JPH0677473A - ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
ダイヤモンド電界効果トランジスタ及びその製造方法Info
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- JPH0677473A JPH0677473A JP4213078A JP21307892A JPH0677473A JP H0677473 A JPH0677473 A JP H0677473A JP 4213078 A JP4213078 A JP 4213078A JP 21307892 A JP21307892 A JP 21307892A JP H0677473 A JPH0677473 A JP H0677473A
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- 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
- H10D62/8303—Diamond
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/62—Electrodes ohmically coupled to a semiconductor
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 室温特性が改善され、ソースとドレイン電極
の抵抗が低減され、高価な単結晶ダイヤモンド基板を要
しない絶縁ゲート型ＦＥＴとその製造方法を提供する。 【構成】 絶縁ゲート型ＦＥＴは所望のドープ濃度分布
をもつ活性ダイヤモンド層２５を有するが、このドープ
濃度分布は室温か室温よりやや高い温度でのボロンイオ
ン注入により得られる。イオン注入後焼鈍してダイヤモ
ンド層の表面部に形成されたグラファイト層は、化学エ
ッチングにより除去され、ダイヤモンド層の露出表面に
比較的高いボロンドープ濃度を生じる。この高ドープ表
面にソースとドレイン電極３１，３２の形成により、低
抵抗のオーミック接触が容易に形成できる。このボロン
ドープ濃度はダイヤモンド層内で深さが増すにつれ減少
し、活性チャネルはＦＥＴの作動のために十分なドーピ
ング状態になる。絶縁ゲート電極３６は高ドープ表面に
形成され、ゲートリーク電流は低下しダイヤ層表面は活
性化される。
の抵抗が低減され、高価な単結晶ダイヤモンド基板を要
しない絶縁ゲート型ＦＥＴとその製造方法を提供する。 【構成】 絶縁ゲート型ＦＥＴは所望のドープ濃度分布
をもつ活性ダイヤモンド層２５を有するが、このドープ
濃度分布は室温か室温よりやや高い温度でのボロンイオ
ン注入により得られる。イオン注入後焼鈍してダイヤモ
ンド層の表面部に形成されたグラファイト層は、化学エ
ッチングにより除去され、ダイヤモンド層の露出表面に
比較的高いボロンドープ濃度を生じる。この高ドープ表
面にソースとドレイン電極３１，３２の形成により、低
抵抗のオーミック接触が容易に形成できる。このボロン
ドープ濃度はダイヤモンド層内で深さが増すにつれ減少
し、活性チャネルはＦＥＴの作動のために十分なドーピ
ング状態になる。絶縁ゲート電極３６は高ドープ表面に
形成され、ゲートリーク電流は低下しダイヤ層表面は活
性化される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスに関し、
特に、高温ダイヤモンド電界効果トランジスタに関す
る。
特に、高温ダイヤモンド電界効果トランジスタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは半導体デバイス用の材料
として好ましい。ダイヤモンドは従来使用されているシ
リコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はゲルマニウ
ム砒素（ＧａＡｓ）よりも優れた半導体特性を有してい
る。ダイヤモンドはこれらの従来の半導体材料よりも高
いエネルギギャップと、高いブレークダウン電圧と、高
い飽和速度を有する。
として好ましい。ダイヤモンドは従来使用されているシ
リコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はゲルマニウ
ム砒素（ＧａＡｓ）よりも優れた半導体特性を有してい
る。ダイヤモンドはこれらの従来の半導体材料よりも高
いエネルギギャップと、高いブレークダウン電圧と、高
い飽和速度を有する。
【０００３】ダイヤモンドのこれらの特性は、Ｓｉ、Ｇ
ｅ又はＧａＡｓを使用して製作したデバイスに比して、
設計時のカットオフ周波数及び最大動作電圧を実質的に
増加させることができる。Ｓｉは約２００℃よりも高い
温度では使用できない。また、ＧａＡｓは３００℃以上
では使用できない。これらの温度制限は、エネルギバン
ドギャップが、Ｓｉは室温で1.12eV、ＧａＡｓは室温で
1.42eVと比較的小さいことに起因する。これに対して、
ダイヤモンドは室温で5.47eVと大きなバンドギャップを
有し、約1400℃まで熱的に安定である。
ｅ又はＧａＡｓを使用して製作したデバイスに比して、
設計時のカットオフ周波数及び最大動作電圧を実質的に
増加させることができる。Ｓｉは約２００℃よりも高い
温度では使用できない。また、ＧａＡｓは３００℃以上
では使用できない。これらの温度制限は、エネルギバン
ドギャップが、Ｓｉは室温で1.12eV、ＧａＡｓは室温で
1.42eVと比較的小さいことに起因する。これに対して、
ダイヤモンドは室温で5.47eVと大きなバンドギャップを
有し、約1400℃まで熱的に安定である。
【０００４】ダイヤモンドは室温で全ての固体の中で最
も高い熱伝導度を有し、広範な温度範囲にわたって優れ
た熱伝導度を示す。このようにダイヤモンドが高い熱伝
導度を有することは、集積回路から発生する熱を除去し
やすいという利点があり、これは特に集積度が増加した
ときに極めて有益である。加えて、ダイヤモンドは放射
性環境下においてその品質が劣化する中性子断面積が小
さい材料、即ちダイヤモンドは「耐放射性が強い」材料
である。
も高い熱伝導度を有し、広範な温度範囲にわたって優れ
た熱伝導度を示す。このようにダイヤモンドが高い熱伝
導度を有することは、集積回路から発生する熱を除去し
やすいという利点があり、これは特に集積度が増加した
ときに極めて有益である。加えて、ダイヤモンドは放射
性環境下においてその品質が劣化する中性子断面積が小
さい材料、即ちダイヤモンドは「耐放射性が強い」材料
である。
【０００５】半導体デバイス用の材料としてダイヤモン
ドが優れた特性を有することから、近時、高温及び耐放
射性電子デバイス用、特に、ダイヤモンドの成長及び最
近の集積回路の基本的な構成単位となっている電界効果
トランジスタへの使用が注目されている。例えば、ダイ
ヤモンドの２ａ型ダイヤモンド基板にボロンを注入し、
活性化するために急速熱処理（ＲＴＰ）技術を使用して
ダイヤモンドＭＥＳＦＥＴ（金属−半導体電界効果トラ
ンジスタ）を形成する技術が公知である。この技術は
「Tsaiらによる Ultrashallow RTP ボロンドープを使用
したダイヤモンドＭＥＳＦＥＴ（IEEE Electron Device
Letters, Vol.12,No.4,157〜159頁.1991年４月）」に
開示されている。このＭＥＳＦＥＴはゲート電極として
金属−半導体整流接触を有する。Tsaiの技術は、高温
（即ち、約1400℃）におけるＲＴＰ技術を使用し、Ｐ型
ドーパントとしてボロンを導入するための熱拡散源とし
て、正方晶ボロン窒化物を使用するものである。残念な
がら、そのような高温処理は、最大でも約1200℃で動作
することができる程度の工業的に実施可能な処理チャン
バーの能力を超えている。更に、ＭＥＳＦＥＴで使用さ
れる２ａ型ダイヤモンドは窒素を含み、この窒素は窒素
ドナーを生成し、アクセプタの一部を補償する。この補
償現象は、ボロンドーパントの一部の有効性を減少させ
てしまう。
ドが優れた特性を有することから、近時、高温及び耐放
射性電子デバイス用、特に、ダイヤモンドの成長及び最
近の集積回路の基本的な構成単位となっている電界効果
トランジスタへの使用が注目されている。例えば、ダイ
ヤモンドの２ａ型ダイヤモンド基板にボロンを注入し、
活性化するために急速熱処理（ＲＴＰ）技術を使用して
ダイヤモンドＭＥＳＦＥＴ（金属−半導体電界効果トラ
ンジスタ）を形成する技術が公知である。この技術は
「Tsaiらによる Ultrashallow RTP ボロンドープを使用
したダイヤモンドＭＥＳＦＥＴ（IEEE Electron Device
Letters, Vol.12,No.4,157〜159頁.1991年４月）」に
開示されている。このＭＥＳＦＥＴはゲート電極として
金属−半導体整流接触を有する。Tsaiの技術は、高温
（即ち、約1400℃）におけるＲＴＰ技術を使用し、Ｐ型
ドーパントとしてボロンを導入するための熱拡散源とし
て、正方晶ボロン窒化物を使用するものである。残念な
がら、そのような高温処理は、最大でも約1200℃で動作
することができる程度の工業的に実施可能な処理チャン
バーの能力を超えている。更に、ＭＥＳＦＥＴで使用さ
れる２ａ型ダイヤモンドは窒素を含み、この窒素は窒素
ドナーを生成し、アクセプタの一部を補償する。この補
償現象は、ボロンドーパントの一部の有効性を減少させ
てしまう。
【０００６】他の電界効果トランジスタとしてHewett等
が、1991年６月にニューメキシコのアルバカーキ（Albu
querque）で開催された国際高温電極会議で発表した
「高温応用のための絶縁ゲートダイヤモンドＦＥＴの作
製」と題する論文に記載されたものがある。この絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ（以下、ＩＧＦＥＴとい
う）は、多数のイオン注入工程でダイヤモンド層に均一
にドープすることにより、形成されたボロンドープダイ
ヤモンド層を含む。Hewettは、デバイスのソース及びド
レイン領域に、付加的なイオン注入工程を設けるなどの
方法により、この領域をより高濃度にドープすることに
よって、特定のコンタクト抵抗に顕著な改善が得られた
といっている。残念ながら、この多数の注入工程は極め
て低い温度（即ち、約77°Ｋ）で行う必要がある。この
ため、液体窒素により冷却する必要がある。
が、1991年６月にニューメキシコのアルバカーキ（Albu
querque）で開催された国際高温電極会議で発表した
「高温応用のための絶縁ゲートダイヤモンドＦＥＴの作
製」と題する論文に記載されたものがある。この絶縁ゲ
ート型電界効果トランジスタ（以下、ＩＧＦＥＴとい
う）は、多数のイオン注入工程でダイヤモンド層に均一
にドープすることにより、形成されたボロンドープダイ
ヤモンド層を含む。Hewettは、デバイスのソース及びド
レイン領域に、付加的なイオン注入工程を設けるなどの
方法により、この領域をより高濃度にドープすることに
よって、特定のコンタクト抵抗に顕著な改善が得られた
といっている。残念ながら、この多数の注入工程は極め
て低い温度（即ち、約77°Ｋ）で行う必要がある。この
ため、液体窒素により冷却する必要がある。
【０００７】Gildenblat 等は、IEEE Electron Device
Letters,(Vol,12,No.2 37-39頁.1991年2月）に掲載され
た「選択的成長法を使用して作製した高温薄膜ダイヤモ
ンド電界効果トランジスタ」と題する論文の中で、基板
上に均一にダイヤモンド膜を蒸着することにより、ダイ
ヤモンドＭＯＳＦＥＴを製作する方法を提案している。
ボロンドープ処理はダイヤモンド層の蒸着の前に、基板
ホルダ上にボロン粉末を載置することにより、その部分
に行うことができる。ダイヤモンド層の成長の間、プラ
ズマがボロン粉末をエッチングし、ボロンハイドライド
を形成する。ボロンはこのようにしてダイヤモンド層の
中に所望の均一な分布で導入される。ＭＯＳＦＥＴは、
ダイヤモンド層の活性チャネル領域からゲート電極を分
離するために二酸化シリコン絶縁層を有する。同様に、
ダイヤモンド層の形成と同時に、プラズマ蒸着用のガス
源として、ジボラン（diborane；Ｂ2Ｈ6ガス）を使用す
ることが提案されている（Fountain et al ;In situ ボ
ロン及びリチウムのドープを使用したホモエピタキシャ
ルダイヤモンド上へのＩＧＦＥＴ製作、1991年5月にワ
シントンＤ．Ｃで開催された電気化学学会会議）。
Letters,(Vol,12,No.2 37-39頁.1991年2月）に掲載され
た「選択的成長法を使用して作製した高温薄膜ダイヤモ
ンド電界効果トランジスタ」と題する論文の中で、基板
上に均一にダイヤモンド膜を蒸着することにより、ダイ
ヤモンドＭＯＳＦＥＴを製作する方法を提案している。
ボロンドープ処理はダイヤモンド層の蒸着の前に、基板
ホルダ上にボロン粉末を載置することにより、その部分
に行うことができる。ダイヤモンド層の成長の間、プラ
ズマがボロン粉末をエッチングし、ボロンハイドライド
を形成する。ボロンはこのようにしてダイヤモンド層の
中に所望の均一な分布で導入される。ＭＯＳＦＥＴは、
ダイヤモンド層の活性チャネル領域からゲート電極を分
離するために二酸化シリコン絶縁層を有する。同様に、
ダイヤモンド層の形成と同時に、プラズマ蒸着用のガス
源として、ジボラン（diborane；Ｂ2Ｈ6ガス）を使用す
ることが提案されている（Fountain et al ;In situ ボ
ロン及びリチウムのドープを使用したホモエピタキシャ
ルダイヤモンド上へのＩＧＦＥＴ製作、1991年5月にワ
シントンＤ．Ｃで開催された電気化学学会会議）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド電界効果
トランジスタの技術が上述の利点をもつにも拘らず、従
来の半導体材料の限界を超える温度で動作する、工業的
に実用性がある半導体デバイスを製造するためには、な
お、改善が必要である。即ち、ダイヤモンド電界効果ト
ランジスタのソース及びドレイン電極のオーミックコン
タクトの低抵抗化が動作特性を改善するために必要であ
る。更に、電界効果トランジスタ用のボロンドープダイ
ヤモンド層を製造するための従来の処理工程は、複雑で
高価な液体窒素による冷却工程か、又は実用的に実施可
能な処理装置の限界を超える高温処理が必要である。加
えて、従来の電界効果トランジスタは、その構成要素と
して、高価な単結晶ダイヤモンドが必要である。
トランジスタの技術が上述の利点をもつにも拘らず、従
来の半導体材料の限界を超える温度で動作する、工業的
に実用性がある半導体デバイスを製造するためには、な
お、改善が必要である。即ち、ダイヤモンド電界効果ト
ランジスタのソース及びドレイン電極のオーミックコン
タクトの低抵抗化が動作特性を改善するために必要であ
る。更に、電界効果トランジスタ用のボロンドープダイ
ヤモンド層を製造するための従来の処理工程は、複雑で
高価な液体窒素による冷却工程か、又は実用的に実施可
能な処理装置の限界を超える高温処理が必要である。加
えて、従来の電界効果トランジスタは、その構成要素と
して、高価な単結晶ダイヤモンドが必要である。
【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高温で動作可能であって、ソース及びドレ
イン電極が低電気抵抗を有し、極めて高価な単結晶ダイ
ヤモンド基板を必要としないダイヤモンド電界効果トラ
ンジスタ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
のであって、高温で動作可能であって、ソース及びドレ
イン電極が低電気抵抗を有し、極めて高価な単結晶ダイ
ヤモンド基板を必要としないダイヤモンド電界効果トラ
ンジスタ及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明に係る絶
縁ゲート型電界効果トランジスタは、所望のボロンドー
プ濃度を有する活性ダイヤモンド層を有する。このボロ
ンドープ濃度は前記ダイヤモンド層内に、その表面でド
ープ濃度が高いという、厚さ方向に広がった所望の濃度
分布を有する。このように表面ドープ濃度が高いという
ことは、トランジスタのソース及びドレイン電極間を低
抵抗で電気的に接続できることを意味する。加えて、こ
のボロンドープダイヤモンド層により、電界効果トラン
ジスタとしての活性チャネル領域が得られる。従って、
このボロンドープ濃度は、ダイヤモンド層内に、深さが
増すほど次第に減少し、電界効果トランジスタの適切な
作動のために必要な活性チャネル領域の全体的なドープ
を与える。
縁ゲート型電界効果トランジスタは、所望のボロンドー
プ濃度を有する活性ダイヤモンド層を有する。このボロ
ンドープ濃度は前記ダイヤモンド層内に、その表面でド
ープ濃度が高いという、厚さ方向に広がった所望の濃度
分布を有する。このように表面ドープ濃度が高いという
ことは、トランジスタのソース及びドレイン電極間を低
抵抗で電気的に接続できることを意味する。加えて、こ
のボロンドープダイヤモンド層により、電界効果トラン
ジスタとしての活性チャネル領域が得られる。従って、
このボロンドープ濃度は、ダイヤモンド層内に、深さが
増すほど次第に減少し、電界効果トランジスタの適切な
作動のために必要な活性チャネル領域の全体的なドープ
を与える。
【００１１】トランジスタの活性チャネル層は、ほぼ室
温又は市販のイオン注入機を使用できるような室温より
若干高い程度の温度でイオン注入することにより形成す
ることができる。本明細書で使用している「ほぼ室温」
とは、室温又は室温に近い温度で工程（例えば、注入工
程）が開始することをいい、この工程（例えば、イオン
注入工程）により、ダイヤモンドの温度が、例えば、約
１００℃等の室温より若干高い温度に昇温する。
温又は市販のイオン注入機を使用できるような室温より
若干高い程度の温度でイオン注入することにより形成す
ることができる。本明細書で使用している「ほぼ室温」
とは、室温又は室温に近い温度で工程（例えば、注入工
程）が開始することをいい、この工程（例えば、イオン
注入工程）により、ダイヤモンドの温度が、例えば、約
１００℃等の室温より若干高い温度に昇温する。
【００１２】このイオン注入工程に続いて、例えば、約
９５０℃乃至約１２００℃の温度に加熱する焼鈍工程が
実施される。これにより、ダイヤモンド層の表面部の放
射損傷部にグラファイト層が形成される。このグラファ
イト層はその下層のダイヤモンド層との間に、明確な境
界を有している。このため、このグラファイト層は例え
ば熱酸によりエッチングすることにより、容易に除去す
ることができ、下層のボロンドープダイヤモンド層を露
出させることができる。
９５０℃乃至約１２００℃の温度に加熱する焼鈍工程が
実施される。これにより、ダイヤモンド層の表面部の放
射損傷部にグラファイト層が形成される。このグラファ
イト層はその下層のダイヤモンド層との間に、明確な境
界を有している。このため、このグラファイト層は例え
ば熱酸によりエッチングすることにより、容易に除去す
ることができ、下層のボロンドープダイヤモンド層を露
出させることができる。
【００１３】注入工程は、対数表示の濃度と、線形表示
のダイヤモンド層内深さとの間に、一般的なガウス分布
を生起するので、露出されたダイヤモンド層は、表面で
高濃度となるボロンドープ濃度分布を有する。グラファ
イト層の形成及び除去工程の後において、ダイヤモンド
層の一部が除去されるので、ガウス分布のピーク近傍の
一部が切り取られた形状のボロンドープ濃度分布を有す
るダイヤモンド層が露出する。切り取られたガウス分布
は、表面でピーク濃度となり、ダイヤモンド層内の所定
の深さで、実質的に０濃度になる直線により近似され
る。
のダイヤモンド層内深さとの間に、一般的なガウス分布
を生起するので、露出されたダイヤモンド層は、表面で
高濃度となるボロンドープ濃度分布を有する。グラファ
イト層の形成及び除去工程の後において、ダイヤモンド
層の一部が除去されるので、ガウス分布のピーク近傍の
一部が切り取られた形状のボロンドープ濃度分布を有す
るダイヤモンド層が露出する。切り取られたガウス分布
は、表面でピーク濃度となり、ダイヤモンド層内の所定
の深さで、実質的に０濃度になる直線により近似され
る。
【００１４】本発明方法は、プロセスパラメータを制御
することにより所望のボロン濃度分布を形成することが
できるので、種々の製造工程により実施することができ
る。ボロンの注入エネルギ、ボロンドーズ量及び注入の
間のダイヤモンド層の温度は、従って、所望のドープ濃
度分布を形成するように選択される。従って、ボロンド
ープ濃度のガウス形状のすそ野の部分及びピークは、ガ
ウス分布におけるグラファイトエッチングにより除去さ
れる部分と同様に、調整することができる。
することにより所望のボロン濃度分布を形成することが
できるので、種々の製造工程により実施することができ
る。ボロンの注入エネルギ、ボロンドーズ量及び注入の
間のダイヤモンド層の温度は、従って、所望のドープ濃
度分布を形成するように選択される。従って、ボロンド
ープ濃度のガウス形状のすそ野の部分及びピークは、ガ
ウス分布におけるグラファイトエッチングにより除去さ
れる部分と同様に、調整することができる。
【００１５】切り取られたガウス分布のボロンドープ濃
度を直線で近似することにより、表面濃度が約１０21原
子／ｃｍ2であり、約０．２５μｍ（２５００Å）の深
さで、ボロンドープが実質的に無視できるもの、即ち、
二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）の測定限界の約１０
15原子／ｃｍ3になる濃度分布が得られる。また、表面
濃度が約１０19原子／ｃｍ3であり、濃度が実質的に０
になる深さが約１．０μｍ（１０，０００Å）であるよ
うな濃度分布を形成することもできる。当業者であれば
容易に理解できるように、所望の濃度分布の表面のピー
ク濃度及び深さは、プロセスパラメータを制御すること
により選択することができる。
度を直線で近似することにより、表面濃度が約１０21原
子／ｃｍ2であり、約０．２５μｍ（２５００Å）の深
さで、ボロンドープが実質的に無視できるもの、即ち、
二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）の測定限界の約１０
15原子／ｃｍ3になる濃度分布が得られる。また、表面
濃度が約１０19原子／ｃｍ3であり、濃度が実質的に０
になる深さが約１．０μｍ（１０，０００Å）であるよ
うな濃度分布を形成することもできる。当業者であれば
容易に理解できるように、所望の濃度分布の表面のピー
ク濃度及び深さは、プロセスパラメータを制御すること
により選択することができる。
【００１６】トランジスタのソース及びドレイン電極
は、高融点金属（例えば、チタン）のような第１層を蒸
着した後、その上に前記高融点金属を酸化から保護する
ための金からなる第２層を蒸着することにより、形成す
ることができる。２層構造の電極は、その後焼鈍するこ
とができる。ソース及びドレイン電極は、ダイヤモンド
層の表面のボロンドープ濃度が高いために、電気抵抗が
低い。本発明の他の実施態様においては、ダイヤモンド
層のソース及びドレイン領域に、付加的にボロンをイオ
ン注入し、焼鈍し、グラファイトエッチングすることに
より、これらの領域に若干高いボロン濃度を形成するこ
とができる。これは基本的に均一なボロンドープ濃度分
布を有する従来技術のトランジスタと全く異なる。
は、高融点金属（例えば、チタン）のような第１層を蒸
着した後、その上に前記高融点金属を酸化から保護する
ための金からなる第２層を蒸着することにより、形成す
ることができる。２層構造の電極は、その後焼鈍するこ
とができる。ソース及びドレイン電極は、ダイヤモンド
層の表面のボロンドープ濃度が高いために、電気抵抗が
低い。本発明の他の実施態様においては、ダイヤモンド
層のソース及びドレイン領域に、付加的にボロンをイオ
ン注入し、焼鈍し、グラファイトエッチングすることに
より、これらの領域に若干高いボロン濃度を形成するこ
とができる。これは基本的に均一なボロンドープ濃度分
布を有する従来技術のトランジスタと全く異なる。
【００１７】ボロンドープ濃度をダイヤモンド層の表面
で高くして低抵抗のソース及びドレイン電極を形成する
ので、電界効果トランジスタとしては、絶縁ゲートを設
ける必要がある。従来のＭＥＳＦＥＴは、即ち、チャネ
ル領域上に直接形成されたゲート電極を有する電界効果
トランジスタは、かなり高いゲートリーク電流が存在
し、本発明のように、表面が高濃度のボロン濃度分布を
形成すると動作しない。
で高くして低抵抗のソース及びドレイン電極を形成する
ので、電界効果トランジスタとしては、絶縁ゲートを設
ける必要がある。従来のＭＥＳＦＥＴは、即ち、チャネ
ル領域上に直接形成されたゲート電極を有する電界効果
トランジスタは、かなり高いゲートリーク電流が存在
し、本発明のように、表面が高濃度のボロン濃度分布を
形成すると動作しない。
【００１８】この絶縁ゲートは、ソース電極及びドレイ
ン電極の位置の間のダイヤモンド層上に絶縁層を蒸着す
ることにより形成することができる。代表的な絶縁層と
しては、ダイヤモンド、二酸化シリコン、シリコン窒化
物、アルミニウム酸化物等がある。これらの絶縁層は、
従来の技術を使用して形成することができる。また、従
来の技術を使用して、金属コンタクト層をゲート絶縁層
上に蒸着し、パターニングすることができ、これにより
ゲート電極が完成する。この絶縁ゲート電極は、ゲート
電極としてショットキーコンタクトを有するような他の
ダイヤモンド電界効果トランジスタに発生し易いリーク
電流を低減する。この絶縁層もまたダイヤモンド層の表
面を不動態化する。
ン電極の位置の間のダイヤモンド層上に絶縁層を蒸着す
ることにより形成することができる。代表的な絶縁層と
しては、ダイヤモンド、二酸化シリコン、シリコン窒化
物、アルミニウム酸化物等がある。これらの絶縁層は、
従来の技術を使用して形成することができる。また、従
来の技術を使用して、金属コンタクト層をゲート絶縁層
上に蒸着し、パターニングすることができ、これにより
ゲート電極が完成する。この絶縁ゲート電極は、ゲート
電極としてショットキーコンタクトを有するような他の
ダイヤモンド電界効果トランジスタに発生し易いリーク
電流を低減する。この絶縁層もまたダイヤモンド層の表
面を不動態化する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。なお、本発明は種々の変形が可能で
あり、本明細書に記載した実施例に限定されるものでは
ない。
参照して説明する。なお、本発明は種々の変形が可能で
あり、本明細書に記載した実施例に限定されるものでは
ない。
【００２０】図１は本発明の実施例に係る絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ１０を示す断面図である。このト
ランジスタ１０は基板１５とこの基板上のダイヤモンド
層２０とを有する。このダイヤモンド層２０はボロンが
ドープされた外側部分２５と基板１５の近傍の非ドープ
の絶縁部分３０とを有する。ダイヤモンド層２０は好ま
しくは窒素濃度が低いものであり、その結果、窒素ドナ
ーはアクセプタとして補償しない。
電界効果トランジスタ１０を示す断面図である。このト
ランジスタ１０は基板１５とこの基板上のダイヤモンド
層２０とを有する。このダイヤモンド層２０はボロンが
ドープされた外側部分２５と基板１５の近傍の非ドープ
の絶縁部分３０とを有する。ダイヤモンド層２０は好ま
しくは窒素濃度が低いものであり、その結果、窒素ドナ
ーはアクセプタとして補償しない。
【００２１】基板１５は絶縁単結晶ダイヤモンド基板に
より形成することができ、また、ダイヤモンド層２０は
ホモエピタキシャルダイヤモンド層により構成すること
ができる。単結晶ダイヤモンド基板は、好ましくは約25
0μｍの厚さを有し、ホモエピタキシャル層は好ましく
は約0.25乃至2.5μｍの厚さを有する。多結晶ダイヤモ
ンド層を基板上に形成することもできる。代表的な基板
としては、シリコン、シリコン窒化物、アルミニウム酸
化物並びにシリコン窒化物及びアルミニウム酸化物の複
合物がある。シリコン基板としては、シリコンの好まし
い厚さは、約250乃至約500μｍである。多結晶ダイヤモ
ンド層の好ましい厚さは約10μｍである。当業者であれ
ば容易に理解できるように、基板１５及び分離されたダ
イヤモンド層２０の替わりに、等価的に、単結晶ダイヤ
モンド基板をボロンがドープされた外側部分にのみ使用
することができる。
より形成することができ、また、ダイヤモンド層２０は
ホモエピタキシャルダイヤモンド層により構成すること
ができる。単結晶ダイヤモンド基板は、好ましくは約25
0μｍの厚さを有し、ホモエピタキシャル層は好ましく
は約0.25乃至2.5μｍの厚さを有する。多結晶ダイヤモ
ンド層を基板上に形成することもできる。代表的な基板
としては、シリコン、シリコン窒化物、アルミニウム酸
化物並びにシリコン窒化物及びアルミニウム酸化物の複
合物がある。シリコン基板としては、シリコンの好まし
い厚さは、約250乃至約500μｍである。多結晶ダイヤモ
ンド層の好ましい厚さは約10μｍである。当業者であれ
ば容易に理解できるように、基板１５及び分離されたダ
イヤモンド層２０の替わりに、等価的に、単結晶ダイヤ
モンド基板をボロンがドープされた外側部分にのみ使用
することができる。
【００２２】トランジスタ１０はボロンドープダイヤモ
ンド層２５の表面上にこの表面に沿って相互に離隔した
状態で形成されたソース電極３１及びドレイン電極３２
を有する。ソース電極３１及びドレイン電極３２は、好
ましくは、１又は複数の高融点金属からなる第１金属層
３１ａ，３２ａと、この下層の高融点金属層を酸化から
保護するための金からなる第２金属層３１ｂ，３２ｂと
により形成されている。高融点金属層３１ａ，３２ａは
好ましくは約200乃至約400Åの厚さを有する。第２金属
層３１ｂ，３２ｂは好ましくは約1000乃至1500Åの厚さ
を有する。この２層電極はその後、焼鈍されてソース電
極３１及びドレイン電極３２が形成される。代表的な高
融点金属は遷移金属元素であり、好ましくは、第４，５
及び６族の遷移金属元素（ＣＲＣハンドブック第71版）
からなる群から選択されたものである。この中には、チ
タン、タルタル、タングステン、モリブデン、ハフニウ
ム及びニオビウムが含まれる。上述の如くソース電極３
１及びドレイン電極３２を形成する工程はMoazed等によ
り提案されたようにダイヤモンド上にオーミックコンタ
クトを形成する工程に類似する。前記Moazed等の提案
は、「半導体ダイヤモンドにオーミックコンタクトを形
成するための熱活性固体状態反応プロセス（J.Appl.Phy
s vol.68, No.5, 1990年9月号）」に記載されている。
ンド層２５の表面上にこの表面に沿って相互に離隔した
状態で形成されたソース電極３１及びドレイン電極３２
を有する。ソース電極３１及びドレイン電極３２は、好
ましくは、１又は複数の高融点金属からなる第１金属層
３１ａ，３２ａと、この下層の高融点金属層を酸化から
保護するための金からなる第２金属層３１ｂ，３２ｂと
により形成されている。高融点金属層３１ａ，３２ａは
好ましくは約200乃至約400Åの厚さを有する。第２金属
層３１ｂ，３２ｂは好ましくは約1000乃至1500Åの厚さ
を有する。この２層電極はその後、焼鈍されてソース電
極３１及びドレイン電極３２が形成される。代表的な高
融点金属は遷移金属元素であり、好ましくは、第４，５
及び６族の遷移金属元素（ＣＲＣハンドブック第71版）
からなる群から選択されたものである。この中には、チ
タン、タルタル、タングステン、モリブデン、ハフニウ
ム及びニオビウムが含まれる。上述の如くソース電極３
１及びドレイン電極３２を形成する工程はMoazed等によ
り提案されたようにダイヤモンド上にオーミックコンタ
クトを形成する工程に類似する。前記Moazed等の提案
は、「半導体ダイヤモンドにオーミックコンタクトを形
成するための熱活性固体状態反応プロセス（J.Appl.Phy
s vol.68, No.5, 1990年9月号）」に記載されている。
【００２３】本実施例のボロンドープのダイヤモンド層
２５は、ダイヤモンド層２０内にその厚さ方向に広がる
ボロンドープ濃度の所望の分布を有する。ボロンドープ
ダイヤモンド層２５の表面は高ボロンドープの濃度にな
っていて、ソース電極３１及びドレイン電極３２の電気
抵抗を低減している。
２５は、ダイヤモンド層２０内にその厚さ方向に広がる
ボロンドープ濃度の所望の分布を有する。ボロンドープ
ダイヤモンド層２５の表面は高ボロンドープの濃度にな
っていて、ソース電極３１及びドレイン電極３２の電気
抵抗を低減している。
【００２４】トランジスタ１０の活性チャネル領域は、
ソース電極３１とドレイン電極３２との間のドープされ
たダイヤモンド層２５内の領域であり、約0.25μｍ（25
00Å）乃至約1.0μｍ（10,000Å）の深さまで延びてい
る。トランジスタ１０のこの活性チャネル領域における
ボロンドープ濃度が高過ぎる場合は、チャネル領域は半
導体特性をもたず、従って、このデバイスは電界効果ト
ランジスタとして機能しない。従って、ドープされたダ
イヤモンド層２５は、ソース及びドレイン電極３１，３
２のコンタクトを低抵抗化するために、表面では比較的
高いボロンドープ濃度分布を有している。また、電界効
果トランジスタとしての作動のために必要なチャネル領
域のボロンドープ濃度は、以下に詳述するように、ダイ
ヤモンド層２５内に、深くなるにつれて濃度が次第に低
下するボロン濃度分布を形成することによって選択する
ことがでできる。
ソース電極３１とドレイン電極３２との間のドープされ
たダイヤモンド層２５内の領域であり、約0.25μｍ（25
00Å）乃至約1.0μｍ（10,000Å）の深さまで延びてい
る。トランジスタ１０のこの活性チャネル領域における
ボロンドープ濃度が高過ぎる場合は、チャネル領域は半
導体特性をもたず、従って、このデバイスは電界効果ト
ランジスタとして機能しない。従って、ドープされたダ
イヤモンド層２５は、ソース及びドレイン電極３１，３
２のコンタクトを低抵抗化するために、表面では比較的
高いボロンドープ濃度分布を有している。また、電界効
果トランジスタとしての作動のために必要なチャネル領
域のボロンドープ濃度は、以下に詳述するように、ダイ
ヤモンド層２５内に、深くなるにつれて濃度が次第に低
下するボロン濃度分布を形成することによって選択する
ことがでできる。
【００２５】トランジスタ１０は、活性チャネル領域近
傍のボロンドープダイヤモンド層２５上の絶縁層３５
と、このゲート絶縁層３５上のゲート電極３６と有す
る。ゲート絶縁層３５は絶縁ダイヤモンド層により構成
することができ、また、二酸化シリコン、シリコン窒化
物又はアルミニウム酸化物の層で構成することもでき
る。
傍のボロンドープダイヤモンド層２５上の絶縁層３５
と、このゲート絶縁層３５上のゲート電極３６と有す
る。ゲート絶縁層３５は絶縁ダイヤモンド層により構成
することができ、また、二酸化シリコン、シリコン窒化
物又はアルミニウム酸化物の層で構成することもでき
る。
【００２６】絶縁ゲート構造はリーク電流の減少につな
がる。これにより、ショットキゲートをもつ他のダイヤ
モンド電界効果トランジスタに比して、高温（例えば、
約300℃）でもリーク電流が比較的小さい。絶縁ゲート
もまたチャネル領域の表面を不動態化するように機能す
る。
がる。これにより、ショットキゲートをもつ他のダイヤ
モンド電界効果トランジスタに比して、高温（例えば、
約300℃）でもリーク電流が比較的小さい。絶縁ゲート
もまたチャネル領域の表面を不動態化するように機能す
る。
【００２７】次に、本実施例に係る絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ１０の製造方法について図２乃至５を参
照して説明する。図２は図１に示す絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ１０の製造工程における中間構造体１１
の一部を示す。更に詳述すれば、この中間構造体１１は
ボロンイオンが注入され、その後焼鈍された後のダイヤ
モンド層２０を有する。この注入工程は図４に概略示す
ようなボロンドープ濃度の分布を生成する。この濃度分
布は濃度を対数スケールでとり、図４のグラフの横軸に
示すように表面からの距離をＢとした場合に一般的にガ
ウス分布に従う。
果トランジスタ１０の製造方法について図２乃至５を参
照して説明する。図２は図１に示す絶縁ゲート型電界効
果トランジスタ１０の製造工程における中間構造体１１
の一部を示す。更に詳述すれば、この中間構造体１１は
ボロンイオンが注入され、その後焼鈍された後のダイヤ
モンド層２０を有する。この注入工程は図４に概略示す
ようなボロンドープ濃度の分布を生成する。この濃度分
布は濃度を対数スケールでとり、図４のグラフの横軸に
示すように表面からの距離をＢとした場合に一般的にガ
ウス分布に従う。
【００２８】この注入工程は空間的な照射損傷（空孔及
び格子欠陥）をダイヤモンド層内に生成する。この照射
損傷は、通常ガウス分布のボロン濃度分布のピークより
も前にピークを持つ分布を有する［半導体ダイヤモンド
へのオーミックコンタクトの調整（J. Prins, J,Phys.
D;Appl.Phys,vol.22.第1562-64頁、1989年7月）と題す
る論文参照］。本願発明者らは、特定の理論に依存する
ことを望むものではないが、格子間原子は所定の注入温
度で確実に拡散すると考えられており、空孔を充足しな
いものが、イオン損傷領域から移動することを助長す
る。従って、注入工程において、この領域内の不動の空
孔密度はイオンドーズ量と共に増加し、最終的には、そ
の選択された温度及び注入条件における臨界限界値を超
える。この限界値以上では、ダイヤモンドの格子はグラ
ファイト化され、つまり、特に高温で焼鈍されたとき
に、アモルファスカーボン構造に変化する。従って、注
入及び焼鈍の後に、グラファイト層４０が、図２に示す
ように、ドープダイヤモンド層２５の表面から深さＡま
で延びる部分に形成される。
び格子欠陥）をダイヤモンド層内に生成する。この照射
損傷は、通常ガウス分布のボロン濃度分布のピークより
も前にピークを持つ分布を有する［半導体ダイヤモンド
へのオーミックコンタクトの調整（J. Prins, J,Phys.
D;Appl.Phys,vol.22.第1562-64頁、1989年7月）と題す
る論文参照］。本願発明者らは、特定の理論に依存する
ことを望むものではないが、格子間原子は所定の注入温
度で確実に拡散すると考えられており、空孔を充足しな
いものが、イオン損傷領域から移動することを助長す
る。従って、注入工程において、この領域内の不動の空
孔密度はイオンドーズ量と共に増加し、最終的には、そ
の選択された温度及び注入条件における臨界限界値を超
える。この限界値以上では、ダイヤモンドの格子はグラ
ファイト化され、つまり、特に高温で焼鈍されたとき
に、アモルファスカーボン構造に変化する。従って、注
入及び焼鈍の後に、グラファイト層４０が、図２に示す
ように、ドープダイヤモンド層２５の表面から深さＡま
で延びる部分に形成される。
【００２９】グラファイト層４０とその下層のダイヤモ
ンド層２５との間の境界は、明確に区分けされている。
従って、グラファイト層４０は次工程の熱酸エッチング
により容易に除去することができる。エッチング用の代
表的な酸としては、沸騰塩酸及び沸騰硫酸溶液があり、
また、過塩素酸と、硫酸と、硝酸とを１：４：３に配合
した沸騰溶液も使用できる。グラファイト層４０がエッ
チングされた後、図３に示す中間構造体１２が形成され
る。
ンド層２５との間の境界は、明確に区分けされている。
従って、グラファイト層４０は次工程の熱酸エッチング
により容易に除去することができる。エッチング用の代
表的な酸としては、沸騰塩酸及び沸騰硫酸溶液があり、
また、過塩素酸と、硫酸と、硝酸とを１：４：３に配合
した沸騰溶液も使用できる。グラファイト層４０がエッ
チングされた後、図３に示す中間構造体１２が形成され
る。
【００３０】図４のグラフ及び図３の中間構造体１２を
参照してわかるように、ボロンドープ濃度分布はドープ
されたダイヤモンド層２５の露出面が比較的高いボロン
ドープ濃度を有するように決めることができる。グラフ
ァイトエッチングの後に、ドープダイヤモンド層２５の
部分のボロンドープ分布は、図４のグラフの深さＡと深
さＢとの間の部分で示される。このＡ，Ｂは図３の深さ
Ａ，Ｂに対応する。二次イオン質量分析計（SIMS）によ
り測定されたように、露出したドープダイヤモンド層２
５（深さＡ）の表面において、好ましくは、少なくとも
約１０20原子／cm3のボロン濃度を持つ。これは、ソー
ス及びドレイン電極３１，３２の低抵抗化を確実にする
ために十分高いドープレベルを与える。
参照してわかるように、ボロンドープ濃度分布はドープ
されたダイヤモンド層２５の露出面が比較的高いボロン
ドープ濃度を有するように決めることができる。グラフ
ァイトエッチングの後に、ドープダイヤモンド層２５の
部分のボロンドープ分布は、図４のグラフの深さＡと深
さＢとの間の部分で示される。このＡ，Ｂは図３の深さ
Ａ，Ｂに対応する。二次イオン質量分析計（SIMS）によ
り測定されたように、露出したドープダイヤモンド層２
５（深さＡ）の表面において、好ましくは、少なくとも
約１０20原子／cm3のボロン濃度を持つ。これは、ソー
ス及びドレイン電極３１，３２の低抵抗化を確実にする
ために十分高いドープレベルを与える。
【００３１】イオン注入及び焼鈍の間に処理パラメータ
を制御することにより、所望のボロンドープ濃度分布を
形成する。例えば、ボロンドープ濃度は約５×１０15イ
オン／cm2乃至約５×１０17イオン／cm2の範囲から選択
される。ボロンイオンのエネルギは約２０KeV乃至８０K
eVの範囲内で制御される。基板温度は制御される。例え
ば、ダイヤモンドは名目上の室温に保持されるか、又
は、約２００℃の温度に保持される。上述の名目上の室
温とは、注入工程が室温又はそれに近い温度で開始さ
れ、イオン注入によりダイヤモンドの温度が例えば約１
００℃等の室温より若干高い温度に昇温するものであ
る。イオン注入工程の間のダイヤモンドの好ましい温度
は、約１００℃である。加えて焼鈍時間及び焼鈍温度は
所望の分布を形成するために調整される。例えば、ボロ
ンが注入されたダイヤモンドは約９５０乃至約１２００
℃の温度で、約３０分乃至約２時間の時間、焼鈍され
る。所望のボロン濃度分布を得るための正確な処理パラ
メータは、実験による試行錯誤で求めることができる。
を制御することにより、所望のボロンドープ濃度分布を
形成する。例えば、ボロンドープ濃度は約５×１０15イ
オン／cm2乃至約５×１０17イオン／cm2の範囲から選択
される。ボロンイオンのエネルギは約２０KeV乃至８０K
eVの範囲内で制御される。基板温度は制御される。例え
ば、ダイヤモンドは名目上の室温に保持されるか、又
は、約２００℃の温度に保持される。上述の名目上の室
温とは、注入工程が室温又はそれに近い温度で開始さ
れ、イオン注入によりダイヤモンドの温度が例えば約１
００℃等の室温より若干高い温度に昇温するものであ
る。イオン注入工程の間のダイヤモンドの好ましい温度
は、約１００℃である。加えて焼鈍時間及び焼鈍温度は
所望の分布を形成するために調整される。例えば、ボロ
ンが注入されたダイヤモンドは約９５０乃至約１２００
℃の温度で、約３０分乃至約２時間の時間、焼鈍され
る。所望のボロン濃度分布を得るための正確な処理パラ
メータは、実験による試行錯誤で求めることができる。
【００３２】図５は、本発明にて容易に実現できた濃度
分布１，２の直線近似を示す。この図において、濃度分
布１，２は理解の容易のために直線で近似した。１で示
す濃度分布は表面のボロンドープ濃度が約１０21原子／
cm3であり、ダイヤモンド層内に約0.25μｍ（2500Å）
の深さまで延びている。濃度分布２は表面のボロンドー
プ濃度が約１０19原子／cm3であり、約1.0μｍ（10.000
Å）の深さまで延びる。所望のボロンドープ濃度分布
は、上述の範囲内の処理パラメータを適切に選択するこ
とによって、分布１，２にて示される範囲内に略々納ま
る。
分布１，２の直線近似を示す。この図において、濃度分
布１，２は理解の容易のために直線で近似した。１で示
す濃度分布は表面のボロンドープ濃度が約１０21原子／
cm3であり、ダイヤモンド層内に約0.25μｍ（2500Å）
の深さまで延びている。濃度分布２は表面のボロンドー
プ濃度が約１０19原子／cm3であり、約1.0μｍ（10.000
Å）の深さまで延びる。所望のボロンドープ濃度分布
は、上述の範囲内の処理パラメータを適切に選択するこ
とによって、分布１，２にて示される範囲内に略々納ま
る。
【００３３】前述の図１に示すように、ソース及びドレ
イン電極３１，３２は露出されたドープダイヤモンド層
２５上に高融点金属層３１ａ，３２ａ（第１層）を蒸着
することにより形成することができる。この第１層上に
金属層３１ｂ，３２ｂが蒸着され、焼鈍される。特に、
電極３１，３２の接合性は、金属層を約８００乃至８５
０℃の温度に約１５乃至９０分間焼鈍することにより改
善することができる。加えて、ゲート絶縁層３５は、化
学蒸着（ＣＶＤ）又はプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）
のような通常の技術によりダイヤモンド層２５上に蒸着
することができる。絶縁層３５として代表的な材料は、
絶縁ダイヤモンド、二酸化シリコン、シリコン窒化物及
びアルミニウム酸化物がある。ゲート電極３６も、ＣＶ
Ｄ又はＰＥＣＶＤのような従来の技術により、絶縁層３
５上に形成される。
イン電極３１，３２は露出されたドープダイヤモンド層
２５上に高融点金属層３１ａ，３２ａ（第１層）を蒸着
することにより形成することができる。この第１層上に
金属層３１ｂ，３２ｂが蒸着され、焼鈍される。特に、
電極３１，３２の接合性は、金属層を約８００乃至８５
０℃の温度に約１５乃至９０分間焼鈍することにより改
善することができる。加えて、ゲート絶縁層３５は、化
学蒸着（ＣＶＤ）又はプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）
のような通常の技術によりダイヤモンド層２５上に蒸着
することができる。絶縁層３５として代表的な材料は、
絶縁ダイヤモンド、二酸化シリコン、シリコン窒化物及
びアルミニウム酸化物がある。ゲート電極３６も、ＣＶ
Ｄ又はＰＥＣＶＤのような従来の技術により、絶縁層３
５上に形成される。
【００３４】図６は本発明の他の実施例に係るトランジ
スタ１０′を示す。ソース及びドレイン電極３１′，３
２′の抵抗値を低下させるための次の改善手段は、ダイ
ヤモンド層２５′のソース領域３７′及びドレイン領域
３８′に対する第２のボロン注入、焼鈍及びグラファイ
トエッチングである。この第２の注入は、第１のイオン
注入よりも高いボロンドーズ量で行うことが好ましい。
第２のイオン注入のドーズ量は好ましくは約１０16乃至
約５×１０17イオン／cm2である。第２のイオン注入の
間の温度は、第１のイオン注入の間の温度よりも高い。
第２のイオン注入の好ましい温度範囲は約１００乃至約
３００℃、エネルギは約３０乃至約８０KeVである。
スタ１０′を示す。ソース及びドレイン電極３１′，３
２′の抵抗値を低下させるための次の改善手段は、ダイ
ヤモンド層２５′のソース領域３７′及びドレイン領域
３８′に対する第２のボロン注入、焼鈍及びグラファイ
トエッチングである。この第２の注入は、第１のイオン
注入よりも高いボロンドーズ量で行うことが好ましい。
第２のイオン注入のドーズ量は好ましくは約１０16乃至
約５×１０17イオン／cm2である。第２のイオン注入の
間の温度は、第１のイオン注入の間の温度よりも高い。
第２のイオン注入の好ましい温度範囲は約１００乃至約
３００℃、エネルギは約３０乃至約８０KeVである。
【００３５】次に、本発明方法により実際にダイヤモン
ド電界効果トランジスタを製造した実施例について更に
説明する。
ド電界効果トランジスタを製造した実施例について更に
説明する。
【００３６】実施例 ドープなしの多結晶ダイヤモンド層を通常のＣＶＤ技術
によりシリコン基板上に蒸着される。ボロンの注入は市
販のイオン注入機において適当な加速速度である約６０
KeV、約３．５×１０16原子／cm2のオーダーのドーズ量
で実施される。このイオン注入は前述したように名目上
の室温で基板に実施され、このイオン注入工程の間に発
生する熱により、ダイヤモンド層は約１００℃に昇温す
る。
によりシリコン基板上に蒸着される。ボロンの注入は市
販のイオン注入機において適当な加速速度である約６０
KeV、約３．５×１０16原子／cm2のオーダーのドーズ量
で実施される。このイオン注入は前述したように名目上
の室温で基板に実施され、このイオン注入工程の間に発
生する熱により、ダイヤモンド層は約１００℃に昇温す
る。
【００３７】次に、注入後のダイヤモンド層を約１２０
０℃の温度に約３０分間焼鈍する。グラファイト化され
た表面層は、基板を熱塩酸及び硫酸中で処理することに
より除去される、図７は、二次イオン質量分析計（ＳＩ
ＭＳ）を使用して測定したシリコン基板上のダイヤモン
ド層中の注入ボロンドープ濃度分布と、深さとの関係を
示すグラフ図である。このグラフは露出されたダイヤモ
ンド層内に形成されているガウス分布のドープ濃度分布
を示し、この層の表面にて１０21原子／cm3に近い比較
的高いボロン濃度を有する。このグラフから明かなよう
に、このボロン濃度はダイヤモンド層内で減少し、０．
５μｍ（5000Å）の深さ以上では、殆ど無視できる位に
小さくなる。
０℃の温度に約３０分間焼鈍する。グラファイト化され
た表面層は、基板を熱塩酸及び硫酸中で処理することに
より除去される、図７は、二次イオン質量分析計（ＳＩ
ＭＳ）を使用して測定したシリコン基板上のダイヤモン
ド層中の注入ボロンドープ濃度分布と、深さとの関係を
示すグラフ図である。このグラフは露出されたダイヤモ
ンド層内に形成されているガウス分布のドープ濃度分布
を示し、この層の表面にて１０21原子／cm3に近い比較
的高いボロン濃度を有する。このグラフから明かなよう
に、このボロン濃度はダイヤモンド層内で減少し、０．
５μｍ（5000Å）の深さ以上では、殆ど無視できる位に
小さくなる。
【００３８】この比較的高ドープのダイヤモンド層上に
直接蒸着された金属層は、オーミックコンタクトとして
機能する。そして、所定の領域をメタライズすることに
より、ソース電極及びドレイン電極を形成する。電界効
果トランジスタの動作は、二酸化シリコン層及びこの上
に蒸着された金属膜からなる絶縁ゲート電極を蒸着形成
すると共に、ソース、ゲート及びドレイン電極に適切な
バイアス電圧を印加することにより得られる。
直接蒸着された金属層は、オーミックコンタクトとして
機能する。そして、所定の領域をメタライズすることに
より、ソース電極及びドレイン電極を形成する。電界効
果トランジスタの動作は、二酸化シリコン層及びこの上
に蒸着された金属膜からなる絶縁ゲート電極を蒸着形成
すると共に、ソース、ゲート及びドレイン電極に適切な
バイアス電圧を印加することにより得られる。
【００３９】本発明の実施例に係る絶縁ゲート電界効果
トランジスタ１０，１０′は、高温特性が改善され、ソ
ース電極３１，３１′及びドレイン電極３２，３２′の
抵抗が低い。
トランジスタ１０，１０′は、高温特性が改善され、ソ
ース電極３１，３１′及びドレイン電極３２，３２′の
抵抗が低い。
【００４０】本発明は、上述の記載及び図面から、多く
の変形及び他の実施例が当業者に可能である。
の変形及び他の実施例が当業者に可能である。
【００４１】従って、本発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、本発明の特許請求の範囲の記載に基づ
く本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
るものではなく、本発明の特許請求の範囲の記載に基づ
く本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、液
体窒素による冷却とか、通常のチャンバーが作動するこ
とができる温度を超える温度に加熱する等の手段をとる
ことなく、所望のボロンドープ分布を得ることにより、
ソース及びドレイン電極のコンタクト抵抗が低く、高温
動作可能であると共に、高価な単結晶ダイヤモンドを必
要としないダイヤモンド電界効果トランジスタを得るこ
とができる。また、本発明方法は、所望のボロンドープ
濃度を得るために種々の工程を適用することができ、ボ
ロンイオン注入を、室温か又は従来の処理チャンバ及び
装置の処理限界内の室温よりわずかに高い温度での実施
を可能にする。
体窒素による冷却とか、通常のチャンバーが作動するこ
とができる温度を超える温度に加熱する等の手段をとる
ことなく、所望のボロンドープ分布を得ることにより、
ソース及びドレイン電極のコンタクト抵抗が低く、高温
動作可能であると共に、高価な単結晶ダイヤモンドを必
要としないダイヤモンド電界効果トランジスタを得るこ
とができる。また、本発明方法は、所望のボロンドープ
濃度を得るために種々の工程を適用することができ、ボ
ロンイオン注入を、室温か又は従来の処理チャンバ及び
装置の処理限界内の室温よりわずかに高い温度での実施
を可能にする。
【図１】本発明の実施例に係る絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタを示す縦断面拡大図である。
ランジスタを示す縦断面拡大図である。
【図２】図１に示す絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の中間構造体を示す縦断面拡大図である。
の中間構造体を示す縦断面拡大図である。
【図３】図１に示す絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
の他の中間構造体を示す縦断面拡大図である。
の他の中間構造体を示す縦断面拡大図である。
【図４】図２及び図３の中間構造体に対応するボロンド
ープ濃度とダイヤモンド層内の深さとの関係を示す理論
グラフ図である。
ープ濃度とダイヤモンド層内の深さとの関係を示す理論
グラフ図である。
【図５】本発明による単一の注入工程により達成できる
ボロンドープ濃度分布の範囲を示し、直線により近似さ
れた論理グラフ図である。
ボロンドープ濃度分布の範囲を示し、直線により近似さ
れた論理グラフ図である。
【図６】本発明の他の実施例に係る絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを示す縦断面拡大図である。
果トランジスタを示す縦断面拡大図である。
【図７】実施例に対応するボロンドープ濃度の測定値と
ダイヤモンド層内の深さとの関係を示すグラフ図であ
る。
ダイヤモンド層内の深さとの関係を示すグラフ図であ
る。
１０；トランジスタ １５；基板 ２０；ダイヤモンド層 ２５；ボロンドープダイヤモンド層 ３０；非ボロンドープダイヤモンド層 ３１；ソース電極 ３２；ドレイン電極 ３５；ゲート絶縁層 ３６；ゲート電極 ４０；グラファイト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリソン・ジェイ・テスマー アメリカ合衆国，ノースカロライナ州 27513， ケリー，ビスケーン・サークル, 101 (72)発明者 バスデフ・ベンカテサン アメリカ合衆国，ノースカロライナ州 27606， ローリ，クレスト・ロード, 1615−２
Claims (33)
- 【請求項１】 基板と、この基板上のボロンドープダイ
ヤモンド層と、このダイヤモンド層上にその表面に沿っ
て相互に離隔するように配置されたドレイン電極及びソ
ース電極と、前記ダイヤモンド層上の前記ドレイン電極
とソース電極との間に設けられた絶縁ゲート電極とを有
するダイヤモンド電界効果トランジスタにおいて、前記
ボロンドープダイヤモンド層は、その表面から厚さ方向
に向けてドープされたボロンの濃度分布を有し、このボ
ロンのドープ濃度は、前記ダイヤモンド層の表面側が高
く、このダイヤモンド層内に深くなるにつれて減少する
ものであり、前記ドレイン電極及びソース電極は、前記
ダイヤモンド層の高濃度ドープ表面と低抵抗オーミック
コンタクトを形成し、前記絶縁ゲート電極は、前記ダイ
ヤモンド層の高濃度ドープ表面上のゲート絶縁層と、こ
のゲート絶縁層上のゲート電極とを有することを特徴と
するダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンド層における前記ソース
電極とゲート電極との間の部分において、前記絶縁ゲー
ト電極の直下の部分が、トランジスタのチャネルとなる
部分であり、このチャネル内の前記ボロンの所定の濃度
分布が、電界効果トランジスタとしての作動に十分なも
のであることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモン
ド電界効果トランジスタ。 - 【請求項３】 ボロンドープ濃度が高い前記ダイヤモン
ド層表面のボロンドープ濃度が、約１０20原子／cm3以
上であることを特徴とする請求項１に記載のダイヤモン
ド電界効果トランジスタ。 - 【請求項４】 前記所定のボロンドープ濃度分布は、ド
ープ濃度を対数表示し、深さを線形表示した場合に、一
部が切り取られた形状の一般的なガウス分布をなすこと
を特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド電界効果ト
ランジスタ。 - 【請求項５】 前記切り取られた形状のガウス分布が前
記ダイヤモンド層の表面のピーク濃度と前記ダイヤモン
ド層内の所定深さの実質的に０濃度位置との間に延びる
直線によって近似されるものであることを特徴とする請
求項４に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項６】 前記表面ピーク濃度が、約１０19乃至１
０21原子／cm3であり、前記実質的な０濃度が約１０15
原子／cm3であり、前記実質的に０濃度の前記所定深さ
位置が、約2,500乃至10,000オングストロームであるこ
とを特徴とする請求項５に記載のダイヤモンド電界効果
トランジスタ。 - 【請求項７】 前記ソース電極及びドレイン電極は、夫
々前記ダイヤモンド層上の高融点金属層及びこの高融点
金属層上の金層により構成され、焼鈍された２層構造を
なすことを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド電
界効果トランジスタ。 - 【請求項８】 前記ゲート絶縁層は、絶縁性ダイヤモン
ド、シリコン酸化物、シリコン窒化物及びアルミニウム
酸化物からなる群から選択された材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンド電界効
果トランジスタ。 - 【請求項９】 基板と、この基板上のボロンドープダイ
ヤモンド層と、このダイヤモンド層の表面上にこの表面
に沿って相互に離隔するように配置されたドレイン電極
及びソース電極と、前記ダイヤモンド層における前記ソ
ース電極及びドレイン電極間のチャネル領域と、前記チ
ャネル領域近傍の前記ダイヤモンド層上に設けられた絶
縁ゲート電極とを有するダイヤモンド電界効果トランジ
スタにおいて、前記チャネル領域が、前記チャネル内に
おいて、その表面から内部に向かって深さ方向に延びる
所定のボロンドープ濃度分布を有し、前記ボロンドープ
濃度が、前記チャネルの表面で高く、前記チャネル内に
向かって深くなるにつれて減少するものであり、前記所
定のボロンドープ濃度分布が、電界効果トランジスタの
作動のために十分なものであり、前記絶縁ゲート電極は
前記ダイヤモンド層の表面上のゲート絶縁層と、前記ゲ
ート絶縁層上のゲート電極とを有することを特徴とする
ダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項１０】 前記ダイヤモンド層における前記ソー
ス電極及びドレイン電極の近傍の各領域は、前記チャネ
ル領域の前記表面よりもボロンドープ濃度が高く、これ
により前記ソース電極及びドレイン電極と、夫々前記ダ
イヤモンド層の前記ソース及びドレイン領域との間に低
抵抗のオーミックコンタクトが形成されることを特徴と
する請求項９に記載のダイヤモンド電界効果トランジス
タ。 - 【請求項１１】 前記チャネル近傍のボロンドープ濃度
が高い前記ダイヤモンド層表面におけるボロンドープ濃
度が、約１０20原子／cm3以上であることを特徴とする
請求項９に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタ。 - 【請求項１２】 前記所定のボロンドープ濃度分布が、
ドープ濃度を対数で表示し、深さを線形表示した場合
に、一部が切り取られた形状の一般的なガウス分布をな
すことを特徴とする請求項９に記載のダイヤモンド電界
効果トランジスタ。 - 【請求項１３】 前記切り取られた形状のガウス分布は
前記ダイヤモンド層の表面のピーク濃度と前記ダイヤモ
ンド層内の所定深さの実質的に０濃度位置との間に延び
る直線によって近似されるものであることを特徴とする
請求項１２に記載のダイヤモンド電界効果トランジス
タ。 - 【請求項１４】 前記表面ピーク濃度が、約１０19乃
至１０21原子／cm3であり、前記実質的な０濃度は約１
０15原子／cm3であり、前記実質的に０濃度の前記所定
深さ位置が、約2,500乃至10,000オングストロームであ
ることを特徴とする請求項１３に記載のダイヤモンド電
界効果トランジスタ。 - 【請求項１５】 前記ソース電極及びドレイン電極は、
夫々前記ダイヤモンド層上の高融点金属層及びこの高融
点金属層上の金層により構成され、焼鈍された２層構造
をなすことを特徴とする請求項９に記載のダイヤモンド
電界効果トランジスタ。 - 【請求項１６】 前記ゲート絶縁層は、絶縁性ダイヤモ
ンド、シリコン酸化物、シリコン窒化物及びアルミニウ
ム酸化物からなる群から選択された材料で形成されてい
ることを特徴とする請求項９に記載のダイヤモンド電界
効果トランジスタ。 - 【請求項１７】 ダイヤモンド層上に電界効果トランジ
スタを形成するダイヤモンド電界効果トランジスタの製
造方法において、前記ダイヤモンド層内にボロンイオン
を注入し、前記ダイヤモンド層内にその表面から深さ方
向に所定のボロンドープ濃度分布を形成する工程と、前
記ボロン注入ダイヤモンド層を焼鈍する工程と、前記ダ
イヤモンド層の一部に注入及び焼鈍工程によって形成さ
れたグラファイト層を除去し、前記ダイヤモンド層の高
いドープ濃度表面を露出させる工程と、ソース電極、ド
レイン電極及び絶縁ゲート電極を前記ボロンドープダイ
ヤモンド層上に形成する工程とを有することを特徴とす
るダイヤモンド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項１８】 ボロンイオンを注入して、所定のボロ
ンドープ濃度分布を形成する工程が、所定のエネルギ、
所定のドーズ量及び所定のダイヤモンド層温度でボロン
イオンを注入する工程を有することを特徴とする請求項
１７に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタの製造
方法。 - 【請求項１９】 前記ダイヤモンド層内に所定のドーズ
量のボロンイオンを注入する工程が、前記ダイヤモンド
層内に約５×１０15乃至約５×１０17イオン／cm2のド
ーズ量で注入するものであることを特徴とする請求項１
８に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタの製造方
法。 - 【請求項２０】 前記ダイヤモンド層内に所定のエネル
ギでボロンイオンを注入する工程が、約２０乃至約８０
KeVのエネルギでボロンイオンを注入するものであるこ
とを特徴とする請求項１８に記載のダイヤモンド電界効
果トランジスタの製造方法。 - 【請求項２１】 前記ダイヤモンド層内の所定の温度で
ボロンイオンを注入する工程が、約１００乃至約３００
℃の温度に保持されたダイヤモンド層にイオンを注入す
るものであることを特徴とする請求項１８に記載のダイ
ヤモンド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項２２】 前記ダイヤモンド層を焼鈍する工程
が、前記ダイヤモンド層を約９５０乃至１２００℃の温
度に約３０分乃至約２時間加熱するものであることを特
徴とする請求項１７に記載のダイヤモンド電界効果トラ
ンジスタの製造方法。 - 【請求項２３】 前記グラファイトを除去する工程は、
注入され焼鈍されたダイヤモンド層を熱酸溶液中で処理
するものであることを特徴とする請求項１７に記載のダ
イヤモンド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項２４】 前記ソース及びドレイン電極を形成す
る工程は、前記ダイヤモンド層上に高融点金属の第１層
を蒸着する工程と、前記高融点金属からなる第１層上に
金の第２層を蒸着する工程とを有することを特徴とする
請求項１７に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタ
の製造方法。 - 【請求項２５】 ダイヤモンド層上に電界効果トランジ
スタを形成するダイヤモンド電界効果トランジスタの製
造方法において、前記ダイヤモンド層内にボロンイオン
を注入して前記ダイヤモンド層内にその表面から深さ方
向に所定のボロンドープ濃度分布を形成する工程と、こ
のボロン注入されたダイヤモンド層を焼鈍する工程と、
注入及び焼鈍工程によって前記ダイヤモンド層の一部に
形成されたグラファイト層を除去して前記ダイヤモンド
層の表面の高ドープ面を露出させる工程と、前記ダイヤ
モンド層のソース及びドレイン領域の表面に第２の注
入、焼鈍及びグラファイト除去を行う工程と、このよう
にしてドープされたダイヤモンド層上に、ソース電極、
ドレイン電極及び絶縁ゲート電極を形成する工程とを有
することを特徴とするダイヤモンド電界効果トランジス
タの製造方法。 - 【請求項２６】 前記ダイヤモンド層内にボロンイオン
を注入する第１の工程が、前記ダイヤモンド層内に約５
×１０15乃至約５×１０17イオン／cm2のドーズ量で注
入するものであることを特徴とする請求項２５に記載の
ダイヤモンド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項２７】 前記ダイヤモンド層のソース及びドレ
イン領域内にボロンイオンを注入する第２の工程が、前
記ソース及びドレイン領域内に約１×１０16乃至約５×
１０17イオン／cm2のドーズ量で注入するものであるこ
とを特徴とする請求項２５に記載のダイヤモンド電界効
果トランジスタの製造方法。 - 【請求項２８】 前記タイヤモンド層内にボロンイオン
を注入する第１の工程が、約２０乃至約８０KeVのエネ
ルギでボロンイオンを注入するものであることを特徴と
する請求項２５に記載のダイヤモンド電界効果トランジ
スタの製造方法。 - 【請求項２９】 前記ダイヤモンド層の前記ソース及び
ドレイン領域内にボロンイオン注入する第２の工程が、
約３０乃至約８０KeVのエネルギでボロンイオンを注入
するものであることを特徴とする請求項２５に記載のダ
イヤモンド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項３０】 前記ダイヤモンド層内にボロンイオン
を注入する第１の工程は、約１００乃至約３００℃の温
度に保持されたダイヤモンド層にイオンを注入するもの
であることを特徴とする請求項２５に記載のダイヤモン
ド電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項３１】 前記ダイヤモンド層の前記ソース及び
ドレイン領域内にボロンイオンを注入する第２の工程
は、約１００乃至約３００℃の温度に保持された前記ダ
イヤモンド層にイオンを注入するものであることを特徴
とする請求項２５に記載のダイヤモンド電界効果トラン
ジスタの製造方法。 - 【請求項３２】 ダイヤモンド層を焼鈍する第１及び第
２の工程は、夫々前記ダイヤモンド層を約９５０乃至１
２００℃の温度に約３０分乃至約２時間加熱するもので
あることを特徴とする請求項２５に記載のダイヤモンド
電界効果トランジスタの製造方法。 - 【請求項３３】 グラファイトを除去する第１及び第２
の工程は、注入され焼鈍されたダイヤモンド層を熱酸溶
液中で処理するものであることを特徴とする請求項２５
に記載のダイヤモンド電界効果トランジスタの製造方
法。
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|---|---|---|---|
| US07/744,598 | 1991-08-14 | ||
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Publications (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194231A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高濃度不純物ダイヤモンド薄膜及びその製造方法 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5391510A (en) * | 1992-02-28 | 1995-02-21 | International Business Machines Corporation | Formation of self-aligned metal gate FETs using a benignant removable gate material during high temperature steps |
| JPH05299705A (ja) * | 1992-04-16 | 1993-11-12 | Kobe Steel Ltd | ダイヤモンド薄膜電子デバイス及びその製造方法 |
| US5334283A (en) * | 1992-08-31 | 1994-08-02 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Process for selectively etching diamond |
| US5382809A (en) * | 1992-09-14 | 1995-01-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor device including semiconductor diamond |
| US5382808A (en) * | 1993-05-14 | 1995-01-17 | Kobe Steel, Usa Inc. | Metal boride ohmic contact on diamond and method for making same |
| US5371383A (en) * | 1993-05-14 | 1994-12-06 | Kobe Steel Usa Inc. | Highly oriented diamond film field-effect transistor |
| JP3563093B2 (ja) * | 1993-09-24 | 2004-09-08 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置 |
| DE4415601C2 (de) * | 1994-05-04 | 1997-12-18 | Daimler Benz Ag | Komposit-Struktur für elektronische Bauteile und Verfahren zu deren Herstellung |
| JP3498363B2 (ja) * | 1994-06-13 | 2004-02-16 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンドの合成方法 |
| US5587210A (en) * | 1994-06-28 | 1996-12-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Growing and releasing diamonds |
| US5455432A (en) * | 1994-10-11 | 1995-10-03 | Kobe Steel Usa | Diamond semiconductor device with carbide interlayer |
| US5803967A (en) * | 1995-05-31 | 1998-09-08 | Kobe Steel Usa Inc. | Method of forming diamond devices having textured and highly oriented diamond layers therein |
| JPH09106958A (ja) * | 1995-06-23 | 1997-04-22 | De Beers Ind Diamond Div Ltd | 結晶基体のドーピング |
| US5653800A (en) * | 1995-08-03 | 1997-08-05 | Eneco, Inc. | Method for producing N-type semiconducting diamond |
| US6270898B1 (en) * | 1996-05-27 | 2001-08-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Tool tip and bonding tool comprising the tool tip and control method for the bonding tool |
| DE19643550A1 (de) * | 1996-10-24 | 1998-05-14 | Leybold Systems Gmbh | Lichttransparentes, Wärmestrahlung reflektierendes Schichtensystem |
| KR100253115B1 (ko) * | 1997-03-05 | 2000-05-01 | 윤덕용 | N-형 반도체 다이아몬드의 제조방법 |
| DE19743496C2 (de) * | 1997-10-01 | 2001-11-15 | Daimler Chrysler Ag | Isolatorschicht für ein eine aktive Diamantschicht aufweisendes mikroelektronisches Bauteil |
| DE19743495C2 (de) * | 1997-10-01 | 2001-11-22 | Daimler Chrysler Ag | Isolatorschicht für ein eine aktive Diamantschicht aufweisendes mikroelektronisches Bauteil mit einer durch die Isolatorschicht elektrisch isolierten Metallschicht als Elektrode |
| JPH11307782A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置およびその作製方法 |
| US6614082B1 (en) * | 1999-01-29 | 2003-09-02 | Micron Technology, Inc. | Fabrication of semiconductor devices with transition metal boride films as diffusion barriers |
| US7018856B2 (en) * | 2004-01-29 | 2006-03-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd | Calibration standards for dopants/impurities in silicon and preparation method |
| US7394103B2 (en) * | 2004-09-13 | 2008-07-01 | Uchicago Argonne, Llc | All diamond self-aligned thin film transistor |
| US8242511B2 (en) | 2005-06-20 | 2012-08-14 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Field effect transistor using diamond and process for producing the same |
| US8823057B2 (en) * | 2006-11-06 | 2014-09-02 | Cree, Inc. | Semiconductor devices including implanted regions for providing low-resistance contact to buried layers and related devices |
| US11152483B2 (en) * | 2019-09-17 | 2021-10-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Doped encapsulation material for diamond semiconductors |
| US11222956B2 (en) | 2020-04-09 | 2022-01-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Distributed current low-resistance diamond ohmic contacts |
| FR3160512A1 (fr) * | 2024-03-25 | 2025-09-26 | Soitec | Dispositif monolithique incluant un transistor et un condensateur cointégrés sur un substrat à base de diamant, et procédé de fabrication d’un tel dispositif |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8812235D0 (en) * | 1988-05-24 | 1988-06-29 | Jones B L | Manufacturing electronic devices |
| US5002899A (en) * | 1988-09-30 | 1991-03-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Electrical contacts on diamond |
| US5006914A (en) * | 1988-12-02 | 1991-04-09 | Advanced Technology Materials, Inc. | Single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor devices comprising same |
| JP2519328B2 (ja) * | 1989-11-18 | 1996-07-31 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2813023B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1998-10-22 | 株式会社神戸製鋼所 | Ｍｉｓ型ダイヤモンド電界効果トランジスタ |
-
1991
- 1991-08-14 US US07/744,598 patent/US5254862A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-08-10 JP JP21307892A patent/JP3184320B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-13 GB GB9217225A patent/GB2258760B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-13 DE DE4226888A patent/DE4226888C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007194231A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高濃度不純物ダイヤモンド薄膜及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4226888C2 (de) | 1996-09-05 |
| DE4226888A1 (de) | 1993-02-18 |
| GB2258760B (en) | 1995-05-10 |
| GB9217225D0 (en) | 1992-09-23 |
| GB2258760A (en) | 1993-02-17 |
| US5254862A (en) | 1993-10-19 |
| JP3184320B2 (ja) | 2001-07-09 |
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