NL8900767A

NL8900767A - Halfgeleiderinrichting met eendimensionale doteringsgeleiders en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke halfgeleiderinrichting.

Info

Publication number: NL8900767A
Application number: NL8900767A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1990-10-16
Also published as: JP2863793B2; EP0390274B1; DE69009820T2; JPH02294074A; US5070387A; DE69009820D1; EP0390274A1; KR0185381B1; KR900015304A

Description

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Halfgeleiderinrichting met ééndimensionale doteringsgeleiders en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke halfgeleiderinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderlichaam bevattende een halfgeleidersubstraat en een daarop gelegen halfgeleiderlaag die ten minste één groep van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden die een hogere geleidbaarheid hebben dan de halfgeleiderlaag waarin zij verzonken of begraven zijn en die strookvormige deelgebieden bevatten waarbinnen zich doteringselementen bevinden. De uitvinding heeft tevens betrekking op de vervaardiging van een dergelijke inrichting.

Zulke halfgeleiderinrichtingen vormen potentieel belangrijke onderdelen van electronische schakelingen of componenten.

De strookvormige geleidende gebieden kunnen onder meer dienen als zeer kleine en toch zeer goed geleidende verbindingsdraden tussen componenten. Daarnaast kunnen zij worden toegepast in componenten als veldeffect transistoren waar zij dankzij hun met bulkmateriaal vergeleken hoge geleidbaarheid aanleiding geven tot zeer hoge transconductanties terwijl de transistor zeer klein kan zijn.

Een dergelijke halgeleiderinrichting en een dergelijke werkwijze ter vervaardiging daarvan, zijn bekend uit het engelstalig abstract van de Japanse Kokai 63-99522 (publicatie datum 30-4-1988) dat gepuliceerd is in Pat. Abstracts of Japan, vol. 12, 12 september 1988, no. 337 (E-657) p. 18 onder no. E-65718. Hierin worden strookvormige geleidende gebieden beschreven die begraven of verzonken zijn in een halfgeleiderlaag die galliumarsenide bevat. De geleidende strookvormige gebieden bevatten strookvormige deelgebieden die met silicium gedoteerd zijn. Deze deelgebieden worden gevormd door tijdens het deponeren van de halfgeleiderlaag een strookvormig interferentie patroon van zachte röntgenstraling op het aangroeiende oppervlak te projecteren. Daar waar de intensiteit van de straling het grootst is wordt silaan in de gasfase ontleed en wordt silicium in een strookvormig deelgebied ingebouwd. De breedte van een deelgebied bedraagt enkele tientallen tot enkele honderdtallen Angstroms, afhankelijk van de golflengte van de gebruikte röntgenstraling. De vrije ladingsdragers bevinden zich dan in een breder strookvoraig geleidend gebied, waarbinnen het strookvoraig deelgebied ligt.

Een nadeel van de bekende halfgeleiderinrichting is dat de laagst bereikbare breedte van de strookvoraige deelgebieden voor een ïaxiaale geleidbaarheid van de geleidende strookvoraige gebieden te groot is. Een ander nadeel is dat naast doteringseleaenten ook relatief veel halfgeleidermateriaal in de strookvormige deelgebieden ingebouwd wordt waardoor eveneens de geleidende strookvoraige gebieden niet een maximale geleidbaarheid bezitten. Tenslotte is een nadeel van de bekende werkwijze dat zij relatief gecompliceerd is.

De onderhavige uitvinding beoogt onder meer een ha1fgeleiderinrichting en een werkwijze ter vervaardiging daarvan te realiseren die de genoemde bezwaren niet of althans in veel mindere aate bezitten, waardoor op eenvoudige wijze strookvormige geleidende gebieden aet een hoge geleidbaarheid verkregen worden.

De uitvinding berust onder meer op het inzicht dat het beoogde doel kan worden gerealiseerd door de strookvormige deelgebieden op een selectieve wijze te vervaardigen zonder gebruik van externe middelen.

Een halfgeleiderinrichting van de in de aanhef beschreven soort heeft daartoe volgens de uitvinding het kenmerk dat de strookvoraige geleidende gebieden en de strookvormige deelgebieden aet een naar het substraat gerichte zijde nagenoeg in een vlak liggen dat een vicinaal vlak is van een hoofdkristalvlak van het halfgeleiderlichaam. Wanneer uitgegaan wordt van een halfgeleiderlichaam waarvan het oppervlak een vicinaal vlak vormt ten opzichte van een hoofdkristalvlak dan bezit dit oppervlak een trapvormig profiel. De strookvoraige deelgebieden kunnen dan gevormd worden door het selectief inbouwen van doteringselementen bij een trede van het trapvormig profiel. Een nodige voorwaarde hiervoor is dat uitsluitend of nagenoeg uitsluitend doteringselementen of verbindingen daarvan worden aangeboden aan het oppervlak en dat deze een voldoend hoge oppervlakte mobiliteit bezitten om vanaf de plaats waar zij het oppervlak treffen een trede te bereiken waar zij ingebouwd worden.

In een eerste uitvoeringsvorm hebben de geleidende strookvormige gebieden in een richting loodrecht op de lengterichting afmetingen die ongeveer gelijk zijn aan de golflengte van de in die gebieden aanwezige vrije ladingsdragers. De doteringselementen zijn gelocaliseerd binnen de deelgebieden, de daaruit ontstane vrije ladingsdragers kunnen zich tot op bepaalde afstand daarvan verplaatsen. Deze afstand wordt, wanneer de afmetingen van de strookvormige deelgebieden verwaarloosd worden, bepaald door de hoeveelheid ladingsdragers en door de keuze van het ha1fge1eidermateriaal waarvan de halgeleiderlaag vervaardigd is.

In een andere uitvoeringsvorm is de onderlinge afstand van de strookvormige deelgebieden kleiner dan de golflengte van de in de strookvormige geleidende gebieden aanwezige vrije ladingsdragers.

Op deze wijze worden de verschillende strookvormige geleidende gebieden gekoppeld en wordt een verhoogde geleidbaarheid van alle strookvormige geleidende gebieden tesamen verkregen ten gevolge van een hoge dichtheid van ladingsdragers.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding hebben de strookvormige deelgebieden in een richting loodrecht op de lengterichting afmetingen die ten minste 1/4 tot 1 maal de roosterconstante van het halfgeleidermateriaal van de halfgeleiderlaag bedragen. De minimale dikte van een deelgebied wordt bepaald door de hoogte van een trede van het trapvormige profiel. Deze zal in het algemeen 1/4 tot 1 maal de roosterconstante van de halfgeleiderlaag bedragen. Voor een materiaal als silicium zal de trede ten minste 1/4 maal - zogenaamde enkele stap - doch bij voorkeur 1/2 maal - zogenaamde dubbele stap -de roosterconstante hoog zijn. Voor dit materiaal is de roosterconstante ongeveer 0,54 nm. Enige afwijking in de dikten die corresponderen met de hier gegeven fracties kan ontstaan ten gevolge van het feit dat een doterinselement een andere straal zal hebben dan het silicium atoom. Voor een materiaal als galliumarsenide geldt niet alleen dat de roosterconstante een wat andere waarde heeft maar ook dat een zogenaamde enkele stap overeenkomt met 1/2 maal de roosterconstante en een zogenaamde dubbele stap met 1 maal de roosterconstante. De voorkeur voor een dubbele stap hangt samen met het feit dat bij deze hoogte van een trede een trapvormig profiel met nagenoeg rechte en evenwijdige treden gevormd kan worden, terwijl bij een hoogte van een trede van enkele stap het trapvormig profiel meer rafelige treden bezit. Wanneer het trapvormig profiel naast rechte treden rafelige treden bezit zal aangroei bij voorkeur aan rafelige treden plaatsvinden. Het zal duidelijk zijn dat rafelige treden voor de onderhavige uitvinding niet of nauwelijks geschikt zijn. Dikkere lagen kunnen wel verkregen worden door meerdere strookvormige deelgebieden op elkaar te stapelen. In het algemeen zal een dikte van de deelgebieden die overeenkomt met de hoogte van een trede echter voldoende zijn. Een zelfde overweging geldt voor de breedte. De breedte kan eenvoudig vergroot worden door gedurende langere tijd doteringselementen aan te bieden aan het oppervlak. In het algemeen zijn vanuit theoretisch oogpunt, minimale afmetingen van de strookvormige geleidende ideaal wanneer een deelgebied gewenst wordt waarbij naar analogie met het tweedimensionale geval van "δ doping" gesproken kan worden. In dat geval worden de zich in de strookvormige geleidende gebieden bevindende vrije ladingsdragers minimaal gestoord door de zich in de "δ-vormige* quasi-êéndimensionale strookvormige deelgebieden bevindende doteringsionen. Hierdoor is de mobiliteit (μ) van de vrije ladingsdragers in de strookvormige geleidende gebieden maximaal, waardoor, zoals uit onderstaande formule blijkt de geleidbaarheid van de strookvormige geleidende gebieden maximaal is.

Z = 1/p = (q*M*n), waarin l de geleidbaarheid, p de specifieke weerstand, q de elementair lading en n het aantal vrije ladingsdragers per kubieke centimeter is binnen een strookvormig geleidend gebied. Voor toepassing van strookvormige geleiders in een veldeffect transistor zal het in het algemeen gewenst zijn om een hoge geleidbaarheid slechts te realiseren door middel van een hoge mobiliteit. Immers, wanneer ook het aantal ladingsdragers groot wordt - hetgeen opzichzelf de geleidbaarheid ten goede komt - zal er voor het depleren van het strookvormige geleidende gebied een relatief hoge spanning nodig zijn bijvoorbeeld meer dan 5 Volt - hetgeen afhankelijk van de specificaties meer kan zijn dan een in de praktijk toelaatbare spanning. Raast practische redenen die bijvoorbeeld met de vervaardiging samenhangen en die mee kunnen brengen dat breedte of dikte van de strookvormige deelgebieden groter moet zijn dan de minimale, zijn er ook theoretische overweging die ertoe leiden dat een breder of dikker strookvormig deelgebied gekozen wordt.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding is de volume concentratie van doteringselementen binnen de strookvormige deelgebieden groter dan de maximale volume concentratie in bulk halfgeleidermateriaal dat de halfgeleiderlaag vormt. Door het strookvormige deelgebied uitsluitend of nagenoeg uitsluitend te vullen met doteringselementen wordt locaal een zeer hoge volume concentratie bereikt. Dit is mede mogelijk dank zij de geringe afmetingen van de strookvormige deelgebieden waardoor de spanningen die optreden ten gevolge van de hoge concentraties van de doteringselementen niet leiden tot ernstige vermindering van de kwaliteit van de halfgeleiderlaag. Doordat het aantal doteringselementen groot is, zal ook het aantal vrije ladingsdragers groot zijn wat leidt tot een grote concentratie vrije ladingsdragers (n) in het strookvormige geleidende gebied waarin het strookvormige deelgebied ligt. Zoals de eerder gegeven formule laat zien, zal hierdoor ook de geleidbaarheid in het strookvormige geleidende gebied toenemen. Ook zal het nu duidelijk zijn dat vergroting van de afmetingen van de stookvormige deelgebieden loodrecht op de lengterichting zinvol kan zijn om de vrije ladingsdrager concentratie (n) te vergroten en zo de geleidbaarheid (E) te vergroten. Dit is met name het geval wanneer de strookvormige geleidende gebieden als verbindingsgeleiders gebruikt worden. Zoals hier boven reeds opgemerkt werd is dit minder wenselijk bij toepassing in veldeffect transistoren. Wel moet erop gewezen worden dat ook bij minimale afmetingen van een strookvormig deelgebied er reeds sprake kan zijn van een - ten opzichte van de in bulkmateriaal gebruikelijke concentratie - zeer hoge volume concentratie van doteringselementen binnen het strookvormige deelgebied.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding is het hoofdkristalvlak het (001) vlak en is het vicinaal vlak evenwijdig aan het oppervlak van het halfgeleiderlichaam en bezit ten opzichte van het hoofdkristalvlak een misorientatie in (011) of de (011) richting van ten hoogste enkele graden. Bij een dergelijke misorientatie van het oppervlak ontstaat een trapvormig profiel op het oppervlak van onderling evenwijdige treden. De hoogte van een trede is 1/4 tot 1 naai de roosterconstante van het halfgeleiderlichaam (a) en de afstand van de treden (w) wordt bepaald door de gekozen misorientatie (Θ) volgens onderstaande formule: tan(0) = Θ = a/w

Hierbij is aangenomen dat voor kleine hoeken de tangens van een hoek gelijk is aan de hoek.

In een verdere uitvoeringsvorm bevat de halfgeleiderlaag ten minste twéé boven elkaar gelegen groepen van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden welke groepen zodanig ten opzichte van elkaar georienteerd zijn dat een strookvormig gebied van de ene groep in projectie gezien ligt tussen twee strookvormige gebieden van een naburige groep. Op deze wijze wordt een dichte stapeling verkregen van strookvormige geleidende gebieden. Wanneer de onderlinge afstand van de strookvormige deelgebieden kleiner of gelijk is aan de afmetingen van de strookvormige geleidende gebieden wordt zo een driedimensionaal superrooster gevormd dat uit quasi-ééndimensionale geleiders bestaat. Op deze wijze wordt binnen het superrooster een hoge mobiliteit verkregen voorzover deze afhangt van de dichtheid van de ladingsdragers. Opgemerkt wordt dat het natuurlijk ook mogelijk is om de strookvormige geleidende gebieden in projectie gezien boven elkaar te plaatsen. Dit leidt weliswaar tot een minder dichte stapeling maar zal ook leiden tot een verhoogde concentratie van ladingsdragers binnen het superrooster.

In een verdere uitvoeringsvorm zijn de strookvormige geleidende gebieden van het n-geleidingstype. Hoewel een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding ook zeer wel en met voordeel voor gaten geleiding kan worden toegepast wordt in het algemeen de voorkeur gegeven aan electronen geleiding daar electronen over het algemeen zeer veel beweeglijker zijn dan gaten.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding bevat de halfgeleiderlaag een III-V materiaal. Deze materialen - zoals galliumarsenide en indiumphosphide - zijn bijzonder geschikt vanwege de hoge mobiliteiten die reeds in bulk materiaal gegeven zijn.

In een verdere uitvoeringsvorm hebben de geleidende strookvormige gebieden een breedte die ligt tussen ongeveer 40 en 200 nm en de strookvormige deelgebieden een breedte die ligt tussen ongeveer 0,2 en de 2 nm. Op grond van berekeningen wordt bij de genoemde afmetingen een optimale geleidbaarheid verwacht voor het gegeven materiaalsysteem.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding bevat de halfgeleiderlaag silicium. Dit materiaal is bijzonder geschikt vanwege de hoge graad van perfectie die de technologie voor silicium bereikt heeft.

In een verdere uitvoeringsvorm hebben de geleidende strookvormige gebieden een breedte die ligt tussen ongeveer 10 en 100 nm en de strookvormige deelgebieden een breedte die ligt tussen ongeveer 0,2 en 2 nm. Op grond van berekeningen wordt bij de genoemde afmetingen een optimale geleidbaarheid verwacht voor het gegeven materiaalsysteem.

In een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding worden de strookvormige geleidende gebieden toegepast als verbindings geleiders in een electronische schakeling. Zowel verschillende componenten als onderdelen van een component kunnen met elkaar geleidend verbonden worden. Geringe afmetingen en hoge geleidbaarheid van de strookvormige geleidende gebieden vormen een belangrijk voordeel bij toenemende miniaturisatie van schakelingen en componenten.

Een verdere uitvoeringsvorm van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het halfgeleiderlichaam een halfgeleiderlagenstructuur omvat die in een dwarsdoorsnede opeenvolgens ten minste bevat het halfgeleidersubstraat dat een relatief lage doteringsconcentratie bevat, een daarop gelegen halfgeleiderlaag met een relatief lage doteringsconcentratie waarin de groep van geleidende strookvormige gebieden die een relatief hoge concentratie vrije ladingsdragers hebben begraven zijn, twee vanaf het oppervlak in de halfgeleiderlaag verzonken strookvormige halfgeleidergebieden met een relatief hoge doteringsconcentratie waarvan de lengteas nagenoeg loodrecht staat op de lengteas van de groep van geleidende strookvormige gebieden en die met de laatsgenoemde gebieden verbonden zijn, en een tussen de verzonken strookvormige halfgeleidergebieden op het oppervlak van de halfgeleiderlaag gelegen strookvormig isolerende laag waarop zich een geleidende laag bevindt. Deze inrichting vormt een MOS veldeffect transistor met quasi-ééndimenionale geleiders tussen source en drain. Ten gevolge van de verhoogde mobiliteit worden zeer hoge transconductanties verkregen.

Een werkwijze ter vervaardiging van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding heeft volgens de uitvinding het kenmerk dat een halfgeleidersubstraat voorzien wordt van een trapvormig profiel, waarna aan het oppervlak atomen of moleculen die een doteringselement bevatten worden aangeboden die bij de gekozen temperatuur een voldoend grootte oppervlakte mobiliteit bezitten om een trede te bereiken waar zij worden ingebouwd en een binnen een monolaag gelegen strookvormig deelgebied vormen dat zich evenwijdig aan de trede op het oppervlak uitstrekt, waarna het aangroeien binnen de monolaag wordt voortgezet door het aanbieden van uitsluitend atomen of moleculen van een halfgeleidermateriaal.

Op deze wijze worden de strookvormige geleidende gebieden gevormd om de strookvormige deelgebieden heen. Als doteringselement wordt bij voorkeur een element genomen dat bij de gekozen groeicondities zoals groeitemperatuur een voldoend grote oppervlakte beweeglijkheid bezit om een trede van het trapvormige profiel te bereiken. Voor een materiaal als galliumarsenide vormen silicium en andere doteringselementen van het n-geleidingstype geschikte elementen, voor silicium zijn phosphor, arseen en antimoon geschikt, indien geleiding van het n-type gewenst wordt. Als aangroeitechniek kan een gasfase depositie techniek gebruikt worden, zoals OMVPE (=0rgano Metallic Vapor Phase Epitaxy), VPE (=Vapor Phase Epitaxy) of MBE (=Molecular Beam Epitaxy). De halfgeleiderlaag wordt dan monolaag na monolaag gegroeid en bevat ten minste één monolaag waarvan de strookvormige deelgebieden deel uitmaken. De breedte van de deelgebieden wordt bepaald door de hoeveelheid aangeboden doteringselementen - al dan niet in aanwezigheid van halfgeleidermateriaal vormende elementen - of bij gegeven aanbod per tijdseenheid, door de tijd gedurende welke de doteringselementen aan het oppervlak worden aangeboden. Wanneer dikkere strookvormige deelgebieden gewenst worden kan bij het groeien van volgende een monolaag op het juiste moment - d.w.z. op het moment dat de nieuwe monolaag een deelgebied in de eronder gelegen monolaag bereikt -de juiste hoeveelheid doteringselementen worden aangeboden.

Een eerste uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat ten minste een verdere monolaag wordt aangegroeid op een zodanige wijze dat een strookvormig deelgebied van de verdere monolaag in projectie gezien ligt tussen twee strookvormige deelgebieden van de monolaag. Door op het juiste moment bij het aangroeien van de verdere monolaag doteringselementen aan te bieden kan een dichte stapeling van strookvormige deelgebieden en van strookvormige geleidende gebieden gerealiseerd worden.

In een andere uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt het trapvormige profiel verkregen door een halfgeleidersubstraat zodanig uit een halfgeleiderkristal te zagen dat het oppervlak ten opzichte van een hoofdkristalvlak van het halfgeleiderkristal een kleine misorientatie bezit, waarbij de hoogte van een trede correspondeert met een 1/4 tot 1 maal de grootte van de roosterconstante van het halfgeleiderkristal en waarbij de breedte van de trede bepaald wordt door de gekozen misorientatie en de hoogte van de trede.

In een verdere uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding vindt het aangroeien van de binnen een monolaag gelegen strookvormige deelgebieden plaats bij een temperatuur die onvoldoende hoog is voor epitaxiale aangroei en wordt het aangroeien gevolgd door omzetting van de monolaag en de overige delen van de halfgeleiderlaag in éénkristallijn materiaal door een temperatuur behandeling. Deze werkwijze is speciaal van belang wanneer de doteringselementen een sterke oppervlakte segregatie vertonen, zoals bij Sb in silicium. In dat geval kunnen zowel de silicium halfgeleiderlaag als de doteringselementen bij kamertemperatuur gedeponeerd worden, waarna met behulp van SPE (= Solid Phase Epitaxy) bij ongeveer 550 °C omzetting van het silicium in éénkristallijn silicium plaats vindt.

In een verdere uitvoering van een werkwijze volgens de uitvinding vindt het aangroeien van de binnen een monolaag gelegen strookvormige deelgebieden plaats door bij voldoend lage temperatuur een grote fractie van een monolaag van doteringselementen op het oppervlak te vormen waarna door bij voldoend hoge temperatuur en voldoende lang verhitten, zoveel van de monolaag doteringselementen van het oppervlak afgestookt wordt dat de strookvormige deelgebieden resulteren. Deze methode die ook bij het aangroeien van tweedimensionale zogenaamde "5 doping" met succes is toegepast, kan ook bij het groeien van de strookvormige deelgebieden met voordeel worden toegepast.

Van de uitvinding zal thans een nadere toelichting volgen aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden en de daarbij behorende tekeningen, waarin fig. 1 in dwarsdoorsnede een eerste uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding toont; fig. 2 in dwarsdoorsnede een tweede uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding toont; fig, 3 in dwarsdoorsnede een derde uitvoering van een uitvinding toont: fig. 4 t/m 6 de halfgeleiderinrichting van fig. 1 in opeenvolgende stadia van de vervaardiging tonen; fig. 7 in dwarsdoorsnede een MOS veldeffect transistor volgen de uitvinding toont; fig. 8 de MOS veldeffect transistor van fig. 7 toont in een dwarsdoorsnede volgens de lijn VIII-VIII; fig. 9 de MOS veldeffect transistor van fig. 7 toont in een bovenaanzicht.

De figuren zijn schematisch en niet op schaal getekend, waarbij in het bijzonder de afmetingen in de dikterichting ter wille van de duidelijkheid zijn overdreven. Overeenkomstige delen zijn als regel in de verschillende voorbeelden met hetzelfde verwijzingscijfer aangeduid. Halfgeleidergebieden van het zelfde geleidingstype zijn als regel in dezelfde richting gearceerd. Opgemerkt moet worden dat de strookvormige gebieden slechts zeer schematisch zijn weergegeven: in de meeste gevallen zal een dwarsdoorsnede eerder nagenoeg cirkelvormig zijn dan rechthoekig. Een en ander hangt echter ook mede af van de afmetingen van de strookvormige geleidende gebieden ten opzichte van de afmetingen van de strookvormige deelgebieden en van het de vraag of er al dan niet halfgeleidermaterialen met een hoge bandgap in de buurt van de strookvormige deelgebieden aanwezig zijn. Dit laatste heeft ook invloed op de precieze ligging van de strookvormige deelgebieden binnnen de strookvormige geleidende gebieden. Meestal - doch niet noodzakelijk - zullen de strookvormige deelgebieden - zoals in de figuren aangegeven - nagenoeg gecentreerd ten opzichte van de strookvormige geleidende gebieden liggen.

Figuur 1 toont in dwarsdoorsnede een eerste uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding die een halfgeleiderlichaam L bevat, waarvan een representatief deel in de figuur is weergegeven. In het halfgeleiderlichaam bevindt zich een substraat 1, in dit voorbeeld bestaande uit silicium met een dotering van 10^4 at/cm^ en van het p-geleidingstype, waarvan het oppervlak 5 voorzien is van een trapvormig profiel. Daarop bevindt zich een uit silicium bestaande halfgeleiderlaag 2 met een dotering van 1014 at/cm·* en van het p-geleidingstype. Daarin begraven bevindt zich een groep van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden 3 waarvan de lengterichting loodrecht op het vlak van tekening staat, die in dit voorbeeld van het n-geleidingstype zijn en die strookvormige deelgebieden 4 bevatten waarbinnen zich doteringselementen bevinden, in dit voorbeeld antimoon atomen. Volgens de uitvinding bevinden de strookvormige geleidende gebieden en de strookvormige deelgebieden 4 zich met een naar het substraat gerichte zijde in een vlak (V1, V2) dat een vicinaal vlak is van een hoofdkristalvlak H, in dit voorbeeld het (001) vlak dat loodrecht staat op het vlak van tekening, van het halfgeleiderlichaam L. De hoogte en de breedte van van de strookvormige geleidende gebieden 3 bedragen in dit voorbeeld ongeveer 15 nm; de breedte van de strookvormige deelgebieden bedraagt ongeveer 1 nm, de hoogte is ongeveer 0,3 nm, hetgeen overeenkomt met ongeveer 1/2 maal de roosterconstante van silicium. De afmetingen van de strookvormige deelgebieden 4 kunnenvolgens de uitvinding zeer klein zijn daar de doteringselementen selectief ingebouwd zijn in de buurt van een trede van het trapvormig profiel 5 dat zich vanaf het substraatoppervlak in de halfgeleiderlaag 2 heeft voortgeplant. De geringe afmetingen van de strookvormige deelgebieden 4 brengen volgens de uitvinding een aantal voordelen met zich mee: op de eerste plaats storen zij daardoor de beweging van de vrije ladingsdragers in de strookvormige geleidende gebieden nauwelijks waardoor in die gebieden een hoge mobiliteit en dus een hoge geleidbaarheid verkregen wordt. Op de tweede plaats kunnen zij een zeer hoge concentratie aan doteringselementen bevatten - waardoor de vrije ladingsdragersconcentratie en daarmee ook de geleidbaarheid in de strookvormige geleidende gebieden 3 zeer hoog kan zijn - terwijl toch dank zij de geringe afmetingen weinig mechanische spanning in de halfgeleiderlaag 2 ontstaat en deze laag goede kristallografische en electrische eigenschappen kan bezitten. In dit voorbeeld bedraagt de onderlinge afstand van de strookvormige deelgebieden ongeveer 50 nm. De hier getoonde geleidende strookvormige gebieden 3 kunnen gebruikt worden als zeer kleine verbindingsgeleiders in een electronische schakeling.

De beschreven halfgeleiderinrichting kan als volgt vervaardigd worden (zie fig. 4 t/m 6). üitgegaan wordt van een substraat 1 van éénkristallijn p-type silicium met een doteringsconcentratie van 1014 at/cm3 en een dikte van ongeveer 500 tot 1000 ya. Het substraat 1 wordt bijvoorbeeld verkregen door uit een halfgeleiderkristal plakken te zagen waarvan het oppervlak V1 met een oriëntatie v een kleine misorientatie Θ bezit ten opzichte van het hoofdkristalvlak H, in dit voor beeld het (001) vlak, met een richting h, in dit voorbeeld de <001> richting. Het vlak V1 is in dit voorbeeld misgeorienteerd ten opzichte van het (001) vlak in de <011> richting, in fig. 4 met k aangeduid. Op het substraat 1 wordt vervolgens met behulp van MBE (=Molecular Beam Epitaxy) een monolaag 2 van silicium gegroeid door bij 700 °C een bundel silicium atomen op het substraat te richten. Aangroei van een dergelijke monolaag 2 geschiedt volgens het mechanisme van de zogenaamde "step flow": silicium atomen die op het oppervlak aankomen bewegen naar een trede van het trapvormige profiel 5 en worden daar, aangezien bij de trede de energetisch meest voordelige posities aanwezig zijn, ingebouwd. Vervolgens (zie fig. 5) wordt het groeien van een monolaag een aantal malen, hier eenmaal, herhaald waarbij halfgeleiderlaag 2 wordt gevormd. Vervolgens worden (zie fig. 6) antimoon atomen aan het oppervlak aangeboden bij een temperatuur van 650 °C waarbij de oppervlakte beweeglijkheid van die atomen voldoende groot is om een trede van het zich in de halfgeleiderlaag 2 voortplantende trapvormige profiel 5 te bereiken. Hierdoor ontstaan de strookvormige deelgebieden 4 en een deel van de strookvormige geleidende gebieden 3 daaromheen, welke op dit moment verzonken zijn in de halfgeleiderlaag 2. Vervolgens wordt het aangroeien van monolagen voortgezet door het aanbieden van uitsluitend silicium atomen waarbij de structuur van fig. 1 ontstaat. De afstand van de strookvormige deelgebieden binnen de groep wordt bepaald door de misorientatie Θ van het vicinaal vlak (V1, V2) met richting v ten opzichte van het hoofdkristalvlak H met richting h. In dit voorbeeld bedraagt 00,3 graden, de hoogte van een strookvormig deelgebied 0,3 nm waardoor de afstand van de strookvormige deelgebieden w volgt uit tan(0)= 0,3/w : w= 52 nm.

Figuur 2 toont in dwarsdoorsnede een tweede uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding. In dit voorbeeld bevinden zich in de halfgeleiderlaag 2, twee groepen van strookvormige geleidende gebieden (3,13) die strookvormige deelgebieden (4, 14) bevatten die met een naar het substraat gerichte zijde in twee evenwijdige vlakken (V2, V3) bevinden die hetzelfde vicinaal vlak als in het vorige voorbeeld weergeven. De afstand tussen elk strookvormig geleidende gebied van de ene groep (3) en het dichtst bijzijnde strookvormige gebied van de andere groep (13) is in dit voorbeeld ongeveer 10 nm, hetgeen kleiner is dan de afstand tussen twee strookvormige geleidende gebieden binnen een groep. Derhalve overlappen de strookvormige geleidende gebieden van de ene groep met die van de andere groep, hetgeen de concentratie van de ladingsdragers verhoogt. De overige afmetingen, geleidingtypen en doteringsconcentraties zijn gelijk aan die van het vorige voorbeeld. Ook de vervaardigingswijze verloopt nagenoeg identiek aan die van het vorige voorbeeld. Het enige verschil betreft dat na het groeien van de strookvormige deelgebieden 4 (zie fig. 6) binnen dezelfde monolaag eerst een strookvormig gebied dat uitsluitend silicium bevat gegroeid wordt waarna nog in dezelfde monolaag de tweede groep van strookvormige deelgebieden 14 gegroeid worden.

Figuur 3 toont in dwarsdoorsnede een derde uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding. In dit voorbeeld bevinden zich in de halfgeleiderlaag 2, eveneens twee groepen van strookvormige geleidende gebieden (3,23) die strookvormige deelgebieden (4, 24) bevatten die met een naar het substraat gerichte zijde in twee evenwijdige vlakken (V2, V3) bevinden die hetzelfde vicinaal vlak als in het vorige voorbeeld weergeven. De afstand tussen elk strookvormig geleidende gebied van de ene groep (3) en het dichtst bijzijnde strookvormige gebied van de andere groep (13) is in dit voorbeeld ongeveer 15 nm, hetgeen kleiner is dan de de afstand tussen twee strookvormige geleidende gebieden binnen een groep.

De strookvormige geleidende gebieden van de ene overlappen net met die van de andere groep, hetgeen de mobiliteit verhoogt. De overige afmetingen, geleidingstypen en doteringsconcentraties zijn gelijk aan die van het vorige voorbeeld. Ook de vervaardigingswijze verloopt nagenoeg identiek aan die van het vorige voorbeeld. Het enige verschil betreft dat na het groeien van de strookvormige deelgebieden 4 (zie fig. 6) binnen een monolaag de strookvormige deelgebieden 24 in een volgende monolaag gegroeid worden op een ten opzichte van de eerste groep tussenliggende positie. Op deze wijze ontstaat een dichtste stapeling van strookvormige geleidende gebieden die deel uitmaken van twee groepen, elkaar net overlappen en aanleiding geven tot een hoge dichtheid van ladingsdragers en dus tot een hoge geleidbaarheid.

Figuur 7 toont in dwarsdoorsnede een verdere uitvoering van een halfgeleiderinrichting volgens de uitvinding. Het betreft een veldeffect transistor met een een halfgeleiderlichaam L. In het halfgeleiderlichaam bevindt zich een substraat 1, in dit voorbeeld bestaande uit silicium met een dotering van 1014 at/cm3 en van het p-geleidingstype, waarvan het oppervlak 5 voorzien is van een trapvormig profiel. Daarop bevindt zich een uit silicium bestaande halfgeleiderlaag 2 met een dotering van 10*4 at/cm3 en van het p-geleidingstype. Daarin begraven bevindt zich een groep van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden 3 waarvan de lengterichting evenwijdig is aan het vlak van tekening, die in dit voorbeeld van het n-geleidingstype zijn en die strookvormige deelgebieden 4 bevatten waarbinnen zich doteringselementen bevinden, in dit voorbeeld phosphor atomen. Een dwarsdoorsnede van de veldeffect transistor van fig. 7 en volgens de lijn VIII-VIII is weergegeven in fig. 8 en een bovenaanzicht is weergegeven in fig. 9.

Volgens de uitvinding bevinden de strookvormige geleidende gebieden 3 en de strookvormige deelgebieden 4 zich met een naar het substraat gerichte zijde in een vlak (V1, V2) dat een vicinaal vlak is van een hoofdkristalvlak H, in dit voorbeeld het (001) vlak dat loodrecht staat op het vlak van tekening, van het halfgeleiderlichaam L. De hoogte en de breedte van van de strookvormige geleidende gebieden 3 bedragen in dit voorbeeld ongeveer 15 nm; de breedte van de strookvormige deelgebieden bedraagt ongeveer 1 nm, de hoogte is ongeveer 0,3 nm, hetgeen overeenkomt met 1/2 maal de roosterconstante van silicium. De afmetingen van de strookvormige deelgebieden 4 kunnen volgens de uitvinding zeer klein zijn daar de doteringselementen selectief ingebouwd zijn in de buurt van een trede van het trapvormig profiel 5 dat zich vanaf het substraatoppervlak in de halfgeleiderlaag 2 heeft voortgeplant. De geringe afmetingen van de strookvormige deelgebieden 3 brengen volgens de uitvinding een aantal voordelen met zich mee: op de eerste plaats storen zij daardoor de beweging van de vrije ladingsdragers in de strookvormige geleidende gebieden nauwelijks waardoor in die gebieden een hoge mobiliteit en dus een hoge geleidbaarheid verkregen wordt. Een bijkomend voordeel is dat zij een zeer hoge concentratie aan doteringselementen bevatten -waardoor de vrije ladingsdragersconcentratie en daarmee ook de geleidbaarheid in de strookvormige geleidende gebieden 3 zeer hoog kan zijn - terwijl toch dank zij de geringe afmetingen weinig mechanische spanning in de halfgeleiderlaag 2 ontstaat en deze laag goede kristallografische en electrische eigenschappen kan bezitten. In dit voorbeeld bedraagt de onderlinge afstand van de strookvormige deelgebieden ongeveer 20 nm. Tot zover verschilt de halfgeleiderinrichting afgezien van de onderlinge afstand van de strookvormige deelgebieden 4, niet van de aan de hand van fig. 1 beschrevene. Ter vereenvoudiging is het trapvormig profiel in het oppervlak van het substraat 1 en in het oppervlak van de halfgeleiderlaag 2 weggelaten. In de halfgeleiderinrichting bevinden zich verder twee in de halfgeleiderlaag 2 verzonken strookvormige gebieden 10, 11 die van het n-geleidingstype zijn, een doterings concentratie hebben van ongeveer 10'J at/cnr en die met de strookvormige geleidende gebieden 4,14 verbonden zijn. Op het oppervlak van het halfgeleiderlichaam 6 bevindt zich tussen de eerder genoemde verzonken gebieden 10,11 die de source en de drain van de veldeffect transistor vormen, een strookvormig gebied 15 dat Si02 bevat waarop zich een strookvormig geleidend gebied 12 bevindt dat wolfraam bevat en dat de gate electrode van de veldeffect transistor vormt. De afmetingen van de source 10 en de drain 11 bedragen 1x3 pm2, die van de gate electrode 12 zijn 0,5 x 3 pm2, en die van het strookvormige gebied 15 zijn 1,0 x 3 pm2. De individuele transistors zijn van elkaar gescheiden door scheidingsgroeven 16 die in het oppervlak van het halfgeleiderlichaam zijn aangebracht. De diepte van de source 10 en de drain 11 is ongeveer 0,1 pm, de dikte van de gate electrode bedraagt 0,1 μ· en de strookvormige geleidende gebieden 4,14 liggen op een diepte van ongeveer 20 na. Doordat deze gebieden zoals hierboven reeds werd uitgelegd een zeer hoge geleidbaarheid bezitten heeft de MOS veldeffect transistor van dit voorbeeld een hogere tranconductantie dan vergelijkbare MOS veldeffect transistoren met deze afaetingen.

De veldeffect transistor van dit voorbeeld kan als volgt vervaardigd worden. Allereerst wordt het halfgeleiderlichaam L gevormd zoals bij de halfgeleiderinrichting die in fig. 1 t/a 3 is weergegeven reeds besproken is. Hierop wordt een ongeveer 10 tot 20 nm dikke oxyde laag 15 die thermisch oxyde bevat aangebracht. Vervolgens wordt op het halfgeleiderlichaam een maskerende laag aangebracht, bijvoorbeeld bestaande uit photolak, waarin met behulp van photolithografie en etsen vensters geopend worden ter plaatse van de source 10 en de drain 11. Hierna worden aet behulp van bijvoorbeeld ioneniaplantatie van het phosphor ionen de source 10 en de drain 11 gevormd. Na verwijderen van de photolak en reinigen van de structuur wordt bijvoorbeeld met behulp van sputteren een laag 12 die wolfraam bevat op het halfgeleideroppervlak aangebracht. Hierna wordt met behulp van fotolithografie en etsen met een algemeen gebruikelijk etsaiddel een deel van deze laag verwijderd waardoor de gate electrode 12 resulteert. Door middel van photolithografie en etsen worden dan de scheidingsgroeven 16 aangebracht. De source en de drain worden tenslotte op algemeen gebruikelijke wijze van aansluitgeleiders voorzien.

Opgemerkt moet hier worden dat de halfgeleiderlagen ook andere geleidingstypen of doteringsconcentraties kunnen hebben dan de hier genoemde. Ook kunnen andere doteringselementen gebruikt worden.

De uitvinding is niet beperkt tot de gegeven uitvoeringsvoorbeelden, daar voor de vakman binnen het kader van de uitvinding vele modificaties en variaties mogelijk zijn. Zo kunnen andere halfgeleidermaterialen of andere samenstellingen van de gekozen halfgeleidermaterialen dan de in de voorbeelden genoemde worden toegepast. Onder meer kunnen behalve of naast binaire ook ternaire of quaternaire III-V halfgeleidermaterialen gebruikt worden. Op deze manier kunnen bijvoorbeeld halfgeleiderinrichtingen gerealiseerd worden waarbij in op zich zelf bekende quasi-eendimensionale heterostructuren, bijvoorbeeld in het materiaal systeem galliumarsenide-galliumaluminiumarsenide, in het (strookvormige) gebied dat het materiaal met de hoogste bandkant bevat (galliumaluminiumarsenide) in de buurt van de hetero-overgang een (strookvormige) deelgebied is opgenomen dat doteringselementen (bijvoorbeeld silicium atomen) bevat. Behalve in MOS veldeffect transistoren kan de uitvinding ook toegepast worden in MES veldeffect transistoren en evenzeer in bipolaire transistoren waar een zeer dunne en zeer goed geleidende basis gerealiseerd kan worden door toepassing van strookvormige geleidende gebieden volgens de uitvinding. Hierdoor worden bipolaire transistoren verkregen met uitstekende eigenschappen. Verder moet nog opgemerkt worden dat wanneer de strookvormige geleidende gebieden elkaar niet overlappen een bijzonder voordeel optreedt: in dat geval zal de geleidbaarheid loodrecht op strookvormige geleidende gebieden zeer laag zijn waarvan in talrijke toepassingen met voordeel gebruikt kan worden gemaakt. Zo zal bijvoorbeeld wanneer een aantal strookvormige geleidende gebieden deel uitmaakt van een transistor, er een geringere uitwaaiering van de stroom van source naar drain optreden buiten het met de gate electrode bedekte gebied, tengevolge van de beperkte geleidbaarheid loodrecht op de strookvormige geleiden gebieden. Hierdoor wordt het bijvoorbeeld mogelijk deze devices dichter bij elkaar te plaatsen en worden betere karakteristieken mogelijk.

Ook kunnen de geleidingstypen alle (tegelijk) door hun tegengestelde worden vervangen. Verder kan al naar gelang de alfgeleiderlagenen de geleidende lagen evengoed met andere dan de hier genoemde technieken aangebracht kunnen worden: zo kan in plaats van MOCVD ook VPE of MBE worden toegepast en in plaats van sputteren ook bijvoorbeeld opdampen.

Claims

1. Halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderlich-aam bevattende een halfgeleidersubstraat en daarop gelegen halfgeleiderlaag die ten ainste één groep van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden die een hogere geleidbaarheid hebben dan de halfgeleiderlaag waarin zij verzonken of begraven zijn en die strookvormige deelgebieden bevatten waarbinnen zich doteringseleaenten bevinden, eet het kenaerk, dat de strookvoraige geleidende gebieden en de strookvoraige deelgebieden met een naar het substraat gerichte zijde nagenoeg in een vlak liggen dat een vicinaal vlak is van een hoofd kristalvlak van het halfgeleiderlichaaa.

2. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 1, met het kenaerk, dat de geleidende strookvoraige gebieden in een richting loodrecht op de lengterichting afmetingen hebben die ongeveer gelijk zijn aan de golflengte van de in die gebieden aanwezige vrije ladingsdragers.

3. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de onderlinge afstand van de strookvoraige deelgebieden kleiner is dan de afmetingen van de geleidende strookvoraige gebieden.

4. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenaerk, dat de strookvormige deelgebieden in een richting loodrecht op de lengte richting afmeting hebben die ten minste 1/4 tot 1 maal de roosterconstante van het halfgeleideraateriaal van de halfgeleiderlaag bedragen.

5. Halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenaerk, dat de volume concentratie van de doteringseleaenten binnen de strookvormige deelgebieden groter is dan de maximale volume concentratie in bulk halfgeleidermateriaal dat de halfgeleiderlaag vormt.

6. Halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het hoofdkristalvlak het (001) vlak is en het vicinaal vlak evenwijdig is aan het oppervlak van het halfgeleiderlichaam en ten opzichte van het hoofdkristalvlak een misorientatie in de (011) of de (011) richting bezit van ten hoogste enkele graden.

7. Halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de halfgeleiderlaag ten minste twéé boven elkaar gelegen groepen van onderling evenwijdige strookvormige geleidende gebieden bevat welke groepen zodanig ten opzichte van elkaar georienteerd zijn dat een strookvormig gebied van de ene groep in projectie gezien ligt tussen twee strookvormige gebieden van een naburige groep.

8. Halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleidende strookvormige gebieden van het n-geleidingstype zijn.

9. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de halfgeleiderlaag een III-V halfgeleiderlaag bevat

10. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de geleidende strookvormige gebieden een breedte hebben die ligt tussen ongeveer 40 en 200 nm en de strookvormige deelgebieden een breedte hebben die ligt tussen ongeveer 2 en 20 nm.

11. Halfgeleiderinrichting volgens een der conclusies 1 tot met 8, met het kenmerk, dat de halfgeleiderlaag silicium bevat.

12. Halfgeleiderinrichting volgens conclusie 11 met het kenmerk, dat de geleidende strookvormige gebieden een breedte hebben van ongeveer 10 tot 100 nm en dat de strookvormige deelgebieden een breedte hebben die ligt tussen ongeveer 2 en 20 nm.

13. Halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de strookvormige geleidende gebieden gebruikt worden als verbindingsgeleiders in een electronische schakeling.

14. Halfgeleiderinrichting volgens een der conclusies 9 tot en met 12, met het kenmerk, dat het halfgeleiderlichaam een halfgeleiderlagenstructuur omvat die in een dwarsdoorsnede opeenvolgens ten minste bevat het halfgeleidersubstraat dat een relatief lage doteringsconcentratie bevat, een halfgeleiderlaag met een relatief lage doteringsconcentratie waarin de groep van geleidende strookvormige gebieden die een relatief hoge concentratie vrije ladingsdragers hebben begraven zijn, twee vanaf het oppervlak in de halfgeleiderlaag verzonken strookvormige halfgeleidergebieden met een relatief hoge doteringsconcentratie waarvan de lengteas nagenoeg loodrecht staat op de lengteas van de groep van geleidende strookvormige gebieden en die met de laatsgenoemde gebieden verbonden zijn, en een tussen de verzonken strookvormige halfgeleidergebieden op het oppervlak aangebrachte isolerende laag waarop zich een geleidende laag bevindt.

15. Werkwijze ter vervaardiging van een halfgeleiderinrichting volgens een der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat een halfgeleidersubstraat voorzien wordt van een trapvormig profiel, waarna aan het oppervlak atomen of moleculen die een doteringselement bevatten worden aangeboden die bij de gekozen temperatuur een voldoend grootte oppervlakte mobiliteit bezitten om een trede te bereiken waar zij worden ingebouwd en een binnen een monolaag gelegen strookvormig deelgebied vormen dat zich evenwijdig aan de trede op het oppervlak uitstrekt, waarna het aangroeien binnen de monolaag wordt voortgezet door het aanbieden van uitsluitend atomen of moleculen van een halfgeleidermateriaal. 1g _ Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat tenminste een verdere monolaag wordt aangegroeid op een zodanige wijze dat een strookvormig deelgebied van de verdere monolaag in projectie gezien ligt tussen twee strookvormige deelgebieden van de monolaag. Werkwijze volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat het trapvormige profiel verkregen wordt door een halfgeleidersubstraat zodanig uit een halfgeleiderkristal te zagen dat het oppervlak ten opzichte van een hoofdkristalvlak van het halfgeleiderkristal een kleine misorientatie bezit, waarbij de hoogte van een trede correspondeert met een halve of hele maal de grootte van de roosterconstante van het halfgeleiderkristal en waarbij de breedte van de trede bepaald wordt door de gekozen misorientatie en de hoogte van de trede.

18. Werkwijze volgens conclusie 15, 16 of 17, met het kenmerk, dat het aangroeien van de binnen een monolaag gelegen strookvormige deelgebieden en andere delen van de halfgeleiderlaag plaats vindt bij een temperatuur die onvoldoende hoog is voor epitaxiale aangroei en gevolgd wordt door een omzetting van de monolaag en de andere delen van de halfgeleiderlaag in een éénkristallijn materiaal door een temperatuur behandeling.

19. Werkwijze volgens conclusie 15, 16 of 17, met het kenmerk, dat het aangroeien van de binnen een monolaag gelegen strookvormige deelgebieden plaats vindt door bij voldoend lage temperatuur een grote fractie van een monolaag van doteringselementen op het oppervlak te vormen waarna door bij voldoend hoge temperatuur en voldoende lang verhitten, zoveel van de monolaag doteringselementen van het oppervlak afgestookt wordt dat de strookvormige deelgebieden resulteren.