ИНТЕГРАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ "НЕ" НА ОСНОВЕ ТУННЕЛЬНОГО ЭФФЕКТА Российский патент 2006 года по МПК H03K19/20 H01L29/812 

Изобретение относится к области вычислительной техники и интегральной электроники, а более конкретно - к интегральным логическим элементам СБИС.

Известен интегральный логический элемент "НЕ" на полевом транзисторе с управляющим переходом Шоттки (см. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. - М.: Мир, 1991. - 632 с., фиг.9.6.5, с.472), содержащий полуизолирующую GaAs-подложку, входную металлическую шину, выходную металлическую шину, металлическую шину питания, металлическую шину нулевого потенциала, области разделительного диэлектрика, GaAs-область канала ключевого транзистора второго типа проводимости, расположенную над полуизолирующей GaAs-подложкой и образующую переход Шоттки со входной металлической шиной, область истока ключевого транзистора второго типа проводимости, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала, область стока ключевого транзистора второго типа проводимости, соединенную с выходной металлической шиной, GaAs-область канала нагрузочного резистора второго типа проводимости, расположенную над полуизолирующей GaAs-подложкой, первую контактную область нагрузочного резистора второго типа проводимости, соединенную с выходной металлической шиной, вторую контактную область нагрузочного резистора второго типа проводимости, соединенную с металлической шиной питания.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются полуизолирующая GaAs-подложка, входная металлическая шина, выходная металлическая шина, металлическая шина питания, металлическая шина нулевого потенциала, области разделительного диэлектрика.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограничение времени переключения элемента временем пролета электронами канала транзистора, ограничение времени пролета электронами канала транзистора эффектом рассеяния электронов в канале на ионах легирующих примесей, значительная мощность, потребляемая элементом в статических состояниях, пониженная помехоустойчивость и крутизна передаточной характеристики элемента вследствие использования нагрузочного резистора.

Функциональным аналогом заявляемого объекта является интегральный логический элемент "НЕ" на гетеропереходных транзисторах с высокой подвижностью носителей (см. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. - М.: Мир, 1991. - 632 с., фиг.9.6.11, с.476), содержащий полуизолирующую GaAs-подложку, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенную под ней первую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, входную металлическую шину, расположенную над AlGaAs-областью первого типа проводимости и образующую с ней переход Шоттки, вторую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, выходную область второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходную металлическую шину, соединенную с выходной областью второго типа проводимости, металлическую шину питания, металлическую шину нулевого потенциала, область нулевого потенциала второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости и соединенную с металлической шиной нулевого потенциала, области разделительного диэлектрика, расположенную над второй AlGaAs-областью спейсера собственной проводимости вторую AlGaAs-область второго типа проводимости, металлический затвор, образующий переход Шоттки со второй AlGaAs-областью второго типа проводимости и соединенный с выходной металлической шиной, область питания второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости и соединенную с металлической шиной питания, причем GaAs-области первого и второго каналов собственной проводимости расположены над полуизолирующей GaAs-подложкой.

Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками, являются полуизолирующая GaAs-подложка, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенная под ней первая AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, входная металлическая шина, расположенная над AlGaAs-областью первого типа проводимости и образующая с ней переход Шоттки, вторая AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, выходная область второго типа проводимости, граничащая с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходная металлическая шина, соединенная с выходной областью второго типа проводимости, металлическая шина питания, металлическая шина нулевого потенциала, область нулевого потенциала второго типа проводимости, граничащая с GaAs-областью первого канала собственной проводимости и соединенная с металлической шиной нулевого потенциала, области разделительного диэлектрика.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограничение времени переключения элемента временем пролета электронами каналов интегрального логического элемента, значительная мощность, потребляемая элементом в статических состояниях.

Из известных наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является интегральный логический элемент "НЕ" на комплиментарных гетеропереходных транзисторах с высокой подвижностью носителей (см. Шур М. Современные приборы на основе арсенида галлия. - М.: Мир, 1991. - 632 с., фиг.10.18.4, с.579), содержащий полуизолирующую GaAs-подложку, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенную под ней первую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенную под ней вторую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, входную металлическую шину, расположенную над AlGaAs-областью первого типа проводимости и AlGaAs-областью второго типа проводимости и образующую с ними переходы Шоттки, выходную область второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходную область первого типа проводимости, граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, выходную металлическую шину, соединенную с выходной областью второго типа проводимости и выходной областью первого типа проводимости, металлическую шину питания, металлическую шину нулевого потенциала, область питания первого типа проводимости, соединенную с металлической шиной питания и граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала и граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, разделительные AlGaAs-области собственной проводимости, области разделительного диэлектрика, причем GaAs-области первого и второго каналов собственной проводимости расположены над полуизолирующей GaAs-подложкой.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками, являются полуизолирующая GaAs-подложка, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенная под ней первая AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенная под ней вторая AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, входная металлическая шина, расположенная над AlGaAs-областью первого типа проводимости и AlGaAs-областью второго типа проводимости и образующая с ними переходы Шоттки, выходная область второго типа проводимости, граничащая с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходная область первого типа проводимости, граничащая с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, выходная металлическая шина, соединенная с выходной областью второго типа проводимости и выходной областью первого типа проводимости, металлическая шина питания, металлическая шина нулевого потенциала, область питания первого типа проводимости, соединенная с металлической шиной питания и граничащая с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенная с металлической шиной нулевого потенциала и граничащая с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, разделительные AlGaAs-области собственной проводимости, области разделительного диэлектрика.

Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются ограничение времени переключения элемента временем пролета электронами каналов интегрального логического элемента.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение быстродействия интегрального логического элемента.

Для достижения необходимого технического результата в интегральный логический элемент "НЕ" на основе туннельного эффекта, содержащий полуизолирующую GaAs-подложку, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенную под ней первую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенную под ней вторую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, входную металлическую шину, расположенную над AlGaAs-областью первого типа проводимости и AlGaAs-областью второго типа проводимости и образующую с ними переходы Шоттки, выходную область второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходную область первого типа проводимости, граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, выходную металлическую шину, соединенную с выходной областью второго типа проводимости и выходной областью первого типа проводимости, металлическую шину питания, металлическую шину нулевого потенциала, область питания первого типа проводимости, соединенную с металлической шиной питания и граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала и граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, разделительные AlGaAs-области собственной проводимости, области разделительного диэлектрика, введены расположенная под GaAs-областью первого канала собственной проводимости AlGaAs-область первого туннельного барьера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости, расположенная под ней первая дополнительная AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней дополнительная AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенная под ней AlGaAs-область затвора первого типа проводимости, имеющая форму символа (и образующая р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью второго типа проводимости, расположенная под GaAs-областью второго канала собственной проводимости AlGaAs-область второго туннельного барьера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости, расположенная под ней вторая дополнительная AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней дополнительная AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенная под ней AlGaAs-область затвора второго типа проводимости, имеющая форму символа (и образующая р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью первого типа проводимости, дополнительная входная металлическая шина, соединенная с AlGaAs-областью затвора первого типа проводимости и AlGaAs-областью затвора второго типа проводимости, дополнительная выходная область второго типа проводимости, граничащая с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная выходная область первого типа проводимости, граничащая с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная выходная металлическая шина, соединенная с дополнительной выходной областью второго типа проводимости и дополнительной выходной областью первого типа проводимости, дополнительная область питания первого типа проводимости, соединенная с металлической шиной питания и граничащая с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенная с металлической шиной нулевого потенциала и граничащая с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости, причем GaAs-область первого канала собственной проводимости и GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью первого туннельного барьера собственной проводимости, GaAs-область второго канала собственной проводимости и GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью второго туннельного барьера собственной проводимости.

Сравнивая предлагаемое устройство с прототипом, видим, что оно содержит новые признаки, то есть соответствует критерию новизны. Проводя сравнение с аналогами, приходим к выводу, что предлагаемое устройство соответствует критерию "существенные отличия", так как в аналогах не обнаружены предъявляемые новые признаки. Получен положительный эффект, заключающийся в увеличении быстродействия интегрального логического элемента.

На фиг.1 приведена топология предлагаемого интегрального логического элемента "НЕ" на основе туннельного эффекта. На фиг.2 приведено сечение предлагаемого интегрального логического элемента по выходным областям второго типа проводимости. На фиг.3 приведено сечение предлагаемого интегрального логического элемента по выходным областям первого типа проводимости. На фиг.4 приведено сечение предлагаемого интегрального логического элемента по дополнительной входной металлической шине.

Интегральный логический элемент содержит полуизолирующую GaAs-подложку 1, AlGaAs-область второго типа проводимости 2, расположенную под ней первую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости 3, расположенную под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости 4, AlGaAs-область первого типа проводимости 5, расположенную под ней вторую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости 6, расположенную под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости 7, входную металлическую шину 8, расположенную над AlGaAs-областью первого типа проводимости 5 и AlGaAs-областью второго типа проводимости 2 и образующую с ними переходы Шоттки, выходную область второго типа проводимости 9, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости 4, выходную область первого типа проводимости 10, граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости 7, выходную металлическую шину 11, соединенную с выходной областью второго типа проводимости 9 и выходной областью первого типа проводимости 10, металлическую шину питания 12, металлическую шину нулевого потенциала 13, область питания первого типа проводимости 14, соединенную с металлической шиной питания 12 и граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости 7, область нулевого потенциала второго типа проводимости 15, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала 13 и граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости 4, разделительные AlGaAs-области собственной проводимости 16, области разделительного диэлектрика 17, расположенную под GaAs-областью первого канала собственной проводимости 4 AlGaAs-область первого туннельного барьера собственной проводимости 18, расположенную под ней GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости 19, расположенную под ней первую дополнительную AlGaAs-область спейсера собственной проводимости 20, расположенную под ней дополнительную AlGaAs-область второго типа проводимости 21, расположенную под ней AlGaAs-область затвора первого типа проводимости 22, имеющую форму символа (и образующую р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью второго типа проводимости 21, расположенную под GaAs-областью второго канала собственной проводимости 7 AlGaAs-область второго туннельного барьера собственной проводимости 23, расположенную под ней GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости 24, расположенную под ней вторую дополнительную AlGaAs-область спейсера собственной проводимости 25, расположенную под ней дополнительную AlGaAs-область первого типа проводимости 26, расположенную под ней AlGaAs-область затвора второго типа проводимости 27, имеющую форму символа и образующую р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью первого типа проводимости 26, дополнительную входную металлическую шину 28, соединенную с AlGaAs-областью затвора первого типа проводимости 22 и AlGaAs-областью затвора второго типа проводимости 27, дополнительную выходную область второго типа проводимости 29, граничащую с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости 19, дополнительную выходную область первого типа проводимости 30, граничащую с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости 24, дополнительную выходную металлическую шину 31, соединенную с дополнительной выходной областью второго типа проводимости 29 и дополнительной выходной областью первого типа проводимости 30, дополнительную область питания первого типа проводимости 32, соединенную с металлической шиной питания 12 и граничащую с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости 24, дополнительную область нулевого потенциала второго типа проводимости 33, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала 13 и граничащую с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости 19, причем GaAs-область первого канала собственной проводимости 4 и GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости 19 имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью первого туннельного барьера собственной проводимости 18, GaAs-область второго канала собственной проводимости 7 и GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости 24 имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью второго туннельного барьера собственной проводимости 23.

Работает устройство следующим образом. При подаче напряжения питания на металлическую шину 12, соединенную с областью питания первого типа проводимости 14 и дополнительной областью питания первого типа проводимости 32, относительно металлической шины нулевого потенциала 13, соединенной с областью нулевого потенциала второго типа проводимости 15 и дополнительной областью нулевого потенциала второго типа проводимости 33, и действующем низком уровне напряжения логического нуля на входной металлической шине 8, образующей переходы Шоттки с AlGaAs-областью первого типа проводимости 5 и AlGaAs-областью второго типа проводимости 2, и высоком уровне напряжения логической единицы на дополнительной входной металлической шине 28, соединенной с AlGaAs-областью затвора первого типа проводимости 22, имеющей форму символа и образующей р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью второго типа проводимости 21, и AlGaAs-областью затвора второго типа проводимости 27, имеющей форму символа и образующей р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью первого типа проводимости 26, электроны, перешедшие в GaAs-область первого канала собственной проводимости 4 из AlGaAs-области второго типа проводимости 2 и пространственно изолированные от ионов примеси первой AlGaAs-областью спейсера собственной проводимости 3, и электроны, перешедшие в GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости 19 из дополнительной AlGaAs-области второго типа проводимости 21 и пространственно изолированные от ионов примеси первой дополнительной AlGaAs-областью спейсера собственной проводимости 20, под действием электрического поля управляющих переходов туннелируют через AlGaAs-область первого туннельного барьера собственной проводимости 18 из квантовой ямы, образованной GaAs-областью первого канала собственной проводимости 4, в квантовую яму, образованную GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости 19, а дырки, перешедшие в GaAs-область второго канала собственной проводимости 7 из AlGaAs-области первого типа проводимости 5 и пространственно изолированные от ионов примеси второй AlGaAs-областью спейсера собственной проводимости 6, и дырки, перешедшие в GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости 24 из дополнительной AlGaAs-области первого типа проводимости 26 и пространственно изолированные от ионов примеси второй дополнительной AlGaAs-областью спейсера собственной проводимости 25, под действием электрического поля управляющих переходов туннелируют через AlGaAs-область второго туннельного барьера собственной проводимости 23 из квантовой ямы, образованной GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости 24, в квантовую яму, образованную GaAs-областью второго канала собственной проводимости 7, в результате чего проводимость GaAs-области первого канала собственной проводимости 4, граничащей с областью нулевого потенциала второго типа проводимости 15 и выходной областью второго типа проводимости 9 и изолированной от дополнительной выходной области второго типа проводимости 29 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, низкая, проводимость GaAs-области второго канала собственной проводимости 7, граничащей с областью питания первого типа проводимости 14 и выходной областью первого типа проводимости 10 и изолированной от дополнительной выходной области первого типа проводимости 30 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, высокая, проводимость GaAs-области первого дополнительного канала собственной проводимости 19, граничащей с дополнительной областью нулевого потенциала второго типа проводимости 33 и дополнительной выходной областью второго типа проводимости 29 и изолированной от выходной области второго типа проводимости 9 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, высокая, проводимость GaAs-области второго дополнительного канала собственной проводимости 24, граничащей с дополнительной областью питания первого типа проводимости 32 и дополнительной выходной областью первого типа проводимости 30 и изолированной от выходной области первого типа проводимости 10 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, низкая.

При этом на выходной металлической шине 11, соединенной с выходной областью второго типа проводимости 9 и выходной областью первого типа проводимости 10, действует высокий уровень напряжения логической единицы, а на дополнительной выходной металлической шине 31, соединенной с дополнительной выходной областью второго типа проводимости 29 и дополнительной выходной областью первого типа проводимости 30, действует низкий уровень напряжения логического нуля.

При подаче высокого уровня напряжения логической единицы на входную металлическую шину 8, образующую переходы Шоттки с AlGaAs-областью первого типа проводимости 5 и AlGaAs-областью второго типа проводимости 2, и низкого уровня напряжения логического нуля на дополнительную входную металлическую шину 28, соединенную с AlGaAs-областью затвора первого типа проводимости 22, имеющей форму символа и образующей р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью второго типа проводимости 21, и AlGaAs-областью затвора второго типа проводимости 27, имеющей форму символа и образующей р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью первого типа проводимости 26, под действием электрического поля управляющих переходов электроны туннелируют через AlGaAs-область первого туннельного барьера собственной проводимости 18 из квантовой ямы, образованной GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости 19, в квантовую яму, образованную GaAs-областью первого канала собственной проводимости 4, а дырки туннелируют через AlGaAs-область второго туннельного барьера собственной проводимости 23 из квантовой ямы, образованной GaAs-областью второго канала собственной проводимости 7, в квантовую яму, образованную GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости 24, в результате чего проводимость GaAs-области первого канала собственной проводимости 4, граничащей с областью нулевого потенциала второго типа проводимости 15 и выходной областью второго типа проводимости 9 и изолированной от дополнительной выходной области второго типа проводимости 29 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, становится высокой, проводимость GaAs-области второго канала собственной проводимости 7, граничащей с областью питания первого типа проводимости 14 и выходной областью первого типа проводимости 10 и изолированной от дополнительной выходной области первого типа проводимости 30 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, становится низкой, проводимость GaAs-области первого дополнительного канала собственной проводимости 19, граничащей с дополнительной областью нулевого потенциала второго типа проводимости 33 и дополнительной выходной областью второго типа проводимости 29 и изолированной от выходной области второго типа проводимости 9 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, становится низкой, проводимость GaAs-области второго дополнительного канала собственной проводимости 24, граничащей с дополнительной областью питания первого типа проводимости 32 и дополнительной выходной областью первого типа проводимости 30 и изолированной от выходной области первого типа проводимости 10 разделительной AlGaAs-областью собственной проводимости 16 и областью разделительного диэлектрика 17, становится высокой.

При этом на выходной металлической шине 11, соединенной с выходной областью второго типа проводимости 9 и выходной областью первого типа проводимости 10, установится низкий уровень напряжения логического нуля, а на дополнительной выходной металлической шине 31, соединенной с дополнительной выходной областью второго типа проводимости 29 и дополнительной выходной областью первого типа проводимости 30, установится высокий уровень напряжения логической единицы через промежуток времени, определяемый инерционностью процессов дрейфа и туннелирования носителей заряда через AlGaAs-области первого и второго туннельных барьеров собственной проводимости 18, 23 и не зависящий от времени пролета носителями GaAs-областей каналов 4, 7, 19, 24, поскольку суммарное число носителей в каналах, разделенных областями туннельных барьеров в процессе переключения элемента остается практически неизменным.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой интегральный логический элемент "НЕ" на основе туннельного эффекта с парафазными выходами.

Использование эффекта туннелирования носителей заряда между областями первого и первого дополнительного каналов, разделенных AlGaAs-областью первого туннельного барьера, и между областями второго и второго дополнительного каналов, разделенных AlGaAs-областью второго туннельного барьера, а также использование двух входных шин и дополнительных областей питания, нулевого потенциала, спейсеров и дополнительных AlGaAs-областей первого и второго типов проводимости обеспечивает переключение интегрального логического элемента из состояния логического нуля в состояние логической единицы и наоборот под воздействием управляющих входных напряжений в течение времени, определяемого инерционностью процессов дрейфа и туннелирования носителей заряда через AlGaAs-области первого и второго туннельных барьеров и не зависящее от времени пролета носителями GaAs-областей каналов, поскольку суммарное число носителей в каналах, разделенных областями туннельных барьеров в процессе переключения элемента, остается практически неизменным.

Изобретение относится к области вычислительной техники и интегральной электроники. Технический результат заключается в повышении быстродействия. В интегральном логическом элементе (ИЛЭ) «НЕ» на основе туннельного эффекта с парафазными выходами осуществляется использование эффекта туннелирования носителей заряда (НЗ) между областями первого и первого дополнительного каналов (К), разделенных AlGaAs-областью первого туннельного барьера (ТБ), и между областями второго и второго дополнительного К, разделенных AlGaAs-областью второго ТБ, а также использование двух входных шин и дополнительных областей питания, нулевого потенциала, спейсеров и дополнительных AlGaAs-областей первого и второго типов проводимости. Это обеспечивает переключение ИЛЭ из состояния логического нуля в состояние логической единицы и наоборот под воздействием управляющих входных напряжений в течение времени, определяемого инерционностью процессов дрейфа и туннелирования НЗ через AlGaAs-области первого и второго ТБ и не зависящее от времени пролета НЗ GaAs-областей К, поскольку суммарное число НЗ в К, разделенных областями ТБ в процессе переключения ИЛЭ, остается практически неизменным. 4 ил.

Интегральный логический элемент "НЕ" на основе туннельного эффекта, содержащий полуизолирующую GaAs-подложку, AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенную под ней первую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область первого канала собственной проводимости, AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенную под ней вторую AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенную под ней GaAs-область второго канала собственной проводимости, входную металлическую шину, расположенную над AlGaAs-областью первого типа проводимости и AlGaAs-областью второго типа проводимости и образующую с ними переходы Шоттки, выходную область второго типа проводимости, граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, выходную область первого типа проводимости, граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, выходную металлическую шину, соединенную с выходной областью второго типа проводимости и выходной областью первого типа проводимости, металлическую шину питания, металлическую шину нулевого потенциала, область питания первого типа проводимости, соединенную с металлической шиной питания и граничащую с GaAs-областью второго канала собственной проводимости, область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенную с металлической шиной нулевого потенциала и граничащую с GaAs-областью первого канала собственной проводимости, разделительные AlGaAs-области собственной проводимости, области разделительного диэлектрика, отличающийся тем, что в него введены расположенная под GaAs-областью первого канала собственной проводимости AlGaAs-область первого туннельного барьера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости, расположенная под ней первая дополнительная AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней дополнительная AlGaAs-область второго типа проводимости, расположенная под ней AlGaAs-область затвора первого типа проводимости, имеющая форму символа и образующая р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью второго типа проводимости, расположенная под GaAs-областью второго канала собственной проводимости AlGaAs-область второго туннельного барьера собственной проводимости, расположенная под ней GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости, расположенная под ней вторая дополнительная AlGaAs-область спейсера собственной проводимости, расположенная под ней дополнительная AlGaAs-область первого типа проводимости, расположенная под ней AlGaAs-область затвора второго типа проводимости, имеющая форму символа и образующая р-n-переход с дополнительной AlGaAs-областью первого типа проводимости, дополнительная входная металлическая шина, соединенная с AlGaAs-областью затвора первого типа проводимости и AlGaAs-областью затвора второго типа проводимости, дополнительная выходная область второго типа проводимости, граничащая с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная выходная область первого типа проводимости, граничащая с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная выходная металлическая шина, соединенная с дополнительной выходной областью второго типа проводимости и дополнительной выходной областью первого типа проводимости, дополнительная область питания первого типа проводимости, соединенная с металлической шиной питания и граничащая с GaAs-областью второго дополнительного канала собственной проводимости, дополнительная область нулевого потенциала второго типа проводимости, соединенная с металлической шиной нулевого потенциала и граничащая с GaAs-областью первого дополнительного канала собственной проводимости, причем GaAs-область первого канала собственной проводимости и GaAs-область первого дополнительного канала собственной проводимости имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью первого туннельного барьера собственной проводимости, GaAs-область второго канала собственной проводимости и GaAs-область второго дополнительного канала собственной проводимости имеют вертикальное взаимное расположение и разделены AlGaAs-областью второго туннельного барьера собственной проводимости.