JPH0645362A - Field effect transistor - Google Patents
Field effect transistorInfo
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- JPH0645362A JPH0645362A JP21725292A JP21725292A JPH0645362A JP H0645362 A JPH0645362 A JP H0645362A JP 21725292 A JP21725292 A JP 21725292A JP 21725292 A JP21725292 A JP 21725292A JP H0645362 A JPH0645362 A JP H0645362A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電界効果トランジス
タ(以下、FETと称す。)に関し、特に、FETの高
出力化に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and more particularly to high output of FET.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は、従来のFETの構造を示す断面
側面図であり、図において、1はGaAs基板、2はG
aAs基板1中に形成された活性層、3はGaAs基板
1中にの活性層2の両側に形成された高濃度ドーピング
層、4は活性層2の表面のゲートを形成すべき部分上に
形成されたゲート電極、5は上記一方の高濃度ドーピン
グ層3上に形成され、接地されたソース電極、6は上記
他方の高濃度ドーピング層3上に形成されたドレイン電
極、7はゲート電極4下の電界集中領域、VGSは−3V
のゲートバイアス電圧、VDSは10Vのドレインバイア
ス電圧である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a cross-sectional side view showing the structure of a conventional FET, in which 1 is a GaAs substrate and 2 is a G substrate.
An active layer formed in the aAs substrate 1, 3 is a high-concentration doping layer formed on both sides of the active layer 2 in the GaAs substrate 1, and 4 is formed on a portion of the surface of the active layer 2 where a gate is to be formed. The gate electrode 5 is formed on the one high-concentration doping layer 3 and is grounded, the source electrode 6 is a drain electrode formed on the other high-concentration doping layer 3, and the gate electrode 4 is below the gate electrode 4. Electric field concentration area, VGS is -3V
Is a gate bias voltage of VDS, and VDS is a drain bias voltage of 10V.
【0003】次に、動作について説明する。通常、図3
に示す従来のFETでは、ソース電極5を接地し、ドレ
イン電極6とソース電極5間に、ドレインバイアス電圧
VDSを印加し、ゲート電極4にゲートバイアス電圧VGS
を印加し、これらバイアス電圧の値を変化させることに
より、活性層2内の空乏層の大きさが変化して、トラン
ジスタの動作がON・OFF制御される。Next, the operation will be described. Normally, FIG.
In the conventional FET shown in, the source electrode 5 is grounded, the drain bias voltage VDS is applied between the drain electrode 6 and the source electrode 5, and the gate bias voltage VGS is applied to the gate electrode 4.
Is applied and the value of these bias voltages is changed, the size of the depletion layer in the active layer 2 is changed, and the operation of the transistor is ON / OFF controlled.
【0004】一般に、FETがOFF状態、図3中の符
号7で示すゲート電極4下のドレイン側領域に電界が集
中する。例えば、上記図3に示す動作状態でピンチオフ
する、ピンチオフ電圧Vpが−3VのFETにおいて、
ゲート電極とソース電極間にバイアス電圧VDSを約10
Vの範囲に制御して動作させる場合、ゲート電極4とド
レイン電極6間に印加される電圧は、OFF状態(即
ち、ピンチオフした状態)で13Vと最大になる。この
ため、このようなFETでは、ゲート破壊を生じさせな
いためには、ゲート耐圧Vgdo として最低13Vを必要
とする。Generally, when the FET is off, the electric field is concentrated in the drain side region under the gate electrode 4 shown by reference numeral 7 in FIG. For example, in an FET having a pinch-off voltage Vp of -3V, which is pinched off in the operation state shown in FIG.
A bias voltage VDS of about 10 is applied between the gate electrode and the source electrode.
When operating in the range of V, the voltage applied between the gate electrode 4 and the drain electrode 6 reaches a maximum of 13 V in the OFF state (that is, the pinch-off state). Therefore, in such an FET, the gate breakdown voltage Vgdo must be at least 13 V in order to prevent the gate breakdown.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、FETを高
出力化するためには、飽和ドレイン電流Idss を増大さ
せるとともに、ゲート耐圧Vgdo を向上させることが必
要である。そこで、従来より、飽和ドレイン電流Idss
を増大させるために、チャネル(即ち、活性層2)の不
純物濃度と厚さを大きくすることが行われている。しか
しながら、ピンチオフ電圧Vpは、Vp=∫z ρ(z)dz
(式中、zは基板のショットキー接合界面からの深さ、
ρ(z) はz方向(深さ方向)の電荷密度分布を規定する
関数)で表されるように、チャネル(活性層2)の表
面、即ち、半導体基板1とゲート電極4とのショットキ
ー接合界面からの活性層2の深さと該活性層の電荷密度
分布によって増大するため、飽和ドレイン電流Idss の
増大を図るためにチャネル(即ち、活性層2)の不純物
濃度と厚さを大きくすると、ピンチオフ電圧Vpも増大
し、その結果、ゲート耐圧Vgdo が劣化して、所望の高
出力特性が得られなくなるという問題点があった。By the way, in order to increase the output of the FET, it is necessary to increase the saturation drain current Idss and the gate breakdown voltage Vgdo. Therefore, conventionally, the saturation drain current Idss
In order to increase the thickness, the impurity concentration and the thickness of the channel (that is, the active layer 2) are increased. However, the pinch-off voltage Vp is Vp = ∫z ρ (z) dz
(Where z is the depth from the Schottky junction interface of the substrate,
ρ (z) is a function defining the charge density distribution in the z direction (depth direction)), and the surface of the channel (active layer 2), that is, the Schottky of the semiconductor substrate 1 and the gate electrode 4. Since the depth increases from the junction interface and the charge density distribution of the active layer, increasing the impurity concentration and the thickness of the channel (that is, the active layer 2) in order to increase the saturation drain current Idss, The pinch-off voltage Vp also increases, and as a result, the gate breakdown voltage Vgdo deteriorates, and the desired high output characteristics cannot be obtained.
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ゲート耐圧Vgdo を劣化させる
ことなく、飽和ドレイン電流Idss の増大化を図ること
ができる新規な電極構造を備えた電界効果トランジスタ
を得ることを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above problems, and has a novel electrode structure capable of increasing the saturation drain current Idss without degrading the gate breakdown voltage Vgdo. The purpose is to obtain a field effect transistor.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明にかかる電界効
果トランジスタは、ゲート電極とドレイン電極間の活性
層を構成する半導体基板上に、ソース電極とは短絡し、
且つ、該半導体基板とショットキー接合を形成する接地
電極を形成したものである。A field effect transistor according to the present invention has a structure in which a source electrode is short-circuited on a semiconductor substrate forming an active layer between a gate electrode and a drain electrode,
In addition, a ground electrode that forms a Schottky junction with the semiconductor substrate is formed.
【0008】[0008]
【作用】この発明においては、ゲート電極とドレイン電
極間の活性層を構成する半導体基板上に、ソース電極と
短絡し、且つ、該半導体基板とショットキー接合する接
地電極を形成したから、ゲート電極とドレイン電極間に
印加される電圧がこの接地電極を境にしてゲート電極側
と、ドレイン電極側とに分散し、ゲート電極のドレイン
電極側端部への電界集中が従来に比べて減少することと
なり、その結果、飽和ドレイン電流Idss の増大にとも
なってピンチオフ電圧が増大しても、ゲート電極のドレ
イン電極側端部にかかる電界は大きくならず、ゲート耐
圧Vgdo の劣化を防止することができる。According to the present invention, the ground electrode short-circuited to the source electrode and forming a Schottky junction with the semiconductor substrate is formed on the semiconductor substrate forming the active layer between the gate electrode and the drain electrode. The voltage applied between the drain electrode and the drain electrode is dispersed between the gate electrode side and the drain electrode side with the ground electrode as a boundary, and the electric field concentration at the end portion of the gate electrode on the drain electrode side is reduced compared to the conventional case. As a result, even if the pinch-off voltage increases as the saturation drain current Idss increases, the electric field applied to the drain electrode side end of the gate electrode does not increase, and the gate breakdown voltage Vgdo can be prevented from deteriorating.
【0009】[0009]
【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図1は、この発明の一実施例によるFETの構成を
示す断面側面図であり、図2はその上面図である。これ
らの図において、図3と同一符号は同一または相当する
部分を示し、8はGaAs基板1とショットキー接合を
形成する接地電極、71,72はゲート電極4下と接地
電極8下の電界集中領域である。ここで、ゲート電極4
と接地電極8はWSi2 で形成されており、接地電極8
はソース電極5とは短絡させている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional side view showing the structure of an FET according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a top view thereof. In these figures, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same or corresponding portions, 8 is a ground electrode forming a Schottky junction with the GaAs substrate 1, and 71 and 72 are electric field concentration under the gate electrode 4 and under the ground electrode 8. Area. Here, the gate electrode 4
And the ground electrode 8 are made of WSi2.
Is short-circuited with the source electrode 5.
【0010】以下、動作について説明する。従来と同様
に、例えば、ピンチオフ電圧Vpが−3VのFETであ
り、ドレインバイアス電圧VDSを約10Vの範囲に制御
して動作させる場合、このFETでは、ゲート電極4と
ドレイン電極6間のGaAs基板1内の活性層2上のW
Si2 からなる接地電極8により、図に示すように、電
界集中領域71,72が、ゲート電極4のドレイン側ゲ
ート電極端71と接地電極8のドレイン側電極端72と
に分散して形成され、それぞれ3V,10Vの逆方向バ
イアスが印加されるようになる。The operation will be described below. As in the conventional case, for example, when a FET having a pinch-off voltage Vp of -3V and being operated by controlling the drain bias voltage VDS in the range of about 10V, this FET uses a GaAs substrate between the gate electrode 4 and the drain electrode 6. W on the active layer 2 in 1
As shown in the drawing, the electric field concentration regions 71 and 72 are formed by the ground electrode 8 made of Si2 in a distributed manner at the drain side gate electrode end 71 of the gate electrode 4 and the drain side electrode end 72 of the ground electrode 8. Reverse biases of 3 V and 10 V are applied, respectively.
【0011】このような本実施例のFETでは、ピンチ
オフ状態において、ゲート電極4とドレイン電極6間に
印加される電圧が、これらの間に設けられた接地電極8
を境にしてゲート電極4側と、ドレイン電極6側とに分
散して、ゲート電極4と接地電極8間にピンチオフ電圧
Vp分の電圧が印加されることになる。従って、活性層
2の濃度及び厚さを図3に示した従来のFETと同じと
したまま、該従来のFETに比べて、ピンチオフ電圧V
p分だけゲート耐圧Vgdo を向上させることができる。
また、活性層2の濃度及び厚さを大きくして飽和ドレイ
ン電流Idss の増大を図った場合には、これにともなっ
てピンチオフ電圧Vpが増大しても、ゲート耐圧は劣化
せず、所望の高出力特性を有するFETを得ることがで
きる。In the FET of this embodiment, in the pinch-off state, the voltage applied between the gate electrode 4 and the drain electrode 6 is the ground electrode 8 provided between them.
With the boundary as the boundary, the voltage is distributed between the gate electrode 4 side and the drain electrode 6 side, and a voltage corresponding to the pinch-off voltage Vp is applied between the gate electrode 4 and the ground electrode 8. Therefore, while keeping the concentration and thickness of the active layer 2 the same as that of the conventional FET shown in FIG. 3, the pinch-off voltage V is higher than that of the conventional FET.
The gate breakdown voltage Vgdo can be improved by p.
When the saturation drain current Idss is increased by increasing the concentration and thickness of the active layer 2, even if the pinch-off voltage Vp increases accordingly, the gate breakdown voltage does not deteriorate and the desired high voltage is obtained. An FET having output characteristics can be obtained.
【0012】尚、上記実施例では、接地電極8の材料と
してはタングステンシリサイド(WSi2 )を用いた
が、該接地電極の材料はこれに限定されるものではな
く、例えば、上記GaAs基板1とショットキー接合す
る他の高融点金属のシリサイド化物や、窒化物等を用い
てもよく、上記と同様の効果を得ることができる。Although tungsten silicide (WSi2) is used as the material of the ground electrode 8 in the above embodiment, the material of the ground electrode is not limited to this. For example, the GaAs substrate 1 and the shot are used. Other refractory metal silicides that form a key junction, nitrides, or the like may be used, and the same effects as described above can be obtained.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ゲー
ト電極とドレイン電極間の活性層を構成する半導体基板
上に、ソース電極と短絡し、且つ、該半導体基板とショ
ットキー接合を形成する接地電極を設けるようにしたの
で、ゲート電極とドレイン電極間に印加される電圧を、
上記接地電極を境にしてゲート電極側とドレイン電極側
とに分散させることができ、従って、飽和ドレイン電流
Idss の増大化のために活性層の濃度と厚さを大きく
し、これによってピンチオフ電圧が増大した場合の、ゲ
ート電極の電界集中領域へ印加される電圧の上昇が抑制
され、その結果、ゲート耐圧を劣化させることなく、飽
和ドレイン電流を増大化できるFETを得ることができ
る効果がある。As described above, according to the present invention, a short circuit with the source electrode and a Schottky junction with the semiconductor substrate are formed on the semiconductor substrate forming the active layer between the gate electrode and the drain electrode. Since the ground electrode is provided, the voltage applied between the gate electrode and the drain electrode is
It can be dispersed on the side of the gate electrode and on the side of the drain electrode with the ground electrode as a boundary. Therefore, the concentration and thickness of the active layer are increased to increase the saturation drain current Idss, thereby increasing the pinch-off voltage. An increase in the voltage applied to the electric field concentration region of the gate electrode is suppressed when it increases, and as a result, an FET that can increase the saturated drain current can be obtained without degrading the gate breakdown voltage.
【図1】この発明の一実施例による電界効果トランジス
タの構造を示す断面側面図である。FIG. 1 is a sectional side view showing a structure of a field effect transistor according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例による電界交流トランジス
タの構造を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing the structure of an electric field AC transistor according to an embodiment of the present invention.
【図3】従来の電界効果トランジスタの構造を示す断面
側面図である。FIG. 3 is a sectional side view showing a structure of a conventional field effect transistor.
1 GaAs基板 2 活性層 3 高濃度ドーピング層 4 ゲート電極 5 ソース電極 6 ドレイン電極 7,71,72 電界集中領域 8 接地電極 1 GaAs substrate 2 active layer 3 high-concentration doping layer 4 gate electrode 5 source electrode 6 drain electrode 7, 71, 72 electric field concentration region 8 ground electrode
Claims (1)
該活性層表面にゲート電極を、該活性層の両側の高濃度
不純物領域の表面にソース及びトレイン電極をそれぞれ
形成してなる電界効果トランジスタにおいて、 上記ゲート電極とドレイン電極間の上記活性層が形成さ
れた化合物半導体基板表面に、該化合物半導体基板とシ
ョットキー接合し、且つ、上記ソース電極と短絡した接
地電極を設けたことを特徴とする電界効果トランジス
タ。1. An active layer is formed in a compound semiconductor substrate,
In a field effect transistor, wherein a gate electrode is formed on the surface of the active layer, and a source and a train electrode are formed on the surfaces of high-concentration impurity regions on both sides of the active layer, the active layer between the gate electrode and the drain electrode is formed. A field-effect transistor, characterized in that a ground electrode that is in Schottky contact with the compound semiconductor substrate and that is short-circuited with the source electrode is provided on the surface of the compound semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21725292A JPH0645362A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Field effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21725292A JPH0645362A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Field effect transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0645362A true JPH0645362A (en) | 1994-02-18 |
Family
ID=16701237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21725292A Pending JPH0645362A (en) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | Field effect transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0645362A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08268404A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-15 | Iwaguro Seisakusho:Kk | Packaging method and device for granule, etc. |
JP2007273795A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanken Electric Co Ltd | Complex semiconductor device |
JP2008277598A (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Sharp Corp | Field effect transistor |
US7629632B2 (en) | 2006-11-15 | 2009-12-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Insulated-gate field effect transistor |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21725292A patent/JPH0645362A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08268404A (en) * | 1995-03-30 | 1996-10-15 | Iwaguro Seisakusho:Kk | Packaging method and device for granule, etc. |
JP2007273795A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sanken Electric Co Ltd | Complex semiconductor device |
US7629632B2 (en) | 2006-11-15 | 2009-12-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Insulated-gate field effect transistor |
JP2008277598A (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Sharp Corp | Field effect transistor |
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