Полевой транзистор

 

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике и направлено на создание новых транзисторов с управляющим р-п -переходом. Наличие в области затвора приповерхностной зоны противоположного области затвора типа проводимости с электрическим выводом позволяет повысить быстродействие полного транзистора за счет уменьшения барьерных емкостей р-п -переходов и исключения накопления неосновных носителей заряда в области затвора ив канале в открытом состоянии. 2 ил. 1C to Од ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

- g 4 Н 01 L 29/80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

Ф (21) 3805495/24-25 (22) 26.10.84 (46) 30.03.86. Бюл. У 12 (71) Московский институт электронной техники (72) В.Я. Кремлев и В.Н. Мурашев (53) 621. 382 (088. 8) (56) Патент США У 3538399,кл. 317235, опублик. 1 970.

Патент США Ф 3480749, кл. 317235, опублик. 1 96 9.

„„SU„„1221690 A (54) IIOJIEBOA ТРАНЗИСТОР (57) Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике и направлено на создание новых транзисторов с управляющим p- n --переходом.

Наличие в области затвора приповерхностной зоны противоположного области затвора типа проводимости с электрическим выводом позволяет повысить быстродействие полного транзистора за счет уменьшения барьерных емкостей p- q --переходов и исключения накопления неосновных носителей заряда в области затвора и в канале в открытом состоянии. 2 ил.

1221690

Изобретение относится к микроэлектронике и направлено на создание полевых транзисторов.

Целью изобретения является уменьшение мощности отпирающего сигнала, повышение коэффициента усиления и быстродействия полевого трайзистора с управляющим p-n --переходом.

На фиг.1 и 2 представлен полевой .транзистор, соответственно в закрытом IO и открытом состояниях, разрез.

На схемах обозначено: полупроводниковая подложка 1 первого типа про-, водимости, полупроводниковый слой 2 второго типа проводимости, высоколе- 15 гированные области стока 3 и истока

4 второго типа проводимости, область затвора 5 первого типа проводимости с омическим контактом к ней и электродом, приповерхностная высоколеги- 20 рованная область 6 второго типа проводимости .с омическим контактом к ней и электродом.

Характерные структурные и геометрические параметры полевого транзистора следующие: концентрация примеси в подложке N 10» -10 см-, кон» центрация примеси в полупроводниковом слое 2 »»-типа проводимости

10 -10 см, а его толщина 0,1Б

2 мкм, концентрация примеси в области затвора 5 р --типа проводимости

<а 10 -10 см, а его толщина

0,1-1,0 мкм, концентрация примеси в приповерхностной области 6 »» -типа проводимости 1» = 10 см .

»

На чертежах пунктирными линиями отмечены границы областей пространственного заряда (ОПЗ) I» .n -переходо штриховой — сами ОПЗ.

Для работы предлагаемого транзистора необходимо выполнение следующих условий на расстояние » от подложки до области затвора и расстояние от области затвора до приповерхност ной высоколегированной области:

Условия (1) и (2) означают, что в предлагаемом устройстве при низком

25 уровне напряжения на области 6, не превышающем /uo / ОПЗ d» и d в слое смыкаются, а ОПЗ 4, и J в области затвора 5 не смыкаются, так что полевой транзистор закрыт и между об5б ластями стока и истока отсутствует канал в слое 2 для протекания тока.

Когда напряжение на области 6, равно или превышает величину l u»» j то ОПЗ

d u d н »е »с м ы»»к»:а »ю»»т с »я», а ОПЗ 3 и

d< смыкаются. При этом в слое 2 существует канал и полевой транзистор открыт.

При указанных параметрах слоев в и областей полевого транзистора на40 пряжение 0> составляет величину 0,10,5 В, напряжение 0 „„ " 1-3 В, а на", пряжение Uo 0,2-0,5 В. Наличие дополнительного омического контакта с электродом к области затвора 5

5 йозволяет в открытом состоянии транзистора в результате подачи напряжения на область затвора увеличить напряжение обратного смещения на Р- й) переходе между областями 5 и б, что

5О увеличивает входное сопротивление и уменьшает входной ток. Зто позволяет управлять устройством с помощью маломощных входных сигналов. Причем только при наличии омического контак55 та с электродом выводом к области 5 обеспечивается достижение условий (1) и (2), необходимых для нормальной работы.

«1,(u„„,u,l a,(u,„u,l.e, А (u„u,l.d,(u„u,), «

d,,(u;u,l 3,Iu,Ιu,j е, d,(u... ul d(u f4) (2 где 3, и 4 - области пространственного заряда в слое полупроводника противоположного подложке типа проводимости соответственно со стороны подложки и области затвора. области пространственного заряда в области затвора соответственно со стороны слоя полупроводника противоположного подложке типа проводимости и со стороны приповерхностной высоколегированной области, напряження смещения области затвора; напряжения смещения, приложенные между приповерхностной высоколегированной областью и подложкой соответственно в открытом и закрытом состояниях полевого транзистора, причем / О„„, / i /О,i, 21690 где d, и

15

25

35

Э 12

Повышение быстродействия предлагаемого устройства по сравнению с известным достигается эа счет уменьшения барьерных емкостей p- n -переходов и исключения накопления неосновных носителей заряда в области затвора 5 и в слое 2 в открытом сос- . тоянии путем подачи на области 5 и 6 относительно подложки напряжений, удовлетворяющих соотношениям (1) и (2).

Формула из обретения

Полевой транзистор с управляющим р-й-переходом, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, на которой расположен слой полупроводника противоположного типа проводимости, в котором в приповерхностной области сформированы высоколегированные области стока и истока того же типа проводимости, между которыми расположена область затвора первого типа проводимости с приповерхностной высоколегированной областью второго типа проводимости, имеющая омический контакт к ней, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения мощности отпирающего сигнала, повышения коэффициента усиления и быстродействия, в области затвора сформирован омический кон такт к ней с электродом, а расстояние < от подложки до области затвора и расстояние 1 от области затвора

4 до приповерхностной высоколегированной области, расположенной в ней, определены следующими соотношениямй:

d — области пространственного заряда в слое полупроводника противоположного подложке типа проводимости соответственно со стороны подложки и области затвора, — области пространного

4 заряда в области затвора соответственно со стороны слоя полупроводника противоположного подложке ти-. па проводимости и со стороны приповерхностной высоколегированной области;

0 - напряжение смещения области затворами ,0, — напряжение смещения, приложенное между приповерхностной высоколегированной областью и подложкой соответственно в открытом и закрытом состояниях полевого транзистора.

1221690

Составитель В. Хайновский

Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Редактор К. Волощук

Заказ 1616/56

Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4