JP2001203216A - 半導体エピタキシャルウエハ - Google Patents
半導体エピタキシャルウエハInfo
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- JP2001203216A JP2001203216A JP2000013945A JP2000013945A JP2001203216A JP 2001203216 A JP2001203216 A JP 2001203216A JP 2000013945 A JP2000013945 A JP 2000013945A JP 2000013945 A JP2000013945 A JP 2000013945A JP 2001203216 A JP2001203216 A JP 2001203216A
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- epitaxial wafer
- semiconductor epitaxial
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ベース層とエミッタ層との間で再結合中心とな
る準位の濃度が小さく電流増幅率が大きな半導体エピタ
キシャルウエハを提供すること。 【解決手段】ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰよ
り成るエミッタ層との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、Ｉ
ｎＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層
を厚さ２から３nm形成したことにある。
る準位の濃度が小さく電流増幅率が大きな半導体エピタ
キシャルウエハを提供すること。 【解決手段】ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰよ
り成るエミッタ層との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、Ｉ
ｎＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層
を厚さ２から３nm形成したことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エピタキシャル成
長法によって製作する半導体エピタキシャルウエハに関
するものである。
長法によって製作する半導体エピタキシャルウエハに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体エピタキシャルウエハは、ＭＯＶ
ＰＥ（metal-organic vapor phase epitaxy ）法等のエ
ピタキシャル成長法により製作される。この半導体エピ
タキシャルウエハは、特にヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ（以下、ＨＢＴと略する）の原材料として重要な
位置を占めている。ＨＢＴは、低歪みの信号増幅が可能
であり、単一電源で使用できる等の優れた特徴を持つこ
とから、デジタル通信、ミリ波システム等のキーデバイ
スとして注目されている。この中でも取り分け、ＩｎＧ
ａＰをエミッタ層とするＨＢＴはより高い性能を実現す
るものとして注目されている。
ＰＥ（metal-organic vapor phase epitaxy ）法等のエ
ピタキシャル成長法により製作される。この半導体エピ
タキシャルウエハは、特にヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ（以下、ＨＢＴと略する）の原材料として重要な
位置を占めている。ＨＢＴは、低歪みの信号増幅が可能
であり、単一電源で使用できる等の優れた特徴を持つこ
とから、デジタル通信、ミリ波システム等のキーデバイ
スとして注目されている。この中でも取り分け、ＩｎＧ
ａＰをエミッタ層とするＨＢＴはより高い性能を実現す
るものとして注目されている。
【０００３】図２は、従来の半導体エピタキシャルウエ
ハに係わり、電流増幅率βの測定方法を示した説明図で
ある。１はエミッタ電極、２はベース電極、３はコレク
タ電極、４はノンアロイ層、５はエミッタ層、６はベー
ス層、７はコレクタ層、８はコレクタコンタクト層、９
はベース電流計、１０はコレクタ電流計、１１は可変電
圧源である。
ハに係わり、電流増幅率βの測定方法を示した説明図で
ある。１はエミッタ電極、２はベース電極、３はコレク
タ電極、４はノンアロイ層、５はエミッタ層、６はベー
ス層、７はコレクタ層、８はコレクタコンタクト層、９
はベース電流計、１０はコレクタ電流計、１１は可変電
圧源である。
【０００４】ＨＢＴは以下に示す方法で製作されてい
る。半絶縁性基板の上にＧａＡｓより成るコレクタコン
タクト層８を形成し、このコレクタコンタクト層８の上
にＧａＡｓより成るコレクタ層７を形成する。そして、
このコレクタ層７の上にＧａＡｓより成るベース層６、
ＩｎＧａＰより成るエミッタ層５を形成する。更に、エ
ミッタ層５の上にＩｎＧａＡｓより成るノンアロイ層４
を形成し、その上にエミッタ電極１を形成する。ベース
層６の上にはベース電極２を形成し、コレクタコンタク
ト層８の上にはコレクタ電極３を形成する。
る。半絶縁性基板の上にＧａＡｓより成るコレクタコン
タクト層８を形成し、このコレクタコンタクト層８の上
にＧａＡｓより成るコレクタ層７を形成する。そして、
このコレクタ層７の上にＧａＡｓより成るベース層６、
ＩｎＧａＰより成るエミッタ層５を形成する。更に、エ
ミッタ層５の上にＩｎＧａＡｓより成るノンアロイ層４
を形成し、その上にエミッタ電極１を形成する。ベース
層６の上にはベース電極２を形成し、コレクタコンタク
ト層８の上にはコレクタ電極３を形成する。
【０００５】ベース電流計９、コレクタ電流計１０、可
変電圧源１１を図２に示すように接続し、エミッタ層５
とベース層６の間に電圧を印加すると、コレクタ電流Ｉ
ｃはベース電流Ｉｂで増幅される。この増幅率がＨＢＴ
の基本的な特性である電流増幅率βであり、コレクタ電
流Ｉｃとベース電流Ｉｂの比、すなわちβ＝Ｉｃ／Ｉｂ
で表される。
変電圧源１１を図２に示すように接続し、エミッタ層５
とベース層６の間に電圧を印加すると、コレクタ電流Ｉ
ｃはベース電流Ｉｂで増幅される。この増幅率がＨＢＴ
の基本的な特性である電流増幅率βであり、コレクタ電
流Ｉｃとベース電流Ｉｂの比、すなわちβ＝Ｉｃ／Ｉｂ
で表される。
【０００６】電流増幅率βは、エピタキシャル成長法に
より製作された各層（エピタキシャル層）の結晶性やそ
の界面の質によるところが大きく、構造が全く同じでも
エピタキシャル成長の仕方によってβが大きく変化す
る。特に、エピタキシャル層のヘテロ界面の状態に大き
く依存し、再結合中心となる準位が少ない界面が要求さ
れる。
より製作された各層（エピタキシャル層）の結晶性やそ
の界面の質によるところが大きく、構造が全く同じでも
エピタキシャル成長の仕方によってβが大きく変化す
る。特に、エピタキシャル層のヘテロ界面の状態に大き
く依存し、再結合中心となる準位が少ない界面が要求さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体エピタキ
シャルウエハには以下に示す問題点があった。
シャルウエハには以下に示す問題点があった。
【０００８】ＧａＡｓより成るベース層６と、ＩｎＧａ
Ｐより成るエミッタ層５との界面に中間層ができてしま
い、ここに再結合中心となる準位が発生し、電流増幅率
βが低下するといった問題があった。
Ｐより成るエミッタ層５との界面に中間層ができてしま
い、ここに再結合中心となる準位が発生し、電流増幅率
βが低下するといった問題があった。
【０００９】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の欠点を解消し、ベース層とエミッタ層との間で再結合
中心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大きな半導
体エピタキシャルウエハを提供することにある。
の欠点を解消し、ベース層とエミッタ層との間で再結合
中心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大きな半導
体エピタキシャルウエハを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰよ
り成るエミッタ層との間に、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、
ＩｎＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの
層を形成した。
現するため、ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰよ
り成るエミッタ層との間に、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、
ＩｎＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの
層を形成した。
【００１１】前記ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層は、そ
の厚さが２から３nmとした。
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層は、そ
の厚さが２から３nmとした。
【００１２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を以下、図面を
用いて詳述する。
用いて詳述する。
【００１３】本発明の半導体エピタキシャルウエハは、
ＧａＡｓより成るベース層６と、ＩｎＧａＰより成るエ
ミッタ層５との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層を形成
（挿入）したことが特徴である。この挿入した層によ
り、再結合中心となる準位の発生を押さえる事ができる
ので電流増幅βは大きくなる。なお、この層の形成はエ
ピタキシャル成長法により容易に行なう事ができる。
ＧａＡｓより成るベース層６と、ＩｎＧａＰより成るエ
ミッタ層５との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層を形成
（挿入）したことが特徴である。この挿入した層によ
り、再結合中心となる準位の発生を押さえる事ができる
ので電流増幅βは大きくなる。なお、この層の形成はエ
ピタキシャル成長法により容易に行なう事ができる。
【００１４】図１は、本発明の半導体エピタキシャルウ
エハの一実施例に係わり、ＩｎＡｓ層の厚さと電流増幅
率βの関係を示した特性図である。横軸はＩｎＡｓ層の
厚さ（nm）、縦軸は電流増幅率βである。ＩｎＡｓ層の
厚さがゼロの半導体エピタキシャルウエハは従来のもの
を指す。ＩｎＡｓ層の厚さが２から３nmの範囲では、従
来の半導体エピタキシャルウエハに比べて、電流増幅率
は２０％から３５％大きくなっている事が分かる。な
お、ＩｎＡｓ層の替わりにＩｎＧａＡｓ層、ＩｎＡｓＰ
層、ＧａＡｓＰ層、ＡｌＧａＡｓ層を挿入しても同様の
結果が得られた。
エハの一実施例に係わり、ＩｎＡｓ層の厚さと電流増幅
率βの関係を示した特性図である。横軸はＩｎＡｓ層の
厚さ（nm）、縦軸は電流増幅率βである。ＩｎＡｓ層の
厚さがゼロの半導体エピタキシャルウエハは従来のもの
を指す。ＩｎＡｓ層の厚さが２から３nmの範囲では、従
来の半導体エピタキシャルウエハに比べて、電流増幅率
は２０％から３５％大きくなっている事が分かる。な
お、ＩｎＡｓ層の替わりにＩｎＧａＡｓ層、ＩｎＡｓＰ
層、ＧａＡｓＰ層、ＡｌＧａＡｓ層を挿入しても同様の
結果が得られた。
【００１５】以上で説明したように、本発明の半導体エ
ピタキシャルウエハは、ベース層とエミッタ層との間で
再結合中心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大き
いという特徴を有する。
ピタキシャルウエハは、ベース層とエミッタ層との間で
再結合中心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大き
いという特徴を有する。
【００１６】
【発明の効果】本発明の半導体エピタキシャルウエハ
は、ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰより成るエ
ミッタ層との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層を形成
したことから、ベース層とエミッタ層との間で再結合中
心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大きいという
効果を発揮する。
は、ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰより成るエ
ミッタ層との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ
Ｐ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層を形成
したことから、ベース層とエミッタ層との間で再結合中
心となる準位の濃度が小さく電流増幅率が大きいという
効果を発揮する。
【図１】本発明の半導体エピタキシャルウエハの一実施
例に係わり、ＩｎＡｓ層の厚さと電流増幅率βの関係を
示した特性図である。
例に係わり、ＩｎＡｓ層の厚さと電流増幅率βの関係を
示した特性図である。
【図２】従来の半導体エピタキシャルウエハに係わり、
電流増幅率の測定方法を示した説明図である。
電流増幅率の測定方法を示した説明図である。
１ エミッタ電極 ２ ベース電極 ３ コレクタ電極 ４ ノンアロイ層 ５ エミッタ層 ６ ベース層 ７ コレクタ層 ８ コレクタコンタクト層 ９ ベース電流計 １０ コレクタ電流計 １１ 可変電圧源 β 電流増幅率
Claims (2)
- 【請求項１】ＧａＡｓより成るベース層とＩｎＧａＰよ
り成るエミッタ層との間にＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、Ｉ
ｎＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層
を形成して成ることを特徴とする半導体エピタキシャル
ウエハ。 - 【請求項２】ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＰ、Ｇ
ａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓの何れか一つの層は、その厚さ
が２から３nmであることを特徴とする請求項１記載の半
導体エピタキシャルウエハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013945A JP2001203216A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体エピタキシャルウエハ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000013945A JP2001203216A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体エピタキシャルウエハ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001203216A true JP2001203216A (ja) | 2001-07-27 |
Family
ID=18541468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000013945A Pending JP2001203216A (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体エピタキシャルウエハ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001203216A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003052832A2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Hrl Laboratories, Llc | Low base-emitter voltage heterojunction bipolar trasistor |
| US6777775B2 (en) | 2001-07-04 | 2004-08-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit, D-A converter device, and A-D converter device |
-
2000
- 2000-01-18 JP JP2000013945A patent/JP2001203216A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6777775B2 (en) | 2001-07-04 | 2004-08-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit, D-A converter device, and A-D converter device |
| WO2003052832A2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-26 | Hrl Laboratories, Llc | Low base-emitter voltage heterojunction bipolar trasistor |
| WO2003052832A3 (en) * | 2001-12-18 | 2003-10-16 | Hrl Lab Llc | Low base-emitter voltage heterojunction bipolar trasistor |
| US6855948B2 (en) | 2001-12-18 | 2005-02-15 | Hrl Laboratories, Llc | Low base-emitter voltage heterojunction bipolar transistor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070418 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070424 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070821 |