JPH03155169A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH03155169A
JPH03155169A JP29459989A JP29459989A JPH03155169A JP H03155169 A JPH03155169 A JP H03155169A JP 29459989 A JP29459989 A JP 29459989A JP 29459989 A JP29459989 A JP 29459989A JP H03155169 A JPH03155169 A JP H03155169A
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JP
Japan
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layer
channel layer
gate
channel
semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP29459989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Maezawa
宏一 前澤
Takashi Mizutani
孝 水谷
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH03155169A publication Critical patent/JPH03155169A/en
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently increase the input impedance of a gate and to separate input/output by varying a real space transition amount of electrons from a first channel layer to a second channel region by a gate voltage, and generating differentiated negative resistance due to the difference of electron speeds between the channel layers. CONSTITUTION:A second channel layer 107 formed on the upper part of a first channel layer 106 is so formed with a discontinuous conduction band as to be a potential barrier to the layer 106, formed of conductor having smaller electron speed than that of the layer 106, formed with a gate barrier layer 108 made of semiconductor or insulator to form a potential barrier to the layer 107, a gate electrode 109 is provided thereon, and ohmic electrodes 110, 111 of a source, a drain are provided at the side. Thus, real space transition amount of electrons from the layer 106 to the layer 107 is varied to generate a differentiated negative resistance due to the difference of electron speed between the channel layers.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高速で制御可能な食性微分抵抗を持つ半導体
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device having an erodible differential resistance that can be controlled at high speed.

(従来技術及び発明が解決しようとする課題)先ず第4
及び5図を用いて、制御可能な負性微分抵抗をもつ半導
体装置について従来知られている構造の例を説明する(
例えば F、 Capasso、 G。
(Prior art and problems to be solved by the invention) First, the fourth
An example of a conventionally known structure of a semiconductor device having controllable negative differential resistance will be explained using FIGS.
For example, F., Capasso, G.

Hargaritondoed、 Heterojun
ction Band discontinuitie
s+ 9.513.  North−Holland 
Physics Publishing+ 1987参
照) 第4図は素子の断面図で、図において1は半絶縁性Ga
As基板、2はn型の不純物を含むGaAs第二伝導層
(8600人)、3は不純物を添加していないAle、
 aGao、 6As下部バリア層(1400人)、4
は不純物が添加されていないGaAsチャネル層(17
00人)、5.6.7はそれぞれ基板、ソース、ドレイ
ンのオーミック電極である。
Hargaritondoed, Heterojun
cation Band discontinuity
s+ 9.513. North-Holland
(Refer to Physics Publishing+ 1987) Figure 4 is a cross-sectional view of the device, and in the figure 1 is semi-insulating Ga.
As substrate, 2 is GaAs second conductive layer (8600 layers) containing n-type impurities, 3 is Al with no impurities added,
aGao, 6As lower barrier layer (1400 people), 4
is a GaAs channel layer (17
00), 5.6.7 are the ohmic electrodes of the substrate, source, and drain, respectively.

第5図は、第4図に示す従来構造の第一の例におけるエ
ネルギーバンド構造を、平衡状態(破線)と半導体チャ
ネル層中に電子が蓄積された状態(実線)において示し
ている0本図において、8は電子のフェルミエネルギー
位置を示す、ソース電極を接地し、基板電極に正の電圧
をかけることにより、チャネル層最下部の伝導帯下端は
、フェルミエネルギーの下部に位置し、この部分に二次
元電子ガスが蓄積される。この状態でドレイン電極に正
の電圧を印加するとドレイン電流が流れる。
FIG. 5 is a zero-line diagram showing the energy band structure of the first example of the conventional structure shown in FIG. 4 in an equilibrium state (dashed line) and in a state in which electrons are accumulated in the semiconductor channel layer (solid line). 8 indicates the Fermi energy position of the electron. By grounding the source electrode and applying a positive voltage to the substrate electrode, the lower end of the conduction band at the bottom of the channel layer is located below the Fermi energy, and this part Two-dimensional electron gas is accumulated. When a positive voltage is applied to the drain electrode in this state, a drain current flows.

この時、基板電圧がある程度大きいと第3図に示すよう
にドレイン電流に負性微分抵抗が現れる。
At this time, if the substrate voltage is high to some extent, negative differential resistance appears in the drain current as shown in FIG.

これはドレイン電圧で加速された電子がエネルギーを得
てホットになり、AlGaAs層3へあふれ出すことに
よる。あふれた電子は基板電極に印加された正の電圧に
よって第二導電層に注入されるためドレイン電流には寄
与しない、そのためドレイン電圧を大きくすると、ドレ
イン電流は減少することになる。この負性微分抵抗は基
板電極(制御電極)に印加する電圧によってその大きさ
を変化させることができる。この素子はNERFET 
(NegativeResistance FET)と
呼ばれている。
This is because electrons accelerated by the drain voltage gain energy, become hot, and overflow into the AlGaAs layer 3. Since the overflowing electrons are injected into the second conductive layer by the positive voltage applied to the substrate electrode, they do not contribute to the drain current. Therefore, when the drain voltage is increased, the drain current decreases. The magnitude of this negative differential resistance can be changed by changing the voltage applied to the substrate electrode (control electrode). This element is NERFET
(Negative Resistance FET).

この素子の動作スピードは原理的には電子がエネルギー
を得てホットになる時間によって決まるので非常に高速
な動作が期待できる。しかしながら、この構造ではドレ
イン電流の減少に、基板電流の増大が必然的にともなう
、したがって、入出力の分離ができず、回路への応用に
はかなりの困難がある。
The operating speed of this device is, in principle, determined by the time it takes for electrons to gain energy and become hot, so very high-speed operation can be expected. However, in this structure, a decrease in drain current is inevitably accompanied by an increase in substrate current, and therefore input and output cannot be separated, making it very difficult to apply to circuits.

そのほか、第6図に示すように、第4図の上下を逆にし
、基板(ゲート)電極−ソース電極、基板(ゲート)電
極−ドレイン電極間の重なりを無くし、寄生容量を低減
した構造のNEl?FETが知られている( M、 S
、 5hur et at、 TREE  Elect
ronDevice Lett、、 VOL、 EDL
−7,p、78.1986 )。この場合も入出力の分
離ができないという上記欠点は解決されていない。
In addition, as shown in Figure 6, an NEL structure with a structure in which the top and bottom of Figure 4 are reversed and the overlaps between the substrate (gate) electrode and the source electrode and between the substrate (gate) electrode and the drain electrode are eliminated to reduce parasitic capacitance. ? FETs are known (M, S
, 5 hours at, TREE Elect
ronDevice Lett,, VOL, EDL
-7, p, 78.1986). In this case as well, the above drawback of not being able to separate input and output remains unsolved.

本発明は上記の欠点を改善するために提案されたもので
、その目的は、入出力が分離され、集積化に適した、高
速で制御可能な負性微分抵抗三端子素子を提供すること
にある。
The present invention was proposed in order to improve the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to provide a negative differential resistance three-terminal element that has separate input and output, is suitable for integration, and can be controlled at high speed. be.

(課題を解決するための手段) 本発明は第一チャネル層上に、前記チャネル層に対して
ポテンシャルバリアとなるような伝導帯不連続を持ち、
かつチャネル層より電子速度の低い半導体材料からなる
第二チャネル層を設け、その上部に第二チャネル層に対
してポテンシャルバリアとなるような半導体、あるいは
絶縁体よりなるバリア層を設け、その上部にゲート電極
を持ち、その脇にソース、ドレインのオーミック電極を
設けたことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention has a conduction band discontinuity on the first channel layer that acts as a potential barrier to the channel layer,
A second channel layer made of a semiconductor material having a lower electron velocity than the channel layer is provided, and a barrier layer made of a semiconductor or an insulator is provided on top of the second channel layer to act as a potential barrier to the second channel layer. It is characterized by having a gate electrode, with source and drain ohmic electrodes provided on its sides.

(作用) したがって、本発明による半導体装置は、ゲート電圧に
よって、第一から第二チャネル層への電子の実空間遷移
量を変化させ、各チャネル層間の電子速度の違いにより
負性微分抵抗を生じさせるという作用がある。従来例の
ようにゲート電極へチャネル内の電子が流れ込むことに
よって負性微分抵抗を生じさせるのではない、よってゲ
ートの人力インピーダンスは十分大きくすることができ
、入出力が分離できるため、回路への応用において著し
く有利である。
(Function) Therefore, the semiconductor device according to the present invention changes the real space transition amount of electrons from the first to the second channel layer depending on the gate voltage, and generates negative differential resistance due to the difference in electron velocity between each channel layer. It has the effect of causing Unlike the conventional example, negative differential resistance is not caused by electrons in the channel flowing into the gate electrode. Therefore, the human input impedance of the gate can be made sufficiently large, and the input and output can be separated, reducing the impact on the circuit. It has significant advantages in application.

(実施例) 次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行い得ることは言うまでも
ない。
(Example) Next, an example of the present invention will be described. Note that the embodiments are merely illustrative, and it goes without saying that various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

以下これらの特徴を、添付図面に示す具体例に基づき明
らかにする。
These features will be explained below based on specific examples shown in the attached drawings.

第1図に本発明の第一の実施例を示す0図において、1
01は半絶縁性GaAs基板、102は6000人のア
ンドープGaAsバッファー層、103はアンドープA
lxGa+−x^Sグレーディング層(500人)で組
成はχ=0からx −0,3へ線形的に組成を変化させ
たもの、104は300人のSiドープ^lo、 3G
ao、 Js電子供給層でドーピング濃度は例えば2 
XIO”c+w−’とする。、 105はアンドープ^
le、 3Gao、 Js (50人)からなるスペー
サー層、106はアンドープGaAs (150人)か
らなる第一チャネル層、107は500人のアンドープ
AlAsからなる第二チャネル層、108はアンドープ
Ale、 4sGa*、 5sAsバリア層で厚さは例
えば300人とする。109は、例えばWSiよりなる
ゲート電極、110.111はAuGe/Niの蒸着と
熱処理によって形成されたソース、ドレインのオーミッ
ク電極である。ここでソース電極110は表面のバリア
層108、あるいはバリア層108と第二チャネル層1
07の一部をエツチングによって取り去った後に形成し
、ゲート直下のAlAs第二チャネル層と直接オーム性
の接触をしないように形成する。
In FIG. 1, which shows a first embodiment of the present invention, 1
01 is a semi-insulating GaAs substrate, 102 is an undoped GaAs buffer layer of 6000 layers, and 103 is an undoped A
lxGa+-x^S grading layer (500 people) whose composition was linearly changed from χ = 0 to x -0,3, 104 is 300 people Si-doped^lo, 3G
ao, Js The doping concentration in the electron supply layer is, for example, 2
XIO"c+w-'., 105 is undoped^
106 is a first channel layer made of undoped GaAs (150 people), 107 is a second channel layer made of 500 people undoped AlAs, 108 is undoped Ale, 4sGa* , a 5sAs barrier layer with a thickness of, for example, 300 layers. 109 is a gate electrode made of, for example, WSi, and 110 and 111 are source and drain ohmic electrodes formed by AuGe/Ni vapor deposition and heat treatment. Here, the source electrode 110 is the barrier layer 108 on the surface, or the barrier layer 108 and the second channel layer 1.
07 is removed by etching, and is formed so as not to make direct ohmic contact with the AlAs second channel layer immediately below the gate.

まずゲート電圧が十分低い場合を考える。ソース電極1
10を接地し、ドレイン電極111に正の電圧を印加す
るとドレイン電流が流れるが、この場合、電流は第2図
の破線に示すように第一チャネル層中の電子によって担
われる0次にゲートに正の電圧をかけて行くと最初は第
一チャネル層に蓄積される電子量が増加するため、ドレ
イン電流は増加する。その後、さらに電圧を加えて行く
と、伝導帯下端は第2図実線のようになり、第一チャネ
ル層から、第二チャネル層への実空間遷移が起こり易く
なる。従って、この条件でドレイン電圧を大きくして行
くと、エネルギーを得た電子は第二チャネル層へ遷移し
、ドレイン電流はおもに第二チャネル層によって運ばれ
るようになる。ここで第二チャネル層は^IAsからな
るため伝導帯下端はXバレーであり、その有効買置は0
.5 me (m・は電子質量)と重い、したがって電
子速度は小さく、ドレイン電流は減少し、負性微分抵抗
および負性相互コンダクタンスを示すことになる。ドレ
イン電流−ドレイン電圧特性を第3図に示す、これはゲ
ート電圧によって、ドレイン電流の負性微分抵抗を制御
できることを示している。この素子の最高動作速度を決
める要因は従来例と同じく、電子がエネルギーを得てホ
ットになる時間であり、非常に高速な動作が可能である
First, consider the case where the gate voltage is sufficiently low. Source electrode 1
10 is grounded and a positive voltage is applied to the drain electrode 111, a drain current flows. In this case, the current flows to the zero-order gate carried by the electrons in the first channel layer, as shown by the broken line in FIG. When a positive voltage is applied, the amount of electrons accumulated in the first channel layer initially increases, so the drain current increases. Thereafter, as the voltage is further applied, the lower end of the conduction band becomes as shown by the solid line in FIG. 2, and the real space transition from the first channel layer to the second channel layer becomes more likely to occur. Therefore, if the drain voltage is increased under these conditions, the electrons that have gained energy will transition to the second channel layer, and the drain current will be mainly carried by the second channel layer. Here, since the second channel layer is made of ^IAs, the lower end of the conduction band is the X valley, and its effective trade is 0.
.. It is heavy, 5 me (m is the electron mass), so the electron velocity is small, the drain current decreases, and it exhibits negative differential resistance and negative transconductance. The drain current-drain voltage characteristics are shown in FIG. 3, which shows that the negative differential resistance of the drain current can be controlled by the gate voltage. The factor that determines the maximum operating speed of this element, as in the conventional example, is the time during which the electrons gain energy and become hot, allowing extremely high-speed operation.

ここまでの説明でわかるように本発明の半導体装置は従
来例と異なり、第一、第二の二つのチャネル間での電子
速度の違いによって負性微分抵抗を生じさせている。し
たがって、ゲート電流は従来例のように本質的なもので
はなく、入出力分離が可能である。このことは回路構成
上、非常に有利である。
As can be seen from the above description, the semiconductor device of the present invention, unlike the conventional example, generates negative differential resistance due to the difference in electron velocity between the first and second channels. Therefore, the gate current is not essential as in the conventional example, and input and output can be separated. This is very advantageous in terms of circuit configuration.

さて、本実施例では第一チャネル層の下側に電子供給の
ためにグレーティング層103.電子供給層104.ス
ペーサー層105の各層を設けているが、これはFET
としてのしきい値を下げること及びソース、ドレインと
ゲート直下の第一チャネル層との導通を得るためで、本
発明に本質的なものではない0例えばイオン注入とアニ
ールによって形成されるソース、ドレインのn“層を設
けることにより、省略も可能である。
In this embodiment, a grating layer 103. is provided below the first channel layer for supplying electrons. Electron supply layer 104. Each layer of the spacer layer 105 is provided, but this is an FET.
The purpose is to lower the threshold value of the source and drain and to obtain conduction between the source and drain and the first channel layer directly under the gate, and is not essential to the present invention.For example, the source and drain formed by ion implantation and annealing are It can also be omitted by providing an n'' layer.

また、本実施例ではソース電極部の表面を一部エッチン
グすることにより、ソースと第二チャネル層が直接オー
ミックに接触しないようにしている。これは、ゲートに
高い正の電圧をかけたときに、ソースから直接第二チャ
ネル層へ電子が注入され、ドレイン電流が増大すること
を防ぎ、大きな負性微分抵抗を得るためである。しかし
、第二チャネル層の電子速度が十分小さければ、この分
の影響は小さくできるのでこのエツチングも省略は可能
である。
Furthermore, in this embodiment, the surface of the source electrode portion is partially etched to prevent direct ohmic contact between the source and the second channel layer. This is to prevent electrons from being directly injected from the source into the second channel layer and increase the drain current when a high positive voltage is applied to the gate, and to obtain a large negative differential resistance. However, if the electron velocity in the second channel layer is sufficiently low, this effect can be reduced, and this etching can also be omitted.

本発明の第二の実施例としては第一の実施例で第一チャ
ネル層106を1nxGaI−xAsとしたものが挙げ
られる。ここでIn&]1ttxはO<x≦0.2程度
とし、ミスフィツト転位が発生しない程度にする。
A second embodiment of the present invention includes the first embodiment in which the first channel layer 106 is made of 1nxGaI-xAs. Here, In&]1ttx is set to approximately O<x≦0.2, and is set to an extent that misfit dislocation does not occur.

こうすることによりチャネル層の電子質量を小さくし、
電子の実空間遷移を起こり易くし、かつゲート電圧を大
きくしたときに第二チャネル層中を流れるリーク電流を
小さくすることが可能になる。
By doing this, the electron mass of the channel layer is reduced,
It becomes possible to facilitate the real space transition of electrons and to reduce the leakage current flowing through the second channel layer when the gate voltage is increased.

また存効質量の差が大きくなることによって第一第二チ
ャネル層間の電子速度差が太き(なり、負性微分抵抗が
大きくなるという利点もある。
Further, as the difference in effective mass becomes larger, the difference in electron velocity between the first and second channel layers becomes larger, and there is also the advantage that the negative differential resistance becomes larger.

第三の実施例としては第一、第二の実施例で第二チャネ
ル層107に不純物を添加し、移動度を低下させたもの
が挙げられる。つまり、第二チャネル層の一部、または
全部にp型、n型の不純物を同じ程度、例えば5 XI
O”cm、添加し、相互に補償させ移動度を下げたもの
である。この場合、第二チャネル層にGaAsや^l&
ll成の小さいAlGaAsを使い、ゲートバリア層1
08のバリア高さを高くし、ゲートリーク電流を制御す
ることができる。ここで第二チャネル層は完全に補償さ
れていなくても良い、補償されずに残る不純物量を変化
させることによりしきい値を調整することができる。
A third embodiment includes the first and second embodiments in which impurities are added to the second channel layer 107 to reduce the mobility. In other words, part or all of the second channel layer is doped with p-type and n-type impurities to the same extent, for example, 5XI.
O'' cm is added to compensate for each other and lower the mobility. In this case, the second channel layer is made of GaAs or ^l&
The gate barrier layer 1 is made of AlGaAs with a small ll structure.
By increasing the barrier height of 08, gate leakage current can be controlled. Here, the second channel layer does not need to be completely compensated, and the threshold value can be adjusted by changing the amount of impurities that remain uncompensated.

第四の実施例としては、第一、第二、第三の実施例にお
いて、第二チャネル層を低温で成長し、多数の欠陥を含
んだ層にしたものが挙げられる。
As a fourth embodiment, in the first, second, and third embodiments, the second channel layer is grown at a low temperature to become a layer containing a large number of defects.

第五の実施例としては酸化し易いAlGaAs層を保護
するためにGaAsキャップ層を108上に設けた構造
がある。
A fifth embodiment has a structure in which a GaAs cap layer is provided on 108 to protect the AlGaAs layer that is easily oxidized.

ここまでGaAs1板上で本発明を実施した例について
述べたが、他の材料系にも本発明が適用できるのはもち
ろんである0例えば基板にInPを用い、第一チャネル
層にIno、 5sGao1Js+第二チャネル層にA
lxGa+−++5byAS1−y+バリア層にInn
、 5xAIo、 a@Asを用いる例がある。
Up to this point, we have described an example in which the present invention was implemented on a GaAs1 board, but it goes without saying that the present invention can be applied to other material systems.For example, InP is used for the substrate, Ino is used for the first channel layer, 5sGao1Js A in the two-channel layer
lxGa+-++5byAS1-y+Inn in barrier layer
, 5xAIo, and a@As are used.

換言すれば、第一チャネル層の上部に形成された第二チ
ャネル層は、第一チャネル層に対してポテンシャルバリ
アとなるような伝導帯不連続を形成し、かつ第一チャネ
ル層より電子速度の小さい半導体より形成され、また第
二チャネル層上に、第二チャネル層に対し、ポテンシャ
ルバリアを形成するような半導体あるいは絶縁体よりな
るゲートバリア層が形成されている。
In other words, the second channel layer formed on top of the first channel layer forms a conduction band discontinuity that acts as a potential barrier with respect to the first channel layer, and has a higher electron velocity than the first channel layer. A gate barrier layer made of a small semiconductor and made of a semiconductor or an insulator is formed on the second channel layer to form a potential barrier with respect to the second channel layer.

また第一チャネル層の下部に同半導体チャネル層中の電
子に対して、ポテンシャルバリアとなるような伝導帯不
連続を形成する半導体材料からなる下部バリア層が形成
されている。
Further, a lower barrier layer made of a semiconductor material that forms a conduction band discontinuity that acts as a potential barrier with respect to electrons in the first channel layer is formed below the first channel layer.

さらに下部バリア層は、その下部バリア層の一部または
全部にn型の不純物が添加されている。
Furthermore, n-type impurities are added to part or all of the lower barrier layer.

(発明の効果) 本発明は層上のように、第一チャネル層上に、前記チャ
ネル層に対して、ポテンシャルバリアとなるような伝導
帯不連続を持ち、かつ前記チャネル層より電子速度の低
い半導体材料からなる第二チャネル層を形成し、その上
部に前記第二チャネル層に対してポテンシャルバリアと
なるような半導体あるいは絶縁体よりなるバリア層を設
け、その上部にゲート電極を設け、その脇にソース、ド
レインのオーミック電極を設けたことによって、第一チ
ャネル層から第二チャネル層への電子の実空間遷移量を
変化させ、各チャネル層間の電子速度の違いにより負性
微分抵抗を生じさせるので、従来例のようにゲート電極
へチャネル内の電子が流れ込むことによって負性微分抵
抗を生じさせるのではないため、ゲートの入力インピー
ダンスを十分大きくすることができ、人出力が分離でき
るため、各種回路への応用が広い効果を有する。
(Effects of the Invention) The present invention has a conduction band discontinuity on the first channel layer that acts as a potential barrier with respect to the channel layer, and has a lower electron velocity than the channel layer. A second channel layer made of a semiconductor material is formed, a barrier layer made of a semiconductor or an insulator is provided on top of the second channel layer to serve as a potential barrier to the second channel layer, a gate electrode is provided on top of the barrier layer, and a gate electrode is provided on the top of the second channel layer. By providing source and drain ohmic electrodes, the amount of real space transition of electrons from the first channel layer to the second channel layer is changed, and negative differential resistance is generated due to the difference in electron velocity between each channel layer. Therefore, unlike the conventional example, electrons in the channel flow into the gate electrode to generate negative differential resistance, so the input impedance of the gate can be made sufficiently large, and the human output can be separated. Its application in circuits has wide effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の半導体装置の実施例、第2図は第1図
の半導体装置のエネルギーバンド構造、第3図はドレイ
ン電流−ドレイン電圧特性を示し、。 第4図は従来例、第51!lは第4図の半導体装置のエ
ネルギーバンド構造を示す。 l・・・・半絶縁性GaAs基板 2・・・・n” −GaAa第二導電層3・・・・アン
ド−プルlGaAs89フ層4・・・・アンドープGa
Asチャネル層5・・・・基板電極 6・・・・ソース電極 7・・・・ドレイン電極 8・・・・フェルミ準位 9・・・・ソースn0領域 10・・・・ドレイン電圧特性 11・・・・ゲート電極 101  ・・・半絶縁性GaAs基板・・・アンドー
プGaAs式221層 ・・・アンドープA111Ga+−yAsスペーサー層
・・・n’ Alo、sGa@、Js電子供給層・・・
アンドープA1゜、 3Ga6. 、Asスペーサー層
・・・アンドープGaAs第一チャネル層・・・アンド
ープ^IAs第二チャネル層・・・アンドープAI6.
 n5Gao、 5SAsバリア層・・・−8Iゲート
電極 ・・・ソース電極 ・・・ドレイン電極 第 1 図 09 W5iグー11と壬を 第 図 第6図 第 図 第 図 第 図 手続補正書 1゜ 事件の表示 平成1年 特許用 第294599号 2゜ 発明の名称 半導体装置 3゜ 補正をする者 事件との関係
FIG. 1 shows an embodiment of the semiconductor device of the present invention, FIG. 2 shows the energy band structure of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 3 shows drain current-drain voltage characteristics. Figure 4 shows the conventional example, No. 51! l indicates the energy band structure of the semiconductor device shown in FIG. l...Semi-insulating GaAs substrate 2...n''-GaAa second conductive layer 3...And-pull lGaAs89 layer 4...Undoped Ga
As channel layer 5...Substrate electrode 6...Source electrode 7...Drain electrode 8...Fermi level 9...Source n0 region 10...Drain voltage characteristics 11. ...Gate electrode 101...Semi-insulating GaAs substrate...Undoped GaAs type 221 layer...Undoped A111Ga+-yAs spacer layer...n' Alo, sGa@, Js electron supply layer...
Undoped A1°, 3Ga6. , As spacer layer...Undoped GaAs first channel layer...Undoped^IAs second channel layer...Undoped AI6.
n5Gao, 5SAs barrier layer...-8I Gate electrode...Source electrode...Drain electrode 1st Figure 09 W5i Goo 11 and Jin Indication: 1999 Patent No. 294599 2゜Name of the invention Semiconductor device 3゜Relationship with the amended person case

Claims (1)

【特許請求の範囲】 半導体よりなる第一チャネル層の上部に、 前記半導体チャネル層に対して、ポテンシャルバリアと
なるような伝導帯不連続を形成し、かつ前記半導体チャ
ネル層より電子速度の小さい半導体よりなる第二チャネ
ル層を設け、 前記第二チャネル層上に同第二チャネル層に対し、ポテ
ンシャルバリアを形成するような半導体あるいは絶縁体
よりなるゲートバリア層を持つ積層体上に、ゲート電極
を設け、 前記第一チャネル層及び第二チャネル層とオーム性の接
触をしたソース、ドレイン電極を設けると共に両電極を
ゲート電極をはさんだ配置にすることを特徴とする半導
体装置。
[Scope of Claims] A semiconductor that forms a conduction band discontinuity that acts as a potential barrier with respect to the semiconductor channel layer above the first channel layer made of a semiconductor, and that has a lower electron velocity than the semiconductor channel layer. A gate electrode is provided on the stacked body having a gate barrier layer made of a semiconductor or an insulator that forms a potential barrier on the second channel layer with respect to the second channel layer. A semiconductor device comprising: source and drain electrodes in ohmic contact with the first channel layer and the second channel layer, and both electrodes are arranged to sandwich a gate electrode.
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