[Claims] ホットエレクトロン・トランジスタ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの入力信号を受けるように適応されたホットエレクトロン・トランジスタであって：
エミッタ電極；
前記エミッタ電極から隔てられたベース電極であり、前記入力信号の少なくとも一部が前記エミッタ電極と該ベース電極との間に与えられ、それにより電子が前記エミッタ電極から該ベース電極に向けて放出されるところのベース電極；
前記エミッタ電極と前記ベース電極との間に配置され、前記エミッタ電極と前記ベース電極との間の且つそれらへの電子輸送層として機能するように構成された第１のトンネル構造であり、電子の輸送がトンネリングによる輸送を少なくとも部分的に含むように、少なくとも第１のアモルファス絶縁体層、及び前記第１のアモルファス絶縁体層に直接的に隣接して配置され、且つそれと協働するように構成された第２の絶縁体層を含む第１のトンネル構造；
前記ベース電極から隔てられたコレクタ電極；及び
前記ベース電極と前記コレクタ電極との間に配置され、前記エミッタ電極から放出された電子の少なくとも一部の、前記ベース電極と前記コレクタ電極との間の、弾道輸送による輸送層として機能するように構成された第２のトンネル構造であり、それにより前記電子の前記一部が前記コレクタ電極で収集可能にされるところの第２のトンネル構造；
を有するトランジスタ。
【請求項２】
前記ベース電極及び前記コレクタ電極の少なくとも選択された１つが、少なくとも部分的に半金属で形成されているところの請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項３】
前記ベース電極及び前記コレクタ電極の少なくとも選択された１つが、少なくとも部分的に金属シリサイドで形成されているところの請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項４】
前記ベース電極及び前記コレクタ電極の少なくとも選択された１つが、少なくとも部分的に金属窒化物で形成されているところの請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項５】
前記第２のトンネル構造が、ホットエレクトロン反射の第１の値を示すように構成され、且つ成形された障壁エネルギーバンド特性を有し、それにより前記ホットエレクトロン反射の第１の値が、成形された障壁エネルギーバンド特性を有さない第２のトンネル構造により示されるホットエレクトロン反射の第２の値より低くされているところの請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項６】
前記成形された障壁エネルギーバンド特性が前記第２のトンネル構造の放物線状傾斜を含んでいるところの請求項５に記載のトランジスタ。
【請求項７】
前記エミッタ電極が所与のフェルミ準位を示すように構成され、且つ前記第１のトンネル構造が前記所与のフェルミ準位と２ｅＶ未満だけ異なる所与の伝導帯を示すように構成されているところの請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項８】
少なくとも１つの入力信号を受けるように適応されたトランジスタであって：
エミッタ電極；
前記エミッタ電極から隔てられたベース電極であり、前記入力信号の少なくとも一部が前記エミッタ電極と該ベース電極との間に与えられ、それにより電子が前記エミッタ電極から該ベース電極に向けて放出されるところのベース電極；
前記エミッタ電極と前記ベース電極との間に配置され、前記エミッタ電極と前記ベース電極との間の且つそれらへの電子輸送層として機能するように構成された第１のトンネル構造であり、電子の輸送がトンネリングによる輸送を少なくとも部分的に含むように、少なくとも第１のアモルファス層を含む第１のトンネル構造；
前記ベース電極から隔てられたコレクタ電極；及び
前記ベース電極と前記コレクタ電極との間に配置され、前記エミッタ電極によって放出された電子の少なくとも一部の、前記ベース電極と前記コレクタ電極との間の、弾道輸送による輸送層として機能するように構成された第２のトンネル構造であり、それにより前記電子の前記一部が前記コレクタ電極で収集可能にされるところの第２のトンネル構造；
を有し、
前記第２のトンネル構造が、ホットエレクトロン反射の第１の値を示すように構成され、且つ成形された障壁エネルギーバンド特性を有し、それにより前記ホットエレクトロン反射の第１の値が、成形された障壁エネルギーバンド特性を有さない第２のトンネル構造により示されるホットエレクトロン反射の第２の値より低くされている
ところのトランジスタ。
【請求項９】
前記成形された障壁エネルギーバンド特性が前記第２のトンネル構造の放物線状傾斜を含んでいるところの請求項８に記載のトランジスタ。
【請求項１０】
複数の層を含み、それら間に定められる複数の界面と前記それら間を輸送される弾道電子とを具備するホットエレクトロン・トランジスタであり、前記複数の層が少なくとも第１層及び第２層を有し、前記第１層及び第２層が互いに隣接してそれらの間に第１の界面を定め、それにより前記弾道電子の少なくとも一部が前記第１の界面で反射される、ところのホットエレクトロン・トランジスタにおいて、少なくとも前記第１の界面での電子の反射を低減する方法であって：
第１の選定された波動関数を示すように前記第１層を構成する工程；及び
第１の割合の前記弾道電子が前記第１の界面で反射されるよう、第２の選定された波動関数を示すように前記第２層を構成する工程；
を有し、
前記第１の割合が、前記第２の選定された波動関数を示すように構成された前記第２層が存在しない場合に前記第１の界面で反射される前記弾道電子の第２の割合より小さい
ところの方法。
【請求項１１】
前記第２層が所与のエネルギーバンド構造を示し、且つ前記第２層を構成する前記工程が前記エネルギーバンド構造をある特定の形状に傾斜させることを含むところの請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２層が少なくとも１つの平面を有し、且つ前記第２層を構成する前記工程が前記平面に表面組織を付加することを含むところの請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの入力信号を受けるように適応された線形増幅器であって：
ホットエレクトロン・トランジスタであり：
第１のエミッタ電極、
前記第１のエミッタ電極から隔てられた第１のベース電極であり、前記入力信号の少なくとも第１の部分が前記第１のエミッタ電極と該第１のベース電極との間に与えられ、それにより電子が前記第１のエミッタ電極から該第１のベース電極に向けて放出されるところの第１のベース電極、
前記第１のエミッタ電極と前記第１のベース電極との間に配置され、前記第１のエミッタ電極と前記第１のベース電極との間の且つそれらへの電子輸送層として機能するように構成された第１のトンネル構造であり、電子の輸送がトンネリングによる輸送を少なくとも部分的に含むように、少なくとも第１のアモルファス絶縁体層、及び前記第１のアモルファス絶縁体層に直接的に隣接して配置され、且つそれと協働するように構成された第２の絶縁体層を含む第１のトンネル構造、
前記第１のベース電極から隔てられた第１のコレクタ電極、及び
前記第１のベース電極と前記第１のコレクタ電極との間に配置され、前記第１のエミッタ電極から放出された電子の少なくとも一部の、前記第１のベース電極と前記第１のコレクタ電極との間の、弾道輸送による輸送層として機能するように構成された第２のトンネル構造であり、それにより前記電子の前記一部が前記第１のコレクタ電極で収集可能にされるところの第２のトンネル構造、
を有するホットエレクトロン・トランジスタ；並びに
ホットホール・トランジスタであり：
第２のエミッタ電極、
前記第２のエミッタ電極から隔てられた第２のベース電極であり、前記入力信号の少なくとも第２の部分が前記第２のエミッタ電極と該第２のベース電極との間に与えられ、それにより正孔が前記第２のエミッタ電極から該第２のベース電極に向けて放出されるところの第２のベース電極、
前記第２のエミッタ電極と前記第２のベース電極との間に配置され、前記第２のエミッタ電極と前記第２のベース電極との間の且つそれらへの正孔輸送層として機能するように構成された第３のトンネル構造であり、正孔の輸送がトンネリングによる輸送を少なくとも部分的に含むように、少なくとも第３のアモルファス絶縁体層、及び前記第３のアモルファス絶縁体層に直接的に隣接して配置され、且つそれと協働するように構成された第４の絶縁体層を含む第３のトンネル構造、
前記第２のベース電極から隔てられた第２のコレクタ電極、及び
前記第２のベース電極と前記第２のコレクタ電極との間に配置され、前記第２のエミッタ電極から放出された正孔の少なくとも一部の、前記第２のベース電極と前記第２のコレクタ電極との間の、弾道輸送による輸送層として機能するように構成された第４のトンネル構造であり、それにより前記正孔の前記一部が前記第２のコレクタ電極で収集可能にされるところの第４のトンネル構造、
を有するホットホール・トランジスタ；
を有し、
前記ホットエレクトロン・トランジスタ及び前記ホットホール・トランジスタがプッシュプル増幅器構成で構成されている
ところの線形増幅器。

What is claimed is:

1. A hot electron transistor adapted for receiving at least one input signal, said transistor comprising:
an emitter electrode;
a base electrode spaced apart from said emitter electrode such that at least a portion of said input signal may be applied across the emitter and base electrodes and, consequently, electrons are emitted from the emitter electrode toward the base electrode;
a first tunneling structure disposed between said emitter and base electrodes and configured to serve as a transport of electrons between and to said emitter and base electrodes, said first tunneling structure including at least a first amorphous insulating layer and a different, second insulating layer disposed directly adjacent to and configured to cooperate with said first amorphous insulating layer such that the transport of electrons includes, at least in part, transport by means of tunneling;
a collector electrode spaced apart from said base electrode; and
a second tunneling structure disposed between said base and collector electrodes and configured to serve as a transport, between said base and collector electrodes, of at least a portion of said electrons emitted from said emitter electrode by means of ballistic transport such that the portion of the electrons is collectable at said collector electrode.

2. The transistor of Claim 1, wherein at least a selected one of said base electrode and said collector electrode is formed, at least in part, of a semi-metal.

3. The transistor of Claim 1 wherein at least a selected one of said base electrode and said collector electrode is formed, at least in part, of a metal-silicide.

4. The transistor of Claim 1 wherein at least a selected one of said base electrode and said collector electrode is formed, at least in part, of a metal-nitride.

5. The transistor of Claim 1 wherein said second tunneling structure is configured to exhibit a first value of hot electron reflection, and wherein said second tunneling structure includes a shaped barrier energy band characteristic such that said first value of hot electron reflection is lower than a second value of hot electron reflection that would be exhibited by the second tunneling structure without the shaped barrier energy band characteristic.

6. The transistor of Claim 5 wherein said shaped barrier energy band characteristic includes a parabolic grading of said second tunneling structure. 7. The transistor of Claim 1 wherein said emitter electrode is configured to exhibit a given Fermi level, and wherein said first tunneling structure is configured to exhibit a given conduction band such that said given conduction band differs from said given Fermi level by less than 2 eV.

8. A transistor adapted for receiving at least one input signal, said transistor comprising: an emitter electrode; a base electrode spaced apart from said emitter electrode such that at least a portion of said input signal maybe applied across the emitter and base electrodes and, consequently, electrons are emitted from the emitter electrode toward the base electrode; a first tunneling structure disposed between said emitter and base electrodes and configured to serve as a transport of electrons between and to said emitter and base electrodes, said first tunneling structure including at least a first amorphous layer such that the transport of electrons includes, at least in part, transport by means of tunneling; a collector electrode spaced apart from said base electrode; and a second tunneling structure disposed between said base and collector electrodes and configured to serve as a transport, between said base and collector electrodes, of at least a portion of said electrons emitted by said emitter electrode by means of ballistic transport such that said portion of the electrons is collectable at said collector electrode, wherein said second tunneling structure is configured to exhibit a first value of hot electron reflection, and wherein said second tunneling structure includes a shaped barrier energy band characteristic such that said first value of hot electron reflection is lower than a second value of hot electron reflection that would be exhibited by the second tunneling structure without the shaped barrier energy band characteristic.

9. The transistor of Claim 8 wherein said shaped barrier energy band characteristic includes a parabolic grading of said second tunneling structure.

10. In a hot electron transistor including a plurality of layers with a plurality of interfaces defined therebetween and ballistic electrons being transported therebetween, said plurality of layers including at least a first layer and a second layer adjacent and juxtaposed to each other and defining a first interface therebetween such that at least a portion of said ballistic electrons maybe reflected at said first interface, a method for reducing electron reflection at at least said first interface comprising: configuring said first layer to exhibit a first, selected wave function; and configuring said second layer to exhibit a second, selected wave function such that a first fraction of said ballistic electrons is reflected at said first interface, wherein said first fraction is smaller than a second fraction of said ballistic electrons that would be reflected at said first interface without said second layer being configured to exhibit said second, selected wave function.

11. The method of Claim 10 wherein said second layer exhibits a given energy band structure, and wherein configuring said second layer includes grading said energy band structure in a particular way.

12. The method of Claim 10 wherein said second layer includes at least one planar surface, and wherein configuring said second layer includes adding a surface texture to said one planar surface.

13. A linear amplifier adapted for receiving at least one input signal, said linear amplifier comprising: a hot electron transistor including a first emitter electrode, a first base electrode spaced apart from said first emitter electrode such that at least a first portion of said input signal may be applied across the first emitter and first base electrodes and, consequently, electrons are emitted from the first emitter electrode toward the first base electrode, a first tunneling structure disposed between said first emitter and first base electrodes and configured to serve as a transport of electrons between and to said first emitter and first base electrodes, said first tunneling structure including at least a first amorphous insulating layer and a different, second insulating layer disposed directly adjacent to and configured to cooperate with said first amorphous insulating layer such that the transport of electrons includes, at least in part, transport by means of tunneling, a first collector electrode spaced apart from said first base electrode, and a second tunneling structure disposed between said first base and first collector electrodes and configured to serve as a transport, between said first base and first collector electrodes, of at least a portion of said electrons emitted from said first emitter electrode by means of ballistic transport such that said portion of the electrons is collectable at said first collector electrode; and a hot hole transistor including a second emitter electrode, a second base electrode spaced apart from said second emitter electrode such that at least a second portion of said input signal may be applied across the second emitter and second base electrodes and, consequently, holes are emitted from the second emitter electrode toward the second base electrode, a third tunneling structure disposed between said second emitter and second base electrodes and configured to serve as a transport of holes between and to said second emitter and second base electrodes, said third tunneling structure including at least a third amorphous insulating layer and a different, fourth insulating layer disposed directly adjacent to and configured to cooperate with said third amorphous insulating layer such that the transport of holes includes, at least in part, transport by means of tunneling, a second collector electrode spaced apart from said second base electrode, and a fourth tunneling structure disposed between said second base and second collector electrodes and configured to serve as a transport, between said second base and second collector electrodes, of at least a portion of said hot holes emitted by said second emitter electrode by means of ballistic transport such that said portion of the holes is collectable at said second collector electrode; wherein said hot electron transistor and said hot hole transistor are configured in a push-pull amplifier configuration.

「特表2007-535178およびWO2005106927より引用」