DE2646405A1 - Sperrschicht-feldeffekt-element - Google Patents

Sperrschicht-feldeffekt-element

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DE2646405A1 DE19762646405 DE2646405A DE2646405A1 DE 2646405 A1 DE2646405 A1 DE 2646405A1 DE 19762646405 DE19762646405 DE 19762646405 DE 2646405 A DE2646405 A DE 2646405A DE 2646405 A1 DE2646405 A1 DE 2646405A1
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Jean-Pascal Duchemin
Pierre Gibeau
Paul Cyril Moutou
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Description

Die Sperrschicht-Feldeffekt-Elemente mit vorgebildetem Kanal besitzen eine aktive Zone, in welcher sich der Leitungskanal, in der Regel ein η leitender, bildet, und eine Source- und eine Drainelektrode an den jeweiligen Enden dieser aktiven Schicht, deren Dicke einige -zig Mikron nicht übersteigt.
Ein einen gleichrichtenden Übergang bildendes Gate wird auf der aktiven Schicht abgeschieden. Das Ganze befindet sich auf einem halbisolierenden Substrat. Da dieses ein schlechter Wärmeleiter ist, eignen sich diese Transistoren schlecht zum Betrieb bei hoher Leistung. In einem anderen Element ist das Substrat
Dr.Ha/Ma
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vom entgegengesetzten Leitungstyp wie die aktive Schicht und spielt die Rolle des Gate. In diesem Fall sind die Störkapazitäten bedeutend.
Die Erfindung betrifft Feldeffekt-Elemente, in denen diese Nachteile zum Teil vermieden werden.
Die erfindungsgemäßen Sperrschicht-Feldeffekt-Elemente kennzeichnen sich im wesentlichen dadurch, daß ihre aktive Schicht, in welcher sich der Leitungskanal bilden soll, mindestens zum Teil unter Zwischenschaltung einer dünnen dielektrischen Schicht auf einem gut wärmeleitenden Metallblock aufliegt.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 Schnittansichten einer beispielsweisen Ausführung eines erfindungsgemäßen Elements während verschiedener Herstellungsstufen,
Fig. 4 einen Querschnitt durch das Ausgangselement für die Herstellung einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 5 bis 7 Ausführungsformen der Erfindung.
In Fig. 1 wurde auf einem isolierenden oder halbleitenden Substrat 1 eine Schicht 2, z.B. eine η leitende, abgeschieden, welche die spätere aktive Schicht des erfindungsgemäßen Feldeffekt-Transistors darstellt.
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- Ir-
Diese Schicht besteht z.B. aus epitaktisch auf dem Substrat abgeschiedenem Silicium.
Auf dieser Schicht wird eine dielektrische Schicht 3 abgeschieden, welche eine in situ auf der aktiven Schicht durch Oxidation gebildete Siliciumdioxidschicht sein oder auf beliebige andere ¥eise aufgebracht worden sein kann.
Nach bekannten Verfahren (Katodenzerstäubung, Vakuumverdampfung usw.) versieht man diese Schicht mit einer Metalloberfläche 4. Diese wird elektrolytisch verdickt, bis sie eine Stärke von beispielsweise 10 Mikron aufweist (Fig. 2).
In Fig. 3 ließ man nach einem beliebigen bekannten Verfahren das Substrat verschwinden (chemisches, mechanisches Verfahren usw.), worauf man auf der freigewordenen Seite der aktiven Schicht die Sourceelektrode 5, die Steuerelektrode 6 und die Drainelektrode 7 abschied. Der Kontakt 6 ist ein Schottky-Kontakt, welcher einen gleichrichtenden Übergang mit der aktiven Schicht bildet.
Das Ganze kann auf einen Metallansatz aufgeschweißt sein, der zur Wärmeabführung dient. Natürlich ist das neue Metallsubstrat 4 selbst dank seiner guten Wärmeleitung ein Mittel zur Wärmeabführung.
Andere in den Rahmen der Erfindung fallende Ausführungsformen sind möglich.
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In Fig. 4 wurde durch chemischen Angriff durch eine Maske ein Fenster 8 in der Siliciumoxidschicht gebildet, welches die Schicht 2 freilegt.
In Fig. 5 wurde das Substrat entfernt und die Metallschicht bildet einen Kontakt mit der aktiven Schicht 2. Das Metall wird so gewählt, daß es mit der Schicht 2 einen Schottky-Kontakt bildet und die ganze Metallisierung kann als Gate dienen. Diese Anordnung erlaubt eine Herabsetzung der Störkapazitäten. Die Elektroden 5, 6 und 7 wurden auf der freien Oberfläche der Schicht 2 abgeschieden. Der Transistor besitzt somit zwei Steuerelektroden. Diese beiden Steuerelektroden können durch einen nicht dargestellten Anschluß die gleiche Steuerspannung empfangen, was eine symmetrischere Ausbildung des Kanals ermöglicht. In Fig. 6 wurde das Gate 6 nicht abgeschieden, sondern das Metall 4 dient als Steuerelektrode.
Die beiden Elektroden 4 und 6 können auch als unabhängige Elektroden dienen. Die Arten der vorstehend beschriebenen Elemente ermöglichen eine Ausschaltung der Störkapazitäten oder mindestens ihrer Herabsetzung.
In Fig. 7 wurde in dem Fenster 8 auf der aktiven Zone eine p+ leitende Zone abgeschieden. Diese von Metall 4 bedeckte Zone kann als Steuerelektrode dienen, welche dann über eine an die Metallzone, mit welcher sie einen ohmschen Kontakt bildet, angelegte Spannung gesteuert wird. Die Elektroden 5 und 7 werden wie vorher auch angebracht.
Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Elemente sind die folgenden:
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da das zunächst vorhandene Substrat entfernt wird, spielen seine Struktur und sein Material überhaupt keine Rolle;
die wärmeabführung wird durch das Metallsubstrat verbessert, woraus die Möglichkeit einer Erhöhung der abgegebenen Leistung resultiert;
für die aktive Zone kann irgendein Halbleiter verwendet werden;
die Störkapazitäten werden verringert, wenn die
Steuerelektrode das gesamte Element bedeckt.
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Leerseite

Claims (8)

  1. Patentansprüche
    ( 1)) Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor mit einer aktiven ^ Halbleiterschicht, in welcher sich der Leitungskanal ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht mindestens zum Teil auf einer dielektrischen Schicht aufliegt, welche sich wiederum auf einem Metallträger befindet, der dick genug ist, um dem gesamten Element Festigkeit zu verleihen, wobei die Source- und Drainelektrode auf der freien Fläche der aktiven Schicht aufgebracht sind.
  2. 2) Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht ein Fenster aufweist, in welchem sich der Metallträger in direktem Kontakt mit der aktiven Schicht unter Bildung eines Schottky-Gleichrichterkontakts mit derselben befindet, und als Gate dient.
  3. 3) Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Gate auf der freien Fläche gegenüber dem Fenster aufgebracht ist.
  4. 4) Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Schicht ein Fenster besitzt, in welches ein stark dotierter Bereich eingelagert ist, welcher mit der aktiven Schicht einen gleichrichtenden übergang bildet, wobei der Metallträger den Kontakt mit diesem als Gate wirkenden Bereich gewährleistet.
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    ORIGINAL INSPECTED
  5. 5) Elektrische Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Feldeffekt-Element gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 enthält.
  6. 6) Verfahren zur Herstellung des Sperrschicht-Feldeffekt-Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (a) auf einem Substrat eine Halbleiterschicht abscheidet,
    (b) auf diese Schicht eine dielektrische Schicht aufbringt,
    (c) auf diese dielektrische Schicht eine Metallschicht aufbringt, und
    (d) das Substrat durch chemische oder mechanische Bearbeitung entfernt, so daß diese Halbleiterschicht freiliegt, und
    (e) Source- und Drain-Elektroden nach Entfernung des Substrats auf der freigelegten Oberfläche der aktiven Schicht anbringt.
  7. 7) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor Aufbringung der Metallschicht in der dielektrischen Schicht ein Fenster gebildet wird, so daß die Metallschicht in direkten Kontakt mit der Halbleiterschicht kommt, wobei diese beiden Schichten einen gleichrichtenden Kontakt bilden.
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  8. 8) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der dielektrischen Schicht ein Fenster und in diesem Fenster eine zweite Halbleiterschicht gebildet wird, welche mit der Halbleiterschicht einen gleichrichtenden Kontakt ergibt, wobei diese zweite Schicht eines der Gates des Elements darstellt.
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DE19762646405 1975-10-14 1976-10-14 Sperrschicht-feldeffekt-element Withdrawn DE2646405A1 (de)

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