JP2003309127A

JP2003309127A - 半導体装置およびそれを用いた電子装置

Info

Publication number: JP2003309127A
Application number: JP2002115606A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kudo; 真工藤; Kiyoshi Ouchi; 潔大内; Tomoyoshi Mishima; 友義三島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】格子定数の大きく異なる２つの材料を用いた
超格子薄膜の品質を向上させ，それを用いた半導体装置
ならびに電子装置の特性を向上させる。【解決手段】半導体基板上に格子定数の異なる２種類
の半導体層を交互に積層した超格子薄膜を有する半導体
装置の、上記超格子薄膜を構成する１層目の層の厚さを
２層目以降の各層の厚さよりも薄くする。【効果】本発明によれば，格子定数の大きく異なる２
つの材料を用いた超格子薄膜の品質を向上できるため，
それを用いた半導体装置ならびに電子装置の特性を向上
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，格子定数の大きく
異なる半導体層からなる超格子薄膜を利用した半導体装
置に係り、特に，高周波で動作するヘテロ接合バイポー
ラトランジスタ（以下ＨＢＴとする），高電子移動度ト
ランジスタ（以下ＨＥＭＴとする）やそれを用いた高周
波モジュール等の電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】混晶半導体を薄膜成長する際に，混晶半
導体を構成する半導体を極薄く交互に積層し，組成の均
一性を向上させたり，合金散乱の影響を低減させた例
は，ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ短周期超格子薄膜からなるＩｎ
ＧａＡｓ混晶の例が，ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス６９（１９９１）第３９４１頁から第３９
４９頁（Journal of Applied Physics 69(1991)pp.3941
-3949）にて知られている。また，ＡｌＳｂ／ＡｌＡｓ
短周期超格子薄膜からなるＡｌＡｓＳｂ混晶の例が，ジ
ャーナル・オブ・クリスタル・グロウス１５０（１９９
５）第８３８頁から第８４３頁（Journal of Crystal G
rowth 150(1995)pp.838-843）にて知られている。

【０００３】また，ＧａＡｓＳｂをベース層に用い，Ｉ
ｎＰをコレクタ層およびエミッタ層に用いたＨＢＴの例
が，特開平６−３７１０４および特開平８−３３５５８
８にて知られている。前者はベース層のドーパントはシ
リコンであり，後者はカーボンである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年，携帯電話の小型
化，軽量化への要求は強まっており，そのため，ＨＢＴ
の高性能化，特に低動作電圧化は必須の課題である。Ｈ
ＢＴの動作電圧を低減するためには，ＩｎＰに格子整合
するＩｎＧａＡｓやＧａＡｓＳｂなどのバンドギャップ
が小さく，正孔移動度の大きい材料をベース層の材料と
して用いる必要がある。インターネットの普及に伴うデ
ータ伝送容量の増大に対応するための高速光伝送受信器
の増幅器としてもＨＢＴの高性能化が必要となる。いず
れの用途においても，ＨＢＴを高性能化する上で理想的
な材料がＩｎＰとＧａＡｓＳｂからなるＨＢＴであると
言われている。その理由は，ＩｎＰとの伝導帯バンド不
連続の値が，ＩｎＧａＡｓでは約0.25eVと大きいのに対
し，ＧａＡｓＳｂでは約-0.18と負の値をとるためであ
る。この伝導帯バンド不連続の値は小さい方が低電圧高
効率動作および超高速動作に有利な素子構造を作製でき
ることが知られている。ところが，ＩｎＰ基板に格子整
合するＩｎＧａＡｓ層やＧａＡｓＳｂ層では，混晶を構
成する組成比が約０．５（ＩｎＧａＡｓではＩｎＡｓと
ＧａＡｓの割合，ＧａＡｓＳｂではＧａＡｓとＧａＳｂ
の割合が５０％ずつ）と大きく，均一な混晶を得ること
が最も難しい組成領域を利用しなければならない。特
に，ＧａＡｓＳｂの場合，ＧａＡｓとＧａＳｂが混ざり
づらいミスシビリティギャップ領域にあたっており，良
質な結晶が得られないという問題がある。

【０００５】従来例で述べたように，混晶半導体の均一
性を向上させる方法として，混晶を複数の材料に分け，
超格子薄膜とし，超格子薄膜を構成する材料の膜厚の比
で組成を制御することが提案されている。しかしなが
ら，上記従来例は組成が０．３未満の領域に関するもの
で，ＩｎＰ基板に格子整合するＧａＡｓＳｂやＩｎＧａ
Ａｓのように組成０．５近傍における実験例は我々の知
る限り報告されていない。この理由は，組成０．５近傍
では，ＧａＡｓとＧａＳｂの両方がＩｎＰ基板に対して
３％以上の格子不整合を持つため，良質な薄膜が形成で
きる膜厚が数分子層以下に限られているためであると思
われる。また，仮に極薄い分子層程度の膜厚のＧａＡｓ
とＧａＳｂを交互に積層させた短周期超格子薄膜を作製
しても，基板自体が数分子層程度の凹凸を有することが
一般的なので，超格子内で基板の凹凸により散乱を受
け，移動度が低下することも問題となっていると思われ
る。

【０００６】したがって，格子定数の大きく異なる２つ
の材料を用いた際に，高品質となる超格子薄膜を実現す
る必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的の，格子定数の
大きく異なる２つの材料を用いた際に高品質となる超格
子薄膜を実現させるため，本発明では，６％以上格子定
数の異なる２種類の半導体層を交互に積層した超格子を
有する半導体装置において，上記半導体層の厚さをいず
れも３分子層より厚くした超格子薄膜を用いる。ここ
で，超格子薄膜を構成する第１層目と最上層をそれより
薄くすることにより，その効果はより大きなものとな
る。本発明の第１の特徴は、(1)半導体基板上に格子定
数の異なる２種類の半導体層を交互に積層した超格子薄
膜を有する半導体装置の、上記超格子薄膜を構成する１
層目の層の厚さを２層目以降の各層の厚さよりも薄くし
た半導体装置にある。(1) において、(2)上記超格子薄
膜を構成する１層目の層の厚さがＳＫ臨界膜厚以下であ
り、その他の層の厚さが最上層を除きＳＫ臨界膜厚を越
えていることが好ましい。(1) において、(3)上記超格
子薄膜を構成する上記２種類の半導体層のいずれか一方
にＡｓを含み，もう一方にＳｂを含むことが好ましい。
(1) において、(4)上記超格子薄膜を構成する上記２種
類の半導体層のいずれか一方がＧａＡｓ，もう一方がＧ
ａＳｂから成ることが好ましい。(1) において、(5)上
記超格子薄膜をヘテロ接合バイポーラトランジスタのベ
ース層として用いることが好ましい。また、本発明の第
２の特徴は、(6)格子定数の異なる２種類の半導体層を
交互に積層した超格子薄膜を有する半導体装置の、上記
超格子薄膜を構成する１層目と最上層を除いた半導体層
の厚さが３分子層より厚い半導体装置にある。(6) にお
いて、(7)上記超格子薄膜を構成する半導体層の厚さが
いずれも７分子層より薄いことが好ましい。(6) におい
て、(8)上記超格子薄膜を構成する上記２種類の半導体
層のいずれか一方にＡｓを含み，もう一方にＳｂを含む
ことが好ましい。(6) において、(9)上記超格子薄膜を
構成する上記２種類の半導体層のいずれか一方がＧａＡ
ｓ，もう一方がＧａＳｂから成ることが好ましい。(7)
において、(10)上記超格子薄膜をヘテロ接合バイポーラ
トランジスタのベース層として用いることが好ましい。
また、本発明の第３の特徴は、(11)半導体基板上に格子
定数の異なる２種類の半導体層を交互に積層した超格子
薄膜を有する半導体装置の、上記超格子薄膜を構成する
１層目の層の厚さが２層目以降の各層の厚さよりも薄い
半導体装置を有する電子装置にある。また、本発明の第
４の特徴は、(12)格子定数の異なる２種類の半導体層を
交互に積層した超格子薄膜を有する半導体装置の、上記
超格子薄膜を構成する１層目と最上層を除いた半導体層
の厚さが３分子層より厚い半導体装置を有する電子装置
にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】＜実施例１＞本願発明の実施例１
を図１から図９を用いて説明する。図１はＨＢＴのベー
ス層の超格子の断面図，図２は超格子の周期とベース層
の正孔移動度の関係を示す図，図３より図７は本例の製
造工程を順次示す装置の断面図である。図８及び図９に
本ＨＢＴの適用例を示す。

【０００９】図１より図７を参酌して，本例の製造工程
の説明する。まず，ＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅ
ａｍＥｐｉｔａxｙ）装置により，半絶縁性ＩｎＰ基
板１上に，ｎ型ＩｎＰサブコレクタ層２（ドーピング濃
度：３×１０¹⁹ｃｍ^-3）を厚さ１００ｎｍ，ｎ型ＩｎＰ
コレクタ層３（ドーピング濃度：２×１０¹⁶ｃｍ^-3）を
厚さ２００ｎｍ，ＧａＡｓ／ＧａＳｂ超格子からなるｐ
型ＧａＡｓＳｂベース層４（ドーピング濃度：５×１０
¹⁹ｃｍ^-3）を厚さ５０ｎｍ，ｎ型ＩｎＰエミッタ層５
（ドーピング濃度：５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を厚さ５０ｎ
ｍ，ｎ型ＩｎＰエミッタ層６（ドーピング濃度：２×１
０¹⁹ｃｍ^-3）を厚さ２０ｎｍ，ｎ型ＩｎＧａＡｓエミッ
タキャップ層７（ドーピング濃度：４×１０¹⁹ｃｍ^-3）
を厚さ２０ｎｍに順次積層する。

【００１０】ここで，ＧａＡｓ／ＧａＳｂ超格子薄膜か
らなるｐ型ＧａＡｓＳｂベース層４は，約0.9nm以上の
厚さのＧａＡｓ１１とＧａＳｂ１２を交互に積層した超
格子薄膜とする（図１）。0.9nmは約３分子層に相当す
る厚さである。図２に，我々が行った超格子薄膜の周期
（ＧａＡｓとＧａＳｂ各１層の厚さの合計）と正孔の移
動度の関係を示す（グラフ内の実施例１の曲線参照）。
ここで，ドーピング濃度は約３×１０¹⁹ｃｍ^-3である。
周期の厚さが６分子層より薄い超格子薄膜では，混晶と
同程度の移動度しか得られないことがわかる。これは，
超格子薄膜を構成する各層が３分子層程度以下となり，
ヘテロ界面の凹凸と同程度となるため，正孔が散乱され
やすくなるためと考えられる。一方，周期が３分子層よ
り厚くなるとヘテロ界面の凹凸の影響が軽減され移動度
が向上していることがわかる。周期の厚さの上限に関し
ては，混晶移動度を上回る移動度が得られる限り本発明
の効果はあるといえるが，素子設計上，サブバンドが形
成できる程度の周期の超格子薄膜である必要があるた
め，各層が２ｎｍ程度以下の厚さであることが必要とな
る。これは，周期４ｎｍ，すなわち１４分子層程度の周
期に相当する。周期の厚さが１４分子層程度であって
も，本発明の効果があることは，図２の実験結果からも
わかる通りである。

【００１１】こうして作成した半導体積層体上に，エミ
ッタ電極２３となるＷＳｉ（タングステン・シリサイ
ド）３０及びＷ（タングステン）３１を順に，各々３５
０ｎｍ，１５０ｎｍの厚さに堆積した。これを通例のホ
トレジストをマスクとして，例えばＥＣＲエッチングに
より加工する。エッチングの際にオーバーエッチングを
施すことによりＷＳｉ層３０のサイドエッチングが生
じ，アンダーカット形状が形成される（図３）。

【００１２】次に，こうして形成したエミッタ電極２３
をマスク領域として，通例のウエットエッチングにより
エミッタキャップ層７及びエミッタ層６，５を加工す
る。続けて，ベース電極材料を蒸着し，いわゆるリフト
オフ法によって，所望形状のベース電極２２を形成する
（図４）。ベース電極２２は，例えば，最下層がＰｔで
形成されるＰｔ／Ｔｉ／Ｍｏ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層
体によって形成される。尚，ベース電極２２の形成と，
同時に同じ材料層３２が，Ｗ（タングステン）３１層上
に積層され，エミッタ電極２３を構成する。

【００１３】次に，エミッタ領域をホトレジストで覆い
ながら，ベース電極領域をマスク領域としてベース層４
のベースのメサエッチングを行う（図５）。更に，コレ
クタ電極２１を形成する領域のみコレクタ層３をエッチ
ングする。そして，この領域にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層
体を蒸着し，この積層体を，リフトオフ法を用いて所望
形状のコレクタ電極２１を形成する。更に，サブコレク
タ層２の周囲をエッチングし，素子分離を図る(図６)。

【００１４】次に，層間絶縁膜２５を形成し，その後，
この層間絶縁膜２５にコンタクト孔を形成し，Ａｕ等の
導電性材料により配線２６を設ける（図７）。

【００１５】尚，ＨＢＴ部の具体的構成については，本
例とは別の形態も当然とり得るものである。

【００１６】図８及び図９に本ＨＢＴの適用例を示す。
図８は本実施例１のＨＢＴを組み込んだ電子装置のシス
テム構成を示すブロック図である。ここでは，携帯電話
機のシステム構成を示している。本実施例のＨＢＴは高
周波送信電力増幅器７７に用いられる。図９はこの高周
波送信電力増幅器７７のブロック構成及びその具体的回
路例を例示する。図９のＨＢＴと表示したトランジスタ
が本願発明のＨＢＴである。

【００１７】携帯電話機は，受話器５１および送話機５
２を有する送受話器５０と，受信信号処理部６１，復調
器６２，送信信号処理部６３，変調器６４を有するベー
スバンド部６０と，ＲＦブロック部７０と制御回路９１
と表示キー９２を有する制御部９０を有している。

【００１８】ＲＦブロック部７０には，アンテナスイッ
チ７１があり，高周波増幅器７４と受信ミキサ７３，Ｉ
Ｆ増幅器７２からなる受信部７５と，送信電力増幅器７
７と送信ミキサ７６を有する送信部７８と，アンテナ８
０に接続されている。

【００１９】また，受信ミキサ７３及び送信ミキサ７６
は周波数シンセサイザ７９に接続されている。

【００２０】ここで送信電力増幅器７７に用いられるＨ
ＢＴは，ベースの正孔移動度が高く，寄生抵抗が小さく
抑えられているため，電源電圧が低下しても，送信特性
が良好な携帯電話機が作製できる。また，ベース抵抗が
低減できるとその分ベース層を薄くできるため，高速化
にも有効である。

【００２１】＜実施例２＞本発明の実施例２を図１０を
用い説明する。

【００２２】ベース層以外の製造工程については，実施
例１と共通である。まず，ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａ
ｒＢｅａｍＥｐｉｔａxｙ）装置により，半絶縁性
ＩｎＰ基板１上に，ｎ型ＩｎＰサブコレクタ層２（ドー
ピング濃度：３×１０¹⁹ｃｍ ^-3）を厚さ１００ｎｍ，ｎ
型ＩｎＰコレクタ層３（ドーピング濃度：２×１０¹⁶ｃ
ｍ^-3）を厚さ２００ｎｍ，ＧａＡｓ／ＧａＳｂ超格子か
らなるｐ型ＧａＡｓＳｂベース層４（ドーピング濃度：
５×１０¹⁹ｃｍ^-3）を厚さ５０ｎｍ，ｎ型ＩｎＰエミッ
タ層５（ドーピング濃度：５×１０¹⁷ｃｍ^-3）を厚さ５
０ｎｍ，ｎ型ＩｎＰエミッタ層６（ドーピング濃度：２
×１０¹⁹ｃｍ^-3）を厚さ２０ｎｍ，ｎ型ＩｎＧａＡｓエ
ミッタキャップ層７（ドーピング濃度：４×１０¹⁹ｃｍ
^-3）を厚さ２０ｎｍに順次積層する。

【００２３】ここで，ＧａＡｓ／ＧａＳｂ超格子薄膜か
らなるｐ型ＧａＡｓＳｂベース層４は，１層目１３と最
終層１４を除いて，約0.9nm以上の厚さのＧａＡｓ１１
とＧａＳｂ１２を交互に積層した超格子薄膜とし，１層
目１３と最終層１４の厚さは，他の層の約半分の厚さと
した（図１０）。0.9nmは約３分子層に相当する厚さで
ある。図２に，我々が行った超格子薄膜の周期（ＧａＡ
ｓとＧａＳｂ各１層の厚さの合計）と正孔の移動度の関
係を示す（実施例２の曲線参照）。ここで，ドーピング
濃度は３×１０¹⁹ｃｍ^-3である。また，グラフの横軸の
周期は，１層目と最上層を除く層のＧａＡｓ／ＧａＳｂ
一周期の厚さである。１層目１３と最上層１４の厚さを
薄くすることにより，実施例１に比べて更に移動度が向
上していることがわかる。この理由について，以下に詳
細に記述する。

【００２４】本実施例のように，格子定数の大きく異な
る（約６％以上）材料を組み合わせた超格子薄膜では，
格子不整合による結晶の品質低下が起こる膜厚（臨界膜
厚と呼ぶ）に関して，２種類の劣化モードがあることに
注意する必要がある。１つは，ミスフィット転位の導入
による結晶の劣化で，通常の歪量子井戸レーザや歪チャ
ネルＨＥＭＴの歪層の厚さを決める際に参考とする指標
である。この劣化は格子不整合が２％程度以下の歪格子
に適用可能な指標である。もう１つは，３次元成長化に
よる結晶品質（平坦性）の低下で，これは，格子不整合
が２．５％程度以上の歪格子成長時に注意しなければな
らない指標である。本実施例ではＧａＡｓとＧａＳｂが
約７．５％の格子不整合を持ち，ＧａＡｓとＧａＳｂは
基板であるＩｎＰに対してそれぞれ約３．７％，約３．
８％の格子不整合を持っているため，３次元化による結
晶品質の低下を考慮する必要がある。この場合の臨界膜
厚は成長条件にもよるが２から３分子層厚程度である。
しかしながら，実施例１でも述べたとおり，３分子層厚
のＧａＡｓとＧａＳｂからなる周期６分子層の超格子薄
膜の移動度はＧａＡｓＳｂ混晶の移動度と同程度であ
り，むしろ３次元成長が起こる厚さの周期の超格子薄膜
の方が移動度が高くなっている。この理由は，歪補償超
格子（基板に対して格子定数の大きな材料と小さな材料
を交互に積層した超格子薄膜で，本実施例の構造はこれ
にあたる。）の臨界膜厚が，各層の格子歪ではなく第１
層目からの累積の歪により決まることによる。表１に実
施例１および２における超格子の周期が約９分子層の試
料の累積の歪を層毎に計算した結果を示す。

【００２５】

【表１】ここでMLはMonoLayerの略で分子層厚の意味である。表
１からわかるように，２層目以降は格子不整合が２％以
下になるので，３次元成長化による結晶品質（平坦性）
の低下を考えなくてよいことがわかる。実施例１の場合
は，第１層が多少凹凸ができるものの，それ以降の層の
繰り返しにより平坦性が回復し，混晶を上回る移動度が
得られたのである。実施例２に関しては，１層目が３次
元成長化の臨界膜厚程度と，平坦性が確保されており，
かつ残りの全ての層において臨界膜厚以下であるため，
通常の混晶の約２倍という非常に高い移動度が得られた
のである。なお，累積歪の計算式は，式１の通りであ
る。

【００２６】

【式１】式１において，εはその層と基板との格子不整合で，基
板より格子定数が小さい層の成長の場合はマイナスとす
る。Lは各層の厚さである。

【００２７】こうして作製した多層構造結晶体上に，エ
ミッタ電極２３となるＷＳｉ及びＷを順に各々３５０ｎ
ｍ，１５０ｎｍ堆積する。そして，当該電極材料を，通
例のホトレジストマスクを用いて，所望形状にエッチン
グ加工する。次に，実施例１と同様にして，形成したエ
ミッタ電極２３をマスクに，更なるエッチング加工を加
え，Ｐｔ／Ｔｉ／Ｍｏ／Ａｕ系ベース電極２２を蒸着及
びリフトオフ法にて形成する。

【００２８】次にエミッタ領域をホトレジストで覆った
後，ベース・メサエッチングを行い，コレクタ電極２１
を形成する部分のみエッチングする。そして，当該領域
にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ系材料にてコレクタ電極２１を形成
する。

【００２９】最後に素子分離のエッチング，層間絶縁層
膜形成後，配線加工を行い，図７に示すＨＢＴ素子を作
製する。

【００３０】本実施例に用いたＨＢＴ構造は一例であ
り，格子定数の大きく異なる２つの材料を用いた超格子
を有するＨＢＴであれば，他の材料や構造を用いていて
も本発明の効果に変わりは無く，必ずしもＧａＡｓとＧ
ａＳｂからなる超格子薄膜を用いなくても本願発明の効
果に変わりは無い。また，本発明をＨＢＴ以外の半導体
装置，例えばＨＥＭＴなどの高移動度化合物半導体素子
に適用することも当然可能であり，所定の効果を奏する
ことが出来る。

【００３１】本実施例２のＨＢＴを組み込んだ電子装置
は，実施例１の場合と同様，図８及び図９の構成によっ
て実現することが出来る。本実施例のＨＢＴは，前述の
例と同様に，高周波送信電力増幅器７７に用いられる。

【００３２】ここで送信電力増幅器７７に用いられるＨ
ＢＴは，ベース層の寄生抵抗が低減されているため，電
源電圧が低下した際にも良好な送信特性をもつ携帯電話
が作製できる。

【００３３】ベース抵抗の低減は，ベース層の薄層化に
よる高速化の余地があることを示しているため，本願発
明を４０Ｇｂｐｓ以上の動作速度の光伝送向けＩＣや７
７ＧＨｚといった超高速動作が要求されるミリ波レーダ
ー等，携帯電話以外の電子装置に用いることによって
も，効果が得られる。

【００３４】以上，詳細に説明した通り，本願発明によ
れば，格子定数の大きく異なる２つの材料を用いた超格
子の品質を向上できるため，それを用いた半導体装置な
らびに電子装置の特性を向上できる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば，格子定数の大きく異な
る２つの材料を用いた超格子薄膜の品質を向上できるた
め，それを用いた半導体装置ならびに電子装置の特性を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のＨＢＴのベース層の超格子
薄膜の断面を示す図である。

【図２】超格子薄膜の周期とベース層の正孔移動度の関
係を示すグラフである。

【図３】本発明の実施例１のＨＢＴのバッファ層の構造
と熱抵抗率の関係をまとめた表である。

【図４】本発明の実施例１のＨＢＴの断面概略図であ
る。

【図５】本発明の実施例１の携帯電話のシステム構成を
示すブロック図である。

【図６】本発明の実施例２のＨＢＴの断面概略図であ
る。

【図７】本発明の実施例２のＨＢＴのバッファ層のバッ
ファ厚さと格子定数及び熱抵抗率の関係を示すグラフで
ある。

【図８】本実施例１のＨＢＴを組み込んだ電子装置のシ
ステム構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の電子装置に用いられる高周波送信電力
増幅器のブロック構成及びその具体的回路例を例示する
図である。

【図１０】本発明の実施例２のＨＢＴのベース層の超格
子薄膜の断面を示す図である。

【符号の説明】

１・・・半絶縁性ｎ型ＩｎＰ基板，２・・・ｎ型ＩｎＰサブコ
レクタ層，３・・・ｎ型ＩｎＰコレクタ層，４・・・ｐ型Ｇａ
ＡｓＳｂベース層，５・・・ｎ型ＩｎＰエミッタ層，６・・・
ｎ型ＩｎＰエミッタ層，７・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓエミッ
タキャップ層，１１・・・ＧａＡｓ層，１２・・・ＧａＳｂ
層，１３・・・超格子の第１層目，１４・・・超格子を構成す
る最終層，２１・・・コレクタ電極，２２・・・ベース電極，
２３・・・エミッタ電極，５０・・・送受話器，５１・・・受話
器，５２・・・送話機，６０・・・ベースバンド部，６１・・・
受信信号処理部，６２・・・復調器，６３・・・送信信号処理
部，６４・・・変調器，７０・・・ＲＦブロック部，７１・・・
アンテナスイッチ，７２・・・ＩＦ増幅器，７３・・・受信ミ
キサ，７４・・・高周波増幅器，７５・・・受信部，７６・・・
送信ミキサ，７７・・・送信電力増幅器，７８・・・送信部，
８０・・・アンテナ，９０・・・制御部，９１・・・制御回路，
９２・・・表示キー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三島友義東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内Ｆターム(参考） 5F003 BA92 BB01 BB04 BC01 BE01 BE90 BF06 BG06 BH07 BH99 BM03 BN09 BP32 BP95 BS08 5F052 JA05 KA03 KA05 5F103 AA04 DD30 GG01 HH03 JJ01 LL16 NN10 RR06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に格子定数の異なる２種類の
半導体層を交互に積層した超格子薄膜を有する半導体装
置の、上記超格子薄膜を構成する１層目の層の厚さが２
層目以降の各層の厚さよりも薄いことを特徴とする半導
体装置。
【請求項２】上記超格子薄膜を構成する１層目の層の厚
さがＳＫ臨界膜厚以下であり、その他の層の厚さが最上
層を除きＳＫ臨界膜厚を越えていることを特徴とする請
求項１記載の半導体装置。
【請求項３】上記超格子薄膜を構成する上記２種類の半
導体層のいずれか一方にＡｓを含み，もう一方にＳｂを
含むことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】上記超格子薄膜を構成する上記２種類の半
導体層のいずれか一方がＧａＡｓ，もう一方がＧａＳｂ
から成ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】上記超格子薄膜をヘテロ接合バイポーラト
ランジスタのベース層として用いることを特徴とする請
求項１記載の半導体装置。
【請求項６】格子定数の異なる２種類の半導体層を交互
に積層した超格子薄膜を有する半導体装置の、上記超格
子薄膜を構成する１層目と最上層を除いた半導体層の厚
さが３分子層より厚いことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】上記超格子薄膜を構成する半導体層の厚さ
がいずれも７分子層より薄いことを特徴とする請求項６
記載の半導体装置。
【請求項８】上記超格子薄膜を構成する上記２種類の半
導体層のいずれか一方にＡｓを含み，もう一方にＳｂを
含むことを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項９】上記超格子薄膜を構成する上記２種類の半
導体層のいずれか一方がＧａＡｓ，もう一方がＧａＳｂ
から成ることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項１０】上記超格子薄膜をヘテロ接合バイポーラ
トランジスタのベース層として用いることを特徴とする
請求項６記載の半導体装置。
【請求項１１】半導体基板上に格子定数の異なる２種類
の半導体層を交互に積層した超格子薄膜を有する半導体
装置の、上記超格子薄膜を構成する１層目の層の厚さが
２層目以降の各層の厚さよりも薄い半導体装置を有する
ことを特徴とする電子装置。
【請求項１２】格子定数の異なる２種類の半導体層を交
互に積層した超格子薄膜を有する半導体装置の、上記超
格子薄膜を構成する１層目と最上層を除いた半導体層の
厚さが３分子層より厚い半導体装置を有することを特徴
とする電子装置。