DE69009820T2

DE69009820T2 - Halbleiteranordnung mit eindimensionalen Dotierungsleitern und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiteranordnung.

Info

Publication number: DE69009820T2
Application number: DE69009820T
Authority: DE
Inventors: Gorkum Aart Adrianus Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2010-03-24
Also published as: DE69009820D1; JPH02294074A; JP2863793B2; EP0390274B1; KR0185381B1; NL8900767A; KR900015304A; US5070387A; EP0390274A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper mit einem Halbleitersubstrat und darauf einer Halbleiterschicht, die mindestens eine Gruppe paralleler streifenförmiger leitender Gebiete mit einer höheren Leitfähigkeit als die der genannten Halbleiterschicht umfaßt, in die sie vergraben oder versunken sind, und die Gebiete streifenförmige Teilgebiete umfassen, in denen sich Dotierelemente befinden. Die Erfindung betrifft weiterhin die Herstellung einer solchen Anordnung.
Derartige Halbleiteranordnungen stellen wesentliche Teile elektronischer Schaltungen oder Komponenten dar. Die streifenförmigen leitenden Gebiete können unter anderem als sehr kleine und dennoch sehr gut leitende Verbindungsdrähte zwischen Komponenten dienen. Außerdem können sie in Komponenten wie Feldeffekttransistoren verwendet werden, in denen sie wegen ihrer hohen Leitfähigkeit im Vergleich zu Volumenmaterial zu sehr hohen Transkonduktanzen führen, während der Transistor sehr klein sein kann.
Eine solche Halbleiteranordnung und ein solches Verfahren zu ihrer Herstellung sind aus der Zusammenfassung in englischer Sprache der japanischen Kokai 63- 99522 (Veröffentlichungsdatum 30-4-1988) bekannt, die in Pat. Abstractcs of Japan, Bd. 12, 12. September 1988, Nr. 337 (E-657), S. 18 unter den Nummer E-65718 veröffentlicht worden ist. In dieser Veröffentlichung werden streifenförmige leitende Gebiete beschrieben, die in einer Galliumarsenid enthaltenden Halbleiterschicht vergraben oder versunken sind. Die leitenden streifenförmigen Gebiete umfassen mit Silicium dotierte streifenförmige Teilgebiete. Diese Teilgebiete werden gebildet, indem bei der Abscheidung der Halbleiterschicht ein streifenförmiges Interferenzmuster weicher Röntgenstrahlung auf die Aufwachsfläche projiziert wird. Dort, wo die Intensität der Strahlung am größten ist, wird Silan in der Gasphase zersetzt und Silicium in ein streifenförmiges Teilgebiet eingebaut. Die Breite eines Teilgebiets beträgt einige zehn bis einige hundert Angström, in Abhängigkeit von der Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung. Die freien Ladungsträger befinden sich dann in einem breiteren streifenförmigen leitenden Gebiet, in dem das streifenförmige Teilgebiet liegt.
Ein Nachteil der bekannten Halbleiteranordnung ist, daß die kleinste erreichbare Breite der streifenförmigen Teilgebiete zu groß für eine maximale Leitfähigkeit der leitenden streifenförmigen Gebiete ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß außer Dotierelementen auch eine relativ große Menge Halbleitermaterial in die streifenförmigen Teilgebiete eingebaut wird, wodurch die leitenden streifenförmigen Gebiete ebenfalls keine maximale Leitfähigkeit haben. Schließlich ist ein Nachteil des bekannten Verfahrens, das es relativ kompliziert ist.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung und ein Verfahren für ihre Herstellung zu verschaffen, wobei die genannten Nachteile vollständig oder mindestens größtenteils beseitigt sind, wodurch streifenförmige leitende Gebiete mit hoher Leitfähigkeit in einfacher Weise erhalten werden.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, daß die gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die streifenförmigen Teilgebiete selektiv, ohne äußere Mittel, gefertigt werden.
Eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.
Erfindungsgemäß wird eine Halbleiteranordnung der eingangs beschriebenen Art hierzu dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen leitenden Gebiete und die streifenförmigen Teilgebiete mit einer zum Substrat gerichteten Seite nahezu in der gleichen Ebene liegen, wobei die genannte Ebene eine zu einer Haupt-Kristallfläche des Halbleiterkörpers vicinale Ebene ist. Wenn das Ausgangsmaterial ein Halbleiterkörper ist, dessen Oberfläche eine vicinale Ebene zu einer Haupt-Kristallfläche bildet, hat diese Oberfläche treppenförmiges Profil. Die streifenförmigen Teilgebiete können dadurch gebildet werden, daß Dotierelemente selektiv bei einer Stufe des treppenförmigen Profils eingebaut werden. Hierfür ist es erforderlich, daß nur oder nahezu nur Dotierelemente oder Verbindungen davon an die Oberfläche geliefert werden und daß diese eine genügend hohe Beweglichkeit haben, um von der Stelle aus, wo sie auf die Oberfläche treffen, eine Stufe zu erreichen, wo sie eingebaut werden.
In einer ersten Ausführungsform haben die leitenden streifenförmigen Gebiete in einer Richtung senkrecht zur Ungsrichtung Abmessungen, die nahezu gleich der Wellenlänge der in diesen Gebieten vorhandenen freien Ladungsträger sind. Die Dotierelemente liegen in den Teilgebieten; die daraus gebildeten freien Ladungsträger können sich bis zu einem bestimmten Abstand davon verlagern. Bei Vernachlässigung der Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete wird dieser Abstand durch die Menge der Ladungsträger und die Wahl des Halbleitermaterials, aus dem die Halbleiterschicht gebildet ist, bestimmt.
In einer anderen Ausführungsform ist der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete kleiner als die Wellenlänge der freien Ladungsträger in den leitenden streifenförmigen Gebieten. Auf diese Weise werden die verschiedenen streifenförmigen Gebiete gekoppelt, und infolge einer hohen Ladungsträgerdichte wird eine erhöhte Leitfähigkeit aller streifenförmigen leitenden Gebiete zusammen erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung haben die streifenförmigen Teilgebiete in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung Abmessungen, die mindestens zwischen einer viertel und einer ganzen Gitterkonstanten des Halbleitermaterials der Halbleiterschicht liegen. Die minimale Dicke eines Teilgebiets wird durch die Höhe einer Stufe in dem treppenförmigen Profil bestimmt. Diese Höhe bträgt im allgemeinen zwischen einer viertel und einer ganzen Gitterkonstanten der Halbleiterschicht. Für ein Material wie Silicium hat die Stufe eine Höhe von mindestens einem Viertel ein sogenannter Einzelschritt -, aber vorzugsweise einer Hälfte - ein sogenannter Doppelschritt - der Gitterkonstante. Für dieses Material beträgt die Gitterkonstante etwa 0,54 nm. Eine leichte Abweichung der Dicken entsprechend den hier gegebenen Anteilen kann auftreten, weil ein Dotierelement einen Radius haben wird, der sich von dem des Silicium-Atoms unterscheidet. Für ein Material wie Galliumarsenid gilt nicht nur, daß die Gitterkonstante einen geringfügig anderen Wert hat, sondern auch, daß ein sogenannter Einzelschritt der halben Gitterkonstante und ein sogenannter Doppelschritt der ganzen Gitterkonstante entspricht. Daß ein Doppelschritt vorgezogen wird, hängt damit zusammen, daß mit dieser Höhe einer Stufe ein treppenförmiges Profil mit nahezu geraden und parallelen Stufen gebildet werden kann, während mit der Höhe einer Einzelschrittstufe das treppenförmige Profil eher ausgefranste Stufen aufweist. Wenn das treppenförmige Profil außer geraden Stufen auch ausgefranste Stufen hat, tritt Aufwachsen vorzugsweise bei den ausgefransten Stufen auf. Es ist deutlich, daß ausgefranste Stufen nicht oder nicht besonders geeignet sind, um bei der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Dickere Schichten können durch Stapeln mehrerer streifenförmiger Gebiete erhalten werden. Im allgemeinen genügt jedoch eine der Höhe einer Stufe entsprechende Dicke der Teilgebiete. Die gleichen Überlegungen gelten für die Breite. Die Breite kann in einfacher Weise vergrößert werden, indem Dotierelemente längere Zeit der Oberfläche zugeführt werden. Im allgemeinen sind, aus theoretischer Sicht, minimale Abmessungen der streifenförmigen Leiter ideal, wenn ein Teilgebiet gewünscht wird, indem analog zum zweidimensionalen Fall "Delta-Dotierung" betrachtet wird. In diesem Fall werden die in den streifenförmigen Gebieten vorhandenen freien Ladungsträger kaum von den in den "δ-förmigen", quasi eindimensionalen streifenförmigen Teilgebieten vorhandenen Dotierionen gestört. Dadurch ist die Beweglichkeit (u) der freien Ladungsträger in den streifenförmigen leitenden Gebieten maximal, wodurch, wie aus der folgenden Formel ersichtlich, die Leitfähigkeit der streifenförmigen leitenden Gebiete maximal ist.
Σ = 1/p = (q*u*n),
wobei Σ die Leitfähigkeit, p der spezifische Widerstand, q die Elementarladung und n die Anzahl freier Ladungsträger pro cm³ innerhalb eines streifenförmigen leitenden Gebiets ist. Für die Verwendung streifenförmiger Leiter in einem Feldeffekttransistor ist es im allgemeinen wünschenswert, eine hohe Leitfähigkeit nur mit Hilfe einer hohen Beweglichkeit zu realisieren. Wenn nämlich auch die Anzahl Ladungsträger groß wird - was an sich die Leitfähigkeit fördert - wird die Verarmung des streifenförmigen leitenden Gebiets eine verhältnismäßig hohe Spannung - beispielsweise mehr als 5 V - erfordern, und dies kann, je nach den Spezifikationen, höher sein als eine in der Praxis zulässige Spannung. Außer praktischen Gründen, die beispielsweise mit der Fertigung zusammenhängen und die beinhalten können, daß die Breite oder die Dicke der streifenförmigen Teilgebiete größer als die minimale Breite oder Dicke sein muß, gibt es auch theoretische Überlegungen, die zu der Entscheidung für ein breiteres oder dickeres Teilgebiet führen.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemaßen Halbleiteranordnung ist die Volumenkonzentration von Dotierelementen innerhalb der streifenförmigen Teilgebiete größer als die maximale Volumenkonzentration in dem die Halbleiterschicht bildenden Volumenhalbleitermaterial. Wenn das streifenförmige Teilgebiet nur oder nahezu nur mit Dotierelementen gefüllt ist, wird lokal eine sehr hohe Volumenkonzentration erreicht. Dies ist unter anderem wegen der kleinen Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete möglich, wodurch aufgrund der hohen Konzentrationen an Dotierelementen auftretende Spannungen nicht zu einer wesentlichen Verschlechterung der Qualität der Halbleiterschicht führen. Da die Anzahl Dotierelemente groß ist, wird die Anzahl freier Ladungsträger auch groß, was zu einer hohen Konzentration freier Ladungsträger (n) in dem streifenförmigen leitenden Gebiet führt, in dem das streifenförmige Teilgebiet liegt. Wie mit der vorstehenden Formal gezeigt worden ist, wird hierdurch die Leitfähigkeit in dem streifenförmigen leitenden Gebiet auch zunehmen. Es ist jetzt auch deutlich, daß Vergrößerung der Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete senkrecht zur Langsrichtung die Zunahme der Konzentration (n) freier Ladungsträger und damit die Zunahme der Leitfähigkeit (Σ) bewirken kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die streifenförmigen leitenden Gebiete als Verbindungsleiter verwendet werden. Wie oben bereits bemerkt, ist dies bei der Verwendung in Feldeffekttransistoren weniger wünschenswert. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, daß sogar mit minimalen Abmessungen eines streifenförmigen Teilgebiets bereits eine sehr hohe Volumenkonzentration von Dotierelementen innerhalb des streifenförmigen Teilgebiets im Vergleich zu der in Volumenmaterial üblichen Konzentration erhalten werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung ist die Haupt-Kristallfläche die (001)-Fläche und die vicinale Ebene verläuft parallel zur Oberfläche des Halbleiterkörpers und hat bezüglich der Haupt-Kristallfläche eine Fehlorientierung in der (011)- oder (011)-Richtung von höchstens einigen Grad. Mit einer solchen Fehlorientierung der Oberfläche wird an der Oberfläche ein treppenförmiges Profil aus parallelen Stufen erhalten. Die Höhe einer Stufe liegt zwischen einer viertel und einer ganzen Gitterkonstante des Halbleiterkörpers (a), und der Abstand (w) zwischen den Stufen wird durch die nach der folgenden Formel gewählte Fehlorientierung (θ) bestimmt:
tan (θ) = θ = a/w.
Hierbei wird angenommen, daß für kleine Winkel der Tangens eines Winkels gleich dem Winkel ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Halbleiterschicht mindestens zwei übereinander angeordnete Gruppen paralleler streifenförmiger leitender Gebiete, die zueinander so orientiert sind, daß ein streifenförmiges Gebiet der einen Gruppe, in Projektion betrachtet, zwischen zwei streifenförmigen Gebieten einer benachbarten Gruppe liegt. Auf diese Weise wird eine dichte Stapelung von streifenförmigen leitenden Gebieten erhalten. Wenn der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete kleiner oder gleich den Abmessungen der streifenförmigen leitenden Gebiete ist, wird so ein dreidimensionales Übergitter erhalten, das aus quasi eindimensionalen Leitern besteht. Auf diese Weise wird innerhalb des Übergitters eine hohe Beweglichkeit erhalten, soweit diese von der Dichte der Ladungsträger abhängt. Es sei bemerkt, daß es natürlich auch möglich ist, die streifenförmigen leitenden Gebiete, in Projektion betrachtet, übereinander anzuordnen. Obwohl dies zu einer weniger dichten Stapelung führt, ergibt dies doch eine erhöhte Ladungsträgerkonzentration in dem Übergitter.
In einer weiteren Ausführungsform sind die leitenden streifenförmigen Gebiete vom n-Leitungstyp. Obwohl eine erfindungsgemäße Halbleiteranordnung auch sehr erfolgreich und vorteilhaft für Löcherleitung verwendet werden kann, wird im allgemeinen Elektronenleitung vorgezogen, da Elektronen im allgemeinen eine höhere Beweglichkeit aufweisen als Löcher.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung umfaßt die Halbleiterschicht ein III-V-Material. Diese Materialien - wie z.B. Galliumarsenid und Indiumphosphid - sind wegen der bereits im Volumenmaterial vorhandenen hohen Beweglichkeiten besonders geeignet.
In einer weiteren Ausführungsform haben die leitenden streifenförmigen Gebiete eine Breite zwischen etwa 40 und 200 nm und die streifenförmigen Teilgebiete eine Breite zwischen etwa 0,2 und 2 nm. Aufgrund von Berechnungen wird mit den genannten Abmessungen eine optimale Leitfähigkeit für das gegebene Materialsystem erwartet.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung umfaßt die Halbleiterschicht Silicium. Dieses Material ist wegen der außerordentlichen Perfektion, die die Technologie für Silicium erreicht hat, besonders geeignet.
In einer weiteren Ausführungsform haben die leitenden streifenförmigen Gebiete eine Breite zwischen etwa 10 und 100 nm und die streifenförmigen Teilgebiete eine Breite zwischen etwa 0,2 und 2 nm. Aufgrund von Berechnungen wird mit den genannten Abmessungen eine optimale Leitfähigkeit für das gegebene Materialsystem erwartet.
In einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung werden die leitenden streifenförmigen Gebiete als Verbindungsleiter in einer elektronischen Schaltung verwendet. Sowohl unterschiedliche Komponenten als auch Teile einer Komponente können leitend miteinander verbunden werden. Kleine Abmessungen und eine große Leitfähigkeit der streifenförmigen leitenden Gebiete bieten einen großen Vorteil bei zunehmender Miniaturisierung von Schaltungen und Komponenten.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtstruktur umfaßt, mit nacheinander in einem Querschnitt mindestens dem Halbleitersubstrat mit einer relativ niedrigen Dotierungskonzentration, darauf einer Halbleiterschicht mit einer relativ niedrigen Dotierungskonzentration, in der die Gruppe von leitenden streifenförmigen Gebieten mit relativ hoher Konzentration freier Ladungsträger vergraben ist, zwei von der Oberfläche aus in der Halbleiterschicht versunkenen streifenförmigen Halbleitergebieten mit einer relativ hohen Dotierungskonzentration, deren Langsrichtung nahezu senkrecht zur Langsachse der Gruppe leitender streifenförmiger Gebiete steht und die mit den letztgenannten Gebieten verbunden sind, und einer zwischen den versunkenen streifenförmigen Halbleitergebieten auf der Oberfläche angeordneten Isolationsschicht, auf der sich eine leitende Schicht befindet. Diese Anordnung bildet einen MOS- Feldeffekttransistor mit quasi eindimensionalen Leitern zwischen Source und Drain. Wegen der erhöhten Beweglichkeit werden sehr hohe Transkonduktanzen erhalten.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbleitersubstrat mit einem treppenförmigen Profil versehen wird, anschließend ein Dotlerelement enthaltende Atome oder Moleküle an der Oberfläche zugeführt werden, die bei der gewählten Temperatur eine genügend hohe Oberflächenbeweglichkeit haben, um eine Stufe zu erreichen, bei der sie eingebaut werden, und die ein streifenförmiges Teilgebiet bilden, das innerhalb einer Monoschicht liegt und sich parallel zu der Stufe an der Oberfläche erstreckt, woraufhin anschließend das Aufwachsen innerhalb der Monoschicht durch Zuführen von ausschließlich Atomen oder Molekülen aus Halbleitermaterial fortgesetzt wird. Auf diese Weise werden die streifenförmigen leitenden Gebiete um die streifenförmigen Teilgebiete herum gebildet. Als Dotierelement wird vorzugsweise ein Element verwendet, das bei den gewählten Aufwachsbedingungen, wie Aufwachstemperatur, eine genügend hohe Oberflächenbeweglichkeit hat, um eine Stufe des treppenförmigen Profils zu erreichen. Für ein Material wie Galliumarsenid stellen Silicium und andere Dotierelemente vom n-Leitungstyp geeignete Elemente dar; für Silicium sind Phosphor, Arsen und Antimon geeignet, wenn n-Leitfähigkeit gewünscht wird. Als Aufwachstechnik kann eine Technik des Abscheidens aus der Gasphase verwendet werden, wie OMVPE (= Organo-Metallic Vapour Phase Epitaxy; organometallische Gasphasenepitaxie), VPE (= Vapour Phase Epitaxy; Gasphasenepitaxie), oder MBE (= Molekular Beam Epitaxy; Molekularstrahlepitaxie). Die Halbleiterschicht wird dann Monoschicht um Monoschicht aufgewachsen und umfaßt mindestens eine Monoschicht, von der die streifenförmigen Teilgebiete einen Teil bilden. Die Breite der Teilgebiete wird durch die Menge zugeführter Dotierelemente bestimmt - wobei Halbleitermaterial bildende Elemente vorhanden sein können - oder bei einer gegebenen Zufuhr pro Zeiteinheit durch die Zeitdauer, während der die Dotierelemente der Oberfläche zugeführt werden. Wenn dickere streifenförmige Teilgebiete gewünscht sind, kann beim Aufwachsen einer folgenden Monoschicht die richtige Menge Dotierelemente zum richtigen Zeitpunkt zugeführt werden, d.h. zu dem Zeitpunkt, zu dem die neue Monoschicht ein Teilgebiet in der darunterliegenden Monoschicht erreicht.
Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Monoschicht so aufgewachsen wird, daß ein streifenförmiges Teilgebiet der weiteren Monoschicht, in Projektion betrachtet, zwischen zwei streifenförmigen Teilgebieten der Monoschicht liegt. Durch Zuführung von Dotierelementen zum richtigen Zeitpunkt während des Aufwachsens der weiteren Monoschicht kann eine dichte Stapelung von streifenförmigen Teilgebieten und von streifenförmig leitenden Gebieten erhalten werden.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das treppenförmige Profil erhalten, indem ein Halbleitersubstrat in solcher Weise aus einem Halbleiterkristall gesägt wird, daß die Oberfläche in bezug auf eine Haupt- Kristallfläche des Halbleiterkristalls eine kleine Fehlorientierung hat, wobei die Höhe einer Stufe einem Wert zwischen der halben und ganzen Gitterkonstante des Halbleiterkristalls entspricht und die Breite der Stufe durch die gewählte Fehlorientierung und die Höhe der Stufe bestimmt wird.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens findet das Aufwachsen der innerhalb einer Monoschicht gelegenen streifenförmigen Teilgebiete bei einer Temperatur statt, die nicht genügend hoch für epitaktisches Aufwachsen ist, und dem Aufwachsen folgt eine Umwandlung der Monoschicht und der anderen Teile der Halbleiterschicht in ein einkristallines Material durch eine Wärmebehandlung. Dieses Verfahren ist besonders wichtig, wenn die Dotierelemente eine starke Oberflächensegregation aufweisen, wie bei Sb in Silicium. In diesem Fall können sowohl die Silicium-Halbleiterschicht als auch die Dotierelemente bei Raumtemperatur abgeschieden werden, woraufhin mit Hilfe von SPE (= Solid Phase Epitaxie; Festphasenepitaxie) bei 550ºC Umwandlung des Siliciums in einkristallines Silicium erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Aufwachsen der innerhalb einer Monoschicht gelegenen streifenförmigen Teilgebiete, indem bei genügend niedriger Temperatur ein großer Anteil einer Monoschicht von Dotierelementen auf der Oberfläche gebildet wird, woraufhin durch Erhitzen bei genügend hoher Temperatur und während genügend langer Zeit eine solche Menge der Dotierelemente umfassenden Monoschicht von der Oberfläche durch Backen entfernt wird, daß die streifenförmigen Teilgebiete erhalten werden. Dieses Verfahren, das auch beim Aufwachsen zweidimensionaler sogenannter "Delta-Dotierung" erfolgreich verwendet worden ist, kann auch beim Aufwachsen der streifenförmigen Teilgebiete vorteilhaft verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 2 im Querschnitt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 3 im Querschnitt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung,
Fig. 4 bis 6 die Halbleiteranordnung aus Fig. 1 bei verschiedenen Herstellungsstadien,
Fig. 7 im Querschnitt einen erfindungsgemäßen MOS-Feldeffekttransistor,
Fig. 8 den MOS-Feldeffekttransistor von Fig. 7 in einem Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII,
Fig. 9 den MOS-Feldeffekttransistor von Fig. 7 in einer Draufsicht.
Die Zeichnung ist schematisch und nicht maßstabsgetreu, wobei insbesondere die Abmessungen in Richtung der Dicke der Deutlichkeit halber stark vergrößert dargestellt sind. Gleiche Teile haben in den verschiedenen Ausführungsformen im allgemeinen gleiche Bezugszeichen. Halbleiterbereiche des gleichen Leitungstyps sind im allgemeinen in der gleichen Richtung schraffiert. Es sei bemerkt, die streifenförmigen Gebiete nur sehr schematisch dargestellt sind: in den meisten Fällen wird ein Querschnitt eher kreisförmig als rechteckig sein. Dies hängt jedoch auch von den Abmessungen der streifenförmigen leitenden Gebiete in bezug auf die Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete ab und davon, ob Halbleitermaterialien mit großer Bändlücke in der Nähe der streifenförmigen Teilgebiete vorhanden sind oder nicht. Dies beeinflußt auch die genaue Lage der streifenförmigen Teilgebiete innerhalb der streifenförmigen leitenden Gebiete. Meistens - aber nicht notwendigerweise - werden die streifenförmigen Teilgebiete - wie in den Figuren angegeben - so angeordnet, daß sie bezüglich der streifenförmigen leitenden Gebiete nahezu zentriert sind.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung, die einen Halbleiterkörper L umfaßt, von dem ein repräsentativer Teil in der Figur abgebildet ist. Der Halbleiterkörper umfaßt ein Substrat 1, das in diesem Ausführungsbeispiel aus p-Silicium mit einer Dotierung von 10¹&sup4; Atome/cm³, besteht, dessen Oberfläche 5 mit einem treppenförmigen Profil versehen ist. Eine p-Halbleiterschicht 2 aus Silicium mit einer Dotierung von 10¹&sup4; Atome/cm³ ist darauf aufgebracht. Darin vergraben ist eine Gruppe paralleler streifenförmiger leitender Gebiete 3, deren Längsrichtung senkrecht zur Zeichenebene liegt und die in diesem Ausführungsbeispiel vom n-Leitungstyp sind und streifenförmige Teilgebiete 4 umfassen, in denen Dotierelemente vorhanden sind, in diesem Ausführungsbeispiel Antimonatome. Erfindungsgemäß liegen die streifenförmigen leitenden Gebiete 3 und die streifenförmigen Teilgebiete 4 mit einer zum Substrat gerichteten Seite in einer Ebene (V1, V2), die eine vicinale Ebene zur Haupt-Kristallfläche H, in diesem Ausführungsbeispiel die (001)-Fläche, die senkrecht zur Zeichenebene steht, des Halbleiterkörpers L ist. Die Höhe und die Breite der streifenförmigen leitenden Gebiete 3 betragen in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 15 nm, die Breite der streifenförmigen Teilgebiete ist etwa 1 nm, während die Höhe etwa 0,3 nm beträgt, was ungefähr der halben Gitterkonstanten von Silicium entspricht. Die Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete 4 können erfindungsgemäß sehr klein sein, weil die Dotierelemente selektiv in der Nähe einer Stufe des treppenförmigen Profils 5 eingebaut sind, das sich aus der Substratoberfläche in die Halbleiterschicht 2 fortgepflanzt hat. Die kleinen Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete 4 bieten erfindungsgemäß eine Anzahl Vorteile: erstens stören sie die Bewegung der freien Ladungsträger in den streifenförmigen leitenden Gebieten nahezu nicht, wodurch eine hohe Beweglichkeit und damit eine große Leitfähigkeit in diesen Gebieten erhalten wird. Zweitens können sie sehr hohe Konzentrationen an Dotierelementen enthalten, wodurch die Konzentration freier Ladungsträger und damit die Leitfähigkeit in den streifenförmigen leitenden Gebieten sehr groß sein kann - während dennoch, wegen der kleinen Abmessungen in der Halbleiterschicht 2 nur geringe mechanische Spannungen auftreten und diese Schicht vorteilhafte kristallographische und elektrische Eigenschaften haben kann. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete ungefähr 50 nm. Die hier gezeigten streifenförmigen leitenden Gebiete 3 können als sehr kleine Verbindungsleiter in einer elektronischen Schaltung verwendet werden.
Die beschriebene Halbleiteranordnung kann folgendermaßen hergestellt werden (siehe Fig. 4 bis 6). Das Ausgangsmaterial ist ein Substrat 1 aus p-Silicium mit einer Dotierung von 10¹&sup4; Atome/cm³ und einer Dicke von etwa 500 bis 1000 um. Das Substrat 1 wird beispielsweise durch Heraussägen von Scheiben aus einem Halbleiterkristall erhalten, deren Oberfläche V1 mit einer Orientierung v eine leichte Fehlorientierung θ bezüglich der Haupt-Kristallfläche H, in diesem Ausführungsbeispiel der (001)- Fläche, mit einer Richtung h, in diesem Ausführungsbeispiel die < 001> -Richtung hat. Die Oberfläche V1 ist in diesem Ausführungsbeispiel bezüglich der (001)-Fläche in < 001> -Richtung, in Fig. 4 mit k bezeichnet, fehlorientiert. Anschließend wird mit MBE (= Molecular Beam Epitaxy) eine Monoschicht 2 aus Silicium auf das Substrat 1 aufgewachsen, indem ein Bündel aus Siliciumatomen bei 700 ºC auf das Substrat gerichtet wird. Das Aufwachsen einer solchen Monoschicht 2 erfolgt nach dem Mechanismus des sogenannten "step flow". Auf die Oberfläche einfallende Siliciumatome bewegen sich zu einer Stufe des treppenförmigen Profils 5 und werden dort eingebaut, weil an den Stufen die energetisch günstigsten Plätze vorhanden sind. Anschließend (Fig. 5) wird das Aufwachsen einer Monoschicht mehrfach wiederholt, in diesem Fall einmal, wobei die Halbleiterschicht 2 gebildet wird. Dann (Fig. 6) werden Antimonatome an der Oberfläche bei einer Temperatur von 650 ºC zugeführt, wobei die Oberflächenbeweglichkeit dieser Atome genügend hoch ist, um eine Stufe des treppenförmigen Profils, das sich in die Halbleiterschicht 2 fortpflanzt, zu erreichen. Dadurch werden die streifenförmigen Teilgebiete 4 und ein Teil der um sie herum liegenden streifenförmigen leitenden Gebiete 3 erhalten, die in diesem Moment in die Halbleiterschicht 2 versunken sind. Anschließend wird das Aufwachsen von Monoschichten fortgesetzt, indem ausschließlich Siliciumatome zugeführt werden, wobei dann die Struktur von Fig. 1 erhalten wird. Der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete innerhalb der Gruppe wird durch die Fehlorientierung θ der vicinalen Ebene (V1, V2) zur Richtung v bezüglich der Haupt-Kristallfläche H mit der Richtung h bestimmt. In diesem Ausführungsbeispiel ist θ 0,3º, während die Höhe eines streifenförmigen Teilgebiets 0,3 nm beträgt, wodurch der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete w aus tan (θ) = 0,3/w folgt: w = 52 nm.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. Bei dieser Ausführungsform enthält die Halbleiterschicht 2 zwei Gruppen streifenförmiger leitender Gebiete (3,13), die streifenförmige Teilgebiete (4,14) umfassen, die mit einer zum Substrat gerichteten Seite in zwei parallelen Ebenen (V2, V3) liegen, die die gleiche vicinale Ebene darstellen wie in der vorhergehenden Ausführungsform. Der Abstand zwischen jedem streifenförmigen leitenden Gebiet der einen Gruppe (3) und dem am nächsten gelegenen streifenförmigen Gebiet der anderen Gruppe (13) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 10 nm, was kleiner ist als der Abstand zwischen zwei streifenförmigen leitenden Gebieten innerhalb einer Gruppe. Daher überlappen die streifenförmigen leitenden Gebiete der einen Gruppe die der anderen Gruppe, wodurch die Ladungsträgerkonzentration erhöht wird. Die übrigen Abmessungen, Leitungstypen und Dotierungskonzentrationen sind gleich denen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Der Herstellungsprozeß wird ebenfalls in nahezu der gleichen Weise durchgeführt wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied liegt in der Tatsache, daß nach dem Aufwachsen der streifenförmigen Teilgebiete 4 (siehe Fig. 6) erst ein streifenförmiges Gebiet nur aus Silicium innerhalb der gleichen Monoschicht aufgewachsen wird und danach die zweite Gruppe streifenförmiger Teilgebiete 14 wieder in der gleichen Monoschicht aufgewachsen wird.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. Bei dieser Ausführungsform enthält die Halbleiterschicht 2 ebenfalls zwei Gruppen streifenförmiger leitender Gebiete (3, 23), die streifenförmige Teilgebiete (4, 24) umfassen, die mit einer zum Substrat gerichteten Seite in zwei parallelen Ebenen (V2, V3) liegen, die die gleiche vicinale Ebene darstellen wie in der vorhergehenden Ausführungsform. Der Abstand zwischen jedem streifenförmigen leitenden Gebiet der einen Gruppe (3) und dem am nächsten gelegenen streifenförmigen Gebiet der anderen Gruppe (23) beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 15 nm, was kleiner ist als der Abstand zwischen zwei streifenförmigen leitenden Gebieten innerhalb einer Gruppe. Die streifenförmigen leitenden Gebiete der einen Gruppe überlappen die der anderen Gruppe eben gerade, wodurch die Beweglichkeit erhöht wird. Die übrigen Abmessungen, Leitungstypen und Dotierungskonzentrationen sind gleich denen des vorhergehenden Ausführungsbeispiels. Der Herstellungsprozeß wird ebenfalls in nahezu der gleichen Weise durchgeführt wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Der einzige Unterschied liegt in der Tatsache, daß nach dem Aufwachsen der streifenförmigen Teilgebiete 4 (siehe Fig. 6) innerhalb einer Monoschicht die streifenförmigen Teilgebiete 24 in einer folgenden Monoschicht an einer Zwischenposition bezüglich der ersten Gruppe aufgewachsen werden. Auf diese Weise wird eine dichteste Stapelung von streifenförmigen leitenden Gebieten erhalten, die zu zwei Gruppen gehören, einander gerade eben überlappen und zu einer hohen Ladungsträgerdichte und damit einer großen Leitfähigkeit führen.
Fig. 7 zeigt im Querschnitt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung. Diese Ausführungsform ist ein Feldeffekttransistor mit einem Halbleiterkörper L. Der Halbleiterkörper umfaßt ein Substrat 1, das in diesem Ausführungsbeispiel aus p-Silicium mit einer Dotierung von 10¹&sup4; Atome/cm³ besteht, dessen Oberfläche 5 mit einem treppenförmigen Profil versehen ist. Auf diesem Profil befindet sich eine p-Halbleiterschicht 2 aus Silicium mit einer Dotierung von 10¹&sup4; Atome/cm³. In dieser Schicht vergraben ist eine Gruppe paralleler streifenförmiger leitender Gebiete 3, deren Längsrichtung parallel zur Zeichenebene liegt und die in diesem Ausführungsbeispiel vom n-Leitungstyp sind und streifenförmige Teilgebiete 4 umfassen, in denen Dotierelemente vorhanden sind, in diesem Ausführungsbeispiel Phosphoratome. Ein Querschnitt des Feldeffekttransistors von Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII wird in Fig. 8 gezeigt und in Fig. 9 eine Draufsicht. Erfindungsgemäß liegen die streifenförmigen leitenden Gebiete 3 und die streifenförmigen Teilgebiete 4 mit einer zum Substrat gerichteten Seite in einer Ebene (V1, V2), die eine vicinale Ebene zur Haupt-Kristallfläche H, in diesem Ausführungsbeispiel die (001)-Fläche senkrecht zur Zeichenebene, des Halbleiterkörpers L darstellt. Die Höhe und die Breite der streifenförmigen leitenden Gebiete 3 betragen in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 15 nm, die Breite der streifenförmigen Teilgebiete ist etwa 1 nm, während die Höhe etwa 0,3 nm beträgt, was ungefähr der halben Gitterkonstanten von Silicium entspricht. Die Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete 4 können erfindungsgemäß sehr klein sein, weil die Dotierelemente selektiv in der Nähe einer Stufe des treppenförmigen Profils 5 eingebaut sind, das sich aus der Substratoberfläche in die Halbleiterschicht 2 fortgepflanzt hat. Die kleinen Abmessungen der streifenförmigen Teilgebiete 4 bieten erfindungsgemäß eine Anzahl Vorteile: in erster Linie stören sie die Bewegung der freien Ladungsträger in den streifenförmigen leitenden Gebieten jetzt nahezu nicht, wodurch eine hohe Beweglichkeit und damit eine große Leitfähigkeit in diesen Gebieten erhalten wird. Als zusätzlichen Vorteil enthalten sie eine sehr hohe Konzentration an Dotierelementen - wodurch die Konzentration freier Ladungsträger und damit die Leitfähigkeit in den streifenförmigen leitenden Gebieten 3 sehr groß sein kann - während dennoch, wegen der kleinen Abmessungen in der Halbleiterschicht 2 nur geringe mechanische Spannungen auftreten und diese Schicht vorteilhafte kristallographische und elektrische Eigenschaften haben kann. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete ungefähr 20 nm. Bis hierher unterscheidet sich der Halbleiter, bis auf den relativen Abstand der streifenförmigen Teilgebiete 4 nicht von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Der Einfachheit halber ist das treppenförmige Profil in der Oberfläche des Substrats 1 und in der Oberfläche der Halbleiterschicht 2 weggelassen worden. Die Halbleiterschicht umfaßt außerdem zwei streifenförmige Gebiete 10, 11, die in der Halbleiterschicht 2 versunken sind, vom n-Leitungstyp sind, eine Dotierungskonzentration von ungefähr 10¹&sup9; Atome/cm³ haben und mit den streifenförmigen leitenden Gebieten 4, 14 verbunden sind. An der Oberfläche des Halbleiterkörpers 6 ist zwischen den vorstehend erwähnten versunkenen Gebieten 10, 11, die die Source und die Darin des Feldeffekttransistors bilden, ein SiO&sub2;-haltiges streifenförmiges Gebiet 15 vorhanden, auf dem ein wolframhaltiges, streifenförmiges leitendes Gebiet 12 aufgebracht ist, das die Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors bildet. Die Abmessungen der Source 10 und der Drain 11 betragen 1 x 3 um²; die der Gate-Elektrode 12 0,5 x 3 um² und die des streifenförmigen Gebiets 1,0 x 3 um. Die einzelnen Transistoren sind voneinander durch Trennfurchen 16 getrennt, die in der Oberfläche des Halbleiterkörpers angebracht sind. Die Tiefe der Source 10 und der Drain 11 beträgt ungefähr 0,1 um; die Dicke der Gate-Elektrode ist 0,1 um, und die streifenförmigen leitenden Gebiete 4, 14 liegen in einer Tiefe von ungefähr 20 nm. Da, wie oben erläutert, diese Gebiete eine sehr große Leitfähigkeit haben, weist der MOS-Feldeffekttransistor dieser Ausführungsform eine höhere Transkonduktanz auf als vergleichbare MOS-Feldeffekttransistoren mit diesen Abmessungen.
Der Feldeffekttransistor dieser Ausführungsform kann folgendermaßen hergestellt werden. Erst wird der Halbleiterkörper L in der für die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Halbleiteranordnung beschriebenen Weise gebildet. Eine ungefähr 10 bis 20 nm dicke, thermisches Oxid enthaltende Oxidschicht 15 wird darauf aufgebracht. Anschließend wird eine Maskierungsschicht aus beispielsweise einem Photolack auf dem Halbleiterkörper aufgebracht, und in dieser Masklerungsschicht werden mittel Photolithographie und Ätzen am Ort der Source 10 und der Drain 11 Fenster eingebracht. Dann werden beispielsweise mittels Ionenimplantation von Phoshorionen die Source 10 und die Drain 11 gebildet. Nach Entfernen des Photolacks und Reinigen der Struktur wird auf der Halbleiteroberfläche beispielsweise durch Sputtern eine wolframhaltige Schicht 12 aufgebracht. Anschließend wird ein Teil dieser Schicht mittels Photolithographie und Ätzen mit einem herkömmlichen Ätzmittel entfernt, wodurch die Gate-Elektrode 12 erhalten wird. Mittels Photolithographie und Ätzen werden dann die Trennfurchen 16 angebracht. Die Source und die Darin werden abschließend in herkömmlicher Weise mit Anschlußleitern versehen.
Es sei hier bemerkt, daß die Halbleiterschichten auch andere Leitungstypen oder Dotierungskonzentrationen als die hier genannten haben können. Auch andere Dotierelemente können verwendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, denn für den Fachkundigen sind im Rahmen der Erfindung zahfreiche Abwandlungen und Variationen möglich. Beispielsweise können andere Halbleitermaterialien oder andere Zusammensetzungen der gewählten Halbleitermaterialien, als bei den Ausführungsbeispielen genannt sind, verwendet werden. Unter anderem können anstelle von oder neben binären Materialien auch ternäre oder quaternäre III-V-Halbleitermaterialien verwendet werden. Auf diese Weise können beispielsweise Halbleiteranordnungen erhalten werden, bei denen ein Dotierelemente (beispielsweise Siliciumatome) enthaltendes streifenförmiges Teilgebiet in einer quasi eindimensionalen Heterostruktur aufgenommen ist, beispielsweise in dem Materialsystem Galliumarsenid-Galliumaluminiumarsenid in dem Gebiet mit dem Material mit der größten Bandkante (Galliumaluminiumarsenid) und in der Nähe des Heteroübergangs. Außer in MOS-Feldeffekttransistoren kann die Erfindung auch in MES-Feldeffekttransistoren ebenso wie in Bipolartransistoren, bei denen eine sehr dünne und stark leitende Basis durch Verwendung erfindungsgemäßer streifenförmiger leitender Gebiete gebildet werden kann, verwendet werden. Hierdurch werden Bipolartransistoren mit hervorragenden Eigenschaften erhalten. Außerdem sei bemerkt, daß ein besonderer Vorteil auftritt, wenn die streifenförmigen leitenden Gebiete einander nicht überlappen: in diesem Fall ist die Leitfähigkeit senkrecht zu den streifenförmigen Gebieten sehr niedrig, was vorteilhaft in zahlreichen Anwendungen verwendet werden kann. Wenn beispielsweise eine Anzahl streifenförmiger leitender Gebiete Teil eines Transistors sind, tritt wegen der begrenzten Leitfähigkeit senkrecht zu den streifenförmigen leitenden Gebieten ein kleinerer Fan-Out des Stroms von Source zu Drain außerhalb des mit der Gate-Elektrode bedeckten Gebiets auf. Dadurch wird es möglich, diese Anordnungen dichter beieinander anzuordnen, und bessere Charakteristiken werden möglich. Wenn der Abstand zwischen zwei streifenförmigen Leitern kleiner ist als die Breite der einzelnen streifenförmigen Leiter, wird auch die Beweglichkeit in einer Richtung ungefähr senkrecht zur Länge der streifenförmigen Leiter verbessert. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf Anordnungen beschränkt, bei denen der Ladungstransport in der Längsrichtung der streifenförmigen Leiter erfolgt. In einem Transistor, bei dem der Ladungstransport von Source nach Drain erfolgt, kann der Transport beispielsweise in einer Richtung senkrecht zur Länge der streifenförmigen Leiter erfolgen, und die Source und die Drain werden in diesem Fall senkrecht zur Länge der streifenförmigen Leiter angeordnet.
Auch können die Leitungstypen alle (gleichzeitig) durch die entgegengesetzten Leitungstypen ersetzt werden. Allgemein können die Halbleiterschichten und die leitenden Schichten auch mit anderen als den hier genannten Techniken verschafft werden: beispielsweise kann anstelle von OMVPE auch LPE, VPE oder MBE verwendet werden, während anstelle von Sputtern beispielsweise auch Abscheidung aus der Dampfpbase verwendet werden kann.

Claims

1. Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper mit einem Halbleitersubstrat (1) und darauf einer Halbleiterschicht (2), in die mindestens eine Gruppe paralleler streifenförmiger leitender Gebiete (3, 13) mit einer höheren Leitfähigkeit als die der genannten Halbleiterschicht (2) vergraben ist, wobei jedes der streifenförmigen leitenden Gebiete (3) ein streifenförmiges Teilgebiet (4, 14), in dem sich Dotierelemente befinden, vollständig umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen leitenden Gebiete (3, 13) und die streifenförmigen Teilgebiete (4, 14) mit einer zum Substrat gerichteten Seite nahezu in der gleichen Ebene liegen, wobei die genannte Ebene (V1, V2) eine zu einer Haupt-Kristallfläche (H) des Halbleiterkörpers vicinale Ebene ist.

2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden streifenförmigen Gebiete (3, 13) in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung Abmessungen haben, die nahezu gleich der Wellenlänge der in diesen Gebieten vorhandenen freien Ladungsträger sind.

3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der relative Abstand der streifenförmigen Teilgebiete (4, 14) kleiner ist als die Abmessungen der leitenden streifenförmigen Gebiete (3, 13).

4. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmigen Teilgebiete (4, 14) in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung Abmessungen haben, die mindestens zwischen einer viertel und einer ganzen Gitterkonstanten des Halbleitermaterials der Halbleiterschicht (2) liegen.

5. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenkonzentration der Dotierelemente innerhalb der streifenförmigen Teilgebiete (4, 14) größer als die maximale Volumenkonzentration in dem die Halbleiterschicht (2) bildenden Volumenhalbleitermaterial ist.

6. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Kristallfläche (H) die (001)-Fläche ist und die vicinale Ebene (V1, V2) parallel zur Oberfläche des Halbleiterkörpers verläuft und bezüglich der Haupt-Kristallfläche (H) eine Fehlorientierung in der (011)- oder (011)- Richtung von höchstens einigen Grad hat.

7. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (2) mindestens zwei übereinander angeordnete Gruppen paralleler streifenförmiger leitender Gebiete (3, 13) umfaßt, die zueinander so orientiert sind, daß ein streifenförmiges Gebiet der einen Gruppe, in Projektion betrachtet, zwischen zwei streifenförmigen Gebieten einer benachbarten Gruppe liegt.

8. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden streifenförmigen Gebiete (3, 13) vom n- Leitungstyp sind.

9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (2) ein III-V-Halbleitermaterial umfaßt.

10. Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden streifenförmigen Gebiete (3,13) eine Breite zwischen etwa 40 und 200 nm und die streifenförmigen Teilgebiete (4,14) eine Breite zwischen etwa 0,2 und 2 nm haben.

11. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (2) Silicium umfaßt.

12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 11, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden streifenförmigen Gebiete (3, 13) eine Breite zwischen etwa 10 und 100 nm und die streifenförmigen Teilgebiete (4, 14) eine Breite zwischen etwa 0,2 und 2 nm haben.

13. Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden streifenförmigen Gebiete (3, 13) als Verbindungsleiter in einer elektronischen Schaltung verwendet werden.

14. Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper eine Halbleiterschichtstruktur umfaßt, mit nacheinander in einem Querschnitt mindestens dem Halbleitersubstrat mit einer relativ niedrigen Dotierungskonzentration, einer Halbleiterschicht mit einer relativ niedrigen Dotierungskonzentration, in der die Gruppe von leitenden streifenförmigen Gebieten mit relativ hoher Konzentration freier Ladungsträger vergraben ist, zwei von der Oberfläche aus in der Halbleiterschicht versunkenen streifenförmigen Halbleitergebieten mit einer relativ hohen Dotierungskonzentration, deren Längsrichtung nahezu senkrecht zur Längsachse der Gruppe leitender streifenförmiger Gebiete steht und die mit den letztgenannten Gebieten verbunden sind, und einer zwischen den versunkenen streifenförmigen Halbleitergebieten auf der Oberfläche angeordneten Isolationsschicht, auf der sich eine leitende Schicht befindet.

15. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten des Verschaffens eines Halbleitersubstrats (1), dessen Oberfläche eine kleine Fehlorientierung von höchstens einigen Grad in bezug auf eine Haupt-Kristallfläche (H) des Halbleitersubstrats hat, so daß ein treppenförmiges Profil erzeugt wird, des anschließenden Zuführens von ein Dotierelement enthaltenden Atomen oder Molekülen an der Oberfläche, die bei der gewählten Temperatur eine genügend hohe Oberflächenbeweglichkeit haben, um eine Stufe zu erreichen, bei der sie eingebaut werden, und die ein streifenförmiges Teilgebiet bilden, das innerhalb einer Monoschicht liegt und sich parallel zu der Stufe an der Oberfläche erstreckt, und des anschließenden Fortsetzens des Aufwachsens innerhalb der Monoschicht durch Zuführen von ausschließlich Atomen oder Molekülen aus Halbleitermaterial.

16. Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Monoschicht so aufgewachsen wird, daß ein streifenförmiges Teilgebiet der weiteren Monoschicht, in Projektion betrachtet, zwischen zwei streifenförmigen Teilgebieten der Monoschicht liegt.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das stufenförmige Profil erhalten wird, indem ein Halbleitersubstrat in solcher Weise aus einem Halbleiterkristall gesägt wird, daß die Oberfläche in bezug auf eine Haupt-Kristallfläche (H) des Halbleiterkristalls eine kleine Fehlorientierung hat, wobei die Höhe einer Stufe dem halben oder ganzen Wert der Gitterkonstante des Halbleiterkristalls entspricht und die Breite der Stufe durch die gewählte Fehlorientierung und die Höhe der Stufe bestimmt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das Aufwachsen der innerhalb einer Monoschicht und anderen Teilen der Halbleiterschicht gelegenen streifenförmigen Teilgebiete bei einer Temperatur stattfindet, die nicht genügend hoch für epitaktisches Aufwachsen ist, und dem Aufwachsen eine Umwandlung der Monoschicht und der anderen Teile der Halbleiterschicht in ein einkristallines Material durch eine Wärmebehandlung folgt.

19. Verfahren nach Anspruch 15, 16 oder 17, weiterhin dadurch gekennzeichnet daß das Aufwachsen der innerhalb einer Monoschicht gelegenen streifenförmigen Teilgebiete erfolgt, indem bei genügend niedriger Temperatur ein großer Anteil einer Monoschicht von Dotierelementen auf der Oberfläche gebildet wird, woraufhin durch Erhitzen bei genügend hoher Temperatur und während genügend langer Zeit eine solche Menge der Dotierelemente umfassenden Monoschicht von der Oberfläche durch Backen entfernt wird, daß die streifenförmigen Teilgebiete erhalten werden.