Полевой транзистор Советский патент 1986 года по МПК H01L29/80 

11221690

Изобретение относится к микроэлектронике и направлено на создание полевых транзисторов.

Целью изобретения является уменьшение мощности отпирающего сигнала , 5 повышение коэффициента усиления и быстродействия полевого транзистора с управляющим р-п -переходом.

На фиг.1 и 2 представлен полевой .транзистор, соответственно в закрытом 10 и открытом состояниях, разрез.

На схемах обозначено: полупроводниковая подложка 1 первого типа проводимости, 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 про- 9РДИМОСТИ с омическим контактом к рей и электродом.

Характерные структурные и геометj, d - области пространствен- ного заряда в области затвора соответственно со стороны слоя полупроводника противоположного подложке типа проводимости и со стороны приповерхностной высоколегированной области;

и - напряжения смещения области затвора;

напряжения смещения,

приложенные между приповерхностной высоколегированной областью и подложкой соответственно в открытом и закрытом состояниях полевого транзистора, причем/UOT / /Uo/.

Условия (1) и (2) означают, что в предлагаемом устройстве при низком рические параметры полевого транзис- 25 уровне напряжения на области 6, не Тора следующие: концентрация примеси превьшающем / U / ОПЗ d, и J в слое в подложке Nfl а см-, кон- смыкаются, а ОПЗ , и с) в области центрация примеси в полупроводнико- , затвора 5 не смыкаются, так что по- вом слое 2 и-типа проводимости левой транзистор закрыт и между об- а 10-10 см, а его толщина 0,1- зо ластями стока и истока отсутствует

канал в слое 2 для протекания тока.

2 мкм, концентрация примеси в области затвора 5 р-типа проводимости Мд Ю -10 , а его толщина 0,1-1,0 мкм, концентрация примеси в приповерхностной области 6 п -типа проводимости Ng и 10

На чертежах пунктирными линиями

35

Когда напряжение на области 6, равно или превышает величину ОПЗ d и 2 ® смыкаются, а ОПЗ jj и cj смыкаются. При этом в слое 2 существует канал и полевой транзистор открыт.

отмечены границы областей простран- гг„

, VПри указанных параметрах слоев

ственного заряда (ОПЗ) -переходов, „«„„„ 1-лиев

„rfr, и областей полевого транзистора наштриховой - сами ОПЗ.40 пряжение и, величину O.tДля работы предлагаемого транзис- „апр яжение U „, - 1-3 В а на- тора необходимо выполнение следующих U - 0,2-0,5 В. Наличие условий на расстояние В, от подложки дополнительного омического контакта до области затвора и расстояние 6, электродом к области затвора 5

от области затвора до приповерхност- 45 ЙГбзволяет в открытом состояний тран- ной высоколегированной области: сгора в результате подачи напряжеJ . область затвора увеличить на- ll Jеткl зV 2i on. v и o i ЬcJг U(,,ll );(1) пряжение обратного смещения на р-П c)(UoU,4(34(Uo,U,(3j{UoTK (А) (2) переходе меявду областями 5 и 6, что

50 увеличивает входное сопротивление и уменьшает входной ток. Это позволяет управлять устройством с помощью,маломощных входных сигналов.Причем только при наличии омического контак- 55 та с электродом выводом к области 5 обеспечивается достижение условий (1) и (2), необходимых для нормаль- -ной работы.

где J, и Jj, - области пространственного заряда в слое полупроводника противоположного подложке типа проводимости соответственно со стороны подложки и области затвора.

, d - области пространствен- ного заряда в области затвора соответственно со стороны слоя полупроводника противоположного подложке типа проводимости и со стороны приповерхностной высоколегированной области;

и - напряжения смещения области затвора;

напряжения смещения,

приложенные между приповерхностной высоколегированной областью и подложкой соответственно в открытом и закрытом состояниях полевого транзистора, причем/UOT / /Uo/.

Когда напряжение на области 6, равно или превышает величину ОПЗ d и 2 ® смыкаются, а ОПЗ jj и cj смыкаются. При этом в слое 2 существует канал и полевой транзистор открыт.

Повьшение быстродействия предлагаемого устройства по сравнению с известным достигается за счет уменьшения барьерных емкостей р - п -переходов и исключения накопления неосновных носителей заряда в области затвора 5 и в слое 2 в открытом состоянии путем подачи на области 5 и 6 относительно подложки напряжений, удовлетворяющих соотношениям (1) и (2).

Формула изобретения

Полевой транзистор с управляющим Р-П--переходом, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости, на которой расположен слой полупроводника противоположного типа проводимости, в котором в приповерхностной о&ласти сформированы высоколегированные области стока и истока того же типа проводимости, между которыми расположена область затвора первого типа проводимости с припо- верхностной высоколегированной областью второго типа проводимости, имеющая омический контакт к ней, о т личающийся тем, что, с цепью уменьшения мощности отпирающего сигнала, повьш1ения коэффициента усиления и быстродействия, в области затвора сформирован омический кон1 такт к ней с электродом, а расстояние В, от подложки до области затрор

И расстояние

Л

Е, от области затвора

5

,

0

0

до приповерхностной высоколегированной области, расположенной в ней, определены следую1 }ими соотношениями:

d,(U(,,K.U3)+da(, cJ.(Uo.O,)+dalUo.UH

сЗ,(и„,и,,,и,сЕ,.а,(11огк,и,,.иП,

где d, и dj - области простран- « ственного заряда в слое полупроводника противрположного подложке типа проводимости соответственно со стороны подложки и области затвора, d, и (j - области пространного заряда в области затвора соответственно со стороны слоя полупроводника противоположного подложке ТИ-. па проводимости и со стороны приповерхностной высоколегированной области, УЗ напряжение смещения

области затвора ,Ug- напряжение смещения, приложенное меязду приповерхностной высоколегированнойобластью и подложкой соответственно в открытом и закрытом состояниях полевого транзистора.

отк

фиг. /

Uom

Редактор К. Волощук

Составитель В. Хайновский

Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

1616/56

Тираж 643Подписное

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

2

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