ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР С МОП-СТРУКТУРОЙ Советский патент 1970 года по МПК H01L29/78 

Описываемое изобретение относится к одному из классов полупроводниковых приборов - полевым транзисторам, и в частности, к полевым транзисторам с МОИ-структурой.

Известны полевые транзисторы с МОПструктурой и изолированным затвором, которые под затвором имеют слой окисла ,иНОЙ А. В таких транзисторах при формировании электрода затвора иногда происходит короткое замыкапие между затвором и истоком или затвором и стоком. Транзисторы МОП-структуры характеризуются высоким входным сопротивлением, но существует большое число аппаратуры, для которой практически входное сопротивление транзистора от 10 до 10 ом является завышеиным.

Целью данного изобретения является устранение утечки электричества, возникающее в результате пробоя окисной пленки под затвором. Кроме того, предложено получать транзистор с МОП-структурой, в котором даже при пробое окисно иленки можно поддерживать такое входное сопротивлеиие, достаточно пригодное для практических применений.

В соответствии с данным изобретением цель достигается в устройстве, в котором часть полупроводникового тела, лежапдая непосредственно под затвором, превращается в область, имеющую проводимость типа, отличного от проводимости основного полупровод гика.

Па фиг. 1 дана схема транзистора с МОПструктурой; па фиг. 2 - то же, поперечное се4eiHie по л-,--1 па фиг. 1.

Транзистор содержит омический контакт /. электрод затнора 2, омическую пленку 3, участок поврежденного изолятора 4, область полупроводника, отличного от исходного Tinia

проводимост, 5,, исходный полупроводппковый слой 6, электрод истока 7. электрод стока S.

В таком rpiiCopc электрод затвора изолирован от других электродов с помои;ыо обратной

связн-р-/ьисрехода. даже если окисная пленка повреждена.

Утечка тока при r;iKONi р-;г-перехоле с об|затиьи смещспнем напряжения ioжeт изменять зависимость 15елпчины перехода, плотиость npHAicceii иолупроводпи1 а, образующего переход, время жизии носителе н другие факторы, и может быть подавлена до caMoii велпч1 ны --10 - 9 г в области напряжеniiii iC lьпJпx, чем напряжение пробоя дпэлектрика в том случае, если диа:,етр перехода 100 л:/с, а подложка образована 13 крсмпия соирот:1влеп1 см - 10 ом/с.:,-. противления достаточна в оольшннстве случаев для входного сопротивления для транзнсгоров с такой структурой. Транзистор при отсутствии повреждения илн пробоя окисной пзолилирующей пленки может свободно функциоиировать в качестве обычного МОП-транзистора.: ., Как становится очевидным нз вынJooиllcaнного факта, если части подложки нрпдат проводимость тина, отличного от Tinia проводихгости самой подложки, образуется /)-я-переход между этой частью и подложкой. Емкос1ъ между затвором и подложкой более не характеризуется геометрией изолирующего слоя под затвором и нолупроводниковой подложкой, а емкость р-л-перехода приводит к значительному уменьптению емкости между затвором и нодложкой. Данное изобретение дает эффективные средства нредотвращения нежелательного короткого замыкания между коллекторным электродом и другими электродами, которое может возннкнуть в результате пробоя окисной плепки в МОП-траизиеторе, находящегося нод действием повторяющихся температурных условий. Ниже приводится пример конструкции прибора. Готовят д-канальиый (с п-проводимостыо) МОП (металлоксидкремииевый) -транзистор, имеющий окисную нленку толщииой ЗОООА, диффузионный слой л-тнна, с диаметром 100 MKj толщиной 2 мк и концентрацией новерхностных примесей Ш на см, который образуется немедленно под соединенным прово;IOM участком коллекторного электрода. Измерение проводят па двух сотпях таких транзисторов, предназначенных для испытания при условиях, в которых эмиттерный электрод соединен с подложкой, напряжение О в прикладывалось к базе и эмиттерному электроду, и напряжение 10 в прикладывалось к коллекторному электроду и эм1ггтерному электроду. Утечка тока при В1 11иеупомяпут1лх условиях колеблется от .мииималыюй величины мен 1ней, чем 10 -а до максимальной велнчины 0,7- 10 а. Считается, что утечка тока |порядка нроисходит в результате пробоя диэлектрической окиеной нленки. Минимальная величнна входного сопротивления была 1,4 , рассчитаиная на основе вышеозначенных величии утечки тока. Полупроводниковая подложка транзистора, согласно изобретению, никоим образом не ограничивается определенным материалом, а может быть образована из кремиия, германия нли полупроводникового соединения. Электрическим нзолятором между затвором н подложкой может быть любой нзолирующий материал, если ои обеспечивает хорошую изоляцию между ними. Предмет и з о б р е т е н н я Полевой транзистор е МОП-структурой с изолированным затвором, отличающийся тем, что, с целью предотвращения короткого замыкания, участок полунроводникового слоя, расноложенный напротив омического контакта затвора, имеет тин проводимости, отличный от тина нроводимости основного полупроводника, образуя между этими двумя областями р-ппереход.