１ａにはドレインコンタクト１５
が設けられている。
【００２４】ソースコンタクト１７とドレインコンタク
ト１５の間に適当な電圧を印加すると、ソース１７から
ドレイン１５へと、非ダイヤモンド基板１１の面１１ａ
と面１１ｂに対して直角方向及びダイヤモンド層１２の
対向面に対して直角方向に、キャリア移動が起こり、そ
れにともなってダイヤモンド層１２に縦型チャンネル１
２ｅが形成される。このようにして、縦型電界効果トラ
ンジスタが形成される。また、図１に示したように、ゲ
ートコンタクト１６に適当なゲート電圧を印加すると、
ダイヤモンド層１２内に空乏領域１２ｄが形成される。
空乏領域１２ｄはチャンネル１２ｅの断面積を調節し、
電界効果トランジスタ作用を生起させる。ソース部位と
ゲート部位を反転させてもよいことは、当業者にとって
は容易に理解できる。
ト１５の間に適当な電圧を印加すると、ソース１７から
ドレイン１５へと、非ダイヤモンド基板１１の面１１ａ
と面１１ｂに対して直角方向及びダイヤモンド層１２の
対向面に対して直角方向に、キャリア移動が起こり、そ
れにともなってダイヤモンド層１２に縦型チャンネル１
２ｅが形成される。このようにして、縦型電界効果トラ
ンジスタが形成される。また、図１に示したように、ゲ
ートコンタクト１６に適当なゲート電圧を印加すると、
ダイヤモンド層１２内に空乏領域１２ｄが形成される。
空乏領域１２ｄはチャンネル１２ｅの断面積を調節し、
電界効果トランジスタ作用を生起させる。ソース部位と
ゲート部位を反転させてもよいことは、当業者にとって
は容易に理解できる。
【００２５】図１に示したように、ダイヤモンド層１２
は単結晶ダイヤモンド層であってもよい。単結晶ダイヤ
モンド層の形成を促進するためには、非ダイヤモンド基
板が炭化シリコン結晶、立方晶の窒化ボロン、銅の結晶
又はニッケルの結晶であることが望ましい。単結晶ダイ
ヤモンド層を形成するため、基板１１は単結晶ダイヤモ
ンド層と一致する空間格子を有することが望ましい。空
間格子を一致させることにより、両層間の結晶構造の配
列がかなり整合し、いわゆる原子的レジストレーション
の状態が得られる。空間格子の一致はダイヤモンドと金
属との間の格子定数（ａ0 ）の差に関連し、通常格子不
整合という用語で表現される。格子不整合は、ダイヤモ
ンドの格子定数に対する割合として約７％未満、好まし
くは約４％未満であり、特に好ましくは約２％未満であ
る。空間格子が一致すると、原子結合が強力となり、原
子オーダーで整合した界面が得られる。
は単結晶ダイヤモンド層であってもよい。単結晶ダイヤ
モンド層の形成を促進するためには、非ダイヤモンド基
板が炭化シリコン結晶、立方晶の窒化ボロン、銅の結晶
又はニッケルの結晶であることが望ましい。単結晶ダイ
ヤモンド層を形成するため、基板１１は単結晶ダイヤモ
ンド層と一致する空間格子を有することが望ましい。空
間格子を一致させることにより、両層間の結晶構造の配
列がかなり整合し、いわゆる原子的レジストレーション
の状態が得られる。空間格子の一致はダイヤモンドと金
属との間の格子定数（ａ0 ）の差に関連し、通常格子不
整合という用語で表現される。格子不整合は、ダイヤモ
ンドの格子定数に対する割合として約７％未満、好まし
くは約４％未満であり、特に好ましくは約２％未満であ
る。空間格子が一致すると、原子結合が強力となり、原
子オーダーで整合した界面が得られる。
【００２６】高温での炭化物の生成を避けるため、非ダ
イヤモンド基板は安定な金属炭化物をもたないほうが望
ましい。非ダイヤモンド基板としては、ニッケル、銅、
ニッケル及び銅合金、又はニッケルと安定な金属炭化物
を最小限しかもたず、ニッケルと均一な合金を形成する
ことのできる金属（例えば、金、パラジウム、プラチナ
等）の合金が望ましい。これらの金属及び合金は、ダイ
ヤモンドの格子定数に比較的近い格子定数を有する。特
に、ダイヤモンドの格子定数は３．５６６８Åであり、
ニッケルの格子定数は３．５２３８Åであるので、格子
不整合は約１．２％である。銅の格子定数は３．６１５
３Åであるので、ダイヤモンドとの格子不整合は約１．
４％である。これらの金属及び合金並びにその他の格子
定数が一致する金属を使用した場合、基板自体にドレイ
ンコンタクトが形成されるので、面１１ａにドレインコ
ンタクトを設ける必要がない。
イヤモンド基板は安定な金属炭化物をもたないほうが望
ましい。非ダイヤモンド基板としては、ニッケル、銅、
ニッケル及び銅合金、又はニッケルと安定な金属炭化物
を最小限しかもたず、ニッケルと均一な合金を形成する
ことのできる金属（例えば、金、パラジウム、プラチナ
等）の合金が望ましい。これらの金属及び合金は、ダイ
ヤモンドの格子定数に比較的近い格子定数を有する。特
に、ダイヤモンドの格子定数は３．５６６８Åであり、
ニッケルの格子定数は３．５２３８Åであるので、格子
不整合は約１．２％である。銅の格子定数は３．６１５
３Åであるので、ダイヤモンドとの格子不整合は約１．
４％である。これらの金属及び合金並びにその他の格子
定数が一致する金属を使用した場合、基板自体にドレイ
ンコンタクトが形成されるので、面１１ａにドレインコ
ンタクトを設ける必要がない。
【００２７】以下に述べるように、本発明に係る縦型電
界効果トランジスタは、多結晶ダイヤモンド薄膜を用い
ても作製することができる。このように作製した縦型電
界効果トランジスタは高い電圧及び電流処理能力を有す
るとともに、幾何学的粒界発現頻度により、相当する横
型（水平）チャンネル装置に比較して粒界効果の影響が
少ない。
界効果トランジスタは、多結晶ダイヤモンド薄膜を用い
ても作製することができる。このように作製した縦型電
界効果トランジスタは高い電圧及び電流処理能力を有す
るとともに、幾何学的粒界発現頻度により、相当する横
型（水平）チャンネル装置に比較して粒界効果の影響が
少ない。
【００２８】次に、図２乃至４を参照して、多結晶ダイ
ヤモンドを使用した本発明の実施例について説明する。
図２に示すように、縦型電界効果トランジスタ２０は、
多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層１８を有する。当
業者にとっては自明の事実であるが、平均粒径が約１５
〜２０μｍの多結晶ダイヤモンド粒子は、以下に述べる
ように高ドープ単結晶シリコン基板上に、高い精度で、
再現性よく形成することができる。平均粒径の大きいも
のでも、小さいものでも形成が可能である。図２は大型
の装置を示し、ソースコンタクト１７がいくつかの多結
晶ダイヤモンド粒子１８を覆うように設けてあり、ゲー
ト１６もいくつかの多結晶ダイヤモンド粒子１８を覆っ
ている。キャリアの移動は基板１１の面１１ａ及び１１
ｂに対して直角な垂直方向に起こるので、粒界を通過す
るキャリア移動は極めて少なく、高い能力の装置が得ら
れる。
ヤモンドを使用した本発明の実施例について説明する。
図２に示すように、縦型電界効果トランジスタ２０は、
多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層１８を有する。当
業者にとっては自明の事実であるが、平均粒径が約１５
〜２０μｍの多結晶ダイヤモンド粒子は、以下に述べる
ように高ドープ単結晶シリコン基板上に、高い精度で、
再現性よく形成することができる。平均粒径の大きいも
のでも、小さいものでも形成が可能である。図２は大型
の装置を示し、ソースコンタクト１７がいくつかの多結
晶ダイヤモンド粒子１８を覆うように設けてあり、ゲー
ト１６もいくつかの多結晶ダイヤモンド粒子１８を覆っ
ている。キャリアの移動は基板１１の面１１ａ及び１１
ｂに対して直角な垂直方向に起こるので、粒界を通過す
るキャリア移動は極めて少なく、高い能力の装置が得ら
れる。
【００２９】図３及び図４は、前記トランジスタの平面
図である。図３に示すように、ソースコンタクト１７は
円形又は多角形であり、ゲートコンタクト１６は円形多
角形の環で、ソースコンタクト１７を取り囲むように設
けてある。また、図４に示すように、ソースコンタクト
１７は長方形のコンタクトで、長方形のゲートコンタク
ト１６をソースコンタクト１７の２辺又はそれ以上の辺
に設けてもよい。当業者にとっては、そのほかの配置も
容易に考えつくことができる。これらのコンタクトは、
写真製版、Ｅ−ビームリソグラフィー又はその他公知の
方法でパターニングすることができる。
図である。図３に示すように、ソースコンタクト１７は
円形又は多角形であり、ゲートコンタクト１６は円形多
角形の環で、ソースコンタクト１７を取り囲むように設
けてある。また、図４に示すように、ソースコンタクト
１７は長方形のコンタクトで、長方形のゲートコンタク
ト１６をソースコンタクト１７の２辺又はそれ以上の辺
に設けてもよい。当業者にとっては、そのほかの配置も
容易に考えつくことができる。これらのコンタクトは、
写真製版、Ｅ−ビームリソグラフィー又はその他公知の
方法でパターニングすることができる。
【００３０】図５乃至７は本発明の他の実施例を示すも
のである。この図では、多くの小さな縦型電界効果トラ
ンジスタが並列に電気的に接続され、パワーデバイスを
形成している。図５に示すように、装置３０は多くのソ
ースコンタクト１７及びゲートコンタクト１６からなっ
ている。ソースコンタクト１７のうち少なくとも１つ、
望ましくは多く、特に好ましくは全ての幅が多結晶ダイ
ヤモンド粒子の平均粒径よりも狭く、即ちＸが多結晶の
平均粒径以下である。ゲートコンタクト１６のうち少な
くとも１つ、望ましくは多く、特に好ましくは全ての幅
が多結晶ダイヤモンド粒子の平均粒径よりも狭く、即ち
Ｙが多結晶の平均粒径以下であることが好ましい。従っ
て、各トランジスタが多くても１粒界を通って作動し、
統計学的には多くのトランジスタが１粒子上にあり、全
く粒界を通らないで作動するのが好ましい。
のである。この図では、多くの小さな縦型電界効果トラ
ンジスタが並列に電気的に接続され、パワーデバイスを
形成している。図５に示すように、装置３０は多くのソ
ースコンタクト１７及びゲートコンタクト１６からなっ
ている。ソースコンタクト１７のうち少なくとも１つ、
望ましくは多く、特に好ましくは全ての幅が多結晶ダイ
ヤモンド粒子の平均粒径よりも狭く、即ちＸが多結晶の
平均粒径以下である。ゲートコンタクト１６のうち少な
くとも１つ、望ましくは多く、特に好ましくは全ての幅
が多結晶ダイヤモンド粒子の平均粒径よりも狭く、即ち
Ｙが多結晶の平均粒径以下であることが好ましい。従っ
て、各トランジスタが多くても１粒界を通って作動し、
統計学的には多くのトランジスタが１粒子上にあり、全
く粒界を通らないで作動するのが好ましい。
【００３１】更に図５によると、ゲートバイアス２１を
印加してゲート１６のいくつか又は全てをゲート金属被
覆層２２と電気的に接続させ、ソースバイアス２３を印
加してソースコンタクト１７のいくつか又は全てをソー
ス金属被覆層２４と電気的に接続させる。その結果、多
結晶ダイヤモンド１２を用いて、高電圧及び高電流処理
能力を有するパワーソースを形成することができ、各縦
型電界効果トランジスタは１個以上の粒界上、好ましく
は全く粒界上には形成されていないので、高い装置能力
が得られる。
印加してゲート１６のいくつか又は全てをゲート金属被
覆層２２と電気的に接続させ、ソースバイアス２３を印
加してソースコンタクト１７のいくつか又は全てをソー
ス金属被覆層２４と電気的に接続させる。その結果、多
結晶ダイヤモンド１２を用いて、高電圧及び高電流処理
能力を有するパワーソースを形成することができ、各縦
型電界効果トランジスタは１個以上の粒界上、好ましく
は全く粒界上には形成されていないので、高い装置能力
が得られる。
【００３２】図６及び７は、本発明の他の実施例を示
し、夫々円形のソース及びゲートコンタクトと、長方形
のソース及びゲートコンタクトとの配列を示す平面図で
ある。ここでも、各縦型電界効果トランジスタの配列を
形成するためには、各ゲート及び各ソースを電気的に接
続する必要がないことは当業者には容易に理解できる。
し、夫々円形のソース及びゲートコンタクトと、長方形
のソース及びゲートコンタクトとの配列を示す平面図で
ある。ここでも、各縦型電界効果トランジスタの配列を
形成するためには、各ゲート及び各ソースを電気的に接
続する必要がないことは当業者には容易に理解できる。
【００３３】図８及び９は、本発明の縦型電界効果トラ
ンジスタの他の実施例を示す。この実施例においては、
多結晶ダイヤモンド層１２上に、夫々櫛の歯状のソース
及びゲートコンタクト１７及び１６が形成されている。
図９に示すように、ソースコンタクト１７は多くの歯１
７ｃからなり、ゲートコンタクト１６は多くの歯１６ａ
からなっている。歯１７ｃ及び歯１６ａは、ダイヤモン
ド層１２の表面に交互に設けてある。少なくとも１本、
好ましくは全てのソースコンタクトの歯１７ｃは幅
（Ｘ）が平均粒径より小さい。更に、１対の隣接するゲ
ートコンタクトの歯１６ａ、特に好ましくは対になった
隣接する全てのゲートコンタクト１６ａの幅（Ｙ）は、
多結晶ダイヤモンド粒子の粒径よりも小さいことが好ま
しい。
ンジスタの他の実施例を示す。この実施例においては、
多結晶ダイヤモンド層１２上に、夫々櫛の歯状のソース
及びゲートコンタクト１７及び１６が形成されている。
図９に示すように、ソースコンタクト１７は多くの歯１
７ｃからなり、ゲートコンタクト１６は多くの歯１６ａ
からなっている。歯１７ｃ及び歯１６ａは、ダイヤモン
ド層１２の表面に交互に設けてある。少なくとも１本、
好ましくは全てのソースコンタクトの歯１７ｃは幅
（Ｘ）が平均粒径より小さい。更に、１対の隣接するゲ
ートコンタクトの歯１６ａ、特に好ましくは対になった
隣接する全てのゲートコンタクト１６ａの幅（Ｙ）は、
多結晶ダイヤモンド粒子の粒径よりも小さいことが好ま
しい。
【００３４】次に、図１０乃至１７を参照して、図２乃
至４に示した本発明の縦型電界効果トランジスタの製造
工程について説明する。当業者にとっては、他の図面に
示した他の実施例の電界効果トランジスタの製造にも同
様の技術を使用できることは容易に理解できる。
至４に示した本発明の縦型電界効果トランジスタの製造
工程について説明する。当業者にとっては、他の図面に
示した他の実施例の電界効果トランジスタの製造にも同
様の技術を使用できることは容易に理解できる。
【００３５】図１０においては、基板１１として電気抵
抗が約０．００１Ω・ｃｍと低く、１０19〜１０20原子
／ｃｍ3の濃度でＢ−ドープした単結晶シリコンウエハ
を用いた。公知のシリコン研磨法を用い、第１面（裏
面）１１ａ及び第２面（表面）１１ｂを研磨した。次い
で、基板１１の表面１１ｂ上に多結晶ダイヤモンド粒子
１８を成長させた。下記表１に示した条件でマイクロ波
化学気相蒸着を行い、粒径が１５〜２０μｍで、ほとん
どが方位（１００）の多結晶粒子を成長させた。
抗が約０．００１Ω・ｃｍと低く、１０19〜１０20原子
／ｃｍ3の濃度でＢ−ドープした単結晶シリコンウエハ
を用いた。公知のシリコン研磨法を用い、第１面（裏
面）１１ａ及び第２面（表面）１１ｂを研磨した。次い
で、基板１１の表面１１ｂ上に多結晶ダイヤモンド粒子
１８を成長させた。下記表１に示した条件でマイクロ波
化学気相蒸着を行い、粒径が１５〜２０μｍで、ほとん
どが方位（１００）の多結晶粒子を成長させた。
【００３６】
【表１】
【００３７】上記条件は、メタン及び酸素ガスの流量が
従来使用されている流量に比較して１桁大きいが、上記
条件で、粒径が大きく、ほとんどが方位（１００）の多
結晶ダイヤモンド粒子が得られた。方位（１００）の結
晶を成長させる場合の問題点は、膜の初期段階で多量の
二次的核形成が起こることである。従って、一見、膜の
表面に欠陥がないように見え、各（１００）結晶面の透
過型電子顕微鏡による観察で欠陥密度が低い材料であっ
ても、膜全体では欠陥密度が極めて高く、装置能力を阻
害する可能性がある。ほとんどが方位（１００）で、
（１００）結晶構造を示す大きな多結晶ダイヤモンド粒
子を形成させるためには、３段階からなる成長工程を使
用することができる。
従来使用されている流量に比較して１桁大きいが、上記
条件で、粒径が大きく、ほとんどが方位（１００）の多
結晶ダイヤモンド粒子が得られた。方位（１００）の結
晶を成長させる場合の問題点は、膜の初期段階で多量の
二次的核形成が起こることである。従って、一見、膜の
表面に欠陥がないように見え、各（１００）結晶面の透
過型電子顕微鏡による観察で欠陥密度が低い材料であっ
ても、膜全体では欠陥密度が極めて高く、装置能力を阻
害する可能性がある。ほとんどが方位（１００）で、
（１００）結晶構造を示す大きな多結晶ダイヤモンド粒
子を形成させるためには、３段階からなる成長工程を使
用することができる。
【００３８】特に、初期成長は上記表１に示した条件で
行うことができるが、温度は７００℃に下げる。このよ
うにして成長させた初期層ではほとんど二次的核生成が
起こらず、（１００）配向成長の潜在的傾向が認められ
る。次いで、（１００）結晶面の成長を促進するため
に、上記表１に示した条件で、更に長時間成長反応を続
ける。次いで、ダイヤモンド結合が最も高くなるような
条件で蒸着を終了する。この条件は、上記表１に示した
条件と同様であるが、水素ガスの流量を８８ｓｃｃｍ、
メタンガスの流量を７．５ｓｃｃｍ、酸素ガスの流量を
４．５ｓｃｃｍに変更する。基板表面に対して平行な理
想的な配向は得られなかったが、得られた膜は方位（１
００）を示した。従って、この方法は、方位（１００）
で、欠陥の少ない結晶面が得られるようにダイヤモンド
膜の成長を制御する上で、有用である。
行うことができるが、温度は７００℃に下げる。このよ
うにして成長させた初期層ではほとんど二次的核生成が
起こらず、（１００）配向成長の潜在的傾向が認められ
る。次いで、（１００）結晶面の成長を促進するため
に、上記表１に示した条件で、更に長時間成長反応を続
ける。次いで、ダイヤモンド結合が最も高くなるような
条件で蒸着を終了する。この条件は、上記表１に示した
条件と同様であるが、水素ガスの流量を８８ｓｃｃｍ、
メタンガスの流量を７．５ｓｃｃｍ、酸素ガスの流量を
４．５ｓｃｃｍに変更する。基板表面に対して平行な理
想的な配向は得られなかったが、得られた膜は方位（１
００）を示した。従って、この方法は、方位（１００）
で、欠陥の少ない結晶面が得られるようにダイヤモンド
膜の成長を制御する上で、有用である。
【００３９】図１０に示したように、高ドープ多結晶粒
子１８が１〜２μｍの厚さに成長したとき、成長反応を
停止する。次いで、図１１に示したように、多結晶粒子
１８の表面を研磨し、更にダイヤモンドの蒸着を行う場
合のストレスを低減する。粒子の研磨は、USP4,643,161
に記載されている方法を用いて行うことができるが、そ
のほかの化学的／機械的方法を用いて、粒子面の研磨を
行ってもよい。層１２の成長の過程で部位１２ｂと部位
１２ａの界面は研磨する必要がないが、その他の部位は
研磨する必要があることは当業者には容易に理解でき
る。また、上記方法によると、粒子の成長の過程で研磨
することなく、１５〜２０μｍの粒子径を有する多結晶
粒子を合成することができることも、当業者には容易に
理解できる。
子１８が１〜２μｍの厚さに成長したとき、成長反応を
停止する。次いで、図１１に示したように、多結晶粒子
１８の表面を研磨し、更にダイヤモンドの蒸着を行う場
合のストレスを低減する。粒子の研磨は、USP4,643,161
に記載されている方法を用いて行うことができるが、そ
のほかの化学的／機械的方法を用いて、粒子面の研磨を
行ってもよい。層１２の成長の過程で部位１２ｂと部位
１２ａの界面は研磨する必要がないが、その他の部位は
研磨する必要があることは当業者には容易に理解でき
る。また、上記方法によると、粒子の成長の過程で研磨
することなく、１５〜２０μｍの粒子径を有する多結晶
粒子を合成することができることも、当業者には容易に
理解できる。
【００４０】次いで、図１２に示したように、１５〜２
０μｍ又はそれ以上の粒径の粒子が得られるまで、最小
量のｐドーピングの条件（ボロン１０18原子／ｃｍ3未
満）で多結晶粒子の成長を続ける。次いで、図１３に示
したように、表面を研磨して層１２の厚さを６〜１２μ
ｍとする。それよりも大きな粒子も成長するかも知れな
い。しかし、多結晶層１２は約６〜１２μｍよりも厚く
する必要はないので、そのような大きな粒子を成長させ
ることは不要である。
０μｍ又はそれ以上の粒径の粒子が得られるまで、最小
量のｐドーピングの条件（ボロン１０18原子／ｃｍ3未
満）で多結晶粒子の成長を続ける。次いで、図１３に示
したように、表面を研磨して層１２の厚さを６〜１２μ
ｍとする。それよりも大きな粒子も成長するかも知れな
い。しかし、多結晶層１２は約６〜１２μｍよりも厚く
する必要はないので、そのような大きな粒子を成長させ
ることは不要である。
【００４１】次に、図１４に示すように、ダイヤモンド
層１２内に高Ｂドープ領域１２Ｃを選択的に形成させ
て、低抵抗ソースコンタクトを設ける。ボロンの選択的
注入は、１０16程度の濃度で、中程度の加速条件で行
う。次いで、約１２００℃で熱処理を行う。このように
して形成されたグラファイト層は、基板を温ＣｒＯ3＋
Ｈ2ＳＯ4中でエッチングすることにより除去し、注入し
たボロンのプロフィールの一部をダイヤモンド層内に残
す。これにより、ボロンの表面濃度は１０20〜１０21原
子／ｃｍ3となる。
層１２内に高Ｂドープ領域１２Ｃを選択的に形成させ
て、低抵抗ソースコンタクトを設ける。ボロンの選択的
注入は、１０16程度の濃度で、中程度の加速条件で行
う。次いで、約１２００℃で熱処理を行う。このように
して形成されたグラファイト層は、基板を温ＣｒＯ3＋
Ｈ2ＳＯ4中でエッチングすることにより除去し、注入し
たボロンのプロフィールの一部をダイヤモンド層内に残
す。これにより、ボロンの表面濃度は１０20〜１０21原
子／ｃｍ3となる。
【００４２】次いで、図１５に示すように、好ましくは
チタンで、かつ厚さが約２００Å〜約４００Åの高融点
金属層１７ｂをＢ−ドープ層１２ｃ上に形成する。当業
者にとっては、そのほかの高融点金属でもよいことは容
易に理解できる。次いで、高融点金属層１７ｂ上に、望
ましくは約１０００Å〜約１５００Åの厚さの金パッシ
ベーション層１７ａを形成する。パッシベーション層１
７ａとしては、そのほかの金属を使用することもでき
る。次いで、約８００℃〜８５０℃で、約１５〜約９０
分間熱処理し、チタン層１７ｂの少なくとも一部をチタ
ン炭化物に変換させ、低抵抗ソースコンタクトを形成さ
せる。前記のソース電極１７の形成工程は、Moazedら(A
pplied Physics Journal, Vol.68, No.5, 1990)によっ
て報告されているダイヤモンド上のオーミックコンタク
トの形成工程と同様である。
チタンで、かつ厚さが約２００Å〜約４００Åの高融点
金属層１７ｂをＢ−ドープ層１２ｃ上に形成する。当業
者にとっては、そのほかの高融点金属でもよいことは容
易に理解できる。次いで、高融点金属層１７ｂ上に、望
ましくは約１０００Å〜約１５００Åの厚さの金パッシ
ベーション層１７ａを形成する。パッシベーション層１
７ａとしては、そのほかの金属を使用することもでき
る。次いで、約８００℃〜８５０℃で、約１５〜約９０
分間熱処理し、チタン層１７ｂの少なくとも一部をチタ
ン炭化物に変換させ、低抵抗ソースコンタクトを形成さ
せる。前記のソース電極１７の形成工程は、Moazedら(A
pplied Physics Journal, Vol.68, No.5, 1990)によっ
て報告されているダイヤモンド上のオーミックコンタク
トの形成工程と同様である。
【００４３】図１６に示したように、必要に応じてゲー
ト絶縁層１４をダイヤモンド層１２上に形成してもよ
い。このゲート絶縁層１４は二酸化シリコンで形成する
のが望ましく、化学気相法又はプラズマ化学気相蒸着法
等、従来の方法によってダイヤモンド層１２上に蒸着さ
せることができる。ゲート絶縁層１４は、絶縁ダイヤモ
ンド、窒化シリコン又は酸化アルミニウムで形成しても
よい。ゲート絶縁層１４は、１００Å〜１０００Å、望
ましくは約６００Åのような厚いゲート絶縁層であって
もよく、ゲート電極とダイヤモンド層１２との間にキャ
リアのトンネリングが起こるような２０Å未満の薄いゲ
ート絶縁層であってもよい。Venkatesanらによる文献
（Journal of the Electrochemical Society, 1992年5
月）にも言及されている。
ト絶縁層１４をダイヤモンド層１２上に形成してもよ
い。このゲート絶縁層１４は二酸化シリコンで形成する
のが望ましく、化学気相法又はプラズマ化学気相蒸着法
等、従来の方法によってダイヤモンド層１２上に蒸着さ
せることができる。ゲート絶縁層１４は、絶縁ダイヤモ
ンド、窒化シリコン又は酸化アルミニウムで形成しても
よい。ゲート絶縁層１４は、１００Å〜１０００Å、望
ましくは約６００Åのような厚いゲート絶縁層であって
もよく、ゲート電極とダイヤモンド層１２との間にキャ
リアのトンネリングが起こるような２０Å未満の薄いゲ
ート絶縁層であってもよい。Venkatesanらによる文献
（Journal of the Electrochemical Society, 1992年5
月）にも言及されている。
【００４４】絶縁層が厚い場合には公知のＭＯＳＦＥＴ
としての作用が得られ、一方絶縁層が薄い場合にはＭＩ
ＳＦＥＴと同様な作用が得られる。また、絶縁層１４を
設けない場合は、ＭＥＳＦＥＴ作用が得られる（Shiomi
ら,1991年 MRS ConferenceProceedings, 975-980頁参
照）。別の方法によってもオーミック及び整流コンタク
トの形成が可能であることは、当業者には容易に理解で
きる。整流コンタクトの別の実施例については、後ほど
図１９との関連で詳しく述べる。
としての作用が得られ、一方絶縁層が薄い場合にはＭＩ
ＳＦＥＴと同様な作用が得られる。また、絶縁層１４を
設けない場合は、ＭＥＳＦＥＴ作用が得られる（Shiomi
ら,1991年 MRS ConferenceProceedings, 975-980頁参
照）。別の方法によってもオーミック及び整流コンタク
トの形成が可能であることは、当業者には容易に理解で
きる。整流コンタクトの別の実施例については、後ほど
図１９との関連で詳しく述べる。
【００４５】次に、図１７に示すように、絶縁層１４上
に又は直接ダイヤモンド層１２上に、ゲート金属導体層
１６を形成する。ゲート導体層は、多結晶シリコン、金
又は従来使用されているその他の導体層であってもよ
い。更に、基板１１の裏面１１ａ上にはドレインコンタ
クト１５を形成する。ドレインコンタクト１５は従来使
用されている金又はその他の導体でもよい。次いで、適
当な熱処理を行う。
に又は直接ダイヤモンド層１２上に、ゲート金属導体層
１６を形成する。ゲート導体層は、多結晶シリコン、金
又は従来使用されているその他の導体層であってもよ
い。更に、基板１１の裏面１１ａ上にはドレインコンタ
クト１５を形成する。ドレインコンタクト１５は従来使
用されている金又はその他の導体でもよい。次いで、適
当な熱処理を行う。
【００４６】図１８は、図１７に記載した実施例の別の
形態を説明するものである。図１８では、図１６の基板
１１が、例えばエッチング等により除去され、ドレイン
コンタクト１５が直接多結晶粒子層の裏面上１２に形成
されている。このようにして、保持体を取り除いた多結
晶粒子層に形成された縦型電界効果トランジスタが得ら
れる。図１８の多結晶粒子層１２は、保持体がなくても
多結晶粒子層の自立性を確保するために、図１乃至１７
に記載した多結晶粒子層よりも厚い方が望ましいこと
は、当業者にとって容易に類推できる。従って、図１８
の多結晶粒子層１２の層１２ｂの厚さは約６５〜８５μ
ｍ、層１２ａの厚さは約１０〜１５μｍで、層１２全体
の厚さは７５〜１００μｍであるのが望ましい。
形態を説明するものである。図１８では、図１６の基板
１１が、例えばエッチング等により除去され、ドレイン
コンタクト１５が直接多結晶粒子層の裏面上１２に形成
されている。このようにして、保持体を取り除いた多結
晶粒子層に形成された縦型電界効果トランジスタが得ら
れる。図１８の多結晶粒子層１２は、保持体がなくても
多結晶粒子層の自立性を確保するために、図１乃至１７
に記載した多結晶粒子層よりも厚い方が望ましいこと
は、当業者にとって容易に類推できる。従って、図１８
の多結晶粒子層１２の層１２ｂの厚さは約６５〜８５μ
ｍ、層１２ａの厚さは約１０〜１５μｍで、層１２全体
の厚さは７５〜１００μｍであるのが望ましい。
【００４７】図１９は、本発明の縦型ダイヤモンド電界
効果トランジスタの他の実施例を示す。本実施例は、図
１に示したものと略同様であるが、この図１９に示した
実施例では別の形態の整流ゲートコンタクト１６が示さ
れている。従来、ダイヤモンドに対する整流コンタクト
は非ダイヤモンドで形成されていた。例えば、２ｂタイ
プのダイヤモンド結晶上の整流コンタクトは、アルミニ
ウム、金、プラチナ、ニッケル、ｎ若しくはｐ型シリコ
ン、シリコンカーバイド、遷移金属シリサイド又は遷移
金属カーバイドの膜を２ｂタイプのダイヤモンド結晶上
に蒸着させることによって形成されていた。アンドープ
ダイヤモンド膜上に形成された金属膜もまた、整流コン
タクトを形成する。このアンドープダイヤモンド膜もそ
れ自体高ドープダイヤモンド膜上に蒸着されたものであ
る。最後に、化学気相蒸着法によってドーピングされた
ダイヤモンド膜上に形成された厚さが約２０Åの薄い二
酸化シリコン膜上に蒸着された金属膜も整流コンタクト
を形成する。
効果トランジスタの他の実施例を示す。本実施例は、図
１に示したものと略同様であるが、この図１９に示した
実施例では別の形態の整流ゲートコンタクト１６が示さ
れている。従来、ダイヤモンドに対する整流コンタクト
は非ダイヤモンドで形成されていた。例えば、２ｂタイ
プのダイヤモンド結晶上の整流コンタクトは、アルミニ
ウム、金、プラチナ、ニッケル、ｎ若しくはｐ型シリコ
ン、シリコンカーバイド、遷移金属シリサイド又は遷移
金属カーバイドの膜を２ｂタイプのダイヤモンド結晶上
に蒸着させることによって形成されていた。アンドープ
ダイヤモンド膜上に形成された金属膜もまた、整流コン
タクトを形成する。このアンドープダイヤモンド膜もそ
れ自体高ドープダイヤモンド膜上に蒸着されたものであ
る。最後に、化学気相蒸着法によってドーピングされた
ダイヤモンド膜上に形成された厚さが約２０Åの薄い二
酸化シリコン膜上に蒸着された金属膜も整流コンタクト
を形成する。
【００４８】それに対して、図１９に示したように、本
発明に係る整流コンタクトは、比較的軽度にドーピング
されたダイヤモンド層１２ａ上に形成されたアンドープ
ダイヤモンド層１６ｃ上に蒸着した比較的高ドープ化さ
れたダイヤモンドの縮退層１６ｄを有する。従って、当
該整流コンタクトは全てダイヤモンドで構成され、非ダ
イヤモンドの材料は使用されていない。この整流コンタ
クトは、高い熱安定性を有し、約５００℃又はそれ以上
の高温環境でもその整流特性を保持することができるも
のと期待される。層１２ａ、１６ｃ及び１６ｄが夫々ｐ
+／アンドープ／ｐ++構造を有することから、光学装
置、高電力離散ダイオード又はその他の応用が考えられ
る。
発明に係る整流コンタクトは、比較的軽度にドーピング
されたダイヤモンド層１２ａ上に形成されたアンドープ
ダイヤモンド層１６ｃ上に蒸着した比較的高ドープ化さ
れたダイヤモンドの縮退層１６ｄを有する。従って、当
該整流コンタクトは全てダイヤモンドで構成され、非ダ
イヤモンドの材料は使用されていない。この整流コンタ
クトは、高い熱安定性を有し、約５００℃又はそれ以上
の高温環境でもその整流特性を保持することができるも
のと期待される。層１２ａ、１６ｃ及び１６ｄが夫々ｐ
+／アンドープ／ｐ++構造を有することから、光学装
置、高電力離散ダイオード又はその他の応用が考えられ
る。
【００４９】ｐ++ダイヤモンド層１６ｄは、それ自体が
金属でなくても、金属に似た導体層の働きをする。整流
コンタクトに結合したオーミックコンタクトを形成する
ためには、１層以上の金属層を使用できることが容易に
類推される。特に、図１９に示したように、チタン層１
６ｅ上に金層１６ｆを形成すると、前述の各層１７ａ及
び１７ｂと同様に、ボンディング金属コンタクトが得ら
れる。
金属でなくても、金属に似た導体層の働きをする。整流
コンタクトに結合したオーミックコンタクトを形成する
ためには、１層以上の金属層を使用できることが容易に
類推される。特に、図１９に示したように、チタン層１
６ｅ上に金層１６ｆを形成すると、前述の各層１７ａ及
び１７ｂと同様に、ボンディング金属コンタクトが得ら
れる。
【００５０】図１９に示したように、化学気相蒸着法、
ｉｎ−ｓｉｔｕドーピング、又はイオン注入法によっ
て、ボロン濃度が約１０16〜１０19原子／ｃｍ3となる
ように比較的低ドープのｐ+膜が設けられている。別の
方法として、層１２ａの表面に低ドープ層を形成しても
よい。次いで、前述の方法によって、膜１２ａを研磨す
る。望ましくは厚さ２０Å〜２００Åのアンドープダイ
ヤモンド膜１６ｃを、膜１２ａ上に選択的に蒸着させ
る。再度研磨してもよい。次いで、比較的高ドープのｐ
++層１６ｄを、図１７に示した高ドープＢ層の形成の場
合と同様に蒸着する。
ｉｎ−ｓｉｔｕドーピング、又はイオン注入法によっ
て、ボロン濃度が約１０16〜１０19原子／ｃｍ3となる
ように比較的低ドープのｐ+膜が設けられている。別の
方法として、層１２ａの表面に低ドープ層を形成しても
よい。次いで、前述の方法によって、膜１２ａを研磨す
る。望ましくは厚さ２０Å〜２００Åのアンドープダイ
ヤモンド膜１６ｃを、膜１２ａ上に選択的に蒸着させ
る。再度研磨してもよい。次いで、比較的高ドープのｐ
++層１６ｄを、図１７に示した高ドープＢ層の形成の場
合と同様に蒸着する。
【００５１】次いで、この注入表面に金属膜を直接蒸着
して、オーミックコンタクトを形成し、ｐ++ダイヤモン
ド層１６ｄにボンディングさせる。接着性を増強するた
めに、金属膜をスパッタリングしてもよい。別の方法と
しては、図１９に示すように、金１６ｆ及びチタン１６
ｅの二重金属被膜を行い、次いで層１７ａ〜１７ｂの形
成の場合と同様に熱処理することもできる。
して、オーミックコンタクトを形成し、ｐ++ダイヤモン
ド層１６ｄにボンディングさせる。接着性を増強するた
めに、金属膜をスパッタリングしてもよい。別の方法と
しては、図１９に示すように、金１６ｆ及びチタン１６
ｅの二重金属被膜を行い、次いで層１７ａ〜１７ｂの形
成の場合と同様に熱処理することもできる。
【００５２】このようにして形成した整流コンタクトを
用いて上部及び下部オーミックコンタクトを接続し、パ
ワー離散ダイオード又は高電圧ダイオードを形成するこ
ともでき、整流コンタクトが必要なあらゆる場面に使用
することもできる。整流コンタクトは金属を必要としな
いが、むしろ縮退型金属導体として、ｐ++層１６ｄを利
用する。このようにして、透過整流コンタクトが得られ
る。
用いて上部及び下部オーミックコンタクトを接続し、パ
ワー離散ダイオード又は高電圧ダイオードを形成するこ
ともでき、整流コンタクトが必要なあらゆる場面に使用
することもできる。整流コンタクトは金属を必要としな
いが、むしろ縮退型金属導体として、ｐ++層１６ｄを利
用する。このようにして、透過整流コンタクトが得られ
る。
【００５３】電界効果トランジスタとしての作用は、ソ
ース、ゲート及びドレイン電極に適当な電圧を印加する
ことにより得られる。このようにして形成した電界効果
トランジスタは、高電流及び高電圧で作動することがで
き、安定して製造することができる。また、縦型構造と
することにより、粒界効果を最小限にとどめることがで
きる。
ース、ゲート及びドレイン電極に適当な電圧を印加する
ことにより得られる。このようにして形成した電界効果
トランジスタは、高電流及び高電圧で作動することがで
き、安定して製造することができる。また、縦型構造と
することにより、粒界効果を最小限にとどめることがで
きる。
【００５４】なお、上述の説明及び図面は、本発明の代
表的な好適実施例に関するものであり、また特定の用語
を使用したが、これらの用語は、本願の特許請求の範囲
にて規定する本発明の範囲を限定するものではなく、即
ち本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本
発明の特許請求の範囲の記載の中で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
表的な好適実施例に関するものであり、また特定の用語
を使用したが、これらの用語は、本願の特許請求の範囲
にて規定する本発明の範囲を限定するものではなく、即
ち本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本
発明の特許請求の範囲の記載の中で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高電流及び高電圧で作動することができる信頼性が高い
縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタを得ることがで
き、ダイヤモンドの特性を生かした電子素子の開発に多
大の貢献をなす。
高電流及び高電圧で作動することができる信頼性が高い
縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタを得ることがで
き、ダイヤモンドの特性を生かした電子素子の開発に多
大の貢献をなす。
【図１】本発明の実施例に係る縦型ダイヤモンド電界効
果トランジスタを示す断面図である。
果トランジスタを示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る縦型ダイヤモンド電
界効果トランジスタを示す断面図である。
界効果トランジスタを示す断面図である。
【図３】同じくその平面図である。
【図４】同じくその平面図である。
【図５】本発明他の実施例に係る縦型ダイヤモンド電界
効果トランジスタを示す断面図である。
効果トランジスタを示す断面図である。
【図６】同じくその平面図である。
【図７】同じくその平面図である。
【図８】本発明の更に他の実施例に係る縦型ダイヤモン
ド電界効果トランジスタを示す断面図である。
ド電界効果トランジスタを示す断面図である。
【図９】同じくその平面図である。
【図１０】図２に示した縦型ダイヤモンド電界効果トラ
ンジスタの製造方法の第１工程を示す断面図である。
ンジスタの製造方法の第１工程を示す断面図である。
【図１１】同じくその第２工程を示す断面図である。
【図１２】同じくその第３工程を示す断面図である。
【図１３】同じくその第４工程を示す断面図である。
【図１４】同じくその第５工程を示す断面図である。
【図１５】同じくその第６工程を示す断面図である。
【図１６】同じくその第７工程を示す断面図である。
【図１７】同じくその第８工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の更に他の実施例における縦型電界効
果トランジスタを示す断面図である。
果トランジスタを示す断面図である。
【図１９】同じく、本発明の他の実施例における縦型電
界効果トランジスタの更に別の実施例を示す断面図であ
る。
界効果トランジスタの更に別の実施例を示す断面図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 ドレインコンタクトを有する非ダイヤモ
ンド基板と、前記非ダイヤモンド基板上に形成されたダ
イヤモンド層と、前記ダイヤモンド層上に形成されたソ
ースコンタクトと、前記ソースコンタクトに隣接して前
記ダイヤモンド層上に形成されたゲートと、を有し、前
記ソースコンタクトとドレインコンタクトとの間に、前
記ダイヤモンド層を介する垂直チャンネルが形成されて
おり、前記ダイヤモンド層は、前記非ダイヤモンド基板
の近傍に、所定導電型の高ドープ部分を有し、前記ソー
スコンタクトに隣接して前記ダイヤモンド層内にオーミ
ックコンタクトを形成する高ドープ領域が形成されてい
ることを特徴とする縦型ダイヤモンド電界効果トランジ
スタ。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンド層は、前記所定導電型
の前記高ドープ部分上にアンドープ部分又は前記所定導
電型の低ドープ部分を有することを特徴とする請求項１
に記載の縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項３】 第１及び第２の対向面を有する非ダイヤ
モンド基板と、前記非ダイヤモンド基板の前記第２の面
上に形成された多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層
と、前記多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に形成
されたソースコンタクトと、前記非ダイヤモンド基板の
前記第１の面上に形成されたドレインコンタクトと、前
記多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層上に前記ソース
コンタクトに隣接して形成されたゲートと、を有し、前
記ソースコンタクトと前記ドレインコンタクトとの間に
前記多結晶ダイヤモンド粒子からなる単層を介して垂直
チャンネルが形成されており、前記多結晶ダイヤモンド
粒子からなる単層は、前記非ダイヤモンド基板の前記第
２の面に隣接して形成された所定導電型の高ドープ部分
を有し、前記ソースコンタクトに隣接して前記多結晶ダ
イヤモンド粒子からなる単層内にオーミックコンタクト
を形成する高ドープ領域が形成されていることを特徴と
する縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項４】 前記多結晶ダイヤモンド粒子からなる単
層が、前記所定導電型の前記高ドープ部分上に形成され
た低ドープ部分又はアンドープ部分を有することを特徴
とする請求項３に記載の縦型ダイヤモンド電界効果トラ
ンジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/896,538 US5294814A (en) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | Vertical diamond field effect transistor |
| US07/896,538 | 1992-06-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661494A JPH0661494A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3369638B2 true JP3369638B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=25406387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13780193A Expired - Fee Related JP3369638B2 (ja) | 1992-06-09 | 1993-06-08 | 縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5294814A (ja) |
| JP (1) | JP3369638B2 (ja) |
| DE (1) | DE4319268C2 (ja) |
| GB (1) | GB2267781B (ja) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5384470A (en) * | 1992-11-02 | 1995-01-24 | Kobe Steel, Usa, Inc. | High temperature rectifying contact including polycrystalline diamond and method for making same |
| JP3086556B2 (ja) * | 1993-02-09 | 2000-09-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体ダイヤモンド層上の耐熱性オーミック電極及びその形成方法 |
| JP3085078B2 (ja) * | 1994-03-04 | 2000-09-04 | 富士電機株式会社 | 炭化けい素電子デバイスの製造方法 |
| US5536202A (en) * | 1994-07-27 | 1996-07-16 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor substrate conditioning head having a plurality of geometries formed in a surface thereof for pad conditioning during chemical-mechanical polish |
| US5455432A (en) * | 1994-10-11 | 1995-10-03 | Kobe Steel Usa | Diamond semiconductor device with carbide interlayer |
| JPH08213607A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-20 | Ngk Insulators Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5803967A (en) * | 1995-05-31 | 1998-09-08 | Kobe Steel Usa Inc. | Method of forming diamond devices having textured and highly oriented diamond layers therein |
| US5929523A (en) * | 1996-03-07 | 1999-07-27 | 3C Semiconductor Corporation | Os rectifying Schottky and ohmic junction and W/WC/TiC ohmic contacts on SiC |
| US5702987A (en) * | 1996-08-26 | 1997-12-30 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd | Method of manufacture of self-aligned JFET |
| FR2764735B1 (fr) * | 1997-06-17 | 1999-08-27 | Sgs Thomson Microelectronics | Protection du caisson logique d'un composant incluant un transistor mos de puissance integre |
| US6781804B1 (en) | 1997-06-17 | 2004-08-24 | Sgs-Thomson Microelectronics S.A. | Protection of the logic well of a component including an integrated MOS power transistor |
| US6180495B1 (en) * | 1998-04-03 | 2001-01-30 | Motorola, Inc. | Silicon carbide transistor and method therefor |
| US5933750A (en) * | 1998-04-03 | 1999-08-03 | Motorola, Inc. | Method of fabricating a semiconductor device with a thinned substrate |
| US6858080B2 (en) * | 1998-05-15 | 2005-02-22 | Apollo Diamond, Inc. | Tunable CVD diamond structures |
| US6582513B1 (en) * | 1998-05-15 | 2003-06-24 | Apollo Diamond, Inc. | System and method for producing synthetic diamond |
| US8591856B2 (en) * | 1998-05-15 | 2013-11-26 | SCIO Diamond Technology Corporation | Single crystal diamond electrochemical electrode |
| SE9801881D0 (sv) * | 1998-05-28 | 1998-05-28 | Asea Brown Boveri | A switching device |
| SE9804135L (sv) | 1998-11-30 | 2000-05-31 | Abb Ab | Fotokonduktiv omkopplare |
| US6303479B1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-10-16 | Spinnaker Semiconductor, Inc. | Method of manufacturing a short-channel FET with Schottky-barrier source and drain contacts |
| US6974452B1 (en) | 2000-01-12 | 2005-12-13 | Clinicon Corporation | Cutting and cauterizing surgical tools |
| SE520109C2 (sv) * | 2000-05-17 | 2003-05-27 | Ericsson Telefon Ab L M | Effekttransistorer för radiofrekvenser |
| JP2002118257A (ja) * | 2000-10-06 | 2002-04-19 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド半導体装置 |
| US6797992B2 (en) * | 2001-08-07 | 2004-09-28 | Fabtech, Inc. | Apparatus and method for fabricating a high reverse voltage semiconductor device |
| US7071537B2 (en) * | 2002-05-17 | 2006-07-04 | Ixys Corporation | Power device having electrodes on a top surface thereof |
| US7402835B2 (en) * | 2002-07-18 | 2008-07-22 | Chevron U.S.A. Inc. | Heteroatom-containing diamondoid transistors |
| DE102004006544B3 (de) * | 2004-02-10 | 2005-09-08 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Abscheidung eines leitfähigen Kohlenstoffmaterials auf einem Halbleiter zur Ausbildung eines Schottky-Kontaktes und Halbleiterkontaktvorrichtung |
| WO2005080645A2 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Apollo Diamond, Inc. | Diamond structure separation |
| US7842537B2 (en) * | 2005-02-14 | 2010-11-30 | Intel Corporation | Stressed semiconductor using carbon and method for producing the same |
| DE102005028216A1 (de) | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren für die Computertomographie |
| JP2010500767A (ja) * | 2006-08-11 | 2010-01-07 | エイカン テクノロジーズ， インコーポレイテッド | Ｐチャネルナノ結晶質ダイヤモンド電界効果トランジスタ |
| US8030637B2 (en) * | 2006-08-25 | 2011-10-04 | Qimonda Ag | Memory element using reversible switching between SP2 and SP3 hybridized carbon |
| TWI325636B (en) * | 2006-09-22 | 2010-06-01 | Richtek Technology Corp | Transistor with start-up control element |
| US20080102278A1 (en) | 2006-10-27 | 2008-05-01 | Franz Kreupl | Carbon filament memory and method for fabrication |
| US7915603B2 (en) * | 2006-10-27 | 2011-03-29 | Qimonda Ag | Modifiable gate stack memory element |
| US8309967B2 (en) * | 2007-05-31 | 2012-11-13 | Chien-Min Sung | Diamond LED devices and associated methods |
| US7646025B1 (en) * | 2007-05-31 | 2010-01-12 | Chien-Min Sung | Diamond LED devices and associated methods |
| US7768016B2 (en) * | 2008-02-11 | 2010-08-03 | Qimonda Ag | Carbon diode array for resistivity changing memories |
| US9318447B2 (en) | 2014-07-18 | 2016-04-19 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Semiconductor device and method of forming vertical structure |
| US11569375B2 (en) | 2020-04-17 | 2023-01-31 | Hrl Laboratories, Llc | Vertical diamond MOSFET and method of making the same |
| CN111599680B (zh) * | 2020-05-09 | 2023-09-26 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 垂直结构金刚石肖特基结型场效应晶体管及制备方法 |
| CN111599681A (zh) * | 2020-05-09 | 2020-08-28 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 垂直结构金刚石基金氧半场效晶体管及制备方法 |
| US11804527B2 (en) * | 2021-07-14 | 2023-10-31 | Nxp Usa, Inc. | Transistor with center fed gate |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3603848A (en) * | 1969-02-27 | 1971-09-07 | Tokyo Shibaura Electric Co | Complementary field-effect-type semiconductor device |
| US4643161A (en) * | 1984-07-05 | 1987-02-17 | Kim George A | Method of machining hard and brittle material |
| US4863529A (en) * | 1987-03-12 | 1989-09-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Thin film single crystal diamond substrate |
| US4903089A (en) * | 1988-02-02 | 1990-02-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Vertical transistor device fabricated with semiconductor regrowth |
| JP2671259B2 (ja) * | 1988-03-28 | 1997-10-29 | 住友電気工業株式会社 | ショットキー接合半導体装置 |
| GB8812216D0 (en) * | 1988-05-24 | 1988-06-29 | Jones B L | Diamond transistor method of manufacture thereof |
| US5002899A (en) * | 1988-09-30 | 1991-03-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrical contacts on diamond |
| US5006914A (en) * | 1988-12-02 | 1991-04-09 | Advanced Technology Materials, Inc. | Single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor devices comprising same |
| US5036373A (en) * | 1989-06-01 | 1991-07-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electric device with grains and an insulating layer |
| JPH06103757B2 (ja) * | 1989-06-22 | 1994-12-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | ダイヤモンド電子装置 |
| JP2514721B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1996-07-10 | 住友電気工業株式会社 | Ｍｅｓ型電界効果トランジスタ |
| JP2730271B2 (ja) * | 1990-03-07 | 1998-03-25 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置 |
| US5087322A (en) * | 1990-10-24 | 1992-02-11 | Cornell Research Foundation, Inc. | Selective metallization for high temperature semiconductors |
| US5173761A (en) * | 1991-01-28 | 1992-12-22 | Kobe Steel Usa Inc., Electronic Materials Center | Semiconducting polycrystalline diamond electronic devices employing an insulating diamond layer |
| US5155559A (en) * | 1991-07-25 | 1992-10-13 | North Carolina State University | High temperature refractory silicide rectifying contact |
-
1992
- 1992-06-09 US US07/896,538 patent/US5294814A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-23 US US08/021,204 patent/US5278431A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-04 GB GB9311570A patent/GB2267781B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-08 JP JP13780193A patent/JP3369638B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-09 DE DE4319268A patent/DE4319268C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4319268C2 (de) | 1998-01-15 |
| DE4319268A1 (de) | 1993-12-16 |
| US5294814A (en) | 1994-03-15 |
| GB2267781A (en) | 1993-12-15 |
| GB2267781B (en) | 1995-12-06 |
| JPH0661494A (ja) | 1994-03-04 |
| GB9311570D0 (en) | 1993-07-21 |
| US5278431A (en) | 1994-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3369638B2 (ja) | 縦型ダイヤモンド電界効果トランジスタ | |
| US5506422A (en) | MOIS junction for use in a diamond electronic device | |
| US7507999B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
| US5391895A (en) | Double diamond mesa vertical field effect transistor | |
| US5173761A (en) | Semiconducting polycrystalline diamond electronic devices employing an insulating diamond layer | |
| US7348612B2 (en) | Metal-semiconductor field effect transistors (MESFETs) having drains coupled to the substrate and methods of fabricating the same | |
| US7230284B2 (en) | Insulating gate AlGaN/GaN HEMT | |
| JP3499884B2 (ja) | 高電力、高周波金属−半導体電界効果トランジスタ | |
| US20110006310A1 (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
| KR20030092143A (ko) | 장벽층/공간층을 구비한 3족 질화물 기반 고전자 이동도트랜지스터 | |
| JP2006507683A (ja) | ソース領域の下にｐ型埋込み層を備えたトランジスタ及びその作製方法。 | |
| JP3930561B2 (ja) | オーム接触体およびこのようなオーム接触体を備えた半導体デバイスを製造する方法 | |
| JPH0429368A (ja) | 電界効果トランジスタおよびその製造方法 | |
| JPH01246867A (ja) | ショットキー接合 | |
| JP2003234301A (ja) | 半導体基板、半導体素子及びその製造方法 | |
| US5216264A (en) | Silicon carbide MOS type field-effect transistor with at least one of the source and drain regions is formed by the use of a schottky contact | |
| US5371378A (en) | Diamond metal base/permeable base transistor and method of making same | |
| US5285089A (en) | Diamond and silicon carbide heterojunction bipolar transistor | |
| JPH01196873A (ja) | 炭化珪素半導体装置 | |
| US5298765A (en) | Diamond Schottky gate type field-effect transistor | |
| US20110062450A1 (en) | Silicon carbide semiconductor device | |
| JPH0786311A (ja) | 高配向性ダイヤモンド薄膜電界効果トランジスタ | |
| JP2593898B2 (ja) | 半導体素子 | |
| JP2024533761A (ja) | 炭化ケイ素半導体デバイスおよび製造方法 | |
| US9048103B2 (en) | Method for producing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101115 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111115 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121115 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |