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JP2587722B2 - Tunnel injection type static induction transistor - Google Patents
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JP2587722B2 - Tunnel injection type static induction transistor - Google Patents

Tunnel injection type static induction transistor

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JP2587722B2 JP2317984A JP31798490A JP2587722B2 JP 2587722 B2 JP2587722 B2 JP 2587722B2 JP 2317984 A JP2317984 A JP 2317984A JP 31798490 A JP31798490 A JP 31798490A JP 2587722 B2 JP2587722 B2 JP 2587722B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、トンネル注入型静電誘導トランジスタに関
する。
The present invention relates to a tunnel injection type static induction transistor.

[従来の技術] 静電誘導型トランジスタ(以下、SITと略す)は、ゲ
ートとゲートの間で空乏層がつながって生じている電位
障壁の高さを変化させて、ソース・ドレイン間の電流を
制御するトランジスタである。
[Prior art] An electrostatic induction transistor (hereinafter abbreviated as SIT) changes the height of a potential barrier generated by a depletion layer between gates, thereby reducing current between a source and a drain. It is a transistor to be controlled.

この時、電位の制御が空乏層の静電容量を通して行わ
れることから、バイポーラトランジスタにおけるベース
層の蓄積容量がないものに相当し、FETと比べてみても
非常に高速、低雑音で動作するという優れた特性を有し
ている。
At this time, since the control of the potential is performed through the capacitance of the depletion layer, it is equivalent to a bipolar transistor without the storage capacitance of the base layer, and it operates at a very high speed and low noise compared to the FET. Has excellent properties.

しかし、従来のSITはソース・ドレイン間、特にソー
ス・ゲート間の寸法が割合と大きな構造になっていたた
め、キャリアが結晶格子の散乱を受け、上限周波数が制
限される問題点があった。
However, since the conventional SIT has a structure in which the dimension between the source and the drain, particularly the dimension between the source and the gate, is relatively large, the carrier is scattered by the crystal lattice and the upper limit frequency is limited.

[発明が解決しようとする課題] 前述の欠点を除去するために、キャリアが結晶格子の
散乱を受けずに熱電子速度で動くことのできる熱電子放
射型SITが先に本願発明者等によって提案された。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to eliminate the above-mentioned disadvantages, a thermionic emission type SIT in which carriers can move at thermionic velocity without being scattered by a crystal lattice has been previously proposed by the present inventors. Was done.

このときの電流密度はJは下式(1)で与えられる。 The current density J at this time is given by the following equation (1).

ここで、qは単位電荷、kはボルツマン定数、Tは絶
対温度、m*はキャリアの有効質量、nsはソースの不純
物密度、Φgsはゲート領域とソース領域の拡散電位Vgは
ゲートに加えた電圧である。
Here, q is unit charge, k is Boltzmann's constant, T is absolute temperature, m * is effective mass of carrier, ns is impurity density of source, Φgs is diffusion potential Vg of gate region and source region, and Vg is voltage applied to gate. It is.

キャリアの注入状態が熱電子放射状態になったときの
SITの遮断周波数fcは、電位障壁の幅をwgとしたとき
に、SITを従属接続して2段目の入力容量を考慮したと
きには下記(2)式で与えられる。
When the carrier injection state becomes thermionic emission state
The cut-off frequency fc of the SIT is given by the following equation (2) when the width of the potential barrier is wg and the SIT is cascaded and the second-stage input capacitance is considered.

従って、GaAsを用いた場合で電位障壁の幅Wgを0.1μ
mとしたときに、遮断周波数fcはほぼ780GHzとなる。以
上のことから熱電子放射型SITのfcは高々800GHzであ
り、それ以上の高い遮断周波数fcが得られなかった。
Therefore, when GaAs is used, the width Wg of the potential barrier is 0.1 μm.
m, the cut-off frequency fc is approximately 780 GHz. From the above, the fc of the thermionic emission type SIT is at most 800 GHz, and a higher cutoff frequency fc cannot be obtained.

そこで本発明は、上記の熱電子放射型SITの限界を超
える量子効果のトンネル注入を用いた、トンネル注入型
SITを提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides a tunnel injection type using a quantum effect tunnel injection exceeding the limit of the above-mentioned thermionic emission type SIT.
The purpose is to provide SIT.

[課題を解決するための手段] 本発明のトンネル注入型SITは、第1導電型の高不純
物密度のドレイン領域と、このドレイン領域上に形成さ
れた前記第1導電型と反対の第2導電型の半導体領域を
少なくとも一部に有するチャンネル領域と、このチャン
ネル領域上に形成された前記第1導電型の高不純物密度
領域と、この高不純物密度領域上に形成された前記第2
導電型の高不純物密度のソース領域と、前記チャンネル
の第1導電型の高不純物密度領域と前記ソース領域によ
りトンネル注入領域となし、前記チャンネルの第2導電
型半導体領域に接触し、かつ、前記チャンネル内のソー
ス領域近傍に生じる電位障壁のピーク(イントリンシッ
クゲート)とソース領域間の距離をキャリアの平均自由
行程以下とする位置に形成された前記チャンネルよりも
禁制帯幅の大きい半導体よりなるゲート領域であって、
このゲート領域が端部の共通する網目状或いは線状に形
成されており、前記ゲートとゲート幅(ゲート間隔)の
寸法が前記チャンネル領域の不純物密度より決まるデバ
イ長λに対して、2λ以内であることを特徴として
いる。
[Means for Solving the Problems] A tunnel injection type SIT according to the present invention includes a drain region having a high impurity density of a first conductivity type, and a second conductivity type formed on the drain region and opposite to the first conductivity type. Channel region having at least a portion of a semiconductor region of the first conductivity type, a high impurity density region of the first conductivity type formed on the channel region, and a second impurity region formed on the high impurity density region.
A source region having a high impurity density of a conductive type, a high impurity density region of a first conductive type of the channel and a source region, forming a tunnel injection region, contacting a second conductive type semiconductor region of the channel, and A gate formed of a semiconductor having a larger forbidden band width than the channel formed at a position where the distance between the peak of the potential barrier (intrinsic gate) generated near the source region in the channel and the source region is equal to or less than the mean free path of carriers. An area,
This gate region is formed in a mesh shape or a linear shape having a common end portion, and the dimension of the gate and the gate width (gate interval) is 2λ D with respect to the Debye length λ D determined by the impurity density of the channel region. It is characterized by being within.

[作用] これによりゲートに電圧を加えるとチャンネル領域の
ゲートと接触している領域の導電型が反転してソースか
らドレインに電子がトンネル注入され、高速で移動し、
SITの遮断周波数を先に出願人が提案した熱電子放射型S
ITのおよそ100倍に上げることができる。
[Operation] When a voltage is applied to the gate, the conductivity type of the region in contact with the gate in the channel region is reversed, electrons are tunnel-injected from the source to the drain, and the electrons move at high speed.
Thermionic emission type S proposed by the applicant in advance for the cut-off frequency of SIT
It can be raised about 100 times of IT.

[実施例] 以下、本発明を図面を参照して説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の動作に係るトンネル注入型SITの断
面図を示したものである。図において、1はn+のGaAs基
板でドレインとなる領域、2はチャンネルのn-層、3は
チャンネルに接して設けられたn+,p+層のトンネル注入
層、4はソースとなる領域、5はGa1-xAlxAsで形成され
るゲートとなる領域で、断面図のみ示しているが相互に
網目状あるいは線状になっていて、端部が一緒になって
電極となるべき領域は表面に露出しているもの、6はド
レイン電極、7はソース電極、8は前記ゲートのうち、
表面の露出された部分に形成されたゲート電極である。
FIG. 1 is a sectional view showing a tunnel injection type SIT according to the operation of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a drain region of an n + GaAs substrate, 2 denotes an n layer of a channel, 3 denotes a tunnel injection layer of n + and p + layers provided in contact with the channel, and 4 denotes a source region. Reference numeral 5 denotes a gate region formed of Ga 1-x Al x As, which is shown only in cross-section but is reticulated or linear, and ends should be electrodes together. The region is exposed on the surface, 6 is a drain electrode, 7 is a source electrode, and 8 is one of the gates.
The gate electrode is formed on the exposed portion of the surface.

この構成から判るように、GaAsのように良好な絶縁膜
が得られない化合物半導体においては、ゲートをGaAsよ
りも禁制帯幅の大きな例えばGa1-XAlXAsのような混晶で
形成することによって、ゲートを絶縁ゲート類似するこ
とができる。
As can be seen from this configuration, in a compound semiconductor in which a good insulating film cannot be obtained as in GaAs, the gate is formed of a mixed crystal such as Ga 1-X Al X As having a larger bandgap than GaAs. This allows the gate to resemble an insulated gate.

また、図の構成で、ゲート領域5の間を通り、ソース
4とドレイン1の間にできるチャンネル2中、ソース4
より真のゲート(イントリンシックゲート:ソース近傍
に生じる電位障壁のピーク)までの距離は、平均自由行
程以下とすることは言うまでもない。このとき、ゲート
領域の間隔と厚み、チャンネル領域の不純物密度の大き
さを変化させることによって、ノーマリオンとノーマリ
オフの動作とすることができる。ゲート領域となるGa
1-XAlXAsのxの値は例えばx=0.3とする。不純物密度
はアンドープとすると良い。
Further, in the configuration shown in the figure, in the channel 2 formed between the source 4 and the drain 1 while passing between the gate regions 5, the source 4
It goes without saying that the distance to a more true gate (intrinsic gate: peak of a potential barrier generated near the source) is equal to or less than the mean free path. At this time, a normally-on operation and a normally-off operation can be performed by changing the interval and thickness of the gate region and the magnitude of the impurity density of the channel region. Ga to be the gate region
The value of x of 1-X Al X As is, for example, x = 0.3. The impurity density is preferably undoped.

このように構成されるトンネル注入型SITにおいて遮
断周波数fcは次式(3)で与えられる。
In the tunnel injection type SIT thus configured, the cutoff frequency fc is given by the following equation (3).

Q=CgVg …(4) (3),(4)式より となる。ここで、Gmは(素子)の相互コンダクタンス、
Cgは入力容量、Vgはゲート・ソース間電圧、ftはトンネ
ル遷移時間τの逆数である。
Q = CgVg (4) From equations (3) and (4) Becomes Where Gm is the transconductance of (element),
Cg is the input capacitance, Vg is the gate-source voltage, and ft is the reciprocal of the tunnel transition time τ.

トンネル遷移時間は次式(6)で与えられる。 The tunnel transition time is given by the following equation (6).

ここで、 はプランク定数を2πで除したもの(1.0546×10-34J・
sec)、Eはトンネル接合の電界強度、aは格子定数で
ある。格子定数としてGaAsの5.6533Åとしたときに、電
界強度Eを106V/cm,5×106V/cm、7×106V/cm、107V/cm
としたときのfcは前記(5),(6)式より、それぞ
れ、1.37×1013Hz、6.83×1013Hz、9.56×1013Hz、1.37
×1014Hzとなり、遮断周波数は、100THz程度と成る。こ
の値は出願人が先に提案した熱電子放射型SITのおおよ
そ100倍位であって、熱電子注入よりも、量子効果に基
づくトンネル注入を用いればSITの遮断周波数fcを非常
に高くし得ることがわかる。
here, Is the Planck constant divided by 2π (1.0546 × 10 -34 J ·
sec), E is the electric field strength of the tunnel junction, and a is the lattice constant. When the lattice constant is 5.6533 ° of GaAs, the electric field strength E is 10 6 V / cm, 5 × 10 6 V / cm, 7 × 10 6 V / cm, 10 7 V / cm.
From the above equations (5) and (6), fc is 1.37 × 10 13 Hz, 6.83 × 10 13 Hz, 9.56 × 10 13 Hz, and 1.37, respectively.
× 10 14 Hz, and the cutoff frequency is about 100 THz. This value is about 100 times that of the thermionic emission type SIT previously proposed by the applicant, and the cutoff frequency fc of the SIT can be significantly higher if the tunnel injection based on the quantum effect is used than the thermionic injection. You can see that.

ところで、上記実施例においては、ゲート・ソース間
容量(Cgs)およびゲート・ドレイン間容量(Cgd)が大
きくなり易く、その結果遮断周波数fcが低下するという
問題がある。
By the way, in the above-described embodiment, there is a problem that the gate-source capacitance (Cgs) and the gate-drain capacitance (Cgd) are likely to be large, and as a result, the cutoff frequency fc is reduced.

これを解決したのが、第2図に示す構造で、Cgsを極
めて小さくできる。図中、第1図と同一符号は同一又は
相当部分を示している。ゲート5がソース4と同一主表
面上にあるので、ゲート電極8の取り出しが容易なるこ
とと、Cgsとゲート抵抗rgが共に減少し、より高速動作
が得られるという利点が得られる。
The solution to this problem is the structure shown in FIG. 2, in which Cgs can be made extremely small. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts. Since the gate 5 is on the same main surface as the source 4, the gate electrode 8 can be easily taken out, and both Cgs and the gate resistance rg can be reduced, so that higher speed operation can be obtained.

第3図および第4図は本発明の別の構造を示したもの
であり、Cgdを減少させるべく、絶縁物9を設けたもの
である。絶縁物としてはSiO2、Si3N4膜又はポリイミド
樹脂等が良い。GaAsの誘電率11に対して、Si3N45.5、Si
Oは3.8、ポリイミドは3.2位であるので、CgdはGdAsが存
在する場合に比べて半分以下となる。
3 and 4 show another structure of the present invention, in which an insulator 9 is provided to reduce Cgd. As the insulator, a SiO 2 or Si 3 N 4 film, a polyimide resin, or the like is preferable. For GaAs dielectric constant 11, Si 3 N 4 5.5, Si
O is 3.8 and polyimide is 3.2, so Cgd is less than half that of GdAs.

第5図はチャンネルをP層10とした本発明の実施例で
ある。ゲート領域とチャンネルのP層が反転状態にな
り、P層のゲート領域5と接触している領域がn層にな
ったときに、ソースより電子がドレインへトンネル注入
されて動作する。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention in which the channel is a P layer 10. When the gate region and the P layer of the channel are inverted and the region of the P layer in contact with the gate region 5 becomes the n layer, electrons are tunnel-injected from the source to the drain to operate.

ソースよりドレインまでの長さすなわちチャンネル長
は例えば100Åというような値に制御することはできる
が、ゲートとゲートの幅(ゲート間隔すなわちチャンネ
ル幅)は、デバイ長を目安として決定する必要がある。
そのデバイ長は次式(7)で与えられる。
The length from the source to the drain, that is, the channel length can be controlled to a value of, for example, 100 °, but the width between the gates (gate interval, that is, the channel width) needs to be determined based on the Debye length.
The Debye length is given by the following equation (7).

ここでnはチャンネルの不純物密度、εは誘電率であ
る。
Here, n is the impurity density of the channel, and ε is the dielectric constant.

上式(7)でnが1012cm-3のときにλが3.95μm、
1014cm-3のときに0.4μm、また、1016cm-3のときには
0.04μm位となる。おおまかにいってチャンネル長の寸
法制御に比べて、チャンネル幅の寸法制御はフォトリソ
グラフィの精度で決まるので、チャンネル幅の寸法は製
作技術との兼ね合いで決定する必要がある。
In the above equation (7), when n is 10 12 cm −3 , λ D is 3.95 μm,
0.4 μm at 10 14 cm -3 and at 10 16 cm -3
It is about 0.04 μm. Roughly speaking, the control of the channel width is determined by the accuracy of the photolithography as compared with the control of the channel length. Therefore, the channel width must be determined in consideration of the manufacturing technology.

第6図はソースからドレインに向かう電子を、能率良
く、ゲート領域にて制御するために、第5図の実施例の
pチャンネル中に高不純物密度領域を形成した実施例で
ある。埋込領域11はソース側の電子に対して電位障壁が
高いので、電子はチャンネルの埋込領域の両側を通るよ
うになる。実際に動作する部分がゲート領域を形成して
いるpチャンネルと、ソース電極7は例えば0.5μm〜
1μmとしても良いことになり製作は容易になる。
FIG. 6 shows an embodiment in which a high impurity density region is formed in the p-channel of the embodiment of FIG. 5 in order to efficiently control electrons from the source to the drain in the gate region. Since the buried region 11 has a high potential barrier with respect to the electrons on the source side, the electrons pass through both sides of the buried region of the channel. The p-channel where the part that actually operates forms the gate region and the source electrode 7 are, for example, 0.5 μm to
The thickness may be 1 μm, which facilitates the production.

第7図は本発明の更に別の実施例を示したものであっ
て、p領域をソース領域4に隣接し、残りの部分はn
(n-)領域とした構造である。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention, in which the p region is adjacent to the source region 4 and the remaining portion is n.
The structure is an (n ) region.

また、第8図は、p領域をチャンネルのソースの近く
に挿入したものであって、Cgsを小さくし、ゲート領域
を小さく形成できる実施例を示している。
FIG. 8 shows an embodiment in which the p region is inserted near the source of the channel, in which Cgs can be reduced and the gate region can be formed smaller.

なお、以上に説明してきた第5図〜第8図の実施例に
おいて、ソースより真のゲートまでの距離は平均自由行
程以下にすることは勿論である。
In the embodiments of FIGS. 5 to 8 described above, the distance from the source to the true gate is, of course, shorter than the mean free path.

ところで、トンネル注入層のn+、p+層の不純物密度
は、次式のように決めることができる。すなわち、p+
n+層の不純物密度が一様の場合に、0バイアスの拡散電
位Vbで決まる空乏層の厚みWは次式となる。
Incidentally, the impurity densities of the n + and p + layers of the tunnel injection layer can be determined as in the following equation. That is, p + ,
When the impurity density of the n + layer is uniform, the thickness W of the depletion layer determined by the diffusion potential Vb of 0 bias is expressed by the following equation.

ここで、NAはp+領域4のアクセプタ密度、Npはn+領域
3のドナー密度である。
Here, acceptor density of the N A is the p + region 4, Np is the donor concentration of the n + region 3.

NAを1021cm-3としたときに、NDが1019cm-3ではWは13
0Å、Eは2.16×106V/cm、NDが1020cm-3ではWは41Å、
Eは6.8×106V/cm程度となり、そのときのfcはそれぞれ
40THz、72THz位となる。
The N A when the 10 21 cm -3, N D 10 19 In cm -3 W 13
0 Å, E is 2.16 × 10 6 V / cm, N D 10 20 In cm -3 W is 41 Å,
E is about 6.8 × 10 6 V / cm, and fc at that time is respectively
It is about 40THz, 72THz.

なお、以上の実施例において、ゲート領域のGa1-XAlX
AsはGaAsとの間の表面順位をできるだけ減少させる必要
があり、GaAsとの間で格子定数が合うようにGa1-XAlXAs
1-yのように少量のP(リン)を添加した混晶とすると
よい。また、そのときの組成はx=0.3のときにyは0.0
1程度にすると良い。
In the above embodiment, Ga 1-X Al X
As is necessary to reduce the surface order between GaAs and GaAs as much as possible, and Ga 1-X Al X As
It is preferable to use a mixed crystal to which a small amount of P (phosphorus) is added, such as 1-y . The composition at that time is such that when x = 0.3, y is 0.0
It should be about 1.

チャンネルの不純物密度はi層から1019cm-3、トンネ
ル注入領域は1018〜1021cm-3程度とすれば良い。ソース
とドレインの電極材料はn+層へはAu−Ge、Au−Ge−Ni、
p+層へはAu−Zn、Ag−Zn、Cr−Au等の合金を用いること
ができる。
The impurity density of the channel may be about 10 19 cm −3 from the i-layer, and the tunnel injection region may be about 10 18 to 10 21 cm −3 . Electrode material of the source and the drain is to the n + layer Au-Ge, Au-Ge- Ni,
For the p + layer, an alloy such as Au—Zn, Ag—Zn, or Cr—Au can be used.

ゲート領域のGa1-xAlxAsの電極材料としては、前記ソ
ース、ドレイン用の電極材料の他にTi,Pt,W,Cr,Hf,Ni等
のGa1-xAlxAsに対して抵抗性接触を形成しない高融点金
属材料とすることもできる。
The electrode material of Ga 1-x Al x As of the gate region, the source, in addition to Ti electrode material for the drain, Pt, W, Cr, Hf, relative to Ga 1-x Al x As, such as Ni A refractory metal material that does not form a resistive contact can also be used.

素子の製作に際しては、チャンネル領域、ソース領域
は、本願発明者等の発明によるGaAsの1分子層ずつ成長
できる分子層エピタキシャル成長法、および光分子層エ
ピタキシャル成長法、気相成長法、MOCVD法、MBE法、イ
オン注入法等が使用できる。ソース、ゲート、ドレイン
の電極の形成は真空蒸着(抵抗加熱、電子ビーム加熱、
スパッタ法)法、プラズマエッチング、フォトエッチン
グ、フォトリングラフィ等の組合せにより形成できる。
また、半導体材料はGaAsに限らずInP、InAs、II−VI族
半導体その混晶等の半導体でも良いし、ゲート領域はIn
1-xGaxP、In1-xGaxAsでも良いことは言うまでもない。
In manufacturing the device, the channel region and the source region are formed by a molecular layer epitaxial growth method capable of growing one molecular layer of GaAs according to the invention of the present inventors, a photomolecular layer epitaxial growth method, a vapor phase growth method, a MOCVD method, and an MBE method. , Ion implantation or the like can be used. Source, gate and drain electrodes are formed by vacuum evaporation (resistance heating, electron beam heating,
It can be formed by a combination of (sputtering method), plasma etching, photoetching, photolinography and the like.
In addition, the semiconductor material is not limited to GaAs, and may be a semiconductor such as InP, InAs, II-VI group semiconductor, or a mixed crystal thereof.
It goes without saying that 1-x Ga x P or In 1-x Ga x As may be used.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、従来のトランジスタで
は得られない高い周波数領域で増幅、発振等の三端子動
作する高速、低雑音のトンネル注入型静電誘導トランジ
スタが得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a high-speed, low-noise, tunnel-injection-type electrostatic induction transistor that operates in three terminals such as amplification and oscillation in a high frequency region, which cannot be obtained by a conventional transistor, can be obtained. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図〜第4図は本発明の動作を説明する断面図、第5
図〜第8図はそれぞれ本発明の各実施例に係るトンネル
注入型静電誘導トランジスタの断面図である。 1……ドレインとなるべきn+基板、2,10……チャンネ
ル、3……トンネル注入領域、4……ソース領域、5…
…GaAsよりも禁制帯幅の広い半導体で形成されるゲート
領域、6……ドレイン電極、7……ソース電極、8……
ゲート電極、9……絶縁物。
1 to 4 are sectional views for explaining the operation of the present invention.
FIG. 8 to FIG. 8 are cross-sectional views of a tunnel injection type static induction transistor according to each embodiment of the present invention. 1 ... n + substrate to be drain, 2,10 ... channel, 3 ... tunnel injection region, 4 ... source region, 5 ...
... A gate region formed of a semiconductor having a wider bandgap than GaAs, 6... A drain electrode, 7... A source electrode, 8.
Gate electrode, 9 ... insulator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 潤一 宮城県仙台市米ケ袋1丁目6番16号 (72)発明者 本谷 薫 宮城県仙台市米ケ袋2丁目1番9号406 (56)参考文献 特開 昭53−57769(JP,A) 特開 昭57−75464(JP,A) 特開 昭57−186374(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junichi Nishizawa 1-6-16 Yonegabukuro, Sendai City, Miyagi Prefecture (72) Inventor Kaoru 2-9-9 Yonegabukuro, Sendai City, Miyagi Prefecture 406 (56) References Special JP-A-53-57769 (JP, A) JP-A-57-75464 (JP, A) JP-A-57-186374 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1導電型の高不純物密度のドレイン領域
と、このドレイン領域上に形成された前記第1導電型と
反対の第2導電型の半導体領域を少なくとも一部に有す
るチャンネル領域と、このチャンネル領域上に形成され
た前記第1導電型の高不純物密度領域と、この高不純物
密度領域上に形成された前記第2導電型の高不純物密度
のソース領域と、前記チャンネルの第1導電型の高不純
物密度領域と前記ソース領域によりトンネル注入領域と
なし、前記チャンネルの第2導電型半導体領域に接触
し、かつ、前記チャンネル内のソース領域近傍に生じる
電位障壁のピーク(イントリンシックゲート)とソース
領域間の距離をキャリアの平均自由行程以下とする位置
に形成された前記チャンネルよりも禁制帯幅の大きい半
導体よりなるゲート領域であって、このゲート領域が端
部の共通する網目状或いは線状に形成されており、前記
ゲートとゲート幅(ゲート間隔)の寸法が前記チャンネ
ル領域の不純物密度より決まるデバイ長λに対して、
2λ以内であることを特徴とするトンネル注入型静電
誘導トランジスタ。
A drain region having a high impurity density of a first conductivity type; and a channel region formed on the drain region and having at least a portion of a second conductivity type semiconductor region opposite to the first conductivity type. A high impurity density region of the first conductivity type formed on the channel region; a source region of the second conductivity type having a high impurity density formed on the high impurity density region; A peak of an electric potential barrier (intrinsic gate) formed near the source region in the channel and in contact with the second conductivity type semiconductor region of the channel by forming a tunnel injection region by the high impurity density region of the conductivity type and the source region. ) And a gate made of a semiconductor having a larger forbidden band width than the channel formed at a position where the distance between the source region and the mean free path of carriers is smaller than or equal to A band, the gate region is formed on the common reticulated or linear end, the Debye length lambda D dimensions are determined than the impurity density of the channel region of the gate and the gate width (gate spacing) for,
Tunnel injection type static induction transistor which is characterized in that within 2 [lambda] D.
【請求項2】特許請求の範囲第1項記載において、ゲー
ト領域がチャンネル領域の半導体と格子定数補正されて
なるトンネル注入型静電誘導トランジスタ。
2. A tunnel injection type static induction transistor according to claim 1, wherein the gate region and the semiconductor in the channel region are lattice-corrected.
【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項のいず
れかの記載において、ゲート領域に接して設けられるゲ
ート電極がゲート領域に対して抵抗性接触とならない金
属材料で形成されてなるトンネル注入型静電誘導トラン
ジスタ。
3. A gate electrode according to claim 1, wherein the gate electrode provided in contact with the gate region is formed of a metal material that does not make a resistive contact with the gate region. Tunnel injection type static induction transistor.
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