Полупроводниковый прибор с отрицательным сопротивлением (варианты)

Авторы патента:

Юркин Василий Иванович (RU)

H01L29/772 - полевые транзисторы

Владельцы патента RU 2513644:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" (RU)

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники. В предлагаемом приборе объединены три полевых транзистора в единую вертикальную структуру с каналами n- и p-типами проводимости, между которыми образуется электрический переход, при этом исток p-канала расположен напротив стока n-канала, а сток p-канала - напротив истока n-канала. Истоки каналов соединены между собой с помощью проводника и дополнительной области с n⁺-типом проводимости, на которой сформирован исток n-канала, а стоки каналов имеют отдельные выводы. В приборе может быть один затвор (трехэлектродный прибор - вариант 1) или два затвора (четырехэлектродный прибор - вариант 2), расположенных на другой (второй) боковой стороне каналов. Ток в каналах проходит в одном направлении и создает на переходе обратное напряжение, которое запирает каналы. Прибор может содержать более одной единичной структуры, при этом затворы являются общими для соседних структур. Изобретение позволяет уменьшить размеры, повысить быстродействие и увеличить ток и выходную мощность прибора. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой электроники, а именно к приборам с регулируемым отрицательным дифференциальным сопротивлением, и может быть использовано в различных электронных устройствах и интегральных схемах, предназначенных для генерации, усиления и преобразования электрических сигналов с модуляцией выходных сигналов.

Известен вертикальный полевой транзистор (ПТ), содержащий полупроводниковую подложку, сток (исток) с n⁺-типом проводимости, вертикальные проводящие каналы с n-типом проводимости, затвор, выполненный в виде металлической ленты, перфорированной в пределах полупроводниковой структуры, и исток (сток) с n⁺-типом проводимости [1]. Между затвором и каналами образуются барьеры Шоттки. Транзистор выполнен из арсенида галлия (GaAs).

Однако в этом приборе используются вертикальные каналы только с n-типом проводимости.

Известен вертикальный ПТ [2], содержащий подложку с n⁺-типом проводимости, которая является истоком (стоком) каналов с n-типом проводимости, металлические затворы, размещенные на непроводящих областях структуры прибора и образующие барьеры Шоттки с каналами, а также стоки с n⁺-типом проводимости. Кроме того, на том же кристалле дополнительно сформирован диод Шоттки (ДШ), причем один контакт диода совмещен с контактом истока (стока) вертикального ПТ, а другой контакт ДШ соединяется с контактом стока (истока) ПТ. Вертикальный ПТ с ДШ образуют составное устройство.

Однако в этом приборе также используются вертикальные каналы только с n-типом проводимости.

Известен вертикальный ПТ [3], содержащий металлический вывод истока, омический контакт к истоку, исток, выполненный из полупроводника n⁺-типа проводимости, вертикальные проводящие каналы с n-типом проводимости, затвор, выполненный в виде металлической ленты, перфорированной в пределах полупроводниковой структуры, и сток с n⁺-типом проводимости. Между затвором и каналами образуются барьеры Шоттки.

В этом приборе также используются вертикальные каналы только с n-типом проводимости.

Наиболее близким к заявленному устройству является полупроводниковый прибор - лямбда-транзистор [4], состоящий из трех полевых транзисторов обедненного типа, который выбран в качестве прототипа. При этом два транзистора с каналами n- и p-типами проводимости (комплементарные полевые транзисторы) образуют лямбда-диод, а третий транзистор служит для изменения тока прибора. Он обычно размещен между комплементарными транзисторами. Средний транзистор может иметь канал с n- или p-типом проводимости, а на затвор подают соответствующее напряжение для изменения сопротивления канала. Комплементарные транзисторы соединяются между собой следующим образом: вывод стока транзистора с каналом n-типа соединяется с выводом затвора другого транзистора с p-каналом, вывод стока которого соединяется с затвором транзистора с n-каналом, а выводы истоков комплементарных транзисторов соединяются с выводами стока и истока среднего транзистора. На сток транзистора с n-каналом подают положительное напряжение относительно стока транзистора с p-каналом.

Основные недостатки этого прибора:

- прибор состоит из трех отдельных полевых транзисторов, поэтому размеры прибора увеличиваются;

- перекрестные металлические соединения между электродами усложняют конструкцию прибора, особенно при использовании достаточно большого числа единичных структур.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение размеров, повышение быстродействия и увеличение тока и выходной мощности прибора с регулируемым отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Сущность изобретения заключается в том, что в приборе, содержащем каналы с n- и p-типами проводимости, затворы, истоки и стоки каналов, использованы вертикальные каналы, которые расположены параллельно друг другу. Причем каналы соприкасаются между собой боковыми сторонами, при этом образуется электрический переход. Отличительной особенностью предлагаемого прибора является расположение истока p-канала напротив стока n-канала, а стока p-канала - напротив истока n-канала. Для соединения истоков каналов между собой сформирована дополнительная область с n⁺-типом проводимости. Исток p-канала соединен с дополнительной областью с помощью проводника, а исток n-канала размещен непосредственно на дополнительной области. Стоки каналов имеют отдельные выводы. Ток в каналах проходит в одном направлении. В отличие от лямбда-транзистора в предлагаемом приборе отсутствуют металлические соединения между стоками каналов и соответствующими затворами. В приборе электрический переход, запирающий каналы, образован непосредственно между каналами, что упрощает конструкцию прибора и уменьшает его размеры.

Затворы сформированы на другой боковой стороне каналов и расположены на непроводящих областях (диэлектрике). Для управления сопротивлениями каналов могут быть использованы барьеры Шоттки, структуры металл-окисел или управляющие p-n-переходы. Толщина затвора должна соответствовать длине канала и может иметь субмикронные размеры. Для уменьшения сопротивления затвора толщина его в средней части может быть больше, чем на краях.

В первом варианте прибор имеет только один затвор к каналу с n- или p-типом проводимости (трехэлектродный прибор). В трехэлектродном приборе при использовании более одной единичной структуры возможно объединение единичных структур следующим образом: каналы с одинаковым типом проводимости, к которым не сформированы затворы, объединены в один общий канал и он размещен между каналами с другим типом проводимости, при этом образуются новые объединенные структуры.

Во втором варианте затворы сформированы к обоим каналам (четырехэлектродный прибор), и второй затвор может быть использован для корректировки параметров прибора. В четырехэлектродном приборе при использовании более одной единичной структуры возможно объединение единичных структур с помощью общего затвора к каналам одного типа проводимости соседних структур.

Вертикальная структура обеспечивает возможность уменьшения длин каналов, что позволит повысить быстродействие прибора. Прибор может иметь только одну единичную структуру или содержать достаточно большое число единичных структур, в этом случае можно увеличить ток и выходную мощность прибора. В предлагаемом приборе объединены три полевых транзистора в единую вертикальную структуру, благодаря чему достигается заявленный технический результат.

На фигуре 1 изображены возможный вариант единичной структуры трехэлектродного прибора (вариант 1) в плане и его продольное сечение, на фигуре 2 - поперечные сечения прибора, на фигуре 3 изображены возможный вариант трехэлектродного прибора с двумя новыми структурами в плане и продольное сечение. На фигуре 4 изображены возможный вариант единичной структуры четырехэлектродного прибора (вариант 2) в плане и его продольное сечение, на фигуре 5 - поперечные сечения четырехэлектродного прибора, на фигуре 6 изображены возможный вариант четырехэлектродного прибора с двумя единичными структурами в плане и продольное сечение.

В первом варианте на подложке 1 сформирована единичная структура (фигура 1), в приборе канал 2 с p-типом проводимости соприкасается с каналом 3 с n-типом проводимости. Исток 4 p-канала находится напротив стока 5 n-канала, а сток 6 p-канала - напротив истока 7 n-канала. Исток 4 и сток 6 р-канала имеют р⁺-тип проводимости, а сток 5 и исток 7 n-канала имеют n⁺-тип проводимости. Сток 6 р-канала соединен с выводом 8, а сток 5 n-канала имеет вывод 9. Исток 7 n-канала расположен на дополнительной области 10 с n⁺-типом проводимости. Исток 4 p-канала соединен с истоком 7 n-канала с помощью области 10 и проводника 11, который образует омические контакты с областью 10 и истоком 4 p-канала. Диэлектрическая пленка 12 изолирует вывод стока 8 p-канала от области 10. Вывод стока 9 n-канала соединен с шиной 13, а вывод стока 8 p-канала - с шиной 14. Затвор 15 образует барьер Шоттки с каналом 3 n-типа. Совмещение затвора 15 с каналом 3 произведено с помощью диэлектрической пленки 16. Затвор соединен с шиной 17. Шины 13 и 17 расположены на диэлектрической пленке 16, а шина 14 - на подложке 1.

При использовании более одной единичной структуры каналы с p-типом проводимости, к которым не сформированы затворы, объединены в один общий канал и он размещен между каналами с n-типом проводимости, при этом образуется новая структура (фигура 3).

Во втором варианте (фигуры 4-6) сформирован второй затвор 18 к p-каналу 2, который также образует барьер Шоттки с каналом 2. Затвор 18 сформирован на диэлектрической пленке 16. Затворы 15 и 18 соединены с шинами 17 и 19 соответственно. Вывод стока 8 p-канала соединен с шиной 14, а сток 5 n-канала имеет отдельный вывод 9. Объединение двух единичных структур осуществлено с помощью использования общего затвора 18 к p-каналам 2 соседних структур (фигура 6).

Прибор работает следующим образом. На сток 9 n-канала подают положительное напряжение U₀ относительно стока 6 p-канала (фигуры 1,4). По n-каналу 3 и p-каналу 2 будет протекать ток в одном направлении. Ток создает падение напряжения на n-канале U_n, а на p-канале U_р. Если не учитывать падения напряжений на стоке, истоке каналов и области 10, то U_n+U_p=U₀. На электрическом переходе между каналами с n- и p-типами проводимости оказывается обратное напряжение. Разность потенциалов на переходе изменяется от U_p в нижней части электрического перехода между истоком 7 n-канала и стоком 6 p-канала до U_n в верхней части перехода между стоком 5 n-канала и истоком 4 p-канала. Обратное напряжение запирает каждый канал от истока до стока. В общем случае U_n не равно U_p, но возможен вариант, когда U_n=U_p.Однако в любом варианте при увеличении обратного напряжения на переходе толщина обедненного слоя в каждом канале возрастает, что приводит к уменьшению толщины проводящей части канала, поэтому с увеличением U₀ток сначала растет, достигает наибольшего значения, затем вследствие перекрытия каналов и увеличения их сопротивлений ток будет уменьшаться. Когда каналы полностью перекроются обедненными слоями, ток будет определяться токами утечек обратно смещенных переходов.

При увеличении обратного напряжения на затворе сопротивление канала будет увеличиваться, что приводит к уменьшению максимального тока и напряжения отсечки прибора, когда ток прибора будет минимальным. Таким образом, в приборе формируются вольт-амперные характеристики лямбда-транзистора.

В первом варианте прибора при использовании более одной единичной структуры (фигура 3) в каждой новой структуре по n-каналам 3 и p-каналу 2 будут протекать токи также в одном направлении. Истоки 7 n-каналов в каждой новой структуре соединены между собой с помощью сформированной области 10, поэтому падения напряжений на n-каналах U_n будут одинаковыми (токи в n-каналах в общем случае могут быть не равны между собой). Ток в p-канале равен сумме токов, протекающих в соседних n-каналах. Для выравнивания значений сопротивления p-канала и общего сопротивления n-каналов можно, например, уменьшить толщину n-каналов или уменьшить концентрацию примесей в этих каналах.

В обоих вариантах прибора при использовании более одной единичной структуры (фигуры 3 и 6) затворы являются общими для соседних структур, а каналы с одинаковым типом проводимости размещены симметрично по отношению к затворам.

Прибор может быть изготовлен из кремния или из полупроводниковых материалов группы A^III B^V, обладающих более высокой подвижностью электронов.

По сравнению с прототипом предлагаемый прибор с вертикальной структурой и параллельно расположенными n- и p-каналами, в которых ток проходит в одном направлении, позволит:

- уменьшить размеры и упростить конструкцию прибора;

- повысить быстродействие прибора за счет уменьшения длин каналов;

- увеличить ток и выходную мощность при использовании более одной единичной структуры в приборе.

Источники информации

1. Hollis М.А., Bozler C.O., Nichols K.B., Bergeron N.J. Vertical transistor device fabricated with semiconductor regrowth. Патент № US 4903089 (А), МПК: H01L 29/80, заявл. 02.02.1988 г., опубл. 20.02.1990 г.

2. Brar B.P.S., На W. Vertical field-effect transistor and method of forming the same. Патент № US 7663183, заявл. 19.06.2007 г., опубл. 16.02.2010 г.

3. Семенов А.В., Хан А.В., Хан В.А. Вертикальный полевой транзистор. Патент № RU 2402105, МПК: H01L 29/772, заявл. 03.08.2009 г., опубл. 20.10.2010 г.

4. Лямбда-диод - многофункциональный прибор с отрицательным сопротивлением. Г.Кано, X.Ивазо, X.Такаги, И.Терамото. Электроника. - 1975 г., Т.48, №13 - с.48-53.

1. Полупроводниковый прибор с отрицательным сопротивлением (варианты), содержащий каналы с n- и p-типами проводимости, затворы, истоки и стоки каналов, отличающийся тем, что в приборе использованы вертикальные каналы с n- и p-типами проводимости, контактирующие между собой боковыми сторонами, при этом исток p-канала расположен напротив стока n-канала, а сток p-канала - напротив истока n-канала, истоки каналов соединены между собой с помощью проводника и дополнительной области с n⁺-типом проводимости, на которой сформирован исток n-канала, а стоки каналов имеют отдельные выводы, причем в приборе может быть один затвор (вариант 1) или два затвора (вариант 2).

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в первом варианте затвор сформирован на боковой стороне n-канала или p-канала, которая не контактирует с каналом с другим типом проводимости, а при наличии более одной единичной структуры в приборе соседние каналы, к которым не сформированы затворы, объединены в один общий канал и он размещен между каналами с другим типом проводимости.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что во втором варианте затворы сформированы на боковых сторонах n-канала и p-канала, не контактирующих с каналами с другим типом проводимости.

4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в обоих вариантах при наличии более одной единичной структуры в приборе затворы являются общими для соседних структур, а каналы с одинаковым типом проводимости размещены симметрично по отношению к затворам.

Изобретение относится к области полупроводниковой техники. Полупроводниковый прибор включает утоненную подложку из монокристаллического кремния р-типа проводимости, ориентированного по плоскости (111), с выполненным на ней буферным слоем из AlN, поверх которого выполнена теплопроводящая подложка в виде осажденного слоя поликристаллического алмаза толщиной, равной по меньшей мере 0,1 мм, на другой стороне подложки выполнена эпитаксиальная структура полупроводникового прибора на основе широкозонных III-нитридов, исток из AlGaN, затвор, сток из AlGaN, омические контакты к истоку и стоку, припой в виде слоя, включающего AuSn, медный пьедестал и фланец.

Вертикальный полевой транзистор // 2402105

Изобретение относится к области твердотельной электроники и может использоваться при создании устройств, предназначенных для усиления, генерирования и преобразования ВЧ- и СВЧ-колебаний.

Транзистор с ограничением тока и способ его изготовления // 2370855

Изобретение относится к силовым вертикальным транзисторам, содержащим МОП-структуру, изготавливаемую с применением двойной диффузии, имеющим электроды истока (эмиттера) и затвора на одной поверхности подложки, а электрод стока (коллектора) - на противоположной поверхности подложки.

Полупроводниковая гетероструктура полевого транзистора // 2316076

Изобретение относится к гетероструктурам полупроводниковых приборов, главным образом полевых транзисторов. .

Полевой транзистор // 2222845

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и может быть использовано в радиотехнических, СВЧ-устройствах и т.д. .

Полевой транзистор // 2189665

Полевой транзистор на гетероструктуре // 2093924

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полевым транзисторам на гетероструктурах с селективным легированием (ПТ ГСЛ). .

Мдп-транзистор // 1809707

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к производству МДП СБИС. .

Мдп-транзистор // 1774795

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано в МДП-усилительных и коммутационных устройствах, предназначенных для функционирования при криогенных температурах.

Полевой транзистор // 1031379

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции полевых транзисторов. .

Мощный транзистор свч с многослойной эпитаксиальной структурой // 2519054

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве активных элементов СВЧ-устройств различного назначения. Мощный транзистор СВЧ с многослойной эпитаксиальной структурой содержит базовую подложку из кремния, теплопроводящий поликристаллический слой алмаза, эпитаксиальную структуру на основе широкозонных III-нитридов, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. Слой теплопроводящего поликристаллического алмаза имеет толщину 0,1-0,15 мм, а на поверхности эпитаксиальной структуры между истоком, затвором и стоком последовательно размещены дополнительный слой теплопроводящего поликристаллического алмаза, барьерный слой из двуокиси гафния и дополнительный барьерный слой из оксида алюминия. При этом барьерные слои из двуокиси гафния и оксида алюминия имеют суммарную толщину 1,0-4,0 нм, кроме того, они размещены под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде слоя из твердого раствора AlGaN n-типа проводимости. Технический результат заключается в увеличении теплопереноса от активной области транзистора и минимизации утечек тока. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Мощный транзистор свч // 2519055

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве активных элементов СВЧ-устройств различного назначения. Мощный транзистор СВЧ содержит базовую подложку из кремния, теплопроводящий поликристаллический слой алмаза, эпитаксиальную структуру на основе широкозонных III-нитридов, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. При этом базовая подложка из кремния выполнена толщиной менее 10 мкм, слой теплопроводящего поликристаллического алмаза имеет толщину по меньшей мере, равную 0,1 мм, а на поверхности эпитаксиальной структуры последовательно размещены дополнительный слой теплопроводящего поликристаллического алмаза и барьерный слой из двуокиси гафния толщиной 1,0-4,0 нм, который в области затвора размещен под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде слоя из твердого раствора AlGaN n-типа проводимости. Технический результат заключается в повышении выходной СВЧ-мощности, эффективном отводе тепла от активной области транзистора и минимизации утечек тока. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ получения циклопропановых производных фуллеренов, применение органических производных фуллеренов в качестве материалов для электронных полупроводниковых устройств, органического полевого транзистора, органической фотовольтаической ячейки, органический полевой транзистор и органическая фотовольтаическая ячейка // 2519782

Изобретение относится к способу получения циклопропановых производных фуллеренов общей формулы 2 путем нагревания немодифицированного фуллерена с тозилгидразоном в присутствии растворителя и основания. При этом процесс ведут с тозилгидразоном эфира α-кетоуксусной кислоты общей формулы 1 где в общих формулах 1 и 2 радикал R обозначает линейный или разветвленный алифатический радикал Cn, где n находится в пределах от 1 до 50; радикал R1 обозначает ароматический радикал С6; Fu представляет собой фуллерен С60 или фуллерен С70, или высший фуллерен С>70, или смесь фуллеренов С60 и С70 (суммарное содержание 95.0-99.999% по весу) и высших фуллеренов (С>70, содержание 0.001-5.0% по весу). Способ позволяет получать производные фуллеренов, содержащие в своей структуре сложноэфирную группу, непосредственно присоединенную к циклопропановому фрагменту на фуллереновой сфере, используя доступные эфиры α-кетоуксусной кислоты. Изобретение также относится к применению циклопропановых производных фуллеренов общей формулы 2 в качестве полупроводниковых материалов для электронных полупроводниковых устройств, материалов для органического полевого транзистора и материалов для органической фотовольтаической ячейки. 6 н.п. ф-лы, 13 ил., 3 пр.

Высоковольтный нитрид-галлиевый транзистор с высокой подвижностью электронов // 2534002

Изобретение относится к нитрид-галлиевым транзисторам с высокой подвижностью электронов (GaN HEMT) и в частности к конструкции GaN НЕМТ для высоковольтных применений. Нитрид-галлиевый транзистор с высокой подвижностью электронов выращивается на кремниевой подложке с нанесенной на нее темплейтной структурой толщиной 700-800 нм, состоящей из чередующихся слоев GaN/AlN толщиной не более 10 нм, между буферным и барьерным слоями внедряется спейсерный слой AlN толщиной не более 1 нм, на пассивационный слой наносится полевая пластина, электрически соединенная с затвором, расстояние между затвором и стоком и длина полевой пластины - взаимосвязанные величины и подбираются исходя из требуемого значения напряжения пробоя. Изобретение обеспечивает получение высоковольтного нитрид-галлиевого транзистора с высокой подвижностью электронов с высокими рабочими характеристиками при упрощении технологического цикла его создания, а также снижении требуемых для этого материальных затрат. 4 ил.

Гетероструктурный модулировано-легированный полевой транзистор // 2534437

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для усиления СВЧ-электромагнитных колебаний. Гетероструктурный модулировано-легированный полевой транзистор содержит фланец, пьедестал, гетероэпитаксиальную структуру, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. Пьедестал имеет толщину 30-200 мкм и выполнен из теплопроводящего слоя CVD поликристаллического алмаза с имплантированным Ni и с отожженными приповерхностными слоями с двух сторон. Поверх пьедестала расположена подложка из монокристаллического кремния толщиной 10-20 мкм, буферный слой. На поверхности гетероэпитаксиальной структуры, между истоком, затвором и стоком, последовательно размещены дополнительные слои теплопроводящего поликристаллического алмаза, барьерный слой из двуокиси гафния и барьерный слой из оксида алюминия. При этом барьерные слои выполнены с суммарной толщиной 1,0-4,0 нм. Кроме того, в области затвора барьерные слои размещены под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде слоя из твердого раствора AlGaN. Технический результат заключается в повышении теплоотвода от пьедестала и активной области транзистора, обеспечении минимальных утечек тока затвора и достижении наименьшего коэффициента шума в ГГц-диапазоне частот. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Псевдоморфный гетеростуктурный модулировано-легированный полевой транзистор // 2534447

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для усиления СВЧ-электромагнитных колебаний. Гетероструктурный модулировано-легированный полевой транзистор содержит фланец, пьедестал, гетероэпитаксиальную структуру, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. Пьедестал имеет толщину по меньшей мере равную 150 мкм и изготовлен из теплопроводящего слоя CVD поликристаллического алмаза, выполненного с имплантированным Ni и отожженным. Поверх пьедестала расположена базовая подложка из GaAs, буферный слой, гетероэпитаксиальная гетероструктура на основе GaAs/AlGaAs/InGaAs, а на поверхности гетероэпитаксиальной структуры, между истоком, затвором и стоком, последовательно размещены дополнительные слои теплопроводящего поликристаллического алмаза, барьерный слой из двуокиси гафния и дополнительный барьерный слой из оксида металла, при этом барьерные слои выполнены с суммарной толщиной 1,0-4,0 нм. В области затвора барьерные слои размещены под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде градиентного слоя из GaAs n-типа проводимости. Технический результат заключается в повышении теплоотвода от пьедестала и активной области транзистора, обеспечении минимальных утечек тока затвора и достижении наименьшего коэффициента шума в ГГц-диапазоне частот. 4 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Зонд на основе полевого транзистора с наноразмерным каналом // 2539677

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой зонд на основе полевого транзистора с наноразмерным каналом и может быть использовано при определении физико-химических и электрических параметров наноразмерных объектов физической, химической и биологической природы. Зонд включает наноразмерный чувствительный элемент, размещенный на острие и образующий канал транзистора, электроды, размещенные по одну сторону от острия, связанные с чувствительным элементом и выполняющие функции стока и истока транзистора. Чувствительный элемент выполнен в тонкопленочной структуре кремний-на-изоляторе, образованной на подложке. Слой кремния имеет градиентно изменяющуюся концентрацию легирующей примеси и выполнен так, что со стороны свободной поверхности, по меньшей мере на половине толщины, обладает металлической, а на оставшейся толщине до слоя изолятора - полупроводниковой проводимостью. Электроды выполнены на упомянутой свободной поверхности, разделены зазором и имеют сужающуюся к острию площадь, а чувствительный элемент представляет собой размещенный между электродами фрагмент слоя кремния, имеющего полупроводниковую проводимость, образованный путем удаления части кремния, имеющего металлическую проводимость. Техническим результатом является улучшение пространственного разрешения зонда при сохранении чувствительности и упрощении технологии изготовления. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Модулированно-легированный полевой транзистор // 2539754

Изобретение относится к электронной технике. Модулированно-легированный полевой транзистор содержит фланец, пьедестал, гетероэпитаксиальную структуру, буферный слой, исток, затвор, сток и омические контакты. Пьедестал изготовлен из теплопроводящего слоя поликристаллического алмаза. Поверх пьедестала размещен кристалл транзистора, содержащий последовательно размещенные базовую подложку из GaAs, буферные слои, гетероэпитаксиальную гетероструктуру на основе AlGaAs/GaAs, а на поверхности гетероэпитаксиальной структуры, между истоком, затвором и стоком, последовательно размещены слой диэлектрического покрытия и два барьерных слоя, выполненные из двуокиси гафния и оксида металла, при этом барьерные слои выполнены с суммарной толщиной 1,0-4,0 нм, в области затвора барьерные слои размещены под затвором, непосредственно на эпитаксиальной структуре в виде градиентного слоя из GaAs n-типа проводимости. Технический результат заключается в снижении влияния DX центров на приборные характеристики, в увеличении подвижности основных носителей зарядов, в обеспечении минимальных утечек тока затвора, в повышении теплоотвода от пьедестала, в достижении наименьшего коэффициента шума в ГГц-диапазоне частот, а также в повышении эффективности и надежности мощных полевых транзисторов. 7 з.п. ф-лы, 3 табл.

Полупроводниковая гетероструктура // 2563544

Изобретение относится к электронной технике. Полупроводниковая гетероструктура для мощного полевого транзистора СВЧ содержит на монокристаллической полуизолирующей подложке арсенида галлия последовательность полупроводниковых слоев каждый с заданными функциональными свойствами и техническими характеристиками - толщиной слоев, составом - качественным и количественным, концентрацией легирующей примеси. Полупроводниковая гетероструктура выполнена в виде прямой последовательности следующих упомянутых полупроводниковых слоев: буферный слой - GaAs, толщиной (150-400) нм, донорный слой - GaAs, толщиной (2-3) нм, легированный кремнием с концентрацией (6-8)×1018 см-3, спейсерный слой - GaAs, толщиной (2-5) нм, канальный слой - InyGa1-yAs, толщиной (8-12) нм, с содержанием химических элементов при у, равном (0,21-0,28), спейсерный слой - AlxGa1-xAs, толщиной (2-5) нм, с содержанием химических элементов при х, равном (0,20-0,24), донорный слой - AlxGa1-xAs, толщиной (3-6) нм, легированный кремнием с концентрацией (5-8)×1018 см-3, с содержанием химических элементов при х, равном (0,20-0,24), барьерный слой - AlxGa1-xAs, толщиной (10-30) нм, с содержанием химических элементов при х, равном (0,20-0,24), стоп-слой - InyGa1-yP, толщиной (2-4) нм, с содержанием химических элементов при y, равном (0,48-0,51), барьерный слой - AlxGa1-xAs, толщиной 10-20 нм, с содержанием химических элементов при х, равном (0,20-0,24), градиентный слой AlxGa1-xAs, толщиной (8-12) нм, легированный кремнием с концентрацией (3-5)×1018 см-3, толщиной (8-12) нм, легированный кремнием с концентрацией (3-5)×1018 см-3, с содержанием химических элементов при х, равном (0,20-0,24), с линейным изменением х до ноля по толщине слоя со стороны полуизолирующей подложки арсенида галлия, контактный слой - GaAs из двух частей - нижней, толщиной (30-50) нм, легированной кремнием с концентрацией (3-5)×1018 см-3, верхней, толщиной (10-20) нм, легированной кремнием с концентрацией (8-10)×1018 см-3, причем количественный состав упомянутых полупроводниковых слоев выражен в мольных долях. Технический результат - снижение плотности дефектов и повышение выхода годных полупроводниковых гетероструктур, повышение выходной мощности и верхней границы частотного диапазона и соответственно расширение диапазона рабочих частот полевого транзистора СВЧ и его выхода годных. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Однотранзисторный логический вентиль и с архитектурой без перекрытия областей затвор-сток/исток // 2629698

Изобретение относится к микро- и наноэлектронике, а именно к полупроводниковым прибором, в частности к конструкции логического вентиля, реализующего операцию конъюнкции, и может быть использовано при создании цифровых интегральных схем с элементами субмикронных и нанометровых размеров. Техническим результатом изобретения является увеличение плотности интеграции за счет объединения трех логических сигналов на одной транзисторной структуре, что позволяет снизить конструктивно топологическую сложность цифровых схем, и снижение уровня потребляемой мощности за счет применения германия в качестве основного материала транзистора, который обладает значительно большей подвижностью носителей заряда по сравнению с кремнием. Однотранзисторный логический вентиль И с архитектурой без перекрытия областей затвор-сток/исток включает фронтальный и обратный затворы, вытянутые в продольном направлении вдоль рабочей области транзистора, области стока и истока с контактами к указанным областям стока и истока, фронтальный подзатворный и погруженный окислы. Вентиль И выполнен на структуре «германий на изоляторе», фронтальный затвор выполнен в виде трех идентичных фронтальных затворов с тремя идентичными фронтальными подзатворными окислами. Обратный затвор выполнен в виде трех идентичных обратных затворов. 6 ил.