NL8401928A - FIELD EFFECT TRANSISTOR CONSTRUCTED FROM THIN LAYERS. - Google Patents
FIELD EFFECT TRANSISTOR CONSTRUCTED FROM THIN LAYERS. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8401928A NL8401928A NL8401928A NL8401928A NL8401928A NL 8401928 A NL8401928 A NL 8401928A NL 8401928 A NL8401928 A NL 8401928A NL 8401928 A NL8401928 A NL 8401928A NL 8401928 A NL8401928 A NL 8401928A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- effect transistor
- region
- field effect
- thin layer
- transistor according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6728—Vertical TFTs
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B63/00—Resistance change memory devices, e.g. resistive RAM [ReRAM] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H10D48/366—Multistable devices; Devices having two or more distinct operating states
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
- H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
- H10D48/38—Devices controlled only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H10D48/381—Multistable devices; Devices having two or more distinct operating states
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/40—Crystalline structures
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
- H10D62/80—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
- H10D62/83—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
- H10D62/834—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge further characterised by the dopants
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D8/00—Diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D88/00—Three-dimensional [3D] integrated devices
-
- H10W20/491—
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Bipolar Transistors (AREA)
Description
. * * 4* -1- VG 3373. * * 4 * -1- VG 3373
Titel: Uit dunne lagen cpgebauwde veldeffecttransistarTitle: Thin-layered cpb-baked field effect transistar
De uitvinding' heeft betrekking ap een uit dunne lagen opgebouwde veldeffecttransistar omvattende een toevoergebied, een afvoergsbied en een poort gebied met daaraan bevestigde geleider.The invention relates to a thin-layered field-effect transistar comprising a supply region, a discharge region and a gate region with conductor attached thereto.
Volgens de uitvinding wordt een nieuw type dunne laag veld-5 effecttransistcr verschaft, gekenmerkt doordat het toevoergebied en het afvoergebied boven elkaar zijn opgestald en vertikaal gerangschikt ten opzichte van een substraat, doordat een gebied van afgezet halfgelsidsr-materiaal zich uitstrekt tussen en in aanraking met het toevoergebied en het afvoergsbied en doordat het poortgebied is opgestsld om een 10 electrisch veld aan het gebied van halfgeleidermateriaal tussen het toevoergebied en het afvoergebied aan te leggen, zodat daartussen elec-trische geleiding wordt veroorzaakt. De veldeffecttransistor volgens de uitvinding kan worden afgezet cp een substraat bestaande uit een isolator, een halfgeleidermateriaal, een geïsoleerd metaal of een 15 geïsoleerd halfgeleidermateriaal. Dankzij de mogelijkheid van ophouw op verschillende substraattypes en dankzij de kleine lek- en bedienings-strcom is het mcgelijk een aantal transistorsn volgens de uitvinding boven elkaar te vormen, dat wil zeggen te stapelen.According to the invention, a new type of thin layer field-5 effect transistor is provided, characterized in that the supply area and the discharge area are arranged one above the other and arranged vertically with respect to a substrate, in that an area of deposited semi-gel side material extends between and in contact with the supply region and the discharge region and because the gate region is enclosed to apply an electric field to the semiconductor material region between the supply region and the discharge region, so that electrical conduction is caused therebetween. The field effect transistor according to the invention can be deposited on a substrate consisting of an insulator, a semiconductor material, an insulated metal or an insulated semiconductor material. Thanks to the possibility of sculpting on different substrate types and thanks to the small leakage and operating current, it is possible to form a number of transistors according to the invention, that is to say stacking one above the other.
Sij een geschikte uitvoeringsvorm van de veldeffecttransistor 20 volgens de uitvinding bestaat tenminste een deel van de taegepaste halfgeleidermaterialen uit een amorfe legering, die fluor, silicium en waterstof bevat. Ter toelichting op deze uitvoeringsvorm kan nog het volgende worden opgsmerkt.In a suitable embodiment of the field effect transistor 20 according to the invention, at least a part of the suitable semiconductor materials consists of an amorphous alloy, which contains fluorine, silicon and hydrogen. The following can be noted by way of explanation of this embodiment.
8401928 -2- i* * % t8401928 -2- i * *% t
Silicium is de grondslag voor de enorme kristallijne half-geleiderindustrie, en is het materiaal, dat in nagenoeg alle thans geproduceerde commerciële geïntegreerde ketens wordt toegepast.Silicon is the foundation for the massive crystalline semiconductor industry, and is the material used in virtually all commercial integrated chains currently produced.
Toen de kristallijne halfgeleidertechnologie een commerciële 5 toestand bereikte, werd het de grondslag voor de tegenwoordige enorme industrie voor het vervaardigen van halfgeleiderorganen.When the crystalline semiconductor technology reached a commercial state, it became the foundation of today's huge semiconductor device manufacturing industry.
Dit was het gevolg van de mogelijkheid van de natuurgeleerde om in hoofdzaak foutvrij germanium en in het bijzonder siliciumkristallen te doen groeien, en deze dan te veranderen in bijkomende materialen 10 met gebieden daarin met een p- en n-geleidbaarheid. Oit werd tot stand gebracht door het in dergelijk kristallijn materiaal diffunderen van delen per miljoen van gevende Cn] of ontvangende (p) stimulatie-materialen, die als substitutionele verontreinigingen in de in hoofdzaak zuivere kristallijne materialen werden gebracht voor het ver-15 groten van hun elektrische geleidbaarheid en voor het regelen van het p of n geleidend zijn daarvan.This was due to the ability of the natural scientist to grow substantially error-free germanium, and in particular silicon crystals, and then change it into additional materials 10 having regions therein having a p and n conductivity. It was accomplished by diffusing parts per million of giving Cn] or receiving (p) stimulation materials into such crystalline material, which were introduced as substitute impurities into the substantially pure crystalline materials to enhance their electrical conductivity and for controlling the p or n conductivity thereof.
De halfgeleidervervaardigingswerkwijzen voor het maken van p-n-verbindingspuntkristallen omvat uiterst ingewikkelde, tijdrovende en kostbare handelingen, alsmede hoge bewerkingstemperaturen.The semiconductor manufacturing methods for making p-n junction crystals comprise extremely complicated, time consuming and expensive operations, as well as high processing temperatures.
2Q Dergelijke kristallijne materialen, gebruikt in transistoren en andere stroomregelorganen worden dus geproduceerd onder zeer nauwkeurig geregelde omstandigheden door het doen groeien van afzonderlijke enkelvoudige silicium- of germanium kristallen, en wanneer p-n-verbindingspunten nodig zijn door het stimuleren .van dergelijke en- 8401928 * i -3-2Q Such crystalline materials used in transistors and other current controllers are thus produced under very precisely controlled conditions by growing individual single silicon or germanium crystals, and when pn junctions are required by stimulating such and such. -3-
Kelvoudiga Kristallen met uiterst Kleine en Kritische hoeveelheden stimulatiemiddelen. Gergelijke kristalgroeiwerkwijzen produceren bezrekkelijk Kleins kristalschijven, waarop de gsintsgrserde Ketens worden gevormd.Kellijkiga Crystals with extremely Small and Critical amounts of stimulants. Similar crystal growth methods attractively produce Klein's crystal disks, on which the integrated chains are formed.
5 Bij de integratiatschnoloeie op de schaal van dergelijke schijven beperkt de kleine oppervlakte van de kristalschijf de totale afmeting van de geïntegreerde ketens, die daarop kan worden gevormd. Bij toepassingen dia grootschalige oppervlakten vereisen, zoals in de weergeeftechnologie, kunnen de kristalschijven niet 1'3 worden vervaardigd met de vereiste of gewenste grote oppervlakten.In the scale integration of such disks, the small area of the crystal disk limits the overall size of the integrated circuits that can be formed thereon. In applications that require large-scale areas, such as in display technology, the crystal disks cannot be manufactured with the required or desired large areas.
Ge organen worden althans gedeeltelijk gevormd door het diffunderen van p- of n-stimulatiemiddelen in de onderlaag. Verder wordt elk orgaan gevormd tussen isolatiekanalen, die worden gediffundeerd in de onderlaag. Ge pakdichtheid Chet aantal organen per eenheid 15 van oppervlakte van het schijfoppervlak] is op de siliciumschijven eveneens begrensd op grond van de lekstroom in elk orgaan en de energie nodig voor het bedienen van de organen, welke beide warmte opwekken, hetgeen ongewenst is. De siliciumschijven verspreiden warmte niet gemakkelijk. Gok beïnvloedt de lekstroom nadelig de 2C levensduur van de batterij of de energiecel bij draagbare toepas singen.Ge organs are formed at least in part by diffusing p or n stimulants into the substrate. Furthermore, each member is formed between insulating channels, which are diffused into the bottom layer. The packing density The number of members per unit 15 of the surface of the disc surface] is also limited on the silicon discs due to the leakage current in each member and the energy required to operate the members, both of which generate heat, which is undesirable. The silicon discs do not spread heat easily. Also, the leakage current adversely affects the 2C life of the battery or the energy cell in portable applications.
In een MDS-schakeling hangt de schakelsnelheid direct samen met de poortlengta, waarbij de kleinste lengte de hoogste snelheid heeft. Ce diffusiewerkwijzen, fotolithografie en andere kristallij-25 ne vervaardigingswerkwijzen beperken de kortheid waarop de poort- lengte kan worden uitgeveerd.In an MDS circuit, the switching speed is directly related to the gate length, with the shortest length having the highest speed. Diffusion methods, photolithography and other crystalline manufacturing methods limit the shortness at which the gate length can be executed.
Verder is de pakdichtheid uiterst belangrijk cmdat de cel-afmeting exponentieel samenhangt met de kosten van elk orgaan.Furthermore, the packing density is extremely important since the cell size is exponentially related to the cost of each organ.
Een vermindering in matrijsafmeting met b.v. een factor 2 heeft 3G een vermindering van de kosten tot gevolg in de orde van een fac tor δ.A reduction in die size with e.g. a factor of 2, 3G results in a cost reduction on the order of a factor δ.
Samenvattend vereisen kristalsiliciumtransistor- en geïntegreerde ketenparameters, die niet naar wens veranderlijk zijn, grote hoeveelheden materiaal, hoge bewerkingstemperaturen, waarbij 35 zij alleen kunnen worden geproduceerd op schijven met een betrekke- 8401928 -4- lijK Kleine oppervlakte en in produktie kostbaar en tijdrovend zijn. Organen op grond van amorf silicium kunnen deze nadelen van kristalsilicium opheffen. Amorf silicium kan sneller, gemakkelijker, bij lagere temperaturen en in grotere oppervlakten dan kristalsili-5 cium worden gemaakt.In summary, crystal silicon transistor and integrated circuit parameters, which are not changeable as desired, require large amounts of material, high processing temperatures, and can only be produced on discs with a relatively small surface area and are expensive and time-consuming in production. Organs based on amorphous silicon can overcome these drawbacks of crystal silicon. Amorphous silicon can be made faster, more easily, at lower temperatures and in larger areas than crystal silicon.
Dienovereenkomstig is aanzienlijke inspanning getroost voor het ontwikkelen van werkwijzen voor het gemakkelijk afzetten van amorfe halfgeleiderlegeringen of -foelies, die elk betrekkelijk grote oppervlakten kunnen omvatten, indien gewenst, slechts be-10 grensd door de afmeting van de afzetuitrusting, en dis kunnen wor den gestimuleerd voor het vormen van p- en n-materialen voor het vormen van p-n-verbindingspunttransistoren en -organen, die voor wat betreft de kosten en/of de werking beter zijn dan die, geproduceerd door hun kristallijne tegenhangers. Gedurende vele jaren was 15 dit werk in hoofdzaak niet produktief. Foelies van amorf silicium of germanium (groep IV] worden gewoonlijk viervoudig gecoördineerd en bleken microholten te hebben, evenals slingerende bindingen en andere fouten, die een hoge dichtheid produceren van gelokaliseerde toestanden in de energiespleet daarvan. De aanwezigheid van een 20 hoge dichtheid van gelokaliseerde toestanden in de energiespleet van halfgeleiderfoeldes van amorf silicium hadden tot gevolg, dat dergelijke foelies niet met goed gevolg konden worden gestimuleerd of anderszins gewijzigd voor het dicht naar de geleidings- of valen-tiebanden verschuiven van het ferminiveau, waardoor zij ongeschikt 25 waren voor het maken van p-n-verbindingspunten voor transistoren en andere stroomregelorgaantoepassingen.Accordingly, considerable effort has been put into developing methods for easily depositing amorphous semiconductor alloys or foils, each of which may comprise relatively large areas, if desired, limited only by the size of the deposition equipment, and which may be stimulated. for forming p and n materials to form pn junction transistors and members that are better in cost and / or performance than those produced by their crystalline counterparts. For many years this work was essentially unproductive. Films of amorphous silicon or germanium (Group IV] are usually quadruple coordinated and have been found to have micro-cavities, as well as meandering bonds and other errors, which produce a high density of localized states in their energy gap. The presence of a high density of localized states. in the energy gap of semiconductor foils of amorphous silicon, such films could not be successfully stimulated or otherwise modified to shift the fermin level close to the conduction or valence bands, making them unsuitable for making pn junctions for transistors and other current control applications.
In een poging de voornoemde moeilijkheden met betrekking tot amorf silicium en germanium tot een minimum te beperken, hebben W.E.Spear en P.G.Le Comber van het "Carnegie Laboratory of Physics, 30 University of Dundee”, in Dundee, Schotland, onderzoek gedaan naar "Substitutional Doping of Amorphous Silicon”, waarvan verslag is gedaan in een verhandeling, gepubliceerd in "Solid State Communications", Vol.17, blz.1193 - 1196, 1975, met het oog op het verminderen van de gelokaliseerde toestanden in de energiespleet in amorf 35 silicium of germanium teneinde deze dichter intrinsiek kristallijn 8401928 ' s i -5- silicium af germanium ts doen benaderen, en het substitutioneel stimuleren van de amorfs materialen met passende gebruikelijks stimulatiemiddelen, zeals Dij het stimuleren van kristallijne materialen, teneinde ze extrinsiek te maken en van een p- of n-gelsidbaar-5 heid.In an effort to minimize the aforementioned difficulties related to amorphous silicon and germanium, WESpear and PGLe Comber of the "Carnegie Laboratory of Physics, 30 University of Dundee", in Dundee, Scotland, conducted research on "Substitutional Doping of Amorphous Silicon ”, reported in a paper published in" Solid State Communications ", Vol. 17, pp. 1193 - 1196, 1975, with a view to reducing the localized states in the energy gap in amorphous 35 silicon or germanium so as to approximate it more intrinsically crystalline 8401928 'si -5- silicon af germanium ts, and substitutionally stimulate the amorphous materials with appropriate conventional stimulants, such as Dij, to stimulate crystalline materials to make them extrinsic and p or n gel sideability.
De vermindering van de gelokaliseerde toestanden werd tot stand gebracht door een glimcntladingsafzetting van amorfe silicium-fcelies, waarbij een gasvermig silaan (SiH4) door een reactiebuis werd geleid, waarin het gas werd ontleed door een door een hoogfre-13 quant glimontlading en afgezet op een onderlaag bij een onderlaag- temperatuur van ongeveer 500 - 600°K. C227 - 327°C3. Het zodoende op de onderlaag afgezstte materiaal was een intrinsiek amorf materiaal, bestaande uit silicium en waterstof. Voor het produceren van amorf materiaal werd een gas van fosforwaterstof (PH„3 voor 15 een n-geleidbaarheid cf een gas van diboraan [02^ 3 voor een p-ge- leidbaarheid, vooraf gemengd met het silaangas en geleid door de glimontladingsreactiebuis onder dezelfde bedrijfsomstandigheden.The reduction in localized states was accomplished by a glow discharge deposition of amorphous silicon fibers through which a gas-ignited silane (SiH4) was passed through a reaction tube, in which the gas was decomposed by a high-fre-13 quant glow discharge and deposited on a substrate at an substrate temperature of about 500-600 ° K. C227 - 327 ° C3. The material thus deposited on the substrate was an intrinsically amorphous material consisting of silicon and hydrogen. To produce amorphous material, a gas of hydrogen phosphorus (PH 3 for an n-conductivity or a gas of diborane [02 ^ 3 for a p-conductivity, was pre-mixed with the silane gas and passed through the glow discharge reaction tube under the same operating conditions.
De concentratie in gasvorm van de gebruikte stimulatiemiddelen was ”6 “2 * tussen ongeveer 5 x 10 en 10 delen per volume. Hst zodoende 20 afgszette materiaal bevatte, naar werd verondersteld, substitutio neel fosfor- of boriumstimulatiemiddel en bleek excentriek te zijn en van de n- cf p-gslsidbaarheid.The gaseous concentration of the stimulants used was ”6” 2 * between about 5 x 10 and 10 parts by volume. Thus, the deposited material contained allegedly substituent phosphorus or boron stimulant and was found to be eccentric and of the n-cf p-gel eligibility.
Hoewel het deze onderzoekers niet bekend was, is het thans bekend geworden door het werk van anderen, dat de waterstof in het 25 silaan zich op een optimale temperatuur verenigt met vele van de slingerende binding van het silicium gedurende het met glimlading afzetten voor het in aanzienlijke mate verminderen van de dichtheid van de gelokaliseerde toestanden in de snergiespleet met het oog op het dichter bij dis van hst overeenkomstige kristallijne materiaal 30 doen zijn van de elektronische eigenschappen van het amorfe materi aal.Although not known to these investigators, it has now become known through the work of others that the hydrogen in the silane combines at an optimum temperature with many of the wobbling bond of the silicon during the glow deposition to provide substantial reduce the density of the localized states in the cutting gap in order to make the electronic properties of the amorphous material more similar to the crystalline material.
D.I.Jones, W.E.Spear, P.G.LeComber, S.Li en R.Martins werkten eveneens aan het bereiden van een Ge : H uit GeH^ onder toepassing van soortgelijke afzettechnieken. Het verkregen materiaal gaf 35 blijk van een hoge dichtheid van gelokaliseerde toestanden in de 8401928 * » -6- energiespleet daarvan. Hoewel het materiaal kon worden gestimuleerd was de doeltreffendheid daarvan in aanzienlijke mate verminderd ten opzichte van die, verkrijgbaar met een Si : H. In dit werk, waarvan verslag werd gedaan in ’’Philosophical Magazine 3." 5 Vol.39, blz. 147 (19793, komen de schrijvers tot de conclusie, dat op grond van de grote dichtheid van spleettoestanden, het verkregen materiaal ”...."een minder aantrekkelijk materiaal is dan a-Si voor stimulatieonderzaekingen en mogelijke toepassingen.”D.I. Jones, W.E. Spear, P.G. LeComber, S.Li, and R. Martins also worked on preparing a Ge: H from GeH, using similar deposition techniques. The resulting material showed a high density of localized states in its 8401928 * 6 energy gap. Although the material could be stimulated, its effectiveness was significantly reduced from that available with an Si: H. In this work, reported in '' Philosophical Magazine 3. "5 Vol. 39, p. 147 (19793, the authors conclude that due to the high density of slit states, the material obtained "..." is a less attractive material than a-Si for stimulation studies and potential applications. "
Het opnemen van waterstof in de voorgaande silaanwerkwijze 10 t heeft niet alleen beperkingen op grond van de vaste verhouding van waterstof tot silicium in silaan, maar verschillende Si : H bindings-gedaanten brengen, hetgeen zeer belangrijk is, nieuwe antibindings-toestanden mee, die nadelige gevolgen kunnen hebben in deze materialen. Derhalve zijn er grondbeperkingen aan het verminderen van de 15 dichtheid van gelokaliseerde toestanden in deze materialen, welke toestanden in het bijzonder schadelijk zijn voor wat betreft het doeltreffend p-, alsmede n-stimuleren. De verkregen dichtheid van toestanden van de uit silaan afgezette materialen voert tot een smalle afvoerbreedte, hetgeen op zijn beurt de doeltreffendheid 20 begrenst van organen, waarvan de werking afhankelijk is van de loop van vrije dragers. De werkwijze voor het maken van deze materialen door het gebruik van alleen silicium en waterstof heeft tevens een grote dichtheid tot gevolg van oppervlaktetoestanden, die alle voorgaande parameters beïnvloeden.The inclusion of hydrogen in the previous silane process 10 t not only has limitations due to the fixed hydrogen to silicon ratio in silane, but different Si: H bonding shapes, which is very important, entail new anti-bonding states, which adversely affect can have consequences in these materials. Therefore, there are basic limitations to reducing the density of localized states in these materials, which states are particularly harmful in terms of effective p-, as well as n-stimulating. The resulting density of states of the silane deposited materials leads to a narrow discharge width, which in turn limits the effectiveness of members whose operation depends on the flow of free carriers. The method of making these materials using only silicon and hydrogen also results in a high density due to surface conditions affecting all of the previous parameters.
25 Nadat de ontwikkeling van het met glimontlading afzetten van silicium uit silaangas was uitgevoerd, werd onderzoek gedaan met het door kathodeverstuiven afzetten van amorfe siliciumfoelies in de atmosfeer van het mengsel van argon (nodig voor het door kathodeverstuiven afzetten 3 en moleculair waterstof teneinde de gevolgen 30 te bepalen van dergelijk moleculair waterstof op de eigenschappen van de afgezette amorfe siliciumfoelie. Dit onderzoek gaf aan, dat de waterstof werkte als een vereffeningsmiddel, dat zich zodanig band, dat de gelokaliseerde toestanden in de energiespleet werden verminderd. De mate echter, waarin de gelokaliseerde toestanden 35 in de energiespleet werden verminderd bij het door kathodeverstui- 8401928 » -7- ven sfzatten, was vsel minder dan bereikt door de hiervoor beschreven afzetting uit siiaan. De hiervoor beschreven p- en n-stimula-tiematerialen werden in de kathcdeverstuivingswerkwijzs eveneens taegepast voor het produceren van p- en n-gestimuleerde materialen.After the development of the glow discharge deposition of silicon from silane gas, research was conducted on sputter deposition of amorphous silicon foils in the atmosphere of the argon mixture (necessary for sputter deposition 3 and molecular hydrogen in order to avoid the consequences). to determine such molecular hydrogen on the properties of the deposited amorphous silicon foil. This study indicated that the hydrogen acted as an equalizing agent, bonding to such an extent that the localized states in the energy gap were reduced. states in the energy gap were reduced in cathode sputtering, fibrous was less than achieved by the aforementioned deposition of sianan. The p and n stimulation materials described above were also used in the cathode sputtering processes. to produce p and n stimulated extent rials.
5 Deze manerialen hadden een lagere stimulatiedoelmatigheid dan de materialen, geproduceerd in de glimontladingswerkwijze. Geen der werkwijzen produceerde doeltreffend p-gestimuleerde materialen met voldoende hoge ontvangende elektrodeconcentraties voor het produceren van commerciële p-n-verbindingspuntorganen. De n-stimulatis-13 doelmatigheid lag beneden wenselijke en aanvaardbare commerciële niveaus, en de p-stimulatie was bijzonder ongewenst, omdat het het aantal gelokaliseerde toestanden in de bandspleet vergrootte.These materials had a lower stimulation efficiency than the materials produced in the glow discharge method. Neither method efficiently produced p-stimulated materials with sufficiently high receiving electrode concentrations to produce commercial p-n junction organs. The n-stimulatis-13 efficiency was below desirable and acceptable commercial levels, and the p-stimulation was particularly undesirable as it increased the number of localized states in the band gap.
Verschillende werkwijzen vcor het vervaardigen en construeren van transistcren en organen in de vorm van een dunne laag dunne lagen 15 zijn voorgesteld, waarbij de verschillende van de transis tor zijn gemaakt van verschillende materialen met verschillende ► elektrische eigenschappen. Dit dunne lagen bestaande transistcren zijn b.v. voorgesteld onder toepassing van nikkeloxydelagen siliciumlagsn, lagen van amorf silicium en lagen van amorf silicium 20 eci waterstof, gevormd uit siiaan, zoels hiervoor vermeld. Ook zijn verschillende geometrische gedaanten voorgesteld, zoals een vlakke ïïOS-constructie.Different methods for manufacturing and constructing transistors and members in the form of a thin layer of thin layers 15 have been proposed, the different ones of the transistor being made of different materials with different electrical properties. These thin layered transistors are e.g. proposed using nickel oxide layers of silicon layers, layers of amorphous silicon and layers of amorphous silicon 20 eci of hydrogen formed from Siian, as mentioned above. Various geometric shapes have also been proposed, such as a flat IOS construction.
Het bekende afzetten van amorf silicium, dat door waterstof uit het silaangas is veranderd, in een poging het meer te doen lij-25 ken op kristallijn silicium, en dat is gestimuleerd op de wijze van het stimuleren van kristallijn silicium, heeft eigenschappen, die in alle belangrijke opzichten minder zijn dan die van gestimuleerd kristallijn silicium. Zoals gerapporteerd door LeComber en Spear en anderen, zoals hiervoor vermeld, kan in de op siiaan stce- 30 lande transistororganen da lekstroom niet meer zijn dan 10 A, -6 blijkt de verzadigingsstroom ongeveer 5 x 10 A te zijn, blijkt de 4 schakelfrequentis van het orgaan ongeveer 10' Hz te zijn en is de stabiliteit slecht omdat het materiaal met de tijd in kwaliteit afneemt.The known deposition of amorphous silicon, which has been changed by hydrogen from the silane gas, in an attempt to make it more resemble crystalline silicon, and which has been stimulated in the manner of stimulating crystalline silicon, has properties which all important aspects are less than that of stimulated crystalline silicon. As reported by LeComber and Spear et al., As mentioned above, in the transistor members on the 60-second transistor members, the leakage current cannot be more than 10 A, -6 the saturation current appears to be about 5 x 10 A, the 4 switching frequency of the organ is about 10 'Hz and the stability is poor because the material deteriorates with time.
35 Voorgesteld is een zonnecel te maken, die in beginsel een 8401928 -8- lichtgevoelige gelijkrichter is, waarbij een amorfe legering wordt toegepast, die silicium en fluor bevat, zoals geopenbaard in de genoemde Amerikaanse octrooischriften 4.217.374 en 4.276.898.It has been proposed to make a solar cell which is in principle an 8401928 -8 photosensitive rectifier using an amorphous alloy containing silicon and fluorine, as disclosed in the aforementioned U.S. Pat. Nos. 4,217,374 and 4,276,898.
Overeenkomstig een geschikte uitvoering van de uitvinding wordt 5 een transistor met veldwerking, of gebouwd uit dunne lagen, verschaft, voorzien van een brongebied, een afvoergebied, een poortisolator en een als dunne laag afgezette amorfe legering, die althans silicium en fluor bevat en is gekoppeld met het brongebied, het afvoergebied en de poortisolator, en een poortelektrode in contact met de poort-10 isolator.In accordance with a suitable embodiment of the invention, a field-effect transistor, or built of thin layers, is provided, comprising a source region, a drain region, a gate insulator and a thin-layered amorphous alloy containing at least silicon and fluorine and coupled with the source region, the drain region and the gate insulator, and a gate electrode in contact with the gate-10 insulator.
De amorfe legering bevat bij voorkeur tevens waterstof, zoals een amorfe legering Si : F. : H , waarin a tussen 80 en 98 atoom-% & & a b c ligt, b tussen 1 en 10 atoom-% en c tussen 1 en 10 atoom-%.The amorphous alloy preferably also contains hydrogen, such as an amorphous alloy Si: F.: H, wherein a is between 80 and 98 atomic% & & abc, b is between 1 and 10 atomic% and c is between 1 and 10 atomic% %.
De dunne laag'veldeffecttransistor kan verschillende wenselijke 15 eigenschappen hebben in afhankelijkheid van de bepaalde gekozen dikte van de dunne lagen van het gekozen amorfe silicium/fluormateriaal, _g zoals b.v. een verzadigingsgelijkstroom van niet meer dan 10 A tot -4 aan of meer dan 10 A, een bovenste afsnijfrequentie van althans meer dan 10 MHz, een hoge verhouding van ongeveer 10^ van de weerstand in 20 uitgeschakelde toestand tot de weerstand in ingeschakelde toestand, -11 en een zeer lage lekstroom van ongeveer 10 A of minder. Verder neemt de legering met de tijd niet in kwaliteit af.The thin layer field effect transistor may have various desirable properties depending on the particular thickness selected of the thin layers of the selected amorphous silicon / fluorine material, such as e.g. a saturation DC current of not more than 10 A to -4 to or more than 10 A, an upper cutoff frequency of at least more than 10 MHz, a high ratio of about 10 ^ from the resistor in the off state to the resistor in the on state, - 11 and a very low leakage current of about 10 A or less. Furthermore, the alloy does not deteriorate over time.
8401928 .1 * -s- • De uitvinding wcrdt nader tcegelicht aan de hand van de tekening, waarin:8401928 .1 * -s- • The invention is further elucidated on the basis of the drawing, in which:
Fig. 1 een verticale doorsnede is van een uitvoeringsvorm voorzien van metalen bron- en afvoergebieden, soortgelijk aan een 5 vlakke ilOS-transistor;Fig. 1 is a vertical sectional view of an embodiment having metal source and drain regions, similar to a planar ilOS transistor;
Fig, 2 een ketenschema is van de in fig. 1 weergegeven transistor;Fig. 2 is a circuit diagram of the transistor shown in Fig. 1;
Fig. 3 een verticale doorsnede is van een tweede uitvoeringsvorm, voorzien van halfgslsiderbron- en afvoergebieden; 10 Fig. 4 een ketenschema is van de in fig.3 weergegeven transis tor;Fig. 3 is a vertical sectional view of a second embodiment having half slider source and drain regions; FIG. 4 is a circuit diagram of the transistor shown in FIG. 3;
Fig. 5 een verticale doorsnede is van een andere uitvoeringsvorm, voorzien van metalen bron- en afvoergebieden, soortgelijk aan een V-MCS-transistor; 15 Fig, S een ketenschema is van de in fig. 5 weergegeven transistor,·Fig. 5 is a vertical sectional view of another embodiment, having metal source and drain regions similar to a V-MCS transistor; Fig. S is a circuit diagram of the transistor shown in Fig. 5,
Fig. 7 een verticale doorsnede is van een aan de in fig. 5 weergegeven transistor soortgelijke uitvoeringsvorm, voorzien van halfgeleider bron- en afvoergebieden; 20 Fig. 3 een katenschema is van de in fig. 7 weergegeven transistor; enFig. 7 is a vertical sectional view of an embodiment similar to the transistor shown in FIG. 5, having semiconductor source and drain regions; FIG. 3 is a circuit diagram of the transistor shown in FIG. 7; and
Fig. 9 een verticale doorsnede is van een aan de in de fig.Fig. 9 is a vertical sectional view of one shown in FIG.
1-3 weergegeven transistoren soortgelijke transistor met echter een 8401928 -10- andere geometrische constructie.1-3 shown in transistors are similar transistors, however, with an 8401928-10- other geometric construction.
Thans gedetailleerder verwijzende naar de tekening., is in fig.1 een transistor 10 met veldwerking in de vorm van een dunne foelie afgebeeld. Zoals weergegeven is de transistor 10 gevormd 5 op een onderlaag 12 van isolatiemateriaal, dat kan bestaan uit een siliciummateriaal, een laag polymeermateriaal of een isolator bovenop een metaal. Op de onderlaag 12 is overeenkomstig de onderhavige leer een dunne legeringslaag 14 afgezet, die silicium en fluor bevat, en tevens waterstof kan bevatten, welke laag kan zijn gestimu-10 leerd voor het vormen van een IM- of P-legering. Boven op deze lege ringslaag 14 bevindt zich een laag of band 16 van isolatiemateriaal, zoals een veldoxyde, en op afstand daarvan bevindt zich een andere laag of band 18 van isolatiemateriaal, zoals een veldoxyde.Referring now in more detail to the drawing, FIG. 1 shows a field film transistor 10 in the form of a thin film. As shown, transistor 10 is formed on a bottom layer 12 of insulating material, which may consist of a silicon material, a layer of polymer material, or an insulator on top of a metal. According to the present teachings, a thin alloy layer 14 is deposited on the bottom layer 12, which contains silicon and fluorine, and which can also contain hydrogen, which layer can be stimulated to form an IM or P alloy. On top of this blank ring layer 14 is a layer or tape 16 of insulating material, such as a field oxide, and spaced therebetween is another layer or tape 18 of insulating material, such as a field oxide.
Een kanaal of opening 20 is biv, door gebruikelijke foto-15 lithografische technieken gevormd tussen de twee banden 16 en 18.A channel or aperture 20 is biv, formed between the two bands 16 and 18 by conventional photo-15 lithographic techniques.
Een bronmetaalgeleider 22 is afgezet over de band 16, waarbij een gedeelte daarvan in contact is met de legeringslaag 14 voor het vormen van een schrootweringcontact bij het tussenvlak tussen het bronmetaal 22 en de amorfe legeringslaag 14.A source metal conductor 22 is deposited over the belt 16, a portion of which is in contact with the alloy layer 14 to form a scrap resistance contact at the interface between the source metal 22 and the amorphous alloy layer 14.
20 Op een soortgelijke wijze is een geleider of laag 24 van af- voermetaal afgezet over de isolatieband 18, waarbij een gedeelte daarvan in contact is met de legeringslaag 14 op afstand van het bronmetaal 22. Het tussenvlak tussen het afvoermetaal 24 en de amorfe laag 14 verschaft nog een schrootweringcontact. Een poort-25 isolatorlaag 26 van isolatiemateriaal, zoals een poortoxyde of poortnitride 26 is afgezet over het bronmetaal 22 en het afvoermetaal 24 en is in contact met de amorfe legeringslaag 14 tussen het bron- en afvoermetaal. Op deze laag 26 van poortisolatiemateri-aal is een poortgeleider 28 afgezet, die kan zijn gemaakt van een 30 willekeurig passend metaal, zoals aluminium of molybdeen. Op de poortgeleider is een volgende laag 30 van isolatiemateriaal afgezet voor het passief maken van het orgaan, welk materiaal wordt aangeduid als een veldoxyde.In a similar manner, a drain metal conductor or layer 24 is deposited over the insulating tape 18, a portion of which is in contact with the alloy layer 14 spaced from the source metal 22. The interface between the drain metal 24 and the amorphous layer 14 provides another scrap metal contact. A gate-25 insulator layer 26 of insulating material, such as a gate oxide or gate nitride 26, is deposited over the source metal 22 and the drain metal 24 and contacts the amorphous alloy layer 14 between the source and drain metal. A gate conductor 28, which may be made of any suitable metal, such as aluminum or molybdenum, is deposited on this layer 26 of gate insulating material. A further layer 30 of insulating material is deposited on the gate conductor to render the member passive, which material is referred to as a field oxide.
□e isolatielagen 16 en 30 worden verbonden voorafgaande aan 35 de volgende aangrenzende transistor, waarbij de bron 22 wordt ver- 8401928 ’ 5 % -11- bonden met een uitwendige geleider. De isolatielaag IS vormt de isolator voer het volgende orgaan, soortgelijk aan de isolator 18 van de weergegeven transistor 10.The insulating layers 16 and 30 are connected prior to the next adjacent transistor, the source 22 being connected to an external conductor by 8401928 5% -11. The insulating layer IS forms the insulator for the next member, similar to the insulator 18 of the illustrated transistor 10.
De poortisolatorlaag 25 en de banden 15 en IS van isolatie-5 materiaal, aangeduid als zijnde een veldoxyde, kunnen zijn gemaakt van een metaaloxyde, siliciumdioxyde of een andere isolator, zoals siliciumnitride. Het bronmetaal 22 en afvoermetaal 24 kan zijn gevormd van een willekeurig passend geleidend metaal, zoals aluminium, molybdeen of een metaal met een hoge werkzaamheid, zoals goud, pal-10 ladium, platina af chroom. De poortisolator kan een nitride, sili- ciumdioxyde of siliciumnitride materiaal zijn.The gate insulator layer 25 and the tapes 15 and IS of insulating material, referred to as a field oxide, may be made of a metal oxide, silicon dioxide, or other insulator, such as silicon nitride. The source metal 22 and drain metal 24 may be formed of any suitable conductive metal, such as aluminum, molybdenum or a high activity metal, such as gold, pal-10 ladium, platinum or chromium. The gate insulator can be a nitride, silicon dioxide or silicon nitride material.
Overeenkomstig de onderhavige leer wordt een legering, die silicium en fluor bevat, en tevens waterstof kan bevatten, gebruikt voor het vormen van de amorfe legeringslaag 14. Deze legering ver- 15 schaft de hiervoor vermelde wenselijke eigenschappen, die voor vele verschillende ketens kunnen worden gebruikt. De legeringslaag 14 is bij voorkeur gemaakt van a-Si : F. : H , waarin a tussen 80 en abc 98 atoom-% ligt, b tussen 1 en 10 atoom-% en c tussen 1 en 10 atoem- %.According to the present teachings, an alloy containing silicon and fluorine, which may also contain hydrogen, is used to form the amorphous alloy layer 14. This alloy provides the aforementioned desirable properties, which can be used for many different chains . The alloy layer 14 is preferably made of a-Si: F.: H, wherein a is between 80 and abc 98 atom%, b between 1 and 10 atom% and c between 1 and 10 atom%.
20 De legering kan worden gestimuleerd met een stimulatiemiddel uit de groep V of de groep III van het Periodieke Stelsel in een hoeveelheid, die tussen 10 en 1000 dln per miljoen vormt Cdpml.The alloy can be stimulated with a stimulant from Group V or Group III of the Periodic System in an amount of between 10 and 1000 parts per million Cdpml.
Ce stimulatiematarialen en de mate van stimulatie kunnen verschillend zijn.CE stimulation materials and the degree of stimulation can be different.
25 De dikte van de legeringslaag 14 van amorf materiaal kan tus sen IQ en 500 nm liggen, waarbij een toegepaste dikte ongeveer 100 nm is. Het bronmetaal 22 en het afvoermetaal 24 kunnen eveneens dikten hebben die tussen 50 en 2000 nm liggen, waarbij een toegepaste dikte ongeveer 200 nm is. Hoewel volgens de beschrijving de paort-30 geleider 23 is gemaakt van metaal, kan deze zijn gemaakt, Indien ge wenst, van een gestimuleerd halfgeleidermatariaal.The thickness of the alloy layer 14 of amorphous material can be between 100 and 500 nm, the thickness used being about 100 nm. The source metal 22 and the drain metal 24 may also have thicknesses between 50 and 2000 nm, with an applied thickness being about 200 nm. Although, according to the description, the port-30 conductor 23 is made of metal, it can be made, if desired, of a stimulated semiconductor material.
Afhankelijk van de geometrie van de verschillende lagen en de dikten van de verschillende lagen, kan een transistor mefveld-werking op de hiervoor beschreven wijze worden geconstrueerd, waar-35 bij de lekstroom ongeveer 10 ^A is voor het zodoende verschaffen 8401928 4 w -12- van sen hoge weerstand in uitgeschakelde toestand en een verzadi- -4 gingsgelijkstroom van ongeveer 10 A.Depending on the geometry of the different layers and the thicknesses of the different layers, a transistor multi-field operation can be constructed in the manner described above, where the leakage current is about 10 ^ A to provide 8401928 4 w -12 - of a high resistance when switched off and a saturation DC current of about 10 A.
Bij het construeren van de in fig.1 weergegeven transistor 10 met veldwerking in de vorm van een dunne foelie, worden de mate-5 riaallagen, en in het bijzonder de legeringslaag 14 door verschil lende afzettechnieken afgezet, bij voorkeur door glimontlading.When constructing the thin film field-effect transistor 10 shown in FIG. 1, the material layers, and in particular the alloy layer 14, are deposited by various deposition techniques, preferably by glow discharge.
Een gebruikelijk poort CG3-, bron CS)- en afvoer CD)-ketenschema van de transistor 10 met veldwerking, is afgebeeld in fig.2.A typical gate CG3, source CS) and drain CD) circuit diagram of the field-effect transistor 10 is shown in Figure 2.
Thans verwijzende naar fig.3 is een vlak geconstrueerde 10 transistor 40 met veldwerking in de vorm van een dunne foelie afge beeld, die evenals de transistor 10 is gevormd op een geïsoleerde onderlaag 42. Bovenop het onderlaagmateriaal 42 is b.v. door glimontlading een legeringslaag 44 afgezet, die silicium en fluor bevat en bij voorkeur tevens waterstof, en van de N- of P-soort kan 15 zijn. Op deze legeringslaag 44 worden twee lagen isolatiemateriaal 48 en 48 afgezet, die zijn gemaakt van een veldoxyde en volgens fig.3 met een opening 50 daartussen. Boven de isolatielagen 46 en 48 zijn resp. een bronlegeringslaag 52 en een afvoerlegeringslaag 54 afgezet, die eveneens:silicium en fluor bevatten en bij voorkeur 20 ook waterstof. De bron 52 en de afvoerlegsring 54 zijn amorfe N- of P-legeringen. Een N-P- of P-N-verbindingspunt wordt dan gevormd bij het tussenvlak, waar de lagen 52 en 54 contact maken met de legeringslaag 44.Referring now to FIG. 3, a planar constructed thin film field transistor 40 is shown, which like transistor 10 is formed on an insulated bottom layer 42. On top of the bottom layer material 42, e.g. An alloy layer 44, which contains silicon and fluorine and preferably also hydrogen, is deposited by glow discharge and may be of the N or P type. Two layers of insulating material 48 and 48 are made on this alloy layer 44, which are made of a field oxide and according to Fig. 3 with an opening 50 between them. Above the insulating layers 46 and 48, resp. a source alloy layer 52 and a drain alloy layer 54, which also contain: silicon and fluorine and preferably also hydrogen. The source 52 and the drain ring 54 are amorphous N or P alloys. An N-P or P-N junction is then formed at the interface where layers 52 and 54 contact alloy layer 44.
Na het afzetten van de lagen 52 en 54 wordt een poortisola-25 torlaag 56, aangeduid als een poortoxyde 56, afgezet over het bron- gebied 52, het blootliggende gedeelte van de amorfe laag 44 en het afvoergebied 54. Dan wordt een poortgeleider 58 afgezet over de poortisolator 46, en wordt een passief makende isolatielaag 6G af-gezet bovenop de poortgeleider 58, welke laag bestaat uit een veld-30 oxyde.After depositing layers 52 and 54, a gate insulator layer 56, referred to as a gate oxide 56, is deposited over the source region 52, the exposed portion of the amorphous layer 44 and the drain region 54. Then, a gate conductor 58 is deposited over the gate insulator 46, and a passivating insulating layer 6G is deposited on top of the gate conductor 58, which layer consists of a field oxide.
Een gebruikelijk poort (G)-, bron (S)- en afvoer CD)-ketenschema van de transistor 40-is afgebeeld in fig.4.A typical gate (G), source (S) and drain CD) circuit diagram of transistor 40 is shown in Figure 4.
Het verschil tussen de transistor 40 en de transistor 10 is, dat de afvoer- en brongebieden of geleiders 52 en 54 van de transis-35 tor 40 zijn gemaakt van een halfgeleidermateriaal en bij voorkeur 8401928 -13- van een a~3i : F : H legering.The difference between transistor 40 and transistor 10 is that the drain and source regions or conductors 52 and 54 of transistor 40 are made of a semiconductor material and preferably 8401928 -13- of a ~ 3i: F: H alloy.
In fig.5 is een nieuwe V-MOS-constructis weergegeven, afgeteeld als een transistor 70 met veldwerking in de vorm van dunne foelies, vervaardigd overeenkomstig de onderhavige leer. Gp een on-5 derlaag 72 is eerst een laag of band afvoermetaal 74 afgezet, waar van een middengedeelte is weggesneden of weggeëtst. Bovenop het afvoermetaal 74 is een dunne laag af band van amorfe legering 76 af-gezet, waarin een middengedeelte is weggesneden of weggeëtst in lijn met het weggssneden gedeelte van de laag 74. Op soortgelijke wijze 10 is een laag bronmetaal 78 afgezet op de laag 76 en is een overeen komstig middengedeelte daarvan weggesneden. Ook kunnen alle lagen in één stap worden geëtst volgende op het afzetten van die lagen.Fig. 5 shows a new V-MOS construct depicted as a field film transistor 70 in the form of thin films manufactured in accordance with the present teaching. On a backsheet 72, a layer or band of drain metal 74 is first deposited where a center portion is cut or etched. On top of the drain metal 74, a thin layer of amorphous alloy tape 76 is deposited, in which a center portion is cut or etched in line with the cut portion of the layer 74. Similarly, a layer of source metal 78 is deposited on the layer 76 and a corresponding center portion thereof is cut away. Also, all layers can be etched in one step following the deposition of those layers.
Oan is een pocrtisolator 30, aangeduid als een poortoxyde, afgezet over het bronmetaal 73 en in de verkregen middenruimte 82 in de 15 vorm van een V-snede en op de schuine randen van de laaggedeelten 74, 76 en 73 en over de vrijgemaakte onderlaag 72. Vervolgens is een poortgeleider 84 afgezet op de poortisolator 82, en is een laag 86 van isolatiemateriaal, aangeduid als een veldoxyde, afge-zet over de poortmetaalgeleider 84 als een passief makende laag.Also, a part insulator 30, referred to as a gate oxide, is deposited over the source metal 73 and in the resulting center space 82 in the form of a V-cut and on the beveled edges of the layer portions 74, 76 and 73 and over the exposed underlayer 72. Next, a gate conductor 84 is deposited on the gate insulator 82, and a layer 86 of insulating material, referred to as a field oxide, is deposited over the gate metal conductor 84 as a passivating layer.
20 Deze bepaalde V-MQS-constructie met de open ruimte 80 heeft het voordeel, dat een zeer korte afstand L tot stand wordt gebracht tussen het bronmetaal 74 en het afvoermetaal 79 door de legerings-laag 76. De laagdikte of -afstand L heeft een hoge bedrijfsfrequen-tie tot gevolg en een hogsre verzadigingsstroom dan de transistor-25 gedaante van de fig.1 en 3. De lekstroom kan toenemen ten opzichte van de gedaante van de fig.1 en 3.This particular V-MQS construction with the open space 80 has the advantage that a very short distance L is established between the source metal 74 and the drain metal 79 through the alloy layer 76. The layer thickness or distance L has a resulting in a high operating frequency and a higher saturation current than the transistor-shape of FIGS. 1 and 3. The leakage current may increase with respect to the form of FIGS. 1 and 3.
Een gebruikelijk poort CG)-, bron CS 1 — en afvoer (0]-keten-schema van de transistor 70 is weergegeven in fig.5.A typical gate CG), source CS1, and drain (0) circuit diagram of transistor 70 is shown in Figure 5.
In fig.7 is nog een V-flQS-transistor 90 met veldwerking in 30 de vorm van een dunne foelie afgedeeld, gevormd op een onderlaag 92, waarbij de legeringslagen 94, 96 en 98 met silicium en fluor (N- of P-soort] zijn afgazet op de onderlaag 92. De betreffende lagen 94, 96 en 98 hebben een weggssneden of weggeëtst middengedeelte 1Q0. Vervolgens is een poortisolator 102, aangeduid als een poort-35 oxyde, afgezet over de rand van de laag 98 en in contact met de 8401928 * » -14- vrij.liggende randen van de lagen 94, 96 en 9S en ook het vrij liggende gedeelte van de onderlaag 92, zoals weergegeven. Een poortgele!-der 104 is afgezet over de isolatielaag 102 , waarbij tenslotte een laag 106 van isolatiemateriaal, zoals een veldoxyde, is afgezet 5 over de poortgeleider 104. De transistor 90 is werkzaam onder toe passing van de tegengesteld voorgespannen P-N-verbindingspunten, gevormd tussen de lagen 94 en 96 en tussen 96 en 93.In FIG. 7, another V-flQS transistor 90 having a thin film field action, divided on a bottom layer 92, the alloy layers 94, 96 and 98 with silicon and fluorine (N or P type) ] are coated on the bottom layer 92. The respective layers 94, 96 and 98 have a cut-away or etched center portion 100. Then, a gate insulator 102, referred to as a gate oxide, is deposited over the edge of the layer 98 and in contact with the exposed edges of the layers 94, 96 and 9S, as well as the exposed portion of the bottom layer 92, as shown, a gate conductor 104 is deposited over the insulating layer 102, finally forming a layer 106 of insulating material, such as a field oxide, is deposited over gate conductor 104. Transistor 90 operates using oppositely biased PN junctions formed between layers 94 and 96 and between 96 and 93.
De transistor 90 is soortgelijk aan de transistor 70, zoals weergegeven in fig.5, behalve dat het brongebied 93 en het afvoer-10 gebied 94 zijn gemaakt van een halfgeleiderlegering, zoals a-Si:F:H.Transistor 90 is similar to transistor 70, as shown in Figure 5, except that the source region 93 and drain 10 region 94 are made of a semiconductor alloy, such as α-Si: F: H.
De V-MOS-constructie van de transistoren 70 en 90 wordt met voordeel toegepast met een willekeurig afgezet halfgeleidermateriaal, zoals b.v. maar niet uitsluitend een siliciumlegering, die althans uit silaan afgezette waterstof bevat.The V-MOS construction of transistors 70 and 90 is advantageously used with any semiconductor deposited material, such as e.g. but not exclusively a silicon alloy containing at least silane-deposited hydrogen.
15 Een gebruikelijk ketenschema van de transistor 90 is afge- beeld in fig.8.A typical circuit diagram of transistor 90 is shown in Figure 8.
Thans verwijzende naar fig.9 is nog een transistor 110 met veldwerking afgebeeld, gemaakt overeenkomstig de onderhavige leer.Referring now to Figure 9, another field-effect transistor 110 is made in accordance with the present teaching.
De transistor 110 is gevormd op een metalen onderlaag 111, waarop 20 een dunne laag isolatiemateriaal 112 is afgezet, die de actieve componenten van de transistor 110 scheidt van de metalen onderlaag 111 en toch voldoende dun is, zodat de in de transistor 110 opgewekte warmte naar de metalen onderlaag kan vloeien, die daarvoor een warmteaccumulator vormt.The transistor 110 is formed on a metal substrate 111 on which a thin layer of insulating material 112 is deposited, which separates the active components of the transistor 110 from the metal substrate 111 and yet is sufficiently thin that the heat generated in the transistor 110 is the metal substrate can flow, which forms a heat accumulator for this.
25 De transistor 110 met veldwerking in de vorm van dunne foe lies is gevormd door het afzetten van een brongeleiderlaag 114, gemaakt van metaal of een N- of P-halfgeleiderlegering. Een afvoer-geleider 118 is afgezet op de isolatielaag 112 en is eveneens gemaakt van een metaal of een P-N-halfgeleiderlegering, Bovenop de 30 geleiders 114 en 116 is een intrinsieke of enigszins gestimuleerde legeringslaag 118 afgezet, zoals de reeds beschreven a-Si : F : H legering.The thin film field operation transistor 110 is formed by depositing a source conductor layer 114 made of metal or an N or P semiconductor alloy. A drain conductor 118 is deposited on the insulating layer 112 and is also made of a metal or a PN semiconductor alloy. On top of the conductors 114 and 116, an intrinsic or slightly stimulated alloy layer 118 is deposited, such as the a-Si: F already described. : H alloy.
Bovenop de legeringslaag 118 is een poortisolator 120 afgezet, die Kan bestaan uit een siliciumoxyde of een siliciumnitride.On top of the alloy layer 118 is deposited a gate insulator 120, which may consist of a silicon oxide or a silicon nitride.
35 Bovenop de poortisolator 120 is een poortgeleiderlaag 122 afgezet, 84 0 1 9 2 8 * » Λ -15- die Kan bestaan uit een metaal of halfgeleidermateriaal. Een passief makende laag 124 is afgezet over de poortgeleider 122.A gate conductor layer 122 is deposited on top of the gate insulator 120, which may consist of a metal or semiconductor material. A passivating layer 124 is deposited over the gate conductor 122.
De verschillende transistoren 10, 40, 70, 30 en 110 kunnen zijn gevormd in een matrix, zodat het brongebied of het afvoerge-5 bied zich uitstrekt als een Y-asgeleidsr over de afgezette onder laag 112. Dan is het afvoer- of het brongebied afgezet voor het vermen van een gescheiden afvoer- of brongebied, dat dan is verbonden met een X-asgeleider. Can is de poortelektrode zodanig afgezet, dat deze zich evenwijdig aan de Y-as uitstrekt voor het vormen van 10 een Y-aspocrtgeleider. Op deze wijze kunnen de transistoren 10, 50, 70, 30 en 110 met veldwerking worden toegepast in samenhang met PROM-organen voor het vormen van het isolatieorgaan in een geheugen-keten daarvoor, welke keten een geheugengebied en het isolatieorgaan omvat.The different transistors 10, 40, 70, 30 and 110 may be formed in a matrix, so that the source region or drain region extends as a Y axis conductor across the deposited under layer 112. Then, the drain or source region deposited to mix a separate drain or source area, which is then connected to an X axis guide. The gate electrode is set so that it extends parallel to the Y axis to form a Y axis conductor. In this manner, the transistors 10, 50, 70, 30, and 110 can be field-operated in conjunction with PROM members to form the isolator in a memory circuit therefor, which circuit includes a memory region and the isolator.
15 De onderhavige transistor met veldwerking in de vorm van dunne foelies en de verschillende uitvoeringsvormen daarvan, zoals beschreven, verschaffen een transistor, die zeer klein is en toch zeer goede werkeigenschappen heeft, zoals hiervoor vermeld. De bovensts isolatielaag van de transistoren, zoals 124 in fig.9, kan 20 worden gebruikt voor het vormen van de isolatielaag voor een andere daarop te vormen transistor voor het verschaffen van een gestapelde transistorgedaante, en derhalve verder de pakdichtheid van de organen vergroten. Dit is mogelijk, omdat de lagen zijn afgezet en als gevolg van de lage bedrijfs- en lekstroom van de organen.The present field film transistor in the form of thin films and the various embodiments thereof, as described, provide a transistor which is very small and yet has very good operating properties, as mentioned above. The top insulating layer of the transistors, such as 124 in Fig. 9, can be used to form the insulating layer for another transistor to be formed thereon to provide a stacked transistor shape, and thus further increase the packing density of the members. This is possible because the layers have been deposited and due to the low operating and leakage current of the organs.
25 Uit de voorgaande beschrijving is het duidelijk, dat een transistor met veldwerking in de vorm van dunne foelies, die een legsringslaag omvat van a-Si : F : H overeenkomstig de onderhavige leer, een aantal voerdelen heeft,It is clear from the foregoing description that a thin film field-effect transistor comprising a leg ring layer of a-Si: F: H according to the present teachings has a number of lead parts,
De vlakke constructies van de fig.1, 3 en 9 kunnen ook war-3Q den gevormd in omgekeerds volgorde ten opzichte van da weergegeven volgorde met de poort aan de onderkant. Ce schrootweringen kunnen ook een MIS (metalen isolator halfgeleider) contact zijn. De poortgeleider in een orgaan kan ook bestaan uit metaal, polysilicium of gestimuleerd halfgeleidermateriaal met een ander metalen of half-35 geleiderafvoermateriaal, in plaats van dat beide zijn gemaakt van hetzelfde metalen of halfgeleidermateriaal.The planar structures of FIGS. 1, 3, and 9 may also be warped in reverse order from that shown with the gate at the bottom. Ce scraps can also be a MIS (metal insulator semiconductor) contact. The gate conductor in an organ may also consist of metal, polysilicon or stimulated semiconductor material with a different metal or semiconductor drain material, instead of both being made of the same metal or semiconductor material.
84019288401928
Claims (14)
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10301179A | 1979-12-13 | 1979-12-13 | |
| US10301179 | 1979-12-13 | ||
| US20827880A | 1980-11-19 | 1980-11-19 | |
| US20827880 | 1980-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8401928A true NL8401928A (en) | 1984-10-01 |
Family
ID=26799985
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8006770A NL8006770A (en) | 1979-12-13 | 1980-12-12 | FIELD TRANSISTOR IN THE FORM OF A THIN FOIL. |
| NL8401928A NL8401928A (en) | 1979-12-13 | 1984-06-18 | FIELD EFFECT TRANSISTOR CONSTRUCTED FROM THIN LAYERS. |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8006770A NL8006770A (en) | 1979-12-13 | 1980-12-12 | FIELD TRANSISTOR IN THE FORM OF A THIN FOIL. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (2) | KR840001605B1 (en) |
| AU (2) | AU538008B2 (en) |
| BE (1) | BE886630A (en) |
| CA (3) | CA1153480A (en) |
| DE (2) | DE3051063C2 (en) |
| FR (1) | FR2474763B1 (en) |
| GB (2) | GB2067353B (en) |
| IE (1) | IE51076B1 (en) |
| IL (1) | IL61679A (en) |
| IT (1) | IT1193999B (en) |
| MX (1) | MX151189A (en) |
| NL (2) | NL8006770A (en) |
| SE (1) | SE8008738L (en) |
| SG (1) | SG72684G (en) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5698864A (en) * | 1982-04-13 | 1997-12-16 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a liquid crystal device having field effect transistors |
| FR2527385B1 (en) * | 1982-04-13 | 1987-05-22 | Suwa Seikosha Kk | THIN FILM TRANSISTOR AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL USING THIS TYPE OF TRANSISTOR |
| US6294796B1 (en) | 1982-04-13 | 2001-09-25 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistors and active matrices including same |
| US5736751A (en) * | 1982-04-13 | 1998-04-07 | Seiko Epson Corporation | Field effect transistor having thick source and drain regions |
| US5677547A (en) * | 1982-04-30 | 1997-10-14 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistor and display device including same |
| US5365079A (en) * | 1982-04-30 | 1994-11-15 | Seiko Epson Corporation | Thin film transistor and display device including same |
| US5650637A (en) * | 1982-04-30 | 1997-07-22 | Seiko Epson Corporation | Active matrix assembly |
| US4633284A (en) * | 1983-11-08 | 1986-12-30 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film transistor having an annealed gate oxide and method of making same |
| US4543320A (en) * | 1983-11-08 | 1985-09-24 | Energy Conversion Devices, Inc. | Method of making a high performance, small area thin film transistor |
| US4547789A (en) * | 1983-11-08 | 1985-10-15 | Energy Conversion Devices, Inc. | High current thin film transistor |
| US4620208A (en) * | 1983-11-08 | 1986-10-28 | Energy Conversion Devices, Inc. | High performance, small area thin film transistor |
| US4752814A (en) * | 1984-03-12 | 1988-06-21 | Xerox Corporation | High voltage thin film transistor |
| US4769338A (en) * | 1984-05-14 | 1988-09-06 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film field effect transistor and method of making same |
| US4670763A (en) * | 1984-05-14 | 1987-06-02 | Energy Conversion Devices, Inc. | Thin film field effect transistor |
| US4668968A (en) * | 1984-05-14 | 1987-05-26 | Energy Conversion Devices, Inc. | Integrated circuit compatible thin film field effect transistor and method of making same |
| US4673957A (en) * | 1984-05-14 | 1987-06-16 | Energy Conversion Devices, Inc. | Integrated circuit compatible thin film field effect transistor and method of making same |
| KR100741798B1 (en) * | 2004-12-30 | 2007-07-25 | 엘지전자 주식회사 | Dryer integrated washing machine |
| CN112420821B (en) * | 2020-10-29 | 2021-11-19 | 北京元芯碳基集成电路研究院 | Y-shaped gate structure based on carbon-based material and preparation method thereof |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3384792A (en) * | 1965-06-01 | 1968-05-21 | Electro Optical Systems Inc | Stacked electrode field effect triode |
| US4115799A (en) * | 1977-01-26 | 1978-09-19 | Westinghouse Electric Corp. | Thin film copper transition between aluminum and indium copper films |
| US4217374A (en) * | 1978-03-08 | 1980-08-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Amorphous semiconductors equivalent to crystalline semiconductors |
| DE2820331C3 (en) * | 1978-05-10 | 1982-03-18 | Lüder, Ernst, Prof. Dr.-Ing., 7000 Stuttgart | Thin film field effect transistor and process for its manufacture |
| GB2052853A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-28 | Ibm | Vertical fet on an insulating substrate |
-
1980
- 1980-12-09 DE DE3051063A patent/DE3051063C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1980-12-09 IL IL61679A patent/IL61679A/en unknown
- 1980-12-09 DE DE3046358A patent/DE3046358C2/en not_active Expired
- 1980-12-10 GB GB8039608A patent/GB2067353B/en not_active Expired
- 1980-12-11 MX MX185169A patent/MX151189A/en unknown
- 1980-12-12 BE BE0/203147A patent/BE886630A/en not_active IP Right Cessation
- 1980-12-12 IE IE2615/80A patent/IE51076B1/en unknown
- 1980-12-12 SE SE8008738A patent/SE8008738L/en unknown
- 1980-12-12 NL NL8006770A patent/NL8006770A/en not_active Application Discontinuation
- 1980-12-12 IT IT26642/80A patent/IT1193999B/en active
- 1980-12-12 KR KR1019800004728A patent/KR840001605B1/en not_active Expired
- 1980-12-12 CA CA000366712A patent/CA1153480A/en not_active Expired
- 1980-12-12 FR FR8026402A patent/FR2474763B1/en not_active Expired
- 1980-12-12 AU AU65313/80A patent/AU538008B2/en not_active Ceased
-
1983
- 1983-05-20 CA CA000428672A patent/CA1163377A/en not_active Expired
- 1983-10-06 GB GB08326775A patent/GB2131605B/en not_active Expired
-
1984
- 1984-05-21 AU AU28451/84A patent/AU554058B2/en not_active Ceased
- 1984-06-18 NL NL8401928A patent/NL8401928A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-07-14 KR KR1019840004146A patent/KR850000902B1/en not_active Expired
- 1984-08-01 CA CA000460196A patent/CA1188008A/en not_active Expired
- 1984-10-17 SG SG726/84A patent/SG72684G/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1163377A (en) | 1984-03-06 |
| SG72684G (en) | 1985-03-29 |
| KR830004680A (en) | 1983-07-16 |
| MX151189A (en) | 1984-10-09 |
| GB8326775D0 (en) | 1983-11-09 |
| GB2131605A (en) | 1984-06-20 |
| GB2067353B (en) | 1984-07-04 |
| CA1188008A (en) | 1985-05-28 |
| IL61679A0 (en) | 1981-01-30 |
| IE802615L (en) | 1981-06-13 |
| CA1153480A (en) | 1983-09-06 |
| AU6531380A (en) | 1981-06-18 |
| DE3046358A1 (en) | 1981-09-17 |
| SE8008738L (en) | 1981-06-14 |
| DE3051063C2 (en) | 1991-04-11 |
| IL61679A (en) | 1984-11-30 |
| DE3046358C2 (en) | 1987-02-26 |
| FR2474763A1 (en) | 1981-07-31 |
| AU554058B2 (en) | 1986-08-07 |
| GB2067353A (en) | 1981-07-22 |
| BE886630A (en) | 1981-04-01 |
| FR2474763B1 (en) | 1987-03-20 |
| KR840001605B1 (en) | 1984-10-11 |
| IT1193999B (en) | 1988-08-31 |
| NL8006770A (en) | 1981-07-16 |
| AU2845184A (en) | 1984-09-13 |
| KR850000902B1 (en) | 1985-06-26 |
| GB2131605B (en) | 1985-02-13 |
| IT8026642A0 (en) | 1980-12-12 |
| AU538008B2 (en) | 1984-07-26 |
| KR850001478A (en) | 1985-02-18 |
| IE51076B1 (en) | 1986-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8401928A (en) | FIELD EFFECT TRANSISTOR CONSTRUCTED FROM THIN LAYERS. | |
| US5726487A (en) | Semiconductor device having an improved thin film transistor | |
| CA1162327A (en) | Diode and eeprom device using same | |
| JPS5942464B2 (en) | integrated circuit semiconductor device | |
| JPS6230511B2 (en) | ||
| US5744817A (en) | Hot carrier transistors and their manufacture | |
| US5565377A (en) | Process for forming retrograde profiles in silicon | |
| US3414781A (en) | Field effect transistor having interdigitated source and drain and overlying, insulated gate | |
| US6043112A (en) | IGBT with reduced forward voltage drop and reduced switching loss | |
| US6291832B1 (en) | Resonant tunneling diode latch | |
| US7005702B1 (en) | IGBT with amorphous silicon transparent collector | |
| JP2002118257A (en) | Diamond semiconductor device | |
| US8314002B2 (en) | Semiconductor device having increased switching speed | |
| JPS5855345A (en) | Glass composition for semiconductor devices | |
| JPH02208942A (en) | Manufacture of thin film transistor | |
| JPH05198795A (en) | PolySi gate electrode for MIS type semiconductor device | |
| Chang et al. | High-performance poly-Si thin film transistors crystallized by excimer laser irradiation with A-Si spacer structure | |
| JPS60251631A (en) | Manufacture of semiconductor device having non-uniform distribution of impurity concentration | |
| Heiman et al. | The insulated-gate field-effect transistor | |
| JPH0728024B2 (en) | Semiconductor device using silicon carbide | |
| JPS5961184A (en) | Thin film transistor and its manufacturing method | |
| Ross | The Transistor Anniversary | |
| JPH04307741A (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| KR100325077B1 (en) | Formation Method of Thin Film Transistor with Silicide Film | |
| JPS5724536A (en) | Preparation of semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BV | The patent application has lapsed |