DE2133258A1 - FIELD EFFECT TRANSISTOR FROM A SEMICONDUCTOR BODY - Google Patents
FIELD EFFECT TRANSISTOR FROM A SEMICONDUCTOR BODYInfo
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Description
"Feldeffekttransistor aus einem Halbleiterkörper" Die Erfindung betrifft einen Feldeffekttransistor aus einem Halbleiterkörper, auf dessen Oberfläche eine Steuerelektrode mit gleichrichtendem Metall-Halbeiterübergang und zwei durch die Steuerelektrode voneinander getrennte, Quell- und Zugelek trögen bildende weitere £lektroden angeordnet sind. "Field effect transistor from a semiconductor body" The invention relates to a field effect transistor made of a semiconductor body, on the surface of which a Control electrode with rectifying metal-semiconductor junction and two through the Control electrode separate, source and Zugelek trögen forming further £ electrodes are arranged.
Bei den Feldeffekttransistoren unterscheidet man zwischen den selbstleitenden und denselbstsperrenden Typen. Unter den selbstlei nden Typen selbstleitend sind die Transistoren zU verstehen, bei denen bei einer Spannung Null zwischen der Steuerelektrode und der Quellelektrode ein wesentlicher Strom durch die Zugelek-Diode fließt. Selbstsperrend sind die Typen, bei denen bei der Steuerspannung Null praktisch kein Strom durch die Zugelektrode fließt.With the field effect transistors a distinction is made between the normally on and the self-locking types. Among the self-guiding types are self-guiding Understand the transistors where at zero voltage a substantial current flows through between the control electrode and the source electrode the Zugelek diode flows. The types with which the control voltage are self-locking Virtually no current flows through the pulling electrode.
Neben den bekannten Sperrschicht-Feldeffekttransistoren und den MOS-Transistoren sind in jüngster Zeit auch Feldeffekttransisto-ren bekannt geworden, bei denen die Steuerelektrode aus einem Schottky-Kontakt mit gleichrichtenden Eigenschaf ten besteht. Diese Transistoren sind im weites@n Sinn der Klasse der Sperrschichtfeldeffekttransistoren zuzuordnen, wobei nun allerdings die Sperrschicht durch einen Metall Halbleiterübergang ersetzt wird. Der stromdurchflossene Kanal wird jedoch in beiden Fällen durch die vom Übergang ausgehende und veranderbare Raumladungszone gesteuert.In addition to the well-known junction field effect transistors and MOS transistors Recently, field effect transistors have also become known in which the Control electrode consists of a Schottky contact with rectifying properties. These transistors are in the broad sense of the class of junction field effect transistors to be assigned, but now the barrier layer by a metal semiconductor junction is replaced. The current-carrying channel is, however, in both cases by the Controlled by the transition starting and changeable space charge zone.
Feldeffekttransistoren mit Schottky-Kontakt-Steuerelektrode bestehen in der kegel aus einer dünnen epitaktischen flälb leiterschicht vom ersten Leitungstyp, die auf einem Halb leitergrundkörper vom zweiten Leitungstyp angeordnet ist.Field effect transistors with a Schottky contact control electrode exist usually made of a thin epitaxial flälb conductor layer of the first conductivity type, the one on a half arranged conductor base body of the second line type is.
Auf diese epitaktische Halbleiterschicht werden drei Elektroden aufgebracht; zwei ohmsche Kontaktelektroden und ei ne Schottky-Kontaktelktrodeo Die beiden ohmschen Elektroden, die durch die Schottky-Kontakt-Steuerelektrode voneinander getrennt sind, bilden die Quell- und die Zugelektrode, die in der angelsächsischen Literatur als Source und Drain bezeichnet werden Will man einen selbstsperrenden Feldeffekttransistor mit Schottky-Kontakt-Steuerelektrode realisieren, so muß die epitaktische Schicht so dünn und die Dotierung dieser Schicht so gering gewählt werden, daß die im potentiallosen Zustand von der Steuerelektrode ausgehende Raumladungszone den Kanal, der durch die epitaktische Schicht unter der Steuerelektrode gebildet wird, vollständig abschnürt. In diesem Fall dürfte die epitaktische Schicht beispielsweise bei einer Dotierung von 1016 At/cm3 nur 0,3 /um dick sein.Dies ist eine Schichtdicke, die schlrer erreichbar ist. Außerdem haben diese Feldeffekttransistoren nur einen sehr geringen Aussteuerbereiche So konnte beispielsweise bei dem genannten selbstsperrenden Transistor die Steuerspannung nur zwischen 0 und o,6 Volt variiert werden. Bei größeren Steuerspannungen ergab sich kein weiter anwachsender Strom zwischen der Quell- und der Zug elektrode.Three electrodes are applied to this epitaxial semiconductor layer; two ohmic contact electrodes and a Schottky contact electrode The two ohmic ones Electrodes separated from each other by the Schottky contact control electrode form the source and pull electrodes, which are used in Anglo-Saxon literature are referred to as source and drain If you want a normally-off field effect transistor realize with Schottky contact control electrode, the epitaxial layer must so thin and the doping of this layer so low that the potential-free State of the space charge zone emanating from the control electrode, the channel that passes through the epitaxial layer is formed under the control electrode, completely pinches off. In this case, the epitaxial layer is likely to be doped, for example of 1016 at / cm3 will only be 0.3 / µm thick. This is a layer thickness that is more easily achievable is. In addition, these have field effect transistors just a very low modulation ranges For example, with the self-locking The transistor control voltage can only be varied between 0 and 0.6 volts. With larger ones Control voltages resulted in no further increasing current between the source and the train electrode.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Feldeffekttransistor anzugeben, der selbstsperrend ist und eine bestimmte Schwellspannung aufweist, bei der ein Strom zwischen der Quell- und der Zugelektrode zu fließen beginnt.It is therefore an object of the present invention to provide a field effect transistor indicate that is self-locking and has a certain threshold voltage which a current begins to flow between the source and the pull electrode.
Außerdem soll der Feldeffekttransistor mit einer Schottky Kontakt-Steuerelektrode in einem größeren Spannungsbereich aussteuerbar sein.In addition, the field effect transistor should have a Schottky contact control electrode be controllable in a larger voltage range.
Diese Aufgabe wird bei einem Feldeffekttransistor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Strompfad, der für den die Quellelektrode durchfließenden Strom vorgesehen ist, ein -spannungsabhängiger Widerstand geschaltet ist.In the case of a field effect transistor, this task is described at the outset Type solved according to the invention in that in the current path for the source electrode The current flowing through is provided, a voltage-dependent resistor is connected is.
Dies bedeutet, daß in den Quellstrempfad ein Bauelement geschaltet ist, das erst ab. einer bestimmten Spannung an diesem Bauelement ein Strom durch die Quellelektrode zuläßt. Durch diese Spannung ist die Schwellspannung des Feldeffekttransistors definiert.This means that a component is switched into the source current path is that only from. A current flows through this component at a certain voltage the source electrode allows. This voltage is the threshold voltage of the field effect transistor Are defined.
Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Feldeffekttransistor das Kennlinienfeld weiter auseinandergezogen, da bei kleinen Stromstärken der Strom zusätzlich durch den relativ großen Widerstand des spannungsabhängigen Widerstandsbauelernentes begrenzt wird, Wird der Kanal durch Änderung des Potentials an der Steuerelektrode vergrößert, nimmt auch der Widerstand des spannungs abhängigen Bauelementes ab und läßt einen stärkeren Stromfluß durch den Transistor zu.In addition, in the field effect transistor according to the invention, the family of characteristics is pulled further apart, because with small currents the current also passes through limits the relatively large resistance of the voltage-dependent resistor component If the channel is enlarged by changing the potential at the control electrode, also decreases the resistance of the voltage-dependent component and leaves one stronger current flow through the transistor.
Als spannungs abhängiges Bauelement wird vorzugsweise der nichtlineare Teil einer Diodenkennlinie ausgenutzt, in dem sich der differentielle Widerstand mit der anliegenden Spannung bzw. dem durch die Diode fließenden Strom verändert.The voltage-dependent component is preferably the non-linear Part of a diode characteristic is used in which the differential resistance changes with the applied voltage or the current flowing through the diode.
Bei einer in Durchlaßrichtung betriebenen Diode eignet sich besonders eine BackwcaMbbiode als spannungsabhängiger Widerstand, da die Diode erst bei einer Spannung von ca, 500 mV einen Stromfluß- zuläßt und bei weiter anwachsenden Spannungen in Durchlaßrichtung einen stark nichtlinearen Kennlinienverlauf aufeist. Wird eine größere Schwellspannung gewünscht, -s6 eignet sich als spannungsabhängiger Widerstand besonders eine Zenerdiode, die dann in Sperrrichtung geschaltet sein muß, Diese Zenerdiode bricht bei einer definierten Spannung durch, ab der dann durch den Kanal des Feldeffekttransistors ein Strom fließen kann0 Bei weiter wachsender Sperrspannung nimmt der di.ferentielle Widerstand der Diode weiter ab Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltüng soll anhand der Figuren noch näher erläut-ert werden.In the case of a diode operated in the forward direction, this is particularly suitable a BackwcaMbbiode as a voltage-dependent resistor, there the diode only allows a current to flow at a voltage of approx. 500 mV and if it continues to increase Voltages in the forward direction have a strongly non-linear characteristic curve. If a higher threshold voltage is required, -s6 is suitable as a voltage-dependent one Resistance especially a Zener diode, which can then be switched in the reverse direction Must, This Zener diode breaks down at a defined voltage, from which on it breaks down a current can flow through the channel of the field effect transistor Reverse voltage decreases the di.ferential resistance of the diode further. The invention and its further advantageous embodiment will be explained in more detail with reference to the figures will.
In der Figur 1 ist ein Halbleiterkörper dargestellt, bei dem das Kanalgebiet 2 aus einer epitaktischen Halbleiter schicht besteht. Die epitaktische Schicht 2, die auf einem Halbleitergrundkörper t angeordnet ist, wird so dick gewählt, daß die vom Metall-Halbleiterübergang der Steuer elektrode ausgehende Raumladungszone im potentialfreien Zu stand der Steuerelektrode nur einen Teil des Kanalquer schnitts ausfüllt Die Diode 8 in dem vom Quellstrom durchflossenen Strompfad wird dagegen so gewählt, daß zwischen der Quell- und der Zugelektrode erst bei einer bestimmten Spannung zwischen Quell- und Zugelektrode ein Strom fließt, Bei der in der Figur 1 dargestellten Anordnung ist der Halbleitergrundkörper 1 beispielsweise p-leitead, während die epitaktische Kanalschicht 2 n-leitend ist. Die epitaktische Schicht weist eine Dicke von 1 bis 3 /um auf. In dise epitaktische Schicht sind von der Oberfläche aus zwei als Quell-und Zugelektrode dienende Zonen 3 und 4 eingelassen, die den Leitungstyp der epitaktischen Schicht aufweisen und hochdotiert sind, Die Zug- und die Quellelektrode können auch Legierungskontakte sein, Die beiden Elektrodenzonen 3 und 4 sind mit einem Quellelektroden-Kontat 5 und einem ZugelektrodenKontakt 6 versehen0 Die beiden Kontakte 5 und 6 sind ohmsche Metalontukte, Zug- und Quellelektrode sind durch die an der Halbleiteroberfläche angeordnete Schottky Kontakt-Steuerelektrode 7 voneinander getrennt, Von- dieser Steuerelektrode geht eine Raumladungszone 9 aus, die sich in die epitaktische Schicht 2 hinein erstreckt. Die Halbleiteroberfläche ist, abgesehen von den Kontaktbereichen, vorzugsweise mit einer passivierenden Oxyd- oder Nitridschicht 10 versehen Der Halbleiterkörper besteht beispielsweise aus einkristallinem Silizium.FIG. 1 shows a semiconductor body in which the channel region 2 consists of an epitaxial semiconductor layer. The epitaxial layer 2, which is arranged on a semiconductor base body t is chosen so thick that those of the metal-semiconductor transition of the tax electrode outgoing Space charge zone in the potential-free state of the control electrode was only part of the Channel cross section fills the diode 8 in the current path through which the source current flows is, however, chosen so that between the source and the pull electrode only at one A current flows between the source and pulling electrodes at a certain voltage, at which in The arrangement shown in FIG. 1 is the semiconductor base body 1, for example p-type lead, while the epitaxial channel layer 2 is n-type. The epitaxial Layer has a thickness of 1 to 3 µm. In this epitaxial layer are two zones 3 and 4 serving as source and pulling electrodes let in from the surface, which have the conductivity type of the epitaxial layer and are highly doped, The Pull and source electrodes can also be alloy contacts. The two electrode zones 3 and 4 are provided with a source electrode contact 5 and a pull electrode contact 6 Provided0 The two contacts 5 and 6 are ohmic metal components, tension and source electrodes are due to the Schottky arranged on the semiconductor surface Contact control electrode 7 separated from one another, a space charge zone 9 extends from this control electrode which extends into the epitaxial layer 2. The semiconductor surface is, apart from the contact areas, preferably with a passivating oxide or nitride layer 10 provided. The semiconductor body consists for example of monocrystalline Silicon.
Zwischen dem Zugelektroden-Kontakt 6 und der Diode 8- liegt die Spannung UZQ und zwischen dem Schottky-Kontakt 7 und der Diode die Steuerspannung Ust.The voltage is between the tension electrode contact 6 and the diode 8- UZQ and the control voltage Ust between the Schottky contact 7 and the diode.
Die Diode 8, die mit dem Quellelektroden-Kontakt 5 verbunden ist, wird bei der angegebenen Spannungspolung in Durchlaß richtung betrieben, In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Diode eine Backward-Diode mit dem in der Figur 2a dargestellten Kennlinienverlauf. Wie aus der IF/UF-Kennlinie beim Betrieb in Flußrichtung hervorgeht, kann durch die Diode bei kleinen Spannungen kein Strom fließen. Dies bedeutet, daß der Widerstand der Diode in diesem Bereich sehr groß ist, Erst bei einer Spannung UO, die beispielsweise in der Größenordnung von 500 mV liegt, beginnt der Stromfluß durch die Diode, der mit weiter wachsender Spannung langsam zunimmt. Wie aus der Kennlinie hervorgeht, nimmt dabei der differentielle Widerstand der Diode. mit zunehmender Spannung aufgrund der Nichtlinearität der Kennlinie beträchtlich ab.The diode 8, which is connected to the source electrode contact 5, is operated with the specified voltage polarity in the forward direction, in one preferred embodiment, this diode is a backward diode with that in the Characteristic curve shown in FIG. 2a. As from the IF / UF characteristic curve during operation in the direction of flow can be seen through the diode at small Tensions no electricity flow. This means that the resistance of the diode is in this range is very large, only at a voltage UO, which is, for example, of the order of magnitude of 500 mV, the current begins to flow through the diode, which continues to grow with Tension increases slowly. As can be seen from the characteristic curve, the differential Resistance of the diode. with increasing voltage due to the non-linearity of the Curve considerably.
Bei )kleinen Steuerspannungen an der Steuerelektrode 7, beispielsweise bei derSpannung Null, vergrößert sich bei zunehmender Spannung UZQ die Raumladungszone 9 sehr rasch6 Die Schwellspannung UO der Backwarddiode 8 sorgt dafür, daß kein Strom durch den Kanal fließen kann, da der Kanal bereits vor dem Erreichen der Spannung UO an der Diode 8 abgeschnürt ist.With) small control voltages at the control electrode 7, for example at zero voltage, the space charge zone increases with increasing voltage UZQ 9 very quickly6 The threshold voltage UO of the backward diode 8 ensures that no current can flow through the channel, since the channel is already before the voltage is reached UO is pinched off at the diode 8.
Wird die Spannung an der Steuerelektrode gegenüber dem Potential an der Quellelektrode angehoben, so wird die Raumladungszone 9 reduziert, Bei einer bestimmten Spannung UZQ = U1, bei der an der Diode die Spannung U0 abfällt, setzt der Stromfluß durch den Kanal ein. Bei weiter zunehmender Spannung UZQ wird jedoch der Kanal wieder abgeschnürt, so daß ab einer bestimmten Spannung UZQ die Stromstärke, die nun dem Sättigungsstrom entspricht, nicht mehr weiter zunehmen kann Dieser Sättigungsstrom ist bei kleinen Steuerspannungen sehr klein, da der Stromfluß auch durch den noch ralativ großen Diodenwiderstand begrenzt wird.The voltage on the control electrode is relative to the potential the source electrode is raised, the space charge zone 9 is reduced certain tension UZQ = U1, where the voltage at the diode U0 drops, the current begins to flow through the channel. With increasing tension UZQ, however, the channel is pinched off again, so that from a certain voltage UZQ the current strength, which now corresponds to the saturation current, no longer increases can This saturation current is very small with low control voltages, since the Current flow is also limited by the relatively large diode resistance.
Dieser Diodenwiderstand wird bei wachsender Steuerspannung und damit bei kleiner werdender Raumladungszone im Bereich des Steuerkontaktes entsprechend der Diodenkennlinie weit-er abnehmen. Der Sättigungsstrom ist damit bei jeder einzelnen-Kennlinie nicht mehr allein vom Kanalwiderstand, so.ndern auch vom Diodenwiderstand abhängig. Auf diese Weise erzielt man ein weiter auseinändergezogene6 Kennlinienfeld des Trat---sistors gemäß Figur 2c, wobei dann die Steuerspannung be-ispielsweise in einem Bereich zwischen 0 und mehreren Volt geändert werden kann.This diode resistance increases with increasing control voltage and thus with decreasing space charge zone in the area of the control contact accordingly the diode characteristic further decrease. The saturation current is therefore with each individual characteristic no longer solely on the channel resistance, it also changes depending on the diode resistance. In this way one achieves a further expanded6 family of characteristics of the step transistor according to Figure 2c, the control voltage then, for example, in a range between 0 and several volts can be changed.
Der gleiche Effekt läßt sich mit einer in den Quellstrompfad geschaltoten Zenerdiode erzielen, wenn diese Zenerdiode, deren Kennlinie in der Figur 2b dargestellt ist, in Sperrrichtung beansprucht wird Wie sich aus der Kennlinie ergibt, kann durch die Diode erst dann ein Sperrstrom fließen, wenn die Sperrspannung größer als die Spannung UZO ist.The same effect can be achieved with a switch in the source current path Zener diode achieve when this Zener diode, their characteristic in the Figure 2b is shown, is claimed in the blocking direction As can be seen from the Characteristic curve, a reverse current can only flow through the diode when the Reverse voltage is greater than the voltage UZO.
Der Feldeffekttransistor ist jedoch in der Dimensionierung und Dotierung der Halbleiterzonen so ausgelegt, daß der Kanal bereits vor Erreichung dieser Spannung an der Zenerdiode abgeschnürt ist, wenn die Steuerelektrode die Spannung Null aufweist. In diesem Fall ist der Feldeffekttransistor wiederum, wie gewünscht, selbstsperrend Erst bei größeren Steuerspannungen, bzw. bei den in der Figur 1 angegebenen Dotierungsverhältnissen bei posidveren Spannungen, erreicht die Spannung an der Zenerdiode den Wert UZO bevor der Kanal restlos abgeschnürt ist, so daß ein Stromfluß möglich ist dieser Stromfluß, besonders der Sättigungsstrom ist dann bei jeder gewählten Steuerspannung abhängig von dem differentiellen Widerstand der Diodenkennlinle.The field effect transistor is, however, in the dimensioning and doping of the semiconductor zones designed so that the channel before this voltage is reached is pinched off at the Zener diode when the control electrode has the voltage zero. In this case, the field effect transistor is again normally-off, as desired Only at higher control voltages or at the doping ratios indicated in FIG. 1 with positive voltages, the voltage at the Zener diode reaches the value UZO before the channel is completely pinched off, so that a current flow is possible this Current flow, especially the saturation current, is then at each selected control voltage depending on the differential resistance of the diode characteristic.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Diode im Halbleiterkörper des Feldeffekt-transistors integriert Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß in eine epitaktische Schicht vom ersten Leitungstyp eine Zone vom zweiten Leitungstyp eingebracht ist In diese Zone wird eine die Quellelektrode bildende Zone vom ersten Leitungstyp einem lassen. In die mit der Quellelektrode versehene Oberflächenseite ist auch die die Zugelektrode bildende Zone vom ersten Leitungstyp eingelassen, während die Steuerelektrode zwischen der Quell- und der Zugelektrode liegt Die Zug- und die Quellelektrode werden vorzugsweise hochdotiert, Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die die Quellelektrode umgebende Halbleiterzone gleichfalls mit einer großen Störstellenkonzentration versehen Durch die genannte Zonenfolge an der Quellelektrode - es handelt sich entweder um eine npn oder eine pnp Zonenx folge - werden nun zwei hintereinandergeschaltete Dioden realisiert, von denen eine in Durchlaßrichtung und die andere in Sperrichtung betrieben wird0 Die Dotierungen können nun so gewählt werden, daß die in Sperrichtung betriebene Diode einer Zenerdiode ist, Die in Durchlaßrichtung betriebene Diode stört in der Regel weiter nicht oder ihr pn-Übergang kann mit Hilfe eines Metallkontaktes kurze.In a preferred embodiment, the diode is in the semiconductor body of the field effect transistor This can be done, for example, by that in an epitaxial layer of the first conductivity type a zone of the second conductivity type is introduced into this zone is a zone forming the source electrode of the first Let line type one. In the surface side provided with the source electrode the zone of the first conductivity type that forms the pulling electrode is also embedded, while the control electrode lies between the source and pull electrodes. and the source electrode are preferably highly doped, in a preferred embodiment the semiconductor zone surrounding the source electrode also has a large one Concentration of impurities provided by the mentioned zone sequence on the source electrode - it is either a npn or a pnp zonex sequence - are now two series-connected diodes realized, one of which in the forward direction and the other is operated in the reverse direction0 The dopings can now be chosen so that the diode operated in the reverse direction is a zener diode is, The diode operated in the forward direction usually does not or does not interfere their pn junction can be short with the help of a metal contact.
schlossen werden.be closed.
Andererseits kann die Dotierung der Halbleiterzonen so gewählt werden, daß die in Durchlaßrichtung betriebene Diode eine Backward-Diode ist, während die in Sperrichtung betriebene Diode wiederum an der Halbleiteroberfläche kurz geschlossen wird. Will man den Kurzschluß vermeiden, Werden die Dotierungsverhältnisse so gewählt, daß die von der epitaktischen Schicht und der Zone vom zweiten Leitungstyp gebildete Diode die Kennlinie einer Zenerdiode oder eineTunneldiode aufweist0 Die Tunneldiode leitet in Sperrrichtung sehr gut, während die Zenerdiode ab der Zenerspannung gleichfalls gut leitend ist, Die Dotierung wird dann vorzugsweise so gewählt, daß eine sehr kleine Zenerm Abbruchspannung zustandekommt, Die erfindungsgemäße Halbleiteranordnung kann auch dadurch realisiert werden, daß in die epitaktische Schicht vom ersten Leitungstyp nur die Zone vom zweiten Leitungstyp e-indiffundiert und diese Zone mit einem ohmschen Anschlußkontakt versehen'wird. In diesem Fall liegt zwischen der Quellelektrode und der epitaktischen Schicht eine in Sperrichtung betriebene Diode, die je nach Dotierung der beiden die Diode bildenden Zonen eine Zenerdiude, eine Tunneldiode oder eine Backward-Diode ist Die Dotierung. wird vorzugsweise so gewählt, daß sich eine Zenerdiode ergibt In der Figur 3 ist die integrierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung in einem Beispiel dargestellt Die Figuren 3a und 3b zeigen je nach den gewählten Dotierungsverhältnissen zwei Ersatzschaltbilder für die Anordnung gemäß- Figur 30 Der pmleitende Halbleitergrundkörper ist wiederum mit einer 1 bis 3 /um dicken, nxl.eitenden epitaktischen Halbleiterschicht2 versehen, die beispielsweise einen spezifischen Widerstand von ca. 2 Ohm cm aufweist. In diese Schicht ist eine p bzw. p -leitende Zone 11 eindiffundiert, die mit der epitaktischen Schicht eine Zenerdiode 12 (Figuren 3a, 3b) oder eine Tunneldiode bildet. Will man eine Tunneldiode erzeugen, werden die Störstellenkonzentrationen beidseitig des pn-Überganges sehr groß gewählt. Diese, Entartungskonzentrationen werden durch weitere Diffusionsprozesse erzielt. In die Zone 11 wird eine n-leitende Zone 4 als Quellelektrode eindiffundiert. Gleichzeitig wird in bestimmtem Abstand von der Quellelektrode auch die Zugelektrode 3 in den Halbleiterkörper eingebracht. Quell- und Zugelektrode sind wiederum durch die Schottky-Kontakt-Steuerelektrode 7 voneinander- getrennt. Die Halbleiteroberfläche ist mit einer Isolierschicht aus SiO2 oder Siliziumnitridschicht passiviert.On the other hand, the doping of the semiconductor zones can be chosen so that that the diode operated in the forward direction is a backward diode, while the reverse-biased diode in turn short-circuited on the semiconductor surface will. If you want to avoid the short circuit, the doping ratios are chosen so that formed by the epitaxial layer and the region of the second conductivity type Diode has the characteristic of a Zener diode or a tunnel diode 0 The tunnel diode conducts very well in the reverse direction, while the zener diode also conducts from the zener voltage is well conductive, the doping is then preferably chosen so that a very small Zenerm breakdown voltage comes about, The inventive Semiconductor arrangement can also be realized in that in the epitaxial Layer of the first conductivity type only e-indiffused the zone of the second conductivity type and this zone is provided with an ohmic connection contact. In this case there is a reverse bias between the source electrode and the epitaxial layer operated diode, which depending on the doping of the two zones forming the diode Zener diode, a tunnel diode or a backward diode is the doping. is preferred chosen so that a zener diode results. In FIG. 3, the integrated embodiment is shown the semiconductor device according to the invention shown in an example 3a and 3b show two equivalent circuit diagrams depending on the doping ratios selected for the arrangement according to FIG. 30 The pm-conducting semiconductor base body is again provided with a 1 to 3 / µm thick, nxl conductive epitaxial semiconductor layer2, for example a specific Resistance of about 2 ohms cm. A p or p -conducting zone 11 is diffused into this layer, with the epitaxial layer a Zener diode 12 (Figures 3a, 3b) or a Tunnel diode forms. If you want to create a tunnel diode, the impurity concentrations are Chosen to be very large on both sides of the pn junction. These, degenerative concentrations are achieved through further diffusion processes. In the zone 11 is an n-type Zone 4 diffused in as a source electrode. At the same time is at a certain distance the pulling electrode 3 is also introduced into the semiconductor body from the source electrode. Source and pull electrodes are in turn through the Schottky contact control electrode 7 separated from each other. The semiconductor surface is made of an insulating layer SiO2 or silicon nitride layer passivated.
Aus der Figur 3a wird deutlich, wie im einen Fall in den Strompfad durch die Quellelektrode eine Zenerdiode 12 in Sperrichtung und eine Tunneldiode in Durchlaßrichtung geschaltet ist. Bei dem Ersatzschaltbild nach Figur 3b sind die Dotierungsverhältnisse im Halbleiterkörper so geändert, daß.in den Strompfad durch die Quellelektrode eine Zenerdiode in Sperrichtung und eine Backward«Diode in Durchlaßricht-ung und eine Zenerdiode in Sperrichtung geschaltet ist.From Figure 3a it is clear how in one case in the current path through the source electrode a Zener diode 12 in the reverse direction and a tunnel diode is switched in the forward direction. In the equivalent circuit according to FIG. 3b, the doping ratios in the semiconductor body are changed so that.in the current path through the source electrode a Zener diode in the reverse direction and a Backward diode in forward direction and a Zener diode in reverse direction is.
Als Metall für die Steuerelektrode wird bei einer n-leitenden epitaktischen Schicht vorzugsweise Palladium,oder Platin verwendet.The metal for the control electrode is an n-type epitaxial Layer preferably palladium, or platinum used.
Die Dioden mit einem veränderbaren, spannungabhängigen Widerstand können auch in vom Fedeffekttransistor isolierte Halbleiterbereiche gesondert eingebracht und dann über Leitbahnen mit dem Quellelektrodenkontakt verbunden werden'. Auf diese Weise erhält man in dem vom Quellstrom durchflossenen Strompfad nur eine Diode, deren Kennlinie unabhängig von den für den Feldeffekttransistor notwendigen Dotierungsverhältnissendurçh geeignete Eindiffusion von Störstellen in den separierten Halbleiterbereich festgelegt werden kann.The diodes with an adjustable, voltage-dependent resistor can also be introduced separately into semiconductor regions isolated by the spring-effect transistor and then connected to the source electrode contact via interconnects'. To this In the current path through which the source current flows, there is only one diode, whose characteristic curve is independent of the doping ratio duration required for the field effect transistor suitable diffusion of impurities in the separated semiconductor area established can be.
Der separierte Halbleiterbereich wird durch eine hochdotierte, bis zum Halbleitergrundkörper reichende.Seperationsdiffusionszone, die den Leitungstyp des Grundkörpers aufweist, realisiert.The separated semiconductor area is covered by a highly doped, bis Separation diffusion zone reaching to the semiconductor base body, the has the line type of the base body, realized.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19712133258 DE2133258A1 (en) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | FIELD EFFECT TRANSISTOR FROM A SEMICONDUCTOR BODY |
| AU43561/72A AU463429B2 (en) | 1971-07-05 | 1972-06-19 | Field effect transistor ina semiconductor body |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19712133258 DE2133258A1 (en) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | FIELD EFFECT TRANSISTOR FROM A SEMICONDUCTOR BODY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2133258A1 true DE2133258A1 (en) | 1973-01-25 |
Family
ID=5812651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712133258 Pending DE2133258A1 (en) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | FIELD EFFECT TRANSISTOR FROM A SEMICONDUCTOR BODY |
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| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU463429B2 (en) |
| DE (1) | DE2133258A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0192093A1 (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
1971
- 1971-07-05 DE DE19712133258 patent/DE2133258A1/en active Pending
-
1972
- 1972-06-19 AU AU43561/72A patent/AU463429B2/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0192093A1 (en) * | 1985-01-30 | 1986-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US4907059A (en) * | 1985-01-30 | 1990-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor bipolar-CMOS inverter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU463429B2 (en) | 1975-07-24 |
| AU4356172A (en) | 1974-01-03 |
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