JPH0595005A - 電界効果型トランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電界効果型トランジスタとしての機能が得ら
れるべく動作する最大速度（最大周波数）が高く得ら
れ、従って、電界効果型トランジスタとしての機能が高
速で得られる電界効果型トランジスタを提案する。 【構成】 チャンネル層と、そのチャンネル層上にその
第１の主面側において配されているバリア層と、そのバ
リア層上に上記チャンネル層側とは反対側において局部
的に配されているゲ―ト電極層と、上記チャンネル層に
上記ゲ―ト電極層を挟んだ両位置にそれぞれ連結してい
るソ―ス電極層及びドレイン電極層と、ｎ型を有する半
導体層と、その半導体層上に上記チャンネル層側とは反
対側において配され且つｐ型を有するキャリア供給領域
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界効果型トランジス
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図５を伴って次に述べる電界効果
型トランジスタが提案されている。すなわち、半絶縁性
を有する半導体基板１上に形成され且つ第１の半導体で
なるとともにｎ型を与える不純物またはｐ型を与える不
純物のいずれも意図的に導入させていないか導入させて
いるとしても十分低い濃度でしか導入させていないチャ
ンネル層２を有する。この場合、半導体基板１は例えば
ＧａＡｓでなり、また、チャンネル層２を構成している
第１の半導体は、半導体基板１と同じＧａＡｓでなり得
る。

【０００３】また、チャンネル層２上に、その主面２ａ
側において配され且つチャンネル層２を構成している第
１の半導体に対するバリアとして作用する第２の半導体
でなるとともにｎ型を与える不純物を導入させているこ
とによってｎ型を有するバリア層３を有する。この場
合、バリア層３を構成している第２の半導体は、チャン
ネル層２を構成している第１の半導体がＧａＡｓでなる
場合、それに比し広いエネルギバンドギャップを有する
ＡｌＧａＡｓ系でなり得る。

【０００４】さらに、バリア層３上に、チャンネル層２
側とは反対側において局部的に配されているゲ―ト電極
層４を有する。

【０００５】また、チャンネル層２に、ゲ―ト電極層４
側からチャンネル層２側をみたゲ―ト電極層４を挟んだ
両位置においてそれぞれ連結しているソ―ス電極層５及
びドレイン電極層６を有する。この場合、ソ―ス電極層
５は、チャンネル層２とバリア層３とが積層されている
構成を有する積層体７上に形成された金属層５ａと、そ
の金属層５ａに対する積層体７との合金化処理によって
積層体７内にその上面側からチャンネル層２を横切る深
さに形成されている導電性領域５ｂとからなる。また、
ドレイン電極層６も、ソ―ス電極層５と同様に、積層体
７上に形成された金属層６ａと、その金属層６ａに対す
る積層体７に対する合金化処理によって積層体７内にそ
の上面側からチャンネル層２を横切る深さに形成されて
いる導電性領域６ｂとからなる。

【０００６】以上が、従来提案されている電界効果型ト
ランジスタの構成である。このような構成を有する従来
の電界効果型トランジスタによれば、ゲ―ト電極層４
に、ソ―ス電極層５を基準とする制御電圧を印加させれ
ば、チャンネル層２に、バリア層３側において、制御電
圧に応じたキャリア（電子）濃度を有するキャリア（電
子）層８が生成する。このため、ソ―ス電極層４及びド
レイン電極層６間に、負荷を通じて所要の電源を接続し
ておけば、負荷に、制御電圧に応じた電流を、チャンネ
ル層２を通じて供給させることができる。従って電界効
果型トランジスタとしての機能を呈する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の電界
効果型トランジスタの場合、電界効果型トランジスタと
しての機能が、上述したように、ゲ―ト電極層４に印加
する制御電圧に応じた電子濃度を有するキャリア（電
子）層８が生成することで得られ、従って、制御電圧が
変化すれば、キャリア（電子）層８におけるキャリア
（電子）濃度が変化する。そして、そのキャリア（電
子）層８におけるキャリア（電子）濃度の変化は、キャ
リア（電子）が、ソ―ス電極層５からチャンネル層２に
向って走行するかまたはチャンネル層２からドレイン電
極層６に向って走行するかによってしか実質的に生じて
いない。そして、キャリア（電子）がチャンネル層２を
ソ―ス電極層５及びドレイン電極層６間において走行す
るには比較的長い時間を要する。

【０００８】このため、図５に示す従来の電界効果型ト
ランジスタの場合、電界効果型トランジスタとしての機
能が得られるべく動作する最大速度（最大周波数）が、
比較的低く、従って、電界効果型トランジスタとしての
機能を十分高速に得ることができない、という欠点を有
していた。

【０００９】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な電界効果型トランジスタを提案せんとするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願第１番目の発明によ
る電界効果型トランジスタは、(i) 第１の半導体でなり
且つ第１の導電型を与える不純物または第１の導電型と
は逆の第２の導電型を与える不純物のいずれも意図的に
導入させていないか導入させているとしても十分低い濃
度でしか導入させていないチャンネル層と、(ii)上記チ
ャンネル層上に、その第１の主面側において配され且つ
上記第１の半導体に対するバリアとして作用する第２の
半導体または絶縁体でなるとともに第１の導電型を与え
る不純物を導入させているかまたは第１の導電型を与え
る不純物または第２の導電型を与える不純物のいずれも
意図的に導入させていないか導入させているとしても十
分低い濃度でしか導入させていないバリア層と、(iii)
上記バリア層上に、上記チャンネル層側とは反対側にお
いて局部的に配されているゲ―ト電極層と、(iv)上記チ
ャンネル層に、上記ゲ―ト電極層側から上記チャンネル
層側をみた上記ゲ―ト電極層を挟んだ両位置においてそ
れぞれ連結しているソ―ス電極層及びドレイン電極層
と、(v) 上記チャンネル層上に、その上記第１の主面と
対向している第２の主面側において配され且つ上記第１
の半導体でなるまたは上記第２の半導体に比し狭いエネ
ルギバンドギャップを有する第３の半導体でなるととも
に第１の導電型を与える不純物を上記チャンネル層に比
し高濃度に導入させている半導体層と、(vi)上記半導体
層上に、上記チャンネル層側とは反対側において上記ソ
―ス電極に連結して配され且つ上記第１の半導体でなる
または上記第２の半導体に比し狭いエネルギバンドギャ
ップを有する第４の半導体でなるとともに第２の導電型
を与える不純物を導入させているキャリア供給領域とを
有する。

【００１１】本願第２番目の発明による電界効果型トラ
ンジスタは、本願第１番目の発明による電界効果型トラ
ンジスタにおいて、第１の導電型を与える不純物または
第２の導電型を与える不純物のいずれも導入させていな
いか導入させているとしても十分低い濃度でしか導入さ
せていないチャンネル層が、第１の導電型を与える不純
物を導入させているチャンネル層に置換され、また、こ
れに応じて、半導体層が省略され、従って、第２の導電
型を与える不純物を導入させているキャリア供給領域
が、この場合のチャンネル層上に、バリア層側とは反対
側において配されていることを除いて、本願第１番目の
発明による電界効果型トランジスタと同様の構成を有す
る。

【００１２】

【作用・効果】本願第１番目の発明による電界効果型ト
ランジスタによれば、ゲ―ト電極層に、ソ―ス電極層を
基準とする制御電圧を印加させれば、図５で前述した従
来の電界効果型トランジスタの場合と同様に、チャンネ
ル層に、制御電圧に応じたキャリア（電子または正孔）
濃度を有するキャリア（電子または正孔）層が生成す
る。このため、ソ―ス電極層及びドレイン電極層間に、
図５で前述した従来の電界効果型トランジスタの場合と
同様に、負荷を通じて所要の電源を接続しておけば、負
荷に、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタの
場合と同様に、制御電圧に応じた電流を、チャンネル層
を通じて供給させることができる。従って、図５で前述
した従来の電界効果型トランジスタの場合と同様に、電
界効果型トランジスタとしての機能を呈する。

【００１３】また、本願第１番目の発明による電界効果
型トランジスタの場合も、電界効果型トランジスタとし
ての機能が、図５で前述した従来の電界効果型トランジ
スタの場合と同様に且つ上述したように、ゲ―ト電極層
に印加する制御電圧に応じたキャリア（電子または正
孔）濃度を有するキャリア（電子または正孔）層がチャ
ンネル層に生成することで得られ、従って、制御電圧が
変化すれば、キャリア（電子または正孔）層におけるキ
ャリア（電子または正孔）濃度が変化し、負荷に供給さ
れる電流が変化する。

【００１４】しかしながら、本願第１番目の発明による
電界効果型トランジスタの場合、チャンネル層上に、バ
リア層を配している第１の主面と対向している第２の主
面側において第１の導電型を与える不純物を導入させて
いる半導体層が配され、また、その半導体層上に、チャ
ンネル層側とは反対側においてソ―ス電極と連結し且つ
第２の導電型を与える不純物を導入しているキャリア供
給領域が配されているので、半導体層とキャリア供給領
域との間でｐｎ接合を形成している。このため、半導体
層及びキャリア供給領域を構成している第１または第３
の半導体のエネルギバンドギャップ、半導体層及びキャ
リア供給領域にそれぞれ導入している第１及び第２の導
電型を与える不純物の濃度などを、ｐｎ接合によってそ
の位置に形成される空乏層が、それをゲ―ト電極層に印
加する制御電圧が変化することによって空乏層の厚さが
変化してもキャリア（電子または正孔）がトンネルする
のに十分な薄い厚さにしか形成されないように、予め適
当に選んでおけば、キャリア（電子または正孔）層にお
けるキャリア（電子または正孔）濃度の変化は、キャリ
ア（電子または正孔）が、ソ―ス電極層からチャンネル
層に向って走行するかまたはチャンネル層からドレイン
電極層に向って走行するかによるばかりでなく、キャリ
ア供給領域から半導体層を通ってチャンネル層に注入移
動するかチャンネル層から半導体層を通ってキャリア供
給領域に注入移動するかによって生じている。そして、
キャリア（電子または正孔）がキャリア供給領域及びチ
ャンネル層間に半導体層を介して移動するのに要する時
間は、キャリア（電子または正孔）がチャンネル層をソ
―ス電極層及びドレイン電極層間において走行するのに
要する時間に比し短いことは明らかである。

【００１５】以上のことから、本願第１番目の発明によ
る電界効果型トランジスタによれば、ゲ―ト電極層に印
加する制御電圧が高速に変化する場合でも、それに追随
して、チャンネル層に生成するキャリア（電子または正
孔）層のキャリア（電子または正孔）濃度を高速に変化
させることができるので、電界効果型トランジスタとし
ての機能が得られるべく動作する最大速度（最大周波
数）を、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタ
の場合に高くすることができ、従って、電界効果型トラ
ンジスタとしての機能を、図５で前述した従来の電界効
果型トランジスタの場合に比し高速に得ることができ
る。

【００１６】本願第２番目の発明による電界効果型トラ
ンジスタによれば、上述した事項を除いて、本願第１番
目の発明による電界効果型トランジスタと同様の構成を
有するので、本願第１番目の発明による電界効果型トラ
ンジスタの場合と同様に、ゲ―ト電極層に、ソ―ス電極
層を基準とする制御電圧を印加させれば、本願第１番目
の発明による電界効果型トランジスタの場合に準じて、
チャンネル層に、制御電圧に応じたキャリア（電子また
は正孔）濃度を有するキャリア（電子または正孔）層が
生成する。このため、ソ―ス電極層及びドレイン電極層
間に、本願第１番目の発明による電界効果型トランジス
タの場合と同様に、負荷を通じて所要の電源を接続して
おけば、負荷に、本願第１番目の発明による電界効果型
トランジスタの場合に準じて、制御電圧に応じた電流
を、チャンネル層を通じて供給させることができ、従っ
て、本願第１番目の発明による電界効果型トランジスタ
の場合と同様に、電界効果型トランジスタとしての機能
を呈する。

【００１７】また、本願第２番目の発明による電界効果
型トランジスタの場合も、電界効果型トランジスタとし
ての機能が、本願第１番目の発明による電界効果型トラ
ンジスタの場合と同様に且つ上述したように、ゲ―ト電
極層に印加する制御電圧に応じた電子濃度を有するキャ
リア（電子または正孔）層がチャンネル層に生成するこ
とで得られ、従って、制御電圧が変化すれば、キャリア
（電子または正孔）層におけるキャリア（電子または正
孔）濃度が変化し、負荷に供給される電流が変化する。

【００１８】さらに、本願第２番目の発明による電界効
果型トランジスタの場合、チャンネル層が第１の導電型
を与える不純物を導入しており、一方、チャンネル層上
に、バリア層を配している第１の主面と対向している第
２の主面側においてソ―ス電極と連結し且つ第２の導電
型を与える不純物を導入しているキャリア供給領域が配
されているので、チャンネル層とキャリア供給領域との
間で、本願第１番目の発明による電界効果型トランジス
タの場合の半導体層とキャリア供給領域との間に形成し
ているｐｎ接合に準じたｐｎ接合を形成している。この
ため、本願第１番目の発明による電界効果型トランジス
タの場合に準じて、チャンネル層を構成している第１の
半導体及びキャリア供給領域を構成している第１または
第３の半導体のエネルギバンドギャップ、チャンネル層
及びキャリア供給領域にそれぞれ導入している第１及び
第２の導電型を与える不純物の濃度などを、ｐｎ接合に
よってその位置に形成される空乏層が、それをその厚さ
がゲ―ト電極層に印加する制御電圧の変化によって変化
してもキャリア（電子または正孔）がトンネルするのに
十分な薄い厚さにしか形成されないように、予め適当に
選んでおけば、本願第１番目の発明による電界効果型ト
ランジスタの場合に準じて、キャリア（電子または正
孔）層におけるキャリア（電子または正孔）濃度の変化
は、キャリア（電子または正孔）が、ソ―ス電極層から
チャンネル層に向って走行するかまたはチャンネル層か
らドレイン電極層に向って走行するかによるばかりでな
く、キャリア供給領域からチャンネル層に注入移動する
かまたはチャンネル層からキャリア供給領域に注入移動
するかによって生じている。そして、キャリア（電子ま
たは正孔）がキャリア供給領域及びチャンネル層間に移
動するのに要する時間は、キャリア（電子または正孔）
がチャンネル層をソ―ス電極層及びドレイン電極層間に
おいて走行するのに要する時間に比し短いことは明らか
である。

【００１９】以上のことから、本願第２番目の発明によ
る電界効果型トランジスタによる場合も、本願第１番目
の発明による電界効果型トランジスタの場合と同様に、
ゲ―ト電極層に印加する制御電圧が高速に変化する場合
でも、それに追随して、チャンネル層に生成するキャリ
ア（電子または正孔）層のキャリア（電子または正孔）
濃度を高速に変化させることができるので、電界効果型
トランジスタとしての機能が得られるべく動作する最大
速度（最大周波数）を、図５で前述した従来の電界効果
型トランジスタの場合に高くすることができ、従って、
電界効果型トランジスタとしての機能を、図５で前述し
た従来の電界効果型トランジスタの場合に比し高速に得
ることができる。

【００２０】

【実施例１】次に、図１を伴って、本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタの実施例を述べよう。図
１において、図５との対応部分には同一符号を付し、詳
細説明を省略する。図１に示す本願第１番目の発明によ
る電界効果型トランジスタの実施例は、次の事項を除い
て、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタと同
様の構成を有する。

【００２１】すなわち、半導体基板１とチャンネル層２
との間に、ｎ型を与える不純物またはｐ型を与える不純
物のいずれも意図的に導入させていないか導入させてい
るとしても十分低い濃度でしか導入させていないバッフ
ァ層１１と、チャンネル層２を構成している第１の半導
体でなるまたはバリア層３を構成している第２の半導体
に比し狭いエネルギバンドギャップを有する第３の半導
体でなるとともにｎ型を与える不純物をチャンネル層２
に比し高濃度に導入させている半導体層１２との積層体
が、バッファ層１１側を半導体基板１側として介挿さ
れ、従って、チャンネル層２上に、そのバリア層３を配
している主面２ａ（第１の主面）と対向している第２の
主面２ｂ側において配され且つチャンネル層２を構成し
ている第１の半導体でなるまたはバリア層３を構成して
いる第２の半導体に比し狭いエネルギバンドギャップを
有する第３の半導体でなるとともにｎ型を与える不純物
をチャンネル層２に比し高濃度に導入させている半導体
層１２を有する。この場合、バッファ層１１及び半導体
層１２は、ともに半導体基板１と同じＧａＡｓでなり得
る。

【００２２】また、バッファ層１１内に、その半導体層
１２側において、ソ―ス電極層５に連結し且つチャンネ
ル層２を構成している第１の半導体またはバリア層３を
構成している第２の半導体に比し狭いエネルギバンドギ
ャップを有する第４の半導体でなるとともにｐ型を与え
る不純物を導入させているキャリア供給領域１３が形成
され、従って、半導体層１２上に、チャンネル層２側と
は反対側においてソ―ス電極層５に連結して配され且つ
チャンネル層２を構成している第１の半導体でなるまた
はバリア層３を構成している第２の半導体に比し狭いエ
ネルギバンドギャップを有する第４の半導体でなるとと
もにｐ型を与える不純物を導入させているキャリア供給
領域１３を有する。

【００２３】なお、上述したバッファ層１１、半導体層
１２及びキャリア供給領域１３は、半導体基板１上にチ
ャンネル層２及びバリア層３をそれらの順に積層して形
成するのに先立ち、それ自体は公知の種々の方法によっ
て形成し得、例えば、半導体基板１上に爾後上述したバ
ッファ層１１になる半導体層を形成し、次にその半導体
層内に、半導体基板１側とは反対側において、ｐ型を与
える不純物を導入させることによって、爾後上述したキ
ャリア供給領域１３になるｐ型領域を形成し、次に、そ
のｐ型領域を、爾後形成されるドレイン電極層６側にお
いて、酸素、水素などの高抵抗化用イオンの注入処理に
よって、高抵抗化し、それによって、半導体層内に、半
導体基板１側とは反対側において、爾後形成されるドレ
イン電極層６側の領域を高抵抗化領域として残して、高
抵抗化されていないｐ型領域を形成し、次に、高抵抗化
領域及び高抵抗化されていないｐ型領域内に、半導体基
板１側とは反対側において、ｎ型を与える不純物を導入
させることによって形成することができる。

【００２４】以上が、本願第１番目の発明による電界効
果型トランジスタの実施例の構成である。

【００２５】このような構成を有する本願第１番目の発
明による電界効果型トランジスタによれば、ゲ―ト電極
層４に、ソ―ス電極層５を基準とする制御電圧を印加さ
せれば、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタ
の場合と同様に、チャンネル層２に、制御電圧に応じた
キャリア（電子）濃度を有するキャリア（電子）層８
（チャンネル層２の厚さを比較的薄い厚さに形成すれ
ば、チャンネル層２の全厚さに亘っている）が生成す
る。このため、ソ―ス電極層５及びドレイン電極層６間
に、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタの場
合と同様に、負荷を通じて所要の電源を接続しておけ
ば、負荷に、図５で前述した従来の電界効果型トランジ
スタの場合と同様に、制御電圧に応じた電流を、チャン
ネル層２を通じて供給させることができる。従って、図
５で前述した従来の電界効果型トランジスタの場合と同
様に、電界効果型トランジスタとしての機能を呈する。

【００２６】また、図１に示す本願第１番目の発明によ
る電界効果型トランジスタの場合も、電界効果型トラン
ジスタとしての機能が、図５で前述した従来の電界効果
型トランジスタの場合と同様に且つ上述したように、ゲ
―ト電極層４に印加する制御電圧に応じた電子濃度を有
するキャリア（電子）層がチャンネル層２に生成するこ
とで得られ、従って、制御電圧が変化すれば、キャリア
（電子）層におけるキャリア（電子）濃度が変化し、負
荷に供給される電流が変化する。

【００２７】しかしながら、図１に示す本願第１番目の
発明による電界効果型トランジスタの場合、チャンネル
層２上に、バリア層３を配している第１の主面２ａと対
向している第２の主面２ｂ側においてｎ型を与える不純
物を導入させている半導体層１２が配され、また、その
半導体層１２上に、チャンネル層２側とは反対側におい
てソ―ス電極５と連結し且つｐ型を与える不純物を導入
しているキャリア供給領域１３が配されているので、半
導体層１２とキャリア供給領域１３との間でｐｎ接合を
形成している。このため、半導体層１２を構成している
第１または第３の半導体及びキャリア供給領域１３を構
成している第１または第４の半導体のエネルギバンドギ
ャップ、半導体層１２及びキャリア供給領域１３にそれ
ぞれ導入しているｎ型及びｐ型を与える不純物の濃度な
どを、ｐｎ接合によってその位置に形成される空乏層
が、それをその厚さがゲ―ト電極層４に印加する制御電
圧の変化に応じて変化してもキャリア（電子）がトンネ
ルするのに十分な薄い厚さにしか形成されないように、
予め適当に選んでおけば、キャリア（電子）層における
キャリア（電子）濃度の変化は、キャリア（電子）が、
ソ―ス電極層５からチャンネル層２に向って走行するか
またはチャンネル層２からドレイン電極層６に向って走
行するかによるばかりでなく、図１に示す本願第１番目
の発明による電界効果型トランジスタが図２に示すバン
ド構造を有していることからも理解されるように、キャ
リア供給領域１３から半導体層１２を通ってチャンネル
層２に注入移動するかまたはチャンネル層２から半導体
層１２を通ってキャリア供給領域１３に注入移動するか
によって生じている。そして、キャリア（電子）がキャ
リア供給領域１３及びチャンネル層２間に半導体層１２
を介して移動するのに要する時間は、キャリア（電子）
がチャンネル層２をソ―ス電極層５及びドレイン電極層
６間において走行するのに要する時間に比し短いことは
明らかである。

【００２８】以上のことから、図１に示す本願第１番目
の発明による電界効果型トランジスタによれば、ゲ―ト
電極層４に印加する制御電圧が高速に変化するとき、そ
れに追随して、チャンネル層２′に生成するキャリア
（電子）層のキャリア（電子）濃度を高速に変化させる
ことができるので、電界効果型トランジスタとしての機
能が得られるべく動作する最大速度（最大周波数）を、
図３に周波数（Ｈｚ）に対するユニラテラルゲイン（ｄ
ｂ）の特性を図５で前述した従来の電界効果型トランジ
スタの場合と対比して示しているところからも明らかな
ように、図５で前述した従来の電界効果型トランジスタ
の場合に高くすることができ、従って、電界効果型トラ
ンジスタとしての機能を、図５で前述した従来の電界効
果型トランジスタの場合に比し高速に得ることができ
る。

【００２９】

【実施例２】次に、図４を伴って、本願第２番目の発明
による電界効果型トランジスタの実施例を述べよう。図
４において、図１との対応部分には同一符号を付して詳
細説明を省略する。

【００３０】図４に示す本願第２番目の発明による電界
効果型トランジスタは、図１に示す本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタにおいて、ｎ型を与える
不純物またはｐ型を与える不純物のいずれも導入させて
いないか導入させているとしても十分低い濃度でしか導
入させていないチャンネル層２が、ｎ型を与える不純物
を導入させているチャンネル層２′に置換され、また、
これに応じて、半導体層１２が省略され、従って、ｐ型
を与える不純物を導入させているキャリア供給領域１３
が、この場合のチャンネル層２′上に、バリア層３側と
は反対側において配されていることを除いて、図１に示
す本願第１番目の発明による電界効果型トランジスタと
同様の構成を有する。

【００３１】図４に示す本願第２番目の発明による電界
効果型トランジスタによれば、上述した事項を除いて、
図１に示す本願第１番目の発明による電界効果型トラン
ジスタと同様の構成を有するので、図１に示す本願第１
番目の発明による電界効果型トランジスタの場合と同様
に、ゲ―ト電極層４に、ソ―ス電極層５を基準とする制
御電圧を印加させれば、図１に示す本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタの場合に準じて、チャン
ネル層２′に、制御電圧に応じたキャリア（電子）濃度
を有するキャリア（電子）層が生成する。このため、ソ
―ス電極層５及びドレイン電極層６間に、図１に示す本
願第１番目の発明による電界効果型トランジスタの場合
と同様に、負荷を通じて所要の電源を接続しておけば、
負荷に、図１に示す本願第１番目の発明による電界効果
型トランジスタの場合に準じて、制御電圧に応じた電流
を、チャンネル層２′を通じて供給させることができ、
従って、図１に示す本願第１番目の発明による電界効果
型トランジスタの場合と同様に、電界効果型トランジス
タとしての機能を呈する。

【００３２】また、図４に示す本願第２番目の発明によ
る電界効果型トランジスタの場合も、電界効果型トラン
ジスタとしての機能が、図１に示す本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタの場合と同様に且つ上述
したように、ゲ―ト電極層４に印加する制御電圧に応じ
た電子濃度を有するキャリア（電子）層がチャンネル層
２′に生成することで得られ、従って、制御電圧が変化
すれば、キャリア（電子）層におけるキャリア（電子）
濃度が変化し、負荷に供給される電流が変化する。

【００３３】また、図４に示す本願第２番目の発明によ
る電界効果型トランジスタの場合、チャンネル層２′が
ｐ型を与える不純物を導入しており、一方、チャンネル
層２′上に、バリア層３を配している第１の主面２ａ′
と対向している第２の主面２ｂ′側においてソ―ス電極
５と連結し且つｐ型を与える不純物を導入しているキャ
リア供給領域１３が配されているので、チャンネル層
２′とキャリア供給領域１３との間で、図１に示す本願
第１番目の発明による電界効果型トランジスタの場合の
半導体層１２とキャリア供給領域１３との間に形成して
いるｐｎ接合に準じたｐｎ接合を形成している。このた
め、図１に示す本願第１番目の発明による電界効果型ト
ランジスタの場合に準じて、チャンネル層２′を構成し
ている第１の半導体及びキャリア供給領域１３を構成し
ている第１または第３の半導体のエネルギバンドギャッ
プ、チャンネル層２′及びキャリア供給領域１３にそれ
ぞれ導入しているｎ型及びｐ型を与える不純物の濃度な
どを、ｐｎ接合によってその位置に形成される空乏層
が、それをその厚さがゲ―ト電極層に印加する制御電圧
の変化によって変化してもキャリア（電子）がトンネル
するのに十分な薄い厚さにしか形成されないように、予
め適当に選んでおけば、図１に示す本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタの場合に準じて、キャリ
ア（電子）層におけるキャリア（電子）濃度の変化は、
キャリア（電子）が、ソ―ス電極層５からチャンネル層
２′に向って走行するかまたはチャンネル層２′からド
レイン電極層６に向って走行するかによるばかりでな
く、キャリア供給領域１３からチャンネル層２′に注入
移動するかまたはチャンネル層２′からキャリア供給領
域１３に注入移動するかによって生じている。そして、
キャリア（電子）がキャリア供給領域１３及びチャンネ
ル層２′間に移動するのに要する時間は、キャリア（電
子）がチャンネル層２′をソ―ス電極層５及びドレイン
電極層６間において走行するのに要する時間に比し短い
ことは明らかである。

【００３４】以上のことから、図４に示す本願第２番目
の発明による電界効果型トランジスタによる場合も、ゲ
―ト電極層４に印加する制御電圧が高速に変化すると
き、それに追随して、チャンネル層２′に生成するキャ
リア（電子）層のキャリア（電子）濃度を高速に変化さ
せることができるので、図１に示す本願第１番目の発明
による電界効果型トランジスタの場合と同様に、電界効
果型トランジスタとしての機能が得られるべく動作する
最大速度（最大周波数）を、図５で前述した従来の電界
効果型トランジスタの場合に比し高くすることができ、
従って、電界効果型トランジスタとしての機能を、図５
で前述した従来の電界効果型トランジスタの場合に比し
高速に得ることができる。

【００３５】なお、上述においては、バリア層３がｎ型
を与える不純物を導入させている第２の半導体でなる場
合について述べたが、バリア層３を、ｎ型を与える不純
物またはｐ型を与える不純物を導入させていないか導入
させているとしても十分低い濃度でしか導入させていな
い半導体または絶縁体でなるものとして、上述したと同
様の作用効果を得ることができる。

【００３６】また、バリア層３がｎ型を与える不純物を
導入させている場合、チャンネル層２または２′とバリ
ア層３との間に、ｐ型を与える不純物またはｎ型を与え
る不純物のいずれも意図的に導入させていないか導入さ
せているとしても十分低い濃度で導入させているチャン
ネル層２または２′に対してバリアとして作用する半導
体層を介挿させた構成とすることもできる。

【００３７】さらに、上述した実施例において、ｐ型を
ｎ型、ｎ型をｐ型、電子を正孔に読み代えた構成とする
こともでき、その他、本発明の精神を脱することなし
に、種々の変型、変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第１番目の発明による電界効果型トランジ
スタの実施例を示す略線的断面図である。

【図２】図１に示す本願第１番目の発明による電界効果
型トランジスタの実施例をバンド構造で示す図である。

【図３】図１に示す本願第１番目の発明による電界効果
型トランジスタの動作に説明に供する、周波数（Ｈｚ）
に対するユニラテラルゲイン（ｄｂ）の特性を示す図で
ある。

【図４】本願第２番目の発明による電界効果型トランジ
スタの実施例を示す略線的断面図である。

【図５】従来の電界効果型トランジスタを示す略線的断
面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２、２′ チャンネル層 ２ａ、２ａ′ 第１の主面 ２ｂ、２ｂ′ 第２の主面 ３ バリア層 ４ ゲ―ト電極層 ５ ソ―ス電極層 ６ ドレイン電極層 ７ 積層体 ８ キャリア（電子）層 １１ バッファ層 １２ 半導体層 １３ キャリア供給領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の半導体でなり且つ第１の導電型を
   与える不純物または第１の導電型とは逆の第２の導電型
   を与える不純物のいずれも意図的に導入させていないか
   導入させているとしても十分低い濃度でしか導入させて
   いないチャンネル層と、 上記チャンネル層上に、その第１の主面側において配さ
   れ且つ上記第１の半導体に対するバリアとして作用する
   第２の半導体または絶縁体でなるとともに第１の導電型
   を与える不純物を導入させているかまたは第１の導電型
   を与える不純物または第２の導電型を与える不純物のい
   ずれも意図的に導入させていないか導入させているとし
   ても十分低い濃度でしか導入させていないバリア層と、 上記バリア層上に、上記チャンネル層側とは反対側にお
   いて局部的に配されているゲ―ト電極層と、 上記チャンネル層に、上記ゲ―ト電極層側から上記チャ
   ンネル層側をみた上記ゲ―ト電極層を挟んだ両位置にお
   いてそれぞれ連結しているソ―ス電極層及びドレイン電
   極層と、 上記チャンネル層上に、その上記第１の主面と対向して
   いる第２の主面側において配され且つ上記第１の半導体
   でなるまたは上記第２の半導体に比し狭いエネルギバン
   ドギャップを有する第３の半導体でなるとともに第１の
   導電型を与える不純物を上記チャンネル層に比し高濃度
   に導入させている半導体層と、 上記半導体層上に、上記チャンネル層側とは反対側にお
   いて上記ソ―ス電極に連結して配され且つ上記第１の半
   導体でなるまたは上記第２の半導体に比し狭いエネルギ
   バンドギャップを有する第４の半導体でなるとともに第
   ２の導電型を与える不純物を導入させているキャリア供
   給領域とを有することを特徴とする電界効果型トランジ
   スタ。
2. 【請求項２】 第１の半導体でなり且つ第１の導電型を
   与える不純物を導入させているチャンネル層と、 上記チャンネル層上に、その第１の主面側において配さ
   れ且つ上記第１の半導体に対するバリアとして作用する
   第２の半導体または絶縁体でなるとともに第１の導電型
   を与える不純物を導入させているかまたは第１の導電型
   を与える不純物または第２の導電型を与える不純物のい
   ずれも意図的に導入させていないか導入させているとし
   ても十分低い濃度でしか導入させていないバリア層と、 上記バリア層上に、上記チャンネル層側とは反対側にお
   いて局部的に配されているゲ―ト電極層と、 上記チャンネル層に、上記ゲ―ト電極層側から上記チャ
   ンネル層側をみた上記ゲ―ト電極層を挟んだ両位置にお
   いてそれぞれ連結しているソ―ス電極層及びドレイン電
   極層と、 上記チャンネル層上に、上記バリア層側とは反対側にお
   いて上記ソ―ス電極に連結して配され且つ上記第１の半
   導体でなるまたは上記第２の半導体に比し狭いエネルギ
   バンドギャップを有する第３の半導体でなるとともに第
   ２の導電型を与える不純物を導入させているキャリア供
   給領域とを有することを特徴とする電界効果型トランジ
   スタ。