DE2429036A1 - Feldeffekt-flaechentransistor fuer schaltvorgaenge im mikrowellenbereich - Google Patents

Feldeffekt-flaechentransistor fuer schaltvorgaenge im mikrowellenbereich

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Description

Dipl.-lng. H. Sauerlanc: Dr.-lng. R. Kön:g · Dipl.-lng. K. Bergen Patentanwälte · 4000 Düsseldorf 3α ■ Cecilienallee 76 ■ Telefon 43Ξ7
14. Juni 1 29 423 B
RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St0A.)
"Feldeffekt-Flächentransistor für Schaltvorgänge im
Mikrowellenbereich"
Die Erfindung "betrifft ein als Schalter wirkendes Festkörper-Feldeffekt-Bauelement, und insbesondere einen verbesserten Feldeffekt-Flächentransistor, der insbesondere für Schältvorgänge im Mikrowellenbereich brauchbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll insbesondere als leistungsfähiger Mikrowellenschalter eingesetzt werden, der eine Einschalt- oder EIN-Charakteristik niedriger Impedanz und eine Ausschalt- oder AUS-Charakteristik hoher Impedanz und niedriger Kapazität hat. Zusätzlich soll das Bauelement eine möglichst geringe Leistung und eine sehr kurze Umschaltzeit vom EIN- zum AUS-Zustand erfordern.
Elektronische Schaltungen und Systeme benötigen oft Schalter zur Steuerung des Signalflusses. Dabei ist es häufig erforderlich, diese Schalter elektronisch zu steuern, so daß ein schnelles schaltkreisgesteuertes Schalten erzielt wird0 Insbesondere erfordern gewisse . Arten von Schaltkreisen und Systemen für ihren Betrieb Schaltelemente mit extrem hoher Schaltgeschwindigkeit. Ein Beispiel für solch ein System, in dem derartige Schaltungs-Bauelemente von großer Bedeutung sind, ist der Phasenantennenradar. Der Phasenantennenradar ist
6 fu
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ein System, bei dem eine Anzahl von einzelnen, fest installierten Antennenelementen verwendet wird. Durch Anlegen des Radarsignals in unterschiedlicher Verzögerung an verschiedene Antennenelemente wird das Signal wirksam abgelenkt, ohne daß eines der Antennenelemente bewegt wird» Um ein solches Radarsystem zuverlässig zu betreiben, müssen jedoch elektronisch gesteuerte Schaltungsbauelemente zur Verfügung stehen, die im Frequenzbereich der Mikrowellen arbeiten können»
Bisher traten Probleme bei derartigen als Schalter wirkenden Festkörper-Bauelementen auf. Einige der bekannten Bauelemente hatten eine zu große kapazitive Kopplung, um bei sehr hohen Frequenzen die erforderliche AUS-Charakteristik hoher Impedanz zu habene Andere Bauelemente, beispielsweise die PIN-Diode können nicht mit niedrigen Spannungen betrieben werden. Die bei derartigen Schaltelementen erforderlichen hohen Leistungen verbieten sich in einem System wie im Phasenantennenradar, das tausende von Schaltungs-Bauelementen erfordert.
Ein ideales Hochfrequenz-Schaltungsbauteil soll eine EIN-Charakteristik niedriger Impedanz und eine AUS-Charakteristik hoher Impedanz und niedriger Kapazität haben. Weiterhin sollte es zur Schaltungsbetätigung nur eine geringe Spannung erfordern, und die Schaltzeiten müssen extrem kurz sein. Schließlich muß auch noch der Signalschaltkreis wirksam vom Schalter-Schaltkreis isoliert sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement vorzuschlagen, das die vorstehend genannten Bedingungen erfülltο
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Festkörperschalter mit einem Substrat eines ersten Leitungstyp mit einem spezifischen Widerstand von wenigstens 500 S^ -cm; eine auf dem Substrat angeordnete und mit ihm einen pn-übergang bildende Schicht eines zweiten Leitungstyp mit einem Flächenwiderstand von weniger als 2000 Q/Quadrat und einer Dotierstoffkonzentration, die geringer als die des Substrats ist; wenigstens zwei 0hm1sehe Kontakte auf der Schicht und durch einen Metallkontakt auf dem Substrat. Erfindungsgemäß wird also ein Festkörper-Schaltungs-Bauelement geschaffen, daß ein Substrat eines ersten Leitungstyps mit hohem spezifischen Widerstand und hoher Dotierstoffkonzentration aufweist. Eine Schicht zweiten Leitungstyps auf dem Substrat bildet einen pn-übergang mit dem Substrat. Wenigstens zwei auf der Schicht vorgesehene Ohm'sche Kontakte bilden Anschluß für ein von dem Transistor zu schaltendes Signal. Ein metallischer Kontakt auf der dem pn-übergang gegenüberliegenden Seite des Substrats wird zum Anschluß einer Treiberschaltung an den Transistor verwendet» Das Treibersignal ist vom Schaltsignal durch das Substrat hohen spezifischen Widerstands isoliert. Der Schalter wird betrieben durch Vorspannung des pn-Übergangs und die dabei auftretende Verarmung der Schicht an Ladungsträgern und durch Sperren des Schalters.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Teil eines mit einem erfindungsgemäßen Transistor arbeitenden Systems;
Fig. 2 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements;
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Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauelements;
Figo 4 ein Ersatzschaltbild des Transistors bezüglich der Signalschaltung; und
Fig. 5 ein Ersatzschaltbild des Transistors bezüglich der Treiberspannung.
Zunächst wird auf Figo 2 Bezug genommen, in der der Aufbau des verbesserten Feldeffekt-Transistors 10 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Der Transistor 10 weist einen Körper aus Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium oder Galliumarsenid auf, von denen das Letztere in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Körper aus einem p-leitenden Substrat 32 und einer auf dem pleitenden Substrat 32 gebildeten η-leitenden epitaktischen Schicht 34, zwischen denen ein pn-übergang 36 gebildet ist« Ohm1sehe Kontakte 38 und 40 weisen hochdotierte ^-leitende Zonen 42 und 44 auf, die epitaktisch auf der n-leitenden Schicht 34 aufgewachsen sind. Die Ohm*sehen Kontakte 38 und 40 weisen darüber hinaus metallische Kontaktelektroden 46 und 48 auf den n+-leitenden Zonen 42 und 44 auf. Auf der dem pn-übergang 36 gegenüberliegenden Seite des p-leitenden Substrats 32 ist ein Metallkontakt 50 gebildet«
Bestimmte Dotierstoffe haben in einigen Halbleitermaterialien, beispielsweise in Galliumarsenid, die Eigenschaft, das Halbleitermaterial stark p-leitend (oder n-leitend) zu machen, wobei es gleichzeitig einen hohen spezifischen Widerstand hat. Der Grund dafür liegt darin, daß die Akzeptor- (oder Donator-)Niveaus relativ tief liegen, was bedeutet, daß sie relativ weit vom Energie-Niveau
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des Valenz- (oder Leitungs-) Bandes entfernt sind. Mit "relativ weit" ist mehr als etwa 0,1 eV gemeint. Das "bedeutet, daß die Dotierstoffkonzentration des Substrats 32 größer oder gleich der Dotierstoffkonzentration der Schicht 34 gemacht werden kann, während das Substrat gleichzeitig einen spezifischen Widerstand von mehr als 500 S2 cm hat ο
Beispiele für solche Dotierstoffe sind Eisen-dotiertes Galliumarsenid, das p-leitend ist und ein Akzeptor-Niveau hat, das 0,3 eV tief ist, oder Chrom-dotiertes Galliumarsenid, das ebenfalls p-leitend ist und ein Akzeptor-Niveau hat, welches 0,7 eV tief ist0 Beispiele für η-leitende Dotier- oder Störstoffe sind Silber- oder Quecksilber-dotiertes Silizium mit Donator-Niveausvon jeweils 0,3 eV Tiefe» Das bedeutet, daß ein sehr geringer Bruchteil der Störstellen ionisiert ist, was dazu führt, daß die Schicht eine sehr niedrige spezifische Leitfähigkeit hat. Der spezifische Widerstand für übliche
λ CL
Eisen-Dotierstoffkonzentrationen von ungefähr 10 bis 10 '/car liegt in der Größenordnung von 10 Sicm, während der spezifische Widerstand bei typischen Chrom-Dotierstoffkonzentrationen in der Größenordnung von 1O7Ji cm liegt.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel des Transistors 10 ist die η-leitende Schicht 34 etwa 1 //m dick und mit einer Dotierstoffdichte von etwa 10 Atomen/cm dotiert. Das p-leitende.Substrat 32 hat eine Dicke von etwa 100 /^m und eine Dotierstoffdichte von etwa 4 χ
λ r / -ρ
10 Atomen/cm . Daraus ergibt sich, daß die zur Verarmung der η-leitenden Schicht 34 an Ladungsträgern erforderliche Zeit direkt proportional zum spezifischen Widerstand des p-leitenden Substrats 32 ist„ Die er-
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forderliche Zeit kann durch die nachstehend angegebene Formel gefunden werden:
T= 2 £ V 5 s
worin L die Dielektrizitätskonstante des epitaktischen
Materials, t_ und P _ die Dicke bzw. der spezifische s -* s
Widerstand des Substrats 32 und t die Dicke der epitaktischen Schicht 34 sind. Die Dielektrizitätskonstante des Materials liegt bei etwa 10 F/cm. Die Dicke tfe des Substrats 32 und die Dicke t_ der epitaktischen Schicht
sind beim bevorzugten Ausführungsbeispiel mit 100 Am und 1 yC/m gewählt. Die angegebene Formel kann daher vereinfacht werden auf die folgende Form:
T = 2 X 10"10J8.
Um Schaltzeiten in der Größenordnung einer Mikrosekunde zu erhalten, ist daher erforderlich, einen Akzeptor-Dotierstoff, beispielsweise Eisen, zur Dotierung des Substrats 32 zu verwenden. Das Substrat 32 sollte im allgemeinen um wenigstens eine Größenordnung dicker als die Schicht 34 sein, um die Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit zu unterstützen.
Alternativ kann die Schaltgeschwindigkeit von mit Akzeptoren, wie Chrom, dotiertem Galliumarsenid durch Bestrahlung des Substrats 32 mit infrarotem Licht erhöht werden, wodurch die Akzeptor-Niveaus angeregt werden. Sichtbares Licht kann nicht für eine Bestrahlung des Substrats 32 verwendet werden, da es Elektronen in der η-leitenden epitaktischen Schicht 34 anregen würde, wodurch der Leckstrom ansteigen würde, was einen Spannungsabfall am Substrat 32 und nicht am pn-übergang 36 verursachen würde „
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Solch ein Spannungsabfall würde eine Ladungsträgerverarmung der η-leitenden Schicht 34 verhindern, wodurch eine Sperrung des Transistors 10 verhindert würde.
Mit Eisen-Dotierung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Transistors 10 und bei Wahl der vorstehend angegebenen Abmessungen und Dotierungen des Substrats 32 und der epitaktischen Schicht 34 reicht eine Vorspannung in Sperrrichtung am pn-übergang 36 in der Größenordnung von 10 V als Schaltspannung aus, um die η-leitende Schicht 34 an Trägern zu verarmen. Diese Schaltspannung wird zwischen dem Metallkontakt 50 und einem der 0hm»sehen Kontakte 38 und 40 so angelegt, daß die am Metallkontakt 50 anliegende Spannung relativ zu der an einem der 0hm1 sehen Kontakte 38 oder 40 anliegenden Spannung negativ ist.
Zum Betreiben des Transistors 10 im EIN-Zustand wird am metallischen Kontakt 40 keine Spannung angelegt. Zwischen den 0hm1sehen Kontakten 38, 40 besteht dann infolge von freien Ladungsträgern in· der epitaktischen Schicht 34 eine leitende Verbindung.
Da der Signalfluß in der Schaltetellung EIN des Schalters zwischen den 0hm'sehen Kontakten 38 und 40 erfolgt, ist es erforderlich, daß zwischen diesen ein sehr geringer Widerstand besteht. Die 1 ^Am dicke η-leitende Schicht 34 aus Galliumarsenid mit einer Dotierstoffkonzentration
16 "^ ■
von 10 Atomen/cnr hat einen Flächenwiderstand von etwa 1000 £1 /Quadrat. Da es möglich ist, die Ohm1 sehen Kontakte 38 und 40 um etwa 5 Am zu trennen, ohne zu hohe Anforderungen an die Möglichkeiten der photolithographischen Herstellverfahren zu stellen, wird ein Widerstand von 1 Sl zwischen den 0hm1 sehen Kontakten 38 und 40 erhalten, wenn die Ohm»sehen Kontakte bei einer Länge
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von 0,5 cm um einen Abstand von 5 Mm entfernt angeordnet werden.
Im folgenden wird auf die Figur 3 Bezug genommen, in der die Ohm1sehen Kontakte 38 und 40 in Doppelkammsform mit ineinandergreifend angeordneten Fingern dargestellt sind, wobei die Finger eine Breite von 3 Mm und einen Abstand von etwa 5 Pm haben. Durch ineinandergreifende Anordnung der Kontakte 38 und 40 ist es möglich, ihre wirksame Länge um ein Mehrfaches größer als ihren Abstand zu machen, ohne daß ein sehr langes und dünnes Bauelement entsteht.
In Figur 4 ist ein Ersatzschaltbild 100 des Festkörper-Schalters 10 mit Bezug auf das Signal gezeigt. Das Ersatzschaltbild 100 weist zwei Anschlüsse 118 bzw. 120 auf, die den 0hm1sehen Kontakten 38 und 40 des Festkörper-Schalters 10 entsprechen. Weiter weist das Schaltbild 100 zwei Widerstände 122 und 124 der Größe Ro/2 auf, wobei R etwa 0,2 ζλ ist und dem Widerstand zwischen den 0hm'sehen Kontakten 38 und 40 und der η-leitenden Schicht 34 des Schalters 10 entspricht. Ein Kondensator 126 mit einer der Kapazität des Schalters 10 im AUS-Zustand entsprechenden Kapazität CQpF in der Größenordnung von etwa 0,25 pF ist zwischen die nicht mit den Anschlüssen 118 und 120 verbundenen Anschlüsse der Widerstände 122 und 124 geschaltet,, Parallel zum Kondensator 126 ist ein Widerstand 128 geschaltet, dessen Widerstand RsüB-SHUNT dem Widerstand des Substrats in der AUS-Stellung mit etwa 40.000 12 entspricht. Ebenfalls parallel zum Kondensator 126 und in Reihe mit einem Widerstand 132 des Widerstandswerts R0 ist ein Schalter 130 angeordnet. Die Widerstandsgröße R_ des Widerstands 132 entspricht dem Widerstand von 1 J2 ^er η-leitenden Schicht 32 zwischen den 0hm'sehen Kontakten 38 und 40,
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In Figur 5 ist ein Ersatzschaltbild 150 des Schalters in Bezug auf die Treiberschaltung gezeigt. Dieses Ersatzschaltbild 150 umfaßt einen Kondensator 134 mit der Kapazität Οτγρρτ» der in Reihe mit einem Widerstand 136 der Widerstandsgröße RsUB-SERIES 11βδ*· ·°Θ:Γ Kondensator 134 in der Schaltung 150 entspricht der Kapazität der η-leitenden Schicht 14 des Schalters 10 mit einer Größe von 6 pF und der Widerstand 136 entspricht dem Reihenwiderstand des Substrats von etwa 160.000 Q , bezogen auf die Treiberquelle. Die RC-Zeitkonstante, bezogen auf das Treibersignal des Schalters liegt daher in der Größenordnung von einer Mikrosekunde.
Der hier beschriebene Festkörper-Schalter 10 hat also, wie beim durchgeschalteten Signal ersichtlich ist, einen niedrigen Widerstand im Schaltzustand EIN zwischen den Ohm*sehen Kontakten 38 und 40, während der Widerstand zwischen diesen Kontakten im Schaltzustand AUS hoch ist. Die auf die Kontakte 38 bzw. 40 des Schalters 10 gegebenen Signale werden also wirksam geschaltet. Gleichzeitig ist das Treibersignal des Schalters 10 durch den großen Widerstandswert RguB-SERIES des Widerstands 136 wirksam vom Signal-Schaltkreis isoliert, wobei jedoch der niedrige Wert der Konstante RSUB-SERIES ^DEPL einen Betrieb des Schalters mit sehr hoher Geschwindigkeit erlaubte
Aus der vorstehenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des Festkörper-Schalters 10 ist ersichtlich, daß der Schalter 10 sich von einem üblichen JFET dadurch unterscheidet, daß das Substrat 32 des Schalters 10 einen hohen spezifischen Widerstand bei gleichzeitig hoher Dotierstoffkonzentration hat, während die Gate-Zone eines üblichen JFET eine hohe spezifische
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Leitfähigkeit aufweist. Wegen des hohen spezifischen Widerstandes des Substrats 32 hat die kapazitive Bahn zwischen den Ohm1sehen Kontakten 38 und 40 und dem Substrat 32 nur eine sehr geringe Auswirkung auf die AUS-Charakteristik des Schalters 10. Bei einem konventionellen JEET ist der kapazitive Effekt erheblich, wobei er durch Bildung eines Kanals eines dem Leitungstyp der Schicht des Schalters 10 entsprechenden Leitungstyp im JFET und dann durch Eindiffundieren eines Dotierstoffes eines zweiten Leitungstyp in den JFET zur Bildung einer Gate-Zone des zweiten Leitungstyp und des dem Übergang 36 entsprechenden pn-Übergangs vermieden wird. Der pn-übergang eines konventionellen JFET ist lediglich zwischen den Kontakten gebildet, die den Ohm1 sehen Kontakten 38 und 40 entsprechen würden. Bei einem konventionellen JFET liegt die Gate-Zone, die dem Substrat 32 entspricht, oberhalb des der Schicht 34 entsprechenden Kanals und nicht, wie bei der Erfindung, unterhalb.
Die kapazitiven Effekte der konventionellen JFET sind bei der Erfindung daher vermieden, weil zwischen den 0hm'sehen Kontakten keine Gate-Zone vorhanden ist. Die Anordnung der Gate-Zone zwischen den Ohm*sehen Kontakten ist beim konventionellen JFET erforderlich, um zu verhindern, daß eine Leitungsbahn auftritt, die über die hochleitende Gate-Zone bestehen würde.
Beim erfindungsgemäßen Schalter 10 kann das Substrat 32 wegen des hohen im Ersatzschaubild des Schalters 10 gemäß Figur 4 durch den Nebenschlußwiderstand RSUB-SHÜNT des Widerstands 128 veranschaulichten Widerstands des Substrats unter den 0hm'sehen Kontakten 38 und 40 liegen, ohne Berücksichtigung der kapazitiven Effekte zwischen diesen Kontakten und dem Substrat 32β Die erfindungsge-
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mäße Anordnung ermöglicht eine sehr schnelle Ladungsträger- Verarmung der Schicht 34, wodurch der Schalter sehr schnell in die Stellung AUS umschaltet. Diese schnelle Abschaltung wird, wie dem Fachmann klar ist, durch Ladungsträger-Verarmung der Schicht 34 infolge der Vorspannung des pn-Übergangs in Sperrichtung erzielt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Trei"berspannung aufgeschaltet wird, die zwischen dem Metallkontakt 50 und einem der Ohm1 sehen Kontakte 38 oder 40 angelegt wird.
Im folgenden wird nun. auf Figur 1 Bezug genommen, in der ein Teil eines mit dem Transistor 10 ausgerüsteten Systems gezeigt ist. Der gezeigte Teil weist einen verbesserten Feldeffekt-Flächentransistor 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, einen Mikrowellen-Oszillator 12, eine Schaltspannungsquelle 14, ein den Mikrowellen-Oszillator 12 mit dem Feldeffekt-Transistor 10 verbindendes Übertragungs-Leitungselement 18 und ein den Feldeffekt-Transistor 10 mit einem Lastelement 28 verbindendes Übertragungs-Leitungselement 20 auf. Dieser Teil des Systems umfaßt weiter eine zur Abstimmung verwendete Spule 22 und Hochfrequenz-Drosseln 24 und 26, die dazu dienen, eine Gleichstromvorspannung des Feldeffekt-Transistors 10 zu ermöglichen.
Die Schaltspannungsquelle 14 dient zum Anlegen einer negativen Spannung von 10 bis 20 V am Feldeffekt-Transistor 10, um ihn in die Stellung AUS zu schalten, wodurch die Schaltung zwischen den Übertragungs-Leitungselementen 18 und 20 geöffnet wird. Die Wegnahme der negativen Spannung vom Feldeffekt-Transistor 10 schaltet ihn auf EIN, so daß die Schaltung zwischen den Übertragungs-Leitungselementen 18 und 20 geschlossen wird.
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Zur Herstellung des Schalters 10 in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird von einem Scheibchen aus Halbleitermaterial, beispielsweise Galliumarsenid, ausgegangen, auf dem eine in geeigneter Weise dotierte epitaktische Schicht aufgewachsen wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein p-leitendes Substrat 12 mit einer Dotierstoffdichte von etwa 4 χ 10 Eisenatomen/cm5 verwendet. Das Substrat 32 wird bis zu einer Dicke von etwa 100 Mm gezüchtet. Auf dem Substrat 32 wird eine 1 Mm dicke η-leitende epitaktische Schicht mit einer Dotierstoffkonzentration von etwa 10' Atomen/cnr aufgewachsene Auf dieser η-leitenden Schicht 34 wird eine hochdotierte n+-leitende Schicht bis zu einer Dicke von etwa 0,5 Mm aufgewachsen. Mittels üblicher photolithographischer Verfahren werden die metallischen Anschlußelektroden 46 und 48 niedergeschlagen und auf der η leitenden Schicht in Form des Doppelkamms mit ineinandergreifenden Fingern begrenzt. Dann wird unter Verwendung üblicher Photoresistverfahren die n+-leitende Zone zwischen den metallischen Anschlußelektroden 46 und 48 abgeätzt, wodurch die η-leitende Schicht 34 mit Ausnahme der Stellen freigelegt wird, an denen die n+-leitende Schicht durch die metallischen Anschlußelektroden 46 und 48 geschützt ist0 An den durch die metallischen Anschlußelektroden 46 und 48 geschützten Stellen verbleiben unter den Anschlüssen 46 und 48 Zonen 42 und 44. Das Galliumarsenid-Scheibchen wird dann abgeätzt, so daß das p-leitende Substrat 32 freigelegt wird, und auf dem Substrat wird ein Metallkorb:::* 50 gebildete
bevorzugten AasxXlnrungsbeispiel d?r Ir-findung wird zwar ein Galliumars^aia-Material nv« eimern p-lsitendsn Substrat verwendet^ 'rcLo^h ko'nr:.*::! a^oh €m>i53 IlEioLaitsrmatsriaiien, ceisplsX
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verwendet werden. Das Substrat kann auch durch Wahl eines geeigneten Dotierstoffs entweder p-leitend oder η-leitend gemacht werden.
Als JBeispiel für geeignete Dotierstoff-Halbleiterkombinationen für ein p-leitendes Substrat ist Eisen für Galliumarsenid, Kobalt für Silizium und Mangan für Germanium zu nennen. Für ein η-leitendes Substrat kann beispielsweise bei Silizium Schwefel und bei Germanium Selen verwendet werden. Diese Beispiele sind lediglich zur Veranschaulichung aufgezählt und erschöpfen die gegebenen Möglichkeiten keineswegs. Andere geeignete Kombinationen sind dem Fachmann bekannt.

Claims (9)

RCA Corporation, 30 Rockefeller Plaza, New York, N.Y. 10020 (V.St.A.) Patentansprüche:
1.yFestkörperschalter, gekennzeichnet durch:
a. ein Substrat (32) eines ersten Leitungstyps mit einem spezifischen Widerstand von wenigstens 500 Sc. cm;
b. eine auf dem Substrat (32) angeordnete und mit ihm einen pn-übergang (36) bildende Schicht (34) eines zweiten Leitungstyp mit einem Flächenwiderstand von weniger als 2000 Sl /Quadrat und einer Dotierstoffkonzentration,, die geringer als die des Substrats (32) ist;
c. wenigstens zwei Ohm'sche Kontakte (38; 40) auf der Schicht (34); und durch
d. einen Metallkontakt (50) auf dem Substrat (32).
2. Festkörperschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (32) aus Galliumarsenid besteht.
3. Festkörperschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als erster Leitungstyp p-Leitung gewählt ist, und daß die Dotierstoffkonzentration durch einen Akzeptor aus der Chrom, Eisen, Nickel und Kobalt enthaltenden Gruppe erzielt ist*
4. Festkörperschalter nach Anspruch 2, dadurch
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gekennzeichnet , daß die Schicht (34) wenigstens eine Größenordnung dünner als das Substrat (32) ist.
5. Festkörperschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (34) eine Dicke von weniger als 2 /Jm hat.
6. Festkörperschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne t, daß die Dotierstoffkonzentration des Substrats (32) wenigstens 4 χ 10 Atome/cnr "beträgt.
7. Festkörperschalter nach Anspruch 6, dadurch
£ e k e η η ζ e ic h ηe t , daß der zweite Leitungstyp durch eine ,Dotierstoffkonzentration von wenigstens 10 Atome/cnr hervorgerufen wird.
8. Festkörpersehalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ohm'sehen Kontakte (38; 40) eine Zone (42, 44) des zweiten Leitungstyp umfassen, deren Dotierstoffkonzentration größer als die der Schicht (34) ist.
9. Festkörperschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ohm'sehen Kontakte (38? 40) Doppelkammform mit ineinandergreifend angeordneten Fingern haben, deren Abstand voneinander so gewählt ist, daß der Widerstand zwischen ihnen weniger als 10 £2 beträgt„
10p Festkörperschalter nach Anspruch 19 da d u r c Ii gekennzeichnet., daß der Metallkontakt (50) auf dem Substrat (32) auf der dem pn-übergang· (36) gegenüberliegenden Seite des Substrats (32) angeordnet ist ο
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DE2429036A 1973-06-22 1974-06-18 Feldeffekt-flaechentransistor fuer schaltvorgaenge im mikrowellenbereich Pending DE2429036A1 (de)

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