DE1489176A1 - Feldeffekttransistor und Vorrichtung mit diesem Feldeffekttransistor - Google Patents

Feldeffekttransistor und Vorrichtung mit diesem Feldeffekttransistor

Info

Publication number
DE1489176A1
DE1489176A1 DE1964N0025419 DEN0025419A DE1489176A1 DE 1489176 A1 DE1489176 A1 DE 1489176A1 DE 1964N0025419 DE1964N0025419 DE 1964N0025419 DE N0025419 A DEN0025419 A DE N0025419A DE 1489176 A1 DE1489176 A1 DE 1489176A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gate electrode
field effect
effect transistor
electrode
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1964N0025419
Other languages
English (en)
Other versions
DE1489176B2 (de
DE1489176C3 (de
Inventor
Overbeek Adrianus W J M Van
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1489176A1 publication Critical patent/DE1489176A1/de
Publication of DE1489176B2 publication Critical patent/DE1489176B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1489176C3 publication Critical patent/DE1489176C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651—Silicon transistors
    • H01L29/78654—Monocrystalline silicon transistors
    • H01L29/78657—SOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0657—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42364—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity
    • H01L29/42368—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the insulating layer, e.g. thickness or uniformity the thickness being non-uniform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
    • H01L29/4238—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the surface lay-out
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42384—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7831—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with multiple gate structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78645—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00—Metal treatment
    • Y10S148/053—Field effect transistors fets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Description

«-'-= PH-18 594 —
Feldeffekttransistor und Vorrichtung mit diesem Feldeffekttransistor
Sie Erfindung bezieht sich auf einen Feldeffekttransistor, der einen Halbleiterkörper mit mindestens drei Elektroden enthält, von denen zwei, die als Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode bezeichnet werden, in einem zwischen ihnen liegenden Teil des Körpers ein Stromgebiet bestimmen und die dritte, die Torelektrode, auf der Oberfläche dieses Stromgebietes als Sperrschichtelektrode zum Beeinflussen der Impedanz zwischen Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode angeordnet ist. Sie Erfindung bezieht sich weiter auf eine Anordnung mit einem derartigen Feldeffekttransistor zum Verstärken elektrischer Schwingungen»
Bei einer üblichen praktischen Ausführungsform eines Feldeffekttransistors hat der Halbleiterkörper die For» eines runden oder rechteckigen Stabes, dessen Enden mit der Zuleitungselektrode und der Ableitungselektrode versehen sind, wobei die Torelektrode den mittleren Teil des Stabes in Form eines Ringes umgibt. Bei einer anderen bekannten praktischen Ausführungsform sind die Zuleitungselektrode (^oder Ableitungselektrode) und die Torelektrode als die Ableitüngselektrode (bzw. Zuleitungselektrode) umgebende konzentrische Ringe auf einer halbleitenden Scheibe angebracht. Bei dieser Ausführungsform ist die Sperrschicht der Torelektrode häufig als p-n-Uebergang ausgebildet, wobei die Torelektrode in der Sperrichtung betrieben wird, so dass die Erschöpfungeachicht in Abhängigkeit von der Grosse der Sperrspannung das Stromgebiet mehr oder weniger
♦ κ < „♦ 909818/0621
unterbricht.
BAD ORIGINAL
- 2 - ■ H89176 ΡΗ· 1Θ·594
Diese Feldeffekttransistoren sind auch in einer anderen Ausführungsform als Dünnschicht-Transistoren (thin film transistors) bekannt, bei denen der Halbleiterkörper in Form einer dünnen HaIbleitersehicht, z.B. aus Kadmiumeulphid oder Silizium, auf eines Träger angebracht ist. Die Zuleitungeelektrode und die Ableitungeelektrode sind z.B. in Form zweier paralleler Schichten in geringem Abstand voneinander auf der Halbleiterschicht angeordnet, und die Torelektrode bedeckt die Oberfläche des zwischen den beiden Elektroden auftretenden Stromgebietes gleichmässig. Bei diesen Dünnachicht-Transistoren besteht die Torelektrode meistens aus einer dünnen Isolierschicht, die mit der Halbleiterschicht verbunden ist und die Sperrschichtwirkung herbeiführt, und einer auf ihr angebrachten Metallschicht. Die Elektroden können bei dieser Ausfuhrungsforia z.3. auch als konzentrische Schichten angebracht sein. Ein Feldeffekttransistor mit einer Torelektrode, deren Sperrschicht aus einer Isolierschicht besteht, kann für einen Betrieb im sogenannten Erschöpfungsmodus, bei dem die Ladungsträger durch die Sperrschicht der Torelektrode aus dem Stromgebiet weggesaugt werden, und/oder für einen Betrieb im sogenannte^ Anreicherungsmcdus ausgebildet sein, bei dem eine derartige Spannung an die Torelektrode gelegt wird, dass^ eine Erhöhung der Zahl der Ladungsträger im Stromgebiet auftritt,
Die Erfindung gründet sich u.a. auf die Erkenntnis, dass durch eine geringe Aenderung der Ausführungsform der bekannten Feldeffekttransistoren der vorstehend erwähnten Art
909818/0621 bad original
-3 - 148917b
auf einfache Weise ein Yerstärkerelement verstellbar ist, mit de« durch Aenderung der Torelektrodenspannung auf besonders zweckoässige Weise nicht nur schwache Eingangs!agnaIe bei hoher Verstärkung, sondern auch starke Eingangseignale bei geringer Verstärkung verarbeitet werden können* Obgleich die bereits seit langes fortschreitende rasche Entwicklung der Halbleitertechnik neben Feldeffekttransistoren bereits mancherlei andere halbleitende Verstärkerelemente ergeben hat, ist nooh immer kein Halbleiterelement verfügbar, das auf einfache Weise so herstellbar ist, dass es ohne weitere ernsthafte Bedenken für Terwendungen besonders geeignet ist, bei denen gerade die vorstehend erwähnten Eigenschaften wichtig sind, z.B. bei selbsttätiger Lautstärkeregelung in einem Empfangsgerät* Bei den bekannten Transistoren nimmt die Verstärkung in Abhängigkeit von der Regelspannung gerade im Regelbereich der geringeren Verstärkung zu rasch in einem zu kleinen Bereich der Regelspannung ab, wodurch die Regelung der Verstärkung und auch die Verarbeitung starker Eingangssignal« bei niedrigerer Verstärkung ohne übermässige Verzerrung erschwert wird· Bei den bekannten Feldeffekttransistoren, bei denen die AdaittanzbeelnTlussung durch die Torelektrode praktisch gleichmäesig über dije ganze Querabmessung (d.h. über die Abmessung senkrecht zur Stromrichtung) der Torelektrode und des Stromgebietes erfolgt, bedeutet dies, dass in der Kennlinie, die den Verlauf des Ableitungselektrodenstromes in Abhängigkeit von der Torelektrodenspannung darstellt, der einer geringen
909818/0621
- 4 - T 4tf y 1 /b ΡΗ· 1β·
Verstärkung entsprechende Teil nur einen sehr beschränkten Bereich von Torelektrodenapannungen umfasst und eine starke Krümmung auf· weist. '
Ein Feldeffekttransistor der eingangs beschriebenen Art lässt sich in dieser Hinsicht auf einfache Weise erheblich verbessern, wenn geaäsa der Erfindung das Stromgebiet zwischen Zuleitunga- und Ableitungselektrode und der Torelektrode so ausgebildet und angebracht ist, dass die Torelektrode auf eines vorzugsweise geringen Teil seiner Querabmessung in diesem Teil zugeordneten', sich von der Zuleitungeelektrode bis zur Ableitungselektrode erstreckenden) vorzugsweise kleinen Teil des Stromgebietes, welcher Teil nachstehend als Anpassungegebiet bezeichnet wird, einen Uebertragungsadmittanaverlauf zwischen der Zuleitungselektrode und der Ableitungselektrode bewirkt, der sich vom Uebertragungsadatittanzverlauf auf einem gleichen Teil der überigen Querabaessung der Torelektrode ia zugeordneten anderen Teil des Stromgebietes unterscheidet, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass infolge des verschiedenen Uebertragungsadmittanzverlaufes in erwähnten Anpassungsgebiet der Teil der Kennlinie, der einer geringen Verstärkung entspricht, über einen erheblich grösseren Bereich von Torelektrodenepannungen ausgedehnt wird.
Der Regelbereich bei niedrigerer Verstärkung wird hierdurch somit vergrossertf ausserdem erhält dieser Teil der Kennlinie einen gleicheässigeren Verlauf und eignet sich
909818/0621 bad
infolgedessen besser dazu, starke Signale bei geringer Verstärkung ohne übermäesige Verzerrung zu verarbeiten.
Unter dem Stromgebiet ist auf übliche Weise der Teil des Halbleiterkörpers zu verstehen, der bei den verschiedenen Betriebsspannungen von Strom zwischen der Zuleitungeelektrode und der Ableitungselektrode durchflossen »erden kann. Im allgemeinen fallt dieses Gebiet praktisch mit demjenigen Teil des Körpers zusammen, der geometrisch zwischen den aneinander am nächsten liegenden Teilen der Zuleitungeelektrode und der Ableitungselektrode liegt, mit der Massgabe, dass gegebenenfalls an den Randern der Elektroden durch Randwirkungen eine gewisse Ausdehnung diese Bereiches auftreten kann. Unter dem der Torelektrode auf einem Teil ihrer Querabmessung zugeordneten Teil des Stromgebietes wird derjenige sich von der Zuleitungselektrode bis zur Ableitungeelektrode erstreckende Teil des Stromgebietes verstanden» dessen Admittanz durch die Sperrschicht des betreffenden Teiles der Torelektrode beeinflusst wird, z.B. im Falle eines Feldeffekttransistors mit Betrieb im Erschöpfungsmodua derjenige teil des gesamten Stromgebietes zwischen der Zuleitungeelektrode und der Ableitungselektrode, der durch die Sperrschicht des betreffenden Teiles im Betrieb unterbrochen wird·
Die Debertragungsadaittanz eines derartigen sich zwischen Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode er-
909818/0621
EAD ORIGINAL
- 6 - 1403 I /D ph. 1Θ.594
streckenden Teiles des Stromgebietes wird auf übliche Weise definiert durch
ΔΥ
wobei Ai. die Aenderung des Ableitungselektrodenstrombeitrages ij des betreffenden Teiles des Stromgebietes darstellt, die bei einer Aenderung AV-. des Torelektrodenpotentials V in bezug auf das Potential der Zuleitungselektrode bei konstanter Spannungsdifferenz V . zwischen Zuleitungselektrode und Atleitungselektrode auftritt. Sie Grosse dieser Uehertragungsadmittanz und ihr Verlauf in Abhängigkeit von der Torelektrcden« spannung werden bestimmt durch die bauliche Ausführungeform des betreffenden Teiles der Torelektrode und des zugeordneten Teiles des Stromgebietes.
Der Verlauf der üebertragungsadmittanz Δ id v
im Anpassungegebiet bestimmt somit auch den Verlauf der gesamten Uebertragungsadmittanz
Δν
β
wobei ΔΙ. die Aenderung des gesamten Ableitungselektrodenstromes des gesamten Stromgebietes darstellt; diese gesamte
Uebertragungaadfflittanz ist proportional der Verstärkung des CD Feldeffekttransistors. Bei einem Feldeffekttransistor geaass
oo der Erfindung ist somit die gewünschte Verbesserung bei s.
° niedrigerer Verstärkung dadurch erzielbar« dass das Anpassungs-
o> ■ , ■
_A gebiet und der zugeordnete Teil der Torelektrode insofern unter-
./. BAD ORIG/NAL
I -T V s/
schiedlich vom übrigen Teil ausgebildet werden als der Verlauf der Uebertragungsadmittanz dieses Gebietes in Abhängigkeit von der Torelektrodenspannung gleichmassiger ist und in α·* Bereich der Torelektrodenspannungen, in dem der übrige Teil des Stromgebietes bereits einen zu niedrigen Beitrag zum Verlauf der gesamten Uebertragungsadnittanz liefert« noch einen wesentlichen Beitrag zu dieses Verlauf liefert.
Die günstigen Eigenschaften eines Feldeffekttransistors
in de« einem hohen Verstärkungsfaktor entsprechenden Teil der "
Kennlinie können weitgehend aufrechterhalten bleiben, wenn, wie vorzugsweise der Fall ist, das Anpassungsgebiet und der ihn zugeordnete Teil aer Torelektrode nur einen geringen Teil des Ganzen bilden. Wie klein dieser Teil der Torelektrode und das ihn zugeordnete Anpasaungsgebiet in bezug auf das Ganze bemessen werden Bussen, hängt u.a. von der Grosse der Admittanzdifferenz zwischen Anpassungegebiet und dem übrigen Teil des Stromgebietes, von der erwünschten Auedehnung der Kennlinie bei niedriger Verstärkung und vom zulässigen Einfluss auf den Teil der Kennlinie bei hoher Verstärkung ab. Im allgemeinen werden jedoch das Anpassungsgebiet und die entsprechende Querabmessung der Torelektrode nicht grosser als ein Drittel der gesamten Querabmeasung, vorzugsweise sogar kleiner als ein Zehntel der gesamten Querabmessung, gewählt.
Je nachdem es sich um einen Feldeffekttransistor für den Betrieb im Erschöpfungemodus oder einen Feldeffekt·
9098*18/0621
BAD OF.iGMAL
IfUv) I I \J
transistor fur den Betrieb im Anreicherungaaodus handelt, sind die Massnahaen, die den gewünschten Unterschied im Uebertragungs· adaittanzverlauf im Anpassungsgebiet bewirken, rerschieden·
Ib Falle eines Feldeffekttransistors, der wenigstens teilweise im Erschöpfungeaodus betrieben werden soll und bei dem die Erfindung vorzugsweise Anwendung findet, wird der erwähnte Unterschied im Verlauf der Uebertragungsadaittanx dadurch er· halten, dass die unterbrechende Wirkung der Sperrschicht der Torel'ektrode im Anpassungsgebiet gegenüber dieser Wirkung la übrigen Teil des Stroagebietes verzögert ist· Unter einer verzögert unterbrechenden Wirkung des Anpassungsgebietes ist hier zu verstehen, dass im Bereich der Torelektrodenspannungen, in dem der übrige Teil des Stroagebietes bereits erheblich unterbrochen ist, bela gleichen Potential der Zuführungsleiterβ der Torelektrode die unterbrechende Wirkung im Anpassungsgebiet weniger weit fortgeschritten ist, d.h* auf einea geringeren Abstand in der Längsrichtung zwischen Zuleitungeelektrode und Ableitungeelektrode und/oder weniger tief ia Querschnitt des Stromgebietes als im übrigen Teil des Stromgebietes fortgeschritten ist*
Ia Falle eines Feldeffekttransistors für einen Betrieb ia Anreicherungsmodus wird der erwähnte Unterschied im Uebertragungsadmittanzverlauf dadurch erhalten, dass die anreichernde Wirkung im Anpassungsgebiet gegenüber dea übrigen Teil des Stromgebietes verfrüht ist, was bedeutet,
bad C^~-al
9098 vfe/0621
dass dis anreichernde Wirkung (Erhöhung der Anzahl dsr Ladungsträger) bereits bei.Torelektrodenspannungen anfangt» bsi dsnsn dsr übrige Teil des Stroagebietes nooh eine erheblich geringere Anreicherung erfahrt·
Der gewünschte Unterschied la Uebertragungsadaittans-Terlauf swisohen de« Anpassungsgebiet und des übrigen Teil des Stromgebietes liest sich dadurch erhalten» dass la Anpassungsgebiet die Torelektrode und/oder das örtliche Stroagebiet selbst unterschiedlich sub übrigen Teil der Torelektrode und sua auge« ordneten Stroagebiet ausgebildet wird bsv. werden. Es lasst sich i.B» eine Tersögert unterbrechende Wirkung la Anpassungsgebiet daduroh erhalten» dass die Dioke des lalbleiterkdrpers (d.h. die Abaessung senkreoht sur Torelektrode) la Anpassungsgebiet fritter sis U übrigen Teil des Stroageblet·· jjewaelt wird» weduroa das Anpastmagageblet erst bei hShertf Sperr« spaanuag i» gleichen tataat· »ie der ibrige Teil oaterliroeata werden kaaa· toea kaaa asa dadureh, d*se der ferlaaf dtr Ion· tentretUa i·* dl· Leltungsftrt aestiaaemden Sotienagsstoffe la Antastuagsgebiet uidsrs »U la übrigea feil des Strtafebiete· gewählt wird", die lfefrsoblsBtWlrkuaf uad infelgedessea auea di· u«lerbr«ehen4· «der aartie^ermde ttfkaiif t««iafl«ttt»· Auea koanea eiae Iffliehe Aendermaf ia llektredeaeestaa« stftseae« der S«ltit«aft«Uktrod· na« 4tr AbleitungeelektreAt mii el»· gleichseitig· TetfHiseranf 4t· Abstaades de» Torelektred· ?oa der ZaleitaafseUktrede eder der AbI ei »eng·· lekt rede
.Λ
909018/0821
BAD
werden·
. Vorzugsweise Jedoch wird der Unterschied in Uebertragungaadaittanzverlauf dadurch erhalten, dass die Torelektrode auf de« den Anpassungegebiet entsprechenden Teil ihrer Querabmessung unter· schiedlich zu ihres übrigen Teil ausgebildet wird, in welches Falle die anderen Parameter, wie der Elektrodenabstand »wischen Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode, die Dicke der HaIbleiteriohicht und der Verlauf der Konzentration von Dotierungsstoffen vorteilhaft über die ganze Querabmessung konstant bleiben können. Ib Falle eines Feldeffekttransistors, der wenigstens teilweise i» Erschöpfungssodus verwendet werden soll, kann dieser unterschied eiafaoh in einer Verringerung der Breite der Torelektrode an der Stelle dee Aapessungsfebietes bestehen.
Die YtrsSgeruag der ffnterereeauisg litt! stell et eifern, vtnm Aer verengte Teil Atr Torelektrode tloh an der Seite der loleitengeelektrode befindet, to dass fleioh»eitig de» Abstand •wieohen 4er Torelektrode und der Ableltusfselektrode i· Anlassuagsgebiet gräeeer ieti sanohaal ktfta tt aber au» Mieren
Gründen vti$tilh»ft »ti»» den verengten Teil μ At» Seite <itr
AtltfttttBfttltlttrt** a»f*e»i»gtfi, |#i einer MltrM eevtraagten Autftkruigafer« viH Alt Terelektreie eHliefe» t*9» i· itr Ültt titr a» ImA ibrtr 9*tttraeMit«agf Mf tl»«i ttHv geringts Alstani ihrer getaalen Htterteatfttaag eureh einen ttkftlM tftli witerbn>ehen. Dieser AettM« ttil «*eei jtAttk tt fttipf ttini itttAty MgTMiMAt BmA tAtt Ait μ#τμιμΑμ
90SI1I/0I21 . BADORiG[NAL
Bänder des übrigen Teiles der Torelektrode imstande sind, das Stromgebiet unter dem Spalt bei höheren Werten der Torelektrodenspannung verzögert zn unterbrechen. Die getrennten Teile der Torelektrode werden durch einen Zuführungsleiter miteinander verbunden. Die Verzögerung der unterbrechenden Wirkung wird genäse einer weiteren bevorzugten Aueführungeform der Erfindung dadurch erhalten, dass die Dicke der Isolierschicht der Torelektrode ic Anpassungsgebiet örtlich vergrössert wird. Bei einem Feldeffekttransistor, der im Anreicherungemodus betrieben werden j soll, wird eine verfrühte anreichernde Wirkung vorzugsweise , dadurch erhalten, dass die Dicke der Isolierschicht der Torelektrode Im Anpaasungcgebiet örtlich verringert ist. Die vorstehenden Aueführungeformen, die sich auf einen örtlichen Unterschied in der Ausbildung der Torelektrode in der Querabmessung beziehen, haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie besonders wirkungsvoll für die Verbesserung der Kennlinie und dennoch besonders einfach herstellbar sind, insbesondere
wenn, wie es meistens der Fall ist, die Querabmessung der Torelektrode viel grosser als der Abstand zwischen der Zuleitungeelektrode und der Ableitungselektrode ist.
Obgleich die Erfindung mit Vorteil bei jeder Aueführungsform des Feldeffekttransistors der eingangs beschriebenen Art Anwendung finden kann, findet sie vorzugsweise bei den Feldeffekttransistoren Anwendung, bei denen der Halbleiterkorper in Fora einer Halbleiterschicht auf einen praktisch
909818/0621
BAD
H89176 ΡΗ·
isolierenden Träger aufgebracht ist, wobei die unterschiedlichen Elektroden auf im übrigen für Dünnschicht-Transistoren an sich übliche Weise in Fora von Schichten ait der Halbleiterschioht verbunden sind« Insbesondere bei diesen Feldeffekttransistoren, bei denen für die Herstellung bereite Aufdaapfverfahren oder photographische ferfahren,Anwendung finden, sind durch geringe Aenderungen ia Serstellungsverfahren die MaBenehmen genäse der Erfindung verwirklichbar.
' Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung eines Feldeffekttransistors gemass der Erfindung in einer Anordnung zuB Yerstärken elektrischer Schwingungen. Geaäss der Erfindung ist eine derartige Anordnung dadurch gekennzeichnet, dass auch Mittel angeordnet sind, mit deren Hilfe die Verstärkung des Feldeffekttransistors duroh Aenderung der Torelektrodenspannung veränderbar ist, wie dies an sich bekannt und bei selbsttätiger Verstärkungsregelung la Empfangsgeräten der Fall ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger eeheaatisclier Figuren und Ausführungsbelspiele mäher erläutert .
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen scheaatisch in der Draufsicht bzw. in zwei Schnitten eine Ausführungefora eines Feldeffekttransistors naoh der Erfindung.
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung des Verlaufes eimer Kennlinie eines Feldeffekttransistors naoh der Erfindung
9098Λ8/0621
BAD OFHGWA
im Vergleich zum Verlauf einer Kennlinie eines bekannten Feldeffekttransistors .
Fig. 5 zeigt schematisch in der Itraufsicht eine gegenüber den Figuren 1,2 und 5 etwas abgeänderte Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung.
Die Figuren 6 und 7 zeigen in der Draufsicht bzw. im Schnitt schematisch eine andere Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung.
Die Figuren 8 und 9 zeigen in der Draufsicht bzw. im Schnitt eine konzentrische Ausführungsform eines Feldeffekttransistors nach der Erfindung.
Fig. 10 zeigt schliesslich ein Schaltbild einer Anordnung nach der Erfindung mit einem Feldeffekttransistor nach der Erfindung.
Der zum Betrieb im Erschöpfungsmodus bestimmte Feldeffekttransistor nach den Figuren 1, 2 und 3 besteht aus einem isolierenden Träger 1, auf dem eine dünne Halbleiterschicht 2, z.B. aus η-leitendem Silizium, mit einer Dicke von z.B. etwa 10 /UB angebracht ist. Auf dieser Halbleiterschicht 2 befinden sich die Zuleitungeelektrode 3 und die Ableitangeelektrode 4 in Font paralleler metallischer Schichten* die in einen Abstand voneinander von etwa 20 /um mit einer Länge von etwa 3 «ω» angebracht sind« Zwischen den beiden Elektroden 3 und 4 liegt in der Halbleiterschicht das Stromgebiet, auf dem eine Torelektrode angebracht ist, die, aus einer etwa 0,1 /um dicken Isolierschicht
.// 9098 18/0621
BAD ORIGINAL
3 und einer netalllachen Kontaktschicht 6 besteht. Die Querab· aessung der Torelektrode 5»6,under der die Abmessung der Torelektrode senkrecht zur Stromrichtung·, d.h. längs der Linie III-III, verstanden wird, beträgt gleichfalls 5 ■»·
Wie in den Figuren 1, 2 und 3 soheeatiach dargestellt ist, ist die Torelektrode 5»6 auf eines kleinen Teil seiner Querabaessung verschieden ausgebildet, wobei der Unterschied darin besteht, dass auf eines Abstand von etwa 100 /ua die Breite der Torelektrodenschicht 6 auf etwa 4 /ua herabgesetzt ist. Die Isolierschicht 5 der Torelektrode kann erforderlichenfalls örtlich auf die gleiche Weise verengt werden, sie kann jedoch auch, wie in Fig. 2 angegeben ist, die gleiche Breite beibehalten, weil die Sperrschichtwirkung ie wesentlichen auf den durch die Metallschicht 6 bedeckten Teil beschränkt ist· Der übrige verengte Teil 7 der Torelektrode 6 liegt an der Seite der Zuleitungselektrode 3t wodurch suglelch der Abstand der Torelektrodensohieht von der Ableitungselektrode 4 !■ rerengten Teil 7 vergrössert ist. Der Teil β der Halbleiterschicht 2, der sich von der Zuleitungselektrode 3 bis sur Ableitungselektrode 4 erstreckt und de» verengten Teil 7 der Torelektrode sugeordnet ist, bildet somit das Anpassungsgebiet, da· !■ Tergleioh sub gesauten 3troagebiet sehr klein Ut.
Infolge des erwähnten Unterschiedes in der Ausbildung des Teiles 7 der Torelektrode unterscheidet sioh der Ueber-
BAD ORIGINAL
909818/0621
tragungsadaittanzverlauf dee die··« Tell« zugeordneten Teiles des Transistors τοη demjenigen in eine* gleich groesen Teil des übrigen Transistors· Ia Anpaesungsgebiet β weist ηaalich der Torelektrodenteil 5,7 eine verxögert unterbrechende Wirkung der Sperrschicht auf. Bei« gleichen Potential an der Torelektrode 6,7 ist die Sperrschicht der Torelektrode !■ Anpassungsgebiet θ Infolge der Verengung nur auf eines geringeren Abstand in der Richtung zwischen der Zuleitungselektrode J und der Ableitungselektrode 4 wirksaa und dringt auch weniger tief in die Halbleiterschicht ein· Dies 1st uaao aehr der Fall, je kleiner die restliche Breit« der Torelektrode la verengten Teil 7 i*t( die sogar kleiner als die Dicke der ^-geordneten Ealbleiterschioht ist· Di« Terzogerung der unterbrechenden Wirkung lasst sich ia vorleigendea Falle dadurch weiter steigern, dass ia verengten Teil 7 die Torelektrode 5»7 welter von der Ableitungselektrode 4 entfernt ist. Bekanntlich ist ja bei ein«a Feldeffekttransistor, der ia Erschopfungsaodua betrieben wird, di« unterbrechende Wirkung aa höchsten in der Iahe der Ableitungeelektrode 4, weil dort die Spannungedifferens zwischen der Torelektrode und dea Stroagebiet infb-lge der Spannungszunahae i«( Stromgebiet in der Richtung von der Zuleitungselektrode 3 zur Ableitungselektrode 4 grosser ist*
In Fig. 4 sind die Torelektrodenspannung T horizontal und der Ableitungselektrodenstroa I. vertikal in beliebigen Einheiten linear aufgetragen. Ia vorliegenden Falle der Figuren
909818/0621
BAD original
ι iu
1, 2 lind 5 handalt ta eich vm einen Feldeffekttraasistor alt «in·· n-leltenden Stromgebiet, bei der für einen Betrieb im Erschöpfungsmodus der Torelektrode ein 1» Bexug auf die Quellenelektrode nega« tives Potential zugeführt wird, wenn man eine Unterbrechungewirkung erhalten viii* Die Zuleitungselektrode hat s.B. Haaaepotential und die Ableitungeelektrode positives Potential· Die Kurve 10 seigt die bekannte Id-Y -Kennlinie eimea bekannten Transistors. Die Ie igung dleaer Kennlinie
iat die Hebertraffunfaadaittans, die ein Maaa für die Teratarkunf let. Ea seift sieh deutlich, d&aa dieae Uebertrafungaadaittans (dieee Verstärkung) bei Terhältniaaässig niedrigen negatlren Werten τοη T einen praktisch konstanten grossen Wert hat und bei grösseren negativen Werten von ▼ auf einest verhältni»Äeslg kleinen Bereich you Torelektrodenepannungen T stark in der Krüaaiung der Kennlinie abniamt. Die Kurre 11 seigt aohesAtisch die I.-Y -Kennlinie einee Feldeffekttranaistors nach der Erfindung, die sich insbesondere daduroh unterscheidet, dass infolge der ▼ersögert unterbrechenden Wirkung des inpaseungsgebietes der Bereich einer niedrigeren Uebertragungsadaittans über einen erheblich groeseren Bereich τοη Torelektrodenspannungen ausgedehat iet, wogegen die Kennlinie 11 in dieses Bereich gleieh-■äaalg und «it weniger Krüasmng rerlauft. Die Kennlinie 11 kann ala aus de« Beitrag des Anpassungsgebiete· und des Beitrag des übrigen Teiles des Stromgebietes smseaaengesetst betrachtet
./. 909818/0621 BAD „^
/b
werden, wobei der übrige Teil des Stromgebietes infolge der Tatsache, dass dieser Teil die gleiche Ausbildung hat wie beim bekannten Transistor, eine Kennlinie geaäas der Kurve 10 aufweist« Das Anpassungsgebiet hat jedoch infolge seiner verhältnismassig kleinen Abmessung und seiner verzögert unterbrechenden Wirkung eine andere Teilkennlinie, die gemäas der Kurve 12 verläuft. Bei hohen negativen Werten des Torelektrodenpotentials, bei denen der Rest des Stromgebietes bereit· erheblich unterbrochen ist, wird der gesamte Stromverlauf im wesentlichen durch das Anpassungsgebiet bestimmt, ™ und dort fallen die Kurven 11 und 12 denn auch praktisch zusammen. » Bei niedrigeren negativen Werten von T hingegen überwiegt der
Beitrag des übrigen Teiles des Stromgebietes und bleibt der Beitrag de· Anpasaungegebietes.infolge seiner verhältni«massig kleinen Abmessung verhältnismassig gering, wodurch der Terlauf der Kurv· 10 in dl···· Teil der Kennlinie 11 weitgehend beibehalten wird·
•Flg. 5 leigt im *»r Draufsicht »im· «ader· «veokmlsalg·
Aueführungsform «in·· Feldeffekttransistor· gemä·· der Erfindung, die sich gegenüber den Figuren 1,2 und 3 war dadurch unterscheidet, da·· dl· Torelektrode auf eines kleinen Teil seiner Querabmeseumg völlig durch einen engmn Spalt 13 unterbrochen ist. Dieser Spalt 13 wird ·ο eng gewählt, dass die Rinder 14 der Torelektrode 6 da· unter dem Spalt liegende Anpassungsgebiet bei höheren Werten de· Torelektrodenpotentiale verzögert unterbrechen können. Die Spaltbreite beträgt z.B. wenige /um, während die Aus-
90 9 818/0621 bad original
ι /υ
bildung im übrigen gleich derjenigen der Figuren 1, 2 und 3 sein kann. Die zwei Teile der Torelektrode sind durch einen geaeinsaaen Zuführungsleiter 15 miteinander verbunden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen in der Draufsicht bzw. im Schnitt schematlsoh eine Ausführungeform eines Feldeffekttransistors geaäss der Erfindung für einen Betrieb im Anreicherungsmodua. Die den Fl-1,2 und 3 entsprechenden Teile dieses Transistors sind alt den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Diese Ausführungsfora der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Ausführungsformen dadurch, dass auf einea geringen Teil 20,7 der Querabaessung der Torelektrode 5»6 die Isolierschicht 5 dünner ausgebildet ist, woduroh die örtliche Kapazität der Isolierschicht 5 erhöht ist, so dass in diesem Teil beim gleichen Potential an der Torelektrodensohioht 6,7 eine verfrüht amrelohernde Wirkung erfolgt. Sie· hat einem ähnliohen Terlauf der I.·? -leamliaie wie bereite la Figi. 4 dargestellt sur Folge, mit de» Untersehled, dme· 41· Ktnmlialtn Insgesamt tu positive» Werten vo» f hin vereehotem sind, weil beim Betrieb im Anreieherungsmodut im Falle eine· ■•leitenden Stromgebietes poeltive Potentiale an die Torelektrode angelegt werden. Die Dieke der Isolierschicht 20 kann z.B. die lälfte der Dieke see übrigen Teile· der Sohioht 5 eein. ~
In dem Figure» 8 und 9 iet beispielsweise eine kon- - sentrisohe Ausbildung eines Feldeffekttransistors gemäss der Erfindung für Betrieb im Erschöpfungsmodus sohematisch in der Draufsicht bzw· in einem längs der gestrichelten Linie IX-IX
/ BAD ORiGiNAL
909818/0621
- υ · Ί4ΰΰ I /b
geführten Schnitt dargestellt· Si··· Aus führung·fora unterscheidet ■ich rom derjenigen der Figuren 1,2 und 5 dadurch, da·· di« Torelektrodeasohioht 7 und 'di· Ableitungselektrodenschioht 4 in dieser Reihenfolge di· Zul«itungaelektrode 3 konaentriaeh uagebend auf an •ich bekannte lei·· auf der lalbleiteraohioht 2 aagebraoht aind. Si· Zuleitungaelektrode 5 und die Ableitungaelektrode 4 kSaaem auoh ■iteinander Tertauaoht werden* In diese· Falle iat di« Querabaeasung der Torelektrode «in Xr«i*uafang. Auf «in·· Teil di···· Kreieusu fang··· aäelioh de« Teil 7· «·* dureh di· Radien 31 b«gr«mt wird« iat di· Torelektrode 5,6 ander· ausgebildet, und zwar weist uat«r d·· Teil 7 der Tor«lektrodenachieht di· Isolierachioht J 5rtlioh •inen diokerea Teil 31 auf, wie der Querachnitt der Fig· 9 seigt« Der sugeordnet« aektorföraige Teil de· geaasten Stroagebietea erhält dadurch «in· versögert unterbrechende Wirkung« Si· BaIbleiteraehioht 2 kann t.B. aua einer 0,1 /ua dioken ««leitenden CdS-Schicht bestehen.
/ig· 10 s«igt aohllesalioh soheaatisoh ein Beispiel eines Schaltbildes für eine Anordnung nach der Erfindung sub Terstarken elektrischer Schwingungen. Der Feldeffekttransistor geaäss der Erfindung iat dabei soheaatisoh durch den Halbleiterkörper 2, der s.B. η-leitend ist, die Zuleitumgselektrode 3, die Ableitungselektrode 4 und die Torelektrode 6 dargestellt· Zwischen die Zuleitung·- elektrode 3 und die Torelektrode 6 werden die Eingangssignalquell« 40 und eine Vorrichtung 41 geschaltet, mit deren Hilfe die Verstärkung des Transistors duroh Aenderung des Potentials der Tor-
903818/0621
BAD ORIGINAL ·
elektrode 6 veränderbar ist, z«B« eine Batterie mit veränderbarer Spannung, deren Minusklemme mit der Torelektrode 6 verbunden ist, oder eine Impedanz».über die die Regelspannung auf für selbsttätige Verstärkungsregelung übliche Weise zugeführt wird, In Ausgangskreis ist mit Hilfe einer Spannungsquelle 42 die Ableitungselektrode 4 an ein in bezug auf die Zuleitungselektrode 5 positives Potential gelegt; weiter liegt in diesem Kreis eine Belastungsimpedanz 43» über der das verstärkte Signal abgenommen wird« Erforderlichenfalls kann der Ausgang des Transistors mit dem Eingang eines. Flächentransistors oder dem Eingang eines weiteren Feldeffekttransistors verbunden werden«
Schliesslich sei noch bemerkt dass für einen Fachmann mancherlei Abänderungen möglich sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung überschritten wird,· Z.B. kann bzw. können in den Aueführungsformen nach den vorstehenden Figuren eine oder mehrere der Elektrodenschichten« z.B. die- Torelektrode 5,6, auf der anderen
Seite der Halbleiterschioht 2 angeordnet werden. Während in den Figuren 1 bis 5 und 5 bis 7 die Halbleiterschicht 2 und der Träger
1 sich z.B. nur unter und geometrisch zwischen der Zuleitungselektrode 3 und der Ableitungselektrode' 4 erstrecken, können die Halbl'eitersohicht 2 und der Träger 1 auch eine viel grössvre Ausdehnung aufweisen,' in der örtlich der Feldeffekttransistor nach . der Erfindung angebracht ist. In diesem Falle dehnt sich das Stromgebiet an den Rändern etwas weiter in der Halbleitereohioht aus, und die Torelektrode 5.6 wird dann auch auf im übrigen
./. BAD GR[GlNAL
909818/0621
üblich· ¥·1β· ait der gewünschten grösseren Querabmessung ausgebildet, damit sie auoh den übrigen Teil des Stromweges beeinflussen kann. Die Isolierschicht'5 kann sich erforderlichenfalls teilweise über die Zuleitungselektrodenschloht 3 und die Ableitungselektrodenschicht 4 erstrecken« ebenso wie die Torelektrodenschioht 6, weil die Isolierschicht einen Kursschluss verhindert* Das Anpassungsgebiet und der ihsi zugeordnete Teil der Torelektrode brauchen nicht in der Mitte des Stromgebietes angebracht au werden, sondern können erforderlichenfalls über die Querabmessung des Stromgebietes bis an den Rand verschoben werden* Der Träger 1 der Balbleitersohioht kann auoh selbst aus einem praktisch isolierenden hochohmigen oder eigenleitenden Halbleiter, z.B. aus praktisch eigenleitendem Silizium, bestehen, auf die die Halbleiterschicht, z.B. Germanium oder Silizium mit niedrigerem spesifisohem Widerstand, aufgebracht ist· Um eine versögert unterbrechende Wirkung oder eine verfrühte anreichernde Wirkung zu erhalten, können das Anpassungsgebiet und der ihm augeordenete Teil des Stromgebietes sich auch auf ander« Welse als beispielsweise an Hand der Figuren erläutert worden ist vom übrigen Teil des Stromgebietes und der Torelektrode unterscheiden. Bs können s.B« für die Verzögerung der Unterbrechung oder die Verfrühung der Anreicherung ein'örtlicher Unterschied im Elektrodenabstand swisohem Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode, ein Unterschied im Konaentrationsverlauf der die Leitung bestimmenden Dotierungsstoffe'in der Halbleitersohioht und ein Unterschied in der Dieke der Halbleitersohioht Verwendung finden. Die Anreicherung
909818/0621
BAD
kann z.B. auch dadurch beeinflusst werden, dass die Metallschicht der Torelektrode örtlich aus einem Material nit. verschiedene» Kontaktpotential ausgebildet wird. Die Erfindung ist entsprechend auf Feldeffekttransistoren anwendbar, bei denen die Sperrschicht auf übrigens bekannte Weise in Form eines p-n-Ueberganges ausgebildet ist* Z.B. kann im Falle der Figuren 1, 2 und 5 die Isolierschicht 5 dadurch einen p-leitenden" Halbleiter' ersetzt und sowohl die
Schicht 5 λϊβ auch die Metallschicht verengt oder örtlich die Halbleiterschicht 2 dicker ausgebildet werden. Der Halbleiterkörper b'raucht nicht die Fora einer Halbleiterschicht auf einem Träger aufzuweisen« sondern er kann auch aus einem selbsttragenden Halbleiterkörper, z.B. einem Stab, bestehen, auf dessen Enden die Zuleitungselektrode und die Ableitungeelektrode angebracht lind und dessen mittlerer Teil duroh eine ringförmige Torelektrode umgeben ist, die einen p-n-tfebergang mit dem Stab bildet* In diesem Falle kann am Umfang des Ringes (Querabaesaung der Torelektrode) die unterbrechende Wirkung verringert werden, z.B. indem die Torelektrode örtlich durch einen dünnen Spalt in der Richtung von der Zuleitungselektrode zur Ableitungselektrode auf einem trhebliohen Teil entfernt wird. Statt n-leitendm Halbleitermaterial kann im Stromgebiet auch p-leitendes Halbleitermaterial Verwendung finden, in welchem Falle selbstverständlich die Polarität der Spannungen umgekehrt ist und somit die Kennlinie nach Fig. 4 sich in dem Sinne ändert, dass sie in bezug auf die I.-Aohse gespiegelt wird. Beim Feldeffekttransistor
BAD ORIGINAL ·/·
909818/0621
nach der Erfindung können zwischen der Zuleitungselektrode und der Ableitungeelektrode auf dem Stromgebiet auf übrigens übliche Weise mehrere Torelektroden nebeneinander und in Richtung von der Zuleitungselektrode der Ableitungeelektrode in bezug aufeinander versetzt angeordnet sein, wobei die weiteren Torelektroden z.B. zur Erhöhung der Impedanz im Stromweg auf praktisch konstantem Potential liegen und somit eine abschirmende Wirkung zwischen der ersten Torelektrode und der Ableitungselektrode haben können* Gegebenenfalls können auch diese weiteren Torelektroden im Anpassungsgebiet abgeändert sein. Schliesslich sei bemerktf dass der Feldeffekttransistor nach der Erfindung auch mit weiteren Schaltelementen, z.B. weiteren Feldeffekttransistoren, in einer Halbleiterschicht zu einer zusammengesetzten Halbleitervorrichtung zusammengebaut sein kann.
909818/0621
BAD

Claims (11)

PATEHTANSPRUEGHEi
1. Feldeffekttransistor, der einen HaLb] eiterkörper mit mindestens drei Elektroden enthält, von denen zwei, die Zuleitungselektrode und die Ableitungselektrode, in einem zwischen ihnen liegenden Teil des Körpers ein Stromgebiet bestimmen und die dritte, die Torelektrode, auf der Oberfläche dieses Stromgebietes als Sperrschichtelektrode zum Beeinflussen der Impedanz zwischen ρ der Zuleitungselektrode und der Ableitungselektrode angebracht
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromgebiet zwischen Zuleitungselektrode und Ableitungselektrode und die Torelektrode so ausgebildet und angebracht werden, dass die Torelektrode auf einea vorzugsweise kleinen Teil ihrer Querabmessung im zugeordneten* sich von der Zuleitungselektrode bis zur Ableitungselektrode erstreckenden, vorzugsweise kleinen Teil des Stromgebietes, der nachstehend als Anpassungsgebiet bezeichnet wird, einen Uebertragungsadmittanzv"erlauf zwischen der Zuleitungselektrode und der " Ableitungselektrode bewirkt, der sich vom Uebertragungsadmittanzverlauf über einen gleichen Teil der übrigen Querabmessung der Torelektrode im zugeordneten anderen Teil des Stromgebietes unterscheidet, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass durch den verschiedenen Uebertragungsadmittanzverlauf im erwähnten Anpassungsgebiet der Teil der Kennlinie, der einer geringen Verstärkung entspricht, über einen erheblich gröseeren Bereich von Torelektrodenspannungen ausgedehnt wird.
-;:■>■ . BAD
909818/06 21
2. Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 zur wenigstens teilweisen Verwendung im Ersohöpfungsmodus, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im'Uebertragungsadmittanzverlauf durch eine Verzögerung.der unterbrechenden Wirkung der Sperrschicht der Torelektrode im Anpassungsgebiet bewirkt wird·
3« Feldeffekttransistor nach Anspruch 1 zum Betrieb im An· reicherungsmodus, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied im Uebertragungsadmittanzverlauf durch eine verfrüht anreichernde Wirkung im Anpassungsgebiet bewirkt wird.
4. Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Torelektrode auf dem dem Anpassungsgebiet entsprechenden Teil seiner Quer· abmessung unterschiedlich zum übrigen Teil der Torelektrode auegebildet ist«
5· Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 4t dadurch gekennzeichnet, dass die Torelektrode
auf dem*dem Aapassungsgebiet zugeordneten Teil seiner Quer· abmessung eine kleinere Breite aufweist.
6. Feldeffekttransistor nach Anspruoh 5» dadurch gekennzeichnet, dass der verengte Teil der. Torelektrode sich an der Seite der Zuleltungselektrode befindet und an dieser Stelle der Abstand von der Ableitungselektrode grosser ist*
rt
7. Feldeffekttransistor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dsss die Torelektrode auf dem dem Anpassungsgebiet zugeordneten Teil seiner Querabmessung durch einen engen Spalt unter-
909818/#$21
BAD ORIGINAL
I 4 b y [ / b
broohen ist.
8« Feldeffekttransistor nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet daps die Torelektrode an der Stelle des Anpassungsgebietes eine dickere Isolierschicht aufweist.
9* Feldeffekttransistor nach den Ansprüchen 3 und 4t dadurch gekennzeichnet dass die Torelektrode im Anpassungsgebiet eine dünnere Isolierschicht aufweist.
10, Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der halbleitende · Körper in Form einer Halbleiterechioht auf einen, praktisch
isolierenden Träger aufgebracht ist, wobei die Elektroden in Form von Schichten mit der Halbleiterschicht verbunden sind.
11. Anordnung zum Verstärken elektrischer Schwingungen mit einem Feldeffekttransistor nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass Mittel angeordnet sind, mit deren Hilfe die Verstärkung des Feldeffekttransis-.tors duroh Aenderung. des Potentials an der Torelektrode veränderbar ist.
BAD ORIGiMAL
9098 1 8/062 1
DE1489176A 1963-08-30 1964-08-26 Feldeffekttransistor und Verwendung desselben Expired DE1489176C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL63297331A NL139629B (nl) 1963-08-30 1963-08-30 Veldeffecttranssistor.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1489176A1 true DE1489176A1 (de) 1969-04-30
DE1489176B2 DE1489176B2 (de) 1978-02-09
DE1489176C3 DE1489176C3 (de) 1978-09-28

Family

ID=19755002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1489176A Expired DE1489176C3 (de) 1963-08-30 1964-08-26 Feldeffekttransistor und Verwendung desselben

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3358198A (de)
JP (1) JPS5323068B1 (de)
DE (1) DE1489176C3 (de)
FR (1) FR1406257A (de)
GB (1) GB1083881A (de)
NL (2) NL139629B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3450960A (en) * 1965-09-29 1969-06-17 Ibm Insulated-gate field effect transistor with nonplanar gate electrode structure for optimizing transconductance
US3405330A (en) * 1965-11-10 1968-10-08 Fairchild Camera Instr Co Remote-cutoff field effect transistor
US3541543A (en) * 1966-07-25 1970-11-17 Texas Instruments Inc Binary decoder
US3436817A (en) * 1967-02-13 1969-04-08 Us Air Force Method of making fringing field controlled thin film active device
DE19719165A1 (de) * 1997-05-06 1998-11-12 Siemens Ag Halbleiterbauelement

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2900531A (en) * 1957-02-28 1959-08-18 Rca Corp Field-effect transistor
US2869055A (en) * 1957-09-20 1959-01-13 Beckman Instruments Inc Field effect transistor
US2951191A (en) * 1958-08-26 1960-08-30 Rca Corp Semiconductor devices
NL265382A (de) * 1960-03-08

Also Published As

Publication number Publication date
DE1489176B2 (de) 1978-02-09
GB1083881A (en) 1967-09-20
JPS5323068B1 (de) 1978-07-12
US3358198A (en) 1967-12-12
NL139629B (nl) 1973-08-15
FR1406257A (fr) 1965-07-16
DE1489176C3 (de) 1978-09-28
NL297331A (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2312414C2 (de) Verfahren zur Herstellung von integrierten MOSFET-Schaltkreisen
DE2257846B2 (de) Integrierte Halbleiteranordnung zum Schutz gegen Überspannung
DE1764491A1 (de) Mehrkanalfeldeffekthalbleiter
DE1807857A1 (de) Metall-Halbleitertransistor
DE1487398B1 (de) Mehrstufiger Verstaerker mit Feldeffekttransistoren
DE1789152B2 (de) Signalübertragungsschaltung
DE1437435C3 (de) Hochfrequenzverstärker mit Feldeffekttransistor
DE2855303A1 (de) Linearer verstaerker
DE1614300C3 (de) Feldeffekttransistor mit isolierter Gateelektrode
DE69933645T2 (de) Laterale dünnschicht-soi-anordnung
DE3926656A1 (de) Halbleiter-temperaturdetektorschaltung
DE2727944C2 (de)
DE2531603B2 (de) Mit komplementären Feldeffekttransistoren aufgebaute Verstärkerschaltung
DE1489176A1 (de) Feldeffekttransistor und Vorrichtung mit diesem Feldeffekttransistor
DE69013057T2 (de) Hochspannungsdünnschichttransistor.
DE1614233B2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE3784169T2 (de) Temperaturkompensation fuer halbleiter-logikgatter.
DE1123402B (de) Halbleiterdiode mit mehreren PN-UEbergaengen
EP0753754A2 (de) Integrierte Komparatorschaltung
DE69834451T2 (de) Schutzvorrichtung für einen integrierten MOS-Transistor gengen Spannungsgradienten
DE3628309C2 (de) Isolierter Gate-Feldeffekttransistor
DE2321895A1 (de) feldeffekttransistor aus einer auf ein halbleitersubstrat epitaktisch aufgebrachten duennen halbleiterschicht
DE1464971A1 (de) Halbleiterschalter
DE2126303A1 (de) Eine isolierte Gate-Elektrode aufweisender Feldeffekt-Transistor mit veränderlicher Verstärkung
DE2321796C2 (de) Feldeffekttransistor

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)