FR2496990A1 - Transistor a effet de champ a barriere schottky - Google Patents
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Abstract
FET A BARRIERE SCHOTTKY A GAIN ELEVE DANS LEQUEL L'ELECTRODE DE GRILLE 6 EST SITUEE DIRECTEMENT SUR UN CORPS SEMICONDUCTEUR 1. UNE COUCHE FORTEMENT DOPEE 2, QUI CONSTITUE UNE PARTIE DU CANAL DU TRANSISTOR, S'ETEND AU-DESSOUS DE L'ELECTRODE 6, ENTRE LES REGIONS DE SOURCE 4 ET DE DRAIN 5. UNE REGION SUPERFICIELLE 7 FORTEMENT DOPEE DE TYPE DE CONDUCTIVITE OPPOSE A CELUI DE LA COUCHE 2 EST SITUEE ENTRE L'ELECTRODE 6 ET LA COUCHE 2. LA REGION 7, DONT L'EPAISSEUR EST FAIBLE AU POINT QU'ELLE EST ENTIEREMENT APPAUVRIE DANS LA CONDITION DE TENSION NULLE DE POLARISATION DE GRILLE, AUGMENTE LA HAUTEUR EFFECTIVE DE LA BARRIERE SCHOTTKY. LA COUCHE 2 EST TELLEMENT MINCE QU'ELLE PEUT SUPPORTER SANS CLAQUAGE UN CHAMP ELECTRIQUE SUPERIEUR AU CHAMP CRITIQUE. AINSI, LA CONCENTRATION DE DOPAGE DE LA COUCHE 2 PEUT ETRE AUGMENTEE CE QUI AUGMENTE EGALEMENT LE GAIN DU TRANSISTOR. DU COTE DRAIN, LA REGION 7 S'ETEND AU-DELA DE L'ELECTRODE DE GRILLE 6 POUR REDUIRE LA CHAMP ELECTRIQUE EN SURFACE. L'INCLUSION D'UNE COUCHE PLUS FAIBLEMENT DOPEE 13 DU MEME TYPE DE CONDUCTIVITE QUE LA COUCHE 2 ACCROIT LA MOBILITE DES PORTEURS DE CHARGE DANS LE CANAL.
Description
- 496990
"Transistor à effet de champ à barrière Schottky".
L'invention concerne un transistor à effet de champ à barrière Schottky dans lequel la barrière
Schottky est formée entre une partie de corps semi-
conducteur et une électrode de grille métallique
prévue sur celle-ci, ladite partie de corps semiconduc-
teur-comportant une première couche semiconductrice de premier type de conductivité s'étendant au-dessous de ladite électrode de grille de façon à fournir au
moins une partie du canal du transistor.
Par électrode de grille-métallique, il y a lieu d'entendre une électrode de grille en matériau à conductivité élevée pouvant former une barrière
Schottky avec ladite partie de corps semiconducteur.
Elle peut être constituée par un métal ou un alliage, mais il est également possible qu'elle comporte un composé tel qu'un siliciure de métal, par exemple du siliciure de platine, du siliciure de molybdène etc. - Un transistor à effet de champ à barrière Schottky dans lequel l'électrode de grille se-situe directement sur la partie de corps semiconducteur, est parfois désigné sous le nom de MESFET, soit l'acronyme de métal semiconducteur field effect transistor. Les MESFET sont des dispositifs- unipolaires, c'est-à-dire que le flux de courant dans les MESFET a lieu au moyen de porteurs de charge majoritaires. De ce fait, il n'y a pas de problèmes relatifs au stockage de porteurs de charge minoritaires et, ainsi, un MESFET convient particulièrement pour certaines applications, par exemple
pour des dispositifs haute fréquence.
Un MESPET ayant les caractéristiques mentionnées dans le préambule est décrit dans le livre intitulé "Physics of Semiconductor Devices", de S.M. Sze, pages 410 à 412, publié par Wiley. Il s'agit notamment d'un transistor à l'arséniure de gallium dans lequel la couche semiconductrice s'étendant au-dessous de l'électrode de grille est une couche épitaxiale d'arséniure de gallium de type n. d'une épaisseur de 2 x 10 cm et avec une concentration de dopage de 2 x 1015 donneurs/cm 3. Avec ces valeurs d'épaisseur et de concentration de dopage, il est possible d'appauvrir la couche épitaxiale de
4 x lo i porteurs de charge/cm 2 environ.
Dans ce MESEET connu, le champ électrique maximal que la couche semiconductrice peut supporter sans claquage, est déterminé par le début du claquage par effet d'avalanche. Le champ le plus faible auquel se produit le claquage par effet d'avalanche dans un matériau semiconducteur déterminé s'appelle champ critique. (Pour du silicium et de l'arséniure de gallium à dopage modéré, ce champ est de l'ordre de 4 x 1o5 V/cm). Pour éviter qu'il se produise le claquage lorsque la tension sur la première couche semiconductrice est augmentée, il est nécessaire que cette couche soit entièrement appauvrie en porteurs de charge à un champ inférieur au champ critique. Il
est clair que cette exigence impose une limite supé-
rieure à la concentration de dopage de la première couche, concentration qui, à son tour, limite le nombre total de porteurs de charge duquel peut être appauvrie la première couche semiconductirce (2,5 x 1012 -2 cm environ pour le silicium et l'arséniure de
gallium). -
Malheureusement, le gain d'un MESEET est rattaché au nombre total d'impuretés qui peuvent être appauvries par la grille. Cela résulte de la relation connue suivante: gm = v2Z Q (a), o g est la conductance mutuelle, Z est la largeur de canal, L la longueur de canal, /u la mobilité, et Q(a) le nombre total de porteurs de charge.cm2 dans le canal. Il est évident que l'apparition du claquage par
avalanche limite également le gain du MESPET connu.
Conformément à l'invention, un transistor à effet de champ à barrière Schottky dans lequel la barrière
Schottky est formée entre une partie de corps semiconduc-
teur et une électrode de grille métallique prévue sur celle-ci, ladite partie de corps semiconducteur comportant une première couche semiconductrice de premier type de conductivité qui s'étend au-dessous de ladite électrode de grille de façon à fournir au moins une partie du canal du transistor, est remarquable en ce que la première couche est tellement mince qu'elle peut supporter sans claquage un champ électrique dépassant le champ critique pour le claquage par effet d'avalanche du matériau semiconducteur de ladite couche, et en ce que la hauteur effective de ladite barrière
est augmentée par une région de second type de conduc-
tivité opposé, contiguë à la surface et située entre ladite première couche et ladite électrode, ladite région ayant une profondeur tellement faible qu'elle est sensiblement appauvrie en porteurs de charge dans
la condition de tension nulle de polarisation de grille.
L'invention se base sur la reconnaissance
du fait que, par l'incorporation d'une région d'augmen-
tation de barrière, le courant de fuite de grille peut
être négligeable et que la première couche semiconduc-
trice peut avoir une concentration de dopage élevée tout en évitant le claquage par effet d'avalanche si cette
couche est suffisamment mince.
En fait, si la différence de potentiel aux extrémités de la première couche semiconductrice est inférieure à E /q (o E est le saut d'énergie propre au g g semiconducteur et q la charge électronique), la quantité d'énergie disponible est insuffisante pour que les porteurs de charge dans cette couche puissent former des paires électron-trou, de sorte qu'il ne peut
pas se produire de claquage par effet d'avalanche.
De plus, étant donné la faible épaisseur de la première couche semiconductrice, la probabilité d'ionisation est très petite, de sorte qu'il est même possible que la différence de potentiel aux extrémités de cette couche dépasse E /q sans qu'il ne se produise de Laquage. Par conséquent, la concentration de dopage de la première couche semiconductrice peut être augmentée au delà de celle à laquelle se produit le claquage par effet d'avalanche dans le MESPET connu, tant que cette première couche semiconductrice est tellement mince qu'elle est sensiblement appauvrie en charge par un potentiel qui est suffisamment faible pour qu'il ne puisse pas produire un nombre important de paires électron-trou.. En d'autres termes, la première couche semiconductrice peut supporter sans claquage un champ électrique dépassant le champ critique pour
le claquage par effet d'avalanche du matériau semicon-
ducteur de cette couche. La possibilité d'augmenter la concentration de dopage de la première couche signifie qu'un MESPET conforme à l'invention peut appauvrir plus de porteurs de charge que le transistor connu et, ainsi, son gain est notablement augmenté. Le champ maximal que peut supporter la couche, sera limité maintenant par le début du processus d'émission de champ, c'est-à-dire à 2,5 x 106 Vcm 1 environ pour le silicium et à 1,5 x 106 V.cm1 environ pour l'arséniure de gallium, valeur qui est supérieure au champ critique,
soit 4 x 105 V.cm 1 pour le silicium.
La région contiguë à la surface, de type de conductivité opposé à celle de la première couche semiconductrice, sert à augmenter la hauteur effective de la barrière Schottky formée entre l'électrode de
grille. et la partie decorps-semiconducteur sous-jacente.
En fait, la quantité dont peut être augmentée la hauteur effective dépend de la concentration de dopage de cette région, qui doit être présente sur toute la partie occupée par l'électrode de grille. La profondeur de la région en question doit être faible au point qu'elle soit sensiblement appauvrie en porteurs de charge dans
la condition de tension nulle de polarisation de grille.
De manière analogue, elle doit être complètement appauvrie dans toutes les conditions de fonctionnement. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, cette région contiguë à la surface fournit des moyens pour réduire le champ électrique à la surface de la partie decorps semiconducteur, à proximité de l'électrode
de grille.
La partie comprenant le MESFET comporte de préférence une seconde couche semiconductrice du premier type de conductivité, contiguë à la première couche, la seconde couche étant plus faiblement dopée que ladite première couche. Dans ce cas, la seconde couche fournit également une partie du canal du transistor. Ceci fait que les porteurs de la première couche semiconductrice tendent à "déborder" pour se répandre dans la seconde couche, plus faiblement dopée. Comme cette seconde couche contient une plus faible quantité d'impuretés, la mobilité des porteurs de charge dans cette couche est relativement grande. Ainsi, la seconde couche de "tropplein" a pour effet d'augmenter la mobilité des porteurs de charge, ce qui offre l'avantage que les MESFET munis d'une telle couche de "trop- plein" peuvent fonctionner à des vitesses plus élevées, de sorte qu'ils conviennent mieux pour des applications haute fréquence. Comme les électrons présentent une plus grande mobilité que les trous et que le MESFET est un dispositif unipolaire, cet effet de mobilité augmentée est optimalisé si la première et la seconde couche
semiconductrices sont de type de conductivité n.
La description qui va suivre en regard des
dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment l'invention est réalisée. La figure 1 est une coupe transversale d'un transistor à effet de champ à barrière Schottky conforme
à l'invention.
Les figures 2 et 3 sont des coupes transversales
illustrant différentes étappes de réalisation du transis-
tor de la figure 1.
La figure 4 est une coupe transversale d'une
variante du transistor de la figure 1.
La figure 5 est une coupe transversale d'un autre transistor à effet de champ à barrière Schottky
conforme à l'invention.
Il est à remarquer que les figures sont schéma-
tiques et non pas à l'échelle. Pour plus de clarté et de commodité, les dimensions et proportions relatives de certaines parties de ces figures ont été exagérées ou réduites. Toujours pour la clarté des figures, les différentes régions de la partie de corps semiconducteur
n' ont pas été hachurées.
La figure 1 est une coupe transversale d'un MESFET conforme à l'invention. Une première couche 2 n++ est présente dans une partie de corps semiconhcteur 1 qui comporte, par exemple, un substrat de silicium
monocristallin de type p d'une résistivité de 20 ohm.cm.
par exemple. L'épaisseur de la partie de la couche 2 qui s'étend audessous de l'électrode de grille 6 doit #tre inférieure à 10 cm environ, de sorte que cette partie peut supporter un champ électrique dépassant 4 x 105 V cm1, soit à peu'-près le champ critique pour le claquage par effet d'avalanche dans du silicium de départ à dopage modéré. La couche 2, qui, dans la partie située au-dessous de l'électrode de grille 6, peut avoir une épaisseur de 1,8 x 10-6 cm par exemple et une concentration de dopage de 8 x 1018 atomes donneurs par cm 3, s'étend dans les régions de source 4 et de drain 5 de type ni. Ces régions 4 et 5 s'étendent jusqu'à
la surface 3 de la partie de corps semiconducteur.
Avec ces valeurs d'épaisseur et de concentration de dopage, la couche 2 est appauvrie à une tension de 2,5 V et peut supporter sans claquage un champ de
l'ordre de 2,2 x 10 V cm1.
Une barrière Schottky est formée à la surface 3, entre la partie de corps 1 et l'électrode de grille métallique. 6, qui peut-consister, par exemple, en du molybdène. Une région 7 p++ contiguë à la surface 3 est présente entre l'électrode de grille 6 et la couche 2 et s'étend sur toute la partie constituant l'électrode de grille 6. Dans ce mode de réalisation, la région 7 se prolonge en projection au-delà de l'électrode de
grille, dans les régions de source et de drain 4,5.
Ainsi, au cours du fonctionnement du transistor, c'est-
à-dire lorsqu'une tension est appliquée entre les régions de source et de drain et qu'une tension de polarisation convenable est appliquée à l'électrode de grille 6, le prolongement de la région 7 sert à réduire le champ
électrique à la surface de la partie de corps semiconduc-
teur 1, à proximité de l'électrode de grille 6. Pour
atteindre ce même but et par opposition au MESPET repré-
senté sur la figure 1, il est possible que le prolongement de la région.7 ne soit présent que du coté drain de l'électrode de grille 6. La région 7 peut avoir une épaisseur de 3 x 10 7 cm par exemple. Pour augmenter de manière adéquate la hauteur effective de la barrière Schottky, la concentration de dopage de la région 7 est de 3-x 10 l accepteurs/cm-3 par exemple. Pour cette concentration de dopage et cette épaisseur, la région 7 est sensiblement appauvrie en porteurs de
charge dans la condition de polarisation nulle de grille.
L'épaisseur minimale pour la première couche 2 est déterminée par l'effet quantique de tunnel à travers la barrière. Pour cette raison, il est nécessaire que l'épaisseur combinée de la couche 2 n++ et de la couche 7 p± soit supérieure à aC, c'est-à-dire la distance effective d'effet tunnel, qui est de l'ordre de 3 nm dans le silicium et de l'ordre de 5 nm dans
l'arséniure de gallium.
L'épaisseur maximale est déterminée par la pos-
sibilité d'appauvrir la couche 2 à une tension (V+VB), qui ne doit pas dépasser la valeur de l'ordre de ZZ 9. Par calculs, il ressort que la gamme d'épaisseur la plus utile pour la couche 7 est comprise entre 5 nm et nm. Les électrodes de source 8 et de drain 9, qui peuvent être en aluminium, contactent respectivement les régions de source 4 et de drain 5. Les électrodes 8 et 9 sont isolées de l'électrode de grille 6 par la couche isolante 10 superposée a celle-ci, alors qu'elles sont isolées du reste de la partie de corps de silicium par la couche isolante 11. Les couches 10 et 11 peuvent
être en silice par exemple. Une seconde couche semicon-
ductrice 13 de type n est contiguë à la couche 2 n++.i Cette couche 13 est une couche n et est plus faiblement dopée que la couche 2. Dans un cas spécifique, la concentration de dopage de la couche 13 est de 5 x 1014 donneurs par cm. L'épaisseur de la couche 13 doit être supérieure au libre parcours moyen des électrons dans cette couche. A la concentration de dopage spécifiée, le libre parcours moyen des électrons est de l'ordre de 5 x 10 cm et, de ce fait, l'épaisseur de la couche 13 peut être de 10- 5 cm..La mobilité des électrons de la couche 13 est alors de l'ordre de
2-1 -1 2 -1.îî
1,400 cm V s comparée à la valeur de 100 cm V s environ pour la couche 2. Ainsi, la mobilité totale des électrons est augmentée par la présence de la couche 13 précitée, de sorte que ce-MESFET convient
particulièrement pour le fonctionnement haute fréquence.
Lorsqu'une tension est appliquée entre les régions de source 4 et de drain.5, et qu'une tension de polarisation convenable est appliquée à l'électrode de grille 6, le flux de courant entre la source et le drain est commandé par la tension de grille. Il se
produit alors un flux de courant dans le canal du tran-
sistor. Dans les modes de réalisation considérés, la
portion de la couche 2 qui s'étend au-dessous de l'élec-
trode de grille 6, fait partie du canal du transistor,
la portion restante étant formée par la couche n 13.
En fonctionnement, étant donné que la tension de polari-
sation inverse sur la grille est augmentée, la couche d'appauvrissement associée à la barrière Schottky s'étend plus loin dans la couche 2 et, éventuellement, elle s'étend jusque dans la couche n 13 en traversant la couche 2. Si la couche d'appauvrissement s'étend sur toute l'épaisseur de la couche 13, le transistor est bloqué puisque, dans ces conditions, il ne peut ms se produire un flux de courant entre la source et le drain. Ainsi, le MESFET considéré fonctionne dans le
mode d'appauvrissement.
Un procédé de fabrication du MESFET de la figure 1 va être décrit maintenant en référence aux
figures 2 et 3.
Le matériau de départ est un substrat 1 de silicium p ayant une résistivité de 20 ohm.cm par exemple. De manière usuelle, on recouvre la surface 3 du corps 1 d'une couche de silice 11 et, suivant des techniques conventionnelles de gravure photolithographique -25 et d'attaque chimique, on définit une fenêtre 12 dans la silice (voir figure 2). Ensuite, on procède à une implantation d'ions pour définir les couches 13 et 2 et la région 7. Durant ces étapes d'implantation d'ions, la couche d'oxyde 11 sert de masque. Ces implantations peuvent se réaliser dans les conditions suivantes. Tout d'abord, pour la couche 13, on peut implanter des ions
d'arsenic à une dose de 10 cm 2 à 20 keV. Par un traite-
ment thermique à 11000C, on peut faire pénétrer cette implantation jusqu'à une profondeur de 1,21 x 10 cm par exemple. L'étape suivante consiste à implanter des ions d'arsenic à une dose de 1,4 x 1013 cm2 à 6 keV pour la formation de la couche 2. L'étape suivante consiste à
1 2 -2
implanter des ions de bore à une dose de 9 x 10 cm et à 0,5 keV. Ainsi, on obtient la région 7. Sur la figure 2,
les flèches indiquent les différentes implantations d'ions.
La structure ainsi obtenue peut être recuite à 7000C durant 15 minutes. Ensuite, de manière conventionnelle, on définit l'électrode de grille 6 en molybdène et, après, on recouvre cette électrode d'une couche de passivation, par exemple une couche d'oxyde 10 (voir figure 3). L'étape suivante consiste à former les régions de source 4 et de drain 5 par l'implantation d'ions de
phosphore à une dose de 5 x 1015 cm 2 et à 25 keV.
L'implantation d'ions est indiquée par les flèches sur la figure 3. Ensuite, on peut recuire la structure ainsi obtenue par un traitement thermique à 7000C d'une durée de 15 minutes. Dans l'exemple représenté, les régions de source 4 et de drain 5 s'étendent plus profondément dans la partie de corps semiconducteur 1 que la couche n 13. En référence à la figure 1, on complète maintenant le MESFET en réalisant les électrodes de source 8 et de drain 9 en aluminium suivant des méthodes
bien connues de l'homme de l'art.
Dans une variante de cette méthode,, on peut limiter l'implantation p++ à la partie destinée à la format-ion de la région finale 7 p++. Evidemment, cela peut être réalisé par le masquage des parties du corps 1 destinées à la formation des régions de source 4 et de drain 5. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'effectuer une étape d'implantation additionnelle, puisque les régions de source 4 et de drain 5 s'étendent
déjà jusqu'à la surface 3.
La figure 4 représente une variante du MESPET de la figure 1. Dans ce cas, l'effet de la réduction de champ en surface à proximité de l'électrode de grille est augmenté davantage du fait que la couche 2 est limitée, en projection, au bord 40 de l'électrode de grille 6. Ce bord 40 est le bord de l'électrode-6 qui est le plus proche du drain 5. Du côté source de l'électrode 6, la couche 2, en dépassant le bord de l'électrode 6,
se prolonge dans la région de source 4. Cette configura-
tion présente l'avantage qu'il est possible d'appliquer au drain des tensions plus élevées avant qu'il ne se produise de claquage. Pour la réalisation du MESPET de la figure 4, la méthode précédemment décrite est modifiée comme suit. Après la formation de la couche n 13, on crée la région 7 par implantation d'ions. Ensuite,
on recouvre la surface 3 d'un masque contre l'implanta-
tion présentant une fenêtre plus étroite que celle utilisée pour définir la couche 13 et la région 7, et comme précédemment, on procède à une implantation d'ions pour former la couche 2. Ce même masque peut être maintenu durant la formation de l'électrode de grille 6, de sorte que le bord de la couche 2 et le bord 40 de cette électrode se trouvent exactement
dans le prolongement l'un de l'autre.
Un autre MESPET conforme à l'invention est représenté sur la figure 5. Dans ce mode de réalisation, la partie de corps semiconducteur 51 est en arséniure de gallium. Ce MESPET comporte une première couche 52 n++ en arsénire de gallium située dans la partie de
corps 51 qui comporte, par exemple, un substrat semi-
isolant 50 en arséniure de gallium.L'épaisseur de la couche 52 doit être inférieure à 10-5 cm environ, de
sorte que cette couche peut supporter un champ élec-
trique dépassant 4 x 105 V cm, soit environ le champ critique pour le claquage par effet d'avalanche dans de l'arséniure de gallium à dopage modéré. La couche 52, qui peut avoir une concentration de dopage de 10 atomes donneurs par cm-3 et une épaisseur de 3,8 x 10 cm, comporte les régions de source 54 et de drain 55 de type n. Avec ces valeurs d'épaisseur et de concentration de dopage, la couche 52 peut supporter sans claquage
- 2496996
un champ de l'ordre de 6,5 x 105 V cm. De plus, avec ces valeurs d'épaisseur et de concentration de dopage, la couche 52 est sensiblement appauvrie en porteurs de charge dans la condition de tension de polarisation nulle de grille, à l'équilibre thermique. Ainsi, ce
MESFET fonctionne dans le mode d'enrichissement.
Une barrière Schottky est formée à la surface 53, entre la partie de corps 51 et l'électrode métallique
56, qui peut être faite, par exemple, en aluminium.
Une région 57 p++ contiguë à la surface 53 est située entre l'électrode de grille 56 et la couche 52 et, en dépassant la partie occupée par l'électrode 56, elle
se prolonge dans les régions de source 54 et de drain 55.
Comme dans le mode de réalisation préc&bnt, le prolonge-
ment de la région 57 ne doit être présent que du côté drain de l'électrode 56. La région 57 peut avoir, par exemple, ure épaisseur de 5 x 107 cm et une concentration de dopage de 7 x 10 accepteurs par cm 3. Avec cette concentration de dopage et cette épaisseur, la région 7 est sensiblement appauvrie en porteurs de charge dans
la condition de tension nulle de polarisation de grille.
Une seconde couche 63 de type n est contiguë
à la couche 52 n++. Dans un cas spécifique, la concentra-
tion-de dopage de cette couche 63 est de 5 x 10 4 donneurs
-3 -5
cm -,alors que son épaisseur est de 10 cm par exemple.
A nouveau, comme déjà décrit, la couche 63 sert à augmenter la mobilité des électrons dans le MESFET de façon à augmenter la vitesse a laquelle peut fonctionner
le dispositif.
Les couches 52 et 63 et la région 7, qui sont toutes en arséniure de gallium peuvent être réalisées par croissance sur un substrat semiisolant en arséniure de gallium suivant la technique connue de l'épitaxie
par jet- moléculaire (dite MBE, molecular beam epitaxy).
Les régions de source 54 et de drain 55 peuvent être formées par implantation d'ions, alors que les régions isolantes 64 peuvent être réalisées par bombardement de protons. Les détails de cette technique sont bien connus de l'homme de l'art. Le dispositif de la figure 5 est complété par la création de l'électrode de grille 56 et des électrodes de source 58 et de drain 59. Ces dernières électrodes peuvent également être formées de nickel-or-germanium. Pour la création de ces électrodes,
on peut utiliser toute technique conventionnelle.
Il est à remarquer que l'invention n'est pas
limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
En fait, comme ce sera bien évident pour l'homme de l'art, de nombreuses modifications et variantes peuvent trouver place dans le cadre de l'invention. Par exemple, au lieu des moyens de réduction du champ en surface, tels que décrits en référence aux modes de réalisation ci-dessus, une couche de passivation, telle qu'une couche d'oxyde, peut être formée sur la surface de la partie de corps semiconducteur, au moins à proximité de l'électrode de grille. De plus, le matériau de la première couche semiconductrice peut être différent de celui de la seconde couche semiconductrice, et le substrat
peut également être constitué par un matériau différent.
De toute évidence, on peut utiliser des matériaux semi-
conducteurs autres que le silicium et l'arséniure de gallium. De plus, les différentes parties du NESFET peuvent être toutes de type de conductivité opposé à celui mentionné en référence aux modes de réalisation ci-dessus.
Claims (13)
1. Transistor à effet de champ à barrière Schottky
dans lequel la barrière Schottky est formée entre une par-
tie de corps semiconducteur et une électrode de grille (6)
o5 métallique prévue sur celle-ci, ladite partie de corpssemi-
conducteur comportant une première couche (2) semiconduc-
trice de premier type de conductivité s'étendant au-dessous de ladite électrode de grille de façon à fournir au moins une partie du canal du transistor, caractérisé en ce que ladite première couche (2) est tellement mince qu'elle peut supporter sans claquage un champ électrique dépassant le champ critique pour le claquage par effet d'avalanche du matériau semiconducteur de ladite couche, et en ce que la hauteur effective de ladite barrière est augmentée par une région (7) de second type de conductivité opposé, contingUe à la surface et située entre ladite première couche (2) et ladite électrode (6), ladite région ayant une profondeur si faible qu'elle est sensiblement appauvrie en porteurs
de charge dans la condition de tension nulle de polarisa-
tion de grille.
2. Transistor à effet de champ selon la revendi-
cation 1, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens
pour réduire le champ électrique à la surface de la par-
tie de corps semiconducteur, à proximité de l'électrode
de grille (6).
3. Transistor à effet de champ selon la revendica-
tion 2, caractérisé en ce que les moyens de réduction du champ électrique consistent en ladite région (7) contigUe
à la surface.
4. Transistor à effet de champ selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la
partie de corps semiconducteur comporte une seconde couche
semiconductrice (13) de premier type de conductivité, con-
tigUe à la première couche (2), cette seconde couche (13)
étant plus faiblement dopée que ladite première couche (2).
5. Transistor à effet de champ selon la revendi-
cation 4, caractérisé en ce que l'épaisseur de la seconde g49699q' L'
couche (13) excède le parcours libre moyen pour des por-
teurs de charge majoritaires dans ladite seconde couche (13). 6. Transistor & effet de champ selon l'une des re--':
oS vendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le matériau sei-
miconducteur de la seconde couche (13) est le même que
celui de la première couche (2).
7. Transistor & effet de champ selon la revendi-!> cation 6, caractérisé en ce que la seconde couche (13) est: située sur un substrat (1) constitué par le m&me matériau semiconducteur que celui desdites première (2) et seconde
(13) couches. "-
8. Transistor à effet de champ selon 1'une quel-
conque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que
ledit premier type de conductivité est le type de conduc-
tivité n. -
9. Transistor à effet de champ selon l'une quel-
conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le
matériau semiconducteur de la première couche (2) est du
silicium.
10. Transistor à effet de champ selon la revendi-
cation 9, caractérisé en ce que la partie de la première È
couche (2) qui s'étend au-dessous de l'électrode de grille.
(6) a une épaisseur inférieure & 2,5 x 10-6 cm et une con-"
centration de dopage supérieure à 2 x 1018 atomes.cm3. -: 11. Transistor à effet de champ selon l'ensemble
des revendications 4, 9 et 10, caractérisé en ce que la
concentration de dopage de la seconde couche (13) est in-
01. atmescr-3.
férieure à 1015 atome..3. t 12. Transistor à effet de champ selon l'une quel- 'i
conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le:
matériau semiconducteur de la première couche (2) est de "
l'arséniure de gallium.
13. Transistor à effet de champ selon la revendi- D, cation 12, caractérisé en ce que la partie de la première couche (2) qui s'étend audessous de l'électrode de grille t '::. .'"?
(6), a une épaisseur inférieure & 5 x 1076 cm et une con-
centration de dopage supérieure à 5 x 1017 atomes. cm-3.
14. Transistor à effet de champ selon l'ensemble
des revendications 4, 12, et 13, caractérisé en ce que la
concentrationd dopage de la seconde couche (13) est infé-
rieure & 1015 atomes.cm-3.
15. Transistor à effet de champ selon l'une quelcon-
que des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'é-
paisseur de la première couche (2) est comprise entre 5 nm
et 50 nm.
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