JPH1079518A - Tunnel transistor and its manufacturing method - Google Patents

Tunnel transistor and its manufacturing method

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JPH1079518A
JPH1079518A JP23418996A JP23418996A JPH1079518A JP H1079518 A JPH1079518 A JP H1079518A JP 23418996 A JP23418996 A JP 23418996A JP 23418996 A JP23418996 A JP 23418996A JP H1079518 A JPH1079518 A JP H1079518A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in element characteristics by reducing residual impurities due to processing of a jointing surface of a drain layer and a channel layer for forming an inter-band tunnel joint. SOLUTION: On a substrate 1 having a step, drain layers 2, insulatian layers 3, channel layers 4 and gate insulation layers 5 are laminated, respectively, and the drain layer 2 and the channel layer 4 are jointed to each other, so that an inter-band tunnel joint is farmed in the jointing surface. At this time, the step of the substrate 1 and the thickness of the insulation layers 3 are so set that the drain layer 2 among the drain layers 2, which is formed on the higher part because of step of the substrate 1, and the channel layer 4 among the channel layers 4, which is formed on the lower part because of the step of the substrate 1, so as to contact each other at the side surfaces.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高集積化及び多機
能化が可能な、トンネル現象を利用したトランジスタと
その製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a transistor utilizing a tunnel phenomenon, which can be highly integrated and multifunctional, and a method of manufacturing the transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体表面におけるp+−n+
接合でのトンネル現象を利用し、高集積化及び多機能化
が可能なトランジスタとしてトンネルトランジスタが提
案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, p + -n +
A tunnel transistor has been proposed as a transistor which can be highly integrated and multifunctional by utilizing a tunnel phenomenon at a junction.

【0003】本出願人は、例えば、特開平8−1862
73号公報において、少ない素子数で機能回路を構成す
ることができ、高集積化を可能にするトンネルトランジ
スタを提案している。
[0003] The present applicant has disclosed, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1862.
No. 73 proposes a tunnel transistor which can configure a functional circuit with a small number of elements and enables high integration.

【0004】図3は、従来のトンネルトランジスタの一
例を示す構造模式図である。
FIG. 3 is a schematic structural view showing an example of a conventional tunnel transistor.

【0005】本従来例は図3に示すように、半絶縁性G
aAsからなる基板101と、基板101上の一部に形
成された縮退したp+−GaAsからなるドレイン層1
02と、ドレイン層102上の一部に形成されたi−G
aAsからなる絶縁層103と、基板101上のドレイ
ン層102が形成されていない部分と絶縁層103上に
形成された縮退したn+−GaAsからなるチャネル層
104と、チャネル層104上の一部に形成されたi−
Al0.3Ga0.7Asからなるゲート絶縁層105と、ゲ
ート絶縁層105上に形成されたAl膜からなるゲート
電極106と、ドレイン層102上の絶縁層103が形
成されていない部分の一部に形成されたAuZn/Au
膜からなるドレイン電極107と、チャネル層104上
のゲート絶縁層105が形成されてない部分の一部に形
成されたAuGe/Au膜からなるソース電極108と
から構成されている。ここで、上述したiは、真性また
は実質的に真性とみなすことができるノンドープ半導体
を意味する略号である。
In this conventional example, as shown in FIG.
a substrate made of aAs and a drain layer 1 made of degenerated p + -GaAs formed on a part of the substrate 101
02 and i-G formed on a part of the drain layer 102.
an insulating layer 103 of aAs, a portion of the substrate 101 where the drain layer 102 is not formed, a channel layer 104 of degenerated n + -GaAs formed on the insulating layer 103, and a portion of the channel layer 104 I- formed in
A gate insulating layer 105 of Al 0.3 Ga 0.7 As, a gate electrode 106 of an Al film formed on the gate insulating layer 105, and a part of a part of the drain layer 102 where the insulating layer 103 is not formed. AuZn / Au
A drain electrode 107 made of a film and a source electrode 108 made of an AuGe / Au film formed on a part of the channel layer 104 where the gate insulating layer 105 is not formed. Here, i described above is an abbreviation that means a non-doped semiconductor that can be regarded as intrinsic or substantially intrinsic.

【0006】以下に、上記のように構成されたトンネル
トランジスタの動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the tunnel transistor configured as described above will be described.

【0007】ソース電極108をアース電極とし、ソー
ス−ドレイン間に電圧を印加する。
The source electrode 108 is used as a ground electrode, and a voltage is applied between the source and the drain.

【0008】すると、チャネル層104とドレイン層1
02とが接している部分において、江崎ダイオード(ト
ンネルダイオード)と同様の接合(トンネル接合)が形
成され、結果としてソース−ドレイン間にトンネル効果
によるトンネル電流が流れる。
Then, the channel layer 104 and the drain layer 1
A junction (tunnel junction) similar to the Ezaki diode (tunnel diode) is formed at the portion where the contact is made with 02, and as a result, a tunnel current flows between the source and the drain due to a tunnel effect.

【0009】特に、ドレイン電極107に正の電圧を印
加すると、江崎ダイオードが順方向バイアスになるた
め、その電流電圧特性には微分負性抵抗が現れる。トン
ネル電流の大きさは、チャネルに誘起される電子の濃度
に依存するため、この微分負性抵抗特性は、ゲート電極
106に印加する電圧により制御されることになり、機
能を有するトランジスタの動作が得られる。
In particular, when a positive voltage is applied to the drain electrode 107, the Esaki diode becomes forward-biased, so that a differential negative resistance appears in its current-voltage characteristics. Since the magnitude of the tunnel current depends on the concentration of electrons induced in the channel, this differential negative resistance characteristic is controlled by the voltage applied to the gate electrode 106, and the operation of the transistor having the function is reduced. can get.

【0010】以下に、上述したトンネルトランジスタの
製造方法について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the above-described tunnel transistor will be described.

【0011】まず、基板101の温度を520℃に設定
し、分子線エピタキシー法(以下、MBE法と称す)に
より、基板101上に厚さ20nmのp+−GaAsか
らなるドレイン層102(濃度5×1019cm-3のBe
をドーパントとして含んでいる)を、また、ドレイン層
102上の一部に厚さ30nmのi−GaAsからなる
絶縁層103をそれぞれ形成する。
First, the temperature of the substrate 101 is set to 520 ° C., and a 20 nm-thick p + -GaAs drain layer 102 (concentration of 5 nm) is formed on the substrate 101 by molecular beam epitaxy (hereinafter referred to as MBE). × 10 19 cm -3 Be
Is formed as a dopant), and an insulating layer 103 made of i-GaAs having a thickness of 30 nm is formed on a part of the drain layer 102.

【0012】次に、ドレイン領域となる部分以外のドレ
イン層102を除去する。
Next, the drain layer 102 other than the portion to be the drain region is removed.

【0013】次に、MBE法により、基板1上のドレイ
ン層102が形成されていない部分と絶縁層103上に
厚さ12nmのn+−GaAsからなるチャネル層10
4(濃度1×1019cm-3のSiをドーパントとして含
んでいる)を、また、その上に厚さ20nmのi−Al
0.3Ga0.7Asからなるゲート絶縁層105をそれぞれ
再成長させる。
Next, a channel layer 10 made of n + -GaAs having a thickness of 12 nm is formed on the portion of the substrate 1 where the drain layer 102 is not formed and on the insulating layer 103 by MBE.
4 (containing 1 × 10 19 cm −3 of Si as a dopant), and a 20 nm thick i-Al
The gate insulating layers 105 made of 0.3 Ga 0.7 As are regrown.

【0014】なお、このとき、露出しているドレイン層
102の側面において、バンド間トンネル接合が形成さ
れる。
At this time, an interband tunnel junction is formed on the exposed side surface of the drain layer 102.

【0015】次に、ゲート絶縁層105上に、厚さ50
nmのAl膜を蒸着させ、Al膜及びゲート絶縁膜10
5を加工することにより、ゲート電極106を形成す
る。
Next, on the gate insulating layer 105, a thickness of 50
nm Al film is deposited, and the Al film and the gate insulating film 10 are deposited.
By processing No. 5, a gate electrode 106 is formed.

【0016】その後、リフトオフ法により、AuZn/
Auからなるドレイン電極107及びAuGe/Au多
層膜からなるソース電極108をそれぞれ形成する。
Thereafter, AuZn /
A drain electrode 107 made of Au and a source electrode 108 made of an AuGe / Au multilayer film are formed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のトンネルトランジスタにおいては、バン
ド間トンネル接合を形成するためのドレイン層とチャネ
ル層との接合が、ドレイン層が加工された後にチャネル
層が再成長することにより形成されるため、接合面にお
いて、ドレイン層の加工時における残留不純物が存在し
てしまい、素子特性が劣化してしまう虞れがある。
However, in the above-described conventional tunnel transistor, the junction between the drain layer and the channel layer for forming the band-to-band tunnel junction is formed after the drain layer is processed. Is formed by regrowth, there is a possibility that residual impurities may be present at the time of processing the drain layer at the junction surface, and the element characteristics may be degraded.

【0018】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、バンド間ト
ンネル接合が形成される接合面における残留不純物の量
を低減し、素子特性の優れたトンネルトランジスタを提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has been made to reduce the amount of residual impurities at a junction surface where a band-to-band tunnel junction is formed, and to improve device characteristics. An object is to provide an excellent tunnel transistor.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、断差を有する基板上に、第1の導電性を具
備する半導体からなる第1の半導体層と、絶縁性を具備
する第1の絶縁層と、前記第1の半導体層と異なる導電
性を具備する第2の半導体層と、絶縁性を具備する第2
の絶縁層とが順次積層され、前記第1の半導体層のうち
前記基板の断差により高くなる部分に形成された第1の
半導体層上に形成されたドレイン電極と、前記第2の半
導体層のうち前記基板の断差により低くなる部分に形成
された第2の半導体層上に形成されたソース電極と、前
記第2の絶縁層上に形成されたゲート電極とを有してな
るトンネルトランジスタであって、前記第1の半導体層
のうち前記基板の断差により高くなる部分に形成された
第1の半導体層と前記第2の半導体層のうち前記基板の
断差により低くなる部分に形成された第2の半導体層と
が互いの側面において接していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: providing a first semiconductor layer made of a semiconductor having a first conductivity on a substrate having a gap; A first insulating layer, a second semiconductor layer having a conductivity different from that of the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer having an insulating property.
And a drain electrode formed on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to the difference in the substrate, and a second semiconductor layer. A tunnel transistor, comprising: a source electrode formed on a second semiconductor layer formed in a portion lowered by a difference in the substrate; and a gate electrode formed on the second insulating layer. And a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to the difference in the substrate and a second semiconductor layer formed in a portion of the second semiconductor layer which is lower due to the difference in the substrate. And the second semiconductor layer is in contact with each other on the side surfaces.

【0020】また、断差を有する基板上に、第2の導電
性を具備する半導体からなる第2の半導体層と、絶縁性
を具備する絶縁層と、前記第2の半導体層と異なる導電
性を具備する第1の半導体層とが順次積層され、前記第
1の半導体層のうち前記基板の断差により高くなる部分
に形成された第1の半導体層上に形成されたゲート電極
と、前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低
くなる部分に形成された第1の半導体層上に形成された
ドレイン電極と、前記第2の半導体層のうち前記基板の
断差により高くなる部分に形成された第2の半導体層上
に形成されたソース電極とを有してなるトンネルトラン
ジスタであって、前記第1の半導体層のうち前記基板の
断差により低くなる部分に形成された第1の半導体層と
前記第2の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第2の半導体層とが互いの側面にお
いて接していることを特徴とする。
Further, a second semiconductor layer made of a semiconductor having a second conductivity, an insulating layer having an insulating property, and a conductive property different from that of the second semiconductor layer are formed on the substrate having the difference. A first semiconductor layer comprising: a gate electrode formed on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to the difference in the substrate; A drain electrode formed on the first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is lowered due to the difference between the substrates, and a drain electrode formed on the second semiconductor layer which becomes higher due to the difference between the substrates; And a source electrode formed on a second semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer, the tunnel transistor being formed in a portion of the first semiconductor layer which becomes lower due to a difference in the substrate. A first semiconductor layer and the second semiconductor A second semiconductor layer is characterized in that in contact with the side surface of another formed becomes higher portion by the cross-sectional difference between the substrate of the.

【0021】また、断差を有する基板上に第1の導電性
を有する第1の半導体層を形成する工程と、前記第1の
半導体層上に絶縁性を有する第1の絶縁層を形成する工
程と、前記第1の絶縁層上に前記第1の半導体層と異な
る導電性を有する第2の半導体層を形成する工程と、前
記第2の半導体層上に絶縁性を有する第2の絶縁層を形
成する工程と、前記第2の絶縁層上にゲート電極を形成
する工程と、前記第1の半導体層のうち前記基板の断差
により高くなる部分に形成された第1の半導体層上にド
レイン電極を形成する工程と、前記第2の半導体層上の
うち前記基板の断差により低くなる部分に形成された第
2の半導体層上にソース電極を形成する工程とを順次行
い、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とを接合
させることにより、該接合面においてバンド間トンネル
接合を形成させるトンネルトランジスタの製造方法であ
って、前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により
高くなる部分に形成された第1の半導体層と前記第2の
半導体層のうち前記基板の断差により低くなる部分に形
成された第2の半導体層とが互いの側面において接する
ように前記基板の断差及び前記第1の絶縁層の厚さを設
定することを特徴とする。
A step of forming a first semiconductor layer having a first conductivity on a substrate having a gap; and a step of forming a first insulating layer having an insulating property on the first semiconductor layer. Forming a second semiconductor layer having a conductivity different from that of the first semiconductor layer on the first insulating layer; and forming a second insulating layer having an insulating property on the second semiconductor layer. A step of forming a layer, a step of forming a gate electrode on the second insulating layer, and a step of forming a gate electrode on the first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates. Forming a drain electrode on the second semiconductor layer, and forming a source electrode on a second semiconductor layer formed on a portion of the second semiconductor layer which is lower due to the difference in the substrate, and By joining the first semiconductor layer and the second semiconductor layer A method of manufacturing a tunnel transistor for forming an inter-band tunnel junction at the junction surface, wherein the first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to the difference in the substrate and the second semiconductor layer are formed. And the thickness of the first insulating layer are set such that the second semiconductor layer formed in a portion of the semiconductor layer that is lowered due to the difference in the substrate is in contact with each other on the side surfaces. It is characterized by the following.

【0022】また、断差を有する基板上に第2の導電性
を有する第2の半導体層を形成する工程と、前記第2の
半導体層上に絶縁性を有する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に前記第2の半導体層と異なる導電性を有
する第1の半導体層を形成する工程と、前記第1の半導
体層のうち前記基板の断差により高くなる部分に形成さ
れた第1の半導体層上にゲート電極を形成する工程と、
前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第1の半導体層上にドレイン電極を
形成する工程と、前記第2の半導体層のうち前記基板の
断差により高くなる部分に形成された第2の半導体層に
ソース電極を形成する工程とを順次行い、前記第1の半
導体層と前記第2の半導体層とを接合させることによ
り、該接合面においてバンド間トンネル接合を形成させ
るトンネルトランジスタの製造方法であって、前記第1
の半導体層のうち前記基板の断差により低くなる部分に
形成された第1の半導体層と前記第2の半導体層のうち
前記基板の断差により高くなる部分に形成された第2の
半導体層とが互いの側面において接するように前記基板
の断差及び前記絶縁層の厚さを設定することを特徴とす
る。
A step of forming a second semiconductor layer having a second conductivity on a substrate having a gap; a step of forming an insulating layer having an insulating property on the second semiconductor layer;
Forming a first semiconductor layer having conductivity different from that of the second semiconductor layer on the insulating layer; and forming a first semiconductor layer in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates. Forming a gate electrode on one semiconductor layer;
Forming a drain electrode on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is lowered by the difference in the substrate; and forming a drain electrode on the first semiconductor layer in the second semiconductor layer. Forming a source electrode on the second semiconductor layer formed at the higher portion in order, and bonding the first semiconductor layer and the second semiconductor layer to each other to form a band between the bands at the bonding surface. A method for manufacturing a tunnel transistor for forming a tunnel junction, comprising:
A first semiconductor layer formed in a portion of the semiconductor layer that becomes lower due to the difference in the substrate, and a second semiconductor layer formed in a portion of the second semiconductor layer that becomes higher due to the difference in the substrate And the thickness of the insulating layer is set so that the two sides are in contact with each other.

【0023】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、断差を有する基板上に、第1の半導体層、第
1の絶縁層、第2の半導体層及び第2の絶縁層がそれぞ
れ積層され、第1の半導体層と第2の半導体層とが接合
されることにより、その接合面においてバンド間トンネ
ル接合が形成されるが、その際、第1の半導体層のうち
基板の断差により高くなる部分に形成された第1の半導
体層と第2の半導体層のうち基板の断差により低くなる
部分に形成された第2の半導体層とが互いの側面におい
て接するように基板の断差及び第1の絶縁層の厚さが設
定されるので、第1の半導体層と第2の半導体層との接
合面が接合のために加工されることがなくなり、接合面
において加工による残留不純物が生じることはない。
(Function) In the present invention configured as described above, the first semiconductor layer, the first insulating layer, the second semiconductor layer, and the second insulating layer are formed on the substrate having the gap. By laminating the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, a band-to-band tunnel junction is formed at the bonding surface. At this time, the substrate of the first semiconductor layer is cut. The first and second semiconductor layers formed in a portion that is higher due to the difference and the second semiconductor layer that is formed in a portion of the second semiconductor layer that is lower due to the difference between the substrates are in contact with each other on the side surfaces of the substrate. Since the difference and the thickness of the first insulating layer are set, the bonding surface between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is not processed for bonding, and the remaining bonding surface is not processed. No impurities are generated.

【0024】それにより、負性抵抗特性が向上し、機能
素子としての応用範囲が広がる。
As a result, the negative resistance characteristic is improved, and the range of application as a functional element is expanded.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】(第1の実施の形態)図1は、本発明のト
ンネルトランジスタの第1の実施の形態を示す断面図で
ある。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a tunnel transistor according to a first embodiment of the present invention.

【0027】本形態は図1に示すように、断差を有し、
半絶縁性GaAsからなる基板1と、基板1上に形成さ
れた縮退した第1の導電性を有するp+−GaAsから
なる第1の半導体層であるドレイン層2と、ドレイン層
2のうち基板1の断差により高くなる部分に形成された
ドレイン層2上の一部と断差により低くなる部分に形成
されたドレイン層2上にそれぞれ形成されたi−GaA
sからなる第1の絶縁層である絶縁層3と、絶縁層3上
に形成された縮退したn+−GaAsからなる第2の半
導体層であるチャネル層4と、チャネル層4上の一部に
形成されたi−Al0.3Ga0.7Asからなる第2の絶縁
層であるゲート絶縁層5と、ゲート絶縁層5上に形成さ
れたAl膜からなるゲート電極6と、ドレイン層2上の
絶縁層3が形成されていない部分の一部に形成されたA
uZn/Au膜からなるドレイン電極7と、チャネル層
4のうち基板1の断差により低くなる部分に形成された
ドレイン層4上のゲート絶縁層5が形成されてない部分
の一部に形成されたAuGe/Au膜からなるソース電
極8とから構成されている。ここで、上述したiは、真
性または実質的に真性とみなすことができるノンドープ
半導体を意味する略号である。
In this embodiment, as shown in FIG.
A substrate 1 made of semi-insulating GaAs; a drain layer 2 formed on the substrate 1 as a first semiconductor layer made of degenerated first conductive p + -GaAs; I-GaAs formed on a part of the drain layer 2 formed in a part which becomes higher due to the difference and a drain layer 2 formed in a part which becomes lower due to the difference
s, a first insulating layer 3 made of s, a channel layer 4 which is a second semiconductor layer made of degenerated n + -GaAs formed on the insulating layer 3, and a part of the channel layer 4 A gate insulating layer 5 as a second insulating layer made of i-Al 0.3 Ga 0.7 As, a gate electrode 6 made of an Al film formed on the gate insulating layer 5, and an insulating layer on the drain layer 2. A formed on a part of the portion where the layer 3 is not formed
A drain electrode 7 made of a uZn / Au film and a part of a part of the channel layer 4 where the gate insulating layer 5 is not formed on the drain layer 4 formed in a part which is lowered due to the difference of the substrate 1. And a source electrode 8 made of an AuGe / Au film. Here, i described above is an abbreviation that means a non-doped semiconductor that can be regarded as intrinsic or substantially intrinsic.

【0028】また、基板1の断差及び絶縁層3の厚さに
おいては、ドレイン層2のうち基板1の断差により高く
なる部分に形成されたドレイン層2とチャネル層4のう
ち基板1の断差により低くなる部分に形成されたチャネ
ル層4とが互いの側面において接するように設定されて
いる。
The difference between the thickness of the insulating layer 3 and the thickness of the drain layer 2 is higher than that of the drain layer 2 and the channel layer 4. The channel layer 4 formed in a portion that is lowered due to the difference is set to be in contact with each other on the side surfaces.

【0029】上記のように構成されたトンネルトランジ
スタにおいては、ドレイン層2のうち基板1の断差によ
り高くなる部分に形成されたドレイン層2とチャネル層
4のうち基板1の断差により低くなる部分に形成された
チャネル層4とが互いの側面で接合し、その接合面にお
いてバンド間トンネル接合が形成され、n+−GaAs
からなるチャネル層4をチャネルとしてその濃度をゲー
ト電圧で制御することにより、微分負性抵抗特性を有す
るトランジスタ動作が得られる。
In the tunnel transistor having the above-described structure, the drain layer 2 and the channel layer 4 formed in the portion of the drain layer 2 which are higher due to the difference between the substrates 1 become lower due to the difference between the substrate 1 and the channel layer 4. The channel layer 4 formed in this portion is joined to each other at the side surfaces, and an interband tunnel junction is formed at the joining surface, and n + -GaAs
By controlling the concentration by the gate voltage using the channel layer 4 composed of a channel as a channel, a transistor operation having a differential negative resistance characteristic can be obtained.

【0030】以下に、上述したトンネルトランジスタの
製造方法について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the above-described tunnel transistor will be described.

【0031】まず、基板1に高さ200nmの断差構造
を形成する。このとき、断差構造の側壁面に成膜が行わ
れないように、塩素ガスによるドライエッチング加工や
異なる結晶面間のエッチング速度の違いを利用した異方
性エッチングにより、側壁の形状を90度に近い角度を
有する急峻な形状、もしくは逆サヤ形状とする。なお、
本形態においては、(100)GaAs基板上にパター
ニングを行い、硫酸、過酸化水素水、水の混合液(体積
比1:1:10)を用いて異方性エッチングを行い、
(111)A面を露出させ、逆サヤ構造を形成した。一
方、前述した従来例においては、ドレイン領域に形成さ
れた断差の側壁上にチャネル層を形成する必要があるた
め、その形状が順サヤ形状となっている。
First, a 200 nm high step structure is formed on the substrate 1. At this time, the shape of the side wall is set to 90 degrees by dry etching using chlorine gas or anisotropic etching using the difference in etching rate between different crystal planes so that film formation is not performed on the side wall surface of the difference structure. A steep shape having an angle close to or a reverse sheath shape. In addition,
In this embodiment, patterning is performed on a (100) GaAs substrate, and anisotropic etching is performed using a mixed solution of sulfuric acid, hydrogen peroxide, and water (volume ratio 1: 1:10).
The (111) A surface was exposed to form an inverted sheath structure. On the other hand, in the above-described conventional example, since the channel layer needs to be formed on the side wall of the gap formed in the drain region, the shape is a regular sheath shape.

【0032】次に、MBE法により、基板1上に厚さ2
0nmのp+−GaAsからなるドレイン層2(濃度5
×1019cm-3のBeをドーパントとして含んでいる)
を、また、ドレイン層2のうち基板1の断差により高く
なる部分に形成されたドレイン層2上の一部と断差によ
り低くなる部分に形成されたドレイン層2上にそれぞれ
厚さ200nmのi−GaAsからなる絶縁層3を、ま
た、絶縁層3上に厚さ12nmのn+−GaAsからな
るチャネル層4(濃度1×1019cm-3のSiをドーパ
ントとして含んでいる)を、また、チャネル層4上の一
部に厚さ20nmのi−Al0.3Ga0.7Asからなるゲ
ート絶縁層5を順次成長させる。
Next, a thickness of 2
Drain layer 2 (concentration 5 consisting of p + -GaAs of 0nm
× 10 19 cm -3 Be is contained as a dopant)
And a drain layer 2 formed on a portion of the drain layer 2 which is higher due to the difference in the substrate 1 and a drain layer 2 formed on a portion which is lower due to the difference in a thickness of 200 nm. an insulating layer 3 made of i-GaAs, and a channel layer 4 made of n + -GaAs (containing Si having a concentration of 1 × 10 19 cm −3 as a dopant) having a thickness of 12 nm on the insulating layer 3. Further, a gate insulating layer 5 made of i-Al 0.3 Ga 0.7 As and having a thickness of 20 nm is sequentially grown on a part of the channel layer 4.

【0033】このとき、各層においては、断差により高
くなる部分と低くなる部分とが断差において切断されて
おり、また、ドレイン層2のうち基板1の断差により高
くなる部分に形成されたドレイン層2とチャネル層4の
うち基板1の断差により低くなる部分に形成されたチャ
ネル層4とが互いの側面において接するように基板1の
断差及び絶縁層3の厚さが設定されている。
At this time, in each layer, a portion which becomes higher due to the difference and a portion which becomes lower are cut at the difference, and the drain layer 2 is formed at a portion which becomes higher due to the difference of the substrate 1. The gap of the substrate 1 and the thickness of the insulating layer 3 are set so that the drain layer 2 and the channel layer 4 formed in the portion of the channel layer 4 which are lowered due to the gap of the substrate 1 are in contact with each other on the side surfaces. I have.

【0034】これにより、ドレイン層2のうち基板1の
断差により高くなる部分に形成されたドレイン層2とチ
ャネル層4のうち基板1の断差により低くなる部分に形
成されたチャネル層4とが互いの側面で接合し、その接
合面においてバンド間トンネル接合が形成されている。
Thus, the drain layer 2 formed in the portion of the drain layer 2 which is higher due to the difference in the substrate 1 and the channel layer 4 formed in the portion of the channel layer 4 which is lower due to the difference in the substrate 1 Are bonded on the side surfaces of each other, and an interband tunnel junction is formed at the bonding surface.

【0035】次に、ゲート絶縁層5上に、厚さ50nm
のAl膜を蒸着させ、Al膜及びゲート絶縁膜5を加工
することにより、ゲート電極6を形成する。
Next, on the gate insulating layer 5, a thickness of 50 nm
The gate electrode 6 is formed by depositing an Al film and processing the Al film and the gate insulating film 5.

【0036】ここで、ゲート電極6においては、基板1
の断差により低くなる部分と高くなる部分とが接続され
るように形成され、表面が同じ高さとなっている。
Here, in the gate electrode 6, the substrate 1
Are formed so that the lower portion and the higher portion are connected to each other, and the surfaces have the same height.

【0037】その後、リフトオフ法により、ドレイン層
2のうち基板1の断差により高くなる部分に形成された
ドレイン層2上の一部にAuZn/Auからなるドレイ
ン電極7を、また、チャネル層4のうち基板1の断差に
より高くなる部分に形成されたチャネル層4上の一部に
AuGe/Au多層膜からなるソース電極8をそれぞれ
形成する。
Thereafter, a drain electrode 7 made of AuZn / Au is formed on a part of the drain layer 2 formed on a part of the drain layer 2 which is higher due to the difference in the substrate 1 by a lift-off method, and the channel layer 4 is formed. The source electrode 8 made of an AuGe / Au multilayer film is respectively formed on a part of the channel layer 4 formed in a portion which becomes higher due to the difference in the substrate 1.

【0038】上述した一連の工程により製造されたトン
ネルトランジスタにおいては、トンネル接合を形成する
ために接合面を露出させる加工プロセスが必要なく、良
質な接合界面が得られる。それにより、従来例と比べ
て、負性抵抗特性の劣化原因となる余剰電流が1桁以上
減少した。
In the tunnel transistor manufactured by the above-described series of steps, a processing process for exposing the junction surface to form a tunnel junction is not required, and a high-quality junction interface can be obtained. As a result, the excess current which causes the deterioration of the negative resistance characteristic is reduced by one digit or more compared to the conventional example.

【0039】(第2の実施の形態)図2は、本発明のト
ンネルトランジスタの第2の実施の形態を示す断面図で
ある。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a sectional view showing a tunnel transistor according to a second embodiment of the present invention.

【0040】本形態は図2に示すように、断差を有し、
半絶縁性GaAsからなる基板11と、基板11上に形
成された縮退した第2の導電性を有するn+−GaAs
からなる第2の半導体層であるチャネル層14と、チャ
ネル層14のうち基板11の断差により高くなる部分に
形成されたチャネル層14上の一部と断差により低くな
る部分に形成されたチャネル層14上にそれぞれ形成さ
れたi−Al0.3Ga0 .7Asからなるゲート絶縁層15
と、ゲート絶縁層15上に形成された縮退したp+−G
aAsからなる第1の半導体層であるドレイン層12
と、ドレイン層12のうち基板11の断差により高くな
る部分に形成されたドレイン層12上に形成されたAl
膜からなるゲート電極16と、ドレイン層12のうち基
板11の断差により低くなる部分に形成されたドレイン
層12上の一部に形成されたAuZn/Au膜からなる
ドレイン電極17と、チャネル層14のうち基板11の
断差により低くなる部分に形成されたチャネル層14上
のゲート絶縁層5が形成されてない部分の一部に形成さ
れたAuGe/Au膜からなるソース電極18とから構
成されている。ここで、上述したiは、真性または実質
的に真性とみなすことができるノンドープ半導体を意味
する略号である。
In the present embodiment, as shown in FIG.
A substrate 11 made of semi-insulating GaAs, and n + -GaAs having a degenerated second conductivity formed on the substrate 11
A channel layer 14 which is a second semiconductor layer made of a semiconductor layer, and a portion of the channel layer 14 formed on a portion of the channel layer 14 which is higher due to the difference between the substrate 11 and a portion which is lower due to the difference. the gate insulating layer 15 made of i-Al 0.3 Ga 0 .7 As respectively formed on the channel layer 14
And the degenerated p + -G formed on the gate insulating layer 15.
a drain layer 12 which is a first semiconductor layer made of aAs
And Al formed on the drain layer 12 formed in a portion of the drain layer 12 which becomes higher due to the difference of the substrate 11.
A gate electrode 16 made of a film, a drain electrode 17 made of an AuZn / Au film formed on a part of the drain layer 12 formed on a part of the drain layer 12 which is lowered due to a difference between the substrates 11, and a channel layer. And a source electrode 18 made of an AuGe / Au film formed on a part of the part where the gate insulating layer 5 is not formed on the channel layer 14 formed on the part of the channel layer 14 which is lowered due to the difference of the substrate 11. Have been. Here, i described above is an abbreviation that means a non-doped semiconductor that can be regarded as intrinsic or substantially intrinsic.

【0041】また、基板11の断差及びゲート絶縁層1
5の厚さにおいては、ドレイン層12のうち基板11の
断差により低くなる部分に形成されたドレイン層12と
チャネル層14のうち基板1の断差により高くなる部分
に形成されたチャネル層14とが互いの側面において接
するように設定されている。
Further, the difference between the substrate 11 and the gate insulating layer 1
At a thickness of 5, the drain layer 12 formed in a portion of the drain layer 12 which is lowered due to the difference in the substrate 11 and the channel layer 14 formed in a portion of the channel layer 14 which is increased due to the difference in the substrate 1 Are set to be in contact with each other on the sides.

【0042】上記のように構成されたトンネルトランジ
スタにおいては、ドレイン層12のうち基板11の断差
により低くなる部分に形成されたドレイン層12とチャ
ネル層14のうち基板11の断差により高くなる部分に
形成されたチャネル層14とが互いの側面で接合し、そ
の接合面においてバンド間トンネル接合が形成され、n
+−GaAsからなるチャネル層14をチャネルとして
その濃度をゲート電圧で制御することにより、微分負性
抵抗特性を有するトランジスタ動作が得られる。
In the tunnel transistor configured as described above, the drain layer 12 formed in a portion of the drain layer 12 which becomes lower due to the difference between the substrates 11 and the channel layer 14 becomes higher due to the difference between the substrates 11. The channel layer 14 formed in the portion is joined to each other at the side surfaces, and an interband tunnel junction is formed at the joining surface, and n
By controlling the concentration by the gate voltage using the channel layer 14 made of + -GaAs as a channel, a transistor operation having a differential negative resistance characteristic can be obtained.

【0043】以下に、上述したトンネルトランジスタの
製造方法について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing the above-described tunnel transistor will be described.

【0044】まず、基板11に高さ70nmで90度に
近い角度もしくは逆サヤ構造の側面を有する断差構造を
形成する。
First, a cut structure having a height of 70 nm and an angle close to 90 degrees or a side surface of an inverted sheath structure is formed on the substrate 11.

【0045】次に、MBE法により、基板11上に厚さ
12nmのn+−GaAsからなるチャネル層14(濃
度1×1019cm-3のSiをドーパントとして含んでい
る)を、また、チャネル層14のうち基板11の断差に
より高くなる部分に形成されたチャネル層14上の一部
とチャネル層14のうち基板11の断差により低くなる
部分に形成されたチャネル層14上に厚さ50nmのi
−Al0.3Ga0.7Asからなるゲート絶縁層15を、ま
た、ゲート絶縁層15上に厚さ20nmのp+−GaA
sからなるドレイン層2(濃度5×1019cm-3のBe
をドーパントとして含んでいる)を順次成長させる。
Then, a channel layer 14 (containing Si of a concentration of 1 × 10 19 cm -3 as a dopant) made of n + -GaAs having a thickness of 12 nm is formed on the substrate 11 by the MBE method. The thickness on the channel layer 14 formed on the portion of the layer 14 which becomes higher due to the difference of the substrate 11 and the thickness on the channel layer 14 formed on the portion of the channel layer 14 which becomes lower due to the difference of the substrate 11 50nm i
A gate insulating layer 15 made of -Al 0.3 Ga 0.7 As, and ap + -GaAs having a thickness of 20 nm on the gate insulating layer 15.
s drain layer 2 (a concentration of 5 × 10 19 cm −3 Be)
Is sequentially grown.

【0046】このとき、各層においては、断差により高
くなる部分と低くなる部分とが断差において切断されて
おり、また、ドレイン層12のうち基板11の断差によ
り低くなる部分に形成されたドレイン層12とチャネル
層14のうち基板11の断差により高くなる部分に形成
されたチャネル層14とが互いの側面において接するよ
うに基板11の断差及びゲート絶縁層15の厚さが設定
されている。
At this time, in each layer, a portion which becomes higher due to the difference and a portion which becomes lower are cut at the difference, and the drain layer 12 is formed in a portion which becomes lower due to the difference in the substrate 11. The gap of the substrate 11 and the thickness of the gate insulating layer 15 are set such that the drain layer 12 and the channel layer 14 formed in a portion of the channel layer 14 which are higher due to the gap of the substrate 11 are in contact with each other on the side surfaces. ing.

【0047】これにより、ドレイン層12のうち基板1
1の断差により低くなる部分に形成されたドレイン層1
2とチャネル層14のうち基板11の断差により高くな
る部分に形成されたチャネル層14とが互いの側面で接
合し、その接合面においてバンド間トンネル接合が形成
される。
Thus, the substrate 1 of the drain layer 12
Drain layer 1 formed in a portion which becomes lower due to the difference of 1
2 and the channel layer 14 formed in the portion of the channel layer 14 which is higher due to the difference in the substrate 11 are joined to each other on the side surfaces, and an interband tunnel junction is formed at the joint surface.

【0048】その後、リフトオフ法により、ドレイン層
12のうち基板11の断差により高くなる部分に形成さ
れたドレイン層12上にAl膜からなるゲート電極6
を、また、ドレイン層12のうち基板11の断差により
低くなる部分に形成されたドレイン層12上の一部にA
uZn/Auからなるドレイン電極17を、また、チャ
ネル層14のうち基板11の断差により高くなる部分に
形成されたチャネル層14上の一部にAuGe/Au多
層膜からなるソース電極18をそれぞれ形成する。
Thereafter, the gate electrode 6 made of an Al film is formed on the drain layer 12 formed in a portion of the drain layer 12 which is higher due to the difference of the substrate 11 by a lift-off method.
And A on a part of the drain layer 12 formed on a part of the drain layer 12 which becomes lower due to the difference of the substrate 11.
a drain electrode 17 made of uZn / Au, and a source electrode 18 made of an AuGe / Au multilayer film on a portion of the channel layer 14 formed on a portion of the channel layer 14 which is higher due to the difference of the substrate 11. Form.

【0049】上述した一連の工程により製造されたトン
ネルトランジスタにおいては、トンネル接合を形成する
ために接合面を露出させる加工プロセスが必要なく、良
質な接合界面が得られる。それにより、従来例と比べ
て、負性抵抗特性の劣化原因となる余剰電流が1桁以上
減少した。
In the tunnel transistor manufactured by the above-described series of steps, a high-quality junction interface can be obtained without the need for a process for exposing the junction surface to form a tunnel junction. As a result, the excess current which causes the deterioration of the negative resistance characteristic is reduced by one digit or more compared to the conventional example.

【0050】以上説明した第1及び第2の実施の形態に
おいては、ドレイン領域がp型である場合について説明
したが、n型である場合においても本発明において適用
することができる。
In the first and second embodiments described above, the case where the drain region is p-type has been described. However, the present invention can be applied to the case where the drain region is n-type.

【0051】また、用いられる材料においては、基板、
ドレイン層及びチャネル層としてGaAsを、絶縁層及
びゲート絶縁層としてAlGaAsをそれぞれ用いた
が、本発明はこれに限られることはなく、他の材料を用
いることもできる。
The materials used include a substrate,
Although GaAs is used for the drain layer and the channel layer, and AlGaAs is used for the insulating layer and the gate insulating layer, the present invention is not limited to this, and other materials can be used.

【0052】例えば、ドレイン層及びチャネル層として
は、Si,Ge,GaAs,InP等の単一の半導体の
他、GaAs/AlGaAs,Ge/SiGe,Si/
SiGeC,Si/GaP,Ge/GaAs,InAs
P/GaAs,InGaAs/InAlAs,InGa
As/InP,GaSb/AlGaSb,InAs/A
lGaSb,InSb/InAs,HgCbTe/Cb
Te等のヘテロ接合を有する半導体を用いることができ
る。また、絶縁層として、AlGaAsの他、禁止帯幅
の広いその他の半導体であるSiO2,Si34,酸窒
化シリコン,Al23,TiO3,PbZrTiO3,C
aF等を用いることができる。
For example, as the drain layer and the channel layer, in addition to a single semiconductor such as Si, Ge, GaAs, and InP, GaAs / AlGaAs, Ge / SiGe, Si /
SiGeC, Si / GaP, Ge / GaAs, InAs
P / GaAs, InGaAs / InAlAs, InGa
As / InP, GaSb / AlGaSb, InAs / A
lGaSb, InSb / InAs, HgCbTe / Cb
A semiconductor having a heterojunction such as Te can be used. As the insulating layer, in addition to AlGaAs, other semiconductors having a wide band gap such as SiO 2 , Si 3 N 4 , silicon oxynitride, Al 2 O 3 , TiO 3 , PbZrTiO 3 , C
aF or the like can be used.

【0053】また、上述した実施の形態においては、ソ
ース電極がチャネル層から直接引き出されているが、チ
ャネル層と同一の導電性を有する縮退した半導体領域を
介して引き出されてもよい。また、第2の実施の形態に
おいては、ゲート電極がドレイン層上に形成されている
が、ゲート絶縁層上に形成されていてもよい。
In the above embodiment, the source electrode is directly drawn from the channel layer. However, the source electrode may be drawn through a degenerated semiconductor region having the same conductivity as the channel layer. Further, in the second embodiment, the gate electrode is formed on the drain layer, but may be formed on the gate insulating layer.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0055】請求項1及び請求項3に記載のものにおい
ては、断差を有する基板上に、第1の半導体層、第1の
絶縁層、第2の半導体層及び第2の絶縁層がそれぞれ積
層され、第1の半導体層と第2の半導体層とが接合され
ることにより、その接合面においてバンド間トンネル接
合が形成されるが、その際、第1の半導体層のうち基板
の断差により高くなる部分に形成された第1の半導体層
と第2の半導体層のうち基板の断差により低くなる部分
に形成された第2の半導体層とが互いの側面において接
するように基板の断差及び第1の絶縁層の厚さが設定さ
れるため、第1の半導体層と第2の半導体層との接合面
が接合のために加工されることがなくなり、バンド間ト
ンネル接合が形成される接合面における残留不純物の量
を低減させることができる。
According to the first and third aspects, the first semiconductor layer, the first insulating layer, the second semiconductor layer, and the second insulating layer are formed on the substrate having the difference. By laminating and bonding the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, an inter-band tunnel junction is formed at the bonding surface. The substrate is cut such that the first semiconductor layer formed in the higher portion and the second semiconductor layer formed in the lower portion of the second semiconductor layer of the second semiconductor layer are in contact with each other on the side surfaces. Since the difference and the thickness of the first insulating layer are set, the bonding surface between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer is not processed for bonding, and an interband tunnel junction is formed. Reducing the amount of residual impurities at the junction surface It can be.

【0056】それにより、負性抵抗特性が向上して機能
素子としての応用範囲が広がり、素子特性の優れたトン
ネルトランジスタを提供することができる。
As a result, the negative resistance characteristics are improved, the application range as a functional element is expanded, and a tunnel transistor having excellent element characteristics can be provided.

【0057】請求項2及び請求項4に記載のものにおい
ては、断差を有する基板上に、第2の半導体層、絶縁層
及び第1の半導体層がそれぞれ積層され、第1の半導体
層と第2の半導体層とが接合されることにより、その接
合面においてバンド間トンネル接合が形成されるが、そ
の際、第1の半導体層のうち基板の断差により低くなる
部分に形成された第1の半導体層と第2の半導体層のう
ち基板の断差により高くなる部分に形成された第2の半
導体層とが互いの側面において接するように基板の断差
及び絶縁層の厚さが設定されるため、上記同様の効果を
奏する。
According to the second and fourth aspects of the present invention, the second semiconductor layer, the insulating layer and the first semiconductor layer are respectively laminated on the substrate having the difference, and the first semiconductor layer By bonding to the second semiconductor layer, an inter-band tunnel junction is formed at the bonding surface. At this time, the first semiconductor layer is formed in a portion which is lower due to the difference in the substrate. The gap between the substrate and the thickness of the insulating layer is set so that the first semiconductor layer and the second semiconductor layer of the second semiconductor layer, which are formed in a portion higher due to the gap between the substrates, are in contact with each other on the side surfaces. Therefore, the same effect as above can be obtained.

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

【図1】本発明のトンネルトランジスタの第1の実施の
形態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a tunnel transistor according to the present invention.

【図2】本発明のトンネルトランジスタの第2の実施の
形態を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the tunnel transistor of the present invention.

【図3】従来のトンネルトランジスタの一例を示す構造
模式図である。
FIG. 3 is a schematic structural view showing an example of a conventional tunnel transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 基板 2,12 ドレイン層 3 絶縁層 4,14 チャネル層 5,15 ゲート絶縁層 6,16 ゲート電極 7,17 ドレイン電極 8,18 ソース電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 Substrate 2,12 Drain layer 3 Insulating layer 4,14 Channel layer 5,15 Gate insulating layer 6,16 Gate electrode 7,17 Drain electrode 8,18 Source electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 断差を有する基板上に、第1の導電性を
具備する半導体からなる第1の半導体層と、絶縁性を具
備する第1の絶縁層と、前記第1の半導体層と異なる導
電性を具備する第2の半導体層と、絶縁性を具備する第
2の絶縁層とが順次積層され、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層上に形成されたドレ
イン電極と、 前記第2の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第2の半導体層上に形成されたソー
ス電極と、 前記第2の絶縁層上に形成されたゲート電極とを有して
なるトンネルトランジスタであって、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層と前記第2の半導体
層のうち前記基板の断差により低くなる部分に形成され
た第2の半導体層とが互いの側面において接しているこ
とを特徴とするトンネルトランジスタ。
1. A first semiconductor layer made of a semiconductor having a first conductivity, a first insulating layer having an insulating property, and a first semiconductor layer formed on a substrate having a step. A second semiconductor layer having a different conductivity and a second insulating layer having an insulating property are sequentially stacked, and formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates. A drain electrode formed on a first semiconductor layer; a source electrode formed on a second semiconductor layer formed in a portion of the second semiconductor layer that is lowered due to a difference in the substrate; A tunnel transistor having a gate electrode formed on a second insulating layer, wherein the first semiconductor layer is formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates. Low due to the difference between the substrate and the second semiconductor layer. Tunnel transistor and the second semiconductor layer is characterized in that in contact with the side surface of another formed becomes part.
【請求項2】 断差を有する基板上に、第2の導電性を
具備する半導体からなる第2の半導体層と、絶縁性を具
備する絶縁層と、前記第2の半導体層と異なる導電性を
具備する第1の半導体層とが順次積層され、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層上に形成されたゲー
ト電極と、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第1の半導体層上に形成されたドレ
イン電極と、 前記第2の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第2の半導体層上に形成されたソー
ス電極とを有してなるトンネルトランジスタであって、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第1の半導体層と前記第2の半導体
層のうち前記基板の断差により高くなる部分に形成され
た第2の半導体層とが互いの側面において接しているこ
とを特徴とするトンネルトランジスタ。
2. A second semiconductor layer made of a semiconductor having a second conductivity, an insulating layer having an insulating property, and a conductive property different from that of the second semiconductor layer on a substrate having a difference. A gate electrode formed on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer that is higher due to the difference in the substrate; A drain electrode formed on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is lowered due to the difference between the substrates; and a drain electrode formed on the second semiconductor layer which is higher due to the difference between the substrates. And a source electrode formed on a second semiconductor layer formed on a portion of the first semiconductor layer, wherein the first semiconductor layer is formed on a portion of the first semiconductor layer which becomes lower due to a difference between the substrates. A first semiconductor layer and the second semiconductor layer Tunnel transistor and the second semiconductor layer is equal to or in contact with the side surface of each other, which among formed becomes higher portion by the cross-sectional difference in the substrate.
【請求項3】 断差を有する基板上に第1の導電性を有
する第1の半導体層を形成する工程と、 前記第1の半導体層上に絶縁性を有する第1の絶縁層を
形成する工程と、 前記第1の絶縁層上に前記第1の半導体層と異なる導電
性を有する第2の半導体層を形成する工程と、 前記第2の半導体層上に絶縁性を有する第2の絶縁層を
形成する工程と、 前記第2の絶縁層上にゲート電極を形成する工程と、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層上にドレイン電極を
形成する工程と、 前記第2の半導体層上のうち前記基板の断差により低く
なる部分に形成された第2の半導体層上にソース電極を
形成する工程とを順次行い、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とを接合させ
ることにより、該接合面においてバンド間トンネル接合
を形成させるトンネルトランジスタの製造方法であっ
て、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層と前記第2の半導体
層のうち前記基板の断差により低くなる部分に形成され
た第2の半導体層とが互いの側面において接するように
前記基板の断差及び前記第1の絶縁層の厚さを設定する
ことを特徴とするトンネルトランジスタの製造方法。
3. A step of forming a first semiconductor layer having a first conductivity on a substrate having a step, and forming a first insulating layer having an insulating property on the first semiconductor layer. A step of forming a second semiconductor layer having a different conductivity from the first semiconductor layer on the first insulating layer; and a second insulating layer having an insulating property on the second semiconductor layer. A step of forming a layer; a step of forming a gate electrode on the second insulating layer; and a step of forming a gate electrode on the second semiconductor layer, the first semiconductor layer being formed on a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a gap between the substrates. Forming a drain electrode on the second semiconductor layer, and forming a source electrode on a second semiconductor layer formed on a portion of the second semiconductor layer that is lower due to the cross-section of the substrate. By joining the first semiconductor layer and the second semiconductor layer A method for manufacturing a tunnel transistor for forming an inter-band tunnel junction at the junction surface, comprising: a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates; And the thickness of the first insulating layer are set such that the second semiconductor layer formed in a portion of the semiconductor layer that is lowered due to the difference in the substrate is in contact with each other on the side surfaces. A method for manufacturing a tunnel transistor.
【請求項4】 断差を有する基板上に第2の導電性を有
する第2の半導体層を形成する工程と、 前記第2の半導体層上に絶縁性を有する絶縁層を形成す
る工程と、 前記絶縁層上に前記第2の半導体層と異なる導電性を有
する第1の半導体層を形成する工程と、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第1の半導体層上にゲート電極を形
成する工程と、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第1の半導体層上にドレイン電極を
形成する工程と、 前記第2の半導体層のうち前記基板の断差により高くな
る部分に形成された第2の半導体層にソース電極を形成
する工程とを順次行い、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層とを接合させ
ることにより、該接合面においてバンド間トンネル接合
を形成させるトンネルトランジスタの製造方法であっ
て、 前記第1の半導体層のうち前記基板の断差により低くな
る部分に形成された第1の半導体層と前記第2の半導体
層のうち前記基板の断差により高くなる部分に形成され
た第2の半導体層とが互いの側面において接するように
前記基板の断差及び前記絶縁層の厚さを設定することを
特徴とするトンネルトランジスタの製造方法。
A step of forming a second semiconductor layer having a second conductivity on a substrate having a difference; a step of forming an insulating layer having an insulating property on the second semiconductor layer; Forming a first semiconductor layer having conductivity different from that of the second semiconductor layer on the insulating layer; and forming a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer which is higher due to a difference between the substrates. Forming a gate electrode on the first semiconductor layer; forming a drain electrode on a first semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer that is lowered due to the difference in the substrate; Forming a source electrode on a second semiconductor layer formed in a portion of the second semiconductor layer which is higher due to the difference between the substrates, wherein the first semiconductor layer and the second semiconductor By joining the layers, at the joining surface A method of manufacturing a tunnel transistor for forming a band-to-band tunnel junction, comprising: forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer formed in a portion of the first semiconductor layer that is reduced by a difference in the substrate. Wherein the thickness of the substrate and the thickness of the insulating layer are set so that the second semiconductor layer formed in a portion which is higher due to the difference between the substrates is in contact with each other on the side surfaces. Manufacturing method.
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