JP2001085445A - ヘテロバイポーラトランジスタ - Google Patents
ヘテロバイポーラトランジスタInfo
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- JP2001085445A JP2001085445A JP26388999A JP26388999A JP2001085445A JP 2001085445 A JP2001085445 A JP 2001085445A JP 26388999 A JP26388999 A JP 26388999A JP 26388999 A JP26388999 A JP 26388999A JP 2001085445 A JP2001085445 A JP 2001085445A
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- JP
- Japan
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- layer
- emitter
- gaas
- doped
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流増幅率が高く、しかも、電流増幅率の経
時変動幅が少ないヘテロバイポーラトランジスタを提供
する。 【解決手段】 エミッタ層６と、この上下のグレーデッ
ト層５、７にＳｉとＳｅをドーピングする。
時変動幅が少ないヘテロバイポーラトランジスタを提供
する。 【解決手段】 エミッタ層６と、この上下のグレーデッ
ト層５、７にＳｉとＳｅをドーピングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘテロバイポーラ
トランジスタ（以下、ＨＢＴという）に関し、特に、高
い電流増幅率を有し、かつ電流増幅率の経時変動が少な
いＨＢＴに関する。
トランジスタ（以下、ＨＢＴという）に関し、特に、高
い電流増幅率を有し、かつ電流増幅率の経時変動が少な
いＨＢＴに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＢＴは、電界効果トランジスタのよう
に２種類の電源を必要とせずに単一電源化が可能である
こと、および信号の歪みが小さいことなどから、携帯電
話のパワーアンプのように、小型化と高周波領域での高
性能のパワー増幅が要求される用途に適している。
に２種類の電源を必要とせずに単一電源化が可能である
こと、および信号の歪みが小さいことなどから、携帯電
話のパワーアンプのように、小型化と高周波領域での高
性能のパワー増幅が要求される用途に適している。
【０００３】図３は、従来のＨＢＴにおけるエピタキシ
ャル構成を示す。１は半絶縁性のＧａＡｓの基板、２は
ｎ+ ‐ＧａＡｓのサブコレクタ層、３はｎ- ‐ＧａＡｓ
のコレクタ層、４はｐ+ ‐ＧａＡｓのベース層、５はｎ
‐ＡｌＧａＡｓのグレーデット層を示す。このグレーデ
ット層５は、エミッタ層６の下部を構成し、Ａｌの混晶
比を下方から上方に向けて０から０．３まで変化させて
いる。
ャル構成を示す。１は半絶縁性のＧａＡｓの基板、２は
ｎ+ ‐ＧａＡｓのサブコレクタ層、３はｎ- ‐ＧａＡｓ
のコレクタ層、４はｐ+ ‐ＧａＡｓのベース層、５はｎ
‐ＡｌＧａＡｓのグレーデット層を示す。このグレーデ
ット層５は、エミッタ層６の下部を構成し、Ａｌの混晶
比を下方から上方に向けて０から０．３まで変化させて
いる。
【０００４】エミッタ層６は、ＧａＡｓよりバンド間エ
ネルギーの大きなｎ‐ＡｌＧａＡｓによって構成され、
その上部には、グレーデット層５とは逆方向にＡｌ混晶
比を変化させたｎ‐ＡｌＧａＡｓのグレーデット層７を
有している。
ネルギーの大きなｎ‐ＡｌＧａＡｓによって構成され、
その上部には、グレーデット層５とは逆方向にＡｌ混晶
比を変化させたｎ‐ＡｌＧａＡｓのグレーデット層７を
有している。
【０００５】８はｎ+ ‐ＧａＡｓのエミッタキャップ
層、９は下方のエミッタキャップ層８と上方のエミッタ
キャップ層１０の間に設けられてエミッタキャップ層の
一部を構成し、下方から上方に向けてｌｎ混晶比を０か
ら０．５まで変化させたｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳのグレーデ
ット層を示す。最上部に形成されたエミッタキャップ層
１０は、Ｉｎ混晶比の高いｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳより構成
されており、これにより、ここに形成される電極との接
触抵抗を減じている。
層、９は下方のエミッタキャップ層８と上方のエミッタ
キャップ層１０の間に設けられてエミッタキャップ層の
一部を構成し、下方から上方に向けてｌｎ混晶比を０か
ら０．５まで変化させたｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳのグレーデ
ット層を示す。最上部に形成されたエミッタキャップ層
１０は、Ｉｎ混晶比の高いｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳより構成
されており、これにより、ここに形成される電極との接
触抵抗を減じている。
【０００６】図において、単位がｃｍ-3の数値は、ドー
ピングされた不純物の濃度を示し（以下、同じ）、以上
の各層には、ｎ型あるいはｐ型の不純物が図に表示され
た濃度のもとにドーピングされており、さらに、サブコ
レクタ層２、ベース層４およびエミッタキャップ層１０
には、電極形成のためのエッチング加工が施された後、
それぞれコレクタ電極、ベース電極およびエミッタ電極
が形成され、これによって所定のＨＢＴが構成される
（各電極は図示せず）。
ピングされた不純物の濃度を示し（以下、同じ）、以上
の各層には、ｎ型あるいはｐ型の不純物が図に表示され
た濃度のもとにドーピングされており、さらに、サブコ
レクタ層２、ベース層４およびエミッタキャップ層１０
には、電極形成のためのエッチング加工が施された後、
それぞれコレクタ電極、ベース電極およびエミッタ電極
が形成され、これによって所定のＨＢＴが構成される
（各電極は図示せず）。
【０００７】以上の構成において、ベース層４とエミッ
タ層６の間に電圧を印加してこれを増加させると、コレ
クタ電極からの出力電流は、入力電流であるベース電流
によって増幅される。このときの出力電流と入力電流の
比が、電流増幅率（以下、βという）であり、このβ
（出力電流／入力電流）がＨＢＴにとって重要な特性と
なる。
タ層６の間に電圧を印加してこれを増加させると、コレ
クタ電極からの出力電流は、入力電流であるベース電流
によって増幅される。このときの出力電流と入力電流の
比が、電流増幅率（以下、βという）であり、このβ
（出力電流／入力電流）がＨＢＴにとって重要な特性と
なる。
【０００８】β値に影響を与える因子として不純物が重
要であり、通常、図３に示されるような不純物構成が採
用される。即ち、サブコレクタ層２とコレクタ層３には
Ｓｉがドーピングされ、ベース層４にはＣがドーピング
され、エミッタ層６とこれのグレーデット層５、７、お
よびエミッタキャップ層８にはＳｉがドーピングされ
る。
要であり、通常、図３に示されるような不純物構成が採
用される。即ち、サブコレクタ層２とコレクタ層３には
Ｓｉがドーピングされ、ベース層４にはＣがドーピング
され、エミッタ層６とこれのグレーデット層５、７、お
よびエミッタキャップ層８にはＳｉがドーピングされ
る。
【０００９】そして、エミッタキャップ層のグレーデッ
ト層９と最上部のエミッタキャップ層１０には、Ｓｅが
ドーピングされるのが普通であり、以上の不純物構成に
基づいて、β値を向上させる検討が進められている。
ト層９と最上部のエミッタキャップ層１０には、Ｓｅが
ドーピングされるのが普通であり、以上の不純物構成に
基づいて、β値を向上させる検討が進められている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＡｌＧ
ａＡｓをエミッタに使用したＨＢＴによると、高いβ値
を示すものがいまだなく、さらに、β値の経時安定性に
おいても問題を有している。
ａＡｓをエミッタに使用したＨＢＴによると、高いβ値
を示すものがいまだなく、さらに、β値の経時安定性に
おいても問題を有している。
【００１１】図４は、図３のＨＢＴが示すβ値の経時変
化をまとめたものである。これによると、当初からβの
絶対値が低く、さらに、この低いレベルのβ値が通電時
間が進むのに伴って低下し、６００時間を経過した時点
になると、当初の１１５から５６％も変動し、５０のレ
ベルにまで低下する。このように、ＡｌＧａＡｓのエミ
ッタ層を有したＨＢＴは、β値、およびβ値の安定性に
おいて水準が低く、その改善が求められている。
化をまとめたものである。これによると、当初からβの
絶対値が低く、さらに、この低いレベルのβ値が通電時
間が進むのに伴って低下し、６００時間を経過した時点
になると、当初の１１５から５６％も変動し、５０のレ
ベルにまで低下する。このように、ＡｌＧａＡｓのエミ
ッタ層を有したＨＢＴは、β値、およびβ値の安定性に
おいて水準が低く、その改善が求められている。
【００１２】従って、本発明の目的は、β値が高く、し
かも、経時変化に伴うβ値の変動幅が少ないＨＢＴを提
供することにある。
かも、経時変化に伴うβ値の変動幅が少ないＨＢＴを提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、基板の上にｎ‐ＡｌＧａＡｓのエミッタ
層を含む半導体層を形成したＨＢＴにおいて、ＳｉとＳ
ｅをドーピングしたエミッタ層を有することを特徴とす
るＨＢＴを提供するものである。
達成するため、基板の上にｎ‐ＡｌＧａＡｓのエミッタ
層を含む半導体層を形成したＨＢＴにおいて、ＳｉとＳ
ｅをドーピングしたエミッタ層を有することを特徴とす
るＨＢＴを提供するものである。
【００１４】エミッタ層におけるＳｉとＳｅのドーピン
グ量は、Ｓｅの濃度がＳｉの濃度の１／１０〜１／２と
なるようにすることが望ましい。１／１０を下廻る場合
には、β値と、その経時安定性の向上に充分な結果が得
にくく、一方、１／２を超過すると、Ｓｅの量が過剰に
なって特性的に好ましくない影響を及ぼすようになる。
グ量は、Ｓｅの濃度がＳｉの濃度の１／１０〜１／２と
なるようにすることが望ましい。１／１０を下廻る場合
には、β値と、その経時安定性の向上に充分な結果が得
にくく、一方、１／２を超過すると、Ｓｅの量が過剰に
なって特性的に好ましくない影響を及ぼすようになる。
【００１５】ＳｉとＳｅは、たとえば、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）およびセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）の形でドーピ
ングされる。さらに、Ｓｉとしては、モノシランガス
（ＳｉＨ4 ）の使用も可能であり、ＳｉおよびＳｅをド
ーピング可能なガスであれば種類に制限はない。
2 Ｈ6 ）およびセレン化水素（Ｈ2Ｓｅ）の形でドーピ
ングされる。さらに、Ｓｉとしては、モノシランガス
（ＳｉＨ4 ）の使用も可能であり、ＳｉおよびＳｅをド
ーピング可能なガスであれば種類に制限はない。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明によるＨＢＴの実施
の形態を説明する。図１は、有機金属気相法によりエピ
タキシャル成長させたＨＢＴ用半導体ウエハの構成を示
す。
の形態を説明する。図１は、有機金属気相法によりエピ
タキシャル成長させたＨＢＴ用半導体ウエハの構成を示
す。
【００１７】１は半絶縁性の基板、２は基板１の上に成
長させられたｎ+ ‐ＧａＡｓのサブコレクタ層、３はｎ
- ‐ＧａＡｓのコレクタ層を示し、これらの層２、３は
ｎ型不純物であるＳｉによってドーピングされている。
４はｐ+ ‐ＧａＡｓのベース層であり、ｐ型不純物であ
るＣによってドーピングされている。
長させられたｎ+ ‐ＧａＡｓのサブコレクタ層、３はｎ
- ‐ＧａＡｓのコレクタ層を示し、これらの層２、３は
ｎ型不純物であるＳｉによってドーピングされている。
４はｐ+ ‐ＧａＡｓのベース層であり、ｐ型不純物であ
るＣによってドーピングされている。
【００１８】６は下部と上部にそれぞれｎ‐ＡｌＧａＡ
ｓのグレーデット層５と７を有したｎ‐ＡｌＧａＡｓに
よるエミッタ層を示し、グレーデット層５、７ととも
に、ｎ型の不純物であるＳｉとＳｅの併用によって複合
ドーピングされている。
ｓのグレーデット層５と７を有したｎ‐ＡｌＧａＡｓに
よるエミッタ層を示し、グレーデット層５、７ととも
に、ｎ型の不純物であるＳｉとＳｅの併用によって複合
ドーピングされている。
【００１９】８はエミッタ層６のオーミックコンタクト
抵抗を低減させるためにグレーデット層７の上に形成さ
れたｎ+ ‐ＧａＡｓによるエミッタキャップ層を示し、
Ｓｉによってドーピングされている。
抵抗を低減させるためにグレーデット層７の上に形成さ
れたｎ+ ‐ＧａＡｓによるエミッタキャップ層を示し、
Ｓｉによってドーピングされている。
【００２０】９はｎ+ ‐ＩｎＧａＡｓによるエミッタキ
ャップ層のためのグレーデット層、１０はエミッタ層６
のオーミックコンタクト抵抗を低減させるために形成さ
れたｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳによるエミッタキャップ層を示
し、これらの層９と１０は、いずれもｎ型不純物である
Ｓｅによってドーピングされている。
ャップ層のためのグレーデット層、１０はエミッタ層６
のオーミックコンタクト抵抗を低減させるために形成さ
れたｎ+ ‐ＩｎＧａＡＳによるエミッタキャップ層を示
し、これらの層９と１０は、いずれもｎ型不純物である
Ｓｅによってドーピングされている。
【００２１】図２は、以上の構成の半導体ウエハを使用
して製作されたＨＢＴにおけるβ値の経時変化を示した
ものである。図２によれば、初期のβ値が１６０と、従
来の１．４倍の水準にあり、さらに、通電時間の進行に
伴うβ値の変化も、６００時間で１５０と、図４に示さ
れた従来の変動幅５６％に比べると、格段に少ない僅か
６％の変動にとどまっている。
して製作されたＨＢＴにおけるβ値の経時変化を示した
ものである。図２によれば、初期のβ値が１６０と、従
来の１．４倍の水準にあり、さらに、通電時間の進行に
伴うβ値の変化も、６００時間で１５０と、図４に示さ
れた従来の変動幅５６％に比べると、格段に少ない僅か
６％の変動にとどまっている。
【００２２】また、１０００時間を経過した時点では、
図４の従来の初期値１１５を凌ぐ１４５の水準を示して
おり、その変動幅も９％と、依然として少なく、従っ
て、全体的に見た場合のβ値の低下度合は、図４に比べ
ると格段に緩やかなものとなっている。
図４の従来の初期値１１５を凌ぐ１４５の水準を示して
おり、その変動幅も９％と、依然として少なく、従っ
て、全体的に見た場合のβ値の低下度合は、図４に比べ
ると格段に緩やかなものとなっている。
【００２３】β値が高く、かつβ値の経時変動の少ない
良好な特性を示しており、キャリア層に不純物としてＳ
ｉとＳｅを併用してドーピングする本発明の効果が明確
に現れている。
良好な特性を示しており、キャリア層に不純物としてＳ
ｉとＳｅを併用してドーピングする本発明の効果が明確
に現れている。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＨＢ
Ｔによれば、エミッタ層にＳｉとＳｅをドーピングする
ことによってβ値が高く、β値の経時変動幅の少ないＨ
ＢＴを提供するものであり、その有用性は大である。
Ｔによれば、エミッタ層にＳｉとＳｅをドーピングする
ことによってβ値が高く、β値の経時変動幅の少ないＨ
ＢＴを提供するものであり、その有用性は大である。
【図１】本発明によるヘテロバイポーラトランジスタの
実施の形態における半導体ウエハの構成を示す模擬図。
実施の形態における半導体ウエハの構成を示す模擬図。
【図２】図１のウエハより構成されたヘテロバイポーラ
トランジスタのβ値の経時変化を示す説明図。
トランジスタのβ値の経時変化を示す説明図。
【図３】従来のヘテロバイポーラトランジスタに使用さ
れる半導体ウエハの構成を示す模擬図。
れる半導体ウエハの構成を示す模擬図。
【図４】図３のウエハより構成されたヘテロバイポーラ
トランジスタのβ値の経時変化を示す説明図。
トランジスタのβ値の経時変化を示す説明図。
１ ＧａＡｓ基板 ２ サブコレクタ層 ３ コレクタ層 ４ ベース層 ５ グレーデット層 ６ エミッタ層 ７ グレーデット層 ８ エミッタキャップ層 ９ グレーデット層 １０ エミッタキャップ層
Claims (3)
- 【請求項１】基板の上にｎ‐ＡｌＧａＡｓのエミッタ層
を含む半導体層を形成したヘテロバイポーラトランジス
タにおいて、 ＳｉとＳｅをドーピングしたエミッタ層を有することを
特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。 - 【請求項２】前記エミッタ層におけるＳｅのドーピング
濃度は、Ｓｉのドーピング濃度の１／１０〜１／２であ
ることを特徴とする請求項１項記載のヘテロバイポーラ
トランジスタ。 - 【請求項３】前記基板は、ＧａＡｓより構成され、前記
半導体層は、ｎ+ ‐ＧａＡｓのサブコレクタ層と、ｎ-
‐ＧａＡｓのコレクタ層と、ｐ+ ‐ＧａＡｓのベース層
と、前記エミッタ層のオーミックコンタクト抵抗を低減
させるためのｎ+ ‐ＧａＡｓのエミッタキャップ層とｎ
+ ‐ＩｎＧａＡｓのエミッタキャップ層を有することを
特徴とする請求項１項あるいは２項記載のヘテロバイポ
ーラトランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26388999A JP2001085445A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | ヘテロバイポーラトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26388999A JP2001085445A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | ヘテロバイポーラトランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085445A true JP2001085445A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17395671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26388999A Pending JP2001085445A (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | ヘテロバイポーラトランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085445A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886224B2 (en) | 2001-08-24 | 2005-05-03 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Method of making an ink jet printer head |
-
1999
- 1999-09-17 JP JP26388999A patent/JP2001085445A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6886224B2 (en) | 2001-08-24 | 2005-05-03 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Method of making an ink jet printer head |
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