JPH0147904B2 - - Google Patents
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- JPH0147904B2 JPH0147904B2 JP56016615A JP1661581A JPH0147904B2 JP H0147904 B2 JPH0147904 B2 JP H0147904B2 JP 56016615 A JP56016615 A JP 56016615A JP 1661581 A JP1661581 A JP 1661581A JP H0147904 B2 JPH0147904 B2 JP H0147904B2
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
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- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、正抵抗特性と負性抵抗特性とを兼有
する新規な電界効果トランジスタ(以下、FET)
に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention is a novel field effect transistor (hereinafter referred to as FET) that has both positive resistance characteristics and negative resistance characteristics.
It is related to.
第1図は、従来のSOS(Silicone On
Sapphire.)構造FETを示す断面図であり、サフ
アイアを用いた絶縁性の基板1上へ低不純物濃度
のN型半導体層2を形成し、これの内部かつ延長
方向へ互に離間して高不純物濃度のN+型半導体
領域をソース領域3およびドレイン領域4として
設けたうえ、これらの表面へ絶縁膜5を形成し、
半導体層2におけるソース領域3とドレイン領域
5との間のチヤネル層2aと対向する絶縁膜5の
直上へ、導電性のゲート電極6を形成すると共
に、ソースおよびドレイン領域3,4と接して導
電性のソース電極7およびドレイン電極8を形成
している。 Figure 1 shows the conventional SOS (Silicon On
This is a cross-sectional view showing a FET with a Sapphire structure, in which an N-type semiconductor layer 2 with a low impurity concentration is formed on an insulating substrate 1 using sapphire, and high impurity N + type semiconductor regions with a high concentration are provided as a source region 3 and a drain region 4, and an insulating film 5 is formed on these surfaces,
A conductive gate electrode 6 is formed directly above the insulating film 5 facing the channel layer 2a between the source region 3 and the drain region 5 in the semiconductor layer 2, and a conductive gate electrode 6 is formed in contact with the source and drain regions 3 and 4. A source electrode 7 and a drain electrode 8 are formed.
たゞし、サフアイアの基板1上へSi材の半導体
層2を形成する際、サフアイアSiとの格子定数が
完全に一致しないため、両者間の界面に高密度の
結晶欠陥が生ずることにより、界面近傍のキヤリ
ア移動度が低下すると共に、サフアイア上へSi結
晶を成長させるときに、サフアイアからSi側へ多
量のAlが拡散する。 However, when forming the semiconductor layer 2 of Si material on the sapphire substrate 1, the lattice constants of the sapphire Si and the sapphire Si do not completely match, so a high density of crystal defects is generated at the interface between the two, which causes the interface to deteriorate. The carrier mobility in the vicinity decreases, and when a Si crystal is grown on sapphire, a large amount of Al diffuses from sapphire to the Si side.
このため、SOS構造では、半導体層2の厚さtc
が通常0.4μm以上となつており、厚さtcが半導体
層2に固有なデバイ長の3倍以上となつているた
め、第2図に示すキヤリヤの分布状況となる。 Therefore, in the SOS structure, the thickness t c of the semiconductor layer 2
is usually 0.4 μm or more, and the thickness t c is more than three times the Debye length specific to the semiconductor layer 2, resulting in the distribution of carriers as shown in FIG.
なお、外因性デバイ長LDEは次式によつて一般
的に示される。 Note that the extrinsic Debye length L DE is generally expressed by the following equation.
たゞし、εs:半導体層2の誘電率
k:ボルツマン定数
T:絶対温度
q:電荷単位
ND:半導体層2のキヤリア濃度
第2図aは、第1図の各要部を模形的に示す
図、同図bはaにおける各点間のキヤリア分布状
況を示す分布図であり、ドレイン電圧VDSをゲー
ト電圧VGSよりも高くした場合は、により電子
が主体になるキヤリアの流れがaのとおりにな
り、これの分布はbに示すとおり、A1点におい
て分布濃度nが最大となつたうえ、A2,B1,B2
点へかけて低下し、B1,B2点間のピンチオフ点
PとD1,D2点との間は、ほゞ一様な分布濃度n
となる。 However, ε s : Dielectric constant k of semiconductor layer 2 : Boltzmann's constant T : Absolute temperature q : Charge unit N D : Carrier concentration of semiconductor layer 2 Figure 2 a is a model of each main part of Figure 1. Figure b is a distribution diagram showing the carrier distribution between each point at point a, and when the drain voltage V DS is made higher than the gate voltage V GS , the flow of carriers is mainly composed of electrons. is as shown in a, and its distribution is as shown in b, where the distribution concentration n is maximum at one point A, and A 2 , B 1 , B 2
Between the pinch-off point P between the two points B 1 and B and the point D 1 and D 2 , the distribution concentration n is almost uniform.
becomes.
このため、ソース領域3とピンチオフ点Pとの
間の第1領域E1では、チヤネル層2aと絶縁膜
5との境界面からほゞ外因性デバイ長LDEの範囲
に、ゲート電圧VGSによつて誘起されたキヤリア
が高濃度に存在する一方、ピンチオフ点Pとドレ
イン領域4との間の第2領域E2では、この部分
の半導体層2の電位がゲート電圧VGSよりも高
く、かつ、tc≫LDEであることにより、チヤネル
層2aからドレイン領域4へ向う強い電界によつ
てキヤリアが拡散し、ほゞ一様な低濃度に分布す
る。 Therefore, in the first region E 1 between the source region 3 and the pinch-off point P, the gate voltage V GS is within the range of approximately the extrinsic Debye length L DE from the interface between the channel layer 2 a and the insulating film 5 . While carriers thus induced exist in a high concentration, in the second region E2 between the pinch-off point P and the drain region 4, the potential of the semiconductor layer 2 in this part is higher than the gate voltage VGS , and , t c >>L DE , carriers are diffused by a strong electric field from the channel layer 2a toward the drain region 4, and are distributed in a substantially uniform low concentration.
また、キヤリア濃度は、ソース領域3側端とド
レイン領域4側端とを除けば、ソース領域3から
ドレイン領域4へかけてほゞ一様に減少してお
り、かゝる分布状況下では、ソース領域3からド
レイン領域4へ向つて、ドリフトによる電子流と
拡散による電子流とが同方向へ流れると共に第1
領域E1よりも第2領域E2が十分な高抵抗値を呈
するため、ドレイン電流IDSが飽和する。 Furthermore, the carrier concentration decreases almost uniformly from the source region 3 to the drain region 4, except for the side edges of the source region 3 and the drain region 4, and under such distribution conditions, From the source region 3 toward the drain region 4, the electron flow due to drift and the electron flow due to diffusion flow in the same direction, and the first
Since the second region E 2 exhibits a sufficiently higher resistance value than the region E 1 , the drain current I DS is saturated.
このため、ゲート電圧VGSをパラメータとした
ドレイン電圧VDS・ドレイン電流IDS特性は、第3
図に示すものとなり、ドレイン電圧VDSに応じて
ドレイン電流IDSが増加のうえ、点線により示す
VDS=VGSを境界として飽和するものとなるが、
ドレイン電流IDSが減少へ転ずることはなく、次
式により示されるコンダクタンスgDが常に正の値
のみを呈するものとなる。 Therefore, the drain voltage V DS and drain current I DS characteristics using the gate voltage V GS as a parameter are
As shown in the figure, the drain current I DS increases as the drain voltage V DS increases, as shown by the dotted line.
It becomes saturated with V DS = V GS as the boundary, but
The drain current I DS never decreases, and the conductance g D expressed by the following equation always takes only positive values.
gD=dIDS/dVDS ……(2)
したがつて、従来のFETにおいては、ドレイ
ン・ソース間抵抗として正のものは得られても負
性抵抗を得ることができず、負性抵抗発振回路等
へ適用することのできない欠点を生ずる。 g D = dI DS / dV DS ...(2) Therefore, in conventional FETs, even if a positive drain-source resistance can be obtained, a negative resistance cannot be obtained; This results in a drawback that it cannot be applied to oscillation circuits, etc.
本発明は、従来のかゝる欠点を根本的に解決す
る目的を有し、導電性の基板上へ絶縁層を形成の
うえ、この絶縁層上へ半導体層を形成すると共
に、半導体層の厚さを半導体層に個有な外因性デ
バイ長の3倍以下とすることにより、ゲート電圧
に応じて負性抵抗も得られるものとした極めて効
果的、かつ、軌新な、FETを提供するものであ
る。 The present invention has the purpose of fundamentally solving such drawbacks of the conventional method, and it includes forming an insulating layer on a conductive substrate, forming a semiconductor layer on this insulating layer, and reducing the thickness of the semiconductor layer. By making the FET less than three times the extrinsic Debye length unique to the semiconductor layer, we provide an extremely effective and innovative FET that can also obtain negative resistance depending on the gate voltage. be.
以下、実施例を示す第4図以降により本発明の
詳細を説明する。 The details of the present invention will be explained below with reference to FIG. 4 and subsequent figures showing embodiments.
第4図は断面図を示し、Si材を用いた導電性の
基板9上へSiO2等の絶縁層10を形成し、この
絶縁層10上へSiを基材とした低不純物濃度のN
型半導体層2を、その厚さtcが半導体層2に個有
な外因性デバイ長LDEの3倍以下になるものとし
て形成のうえ、この半導体層2中に、その延長方
向へ互に離間して高不純物濃度のN+型の半導体
領域によるソース領域3およびドレイン領域4を
設け、このソース領域3とドレイン領域4との間
の半導体層2によるチヤネル層2a上および各部
の表面へ、SiO2等の絶縁膜5を形成してから、
絶縁膜5のチヤネル層2aと対向する部位の直上
へ、Al等による導電性のゲート電極6を形成す
ると共に、絶縁膜5の穿孔を介し、ソースおよび
ドレイン領域3,4と接する導電性のソース電極
7およびドレイン電極8を、Al等により形成し
ている。 FIG. 4 shows a cross-sectional view, in which an insulating layer 10 made of SiO 2 or the like is formed on a conductive substrate 9 made of Si material, and N with a low impurity concentration based on Si is deposited on this insulating layer 10.
The semiconductor layer 2 is formed so that its thickness t c is not more than three times the extrinsic Debye length L DE specific to the semiconductor layer 2 , and the semiconductor layer 2 is formed so that the semiconductor layer 2 has a thickness t c that is equal to or less than three times the extrinsic Debye length L DE unique to the semiconductor layer 2 . A source region 3 and a drain region 4 made of N + type semiconductor regions with high impurity concentration are provided separately, and on the channel layer 2a made of the semiconductor layer 2 between the source region 3 and the drain region 4 and on the surface of each part, After forming an insulating film 5 such as SiO 2 ,
A conductive gate electrode 6 made of Al or the like is formed directly above a portion of the insulating film 5 facing the channel layer 2a, and a conductive gate electrode 6 is formed in contact with the source and drain regions 3 and 4 through the hole in the insulating film 5. The electrode 7 and the drain electrode 8 are made of Al or the like.
第5図aは、第4図の要部を模形的に示す図、
同図bは、aにおけるチヤネル層2a内のキヤリ
ア分布状況を示す図であり、正のドレイン電圧
VDSおよび、フラツト・バンド電圧よりも高い正
のゲート電圧VGSを印加のうえ、基板1とソース
領域3との間の電圧VBSがVDS>VBSとの関係のと
き、本発明に特有の効果を呈するため、両者間を
短絡しており、この例ではVBS=0Vに設定してい
る。 FIG. 5a is a diagram schematically showing the main part of FIG. 4,
Figure b shows the carrier distribution in the channel layer 2a at point a, and shows the positive drain voltage.
When V DS and a positive gate voltage V GS higher than the flat band voltage are applied, and the voltage V BS between the substrate 1 and the source region 3 is in the relationship V DS > V BS , the present invention is applied. In order to exhibit a unique effect, the two are short-circuited, and in this example, V BS is set to 0V.
この場合のキヤリア分布状況は、tc≦3・LDE
のため、第1領域E1のチヤネル層2aが高濃度
の電子により満たされているのみならず、第2領
域E2においても、高濃度の電子により満たされ
ており、第2領域E2では、ドレイン領域4側端
へ接近するのに伴ない、チヤネル層2aの電位が
ゲート電圧VGSよりも次第に高くなることによ
り、チヤネル層2aからゲート電極6へ向う電界
も次第に上昇し、これに応じてbに示すとおり、
チヤネル層2aの中央部への電子集中が生ずると
共に、集中度がドレイン領域4側へ接近するのに
伴なつて著しくなり、キヤリアの分布濃度nのピ
ーク値が第2図と異なり、ピンチオフ点Pからド
レイン領域4へ向つて急激に増加する。 The carrier distribution situation in this case is t c ≦3・L DE
Therefore, not only the channel layer 2a in the first region E1 is filled with high concentration of electrons, but also the second region E2 is filled with high concentration of electrons . As , approaches the side edge of the drain region 4, the potential of the channel layer 2a gradually becomes higher than the gate voltage VGS , so that the electric field from the channel layer 2a toward the gate electrode 6 gradually increases, and accordingly, As shown in b.
Electrons are concentrated in the center of the channel layer 2a, and the degree of concentration becomes more significant as the concentration approaches the drain region 4 side, and the peak value of the carrier distribution concentration n differs from that in FIG. 2 and reaches the pinch-off point P. It increases rapidly from the point toward the drain region 4.
このため、ソース領域3からドレイン領域4へ
のドリフトによる第1電子流と、第1領域E1に
おけるソース領域3からピンチオフ点Pへ向う拡
散による第2電子流とに加え、第2領域F2にお
いてドレイン領域4からピンチオフ点Pへ向う拡
散による第3電子流が発生し、第1および第2電
子流がドレイン電流IDSの主成分となり、VDS>
VGS,VDS>VBSの条件下において飽和するが、第
3電子流はこれらと逆方向かつ非飽和性であり、
ドレイン電流IDSを減少させるものとなる。 Therefore, in addition to the first electron flow due to drift from the source region 3 to the drain region 4 and the second electron flow due to diffusion from the source region 3 in the first region E1 toward the pinch-off point P, the second electron flow is generated in the second region F2. A third electron flow is generated by diffusion from the drain region 4 toward the pinch-off point P at , and the first and second electron flows become the main components of the drain current I DS , and V DS >
They are saturated under the conditions of V GS , V DS > V BS , but the third electron flow is in the opposite direction and non-saturating,
This reduces the drain current IDS .
したがつて、第3図と同様にドレイン電圧
VDS・ドレイン電流IDS特性を第6図に示すとお
り、点線により示すVDS=VGSよりVDSが高いVDS
>VGSの条件では、ゲート電圧VGSの増加に応じ
てドレイン電流IDSが減少の傾向を示し、(2)式に
よつて示されるコンダクタンスgDが負極性とな
り、ドレイン・ソース間抵抗が負性抵抗を呈する
ものとなる。 Therefore, as in Figure 3, the drain voltage
As the V DS and drain current I DS characteristics are shown in Figure 6, the dotted line indicates V DS = V DS higher than V GS .
> V GS , the drain current I DS tends to decrease as the gate voltage V GS increases, the conductance g D shown by equation (2) becomes negative, and the drain-source resistance increases. It exhibits negative resistance.
すなわち、ゲート電圧VGSが高いほど、第1領
域E1の電子密度が増加するため、第2領域E2の
電子密度も増加し、コンダクタンスgDの負の方向
へ増加するのに対し、ゲート電圧VGSが低下すれ
ば、第3電子流によるドレイン電流IDSの減少分
よりも、ドレイン電圧VDSの上昇に応じてピンチ
オフ点Pがソース領域4側へ移動することによつ
て生ずるドレイン電流IDSの増加分が大となり、
正のコンダクタンス特性を呈することにより、ゲ
ート電圧VGSの設定によつて正または負のコンダ
クタンスgDが自在に得られる。 In other words, as the gate voltage V GS becomes higher, the electron density in the first region E 1 increases, so the electron density in the second region E 2 also increases, and the conductance g D increases in the negative direction. When the voltage V GS decreases, the drain current generated due to the pinch-off point P moving toward the source region 4 as the drain voltage V DS increases is greater than the decrease in the drain current I DS due to the third electron flow. The increase in I DS becomes large,
By exhibiting positive conductance characteristics, a positive or negative conductance gD can be freely obtained by setting the gate voltage VGS .
なお、上述の効果が得られる理論的根拠はつぎ
のとおりである。 The theoretical basis for obtaining the above-mentioned effects is as follows.
まず、第6図の特性を得るためには、能動領域
としてのチヤネル層2aに電子が過剰な状態とし
て蓄積されることが必要となる。 First, in order to obtain the characteristics shown in FIG. 6, it is necessary that electrons be accumulated in an excessive state in the channel layer 2a as an active region.
すなわち、チヤネル層2aと絶縁膜5との界面
におけるフラツト・バンド電圧VFBよりも、高い
ゲート電圧VGSを印加したとき、チヤネル層2a
内の多数キヤリアである電子の濃度n(Z)が、
n(Z)>ND ……(11)
たゞし、0Ztc
とならなければならない。 That is, when a gate voltage V GS higher than the flat band voltage V FB at the interface between the channel layer 2 a and the insulating film 5 is applied, the channel layer 2 a
The concentration n(Z) of electrons, which are the majority carriers, satisfies n(Z)> ND ...(11) and must be 0Zt c .
また、VGS>VBFのときの、チヤネル層2aに
おけるキヤリア分布の深さdを近似的に求めれ
ば、モデルとして第7図に示す結果が得られる。 Furthermore, if the depth d of the carrier distribution in the channel layer 2a when V GS >V BF is approximately determined, the results shown in FIG. 7 can be obtained as a model.
こゝで、Z=0は、第5図aにおけるチヤネル
層2aと絶縁膜5との界面であり、n(Z)は、
つぎに示すPoisson方程式から近似的に導出する
ことができる。 Here, Z=0 is the interface between the channel layer 2a and the insulating film 5 in FIG. 5a, and n(Z) is
It can be approximately derived from the Poisson equation shown below.
d2φ/dZ2=qn(Z)/εs ……(12)
たゞし、
φ:半導体におけるフエルミ準位からのポテン
シヤル、
また、n(Z)は次式により示される。 d 2 φ/dZ 2 =qn(Z)/ε s (12) where, φ: potential from the Fermi level in the semiconductor, and n(Z) is expressed by the following equation.
n(Z)ND・exp{(qφ)/(kT)}……(13)
(12),(13)式を連立のうえ、つぎの境界条件を置
いてn(Z)を求めれば、
たゞし、
φs:Z=0すなわち、チヤネル層2aと絶縁膜
5との界面における表面ポテンシヤル、
n(Z)は次式により示すものとなる。 n(Z)N D・exp{(qφ)/(kT)}...(13) If we combine equations (12) and (13) and set the following boundary conditions to find n(Z), we get However, φ s :Z=0, that is, the surface potential n(Z) at the interface between the channel layer 2a and the insulating film 5 is expressed by the following equation.
n(Z)=ND{tao 2(Z/LDE−C)+1} ……(15)
C=tao -1√{(s)()−1}……(1
6)
こゝで、通常は容易に、
φs≫(kT)/q、(φs≒0.026V)
とすることができるため、C≒π/2となり、n
(d)=NDの条件を用いれば、dは次式により与え
られる。n(Z)=N D {t ao 2 (Z/L DE −C)+1} ……(15) C=t ao −1 √{( s )()−1}……(1
6) Here, it is usually easy to set φ s ≫ (kT)/q, (φ s ≒0.026V), so C≒π/2, and n
Using the condition (d)=N D , d is given by the following equation.
d=π/2LDE≒1.57LDE ……(17)
したがつて、チヤネル層2aと絶縁層10との
界面も考離すれば、tc<3LDEのとき、チヤネル層
2aのキヤリア分布はn(Z)>NDとなり、所定
の条件が充足される。 d=π/2L DE ≒1.57L DE ...(17) Therefore, if we also take into consideration the interface between the channel layer 2a and the insulating layer 10, when t c <3L DE , the carrier distribution of the channel layer 2a is n(Z)>N D , and the predetermined condition is satisfied.
また、第4図のものを製するには、Si材の基板
9を200℃以上の所定温度に保持のうえ、原子濃
度が6.75×1022cm-3以上となる様、02をイオン注
入法により打込み、その後に熱処理を行ない、基
板1の表面側内層部へSiO2の絶縁層10を埋設
形成し、表面のSi材を核として成長させたものを
半導体層2とすればよく、ソースおよびドレイン
領域3,4の形成は、イオン注入法によりP、
As等を打込み、高不純物濃度の領域とすればよ
い。 In addition, in order to manufacture the one shown in Fig. 4, the Si material substrate 9 is maintained at a predetermined temperature of 200°C or higher, and 0 2 is ion-implanted so that the atomic concentration is 6.75×10 22 cm -3 or higher. The semiconductor layer 2 may be formed by implanting the SiO 2 insulating layer 10 into the inner layer on the surface side of the substrate 1 by implanting the silicon material using the Si material on the surface as a core, and then performing heat treatment. The drain regions 3 and 4 are formed by ion implantation using P,
A s or the like may be implanted to create a region with a high impurity concentration.
なお、その後の工程は、SOS構造のFETと同
様に行なえばよく、容易に第4図のFETを製す
ることができる。 Note that the subsequent steps may be performed in the same manner as for the SOS structure FET, and the FET shown in FIG. 4 can be easily manufactured.
このほか、つぎの諸元により上述のFETをN
型チヤネルとして試作の結果、VGS≦6Vにおいて
正のコンダクタンス特性、VSG≧qにおいて負の
コンダクタンス特性が得られ、VSG=16Vのとき
コンダクタンスgD=−100μsを示した。 In addition, the above FET is N based on the following specifications.
As a result of trial production as a type channel, positive conductance characteristics were obtained when V GS ≦6V, negative conductance characteristics were obtained when V SG ≧q, and conductance g D = -100 μs was obtained when V SG = 16V.
tc=0.1μm ND=1×10-15cm-3
LDE=0.188μm
チヤネル長=5μm チヤネル幅=35μm
したがつて、負性抵抗増幅器、負性抵抗発振
器、記憶回路等が本発明のFETにより容易に構
成できると共に、ゲート電圧VGSの設定状況に応
じ、通常のFETとしても使用できるため、アナ
ログまたはデイジタル集積回路を始めるとする各
種の電子回路に対し、本発明のFETを広汎に適
用することができる。 t c =0.1μm N D =1×10 -15 cm -3 L DE =0.188μm Channel length = 5μm Channel width = 35μm Therefore, the negative resistance amplifier, negative resistance oscillator, memory circuit, etc. of the present invention The FET of the present invention can be easily configured using a FET, and can also be used as a normal FET depending on the setting of the gate voltage V GS . Can be applied.
なお、基板9が絶縁層10に介してチヤネル層
2aと対向しており、本質的にゲート電極6と同
様の機能を有するため、ゲート電圧VGSのほか基
板電圧VBSも別個に変化させれば、二重制御電極
FETとなり、変調器、混合器等としての使用も
可能になる。 Note that since the substrate 9 faces the channel layer 2a via the insulating layer 10 and has essentially the same function as the gate electrode 6, the substrate voltage VBS as well as the gate voltage VGS cannot be changed separately. For example, double control electrode
It becomes a FET and can also be used as a modulator, mixer, etc.
たゞし、チヤネル層2aの厚さtcの外因性デバ
イ長LDE以下とすれば、ゲート電圧VGSの低い範囲
において負性抵抗特性が得られるため好適であ
り、半導体層2の断面積をソース領域3からドレ
イン領域4へかけて次第に減少させれば、第5図
に示すキヤリア分布状況上、本発明に特有の効果
が助長される。 However, it is preferable to set the extrinsic Debye length LDE of the thickness tc of the channel layer 2a to be less than or equal to the extrinsic Debye length LDE , since negative resistance characteristics can be obtained in a low range of the gate voltage VGS, and the cross-sectional area of the semiconductor layer 2 By gradually decreasing the amount from the source region 3 to the drain region 4, the effects specific to the present invention will be promoted due to the carrier distribution shown in FIG.
また、基板9としては、Si材のほかGe材等の
単一材、またはGaAs等の化合物材を用いてもよ
く、これに応じて絶縁層10、絶縁膜5および半
導体層2の材質を選定のうえ、半導体層2の材質
にしたがつて、ソースおよびドレイン領域3,4
中へ添加する不純物濃度をB,P,As等の種々
な物質から選定すれば同様であり、条件により半
導体層2をP型の導電型としてもよい等、本発明
は種々の変形が自在である。 Further, as the substrate 9, in addition to the Si material, a single material such as a Ge material, or a compound material such as a Ga As may be used. After selecting the material of the semiconductor layer 2, the source and drain regions 3, 4 are formed according to the material of the semiconductor layer 2.
The present invention can be modified in various ways, such as by selecting the impurity concentration added therein from various substances such as B, P, As , etc., and depending on the conditions, the semiconductor layer 2 may be of P type conductivity type. It is.
以上の説明から明らかなとおり本発明によれ
ば、正および負性抵抗特性を兼有するFETが得
られ、各部の電圧関係により所望の抵抗特性を容
易に設定することができるため、電子回路の設計
が容易化されると共に、同一回路による多機能化
も実現することにより、各種電子機器において顕
著な効果を呈する。 As is clear from the above description, according to the present invention, an FET having both positive and negative resistance characteristics can be obtained, and the desired resistance characteristics can be easily set depending on the voltage relationship of each part. This simplifies the process and also realizes multiple functions using the same circuit, resulting in remarkable effects in various electronic devices.
第1図は従来例の断面図、第2図は第1図のも
のゝキヤリア分布状況を示す図、第3図は第1図
のものゝ特性図、第4図は本発明の実施例を示す
断面図、第5図は第4図のものゝキヤリア分布状
況を示す図、第6図は第4図のものゝ特性図、第
7図はキヤリア分布濃度をモデル化して示す特性
図である。
2……半導体層、2a……チヤネル層、3……
ソース領域、4……ドレイン領域、5……絶縁
膜、6……ゲート電極、7……ソース電極、8…
…ドレイン電極、9……基板、10……絶縁層、
tc……厚さ。
Fig. 1 is a sectional view of the conventional example, Fig. 2 is a diagram showing the carrier distribution situation of Fig. 1, Fig. 3 is a characteristic diagram of Fig. 1, and Fig. 4 is a diagram of the embodiment of the present invention. 5 is a diagram showing the carrier distribution situation of Figure 4, Figure 6 is a characteristic diagram of Figure 4, and Figure 7 is a characteristic diagram showing a modeled carrier distribution concentration. . 2...Semiconductor layer, 2a...Channel layer, 3...
Source region, 4...Drain region, 5...Insulating film, 6...Gate electrode, 7...Source electrode, 8...
...Drain electrode, 9...Substrate, 10...Insulating layer,
tc ...Thickness.
Claims (1)
層と、該絶縁層上へ形成されかつP型またN型中
いずれかの導電型を有すると共に厚さを固有な外
因性デバイ長の3倍以下とした半導体層と、該半
導体層中の延長方向へ互に離間して設けられた高
不純物濃度のソースおよびドレイン領域と、少な
くとも該ソース領域とドレイン領域との間の前記
半導体層上へ形成された絶縁膜と、該絶縁膜上へ
形成された導電性のゲート電極と、前記ソースお
よびドレイン領域と接して形成された導電性のソ
ースおよびドレイン電極とからなることを特徴と
する電界効果トランジスタ。 2 導電性の基板としてSi材を用いると共に、Si
を基板とした半導体層を用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の電界効果トランジス
タ。 3 絶縁層としてSi材の基板内へ埋設形成された
SiO2層を用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の電界効果トランジスタ。 4 厚さを固有なデバイ長以下とした半導体層を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の電界効果トランジスタ。 5 ソース領域からドレイン領域へかけて断面積
を次第に減少させた半導体層を用いたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の電界効果トラ
ンジスタ。[Scope of Claims] 1. A conductive substrate, an insulating layer formed on the substrate, and an insulating layer formed on the insulating layer and having a conductivity type of P type or N type and having a specific thickness. a semiconductor layer having a length not more than three times the extrinsic Debye length; a source and drain region with a high impurity concentration provided spaced apart from each other in the extending direction in the semiconductor layer; and at least a portion of the source region and the drain region. an insulating film formed on the semiconductor layer between them, a conductive gate electrode formed on the insulating film, and a conductive source and drain electrode formed in contact with the source and drain regions. A field effect transistor characterized by: 2 In addition to using Si material as a conductive substrate,
The field effect transistor according to claim 1, characterized in that a semiconductor layer is used as a substrate. 3 Embedded in the Si material substrate as an insulating layer
The field effect transistor according to claim 1, characterized in that a SiO 2 layer is used. 4. The field effect transistor according to claim 1, characterized in that a semiconductor layer having a thickness equal to or less than a specific Debye length is used. 5. The field effect transistor according to claim 1, characterized in that a semiconductor layer is used whose cross-sectional area gradually decreases from the source region to the drain region.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56016615A JPS57130472A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Field-effect transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56016615A JPS57130472A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Field-effect transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57130472A JPS57130472A (en) | 1982-08-12 |
| JPH0147904B2 true JPH0147904B2 (en) | 1989-10-17 |
Family
ID=11921227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56016615A Granted JPS57130472A (en) | 1981-02-06 | 1981-02-06 | Field-effect transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57130472A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5027177A (en) * | 1989-07-24 | 1991-06-25 | Hughes Aircraft Company | Floating base lateral bipolar phototransistor with field effect gate voltage control |
| EP0534131A3 (en) * | 1991-09-27 | 1993-10-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Mos technique in soi technique |
-
1981
- 1981-02-06 JP JP56016615A patent/JPS57130472A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57130472A (en) | 1982-08-12 |
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