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DE2948120C2 - Insulating gate field effect transistor with an island-shaped semiconductor layer on an insulating substrate and method for producing such an insulating gate field effect transistor - Google Patents

Insulating gate field effect transistor with an island-shaped semiconductor layer on an insulating substrate and method for producing such an insulating gate field effect transistor

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Publication number
DE2948120C2
DE2948120C2 DE2948120A DE2948120A DE2948120C2 DE 2948120 C2 DE2948120 C2 DE 2948120C2 DE 2948120 A DE2948120 A DE 2948120A DE 2948120 A DE2948120 A DE 2948120A DE 2948120 C2 DE2948120 C2 DE 2948120C2
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DE
Germany
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layer
source
drain
substrate
insulating
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DE2948120A
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German (de)
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DE2948120A1 (en
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Yuji Tokyo Okuto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Priority claimed from JP14761878A external-priority patent/JPS5574177A/en
Priority claimed from JP14761778A external-priority patent/JPS5574176A/en
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Publication of DE2948120A1 publication Critical patent/DE2948120A1/en
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Description

Die Erfindung betrifft einen Isolierschicht-Feldeffekttransistor mit einer inselförmigen Halbleiterschicht, die auf einer Hauptoberfläche eines isolierenden Substrats angeordnet ist und eine von diesem abgewandte Oberfläche aufweist, mit einer Source- und einer Drain-Zone, die unter Freilassung einer zwischen ihnen liegenden Kanalzone in die inselförmige Halbleiterschicht von deren Oberfläche aus so weit eindiffundiert sind, daß sie die Hauptoberfläche des Substrats erreichen, mit einer Source-Elektrode auf der Source-Zone, einer Drain-Elektrode auf der Drain-Zone und einer durch eine Isolierschicht isolierten Gate-Elektrode oberhalb der Kanalzone auf einem zur Hauptoberfläche des Substrats parallelen ersten Flächenbereich der Oberfläche der inselförmigen Halbleiterschicht.The invention relates to an insulating-layer field effect transistor with an island-shaped semiconductor layer which is arranged on a main surface of an insulating substrate and one facing away from this Has surface, with a source and a drain region, leaving one between them lying channel zone in the island-shaped semiconductor layer from its surface diffused so far are that they reach the main surface of the substrate, with a source electrode on the source region, a drain electrode on the drain region and a gate electrode insulated by an insulating layer above the channel zone on a first surface area parallel to the main surface of the substrate Surface of the island-shaped semiconductor layer.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Isolierschicht-Feldeffekttransistors. The invention also relates to a method for producing such an insulating gate field effect transistor.

Ein Isolierschicht-Feldeffekttransistor (IG FET) des vorstehend genannten Typs ist beispielsweise aus Electronics, Ausgabe vom 26. Mai 1977, Seiten 99—105, bekannt Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil anwendbar für einen IG FET mit einer Silizium-Halbleiterschicht, die auf einem Saphir- oder Spinelsubstrat (im folgenden abgekürzt als SOS für Silicon on Sapphire oder Spinel) epitaktisch gezüchtet ir.tAn insulated gate field effect transistor (IG FET) of the type mentioned above is made of, for example Electronics, May 26, 1977 issue, pages 99-105. The invention is of particular advantage applicable to an IG FET with a silicon semiconductor layer on a sapphire or spinel substrate (hereinafter abbreviated as SOS for Silicon on Sapphire or Spinel) epitaxially grown ir.t

IG FET's der vorstehend genannten Art konnten in jüngster Zeit in ihrer Leistungsfähigkeit wesentlich verbessert werden. Besonders für die Schaltkreisintegration ist es eine wichtige Technik geworden, die Kapazität von Verdrahtungsebenen, die jeweils Transistoren oder ähnliches miteinander verbinden, durch voneinander isoliertes Anordnen einer Vielzahl von Transistoren auf einem isolierenden Substrat von hohem Widerstand zu reduzieren. Auf der anderen Seite muß die Kapazität der Transistoren in sich reduziert werden. Zu diesem Zweck · wurde allgemein eine Methode zum Ausbilden der Source- und Drain-Zone in einem sich bezüglich des Gates selbstjustierenden Prozeß vorgeschlagen. Aber auch mit diesem sogenannten »Selbstjustier«-Verfahren (self-aligning process), in dem eine Gate-Elektrode aus polykristallinem Silizium als Maske zum Ausbilden der Source- und Drain-Zone benutzt wird, würde die Überlappung zwischen der Gate-Elektrode und den Source- bzw. Drain-Zonen durch seitliehe Diffusion annähernd gleich der Dicke der Siliziumschicht werden, wenn die Source- und Drain-Zonen so tief ausgebildet werden, daß sie bis zur Verbindungsfläche zwischen Saphir und Silizium reichen. Die von dieser Überlappung verursachte Kapazität wird deshalb groß, und die dynamische Leistungsfähigkeit des Transistors verschlechtert sich. Es ist zwar nur nötig, die Silizium-Einkristallschicht oder dieIG FETs of the aforementioned type have recently been able to be significantly improved in terms of their performance. Particularly for circuit integration, it has become an important technique to reduce the capacitance of wiring planes each connecting transistors or the like to each other by arranging a plurality of transistors isolated from each other on an insulating substrate of high resistance. On the other hand, the capacitance of the transistors must be reduced. To this end, a method of forming the source and drain regions in a process that is self-aligning with respect to the gate has generally been proposed. But even with this so-called self-aligning process, in which a gate electrode made of polycrystalline silicon is used as a mask to form the source and drain zones, the overlap between the gate electrode and the Source and drain zones become approximately equal to the thickness of the silicon layer due to lateral diffusion if the source and drain zones are formed so deep that they extend to the connecting surface between sapphire and silicon. The capacitance caused by this overlap therefore becomes large and the dynamic performance of the transistor deteriorates. It is only necessary, the silicon single crystal layer or the

Halbleiterschicht dünn zu machen, um ein solches Überlappen aufgrund seitlicher Diffusion zu reduzieren. Die Kristalleigenschaften einer Halbleiterschicht hängen aber stark von ihrer Dicke ab, so lange diese Dicke ein bestimmtes Maß unterschreitet Im allgemeinen wird ein Reduzieren der Dicke unter dieses bestimmte Maß eine Verschlechterung der Kristalleigenschaften und folglich der Leistungsfähigkeit des Transistors, der unter Verwendung einer solchen Halbleiterschicht gebaut ist, verursachen. Zürn Beispiel muß nach der heutigen ι ο Technik ein auf einem Saphirsubstrat gezüchteter Siliziumkristall mindestens 200 nm dick sein, und im allgemeinen werden Siiiziumschichten mit einer Dicke von 500 nm bis 1 um verwendet Zusätzlich ist im Falle von auf halbisolierenden GaAs-Substrat gezüchteten GaAs-Schichten eine Reduzierung der Stärke begrenzt im Hinblick auf Zonen mit variabler Störstellenkonzentration, Haftstellen auf der Grenzschicht, Gleichmäßigkeit der Dicke einer Epitaxieschicht, Reproduzierbarkeit usw.To make the semiconductor layer thin to reduce such overlap due to lateral diffusion. However, the crystal properties of a semiconductor layer depend strongly on its thickness, as long as this thickness falls below a certain level In general, reducing the thickness below this certain level is recommended a deterioration in the crystal properties and, consequently, in the performance of the transistor operating under Use of such a semiconductor layer is built, cause. Zürn example must be according to today's ι ο Technique, a silicon crystal grown on a sapphire substrate can be at least 200 nm thick, and im in general, silicon layers with a thickness of 500 nm to 1 µm are used. In addition, in the case GaAs layers grown on semi-insulating GaAs substrate limit thickness reduction with regard to zones with variable concentration of impurities, traps on the boundary layer, uniformity the thickness of an epitaxial layer, reproducibility, etc.

Wenn auf der anderen Seite die Source- und Drain-Zonen so ausgebildet werden, daß sie, um das Überlappen zwischen Gate-Elektrode und Source- und Drainzone zu verringern, nicht bis zum isolierenden Substrat hinunterreichen, dann wird die Kapazität des pn-Übergangs zwischen dem Unterteil dieser Gebiete und der Halbleiterschicht vergrößert.If, on the other hand, the source and drain regions are formed so that they, around the Reduce the overlap between the gate electrode and the source and drain zone, not down to the insulating level Substrate then becomes the capacitance of the pn junction between the lower part of these areas and the semiconductor layer is enlarged.

Da in letzter Zeit die Verwirklichung eines Transistors mit einer Gate-Länge von ungefähr 500 nm, die eine hohe Schaltgeschwindigkeit zuläßt, möglich geworden ist, muß das oben erwähnte Anwachsen der Kapazität vermieden werden.Since recently the realization of a transistor with a gate length of about 500 nm, the a high switching speed has become possible the above-mentioned increase in capacity must be avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen IG FET der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine möglichst geringe Überlappung zwischen der Gate-Elektrode und der Source- bzw. Drain-Zone bei gleichzeitig möglichst geringer Kapazität des pn-Übergangs zwischen diesen Zonen und der Halbleiterschicht aufweist und eine einfache Herstellung, insbesondere auch in großer Anzahl in integrierten Schaltkreisen, zuläßt.The invention is based on the object of providing an IG FET of the type mentioned at the outset, which has a the smallest possible overlap between the gate electrode and the source or drain zone at the same time the lowest possible capacitance of the pn junction between these zones and the semiconductor layer and easy to manufacture, especially in large numbers in integrated circuits, allows.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Isolierschicht-Feldeffekttransistor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der inselförmigen Halbleiterschicht im Bereich der Source- und Drainzone neben dem ersten Oberflächenbereich liegende zweite Oberflächenbereithe, die in einem geringeren Abstand als der erste Oberflächenbereich parallel zur Hauptoberfläche des Substrats verlaufen, sowie die ersten und zweiten Oberflächenbereiche verbindende Seitenfläch<;nbereiche aufweist, und daß die Source- und Drain-Zone durch die zweiten Oberflächenbereiche und die Seitenflächenbereiche so eindiffundiert sind, daß sie unterhalb der zweiten Oberflächenbereiche die Hauptoberfläche des Substrats erreichen.An insulated gate field effect transistor is used to solve this problem of the type mentioned according to the invention characterized in that the surface of the island-shaped semiconductor layer in the area of the source and drain zone next to the first surface area lying second surface area that is at a smaller distance than the first surface area run parallel to the main surface of the substrate, as well as the first and second surface areas connecting side surfaces, and that the source and drain regions through the second surface regions and the side surface regions so are diffused in that they are the main surface of the substrate below the second surface areas reach.

Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die inselförmige Halbleiterschicht in den Bereichen, wo die Source- und Drain-Zonen eindiffundiert werden, eine geringere Dicke hat und die Source- und Drain-Zone daher das Substrat erreichen können, bevor durch seitliche Diffusion eine zu große Überlappung mit der Gate-Elektrode entstanden ist, während andererseits unterhalb der Gate-Elektrode eine ausreichend große Schichtdicke für die Ausbildung ausreichend guter t>5 Kristalleigenschaften zur Verfügung steht.This has the advantage that the island-shaped semiconductor layer has a smaller thickness in the areas where the source and drain zones are diffused and the source and drain zones can therefore reach the substrate before it becomes too large due to lateral diffusion Overlap with the gate electrode has arisen, while on the other hand a sufficiently large layer thickness is available below the gate electrode for the formation of sufficiently good t> 5 crystal properties.

Da die Halbleiterschicht im Hinblick auf ihre Kristalleigenschaften ei.;j Dicke von 200 nm oder mehr haben muß, sollte der Abstand i\ von der Hauptaberflüche des isolierenden Substrats zur Oberfläche der Kanalzone und der Oberfläche der ersten Teile der Source- und Drainzonen 200 nm oder größer sein. Ferner, wenn der Abstand zwischen der Hauptfläche des isolierenden Substrats und der Oberfläche der zweiten Teile von Source- und Drain-Zone durch fj dargestellt wird, sollte der effektive Bereich des Dickenverhältnisses 3>t\/ti>\,5 sein. Dieses Verhältnis ist von der Tatsache abgeleitet, daß mit Sicht auf den heutigen Stand der Lithographie für VLSI (very large scale integration) das Überlappen ungefähr 100 nm sein sollte, und daß, wenn die Dicke C2 zu klein ist, der Widerstand zur Kanalzone zu groß wird, während auf der anderen Seite, wenn die Dicke zu groß wird, der Effekt der Kapazitätsreduktion der Überlappung nicht wirksam wird.Since the semiconductor layer ei in terms of their crystal properties;. J thickness of 200 nm or must have more, the distance i \ of the main But hexes of the insulating substrate to the surface of the channel region and the surface should be the first parts of the source and drain regions 200 nm or to be taller. Further, when the distance between the main surface of the insulating substrate and the surface of the second parts of the source and drain regions is represented by fj, the effective range of the thickness ratio should be 3> t 1> 5 . This ratio is derived from the fact that with a view to the present state of lithography for VLSI (very large scale integration) the overlap should be about 100 nm, and that if the thickness C 2 is too small, the resistance to the channel zone increases becomes large, while on the other hand, if the thickness becomes too large, the effect of reducing the capacity of the overlap does not become effective.

Gemäß einer bevorzugten Auiführungsform der Erfindung haben die seitlichen Oberflächenbereiche einen geneigten Verlauf, und der durch das Eindiffundieren der Source- und Drain-Zone en' -,iandene pn-Übergang in der Halbleiterschicht verlauf: ppralle! zu diesen geneigten seitlichen Oberflächenbereichen.According to a preferred embodiment of the According to the invention, the lateral surface areas have an inclined course, and that due to the diffusion the source and drain zones en '-, iandene pn junction in the semiconductor layer: bounce! to this inclined lateral surface areas.

Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors der vorstehend genannten bevorzugten Ausführungsform vor, bei dem auf der Hauptfläche eines isolierenden Substrats eine Siliziumschicht in Inselform, darauf eine Gate-Isolierschicht, auf dieser eine Gate-Elektrodenschicht und über dieser eine Ätzmaskenschicht ausgebildet werden, die Ätzmaskenschicht, Gate-Elektrodenschicht und Gate-Isolierschicht selektiv zur Freilegung der Siliziumschicht weggeätzt werden, Störstellen in die freigelegte Siliziumschicht zur Ausbildung der Source- und Drain-Zone in solchem Maße eindiffundiert werden, daß sie die Hauptoberfläche des Substrats erreichen, und auf der Source- und Drain-Zone Source- und Drain-Elektroden aufgebracht werden. Ein solches Verfahren ist erfipdungrgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht derart ausgebildet wird, daß ihre Oberfläche in einer (lCO)-Ebene verläuft, und daß die freigelegte Siliziumschicht mit einem selektiven Ätzmittel, dessen Ätzgeschwindigkeit für {100(-Ebenen größer als für (i 11)-Ebenen ist, zur Ausbildung einer Mesaform der Siliziumschicht geätzt wird, so daß ein erster Oberflächenbereich in der {lOOf-Ebene unterhalb der Gate-Isolierschicht, zweite Oberflächenbereiche in der {lOOJ-Ebene, die beiderseits des ersten Oberflächenbereichs und mit geringerem Abstand als dieser von der Hauptoberfläche des isolierenden Substrats liegen, sowie Seitenflächenbereiche in der {11 If-Ebene, die den ersten Oberflächenbereich mit den zweiten Oberflächenbereichen verbinden, pebildet werden.The invention also provides a method for producing an insulated gate field effect transistor the preferred embodiment mentioned above, in which on the main surface of a The insulating substrate has a silicon layer in the form of an island, on it a gate insulating layer, on this a gate electrode layer and over this an etching mask layer are formed, the etching mask layer, Gate electrode layer and gate insulating layer selectively etched away to expose the silicon layer are, impurities in the exposed silicon layer to form the source and drain zone in such Diffused to the extent that they reach the main surface of the substrate, and on the source and Drain zone source and drain electrodes are applied. Such a method is according to the invention characterized in that the silicon layer is formed such that its surface in a (ICO) -plane runs, and that the exposed silicon layer with a selective etchant whose etching speed is greater for {100 (planes than for (i 11) planes) is, is etched to form a mesa shape of the silicon layer, so that a first surface area in the {lOOf level below the gate insulating layer, second surface areas in the {100J plane, on both sides of the first surface area and with closer than this from the main surface of the insulating substrate, as well as side surface areas in the {11 if plane, which is the first surface area connect to the second surface areas are formed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahr.-.e auf die Figuren näher erläutert.In the following, the invention is illustrated by means of exemplary embodiments with reference to the Figures explained in more detail.

F i g. 1 und 2 zeigen jeweils einen Querschnitt durch einen IG FET in SOS-Bauweise herkömmlicher Art;F i g. 1 and 2 each show a cross section through an IG FET in SOS construction of a conventional type;

F i g. 3A ist eine Draufsicht auf eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform;F i g. 3A is a top plan view of a first embodiment of the present invention;

F i g. 3B ist ein Querschnitt entlang der Linie P-B'von F i g. 3A in Richtung der Pfeile;F i g. Figure 3B is a cross section taken along line P-B 'of Figure 3 . 3A in the direction of the arrows;

Fig.4 bis 7 sind Querschnitte, die eine Folge von Herstellungsschritten eines IG FET entsprechend der ersten erfindungsgeir.äßen Ausführungsform zeigen;Figures 4 to 7 are cross-sections resulting from a sequence of Show manufacturing steps of an IG FET according to the first embodiment of the invention;

Fig. 8 bis 11 sind jeweils Querschnitte, die eine zweite bis fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform zeigen.Figs. 8 through 11 are each cross sections showing a second to show fifth embodiment of the invention.

F i g. 1 und 2 zeigen IG FET's in herkömmlicher Bauweise, bei denen eine Insel von einer Halbleiterschicht eines Leitungstyps auf einem isolierenden Substrat 16, 26 gebildet ist, wobei in dieser Insel eine Source-Zone 14, 24 und Drain-Zone 13, 23 jeweils des > anderen Leitungstyps durch ein selbstjustierendes Verfahren durch Benutzung einer Gate-Isolierschicht 12, 22 und einer Gate-Elektrode 11,21 aus polykristallinem Silizium als Maske ausgebildet sind. Eine Kanalzone 15,25 des einen Leitungstyps liegt zwischen in der Source-Zone und der Drain-Zone.F i g. 1 and 2 show IG FETs of conventional construction in which an island is formed by a semiconductor layer of one conduction type on an insulating substrate 16, 26, in which island a source zone 14, 24 and drain zone 13, 23 each of the> Another conduction type are formed by a self-aligning method by using a gate insulating layer 12, 22 and a gate electrode 11, 21 made of polycrystalline silicon as a mask. A channel zone 15, 25 of the one conductivity type lies between the source zone and the drain zone.

Im herkömmlichen Aufbau von Fig. 1 ist die Tiefe des pn-Übergangs flach gewählt, um die Kapazität der Überlappung /.wischen Gale-Elektrode 11 und Source- und Drain-Zonen 14 und 13 /u reduzieren. Aber wie aus ι; F i g. I zu sehen ist. gibt es eine Zone der einen Leitungsart unter den Zonen 13 und 14, und folglich wird die Kapazität des pn-Übergangs zwischen den Zonen 14 und 13 und der Zone der einen Leitungsart groß.In the conventional structure of FIG. 1, the depth of the pn junction is chosen to be shallow in order to reduce the capacitance of the overlap /. Between Gale electrode 11 and source and drain zones 14 and 13 / u. But as from ι; F i g. I can be seen. there is a zone of a conductivity among the zones 13 and 14, and thus the capacitance of the pn junction between the regions 14 and 13 and the zone of the one conductivity becomes large.

Auf der anderen Seite sind in der herkömmlichen _>n Bauweise von F i g. 2 die Zonen 23 und 24 so lief ausgeformt, daß sie das isolierende Substrat 26 erreichen, und so ist die Kapazität des pn-Übergangs zwischen den Zonen 24 und 23 und der Zone 25 stark reduziert im Vergleich zur herkömmlichen Art aus F ig. 1, aber im Gegensatz zur herkömmlichen Bauweise von F i g. 1 ist die Gate-Überlappung über Source bzw. Drain vergrößert.On the other hand, in the conventional _> n Construction of FIG. 2 the zones 23 and 24 were so shaped that they the insulating substrate 26 reach, and so the capacitance of the pn junction between zones 24 and 23 and zone 25 is strong reduced compared to the conventional type from Fig. 1, but in contrast to the conventional construction from F i g. 1, the gate overlap over the source and drain is increased.

Erste AusführungsfnrmFirst execution

c jn c jn

Die F i g. 3A und 3B zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform, in der eine Halbleiterschicht 30 eines Leitungstyps in Inselform auf der Hauptoberfläche eines isolierenden Substrats 36 ausgebildet ist. und in dieser Halbleiterschicht 30 eine Source-Zone 34 und eine Drain-Zone 33 jeweils des anderen Leitungstyps durch Benutzung einer Gate-Isolierschicht 32 als Maske ausgebildet sind. Λ ie aus diesen Figuren zu sehen ist, ist im Vergleich zur Höhe f. der ersten Teile 34' und 33' der Source- und Drain-Zone, die an der Kanalzone 35 liegen, die Dicke i2 der zweiten Teile 34" und 33" dieser Zonen, die mit den Verdrahtungsschichten 38 und 39 verbunden sind, dünner. Deshalb ist trotz der Tatsache, daß diese Zonen das isolierende Substrat erreichen, das Ausmaß der seitlichen Diffusion so klein, daß die Überlappung zwischen Source- und Drain-Zonen und der Gate-Elektrode 31 verringert ist und so auch die Kapazität reduziert ist. Zudem hat in dieser erfindungsgemä3en Ausführungsform, da der IG FET durch ein Herstellungsverfahren, wie später beschrieben, hergestellt ist, die Gate-Elektrode 31 ihre seitliche Länge /, wie in Fig. 3B zu sehen ist. eingeengt im Vergleich zur Isolierschicht 32, und so wird die Überlappungskapazität noch kleiner.The F i g. 3A and 3B show a first embodiment according to the invention in which a semiconductor layer 30 of a conduction type is formed in an island shape on the main surface of an insulating substrate 36. and in this semiconductor layer 30 has a source zone 34 and a drain zone 33 each of the other conductivity type are formed by using a gate insulating layer 32 as a mask. Λ as can be seen from these figures is compared to the height f. of the first parts 34 'and 33' of FIG Source and drain zone, which lie on the channel zone 35, the thickness i2 of the second parts 34 ″ and 33 ″ of these Zones connected to wiring layers 38 and 39 are thinner. Therefore, despite the fact that these zones reach the insulating substrate, the extent of the lateral diffusion is so small that the Overlap between the source and drain zones and the gate electrode 31 is reduced and so is the Capacity is reduced. In addition, in this embodiment of the invention, since the IG FET has a Manufacturing method, as described later, the gate electrode 31 is its lateral length /, as seen in Figure 3B. narrowed compared to Insulating layer 32, and so the overlap capacity becomes even smaller.

Im dargestellten IG FET ist die Länge /, der Gate-Isolierschicht 32 1,6 μπι und, da dip Gate-Elektrode im Herstellungsverfahren seitlich um 0.3 μΐη abgeätzt wird, ist die seitliche Länge / der Gate-Elektrode 31 1,0 μΐη. Da die Source- und Drain-Zonen durch die Seitendiffusion bei ihrer Herstellung 0,4 um unter die M) Isolierschicht eindiffundiert sind, beträgt die jeweilige Überlappung zwischen Source- bzw. Drain-Zone und der Gate-Elektrode 0,1 μΐη. Da die Dicke ti der Halbleiterschicht 30 0,6 μΐη beträgt ist die Überlappungslänge von 0,1 um ein recht kleiner Wert Die« Kapazitäi dieses !G FET war 0,003 Pikofarad im Falle einer Kanalbreite W von 4 um. Auf der anderen Seite war im Falle des IG-FET's von Fig. 2, wo die anderen Bedingungen einschließlich der Länge der Gate-Isolierschicht gleich gehalten waren, die Kapazität 0,006 Pikofarad. Auch im Falle des IG FET's von Fig. I, wo die Länge vom Ende der Gate-Elektrode zum Ende von Source- und Drain-Zone 5 μηι beträgt und die anderen Bedingungen gleich gehalten sind, war die Kapazität 0,008 bis 0,013 Pikofarad. Deshalb können von einem erfindungsgemäßen IG FET im Vergleich zu herkömmlichen IG FET's gute Hochfrequenzeigenschaften erwartet werden. Bei einem Ringoszillator aus IG FET's in herkömmlicher Bauweise 31 Stufen war eine Verzögerungszeil von 15.5 nsec zu beobachten, wahrend für einen gl< chartigen Ringoszillator, der unter Verwendung erfindungsgemäßer IG FET s hergestellt wurde, die Verzögerungszeit auf 8,7 nsec redu/.ieri war. Nun soll das Verfahren zur Herstellung der ICi FF.T's gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform an Hand der F i g. 4 bis 7 beschrieben werden.In the IG FET shown, the length / of the gate insulating layer 32 is 1.6 μm and, since the dip gate electrode is etched away by 0.3 μm laterally in the manufacturing process, the lateral length / of the gate electrode 31 is 1.0 μm. Since the source and drain zones are diffused 0.4 μm under the M) insulating layer due to the side diffusion during their manufacture, the respective overlap between the source or drain zone and the gate electrode is 0.1 μm. Since the thickness ti of the semiconductor layer 30 is 0.6 μm, the overlap length of 0.1 μm is quite a small value. The capacity of this! G FET was 0.003 picofarads in the case of a channel width W of 4 μm. On the other hand, in the case of the IG-FET of Fig. 2 where the other conditions including the length of the gate insulating layer were kept the same, the capacitance was 0.006 picofarads. Also in the case of the IG FET of FIG. I, where the length from the end of the gate electrode to the end of the source and drain zone is 5 μm and the other conditions are kept the same, the capacitance was 0.008 to 0.013 picofarads. Therefore, good high-frequency properties can be expected from an IG FET according to the invention in comparison with conventional IG FETs. A delay line of 15.5 nsec was observed for a ring oscillator made of IG FETs of conventional design with 31 stages, while the delay time was reduced to 8.7 nsec for a smooth ring oscillator made using IG FETs according to the invention . The method for producing the ICi FF.Ts according to the first embodiment according to the invention will now be described with reference to FIGS. 4 to 7 are described.

Das SOS-Substrat, das in der ersten Ausführungsform verwendet wird, ist ein Saphircinkristaiipiattchen 36 von ungefähr 400 μπι Dicke und weist eine 11 lOij-Ebciu.· auf, auf der ein Siliziumeinkristall von 0,6 μιτι Dicke mit einer jlOOf-Ebene als Hauptoberflächt; gezüchtet ist. der η-leitend ist und einen spezifischen Widerstand von 100 Qcm oder größer hat. Πργ Siliciumeinkristall ist durch einen herkömmlichen Prozeß selektiv geätzt und hat die Form einer Insel 30. Anschließend ist eine geeignete Verunreinigung, in der dargestel ten Ausführungsform Bor, in die inselförmige .Siliziumschicht 30 eingebracht, so daß die durchschnittliche Störstellenkonzentration ungefähr 3x10lb Atome/cm! betragt, ferner ist eine Siliz'.umoxidschicht 32 zur Benutzung als Gate-Isolierschicht auf der Siliziumschicht 30 durch thermische Oxidation mit einer Dicke von 50 nm erzeugt. Dann ist polykristallines Silizium über die ganze Oberfläche des Plättchens in einer Dicke von ungefähr 400 nm in einem CVD-Prozeß (chemical vapor deposition) aufgedampft, um eine polykristalline Siliziumschicht 31 zu bilden, die als Gate-Elektrode benutzt wird, deren Oberflächenteil bis zu einer Tiefe von ungefähr 10 nm oxidiert ist, um eine Sili/iumoxidschicht zu bilden (in F i g. 4 dargestellt als unterer Teil der nicht differenzierten Schicht 44). Eine Siliziumnitritschicht (in Fig.4 der Mittelteil der Schicht 44) ist auf der Siliziumoxidschicht in einem CVD-Prozeß bis zu einer Dicke von ungefähr 200 nm gezüciitet und ferner ist diese Siliziumnitritschicht thermisch oxidiert, um eine Siliziumoxidschicht (in F i g. 4 der obere Teil der Schicht 44) von ungefähr 30 nm Dicke auf der Oberfläche der Schicht 44 zu bilden. Diese zusammengesetzte Schicht 44 dient als Ätzmaske. Ein schematischer Querschnitt durch das auf diese Weise hergestellte Halbleiterplättchen ist in Fig.4 dargestellt. Als nächstes wird eine Strukturierung der polykristallinen Siliziumschicht 31 durch Benutzung des Photoresists 45 als Maske gemäß der herkömmlichen Lithographietechnik vorgenommen, d.h. die Schicht 44 und die polykristalline Siliziumschicht 3J werden nacheinander weggeätzt Die Struktur des polykristallinen Siliziums ist so angeordnet, daß sie parallel zur < 110> -Richtung der Einkristallsili ziumschicht 30 liegt In der dargestellten Ausführungsform war die Struktur innerhalb ±1° bezüglich der <110 > -Richtung ausgerichtet Nach diesen Prozeßschritten wird die weiter bloßliegende Siliziumoxidschicht 32 durch Ätzen entfernt Der Zustand des Pläitchens zu diesem Zeitpunkt ist ir, F i g. 5 dargestellt Dann wird eine anisotrope Ätzung des Siliziums durchgeführt In der dargestellten AusführungsformThe SOS substrate that is used in the first embodiment is a sapphire zinc crystal 36 of approximately 400 μm thickness and has a 11 lOij-Ebciu ; is bred. which is η-conductive and has a specific resistance of 100 Ωcm or greater. Πργ silicon single crystal is selectively etched by a conventional process and has the shape of an island 30. Subsequently, a suitable impurity, boron in the embodiment shown, is introduced into the island-shaped silicon layer 30 so that the average impurity concentration is approximately 3x10 lb atoms / cm ! Furthermore, a silicon oxide layer 32 for use as a gate insulating layer is produced on the silicon layer 30 by thermal oxidation with a thickness of 50 nm. Then polycrystalline silicon is evaporated over the entire surface of the chip to a thickness of about 400 nm in a CVD process (chemical vapor deposition) to form a polycrystalline silicon layer 31, which is used as a gate electrode, the surface part up to one Depth of about 10 nm is oxidized to form a silicon oxide layer (shown in Fig. 4 as the lower part of the undifferentiated layer 44). A silicon nitride layer (in FIG. 4 the middle part of layer 44) is grown on the silicon oxide layer in a CVD process to a thickness of approximately 200 nm, and this silicon nitride layer is further thermally oxidized to form a silicon oxide layer (in FIG upper part of layer 44) approximately 30 nm thick on the surface of layer 44. This composite layer 44 serves as an etching mask. A schematic cross section through the semiconductor wafer produced in this way is shown in FIG. Next, the polycrystalline silicon layer 31 is patterned by using the photoresist 45 as a mask in accordance with the conventional lithography technique, ie the layer 44 and the polycrystalline silicon layer 3J are etched away one after the other -Direction of the single crystal silicon layer 30 lies In the embodiment shown, the structure was aligned within ± 1 ° with respect to the <110> direction. After these process steps, the more exposed silicon oxide layer 32 is removed by etching. The state of the flaking at this point in time is ir, F i G. 5 then an anisotropic etching of the silicon is carried out in the embodiment shown

wurde auf 60°C±2°C erwärmtes Hvdrazinhydrat verwendet. Bei diesem Ätzmittel ist die Äi/seschwincligkeit für eine (lOO)-Ebene von Silizium ungefähr hundertmal so groß als für eine {1 11}-Ebene und beträgt etwa 1 um/min. Wenn Silizium ungefähr 20 Sekunden mit diesem Ätzmittel geätzt wird, wird die ausgesetzte Siliziumschicht ungefähr 300 ηm dick und die untere Oberfläche in der |100)-Ebene wird parallel zur Oberfläche des Saphirsubstrats. Zwischen dieser unteren Oberfläche und dem Teil, der durch die Gate- Isolierschicht 32 abgedeckt ist, tritt als Ergebnis des Ätzens eine .Seitenoberfhkhe in der (Ill)-Ebene auf. die bezüglich der (lOOl-Kbene um 5<Γ 44' geneigt ist, und so wird die Siliziumschicht zum Mesatyp. Während dieses Zeitraums ist die auch polykristalline Siliziumschicht 31 dem Ätzmittel ausgesetzt, aber in diesem Ätzprozeß zeigt sich keine Abhängigkeit von Kristallflächen und folglich wird die polykristalline Siliziumschicht 31 um etwa JOO nm von jeder Seite weggeätzt. Dieser Zustand des Plättchens ist in F i g. 6 dargestellt.was heated to 60 ° C ± 2 ° C Hvdrazine hydrate used. With this etchant, the etching speed is for a (100) plane of silicon approximately one hundred times as large as for a {1 11} plane and is about 1 µm / min. If silicon is etched with this etchant for about 20 seconds, the exposed Silicon layer about 300 ηm thick and the lower surface in the | 100) plane becomes parallel to the Surface of the sapphire substrate. Between this lower surface and the part that passes through the gate insulating layer 32 is covered, occurs as a result of the etching .Seitenoberfhkhe in the (III) plane. the with respect to the (100 plane is inclined by 5 <Γ 44 ', and so the silicon layer becomes the mesa type. During this period the silicon layer 31 is also polycrystalline exposed to the etchant, but in this etching process there is no dependence on crystal faces and consequently, the polycrystalline silicon layer 31 is etched away by about JOO nm from each side. This condition of the plate is shown in FIG. 6 shown.

Als nächstes wird die zusammengesetzte Schicht 44 auf der polykristallinen Siliziumschicht 31 durch Ätzen entfernt und dann wird als Verunreinigung zum Ausbilden von Source- und Drain-Zonen Phosphor in die Siliziunischichi 30 eingebracht mit Hilfe von Ionenimplantation bei niedriger Fnergic von etwa 20 keV und einer lonendichtc ■ · <y. ,.-.fähr 1 χ ΙΟ15 Atome/cm2. Während dieses Prozesses ist die Beschleunigungsspannung so gewählt, daß kein Phosphor in die Siliziumschieht 30. die durch die Gate-Isolierschicht 32 abgedeckt ist, eindringen kann. Die Störstellen werden auch in die polykristalline Siliziumschicht 31 eingebracht. Im folgenden wird die Probe einer Hitzebehandlung ausgesetzt, um eine Tiefendiffusion des Phosphors zu erreichen, so daß die durchdiffundierten Zonen die Hauptoberfläche des Substrats unter der unteren Oberfläche in der |100}-Ebene erreichen und von den Seitenoberflächen in der jlllJ-Ebene zu einem Teil unter den Kanten der Gate-Elektrode 31 verlaufen. In der dargestellten Ausführungsform wird eine Tiefendiffusion von etwa 0,4 μπι unter dem Einfluß einer Sauerstoffaimosphäre bei 1000°C für 30 Minuten erreicht. Als Ergebnis haben Source- und Drain-Zonen eine Störstellenkonzentration von 1 χ 1019 Atome/cm3, die Gate-Elektrode hat eine ähnliche Störstellenkonzentration und die Überlappungslänge zwischen Gate-Elektrode und Source- bzw. Drain-Zone wird 0,1 μίτι. Eine Querschnittsansitht der Probe zu diesem Zeitpunkt zeigt F i g. 7. Mit Hilfe der herkömmlichen Prozesse von Aufdampfen einer Siliziumoxidschicht 37 mit Hilfe von CVD, Ätzen von Kontaktlöchern, Aufdampfen einer leitenden Aluminiumschicht und Strukturierung werden eine Source-Verdrahtungsschicht 38, eine Drain-Verdrahtungsschicht 39 und eine Gate-Verdrahtungsschicht 40 mit Source-Zone 34, Drain-Zone 33 bzw. Gate-Elektrode 31 durch die Öffnungen 42,43 bzw. 41 verbunden. Danach ist der IG FET. wie er in den Fig.3A und 3B gezeigt ist, fertiggestelltNext, the composite layer 44 on the polycrystalline silicon layer 31 is removed by etching, and then phosphorus is introduced into the silicon layer 30 as an impurity to form source and drain regions with the aid of ion implantation at a low Fnergic of about 20 keV and an ion density · <Y. , .-. about 1 χ ΙΟ 15 atoms / cm 2 . During this process, the acceleration voltage is selected so that no phosphorus can penetrate into the silicon layer 30, which is covered by the gate insulating layer 32. The impurities are also introduced into the polycrystalline silicon layer 31. In the following, the sample is subjected to a heat treatment in order to achieve a deep diffusion of the phosphorus, so that the through-diffused zones reach the main surface of the substrate under the lower surface in the | 100} plane and partly from the side surfaces in the jlllJ plane extend under the edges of the gate electrode 31. In the embodiment shown, a depth diffusion of about 0.4 μm is achieved under the influence of an oxygen atmosphere at 1000 ° C. for 30 minutes. As a result, source and drain zones have an impurity concentration of 1 χ 10 19 atoms / cm 3 , the gate electrode has a similar impurity concentration and the overlap length between gate electrode and source or drain zone is 0.1 μίτι. A cross-sectional view of the sample at this point in time is shown in FIG. 7. A source wiring layer 38, a drain wiring layer 39 and a gate wiring layer 40 with a source zone 34 are formed with the aid of the conventional processes of vapor deposition of a silicon oxide layer 37 with the aid of CVD, etching of contact holes, vapor deposition of a conductive aluminum layer and structuring , Drain zone 33 and gate electrode 31 are connected through openings 42, 43 and 41, respectively. After that, the IG FET. as shown in FIGS. 3A and 3B, completed

Zweite AusführungsformSecond embodiment

In der zweiten Ausführungsform in Fig.8 ist auf einem isolierenden oder halbisolierenden GaAs-Substrat 86 mit eindotiertem Eisen von 150 μπι Dicke mit einem spezifischen Widerstand von IxIO4QCm oder höher eine n-Ieitende GaAs-Sc!:icht 85 ausgebildet mit Teiiur als Dotierung und einer Störsieilenkonzentration von 3 χ 10!5 Atome/cm3 und einer Dicke von 1 μπι, eine Galliumoxidschicht, hergestellt durch anodische Oxida-! Layer 85 is formed with Teiiur as: In the second embodiment in Fig.8 86 having doped therein iron of 150 μπι thickness having a resistivity of 4 ohm-cm or higher Ixio an n-GaAs Ieitende Sc is on an insulating or semi-insulating GaAs substrate Doping and an Störsieilenkonzentration of 3 χ 10 ! 5 atoms / cm 3 and a thickness of 1 μπι, a gallium oxide layer, produced by anodic oxide

tion, wird als Gate-Isolierschicht 82 benutzt, und ein Metall wie Molybdän, Platin usw. wird wegen seines geringen spezifischen Widerstandes als Gate-Elektrode 81 benutzt. Wie aus Fig.8 zu sehen ist, liegt die Höhe der Oberflächen der Teile der Source-Zone 84 und Drain-Zone 83, die die Verbindung zur Verdrahtungsschicht schaffen, tiefer als die Höhe der Halbleiterschicht, auf der die Gate-Isolationsschicht ausgebildet ist, und folglich können die Übergangskapazitäten reduziert werden. Außerdem können, trotz der Tatsache, daß Source- und Drain-Zone 84 und 83 bis zur Oberfläche des isolierenden Substrats 86 reichen, die Überlappungen zwischen den Zonen 83 und 84 und dem Gate 81 verringert werden und folglich ist eine Verringerung sowohl der Übergangskapazität von Source und Drain als auch der Kapazität durch Überlappung zwischen Gate und Source bzw. Gate und Drain erreicht, was in herkömmlicher Weise schwer zu erreichen war. Außerdem ragen in dieser Ausführungsform die Gate-Isolierschicht 82 und die Oate-fclektrode 81 über die Teile von Source- und Drain-Zone, die an der Kanalzone liegen, hinaus. In dieser Ausführungsform wird zum Ätzen der Halbleiterschicht ein isotropes Ätzen verwendet und bei der Dotierung der Source- und Drain-Zone thermische Diffusion.tion, is used as the gate insulating layer 82, and a metal such as molybdenum, platinum, etc. is used because of its low resistivity is used as gate electrode 81. As can be seen from Fig.8, the height is the surfaces of the parts of the source zone 84 and drain zone 83, which create the connection to the wiring layer, deeper than the height of the semiconductor layer, on which the gate insulating layer is formed, and consequently the junction capacitances be reduced. In addition, despite the fact that the source and drain regions 84 and 83 can up to Surface of the insulating substrate 86 reach the overlap between the zones 83 and 84 and the Gate 81 can be decreased and consequently there is a decrease in both the junction capacitance of Source and drain as well as the capacitance due to the overlap between gate and source or gate and Drain achieved what was difficult to achieve conventionally. Also protrude in this embodiment the gate insulating layer 82 and the gate electrode 81 beyond the parts of the source and drain zones which lie on the channel zone. In this embodiment isotropic etching is used to etch the semiconductor layer and the doping of the source and drain zone thermal diffusion.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Eine dritte Ausführungsform nach F i g. 9 benutzt die gleichen Materialien wie die zweite Ausführungsform. abgesehen davon, daß die Gate-Elektrode 91 aus polykristallinem Galliumarsenid gebildet ist. Wie aus Fig. 9 zu sehen ist, löst diese Ausführungsform die Schwierigkeiten des Standes der Technik in ähnlicher Weise wie die oben beschriebene erste und zweite Ausführungsform. Es soll bemerkt werden, daß in dieser Ausführungsform der Überstand des Gate-Teils, wie er in der zweiten Ausführunfislorm zu sehen war. nicht vorhanden ist und folglich i-ine weitere Reduktion der Koppelkapazität zwischen Gate und Source und zwischen Gate und Drain er eicht werden kann.A third embodiment according to FIG. 9 uses the same materials as the second embodiment. except that the gate electrode 91 is formed from polycrystalline gallium arsenide. How out 9, this embodiment similarly solves the difficulties of the prior art Manner like the first and second embodiments described above. It should be noted that in this Embodiment of the protrusion of the gate part, as it could be seen in the second embodiment. not is present and consequently i-ine further reduction of the Coupling capacitance between gate and source and between gate and drain it can be calibrated.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

In der vierten Ausführungsform von Fig. 10 ist die Gate-Elektrode 71 aus Wolfram und die Gate-Isolierschicht 72 aus Siliziumdioxid gebildet. Die Siliziumeinkristallschicht 75, in der Source- und Drain-Zonen 74 und 73 auf einem Saphireinkristallsubstrat mit einer j 1 ^(-Oberfläche ausgebildet sind, hat eine {100}-Ebene als Hauptoberfläche. Die geneigten Oberflächen der Zonen 73 und 74, die sich zum Ende der Gate-Isolierschicht erstrecken, sind {111(-Flächen, und das Gate 71 ist so angeordnet, daß seine Kanten parallel zur {110)-Richtung der Silizium-Schicht gerichtet sind. In dieser Ausführungsform wird das Ätzen der Halbleiterschicht mit Hilfe eines anisotropen Ätzprozesses bewirkt Wie aus Fig. 10 zu sehen ist, können auch in dieser Ausführungsform die Schwierigkeiten des Standes der Technik in ähnlicher Weise wie in den vorangegangenen Ausführungsformen gelöst werden. Zusätzlich hat diese Ausführungsform im Vergleich zur oben beschriebenen zweiten und dritten Ausführungsform den Vorteil, daß die Schwankungen in der Struktur klein sind, da die geneigten Seitenflächen der Zonen 73 und 74 durch die Kristallstruktur bestimmt sind.In the fourth embodiment of Fig. 10, the gate electrode 71 is made of tungsten and the gate insulating layer 72 formed from silicon dioxide. The silicon single crystal layer 75, in the source and drain regions 74 and 73 are formed on a sapphire single crystal substrate having a j 1 ^ (surface, has a {100} plane as the main interface. The inclined surfaces of the regions 73 and 74, which extend towards the end of the gate insulating layer are {111 (faces, and the gate 71 is arranged so that its edges are directed parallel to the {110) direction of the silicon layer. In In this embodiment, the semiconductor layer is etched with the aid of an anisotropic etching process As can be seen from FIG. 10, in this embodiment addresses the difficulties of the prior art in a manner similar to that in FIGS previous embodiments can be solved. In addition, compared to the above-described second and third embodiments have the advantage that the fluctuations in structure are small, since the inclined side surfaces of the zones 73 and 74 are determined by the crystal structure.

Fünfte AusführungsformFifth embodiment

In dieser Ausführungsform nach F i g. 11 hat die Source- bzw. Drain-Zone 64, die in einer Halbleiter-In this embodiment according to FIG. 11 has the Source or drain zone 64, which in a semiconductor

schicht 65 auf einem isolierenden Substrat 66 ausgebildet ist, eine sogenannte Nischenform, hergestellt durch Absenken der Oberfläche von der Gate-Elektrode 61 und Gate-Isolierschicht 62 benachbarten Stelle und wieder Ansteigen Ηργ Oberfl!·'·11? an einem Endteil zurlayer 65 is formed on an insulating substrate 66, a so-called niche shape, produced by lowering the surface of the gate electrode 61 and gate insulating layer 62 adjacent point and increasing again Ηργ surface! · '· 11 ? at one end part for

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gleichen Höhe wie die Kanalzone. Auch mit solch einer Anordnung der Source- und Drain-Zone können die gleichen Effekt«, und Vorteile wie in den vorhergehende!· \usfiihrungsformen erreicht werden.same height as the canal zone. Even with one of those Arrangement of the source and drain zones can have the same effects and advantages as in the previous ones! Embodiments can be achieved.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Isolierschicht-Feldeffekttransistor mit einer jnselförmigen Halbleiterschicht, die auf einer Hauptoberfläche eines isolierenden Substrats angeordnet ist und eine von diesem abgewandte Oberfläche aufweist, mit einer Source- und einer Drain-Zone, die unter Freilassung einer zwischen ihnen liegenden Kanalzone in die inselförmige Halbleiterschicht von deren Oberfläche aus so weit eindiffundiert sind, daß sie die Hauptoberfläche des Substrats erreichen, mit einer Source-Elektrode auf der Source-Zone, einer Drain-Elektrode auf der Drain-Zone und einer durch eine Isolierschicht isolierten Gate-Elektrode oberhalb der Kanalzone auf einem zur Hauptoberfläche des Substrats parallelen ersten Flächenbereich der Oberfläche der inselförmigen Halbleiterschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der inselförmigen Halbleiterschicht (30) im Bereich der Source- und Drain-Zone (34,33) neben dem ersten Oberflächenbereich liegende zweite Oberflächenbereiche, die in einem geringeren Abstand (t2) als der erste Oberflächenbereieh parallel zur Hauptoberfläche des Substrats (36) verlaufen, sowie die ersten und zweiten Oberflächenbereiche verbindende Seitenflächenbereiche aufweist, und daß die Source- und Drain-Zone (34, 33) durch die zweiten Oberflächenbereiche und die Seitenflächenbereiche so eindiffundiert sind, daß sie unterhalb der zweiten Oberflächenbereiche die Hauptober) iäche des Substrats (36) erreichen.1. Insulating-layer field effect transistor with an island-shaped semiconductor layer which is arranged on a main surface of an insulating substrate and has a surface facing away from it, with a source and a drain zone which, leaving a channel zone between them, enter the island-shaped semiconductor layer of whose surface are diffused in so far that they reach the main surface of the substrate, with a source electrode on the source zone, a drain electrode on the drain zone and a gate electrode isolated by an insulating layer above the channel zone on one to the main surface of the substrate parallel first surface area of the surface of the island-shaped semiconductor layer, characterized in that the surface of the island-shaped semiconductor layer (30) in the area of the source and drain zone (34,33) next to the first surface area lying second surface areas, which in a smaller distance (t 2 ) as the first surface region are parallel to the main surface of the substrate (36), and have side surface regions connecting the first and second surface regions, and that the source and drain regions (34, 33) are diffused through the second surface regions and the side surface regions in such a way that they reach the main surface of the substrate (36) below the second surface areas. 2. Isolierschicht-Bvldeffek .transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (t\) zwischen der Hauptoberflf .he des isolierenden Substrats (36) und dem ersten Oberflächenbereich der Halbleiterschicht 1,5- bis 3mal größer ist als der Abstand (tfi zwischen der Hauptfläche des isolierenden Substrats (36) und dem zweiten Oberflächenbereichen der Halbleiterschicht (30).2. Isolierschicht-Bvldeffek .transistor according to claim 1, characterized in that the distance (t \) between the main surface .he of the insulating substrate (36) and the first surface area of the semiconductor layer is 1.5 to 3 times greater than the distance ( tfi between the main surface of the insulating substrate (36) and the second surface areas of the semiconductor layer (30). 3. Isolierschicht-Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächenbereiche geneigt sind.3. insulating layer field effect transistor according to claim 1 or 2, characterized in that the Side surface areas are inclined. 4. Isolierschicht-Feldeffekttransistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Eindiffundieren der Source- und Drain-Zone (34,33) entstandenen pn-Übergänge in der inselförmigen Halbleiterschicht (30) im wesentlichen parallel mit den geneigten Seitenflächeribereichen verlaufen.4. insulating layer field effect transistor according to claim 3, characterized in that the through the Diffusion of the source and drain zone (34,33) resulting pn junctions in the island-shaped semiconductor layer (30) essentially parallel with the inclined side surface areas run. 5. Verfahren zur Herstellung eines Isolierschicht-Feldeffekttransistors nach Anspruch 3 oder 4, bei dem auf der Hauptfläche eines isolierenden Substrats eine Siliziumschicht in Inselform, darauf eine Gate-Isolierschicht, auf dieser eine Gate-Elektrodenschicht und über dieser eine Ätzmaskenschicht ausgebildet werden, die Ätzmaskenschicht, Gate-Elektrodenschicht und Gate-Isolierschicht selektiv zur Freilegung der Siliziumschicht weggeätzt werden, Störstellen in die freigelegte Siliziumschicht zur Ausbildung der Source- und Drain-Zone in solchem Maße eindiffundiert werden, daß sie die Haupteberfläche des Substrats erreichen, und auf der Source- und Drain-Zone Source- und Drain-Elektroden aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumschicht derart ausgebildet wird, daß ihre Oberfläche in einer (100}-Ebene verläuft, und daß die freigelegte Siliziumschicht mit einem selektiven Ätzmittel, dessen Ätzgeschwindigkeit für (lOO)-Ebenen größer als für (I H(-Ebenen ist, zur Ausbildung einer Mesaform der Siliziumschicht geätzt wird, so daß ein erster Oberflächenbereich in der (100}-Ebene unterhalb der Gate-Isolierschicht, zweite Oberflächenbereiche in der {lOOj-Ebene, die beiderseits des ersten Oberflächenbereichs und mit geringerem Abstand als dieser von der Hauptoberfläche des isolierenden Substrats liegen, sowie Seitenflächenbereiche in der (lll}-Ebene, die de-> ersten Oberflächenbereich mit den zweiten Oberflächenbereichen verbinden, gebildet werden.5. Method of manufacturing an insulated gate field effect transistor according to claim 3 or 4, wherein on the major surface of an insulating substrate a silicon layer in the form of an island, on top of it a gate insulating layer, on top of this a gate electrode layer and over this an etching mask layer, the etching mask layer, gate electrode layer are formed and gate insulating layer are selectively etched away to expose the silicon layer, Defects in the exposed silicon layer for the formation of the source and drain zones in such To the extent that they reach the main surface of the substrate, and on the source and drain zone source and drain electrodes are applied, characterized in that the silicon layer is formed in such a way that its surface runs in a (100} plane, and that the exposed silicon layer with a selective etchant, the etching speed for (100) planes is greater than for (I H (levels, for training a mesa shape of the silicon layer is etched, so that a first surface area in the (100} -plane below the gate insulating layer, second surface areas in the {100j plane, on both sides of the first surface area and at a smaller distance than this from the main surface of the insulating substrate are, as well as side surface areas in the (lll} -plane, the de-> connect the first surface area to the second surface areas, are formed.
DE2948120A 1978-11-29 1979-11-29 Insulating gate field effect transistor with an island-shaped semiconductor layer on an insulating substrate and method for producing such an insulating gate field effect transistor Expired DE2948120C2 (en)

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