JP3084859B2 - Junction type field effect transistor - Google Patents
Junction type field effect transistorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、チャネル領域にPN接
合を有する接合形電界効果トランジスタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a junction field effect transistor having a PN junction in a channel region.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、接合形電界効果トランジスタ、
例えばGaAsによるショットキー(バリア)ゲート電
界効果トランジスタは、ゲート領域にショットキー障壁
を設け、このショットキー障壁を逆バイアスして空間電
荷領域の幅を変えることにより、キャリアの流れを制御
するものである。2. Description of the Related Art Generally, a junction type field effect transistor,
For example, a Schottky (barrier) gate field effect transistor made of GaAs controls a carrier flow by providing a Schottky barrier in a gate region and reversely biasing the Schottky barrier to change the width of a space charge region. is there.
【0003】従来のGaAsによるショットキー(バリ
ア)ゲート電界効果トランジスタは、図11に示すよう
に、半絶縁性GaAs基板21の表面に2つのN形高濃
度領域(低抵抗化領域)22及び23を有すると共に、
これら低抵抗化領域22及び23間にN形低濃度領域
(チャネル領域)24を有する。このチャネル領域24
には、ゲートPN接合JaとなるP形の高濃度領域25
が形成される。そして、上記2つの低抵抗化領域22及
び23上に夫々オーム性接触によるドレイン電極26と
ソース電極27が形成され、更にP形の高濃度領域25
上にショットキー接触によるゲート電極28が形成され
て構成されている。As shown in FIG. 11, a conventional GaAs Schottky (barrier) gate field effect transistor has two N-type high concentration regions (low resistance regions) 22 and 23 on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 21. With
An N-type low-concentration region (channel region) 24 is provided between the low-resistance regions 22 and 23. This channel region 24
Has a P-type high-concentration region 25 serving as a gate PN junction Ja.
Is formed. Then, a drain electrode 26 and a source electrode 27 are formed on the two low-resistance regions 22 and 23 by ohmic contact, respectively.
A gate electrode 28 formed by Schottky contact is formed thereon.
【0004】図示の例では、ソース電極27に接地電位
Vssが印加され、ゲート電極28には、チャネル領域
24と高濃度領域25によるPN接合Jaが逆バイアス
状態となるように、ソースに対し負電位VG が印加され
る。ドレイン電極26には、正電位VD が印加される。In the example shown in the figure, the ground potential Vss is applied to the source electrode 27, and the gate electrode 28 is negatively connected to the source such that the PN junction Ja formed by the channel region 24 and the high concentration region 25 is in a reverse bias state. potential V G is applied. A drain electrode 26, a positive potential V D is applied.
【0005】そして、ゲート電極28に印加されるゲー
ト電圧VG によって、空間電荷領域はゲートから下向き
に広がる。その結果、ソースからドレインに流れる電子
の通路(チャネル)は、空間電荷領域の深さによって変
調を受け、ドレイン電流もゲート電圧VG によって制御
される。尚、このショットキーゲート電界効果トランジ
スタの等価回路を図12に示す。[0005] Then, the gate voltage V G applied to the gate electrode 28, the space charge region extends downwardly from the gate. As a result, electron passage flowing from the source to the drain (channel) is subjected to modulation by the depth of the space charge region, the drain current is also controlled by the gate voltage V G. FIG. 12 shows an equivalent circuit of the Schottky gate field effect transistor.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に、ショットキー
ゲート電界効果トランジスタの高周波特性を改善するに
は、遮断周波数fT を大きくし、入出力の抵抗比を大き
くすることが必要である。従って、接合形電界効果トラ
ンジスタの特性は、ゲート長が短く、ゲート・ソース間
が狭いほど向上する。Generally [0007] To improve the high frequency characteristics of a Schottky gate field effect transistor, it increases the cutoff frequency f T, it is necessary to increase the resistance ratio of the input and output. Therefore, the characteristics of the junction field-effect transistor are improved as the gate length is shorter and the distance between the gate and source is smaller.
【0007】しかし、ゲート長を短くしていくと、単位
面積当りのエネルギが大きくなり、それにより、静電強
度の低下を招き、トランジスタの信頼性、寿命が著しく
低下するという新たな問題が生じる。However, when the gate length is shortened, the energy per unit area increases, which causes a decrease in electrostatic strength, and causes a new problem that the reliability and the life of the transistor are significantly reduced. .
【0008】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、トランジスタの信頼
性及び寿命の低下を引き起こすことなく、トランジスタ
の特性(高周波特性)を向上させることができる接合形
電界効果トランジスタを提供することにある。The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to improve the characteristics (high-frequency characteristics) of a transistor without reducing the reliability and life of the transistor. It is an object of the present invention to provide a junction type field effect transistor which can be used.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、基板1表面に
形成された低抵抗化領域2及び3上に夫々ドレイン電極
6及びソース電極7が設けられ、PN接合Jaを有する
チャネル領域4上にゲート電極8が設けられた接合形電
界効果トランジスタにおいて、ソース電極7下の低抵抗
化領域3に、少なくとも1つの接合ダイオードDを形成
し、該接合ダイオードDの取出し電極10とゲート電極
8とを電気的に接続して構成する。According to the present invention, a drain electrode 6 and a source electrode 7 are provided on low resistance regions 2 and 3 formed on the surface of a substrate 1, respectively, and a channel region 4 having a PN junction Ja is provided. In the junction field-effect transistor in which the gate electrode 8 is provided, at least one junction diode D is formed in the low-resistance region 3 below the source electrode 7, and the extraction electrode 10 of the junction diode D, the gate electrode 8, Are electrically connected to each other.
【0010】また、基板1表面に形成された低抵抗化領
域2及び3上に夫々ドレイン電極6及びソース電極7が
設けられ、第1及び第2のPN接合Ja1 及びJa2 を
有するチャネル領域4上に第1及び第2のゲート電極8
a及び8bが設けられた所謂Dual gate構造の
接合形電界効果トランジスタにおいては、ソース電極7
下の低抵抗化領域3に、第1及び第2の接合ダイオード
D1 及びD2 を形成し、第1の接合ダイオードD1 の取
出し電極10aと第1のゲート電極8aとを電気的に接
続すると共に、第2の接合ダイオードD2 の取出し電極
10bと第2のゲート電極8bとを電気的に接続して構
成する。Further, a drain electrode 6 and a source electrode 7 are provided on the low resistance regions 2 and 3 formed on the surface of the substrate 1, respectively, and a channel region having first and second PN junctions Ja1 and Ja2. A first and a second gate electrode 8
In a junction type field effect transistor having a so-called dual gate structure provided with a and 8b, the source electrode 7
First and second junction diodes D 1 and D 2 are formed in the lower resistance lowering region 3, and the extraction electrode 10 a of the first junction diode D 1 and the first gate electrode 8 a are electrically connected. while, constituting a second extraction electrode 10b of the junction diode D 2 and a second gate electrode 8b are electrically connected.
【0011】そして、上記接合ダイオードD(D1 ,D
2 )を構成するPN接合Jb(Jb 1 ,Jb2 )の抵抗
を、チャネル領域4におけるPN接合Ja(Ja1 ,J
a2)の抵抗よりも小に設定する。The junction diode D (D1, D
Two) To form a PN junction Jb (Jb 1, JbTwo) Resistance
To the PN junction Ja (Ja1, J
aTwo) Is set smaller than the resistance.
【0012】[0012]
【作用】上述の本発明の構成によれば、ソース電極7下
の低抵抗化領域3に、少なくとも1つの接合ダイオード
Dを形成し、該接合ダイオードDの取出し電極10とゲ
ート電極8とを電気的に接続するようにし、更に接合ダ
イオードDを構成するPN接合Jbの抵抗を、チャネル
領域4におけるPN接合Jaの抵抗よりも小に設定する
ようにしたので、ゲート長の短縮化に伴って、ゲート電
極8に高電位(降伏電圧VT 以上の電圧)が印加された
としても、その高電位は、接合ダイオードDに吸収さ
れ、高電位による接合形電界効果トランジスタのブレー
クダウン(降伏)現象を回避することができる。According to the structure of the present invention, at least one junction diode D is formed in the low resistance region 3 below the source electrode 7, and the extraction electrode 10 and the gate electrode 8 of the junction diode D are electrically connected. And the resistance of the PN junction Jb constituting the junction diode D is set to be smaller than the resistance of the PN junction Ja in the channel region 4. Therefore, with the shortening of the gate length, the gate electrode 8 as a high potential (voltage higher than the breakdown voltage V T) is applied, the high potential is absorbed by the junction diode D, and breakdown (breakdown) behavior of the junction field effect transistor according to a high potential Can be avoided.
【0013】また、Dual gate構造の接合形電
界効果トランジスタに対しては、ソース電極7下の低抵
抗化領域3に、第1及び第2の接合ダイオードD1 及び
D2 を形成し、第1の接合ダイオードD1 の取出し電極
10aと第1のゲート電極8aとを電気的に接続すると
共に、第2の接合ダイオードD2 の取出し電極10bと
第2のゲート電極8bとを電気的に接続することによ
り、高電位によるブレークダウン現象を回避させること
ができる。For a junction type field effect transistor having a dual gate structure, first and second junction diodes D 1 and D 2 are formed in the low resistance region 3 below the source electrode 7 to form a first junction diode. bonding the extraction electrodes 10a of the diode D 1 and a first gate electrode 8a as well as electrically connected, to electrically connect the second extraction electrode 10b of the junction diode D 2 and a second gate electrode 8b of the Thus, the breakdown phenomenon due to the high potential can be avoided.
【0014】このように、本発明に係る接合形電界効果
トランジスタによれば、ブレークダウン現象の発生を引
き起こすことなく、ゲート長を短縮化することができ、
トランジスタ自体の高周波特性の向上をより促進させる
ことができる。As described above, according to the junction field effect transistor of the present invention, the gate length can be reduced without causing the breakdown phenomenon,
The improvement in the high-frequency characteristics of the transistor itself can be further promoted.
【0015】[0015]
【実施例】以下、図1〜図10を参照しながら本発明の
実施例を説明する。図1は、第1実施例に係る接合形電
界効果トランジスタ、例えばGaAsによるNチャネル
のショットキー(バリア)ゲート電界効果トランジスタ
(以下、単にトランジスタと記す)Tr1の構成を示す
断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a junction field-effect transistor according to the first embodiment, for example, an N-channel Schottky (barrier) gate field-effect transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) Tr1 made of GaAs.
【0016】このトランジスタTr1は、図示するよう
に、半絶縁性GaAs基板1の表面に2つのN形高濃度
領域(低抵抗化領域)2及び3を有すると共に、これら
低抵抗化領域2及び3間にN形低濃度領域(チャネル領
域)4を有する。このチャネル領域4には、ゲートPN
接合JaとなるP形の高濃度領域5が形成される。そし
て、上記2つの低抵抗化領域2及び3上に夫々オーム性
接触によるドレイン電極6とソース電極7が形成され、
更にP形の高濃度領域5上にショットキー接触によるゲ
ート電極8が形成されて構成されている。As shown, the transistor Tr1 has two N-type high-concentration regions (low-resistance regions) 2 and 3 on the surface of a semi-insulating GaAs substrate 1, and these low-resistance regions 2 and 3 There is an N-type low concentration region (channel region) 4 between them. This channel region 4 has a gate PN
A P-type high-concentration region 5 serving as the junction Ja is formed. A drain electrode 6 and a source electrode 7 are formed on the two low-resistance regions 2 and 3 by ohmic contact, respectively.
Further, the gate electrode 8 is formed on the P-type high concentration region 5 by Schottky contact.
【0017】図示の例では、ソース電極7に接地電位V
ssが印加され、ゲート電極8には、チャネル領域4と
高濃度領域5によるPN接合Jaが逆バイアス状態とな
るように、ソースに対し負電位VG が印加される。ドレ
イン電極6には、正電位VD が印加される。In the illustrated example, the ground potential V is applied to the source electrode 7.
ss is applied to the gate electrode 8, so that PN junction Ja with the channel region 4 in the high concentration region 5 is reversely biased state, a negative potential V G to the source is applied. A positive potential V D is applied to the drain electrode 6.
【0018】そして、ゲート電極8に印加されるゲート
電圧VG によって、空間電荷領域はゲートから下向きに
広がる。その結果、ソースからドレインに流れる電子の
通路(チャネル)が空間電荷領域の深さによって変調を
受け、ドレイン電流もゲート電圧VG によって制御され
る。[0018] Then, the gate voltage V G applied to the gate electrode 8, the space charge region extends downwardly from the gate. As a result, electron passage flowing from the source to the drain (channel) being modulated by the depth of the space charge region, the drain current is also controlled by the gate voltage V G.
【0019】しかして、本例においては、上記ソース電
極7下の低抵抗化領域3に1つのP形高濃度領域9を形
成してPN接合Jbによる接合ダイオードDを形成す
る。そして、この接合ダイオードDのP形高濃度領域9
上に取出し電極10を形成し、この取出し電極10と上
記ゲート電極8とを電気的に接続する。尚、このトラン
ジスタTr1の等価回路を図2に示す。In this embodiment, one P-type high-concentration region 9 is formed in the low-resistance region 3 below the source electrode 7 to form a junction diode D formed by a PN junction Jb. The P-type high-concentration region 9 of the junction diode D
An extraction electrode 10 is formed thereon, and the extraction electrode 10 and the gate electrode 8 are electrically connected. FIG. 2 shows an equivalent circuit of the transistor Tr1.
【0020】次に、本例に係るトランジスタの動作を図
3に基いて説明する。この図3は、横軸にゲート・ソー
ス間電圧VGS、縦軸に逆方向電流Isをとって、トラン
ジスタTr1の逆耐圧特性をみたものである。この図に
おいて、曲線は接合ダイオードの逆耐圧特性を示し、
曲線はトランジスタの逆耐圧特性を示す。この図から
わかるように、上記接合ダイオードDは、その降伏電圧
VF がトランジスタTr1の降伏電圧VT よりも低くな
るように設定されている。Next, the operation of the transistor according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the reverse breakdown voltage characteristics of the transistor Tr1, with the horizontal axis representing the gate-source voltage V GS and the vertical axis representing the reverse current Is. In this figure, the curve shows the reverse breakdown voltage characteristics of the junction diode,
The curve shows the reverse breakdown voltage characteristics of the transistor. As can be seen from this figure, the junction diode D has its breakdown voltage V F is set to be lower than the breakdown voltage V T of the transistor Tr1.
【0021】通常は、動作電位幅(一般に+1V〜ー1
Vの範囲)にてトランジスタTr1が動作し、ソースか
らドレインに流れる電子の通路(チャネル)が、空間電
荷領域の深さによって変調を受け、ドレイン電流もゲー
ト電圧VG によって制御される。Normally, the operating potential width (generally +1 V to -1)
Transistor Tr1 operating in V range), electron passage flowing from the source to the drain (channel) to receive the modulated by the depth of the space charge region, the drain current is also controlled by the gate voltage V G.
【0022】そして、高周波特性の向上を図って例えば
ゲート長を短く設計した場合においては、単位面積当り
のエネルギが大きくなり、ゲート電極8に負方向の高電
位が印加され易くなり、降伏電圧VT 以上の高電位が印
加された場合、トランジスタTr1のPN接合Jaに接
合破壊が生じる。When the gate length is designed to be short, for example, in order to improve the high-frequency characteristics, the energy per unit area increases, the high potential in the negative direction is easily applied to the gate electrode 8, and the breakdown voltage V When a high potential equal to or higher than T is applied, junction breakdown occurs at the PN junction Ja of the transistor Tr1.
【0023】しかし、本例では、低抵抗化領域3にPN
接合Jbで構成された接合ダイオードDが形成されてい
るため、トランジスタTr1の降伏電圧VTに達する前
の電圧(接合ダイオードの降伏電圧VF )にて接合ダイ
オードDがブレークダウンし、トランジスタTr1にか
かるエネルギーを吸収する。その結果、トランジスタT
r1のPN接合Jaには、電圧VF 以上の高電位はかか
らなくなり、トランジスタTr1の接合破壊が回避され
る。However, in this embodiment, the PN
Since the junction diode D which is a cemented Jb is formed, the junction diode D at (breakdown voltage V F of the junction diode) before the voltage reaches the breakdown voltage V T of the transistor Tr1 is broken down, the transistor Tr1 Absorb such energy. As a result, the transistor T
The PN junction Ja of r1, will not take the high potential or voltage V F, junction breakdown of the transistor Tr1 is avoided.
【0024】ところで、接合ダイオードDを構成するP
N接合Jbが高抵抗であった場合、即ちソース電極7下
の低抵抗化領域3の抵抗が高い場合、図4に示すよう
に、接合ダイオードD並びにトランジスタTr1の逆耐
圧曲線及びが右斜め方向に傾く。このとき、接合ダ
イオードDに関する逆耐圧曲線がトランジスタTr1
の逆耐圧曲線よりもその傾きが小さくなって各曲線
及びが交差した場合、トランジスタTr1にはその降
伏電圧VT よりも大きい電圧がかかりトランジスタTr
1の接合破壊を引き起こすことになる。By the way, P constituting the junction diode D
When the N-junction Jb has a high resistance, that is, when the resistance of the low-resistance region 3 below the source electrode 7 is high, as shown in FIG. Lean on. At this time, the reverse withstand voltage curve of the junction diode D is determined by the transistor Tr1.
If each curve and the slope becomes smaller than the reverse breakdown voltage curve crosses of the transistor Tr1 takes a voltage larger than its breakdown voltage V T transistor Tr
1 will be caused.
【0025】従って、トランジスタTr1の接合破壊を
有効に防止するには、接合ダイオードDを構成するPN
接合Jbの抵抗をトランジスタTr1のチャネル領域4
におけるPN接合Jaの抵抗よりも小にすることが重要
であり、接合ダイオードDに関する逆耐圧曲線を例えば
破線に示すように、トランジスタTr1の逆耐圧曲線
と交差しないようにする。即ち、ソース電極7下から
接合ダイオードDにわたる領域3にシリコン(Si)を
打ち込んで低抵抗化することである。Therefore, in order to effectively prevent the destruction of the junction of the transistor Tr1, the PN constituting the junction diode D is required.
The resistance of the junction Jb is changed to the channel region 4 of the transistor Tr1.
It is important to make the resistance smaller than the resistance of the PN junction Ja in the above, so that the reverse breakdown curve of the junction diode D does not intersect with the reverse breakdown curve of the transistor Tr1 as shown by a broken line, for example. That is, the resistance is lowered by implanting silicon (Si) into the region 3 extending from below the source electrode 7 to the junction diode D.
【0026】この第1実施例によれば、ソース電極7下
の低抵抗化領域3に、1つの接合ダイオードDを形成
し、この接合ダイオードDの取出し電極10とゲート電
極8とを電気的に接続するようにし、更に接合形トラン
ジスタDを構成するPN接合Jbの抵抗を、チャネル領
域4におけるPN接合Jaの抵抗よりも小に設定するよ
うにしたので、ゲート長の短縮化に伴って、ゲート電極
8に高電位(降伏電圧V T 以上の高電圧)が印加された
としても、その高電位は、接合ダイオードDに吸収さ
れ、高電位によるトランジスタTr1のブレークダウン
(降伏)現象を回避することができる。このことは、ブ
レークダウン現象の発生を引き起こすことなく、ゲート
長を短縮化することができることにつながり、トランジ
スタ自体の高周波特性を有効に向上させることができ
る。According to the first embodiment, the source electrode 7
One junction diode D is formed in the low resistance region 3 of FIG.
Then, the extraction electrode 10 of the junction diode D is connected to the gate electrode.
The pole 8 is electrically connected to the
The resistance of the PN junction Jb constituting the
It is set to be smaller than the resistance of the PN junction Ja in region 4.
As the gate length is shortened, the gate electrode
8 at high potential (breakdown voltage V TAbove high voltage) was applied
Even if the high potential is absorbed by the junction diode D
And breakdown of transistor Tr1 due to high potential
(Yield) phenomenon can be avoided. This means that
Gate without causing breakdown
Length can be shortened.
The high frequency characteristics of the star itself can be effectively improved
You.
【0027】次に、上記第1実施例において、接合ダイ
オードDを所謂Backto back構造にした場合
の変形例について、図5及び図6を参照しながら説明す
る。尚、図1及び図2と対応するものについては同符号
を記し、その説明を省略する。Next, a modification of the first embodiment in which the junction diode D has a so-called back-to-back structure will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0028】この変形例に係るトランジスタTr2は、
上記第1実施例とほぼ同じ構成を有するが、ソース電極
7下の低抵抗化領域3に2つのP形高濃度領域9a及び
9bが形成されて、第1及び第2のPN接合Jb1 及び
Jb2 による第1及び第2の接合ダイオードD1 及びD
2 を有する点で異なる。The transistor Tr2 according to this modification is
It has substantially the same configuration as the first embodiment, except that two P-type high-concentration regions 9a and 9b are formed in the low-resistance region 3 below the source electrode 7, so that the first and second PN junctions Jb 1 and Jb 2 first and second junction diodes D 1 and D
It differs in having two .
【0029】そして、これら接合ダイオードD1 及びD
2 中、第1の接合ダイオードD1 の取出し電極10aと
トランジスタTr2のゲート電極8とを電気的に接続す
ると共に、第2の接合ダイオードD2 の取出し電極10
bとトランジスタTr2のソース電極7とを電気的に接
続して、図6の等価回路図に示すように、接合ダイオー
ドD1 及びD2 を所謂Back to back構造に
する。この変形例においても、各PN接合Jb1 及びJ
b2 の抵抗をトランジスタTr2のチャネル領域4にお
けるPN接合Jaの抵抗よりも小に設定する。The junction diodes D 1 and D 1
In 2, the gate electrode 8 of the first extraction electrode 10a and the transistor Tr2 of the junction diode D 1 with electrical connection, the second extraction electrode 10 of the junction diode D 2 of
a source electrode 7 of b and transistor Tr2 are electrically connected, as shown in an equivalent circuit diagram of FIG. 6, the junction diode D 1 and D 2 in the so-called Back-to back configuration. Also in this modification, each PN junction Jb 1 and Jb 1
The resistance of b 2 is set smaller than the resistance of the PN junction Ja in the channel region 4 of the transistor Tr2.
【0030】この変形例によれば、上記第1実施例と同
様に、高電位によるトランジスタTr2のブレークダウ
ン(降伏)現象を回避することができ、トランジスタT
r2自体の高周波特性を有効に向上させることができ
る。According to this modification, the breakdown (breakdown) phenomenon of the transistor Tr2 due to the high potential can be avoided as in the first embodiment, and the transistor T
The high frequency characteristics of r2 itself can be effectively improved.
【0031】次に、トランジスタをDual gate
構造にした場合の第2実施例について、図7及び図8を
参照しながら説明する。尚、図5と対応するものについ
ては同符号を記し、その説明を省略する。Next, the transistor is set to Dual gate
A second embodiment having a structure will be described with reference to FIGS. The components corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0032】この第2実施例に係るトランジスタTr3
は、上記第1実施例の変形例とほぼ同じ構成を有する
が、チャネル領域4に2つのP形高濃度領域5a及び5
bが形成されて、チャネル領域4内に第1及び第2のP
N接合Ja1 及びJa2 を有する点で異なる。各P形高
濃度領域5a及び5b上には、夫々ゲート電極8a及び
8bが形成される。また、ソース電極7下の低抵抗化領
域3には、2つのP形高濃度領域9a及び9bが形成さ
れて、第1及び第2のPN接合Jb1 及びJb2 による
第1及び第2の接合ダイオードD1 及びD2 が形成され
ている。The transistor Tr3 according to the second embodiment
Has almost the same structure as the modification of the first embodiment, but has two P-type high-concentration regions 5a and 5a in the channel region 4.
b is formed, and the first and second P
Differs in that it has a N junction Ja 1 and Ja 2. Gate electrodes 8a and 8b are formed on each of the P-type high concentration regions 5a and 5b, respectively. Also, the lower the source electrode 7 to the low-resistance region 3, two P type high concentration region 9a and 9b are formed, according to the first and second PN junction Jb 1 and Jb 2 of the first and second Junction diodes D 1 and D 2 are formed.
【0033】そして、これら接合ダイオードD1 及びD
2 中、第1の接合ダイオードD1 の取出し電極10aと
第1のゲート電極8aとを電気的に接続すると共に、第
2の接合ダイオードD2 の取出し電極10bと第2のゲ
ート電極8bとを電気的に接続する。この場合も、各P
N接合Jb1 及びJb2 の抵抗をトランジスタTr2の
チャネル領域4におけるPN接合Ja1 及びJa2 の抵
抗よりも小に設定する。The junction diodes D 1 and D 1
In 2, the a first extraction electrode 10a of the junction diode D 1 and the first gate electrode 8a is electrically connected, and a second extraction electrode 10b of the junction diode D 2 and the second gate electrode 8b Make an electrical connection. Again, each P
The resistance of the N junctions Jb 1 and Jb 2 is set smaller than the resistance of the PN junctions Ja 1 and Ja 2 in the channel region 4 of the transistor Tr2.
【0034】この第2実施例によれば、上記第1実施例
と同様に、高電位によるトランジスタTr3のブレーク
ダウン(降伏)現象を回避することができ、トランジス
タTr3自体の高周波特性を有効に向上させることがで
きる。According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the breakdown (breakdown) of the transistor Tr3 due to the high potential can be avoided, and the high-frequency characteristics of the transistor Tr3 itself can be effectively improved. Can be done.
【0035】次に、上記第2実施例において、接合ダイ
オードを所謂Back to back構造にした場合
の変形例について、図9及び図10を参照しながら説明
する。尚、図7と対応するものについては同符号を記
し、その説明を省略する。Next, a modification of the second embodiment in which the junction diode has a so-called back-to-back structure will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. Components corresponding to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0036】この変形例に係るトランジスタTr4は、
上記第2実施例とほぼ同じ構成を有するが、ソース電極
7下の低抵抗化領域3に、4つのP形高濃度領域9a〜
9dが形成されて、第1〜第4のPN接合Jb1 〜Jb
4による第1〜第4の接合ダイオードD1 〜D4 が形成
されている点で異なる。図10にその等価回路を示す。The transistor Tr4 according to this modification is
It has substantially the same configuration as that of the second embodiment, except that four P-type high-concentration regions 9a to 9
9d is formed, the first to fourth PN junction Jb 1 ~Jb
4 in that first to fourth junction diodes D 1 to D 4 are formed. FIG. 10 shows an equivalent circuit thereof.
【0037】そして、これら接合ダイオードD1 〜D4
中、第1の接合ダイオードD1 の取出し電極10aと第
1のゲート電極8aとを電気的に接続すると共に、第3
の接合ダイオードD3 の取出し電極10cと第2のゲー
ト電極8bとを電気的に接続し、更に第2及び第4の接
合ダイオードD2 及びD4 の各取出し電極10b及び1
0dとソース電極7とを電気的に接続する。これら第1
及び第2の接合ダイオードD1 及びD2 並びに第3及び
第4の接合ダイオードD3 及びD4 は夫々第2実施例と
同様にBack to back構造を有する。この変
形例においても、各PN接合Jb1 〜Jb4 の抵抗をト
ランジスタTr4のチャネル領域4における第1及び第
2のPN接合Ja1 及びJa2 の抵抗よりも小に設定す
る。The junction diodes D 1 to D 4
Among, the a first extraction electrode 10a of the junction diode D 1 and the first gate electrode 8a is electrically connected, the third
Junction diode connects the extraction electrode 10c and the second gate electrode 8b of the D 3 electrically, and each extraction electrode 10b and one of the second and fourth junction diode D 2 and D 4 of the
Od is electrically connected to the source electrode 7. These first
The second and third junction diodes D 1 and D 2 and the third and fourth junction diodes D 3 and D 4 have a back-to-back structure as in the second embodiment. Also in variation is set to be smaller than the resistance the PN junction Jb 1 ~Jb PN junction Ja 1 resistor of the transistor Tr4 in the channel region 4 of the first and second 4 and Ja 2.
【0038】この変形例によれば、上記第1実施例と同
様に、高電位によるトランジスタTr3のブレークダウ
ン(降伏)現象を回避することができ、トランジスタT
r3自体の高周波特性を有効に向上させることができ
る。According to this modification, similarly to the first embodiment, the breakdown (breakdown) phenomenon of the transistor Tr3 due to the high potential can be avoided, and the transistor T3
The high frequency characteristics of r3 itself can be effectively improved.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明に係る接合形電界効果トランジス
タによれば、トランジスタの信頼性及び寿命の低下を引
き起こすことなく、トランジスタの特性(高周波特性)
を向上させることができる。According to the junction field effect transistor of the present invention, the characteristics (high-frequency characteristics) of the transistor can be obtained without reducing the reliability and life of the transistor.
Can be improved.
【図1】第1実施例に係る接合形電界効果トランジス
タ、例えばGaAsによるNチャネルのショットキー
(バリア)ゲート電界効果トランジスタ(以下、単にト
ランジスタと記す)の構成を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a junction field effect transistor according to a first embodiment, for example, an N-channel Schottky (barrier) gate field effect transistor (hereinafter simply referred to as a transistor) made of GaAs.
【図2】第1実施例に係るトランジスタの等価回路図。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the transistor according to the first embodiment.
【図3】第1実施例に係るトランジスタの逆耐圧特性を
示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a reverse breakdown voltage characteristic of the transistor according to the first embodiment.
【図4】第1実施例に係るトランジスタにおいて、接合
ダイオードを高抵抗にした場合の逆耐圧特性を示す特性
図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a reverse breakdown voltage characteristic when the junction diode has a high resistance in the transistor according to the first embodiment.
【図5】第1実施例の変形例に係るトランジスタの構成
を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a transistor according to a modification of the first embodiment.
【図6】第1実施例の変形例に係るトランジスタの等価
回路図。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a transistor according to a modification of the first embodiment.
【図7】第2実施例に係るトランジスタの構成を示す断
面図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a transistor according to a second embodiment.
【図8】第2実施例に係るトランジスタの等価回路図。FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of a transistor according to a second embodiment.
【図9】第2実施例の変形例に係るトランジスタの構成
を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a transistor according to a modification of the second embodiment.
【図10】第2実施例の変形例に係るトランジスタの等
価回路図。FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of a transistor according to a modification of the second embodiment.
【図11】従来例に係るトランジスタの構成を示す断面
図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a structure of a transistor according to a conventional example.
【図12】従来例に係るトランジスタの等価回路図。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a transistor according to a conventional example.
Tr1,Tr2,Tr3,Tr4 トランジスタ D 接合ダイオード 1 半絶縁性GaAs基板 2,3 低抵抗化領域 4 チャネル領域 5,9 P形高濃度領域 6 ドレイン電極 7 ソース電極 8 ゲート電極 10 取出し電極 Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 Transistor D junction diode 1 Semi-insulating GaAs substrate 2, 3 Low resistance region 4 Channel region 5, 9 P type high concentration region 6 Drain electrode 7 Source electrode 8 Gate electrode 10 Extraction electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−27534(JP,A) 特開 平4−335536(JP,A) 特開 昭60−47470(JP,A) 特開 平4−12536(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/338 H01L 21/337 H01L 29/808 H01L 29/812 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-27534 (JP, A) JP-A-4-335536 (JP, A) JP-A-60-47470 (JP, A) JP-A-4- 12536 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/338 H01L 21/337 H01L 29/808 H01L 29/812
Claims (5)
夫々ドレイン電極及びソース電極が設けられ、PN接合
を有するチャネル領域上にゲート電極が設けられた接合
形電界効果トランジスタにおいて、 上記ソース電極下の低抵抗化領域に、少なくとも1つの
接合ダイオードが形成され、該接合ダイオードの取出し
電極と上記ゲート電極とが電気的に接続されていること
を特徴とする接合形電界効果トランジスタ。1. A junction field-effect transistor in which a drain electrode and a source electrode are provided on a low-resistance region formed on a substrate surface, and a gate electrode is provided on a channel region having a PN junction. A junction type field effect transistor, wherein at least one junction diode is formed in a low resistance region below the electrode, and an extraction electrode of the junction diode and the gate electrode are electrically connected.
1及び第2の接合ダイオードが形成され、上記第1の接
合ダイオードの取出し電極と上記ゲート電極とが電気的
に接続され、上記第2の接合ダイオードの取出し電極と
上記ソース電極とが電気的に接続されていることを特徴
とする請求項1記載の接合形電界効果トランジスタ。2. A first and a second junction diode are formed in a low-resistance region below the source electrode, and an extraction electrode of the first junction diode and the gate electrode are electrically connected. 2. The junction field effect transistor according to claim 1, wherein an extraction electrode of the second junction diode and the source electrode are electrically connected.
夫々ドレイン電極及びソース電極が設けられ、第1及び
第2のPN接合を有するチャネル領域上に第1及び第2
のゲート電極が設けられた接合形電界効果トランジスタ
において、 上記ソース電極下の低抵抗化領域に、第1及び第2の接
合ダイオードが形成され、上記第1の接合ダイオードの
取出し電極と上記第1のゲート電極とが電気的に接続さ
れ、上記第2の接合ダイオードの取出し電極と上記第2
のゲート電極とが電気的に接続されていることを特徴と
する接合形電界効果トランジスタ。3. A drain electrode and a source electrode are respectively provided on a low-resistance region formed on a substrate surface, and a first and a second electrode are provided on a channel region having first and second PN junctions.
In the junction type field effect transistor provided with the gate electrode, first and second junction diodes are formed in the low-resistance region below the source electrode, and the extraction electrode of the first junction diode and the first Is electrically connected to the extraction electrode of the second junction diode and the second junction diode.
And a gate electrode of the junction field-effect transistor.
第4の接合ダイオードが形成され、第1の接合ダイオー
ドの取出し電極と第1のゲート電極とが電気的に接続さ
れると共に、第3の接合ダイオードの取出し電極と第2
のゲート電極とが電気的に接続され、第2及び第4の接
合形ダイオードの各取出し電極とソース電極とが電気的
に接続されていることを特徴とする請求項3記載の接合
形電界効果トランジスタ。4. The method according to claim 1, further comprising:
A fourth junction diode is formed, the extraction electrode of the first junction diode is electrically connected to the first gate electrode, and the extraction electrode of the third junction diode is connected to the second gate electrode.
4. The junction field effect according to claim 3, wherein the gate electrode of the second junction diode is electrically connected to each of the extraction electrodes of the second and fourth junction diodes and the source electrode. Transistor.
の抵抗が、上記チャネル領域におけるPN接合の抵抗よ
りも小さいことを特徴とする請求項1、2、3又は4記
載の接合形電界効果トランジスタ。5. The junction field effect transistor according to claim 1, wherein a resistance of a PN junction constituting said junction diode is smaller than a resistance of a PN junction in said channel region.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03314274A JP3084859B2 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Junction type field effect transistor |
KR1019920022530A KR100266838B1 (en) | 1991-11-28 | 1992-11-27 | Field effect transistor |
US08/246,464 US5428232A (en) | 1991-11-28 | 1994-05-18 | Field effect transistor apparatus |
KR1019990034909A KR100275138B1 (en) | 1991-11-28 | 1999-08-23 | Field effect transistor apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03314274A JP3084859B2 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Junction type field effect transistor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152348A JPH05152348A (en) | 1993-06-18 |
JP3084859B2 true JP3084859B2 (en) | 2000-09-04 |
Family
ID=18051390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03314274A Expired - Lifetime JP3084859B2 (en) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Junction type field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3084859B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2762919B2 (en) * | 1994-03-24 | 1998-06-11 | 日本電気株式会社 | Semiconductor element |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP03314274A patent/JP3084859B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05152348A (en) | 1993-06-18 |
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