JPH03201483A - Resonant tunneling semiconductor device - Google Patents

Resonant tunneling semiconductor device

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Publication number
JPH03201483A
JPH03201483A JP33818689A JP33818689A JPH03201483A JP H03201483 A JPH03201483 A JP H03201483A JP 33818689 A JP33818689 A JP 33818689A JP 33818689 A JP33818689 A JP 33818689A JP H03201483 A JPH03201483 A JP H03201483A
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JP
Japan
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resistor
layer
resonant tunneling
semiconductor device
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP33818689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Imamura
健一 今村
Motomu Takatsu
求 高津
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03201483A publication Critical patent/JPH03201483A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable a resonant tunneling semiconductor device to operate well even if it is low in breakdown strength between a base and a drain by a method wherein a part of semiconductor layers laminated for constituting a resonant tunneling semiconductor device possessed of a negative conductance is isolated into a separate island by insulating, and the isolated island is constituted as a resistive layer which acts as a resistor taking advantage of that carriers travelling through a semiconductor are speed-saturated. CONSTITUTION:A load resistor RL' is composed of a resistive layer 11 and a resistor lead-out electrode 12 in contact with the layer 11, where a part of an N-type InGaAs base layer 4 in an RHET is air-isolated to serve as the separate resistive layer 11. As the load resistor RL' is determined in resistivity basing on the thickness of the resistive layer 11 and the dose of the doped impurity (silicon), to obtain the load resistor RL' of required resistance, a resistive pattern may be controlled in size. In this case, as a resistor takes advantage of the speed saturation of carriers occurred in a semiconductor, it has such characteristics that it sharply increases in resistance at a certain potential and saturated. Therefore, a resonant tunneling semiconductor device of this design can be made to operate even if it is small in breakdown strength between a collector and a base as compared with a case that a conventional load resistor of linear characteristic is used by setting a condition under which an EXNOR gate functions well.

Description

【発明の詳細な説明】 (概要] 基板内に形成される負荷抵抗の特性を改善した共鳴トン
ネリング・ホット・エレクトロン・トランジスタ或いは
共鳴トンネリング・バイポーラ・トランジスタなどの共
鳴トンネリング半導体装置に関し、 RHETやRBTなど共鳴トンネリング半導体素子に組
み合わせる負荷抵抗に簡単な改変を施し、良好に動作す
るEXNORゲートなどが簡単且つ容易に得られるよう
にすることを目的とし、負性コンダクタンスを有する共
鳴トンネリング半導体装置を構成する為に積層された諸
半導体層の一部を絶縁分離することで島状に独立され、
且つ、半導体中を走行するキャリヤが速度飽和すること
で抵抗として作用する抵抗層並びに該抵抗層に形成され
た抵抗引き出し電極のそれぞれを有する負荷抵抗を備え
てなるよう構成する。
[Detailed Description of the Invention] (Summary) This invention relates to a resonant tunneling semiconductor device such as a resonant tunneling hot electron transistor or a resonant tunneling bipolar transistor with improved characteristics of a load resistor formed in a substrate, such as a RHET or an RBT. The purpose is to simply and easily obtain a well-operating EXNOR gate by simply modifying the load resistance combined with a resonant tunneling semiconductor element, and to construct a resonant tunneling semiconductor device having negative conductance. By insulating and separating parts of the various semiconductor layers stacked on top of each other, the semiconductor layers become independent like islands.
In addition, the semiconductor device is configured to include a load resistor including a resistive layer that acts as a resistor when carriers traveling in the semiconductor reach velocity saturation, and a resistive extraction electrode formed on the resistive layer.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、基板内に形成される負荷抵抗の特性を改善し
た共鳴トンネリング・ホット・エレクトロン・トランジ
スタ(resonant  tunneling  h
ot  electron  trans 1stor
 :R1(ET)或いは共鳴トンネリング・バイポーラ
・トランジスタ(resonant  tunneli
ng  bipolartransistor:RBT
)などの共鳴トンネリング半導体装置に関する。
The present invention provides a resonant tunneling hot electron transistor with improved characteristics of a load resistor formed in a substrate.
ot electron trans 1stor
:R1 (ET) or resonant tunneling bipolar transistor
ng bipolar transistor: RBT
) and other resonant tunneling semiconductor devices.

RHETやRBTなとは、少ない素子数で回路を実現す
ることができるので、将来のコンピュータ用基本素子と
して期待されている。
RHETs and RBTs are expected to become basic elements for computers in the future because circuits can be realized with a small number of elements.

特に、これ等の素子を用いた場合、状態保持機能やエク
スクル−シブ・ノア(exclusiv・e  nor
:EXNOR)機能を簡単に実現することができる。
In particular, when these elements are used, state retention functions and exclusive
:EXNOR) function can be easily realized.

然しなから、これ等の素子に充分な機能を発揮させる為
には、併用する負荷抵抗などの特性が重要であり、これ
についての改善も必要である。
However, in order for these elements to exhibit sufficient functionality, characteristics such as the load resistance used together are important, and improvements in this regard are also necessary.

(従来の技術〕 第5図ハRHE Tを用いたEXNORゲートを説明す
る為の要部回路図を表している。
(Prior Art) FIG. 5 shows a circuit diagram of a main part for explaining an EXNOR gate using RHET.

図に於いて、QはRHETであるトランジスタ(以下同
様)、R1,R2,R3は抵抗、RLは負荷抵抗、A及
びBは入力端、Cは出力端をそれぞれ示している。
In the figure, Q is a RHET transistor (the same applies hereinafter), R1, R2, and R3 are resistors, RL is a load resistance, A and B are input terminals, and C is an output terminal.

第6図は第5図に見られるEXNORゲートの動作を説
明する為の線図であり、縦軸にはベース電流IIIを、
そして、横軸にはベース・エミッタ間電圧■、をそれぞ
れ採っである。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the EXNOR gate shown in FIG. 5, and the vertical axis represents the base current III.
The horizontal axis represents the base-emitter voltage (2).

図に於いて、LL、L2.L3は負荷線、CPl、CF
2.CF2は多負荷線L1乃至L3と特性線との交点、
Pは特性線のピーク、■は特性のバレーをそれぞれ示し
ている。尚、縦軸にベース電流Illの代わりにコレク
タ電流ICを採っても同様な特性が得られる。
In the figure, LL, L2. L3 is the load line, CPl, CF
2. CF2 is the intersection of the multi-load lines L1 to L3 and the characteristic line;
P indicates the peak of the characteristic line, and ■ indicates the valley of the characteristic. Note that similar characteristics can be obtained by taking the collector current IC instead of the base current Ill on the vertical axis.

このEXNORゲートでは、 (1) 入力端A=0 入力端B=0 の時はトランジスタQのコレクタ電流が流れず出力端C
=ハイ・レベル(“H“レベル)(2) 入力端A=0 入力端B=1 或いは 入力端A=1 入力端B=0 の時はトランジスタQのコレクタ電流が流れ出力端C=
クローレベル(°“L I+レベル)(3) 入力端A=1 入力端B=1 の時はトランジスタQのコレクタ電流が流れず出力端c
=’“Huレベル であり、前記(1)の場合は、第6図で交点CPIに対
応し、前記(2)の場合は、同じく交点CP2に、また
、前記(3)の場合は、同じく交点CP3にそれぞれ対
応する。
In this EXNOR gate, (1) When input terminal A = 0 and input terminal B = 0, the collector current of transistor Q does not flow and output terminal C
= High level (“H” level) (2) When input terminal A=0 input terminal B=1 or input terminal A=1 input terminal B=0, the collector current of transistor Q flows and output terminal C=
Crow level (°"L I+ level) (3) When input terminal A = 1 input terminal B = 1, the collector current of transistor Q does not flow and output terminal c
='“Hu level, in the case of (1) above, corresponds to the intersection point CPI in Fig. 6, in the case of (2) above, it also corresponds to the intersection point CP2, and in the case of (3) above, it also corresponds to the intersection point CPI. Each corresponds to the intersection CP3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

第5図及び第6図について説明したEXNORゲートを
多段に接続した集積回路では、出力端Cの信号で次段の
RHE Tを駆動しなければならない 第5図に見られるEXNORゲートに関する負荷線は、
第6図から明らかなように、直線状をなしている。従っ
て、このEXNORゲートを動作させるには、その負荷
線L3から判断されるように、トランジスタQに流れる
ベース電流IB、従って、コレクタ電流ICがピークに
なる際のベース・エミッタ間電圧VBtの3倍以上、通
常、約4〜5倍程度のコレクタ・ベース耐圧が必要とさ
れる。
In the integrated circuit in which EXNOR gates are connected in multiple stages as explained in FIGS. 5 and 6, the load line related to the EXNOR gate shown in FIG. ,
As is clear from FIG. 6, it has a straight line shape. Therefore, in order to operate this EXNOR gate, the base current IB flowing through the transistor Q must be three times the base-emitter voltage VBt when the collector current IC reaches its peak, as judged from the load line L3. As described above, a collector-base breakdown voltage of about 4 to 5 times is usually required.

通常、InGaAs/In (Aj2Ga)As系RH
ETの場合、前記ピーク時のベース・エミッタ間電圧■
1は、I nGaAsの「谷とL谷のセパレーション・
エネルギである0、55 [eV)よりも若干低めの0
.45〜0.5 (eV)程度に設定する必要がある。
Usually, InGaAs/In (Aj2Ga)As-based RH
In the case of ET, the base-emitter voltage at the peak ■
1 is the ``separation of the valley and L valley'' of InGaAs.
0, which is slightly lower than the energy 0.55 [eV]
.. It is necessary to set it to about 45 to 0.5 (eV).

尚、この谷間セパレーション・エネルギのみを考えると
、ベース・エミッタ間電圧■1は、できる限り低く設定
した方が良いのであるが、余り低くすると、キャリヤが
バリヤで阻止されて、電流利得がなくなってしまうから
、適当に高くなければならない。また、コレクタ・ベー
ス間耐圧を大きくするには、コレクタ・バリヤを厚く、
即ち、長くすれば良いのであるが、そのようにすると、
キャリヤのコレクタ走行時間が長くなってしまう。これ
を回避する為、コレクタ・バリヤを薄く、即ち、短くし
た場合、コレクタ・ベース間耐圧を得る為にコレクタ・
バリヤを高くしなければならず、そのようにすると、電
流利得が小さくなってしまう。このように、電流利得と
コレクタ走行時間との間にトレード・オフが存在するこ
とから、コレクタ・ベース間耐圧は高々2〔■]程度し
か得られない。
Considering only this valley separation energy, it is better to set the base-emitter voltage 1 as low as possible, but if it is set too low, carriers will be blocked by the barrier and the current gain will disappear. It has to be reasonably high because it will be stored away. In addition, in order to increase the collector-base breakdown voltage, the collector-barrier should be made thicker.
In other words, it would be fine to make it longer, but if you do that,
The carrier travels to the collector for a long time. To avoid this, if the collector barrier is made thinner or shorter, the collector
The barrier must be made high, which reduces the current gain. As described above, since there is a trade-off between current gain and collector transit time, a collector-base breakdown voltage of only about 2 [■] can be obtained at most.

前記したところから、第5図及び第6図について説明さ
れたEXNORゲートを動作させることは困難である。
From the foregoing, it is difficult to operate the EXNOR gate described with respect to FIGS. 5 and 6.

本発明は、RHETやRBTなど共鳴トンネリング半導
体素子に組み合わせる負荷抵抗に簡単な改変を施し、良
好に動作するEXNORゲートなどが簡単且つ容易に得
られるようにする。
The present invention makes simple modifications to the load resistances combined with resonant tunneling semiconductor devices such as RHETs and RBTs, making it possible to simply and easily obtain EXNOR gates and the like that operate well.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の共鳴トンネリング半導体装置に於いては、負性
コンダクタンスを有する共鳴トンネリング半導体装置を
構成する為に積層された諸半導体層(例えば半絶縁性1
nP基板1、n型I nGaAsコレクタ層2、i型I
n (A之Ga)AS:7レクタ・バリヤ層3、n型1
nGaAsヘ一ス層4、i型1 nAffiAs膜並び
にi型I nGaAs膜からなる共鳴トンネリング・バ
リヤ層5、n型InGaAsエミツタ層6など)の一部
を絶縁分離することで島状に独立され、且つ、半導体中
を走行するキャリヤが速度飽和することで抵抗として作
用する抵抗層(例えば抵抗層11)並びに該抵抗層に形
成された抵抗引き出し電極(例えば抵抗引き出し電極1
2並びに13)のそれぞれを有する負荷抵抗(例えば負
荷抵抗RL)を備えてなるよう構成する。
In the resonant tunneling semiconductor device of the present invention, various semiconductor layers (for example, semi-insulating
nP substrate 1, n-type I nGaAs collector layer 2, i-type I
n (A-Ga)AS: 7 rectifier/barrier layer 3, n-type 1
The nGaAs base layer 4, the i-type 1 nAffiAs film, the resonant tunneling barrier layer 5 made of the i-type I nGaAs film, the n-type InGaAs emitter layer 6, etc.) are insulated and separated into islands. In addition, a resistance layer (for example, resistance layer 11) that acts as a resistance when carriers traveling in the semiconductor reach velocity saturation, and a resistance extraction electrode (for example, resistance extraction electrode 1) formed on the resistance layer.
2 and 13) (for example, load resistance RL).

〔作用〕[Effect]

前記手段を採ることに依り、負荷抵抗は、その抵抗値が
共鳴トンネリング半導体装置に於けるベース・エミッタ
間電圧VllEの変化に対し、成る値に於いて急激に高
くなる特性をもっている。その特性に依れば、共鳴トン
ネリング半導体装置のコレクタ・ベース間の耐圧が低く
ても良好な動作が可能であり、例えば、現在、高速性が
損なわれない程度のレベルである約2〔V]程度で回路
は安定に動作することができ、従来の技術に依った場合
には約3〔V]程度であったのに比較し、遥かに低い電
圧である。
By adopting the above means, the load resistance has a characteristic that its resistance value increases rapidly in response to a change in the base-emitter voltage VllE in the resonant tunneling semiconductor device. According to its characteristics, good operation is possible even if the withstand voltage between the collector and base of a resonant tunneling semiconductor device is low. The circuit can operate stably at a voltage of about 3V, which is much lower than that of about 3V when using conventional technology.

〔実施例] 第1図は本発明一実施例を説明する為の要部回路図を表
し、第5図及び第6図に於いて用いた記号と同記号は同
部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。尚、こ
こでも、EXNORゲートを対象としている。
[Embodiment] Fig. 1 shows a circuit diagram of a main part for explaining one embodiment of the present invention, and the same symbols as those used in Figs. 5 and 6 represent the same parts or have the same meaning. shall have. Note that the EXNOR gate is also targeted here.

図に於いて、R1’ 、R2’ 、R3’は抵抗、RL
’は負荷抵抗をそれぞれ示している。
In the figure, R1', R2', and R3' are resistances, RL
' indicates the load resistance.

本実施例を回路として見た場合、第5図の従来例の回路
と変わりないが、その抵抗、特に、負荷抵抗RL’は負
荷抵抗RLと材質を異にし、従って、その特性も相違し
ている。
When this embodiment is viewed as a circuit, it is the same as the conventional circuit shown in FIG. There is.

第2図は第1図に見られるEXNORゲートの動作を説
明する為の線図であり、縦軸にはベース電流1.(或い
はコレクタ電流rc)を、そして、横軸にはベース・エ
ミッタ間電圧VIEをそれぞれ採っである。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the EXNOR gate shown in FIG. 1, and the vertical axis shows the base current 1. (or collector current rc), and the base-emitter voltage VIE is plotted on the horizontal axis.

図に於いて、LL’ 、L2’ 、L3’は負荷線を示
している。
In the figure, LL', L2', and L3' indicate load lines.

図から明らかなように、負荷線LL’乃至L3’は、ベ
ース・エミッタ間電圧■1が成る値になる迄は変化する
ことなく推移する状態を維持し、その後、急激に立ち下
がった状態となり、第6図に見られるようなベース・エ
ミッタ間電圧VBHの変化に対して傾斜した直線状を示
すことはない。
As is clear from the figure, the load lines LL' to L3' remain unchanged until the base-emitter voltage ■1 reaches the value, and then rapidly fall. , it does not show a linear shape that is sloped with respect to the change in the base-emitter voltage VBH as seen in FIG.

従って、負荷線L3’に関し、ベース電流I。Therefore, with respect to the load line L3', the base current I.

(従って、コレクタ電流IC)=Oである場合のベース
・エミッタ間電圧■、の値と、負荷線L3に関し、ベー
ス電流18 (従って、コレクタ電流tC)=oである
場合のベース・エミッタ間電圧■1の値との差分に対応
するコレクタ・ベース耐圧が向上するものである。
(Thus, the collector current IC) = O, and the base-emitter voltage when the base current 18 (Thus, the collector current tC) = o, with respect to the load line L3. (2) The collector-base breakdown voltage is improved by the difference from the value of 1.

このような特性をもたせるには、通常の抵抗材料、例え
ば、WSiNやNiCrの金属材料では不可能であり、
本発明では、半導体層の速度飽和を利用する。
It is impossible to provide such characteristics with ordinary resistance materials, such as metal materials such as WSiN and NiCr.
The present invention utilizes velocity saturation of the semiconductor layer.

第3図は第1図及び第2図について説明された本発明一
実施例を具体的な構造として表した要部切断側面図、ま
た、第4図は第3図に見られる半導体装置の要部平面図
であり、第1図及び第2図に於いて用いた記号と同記号
は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
FIG. 3 is a cutaway side view of essential parts showing a specific structure of one embodiment of the present invention explained with reference to FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a main part of the semiconductor device shown in FIG. 3. This is a partial plan view, and the same symbols as those used in FIGS. 1 and 2 represent the same parts or have the same meanings.

図に於いて、 1は半絶縁性1nP基板、 2はn型1 nGaAsコレクタ層、 3はi型1 n (A/2Ga)Asコレクタ・バリヤ
層、 4はn型I nGaAsヘース層、 5はi型1 nAffiAs膜及びi型InGaAs膜
からなる共鳴トンネリング・バリヤ層(エミッタ・バリ
ヤ層)、 6はn型1 nGaAsエミツタ層、 7はCr / A uからなるエミッタ電極、8はCr
/ A uからなるベース電極、9はCr / A u
からなるコレクタ電極、11は抵抗層、12及び13は
抵抗引き出し電極をそれぞれ示している。
In the figure, 1 is a semi-insulating 1nP substrate, 2 is an n-type 1 nGaAs collector layer, 3 is an i-type 1 n (A/2Ga)As collector/barrier layer, 4 is an n-type InGaAs heath layer, and 5 is an n-type I nGaAs collector layer. Resonant tunneling barrier layer (emitter barrier layer) consisting of i-type 1 nAffiAs film and i-type InGaAs film, 6 is n-type 1 nGaAs emitter layer, 7 is emitter electrode consisting of Cr/Au, 8 is Cr
/Au base electrode, 9 is Cr/Au
11 is a resistance layer, and 12 and 13 are resistance lead electrodes, respectively.

本実施例に於ける負荷抵抗RL ’は、RHETに於け
るn型1 nGaAsベース層4の一部を空気分離する
ことで独立させて抵抗層11となし、それに抵抗引き出
し電極12及び13をコンタクトさせることで構成しで
ある。
The load resistance RL' in this embodiment is made by separating a part of the n-type 1 nGaAs base layer 4 in the RHET with air to form an independent resistance layer 11, and contacting it with resistance extraction electrodes 12 and 13. It is composed by letting

この負荷抵抗RL’ は、抵抗層11の厚さ及び不純物
(例えばシリコン)のドープ量で抵抗率が決まるので、
所要の抵抗値を得る為には、抵抗パターンのサイズを制
御すれば良く、そして、この場合の抵抗は、キャリヤが
半導体中で示す速度飽和を利用しているので、成る電圧
(本実施例では例えば1.5 (V)程度)で抵抗値が
急激に高くなり、飽和する特性を示す。従って、直線状
の特性をもつ従来の負荷抵抗を用いた場合と比較してコ
レクタ・ベース耐圧が小さくても、EXNORゲートが
良好に機能する条件を設定して動作させることができる
The resistivity of this load resistance RL' is determined by the thickness of the resistance layer 11 and the amount of doping with impurities (for example, silicon), so
In order to obtain the required resistance value, it is sufficient to control the size of the resistance pattern, and since the resistance in this case utilizes the velocity saturation that the carrier exhibits in the semiconductor, the voltage (in this example) For example, at about 1.5 (V)), the resistance value suddenly increases and exhibits a characteristic of saturation. Therefore, even if the collector-base withstand voltage is lower than when using a conventional load resistor with linear characteristics, it is possible to set and operate the EXNOR gate under conditions that allow it to function well.

本発明は、前記実施例のようなRHETに限らず、例え
ばInGaAs/InAj2As系RBTに適用するこ
ともでき、その場合、抵抗層にはRBTのベース層を利
用することで、前記RHETで得られた効果と同し効果
を得ることができる。
The present invention is not limited to the RHET as in the above-mentioned embodiments, but can also be applied to, for example, an InGaAs/InAj2As-based RBT. In that case, by using the base layer of the RBT as the resistance layer, the You can get the same effect as the previous one.

〔発明の効果] 本発明に依る共鳴トンネリング半導体装置に於いては、
負性コンダクタンスを有する共鳴トンネリング半導体装
置を構成する為に積層された諸半導体層の一部を絶縁分
離することで島状に独立され、且つ、半導体中を走行す
るキャリヤが速度飽和することで抵抗として作用する抵
抗層並びに該抵抗層に形成された抵抗引き出し電極のそ
れぞれを有する負荷抵抗を備えてなるよう構成する。
[Effect of the invention] In the resonant tunneling semiconductor device according to the present invention,
By insulating and separating some of the stacked semiconductor layers to configure a resonant tunneling semiconductor device with negative conductance, the semiconductor layers become independent in the form of islands, and when the carriers traveling in the semiconductor reach velocity saturation, resistance increases. The load resistor includes a resistor layer that acts as a load resistor and a resistor lead-out electrode formed on the resistor layer.

前記構成を採ることに依り、負荷抵抗は、その抵抗値が
共鳴トンネリング半導体装置に於けるベース・エミッタ
間電圧VB、の変化に対し、成る値に於いて急激に高く
なる特性をもっている。その特性に依れば、共鳴トンネ
リング半導体装置のコレクタ・ベース間の耐圧が低くて
も良好な動作が可能であり、例えば、現在、高速性が損
なわれない程度のレベルである約2(■)程度で回路は
安定に動作することができ、従来の技術に依った場合に
は約3[■〕程度であったのに比較し、遥かに低い電圧
である。また、従来の金属材料からなる負荷抵抗を用い
るものと比較して単位ゲート当たりの占有面積を低減す
ることができ、更に一層の高集積化を進めることができ
る。
By adopting the above configuration, the load resistance has a characteristic that its resistance value increases rapidly in response to a change in the base-emitter voltage VB in the resonant tunneling semiconductor device. According to its characteristics, good operation is possible even if the withstand voltage between the collector and base of a resonant tunneling semiconductor device is low. The circuit can operate stably with a voltage of about 3 [■], which is much lower than the voltage of about 3 [■] in the case of conventional technology. Further, compared to the conventional device using a load resistor made of a metal material, the area occupied per unit gate can be reduced, and even higher integration can be achieved.

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

第1図は本発明一実施例を説明する為の要部回路図、第
2図は第1図に見られるEXNORゲートの動作を説明
する為の線図、第3図は第1図及び第2図について説明
された本発明一実施例を具体的な構造として表した要部
切断側面図、第4図は第3図に見られる半導体装置の要
部平面図、第5図はRHETを用いたEXNORゲート
を説明する為の要部回路図、第6図は第5図に見られる
EXNORゲートの動作を説明する為の線図をそれぞれ
示している。 図に於いて、QはRHETであるトランジスタ、R1,
R2,R3は抵抗、RLは負荷抵抗、A及びBは入力端
、Cは出力端、Ll、L2.L3は負荷線、CPI、C
F2.CF3は各負荷線L1乃至L3と特性線との交点
、Pは特性線のピーク、■は特性のバレー、R1’ 、
R2’ 、R3’は抵抗、RL’は負荷抵抗、1は半絶
縁性InP基板、2はn型1nGaAsコレクタ層、3
はi型In(A/2Ca)Asコレクタ・バリヤ層、4
はn型InGaAsベース層、5はi型1nAfAs膜
及びi型1 nGaAs膜からなる共鳴トンネリング・
バリヤ層(エミッタ・バリヤ層)、6はn型InGaA
sエミツタ層、7はCr / A uからなるエミッタ
電極、8はCr / A uからなるベース電極、9は
Cr / A uからなるコレクタ電極、11は抵抗層
、12及び13は抵抗引き出し電極をそれぞれ示してい
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a main part for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a line diagram for explaining the operation of the EXNOR gate shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional side view of the main part of the embodiment of the present invention explained in FIG. 2 as a concrete structure, FIG. 4 is a plan view of the main part of the semiconductor device shown in FIG. FIG. 6 shows a main circuit diagram for explaining the EXNOR gate shown in FIG. 5, and a line diagram for explaining the operation of the EXNOR gate shown in FIG. In the figure, Q is a RHET transistor, R1,
R2 and R3 are resistors, RL is a load resistance, A and B are input terminals, C is an output terminal, Ll, L2 . L3 is the load line, CPI, C
F2. CF3 is the intersection of each load line L1 to L3 and the characteristic line, P is the peak of the characteristic line, ■ is the valley of the characteristic, R1',
R2' and R3' are resistances, RL' is a load resistance, 1 is a semi-insulating InP substrate, 2 is an n-type 1nGaAs collector layer, 3
is an i-type In(A/2Ca)As collector/barrier layer, 4
5 is an n-type InGaAs base layer, 5 is an i-type 1nAfAs film, and an i-type 1nGaAs film.
Barrier layer (emitter barrier layer), 6 is n-type InGaA
s emitter layer, 7 is an emitter electrode made of Cr/Au, 8 is a base electrode made of Cr/Au, 9 is a collector electrode made of Cr/Au, 11 is a resistance layer, 12 and 13 are resistance extraction electrodes. are shown respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 負性コンダクタンスを有する共鳴トンネリング半導体装
置を構成する為に積層された諸半導体層の一部を絶縁分
離することで島状に独立され、且つ、半導体中を走行す
るキャリヤが速度飽和することで抵抗として作用する抵
抗層 並びに該抵抗層に形成された抵抗引き出し電極のそれぞ
れを有する負荷抵抗 を備えてなることを特徴とする共鳴トンネリング半導体
装置。
[Claims] By insulating and separating a portion of stacked semiconductor layers to constitute a resonant tunneling semiconductor device having negative conductance, carriers traveling in the semiconductor are separated into island-like structures. 1. A resonant tunneling semiconductor device comprising a load resistor including a resistor layer that acts as a resistor upon velocity saturation, and a resistor extraction electrode formed on the resistor layer.
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