Brevet FR2072114A1 — publié le 19710924

La présente invention concerne des transistors rapides et plus partir culièrement un transistor comportant une jonction collecteur à diode tunnel contrôlée. De façon générale, la vitesse d'un transistor est mesurée par les fréquences fT et f . La fréquence fT représente la fréquence pour laquelle le gain de courant ss est égal à 1, tandis que la fréquence fmax est celle pour laquelle le gain de puissanceWest egal à un. La fréquence fT est donnée par : fT# 1/2## où # représente le temps de transit des porteurs à travers le transistor c'est-à-dire, de l'émetteur au collecteur. Les transistors existants ont des valeurs de f T aussi élevées que 6 à 10gHz, où Hz (hertz) est égal à un cycle par seconde. La fréquence fmax est donnée par : où rb représente la résistance de la base et Cc la capacité du collecteur transistors classiques rapides ont un fmax de l'ordre de 5 à 6 aHza Les ten- tatives antérieures de fabricaticn de transistors rapides nécessItaient des techniques qui réduisaient rb et Cc.Aussi, puisque le fonctionnement du transistor exige que l'épaisseur de couche de la base soit inférieure à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans cette couche, des essais ont été réalisés pour réduire l'épaisseur de couche de la base De façon à réduire à la fois la résistance de la base et a la capacité du collecteur. il est nécessaire de doper fortement la région base Cependant si la région base est dopée plus fortement que la riblon émetteur, l'injection de porteurs se fera de la base à l'émetteur plutôt que de l'émetteur à la base, comme cela est exigé pour le fonctionnement du transistor. Pour compenser ceci, il est nécessaire d'utiliser un émetteur à htsrojonction dont la bande interdite du matériau de l'émetteur est supérieure à celle du matériau de la base. Ceci constitue l'émetteur à bande large" bien connu, dont la fonction est d'introduire un grand nombre de porteurs minoritaires dans la région base.Naturellement, plus le nombre de porteurs injectés dans la base est grand, plus le courant de sortie du collecteur est imzsrtant. Me me avec un émetteur à bande large les contraintes mentionnées précédemment, concernant l'épaisseur de la couche de la base, la résistance de la base rb, et la capacité du collecteur Cc détermineront encore la vitesse des transistors, et la fréquence à f T a une limite supérieure d'environ 10 gHz, tandis que la fréquence fmax a une limite supérieure de l'ordre de 6 gHz. En plus des limitations de vitesse des transistors de l'art antérieur, aucun transistor rapide-n!est connu qui possède une capacité -d'emmagasinage c'est-à-dire, deux (ou plus) d'états continus stables. Ce type d'emmagasinage doit être distingué-duffitype d'emmagasinage "dynamique" dans lequel l'information est constamment décalée entre différents dispositifs, et est dans ce sens "emmagasinée". Le seul dispositif de l'art antérieur possédant des états bistables en continu est le-redresseur contrôlé au silicium, (thyristor) qui est un dispositif à quatre couches, extrêmement lent. Le transistor étant à la fois rapide et possèdant des capacités d'em- magasinage sera un dispositif très utile; ayant des applications à la fois dans les circui-ts logiques digitaux et dans les systèmes de mémoire. En conséquence, un objet de cette invention est de réaliser un transistor ayant des capacités de vitesse supérieures à celles de l'-art antérieur-- Un autre objet de l'-invention est de réaliser un transistor rapide ayant des capacités d'emmagasinage. Un autre objet de l'invention est -de réaliser un transistor rapide présentant des caractéristiques de résistance négative à sa sortie. Un autre objet de cette invention est'de réaliser un transistor rapide présentant des caractéristiques de résistance négative, cee caractéristiques pouvant être modifiées et contrôlées. Un autre objet -de l'invention est de réaliser un dispositif rapide présentant des caractéristiques de résistance négative, permettant de réaliser de multiples fonctions. Cette invention propose un transistor rapide ayant des capacités d'em- magasinage contrôlables, dues à ces caractéristiques de résistance naga-tlve Le transistor est -composé des--régions, émetteur,-baseD et collecteur. L'émetteur est -un- émetteur à hétérojonction, l'intervalle de bande du matériau de de l'émetteur étant supérieur à celui du matériau de la base. Ceci est bien connu comme "émetteur à intervalle large". La région base ainsi que 3a région collecteur sont dégénérées peur dopage et, de plus, la jonction du collecteur est une jonction à effet tunnel. La largeur de la région base est inférieure à la-longueur de des porteurs minoritairesD de faç-,on e permettre le fonctionnement du transistor. Cependant, le dispositif de l'invention peut être considéré comme une diode tunnel comportant une troisième electrode permettant la commande des caractéristiques de ladite diode tunnel. De cypoint de vue, la largeur de la base n'a pas besoin d'être- substantiellement inf-érieure à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans la région de la::base. De façon classique, les caractéristiques de la diode tunnel de la jonction du collecteur sont contrôlées par le courant émetteur. quand la densité de porteur injectée est suffisamment élevée (comparable ou supérieure à la densité de porteur de la base) de telle sorte que la densité des porteurs dynamiques dans la région base soit augmen tée, la probabilité que l'effet tunnel se produise est telle qu'on obtient un courant tunnel plus élevé. Ceci modifie le taux d'amplitude de la caractéristique de la diode tunnel. De plus, toutes les caractéristiques de la diode tunnel seront modifiées en faisant varier le courant émetteur. I1 n'existe aucune contrainte particulière concernant l'épaisseur de la couche émetteur, et celle-ci peut être choisie approximativement égale à celle des transistors rapides classiques. Un ordre de grandeur adéquat est compris entre 2 000 - 3 000 angstrorra.- La région collecteur est aussi choisie de façon arbitraire et est généralement supérieure à 2-000 angstroms. L'émetteur est dopé approximativement de 10 19 at/cm3. L'émetteur ne sera pas dégénéré par dopage et le dopage minimum se fait en fonction du besoin de garder la résistance émetteur faible et la capacité de la jonction émetteur-base faible. La région base est dégénérée par un dopage de 5x1018et/ cm à une valeur supérieure. La région collecteur est aussi dégénérée par dopage et, sera dopée à approximativement au même niveau que la région base. La dégénérescence par dopage du collecteur fournit la jonction tunnel du collecteur. Il est aussi possible de fabriquer ce dispositif sur un substrat monolithique dans lequel à la fois la région base et la région collecteur sont enterrées dans le substrat. De plus, la réalisation à film mince est possible dans laquelle les régions collecteur-base, et -émetteur sont des films planaires, les régions base et collecteur étant séparées par une petite région isolante. L'isolant peut être par exemple, un oxyde. Dans cette réalisation, la région collecteur peut être soit un semi-conducteur, soit un métal. L'invention de cette application présente beaucoup d'avantages, notamment : la rapidité du fonctionnement. Dans cette invention, on a mis en évidence que la fréquence du temps de transit fT.. représentant le temps de transit des porteurs à travers le transistor, dépend du temps de transit à travers les couches appauvries du dispositif. En réalisant une jonction tunnel du collecteur, le temps de transit est diminué puisque l'épaisseur de la couche appauvrie dans une jonction tunnel est inférieure à celle d'une jonction de type pn non tunnel. En conséquence, la limite de fréquence du temps de transit du collecteur est approximativement 10-20 fois supérieure dans cette nouvelle structure. Puisque la fréquence fT est supérieure, la fréquence maximum de l'oscillation fmax est supérieure à moins qu'il y ait une perte de vitesse due à la résistance de la base rb et à la capacité du collecteur Cc. Dans ce nouveau dispositif. la résistance de la base r b est inférieure, puisque la base est dégénérée par dopage Cependant, la capacité du collecteur Cc peut etre supé rieure puisque à la fois la base et le collecteur sont dégénérés par dopage. Ceci tend à s'équilibrer mutuellement. Puisque le transistor lui-même est capable d'osciller sans utiliser un circuit à réaction externe, fmax n'est pas un parametre significatif en ce qui concerne la mesure de cetransistor. Selon la façon avec laquelle le transistor est utilisé, il peut être possible que seulement la constante de temps de la dinde tunnel de la jonction collecteur soit importante. Dans tous les cas, la vitesse de ce transistor sera approximativement 5-10 fois celle des transistors rapides classiques. Un autre avantage de ce transistor est qu'il présente des -états bistables en continu. Au contraire des transistors bistables très lents de l'art antérieur, celui-ci est un transistor rapide présentant des possibilités d'emmagasinage. En plus des possibilités d'emmagasinage, les caractbristiques de sortie de ce transistor ont une résistance négative. Cette résistance négative peut etre modifiée par le couran-t de l'émetteur et peut aussi être contrôlée, ici ce contrôle signifie une variation dans l'amplitude de pic à vallée. Ainsi, non seulement la courbe de sortie peut être décalée, mais aussi la forme d'une telle courbe peut être modifiée. Grâce à cette propriété, il est possible d'utiliser un transistor unique comme un oscillateur. un élément monostable ou un élément bistable. Le fonctionnement dans l'une ces trois modes est possible sans la nécessité d'un circuit externe. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit fait en référence aux dessins annexés à ce texte qui représentent un mode de réalisation préférée de celle-ci. La figure 1 est un diagramme représentant une structure de transistor pnp conformément à la présente invention. La figure 2 est un diagramme de bande d'énergie pour le transistor de type pnp de la figure 1. La figure 3 est un graphique donnant le courant collecteur en fonction de la tension collecteur pour différents courants émetteurs, ce graphique illustre le décalage des caractéristiques tunnel du collecteur selon le nombre de porteurs minoritaires injectés dans la base. La figure 4 est un graphique donnant le courant collecteur en fonction de la tension collecteur pour différents courants émetteurs, ce graphique représente la variation de la forme des caractéristiques de la jonction tunnel du collecteur en fonction de la densité de porteur dynamique de la region base. La figure 5 représente un graphique donnant le courant collecteur en fonction de la tension collecteur pour le circuit de la figure 1. fonctionnant comme un oscillateur à la tensioh de sortie commandée. La figure 6 est un graphique donnant le courant du collecteur en fonctien de la tension du collecteur pour le circuit de la figure la fonctionnant comme un dispositif monostable. La figure 7 est un graphique donnant le courant collecteur en fonction de la tension collecteur pour le circuit de la figure 1, fonctionnant comme un dispositif bistable. La figure 8 est une réalisation monolithique d'un transistor de type pnp, conformément à la présente invention. La figure 9 représente une réalisation à films minces d'un transistor conformément à la présente invention. La figure 10 représente un diagramme de bande d'énergie pour le transistor de la figure 9. La figure il représente un graphique donnant le courant collecteur en fonction de la tension collecteur pour le transistor de la figure 9. La figure 1 représente le transistor de la présente invention et la polarisation adéquate dans le cas d'une structure pnp. On comprendra aisément que l'on peut réaliser le même transistor dans le cas d'une structure npn et qu'il est seulement nécessaire de modifier les impuretés de dopage des différentes régions du transistor pour obtenir la structure npn. Dans le cas d'un transistor npn, la polarisation sera modifiée, conformément au procédé connu. Le transistor lui-même comprend une région émetteur (e3a une région de base étroite (bt, et une région collecteur (c). Des sources de polarisation en continu, 20, 22 sont fournies pour le transistor, la source de polarisation 20 étant variable, la résistance RL est la résistance de charge. Dans le dispositif se trouve aussi un générateur de signal d'entrée 24 qui fait varier le courant dans la région émetteur. Cette commande variable décale et modifie la forme des caractéristiques de sortie. Le transistor de la figure 1 utilise un émetteur à intervalle large dans lequel l'intervalle de bande du matériau de l'émetteur est supérieur à celui du matériau de la base. De plus, la région base est dégénérée par dopage. A cause de ceci, la jonction émetteur est une hétérojonction, le matériau de l'émetteur étant différent de celui de la base. La région collecteur est aussi dégénérée par dopage et peut être constituée par le même matériau ou un matériau différent de celui de la base. L'émetteur à intervalle large est décrit dans le brevet américain NO 3 413 533 ou dans un article "quasi electric and quasi magnetic fields in non-uniform semiconductors" RAC Review septembre 1957, page 336. En général. un émetteur à intervalle large est utilisé dans un transistor pour améliorer l'efficacité d'injection de l'émetteur tout en permettant la réduction de la capacité de l'émetteur due à la diminution permise du dopage de l'émetteur. Dans le brevet et article sus-mentionnés, et dans le brevet français no 1 448 362 déposé le 1.9.65 par la demanderesse, on trouvera le mode de fabrication d'un-te-l-émetteur, et un procédé de diffusion épitaxiale des transistors, ainsi que le procédé de fabrication des dispositifs à hétérojonction. En particulier, un procédé-est décrit permettant la fabrication d'un transistor à émetteur en GaAs - de type p, à base en Ge, de type n et à collecteur en Ge de type p. De façon à permettre le fonctionnement du transistor, l'épaisseur de la couchede la base sera inférieure à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans la base. En général plus la base est étroite, plus le gain en courant tss] base collecteur est grand. Cependant, le transistor fonction- nera encore si la largeur de la base est approximativement~ égale à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans cette base. Ceci se produit parce qu'il y a encore quelques porteurs minoritaires pr;ésents dans la base même lorsque l'épaisseur de la couche de la base est approximativement celle de la longueur de diffusion.Cependant; le gain du courant croit quand la largeur de la base rétrécit, comme ceci est bien connu dans l'art antérieur Dans une réalisation pratique de la présente invention, on souhaite que l'épaisseur de la couche de la base soit inférieure à la longueur de diffusion des porteurs minoritaires dans cette couche. En général l'épaisseur de la couche constituant la base sera approximativement de 1000-1500 angstroms. il n'y a aucune contraine imposée à l'épaisseur de la couche émetteur, et celle-ci peut avoir la même épaisseur que pour les transistors rapides classiques. Cette épaisseur est en général de l'ordre de 2000 - 3000 angstrons Les dimensions du collecteur sont aussi arbitraires l'épaisseur de la couche collecteur est en général supérieure à 2000 angstroms. Naturellement comme cela est bien connu dans l'art, la résistance de masse du collecteur dépendra de son épaisseur. Pour des applications particulières il sera souhaitable de ne pas avoir une couche collecteur trop épaisse, car ceci entrainerait une résistance du collecteur élevée. Ces considérations sont bien connues des hommes de l'art et-ne seront pas plus détaillées ici. Dès que les niveaux de dopage des différentes couches sont concernés, ces ordres de grandeurs sont plus critiques. Le dopage de l'émetteur est l'ordre de 1014-1019at/cm3. L'-émetteur est généralement dopé selon une valeur supérieure à 1014 at/m et il n'y a pas de limite supérieure sauf si l'on ne désire pas le dégénérer. Naturellement si l'émetteur est dopé jusqu'à 1014, ceci maintiendra la résistance de masse de l'émetteur faible. L'émetteur doit être moins fortement dopé que la base de façon que le matériau de l'émetteur à bande large permette l'injection dans la base. La région hase est dégénérée par dopage et aura une concentration de 5x1018at/cm3 et plus. Par exemple, pour une région base en germanium, le dopage peut être supérieur à 1019atEcm3. Le collecteur est aussi dégénéré par dopage et ces niveaux de dopage seront approximativement ceux de la base c'est-à-dire, 5x1018at/cm3 et plus. En plus de ceci beaucoup de matériaux semi-conducteurs peuvent être utilisés pour réaliser cette invention. Les échantillons représentatifs sont donnés sous forme d'une ligne dans le tableau ci-dessous qui n'est pas limitative et que les hommes de l'art comprendront bien Essentiellement, tout matériau qui a un intervalle large et qui permettra l'injection de porteurs minoritaires dans une base dégénérée par dopage peut être utilisé pour l'émetteur. La jonction collecteur doit etre une jonction tunnel thomo-jonction ou hétérojonction) qui rassemblera les porteurs minoritaires en provenance de la région base. TABLEAU Emétteur Base Collecteur GaP Si Si GaAl As I-x Ge Ge x GaP As l-x Ge Ge x l-x Alliage au Ge-Si Ge- Ge -ZnSe Ge Go ZnS Si Si GaAs Ce Ge GaAs Ge GaAs La jonction entre la base et le collecteur peut être soit une homo-jonction soit une hétéro-jonction. Toutes deux formeront des jonctions tunnel qui sont adéquates pour permettre le passage les porteurs minoritaires de la base dans la région collecteur. Comme un exemple d'une jonction base-collecteur à hétéro-jonction, l'émetteur pourra être de l'arséniure de gallium, la base du germanium et le collecteur de l'arséniure de gallium. La figure 2 représente un diagramme des bandes d'énergie Gu transistor pnp de la figure 1. A partir de ce diagramme, on remarquera que le niveau de Fermi se trouve dans la bande de conduction de la région base de type n et dans la bande de valence oe la région collecteur de type p. C'est-à-dire à la fois la base et le collecteur sont dégénérés par dopage, et il y a une jonction tunnel entre la base et le collecteur. Les porteurs n;ajoritaires de l'emetteur dans Ie cas présent ces trous, dans Ia région base dégénérée par dopage, parce que l'émetteur est constitué d'un matériau à bande large. Si la région base est inférieure à la longueur ae diffusion pour les trous, ces porteurs (qui sont des porteurs minoritaires dans la région baser diffuseront à travers la base et produiront un effet tunnel à travers la jonction base collecteur.Parceque la région d'appauvrissement associée à la jonction tunnel est inférieure à c-elîe associée à la jonction p-n non tunnel, le temps de transit des porteurs minoritaires se déplaçant de la région base à la région collecteur est supérieur à celui des transistors classiques. L'efficaci-té du collecteur est très élevée de sorte que tout porteur minoritaire se déplaçant de la région base à travers la jonction~collectOur sera capte dans la région collecteur. Dans la figure 3, des courbes sont données qui représentent le courant du collecteur (ma) en fonction de la tension du collecteur (volts) pour différents courants émetteurs (mua}. Comme on peut- voir à partir de ce diagramme, lorsque les courants-- émetteurs croissent, les caractéristiques d'effet tunnel du collecteur sont décalées vers le bas. Ceci est du à l'action du transistor du dispositif dans loquet les porteurs minoritaires de la base s'additionnent au courant collecteur.. La figure 4 représente une autre- variation qui se produit selon la densité de porteurs dynamiques qui se trouvent dans la base. En réalité, l'effet de l'injection de porteurs minoritaires dans la base dégénérée par dopage et l'effet tunnel subséquent dans la région collecteur est une combinaison des effets représentés dans la figure 3 et la figure 4.- Dans un but d'illustration et pour faciliter la compréhension, ces effets sont séparés et sont représentés individuellement par les figures 3 et 4. C'est-à-dire, la figure 3 représente le décalage de la caractéristique du collecteur-due à des courants émetteurs variables tandis que la figure 4 représente la variation-de la forme de la caractéristique collecteur due à une variation dans le courant émetteur. Dans la figure 4, les rapports pic-vallée sont modifies lorsque la densité de courant d'émetteur est changée. Ainsi, lorsque le courant émetteur croit. ce rapport croit. quand la densité de porteurs injecté est suffisamment élevée (comparable ou supérieure au niveau de dopage de la base) de sorte que la densité de porteurs dynamiques dans la base est augmentée, la probabilité d'effet tunnel est augmentée et entraine un courant tunnel ou courant de pic supérieur. Pour plus de détails. la commande des caractéristiques d'effet tunnel nécessite la discussion suivante. Le rapport pic-Vallée est commandé si le nombre de porteurs injectés qui diffuse à travers la jonction collecteur à effet tunnel est comparable au dopage du collecteur tou supérieur au dopage du collecteur), qui est lui-même très élevé. C'est-à-dire que la qualité des caractéristiques des diodes tunnel dépend du niveau de dopage, c1est-à-dire de la largeur de la couche d'appauvrissement. Plus le dopage est élevé, plus la couche d'appauvrissement est étroite, et donc la probabilité d'effet tunnel élevée. Comme la probabilité d'effet tunnel croit si le courant tunnel croit aussi et le pic-vallée devient supérieur. En conséquence le rapport est fonction du dopage dans les régions base et collecteur.L'injection module fortement la densité effective des porteurs à la fois dans la région base et la région collecteur. Naturellement, la densité dans la région base est plus directement affectée par une injection élevée. Des variations dynamiques dans la densité de porteurs dans la base et le collecteur entrainent des variations de la probabilité d'effet tunnel, et des variations conséquentes dans ledit rapport. De cette façon, les caractéristiques d'effet tunnel ne sont pas seulement décalées, comme représenté dans la figure 3, mais sont aussi modifiées comme représenté dans la figure 4. Dans la figure 3 les courants émetteurs sont inférieurs à ceux représentés dans la figure 4. de façon à obtenir les caractéristiques d'effet tunnel qui sont seulement décalées, mais dont la forme n'est pas modifiée. Dans la fabrication au dispositir. il peut être judicieux de réaliser un dispositif qui a un rapport pic-vallée très faible, quelque peu identique à celui de.la courbe A de la figure 4..Un dispositif avec cette caractéristique possède un dopage inférieur et sera plus facile à réaliser. Déplus, la modulation du rapport est plus prononcée que celui avec une telle diode et les effets de modulation peuvent être plus facilement utilisés dans des applica tions de circuit Les figures 5,6 et 7 représentent sous forme de graphique les caractéristiques courant en fonction de la tension-du transistor de la figure 1, quand il fonctionne comme un élément de circuit et de façon autonome.On entend par ceci que le transistor est capable de présenter différentes fonctions sans exiger de circuits supplémentaires. Cette possibilité naturelle du dispositif à transistor unique est due au fait que sa sortie possède les caractéristiques de diode tunnel qui peuvent subir des mocifications à la fois sur la forme et le déplacement. Les trois circuits illustrés par les figures 5,6 et 7 sont : un oscillateur à sortie commandée, un dispositif monostable, et un dispositif bistable, respectivement. Chacun de ces dispositifs utilise la polarisation établie dans la figure 1, et son fonctionnement sera expliqué dans les paragraphes suivants. La figure 6 est un graphique représentant la caractéristique du courant en fonction de la tension pour le transistor de la figure 1, polarisé comme représenté dans la figure 1 quand il est utilisé comme un oscillateur à sortie commandée. La fonction de Fe circuit est de réaliser des oscillations de sortie sous l'action d'une impulsion de déclenchement. La bascule peut être réalisée par n'importe quel type de source qui fournira un courant supplémentaire à travers l'émetteur tel que la source 24, qui augmentera la probabilité d'effet tunnel dans la région collecteur comme expliqué dans les paragraphes précédents. Parce que le transistor å une caractéristique d'effet tunnel, ce sera une région de résistance négative pente négative de la courbe I-V). Le transistor oscillera quand il sera polarisé dans la région de résistance négative mais n'oscillera pas quand il sera polarisé à l'extérieur de cette région. Par conséquent, la présence ou l'absence d'une impulsion de déclenchement peut déplacer la diode tunnel d'une région à l'autre et ainsi commander ses oscillations. Dans la figure 5, la courbe A représente la caractéristique d'effet tunnel quand il n'y a aucune tension de déclenchement ou quand la tension de déclenchement est inférieure à une valeur minimum. La droite de charge appelRe L, a une pente de 1/RL, où RL est la résistance de charge de l'électrode du collecteur. La courbe B correspond à la caradtéristique de sortie d'effet tunnel lorsque l'impulsion de déclenchement est présente et d amplitude suffisante pour modifier la caractéristique de sortie d'effet tunnel.La variation entrainera. dans tous les cas, un décalage aussi bien qu'une variation dans le rapport d'amplitude pic-vallée. La courbe A correspond à un courant émetteur I tandis que la courbe B correspond à un courant émetteur accru I + A. e e Quand lecourant émetteur est Ie, la droite de charge coupe la courbe A au point A'. Ceci dans la région de résistance négative et le transistor oscillera. Quand le courant émetteur est accru jusqu'à I + A, la caractéristique e de sortie change et la droite de charge coupera la courbe B au point Bl qui se trouve à l'extérieur de la résistance négative de la courbe B. Dans cette région, la diode tunnel n'oscillera pas et les oscillations de sortie seront coupées. Si on le désire, un circuit accordé peut être associé au circuit du collecteur du diagramme de la figure 1 de façon à obtenir des oscillations á une fréquence particulière.De telles modifications sont bien connues dans l'art La figure 6 représente la caractéristique de sortie du transistor de la figure 1 quand il est utilisé comme dispositif monostable. Ici le courant émetteur du transistor est réglé de façon que la droite de charge L coupe la courbe caractéristique de sortie seulement au point A ou au point A'. L'un ou l'autre point sera un point de fonctionnement stable du dispositif et entrainera la création d'un dispositif monostable. Si la caractéristique de sortie est décalée en modifiant le courant émetteur, alors le dispositif peut être un dispositif bistable. Dans la figure 7, un tel dispositif est représenté dans lequel la ligne de charge L coupe la caractéristique de sortie aux points A et B, ces deux points sont sur la partie de pente positive de la courbe de sortie. Les deux points A et B sont des points de fonctionnement stables en continu. La figure 8 représente le transistor de l'invention réalisé sur un substrat monolithique. Ici, l'émetteur à bande large 30 recouvre un substrat planaire 32 comportant la région base 34 et la région collecteur 36. Dans ce cas, le collecteur 36 a une structure autour de laquelle se trouve une région semi-conductrice à résistance élevée 38. Des contacts 40, 42, 44 sont réalisés sur la région émetteur, la région base et la région collecteur respectivement. Bien que le contact à la région collecteur soit représenté au bas du dispositif. on comprendra aisément que cette connexion peut être réalisée sur le collecteur par un contact. sur le côté supérieur du dispositif. Une telle connexion sera réalisée par, par exemple, l'utilisation d'un "reach-through". ou canal conducteur. Les considérations exprimées ci-dessus par rapport aux différentes épaisseurs de couches et les niveaux de fusion sont représentés dans le dispositif de la figure 6. C'est-à-dire, l'émetteur est constitué au'un matériau à bande large et les deux régions base et collecteur sont dégénérées par dopage. De plus, la jonction du collecteur 46 est une jonction tunnel. Le dispositif de la figure 8 est fabriqué de plusieurs façons, par exemple un procécé adéquat est le suivant En partant d'un substrat de Ge de type p++, un masque de SiO2 est appliqué et une structure à socle (38) est réalisée par gravure du substrat de Ge. La partie gravée du substrat de Ge est alors remplie par croissance épitaxiale de germanium de type p pour constituer la région 38. Si on le désire le GaAs de résistivité élevée peut être déposé par croissance épitaxiale au lieu du Ge de type p, pour le remplissage. Après ceci, le dispositif est à nouveau masqué par du SiO2, ou par tout autre matériau de masquage adéquat et le Ge de type p 38 est gravé pour permettre la réalisation de la région base t347 par dépôt.Le dépôt épitaxial de Ge de type n constitue alors la région base (34). L'émetteur 30 est réalisé par un nouveau masquage par du SiD2 et un dépôt par croissance épitaxiale de CaAs de type p sur la base Ce. Des contacts 42, 44 sont alors réalisés sur les régions émetteurs base et collecteur selon des procédés classiques. Lg figure 9 est une réalisation à film mince de ce transistor dans lequel une jonction tunnel est réalisée entre la base (b) et le collecteur [c). Dans ce cas, il y a une barrière tunnel étroite 50 entre la base et le collecteur. cette barrière tunnel peut être par exemple, un isolant tel qu'un oxyde. L'épaisseur est de 10-100 h. Le collecteur est constitué d'une couche plus épaisse d'approximativement 2000 h et peut être soit un semi-conaucteur, soit un métal-. La région base-est approximativement de 1000 - t500 angstroms et est dégénérée par dopage a comportant au moins 5x 1018et/cm3. Recouvrant la couche de base se trouve la couche émetteur (e), qui est de 2000 - 300 angs troms et qui est dopée jusqu'à approximativement 1010at/cm 3.La valeur la plus faible concernant le dopage de 11 émetteur serait approximativement de 1014at/cm-3. Il est important que l'émetteur ne soit pas dégénéré par dopage. Les contacts sont réalisés sur le transistor de la figure 9 d'une façon classique et la polarisation est identique à celle de la figure 1. Cependant, si c est un transistor de type npn, les polarités de polarisation sont modi fiscs comme ceci ést bien connu. Le transistor à film mince de la figure 9 peut être réalisé d'un certain nombre de façons qui sont bien connues des hommes de l'art. Far exemple, soit de Ge ou Si de type p ou type p+, soit un métal tel que du molybdène ou du tungstène, peuvent être déposés par croissance épitaxiale comme la région collecteur sur un substrat.Le substrat peut être un matériau tel que BoAs, semi-isolant, soit Ge ou Si de type opposé (conductivité de type R, si le collecteur est Ge ou Si respectivement)Dans un autre-procédé le collecteur peut être réalisé par diffusion d'une impureté de type de conductivité opposé dans un substrat. La barrière de type tunnel est généralement un oxyde ce dernier obtenu par dépot ou croissance. Si le collecteur est Si alors l'oxyde sera en général SiD2 obtenu par croissance thermique. L'épaisseur de la barrière tunnel est 1û-100 a et de préférence environ 50 R. Une autre barrière tunnel adéquate est un semi-isolant GaAs, qui est obtenu par croissance épitaxiale sur le col-lecteur. La couche de base est aussi une couche épitaxiale et peut être Ge, Si, ouGaAs etc... Naturellement quand GaAs doit être utilise comme émetteur, Si n'est pas utilisé-pour la base. Aussi Ge-polycristallin est adéquat comme matériau pour la région base. Si la barrière tunnel est GaAs, le Ge épitaxial de type n convient tout à fait pour la région base. De cette façon un dispositif monocristallin peut être fabriqué. Pour fabriquer la couche émetteur GaAs de type p du ZnSe est déposée par croissance épitaxiale sur une base en Ge, tandis que du GaP est déposé sur la base en Si Naturellement, d'autres matériaux peuvent être utilisés pour les différentes régions transistor, comme cela paraitra en se référant au tableau ci-dessus. Aussi d'autres techniques de dépôt apparaîtront facilement aux hommes de l'art La figure 10 représente le modèle de bande (d'énergie) pour le transistor de la figure 9, où le collecteur est un métal. La bande de conduction est désignée par CB, tandis que la bande de valence est-désignée par VB. Ici, l'isolant fournit une barrière tunnel aux porteurs minoritaires provenant de la région base.A nouveau, un émetteur à bande large est réalisé et des porteurs minoritaires sont infectés dans la base, ces porteurs pénétrant ensuite dans le collecteur par effet tunnel. La figure 11 est un graphique -donnant le courant du collecteur en fonction de la tension collecteur pour le transistor tunnel de la figure 9 pour différents courants émetteurs. L'injection des porteurs dans labase affecte le courant tunnel disponible au collecteur. C'est-à-dire que si l'énergie des électrons injectés dans la région base est supérieure à la bande de valence dans la région-base, ces électrons injectés auront une probabilité d'effet tunnel dans le collecteur supérieure aux porteurs déjà présents dans la région base. De cette façon, les caractéristiques de sortie du collecteur sont modifiées par le courant émetteur injecté. Bien que des caractéristiques de résistance négative ne soient pas représentées.dans la figure 11 > une caractéristique oe résistance négative peut être atteinte si l'effet tunnel des porteurs se trouve dans les énergies très élevées du matériau du collecteur [-un collecteur semi-conducteur est habituellement exigé). Comme avec les réalisations précédentes; cette caractéristique peut être décalée comme fonction de la densité des porteurs injectés. Ce qui a été décrit est-un-nouveau type de transistor comportant un émetteur à intervalle large, et une jonction collecteur tunnel. Ce transistor est exceptionnellement rapide et a l'avantage supplémentaire de possèder une possibilité d'emmagasinage. De plus, la caractéristique sortie de la résistance négative (des réalisations autres que celles de la figure 9) peuvent être décalées et leur forme contrôlée de façon à fournir de nombreuses fonctions de circuits du transistor individuel. Beaucoup de matériaux peuvent être utilisés pour fabriquer un tel transistor, et le collecteur de celui-ci peut être à homo-jonction ou à hétéro-jonction. A cause de la densité de dopage élevée de la région base, on utilise un émetteur à hétéro-jonction. Cependant, on doit comprendre que le concept fondamental de cette invention est la réalisation d'un transistor rapide comportant des possibilités d'emmagasinage, lesquelles propriétés sont atteintes par un-transistor utilisant un émetteur à hétéro-jonction à intervalle large et une jonction collecteur tunnel. Den que l'-on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention, appliquées à un mode de réalisation préférée de celle-ci,-il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications qu'il juge utiles sans sortir pour-autant du cadre de ladite ibvention. R-E V-EN D-I C A T ION S I. Dispositif semi-conducteur rapide à porteurs minoritaires comportant des régions émetteur-base et collecteur, ledit dispositif étant caractérisé par une jonction tunnel base-collecteur, les caractéristiques courant-tension dudit dispositif étant modifiables par le nombre des porteurs minoritaires injecté dans ladite région base. II. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que ladite jonction base-collecteur est une homo-jonction. III. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que ladite jonction bas e-collecteur est une hétéro-jongtion. IV. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que les deux région base et collecteur sont dégénérées par dopage. V. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche base est inferieure à la longueur de diffusion des porteurs minori- taires dans cette couche. VI. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce quelle comprend des moyens pour augmenter le nombre des porteurs minoritaires injectés dags ladite région base. VII. Dispositif selon la revendication IV, caractérisé en ce que le niveau de dopage de l'émetteur est 1014-1019 at/cm3, le niveau de dopage de la base et du collecteur étant d'au moins 5 x 1018 at/cm . VIII. Dispositif selon la revendication IV, caractérisé en ce que ledit dispositif a une structure monolithique, les régions émetteur, base et collecteur étant des couches formées selon une structure de type muiticoucne dans un substrat semi-conducteur. IX. Dispositif selon la revendication IV caractérisé en ce que les dites régions émetteur, base et collecteur sont formées de films minces, les dites régions base et collecteur étant séparés par' une barrière tunnel à film mince. X. Dispositif semi-conducteur caractérisé en de qu'il comprend une première et seconde régions de type de conductivité opposée séparées par une jonction tunnel, ledit dispositif ayant une caractéristique de sortie qui est modifiable selon la quantité de porteurs minoritaires injectés dans ladite première région, des moyens comprenant une troisième région adjacente et contigüe à ladite première région et de type de conductivité opposé, ladite troisième région ayant un intervalle de bande supérieur à celui de ladite première région pour injecter des quantités variables de porteurs minoritaires dans ladite première région. XI. Dispositif semi-conducteur caractérisé en ce qu'il comprend une diode tunnel ayant une caractéristique de sortie à résistance négative déterminée par la densité de porteurs de ladite diode, des moyens adjacents et contigüs à ladite diode tunnel pour décaler et modifier ladite caractéristique de sortie, les dits moyens agissant sur la densité de porteurs minoritaires dynamiques dans ladite diode tunnel. XII. Dispositif semi-conducteur comprenant une hétéro-jonction base-émetteur, entre deux régions base et émetteur de conductivité opposée, et des matériaux différents, ladite région base étant plus dopée que ladite région émetteur et, une région collecteur, de meme conductivité que l'émetteur, formant avec la base une fonction tunnel ayant une résistance négative modifiable sous l'action des porteurs minoritaires émis par l'émetteur.