EP4473570A1 - Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales - Google Patents

Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales

Info

Publication number
EP4473570A1
EP4473570A1 EP23703172.9A EP23703172A EP4473570A1 EP 4473570 A1 EP4473570 A1 EP 4473570A1 EP 23703172 A EP23703172 A EP 23703172A EP 4473570 A1 EP4473570 A1 EP 4473570A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
tegfet
source
gates
side gates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23703172.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe CHAUBET
André RAYMOND
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Montpellier
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Montpellier
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Montpellier filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP4473570A1 publication Critical patent/EP4473570A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
    • H10D30/47—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having two-dimensional [2D] charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
    • H10D30/471—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
    • H10D30/475—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
    • H10D30/47—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having two-dimensional [2D] charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
    • H10D30/471—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
    • H10D30/475—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs
    • H10D30/4755—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having wider bandgap layer formed on top of lower bandgap active layer, e.g. undoped barrier HEMTs such as i-AlGaN/GaN HEMTs having wide bandgap charge-carrier supplying layers, e.g. modulation doped HEMTs such as n-AlGaAs/GaAs HEMTs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01—Manufacture or treatment
    • H10D30/015—Manufacture or treatment of FETs having heterojunction interface channels or heterojunction gate electrodes, e.g. HEMT
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/40—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels
    • H10D30/47—FETs having zero-dimensional [0D], one-dimensional [1D] or two-dimensional [2D] charge carrier gas channels having two-dimensional [2D] charge carrier gas channels, e.g. nanoribbon FETs or high electron mobility transistors [HEMT]
    • H10D30/471—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT]
    • H10D30/473—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having confinement of carriers by multiple heterojunctions, e.g. quantum well HEMT
    • H10D30/4732—High electron mobility transistors [HEMT] or high hole mobility transistors [HHMT] having confinement of carriers by multiple heterojunctions, e.g. quantum well HEMT using Group III-V semiconductor material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00—Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/10—Shapes, relative sizes or dispositions of the regions of the semiconductor bodies; Shapes of the semiconductor bodies
    • H10D62/117—Shapes of semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20—Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27—Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311—Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411—Gate electrodes for field-effect devices for FETs

Definitions

  • the present invention belongs to the technical field of two-dimensional electron gas field effect transistors, called TEGFETs.
  • the principle of operation of field effect transistors is to modulate the current flowing between the source and the drain by modifying the voltage applied between the gate and the source of the transistor.
  • the modulation of the source-drain current is achieved by modulating the electron density of the two-dimensional electron gas.
  • the two-dimensional electron gas is confined in a channel of a heterostructure.
  • TEGFETs exhibit high electron transport speed, which makes their use relevant in high-frequency devices. Furthermore, TEGFETs are also used for high-power applications, for example in GaN-based devices or components.
  • the invention relates, in particular but in a non-limiting manner, to high-frequency transistors.
  • the invention is applicable to all existing types of TEGFETs and, in particular but in a non-limiting manner, to type III-V and III-V-N TEGFETs.
  • the operation of the TEGFETs of the state of the art consists in depleting the gas of two-dimensional electrons over the entire width of the channel so as to modify the density and/or the geometric distribution of charge carriers in the channel.
  • This type of transistor has a channel, for example a nanowire or a nanostructure, the length of the channel of which, located opposite the gate or gates, in which the conductivity is modulated and/or controlled is typically of the order of a few hundred nanometers, generally less than 300 nm.
  • the channel length is in this less than, equal to or of the same order of magnitude as the mean free path of the electrons in the channel, which is generally at ambient temperature, of the order of about forty nanometers in gallium arsenide (GaAs), and of for example of the order of a hundred nanometers in gallium nitride (GaN).
  • GaAs gallium arsenide
  • GaN gallium nitride
  • the transport of electrons in the channel in this type of transistors is ballistic and governed by quantum physics.
  • This type of quantum size transistor therefore has reduced electrical powers due to the nanometric size of the channel.
  • Most of the state-of-the-art TEGFETs have an upper gate, located vertically above the channel, with respect to the plane formed by the two-dimensional electron gas, which makes it possible to control the source-drain current by modulating the density.
  • electronics of the two-dimensional gas by means of an electric field normal to the two-dimensional electron gas.
  • the application of a normal electric field to the two-dimensional electron gas has the effect of generating a depletion of the two-dimensional electron gas over the entire width of the channel, by depletion or enrichment of carriers depending on the type and/or or the field effect transistor architecture, and thus modify the conductivity of the channel.
  • the TEGFETs of the state of the art have several drawbacks among which we find, by way of non-limiting example, the gate leakage currents, the interface defects and the fragility of the gate.
  • Gate leakage currents are major indicators of device health. They make it possible to reveal their future degradation. Improving reliability requires control of the leakage current which is also the source of electronic noise, “generation-recombination” and noise in 1/frequency (f).
  • Interface defects refer to defects at the semiconductor-gate interface and/or defects at the dielectric-gate interface when a dielectric has been deposited to reduce the leakage current. These defects participate in process trapping effects such as transconductance frequency dispersion, DC drain characteristic collapse, gate and drain transients, and microwave power limiting.
  • the fragility of the gate comes, on the one hand, from the fragility of the oxide or of the crystal between the gate and the gas and, on the other hand, from the fact that the gate is deposited on the surface of the semiconductor without being diffused.
  • the fact that it is simply deposited makes it very sensitive to any electrostatic shock.
  • the present invention aims to overcome, at least in part, the drawbacks of the devices of the state of the art.
  • An object of the invention is, moreover, to provide a TEGFET:
  • TEGFET a two-dimensional electron gas field effect transistor
  • Said TEGFET comprises a drain, a source and at least one channel comprised in a heterostructure formed by a stack of at least two semiconductor layers, preferably at least two distinct layers or layers of different composition.
  • the at least one channel connects, along its largest dimension, called the length of the at least one channel, the source and the drain.
  • Said TEGFET comprises at least two lateral gates arranged on either side of the at least one channel and each arranged facing one side of the at least one channel, said sides of the at least one channel include, or extend along, a smallest dimension of said at least one channel, called the thickness of the at least one channel, the thickness extending along an axis along which the at least two layers of semiconductor and extending perpendicular to the length of the at least one channel.
  • the TEGFET does not include a grid positioned below or above the at least one channel with respect to an axis perpendicular to a plane, called the channel plane, along which the at least one channel extends. between the source and the drain, said channel plane being perpendicular to the thickness of the at least one channel and/or being perpendicular to the stacking axis of the at least two semiconductor layers and/or being parallel to the length of the at least one channel.
  • “side of the at least one channel” means a face or a surface or an interface.
  • the side of the at least one channel extends or includes the thickness and length of the at least one channel.
  • At least one of the side grids faces a side of the at least one channel which is opposite the side opposite which at least one other of the side grids faces. notice.
  • the source and the drain are included in or belong to the same layer of the TEGFET.
  • the layer comprising the drain and the source further comprises the at least one channel.
  • the conductivity of the at least one channel and/or the electron density of the two-dimensional gas is modulated and/or controlled, preferably only, by the at least two side gates.
  • the at least two side gates are arranged to modulate and/or control the conductivity of the at least one channel and/or the electron density of the two-dimensional gas.
  • the TEGFET does not include a gate positioned below or above the channel to modulate and/or control the conductivity of the at least one channel and/or the electron density of the two-dimensional gas.
  • the two-dimensional electron gas is included and confined in the at least one channel.
  • the channel plane is parallel to the plane along which the two-dimensional gas extends.
  • the two-dimensional electron gas extends between an interface, extending along a plane parallel to the stacking axis, preferably perpendicular to the channel plane, between the source and the stacking of the at least two semiconductor layers and an interface, extending along a plane parallel to the stack axis, preferably perpendicular to the channel plane, between the drain and the stack of at least two semiconductor layers.
  • the two-dimensional electron gas does not extend into the source or into the drain.
  • the channel extends to the source and to the drain.
  • the length of the at least one channel corresponds to the greatest dimension of the at least one channel and/or to the greatest distance separating two ends, preferably opposite ones, of the at least one channel.
  • channel plane a plane perpendicular to the thickness of the at least one channel.
  • the thickness of the at least one channel has a dimension smaller than the length and the width of the at least one channel.
  • the thickness of the at least one channel can be defined as the smallest dimension of the at least one channel and/or as the smallest distance separating two faces, preferably opposite, of the at least one channel.
  • the TEGFET may include an even number of side gates.
  • the TEGFET may include more than two side gates.
  • the TEGFET may comprise a succession of adjacent lateral gates, extending along the axis connecting the source to the drain, arranged on either side of the at least one channel. Two adjacent side gates of the succession of side gates can be separated by a trench or a recess.
  • the side gates, of the succession of side gates can be aligned, two by two, along an axis perpendicular to the axis connecting the source to the drain and perpendicular to the stacking axis.
  • the at least one channel comprises two opposite sides, more preferably two parallel sides.
  • the at least one channel has a width extending along an axis connecting the two sides of the at least to the channel.
  • the width of the at least one channel extends along an axis included in the channel plane and/or along an axis which is perpendicular to the axis connecting the drain to the source and/or along an axis perpendicular along the length of the at least one channel and/or along an axis perpendicular to the thickness of the at least one channel.
  • the width of the at least one channel has a smaller dimension than the length of the at least one channel.
  • the TEGFET comprises two lateral gates distinct from each other.
  • each of the two lateral grids is independent, in particular of the other of the two lateral grids.
  • the two side grids have no common portion.
  • the two side grids are symmetrical.
  • the two side gates are symmetrical with respect to the at least one channel.
  • the two lateral gates are made of or comprise or consist of a semiconductor material.
  • the semiconductor material comprises metal atoms, preferably diffused metal atoms.
  • the semiconductor material, or the portion or part of the semiconductor material, comprising the diffused metal atoms constitutes an ohmic contact.
  • the two side gates and the channel are physically and/or spatially distinct elements or components or structures or layers or materials.
  • the two lateral gates are arranged laterally on either side of the at least one channel with respect to the axis connecting the source and the drain.
  • the two lateral grids extend mainly along a plane along which the at least one channel mainly extends.
  • the TEGFET may comprise a single channel.
  • the TEGFET may comprise two channels, more preferably three channels, more preferably four channels and more preferably five channels.
  • the channel planes of the channels of the TEGFET are parallel to each other.
  • the channels of the TEGFET form a stack along the stacking axis of the at least two semiconductor layers.
  • the face of one of the two side gates located on the side of the at least one channel is parallel to the face of the other of the two side gates located on the side of the at least one channel.
  • the width of the face of each of the side grids located on the side of the at least one channel corresponds to or is equal to or is preferably greater than the thickness of the at least one channel.
  • the length of the face, located on the side of the at least one channel, of each of the side gates can be defined as the largest dimension of said face and/or as the largest distance separating two ends, preferably opposite, of said side.
  • the width of the face, located on the side of the at least one channel, of each of the side gates has a dimension less than the length of said face.
  • the width of the face, located on the side of the at least one channel, of each of the side gates can be defined as the smallest dimension of said face and/or as the smallest distance separating two ends, preferably opposite, of said face.
  • none of the side gates, among the at least two side gates, is in contact, nor has a common part or a common interface with the drain and the source.
  • a larger dimension of the at least two side gates may extend mainly perpendicular or parallel to the axis connecting the gate and the drain.
  • the conductivity of the at least one channel is modulated and/or controlled over a portion or part of the at least one channel.
  • the conductivity of the at least one channel is modulated and/or controlled on a slice of the at least one channel.
  • the slice of the at least one channel in which the conductivity is modulated and/or controlled corresponds to a portion or part of the at least one channel extending over only part of the width and/or over the entire length and/or the entire thickness of the at least one channel.
  • the slice of the at least one channel in which the conductivity of the at least one channel is modulated and/or controlled corresponds to a portion or part of the at least one channel extending over a part or portion the length of the at least one channel. It can be understood by "part of the length of the at least one channel", a distance, along the axis connecting the source and the drain or along the axis of the length of the at least one channel, less or equal to the length of the at least one channel.
  • the distance or dimension, along the axis connecting the source and the drain, of the slice of the at least one channel in which the conductivity of the channel is modulated and/or controlled is equal to the length of the face of a side gate, among the at least two side gates, located on the side of the at least one channel or the length of the face of each of the side gates located on the side of the at least one channel.
  • the portion or the part of the at least one channel in which the conductivity is modulated and/or controlled can be defined as the portion or the part of the TEGFET making it possible to control, in a controlled manner, the blocking and/or the circulation, of controlled preference, of carriers between the drain and the source.
  • the width of the at least one channel can vary along the axis connecting the source to the drain.
  • the term lateral or laterally defines or designates a position or a location relative to the axis connecting the drain to the source.
  • lateral axis an axis which is included in the channel plane and which is perpendicular to the axis connecting the source and the drain and which is perpendicular to the thickness of the at least one channel.
  • the at least two lateral gates extend, along the stacking axis of the at least two semiconductor layers or along an axis perpendicular to the channel plane, on either side of each channel, among the at least one channel.
  • the at least two lateral gates extend, along the stacking axis of the at least two semiconductor layers or along an axis perpendicular to the channel plane, from an outer surface of the TEGFET towards the at least one channel .
  • the at least two side gates extend, along the stacking axis of the at least two semiconductor layers and along the direction connecting the outer upper surface of the at least two side gates to the at least one channel, beyond each channel, among the at least one channel.
  • none of the side gates is in contact or has a common part or a common interface with the at least one channel.
  • the TEGFET is arranged, more preferably the at least two lateral gates are arranged to modulate and/or modify and/or vary the potential in the at least one channel along an axis, called lateral, included in the plane channel and perpendicular to the axis connecting the source and the drain.
  • the TEGFET is arranged for, more preferably the at least two lateral gates are arranged for modulating and/or modifying and/or varying the potential in the at least one channel along the lateral axis by biasing the at least two lateral grids with respect to the source.
  • the modulation and/or the modification and/or the lateral variation of the potential in the at least one channel has the effect of modifying, preferably over one or more portions or parts of the width of the at least one channel , the potential and/or to create a potential gradient laterally in the at least one channel.
  • the modulation and/or the modification and/or the lateral variation of the potential in the at least one channel has the effect of modulating or modifying or varying in the at least one channel, according to the lateral axis, the gas electron density two-dimensional and/or the drain-source current density and/or the saturation current.
  • the TEGFET according to the invention is arranged so that the potential in the at least one channel varies along the axis of the channel.
  • the TEGFET preferably the at least two side gates
  • the TEGFET are arranged so that the potential is maximum at the center of the at least one channel, when the two gates are at the same potential. relative to the source.
  • the TEGFET preferably the at least two side gates, are arranged so that the potential is zero on one or on each of the two sides of the at least one channel, when one or more two gates are at the same potential as the source.
  • the TEGFET comprises a dielectric disposed between each of the side gates, among the at least two side gates, and the at least one channel or separating each of the side gates from the at least one channel.
  • a dielectric is understood to mean a body or a medium having dielectric properties.
  • the effect of the dielectric is to insulate the side gates of the at least one channel.
  • the absence of contact or common part or common interface between the at least one side gate and the at least one channel, more preferably the dielectric disposed between each of the two side gates and the at least one at least one channel contributes and/or has the effect and/or makes it possible to modulate and/or modify and/or vary the potential in the at least one channel along the lateral axis.
  • the TEGFET comprises an interface between the at least one channel and the dielectric which is opposite or opposite or successive or consecutive, preferably directly consecutive, of an interface between the dielectric and one, several or, preferably each, of the side grids among the at least two side grids.
  • the interface between the at least one channel and the dielectric and, respectively, the interface between the at least one channel and a side gate considered among the at least two side gates is a wall or a face or a side or a surface of the at least one channel and, respectively, a wall or a face or a side or a surface of the lateral gate considered.
  • the interface between the at least one channel and the dielectric and, respectively, the interface between the at least one channel and a side gate considered among the at least two side gates can be a common wall or a common face or a common side or a common surface between the at least one channel and the dielectric and, respectively, between the at least one channel and the lateral gate considered.
  • the dielectric is arranged in the form of a trench or a recess.
  • the dielectric consists of a recess.
  • the recess constitutes a volume extending between a side gate considered among the at least two side gates and the at least one channel.
  • the recess is delimited laterally, along an axis parallel to the width of the at least one channel, by a face or surface of the at least one channel located opposite or facing the face of a side gate considered among the at least two side gates and the face, located on the side of the at least one channel, of the side gate considered.
  • the interface between the at least one channel and the dielectric is formed by the face of the at least one channel facing the face of the lateral gate considered.
  • the interface between the dielectric and the lateral gate considered is formed by the face, located on the side of the at least one channel, of the lateral gate considered.
  • the recess comprises or contains a gas.
  • the dielectric can be a gas.
  • the gas contained or comprised in the recess may be air.
  • the recess does not comprise or is not made of or does not contain any solid material.
  • the at least two side gates comprises and/or consists of and/or is formed and/or consists of one or more semiconductor materials or of a layer of a or more semiconductor materials.
  • the at least two lateral gates comprises and/or is made up and/or is formed and/or is made up of semiconductor materials or of a stack of layers of semiconductor material.
  • the semiconductor material(s) making up the at least two lateral gates comprises metal atoms diffused into the semiconductor material(s), preferably comprises metal atoms having diffused into the semiconductor material(s).
  • the drain, the source and the at least two side gates each comprise a layer of metal forming a separate electrical contact.
  • the metal layer of the drain, the metal layer of the source and the metal layer of the at least two side gates are respectively located on an outer upper surface of the drain, of the source and of the at least two side gates.
  • the layers of metal and the outer upper surfaces of the drain, of the source and of the at least two side gates constitute, at least in part, preferably in part only, an outer upper surface of the TEG-FET.
  • the metal layer has a thickness of 10 to 500 nm.
  • the metal layer comprises and/or is composed of a eutectic.
  • the eutectic comprises and/or is composed of gold, germanium and nickel.
  • the TEGFET according to the invention is arranged and/or capable of modulating and/or modifying and/or varying the potential of the at least one channel along the lateral axis.
  • the TEGFET according to the invention is arranged and/or capable of modulating and/or modifying and/or varying the electron density of the two-dimensional gas and/or the current density of the two-dimensional electron gas the along the lateral axis, more preferably over part, preferably over part only, of the width of the at least one channel.
  • the TEGFET according to the invention is neither arranged nor capable of applying a constant potential over the entire width of the at least one channel.
  • the TEGFET according to the invention is neither arranged nor capable of varying the density of electrons of the two-dimensional gas and/or of the current density, in a uniform manner, over the entire width of the at least a canal.
  • the at least two side gates is arranged to modulate and/or modify and/or vary the potential of the at least one channel along the side axis.
  • the at least two side grids are arranged and/or capable of modulating and/or modifying and/or varying the electron density of the two-dimensional electron gas, preferably in a non-uniform manner, over the width of the at least one channel.
  • the TEGFET according to the invention is neither arranged nor capable of applying a constant potential over the entire width of the at least one channel.
  • the at least two side gates is not arranged nor able to generate a depletion of the two-dimensional electron gas and/or the current density, in a uniform manner, over the entire width of the at least one channel.
  • the TEGFET according to the invention preferably the two lateral grids, more preferably the arrangement of the two lateral grids, is not arranged and/or is not capable of transforming the two-dimensional electron gas into one-dimensional electron gas.
  • the TEGFET according to the invention does not generate a depletion of the two-dimensional electron gas, in a uniform manner, over the entire width of the at least one channel, but on the other hand generates a non-uniform modulation of the electron density and of the current over the entire width of the at least one channel.
  • the length of the at least two side gates means the dimension of the at least two side gates in a direction parallel to the length of the at least one channel.
  • the width of the at least one channel and/or the length of the edge of the at least one channel, located opposite the at least two side gates, in which the conductivity is modulated and/or controlled, and/ or the length of the at least two side gates is preferably greater than 0.5 ⁇ m, more preferably than 1.25 ⁇ m, more preferably than 2.5 ⁇ m, more preferably than 3 ⁇ m, more preferably preferably 3.5 ⁇ m, even more preferably 4 ⁇ m, particularly advantageously 4.5 ⁇ m and most preferably 5 ⁇ m.
  • the transport of electrons in at least one channel of the TEGFET according to the invention is of the diffusive type, that is to say that the electrons undergo inelastic collisions and their movement is controlled by the mean free path of the electrons.
  • the at least one channel of micrometric size according to the invention makes it possible to implement TEGFETs.
  • the TEGFETs according to the invention have characteristics that are equivalent to or even superior to the state-of-the-art nanometric-sized TEGFETs (which themselves operate with ballistic transport of electrons in the channel).
  • the ratio between the length of the at least two lateral grids and the mean free path of the electrons in the at least one channel has the effect that the potential and/or the conductivity of the electron gas varies, in a non-uniform manner, depending on the width of the at least one channel.
  • an equipotential is observed on the sides of the at least one channel, that is to say on the side edges of the at least one channel, in which the drain-source current is zero , or almost zero. It is also observed that the drain-source current flows mainly in the central part or portion of the at least one channel.
  • the width of the at least one channel, on the scale of at least one micrometer, according to the invention also has the effect of increasing the electrical power of the TEGFET.
  • one of the side gates can be electrically connected to the source.
  • the electrical connection of one of the side gates to the source allows the side gate connected to the source to have the same potential as that of the source.
  • TEGFET two-dimensional electron gas field effect transistor
  • a potential difference between at least one of the side gates of the TEGFET for example a second or second side gate, arranged laterally on either side of the at least one channel of the TEGFET, or between each of the side gates of the TEGFET , and the source of the TEGFET.
  • the at least one channel connects, along a larger dimension of the at least one channel, called the length of the at least one channel, the source and the drain of the TEGFET.
  • the TEGFET does not include a gate positioned below or above the at least one channel with respect to an axis perpendicular to a plane, called the channel plane, along which the at least one channel extends between the source and the drain.
  • the channel plane is perpendicular to a smallest dimension of the at least one channel, called the thickness of the at least one channel, extending:
  • the step of applying the same potential or a potential difference between the at least two side gates and the source and/or applying the same potential or a potential difference between at least one side gate and at least one other side gate may consist in modulating and/or modifying and/or varying the potential of at least one side gate with respect to the potential of the source and/or of the potential of at least one side gate with respect to the potential of at least one another side grid.
  • the method for modulating the conductivity of at least one channel of a TEGFET does not comprise a step consisting in modulating and/or modifying and/or varying the potential in the at least one channel and/or the two-dimensional gas electron density and/or current density uniformly across the width of the at least one channel.
  • the method for modulating the conductivity of at least one channel of a TEGFET does not include a step consisting in applying a constant potential over the entire width of the at least one channel.
  • the method for modulating the conductivity of at least one channel comprises the step of modulating and/or modifying and/or varying the potential and/or the conductivity in the at least one channel along an axis, said lateral, included in the channel plane and perpendicular to the axis connecting the source and the drain, by application of the same potential difference between at least one of the lateral gates and the source and/or by application of the same potential on one or each of the side gates and on the source and/or by applying a potential difference between at least one of the side gates, or between each of the side gates, and the source.
  • the step of modulating and/or modifying and/or varying, along the lateral axis, the electrostatic potential in the at least one channel may further comprise the step of modulating and/or modifying and/or varying the potential of the at least two side gates with respect to the potential of the source and/or the potential of at least one side gate with respect to the potential of at least one other side gate.
  • the step consisting in modulating and/or modifying and/or varying the potential of the at least two side gates with respect to the potential of the source and/or the potential of at least one side gate with respect to the potential of at least another lateral gate can cause or have the effect of modulating and/or modifying and/or varying the electrostatic potential in the at least one channel along the lateral axis.
  • the step consisting in modulating and/or modifying and/or varying, spatially along the lateral axis, the electrostatic potential in the at least one channel has the effect of modulating and/or modifying and/or varying the drain-source current and/or the saturation current of the TEGFET.
  • the method of modulating the conductivity of at least one channel may comprise the step of modulating and/or modifying and/or varying the potential in the at least one channel and/or the conductivity of the two-dimensional electron gas , non-uniformly, along the width of the at least one channel, preferably over only part of a width of the at least one channel, and/or the width of the at least one channel extends along an axis perpendicular to the length of the at least one channel and perpendicular to the thickness of the at least one channel, by applying the same potential difference between at least one lateral gate and the source and/or by application of the same potential to one or each of the side gates and to the source and/or by applying a potential difference between at least one of the side gates, or between each of the side gates, and the source.
  • the step of modulating and/or modifying and/or varying the electron density of the two-dimensional gas over only a portion of a width of the at least one channel may further comprise the step of modulating and/or modifying and/or varying the potential of the at least two side gates with respect to the potential of the source and/or the potential of at least one side gate with respect to the potential of at least one other side gate.
  • the step consisting in modulating and/or modifying and/or varying the potential of the at least two side gates with respect to the potential of the source and/or the potential of at least one side gate with respect to the potential of at least another lateral gate can cause or have the effect of modulating and/or modifying and/or varying the electron density of the two-dimensional gas over only part of the width of the at least one channel.
  • the method for modulating the conductivity of at least one channel does not include a step consisting in transforming the two-dimensional electron gas into one-dimensional electron gas.
  • the method for modulating the conductivity of a channel of a TEGFET according to the invention is preferably implemented by the TEGFET according to the invention.
  • the TEGFET according to the invention is particularly suitable, preferably even specially designed, for implementing the method according to the invention.
  • the method according to the invention is particularly suitable, preferably even specially designed, to be implemented by the TEGFET according to the invention.
  • any characteristic of the method for modulating the conductivity of a channel of a TEGFET according to the invention can be integrated into the TEGFET according to the invention and vice versa.
  • a method for manufacturing a TEGFET preferably the TEGFET according to the invention.
  • the manufacturing process includes a single annealing step to form, simultaneously in the same step, distinct ohmic contacts between:
  • a third layer of metal intended to form an electrical contact, and at least two side gates of the TEGFET, arranged laterally on either side of at least one channel of the TEGFET.
  • the first, second and third layers of metal are upper outer layers.
  • the first, second and third layers of metal are arranged on an upper layer of a stack of at least two layers of semiconductor materials, forming a heterostructure in which is included the at least one channel, intended to form the drain, the source and the at least two side gates.
  • the single annealing step of the process according to the invention further consists in forming, simultaneously in the same step, the drain, the source and the at least two lateral gates by diffusion of metal atoms, preference according to stacking axis of the at least two layers of semiconductor materials:
  • the annealing step can be defined as a single step consisting in forming, simultaneously and in the same step, the ohmic contacts.
  • the first, second and third layers of metal are distinct and independent layers.
  • the metal atoms of the metal layers diffuse inside the stack of at least two layers of semiconductor materials forming the drain, the source and, in particular, the at least two side gates by a distance greater than 50 nm, preferably 100 nm, more preferably 150 nm, more preferably 200 nm, even more preferably 250 nm and/or a distance less than 400 nm, more preferably 350 nm and more preferably at 300 nm.
  • the metal atoms of the metal layers diffuse from an upper outer surface of the drain, of the source and, in particular, of each of the at least two lateral gates and along a stacking axis of the at least two semiconductor layers .
  • the metal atoms of the metal layers diffuse, from the upper external surface of the drain, of the source and, in particular of the at least two lateral gates, inside the stack of at least two layers of semiconductor materials by a distance at least equal to or greater than a distance separating:
  • the distance separating the upper outer surface from the upper layer of the stack of at least two semiconductor layers and the channel is parallel to the stack axis and/or perpendicular to a plane, called the channel plane , along which the at least one channel extends between the source and the drain.
  • the TEGFET according to the invention is preferably implemented by the manufacturing process according to the invention.
  • the manufacturing method according to the invention is particularly suitable, preferably even specially designed, for implementing the TEGFET according to the invention.
  • any characteristic of the manufacturing method according to the invention can be integrated into the TEGFET according to the invention and vice versa.
  • FIGURE la is a schematic representation in side view of a TEGFET of the state of the art
  • FIGURE lb is a schematic representation in top view of a TEGFET of the state of the art. art
  • FIGURE 2a is a schematic representation in side view of an embodiment of a TEGFET according to the invention and FIGURE 2b) is a schematic representation in top view of the embodiment of the TEGFET according to the invention illustrated in FIGURE 2a),
  • FIGURES 3a) and 3b) are schematic representations in side view of two embodiments of a TEGFET according to the invention.
  • FIGURE 4 is a schematic representation in side view of an embodiment of a multi-channel TEGFET according to the invention.
  • FIGURE 5 is a schematic representation in top view of an embodiment of a TEGFET in which a side gate is electrically connected to the source,
  • FIGURE 6a is a schematic side view representation of the channel of a state-of-the-art TEGFET in the absence of top gate bias
  • FIGURE 6b is a side view schematic representation of the channel bias of a state-of-the-art TEGFET in the presence of an upper gate bias
  • FIGURE 6c) is a graph illustrating the evolution of the drain-source potential in the channel along the lateral axis a state-of-the-art TEGFET in the presence of an upper gate bias
  • FIGURE 7 is a schematic representation in slant view of the channel of a TEGFET according to the invention in the absence of biasing of the side gate(s)
  • FIGURE 7b is a schematic representation in view bias of the channel of a TEGFET according to the invention in the presence of a polarization of the lateral gate(s)
  • FIGURE 7c) is a graph illustrating the evolution of the drain-source potential in the channel along the lateral axis d a TEGFET according to the invention in the presence of a bias of the upper gate(s)
  • FIGURES 8a) and 8b) are schematic representations in bias view of a TEGFET according to the invention, respectively, before the annealing step and after the annealing step
  • FIGURES 9a) and 9b) are schematic representations in top view of a TEGFET according to the invention having two different channel geometries
  • FIGURE 10a is a graph illustrating the evolution of the drain-source current as a function of the drain-source voltage for different gate-source voltages at a temperature of 300 K of the TEGFET illustrated in FIGURE 9a
  • FIGURE 10b is a graph illustrating the evolution of the potential in the channel along the lateral axis at the end of the channel located on the source side as a function of the drain-source voltage for a temperature of 300 K of the TEGFET illustrated in FIGURE 9b)
  • FIGURE 10c) is a graph illustrating the evolution of the potential in the channel along the lateral axis at the end of the channel located on the drain side as a function of the drain-source voltage for a temperature of 300 K of the TEGFET shown in FIGURE 9b)
  • FIGURE 11 is a graph illustrating the evolution of the drain-source current as a function of the drain-source voltage for different gate-source voltages at a temperature of 300 K of the TEGFET illustrated in FIGURE 9b) comprising a doped layer 5 , located at a distance of 2 nm from the GaAS/GaAlAs interface of the TEGFET, comprising Berylium atoms, having an acceptor role, at a density of 4.10' 10 .cnr 2 ,
  • FIGURE 12 is a graph illustrating the evolution of the drain-source current as a function of the drain-source voltage for different gate-source voltages at a temperature of 1.5 K of the TEGFET illustrated in FIGURE 9b) comprising a doped layer 5, located at a distance of 2.5 nm from the GaAS/GaAlAs interface of the TEGFET, comprising Berylium atoms, having an acceptor role, at a density of 8 ⁇ 10′ 10 ⁇ cnr 2 .
  • variants of the invention may in particular be considered comprising only a selection of characteristics described, isolated from the other characteristics described (even if this selection is isolated within a sentence including these other features), if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection includes at least one feature, preferably functional without structural details, or with only part of the structural details if only this part is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art .
  • This TEGFET comprises a stack of at least two semiconductor layers 21, 22, a drain 3, a source 4, a channel 6 and an upper external metal gate 50 formed of a metal layer.
  • TEGFETs include a gate made of a metal deposited on semiconductor layer 21 (commonly referred to as a Schottky gate) with no diffusion from the upper outer metal gate 50 to layer 21 and channel 6.
  • Other prior art TEGFETs include a dielectric to electrically isolate the upper outer metal gate 50 from layer 21 and channel 6.
  • the TEGFET 1 according to the embodiment comprises a drain 3, a source 4 and at least one channel 6, a single channel 6 on the embodiment presented, included in a heterostructure formed by a stack of at least two layers 21, 22 of semiconductor.
  • Channel 6 connects, along its length denoted L, which is its largest dimension, source 4 and drain 3.
  • the TEGFET 1 comprises at least two side gates 5 each arranged on an opposite side of the at least one channel 6. According to the embodiment presented, the TEGFET 1 comprises two side gates 5 arranged on either side of the channel 6.
  • Each of the lateral grids 5 faces a different lateral side 7, 71, 72 of the channel 6 from among two lateral sides 7, 71, 72 of the channel 6.
  • the side 7, 71, 72 of the channel 6 includes the thickness, denoted e, of the channel 6 which is the smallest dimension of the channel 6.
  • the thickness e of the channel 6 extends along a stacking axis 8 of the at least two layers 21, 22 of semiconductor and extends perpendicular to the length L of channel 6.
  • the side 7, 71, 72 of channel 6 also includes the length L of channel 6.
  • the side 7, 71, 72 of channel 6 is a surface or interface which extends along the length L of channel 6 and along the thickness e of channel 6.
  • the TEGFET 1 does not include a lower grid positioned below or an upper grid 50 positioned above the channel 6 with respect to an axis 8 perpendicular to the channel plane along which the channel 6 extends.
  • the channel plane is perpendicular to the thickness e of the channel 6.
  • the stacking axis 8 is perpendicular to the channel plane.
  • the TEGFET 1 according to the invention does not include a lower gate positioned below the channel 6 along the stacking axis 8 or an upper gate 50 positioned above the channel 6 along the stacking axis 8
  • the absence of an upper gate makes it possible to avoid all the problems encountered with state-of-the-art transistors such as, among others, gate leakage currents, interface faults and the fragility of the gate.
  • the TEGFET 1 comprises a stack made for example of a GaAs substrate, a layer of GaAlAs with a thickness of between 5 nm and 50 nm, a layer 22 of GaAs with a thickness comprised between 10 and 100 nm, which constitutes the channel, and a GaAlAs layer 21 with a thickness comprised between 50 nm and 300 nm.
  • channel 6 is located in the GaAs layer at the interface between layers 21 and 22.
  • the lateral grids 5 associated with the absence of an upper 50 or lower grid makes it possible to modulate and/or modify and/or vary the potential in the channel 6 along the lateral axis 10.
  • the lateral axis 10 is included in the channel plane and is perpendicular to the axis connecting the source 4 and the drain 3.
  • the lateral axis 10 is also perpendicular to the stacking axis 8.
  • TEGFETs which include an upper 50 or lower gate and which, as shown in Figures 6a), b) and c
  • the particular arrangement of the TEGFET 1 according to the invention makes it possible, as illustrated in FIGS. 7a), b) and c), to modify and modulate the potential in the channel 6 only along the lateral axis 10.
  • the current drain-source saturation is controlled by the modification of the current density in the channel 6 whereas in the TEGFETs with upper gates 50 or lower it is controlled by the uniform modification on the whole of the lateral axis 10 of the density of electrons from the two-dimensional electron gas.
  • a method for modulating the conductivity of channel 6 of TEGFET 1 according to the invention includes the step of applying a potential difference between source 4 and drain 3.
  • the method also includes the step of applying:
  • the potential, identical or different, applied between one or each of the side gates 5 and the source 4 can be zero or different from zero.
  • the step consisting in applying the same potential or a potential difference between the at least one side gate 5 and the source 4 and/or in applying the same potential or a potential difference between at least one side gate 5 and another side gate 5 has the effect of varying the potential in channel 6 along side axis 10.
  • the absence of an upper 50 or lower gate in the TEGFET according to the invention implies that the method for modulating the conductivity of the channel 6 does not include a step consisting in uniformly varying the density of the two-dimensional electron gas over the set of channel width I 6.
  • the two side gates 5 are made of a semiconductor material.
  • the two lateral gates 5 comprise metal atoms diffused in the semiconductor material.
  • the two lateral grids 5 are composed of a stack of a layer 22 of GaAs with a thickness of between 10 and 100 nm and a layer 21 of GaAlAs with a thickness of between 50 and 300nm.
  • the stack of GaAs/GaAlAs layers of the side gates 5 comprises diffused metal atoms.
  • Each of the side grids 5 extends along the stacking axis 8 from the outer upper metal layer 9, 91 beyond the channel 6 in the direction connecting the outer upper metal layer 9, 91 to the channel 6.
  • the diffused metal atoms extend in the stack of layers 21, 22 over a distance of between 100 and 300 nm from the upper outer metal layer 9 along the direction connecting the upper outer metal layer 9, 91 to the channel 6.
  • the side gates 5 according to the invention are made of semiconductor material comprising diffused metal atoms.
  • the lateral grids 5 according to the invention are not external layers but extend in the structure of the TEGFET 1 along the stacking axis 8. This has the advantage of improving the mechanical solidity of the grids. In addition, this also has the advantage of considerably increasing the potential applied before damaging the grids. Finally, this also makes it possible to extend the applied potential beyond the width I of the channel or channels 6 and thus to obtain an optimal and homogeneous electrical effect over the whole of the width I of the electron gas.
  • Drain 3 and source 4 extend along stacking axis 8 from, respectively, outer upper metal layer 9, 92 and outer upper metal layer 9, 93 beyond channel 6 in the direction connecting the upper outer metal layer 9, 92 to channel 6 and connecting the upper outer metal layer 9, 93 to channel 6.
  • the diffused metal atoms extend in the stack of layers 21, 22 over a distance of between 100 and 300 nm from, respectively, the upper outer metal layer 9, 92 and the upper outer metal layer 9, 93 beyond the channel 6 in the direction connecting the upper outer metal layer 9, 92 to the channel 6 and connecting the upper outer metal layer 9 , 93 to channel 6.
  • the upper outer metal layer 9, 91, 92, 93 as well as the diffused metal atoms are a eutectic which includes gold, germanium and nickel.
  • the TEGFET 1 comprises a dielectric 11 disposed between each of the side gates 5 and the channel 6.
  • the dielectric 11 is preferably arranged in the form of a recess 11. More preferably, the dielectric 11 contained in the recess 11 is a gas.
  • the gas is air.
  • the gas can be nitrogen or other gases with dielectric properties.
  • FIGS. 3a) and 3b) are presented, by way of nonlimiting examples, two possible configurations of the TEGFET 1 according to the invention.
  • the two-dimensional electron gas can be confined at:
  • the channel 6 is at the interface between two layers 21, 22 of different semiconductors.
  • the semiconductors constituting the layers 21, 22 have a different forbidden band width, called gap, but belong to the same group.
  • Channel 6 is therefore located in a layer of semiconductor, here layer 22, in which the electrons of the two-dimensional gas are confined and attached to the interface of the heterojunction.
  • channel 6 is located in layer 24 of a semiconductor with a small gap, for example a gap of less than 1 electronvolt (eV), deposited between two layers 23, 25 of a same wide-gap semiconductor, for example a gap greater than 1 eV.
  • a small gap for example a gap of less than 1 electronvolt (eV)
  • eV electronvolt
  • the channel plane is parallel to the plane along which extends the interface of the heterojunction or of the layer 24 of the small-gap semiconductor in the case of the quantum well.
  • Figure 4 is presented a configuration in which the TEGFET 1 comprises several channels 6.
  • the TEGFET 1 comprises 3 channels 6.
  • the channels are superimposed along the stacking axis 8.
  • the channel plans of each of the channels 6 are parallel to each other.
  • This setup is made possible by the use of the side grids 5 according to the invention. This configuration has the effect of allowing the current density to be increased.
  • FIG. 5 is presented a configuration in which one of the side gates of the TEGFET 1 is electrically connected to the source 4.
  • one of the side gates 5 and the source 4 are physically connected by the stack of layers 21, 22 and by the upper outer metal layer 9, 91, 93.
  • the source 4 and the side gate 5 connected to the source 4 are therefore at the same potential.
  • the diffused metal atoms extend into the part of the stack of layers 21, 22 connecting the side gate 5 connected to the source 4 and the source 4.
  • the manufacturing process includes a single annealing step to form, simultaneously in the same step, all of the ohmic contacts of TEGFET 1. These are the ohmic contacts between:
  • Each of the upper outer metallic layers 9, 91, 92, 93 is intended to form an electrical contact by which the TEGFET 1 will be connected to an external power supply.
  • the method may comprise the deposition, for example by evaporation, of the layers of metal 9, 91, 92, 93 on the upper external surface respectively of the drain 3, of the source 4 and of the side gates 5 .
  • the annealing temperature is between 300 and 450°C.
  • the duration of the annealing step is between 10 seconds and 3 minutes.
  • the annealing step induces diffusion or causes the metal atoms to diffuse from each of the upper outer metal layers 9, 91, 92, 93 into the semiconductor layer 21.
  • the time and the annealing temperature are chosen so that the metal atoms diffuse from each of the metal layers 9, 91, 92, 93 inside the semiconductor layers 21, 22.
  • the annealing step has the effect of forming an ohmic contact between the upper outer metal layers 9, 91, 92, 93 and the drain 3, the source 4 and, in particular, the side gates 5.
  • the diffusion of metal atoms from the upper outer metal layer 50 forming the upper outer metal gate 50 or lower is prohibited to avoid short-circuiting, and/or to avoid to lower the breakdown voltage and/or to limit leakage currents.
  • the method for manufacturing the TEGFET 1 according to the invention according to the invention comprises fewer steps and therefore saves time and energy.
  • FIGS. 10, 11 and 12 are presented the performances and characteristics of two different channel geometries 6 of the TEGFET 1 according to the invention as illustrated in FIG. 9.
  • channel 6 In the first geometry illustrated in FIG. 9a), called TEGFETa ) 1, channel 6 has a length of 730 ⁇ m between source 4 and drain 3 and a thickness of 10 ⁇ m between sides 7, 71 and 7, 72 of channel 6.
  • TEGFETb In the second geometry shown in Figure 9b) , called TEGFETb) 1, channel 6 has a length of 30 ⁇ m between source 4 and drain 3 and a thickness of 10 ⁇ m between sides 7, 71 and 7, 72 of channel 6.
  • the width and/or length of the channel 6 are limited only by the manufacturing process and the equipment used to manufacture the TEGFET 1. A length and/or width of the channel 6 can be several millimeters if the manufacturing process allows it.
  • Figure 10a shows the evolution of the drain-source current, denoted IDS, as a function of the drain-source voltage, denoted VDS, for different gate-source voltages, denoted VGS, at a temperature of 300 K for TEGFETb ) 1.
  • the potential difference is applied between one of the two side gates 5 and the source 4.
  • one of the side gates 5 is grounded and the other is biased.
  • GS is equal to zero
  • a saturation of IDS is still observed.
  • the side gates 5 are at the same potential as the source 4 which is connected to ground according to the embodiment.
  • IDS decreases and when VGS is positive IDS increases.
  • this configuration makes it possible to find the classic characteristics of a TEGFET.
  • FIG. 10b) is represented the evolution of the potential in channel 6 along the lateral axis 10 at the end of channel 6 located on the side of source 4, denoted VYS, as a function of VDS for a temperature of 300 K for TEGFETb) 1.
  • FIG. 10c) is represented the evolution of the potential in channel 6 along the lateral axis 10 at the end of channel 6 located on the drain 3 side, denoted VYD, as a function of DS for a temperature of 300 K for TEGFETb) 1.
  • the carrier density of the two-dimensional electron gas is in this case 2.4.10 11 .cnr 2 at 300 K and 1.1.10 n .cm' 2 at 1.5 K.
  • Figure 11 shows the evolution of the drain-source current, denoted IDS, as a function of the drain-source voltage, denoted VDS, for different gate-source voltages, denoted VGS, at a temperature of 300 K for TEGFETb) 2 comprising a doped layer 5 comprising Berylium atoms, having the role of acceptor, at a density of 4.10 10 .cnr 2 .
  • the doped layer 5 is located at a distance of 2 nm from the GaAs/GaAlAs interface.
  • the carrier density of the two-dimensional electron gas is in this case 2.7 ⁇ 10 11 ⁇ cnr 2 at 300 K and 1.25. 1G 11 . cm ⁇ 2 at 1.5 K.
  • Figure 12 shows the evolution of the drain-source current, denoted IDS, as a function of the drain-source voltage, denoted VDS, for different gate-source voltages, denoted VGS, at a temperature of 1.5 K for the TEGFETb) 2 comprising a doped layer 5 comprising Berylium atoms, having an acceptor role, at a density of 8 ⁇ 10 10 ⁇ cnr 2 .
  • the doped layer 5 is located at a distance of 2.5 nm of the GaAS/GaAIAs interface.
  • the insert in figure 12 illustrates the evolution of the drain-source current, denoted IDS, during a continuous variation, that is to say without interruption of the variation of the voltage, of the voltage VGS between -0 .5 Volts and +0.5 Volts then between +0.5 Volts and -0.5 Volts at a temperature of 1.5 K, with a two-dimensional electron gas carrier density of 6.10 10 .cnr 2 , and at a temperature of 300 K, with a two-dimensional electron gas carrier density of 1.6 ⁇ 10 11 .cm -2 .

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel, dit TEGFET, comprenant un drain (3), une source (4) et au moins un canal (6) compris dans une hétérostructure formée par un empilement d'au moins deux couches (21, 22) de semiconducteur. Le TEGFET comprend au moins deux grilles latérales (5) disposées de part et d'autre de l'au moins un canal et disposées, chacune, en vis-à-vis d'un côté de l'au moins un canal, ledit côté de l'au moins un canal comprend une plus petite dimension dudit au moins canal, dite épaisseur de l'au moins un canal, s'étendant selon un axe (8) selon lequel sont empilées les au moins deux couches de semiconducteur et s'étendant perpendiculairement à la longueur de l'au moins un canal. Le TEGFET ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus de l'au moins un canal par rapport à un axe perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain, ledit plan de canal étant perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal.

Description

DESCRIPTION
Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales
Domaine technique
La présente invention appartient au domaine technique des transistors à effet de champ de gaz d'électrons bidimensionnel, dits TEGFETs. Le principe de fonctionnement des transistors à effet de champ est de moduler le courant circulant entre la source et le drain en modifiant la tension appliquée entre la grille et la source du transistor. Dans le cas des TEGFETs, la modulation du courant source-drain est réalisée en modulant la densité électronique du gaz d'électrons bidimensionnels. Le gaz d'électrons bidimensionnel se trouve confiné dans un canal d'une hétérostructure.
Les TEGFETs présentent une haute vitesse de transport des électrons, ce qui rend leur utilisation pertinente dans les dispositifs hautes fréquences. En outre, les TEGFETs sont également utilisés pour des applications hautes puissances, par exemple dans les dispositifs ou composants à base de GaN.
L'invention se rapporte, en particulier mais de manière non limitative, aux transistors hautes fréquences. En particulier, l'invention est applicable à tous les types de TEGFETs existants et, en particulier mais de manière non limitante, au TEGFETs de type III-V et III-V-N.
Etat de la technique antérieure
Au vu des domaines d'applications précités des TEGFETS, leur fiabilité est un critère déterminant.
Le fonctionnement des TEGFETs de l'état de la technique consiste à dépléter le gaz d'électrons bidimensionnel sur toute la largeur du canal de sorte à modifier la densité et/ou la répartition géométrique de porteurs de charges dans le canal.
C'est en particulier le cas des transistors de taille nanométrique. Ce type de transistor présente un canal, par exemple un nanofil ou une nanostructure, dont la longueur du canal, située en regard de la ou des grilles, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée est typiquement de l'ordre de quelques centaines de nanomètres, généralement inférieure à 300 nm. La longueur du canal est dans ce cas inférieure, égale ou du même ordre de grandeur que le libre parcours moyen des électrons dans le canal, qui est généralement à température ambiante, de l'ordre d'une quarantaine de nanomètres dans l'Arséniure de gallium (GaAs), et de par exemple de l'ordre d'une centaine de nanomètres dans le Nitrure de gallium (GaN). Aussi, le transport des électrons dans le canal dans ce type de transistors est balistique et régit par la physique quantique.
Ce type de transistor de taille quantique ont, par conséquent, des puissances électriques réduites du fait de la taille nanométrique du canal.
La plupart des TEGFETs de l'état de la technique possèdent une grille supérieure, située verticalement au-dessus du canal, par rapport au plan formé par le gaz d'électrons bidimensionnel, qui permet de contrôler le courant source-drain en modulant la densité électronique du gaz bidimensionnel au moyen d'un champ électrique normal au gaz d'électrons bidimensionnel. L'application d'un champ électrique normal au gaz d'électrons bidimensionnel a pour effet de générer une déplétion du gaz d'électrons bidimensionnel sur l'ensemble de la largeur du canal, par appauvrissement ou en enrichissement en porteurs selon le type et/ou l'architecture de transistor à effet de champ, et ainsi modifier la conductivité du canal.
Les TEGFETs de l'état de l'art présentent plusieurs inconvénients parmi lesquels on trouve, à titre d'exemple non limitatifs, les courants de fuite de grille, les défauts d'interfaces et la fragilité de la grille.
Les courants de fuite de grille sont des indicateurs majeurs de l'état d'un dispositif. Ils permettent de révéler leur dégradation future. L'amélioration de la fiabilité nécessite un contrôle du courant de fuite qui est également à l'origine de bruits électroniques, « générations-recombinaisons » et bruit en 1/fréquence (f).
Les défauts d'interfaces s'entendent des défauts à l'interface semiconducteur- grille et/ou des défauts à l'interface diélectrique-grille quand un diélectrique a été déposé pour réduire le courant de fuite. Ces défauts participent à des processus d'effets de piégeages tels que la dispersion de la fréquence de transconductance, l'effondrement des caractéristiques de drain en courant continu, les transitoires de grille et de drain et la limitation de la puissance micro-ondes.
La fragilité de la grille vient, d'une part, de la fragilité de l'oxyde ou du cristal entre la grille et le gaz et, d'autre part, du fait que la grille est déposée en surface du semiconducteur sans être diffusée. Le fait qu'elle soit déposée simplement la rend très sensible à tout choc électrostatique. La présente invention vise à pallier, au moins en partie, les inconvénients des dispositifs de l'état de l'art.
Un but de l'invention est, en outre, de proposer un TEGFET :
- permettant de pallier les inconvénients des dispositifs de l'état de la technique, et/ou
- dont les caractéristiques courant tension sont fiables et reproductibles, et/ou
- présentant une courbe de saturation dans laquelle le courant drains-source IDS est quasi constant et/ou ne dépend pas ou dépend peu de la tension drain-source VDS, et/ou
- dans lequel le courant IDS varie de manière notable ou conséquente, pour une tension DS donnée, lorsque la tension de polarisation de grille VGS varie , de sorte qu'il est possible de piloter le TEGFET en faisant varier la tension GS, et/ou
- ne présentant pas ou peu de courant de fuite de grille, et/ou
- présentant des caractéristiques fiables et reproductibles sur une gamme de températures comprises entre 300 et 1.5 Kelvins, et/ou
- étant insensible ou peu sensible à l'environnement local et aux interférences, tels que, par exemple, les rayonnements électromagnétiques ou les rayonnements ionisants, et/ou
- utilisable pour les applications haute puissance.
Présentation de l'invention
A cet effet, il est proposé un transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel, dit TEGFET. Ledit TEGFET comprend un drain, une source et au moins un canal compris dans une hétérostructure formée par un empilement d'au moins deux couches de semiconducteur, de préférence au moins deux couches distinctes ou de composition différentes. L'au moins un canal relie, selon sa plus grande dimension, dite longueur de l'au moins un canal, la source et le drain.
Ledit TEGFET comprend au moins deux grilles latérales disposées de part et d'autre de l'au moins un canal et disposées, chacune, en vis-à-vis d'un côté de l'au moins un canal, lesdits côtés de l'au moins un canal comprennent, ou s'étendent selon, une plus petite dimension dudit au moins canal, dite épaisseur de l'au moins un canal, l'épaisseur s'étendant selon un axe selon lequel sont empilées les au moins deux couches de semiconducteur et s'étendant perpendiculairement à la longueur de l'au moins un canal. De préférence, le TEGFET ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus de l'au moins un canal par rapport à un axe perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain, ledit plan de canal étant perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal et/ou étant perpendiculaire à l'axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur et/ou étant parallèle à la longueur de l'au moins un canal.
De préférence, il est entendu par « côté de l'au moins un canal » une face ou une surface ou une interface. De préférence, le côté de l'au moins un canal s'étend ou comprend l'épaisseur et la longueur de l'au moins un canal.
De préférence, au moins une des grilles latérales est en vis-à-vis d'un côté de l'au moins un canal qui est opposé au côté en vis-à-vis duquel au moins une autre des grilles latérales est en vis-à-vis.
De préférence, la source et le drain sont compris dans ou appartiennent à une même couche du TEGFET. De préférence, la couche comprenant le drain et la source comprend, en outre, l'au moins un canal.
De préférence, la conductivité de l'au moins un canal et/ou la densité d'électrons du gaz bidimensionnel est modulée et/ou contrôlée, de préférence uniquement, par l'au moins deux grilles latérales.
De préférence, les au moins deux grilles latérales sont agencées pour moduler et/ou contrôler la conductivité de l'au moins un canal et/ou la densité d'électrons du gaz bidimensionnel.
De préférence, le TEGFET ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus du canal pour moduler et/ou contrôler la conductivité de l'au moins un canal et/ou la densité d'électrons du gaz bidimensionnel.
De préférence, le gaz bidimensionnel d'électrons est compris et confiné dans l'au moins un canal. De préférence, le plan de canal est parallèle au plan selon lequel s'étend le gaz bidimensionnel.
De préférence, le gaz d'électrons bidimensionnel s'étend entre une interface, s'étendant selon un plan parallèle à l'axe d'empilement, de préférence perpendiculaire au plan de canal, entre la source et l'empilement des au moins deux couches de semiconducteur et une interface, s'étendant selon un plan parallèle à l'axe d'empilement, de préférence perpendiculaire au plan de canal, entre le drain et l'empilement des au moins deux couches de semiconducteur. De préférence, le gaz d'électrons bidimensionnel ne s'étend pas dans la source ni dans le drain.
De préférence, le canal s'étend, jusqu'à la source et au drain. De préférence, la longueur de l'au moins un canal correspond à la plus grande dimension de l'au moins un canal et/ou à la plus grande distance séparant deux extrémités, de préférence opposées, de l'au moins un canal.
Il peut être entendu par plan de canal un plan perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal.
De préférence, l'épaisseur de l'au moins un canal présente une dimension inférieure à la longueur et à la largeur de l'au moins un canal. L'épaisseur de l'au moins un canal peut être définie comme la plus petite dimension de l'au moins un canal et/ou comme la plus petite distance séparant deux faces, de préférence opposées, de l'au moins un canal.
Le TEGFET peut comprendre un nombre pair de grilles latérales. Le TEGFET peut comprendre plus de deux grilles latérales. Le TEGFET peut comprendre une succession de grilles latérales adjacentes, s'étendant selon l'axe reliant la source au drain, disposées de part et d'autre de l'au moins un canal. Deux grilles latérales adjacentes de la succession de grilles latérales peuvent être séparées par une tranchée ou un évidement. Les grilles latérales, de la succession de grilles latérales, peuvent être alignées, deux à deux, selon un axe perpendiculaire à l'axe reliant la source au drain et perpendiculaire à l'axe d'empilement.
De préférence, le l'au moins un canal comprend deux côtés opposés, de préférence encore deux côtés parallèles.
De préférence, l'au moins un canal présente une largeur s'étendant selon un axe reliant les deux côtés de l'au moins au canal.
De préférence, la largeur de l'au moins un canal s'étend selon un axe compris dans le plan de canal et/ou selon un axe qui est perpendiculaire à l'axe reliant le drain à la source et/ou selon un axe perpendiculaire à la longueur de l'au moins un canal et/ou selon un axe perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal.
De préférence, la largeur de l'au moins un canal présente une dimension inférieure à la longueur de l'au moins un canal.
De préférence, le TEGFET comprend deux grilles latérales distinctes l'une de l'autre. De préférence encore, chacune des deux grilles latérales est indépendante, en particulier de l'autre des deux grilles latérales. De manière davantage préférée, les deux grilles latérales n'ont aucune portion commune. De préférence, les deux grilles latérales sont symétriques. De préférence, les deux grilles latérales sont symétriques par rapport à l'au moins un canal.
De préférence, les deux grilles latérales sont réalisées ou comprennent ou sont constituées d'un matériau semiconducteur. De préférence, le matériau semiconducteur comprend des atomes métalliques, de préférence des atomes métalliques diffusés. De préférence, le matériau semiconducteur, ou la portion ou partie du matériau semiconducteur, comprenant les atomes métalliques diffusés constitue un contact ohmique.
De préférence, les deux grilles latérales et le canal sont des éléments ou composants ou structures ou couches ou matériaux physiquement et/ou spatialement distincts.
De préférence, les deux grilles latérales sont disposées, latéralement, de part et d'autre de l'au moins un canal par rapport à l'axe reliant la source et le drain.
De préférence, les deux grilles latérales s'étendent principalement selon un plan selon lequel s'étend principalement l'au moins un canal.
Le TEGFET peut comprendre un unique canal.
De préférence, le TEGFET peut comprendre deux canaux, de préférence encore trois canaux, de manière préférée quatre canaux et de manière davantage préférée cinq canaux. De préférence, les plans de canal des canaux du TEGFET sont parallèles entre eux. De préférence, les canaux du TEGFET forment un empilement selon l'axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur.
De préférence, la face d'une des deux grilles latérales située du côté de l'au moins un canal est parallèle à la face de l'autre des deux grilles latérales située du côté de l'au moins un canal.
De préférence, la largeur de la face de chacune des grilles latérales située du côté de l'au moins un canal correspond ou est égale ou, est de préférence est supérieure, à l'épaisseur de l'au moins un canal.
La longueur de la face, située du côté de l'au moins un canal, de chacune des grilles latérales peut être définie comme la plus grande dimension de ladite face et/ou comme la plus grande distance séparant deux extrémités, de préférence opposées, de ladite face.
De préférence, la largeur de la face, située du côté de l'au moins un canal, de chacune des grilles latérales présente une dimension inférieure à la longueur de ladite face. La largeur de la face, située du côté de l'au moins un canal, de chacune des grilles latérales peut être définie comme la plus petite dimension de ladite face et/ou comme la plus petite distance séparant deux extrémités, de préférence opposées, de ladite face.
De préférence, aucune des grilles latérales, parmi les au moins deux grilles latérales, n'est en contact, ni ne présente de partie commune ou d'interface commune avec le drain et la source.
Une plus grande dimension des au moins deux grilles latérales peut s'étendre principalement perpendiculairement ou parallèlement à l'axe reliant la grille et le drain.
De préférence, la conductivité de l'au moins un canal est modulée et/ou contrôlée sur une portion ou partie de l'au moins un canal. De préférence, la conductivité de l'au moins un canal est modulée et/ou contrôlée sur une tranche de l'au moins un canal. De préférence encore, la tranche de l'au moins un canal dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée correspond à une portion ou partie de l'au moins un canal s'étendant sur une partie seulement de la largeur et/ou sur toute la longueur et/ou sur toute l'épaisseur de l'au moins un canal.
De préférence, la tranche de l'au moins un canal dans laquelle la conductivité de l'au moins un canal est modulée et/ou contrôlée correspond à une portion ou partie de l'au moins un canal s'étendant sur une partie ou portion de la longueur de l'au moins un canal. Il peut être entendu par « une partie de la longueur de l'au moins un canal », une distance, selon l'axe reliant la source et le drain ou selon l'axe de la longueur de l'au moins un canal, inférieure ou égale à la longueur de l'au moins un canal. De manière davantage préférée, la distance ou dimension, selon l'axe reliant la source et le drain, de la tranche de l'au moins un canal dans laquelle la conductivité du canal est modulée et/ou contrôlée est égale à la longueur de la face d'une grille latérale, parmi les au moins deux grilles latérales, située du côté de l'au moins un canal ou à la longueur de la face de chacune des grilles latérales située du côté de l'au moins un canal.
La portion ou la partie de l'au moins un canal dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée peut être définie comme la portion ou la partie du TEGFET permettant de commander, de manière contrôlée, le blocage et/ou la circulation, de préférence contrôlée, de porteurs entre le drain et la source.
La largeur de l'au moins un canal peut varier le long de l'axe reliant la source au drain. De préférence, le terme latéral ou latéralement définit ou désigne une position ou un emplacement relativement à l'axe reliant le drain à la source.
De préférence, il peut être entendu par axe latéral un axe qui est compris dans le plan de canal et qui est perpendiculaire à l'axe reliant la source et le drain et qui est perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal.
De préférence, les au moins deux grilles latérales s'étendent, selon l'axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur ou selon un axe perpendiculaire au plan de canal, de part et d'autre de chaque canal, parmi l'au moins un canal. De préférence, les au moins deux grilles latérales s'étendent, selon l'axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur ou selon un axe perpendiculaire au plan de canal, depuis une surface externe du TEGFET vers l'au moins un canal. De préférence, les au moins deux grilles latérales s'étendent, selon l'axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur et selon la direction reliant la surface supérieure externe des au moins deux grilles latérales à l'au moins un canal, au-delà de chaque canal, parmi l'au moins un canal.
De préférence, aucune des grilles latérales n'est en contact ni ne présente de partie commune ou d'interface commune avec l'au moins un canal.
De préférence, le TEGFET est agencé, de préférence encore les au moins deux grilles latérales sont agencées pour moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal selon un axe, dit latéral, compris dans le plan de canal et perpendiculaire à l'axe reliant la source et le drain. De préférence, le TEGFET est agencé pour, de préférence encore les au moins deux grilles latérales sont agencées pour moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal selon l'axe latéral par polarisation des au moins deux grilles latérales par rapport à la source.
De préférence, la modulation et/ou la modification et/ou la variation latérale du potentiel dans l'au moins un canal a pour effet de modifier, de préférence sur une ou plusieurs portions ou parties de la largeur de l'au moins un canal, le potentiel et/ou de créer un gradient de potentiel latéralement dans l'au moins un canal.
De préférence, la modulation et/ou la modification et/ou la variation latérale du potentiel dans l'au moins un canal a pour effet de moduler ou modifier ou faire varier dans l'au moins un canal, selon l'axe latéral, la densité d'électrons du gaz bidimensionnel et/ou la densité de courant drain-source et/ou le courant de saturation.
De préférence, comme pour les FETs de l'état de l'art, le TEGFET selon l'invention est agencé pour que le potentiel dans l'au moins un canal varie le long de l'axe du canal.
En outre, de préférence, selon l'invention, le TEGFET, de préférence les au moins deux grilles latérales, sont agencés pour que le potentiel soit maximum au centre de l'au moins un canal, lorsque les deux grilles sont à un même potentiel par rapport à la source. De préférence, selon l'invention, le TEGFET, de préférence les au moins deux grilles latérales, sont agencés pour que le potentiel soit nul sur un ou sur chacun des deux côtés de l'au moins un canal, lorsque l'une ou les deux grilles sont au même potentiel que la source.
De préférence, le TEGFET comprend un diélectrique disposé entre chacune des grilles latérales, parmi les au moins deux grilles latérales, et l'au moins un canal ou séparant chacune des grilles latérales de l'au moins un canal.
De préférence, il est entendu par diélectrique un corps ou un milieu présentant des propriétés diélectriques. L'effet du diélectrique est d'isoler les grilles latérales de l'au moins un canal.
De préférence encore, l'absence de contact ou de partie commune ou d'interface commune entre l'au moins un grille latérale et l'au moins un canal, de préférence encore le diélectrique disposé entre chacune des deux grilles latérales et l'au moins un canal, contribue et/ou a pour effet et/ou permet de moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal selon l'axe latéral.
De préférence, le TEGFET comprend une interface entre l'au moins un canal et le diélectrique qui est en vis-à-vis ou en regard ou successive ou consécutive, de préférence directement consécutive, d'une interface entre le diélectrique et une, plusieurs ou, de préférence chacune, des grilles latérales parmi les au moins deux grilles latérales.
De préférence, l'interface entre l'au moins un canal et le diélectrique et, respectivement, l'interface entre l'au moins un canal et une grille latérale considérée parmi les au moins deux grilles latérales est une paroi ou une face ou un côté ou une surface de l'au moins un canal et, respectivement, une paroi ou une face ou un côté ou une surface de la grille latérale considérée. L'interface entre l'au moins un canal et le diélectrique et, respectivement, l'interface entre l'au moins un canal et une grille latérale considérée parmi les au moins deux grilles latérales peut être une paroi commune ou une face commune ou un côté commun ou une surface commune entre l'au moins un canal et le diélectrique et, respectivement, entre l'au moins un canal et la grille latérale considérée.
De préférence, le diélectrique est agencé sous forme d'une tranchée ou d'un évidement.
De préférence, le diélectrique est constitué par un évidement.
De préférence, l'évidement constitue un volume s'étendant entre une grille latérale considérée parmi les au moins deux grilles latérales et l'au moins un canal.
De préférence, l'évidement est délimité latéralement, selon un axe parallèle à la largeur de l'au moins un canal, par une face ou surface de l'au moins un canal située en vis-à-vis ou en regard de la face d'une grille latérale considérée parmi les au moins deux grilles latérales et la face, située du côté de l'au moins un canal, de la grille latérale considérée. Dans ce cas, de préférence, l'interface entre l'au moins un canal et le diélectrique est formée par la face de l'au moins un canal en vis-à-vis de la face de la grille latérale considérée. De préférence encore, dans ce cas, l'interface entre le diélectrique et la grille latérale considérée est formée par la face, située du côté de l'au moins un canal, de la grille latérale considérée.
De préférence, l'évidement comprend ou contient un gaz.
Autrement dit, le diélectrique peut être un gaz.
Le gaz contenu ou compris dans l'évidement peut être de l'air.
De préférence, l'évidement ne comprend pas ou n'est pas constituée ou ne contient pas de matière solide.
De préférence, les au moins deux grilles latérales, de préférence encore chacune des grilles latérales, comprend et/ou est constituée et/ou est formée et/ou sont composées d'un ou de plusieurs matériaux semiconducteurs ou d'une couche d'un ou de plusieurs matériaux semiconducteurs.
De préférence, les au moins deux grilles latérales, de préférence encore chacune des grilles latérales, comprend et/ou est constituée et/ou est formée et/ou est composée de matériaux semiconducteurs ou d'un empilement de couches de matériau semiconducteur. De préférence, le ou les matériaux semiconducteur composant les au moins deux grilles latérales comprend des atomes de métal diffusés dans le ou les matériaux semiconducteurs, de préférence comprend des atomes de métal ayant diffusés dans le ou les matériaux semiconducteurs.
De préférence, le drain, la source et les au moins deux grilles latérales comprennent, chacun, une couche de métal formant un contact électrique distinct. De préférence, la couche de métal du drain, la couche de métal de la source et la couche de métal des au moins deux grilles latérales sont respectivement situées sur une surface supérieure externe du drain, de la source et des au moins deux grilles latérales. De préférence, les couches de métal et les surfaces supérieures externes du drain, de la source et des au moins deux grilles latérales constituent, au moins en partie, de préférence en partie seulement, une surface supérieure externe du TEG- FET.
De préférence, la couche de métal présente une épaisseur de 10 à 500 nm. De préférence, la couche de métal comprend et/ou est composée d'un eutectique. De préférence, l'eutectique comprend et/ou est composé d'or, de germanium et de nickel.
De préférence, le TEGFET selon l'invention, est agencé et/ou apte à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel de l'au moins un canal le long de l'axe latéral. De préférence, le TEGFET selon l'invention, est agencé et/ou apte à moduler et/ou modifier et/ou faire varier la densité d'électrons du gaz bidimensionnel et/ou de la densité de courant du gaz d'électron bidimensionnel le long de l'axe latéral, de préférence encore sur une partie, de préférence sur une partie seulement, de la largeur de l'au moins un canal. De préférence, le TEGFET selon l'invention, n'est pas agencé ni apte à appliquer un potentiel constant sur toute la largeur de l'au moins un canal. De préférence, le TEGFET selon l'invention, n'est pas agencé ni apte à faire varier la densité d'électrons du gaz bidimensionnel et/ou de la densité de courant, de manière uniforme, sur toute la largeur de l'au moins un canal.
De préférence, les au moins deux grilles latérales, de préférence encore chacune des grilles latérales, est agencée pour moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel de l'au moins un canal le long de l'axe latéral. De préférence, les au moins deux grilles latérales, de préférence encore chacune des grilles latérales, sont agencées et/ou aptes à moduler et/ou modifier et/ou faire varier la densité d'électrons du gaz d'électron bidimensionnel, de préférence de manière non uniforme, sur la largeur de l'au moins un canal. De préférence, le TEGFET selon l'invention, n'est pas agencé ni apte à appliquer un potentiel constant sur toute la largeur de l'au moins un canal. De préférence, les au moins deux grilles latérales, de préférence encore chacune des grilles latérales, n'est pas agencée ni apte à générer une déplétion du gaz d'électron bidimensionnel et/ou la densité du courant, de manière uniforme, sur toute la largeur de l'au moins un canal.
De préférence, le TEGFET selon l'invention, de préférence les deux grilles latérales, de préférence encore l'agencement des deux grilles latérales, n'est pas agencé et/ou n'est pas apte à transformer le gaz d'électrons bidimensionnel en gaz d'électrons monodimensionnel.
De préférence, et contrairement au FET de l'état de l'art de taille nanométrique dans lesquels le fonctionnement consiste à dépléter de ses électrons le canal, de manière uniforme sur toute la largeur du canal, pour moduler la conductivité du canal, le TEGFET selon l'invention ne génère pas une déplétion du gaz d'électron bidimensionnel, de manière uniforme, sur toute la largeur de l'au moins un canal, mais génère par contre une modulation non uniforme de la densité d'électrons et du courant sur toute la largeur de l'au moins un canal.
A cet effet, de préférence :
- un ratio entre la largeur de l'au moins un canal et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, et/ou
- un ratio entre une longueur de la tranche de l'au moins un canal, située en regard des au moins deux grilles latérales, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée, et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, et/ou
- un ratio entre une longueur, de préférence une longueur minimale si la longueur varie, des au moins deux grilles latérales et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, est supérieur à 10, de préférence à 25, de préférence encore à 50, de manière préférée à 60, de manière encore préférée à 70, de manière davantage préférée à 80, de manière encore davantage préférée à 90 et de manière particulièrement avantageuse à 100. De préférence, il est entendu par longueur des au moins deux grilles latérales la dimension des au moins deux grilles latérales selon une direction parallèle à la longueur de l'au moins un canal.
Aussi, la largeur de l'au moins un canal et/ou la longueur de la tranche de l'au moins un canal, située en regard des au moins deux grilles latérales, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée, et/ou la longueur des au moins deux grilles latérales est, de préférence, supérieure à 0,5 pm, de préférence encore à 1,25 pm, de manière préférée à 2,5 pm, de manière encore préférée à 3 pm, de manière davantage préférée à 3,5 pm, de manière encore davantage préférée à 4 pm, de manière particulièrement avantageuse à 4,5 pm et de manière préférée entre toutes à 5 pm.
Ainsi, et contrairement au FET de l'état de l'art de taille nanométrique, le transport des électrons dans l'au moins un canal du TEGFET selon l'invention est de type diffusif, c'est-à-dire que les électrons subissent des chocs inélastiques et leur déplacement est contrôlé par le libre parcours moyen des électrons. Toutefois, les inventeurs ont observé que l'au moins un canal de taille micrométrique selon l'invention permet de mettre en œuvre des TEGFETs. En outre, et de manière surprenante, les TEGFETs selon l'invention présentent des caractéristiques équivalentes voir supérieures aux TEGFETs de taille nanométriques de l'état de l'art (qui eux fonctionnent avec un transport balistique des électrons dans le canal).
De préférence :
- le ratio entre la largeur de l'au moins un canal et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, et/ou
- le ratio entre la longueur de la tranche de l'au moins un canal, située en regard des au moins deux grilles latérales, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée, et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, et/ou
- le ratio entre la longueur des au moins deux grilles latérales et le libre parcours moyen des électrons dans l'au moins un canal, a pour effet que le potentiel et/ou la conductivité du gaz d'électrons varie, de manière non uniforme, selon la largeur de l'au moins un canal. Ainsi, selon l'invention, on observe une équipotentielle sur les côtés de l'au moins un canal, c'est-à-dire sur les bords latéraux de l'au moins un canal, dans lequel le courant drain-source est nul, ou quasi-nul. On observe également que le courant drain-source circule principalement dans la partie ou portion centrale de l'au moins un canal. En outre, la largeur de l'au moins un canal, à l'échelle au moins du micromètre, selon l'invention, a également pour effet d'augmenter la puissance électrique du TEGFET.
De préférence, une des grilles latérales peut être électriquement connectée à la source.
De préférence, la connexion électrique d'une des grilles latérales à la source permet que la grille latérale connectée à la source présente le même potentiel que celui de la source.
Selon l'invention, il est également proposé un procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal d'un transistor à effet de champ à gaz d'électron bidimensionnel, dit TEGFET. Le procédé comprend l'étape consistant à appliquer une différence de potentiel entre une source et un drain du TEGFET. Le procédé comprend, en outre, l'étape consistant à appliquer :
- une même différence de potentiel entre au moins une grilles latérales du TEGFET, par exemple une première grille latérale, parmi au moins deux grilles latérales disposées latéralement de part et d'autre de l'au moins un canal du TEGFET, et la source du TEGFET, et/ou
- un même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source du TEGFET, et/ou
- une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales du TEGFET, par exemple une seconde ou deuxième grille latérale, disposées latéralement de part et d'autre de l'au moins un canal du TEGFET, ou entre chacune des grilles latérales du TEGFET, et la source du TEGFET.
L'au moins un canal relie, selon une plus grande dimension de l'au moins un canal, dite longueur de l'au moins un canal, la source et le drain du TEGFET.
Le TEGFET ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus de l'au moins un canal par rapport é un axe perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain. Le plan de canal est perpendiculaire à une plus petite dimension de l'au moins canal, dite épaisseur de l'au moins un canal, s'étendant :
- selon un axe selon lequel sont empilées au moins deux couches de semiconducteur formant une hétérostructure dans laquelle est comprise l'au moins un canal, et
- perpendiculairement à la longueur de l'au moins un canal.
L'étape consistant à appliquer le même potentiel ou une différence de potentiel entre les au moins deux grilles latérales et la source et/ou à appliquer un même potentiel ou une différence de potentiel entre au moins une grille latérale et au moins une autre grille latérale peut consister à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel de la source et/ou du potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel d'au moins une autre grille latérale.
De préférence, le procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal d'un TEGFET ne comprend pas d'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal et/ou la densité d'électron du gaz bidimensionnel et/ou de la densité de courant, de manière uniforme, sur l'ensemble de la largeur de l'au moins un canal.
De préférence, le procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal d'un TEGFET ne comprend pas d'étape consistant à appliquer un potentiel constant sur toute la largeur de l'au moins un canal.
De préférence, le procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal comprend l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel et/ou la conductivité dans l'au moins un canal selon un axe, dit latéral, compris dans le plan de canal et perpendiculaire à l'axe reliant la source et le drain, par application d'une même différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales et la source et/ou par application du même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source et/ou par application d'une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales, ou entre chacune des grilles latérales, et la source.
L'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier, le long de l'axe latéral, le potentiel électrostatique dans l'au moins un canal peut comprendre, en outre, l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel des au moins deux grilles latérales par rapport au potentiel de la source et/ou le potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel d'au moins une autre grille latérale. L'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel des au moins deux grilles latérales par rapport au potentiel de la source et/ou le potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel d'au moins une autre grille latérale peut entrainer ou avoir pour effet de moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel électrostatique dans l'au moins un canal selon l'axe latéral.
De préférence, l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou à faire varier, spatialement selon l'axe latéral, le potentiel électrostatique dans l'au moins un canal, a pour effet de moduler et/ou modifier et/ou faire varier le courant drain-source et/ou le courant de saturation du TEGFET.
Le procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal peut comprendre l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal et/ou la conductivité du gaz d'électron bidimensionnel, de manière non uniforme, selon la largeur de l'au moins un canal, de préférence sur seulement une partie d'une largeur de l'au moins un canal, et/ou la largeur de l'au moins un canal s'étend selon un axe perpendiculaire à la longueur de l'au moins un canal et perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal, par application d'une même différence de potentiel entre au moins une grille latérale et la source et/ou par application du même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source et/ou par application d'une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales, ou entre chacune des grilles latérales, et la source.
L'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier la densité d'électron du gaz bidimensionnel sur seulement une partie d'une largeur de l'au moins un canal peut comprendre, en outre, l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel des au moins deux grilles latérales par rapport au potentiel de la source et/ou le potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel d'au moins une autre grille latérale.
L'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel des au moins deux grilles latérales par rapport au potentiel de la source et/ou le potentiel d'au moins une grille latérale par rapport au potentiel d'au moins une autre grille latérale peut entrainer ou avoir pour effet de moduler et/ou modifier et/ou faire varier la densité d'électron du gaz bidimensionnel sur seulement une partie de la largeur de l'au moins un canal. De préférence, le procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal ne comprend pas d'étape consistant à transformer le gaz d'électrons bidimensionnel en gaz d'électrons monodimensionnel.
Le procédé de modulation de la conductivité d'un canal d'un TEGFET selon l'invention est, de préférence, mis en œuvre par le TEGFET selon l'invention. De préférence, le TEGFET selon l'invention est particulièrement adapté, de préférence encore spécialement conçu, pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention. De préférence, le procédé selon l'invention est particulièrement adapté, de préférence encore spécialement conçu, pour être mis en œuvre par le TEGFET selon l'invention. Ainsi, toute caractéristique du procédé de modulation de la conductivité d'un canal d'un TEGFET selon l'invention peut être intégrée dans le TEGFET selon l'invention et inversement.
Selon l'invention, il est également proposé un procédé de fabrication d'un TEGFET, de préférence du TEGFET selon l'invention. Le procédé de fabrication comprend une unique étape de recuit pour former, simultanément en une même étape, des contacts ohmiques distincts entre :
- une première couche de métal, destinée à former un contact électrique, et un drain du TEGFET, et
- une deuxième couche de métal, destinée à former un contact électrique, et une source du TEGFET, et
- une troisième couche de métal, destinée à former un contact électrique, et au moins deux grilles latérales du TEGFET, disposées latéralement de part et d'autre d'au moins un canal du TEGFET.
De préférence, les première, deuxième et troisième couches de métal sont des couches externes supérieures. De préférence, les première, deuxième et troisième couches de métal sont disposées sur une couche supérieure d'un empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs, formant une hétérostructure dans laquelle est comprise l'au moins un canal, destinées à former le drain, la source et les au moins deux grilles latérales.
De préférence, l'unique étape de recuit du procédé selon l'invention consiste, en outre, à former, simultanément en une même étape, le drain, la source et les au moins deux grilles latérales par diffusion d'atomes de métal, de préférence selon un axe d'empilement des au moins deux couches de matériaux semiconducteurs :
- de la première couche de métal dans l'empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs, et
- de la deuxième couche de métal dans l'empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs, et
- de la troisième couche de métal, dans l'empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs.
L'étape de recuit peut être définie comme une unique étape consistant à former, simultanément et en une même étape, les contacts ohmiques.
De préférence, les première, deuxième et troisième couches de métal sont des couches distinctes et indépendantes.
De préférence, les atomes de métal des couches de métal diffusent à l'intérieur de l'empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs formant le drain, la source et, en particulier, les au moins deux grilles latérales d'une distance supérieure à 50 nm, de préférence à 100 nm, de préférence encore à 150 nm, de manière davantage préférée à 200 nm, de manière encore davantage préférée à 250 nm et/ou d'une distance inférieure à 400 nm, de préférence encore à 350 nm et de manière davantage préférée à 300 nm. De préférence, les atomes de métal des couches de métal diffusent depuis une surface externe supérieure du drain, de la source et, en particulier, de chacune des au moins deux grilles latérales et selon un axe d'empilement des au moins deux couches de semiconducteur.
De préférence, les atomes de métal des couches de métal diffusent, depuis la surface externe supérieure du drain, de la source et, en particulier des au moins deux grilles latérales, à l'intérieur de l'empilement d'au moins deux couches de matériaux semiconducteurs d'une distance au moins égale ou supérieure à une distance séparant :
- la surface externe supérieure de la couche supérieure de l'empilement d'au moins deux couches de semiconducteur, et
- le canal.
De préférence, la distance séparant la surface externe supérieure de la couche supérieure de l'empilement d'au moins deux couches de semiconducteur et le canal est parallèle à l'axe d'empilement et/ou perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain. Le TEGFET selon l'invention est, de préférence, mis en œuvre par le procédé de fabrication selon l'invention. De préférence, le procédé de fabrication selon l'invention est particulièrement adapté, de préférence encore spécialement conçu, pour mettre en œuvre le TEGFET selon l'invention. Ainsi, toute caractéristique du procédé de fabrication selon l'invention peut être intégrée dans le TEGFET selon l'invention et inversement.
Description des figures
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
[Fig. 1] la FIGURE la) est une représentation schématique en vue de biais d'un TEGFET de l'état de l'art et la FIGURE lb) est une représentation schématique en vue de dessus d'un TEGFET de l'état de l'art,
[Fig. 2] la FIGURE 2a) est une représentation schématique en vue de biais d'un mode de réalisation d'un TEGFET selon l'invention et la FIGURE 2b) est une représentation schématique en vue de dessus du mode de réalisation du TEGFET selon l'invention illustré sur la FIGURE 2a),
[Fig. 3] les FIGURES 3a) et 3b) sont des représentations schématiques en vue de côté de deux modes de réalisation d'un TEGFET selon l'invention,
[Fig. 4] la FIGURE 4 est une représentation schématique en vue de côté d'un mode de réalisation d'un TEGFET à multiples canaux selon l'invention,
[Fig. 5] la FIGURE 5 est une représentation schématique en vue de dessus d'un mode de réalisation d'un TEGFET dans lequel une grille latérale est électriquement connectée à la source,
[Fig. 6] la FIGURE 6a) est une représentation schématique en vue de biais du canal d'un TEGFET de l'état de l'art en l'absence de polarisation de la grille supérieure, la FIGURE 6b) est une représentation schématique en vue de biais du canal d'un TEGFET de l'état de l'art en présence d'une polarisation de la grille supérieure et la FIGURE 6c) est un graphique illustrant l'évolution du potentiel drain-source dans le canal selon l'axe latéral d'un TEGFET de l'état de l'art en présence d'une polarisation de la grille supérieure,
[Fig. 7] la FIGURE 7 la FIGURE 7a) est une représentation schématique en vue de biais du canal d'un TEGFET selon l'invention en l'absence de polarisation de la ou des grilles latérales, la FIGURE 7b) est une représentation schématique en vue de biais du canal d'un TEGFET selon l'invention en présence d'une polarisation de la ou des grilles latérales et la FIGURE 7c) est un graphique illustrant l'évolution du potentiel drain-source dans le canal selon l'axe latéral d'un TEGFET selon l'invention en présence d'une polarisation de la ou des grilles supérieures,
[Fig. 8] les FIGURES 8a) et 8b) sont des représentations schématiques en vue de biais d'un TEGFET selon l'invention, respectivement, avant l'étape de recuit et après l'étape de recuit, [Fig. 9] les FIGURES 9a) et 9b) sont des représentations schématiques en vue de dessus d'un TEGFET selon l'invention présentant deux géométries de canal différentes,
[Fig. 10] la FIGURE 10a) est un graphique illustrant l'évolution du courant drain- source en fonction de la tension drain-source pour différentes tensions grilles-source à une température de 300 K du TEGFET illustré sur la FIGURE 9a), la FIGURE 10b) est un graphique illustrant l'évolution du potentiel dans le canal selon l'axe latéral à l'extrémité du canal située du côté de la source en fonction de la tension drain-source pour une température de 300 K du TEGFET illustré sur la FIGURE 9b) et la FIGURE 10c) est un graphique illustrant l'évolution du potentiel dans le canal selon l'axe latéral à l'extrémité du canal située du côté du drain en fonction de la tension drain- source pour une température de 300 K du TEGFET illustré sur la FIGURE 9b),
[Fig. 11] la FIGURE 11 est un graphique illustrant l'évolution du courant drain-source en fonction de la tension drain-source pour différentes tensions grilles-source à une température de 300 K du TEGFET illustré sur la FIGURE 9b) comprenant une couche dopée 5, située à une distance de 2 nm de l'interface GaAS/GaAlAs du TEGFET, comprenant des atomes de Berylium, ayant un rôle d'accepteur, à une densité de 4.10'10.cnr2,
[Fig.12] la FIGURE 12 est un graphique illustrant l'évolution du courant drain-source en fonction de la tension drain-source pour différentes tensions grilles-source à une température de 1,5 K du TEGFET illustré sur la FIGURE 9b) comprenant une couche dopée 5, située à une distance de 2,5 nm de l'interface GaAS/GaAlAs du TEGFET, comprenant des atomes de Berylium, ayant un rôle d'accepteur, à une densité de 8.10'10.cnr2.
Description des modes de réalisation
Les modes de réalisation décrits ci-après étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres caractéristiques décrites (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
En référence à la figure 1 est illustré un TEGFET classique de l'état de la technique. Ce TEGFET comprend un empilement d'au moins deux couches 21, 22 de semiconducteur, un drain 3, une source 4, un canal 6 et une grille métallique externe supérieure 50 formée d'une couche de métal.
De nombreux TEGFETs de l'état de la technique comprennent une grille faite d'un métal déposé sur la couche semiconductrice 21 (communément appelé grille Schottky) sans diffusion depuis la grille métallique externe supérieure 50 vers la couche 21 et le canal 6. D'autres TEGFETs de l'état de la technique comprennent un diélectrique pour isoler électriquement la grille métallique externe supérieure 50 de la couche 21 et du canal 6.
En référence aux figures 2 et 3, il est présenté un mode de réalisation du TEGFET 1 selon l'invention. Le TEGFET 1 selon le mode de réalisation comprend un drain 3, une source 4 et au moins un canal 6, un unique canal 6 sur le mode réalisation présenté, compris dans une hétérostructure formée par un empilement d'au moins deux couches 21, 22 de semiconducteur. Le canal 6 relie, selon sa longueur notée L, qui est sa plus grande dimension, la source 4 et le drain 3.
Le TEGFET 1 comprend au moins deux grilles latérales 5 disposées chacune d'un côté opposé de l'au moins un canal 6. Selon le mode de réalisation présenté, le TEGFET 1 comprend deux grilles latérales 5 disposées de part et d'autres du canal 6. Chacune des grilles latérales 5 est en vis-à-vis d'un côté latéral 7, 71, 72 différent du canal 6 parmi deux côtés latéraux 7, 71, 72 du canal 6. Le côté 7, 71, 72 du canal 6 comprend l'épaisseur, notée e, du canal 6 qui est la plus petite dimension du canal 6. L'épaisseur e du canal 6 s'étend selon un axe d'empilement 8 des au moins deux couches 21, 22 de semiconducteur et s'étend perpendiculairement à la longueur L du canal 6. Le côté 7, 71, 72 du canal 6 comprend également la longueur L du canal 6. Le côté 7, 71, 72 du canal 6 est une surface ou une interface qui s'étend selon la longueur L du canal 6 et selon l'épaisseur e du canal 6.
Le TEGFET 1 ne comprend pas de grille inférieure positionnée en dessous ou de grille supérieure 50 positionnée au-dessus du canal 6 par rapport à un axe 8 perpendiculaire au plan de canal selon lequel s'étend le canal 6. Le plan de canal est perpendiculaire à l'épaisseur e du canal 6. En outre, l'axe d'empilement 8 est perpendiculaire au plan de canal. Autrement dit, le TEGFET 1 selon l'invention ne comprend pas de grille inférieure positionnée en dessous du canal 6 selon l'axe d'empilement 8 ou de grille supérieure 50 positionnée au-dessus du canal 6 selon l'axe d'empilement 8. L'absence de grille supérieure permet d'éviter l'ensemble des problèmes rencontrés avec les transistors de l'état de la technique tels que, entre autres, les courants de fuite de grille, les défauts d'interfaces et la fragilité de la grille.
Selon le mode de réalisation, le TEGFET 1 comprend un empilement fait par exemple d'un substrat de GaAs, d'une couche de GaAlAs d'une épaisseur comprise entre 5 nm et 50 nm, d'une couche 22 de GaAs d'une épaisseur comprise entre 10 et 100 nm, qui constitue le canal, et d'une couche 21 GaAlAs d'une épaisseur comprise entre 50nm et 300nm. Dans cette configuration, le canal 6 est situé dans la couche de GaAs au niveau de l'interface entre les couches 21 et 22.
Les grilles latérales 5 selon l'invention associées à l'absence de grille supérieure 50 ou inférieure permet de moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans le canal 6 selon l'axe latéral 10. L'axe latéral 10 est compris dans le plan de canal et est perpendiculaire à l'axe reliant la source 4 et le drain 3. L'axe latéral 10 est également perpendiculaire à l'axe d'empilement 8.
Contrairement aux TEGFETs de l'état de l'art qui comprennent une grille supérieure 50 ou inférieure et qui, tel qu'illustré sur les figures 6a), b) et c), modifient donc la densité d'électrons du gaz d'électron bidimensionnel sur l'ensemble de la largeur, notée I, du canal 6 ; l'agencement particulier du TEGFET 1 selon l'invention permet, tel qu'illustré sur les figures 7a), b) et c), de modifier et moduler le potentiel dans le canal 6 uniquement selon l'axe latéral 10. Ainsi, selon l'invention, le courant de saturation drain-source est contrôlé par la modification de la densité de courant dans le canal 6 alors que dans les TEGFETs à grilles supérieure 50 ou inférieure il est contrôlé par la modification uniforme sur l'ensemble de l'axe latéral 10 de la densité d'électrons du gaz d'électron bidimensionnel.
Selon l'invention, il est également décrit un procédé de modulation de la conductivité du canal 6 du TEGFET 1 selon l'invention. Le procédé comprend l'étape consistant à appliquer une différence de potentiel entre la source 4 et le drain 3. Le procédé comprend également l'étape consistant à appliquer :
- une même différence de potentiel entre chacune des grilles latérales 5 et la source 4, ou
- un même potentiel sur une des grilles latérales 5 et sur la source 4 et une différence de potentiel entre une autre des grilles latérales 5 et la source 4, ou
- une différence de potentiel entre chacune des grilles latérales 5 et la source 4.
Le potentiel, identique ou différent, appliqué entre une ou chacune des grilles latérales 5 et la source 4 peut être nul ou différent de zéro.
L'étape consistant à appliquer un même potentiel ou une différence de potentiel entre l'au moins une grille latérale 5 et la source 4 et/ou à appliquer un même potentiel ou une différence de potentiel entre au moins une grille latérale 5 et une autre grille latérale 5 a pour effet de faire varier le potentiel dans le canal 6 le long de l'axe latéral 10.
L'absence de grille supérieure 50 ou inférieure dans le TEGFET selon l'invention implique que le procédé de modulation de la conductivité du canal 6 ne comprend pas d'étape consistant faire varier de manière uniforme la densité du gaz d'électrons bidimensionnel sur l'ensemble de la largeur I du canal 6.
Les deux grilles latérales 5 sont composées d'un matériau semiconducteur. Les deux grilles latérales 5 comprennent des atomes de métal diffusés dans le matériau semiconducteur. Selon le mode de réalisation présenté, les deux grilles latérales 5 sont composées d'un empilement d'une couche 22 de GaAs d'une épaisseur comprise entre 10 et 100 nm et d'une couche 21 de GaAlAs d'une épaisseur comprise entre 50 et 300 nm. L'empilement de couches GaAs/GaAlAs des grilles latérales 5 comprend des atomes de métal diffusés. Chacune des grilles latérales 5 s'étend selon l'axe d'empilement 8 depuis la couche métallique supérieure externe 9, 91 au-delà du canal 6 selon la direction reliant la couche métallique supérieure externe 9, 91 au canal 6.
Les atomes de métal diffusés s'étendent dans l'empilement de couches 21, 22 sur une distance comprise entre 100 et 300 nm depuis la couche métallique supérieure externe 9 selon la direction reliant la couche métallique supérieure externe 9, 91 au canal 6.
Aussi, contrairement au grille métallique externe supérieure ou inférieure 50 des TEGFETs de l'état de l'art, les grilles latérales 5 selon l'invention sont en matériau semiconducteur comprenant des atomes de métal diffusés. En outre, les grilles latérales 5 selon l'invention ne sont pas des couches externes mais s'étendent dans la structure du TEGFET 1 selon l'axe d'empilement 8. Ceci a pour avantage d'améliorer la solidité mécanique des grilles. En outre, ceci a également pour avantage d'augmenter considérablement le potentiel appliqué avant d'endommager les grilles. Enfin, cela permet également d'étendre le potentiel appliqué au-delà de la largeur I du ou des canaux 6 et d'obtenir ainsi un effet électrique optimal et homogène sur l'ensemble de la largeur I du gaz d'électrons.
Le drain 3 et la source 4 s'étendent selon l'axe d'empilement 8 depuis, respectivement, la couche métallique supérieure externe 9, 92 et la couche métallique supérieure externe 9, 93 au-delà du canal 6 selon la direction reliant la couche métallique externe supérieure 9, 92 au canal 6 et reliant la couche métallique externe supérieure 9, 93 au canal 6. Les atomes de métal diffusés s'étendent dans l'empilement de couches 21, 22 sur une distance comprise entre 100 et 300 nm depuis, respectivement, la couche métallique supérieure externe 9, 92 et la couche métallique supérieure externe 9, 93 au-delà du canal 6 selon la direction reliant la couche métallique supérieure externe 9, 92 au canal 6 et reliant la couche métallique supérieure externe 9, 93 au canal 6.
La couche métallique supérieure externe 9, 91, 92, 93 ainsi que les atomes de métal diffusés sont un eutectique qui comprend de l'or, du germanium et du nickel.
Selon l'invention, aucune des grilles latérales 5 n'est en contact ni ne présente de partie commune ou d'interface commune avec le canal 6. En outre, le TEGFET 1 comprend un diélectrique 11 disposé entre chacune des grilles latérales 5 et le canal 6. Le diélectrique 11 est, de préférence, agencé sous forme d'un évidement 11. De préférence encore, le diélectrique 11 contenu dans l'évidemment 11 est un gaz. Selon le mode de réalisation non limitatif présenté, le gaz est de l'air. Le gaz peut être de l'azote ou d'autres gaz présentant des propriétés diélectriques.
Chacune de ces caractéristiques, c'est-à-dire (i) l'absence de contact ou de partie commune ou d'interface commune entre les grilles latérales 5 et le canal 6, (ii) la présence d'un diélectrique disposé entre chacune des grilles latérales 5 et (iii) l'agencement du diélectrique sous forme d'évidemment, contribue, individuellement, à augmenter la tension de claquage, diminuer les courant de fuite et améliorer les caractéristiques du TEGFET 1.
Sur les figures 3a) et 3b) sont présentées, à titre d'exemples non limitatifs, deux configurations possibles du TEGFET 1 selon l'invention. Le gaz d'électrons bidimensionnel peut se trouver confiné au niveau :
- d'une hétérojonction, illustrée sur la figure 3a), ou
- d'un puit quantique, illustré sur la figure 3b).
Dans le cas d'une hétérojonction, le canal 6 se trouve à l'interface entre deux couches 21, 22 de semiconducteurs différents. Dans ce cas, les semiconducteurs constituant les couches 21, 22 présentent une largeur de bande interdite, dit gap, différente, mais appartiennent au même groupe. Le canal 6 est donc situé dans une couche de semiconducteur, ici la couche 22, dans laquelle les électrons du gaz bidimensionnel sont confinés et accolés à l'interface de l 'hétérojonction.
Dans le cas d'un puit quantique, le canal 6 est situé dans la couche 24 d'un semi- conducteur à petit gap, par exemple un gap inférieur à 1 électronvolt (eV), déposée entre deux couches 23, 25 d'un même semiconducteur à grand gap, par exemple un gap supérieur à 1 eV.
Le plan de canal est parallèle au plan selon lequel s'étend l'interface de l'hé- térojonction ou de la couche 24 du semiconducteur à petit gap dans le cas du puit quantique.
Sur la figure 4 est présentée une configuration dans laquelle le TEGFET 1 comprend plusieurs canaux 6. Selon le mode de réalisation présenté, le TEGFET 1 comprend 3 canaux 6. Les canaux sont superposés selon l'axe d'empilement 8. Les plans de canal de chacun des canaux 6 sont parallèles entre eux. Cette configuration est rendue possible par l'utilisation des grilles latérales 5 selon l'invention. Cette configuration a pour effet de permettre l'augmentation de la densité de courant.
Sur la figure 5 est présentée une configuration dans laquelle une des grilles latérales du TEGFET 1 est électriquement connectée à la source 4.. Dans cette configuration, une des grilles latérales 5 et la source 4 sont physiquement reliées par l'empilement de couches 21, 22 et par la couche métallique externe supérieure 9, 91, 93. La source 4 et la grille latérale 5 connectée à la source 4 sont donc au même potentiel. En outre, les atomes de métal diffusés s'étendent dans la partie de l'empilement de couches 21, 22 reliant la grille latérale 5 connectée à la source 4 et la source 4.
En référence à la figure 8, il est également décrit un procédé de fabrication d'un TEGFET 1 selon l'invention. Le procédé de fabrication comprend une unique étape de recuit pour former, simultanément en une même étape, l'ensemble des contacts ohmiques du TEGFET 1. Il s'agit des contacts ohmiques entre :
- la couche de métal externe supérieure 9, 92 du drain 3, et
- la couche de métal externe supérieure 9, 93 de la source 4, et
- la couche de métal externe supérieure 9, 91 de chacune des grilles 5.
Chacune des couches métalliques externe supérieure 9, 91, 92, 93 est destinée à former un contact électrique par lesquels le TEGFET 1 sera connecté à une alimentation externe.
Préalablement à l'étape de recuit, le procédé peut comprendre le dépôt, par exemple par évaporation, des couches de métal 9, 91, 92, 93 sur la surface externe supérieure respectivement du drain 3, de la source 4 et des grilles latérales 5.
La température de recuit est comprise entre 300 et 450 °C. La durée de l'étape de recuit est comprise entre 10 secondes et 3 minutes.
L'étape de recuit induit la diffusion ou a pour effet de faire diffuser les atomes de métal depuis chacune des couches de métal externe supérieure 9, 91, 92, 93 à l'intérieur de la couche de semiconducteur 21. De préférence, le temps et la température de recuit sont choisies pour que les atomes de métal diffusent depuis chacune des couches de métal 9, 91, 92, 93 à l'intérieur des couches 21, 22 de semiconducteurs. L'étape de recuit a pour effet de former un contact ohmique entre les couches de métal externes supérieures 9, 91, 92, 93 et le drain 3, la source 4 et, en particulier, les grilles latérales 5.
Dans les TEGFETs de l'état de l'art, la diffusion des atomes de métal depuis la couche de métal externe supérieure 50 formant la grille métallique externe supérieure 50 ou inférieure est proscrite pour éviter le court-circuit, et/ou éviter d'abaisser la tension de claquage et/ou pour limiter les courants de fuite. A cet effet, il est nécessaire de déposer la couche de métal externe supérieure 50 formant la grille métallique externe supérieure 50 ou inférieure après avoir réalisé l'étape de recuit pour former le contact ohmique entre la couche de métal externe supérieure 9, 92 du drain 3 et la couche de métal externe supérieure 9, 93 de la source 4. Ainsi, le procédé de fabrication du TEGFET 1 selon l'invention selon l'invention comprend moins d'étape et offre donc un gain de temps et d'énergie.
Sur les figures 10, 11 et 12 sont présentés les performances et caractéristiques de deux géométries de canal 6 différentes du TEGFET 1 selon l'invention telles qu'illustrées sur la figure 9. Dans la première géométrie illustrée sur la figure 9a), dite TEGFETa) 1, le canal 6 présente une longueur de 730 pm entre la source 4 et le drain 3 et une épaisseur de 10 pm entre les côtés 7, 71 et 7, 72 du canal 6. Dans la deuxième géométrie illustrée sur la figure 9b), dite TEGFETb) 1, le canal 6 présente une longueur de 30 pm entre la source 4 et le drain 3 et une épaisseur de 10 pm entre les côtés 7, 71 et 7, 72 du canal 6. La largeur et/ou la longueur du canal 6 ne sont limitées que par le procédé de fabrication et les équipements utilisés pour fabriquer le TEGFET 1. Une longueur et/ou en largeur du canal 6 peut être de plusieurs millimètres si le procédé de fabrication le permet.
Sur la Figure 10a) est présentée l'évolution du courant drain-source, noté IDS, en fonction de la tension drain-source, notée VDS, pour différentes tensions grilles- source, notées VGS, à une température de 300 K pour le TEGFETb) 1. La différence de potentiel est appliquée entre une des deux grilles latérales 5 et la source 4. En particulier, une des grilles latérales 5 est à la masse et l'autre est polarisée. Il est à noter que même lorsque GS est égale zéro, une saturation de IDS est tout de même observée. Lorsque GS est égale zéro, les grilles latérales 5 sont au même potentiel que la source 4 qui est reliée à la masse selon le mode de réalisation. En outre, pour une polarisation négative des grilles latérales 5, c'est-à-dire pour VGS inférieure à zéro, IDS diminue et lorsque VGS est positive IDS augmente. Ainsi, cette configuration permet de retrouver les caractéristiques classiques d'un TEGFET.
Sur la figure 10b) est représentée l'évolution du potentiel dans le canal 6 selon l'axe latéral 10 à l'extrémité du canal 6 située du côté de la source 4, notée VYS, en fonction de VDS pour une température de 300 K pour le TEGFETb) 1. Sur la figure 10c) est représentée l'évolution du potentiel dans le canal 6 selon l'axe latéral 10 à l'extrémité du canal 6 située du côté du drain 3, notée VYD, en fonction de DS pour une température de 300 K pour le TEGFETb) 1. La densité de porteurs du gaz d'électrons bidimensionnel est dans ce cas de 2,4.1011.cnr2 à 300 K et de l,1.10n.cm’2 à 1,5 K.
Il est à noter que lorsque GS est égale à 0 ni YS ni VYD n'est égal à 0 ce qui indique que même dans ce cas les charges peuvent s'accumuler le long de chacun des côtés 7, 71 et 7, 72 du canal 6. Toutefois, VYS et VYD n'est tendent vers 0 si les grilles latérales 5 sont maintenues au même potentiel à potentiel flottant, ce qui démontre que les grilles latérales 5 modifient fortement le potentiel selon l'axe latéral 10 et selon la longueur L du canal 6 et ce même si VGS est égal à 0.
On note également que ces résultats confirment l'effet direct et conséquent de VGS sur le potentiel dans le canal 6 selon l'axe latéral 10 et sur le potentiel dans le canal 6 selon l'axe selon la longueur L du canal 6.
Sur la Figure 11 est présentée l'évolution du courant drain-source, noté IDS, en fonction de la tension drain-source, notée VDS, pour différentes tensions grilles- source, notées VGS, à une température de 300 K pour le TEGFETb) 2 comprenant une couche dopée 5 comprenant des atomes de Berylium, ayant un rôle d'accepteur, à une densité de 4.1010.cnr2. La couche dopée 5 est située à une distance de 2 nm de l'interface GaAS/GaAlAs. La densité de porteurs du gaz d'électrons bidimensionnel est dans ce cas de 2,7.1011.cnr2 à 300 K et de 1 ,25. 1G11. cm-2 à 1,5 K. Ceci démontre que la géométrie du TEGFET 1 n'influence pas les caractéristiques, en particulier l'évolution IDS en fonction de VDS, du TEGFET 1 selon l'invention. Le courant IDS de saturation ainsi que la stabilité de IDS restent inchangés quelle que soit la géométrie du TEGFET 1.
Sur la Figure 12 est présentée l'évolution du courant drain-source, noté IDS, en fonction de la tension drain-source, notée VDS, pour différentes tensions grilles- source, notées VGS, à une température de 1,5 K pour le TEGFETb) 2 comprenant une couche dopée 5 comprenant des atomes de Berylium, ayant un rôle d'accepteur, à une densité de 8.1010.cnr2. La couche dopée 5 est située à une distance de 2,5 nm de l'interface GaAS/GaAIAs. L'encart de la figure 12 illustre l'évolution du courant drain-source, noté IDS, lors d'une variation continue, c'est-à-dire sans interruption de la variation de la tension, de la tension VGS entre -0,5 Volts et +0,5 Volts puis entre +0,5 Volts et -0,5 Volts à une température de 1,5 K, avec une densité de porteurs du gaz d'électrons bidimensionnel de 6.1010.cnr2, et à une température de 300 K, avec une densité de porteurs du gaz d'électrons bidimensionnel de l,6.1011.cm-2.
On note également qu'à 1,5 K, la qualité de l'évolution IDS en fonction de VDS est maintenue comparée à 300 K présentée aux figures 10 et 11. Ceci démontre que même pour une densité de porteurs faibles, 8.1010.cnr2, le TEGFET 1 présente un faible bruit et est donc compatible pour les applications à basses températures.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention.
De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel (1), dit TEGFET, ledit TEGFET comprend un drain (3), une source (4) et au moins un canal (6) compris dans une hétérostructure formée par un empilement d'au moins deux couches (21, 22) de semiconducteur ; l'au moins un canal relie, selon sa plus grande dimension, dite longueur (L) de l'au moins un canal, la source et le drain ; ledit TEGFET :
- comprend au moins deux grilles latérales (5) disposées de part et d'autre de l'au moins un canal et disposées, chacune, en vis-à-vis d'un côté (7, 71, 72) de l'au moins un canal, lesdits côtés de l'au moins un canal comprennent une plus petite dimension dudit au moins canal, dite épaisseur (e) de l'au moins un canal, s'étendant selon un axe (8) selon lequel sont empilées les au moins deux couches de semiconducteur et s'étendant perpendiculairement à la longueur de l'au moins un canal, et
- ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus de l'au moins un canal par rapport à un axe perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain, ledit plan de canal étant perpendiculaire à l'épaisseur de l'au moins un canal, ledit TEGFET étant caractérisé en ce que :
- une largeur de l'au moins un canal, et/ou
- une longueur d'une tranche de l'au moins un canal, située en regard des au moins deux grilles latérales, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée, et/ou
- une longueur des au moins deux grilles latérales, la longueur des au moins deux grilles latérales étant la dimension des au moins deux grilles latérales selon une direction parallèle à la longueur de l'au moins un canal, est supérieure ou égale à 500 nanomètres.
2. TEGFET selon la revendication 1, dans lequel aucune des grilles latérales (5) parmi les au moins deux grilles latérales n'est en contact ni ne présente de partie commune ou d'interface commune avec l'au moins un canal (6).
3. TEGFET selon la revendication précédente 1 ou 2, dans lequel les au moins deux grilles latérales (5) sont agencées pour moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal (6) selon un axe (10), dit latéral, compris dans le plan de canal et perpendiculaire à l'axe reliant la source et le drain.
4. TEGFET selon l'une des revendications précédentes, comprenant un diélectrique (11) disposé entre chacune des grilles latérales (5), parmi les au moins deux grilles latérales, et l'au moins un canal (6).
5. TEGFET selon la revendication précédente, dans lequel le diélectrique (11) est agencé sous forme d'un évidement (11).
6. TEGFET selon la revendication précédente, dans lequel l'évidement (11) comprend un gaz.
7. TEGFET selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les au moins deux grilles latérales (5) sont composées d'un matériau semiconducteur.
8. TEGFET selon la revendication précédente, dans lequel le matériau semiconducteur composant les au moins deux grilles latérales (5) comprend des atomes de métal diffusés dans le matériau semiconducteur.
9. TEGFET selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une des grilles latérales (5) est électriquement connectée à la source (4).
10. Procédé de modulation de la conductivité d'au moins un canal (6) d'un transistor à effet de champ à gaz d'électron bidimensionnel (1), dit TEGFET, ledit procédé comprend les étapes consistant à :
- appliquer une différence de potentiel entre une source (4) et un drain (3) du TEGFET,
- appliquer :
• une même différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales (5) du TEGFET, parmi au moins deux grilles latérales disposées latéralement de part et d'autre de l'au moins un canal du TEGFET, et la source du TEGFET, et/ou
• un même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source du TEGFET, et/ou
• une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales du TEGFET et la source du TEGFET
- moduler et/ou modifier et/ou faire varier la densité d'électrons du gaz d'électron bidimensionnel et/ou moduler le courant, de manière non uniforme, sur une largeur de l'au moins un canal ; l'au moins un canal relie, selon une plus grande dimension de l'au moins un canal, dite longueur (L) de l'au moins un canal, la source et le drain du TEGFET et le TEGFET ne comprend pas de grille positionnée en dessous ou au-dessus de l'au moins un canal par rapport à un axe perpendiculaire à un plan, dit plan de canal, selon lequel s'étend l'au moins un canal entre la source et le drain, ledit plan de canal étant perpendiculaire à une plus petite dimension de l'au moins canal, dite épaisseur (e) de l'au moins un canal, s'étendant selon un axe (8) selon lequel sont empilées au moins deux couches (21, 22) de semiconducteur formant une hétérostructure dans laquelle est comprise l'au moins un canal et s'étendant perpendiculairement à la longueur de l'au moins un canal ; chacune des au moins deux grilles latérales est disposée en vis-à-vis d'un côté (7, 71, 72) de l'au moins un canal, lesdits côtés de l'au moins un canal comprennent l'épaisseur (e) de l'au moins un canal ; la largeur du canal et/ou une longueur d'une tranche de l'au moins un canal, située en regard des au moins deux grilles latérales, dans laquelle la conductivité est modulée et/ou contrôlée, et/ou une longueur des au moins deux grilles latérales est supérieure ou égale à 500 nm.
11. Procédé selon la revendication 10, comprenant l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel et/ou la conductivité dans l'au moins un canal (6) selon un axe (10), dit latéral, compris dans le plan de canal et perpendiculaire à l'axe reliant la source et le drain, par application d'une même différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales (5) et la source (4) et/ou par application du même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source et/ou par application d'une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales, ou entre chacune des grilles latérales, et la source.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, comprenant l'étape consistant à moduler et/ou modifier et/ou faire varier le potentiel dans l'au moins un canal (6) et/ou la conductivité du gaz d'électron bidimensionnel, de manière non uniforme, selon une largeur (I) de l'au moins un canal, la largeur de l'au moins un canal s'étend selon un axe perpendiculaire à la longueur (L) de l'au moins un canal et perpendiculaire à l'épaisseur (e) de l'au moins un canal, par application d'une même différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales (5) et la source (4) et/ou par application du même potentiel sur une ou chacune des grilles latérales et sur la source et/ou par application d'une différence de potentiel entre au moins une des grilles latérales, ou entre chacune des grilles latérales, et la source.
13. Procédé de fabrication d'un transistor à effet de champ à gaz d'électron bidimensionnel (1), dit TEGFET, ledit procédé de fabrication comprend une unique étape de recuit pour former, simultanément en une même étape, des contacts ohmiques distincts entre :
- une première couche de métal (9, 92), destinée à former un contact électrique, et un drain (3) du TEGFET, et
- une deuxième couche de métal (9, 93), destinée à former un contact électrique, et une source (4) du TEGFET, et
- une troisième couche de métal (9, 91), destinée à former un contact électrique, et au moins deux grilles latérales (5) du TEGFET, disposées latéralement de part et d'autre d'au moins un canal du TEGFET et disposées, chacune, en vis-à-vis d'un côté (7, 71, 72) de l'au moins un canal, lesdits côtés de l'au moins un canal comprennent une plus petite dimension dudit au moins canal, dite épaisseur (e) de l'au moins un canal, s'étendant selon un axe (8) selon lequel sont empilées les au moins deux couches de semiconducteur et s'étendant perpendiculairement à une longueur de l'au moins un canal ; un temps et une température de recuit sont choisies de sorte que les atomes de métal diffusent depuis chacune des couches de métal (9, 91, 92, 93) à l'intérieur des couches (21, 22) de semiconducteurs.
EP23703172.9A 2022-02-01 2023-02-01 Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales Pending EP4473570A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2200887A FR3132385A1 (fr) 2022-02-01 2022-02-01 Transistor à effet de champ à gaz d’électrons bidimensionnel à grilles latérales
PCT/EP2023/052426 WO2023148210A1 (fr) 2022-02-01 2023-02-01 Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4473570A1 true EP4473570A1 (fr) 2024-12-11

Family

ID=82943021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23703172.9A Pending EP4473570A1 (fr) 2022-02-01 2023-02-01 Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20250151313A1 (fr)
EP (1) EP4473570A1 (fr)
JP (1) JP2025505581A (fr)
CA (1) CA3251617A1 (fr)
FR (1) FR3132385A1 (fr)
WO (1) WO2023148210A1 (fr)

Also Published As

Publication number Publication date
FR3132385A1 (fr) 2023-08-04
US20250151313A1 (en) 2025-05-08
JP2025505581A (ja) 2025-02-28
CA3251617A1 (fr) 2023-08-10
WO2023148210A1 (fr) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3074359A1 (fr) Composant electronique a heterojonction muni d'une couche barriere enterree amelioree
EP3203526B1 (fr) Transistor à hétérojonction à confinement de gaz d'électrons amélioré
EP0025742B1 (fr) Transistor à effet de champ à fréquence de coupure élevée
FR3043251A1 (fr) Transistor a effet de champ a rendement et gain optimise
FR2875337A1 (fr) Structures hemt piezoelectriques a desordre d'alliage nul
FR2684807A1 (fr) Transistor a puits quantique a effet tunnel resonnant.
FR2700890A1 (fr) Dispositif à transistor composé à effet de champ ayant une électrode de Schottky.
EP2697831A1 (fr) Transistors hemts composes de semi - conducteurs bores a large bande interdite (iii-b) -n
EP3127160B1 (fr) Couche tampon optimisée pour transistor a effet de champ a haute mobilité
EP0522952A2 (fr) Transistor à effet de champ, à couches minces de barrière et couche mince dopée
EP2504895A1 (fr) Systeme d'emission laser, heterostructure et zone active a sous-puits quantiques couples, utilisation pour une emission laser a 1,55 micrometres
EP3201949A1 (fr) Transistor à effet de champ avec contact de drain mixte optimisé et procédé de fabrication
EP4473570A1 (fr) Transistor à effet de champ à gaz d'électrons bidimensionnel à grilles latérales
EP0684653B1 (fr) Composant à hétérostructure semi-conductrice, commandé par la lumière pour la génération d'oscillations hyperfréquences
FR3105580A1 (fr) Transistor hemt ameliore
FR3068512B1 (fr) Transistor a effet de champ a gaz d'electrons bidimensionnel, composant et procedes associes
EP2628185B1 (fr) Hétérostructure semi-conductrice et transistor de type hemt, en particulier pour applications cryogéniques a bas bruit et a basse fréquence
FR3058831B1 (fr) Composant electronique a heterojonction a haute mobilite electronique
EP2141779A1 (fr) Dispositif de type détecteur à cascades quantiques à injecteur haut
WO1993011566A1 (fr) Composant semiconducteur de puissance de type transistor a effet de champ, notamment a heterojonction
FR2922045A1 (fr) Transistor a forte mobilite electronique et son procede de fabrication
FR2694132A1 (fr) Transistor à effet de champ à canal p à puits quantique, et circuit intégré à transistors complémentaires.
FR2607978A1 (fr) Laser infrarouge a semi-conducteur accordable a double puits quantiques
FR2686455A1 (fr) Transistor a effet de champ a canal p a heterojonction, et circuit integre a transistors complementaires.
FR2642225A1 (fr) Dispositif semiconducteur integre incluant un circuit doubleur de frequences

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240826

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)