DE69514204T2

DE69514204T2 - Elektronentransfereffektanordnung

Info

Publication number: DE69514204T2
Application number: DE69514204T
Authority: DE
Inventors: Stephen Battersby
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 2000-08-24
Anticipated expiration: 2015-07-11
Also published as: EP0720779B1; DE69514204D1; US5675157A; WO1996002964A2; JPH09507967A; GB9414311D0; WO1996002964A3; EP0720779A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronentransfereffektanordnung.
US-A-4 801 982 beschreibt eine Elektronentransfereffektanordnung mit einem Halbleiterkörper, welcher eine aktive Zone des n-Leitfähigkeitstyps, die aus einem Material besteht, welches ein, eine relativ geringe Masse und hohe Mobilität vorsehendes Zentralminimum des Leitungsbandes und zumindest ein, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität vorsehendes Satellitenminimum des Leitungsbandes aufweist, sowie eine Injektionszone aufweist, welche eine Potentialbarriere für den Fluß der Elektronen in die aktive Zone in einem Umfang definiert, daß Elektronen mit einer zur Überwindung der durch die Injektionszone vorgesehenen Barriere ausreichenden Energie bei Betrieb der Anordnung mit einer Energie, welche mit dieser des mindestens einen, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität aufweisenden Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, in die aktive Zone emittiert werden.
Bei Nichtvorhandensein der Injektionszone würde ein signifikanter Teil der aktiven Zone von der sogenannten Beschleunigungs- bzw. Totzone, das heißt, dem Raum in der aktiven Zone eingenommen werden, welcher benötigt wird, damit die Elektronen genügend Energie erhalten, um auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes überzugehen, um zu bewirken, daß die aktive Zone den negativen, differentiellen Bahnwiderstand aufweist, wodurch eine Zunahme der Ladungsinstabilitäten zur Herstellung von Anreicherungs- bzw. Dipolschichten, welche erforderlich sind, damit die Anordnung als Elektronentransfereffektanordnung, wie z. B. eine Gunn-Diode, arbeitet, ermöglicht wird. Im Hinblick auf weitere Details des Elektronentransfereffektes kann auf ein entsprechendes Lehrbuch, zum Beispiel Kapitel 11 von "Physics of Semiconductor Devices", zweite Ausgabe, von S. M. Sze, herausgegeben im Jahre 1981 von John Wiley & Sons, Inc., New York, verwiesen werden.
Die Injektionszone wird vorgesehen, um Elektronen mit einer Energie, welche mit der eines Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, in die aktive Zone injizieren zu können, wodurch eine Beschleunigungs- bzw. Totzone in der aktiven Zone vermieden oder zumindest das Ausmaß derselben reduziert wird. Diese Reduktion der Beschleunigungs- bzw. Totzone soll in einer Verbesserung der HF-(Hochfrequenz)- Ausgangsleistung und Effektivität der Elektronentransfereffektanordnung resultieren.
Die in U. S. Patent Nr. 4 801 982 beschriebene Elektronentransfereffektanordnung weist eine aktive Zone, welche aus Galliumarsenid oder Indiumphosphid gebildet sein kann, sowie eine Injektionszone auf, welche in Form einer abgestuften Bandabstandsinjektionszone mit einer variierenden Zusammensetzung aus Aluminiumgalliumarsenid oder Indiumaluminiumarsenid vorgesehen ist. Die abgestufte Bandabstandsinjektionszone soll eine Verbesserung der Leistung und Effektivität der Elektronentransferanordnung dadurch ermöglichen, daß die Anreicherungs- bzw. Dipolschicht so nahe wie möglich an der Kathodenzone beginnen kann. Eine relativ stark dotierte Zone trennt die Injektionszone von der aktiven Zone, um eine Ausbreitung des Verarmungsgebietes in die relativ schwach dotierte, aktive Zone zu unterbinden.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch festgestellt, daß eine Einbeziehung dieser stark dotierten Zone ohne weiteres eine Bandkrümmung hervorrufen kann, welche das Leitungsband in der aktiven Zone nach unten neben die Injektionszone zieht und damit bewirkt, daß die Energie, mit welcher Elektronen in die aktive Zone emittiert werden, so abnimmt, daß eine bzw. eine größere Beschleunigungszone in der aktiven Zone erforderlich ist, damit die Elektronen ausreichend Energie erhalten, um auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes überzugehen. Die Einbeziehung dieser stark dotierten Zone wirkt sich somit auf die Leistung und Effektivität der Anordnung nachteilig aus.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektronentransfereffektanordnung vorzusehen, bei welcher die Ausbreitung eines Verarmungsgebietes in die aktive Zone unterbunden werden kann, ohne dabei die Energie, mit welcher die Elektronen in die aktive Zone emittiert werden, signifikant zu reduzieren.
Nach einem ersten Aspekt sieht die vorliegende Erfindung eine Elektronentransfereffektanordnung mit einem Halbleiterkörper vor, welcher eine aktive Zone des n- Leitfähigkeitstyps, die aus einem Material besteht, welches ein, eine relativ geringe Masse und hohe Mobilität vorsehendes Zentralminimum des Leitungsbandes und zumindest ein, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität vorsehendes Satellitenminimum des Leitungsbandes aufweist, sowie eine Injektionszone vorsieht, welche eine Potentialbarriere für den Fluß der Elektronen in die aktive Zone in einem Umfang definiert, daß Elektronen mit einer zur Überwindung der durch die Injektionszone vorgesehenen Barriere ausreichenden Energie bei Betrieb der Anordnung mit einer Energie, welche mit dieser des mindestens einen, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität aufweisenden Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, in die aktive Zone emittiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine, Elektronen enthaltende Wannenzone aus einem anderen Material als diesem der aktiven Zone und der Injektionszone zwischen der Injektionszone und der aktiven Zone vorgesehen ist, um die Ausbreitung eines Verarmungsgebietes in die aktive Zone bei Betrieb der Anordnung zu unterbinden.
Die Einbeziehung einer solchen Wannenzone verhindert bei Betrieb der Anordnung die Ausbreitung des Verarmungsgebietes in die aktive Zone ohne die sonst möglicherweise auftretende, signifikante Leitungsbandkrümmung. Somit kann durch Verwendung einer Wannenzone zur Verhinderung der Ausbreitung des Verarmungsgebietes der Unterschied der Leitungsbandenergien zwischen der Injektionszone und der aktiven Zone aufrechterhalten werden, wodurch Elektronen mit hoher Energie in die aktive Zone injiziert werden können, was, wie oben erwähnt, eine verbesserte Leistung ermöglichen soll.
Die Injektionszone kann durch jede geeignete Injektionszone, wie zum Beispiel durch eine Injektionszone des in unserem U. S. Patent Nr. 5 258 624 beschriebenen und beanspruchten Typs oder durch eine abgestufte Bandabstandsinjektionszone des obenerwähnten Typs dargestellt sein. In dem Falle, in dem eine abgestufte Bandabstandsinjektionszone verwendet wird und die aktive Zone Indiumphosphid aufweist, kann die abgestufte Bandabstandsinjektionszone Galliumaluminiumindiumphosphid, zum Beispiel Ga0,48xAl0,48(1-x)In0,52As, aufweisen, wobei x in einer Richtung von der Kathodenzone fort von 1 zu 0 hin abnimmt.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Wannenzone aus einem Halbleitermaterial des n-Leitfähigkeitstyps gebildet sein. Wird die aktive Zone aus Indiumphosphid gebildet, so kann die Wannenzone n-leitendes Galliumindiumarsenid aufweisen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Wannenzone durch eine relativ stark dotierte Halbleitermodulationszone, welche so dotiert wird, daß sie n-leitend ist und die Wannenzone von der aktiven Zone trennt, modulationsdotiert werden.
Die Anordnung einer modulationsdotierten Wannenzone hat insofern zusätzliche Vorteile, als die Dotierung der Modulationszone von der Breite der Wanne unabhängig ist. Dadurch kann das Dotierungsniveau in der Modulationszone niedriger als das Dotierungsniveau sein, welches dort verwendet wird, wo die Wanne selbst dotiert wird, da die Modulationszone dünner als die Wannenzone sein kann. Folglich kann das Ferminiveau wesentlich niedriger sein, wodurch die Energie, bei welcher Elektronen über die durch die Injektionszone definierte Potentialbarriere emittiert werden, erhöht werden kann, so daß sogar eine noch größere Wahrscheinlichkeit besteht, daß Elektronen, welche über die durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone vorgesehene Barriere emittiert werden, direkt auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes transferiert werden. Auf diese Weise soll eine Elektronentransfereffektanordnung vorgesehen werden, welche eine noch bessere HF- Ausgangsleistung und Effektivität aufweist.
Da sich außerdem das Dotierungsmittel in der Modulationszone befindet, resultiert die Tatsache, daß das Ferminiveau in der Wannenzone niedrig ist, nicht unbedingt in einer Verarmung der aktiven Zone. Die Modulationszone kann von der Wannenzone durch eine, aus dem gleichen Halbleiter wie die Modulationszone gebildete, eigenleitende Abstandszone beabstandet sein. Die Wannenzone kann Galliumindiumarsenid und die Modulationszone Indiumphosphid aufweisen.
Weist die aktive Zone zur n-Leitung dotiertes Indiumphosphid auf, kann die Anordnung eine Anoden- und Kathodenhalbleiterzone vorsehen, welche durch die aktive Zone voneinander beabstandet sind und jeweils zur n-Leitung stark dotierte Halbleiterzonen sowie eine die Anoden- und Kathodenzone jeweils kontaktierende Anoden- und Kathodenelektrode aufweisen, wobei die Anoden- und Kathodenzone in diesem Falle stark dotierte, n-leitende Galliumindiumarsenidzonen aufweisen können, welche mit der Anoden- und der Kathodenelektrode jeweils einen ohmschen Kontakt herstellen.
Auf einer freiliegenden Oberfläche der Anodenzone kann eine Wärmeableitungszone vorgesehen sein, um in der Anordnung abgeleitete Wärme abzuführen. Wie in unserem U. S. Patent Nr. 5 250 815 beschrieben und beansprucht, soll dieses in einer weiteren Leistungsverbesserung resultieren.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Elektronentransfereffektanordnung nach dem ersten Aspekt vorgesehen, wonach ein Halbleitersubstrat und auf dem Substrat eine Epitaxieschichtstruktur vorgesehen wird, um einen Halbleiterkörper mit einer, auf dem Substrat ausgebildeten Anodenzone sowie einer aktiven und einer Kathodenzone zu definieren, dadurch gekennzeichnet, daß nach Definieren des Halbleiterkörpers das Substrat selektiv entfernt wird, um eine Oberfläche der Anodenzone freizulegen und sodann auf der freigelegten Oberfläche der Anodenzone eine Wärmeableitungszone vorgesehen wird, um in der Epitaxieschichtstruktur abgeleitete Wärme abzuführen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 - einen schematischen Querriß durch einen Teil einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung:
Fig. 2 - eine grafische Darstellung von Energiezuständen des Leitungsbandes im Rahmen eines ersten Ausführungsbeispieles einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung mit der in Fig. 1 dargestellten Struktur, welche den Energiezustand des Leitungsbandes zeigt, wenn keine Spannung an die Elektronentransfereffektanordnung angelegt ist und wenn eine Durchlaßvorspannung an diese angelegt ist;
Fig. 3 - eine grafische Darstellung von Energiezuständen des Leitungsbandes im Rahmen eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung mit der in Fig. 1 dargestellten Struktur, welche den Energiezustand des Leitungsbandes zeigt, wenn keine Spannung an die Elektronentransfereffektanordnung angelegt ist und wenn eine Durchlaßvorspannung an diese angelegt ist;
Fig. 4 - einen schematischen Querriß durch einen Teil einer modifizierten Version einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung;
Fig. 5 - eine grafische Darstellung von Energiezuständen des Leitungsbandes im Rahmen eines Ausführungsbeispieles einer Elektronentransfereffektanordnung mit der in Fig. 4 dargestellten Struktur, welche den Energiezustand des Leitungsbandes zeigt, wenn keine Spannung an die Elektronentransfereffektanordnung angelegt und und wenn eine Durchlaßvorspannung an diese angelegt ist;
Fig. 6 - eine grafische Darstellung von Energiezuständen des Leitungsbandes im Rahmen einer Elektronentransfereffektanordnung ohne eine Wannenzone, welche den Energiezustand des Leitungsbandes zeigt, wenn keine Spannung an die Elektronentransfereffektanordnung angelegt und und wenn eine Durchlaßvorspannung an diese angelegt ist; sowie
Fig. 7 bis 10 - schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Herstellung einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung.
Es versteht sich von selbst, daß es sich bei der Zeichnung nicht um eine maßstabsgetreue Darstellung handelt, und daß im gesamten Text die gleichen Bezugsziffern zur Kennzeichnung gleicher Teile verwendet worden sind.
Wenden wir uns nun der Zeichnung zu. Die Fig. 1 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele von Elektronentransfereffektanordnungen 1, welche jeweils einen Halblei terkörper 2 mit einer aktiven Zone 6 des n-Leitfähigkeitstyps, die aus einem Material besteht, welches ein, eine relativ geringe Masse und hohe Mobilität vorsehendes Zentralminimum des Leitungsbandes und zumindest ein, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität vorsehendes Satellitenminimum des Leitungsbandes aufweist, sowie eine Injektionszone 9 vorsieht, welche eine Potentialbarriere P für den Fluß der Elektronen in die aktive Zone 6 in einem Umfang definiert, daß Elektronen mit einer zur Überwindung der durch die Injektionszone 9 vorgesehenen Barriere P ausreichenden Energie bei Betrieb der Anordnung mit einer Energie, welche mit dieser des mindestens einen, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität aufweisenden Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, in die aktive Zone 6 emittiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine, Elektronen enthaltende Wannenzone 10a, 10b aus einem anderen Material als diesem der aktiven Zone 6 und der Injektionszone 9 zwischen der Injektionszone 9 und der aktiven Zone 6 vorgesehen, um die Ausbreitung eines Verarmungsgebietes in die aktive Zone 6 bei Betrieb der Anordnung zu unterbinden.
Wie für Fachkundige naheliegend, handelt es sich bei einer Wannenzone, das heißt, einer Quantum-Well-Zone, für Elektronen um eine Zone aus einem ersten Material, welche zwischen Sperrschichten aus einem anderen Material, welches eine höhere Leitungsbandenergie als diese des ersten Materials aufweist, eingebettet ist, so daß Elektronen in begrenzten Zuständen innerhalb der Wannenzone angelagert werden, und welche dünn genug ist, daß die durch die beschränkten Zustände festgelegten Energiestufen in der Wannenzone quantisiert werden. Im allgemeinen, obgleich nicht unbedingt, bildet eine Wannenzone für Elektronen ebenfalls eine Wannenzone für Defektelektronen und weist somit eine niedrigere Valenzbandenergie (d. h. eine höhere Defektelektronenenergie) als diese der Sperrschichten auf.
Unter dem Begriff "Elektronen enthaltende Wannenzone", wie hier verwendet, ist eine Wannenzone zu verstehen, welche entweder direkt so dotiert wird, daß sie n- leitend ist oder von einer Modulationsschicht vom n-Leitfähigkeitstyp modulationsdotiert wird oder aber auf andere Weise bewirkt wird, daß sie Elektronen enthält.
Die Wannenzone 10a, 10b sollte dünn genug sein, um ein Passieren von heißen Ladungsträgern, das heißt, Ladungsträgern mit einer Energie über dem Fermi- Niveau der aktiven Zone 6, ohne signifikante Abkühlung bzw. Thermalisierung zu ermöglichen, und dennoch dick genug sein, damit das durch die beschränkten Zustände definierte, niedrigste Energieniveau nicht signifikant über den Mindestenergiepunkt in der Wannenzone 10a ansteigt.
Die Einbeziehung einer solchen, Elektronen enthaltenden Wannenzone 10a, 10b unterbindet bei Betrieb der Anordnung die Ausbreitung des Verarmungsgebietes in die aktive Zone 6 ohne die bei Verwendung eines Sperrschichtstopps in Form einer stark dotierten Zone des gleichen Materials wie die aktive Zone sonst möglicherweise auftretende, signifikante Leitungsbandkrümmung. Somit kann der Unterschied der Leitungsbandenergien zwischen der Injektionszone 9 und der aktiven Zone 6 aufrechterhalten werden, wodurch Elektronen mit einer, mit der eines Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbaren Energie in die aktive Zone 6 injiziert werden können. Damit wird die Notwendigkeit der Anordnung einer Totzone bzw. Beschleunigungszone in der aktiven Zone 6 eliminiert oder zumindest reduziert, was eine verbesserte Leistung ermöglichen soll.
Fig. 1 zeigt eine Elektronentransfereffektanordnung 1, welche einen Halbleiterkörper 2 mit einer aktiven Zone 6, welche zur n-Leitung dotiertes Indiumphosphid aufweist, einer Anoden- und Kathoden-Halbleiterzone A und K, welche durch die aktive Zone 6 voneinander beabstandet sind und jeweils zur n-Leitung stark dotierte Halbleiterzonen aufweisen, sowie einer Anoden- und Kathodenelektrode 4 und 7, welche die Anoden- und Kathodenzone A und K jeweils kontaktieren, vorsieht. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Anoden- und Kathodenzone A und K gut n-leitende Galliumindiumarsenidzonen 5 und 8 auf, welche jeweils ohmsche Kontakte mit der Anoden- und Kathodenelektrode 4 und 7 bilden.
In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Injektorzone in Form einer abgestuften Bandabstandsinjektionszone 9 dargestellt und bildet einen Teil der Kathodenzone K. Die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 wird aus einer geeigneten III-V-Halbleiterverbindung gebildet, welche die aktive Zone 6 von der Galliumindiumarsenidkontaktzone 8 trennt. In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Halbleitermaterial um Galliumaluminiumindiumarsenid mit der Zusammensetzung: Ga0,48xAl0,48(1-x)In0,52As, wobei x in einer Richtung von der Kontaktzone 8 fort von 1 zu 0 hin abnimmt. Wie oben angegeben, ermöglicht die Verwendung einer abgestuften Bandabstandsinjektionszone 9 dieser Art eine Verbesserung der Leistung und Effektivität der Elektronentransfereffektanordnung dadurch, daß die Anreicherungs- bzw. Dipolschicht in der aktiven Zone 6 bei Betrieb der Anordnung so nahe wie möglich an der Kathodenzone K beginnen kann.
Im allgemeinen weisen die Galliumindiumarsenidkontaktzonen 5 und 8 die Zusammensetzung Ga0,47In0,53As auf, so daß die Kontaktzone 8 eine Anpassung der Kristallgitter an die abgestufte Bandabstandinjektionszone 9 vorsieht, welche in diesem Ausführungsbeispiel die Zusammensetzung Ga0,47In0,53As in Angrenzung an die Kontaktzone 8 aufweist.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Anodenzone A die stark dotierte Galliumindiumarsenidkontaktzone 5 und eine, die Kontaktzone 5 von der aktiven Zone 6 trennende, stark dotierte Indiumphosphidzone 3 auf.
Die Elektronen enthaltende Wannenzone 10a wird in diesem Ausführungsbeispiel aus n-leitendem Galliumindiumarsenid gebildet, welche auch in diesem Falle wieder die Zusammensetzung Ga0,47In0,53As aufweist, um eine Anpassung der Kristallgitter an die angrenzende Injektor- und aktive Zone 9 und 6 vorzusehen.
Fig. 2 stellt das Energieniveau in Elektronenvolt (eV) an dem Bereich um die aktive Zone 6 eines Ausführungsbeispieles einer Elektronentransfereffektanordnung 1a mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur dar. Die durchgezogene Linie 20a in Fig. 2 stellt die Leitungsbandenergie dar, wenn keine Spannungen an die Kathoden- und Anodenelektrode 4 und 7 angelegt sind, während die gestrichelte Linie 21a die Veränderung des Leitungsbandenergieniveaus bei Anlegen einer Durchlaßvorspannung von 30 Volt zwischen der Kathoden- und Anodenelektrode 4 und 7 zeigt. Die punktierte Linie 22a stellt die angelegte Durchlaßvorspannung Vf dar. Das Fermi-Niveau ist in Fig. 2 als Nullpegel definiert.
Wie in Fig. 2 durch die auf der Horizontalachse angegebenen Maße in Mikrometer (um) dargestellt, weist die Kathodenkontaktzone 8 in dem gezeigten, spezifischen Ausführungsbeispiel eine Stärke von 0,25 um auf und wird unter Verwendung einer geeigneten, n-leitenden Dotierungssubstanz, wie zum Beispiel Siliciumatomen, bis zu einer Konzentration von 5 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³ dotiert.
Die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 weist eine Stärke von 0,1 um auf und ist eigenleitend, das heißt, nicht vorsätzlich dotiert, wobei sie praktisch eine resultierende, n-leitende Dotierungskonzentration von etwa 10¹&sup6; Atomen cm&supmin;³ aufweist. Die aktive Zone 6 weist eine Stärke von 1,1 um und eine Dotierungskonzentration von etwa 10¹&sup6; Atomen cm&supmin;³ auf, das heißt, sie ist nicht vorsätzlich dotiert.
In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Wannenzone 10a eine Stärke von 10 nm (Nanometer) auf und wird bei einer Dotierungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³ zur n-Leitung dotiert. Die aktive Indiumphosphidzone 6 und die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 bilden die Sperrzonen der Wannenzone.
Um, wie oben angegeben, zu bewirken, daß die aktive Zone 6 einen negativen, differentiellen Widerstand aufweist, damit die Struktur als Elektronentransfereffektanordnung arbeiten kann, müssen in die aktive Zone emittierte Elektronen genügend Energie aufweisen bzw. mit ausreichend Energie versehen werden, um von dem, eine relativ geringe Masse und hohe Mobilität vorsehenden Zentralminimum des Leitungsbandes auf ein, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität vorsehendes Satellitenminimum des Leitungsbandes in der aktiven Zone 6 überzugehen.
Wie in Fig. 2 deutlich dargestellt, definiert die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 eine Potentialbarriere P, so daß lediglich Elektronen mit genügend Energie die Barriere passieren können, um in die aktive Zone 6 zu gelangen. Die durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 vorgesehene Barrierenhöhe und damit die Energie, mit welcher Elektronen über die Barriere emittiert werden, wird durch die Differenz zwischen dem Fermi-Niveau in der aktiven Zone 6 und dem höchsten Punkt der Barriere P bestimmt. Die Summe der Energie Ei, mit welcher Elektronen über die Barriere P emittiert werden sowie der Energietrennung zwischen der Leitungsbandkante und dem Fermi-Niveau der aktiven Zone 6 sollte die Energiedifferenz zwischen dem Zentralminimum des Leitungsbandes und den Satellitenminima in der aktiven Zone 6 nicht überschreiten. Im Falle von Indiumphosphid beträgt die Energiedifferenz zwischen dem Zentralminimum des Leitungsbandes und den Satellitenminima 0,53 eV.
Bei Betrieb einer Elektronentransfereffektanordnung dieser Art sollte bei Anlegen einer niedrigen Vorspannung bzw. Spannung an die Anoden- und Kathodenelektrode 4 und 7 die durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 vorgesehene, lineare Energiezunahme in dem Leitungsband, wie durch die durchgezogene Linie 20a in Fig. 2 dargestellt, den größten Widerstand in der Struktur bilden, so daß nahezu die gesamte angelegte Vorspannung an der abgestuften Bandabstandsinjektionszone 9 abfällt. Bei hohen, angelegten Vorspannungen, wie durch die gestrichelte Linie 21a in Fig. 2 angedeutet, sollte sich die durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 hervorgerufene, lineare Energiezunahme in dem Leitungsband fast egalisiert haben, und die zusätzliche Vorspannung fällt an der aktiven Zone 6 ab. Diese Abflachung verändert das Feld in der Elektronentransfereffektanordnung, wobei es wichtig ist, sicherzustellen, daß durch diese Feldänderung nicht eine Verarmung eines Teiles der aktiven bzw. Driftzone 9 beginnt.
Der Umfang der Dotierung, welche erforderlich ist, um die Ausbreitung der Verarmungszone in die aktive Zone 6 durch die Wannenzone 10a zu unterbinden, kann berechnet werden. Somit entspricht das sich aus der abgestuften Bandabstandszone 9 ergebende, elektrische Feld in der Elektronentransfereffektanordnung (das heißt, das eingebaute Feld) bei Nichtanlegen einer Spannung an die Anoden- und Kathodenelektrode 4 und 7, das heißt, bei Vorspannung Null, etwa ΔEc/L, wobei ΔEc die Leitungsbandverschiebung zwischen dem Galliumindiumarsenid der Wannenzone 10a und dem Aluminiumindiumarsenid der abgestuften Bandabstandsinjektionszone 9 (etwa 0,52 eV) und L die Distanz darstellt, über welche die Stufung (davon ausgehend, daß diese linear ist) vorgesehen ist. Bei einer Distanz L von etwa 100 nm und den für das Beispiel von Fig. 2 oben angegebenen Zonenstärken und Dotierungen (selbstverständlich außer dem Verarmungsstopp 10) beträgt das eingebaute Feld dann etwa 5,2 · 10&sup4; V/cm. Dieses eingebaute Feld reduziert sich bei angelegter, voller Durchlaßspannung bzw. Durchlaßvorspannung auf etwa Null. Die Veränderung des Feldes muß durch eine Veränderung der Ladungsverteilung unterstützt werden, was bei einem einfachen Verarmungstyp durch Verschieben der Verarmungsrandschicht über eine Distanz d durch ein, mit n-Dotierungsatomen/cm³ dotiertem Material erreicht werden könnte, wobei
ΔEc/L = qNd/ s
Das Produkt Nd stellt somit die Dotierungsdichte pro Flächeneinheit dar, welche zur Unterstützung der Veränderung des elektrischen Feldes erforderlich ist. Unter Berücksichtigung der obenerwähnten Ziffern ergibt dies 3,4 · 10¹¹ cm². Obgleich bei einer Elektronentransfereffektanordnung die mobilen Ladungsträger in einer schmalen Wanne vielmehr wie bei einem zweidimensionalen Elektronengas begrenzt sind und die Ladungsänderung somit eher durch Leeren und Füllen der Wanne als durch Verschieben der Verarmungsrandschicht erreicht wird, entspricht die erforderliche, zusätzliche Ladung der oben berechneten.
Die durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone 9 vorgesehene Barrierenhöhe und damit die Energie, mit welcher Elektronen über die Barriere emittiert werden, wird durch die Differenz zwischen dem Fermi-Niveau in der aktiven Zone 6 und dem höchsten Punkt der Barriere P bestimmt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel beträgt diese, als Ei berechnete Energiedifferenz 0,36 eV, obgleich sie im einzelnen von der Elektronenblechdichte in der Wannenzone und von der Breite der Wannenzone 10a abhängig ist.
Letztere bestimmt das unterste, begrenzte Energieniveau, während erstere bestimmt, wie weit das Fermi-Niveau in der Wannenzone 10a über diesem untersten, begrenzten Niveau liegt. Verschiebungen in dem Fermi-Niveau beeinflussen unmittelbar die Injektionsenergie. In dem durch Fig. 2 dargestellten Beispiel ist das Fermi-Niveau in der Wannenzone 10a relativ niedrig und die Injektionsenergie daher hoch. Es ist jedoch außer Zweifel, daß etwa 0,1 um der aktiven Zone 6 eine verringerte Trägerdichte aufweist (das heißt, das Leitungsband liegt dort weiter oberhalb des Fermi-Niveaus als irgendwo anders in der aktiven Zone 6).
Fig. 3 stellt das Energieniveau in Elektronenvolt (eV) des Bereiches um die aktive Zone 6 einer Elektronentransfereffektanordnung 1b dar, welche sich von der Elektronentransfereffektanordnung 1a von Fig. 2 lediglich durch die Tatsache unterscheidet, daß die Dotierung in der Wannenzone auf 5 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³, das heißt, die 2,5-fache Dotierung der Wannenzone der Elektronentransfereffektanordnung von Fig. 2, erhöht wurde.
Die durchgezogene 20b, die gestrichelte 21b und die punktierte Linie 22b in Fig. 3 entsprechen der durchgezogenen 20a, der gestrichelten 21a und der punktierten Linie 22a von Fig. 2. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Fermi-Niveau in der Wannenzone 10a nun höher, so daß dort keine Verarmung der aktiven Zone 6 erfolgt; vielmehr findet in der Tat eine Elektronenakkumulation statt. Die Energiedifferenz Ei ist nun jedoch auf 0,29 eV abgefallen. Dieses deutet darauf hin, daß die optimale Dotierungskonzentration für die Wannenzone 10a zwischen den Dotierungskonzentrationen der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Beispiele der Elektronentransfereffektanordnungen 1a und 1b, das heißt, zwischen 2 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³ und 5 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³, zu finden ist.
Fig. 4 stellt einen Querriß durch einen Teil einer modifizierten Elektronentransfereffektanordnung 1c dar, während Fig. 5 das Energieniveau in Elektronenvolt (eV) an der Elektronentransfereffektanordnung 1c zeigt, die sich von der Elektronentransfereffektanordnung 1a von Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß die Wannenzone 10b nicht direkt, sondern durch Modulationsdotierung dotiert wird. Die durchgezogene 20c, die gestrichelte 21c und die punktierte Linie 22c in Fig. 5 entsprechen der durchgezogenen 20a, der gestrichelten 21a und der punktierten Linie 22a von Fig. 2.
Wie in Fig. 4 sehr deutlich dargestellt, wird die Wannenzone 10b aus eigenleitendem Galliumindiumarsenid mit der gleichen Zusammensetzung wie oben angegeben gebildet. Die Wannenzone 10b ist von der aktiven Zone 6 durch eine Abstandszone 11 beabstandet. Die Abstandszone 11 trennt die Wannenzone von einer dotierten Modulationszone 12. Abstandszone 11 und Modulationszone 12 werden aus Indiumphosphid gebildet.
Die verschiedenen Zonen werden aus dem gleichen Material gebildet und weisen die gleichen Dotierungen und Stärken wie in Fig. 2 auf, wobei, wie oben angegeben, die Wannenzone jedoch nicht vorsätzlich dotiert wird und die Indiumphosphid- Abstandszone und Modulationszone 11 und 12 hinzugefügt worden sind. Abstands- und Modulationszone 11 und 12 sind in diesem Ausführungsbeispiel 2 nm dick, und die Modulationszone 12 wird mit geeigneten, n-leitenden Fremdatomen bis zu einer Dotierungskonzentration von 5 · 10¹&sup8; Atomen cm&supmin;³ dotiert.
Wie für Fachkundige naheliegend, könnte die Abstandszone 11, sofern gewünscht, weggelassen werden.
Durch Verwendung einer Modulationsdotierungsanordnung kann die Dotierungssubstanz von der Wannenzone 10b getrennt werden, wobei die Breite der Wannenzone 10b und die Dotierungskonzentration einzeln bestimmt werden können. Obgleich die Dotierungskonzentration die gleiche ist, sieht die durch die Fig. 4 und 5 dargestellte Elektronentransfereffektanordnung 1c eine geringere Dotierungssubstanz (1 · 10¹² cm&supmin;²) als die Elektronentransfereffektanordnungen 1a und 1b vor, da die Modulationszone 12 dünner als die Wannenzone 10a ist. Somit ist bei dieser Ausführung, wie aus Fig. 5 ersichtlich, das Fermi-Niveau wesentlich niedriger als bei den Elektronentransferanordnungen 1a und 1b, wodurch die Injektionsenergie Ei so verbessert wird, daß diese 0,44 eV beträgt. Dadurch wird es noch wahrscheinlicher, daß die über die, durch die abgestufte Bandabstandsinjektionszone vorgesehene Barriere emittierten Elektronen direkt auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes transferiert werden und damit eine noch bessere Ausgangsleistung und Effektivität als das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel vorsehen sollen.
Da sich außerdem die Dotierungssubstanz in der Modulationszone 12 befindet, resultiert die Tatsache, daß das Fermi-Niveau in der Wannenzone 10b niedrig ist, nicht unbedingt in einer Verarmung der aktiven Zone 6. Fig. 5 zeigt eine geringfügige Reduzierung der Ladungsträgerdichte in der Driftzone 6 unter der durch Linie 21d dargestellten, hohen Durchlaßvorspannung, wobei jedoch eine Reduzierung durch eine entsprechende Erhöhung der Dotierungskonzentration in der Modulationszone 12 verhindert werden könnte, ohne dabei die Position des Fermi-Niveaus in der Wannenzone 10b zu beeinflussen.
Zur Darstellung der Auswirkung des Einbaus einer Wannenzone 10a bzw. 10b in eine Elektronentransfereffektanordnung zeigt Fig. 6 schematisch das Energieniveau in Elektronenvolt (eV) an dem Bereich um die aktive Zone 6 einer Elektronentransfereffektanordnung 1d mit der in Fig. 1 dargestellten Struktur und den gleichen Stärken und Dotierungskonzentrationen wie in dem oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Beispiel, jedoch ohne die Wannenzone 10a.
In diesem Falle wird die Wannenzone 10a durch eine stark dotierte Verarmungsstoppzone 100 aus dem gleichen Material wie die aktive Zone 6, in diesen Ausführungsbeispielen Indiumphosphid, ersetzt. Die Verarmungsstoppzone 100 sollte selbstverständlich dünn genug sein, um den Durchlaß heißer Ladungsträger, das heißt, Ladungsträger mit einer Energie oberhalb des Fermi-Niveaus der aktiven Zone 6, ohne signifikante Abkühlung bzw. Thermalisierung zu ermöglichen. Zum Zwecke eines direkten Vergleiches weist die Verarmungsstoppzone 100 die gleiche Dicke, 10 nm, wie die Wannenzone 10a, 10b und eine Dotierungskonzentration von 2 · 10¹&sup8; cm&supmin;³ auf.
Die durchgezogene Linie 20d in Fig. 6 stellt auch in diesem Falle die Leitungsbandenergie dar, wenn keine Spannungen an die Kathoden- und Anodenelektrode 4 und 7 angelegt sind, wohingegen die gestrichelte Linie 21d die Veränderung des Leitungsbandenergieniveaus zeigt, wenn eine Durchlaßvorspannung von 30 Volt zwischen der Kathoden- und Anodenelektrode 4 und 7 angelegt ist. Die punktierte Linie 22d stellt die angelegte Durchlaßvorspannung Vf dar. Das Fermi-Niveau ist in Fig. 6 wiederum als Nullpegel definiert.
In dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel beträgt die Energiedifferenz Ei lediglich 0,17 eV, da der Indiumphosphidverarmungsstopp 100 dazu dient, das Fermi-Niveau in Angrenzung an die Sperrschicht nach unten zu ziehen.
Infolgedessen würden bei der durch Fig. 6 dargestellten Struktur der Elektronentransfereffektanordnung 1a Elektronen nicht mit einer zum direkten Übergang auf ein Satellitenminimum ausreichenden Energie in die aktive Zone injiziert werden können, und es würde bei Betrieb der Anordnung 1d ein signifikanter Teil der aktiven Zone durch die Beschleunigungs- bzw. toten Zone, welche erforderlich ist, damit die Elektronen genügend Energie aufnehmen können, um auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes überzugehen, in Anspruch genommen werden. Somit weist die Anordnung 1d eine geringere Ausgangsleistung und Effektivität als die oben beschriebenen Anordnungen 1a bis 1c auf.
Im Gegensatz zu dem Beispiel von Fig. 6 sehen die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele eine Energiedifferenz Ei vor, welche wesentlich höher als die durch das in Fig. 6 dargestellte Beispiel ist. In der Tat wird durch das in Fig. 2 dargestellte Beispiel einer Elektronentransfereffektanordnung 1a eine Energiedifferenz Ei erreicht, welche die zweifache Energiedifferenz Ei der durch das durch Fig. 6 gezeigte Beispiel der Elektronentransfereffektanordnung 1d vorgesehenen darstellt, wobei durch die durch die Fig. 4 und 5 dargestellte Anordnung 1c eine identische Energiedifferenz erreicht wird. In sämtlichen Fällen wird die verbesserte Energiedifferenz dadurch erreicht, daß, wie durch Vergleichen der Fig. 2, 3 und 5 mit Fig. 6 ersichtlich, die Bandkrümmung, welche bei Verwendung des in dem Beispiel in Fig. 6 dargestellten Indiumphosphidverarmungsstopps 100 entsteht, bei Anordnung einer Wannenzone 10a, 10b gemäß der Erfindung verhindert wird.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat daher festgestellt, daß durch Ersetzen der Indiumphosphidverarmungsstoppzone 100 durch eine Wannenzone 10a bzw. 10b eine signifikante Erhöhung der Energiedifferenz Ei bewirkt wird und Elektronen über die durch die abgestufte Bandabstandszone 9 vorgesehene Barriere P mit einer Energie emittiert werden können, welche mit dieser eines Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, wobei die Elektronen - ohne eine Beschleunigungs- bzw. tote Zone erforderlich zu machen - somit direkt auf ein Satellitenminimum des Leitungsbandes übergehen können, um zu bewirken, daß die Elektronentransfereffektanordnung 1b einen negativen, differentiellen Widerstand aufweist. Folglich kann eine Anordnung gemäß der Erfindung höhere HF-Ausgangsleistungen und Effektivitäten als eine Anordnung wie die in Fig. 6 dargestellte aufweisen.
Die Fig. 7 bis 10 stellen jeweils eine Art der Herstellung einer Elektronentransfereffektanordnung gemäß der Erfindung dar.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, werden die verschiedenen, die Anordnung bildenden Halbleiterzonen, wie durch die Anordnung 1a von Fig. 1 und 2 dargestellt, auf ein geeignetes, monokristallines Halbleitersubstrat 30 mit Hilfe einer geeigneten Technik, wie zum Beispiel einer Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder einer metallorganisch-chemischer Gasphasenepitaxie (MOVPE) epitaxial aufgebracht, so daß die Anodenkontaktzone 5 in Angrenzung an das Substrat vorgesehen ist. Sodann werden diskrete Elektronentransfereffektanordnungen 1a definiert, indem eine photoempfindliche Photolackmaske 31 auf die freigelegte Oberfläche der Kathodenkontaktzone 8 aufgebracht wird und die Zonen unter Anwendung eines geeigneten Ätzverfahrens durch Ätzung abgetragen werden, um die Anordnungen 1a als diskrete Mesas zu definieren. Die Indiumgalliumarsenid-Anodenkontaktzone 5 wird als Ätzstoppschicht verwendet, so daß die Ätzung an dem Substrat 30 endet.
Anschließend wird, wie in Fig. 8 dargestellt, eine Trägerschutzschicht 32 aus einem geeigneten Material auf Kathodenkontaktzonen 8 vorgesehen. Die Trägerschicht 32 kann durch Galvanisieren eines Metalles, wie zum Beispiel Silber, welches normalerweise für Wärmeableiter verwendet wird, gebildet werden.
Danach wird das Substrat 30 mit Hilfe eines geeigneten Ätzverfahrens selektiv entfernt und ein geeignetes Metall auf die freigelegten Flächen der Anodenkontaktzonen aufgebracht, um die Anodenelektrode und den Wärmeableiter auszubilden. Wie in Fig. 9 und den Fig. 1 und 5 angedeutet, kann die Anodenelektrode 4 zwei zusätzliche Schichten aufweisen, von denen eine 4a dazu dient, den ohmschen Kontakt zu der Anodenkontaktzone 9 vorzusehen und die andere 4b primär als Wärmeableiter dient. Der Wärmeableiter kann wiederum aus Silber gebildet werden.
Die Trägerschutzschicht 32 wird sodann entfernt und Metall aufgebracht, um, wie in Fig. 10 dargestellt, die Kathodenelektroden 7 auszubilden.
Dieses Verfahren ist insofern von Vorteil, als die aktive Zone 6 vor der Injektionszone 9 aufgebracht wird, so daß die Injektionszone 9 nicht dem zur Ausbildung der aktiven Zone 6 erforderlichen, lange andauernden Verfahren bei hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Wie in unserem US-Patent Nr. 5 250 815 angegeben, resultiert die Anordnung des Wärmeableiters an der Anode, nicht jedoch an der Kathode einer Elektronentransfereffektanordnung mit einer Injektionszone ebenso in überraschenden Verbesserungen, im besonderen der HF-Ausgangsleistung.
Obgleich die obigen Ausführungsbeispiele Elektronentransfereffektanordnungen beschreiben, bei welchen die aktive Zone aus Indiumphosphid gebildet wird, könnte die vorliegende Erfindung ebenso bei Verwendung anderer Materialien angewandt werden, zum Beispiel dann, wenn die aktive Zone aus Galliumarsenid oder aus Materialien, welche Indiumphosphid oder Galliumphosphid enthalten, gebildet wird. Selbstverständlich müßten in Bezug auf die weiteren, zur Ausbildung der Anordnung verwendeten III-V- Materialien, wie Fachkundigen bekannt, entsprechende Änderungen vorgenommen werden.
Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auf Anordnungen mit unterschiedlichen Injektionszonenarten, zum Beispiel Injektionszonen der in unserem US-Patent Nr. 5 258 624 beschriebenen und beanspruchten Art, angewandt werden.
Obgleich die Bildung ohmscher Kontakte mit Elektronentransfereffektanordnungen mit aus Galliumarsenid gebildeten, aktiven Zonen relativ einfach ist, war es vorher mit extremen Schwierigkeiten verbunden, ohmsche Kontakte mit Elektronentransfereffektanordnungen mit aus Indiumphosphid gebildeten, aktiven Zonen oder in der Tat mit Indiumphosphidzonen in anderen Anordnungen zu bilden. Zur Zeit wird im allgemeinen eine Wärmebehandlung angewandt, um Dotierungssubstanzen aus dem Elektrodenmetall in das Indiumphosphid einzudiffundieren und so die Bildung eines annehmbaren, ohmschen Kontaktes zu ermöglichen, wobei es jedoch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden sein kann, ein solches Verfahren zu steuern. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat jedoch eine Möglichkeit zur Bildung eines ohmschen Kontaktes mit Indiumphosphid gefunden, ohne zu solchen Ausdiffundierungsbehandlungen greifen zu müssen.
Auf diese Weise ermöglicht die Anordnung der stark dotierten Galliumindiumarsenid-Anoden- und Kathodenkontaktzone 5 und 8 die Herstellung eines guten, ohmschen Kontaktes der Anoden- und Kathodenelektrode 4 und 7 mit der Struktur der Elektronentransfereffektanordnung, ohne zu der Ausdiffundierung von Dotierstoffen aus den Elektroden 4 und 7 greifen zu müssen. Im allgemeinen sind die stark dotierte Galliumindiumarsenid-Anoden- und Kathodenkontaktzone 5 und 8 an die angrenzenden Zonen gitterangepaßt und weisen in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Zusammensetzung Ga0,47In0,53As auf, um eine Gitteranpassung zwischen der Kontaktzone 8 und der abgestuften Bandabstandsinjektionszone 9 vorzusehen. Selbstverständlich können stark dotierte Galliumindiumarsenid-Kontaktzonen überall dort verwendet werden, wo es wünschenswert ist, einen ohmschen Kontakt mit einer Indiumphosphidzone bzw. Anordnung zu bilden.
Bei Lesen der vorliegenden Offenbarung sind für Fachkundige weitere Modifikationen und Variationen naheliegend. Solche Modifikationen und Variationen können weitere Merkmale umfassen, welche auf diesem Gebiet bereits bekannt sind und welche anstelle der hier bereits beschriebenen Merkmale oder zusätzlich zu diesen verwendet werden können.
Es wurde oben erwähnt, daß die Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt. Um Mißverständnisse zu vermeiden, wird weiterhin erklärt, daß die in den nachfolgenden Patentansprüchen technischen Merkmalen zugeordneten Bezugsziffern, welche sich auf Merkmale in der Zeichnung beziehen und zwischen Klammern gesetzt sind, gemäß Regel 29(7) EPÜ zum alleinigen Zwecke der Vereinfachung des Patentanspruches unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel eingefügt worden sind.

Claims

1. Elektronentransfereffektanordnung mit einem Halbleiterkörper, welcher eine aktive Zone (6) des n-Leitfähigkeitstyps, die aus einem Material besteht, welches ein, eine relativ geringe Masse und hohe Mobilität vorsehendes Zentralminimum des Leitungsbandes und zumindest ein, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität vorsehendes Satellitenminimum des Leitungsbandes aufweist, sowie eine Injektionszone (9) vorsieht, welche eine Potentialbarriere für den Fluß der Elektronen in die aktive Zone in einem Umfang definiert, daß Elektronen mit einer zur Überwindung der durch die Injektionszone (9) vorgesehenen Barriere ausreichenden Energie bei Betrieb der Anordnung mit einer Energie, welche mit dieser des mindestens einen, eine relativ hohe Masse und geringe Mobilität aufweisenden Satellitenminimums des Leitungsbandes vergleichbar ist, in die aktive Zone (6) emittiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine, Elektronen enthaltende Wannenzone (10a) aus einem anderen Material als diesem der aktiven Zone und der Injektionszone zwischen der Injektionszone und der aktiven Zone vorgesehen ist, um die Ausbreitung eines Verarmungsgebietes in die aktive Zone bei Betrieb der Anordnung zu unterbinden.

2. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 1, wobei die Injektionszone eine abgestufte Bandabstandsinjektionszone aufweist.

3. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 2, wobei die aktive Zone Indiumphosphid und die abgestufte Bandabstandsinjektionszone Galliumaluminiumindiumphosphid aufweist.

4. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 3, wobei die abgestufte Bandabstandsinjektionszone Ga0,48xAl0,48(1-x)In0,52As aufweist, wobei x von 1 zu 0 hin in Richtung der aktiven Zone abnimmt.

5. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Wannenzone Galliumindiumarsenid vom n-Leitfähigkeitstyp aufweist.

6. Elektronentransfereffektanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wannenzone nicht vorsätzlich dotiert wird und eine relativ stark dotierte Halbleitermodulationszone so dotiert wird, daß sie n-leitend ist und die Wannenzone von der aktiven Zone trennt.

7. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 6, wobei die Modulationszone von der Wannenzone durch eine, aus dem gleichen Halbleiter wie die Modulationszone gebildete, eigenleitende Abstandszone getrennt ist.

8. Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Wannenzone Galliumindiumarsenid und die Modulationszone Indiumphosphid aufweist.

9. Elektronentransfereffektanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die aktive Zone zur n-Leitung dotiertes Indiumphosphid aufweist, die Anoden- und Kathodenhalbleiterzone durch die aktive Zone voneinander beabstandet sind und jeweils zur n-Leitung stark dotierte Halbleiterzonen sowie eine die Anoden- und Kathodenzone jeweils kontaktierende Anoden- und Kathodenelektrode aufweisen, wobei die Kathodenhalbleiterzone die Injektionszone (9) und die Elektronen enthaltende Wannenzone (10a) aufweist und die Anoden- und Kathodenzone stark dotierte, n-leitende Galliumindiumarsenidzonen aufweisen, welche mit der Anoden- und der Kathodenelektrode jeweils einen ohmschen Kontakt herstellen.

10. Elektronentransfereffektanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche und mit einer Anoden- und Kathodenhalbleiterzone, welche durch die aktive Zone (6) beabstandet sind, wobei die Kathodenhalbleiterzone die Injektionszone (9) und die Elektronen enthaltende Wannenzone (10a) aufweist und wobei eine Wärmeableitungszone auf der freigelegten Oberfläche der Anodenzone vorgesehen ist, um in der Anordnung abgeleitete Wärme abzuführen.

11. Verfahren zur Herstellung einer Elektronentransfereffektanordnung nach Anspruch 10, wonach ein Halbleitersubstrat und auf dem Substrat eine Epitaxieschichtstruktur vorgesehen wird, um den Halbleiterkörper mit der, auf dem Substrat ausgebildeten Anodenzone sowie der aktiven und der Kathodenzone zu definieren, dadurch gekennzeichnet, daß nach Definieren des Halbleiterkörpers das Substrat selektiv entfernt wird, um eine Oberfläche der Anodenzone freizulegen und sodann auf der freigelegten Oberfläche der Anodenzone eine Wärmeableitungszone vorgesehen wird, um in der Epitaxieschichtstruktur abgeleitete Wärme abzuführen.