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JPH07297408A - Tunnel transistor and its manufacture - Google Patents

Tunnel transistor and its manufacture

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Publication number
JPH07297408A
JPH07297408A JP8705994A JP8705994A JPH07297408A JP H07297408 A JPH07297408 A JP H07297408A JP 8705994 A JP8705994 A JP 8705994A JP 8705994 A JP8705994 A JP 8705994A JP H07297408 A JPH07297408 A JP H07297408A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
degenerate
forming
gaas
Prior art date
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JP8705994A
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Japanese (ja)
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JP2630252B2 (en
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Tetsuya Uemura
哲也 植村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH07297408A publication Critical patent/JPH07297408A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a transistor which can be improved in degree of integration and operating speed and utilizes a tunnel phenomenon. CONSTITUTION:After successively forming an n<+>-type GaAs layer 2 which becomes a source, undoped GaAs layer 3, p<+>-type GaAs layer 4 which becomes a drain, and undoped GaAs layer 5 which becomes a current barrier layer on an semi-insulating GaAs substrate 1, the layers 3, 4, and 5 on the layer 2 are etched in the form of a mesa. Then a n<+>-type GaAs layer 6 which becomes a channel layer and undoped A GaAs layer 7 which becomes a gate insulating film are successively formed on the exposed side face of the mesa and a Schottky electrode 8 is provided on the layer 7. As a result, an inter-band tunnel junction is formed at the contacts between the layer 6 and the layers 4 and 3 on the side face of the mesa. On the other hand, no leak current flows between the drain 4 constituting the upper part of the mesa and the N<+>-type GaAs 6 of the channel layer due to the undoped GaAs layer 5. Therefore, the P/V ratio of the negative resistance characteristic is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高集積化,高速動作が
可能なトンネル現象利用のトランジスタに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transistor utilizing a tunnel phenomenon which can be highly integrated and can operate at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体表面におけるp+ −n+ 接合での
トンネル現象を利用し、通常のSiMOSFETやGa
As MESFETとは動作原理の異なるトランジスタ
としてトンネルトランジスタが提案されている。このデ
バイスについては例えば、植村による特願平6−020
707号明細書に記載されている。このトランジスタ
は、MOSFETの微細化の極限で問題となってくるア
バランシーやトンネル効果を積極的に利用したものであ
り、高集積化を可能にする。この従来のトンネルトラン
ジスタの構造と動作を、その構造図を元に簡単に説明す
る。
2. Description of the Related Art Utilizing a tunneling phenomenon at a p + -n + junction on a semiconductor surface, a normal Si MOSFET or Ga is used.
A tunnel transistor has been proposed as a transistor whose operating principle is different from that of As MESFET. Regarding this device, for example, Japanese Patent Application No. 6-020 by Uemura
No. 707. This transistor positively utilizes the avalanche and tunnel effect, which are problems at the limit of miniaturization of MOSFET, and enables high integration. The structure and operation of this conventional tunnel transistor will be briefly described with reference to the structural diagram.

【0003】図2は、従来のトンネルトランジスタの構
造模式図である。この従来のトンネルトランジスタは、
縮退していない基板1と、一導電型を有し縮退している
第1の半導体2と、縮退していない第2の半導体3と、
第1の半導体2と反対の導電型を有する第3の半導体4
と、第2の半導体3上に設けられた第5の半導体6と、
第5の半導体6上に設けられた第6の半導体7と、第6
の半導体7上に設けられたゲート電極8と、第1の半導
体2とオーミック接触を形成するソース電極9と、第3
の半導体4とオーミック接触を形成するドレイン電極1
0とから構成されている。
FIG. 2 is a schematic diagram of the structure of a conventional tunnel transistor. This conventional tunnel transistor
A non-degenerate substrate 1, a degenerate first semiconductor 2 having one conductivity type, and a non-degenerate second semiconductor 3.
A third semiconductor 4 having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor 2.
And a fifth semiconductor 6 provided on the second semiconductor 3,
A sixth semiconductor 7 provided on the fifth semiconductor 6, and a sixth semiconductor
A gate electrode 8 provided on the semiconductor 7, a source electrode 9 forming an ohmic contact with the first semiconductor 2, and a third electrode
Drain electrode 1 forming ohmic contact with the semiconductor 4 of
It is composed of 0 and 0.

【0004】この従来のトンネルトランジスタの動作に
ついて、基板1に半絶縁性GaAs、第1の半導体2に
+ −GaAs、第2の半導体3にアンドープGaA
s、第3の半導体4にp+ −GaAs、第5の半導体6
にn+ −GaAs、第7の半導体7にi−Al0.3 Ga
0.7 As、ゲート電極8にAl、ソース電極9にAuG
e、ドレイン電極10にAuZnを用いた例について説
明する。
Regarding the operation of this conventional tunnel transistor, semi-insulating GaAs is used for the substrate 1, n + -GaAs is used for the first semiconductor 2, and undoped GaA is used for the second semiconductor 3.
s, p + -GaAs on the third semiconductor 4, and the fifth semiconductor 6
To n + -GaAs and the seventh semiconductor 7 to i-Al 0.3 Ga
0.7 As, Al for the gate electrode 8 and AuG for the source electrode 9
e, an example using AuZn for the drain electrode 10 will be described.

【0005】第5の半導体6は第1,第2および第3の
半導体2,3,4に接しているが、第3の半導体4に接
している部分は完全に空乏化するように第5の半導体6
のキャリア濃度と厚さを適当に選ぶ。このとき、第3の
半導体4と第2の半導体3上に第5の半導体6との間に
バンド間トンネル接合が形成され、その電流電圧特性に
負性抵抗特性が得られる。メサエッチングにより第3の
半導体4がトンネル接合部で先鋭化しているため、電界
集中が生じ、大きなトンネル電流が流れる。第2の半導
体3上の第5の半導体6はチャネルとして作用し、ソー
スの第1の半導体2に接する。ゲート電圧により、第5
の半導体6のキャリア濃度を変化させることで、トンネ
ル電流を変調でき、トランジスタ動作が得られる。
The fifth semiconductor 6 is in contact with the first, second and third semiconductors 2, 3 and 4, but the portion in contact with the third semiconductor 4 is fully depleted in the fifth semiconductor 6. Semiconductor 6
Appropriately select the carrier concentration and thickness of. At this time, an inter-band tunnel junction is formed between the third semiconductor 4 and the fifth semiconductor 6 on the second semiconductor 3, and the current-voltage characteristic thereof has a negative resistance characteristic. Since the third semiconductor 4 is sharpened at the tunnel junction portion by the mesa etching, electric field concentration occurs and a large tunnel current flows. The fifth semiconductor 6 on the second semiconductor 3 acts as a channel and contacts the source first semiconductor 2. 5th depending on the gate voltage
By changing the carrier concentration of the semiconductor 6, the tunnel current can be modulated and a transistor operation can be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来のトンネルトラン
ジスタでは、図からわかるように、メサ上部において、
第3の半導体と第5の半導体との接合ができ、この部分
を通して、バンド間トンネル電流以外の余分な電流が流
れる。この結果、負性抵抗特性におけるバレイ電流が増
加し、そのピーク電流対バレイ電流の比(P/V比)は
減少し、機能素子としての応用が困難になる。
In the conventional tunnel transistor, as can be seen from the figure, in the upper part of the mesa,
A junction is formed between the third semiconductor and the fifth semiconductor, and an extra current other than the band-to-band tunnel current flows through this portion. As a result, the valley current in the negative resistance characteristic increases, the ratio of the peak current to the valley current (P / V ratio) decreases, and it becomes difficult to apply it as a functional element.

【0007】本発明の目的は、負性抵抗特性のP/V比
を従来の構造に比べ増加したトンネルトランジスタを提
供することにある。
An object of the present invention is to provide a tunnel transistor in which the P / V ratio of the negative resistance characteristic is increased as compared with the conventional structure.

【0008】本発明の他の目的は、このようなトンネル
トランジスタの製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing such a tunnel transistor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のトンネルトラン
ジスタは、基板上の一部に、一導電型を有する縮退した
第1の半導体と、縮退していない第2の半導体と、前記
第1の半導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半導
体と、縮退していない第4の半導体との積層構造を有
し、少なくとも前記第2の半導体の露出表面に第1の半
導体と同一の導電型を有し、前記第2の半導体よりも禁
止帯幅が同じもしくは狭い材料からなる縮退した第5の
半導体と、前記第5の半導体の層上に前記第5の半導体
よりも禁止帯幅の広い第6の半導体層と、前記第5の半
導体の層上のショットキー電極と、前記第1の半導体と
第3の半導体にそれぞれオーミック接合を形成する一対
の電極とを有することを特徴としている。
In a tunnel transistor of the present invention, a degenerate first semiconductor having one conductivity type, a non-degenerate second semiconductor, and the first semiconductor are provided on a part of a substrate. The semiconductor device has a laminated structure of a degenerate third semiconductor having a conductivity type opposite to that of the semiconductor and a non-degenerate fourth semiconductor, and at least the same surface as the first semiconductor is formed on the exposed surface of the second semiconductor. A degenerate fifth semiconductor made of a material having a conductivity type and having the same or a narrower bandgap than the second semiconductor; and a bandgap on the layer of the fifth semiconductor, the bandgap wider than the fifth semiconductor. A wide sixth semiconductor layer, a Schottky electrode on the fifth semiconductor layer, and a pair of electrodes forming ohmic junctions with the first semiconductor and the third semiconductor, respectively. There is.

【0010】また本発明のトンネルトランジスタの製造
方法は、基板上に、一導電型を有する縮退した第1の半
導体と、縮退していない第2の半導体と、前記第1の半
導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半導体と、縮
退していない第4の半導体とを積層する工程と、ドレイ
ン領域をメサ形状に残し、前記第1の半導体の一部を露
出させる工程と、以上の構造の表面に、チャネル層とな
る第5の半導体を形成する工程と、前記第5の半導体上
に、ゲート絶縁層となる第6の半導体を形成する工程
と、前記第6の半導体上にゲート電極を形成する工程
と、前記露出された第1の半導体上にソース電極を形成
する工程と、前記第3の半導体上に、ドレイン電極を形
成する工程と、を含むことを特徴としている。
According to the method of manufacturing a tunnel transistor of the present invention, a degenerate first semiconductor having one conductivity type, a non-degenerate second semiconductor, and a conductivity opposite to the first semiconductor are formed on a substrate. Stacking a degenerate third semiconductor having a mold and a non-degenerate fourth semiconductor; leaving a drain region in a mesa shape to expose a part of the first semiconductor; Forming a fifth semiconductor to be a channel layer on the surface of the structure, forming a sixth semiconductor to be a gate insulating layer on the fifth semiconductor, and forming a sixth semiconductor on the sixth semiconductor. The method is characterized by including a step of forming a gate electrode, a step of forming a source electrode on the exposed first semiconductor, and a step of forming a drain electrode on the third semiconductor.

【0011】[0011]

【作用】従来のトンネルトランジスタのメサ上部におけ
る第3の半導体と第5の半導体との間に電流障壁層とな
る第4の半導体を挿入することにより、この間を流れる
リーク電流を減らし、P/V比の増加をはかれる。
By inserting the fourth semiconductor serving as the current barrier layer between the third semiconductor and the fifth semiconductor in the upper portion of the mesa of the conventional tunnel transistor, the leak current flowing between them is reduced, and P / V is reduced. The ratio can be increased.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の実施例を示す模式図であ
る。図1において図2と同じ記号は図3と同等物で同一
機能を果たすものである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. 1, the same symbols as those in FIG. 2 are equivalent to those in FIG. 3 and have the same functions.

【0014】このトンネルトランジスタは、基板1上の
一部に一導電型を有する縮退した第1の半導体2と、縮
退していない第2の半導体3と、第1の半導体2と反対
の導電型を有し縮退した第3の半導体4と、縮退してい
ない第4の半導体5との積層構造を有し、第1,第2,
第3,第4の半導体2,3,4,5の露出表面に、第1
の半導体2と同一の導電型を有し、第2の半導体3より
も禁止帯幅が同じもしくは狭い材料からなる縮退した第
5の半導体6と、第5の半導体6上に第5の半導体6よ
りも禁止帯幅の広い第6の半導体7と、第6の半導体7
上に設けられたゲート電極8と、第1の半導体2とオー
ミック接触を形成するソース電極9と、第3の半導体4
とオーミック接触を形成するドレイン電極10とを有し
ている。
This tunnel transistor includes a degenerate first semiconductor 2 having one conductivity type on a part of a substrate 1, a non-degenerate second semiconductor 3, and a conductivity type opposite to that of the first semiconductor 2. And a degenerate third semiconductor 4 and a non-degenerate fourth semiconductor 5 have a stacked structure.
On the exposed surfaces of the third, fourth semiconductors 2, 3, 4, 5 the first
Second semiconductor 6 having the same conductivity type as that of the second semiconductor 3 and having the same or narrower bandgap than the second semiconductor 3, and the fifth semiconductor 6 on the fifth semiconductor 6 A sixth semiconductor 7 having a bandgap wider than that of the sixth semiconductor 7
A gate electrode 8 provided thereon, a source electrode 9 forming an ohmic contact with the first semiconductor 2, and a third semiconductor 4
And a drain electrode 10 forming an ohmic contact with.

【0015】一例として、基板1に半絶縁性GaAs、
第1の半導体2にn+ −GaAs、第2の半導体3にア
ンドープGaAs、第3の半導体4にp+ −GaAs、
第4の半導体5にアンドープGaAs、第5の半導体6
にn+ −GaAs、第6の半導体7にアンドープAl
0.3 Ga0.7 As、ゲート電極8にAl、ソース電極9
にAuGe、ドレイン電極10にAuZnを用いる。
As an example, the substrate 1 is made of semi-insulating GaAs,
N + -GaAs for the first semiconductor 2, undoped GaAs for the second semiconductor 3, p + -GaAs for the third semiconductor 4,
Undoped GaAs as the fourth semiconductor 5 and the fifth semiconductor 6
Is n + -GaAs, and the sixth semiconductor 7 is undoped Al.
0.3 Ga 0.7 As, Al for gate electrode 8 and source electrode 9
And AuZn for the drain electrode 10.

【0016】第5の半導体6は、第1,第2,第3およ
び第4の半導体2.3,4,5に接しているが、第3の
半導体4に接している部分は完全に空乏化するように第
5の半導体6のキャリア濃度と厚さを適当に選ぶ。この
とき、第3の半導体4と第2の半導体3上の第5の半導
体6との間にバンド間トンネル接合が形成される。メサ
エッチングにより第3の半導体4がトンネル接合部で先
鋭化しているため、電界集中が生じ、大きなトンネル電
流が流れる。第2の半導体3上の第5の半導体6はチャ
ネルとして作用し、ソースの第1の半導体2に接する。
ゲート電圧により、第5の半導体6のキャリア濃度を変
化させることができ、トンネル電流を変調できる。ここ
で、第4の半導体5が第3の半導体4と第5の半導体6
との間に挿入されていることにより、この部分を流れる
電流成分は抑制され、ソース・ドレイン間にはメサ側面
に形成されたバンド間接合を流れる電流成分のみとな
る。この結果、負性抵抗特性を劣化させる要因であるリ
ーク電流が少なくなり、特性が向上する。
The fifth semiconductor 6 is in contact with the first, second, third and fourth semiconductors 2.3, 4, 5, but the part in contact with the third semiconductor 4 is completely depleted. The carrier concentration and the thickness of the fifth semiconductor 6 are appropriately selected so as to be made uniform. At this time, an interband tunnel junction is formed between the third semiconductor 4 and the fifth semiconductor 6 on the second semiconductor 3. Since the third semiconductor 4 is sharpened at the tunnel junction portion by the mesa etching, electric field concentration occurs and a large tunnel current flows. The fifth semiconductor 6 on the second semiconductor 3 acts as a channel and contacts the source first semiconductor 2.
The carrier concentration of the fifth semiconductor 6 can be changed by the gate voltage, and the tunnel current can be modulated. Here, the fourth semiconductor 5 is the third semiconductor 4 and the fifth semiconductor 6.
Since it is inserted between and, the current component flowing through this portion is suppressed, and only the current component flowing through the interband junction formed on the side surface of the mesa is provided between the source and the drain. As a result, the leak current, which is a factor that deteriorates the negative resistance characteristic, is reduced, and the characteristic is improved.

【0017】このような構造のトンネルトランジスタ
は、次のようにして作製する。
The tunnel transistor having such a structure is manufactured as follows.

【0018】まず、図3に示すように、基板1をMBE
装置に導入し、基板上に分子線エピタキシャル法により
第1の半導体2から第4の半導体5として、n+ −Ga
As(1×1019cm-3,300nm)、アンドープG
aAs(200nm)、p+−GaAs(1×1020
-3,100nm)、アンドープGaAs(50nm)
を、基板温度520℃で順次成長する。
First, as shown in FIG. 3, the substrate 1 is MBE
The first semiconductor 2 to the fourth semiconductor 5 are introduced into a device by a molecular beam epitaxial method on a substrate to obtain n + -Ga.
As (1 × 10 19 cm −3 , 300 nm), undoped G
aAs (200 nm), p + -GaAs (1 × 10 20 c
m -3 , 100 nm), undoped GaAs (50 nm)
Are sequentially grown at a substrate temperature of 520 ° C.

【0019】次に、図4に示すように、リソグラフィと
エッチングによりドレイン領域をメサ形状に残し、第1
の半導体2であるn+ −GaAsの一部を露出させる。
有機洗浄によるクリーニングを行った後、再び試料をM
BE装置に導入し、図5に示すように、形成した構造表
面にチャネル層となる第5の半導体6のn+ −GaAs
(1×1019cm-3,1.2nm)、およびゲート絶縁
層となる第6の半導体7のアンドープAl0.3 Ga0.7
As(40nm)を再成長させる。その後、ゲート電極
のAlを蒸着する。
Next, as shown in FIG. 4, the drain region is left in a mesa shape by lithography and etching, and the first region is formed.
A part of n + -GaAs which is the semiconductor 2 of is exposed.
After cleaning by organic washing, the sample is again M
As shown in FIG. 5, the n + -GaAs of the fifth semiconductor 6 which will be a channel layer on the surface of the formed structure was introduced into the BE device.
(1 × 10 19 cm −3 , 1.2 nm), and undoped Al 0.3 Ga 0.7 of the sixth semiconductor 7 to be the gate insulating layer.
Re-grow As (40 nm). After that, Al for the gate electrode is deposited.

【0020】次に、図6に示すように、Alおよび第
6,第5,第4の半導体7,6,5層をゲート電極8の
形状にエッチングする。
Next, as shown in FIG. 6, Al and the sixth, fifth and fourth semiconductor layers 7, 6 and 5 are etched into the shape of the gate electrode 8.

【0021】次に、図7に示すように、リフトオフによ
り、AuGeを第1の半導体2のn+ −GaAs上に形
成し、アロイすることでソース電極9とする。最後にリ
フトオフによりドレイン電極10であるAuZnを第3
の半導体4であるp+ −GaAs上に形成し、トンネル
トランジスタの作製を完了する。
Next, as shown in FIG. 7, AuGe is formed on n + -GaAs of the first semiconductor 2 by lift-off and alloyed to form the source electrode 9. Finally, by performing lift-off, the AuZn, which is the drain electrode 10, is formed into a third layer.
It is formed on p + -GaAs which is the semiconductor 4 of, and the fabrication of the tunnel transistor is completed.

【0022】作製したトンネルトランジスタは、順方向
バイアス下でゲート電圧に依存した負性抵抗特性を示し
た。従来の構造に比べ、バレイ電流の抑制の結果、P/
V比はおよそ3倍程度増加した。
The fabricated tunnel transistor exhibited a negative resistance characteristic depending on the gate voltage under forward bias. As a result of suppressing the valley current, P /
The V ratio increased by about 3 times.

【0023】以上の本発明の実施例では、第1の半導
体、第5の半導体の導電型としてn型、第3の半導体と
してp型のものしか示さなかったが、これらの導電型を
逆にしても同様の動作が得られる。第4の半導体として
はリーク電流を抑制できる層であれば、他の材料でもよ
い。また、第5の半導体をチャネル層とした構造につい
て示したが、第5の半導体として、第2の半導体よりも
その禁止帯幅が広く、かつ第1の半導体と同じ導電型を
示すイオン化不純物を含有した層を用い、第2の半導体
表面にチャネル層が形成される構造のトランジスタに適
用することも可能である。さらに、用いる材料として、
GaAs/AlGaAs系以外にも、SiGe/Si、
Ge/GaAs、InGaAs/InAlAs、GaS
b/AlGaSbなど他の半導体でも本発明が適用でき
ることは明らかである。
In the above embodiments of the present invention, only the n-type and the p-type as the third semiconductor and the third semiconductor are shown as the conductivity type. However, these conductivity types are reversed. However, the same operation can be obtained. As the fourth semiconductor, another material may be used as long as it is a layer capable of suppressing the leak current. Further, the structure in which the fifth semiconductor is used as the channel layer has been described, but as the fifth semiconductor, an ionized impurity having a wider band gap than the second semiconductor and having the same conductivity type as the first semiconductor is used. It is also possible to apply to a transistor having a structure in which a channel layer is formed on the second semiconductor surface by using the contained layer. Furthermore, as the material to be used,
Besides GaAs / AlGaAs system, SiGe / Si,
Ge / GaAs, InGaAs / InAlAs, GaS
It is obvious that the present invention can be applied to other semiconductors such as b / AlGaSb.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明のトンネルトランジスタの構造に
より、その負性抵抗特性のP/V比は従来の構造に比
べ、およそ3倍に増加した。
According to the structure of the tunnel transistor of the present invention, the P / V ratio of the negative resistance characteristic is increased to about 3 times that of the conventional structure.

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

【図1】本発明の一実施例のトンネルトランジスタを示
す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a tunnel transistor of one embodiment of the present invention.

【図2】従来のトンネルトランジスタの断面模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional tunnel transistor.

【図3】図1のトンネルトランジスタの製造方法を示す
断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the tunnel transistor of FIG.

【図4】図1のトンネルトランジスタの製造方法を示す
断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the tunnel transistor of FIG.

【図5】図1のトンネルトランジスタの製造方法を示す
断面模式図である。
5 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the tunnel transistor of FIG.

【図6】図1のトンネルトランジスタの製造方法を示す
断面模式図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the tunnel transistor of FIG.

【図7】図1のトンネルトランジスタの製造方法を示す
断面模式図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the method of manufacturing the tunnel transistor of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 第1の半導体 3 第2の半導体 4 第3の半導体 5 第4の半導体 6 第5の半導体 7 第6の半導体 8 ゲート電極 9 ソース電極 10 ドレイン電極 1 substrate 2 1st semiconductor 3 2nd semiconductor 4 3rd semiconductor 5 4th semiconductor 6 5th semiconductor 7 6th semiconductor 8 gate electrode 9 source electrode 10 drain electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上の一部に、一導電型を有する縮退し
た第1の半導体と、縮退していない第2の半導体と、前
記第1の半導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半
導体と、縮退していない第4の半導体との積層構造を有
し、少なくとも前記第2の半導体の露出表面に第1の半
導体と同一の導電型を有し、前記第2の半導体よりも禁
止帯幅が同じもしくは狭い材料からなる縮退した第5の
半導体と、前記第5の半導体の層上に前記第5の半導体
よりも禁止帯幅の広い第6の半導体層と、前記第5の半
導体の層上のショットキー電極と、前記第1の半導体と
第3の半導体にそれぞれオーミック接合を形成する一対
の電極とを有することを特徴とするトンネルトランジス
タ。
1. A degenerate first semiconductor having one conductivity type, a second semiconductor not degenerate, and a degeneracy opposite to the first semiconductor on a part of the substrate. A second semiconductor having a laminated structure of a third semiconductor and a non-degenerate fourth semiconductor, having the same conductivity type as the first semiconductor on at least the exposed surface of the second semiconductor; A degenerate fifth semiconductor made of a material having the same or a narrower bandgap than that of the fifth semiconductor, a sixth semiconductor layer having a wider bandgap than the fifth semiconductor on the layer of the fifth semiconductor, 5. A tunnel transistor having a Schottky electrode on the semiconductor layer of No. 5, and a pair of electrodes forming ohmic junctions with the first semiconductor and the third semiconductor, respectively.
【請求項2】基板上の一部に、一導電型を有する縮退し
た第1の半導体と、縮退していない第2の半導体と、前
記第1の半導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半
導体と、リーク電流を抑制する層との積層構造を有し、
少なくとも前記第2の半導体の露出表面に第1の半導体
と同一の導電型を有し、前記第2の半導体よりも禁止帯
幅が同じもしくは狭い材料からなる縮退した第5の半導
体と、前記第5の半導体の層上に前記第5の半導体より
も禁止帯幅の広い第6の半導体層と、前記第5の半導体
の層上のショットキー電極と、前記第1の半導体と第3
の半導体にそれぞれオーミック接合を形成する一対の電
極とを有することを特徴とするトンネルトランジスタ。
2. A degenerate first semiconductor having one conductivity type, a second semiconductor not degenerate, and a degeneracy opposite to the first semiconductor on a part of the substrate. It has a laminated structure of a third semiconductor and a layer for suppressing leakage current,
A degenerate fifth semiconductor having a same conductivity type as that of the first semiconductor on at least the exposed surface of the second semiconductor and having a band gap that is the same as or narrower than that of the second semiconductor; A sixth semiconductor layer having a wider bandgap than the fifth semiconductor layer on the fifth semiconductor layer, a Schottky electrode on the fifth semiconductor layer, the first semiconductor and the third semiconductor layer.
And a pair of electrodes forming ohmic junctions on the semiconductor of the tunnel transistor.
【請求項3】前記基板は半絶縁性GaAs、前記第1の
半導体はn+ −GaAs、前記第2の半導体はアンドー
プGaAs、前記第3の半導体はp+ −GaAs、前記
第4の半導体はアンドープGaAs、前記第5の半導体
はn+ −GaAs、前記第6の半導体はアンドープAl
0.3 Ga0.7 Asであることを特徴とする請求項1記載
のトンネルトランジスタ。
3. The substrate is semi-insulating GaAs, the first semiconductor is n + -GaAs, the second semiconductor is undoped GaAs, the third semiconductor is p + -GaAs, and the fourth semiconductor is Undoped GaAs, the fifth semiconductor is n + -GaAs, and the sixth semiconductor is undoped Al.
The tunnel transistor according to claim 1, wherein the tunnel transistor is 0.3 Ga 0.7 As.
【請求項4】基板上に、一導電型を有する縮退した第1
の半導体と、縮退していない第2の半導体と、前記第1
の半導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半導体
と、縮退していない第4の半導体とを積層する工程と、 ドレイン領域をメサ形状に残し、前記第1の半導体の一
部を露出させる工程と、 以上の構造の表面に、チャネル層となる第5の半導体を
形成する工程と、 前記第5の半導体上に、ゲート絶縁層となる第6の半導
体を形成する工程と、 前記第6の半導体上にゲート電極を形成する工程と、 前記露出された第1の半導体上にソース電極を形成する
工程と、 前記第3の半導体上に、ドレイン電極を形成する工程
と、を含むことを特徴とするトンネルトランジスタの製
造方法。
4. A degenerate first having one conductivity type on a substrate.
The second semiconductor, which is not degenerate, and the first semiconductor
Stacking a degenerate third semiconductor having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor and a non-degenerate fourth semiconductor, leaving a drain region in a mesa shape and partially removing the first semiconductor. A step of exposing, a step of forming a fifth semiconductor to be a channel layer on the surface of the above structure, a step of forming a sixth semiconductor to be a gate insulating layer on the fifth semiconductor, A step of forming a gate electrode on the sixth semiconductor; a step of forming a source electrode on the exposed first semiconductor; and a step of forming a drain electrode on the third semiconductor. A method for manufacturing a tunnel transistor, comprising:
【請求項5】基板上に、一導電型を有する縮退した第1
の半導体と、縮退していない第2の半導体と、前記第1
の半導体と反対の導電型を有し縮退した第3の半導体
と、リーク電流を抑制する層とを積層する工程と、 ドレイン領域をメサ形状に残し、前記第1の半導体の一
部を露出させる工程と、 以上の構造の表面に、チャネル層となる第5の半導体を
形成する工程と、 前記第5の半導体上に、ゲート絶縁層となる第6の半導
体を形成する工程と、 前記第6の半導体上にゲート電極を形成する工程と、 前記露出された第1の半導体上にソース電極を形成する
工程と、 前記第3の半導体上に、ドレイン電極を形成する工程
と、を含むことを特徴とするトンネルトランジスタの製
造方法。
5. A degenerate first having one conductivity type on a substrate.
The second semiconductor, which is not degenerate, and the first semiconductor
Stacking a degenerate third semiconductor having a conductivity type opposite to that of the first semiconductor, and a layer for suppressing leakage current; leaving a drain region in a mesa shape to expose a part of the first semiconductor A step, a step of forming a fifth semiconductor to be a channel layer on the surface of the above structure, a step of forming a sixth semiconductor to be a gate insulating layer on the fifth semiconductor, and a step of forming the sixth semiconductor Forming a gate electrode on the semiconductor, the step of forming a source electrode on the exposed first semiconductor, and the step of forming a drain electrode on the third semiconductor. A method for manufacturing a featured tunnel transistor.
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