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JPS60137071A - Schottky gate field effect transistor - Google Patents

Schottky gate field effect transistor

Info

Publication number
JPS60137071A
JPS60137071A JP58247081A JP24708183A JPS60137071A JP S60137071 A JPS60137071 A JP S60137071A JP 58247081 A JP58247081 A JP 58247081A JP 24708183 A JP24708183 A JP 24708183A JP S60137071 A JPS60137071 A JP S60137071A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
schottky gate
mesfet
field effect
effect transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58247081A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomihiro Suzuki
富博 鈴木
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP58247081A priority Critical patent/JPS60137071A/en
Publication of JPS60137071A publication Critical patent/JPS60137071A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Bipolar Integrated Circuits (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は超高速・超高周波動作に適するショットキゲー
ト電界効果トランジスタに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a Schottky gate field effect transistor suitable for ultra-high speed and ultra-high frequency operation.

〔背景技術〕[Background technology]

ショットキゲート電界効果トランジスタ(以下MESF
ETと略記する〕は、特に超高周波におけるすぐれた増
幅あるいは発振用素子として賞月されている。また、超
高速動作の集積回路の基本構成素子としてもすぐれたも
のであることは周知である。
Schottky gate field effect transistor (MESF)
[abbreviated as ET] has been praised as an excellent amplification or oscillation element, especially at ultra-high frequencies. It is also well known that it is an excellent basic component for integrated circuits operating at ultra-high speeds.

従来最も普通に用いられているMESFETの構造は第
1図に示したようなものである。
The structure of the MESFET most commonly used in the past is as shown in FIG.

ここで1は高比抵抗または半絶縁性半導体結晶基板、2
は導電性半導体結晶層で通常動作層と称されているもの
である。
Here, 1 is a high resistivity or semi-insulating semiconductor crystal substrate, 2
is a conductive semiconductor crystal layer called a normal operation layer.

5はショットキゲート電極、3,4はそれぞれオーミッ
ク特性を有するドレイン電極、ソース電極である。
5 is a Schottky gate electrode, and 3 and 4 are a drain electrode and a source electrode, respectively, having ohmic characteristics.

第1図のような従来の構造の欠点の一つはドレイン3と
ゲート5の間にゲート・ドレイン間容量Cgdがソース
4とゲート5の間にあるゲート・ソース間容量Cgsと
同程度存在しその値が無視出来ない点にある。
One of the drawbacks of the conventional structure as shown in FIG. Its value is such that it cannot be ignored.

このCgdはME S F ETが実際の増幅回路や論
理回路の中で用いられる時にはよく知られたミラー効果
により入力回路側より見ると、実効的に増幅利得倍され
た値となり回路の高速・高周波動作を阻害する。このた
めCgdは極力小さくすることが望まれる。
When the ME S FET is used in an actual amplifier circuit or logic circuit, due to the well-known Miller effect, when viewed from the input circuit side, this Cgd becomes a value that is effectively multiplied by the amplification gain, which increases the high speed and high frequency of the circuit. impede movement. For this reason, it is desirable to make Cgd as small as possible.

次に第2図及び第3図に非常によく用いられる回路の中
でCgdがその特性を決定する主項になっている実例を
あげる。
Next, FIGS. 2 and 3 show examples in which Cgd is the main term that determines the characteristics of a very commonly used circuit.

第2図はソースフォロワ増幅回路である。FIG. 2 shows a source follower amplifier circuit.

第3図はMESFET 36により構成される定電流源
とダイオード31を有したレベルシフト回路である。
FIG. 3 shows a level shift circuit having a constant current source constituted by a MESFET 36 and a diode 31.

第2図の回路も第3図の回路も個別回路として用いられ
るだけでなく集積回路の基本構成回路としてもきわめて
広く用いられているものである。
Both the circuit of FIG. 2 and the circuit of FIG. 3 are used not only as individual circuits but also extremely widely as basic constituent circuits of integrated circuits.

また第2図及び第3図に示した回路の増幅回路としての
高周波における利得、帯域、入力インピーダンスあるい
は論理回路としての動作速度等はMESFETの電流利
得とCgdにより決定される。したがってこれらの回路
の特性向上にはME S F ETのCgdを低減させ
る事の効果は非常に大きい。
Further, the high frequency gain, band, input impedance, or operating speed as a logic circuit of the circuit shown in FIGS. 2 and 3 as an amplifier circuit are determined by the current gain and Cgd of the MESFET. Therefore, reducing the Cgd of the MESFET is very effective in improving the characteristics of these circuits.

MESFETのCgdを小さくする方策の一つとして利
得制御増幅器やミキサーを目的に使用されているデュア
ルゲートタイプMESFETについて外付回路に工夫を
行ないこれをCgdの小さい単一ゲートMESFETと
して用いる事が考えられる。
One way to reduce the Cgd of a MESFET is to modify the external circuit of a dual gate type MESFET used for gain control amplifiers and mixers and use it as a single gate MESFET with a small Cgd. .

第4図に普通に用いられているデュアルゲートタイプM
ESFETの構造図を示した。デュアルゲートタイプM
ESFETはソース電極4とドレイン電極50間に2本
のショットキゲート電極6.7を有する。
Dual gate type M commonly used in Figure 4
A structural diagram of the ESFET is shown. Dual gate type M
The ESFET has two Schottky gate electrodes 6.7 between the source electrode 4 and the drain electrode 50.

上記の目的でデュアルゲートクイプMESFET使用す
るためには、トレイン側のゲー1−6とソース4を外付
回路によりショートさせ、ソース側のゲート7のみに信
号入力を行う。この場合には後述する原理によりゲート
7とドレイン3の間のCgdが通常の数分の1以下とな
る。しかしながら実除はこの様な回路では外付回路に存
在する寄生インダクタンスや浮遊容量が無視出来ない新
たな問題になり良好な高速・高周波特性を達成する事が
出来ない。
In order to use the dual gate quip MESFET for the above purpose, the gates 1-6 on the train side and the source 4 are shorted by an external circuit, and a signal is input only to the gate 7 on the source side. In this case, the Cgd between the gate 7 and the drain 3 becomes a fraction of the normal value or less due to the principle described later. However, in such a circuit, actual division becomes a new problem that cannot be ignored, such as the parasitic inductance and stray capacitance present in the external circuit, making it impossible to achieve good high-speed and high-frequency characteristics.

〔発明の開示〕[Disclosure of the invention]

本発明は、上記の従来技術の欠点を解決する新たなCg
dの非常に小さいMESFETを提供するものである。
The present invention provides a new Cg
This provides a MESFET with extremely small d.

本発明のME S F ETはソースホロワ回路などC
gdが特に重要な問題となる回路に対し″C最適であり
良好な超高周波特性・超高速論理動作を達成出来る。
The MESFET of the present invention has a source follower circuit, etc.
For circuits where gd is a particularly important issue, "C" is optimal and can achieve good ultra-high frequency characteristics and ultra-high speed logic operation.

また本発明のME S F ETは通常の半導体装置の
製造法により容易にかつ歩留り良く製造出来る。
Further, the MESFET of the present invention can be manufactured easily and with high yield by a normal semiconductor device manufacturing method.

以下本発明を図面に基づいて説明する。The present invention will be explained below based on the drawings.

本発明のMESFETの一例は第5図に示す如きもので
ある。
An example of the MESFET of the present invention is shown in FIG.

ここで1は高比抵抗または半絶縁性半導体結晶基板、2
は動作層と称される導電性半導体結晶層、3.4はそれ
ぞれオーミック特性を有するドレイン電極、ソース電極
である。
Here, 1 is a high resistivity or semi-insulating semiconductor crystal substrate, 2
3 and 4 are a conductive semiconductor crystal layer called an active layer, and 3 and 4 are a drain electrode and a source electrode, respectively, having ohmic characteristics.

本発明のME S F ETはドレイン電極3とソース
電極4の間に2本のショットキゲート電極8.9を有し
、ドレイン側のショットキゲート電極8がソース電極4
と電気的に接続されている事を特徴とする。
The ME S FET of the present invention has two Schottky gate electrodes 8.9 between the drain electrode 3 and the source electrode 4, and the Schottky gate electrode 8 on the drain side is connected to the source electrode 4.
It is characterized by being electrically connected to.

次に本発明のMESFETの等価回路を図6に示した。Next, an equivalent circuit of the MESFET of the present invention is shown in FIG.

23はドレイン電極3,24はレース電極4.29はソ
ース側のショットキゲート電極9にそれぞれ対応する。
23 corresponds to the drain electrode 3, 24 corresponds to the race electrode 4, and 29 corresponds to the Schottky gate electrode 9 on the source side.

本発明のME S F ETでは第一に信号入力を行う
ソース側のゲート9 (以後信号ゲートと呼ぶ)がソー
スと同電位に固定されたドレイン側のゲート8により静
電シールドされている事、第2に等価回路から明らかな
様に2つの小形MESFETがカスコード接、読されて
いる事により信号ゲート9とドレイン電極3の間のCg
dが通常構造のMESFETに比べて数分の1以下にす
る事が出来る。
In the MESFET of the present invention, firstly, the source-side gate 9 (hereinafter referred to as the signal gate) for signal input is electrostatically shielded by the drain-side gate 8 fixed at the same potential as the source; Second, as is clear from the equivalent circuit, the Cg between the signal gate 9 and the drain electrode 3 is
d can be reduced to a fraction of that of a MESFET with a normal structure.

また本発明のMESFETではドレイン側のゲート電極
8がソース電極4とチップ上で接続されているため、こ
の配線による寄生インダクタンスと寄生容量は全く無視
出来る。このため超高速・超高周波動作においても良好
な特性を安定に実現する事が出来る。
Further, in the MESFET of the present invention, since the gate electrode 8 on the drain side is connected to the source electrode 4 on the chip, the parasitic inductance and parasitic capacitance caused by this wiring can be completely ignored. Therefore, good characteristics can be stably achieved even in ultra-high speed and ultra-high frequency operation.

さらにCgd低減のために必要になるドレイン側のショ
ットキゲート電極8のゲート長はソース側のショットキ
ゲート金属9と同程度以下で十分である。
Furthermore, it is sufficient that the gate length of the Schottky gate electrode 8 on the drain side, which is necessary for reducing Cgd, is equal to or less than that of the Schottky gate metal 9 on the source side.

このように設計した本発明のMESFETは通常のME
 S F ETのピンチオフ電圧(2〜3v程度)を想
定した場合には、ゲート電極8が常にソース電極4と等
電位にバイアスされ℃いる事によるチャンネル抵抗の増
加は軽微であり通常構造のMESFETと同等の電流利
得が得られる。
The MESFET of the present invention designed in this way is similar to the ordinary MESFET.
Assuming the pinch-off voltage of SFET (approximately 2 to 3 V), the increase in channel resistance due to the fact that the gate electrode 8 is always biased to the same potential as the source electrode 4 is slight, and is different from that of a MESFET with a normal structure. Equivalent current gain can be obtained.

本発明のME S F ETの製造については通常のM
ESFETの製造法を適用する事により容易にかつ歩留
り良く製造出来る。
For manufacturing the MESFET of the present invention, a conventional M
By applying the ESFET manufacturing method, it can be manufactured easily and with high yield.

本発明のMESFETを実装するにあたり、チップのパ
ッケージング、回路への組み込み法などは通常のMES
FETと全く同様に扱うことが出来る。
When implementing the MESFET of the present invention, the packaging of the chip, the method of incorporating it into the circuit, etc. are the same as those of ordinary MES.
It can be handled in exactly the same way as an FET.

〔産業上の利用可能性〕[Industrial applicability]

本発明のショットキゲート電界効果トランジスタによれ
ばゲート・ドレイン間容量を従来技術の数分の1以下に
する事が出来、このため良好な超高周波動作・超高速動
作が安定に実現される。
According to the Schottky gate field effect transistor of the present invention, the gate-drain capacitance can be reduced to a fraction of that of the conventional technology, and therefore good ultra-high frequency operation and ultra-high speed operation can be stably realized.

上記の特長はソースホロワ回路レベルシフト回路などの
広く用いられている各種の回路に最適なものであす、本
発明のショットキゲート電界効果トランジスタはl・ラ
ンジスタ単体として回路に組み込まれるばかりでなく、
集積回路の基本構成素子としてもきわめて利用価値の高
いものである。
The above features are ideal for various widely used circuits such as source follower circuits and level shift circuits.The Schottky gate field effect transistor of the present invention can not only be incorporated into a circuit as a single L transistor, but also
It is extremely useful as a basic component of integrated circuits.

さらに本発明のショットキゲート電界効果トランジスタ
は、チップのパッケージングや回路の実装等については
従来技術がそのまま適用出来、また通常の半導体装置の
製造法により容易に歩留゛り良く製造出来るので、この
工業的価値はきわめて太きい。
Furthermore, the Schottky gate field effect transistor of the present invention can be manufactured using conventional techniques for chip packaging, circuit mounting, etc., and can be manufactured easily and with high yield using ordinary semiconductor device manufacturing methods. The industrial value is extremely large.

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

第1図は従来法による通常のショットキゲート電界効果
トランジスタの構造図である。 第2図、第3図はショットキゲート電界効果トランジス
タを用いた回路の実例である。 第4図は従来法によるデュアルゲートクイブのショット
キゲート電界効果トランジスタの構造図である。 第5図は本発明によるショットキゲート電界効果トラン
ジスタの構造図であり、第6図はその等価回路図である
。 l −−・・・ 半導体基板 2 ・ −動作層 3 ・−・・・ ・・・ ドレイン電極4 ・ ・ ・
・ ソース電極 5、6.7.8.9 ショットキゲート電極23、14
.34 ・ ・ ドレイン 24、13.33 ・ ソース 29、15.35 ゲート
FIG. 1 is a structural diagram of a conventional Schottky gate field effect transistor. FIGS. 2 and 3 are examples of circuits using Schottky gate field effect transistors. FIG. 4 is a structural diagram of a conventional dual-gate quib Schottky gate field effect transistor. FIG. 5 is a structural diagram of a Schottky gate field effect transistor according to the present invention, and FIG. 6 is an equivalent circuit diagram thereof. l --- Semiconductor substrate 2 ・-Active layer 3 ・-- ・ Drain electrode 4 ・ ・ ・
・ Source electrode 5, 6.7.8.9 Schottky gate electrode 23, 14
.. 34 ・ ・ Drain 24, 13.33 ・ Source 29, 15.35 Gate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半絶縁性半導体基板、該半導体基板の表面に形成
された動作層ならびに該動作層上に形成されたソース電
極、ドレイン電極を備え、ソース電極とドレイン電極の
間にソース電極に近接する第1のショットキゲート電極
及びドレイン電極に近接する第2のショットキゲート電
極を有しており、第2のショットキゲート電極とソース
電極がチップ上で電気的に接続されていることを特徴と
するショットキゲート電界効果トランジスタ。
(1) A semi-insulating semiconductor substrate, comprising an active layer formed on the surface of the semiconductor substrate, and a source electrode and a drain electrode formed on the active layer, with the source electrode being close to the source electrode between the source electrode and the drain electrode. The Schottky gate electrode has a second Schottky gate electrode close to the first Schottky gate electrode and the drain electrode, and the second Schottky gate electrode and the source electrode are electrically connected on the chip. Gate field effect transistor.
JP58247081A 1983-12-26 1983-12-26 Schottky gate field effect transistor Pending JPS60137071A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63289873A (en) * 1987-05-21 1988-11-28 Nec Corp Field-effect transistor
JP2007273795A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Sanken Electric Co Ltd Composite semiconductor device
US7629632B2 (en) 2006-11-15 2009-12-08 Sharp Kabushiki Kaisha Insulated-gate field effect transistor

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