JPH04256379A - 電界効果トランジスタ - Google Patents
電界効果トランジスタInfo
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- JPH04256379A JPH04256379A JP3233977A JP23397791A JPH04256379A JP H04256379 A JPH04256379 A JP H04256379A JP 3233977 A JP3233977 A JP 3233977A JP 23397791 A JP23397791 A JP 23397791A JP H04256379 A JPH04256379 A JP H04256379A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/20—Permanent superconducting devices
- H10N60/205—Permanent superconducting devices having three or more electrodes, e.g. transistor-like structures
- H10N60/207—Field effect devices
-
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- Y10S505/815—Process of making per se
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- Y10S505/817—Sputtering, including coating, forming, or etching forming josephson element
-
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- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/831—Static information storage system or device
- Y10S505/832—Josephson junction type
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は超電導度を利用する電界
効果トランジスタに関し、詳細はゲートへの電界の印加
により超電導性または抵抗性となるチャンネルを有する
電界効果トランジスタに関する。
効果トランジスタに関し、詳細はゲートへの電界の印加
により超電導性または抵抗性となるチャンネルを有する
電界効果トランジスタに関する。
【0002】超電導効果にもとづく要素は二つの主なる
応用分野を有する。こららは超高域度検出(特に赤外線
の)および消費電力がわずかで速いスイッチング速度を
有するロジックの分野である。しかしながら、三端子要
素を用いなければロジックへの応用は簡単ではない(事
実、ジョセフソン接合を用いるロジック回路は構成が難
しい)。
応用分野を有する。こららは超高域度検出(特に赤外線
の)および消費電力がわずかで速いスイッチング速度を
有するロジックの分野である。しかしながら、三端子要
素を用いなければロジックへの応用は簡単ではない(事
実、ジョセフソン接合を用いるロジック回路は構成が難
しい)。
【0003】
【従来の技術】極めて多数の三端子への応用が今日提案
されている。これらは特にA.W.クラインヴァッサ他
著“スーパーコンダクティングデバイス”S.ルジエラ
およびD.ルードマンアカデミックプレス社、サンディ
エゴ、1990に示されるジョセフソン電界効果トラン
ジスタ(JOFET)を含む。動作原理は電界および超
電導材料であることおよび半導体チャンネルにゲート電
圧により変調された超電導電流が流れる点を除きFET
と同じである(図1参照)。超電導電流は通常の金属と
超電導体との間の周知の近接効果により半導体内を流れ
るのであり、この効果は半導体と超電導体の間にも生じ
る。
されている。これらは特にA.W.クラインヴァッサ他
著“スーパーコンダクティングデバイス”S.ルジエラ
およびD.ルードマンアカデミックプレス社、サンディ
エゴ、1990に示されるジョセフソン電界効果トラン
ジスタ(JOFET)を含む。動作原理は電界および超
電導材料であることおよび半導体チャンネルにゲート電
圧により変調された超電導電流が流れる点を除きFET
と同じである(図1参照)。超電導電流は通常の金属と
超電導体との間の周知の近接効果により半導体内を流れ
るのであり、この効果は半導体と超電導体の間にも生じ
る。
【0004】しかしながら、JOFETを用いるものの
内、いずれも使用するために充分良好な特性をいまだに
有していない。
内、いずれも使用するために充分良好な特性をいまだに
有していない。
【0005】更に、層(チャンネル)の超電導度は特定
の系内の電子密度を変調することにより制御される。禁
制帯の小さい有効質量の小さい、そして易動度の高い超
電導体である鉛塩では、S.タナカ他“コントローラビ
リティ・オブ・スーパーコンダクティング・ビヘービア
・バイ・フォトーイルミネーションズ・イン・インジウ
ム−ドープドPbxSnxTe ウィズ・リード。イ
ンクルージョン、”1990年8月6日ギリシャ、テッ
サロニキ、第20回半導体コンファレンスに示されるよ
うに、金属鉛スラグの含有物を有する半導体層をつくる
ことができる。低温でこれら含有物は超電導となり、こ
れら含有物間の超電導電流の存在は半導体マトリクス内
の電子密度の関数である。この効果はタカオカ他の文献
に示されている。この系の臨界温度の改善は半導体マト
リクス内の電子密度を電子の光励起(照明)により変え
ることで得られている。
の系内の電子密度を変調することにより制御される。禁
制帯の小さい有効質量の小さい、そして易動度の高い超
電導体である鉛塩では、S.タナカ他“コントローラビ
リティ・オブ・スーパーコンダクティング・ビヘービア
・バイ・フォトーイルミネーションズ・イン・インジウ
ム−ドープドPbxSnxTe ウィズ・リード。イ
ンクルージョン、”1990年8月6日ギリシャ、テッ
サロニキ、第20回半導体コンファレンスに示されるよ
うに、金属鉛スラグの含有物を有する半導体層をつくる
ことができる。低温でこれら含有物は超電導となり、こ
れら含有物間の超電導電流の存在は半導体マトリクス内
の電子密度の関数である。この効果はタカオカ他の文献
に示されている。この系の臨界温度の改善は半導体マト
リクス内の電子密度を電子の光励起(照明)により変え
ることで得られている。
【0006】図2は前記タカオカの文献によるPb1−
X SnxTe/In内の鉛の分布および半導体材料(
Pb1−X Snx Te/In)への超電導状態の貫
入の様子(ハッチングのあるゾーン)を示している。
X SnxTe/In内の鉛の分布および半導体材料(
Pb1−X Snx Te/In)への超電導状態の貫
入の様子(ハッチングのあるゾーン)を示している。
【0007】図3は、このデバイスに光が当るときその
超電導領域が拡大しその超電導度が増加することを示し
ている。
超電導領域が拡大しその超電導度が増加することを示し
ている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】JOFETによる方法
の欠点は二つある。その一つは通常の電流と比較して無
視出来ない超電導電流を得るために、チャンネル長さを
極めて短くする必要があるため、製造が困難であること
である。第二に、超電導効果が大きくなるソース、ドレ
イン間電圧がクーパ−対のギャップエネルギーにより本
質的に制御され(古い超電導体では約1mVであたらし
いものは10mV)、他方チャンネル内の導電度を変調
するのに必要なゲート電圧は最大数百mV程度であるこ
とである。
の欠点は二つある。その一つは通常の電流と比較して無
視出来ない超電導電流を得るために、チャンネル長さを
極めて短くする必要があるため、製造が困難であること
である。第二に、超電導効果が大きくなるソース、ドレ
イン間電圧がクーパ−対のギャップエネルギーにより本
質的に制御され(古い超電導体では約1mVであたらし
いものは10mV)、他方チャンネル内の導電度を変調
するのに必要なゲート電圧は最大数百mV程度であるこ
とである。
【0009】タカオカ他の文献に示されるシステムは応
答時間が非常に長い欠点を有し、光励起された電子の再
接合は非常に低速である。
答時間が非常に長い欠点を有し、光励起された電子の再
接合は非常に低速である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記欠点のない
電界効果トランジスタに関する。
電界効果トランジスタに関する。
【0011】本発明は基板の上に超電導材料からなる含
有物(天然物または量子ボックスにおけるように人工物
)を含む半導体材料層を有し、ゲート電流がドレインお
よびソース電極間に配置されてゲート電圧により制御さ
れるようになった電界効果トランジスタである。
有物(天然物または量子ボックスにおけるように人工物
)を含む半導体材料層を有し、ゲート電流がドレインお
よびソース電極間に配置されてゲート電圧により制御さ
れるようになった電界効果トランジスタである。
【0012】更にゲートをドレインおよびソース電極は
通常の導電性材料からなるオーミックコンタクトまたは
超電導材料からなる接続部を有する。
通常の導電性材料からなるオーミックコンタクトまたは
超電導材料からなる接続部を有する。
【0013】
【実施例】図4に示す本発明の装置の一実施例は基板1
の上に超電導材料からなる含有物20、21を厚さ方向
に分散して含む半導体層2を有する。層2の表面25に
ドレイン電極3とソース電極4が配置され、このソース
電極はバイアス源8に接続している。
の上に超電導材料からなる含有物20、21を厚さ方向
に分散して含む半導体層2を有する。層2の表面25に
ドレイン電極3とソース電極4が配置され、このソース
電極はバイアス源8に接続している。
【0014】これら2つの電極間にゲート電極5があり
、これに制御ゲート電圧源7が接続する。
、これに制御ゲート電圧源7が接続する。
【0015】ドレインおよびソース電極3と4はオーミ
ックコンタクトによりつくられる。これらオーミックコ
ンタクトは通常の導電材料または超電導材料でつくると
よい。 ゲート電極5はショットキコンタクトの形で
つくられる。図4に示すように、コンタクト層5と層2
の間に絶縁材料層6が設けられる。電極5はpn接合ま
たは、層2内の電子密度の変調を可能にする他の周知の
装置でよい。
ックコンタクトによりつくられる。これらオーミックコ
ンタクトは通常の導電材料または超電導材料でつくると
よい。 ゲート電極5はショットキコンタクトの形で
つくられる。図4に示すように、コンタクト層5と層2
の間に絶縁材料層6が設けられる。電極5はpn接合ま
たは、層2内の電子密度の変調を可能にする他の周知の
装置でよい。
【0016】このようにドレインとソースの間の超電導
電流はゲートに加えられる電圧により制御される。この
電圧はチャネル内の電子密度を変調し、超電導性含有物
を介しての吸い込みにより一方の電極から他方の電極へ
超電導電流が流れるようにするか、あるいは流れないよ
うにする。
電流はゲートに加えられる電圧により制御される。この
電圧はチャネル内の電子密度を変調し、超電導性含有物
を介しての吸い込みにより一方の電極から他方の電極へ
超電導電流が流れるようにするか、あるいは流れないよ
うにする。
【0017】図4の実施例では含有物の分布は完全には
制御されない。この含有物は層2の形成中に自然につく
られる。
制御されない。この含有物は層2の形成中に自然につく
られる。
【0018】図5は含有物が量子ボックスの形で作られ
た実施例を示しており、その位置が量子ボックスの形成
技術に従って制御される。
た実施例を示しており、その位置が量子ボックスの形成
技術に従って制御される。
【0019】このように本発明は超電導含有物間の距離
が小さい場合の超電導電極の近接の問題を解決すること
が出来る。これにより超電導電流をつくりそれによりゲ
ートの制御電圧を低下させるために半導体マトリクスに
必要な電子密度を下げることが出来る。
が小さい場合の超電導電極の近接の問題を解決すること
が出来る。これにより超電導電流をつくりそれによりゲ
ートの制御電圧を低下させるために半導体マトリクスに
必要な電子密度を下げることが出来る。
【0020】また本発明は超電導含有物間の小さい素J
OFETに等価なシステムの直列接続を可能にしそして
ドレインソース電圧をクーパ一対のギャップエネルギー
より大きくする。
OFETに等価なシステムの直列接続を可能にしそして
ドレインソース電圧をクーパ一対のギャップエネルギー
より大きくする。
【0021】本発明の具体的な実施例によれば層2はx
を0から0.5として、Pb1−x Snx Te、又
はPb1−x Snx Seのような鉛塩である。
を0から0.5として、Pb1−x Snx Te、又
はPb1−x Snx Seのような鉛塩である。
【0022】例えばxは0.25である。
【0023】超電導材料(20,21)はこの場合層2
が形成されるとき形成される鉛含有物である。鉛含有物
のパーセンテージは例えば1%である。
が形成されるとき形成される鉛含有物である。鉛含有物
のパーセンテージは例えば1%である。
【0024】この実施例では層2の厚さはほぼ100n
m以下である。ソースおよびドレイン電極3と4は金の
オーミックコンタクトである。
m以下である。ソースおよびドレイン電極3と4は金の
オーミックコンタクトである。
【0025】ゲートが絶縁層6を有するとき、オーミッ
クコンタクト5は金である。
クコンタクト5は金である。
【0026】本発明の他の実施例によれば、半導体材料
からなる層はPbSである。
からなる層はPbSである。
【0027】他の実施例によれば層2はInAsまたは
InGaAsである。超電導材料含有物はこの場合イン
ジウム(In)またはガリウム(Ga)である。
InGaAsである。超電導材料含有物はこの場合イン
ジウム(In)またはガリウム(Ga)である。
【0028】更に他の実施例によれば層2は低温成長G
aAsである。そのような材料では、J.Mバラノフス
キ他の文献“エビデンス・フォー・スーパーユンダクテ
イビテイ・イン・ローテンペラチャーグロウンGaAs
”,フィジカルレビューレターズ,66巻23号199
1年6月10日に示されるようにその一部が超電導状態
となる。
aAsである。そのような材料では、J.Mバラノフス
キ他の文献“エビデンス・フォー・スーパーユンダクテ
イビテイ・イン・ローテンペラチャーグロウンGaAs
”,フィジカルレビューレターズ,66巻23号199
1年6月10日に示されるようにその一部が超電導状態
となる。
【図1】従来の装置を示す説明図。
【図2】従来の装置を示す説明図。
【図3】従来の装置を示す説明図。
【図4】本発明による装置の一実施例を示す説明図。
【図5】本発明による装置の他の実施例を示す説明図。
1 基板
2 半導体層
3 ドレイン電極
4 ソース電極
5 ゲート電極
6 絶縁材料層
7 制御ゲート電圧層
8 バイアス源
20,21 超電導含有物
Claims (12)
- 【請求項1】基板上に、超電導材料含有物を含む半導体
材料層を設け、この半導体材料層の表面にドレイン電極
およびソース電極としてこれら電極間にゲート電極を配
置してなり、このゲート電極がゲート電圧により制御さ
れるごとくなった電界効果トランジスタ。 - 【請求項2】前記超電導材料は前記半導体材料層に均等
に分布されるごとくなった請求項1の電界効果トランジ
スタ。 - 【請求項3】前記ゲート、ドレインおよびソース電極は
通常の導電材料からなるオーミックコンタクトを含む、
請求項1の電界効果トランジスタ。 - 【請求項4】前記ゲート・ドレインおよびソース電圧は
超電導材料からなるコンタクトを含む請求項1の電界効
果トランジスタ。 - 【請求項5】前記ゲート電極は前記コンタクトと前記半
導体材料層の間に絶縁材料層を含む、請求項3または4
の電界効果トランジスタ。 - 【請求項6】前記ゲート電極はショットキコンタクトま
たはP−n接合を含む請求項1の電界効果トランジスタ
。 - 【請求項7】前記半導体材料は鉛塩であり、前記超電導
材料含有物は鉛を主体とするものである、請求項3また
は4の電界効果トランジスタ。 - 【請求項8】前記鉛塩は下式を有するごとくなった請求
項8の電界効果トランジスタ。 Pb1−x SnxTeまたはPb1−x SnxSe
但し、ほぼ0<x<0.5 - 【請求項9】前記鉛塩はPbSである請求項7の電界効
果トランジスタ。 - 【請求項10】前記半導体材料はInAsまたはGaI
nAsであり、前記超電導材料含有物はインジウムを主
体とするものである。請求項3または4の電界効果トラ
ンジスタ。 - 【請求項11】前記半導体材料はInAsまたはGaI
nAsであり、前記超電導材料含有物とするものである
、請求項3または4の電界効果トランジスタ。 - 【請求項12】前記超電導材料含有物を含む前記半導体
材料層は低温成長したGaAsである請求項1の電界効
果トランジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9010513 | 1990-08-21 | ||
FR9010513A FR2666175B1 (fr) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | Transistor a effet de champ a supraconducteur. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04256379A true JPH04256379A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=9399760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3233977A Pending JPH04256379A (ja) | 1990-08-21 | 1991-08-21 | 電界効果トランジスタ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5231295A (ja) |
EP (1) | EP0478399A1 (ja) |
JP (1) | JPH04256379A (ja) |
FR (1) | FR2666175B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2822773B2 (ja) * | 1992-04-28 | 1998-11-11 | 住友電気工業株式会社 | 超電導インタフェース回路 |
FR2734058B1 (fr) * | 1995-05-12 | 1997-06-20 | Thomson Csf | Amperemetre |
FR2835353A1 (fr) * | 2002-01-25 | 2003-08-01 | Wintici | Dispositifs electroniques de commande a base de materiau supraconducteur |
CN102664153B (zh) * | 2012-05-08 | 2016-04-06 | 肖德元 | 一种超导场效应晶体管、其制作方法及应用方法 |
RU2626195C1 (ru) * | 2016-04-26 | 2017-07-24 | Вячеслав Андреевич Вдовенков | Способ эффективного осуществления гиперпроводимости и сверхтеплопроводности |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58186961A (ja) * | 1982-04-26 | 1983-11-01 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
DE3477624D1 (en) * | 1984-12-18 | 1989-05-11 | Ibm | Low temperature tunneling transistor |
JPS62195189A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導三端子デバイス |
US4950643A (en) * | 1988-03-25 | 1990-08-21 | Eastman Kodak Company | Metalorganic deposition process for preparing heavy pnictide superconducting oxide films |
JPH01265576A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Sharp Corp | セラミック超電導トランジスタ |
JPH0779158B2 (ja) * | 1988-11-19 | 1995-08-23 | 新技術事業団 | 結合量子箱列構造半導体 |
JPH02194667A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Fujitsu Ltd | 超伝導トランジスタおよびその製造方法 |
US5059581A (en) * | 1990-06-28 | 1991-10-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Passivation of high temperature superconductors |
-
1990
- 1990-08-21 FR FR9010513A patent/FR2666175B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-06 EP EP91402196A patent/EP0478399A1/fr not_active Withdrawn
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