DE1614248B2

DE1614248B2 - Sperrschicht-Feldeffekttransistor, Verwendung desselben in einer Schaltung zur Verstärkung elektrischer Signale und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1614248B2
Application number: DE1614248A
Authority: DE
Inventors: Alfons Matthijs Reinier Van Nijmegen Iersel (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-05-17
Filing date: 1967-05-13
Publication date: 1979-04-05
Also published as: GB1189355A; NL6606714A; ES340523A1; DE1614248A1; BE698544A; AT277320B; CH478461A; DE1614248C3; US3482152A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sperrschicht-Feldeffekttransistor, der in einem an eine Hauptoberfläche

4*) grenzenden Teil eines Halbleiterkörpers ausgebildet ist, wobei dieser Teil des Halbleiterkörpers einen ersten Leitungstyp aufweist, wobei Source- und Drain-Zonen vom zweiten Leitungstyp an die Hauptoberfläche angrenzen und durch eine dünner als die Source- und

so Drain-Zonen ausgebildete Kanalzone vom zweiten Leitungstyp miteinander verbunden sind, wobei ferner wenigstens eine Gate-Elektrode vorgesehen ist und Gate-Elektrodenzonen vom ersten Leitungstyp an die Kanalzone angrenzen und der Teil des ersten Leitungstyps zu einer Gate-Elektrodenzone gehört und wobei außerdem die Hauptoberfläche mit einer Isolierschicht bedeckt ist und auf der Isolierschicht aufgebrachte Metallschichten vorgesehen sind, die einerseits mit Anschlußleitern verbunden sind, andererseits über öffnungen in der Isolierschicht die Source- bzw. Drain-Zone kontaktieren und die wenigstens teilweise über dem zu einer Gate-Elektrodenzone gehörenden Teil vom ersten Leitungstyp verlaufen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Feldeffekttransistors und eine Verwendung eines solchen Feldeffekttransistors in einer Schaltung.
Solche Feldeffekttransistoren sind bekannt (z. B.

Automatik [1965], 5,178—181) und sind zur Verstärkung elektrischer Signale verwendbar, wobei z. B. die Source für den Eingangskreis und den Ausgangskreis gemeinsam ist, und wobei die zu verstärkenden elektrischen Signale dem Gate zugeführt und die verstärkten Signale dem Drain entnommen werden. Dabei bildet die zum Drain gehörende, auf der Isolierschicht liegende Metallschicht eine Kapazität mit dem unter der Isolierschicht liegenden, zum Gate gehörenden Teil des einen Leitungstyps.

Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, daß diese Kapazität eine Rückkopplung herbeiführt, wodurch die mögliche Verstärkung des Feldeffekttransistors insbesondere bei hohen Frequenzen beschränkt wird, und daß diese Rückkopplung herbeiführende Kapazität in einfacher Weise, wenigstens größtenteils, aufgehoben werden kann.

Gerade bei zum Verstärken von Signalen mit hohen Frequenzen bestimmten Feldeffekttransistoren sind die Metallschichten notwendig, um mit ihnen Zuführungsleiter zu verbinden, da die Elektrodenzonen mit Rücksicht auf Störkapazitäten klein sind und Zuführungsleiter demnach nicht direkt mit den Elektrodenzonen selbst verbunden werden können.

Es sind Bipolar-Transistoren bekannt (VDI-Nachrichten [28.4.1965] 17, 13), bei denen die Rückwirkungskapazität zwischen einer Kontaktschicht und der Kollektorzone durch eine unter der Kontaktschicht angeordnete Abschirmelektrode beseitigt wird. Es handelt sich dabei um ein bipolares Element mit grundsätzlich anderem Ladungstransportmechanismus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Feldeffekttransistor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die erwähnte Rückkopplung herbeiführende Kapazität, wenigstens größtenteils, aufgehoben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von einer der Metallschichten bedeckte Teil der Isolierschicht wenigstens teilweise auf einer leitenden Abschirmschicht liegt, wobei zwischen der Abschirmschicht und dem Teil des ersten Leitungstyps eine Sperrschicht vorhanden ist und wobei Mittel zur elektrischen Verbindung der Abschirmschicht mit der anderen Metallschicht vorgesehen sind.

Wird der Feldeffekttransistor nach der Erfindung z. B. auf die besprochene Weise zur Verstärkung elektrischer Signale verwendet, wobei unter der zum Drain gehörenden Metallschicht die Abschirmschicht liegt, die mit der zur Source gehörenden Metallschicht elektrisch verbunden ist, so ist wenigstens ein großer Teil der die erwähnte Rückkopplung herbeiführenden Kapazität durch eine Kapazität zwischen Source und Drain und durch eine (Dioden-) Kapazität zwischen der Source und dem Gate ersetzt. Diese Kapazitäten sind nicht störend oder wenigstens in viel geringerem Maße, als die die Rückkopplung herbeiführende Kapazität.

Die Abschirmschicht kann aus einer Metallschicht bestehen, wobei die Sperrschicht aus der auf den Halbleiterkörper aufgebrachten Isolierschicht, z. B. aus Siliziumoxyd oder Siliziumnitrid, besteht.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht aus einer Oberflächenzone des entgegengesetzten Leitungstyps besteht und die Sperrschicht von dem PN-Übergang gebildet wird, den diese Oberflächenzone mit dem Teil des einen Leitungstyps bildet. Dabei tritt der Vorteil auf, daß während der Herstellung die Abschirmschicht gleichzeitig mit der. Elektrodenzonen durch Diffusion eines Aktivators gebildet werden kann und auch wie sich aus Nachfolgendem ergeben wird, eine besonders günstige elektrische Verbindung zwischen der Abschirmschicht und der anderen Metallschicht möglich wird.

Die Abschirmschicht kann auf verschiedene Weise elektrisch mit der anderen Metallschicht verbunden sein. Der Feldeffekttransistor kann z. B. mit einer Umhüllung versehen sein, in der sich der Halbleiterkörper befindet und bei der mit den Metallschichten und der Gate-Elektrode verbundene Zuführungsleiter durch die Umhüllung hinausgeführt sind, und weiterhin ein mit der Abschirmschicht verbundener Zuführungsleiter durch die Umhüllung hinausgeführt und außerhalb der Umhüllung mit dem Zuführungsleiter der anderen Metallschicht verbunden ist.

Die Verbindung kann auch innerhalb der Hülle angebracht sein, wobei dann ein zusätzlicher anzuschließender Zuführungsleiter für die Abschirmschicht entbehrlichist.

Die Abschirmschicht kann vorteilhaft mit der anderen Metallschicht mittels eines auf die Isolierschicht aufgebrachten Metalleiters elektrisch verbunden sein. Besteht die Abschirmschicht aus einer Oberflächenzone des entgegengesetzten Leitungstyps, so kann mit großem Vorteil die elektrische Verbindung im Halbleiterkörper angebracht sein, und eine wichtige Ausführungsform, bei der die Abschirmschicht aus einer Oberflächenzone besteht, ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die andere Metallschicht mit der Abschirmschicht elektrisch verbunden ist über die mit dieser Metallschicht verbundene Elektrodenzone und eine diese Elektrodenzone mit der Abschirmschicht verbindende Verbindungszone, die aus einer Oberflä-

J5 chenzone des entgegengesetzten Leitungstyps besteht. Dies macht im allgemeinen einen kompakten Aufbau möglich, wobei während der Herstellung die Elektrodenzonen, die Abschirmschicht und die Verbindungszone gleichzeitig, z. B. durch Diffusion eines Aktivators, gebildet werden können.

Eine sich in der Praxis besonders günstig erwiesene Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei nebeneinanderliegende Elektrodenzonen vorhanden sind, die abwechselnd mit der einen und mit der anderen Metallschicht verbunden sind, wobei die Metallschichten ein interdigitales Muster bilden und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektrodenzonen stets eine Kanalzone vorhanden ist, während die mit der anderen Metallschicht verbundenen Elektrodenzonen durch Verbindungszonen mit der unter der einen Metallschicht liegenden Abschirmschicht verbunden sind. Die elektrischen Eigenschaften einer solchen Ausführungsform sind sehr günstig und ein kompakter Aufbau ist möglich.

Vorzugsweise liegt die Kanalzone unter einer Oberflächenzone des einen Leitungstyps, die an den Teil des einen Leitungstyps anschließt und dadurch zur Gate-Elektrodenzone gehört. Hierdurch ist die Kanalzone zwischen zwei Elektrodenzonen völlig von der Gate-Elektrodenzone umgeben, was die elektrischen Eigenschaften des Feldeffekttransistors günstig beeinflußt.
Bemerkt wird, daß mehr als eine Gate-Elektrodenzone vorhanden sein kann; die Kanalzone kann z. B. zwischen zwei getrennt anzuschließenden Gate-Elektrodenzonen liegen.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die

Verwendung des Feldeffekttransistors nach der Erfindung in einer Schaltung zur Verstärkung elektrischer Signale, bei der die Abschirmschicht und die andere Metallschicht für den Eingangskreis und den Ausgangskreis gemeinsam sind, wobei die zu verstärkenden Signale der Gate-Elektrode zugeführt und die verstärkten Signale der einen Metallschicht, unter der sich die Abschirmschicht befindet, entnommen werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Teil des einen Leitungstyps mit den Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps dadurch hergestellt wird, daß von einem Halbleiterkörper ausgegangen wird, der aus einem Substrat des einen Leitungstyps besteht, auf das eine epitaxiale Schicht des entgegengesetzten Leitungstyps mit einem größeren spezifischen Widerstand als der des Substrats aufgebracht ist, worauf durch Diffusion von Aktivatoren in die Oberfläche der epitaxialen Schicht, wobei Teile dieser Oberfläche gegen Diffusion der Aktivatoren maskiert sind, der Leitungstyp in der epitaxialen Schicht vom entgegengesetzten in den einen Leitungstyp umgewandelt wird, ausgenommen in durch die Maskierung bedingten Schichtteilen, welche die Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps bilden. Der Teil des einen Leitungstyps mit den Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps wird so auf besonders einfache Weise hergestellt, wobei die Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps einen höheren spezifischen Widerstand haben als das angrenzende Substrat des einen Leitungstyps. Letzteres ist insbesondere wichtig für die Kanalzone im Zusammenhang mit günstigen elektrischen Eigenschaften des Feldeffekttransistors.

Man kann auch von einem Halbleiterkörper ausgehen, der völlig vom einen Leitungstyp ist, und durch Diffusion von den entgegengesetzten Leitungstyp herbeiführenden Aktivatoren die Zonen entgegengesetzten Leitungstyps anbringen. Dann ist aber die Herstellung von Zonen entgegengesetzten Leitungstyps mit einem höheren spezifischen Widerstand als der des umgebenden Teiles des Leitungstyps viel schwerer.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung;

Fig.2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II der

F i g. 3 einen Querschnitt gemäß der Linie HI-III der Fig.l;
F i g. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie IV-IV der

F i g. 5 eine Schaltung mit einem Feldeffekttransistor nach der Erfindung;

Fig.6 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung;

F i g. 7 einen Querschnitt gemäß der Linie VII-VII der F i g. 6 und

Fig.8 einen Querschnitt durch ein gegenüber den F i g. 6 und 7 etwas modifiziertes Ausführungsbeispiel.

Der Feldeffekttransistor nach F i g. 1 bis 4 besitzt einen Halbleiterkörper 1 mit einem Teil 2 eines Leitungstyps, der mit einer Isolierschicht 3 bedeckt ist. Im Teil 2 ist die Feldeffekttransistorstruktur angebracht, deren Source bzw. Drain eine Elektrodenzone 4, hier mehrere Elektrodenzonen 4, bzw. eine Elektrodenzone 5, hier mehrere Elektrodenzonen 5, enthalten, bestehend aus an die Isolierschicht angrenzenden Oberflächenzonen des entgegengesetzten Leitungstyps und auf der Isolierschicht liegenden Metallschichten 6 bzw. 7, mit denen Anschlußleiter 8 bzw. 9 verbunden sind (deutlichkeitshalber nur in Fig.3 dargestellt) und die

über öffnungen 10 bzw. 11 in der Isolierschicht 3 mit den Elektrodenzonen 4 bzw. 5 verbunden sind. Die Metallschichten 6 und 7 erstrecken sich bis über den Teil 2 eines Leitungstyps. Die Elektrodenzonen 4 und 5 sind durch eine Kanalzone 12, die dünner als die Elektrodenzonen 4 und 5 ist, miteinander verbunden. Der Teil 2 eines Leitungstyps gehört samt der metallenen Trägerplatte 20 zur Gate-Elektrode der Feldeffekttransistorstruktur.
Bemerkt wird, daß in Fig. 1 die unter der Isolierschicht 3 liegende und an diese Schicht angrenzenden Zonen durch gestrichelte Linien angedeutet sind.

Nach der Erfindung liegt der von einer Metallschicht 7 bedeckte Teil der Isolierschicht 3 größtenteils auf der leitenden Abschirmschicht 13, wobei zwischen der Abschirmschicht und dem Teil 2 eine Sperrschicht 14 vorhanden ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Abschirmschicht 13 aus einer Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungstyp, während die Sperrschicht 14 den zwischen der Schicht 13 und dem Teil 2 gebildeten PN-Übergang darstellt

Weiterhin sind Mittel zur elektrischen Verbindung der Abschirmschicht 13 mit der anderen Metallschicht 6 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die andere Metallschicht 6 mit der Abschirmschicht 13 elektrisch verbunden über die mit der Metallschicht 6 verbundenen Elektrodenzonen 4 und diese Zonen mit der Abschirmschicht 13 verbindende Verbindungszonen 15, die aus einer Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungstyp bestehen.

Da die Elektrodenzonen 4 und 5, die Verbindungszonen 15 und die Abschirmschicht 13 den gleichen Leitungstyp haben, können sie bei der Herstellung gleichzeitig durch Diffusion eines Aktivators gebildet werden, während für die Verbindung der anderen Metallschicht 6 mit der Abschirmschicht 13 keine weiteren Maßnahmen notwendig sind. Weiterhin ist die Konfiguration der Vorrichtung nach F i g. 1 bis 4 kompakt, was u. a. dadurch möglich ist, daß keine Anschlußleiter mit der Abschirmschicht 13 verbunden zu werden brauchen.

Die Abschirmschicht 13 macht es möglich, die Kapazität zwischen der Metallschicht 7 und dem Teil 2 (der Gate-Elektrode), die im Betrieb der Vorrichtung

so Rückkopplung herbeiführt, größtenteils aufzuheben, wie es nachfolgend noch näher erläutert werden wird.

Die Vorrichtung enthält eine gerade Zahl (acht) Elektrodenzonen, die nebeneinander liegen, und abwechselnd mit einer Metallschicht 6 (die Elektrodenzonen 4) und mit der anderen Metallschicht 7 (die Elektrodenzonen 5) verbunden sind, wobei die Metallschichten 6 und 7 ein interdigitales Muster bilden und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektrodenzonen 4 und 5 stets eine Kanalzone 12 vorhanden ist. Jede mit der anderen Metallschicht 6 verbundene Elektrodenzone 4 ist durch eine Verbindungszone 15 mit der unter einer Metallschicht 7 liegenden Abschirmschicht 13 verbunden. Diese Konfiguration macht besonders günstige elektrische Eigenschaften möglich. Weiterhin wird durch Anwendung mehrerer nebeneinanderliegender Zonen ein kompakter Aufbau begünstigt

Die Kanalzone 12 liegen unter den Oberflächenzonen 21 eines Leitungstyps, die an den Teil 2 eines

Leitungstyps anschließen und daher zur Gate-Elektrode 2, 20, 21 gehören. Hierdurch ist eine Kanalzone 12 in einem Schnitt durch die .Zone senkrecht zur Zeichenebene in F i g. 2 von der zur Gate-Elektrode gehörenden Zone 2, 21 völlig umgeben,, was die elektrischen Eigenschaften des Transistors günstig beeinflußt, i .

Bei Abwesenheit der Zonen 21, .wobei die Kanalzonen 12 die gleiche Stärke wie die Elektrodenzonen 4 und 5 haben, bilden die ■■ Elektrodenzonen:;.4 und 5, die Kanalzonen .12, .,die.·. Verbindungszonen ; 15 um die Abschirmschicht 13. ein zusammenhängendes Muster von Oberflächenzonen. Während . der f Herstellung können diese Zonen gleichzeitig dadurch gebildet werden, daß eine Oberflächenzone mit diesem zusammenhängenden. Muster, z. B. durch .Diffusion eines Aktivators, im Teil 2 hergestellt wird. Darauf können die Zonen 21- durch: Diffusion eines anderen Aktivators gleichzeitig gebildet werdem Sämtliche gewünschten Zonen sind dann in,nur zwei Diffusionsbehandlungen zustande gekommen. ; .;; : ^

. Nachstehend wird-die Herstellung des Ausführungsbeispiels nach F ig. 1 bis 4 näher besprochen.

Man kann von einer mit einer Siliziumoxydschicht / bedeckten Siliziumplätte, eines. .Leitungstyps ausgehen, in der Oxydschicht eine öffnung anbringen, die dem erwähnten zusammenhängenden Muster entsprechen, das die Zonen 4, 5, .12, 13 und 15 bilden, und durch Diffusion eines Aktivators die diffundierten Zonen vom entgegengesetzten Leitungstyp herstellen. Dabei ist es aber schwer* Zonen, mit einem höheren spezifischen Widerstand zu erzielen als der des umgebenden Teiles eines Leitungstyps. Es wird daher vorzugsweise wie folgt verfahrenil· .:_;, ■■.- .■ ..· ■·■-... ; . ■

Es wird von einem P-Siliziumsubstrat mit Abmessungen von etwa 240 χ 450 χ 450 μπι und mit einem spezifischen Widerstand von etwa 0,02 Dem ausgegangen, auf das eine epitaxiale N-Siliziumschicht mit einem spezifischen Widerstand von etwa 2 Sicm, und einer Stärke von etwa 5 μπι angebracht ist und wobei die epitaxiale Siliziumschicht mit einer Siü'ziumoxydschicht mit z. B. einer Stärke von etwa 0,2 μπι überzogen ist.

Die Siliziumoxydschicht wird auf eine in der Halbleitertechnik: übliche Weise, z. B. mit Hilfe eines photohärtenden Lacks und eines Ätzmittels, selektiv J weggeätzt, wobei ein Teil der Oxydschicht zurückbleibt, deren Form dem vorgenannten zusammenhängenden Muster der Zonen 4,5,12,13 und 15 entspricht.

Der nicht mehr von der Oxydschicht bedeckte Teil der epitaxialen Schicht wird anschließend dadurch P-leitend gemacht, daß in üblicher Weise ein P-Aktivator, z. B. Bor, in die Oberfläche der epitaxialen Schicht eindiffundiert wird, worauf unter der Oxydschicht der Teil der epitaxialen Schicht mit dem ungeändert gebliebenen Leitungstyp das zusammenhängende Muster der Zonen 4,5,12,13 und 15 bildet.

Darauf werden in üblicher Weise durch Eindiffundieren eines P-Aktivators, wie Bor, und mit Hilfe von üblichen Maskierungstechniken, die P-Ieitenden Oberflächenzonen 21 angebracht, die an den P-leitenden Teil 2 anschließen.

Die Grenzfläche zwischen dem Substrat und der epitaxialen Schicht ist einfachheitshalber nur in F i g. 3 durch eine gestrichelte Linie 60 angedeutet, wobei 61 das Substrat und 62 die epitaxiale Schicht ist.

Die N-leitenden Zonen (15,13 in Fig.3) sind etwas dünner als die epitaxiale Schicht 62, da während der Diffusionsbehandlungen Eindiffusion vom Substrat aus in die epitaxiale Schicht erfolgt

Die N-leitenden Zonen 4, 5, 13, und 15 haben schließlich eine Stärke von etwa 3,5 μπι, die Kanalzonen 12 haben, eine Stärke von etwa 1,5 μπι, während die P-leitenden Zonen 21 etwa 2 μπι stark sind. .. . . . .

Anschließend .wird dafür gesorgt, daß die ganze Oberfläche der epitaxialen Schicht 62 wieder mit einer. Siliziumoxidschicht bedeckt wird,, worauf in der Oxydschicht 3 die öffnungen.10 und 11 angebracht werden. Durch Eindiffusion - eines N-Aktivators, z. B.

ίο Phosphor, wird eine an die öffnungen angrenzende niedrigohmige N-leitende Schicht mit einer Stärke von etwa 1 μπι erzielt, um eine gute Kontaktierung mit den aufzubringenden Metallschichten, zu ermöglichen. Die öffnungen werden gereinigt, worauf über die Oxyd-

schicht 3 und in den öffnungen 10 und 11 eine Aluminiumschicht mit einer: Stärke von etwa 0,4 μπι, z.B. durch Aufdampfen,. angebracht ;wird. Durch selektives Ätzen werden Teile der Aluminiumschicht wieder entfernt, wobei die'interdigitalen Metallschich-

2> ten6und7zurückbleiben.■,: . . .. ; .

Auf eine in der Halbleitertechnik übliche Weise wird die Siliziumplatte 1 auf einem Metallträger 20, z.B. durch Löten und/oder Aufschmelzen, befestigt. Dieser Träger kann als Anschlußkontakt für die GateTElektrode dienen. Es ist einleuchtend, daß auch ein Anschlußleiter über eine öffnung in der Isolierschicht 3 mit der zur Gate-Elektrode gehörenden Zone 2 bzw. 21 verbunden werden kann. · .■-; ■ r ·..·

Gleichfalls in üblicher Weise werden z. B.drahtförmige Anschlußleiter 8 und 9, ζ. B. durch Druckverbinden (pressure bonding), mit den Metallschichten 6 und.7 verbunden.

Die in Fig. 1 durch die Pfeile 22 bis 27 bezeichneten Abmessungen betragen etwa 1.12, μπι, 140 μπι, 180 μπι, 100 μπι, 100 μπι bzw. 204 μπι.

In F i g. 2 beträgt die Breite der Zonen 21 etwa 4 μΐη. Die Breite der öffnungen 10 und 11 beträgt etwa 6 μπι.

Der Feldeffekttransistor nach den F i g. 1 bis 4 kann auf übliche Weise in einer Hülle untergebracht sein.

Fig.5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung mit einem Feldeffekttransistor F nach dem besprochenen Ausführungsbeispiel. Die Anschlußleiter des Transistors haben in F i g. 5 die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 bis 4.

Der Anschlußleiter 8 ist über einen Widerstand R\ von etwa 3 IcD, der durch die Kapazität C\ entkoppelt ist, an einem Bezugspotential, hier an Erde, angelegt. Der Anschlußleiter 9 ist über den Widerstand R2 von etwa 5 kΩ an einer positiven Spannung von etwa 15V

so angelegt.

Der Eingangskreis und der Ausgangskreis, deren Einzelheiten für die Erfindung nicht wesentlich sind, werden an die Klemmen P und Q bzw. die Klemmen R und S angeschlossen.

Die Abschirmschicht 13 und die andere Metallschicht 6 sind daher über den Anschlußleiter 8 gemeinsam für den Eingangskreis und den Ausgangskreis, wobei die zu verstärkenden Signale über den Anschlußleiter 20 der Gate-Elektrode mit den Zonen 2 und 21 zugeführt und die verstärkten Signale über den Anschlußleiter 9 der einen Metallschicht 7, unter der sich die Abschirmschicht 13 befindet, entnommen werden.

Die Kapazität C₂ ist die (Dioden-) Kapazität, welche die Abschirmschicht 13 mit dem Teil 2 der Gate-Elek-

⁶S trode bildet, und die Kapazität C₃ ist die Kapazität zwischen der Metallschicht 7 und der Abschirmschicht 13. Diese Kapazitäten sind in der Praxis gewöhnlich nicht störend.

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Bei Abwesenheit der Abschirmschicht 13 würde anstelle der Kapazitäten Q und C3 die Kapazität Ca zwischen der Metallschicht 7 und dem Teil 2 der Gate-Elektrode auftreten. Diese Kapazität Ca verursacht Rückkopplung und - beschränkt dadurch die mögliche Verstärkung. .:;.■: :

Festgestellt wurde, daß beim beschriebenen Ausführungsbeispiel, aber ohne die Abschirmschicht 13 die gesamte Rückkopplung herbeiführende Kapazität etwa 1,4 pF und In Anwesenheit der Abschirmschicht 0,5 pF beträgt, wodurch eine Verstärkung bis etwa dreifach höherer Frequenzen möglich wirdr
^: Anschließend· wird anhand der Fig.6 und 7 schematisch -ein Ausführungsbeispiel eines Feldeffekttransistors nach derErfindung besprochen,- bei dem die Abschirmschicht außerhalb des Hälbfeiterkörpers mit der anderen Metallschicht verbunden ist/ "

Der Halbleiterkörper 31 besitzt einen Teil 32 eines Leiturigsfyps; in dem^L die Elektrodenzonen 34 und 35 vom entgegengesetzten Leitungstyp gebildet sind, die von der unter den Oberflächenzone 41 eines Leitungstyps liegenden Känalzone 47 vom entgegengesetzten Leitungstyp verbunden sind. Die Zone 41 schließt an demTeil32an. -: :: ■-■' : ■ ■

Ih der Isolierschicht 33 sind öffnungen 42 und 43 angebracht, über welche die auf der Isolierschicht 33 liegenden Metallschichten 36 und 37 mit den Elektrodenzonen 34 und 35 verbunden sind.

Unter der einen Metallschicht 37 und der Isolierschicht 33 ist die aus einer Oberflächenzone vom entgegengesetzten Leitungstyp bestehende Abschirmschicht 40 angebracht. - -

Die Abschirmschicht 40 ist mit der anderen Metallschicht 36 mittels des auf der Isolierschicht 33 angebrachten Metalleiters 45 elektrisch verbunden, der über die öffnung 44 in der Isolierschicht 33 mit der Abschirmschicht 40 Kontakt macht. ,".^ :. ... ..

Anschlußleiter 38 und. 37; deutlichkeitshalber, nur. in F i g. 7 dargestellt, sind mit den:Metallschichten: 36 und 37 verbunden, und :der. Halbleiterkörper ist auf ,einem Metallkörper 50 befestigt, der.als Anschlußleiter für die Zonen 32 und 41 derOate-Elektrode dienen kann. ■'.} ■.

Das Ausführungsbeispiel'nach Fig. 6und:7 kann auf w ähnliche Weise hergestellt Und auf ."ähnliche Weise: in eine Schaltung.aufgenommen werden wie anhand:des vorhergehendenAusführuiigsbeispiels besprochen wurde;· ■■■·:... v.:.:-^;:.·- ;-·■ ■ ■ /;;_:;- -:_; ■·,,;:«:: ■■;■,■:. ;:-·-- Bemerkt wird, daß an die Isolierschicht 33-angrerizende Oberflächenzonen durch. gestrichelte Linien. ange^ deutet Sindi^? .::n.C L~^; ν~.::\,::;λ~·ί<\ϊΛ;::,'\ :·-..■■ :.;ν^:?>Λ

Anstelle einer -aus meiner"·.,öberflächenzone:/ des Halbleiterkörpers 31 bestehende AbschirmschichtW ist auch eine aus einer Metallschicht bestehende Abschirm-' schicht verwendbar. Die Draufsicht nach Fig.6 bleibt dann praktisch gleich, während der.Schnitt nach Fig.7 durch denjenigen nach 'Fig.-8"^; ersetzt .>wird. .Die Abschirmschicht 40 ist·' eineaufdie Isolierschicht 33 aufgebrachte Metallschicht, die selber wieder von einer Isolierschicht 49 überzogen ist, welche die Metallschicht 37 trägt. Die öffriüng. 44- ist in diesem Falle in: der Isolierschicht 49 angebracht. Die Isolierschicht 33 bildet die Sperrschicht zwischen der Abschirmschicht 40 und demTeil32. -^ -·;;-.■. .:.■,::;■:.;.■:;-.., :-:ΐ:-:Λ-ΛΛχ\.γ.-;^:, Besteht die Sperrschicht 40 aus Aluminium/so kann die Isolierschicht 49 z. B. aus Aluminiumoxyd bestehen. Die Isolierschicht 49 kann auch aus einenrphotohärtenden Lack oder aus Materialien, wie SHiziumoxyd, bestehen;- -^:-^:' ::.ΐ-··ν. .■.-■·■■; ::·.:ζ-^ y-:;-:':: "■■■.-; λ--.ν .[·.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sperrschicht-Feldeffekttransistor, der in einem an eine Hauptoberfläche grenzenden Teil eines Halbleiterkörpers ausgebildet ist, wobei dieser Teil des Halbleiterkörpers einen ersten Leitungstyp aufweist, wobei Source- und Drain-Zonen vom zweiten Leitungstyp an die Hauptoberfläche angrenzen und durch eine dünner als die Source- und Drain-Zonen ausgebildete Kanalzone vom zweiten Leitungstyp miteinander verbunden sind, wobei ferner wenigstens eine Gate-Elektrode vorgesehen ist und Gate-Elektrodenzonen vom ersten Leitungstyp an die Kanalzone angrenzen und der Teil des ersten Leitungstyps zu einer Gate-Elektrodenzone gehört und wobei außerdem die Hauptoberfläche mit einer Isolierschicht bedeckt ist und auf der Isolierschicht aufgebrachte Metallschichten vorgesehen sind, die einerseits mit Anschlußleitern verbunden sind, andererseits über öffnungen in der Isolierschicht die Source- bzw. Drain-Zone kontaktieren und die wenigstens teilweise über dem zu einer Gate-Elektrodenzone gehörenden Teil vom ersten Leitungstyp verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der von einer der Metallschichten (6 bzw. 7; 36 bzw. 37) bedeckte Teil der Isolierschicht (3; 33) wenigstens teilweise auf einer leitenden Abschirmschicht (13; 40) liegt, wobei zwischen der Abschirmschicht und dem Teil (2; 32) des ersten Leitungstyps eine Sperrschicht vorhanden ist und wobei Mittel (15; 45) zur elektrischen Verbindung der Abschirmschicht mit der anderen Metallschicht (7 bzw. 6; 37 bzw. 36) vorgesehen sind.

2. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht eine Metallschicht (40) ist, während die Sperrschicht aus der auf den Halbleiterkörper aufgebrachten Isolierschicht (33) besteht (F i g. 8).

3. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht aus einer Oberflächenzone (13; 40) des entgegengesetzten Leitungstyps besteht, während die Sperrschicht von dem PN-Übergang (14) gebildet wird, den diese Oberflächenzone mit dem Teil (2; 32) des einen Leitungstyps bildet (F i g. 3,4 und 7).

4. Feldeffekttransistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht mittels eines auf der Isolierschicht (33) angebrachten Metalleiters (45) mit der anderen Metallschicht elektrisch verbunden ist (F i g. 6).

5. Feldeffekttransistor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Metallschicht mit der Abschirmschicht elektrisch verbunden ist über die mit dieser Metallschicht verbundene Elektrodenzone (4) und eine diese Elektrodenzone mit der Abschirmschicht (13) verbindende Verbindungszone, die aus einer Oberflächenzone (15) vom entgegengesetzten Leitungstyp besteht (F i g. 3).

6. Feldeffekttransistor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei nebeneinander liegende Elektrodenzonen (4,5) vorhanden sind, die abwechselnd mit der einen und mit der anderen Metallschicht (6, 7) verbunden sind, wobei die Metallschichten ein interdigitales Muster bilden und zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektrodenzonen stets eine Kanalzone (12) vorhanden ist, während die mit der anderen Metallschicht verbundenen Elektrodenzonen durch Verbindungszonen

(15) mit der unter der einen Metallschicht liegenden Abschirmschicht (13) verbunden sind (F i g. 1 bis 4).

7. Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalzone (12; 47) unter einer Oberflächenzone (21; 41) des einen Leitungstyps liegt, die an den Teil (2; 32) des einen Leitungstyps anschließt und dadurch zur Gate-Elektrodenzone gehört (F i g. 2,7 und 8).

8. Verwendung des Feldeffekttransistors nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in einer Schaltung zur Verstärkung elektrischer Signale, bei der die Abschirmschicht und die andere Metallschicht für den Eingangskreis und den Ausgangskreis gemeinsam sind, wobei die zu verstärkenden Signale der Gate-Elektrode zugeführt und die verstärkten Signale der einen Metallschicht, unter der sich die Abschirmschicht befindet, entnommen werden (F i g. 5).

9. Verfahren zur Herstellung eines Feldeffekttransistors nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des einen Leitungstyps mit den Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps dadurch hergestellt wird, daß von einem Halbleiterkörper ausgegangen wird, der aus einem Substrat des einen Leitungstyps besteht, auf das eine epitaxiale Schicht des entgegengesetzten Leitungstyps und mit einem größeren spezifischen Widerstand als der des Substrats aufgebracht ist, worauf durch Diffusion von Aktivatoren in die Oberfläche der epitaxialen Schicht, wobei Teile dieser Oberfläche gegen Diffusion der Aktivatoren maskiert sind, der Leitungstyp in der epitaxialen Schicht vom entgegengesetzten in den einen Leitungstyp umgewandelt wird, ausgenommen in durch die Maskierung bedingte Schichtteile, welche die Zonen des entgegengesetzten Leitungstyps bilden.