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JPH0212016B2 - - Google Patents
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JPH0212016B2 - - Google Patents

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JPH0212016B2
JPH0212016B2 JP56149170A JP14917081A JPH0212016B2 JP H0212016 B2 JPH0212016 B2 JP H0212016B2 JP 56149170 A JP56149170 A JP 56149170A JP 14917081 A JP14917081 A JP 14917081A JP H0212016 B2 JPH0212016 B2 JP H0212016B2
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JP
Japan
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gate
electrode
field effect
source
gate electrode
Prior art date
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Application number
JP56149170A
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Japanese (ja)
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JPS5850780A (en
Inventor
Kazuhiko Honjo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/611Insulated-gate field-effect transistors [IGFET] having multiple independently-addressable gate electrodes influencing the same channel
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes
    • H10D30/87FETs having Schottky gate electrodes, e.g. metal-semiconductor FETs [MESFET]
    • H10D30/873FETs having Schottky gate electrodes, e.g. metal-semiconductor FETs [MESFET] having multiple gate electrodes

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電界効果トランジスタに関するもので
ある。近年砒化ガリウム(GaAs)等の半導体を
用いた電界効果トランジスタの開発が行われてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to field effect transistors. In recent years, field effect transistors using semiconductors such as gallium arsenide (GaAs) have been developed.

この電界効果トランジスタの高利得化、低雑音
化を計るために、ゲート・ソース間抵抗をいかに
して減らすかが重要な課題の一つである。このゲ
ート・ソース間の単位デバイス幅当りの抵抗は、
ゲート電極とソース電極との間の距離、キヤリア
が存在するチヤンネル部の厚み、キヤリア濃度、
キヤリアの移動度に依存する。このときチヤンネ
ル部の厚みは、半導体表面付近が空乏化している
ために空乏化された分だけ狭められている。従来
このゲート・ソース間抵抗を減らすためにゲート
電極とソース電極との間の距離を短くすると、さ
らにゲートをリセスすることなどの方法がとられ
ている。しかしながら、半導体表面に生じた空乏
層(表面空乏層)を取り除くことによつて、ゲー
ト・ソース間抵抗を減らすことは行われていな
い。
In order to increase the gain and reduce the noise of this field effect transistor, one of the important issues is how to reduce the gate-source resistance. The resistance per unit device width between the gate and source is
The distance between the gate electrode and the source electrode, the thickness of the channel where carriers exist, the carrier concentration,
Depends on carrier mobility. At this time, since the vicinity of the semiconductor surface is depleted, the thickness of the channel portion is narrowed by the amount of depletion. Conventionally, in order to reduce this gate-source resistance, methods such as shortening the distance between the gate electrode and the source electrode and further recessing the gate have been used. However, the gate-source resistance has not been reduced by removing the depletion layer (surface depletion layer) formed on the semiconductor surface.

本発明の目的は、半導体の表面空乏層を取り除
くことにより、ゲート・ソース間抵抗を減らすこ
とができる電界効果トランジスタを提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a field effect transistor whose gate-source resistance can be reduced by removing the surface depletion layer of the semiconductor.

本発明によれば、ソース、ゲートおよびドレイ
ンの3電極からなる電界効果トランジスタのソー
ス電極とドレイン電極との間の動作層上に、ゲー
ト電極も含めて覆う絶縁膜を設け、該絶縁膜上に
前記動作層全体を覆う第二の絶縁ゲート電極を設
けたことを特徴とする電界効果トランジスタが得
られる。
According to the present invention, an insulating film is provided on the active layer between the source electrode and the drain electrode of a field effect transistor consisting of three electrodes, a source, a gate, and a drain, and covers the gate electrode. A field effect transistor is obtained, characterized in that a second insulated gate electrode is provided that covers the entire active layer.

本発明においては、第二の絶縁ゲート電極を直
流バイアスすることにより表面空乏層を取り除く
ことができるため、ゲート・ソース間抵抗が小さ
くなり高利得、低雑音が実現できる。
In the present invention, the surface depletion layer can be removed by DC biasing the second insulated gate electrode, so that the gate-source resistance is reduced and high gain and low noise can be achieved.

以下、本発明の詳細を図面を用いて説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained using the drawings.

第1図は本発明の一実施例であるところの電界
効果トランジスタを示す図で、aは断面図、bは
平面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a field effect transistor which is an embodiment of the present invention, in which a is a cross-sectional view and b is a plan view.

第2図は本発明の電界効果トランジスタを用い
た増幅回路である。
FIG. 2 shows an amplifier circuit using the field effect transistor of the present invention.

第1図aにおいて半絶縁性GaAs基板5にイオ
ン注入により形成されたn層4上にオーミツク接
合を形成する金属からなるソース電極2と、同じ
くオーミツク接合を形成する金属からなるドレイ
ン電極3が設けられている。前記ソース電極2と
ドレイン電極3の間には、シヨツトキー接合を形
成する金属からなる第一のゲート電極1が設けら
れている。
In FIG. 1a, a source electrode 2 made of a metal that forms an ohmic junction and a drain electrode 3 made of a metal that also forms an ohmic junction are provided on an n-layer 4 formed by ion implantation into a semi-insulating GaAs substrate 5. It is being A first gate electrode 1 made of metal and forming a Schottky junction is provided between the source electrode 2 and drain electrode 3.

ソース電極2のドレイン電極側の端42と、ド
レイン電極3のソース電極側の端43との間の表
面には、前記第一のゲート電極1も合せて覆うよ
うに絶縁膜6が設けられ、該絶縁膜6上には第二
のゲート電極7が設けられている。8は前記第二
のゲート電極7を設けないときの表面空乏層を示
している。
An insulating film 6 is provided on the surface between the end 42 of the source electrode 2 on the drain electrode side and the end 43 of the drain electrode 3 on the source electrode side so as to cover the first gate electrode 1 as well, A second gate electrode 7 is provided on the insulating film 6. 8 indicates a surface depletion layer when the second gate electrode 7 is not provided.

第1図bにおいて、9は前記第一のゲート電極
1のボンデイングバツドであり、10は前記第二
のゲート電極7のボンデイングパツドである。
In FIG. 1b, 9 is a bonding pad of the first gate electrode 1, and 10 is a bonding pad of the second gate electrode 7. In FIG.

第2図において、32は本発明の電界効果トラ
ンジスタを表わす記号で、34はソース電極、3
3はドレイン電極、36は第一ゲート電極、35
は第二ゲート電極である。第一ゲート電極1と増
幅器入力端子21の間には直流阻止用キヤパシタ
23が設けられ前記入力端子21には入力
VSWR低減用の抵抗22が並列に設けられてい
る。また第一ゲート電極36には第1ゲートバイ
アス用直流負電圧25が抵抗24を通じて加えら
れている。前記第二のゲート電極35には第二ゲ
ートバイアス用直流正電圧26が加えられてい
る。ソース電極34は接地され、ドレイン電極3
3と増幅器出力端子30の間には直流阻止用キヤ
パシタ31が設けられている。ドレインバイアス
用正電圧29は負荷抵抗28を通じてドレイン電
極33に加えられ、該負荷抵抗28とドレインバ
イアス用正電圧の間はキヤパシタ27によつて交
流的に短絡されている。
In FIG. 2, 32 is a symbol representing a field effect transistor of the present invention, 34 is a source electrode, and 3 is a symbol representing a field effect transistor of the present invention.
3 is a drain electrode, 36 is a first gate electrode, 35
is the second gate electrode. A DC blocking capacitor 23 is provided between the first gate electrode 1 and the amplifier input terminal 21, and the input terminal 21 is provided with a DC blocking capacitor 23.
A resistor 22 for reducing VSWR is provided in parallel. Further, a first gate bias DC negative voltage 25 is applied to the first gate electrode 36 through the resistor 24 . A second gate bias DC positive voltage 26 is applied to the second gate electrode 35 . The source electrode 34 is grounded, and the drain electrode 3
A DC blocking capacitor 31 is provided between the amplifier output terminal 30 and the amplifier output terminal 30. A drain bias positive voltage 29 is applied to the drain electrode 33 through a load resistor 28, and the load resistor 28 and the drain bias positive voltage are short-circuited by a capacitor 27 in an alternating current manner.

このような電界効果トランジスタにおいて、前
記第二のゲート電極を正電圧にバイアスすること
によりnチヤンネル表面に生じた空乏層を完全に
打ち消すことができ、ゲート・ソース間抵抗を減
らすことができる。これにより増幅利得を増し、
かつ低雑音化することが可能になる。
In such a field effect transistor, by biasing the second gate electrode to a positive voltage, the depletion layer formed on the n-channel surface can be completely canceled out, and the gate-source resistance can be reduced. This increases the amplification gain,
Moreover, it becomes possible to reduce noise.

このように本発明によれば、表面空乏層の生じ
たFETチヤンネル部の上に絶縁された第二のゲ
ート電極を設け、この第二ゲート電極をバイアス
することにより表面空乏層を完全に無くするた
め、平面構造のFETにおいても低いゲート・ソ
ース抵抗を実現でき、特に集積回路においてその
効果は著しい。
As described above, according to the present invention, an insulated second gate electrode is provided above the FET channel portion where a surface depletion layer has occurred, and the surface depletion layer is completely eliminated by biasing this second gate electrode. Therefore, low gate-source resistance can be achieved even in FETs with a planar structure, and this effect is particularly remarkable in integrated circuits.

なお、本実施例においては第一ゲートはシヨツ
トキー接合ゲートであるが、第一ゲートはシヨツ
トキー接合ゲートに限らず、p−n接合ゲート、
絶縁ゲートのいずれであつてもよい。また半導体
基板もGaAsに限らない。さらに、チヤンネルも
nチヤンネルに限らずpチヤンネルでもよい。
Note that in this embodiment, the first gate is a Schottky junction gate, but the first gate is not limited to a Schottky junction gate, and may also be a pn junction gate,
It may be any type of insulated gate. Furthermore, the semiconductor substrate is not limited to GaAs. Furthermore, the channel is not limited to an n-channel, but may be a p-channel.

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

第1図は、本発明の一実施例である電界効果ト
ランジスタであり、aは断面図、bは平面図であ
る。第2図は前記電界効果トランジスタを用いた
増幅器である。第1図において、1は第一ゲート
電極、2はソース電極、3はドレイン電極、5は
半絶縁性GaAs、4はn層、6は絶縁膜、7は第
二ゲート電極、42および43は各々ソース電極
およびドレイン電極の端を表わす。9は第一ゲー
ト用ボンデイングパツド、10は第二ゲート用ボ
ンデイングパツドである。第2図において、2
2,24,28は抵抗、23,27,31はキヤ
パシタ、25,26,29は直流電圧源、21は
増幅器入力端子、30は増幅器出力端子である。
32は本発明による電界効果トランジスタで3
3,34,35,36は各々ドレイン、ソース、
第二ゲート、第一ゲートの電極である。
FIG. 1 shows a field effect transistor that is an embodiment of the present invention, in which a is a cross-sectional view and b is a plan view. FIG. 2 shows an amplifier using the field effect transistor. In FIG. 1, 1 is a first gate electrode, 2 is a source electrode, 3 is a drain electrode, 5 is a semi-insulating GaAs, 4 is an n layer, 6 is an insulating film, 7 is a second gate electrode, 42 and 43 are They represent the ends of the source and drain electrodes, respectively. 9 is a bonding pad for the first gate, and 10 is a bonding pad for the second gate. In Figure 2, 2
2, 24, and 28 are resistors, 23, 27, and 31 are capacitors, 25, 26, and 29 are DC voltage sources, 21 is an amplifier input terminal, and 30 is an amplifier output terminal.
32 is a field effect transistor according to the present invention;
3, 34, 35, 36 are drain, source,
These are the electrodes of the second gate and the first gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ソース、ゲートおよびドレインの3電極から
なる電界効果トランジスタのソース電極とドレイ
ン電極との間の動作層上に、ゲート電極も含めて
覆う絶縁膜を設け、該絶縁膜上に前記動作層全体
を覆う絶縁された第二のゲート電極を設けたこと
を特徴とする電界効果トランジスタ。
1. An insulating film covering the gate electrode is provided on the active layer between the source electrode and the drain electrode of a field effect transistor consisting of three electrodes, a source, a gate, and a drain, and the entire active layer is covered on the insulating film. A field effect transistor characterized in that a covering insulated second gate electrode is provided.
JP56149170A 1981-09-21 1981-09-21 Field effect transistor Granted JPS5850780A (en)

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JPS6349017A (en) * 1986-08-19 1988-03-01 株式会社クボタ threshing machine
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