Полевой транзистор с планарным легированием

 

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для усиления СВЧ-электромагнитных колебаний. Цель изобретения увеличение крутизны, линейности переходной характеристики, предельных частот усиления по току и по мощности, что достигается выполнением активного слоя из варизонного полупроводника, у которого максимальная энергия дна зоны проводимости расположена на границе активного слоя с подложкой, монотонно убывая к поверхности активного слоя. Активный слой выполнен из более чем одного слоя варизонного полупроводника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электронной технике, а именно к полупроводниковым приборам, предназначенным для усиления СВЧ-электромагнитных колебаний. Цель изобретения увеличение крутизны и линейности переходной характеристики. На чертеже изображен предлагаемый полевой транзистор. Полевой транзистор содержит подложку 1, активный слой 2, омические контакты 3, 4 истока и стока, барьерный контакт 5 затвора, моноатомный слой 6 с примесными атомами. В отсутствии напряжения исток-сток электроны заполняют узкий канал 7 вблизи поверхности активного слоя. В качестве подложки 1 может быть использован полуизолирующий GaAs, на который наносят активный слой 2 из твердого раствора Al_xGa_1-xAs, причем х изменяется от х 1 у границы активного слоя с подложкой до х 0 у верхней границы активного слоя. Зависимость от толщины эпитаксиального слоя может быть линейной, квадратичной или подобрана таким образом, чтобы обеспечить линейность переходной характеристики транзистора. После нанесения части активного слоя толщиной (20-100) нм производится формирование моноатомого слоя 6 с примесными атомами, содержащего донорные примеси, например Si, с поверхностной плотностью n (3-5)˙10¹² см^-3, а затем наращивают остальную часть активного слоя толщиной (10-100) нм. На поверхность активного слоя 2 наносят омические контакты истока, стока и барьерный контакт затвора. В отсутствие напряжения между истоком и стоком U_и-е электроны заполняют канал 7 вблизи поверхности активного слоя. При U_и-е > 0 электроны при их движении между омическими контактами истока и стока разогреваются и приобретают энергию, достаточную для заполнения состояний с большей энергией. Это позволяет им смещаться в активном слое 2 ближе к моноатомному слою 6 с примесными атомами. Вместе с тем достаточно быстрое увеличение х при увеличении расстояния от поверхности активного слоя 2 предотвращают проникновение электронов в непосредственную близость к моноатомному слою 6 с примесными атомами, что уменьшает примесное расстояние, увеличивает подвижность и дрейфовую скорость электронов, а значит и предельные частоты по току и по мощности. Поскольку электроны не проникают также к нижней границе активного слоя 2, то отпадает необходимость в буферном слое, что упрощает конструкцию полевого транзистора. В транзисторе с планарным легированием данной конструкции отсутствует буферной слой, переходная характеристика может быть сделана линейной, а предельные частоты усиления по току и по мощности полевого транзистора увеличены в 1,5-2 раза при температуре 300 К и в 3-5 раз при 77 К.

Формула изобретения

1. ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР С ПЛАНАРНЫМ ЛЕГИРОВАНИЕМ, содержащий расположенный на подложке активный слой с омическими контактами истока, стока и барьерным контактом затвора, включающий моноатомный слой с примесными атомами, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны, линейности переходной характеристики и предельных частот усиления по току и по мощности, активный слой выполнен из варизонного полупроводника с шириной запрещенной зоны, монотонно убывающей от границы активного слоя с подложкой к поверхности активного слоя. 2. Полевой транзистор по п.1, отличающийся тем, что активный слой выполнен из нескольких слоев варизонного полупроводника.

РИСУНКИ

Рисунок 1