JP2001044212A - ヘテロ・バイポーラ半導体装置 - Google Patents
ヘテロ・バイポーラ半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘテロ・バイポーラ半導体装置に関し、ＨＢ
Ｔに於けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格
子整合する適切な材料を用い、しかも、ベース・エミッ
タ間電圧Ｖbeを充分に低下させることができるようにす
る。 【解決手段】 ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳ
ｂからなる層を含んで構成されたｐ−ＧａＡｓＮＳｂベ
ース層６を備えてなることを特徴とする。
Ｔに於けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格
子整合する適切な材料を用い、しかも、ベース・エミッ
タ間電圧Ｖbeを充分に低下させることができるようにす
る。 【解決手段】 ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳ
ｂからなる層を含んで構成されたｐ−ＧａＡｓＮＳｂベ
ース層６を備えてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低電圧動作が可能
であるように改良したヘテロ・バイポーラ半導体装置に
関する。
であるように改良したヘテロ・バイポーラ半導体装置に
関する。
【０００２】現在、携帯電話が急速に普及しつつあり、
その一因は、携帯電話端末の低価格化及び大幅な小型化
にある。
その一因は、携帯電話端末の低価格化及び大幅な小型化
にある。
【０００３】一般に、携帯電話端末に於ける出力段トラ
ンジスタとしては、ＧａＡｓ系ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ ｅ
ｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が多用されてきた
が、近年、単一電源で動作し、効率が高く、低歪み特性
をもつＧａＡｓ系ヘテロ・バイポーラ・トランジスタ
（ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＢＴ）が使用される傾向にあ
る。
ンジスタとしては、ＧａＡｓ系ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ ｅ
ｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が多用されてきた
が、近年、単一電源で動作し、効率が高く、低歪み特性
をもつＧａＡｓ系ヘテロ・バイポーラ・トランジスタ
（ｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ｂｉｐｏｌａｒ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＨＢＴ）が使用される傾向にあ
る。
【０００４】携帯電話端末が小型化された要因の多く
は、電池の高効率化と増幅段数の削減に負うていて、例
えば初期に於いては、電池の出力電圧は７．２〔Ｖ〕を
必要としたが、徐々に低下して、現在は３．６〔Ｖ〕で
済んでいる。
は、電池の高効率化と増幅段数の削減に負うていて、例
えば初期に於いては、電池の出力電圧は７．２〔Ｖ〕を
必要としたが、徐々に低下して、現在は３．６〔Ｖ〕で
済んでいる。
【０００５】今後、電源電圧が更に下がってきた場合、
低電圧に於いても効率良く動作するトランジスタが必要
であり、その点でＨＢＴが注目されている。
低電圧に於いても効率良く動作するトランジスタが必要
であり、その点でＨＢＴが注目されている。
【０００６】ＨＢＴに於いて、動作電圧の下限を決定付
ける最も大きな因子は、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeの
如何である。
ける最も大きな因子は、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeの
如何である。
【０００７】例えばｎｐｎ型ＨＢＴのベース・エミッタ
間電圧Ｖbeは、主としてベース層の価電子帯に於ける最
大ポテンシャル・エネルギ（価電子帯の上端）とエネル
ギ層の伝導帯に於ける最小ポテンシャル・エネルギ（伝
導帯の下端）との差に依って決定される。
間電圧Ｖbeは、主としてベース層の価電子帯に於ける最
大ポテンシャル・エネルギ（価電子帯の上端）とエネル
ギ層の伝導帯に於ける最小ポテンシャル・エネルギ（伝
導帯の下端）との差に依って決定される。
【０００８】従って、ベース層の材料として、エネルギ
・バンド・ギャップが小さいものを使用すれば、ベース
・エミッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、その場
合、材料に関する制限事項として、半導体の格子定数が
基板の格子定数に比較して大きく異ならないことが必要
であり、若し、両者の格子定数が大きく異なった場合に
は、ベース層に転移が発生してＨＢＴの特性は劣化す
る。
・バンド・ギャップが小さいものを使用すれば、ベース
・エミッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、その場
合、材料に関する制限事項として、半導体の格子定数が
基板の格子定数に比較して大きく異ならないことが必要
であり、若し、両者の格子定数が大きく異なった場合に
は、ベース層に転移が発生してＨＢＴの特性は劣化す
る。
【０００９】ところで、ＧａＡｓに格子整合し、且つ、
ＧａＡｓに比較してエネルギ・バンド・ギャップが小さ
い半導体材料として、近年、ＧａＩｎＮＡｓが注目され
ている。
ＧａＡｓに比較してエネルギ・バンド・ギャップが小さ
い半導体材料として、近年、ＧａＩｎＮＡｓが注目され
ている。
【００１０】ＧａＩｎＮＡｓに於いては、Ｉｎの量とＮ
の量とを適切に調製することに依って、ＧａＡｓに格子
整合させながらエネルギ・バンド・ギャップを大幅に小
さくできるとされている。
の量とを適切に調製することに依って、ＧａＡｓに格子
整合させながらエネルギ・バンド・ギャップを大幅に小
さくできるとされている。
【００１１】然しながら、ＧａＩｎＮＡｓに於いては、
ＩｎとＮの量を増加させてゆくと、ＧａＡｓに比較し、
価電子帯の位置は殆ど動かず、伝導帯の位置のみが大き
く下がってくる。
ＩｎとＮの量を増加させてゆくと、ＧａＡｓに比較し、
価電子帯の位置は殆ど動かず、伝導帯の位置のみが大き
く下がってくる。
【００１２】従って、ＧａＩｎＮＡｓをＨＢＴのベース
層に用いた場合には、エネルギ・バンド・ギャップは小
さくなるものの、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeは低くな
らない。因みに、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeを低くす
る為には、価電子帯の上端を上昇させることが必要であ
る。
層に用いた場合には、エネルギ・バンド・ギャップは小
さくなるものの、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeは低くな
らない。因みに、ベース・エミッタ間電圧Ｖbeを低くす
る為には、価電子帯の上端を上昇させることが必要であ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、ＨＢＴに
於けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格子整
合する適切な材料を用い、しかも、ベース・エミッタ間
電圧Ｖbeを充分に低下させることができるようにする。
於けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格子整
合する適切な材料を用い、しかも、ベース・エミッタ間
電圧Ｖbeを充分に低下させることができるようにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明では、ＨＢＴに於
けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格子整合
するＧａＡｓＮＳｂを採用することが基本になってい
る。
けるベース層を構成する材料としてＧａＡｓに格子整合
するＧａＡｓＮＳｂを採用することが基本になってい
る。
【００１５】一般に、ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡ
ｓＮＳｂには、ＮとＳｂとの比が対の比を維持して含ま
れ、両者の割合が増加するとエネルギ・バンド・ギャッ
プが小さくなる。
ｓＮＳｂには、ＮとＳｂとの比が対の比を維持して含ま
れ、両者の割合が増加するとエネルギ・バンド・ギャッ
プが小さくなる。
【００１６】通常、Ｎの増加に依って伝導帯の下端は下
がってくるが、同時にＳｂも添加するので、Ｓｂの割合
に応じて価電子帯の上端は上がり、結果として、ＮとＳ
ｂの増加でＨＢＴに於けるベース・エミッタ間電圧Ｖbe
が小さくなるのである。
がってくるが、同時にＳｂも添加するので、Ｓｂの割合
に応じて価電子帯の上端は上がり、結果として、ＮとＳ
ｂの増加でＨＢＴに於けるベース・エミッタ間電圧Ｖbe
が小さくなるのである。
【００１７】ところで、本発明では、ＨＢＴのベース層
の材料として、制御された量のＮ及びＳｂを含むＧａＡ
ｓＮＳｂを用いることが基本になっているが、化合物半
導体にＮやＳｂを含有させることは従来から行なわれて
いる。
の材料として、制御された量のＮ及びＳｂを含むＧａＡ
ｓＮＳｂを用いることが基本になっているが、化合物半
導体にＮやＳｂを含有させることは従来から行なわれて
いる。
【００１８】ここで、本発明に関する従来の技術とは成
り得ないが、関連する公知技術を挙げておくことは、本
発明の特許性を確認する上で無益ではないので、先行発
明を例示して極簡単に説明する。
り得ないが、関連する公知技術を挙げておくことは、本
発明の特許性を確認する上で無益ではないので、先行発
明を例示して極簡単に説明する。
【００１９】（１） 特願平１０−１１８４６６号の発
明 この発明は、ＨＢＴのベース層に炭素ドープＩｎＧａＡ
ｓ或いは炭素ドープＧａＡｓＳｂを用い、また、ベース
引き出し層に炭素ドープＧａＡｓＳｂ或いは炭素ドープ
ＧａＩｎＡｓＳｂを用いることを開示しているが、本発
明のようにＧａＡｓＮＳｂを用い、且つ、ＮとＳｂとの
組成比を制御する点については何も開示乃至示唆がな
い。
明 この発明は、ＨＢＴのベース層に炭素ドープＩｎＧａＡ
ｓ或いは炭素ドープＧａＡｓＳｂを用い、また、ベース
引き出し層に炭素ドープＧａＡｓＳｂ或いは炭素ドープ
ＧａＩｎＡｓＳｂを用いることを開示しているが、本発
明のようにＧａＡｓＮＳｂを用い、且つ、ＮとＳｂとの
組成比を制御する点については何も開示乃至示唆がな
い。
【００２０】（２） 特開平１０−１２９０５号公報の
発明 太陽電池に於けるｐ型半導体層或いはｎ型半導体層にＧ
ａＮＡｓＳｂを用いることを開示しているが、エネルギ
・バンド・ギャップを狭くすると共に価電子帯の上端を
上昇させる旨の認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御す
る点については何も開示乃至示唆がない。
発明 太陽電池に於けるｐ型半導体層或いはｎ型半導体層にＧ
ａＮＡｓＳｂを用いることを開示しているが、エネルギ
・バンド・ギャップを狭くすると共に価電子帯の上端を
上昇させる旨の認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御す
る点については何も開示乃至示唆がない。
【００２１】（３） 特開平７−１６２０９７号公報の
発明 レーザダイオードの活性層にＧａＡｓＮＳｂを用いるこ
とを開示しているが、ここでもエネルギ・バンド・ギャ
ップを狭くすると共に価電子帯の上端を上昇させる旨の
認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御する点については
何も開示乃至示唆がない。
発明 レーザダイオードの活性層にＧａＡｓＮＳｂを用いるこ
とを開示しているが、ここでもエネルギ・バンド・ギャ
ップを狭くすると共に価電子帯の上端を上昇させる旨の
認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御する点については
何も開示乃至示唆がない。
【００２２】（４） 特開平８−１９５５２２号公報の
発明 レーザダイオードの活性層にＧａＡｓＮＳｂを用いるこ
とを開示しているが、ここでもエネルギ・バンド・ギャ
ップを狭くすると共に価電子帯の上端を上昇させる旨の
認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御する点については
何も開示乃至示唆がない。
発明 レーザダイオードの活性層にＧａＡｓＮＳｂを用いるこ
とを開示しているが、ここでもエネルギ・バンド・ギャ
ップを狭くすると共に価電子帯の上端を上昇させる旨の
認識の下にＮとＳｂとの組成比を制御する点については
何も開示乃至示唆がない。
【００２３】本発明に依るヘテロ・バイポーラ半導体装
置に於いては、 （１）ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳｂからな
る層を含んで構成されたベース層（例えばｐ−ＧａＡｓ
ＮＳｂベース層６：図１参照）を備えてなることを特徴
とするか、又は、
置に於いては、 （１）ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳｂからな
る層を含んで構成されたベース層（例えばｐ−ＧａＡｓ
ＮＳｂベース層６：図１参照）を備えてなることを特徴
とするか、又は、
【００２４】（２）ＧａＡｓからなるコレクタ層とＧａ
Ａｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳｂからなるベース層
との間にＧａＡｓからＧａＡｓＮＳｂまで組成が緩徐に
変化する組成傾斜層（例えばｉ−ＧａＡｓＮＳｂ組成傾
斜層５）を介在させてなることを特徴とするか、又は、
Ａｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳｂからなるベース層
との間にＧａＡｓからＧａＡｓＮＳｂまで組成が緩徐に
変化する組成傾斜層（例えばｉ−ＧａＡｓＮＳｂ組成傾
斜層５）を介在させてなることを特徴とするか、又は、
【００２５】（３）前記（１）或いは（２）に於いて、
ＧａＡｓＮＳｂ層にカーボンをドーピングしてなること
を特徴とする。
ＧａＡｓＮＳｂ層にカーボンをドーピングしてなること
を特徴とする。
【００２６】前記手段を採ることに依り、ＨＢＴのベー
ス層に於けるエネルギ・バンド・ギャップは狭くなり、
しかも、価電子帯の上端は上昇するので、ベース・エミ
ッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、従って、ＨＢ
Ｔは低電圧動作が可能となって、例えば携帯電話端末な
どは更に小型化することができる。
ス層に於けるエネルギ・バンド・ギャップは狭くなり、
しかも、価電子帯の上端は上昇するので、ベース・エミ
ッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、従って、ＨＢ
Ｔは低電圧動作が可能となって、例えば携帯電話端末な
どは更に小型化することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は本発明に於ける一実施の形
態を説明する為のＨＢＴを表す要部切断側面図である。
態を説明する為のＨＢＴを表す要部切断側面図である。
【００２８】図に於いて、１は基板、２はバッファ層、
３はサブ・コレクタ層、４はコレクタ層、５は組成傾斜
層、６はベース層、７はエミッタ層、８及び９はエミッ
タ・コンタクト層、１０はエミッタ電極、１１はベース
電極、１２はコレクタ電極をそれぞれ示している。
３はサブ・コレクタ層、４はコレクタ層、５は組成傾斜
層、６はベース層、７はエミッタ層、８及び９はエミッ
タ・コンタクト層、１０はエミッタ電極、１１はベース
電極、１２はコレクタ電極をそれぞれ示している。
【００２９】前記各要素について主要なデータを例示す
ると次の通りである。 （１） 基板１について 材料：ＧａＡｓ （２） バッファ層２について 材料：ｉ−ＧａＡｓ 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （３） サブ・コレクタ層３について 材料：ｎ−ＧａＡｓ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 厚さ：５００〔ｎｍ〕 （４） コレクタ層４について 材料：ｉ−ＧａＡｓ 厚さ：１０００〔ｎｍ〕 （５） 組成傾斜層５について 材料：ｉ−ＧａＡｓＮＳｂ（コレクタ層４側からベース
層６に向かって、ＧａＡｓ→ＧａＡｓＮＳｂとなるよう
に組成を変化させる） 厚さ：５０〔ｎｍ〕 （６） ベース層６について 材料：ｐ−ＧａＡｓＮＳｂ 不純物濃度：４×１０19〔cm-3〕 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （７） エミッタ層７について 材料：ｎ−ＩｎＧａＰ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：５０〔ｎｍ〕 （８） エミッタ・コンタクト層８について 材料：ｎ−ＧａＡｓ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：３００〔ｎｍ〕 （９） エミッタ・コンタクト層９について 材料：ｎ−ＩｎＧａＡｓ 不純物濃度：３×１０19 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （１０） エミッタ電極１０について 材料：ＷＳｉ （１１） ベース電極１１について 材料：Ｐｔ（ベース層６側）／Ｔｉ／Ａｕ（表面側） （１２） コレクタ電極１２について 材料：Ｎｉ（サブ・コレクタ層３側）／Ａｕ／Ｇｅ（表
面側）
ると次の通りである。 （１） 基板１について 材料：ＧａＡｓ （２） バッファ層２について 材料：ｉ−ＧａＡｓ 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （３） サブ・コレクタ層３について 材料：ｎ−ＧａＡｓ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 厚さ：５００〔ｎｍ〕 （４） コレクタ層４について 材料：ｉ−ＧａＡｓ 厚さ：１０００〔ｎｍ〕 （５） 組成傾斜層５について 材料：ｉ−ＧａＡｓＮＳｂ（コレクタ層４側からベース
層６に向かって、ＧａＡｓ→ＧａＡｓＮＳｂとなるよう
に組成を変化させる） 厚さ：５０〔ｎｍ〕 （６） ベース層６について 材料：ｐ−ＧａＡｓＮＳｂ 不純物濃度：４×１０19〔cm-3〕 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （７） エミッタ層７について 材料：ｎ−ＩｎＧａＰ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 厚さ：５０〔ｎｍ〕 （８） エミッタ・コンタクト層８について 材料：ｎ−ＧａＡｓ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕 厚さ：３００〔ｎｍ〕 （９） エミッタ・コンタクト層９について 材料：ｎ−ＩｎＧａＡｓ 不純物濃度：３×１０19 厚さ：１００〔ｎｍ〕 （１０） エミッタ電極１０について 材料：ＷＳｉ （１１） ベース電極１１について 材料：Ｐｔ（ベース層６側）／Ｔｉ／Ａｕ（表面側） （１２） コレクタ電極１２について 材料：Ｎｉ（サブ・コレクタ層３側）／Ａｕ／Ｇｅ（表
面側）
【００３０】このＨＢＴは、従来の技法を適用して容易
に製造することができ、次に、その工程を簡単に説明す
る。
に製造することができ、次に、その工程を簡単に説明す
る。
【００３１】（１） ＭＯＣＶＤ（ｍｅｔａｌｏｒｇａ
ｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、バッファ層２、
サブ・コレクタ層３、コレクタ層４、組成傾斜層５、ベ
ース層６、エミッタ層７、エミッタ・コンタクト層７、
エミッタ・コンタクト層８、エミッタ・コンタクト層９
を成長させる。
ｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｕｒ ｄｅｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）法を適用することに依り、バッファ層２、
サブ・コレクタ層３、コレクタ層４、組成傾斜層５、ベ
ース層６、エミッタ層７、エミッタ・コンタクト層７、
エミッタ・コンタクト層８、エミッタ・コンタクト層９
を成長させる。
【００３２】（２） エミッタ・コンタクト層９上にエ
ミッタ電極１０を形成する。
ミッタ電極１０を形成する。
【００３３】（３） エミッタ・コンタクト層９の表面
からベース層６の表面に達するエッチングを行なってベ
ース電極コンタクト部分を表出させる。
からベース層６の表面に達するエッチングを行なってベ
ース電極コンタクト部分を表出させる。
【００３４】（４） ベース電極コンタクト部分上にベ
ース電極１１を形成する。
ース電極１１を形成する。
【００３５】（５） エミッタ・コンタクト層９の表面
からサブ・コレクタ層３の表面に達するエッチングを行
なってコレクタ電極コンタクト部分を表出させる。
からサブ・コレクタ層３の表面に達するエッチングを行
なってコレクタ電極コンタクト部分を表出させる。
【００３６】（６） コレクタ電極コンタクト部分にコ
レクタ電極１２を形成する。この後、通常の配線工程な
どを経てＨＢＴを完成させる。
レクタ電極１２を形成する。この後、通常の配線工程な
どを経てＨＢＴを完成させる。
【００３７】図２は図１に示されたＨＢＴのエネルギ・
バンド・ダイヤグラムであって、図１に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
バンド・ダイヤグラムであって、図１に於いて用いた記
号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つもの
とする。
【００３８】図に於いて、実線はベース層にＧａＡｓを
用いた従来の技術に依るＨＢＴのエネルギ・バンドを示
し、また、ベース層及びその近傍に於いては前記実線に
連なる破線で表されているエネルギ・バンドがベース層
にＧａＡｓＮＳｂ、具体的にはＧａＡｓ0.685 Ｎ0.075
Ｓｂ0.24 を用いた本発明に依るＨＢＴに関するもので
ある。
用いた従来の技術に依るＨＢＴのエネルギ・バンドを示
し、また、ベース層及びその近傍に於いては前記実線に
連なる破線で表されているエネルギ・バンドがベース層
にＧａＡｓＮＳｂ、具体的にはＧａＡｓ0.685 Ｎ0.075
Ｓｂ0.24 を用いた本発明に依るＨＢＴに関するもので
ある。
【００３９】ベース層６にＧａＡｓＮＳｂを用いた場
合、伝導帯の下端は下がり、コレクタ層４と接している
構造であれば、その界面に於いて、図に一点鎖線で示し
てあるように急激に立ち上がるのでベース・コレクタ間
の伝導帯不連続は大きくなってベース層は恰も井戸のよ
うな状態となってしまう。
合、伝導帯の下端は下がり、コレクタ層４と接している
構造であれば、その界面に於いて、図に一点鎖線で示し
てあるように急激に立ち上がるのでベース・コレクタ間
の伝導帯不連続は大きくなってベース層は恰も井戸のよ
うな状態となってしまう。
【００４０】従って、エミッタ層７から放出された電子
は前記不連続に依ってトラップされてしまい再結合電流
が増加する懸念がある為、本実施の形態に依るＨＢＴで
は、ｐ−ＧａＡｓＮＳｂからなるベース層６とｉ−Ｇａ
Ａｓからなるコレクタ層４との間にＧａＡｓ→ＧａＡｓ
ＮＳｂまでグレーデッドに変化させたｉ−ＧａＡｓＮＳ
ｂ組成傾斜層５を介挿してある。
は前記不連続に依ってトラップされてしまい再結合電流
が増加する懸念がある為、本実施の形態に依るＨＢＴで
は、ｐ−ＧａＡｓＮＳｂからなるベース層６とｉ−Ｇａ
Ａｓからなるコレクタ層４との間にＧａＡｓ→ＧａＡｓ
ＮＳｂまでグレーデッドに変化させたｉ−ＧａＡｓＮＳ
ｂ組成傾斜層５を介挿してある。
【００４１】この構成を採ることに依ってエネルギ・バ
ンドに於ける伝導帯下端は図に破線で示してあるように
ベース層６からコレクタ層４に向かって連続的に緩徐に
立ち下がっている状態となり、エミッタ層７から放出さ
れた電子がトラップされることはなくなる。
ンドに於ける伝導帯下端は図に破線で示してあるように
ベース層６からコレクタ層４に向かって連続的に緩徐に
立ち下がっている状態となり、エミッタ層７から放出さ
れた電子がトラップされることはなくなる。
【００４２】図３はＧａＡｓＮＳｂに於けるポテンシャ
ル・エネルギの組成依存性を説明する為の線図である。
ル・エネルギの組成依存性を説明する為の線図である。
【００４３】図１に示されたＨＢＴに於いて、ＧａＡｓ
からなる基板１に格子整合する組成のＧａＡｓＮＳｂを
用いてベース層６を構成し、そのＧａＡｓＮＳｂに於い
て、ＳｂとＮとの組成比を増してゆくときに価電子帯上
端及び伝導帯下端のポテンシャル・エネルギが変化する
様子を示している。
からなる基板１に格子整合する組成のＧａＡｓＮＳｂを
用いてベース層６を構成し、そのＧａＡｓＮＳｂに於い
て、ＳｂとＮとの組成比を増してゆくときに価電子帯上
端及び伝導帯下端のポテンシャル・エネルギが変化する
様子を示している。
【００４４】ＧａＡｓＮＳｂに於いて、Ｓｂの組成を２
４〔％〕、Ｎの組成を７．５〔％〕としたとき、価電子
帯上端はＧａＡｓの場合に比較して１８０〔ｍｅＶ〕高
く位置することになり、この組成をもつＧａＡｓＮＳｂ
をベース層とするＨＢＴに於けるベース・エミッタ間電
圧ＶbeはＧａＡｓの場合に比較して１８０〔ｍｅＶ〕だ
け小さくなる。
４〔％〕、Ｎの組成を７．５〔％〕としたとき、価電子
帯上端はＧａＡｓの場合に比較して１８０〔ｍｅＶ〕高
く位置することになり、この組成をもつＧａＡｓＮＳｂ
をベース層とするＨＢＴに於けるベース・エミッタ間電
圧ＶbeはＧａＡｓの場合に比較して１８０〔ｍｅＶ〕だ
け小さくなる。
【００４５】前記説明したＨＢＴに於いては、ｐ−Ｇａ
ＡｓＮＳｂベース層６に於けるアクセプタの原料として
拡散速度が小さいカーボンを用いているので、電流を流
した場合にもアクセプタの移動は抑えられる。
ＡｓＮＳｂベース層６に於けるアクセプタの原料として
拡散速度が小さいカーボンを用いているので、電流を流
した場合にもアクセプタの移動は抑えられる。
【００４６】本発明では、前記説明した実施の形態に限
られることなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸
脱しない程度で多くの改変を実現することができ、例え
ば、前記実施の形態では、ベース層６を構成するＧａＡ
ｓＮＳｂとして、Ｓｂ：２４〔％〕、Ｎ：７．５〔％〕
の組成のものを挙げたが、Ｓｂ組成を１５〔％〕乃至３
０〔％〕の範囲で選択することに依って価電子帯下端を
１００〔ｍｅＶ〕乃至２５０〔ｍｅＶ〕も押し上げるこ
とが可能である。
られることなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸
脱しない程度で多くの改変を実現することができ、例え
ば、前記実施の形態では、ベース層６を構成するＧａＡ
ｓＮＳｂとして、Ｓｂ：２４〔％〕、Ｎ：７．５〔％〕
の組成のものを挙げたが、Ｓｂ組成を１５〔％〕乃至３
０〔％〕の範囲で選択することに依って価電子帯下端を
１００〔ｍｅＶ〕乃至２５０〔ｍｅＶ〕も押し上げるこ
とが可能である。
【００４７】
【発明の効果】本発明に依るヘテロ・バイポーラ半導体
装置に於いては、ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮ
Ｓｂからなる層を含むベース層を備える。
装置に於いては、ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮ
Ｓｂからなる層を含むベース層を備える。
【００４８】前記構成を採ることに依り、ＨＢＴのベー
ス層に於けるエネルギ・バンド・ギャップは狭くなり、
しかも、価電子帯の上端は上昇するので、ベース・エミ
ッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、従って、ＨＢ
Ｔは低電圧動作が可能となって、例えば携帯電話端末な
どは更に小型化することができる。
ス層に於けるエネルギ・バンド・ギャップは狭くなり、
しかも、価電子帯の上端は上昇するので、ベース・エミ
ッタ間電圧Ｖbeを小さくすることができ、従って、ＨＢ
Ｔは低電圧動作が可能となって、例えば携帯電話端末な
どは更に小型化することができる。
【図１】本発明に於ける一実施の形態を説明する為のＨ
ＢＴを表す要部切断側面図である。
ＢＴを表す要部切断側面図である。
【図２】図１に示されたＨＢＴのエネルギ・バンド・ダ
イヤグラムである。
イヤグラムである。
【図３】ＧａＡｓＮＳｂに於けるポテンシャル・エネル
ギの組成依存性を説明する為の線図である。
ギの組成依存性を説明する為の線図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ サブ・コレクタ層 ４ コレクタ層 ５ 組成傾斜層 ６ ベース層 ７ エミッタ層 ８及び９ エミッタ・コンタクト層 １０ エミッタ電極 １１ ベース電極 １２ コレクタ電極
Claims (3)
- 【請求項１】ＧａＡｓに略格子整合するＧａＡｓＮＳｂ
からなる層を含むベース層を備えてなることを特徴とす
るヘテロ・バイポーラ半導体装置。 - 【請求項２】ＧａＡｓからなるコレクタ層とＧａＡｓに
略格子整合するＧａＡｓＮＳｂからなるベース層との間
にＧａＡｓからＧａＡｓＮＳｂまで組成が緩徐に変化す
る組成傾斜層を介在させてなることを特徴とするヘテロ
・バイポーラ半導体装置。 - 【請求項３】ＧａＡｓＮＳｂ層にカーボンをドーピング
してなることを特徴とする請求項１或いは請求項２記載
のヘテロ・バイポーラ半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21615799A JP4774137B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | ヘテロ・バイポーラ半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21615799A JP4774137B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | ヘテロ・バイポーラ半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044212A true JP2001044212A (ja) | 2001-02-16 |
| JP4774137B2 JP4774137B2 (ja) | 2011-09-14 |
Family
ID=16684196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21615799A Expired - Fee Related JP4774137B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | ヘテロ・バイポーラ半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4774137B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280544A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Fujitsu Ltd | ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ |
| WO2016132594A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 株式会社村田製作所 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003504851A (ja) * | 1999-07-01 | 2003-02-04 | ピコジガ | ヘテロ接合ｉｉｉ−ｖ族トランジスタ、特にｈｅｍｔ電界効果トランジスタまたはヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ |
-
1999
- 1999-07-30 JP JP21615799A patent/JP4774137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003504851A (ja) * | 1999-07-01 | 2003-02-04 | ピコジガ | ヘテロ接合ｉｉｉ−ｖ族トランジスタ、特にｈｅｍｔ電界効果トランジスタまたはヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280544A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Fujitsu Ltd | ヘテロ接合バイポーラ・トランジスタ |
| WO2016132594A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 株式会社村田製作所 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
| JPWO2016132594A1 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-07-20 | 株式会社村田製作所 | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
| US10134842B2 (en) | 2015-02-17 | 2018-11-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Heterojunction bipolar transistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4774137B2 (ja) | 2011-09-14 |
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