FR 2028537 A1 19701009 FR 7001569 A 19700116 70 01569 1 2028537 L'invention concerne uh dispositif semiconducteur devant engendrer ou amplifier des oscillations électriques et comportant un corps muni d'au moins deux contacts de connexion ohmiques et réalisé en -un matériau semiconducteur de premier type de conduction, ce corps compor-5 tant au moins deux couches dudit premier type de conduction et de conductibilités différentes, situées entré ces contacts alors que l'épaisseur de la couche présentant la plus faible conductibilité est inférieure à celle de la couche présentant la plus forte conductibilité. Dans ce qui précède et dans ce qui suit, deux couches sont 10 considérées comme étant situées entre deux contacts de connexion lorsqu'un courant s'écoulant de l'un des eontacts vers l'autre à travers le corps semiconducteur, parcourt ces couches l'une après l'autre dans le sens de leur épaisseur. L'invention concerne également un circuit comportant un tel 15 dispositif. Les dispositifs semiconducteurs du genre décrit ci-dessus peuvent être subdivisés en deux groupes dont le fonctionnement repose sur des mécanismes physiques tout à. fait différents. Ces groupes de dispositifs sont connus sous le nom de "diodes à. effet d'avalanche" et 20 de "dispositifs à effet Gunn". Dans une diode à effet d'avalanche, par exemple la diode décrite dans le brevet américain 3.324.358, des oscillations électriques sont engendrées du fait que dans la caractéristique courant-tension d'une telle diode, il se produit, par suite d'un claquage à effet d'ava-25 lanche, une région de résistance différentielle négative. Ce genre de claquage repose sur une forte ionisation par chocs et n'est pas exactement reproductible, de sorte que les dispositifs de ce genre présentent généralement un niveau de bruit relativement élevé. Dans les dispositifs à effet Gunn, par exemple décrits dans 30 la publication "Electronic Design", page 26, parue le 2 Août 1966, l'en-gendrement d'oscillations électriques repose sur la formation de domaines de forée intensité de champ dans 1 a couche présentant la plus faible conductibilité, domaines qui à travers la couche se déplacent de la cathode vers l'anode et causent entre celles-ci des oscillations 35 électriques présentant une fréquence qui est fonction du temps de transit des domaines en question à travers la couche présentant la plus faible conductibilité. Ces dispositifs à effet Gunn peuvent être fabriqués seulement à. partir de matériaux présentant une structure de bande déterminée permettant la formation de ce genre de domaines, un tel 40 matériau étant par exemple le GaAs et quelques autres substances. A 70 01569 2 2028537 cette restriction se rapportant au choix du matériau, il s'ajoute la difficulté de fabriquer des dispositifs à effet Gunn. En plus, dans -tous les dispositifs connus décrits, le réglage de la fréquence des oscillations engendrées n'est pas facile. " 5 Le but de l'invention est d'indiquer un dispositif semiconduc teur devant engendrer ou amplifier des oscillations électriques, reposant sur un autre principe et dans lequel les inconvénients précités se produisant dans les dispositifs connus sont éliminés ou •L'invention repose sur lridée que par le choix judicieux de la différence entre les concentrations caractérisant les dopages desdites couches dont une présente une conductibilité plus forte et 15 l'autre une conductibilité plus faible, il est possible d'obtenir un dispositif dans lequel, en présence d'une tension continue entre les contacts de connexion à laquelle il ne se produit qu'une multiplication modérée à. effet d'avalanche, des oscillations électriques présentant une fréquence qui est fonction de la valeur de ladite tension con-20 tinue peuvent être engendrées. Conformément à l'invention, un dispositif du genre mentionné dans le préambule est donc remarquable en ce que la différence entre les concentrations caractérisant les dopages d'au moins les régions limites de chacune desdites couches qui s'opposent, est inférieure à r ..^10 ^ o £ r Eav , / 5 25 5.10 . -^-atomes/cm , expression dans laquelle: - E&v est la valeur de l'intensité de champ, exprimée en Volts/cmr pour laquelle, dans ledit matériau semiconducteur, le degré d'ionisa-tioncLest égal à t avec d désignant l'épaisseur, en cm, de la JO couche présentant la plus faible conductibilité; - est la constante diélectrique du vide, exprimée en Farads/cm; - est la constante diélectrique relative du matériau semiconducteur utilisé; 1 - q est la charge d'un électron, exprimée en Coulombs; 35 - v est la vitesse de déplacement maximale des porteurs de charge majoritaires, exprimée en cm/s, alors qu'un des contacts de connexion forme une liaison ohmique avec la couche présentant la plus faible conductibilité, tandis que l'autre cont.-ct de connexion forme une liaison ohmique non injectante avec la 40 couche présentant la plus forte conductibilité. 70 01569 3 2028537 Par "degré d'ionisation-1', il y a lieu de comprendre, comme d'habitude, le nombre de paires électron-trou qui, par centimètre parcouru dans la direction du champ électrique, sont libérées par un porteur de charge majoritaire. A ce sujet, voir par exemple la publication 5 "Physical Review", Volume 94» page 877» dernier alinéa, parue en 1954» Le degré d'ionisation Cka été mesuré pour de nombreux matériaux semiconducteurs, en fonction de l'intensité de champ. Pour le germanium et le silicium par exemple, voir la publication de A.D. Phillips: "Transistor Engineering", page 135» figures 6 à 9» parue à New York en 1962. 10 Pour un matériau semiconducteur de nature donnée, le technicien peut donc lire sans diffulté sur les figures la valeur de ladite intensité de champ correspondant au degré d'ionisationoL= Jôd • Comparé atix dispositifs connus précités, le dispositif conforme à. l'invention a donc l'avantage important que contrairement à. ce qui 15 est le cas avec lesdites diodes connues à effet d'avalanche, il ne se produit pas d'ionisation violente par chocs, de sorte que le bruit se "situe à un niveau considérablement, plus. bas. Comme il sera encore expliqué plus ën détail ci-après, le fonctionnement ne repose en outre pas sur la formation de. domaines d'intensité de champ élevée, de sorte 20 que contrairement h ce qui est le cas avec les dispositifs connus à effet Gunn, les matériaux ne se limitent pas à des matériaux semiconducteurs très spéciaux préssntant une structure de bande particulière. La seule condition que doit satisfaire la matériau choisi, est que la saturation de la vitesse de déplacement des porteurs de charge majori-25 taires sous l'influence d'un champ électrique se produise à une intensité de champ qui est inférieure à celle oïl commence l'effet d'avalanche. Ceci est le cas avec pratiquement tous les semiconducteurs examinés jusqu'à présent. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention peut 30 être expliqué comme suit. Lorsqu'entre les contacts de connexion* d'un dispositif conforme à l'invention est appliquée une tension continue dont la polarité est telle que des porteurs de charge majoritaires de la, couche présentant la plus faible conductibilité passent vers- la couche •-résents.nt la plus forte conductibilité, un accroissement de 35 cette tension continue se traduira d'abord par un accroissement de l'intensité de courant pratiquement proportionnel à la tension, l'intensité de champ dans la couche présentant la plus faible conductibilité étant supérieure à celle dans la couche présentant la plus forte conductibilité. Lorsque l'intensité de champ dans la couche caractérisée 40 par la plus faible conductibilité devient supérieure à une. valeur dé- ) 01569 4 2028537 terminée, appelée l'intensité de champ de saturation E (égale à environ 3.10 Volts/cm pour des électrons du germanium), la vitesse de déplacement des porteurs de charge majoritaires atteint une valeur de saturation v. (égale à environ 6.10^ cm/s pour les électrons du germanium), 5 Le fait de continuer l'accroissement de la tension continue ne produit pratiquement aucun accroissement de l'intensité de courant, mais par contre un accroissement considérable de l'intensité de champ dans la couche à faible conductivité. Après le dépassement de l'intensité de champ de saturation 10 E dans la couche à faible conductivité, il se produit dans la couche S à forte conductibilité, du côté de l'autre couche, une région de charge d'espace en raison de ce que les porteurs de charge majoritaires, aspirés au contact de connexion hors de la couche à plus forte conductibilité, ne sont pas remplacés dans une mesure•suffisante par des porteurs pro-15 venant de la couche à faible conductivité. Dans la couche à plus forte conductibilité, cette région de charge d'espace s'étend jusqu'à l'endroit où l'intensité de champ a diminué jusqu'à la valeur de•1'intensité de champ de saturation, Lorsque l'accroissement de la tension continue appliqué® est 20 poursuivi* la couche à faible conductibilité, dans laquelle l'intensité de champ est toujours supérieure à celle dans la couche à plus forte conductibilité, devient, à l'atteinte d'une intensité de champ déterminée (égale à environ 1,7.10^ Yolts/cm pour le germanium) le siège d'un-début d'effet d'avalanche, phénomène qui donne lieu à la formation de 25 paires électron-trous. Sous'1'influence du champ électrique, les porteurs de charge majoritaires additionnels traversent, à la vitesse de saturation, la région de charge d'espace. Lesdits porteurs additionnels d'ans la région de charge- d'es*-pace font varier le courant et l'intensité de champ, donc également le 30 degré d'ionisation. A cause dutfait que le temps.de transit des porteurs de charge majoritaires est différent de zéro, il se produit à travers la région de la charge d'espace, des déphasages entre ces variations . de courant et d'intensité de champ. Par ce rétrocouplage retardé, des oscillations de courant peuvent se produire à une fréquence qui est * . 35 pratiquement inversement proportionnelle au temps de transit des porteurs de charge majoritaires sur l'étendue d'ê la région de charge d'espace. Etant donné que la vitesse de saturation est constante, ce temps de transit dépend uniquement de l'épaisseur' totale-D-de ladite ;région de charge d'espace, épaisseur qui à soii tour est de nouveau fonction 40 de la tension continue appliquée, de sorte que la fréquence d'oscilla- • COPY 70 01569 5 2028537 tion peut être réglée dans des limites déterminées de manière simple à l'aide dà la tension continue appliquée. En partant d'un modèle unidimensionnel simplifié^on peut calculer que la fréquence d'oscillation visée ici se trouve dans le voisinage de € F E lo c r av expression dans laquelle A N est la différence entre les concentrations caractérisant les dopages des couches à forte conductivité et à faible conductivité, exprimée en atomes/cm , les autres symboles ayant la sig-10 nification déjà mentionnée. Du fait que dans le mécanisme décrit ci-dessus, de" très fortes perturbations se produisent à des fréquences supérieures à environ 5«1o"^s~^ par1 suite, entre autres, de la diffusion de porteurs de charge majoritaires dans la région de•charge.d'espace ce dont il résulte qu'une oscillation devient difficile voir même impos-15 sible, doit, conformément à 1 'invention et comme cela a déjà été préconisé, être inférieur à 5.1010 ^atomes/cm3 . Bien que le mécanisme décrit ci-dessus puisse se produire aussi à des fréquences plus faibles, la région de charge d'espace re- S —1 20 quise devra, au-dessous d'une fréquence d'environ 5«10 s , présenter une étendue telle que pour ces fréquences plus faibles, l'on préférera généralement l'emploi de circuits transistorisés fonctionnant très bien à ces fféquences. Il est donc favorable lorsque ladite différence entre les concentrations caractérisant les dopages des couches de différentes 25 conductibilités est supérieure à a E £ E r 5.10 —— atomes/cm . Suivant un mode de réalisation important, la conductibilité de la couche à plus forte conductibilité est au maximum dix fois plus forte que celle de la couche à faible conductibilité. Pour pratiquement. 30 tous les matériaux semiconducteurs connus, on satisfait ainsi la condition précitée se rapportant à la différence entre les concentrations caractérisant le dopage des deux couches. L'épaisseur de la couche à faible conductibilité est avantageusement choisie aussi réduite que possible. Le rapport entre la fré-35 quence la plus élevée- et la fréquence plus basse, susceptible d'être obtenu par le réglage de la tension continue appliquée, est pratiquement proportionnel au rapport entre les épaisseurs, maximale et minimale, de la région de charge d'espace. Ce rapport, donc également la'possibilité de réglage de la fréquence d'oscillation augmente à mesure que copy 70 01569 6 2028537 l'épaisseur de la couche, à faible conductibilité, est plus faible que celle de la couche à plus forte conductibilité. Une autre raison pour laquelle la couche à faible conductibilité est choisie aussi mince que possible, est que l'on évite ainsi 5 une dissipation inutile par suite d'une chute de tension inutile dans cette coucheo Aussir un autre mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention est-il remarquable en ce que l'épaisseur de la couche à faible conductibilité est au maximum égale à 4 10 Les contacts dà connexion qui, conformément à l'invention, doivent être ohmiques (non bloquant) et non injectant du~moins sur la couche à plus forte conductibilité, peuvent être formés de la manière la plus simple par des régions semiconductrices fortement dopées en matériau semiconducteur identique à celui constituant lesdites couches 15 et© différentes conductibilités. Un autre mode de réalisation préféré conforme à l'invention est donc remarquable en ce que les contacts de connexion sont formés par des régions semiconductrices limitrophes des couches à conductibilités différentes, ces régions ayant le même type de conduction que ces couches et présentant une concentration de dopage 20 supérieure à celle de la couche à plus forte conductibilité. De préférence, dans le cas oîi le corps semiconducteur est en germanium ou en silicium, la concentration de dopage de la couche à plus forte conductibilité est au maximum égale à 10^ atomes/cm3t et au moins égale à 10^ atomes/cm3 , Pour un dopage très faible, la con-25 centration des porteurs de charge dépend trop de la température, ce qui-est donc également le cas avec la fréquence d'os'éillation, alors qu'à des dopages plus forts, on rencontre des difficultés technologiques pour l'obtention de la différence requise entre les concentrations caractérisant les dopages des couches. 50 Suivant un mode de réalisation important, lesdites couches de condictibilités différentes sont directement limitrophes 1rune de l'autre. On obtient ainsi une structure très simple. Toutefois, il est parfois préférable que les couches à conductibilités différentes soient séparées l'une de l'autre par une couche \ 35 intermédiaire de même type de conduction mais à concentration de dopage supérieure à celle de la couche à forte conductibilité et inférieure à ££ — (E - E ) atomes/cm3, aq v av a' ' ' expression dans laquelle les symboles , 6^ , £ et E&v ont la signification déjà mentionnée, alors que E est la valeur dé l'intensité S 40 de champ, exprimée en Volts/cm, à laquelle est atteinte la vitesse de 70 01569 7 2028537 déplacement de saturation des potteurs de charge majoritaires, a étant l'épaisseur, en cm, de ladite couche intermédiaire. L'existence de cette couche intermédiaire a comme conséquence que la chute de tension, c'est-à-dire la dissipation, est réduite, tandis que la limite supéri-5 ~ eure de la concentration de dopage caractérisant La couche intermédiaire indiquée ci-dessus, limite étant fonction de l'épaisseur de la couche intermédiaire, garantit que pendant le fonctionnement, la vitesse de déplacement dans toute la région de la charge d'espace reste égale à la vitesse de saturation, pour éviter la déformation ou l'ex-10 tinction (par amortissement) àes oscillations. L'invention concerne également un circuit comportant un dispositif semiconducteur tel que décrit ci-dessus, alors qu'entre les contacts de connexion est appliquée une tension continue dont la polarité est telle que dans le corps semiconducteur, des porteurs de charge 15 majoritaires se déplacent de la couche à faible conductibilité vers la couche à plus forte conductibilité. De préférence, cette tension continue est d'une valeur telle que la vitesse de déplacement des porteurs de charges majoritaires atteigne sa valeur de saturation du moins dans la couche à faible conductibilité, et que dpjis cette couche, le degré 20 d'ionisation devienne égal à une valeur comprise entre 1 et 10. Par ce faible degré d'ionisation, le bruit qui se produit se situe à un niveau considérablement plus bas que dans les dispositifs connus décrits De préférence, dans ces circuits, la tension continue appliquée est variable en vue du réglage de la fréquence d'oscillation. 25 La description suivante, en régard des dessins annexés, le - tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment 1'invention peut être réalisée. La fig. 1 est une coupe transversale d'un dispositif conforme à l'invention. 30 La fig. 2 représente un modèle unidimensionnel du dispositif suivant la fig. 1. Les figures 3j 4 et 5 illustrent la variation du dopage, de la concentration d'électrons, de l'intensité de champ et du potentiel pendant.le fonctionnement du dispositif réprésenté sur la fig.. 2. 35 La fig. 6 illustre un stade de fabrication du dispositif représenté sur la fig. 1. . La fig. 7 représente un autre dispositif conforme à l'invention. La fig. 8 représente un modèle unidimensionnel du dispositif 40 suivant la fig. J. 70 01569 8 2028537 Les figures 9» 10 et 11 illustrent la variation du dopage, de la concentration d'électrons, de l'intensité de champ et du potentiel pendant le fonctionnement du dispositif représenté sur ,1a fig. 8. Toutes les figures sont schématiques et les dimensions n'ont 5 pas été représentées à la même échelle: pour la clarté des dessins, on a exagéré particulièrement les épaisseurs. Les éléments correspondants sur les différentes figures ont été indiqués par les mêmes repères. Sur la fig. 1, le dispositif semiconducteur comporte un corps semiconducteur (1) en germanium de type de conduction , muni de deux 10 contacts de connexion ohmiques non injectant. Le premier contact est formé par une couche fortement dopée (2) de type de conduction n (con- 18 3 centration de donneurs moyenne environ 10 atomes/cm ), sur laquelle sont élaborés une couche métallique (3) et un conducteur de connexion (4)o L'autre contact de connexion est formé par une région fortement 15 dopée (5) de type de conduction n (concentration de donneurs moyenne 1 1 environ 3.10 atomes/cm3), sur laquelle sont élaborés une couche métallique (6) et un conducteur de connexion (7)« Entre ces deux contacts (2,3) et (5^-6) se trouvent deux couches (8) et (9) qui se limitent mutuellement et présentent des conduc- 20 tibilités différentes. Dans la région limitrophe de la couche (9)» la 15 3 couche (8) est dopée à raison de 1,5.10 atomes/cm et présente une -1 -1 conductibilité d'environ 1 Ohm cm . Dans la région limitrophe de la 15 3 couche (8), la couche (9) est dopée à raison de 3«10 atomes/cm et -1 -1 présente une conductibilité d'environ 2 Ohms cm . L'épaisseur d de 25 la couche (8) est égale à 1^u (= 10~^ cm), la couche (9) ayant une- épaisseur 20^u, la couche (2) une épaisseur 1^u et la région (5) une épaisseur 200^u. La différence entre les concentrations caractérisant les dopages précités des couches (8) et (9) atteint 1,5.10^ atomes/cm3 et 30 est, conformément à l'invention, inférieure à r- „„10 £ o £ r ^av , , . vtr.,^8 £.0 £ r ^av , / 3 5.10 et supérieure à 5.10 . atomes/cm . v q v r Le germanium de type de conduction n, est en effet caractérisé par = 8,85.10"^ Farads/m £r = 16 -1 Q 35 q = 1,6.10 Coulombs v = 6.10^ cm/s (pour E ^ E = 3.10^ Volts/cm) 3 1 1 3 tandis que pour un degré d'ionisation^ = .n. = j = 10 , l'in- 1Ud 5-io-.io"4 tensité de champ E&v est environ égale à 1,6.10 Volts/cm, ce dont il résulte: 70 01569 9 2028537 c £o ^r ^*av 0 ^^16"" , 3 , 5.10 . = 1,2.10 atomes/cm , et ç ^ £ E^ 5.108 —2 . —■ = 1,2.1a15 atomes/cms . Le dispositif décrit ci-dessus peut entrer en oscillation lorsqu'une tension continue, de préférence variable, est appliquée entre 5 les contacts de connexion (2,3) et (5,6), alors que (voir la fig. 1) la tension du contact (5,6) est positive par rapport à celle du contact (2,3), de sorte que de la couche (8), à faible conductibilité, des électrons se déplacent vers la couche (9) à plus forte conductibilité. L'oscillation à lieu à une tension totale d'environ 100 Volts entre les 10 conducteurs de connexion (4) et (7). En faisant varier la tension continue entre environ 85 et environ 160 Volts, on peut faire varier la fré- 9 —1 9 —1 quence d'oscillation entre environ 6,6.10 s et environ 3,6.10 s . A une tension de 110 Volts, la fréquence d'oscillation est environ égale 9 -1 à 5»"t. 10 s . Les oscillations électriques peuvent être fournies à une 15 bobine (19) (voir la fig. 1) dont le champ magnétique peut être couplé par exemple avec celui d'un guide d'onde. Sur la fig. 2, la structure du dispositif selon la fig. 1 a été simplifiée et représentée schématiquement sous forme de modèle unidimensionnel, tandis que les figures 5, 4 et 5 représentent schématique-20 ment, en fonction la distance jusqu'aux contacts de connexion, la concentration de donneurs l'a concentration d'électrons n, l'intensité de champ E et le potentiel V lors du fonctionnement. La région de charge d'espace s'étend (voir la fig. 3) sur une distance D dans la couche (9) à plus forte conductibilité. Dans cet exemple, la distance D est égale 25 à. 12^u pour une tension continue 110 Volts appliquée entre les contacts de connexion. Dans la région entière caractérisée par la charge d'espace, l'intensité de champ est supérieure à l'intensité de champ de saturation E , voir la fig. 4. S La fabrication du dispositif représenté sur la fig. 1 peut 30 avoir lieu par exemple comme suit. On part d'une plaquette de germanium 17 3 (5) à type de conduction n, présentant un dopage de 3.10 atomes/cm , un diamètre 30 mm et une épaisseur 250yu. Un grand nombre de dispositifs conformes à l'invention peuvent être fabriqués simultanément sur une telle plaquette et être séparés l'un de l'autre ensuite de manière connus 35 par sciage et/ou par rupture de la plaquette. Dans ce qui suit, la fabrication se rapportera pour cette raison à la fabrication d'un seul dispositif, les différentes opérations mentionnées étant donc effectuées simultanément sur tous les dispositifs que porte la plaquette. Une surface de cette plaquette en germanium est ensuite meulée, 40 décapée et polie afin d'être aussi exempte que possible de fautes 70 01569 10 2028537 cristallines. L'épaisseur de la plaquette est ainsi ramenée à environ 200yu. Sur la surface ainsi traitée, un procédé généralement utilisé dans la technique des semiconducteurs permet maintenant de former une 5 couche de germanium épitaxiale (9) de type de conduction n, présentant une épaisseur 15yU, le procédé en question étant une dissociation thermique de GeCl^ dans une atmosphère d'hydrogène à une température de 880°. Le dopage de cette couche (9) est fait à l'arsénic et est effec- ■J R / 3 tjté à raison de 3.10 atomes/cm . Avantageusement, ce dopage peut avoir 10 lieuvà .l'aide de dopage par étincelles ("spark doping"), comme cela est décrit en détail par J. Goorissen et H.G» Bruijning, dans la publication "Philips Technical Review", Volume 26, pages 194 à 207, parue en 1967» et par A» Stirling dans la publication "Solid State Electronics", Volume 10, pag% 485 à 490, parue en 1967. Ce faisant, le dopage peut être ré-15 glé de façon très souple lorsqu'on fait varier la fréquence d'étincelles, ce qui est avantageux en particulier lors de la fabrication de couches minces. Toutefois, le dopage peut également avoir lieu si au gaz à dissocier, on adjoint des activants, par exemple sous forme d'hydrures. De la même façon, on applique ensuite sur la couche (9) nne 20 deuxième couche (8) de type de conduction n, présentant une concentra- 15/3 tion en arsénic de 1,5.10 atomes/cm et une épaisseur 1 /U, après quoi 18 est formée enfin une couche (2), dopée à l'antimoine à raison de 10 atomes/cm3 et ayant une épaisseur 1 yu. Cette structure stratifiée épitaxiale peut en principe être réalisée sans que le corps semiconducteur 25 soit sorti dà l'enceinte d'opération. Sur les couches (5) et (2) sont formés maintenant des contacts ohmiques ayant la forme de couches métalliques (6) et (3) déposées par évaporation; chaque couche est composée d'une couche en chrome qui est appliquée directement sur le germanium et recouverte d'une couche d'or. 30 On obtient ainsi la structure illustrée sur la fig. 6. Par un décapage, au besoin combiné avec un elèvement de matériau par voie mécanique (par exemple par ultrasons), on réduit ensuite jusqu'aux pointillés (12) (fig, 6) la surface effective du dispositif en vue de diminuer la dissipation. La surface effective correspond K 35 maintenant à celle de la structure mesa comportant les couches (9)> (8) et (2) et est égale à environ 2,5.10-5 mm2. On met ensuite en place les conducteurs de connexion, et de manière connue, le dispositif est ensuite équipé d'une enveloppe appropriée. La fig. 7 est une coupe transversale schématique d'un autre 40 dispositif semiconducteur conforme à l'invention. En ce qui concerne 70 01569 11 2028537 ses dimensions et ses dopages, fie, dispositif correspond en grande partie à celui représenté sur la fig. 1, compte tenu de la différence que la couche (9)» à plus forte conductibilité, et la couche (8) à faible conductibilité, sont séparées ici par une couche intermédiaire 5 (21) de type de conduction n, présentant une épaisseur égale à 2/U 15 / 3 , et une concentration de dopage 5.10 atomes/cm . Conformément à l'invention, la concentration de dopage de cette couche intermédiaire (21) est supérieure à celle de la couche (9) et inférieure à £ é 10 (E - E ) atomes/cm3, valeur qui suivant les données QXX âV S j r* I J . "T déjà mentionnées, est égale à 7.10 atomes/cm environ. Par suite de l'existence de ladite couche intermédiaire (21), il se produit, lors du fonctionnement du dispositif, une répartition de champ légèrement différente si on la compare à celle obtenue dans 15 le dispositif représenté sur la fig. 1. La fig. 8 représente schémati-quement par une coupe transversale simplifiée, comme modèle unidimensionnel, le dispositif représenté sur la fig. 7» alors que la fig. 9 donne schématmquement pour les différentes couches la concentration de dopage Kjj et la concentration d'électrons n lors du fonctionnement, 20 tandis que la fig. 10 fait de même en ce qui concerne l'intensité de champ E, et la fig. 11 en ce qui concerne le potentiel Y, Sur les figures 10 et 11, les traits mixtes renseignent sur la répartition d'intensité de champ et la réparation de potentiel qui, pour une même tension continue entre les couches métalliques (3) et 25 (6), se produiraient si le dopage de la couche (21) était le même que celui de la couche (9) (de sorte que se forme une structure analogue à celle de la fig. 2). On peut constater que par suite de la présence de la couche (21) plus fortement dopée, la chute de tension aux bornes du dispositif, et donc également la dissipation dans celui-ci, ont été 30 considérablement diminuées. La fig. 10 montre par ailleurs que sur toute la région de charge d'espace, l'intensité de champ reste supérieure à la valeur de saturation Es tel que sur ladite région, la vitesse de déplacement des électrons a la valeur de saturation v, de sorte que l'on évite la déformation et/ou l'extinction (par amortissement) des 35 oscillations. Le dispositif se rapportant aux figures 7 à 11 peut être fabriqué de la même façon que le dispositif se rapportant à l'exemple de réalisation précédent. A remarquer que la structure stratifiée peut comporter également des couches diffusées. Une autre façon de fabrication qui est parfois particulièrement avantageuse pour la formation de 40 la couche mince (8) de faible conductibilité, est 1 a technique dite 01569 12 2028537 "reraelt", décrite par Hunter dans le livre "ïïandbook of Semiconductor Electronics", pages 7 à. 11, section 7«4^» figures 7 et 8, éditée à New York en 1956» Par fusion et par recristallisation lors du refroidissement d'une couche superficielle d'un cristal fortement dopé, ladite technique permet la formation d'une couche faiblement dopée en profondeur mais dont la surface est plus fortement dopée, ce qui est favorable pour la formation d'un contact ohmique convenable. Bien que l'invention soit décrite à l'aide de forme de réalisation et d'application déterminées, le technicien pourra réaliser de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention. Au lieu de structures de type de conduction H, on peut par exemple utiliser des structures de type P, en prenant soin d'inverser la polarité de la tension continue appliquée„• Par ailleurs, des matériaux semiconducteurs autres que le germanium peuvent être utilisés, alors que la géométrie de la structure semiconductrice ne doit pas nécessairement être celle préconisée dans le présent exposé. Au lieu des couches planes, on peut utiliser par exemple des couches cylindriques, des structures de type planar, etc. 70 01569 15 2028537 REVENDICATIONS t * _ 1. Dispositif semiconducteur devant engendrer ou amplifier des oscillations électriques et comportant un corps muni d'au moins deux contacts de connexion ohmiques et réalisé en un matériau semiconducteur 5 de premier type de conduction, ce corps comportant au moins deux couches dudit premier type de conduction et de conductibilités différentes, situées entre ces contacts alors que l'épaisseur de la couche présentant la plus faible conductibilité est inférieure à celle de la couche présentant la plus forte conductibilité, caractérisé en ce que la 10 différence entre les concentrations caractérisant les dopages d'au moins les régions limites de chacune desdites couches qui s'opposent, est;'.inférieure à 5.10^ ~ v^ atomes/cm3, expression dans laquelle: 15 - E&v est la valeur de l'intensité de champ, exprimée en Volts/cm, pour laquelle, dans ledit matériau semiconducteur, le degré d'ionisa-tionQLest égal à , avec d désignant l'épaisseur, en cm, de la couche présentant la plus faible conductibilité; - £ est la constante diélectrique du vide, exprimée en Farads/cm; 20 - £ est la constante diélectrique relative du matériau semiconducteur utilisé; - q est la charge d'un électron, exprimée en Coulombs; - v est la vitesse de déplacement maximale des porteurs de charge majoritaires exprimée en cm/s, 25 alors qu'un des contacts de connexion forme une liaison ohmique avec la couche présentant la plus faible conductibilité, tandis que l'autre contact de connexion forme une liaison ohmique non injectante avec la couche présentant la plus forte conductibilité. 2, Dispositif semiconducteur selon la revendication 1, caracté-30 risé en ce que la différence entre les concentrations caractérisant les dopages des couches de différentes conductibilités est supérieure à F L E _ ...8 c o *-r av , ,3 5.10 —— atomes/cm . 3» Dispositif semiconducteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la conductibilité de la couche à jplus forte 35 conductibilité est au maximum dix fois plus forte que celle de la coucfe à faible conductibilité. 4. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche à faible conductibilité est au maximum égale à 4^/&« 40 5. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 70 01569 14 2028537 1 à 4» caractérisé en ce que les contacts de connexion sont formés par des régions semiconductrices limitrophes des couches à, conductibilités différentes, ces régions ayant le même type de conduction que ces couches et présentant une concentration de dopage supérieure à celle 5 de la couche à plus forte conductibilité. 6. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps semiconducteur est en germanium ou en silicium et que la concentration de dopage de la couche à plus 6 3 forte àonductibilité est au maximum égale à 10 atomes/cm , et au 10 moins égale, à 10^ atomes/cms . 7. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites couches de conductibilités différentes sont directement limitrophes l'une de l'autre. 8. Dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 15 1 à 6,.caractérisé en ce que les couches à conductibilité différentes sont séparées l'une de l'autre- par une couche intermédiaire de même type de conduction mais à concentration de dopage supérieure à celle de la couche à forte conductibilité et inférieure à £ £ (E - E ) atomes/cm , v mr Q ' ' 9 a 20 expression dans laquelle les symbolesQ, q et Eav ont la signification déjà mentionnée, alors que E est la valeur de l'intensité de champ, exprimée en Volts/cmr à laquelle est atteinte la vitesse de déplacement de saturation des porteurs de charge majoritaires, a étant l'épaisseur, en cm, de ladite couche intermédiaire. 25 9« Circuit comportant un dispositif semiconducteur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'entre les contacts de connexion est appliquée une tension continue dont la polarité est telle que dans le Êorps semiconducteur, des porteurs de charge majoritaires se déplacement de la couche à faible conductibilité vers la couche à -30 plus forte conductibilité. 10. Circuit selon la revendication 9» caractérisé en ce cjie la tension continue est élevée au point que la vitesse de déplacement des porteurs de charge majoritaires atteigne sa valeur de saturation du i moins dana la couche à faible conductibilité, et que dans cette couche, 35 le degré d'ionisation devienne égal à une valeur comprise entre 1 et 10. 11. Circuit selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la tension continue appliquée est variable en vue du réglage de la fréquence d'oscillation.