JP2557613B2 - Heterojunction bipolar transistor - Google Patents

Heterojunction bipolar transistor

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JP2557613B2
JP2557613B2 JP6323456A JP32345694A JP2557613B2 JP 2557613 B2 JP2557613 B2 JP 2557613B2 JP 6323456 A JP6323456 A JP 6323456A JP 32345694 A JP32345694 A JP 32345694A JP 2557613 B2 JP2557613 B2 JP 2557613B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エミッタ領域を、ベー
ス領域を構成する半導体物質よりバンドギャップの大き
い半導体物質で構成してなるヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor having an emitter region formed of a semiconductor material having a bandgap larger than that of a semiconductor material forming a base region.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、分子線エピタキシー法(MBE)
や、有機金属気相堆積法(MOCVD)等の発展によ
り、異種の半導体物質を接合させた、いわゆるヘテロ接
合を利用した半導体素子の開発が盛んに行なわれるよう
になった。バイポーラトランジスタのエミッタ・ベース
間にヘテロ接合を採用したヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタは、従来の単一半導体物質で作られるホモ接合ト
ランジスタに比べ多くの利点を持つ事が知られている。
それらの利点とは、 (1)エミッタ領域を構成する半導体物質をベース領域
を構成する半導体物質よりバンドギャップの大きいもの
とする事で、エミッタ領域の不純物濃度とベース領域の
不純物濃度の比が小さくとも高いエミッタ注入効率が得
られる。 (2)(1)の結果、ベース領域の不純物濃度を高くで
きるため、ベース抵抗が低減できる。 (3)同様に、エミッタ領域の不純物濃度を低くできる
ためエミッタ容量を小さくできる。 等である。これらの利点により、ヘテロ接合バイポーラ
トランジスタは従来のホモ接合バイポーラトランジスタ
に比べ、高周波特性,スイッチング特性で、はるかに優
れたものとなる可能性を持っている。
2. Description of the Related Art In recent years, molecular beam epitaxy (MBE)
With the development of metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) and the like, development of semiconductor devices utilizing so-called heterojunction, in which different kinds of semiconductor materials are joined, has been actively conducted. It is known that the heterojunction bipolar transistor which employs the heterojunction between the emitter and the base of the bipolar transistor has many advantages as compared with the conventional homojunction transistor made of a single semiconductor material.
These advantages are as follows: (1) The semiconductor material forming the emitter region has a bandgap larger than that of the semiconductor material forming the base region, so that the ratio of the impurity concentration of the emitter region and the impurity concentration of the base region is small. In both cases, high emitter injection efficiency can be obtained. (2) As a result of (1), since the impurity concentration in the base region can be increased, the base resistance can be reduced. (3) Similarly, since the impurity concentration in the emitter region can be reduced, the emitter capacitance can be reduced. Etc. Due to these advantages, the heterojunction bipolar transistor has a possibility of being far superior to the conventional homojunction bipolar transistor in high frequency characteristics and switching characteristics.

【0003】しかしながら、このようなヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタを実際に製造し得る半導体物質の組
合せを考えると、広バンドギャップを有する材料は一般
に電子親和力が小さい事が多い。この結果、広バンドギ
ャップ物質からなるエミッタと狭バンドギャップ物質か
らなるベースを直接階段状に接合させたnpnトランジ
スタを作製すると以下に述べるように注入効率が低下し
てしまい、ヘテロ接合バイポーラトランジスタの利点を
活かせないという問題が生じる。
However, considering a combination of semiconductor materials that can actually manufacture such a heterojunction bipolar transistor, a material having a wide band gap generally has a small electron affinity. As a result, when an npn transistor in which an emitter made of a wide bandgap material and a base made of a narrow bandgap material are directly joined in a stepwise manner is manufactured, the injection efficiency is lowered as described below, which is an advantage of the heterojunction bipolar transistor. The problem arises that you can't make the most of it.

【0004】図6は、エミッタ領域を構成する半導体物
質の電子親和力が、ベース領域を構成する半導体物質の
それよりよりΔEcだけ小さい場合の階段型ヘテロ接合
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ接合近傍の
伝導帯の様子を示したものである。この図から明らかな
ように、伝導帯には電子親和力の差に起因する高さΔE
cのスパイク状の障壁が形成され、この障壁によりエミ
ッタからベースへの電子の注入が阻害されてしまう。こ
の事はエミッタ注入効率の低下を招きトランジスタ特性
を損うものである。
FIG. 6 shows a conduction band in the vicinity of the base-emitter junction of a staircase type heterojunction bipolar transistor when the electron affinity of the semiconductor material forming the emitter region is smaller than that of the semiconductor material forming the base region by ΔEc. Is shown. As is clear from this figure, the conduction band has a height ΔE due to the difference in electron affinity.
A spike-shaped barrier of c is formed, which impedes injection of electrons from the emitter to the base. This causes a decrease in emitter injection efficiency and impairs transistor characteristics.

【0005】この問題は、エミッタ・ベース間のヘテロ
接合を階段型とせずに、エミッタからベースに向って滑
らかにバンドギャップが変化している,いわゆる傾斜型
とする事で避ける事ができる。図7はエミッタ・ベース
間にバンドギャップが線形に変化している領域を設けた
場合の伝導帯の様子を示している。この図から分るよう
に、伝導帯に生じる障壁は傾斜型ヘテロ接合を用いる事
で除去する事が可能である。
This problem can be avoided by making the heterojunction between the emitter and the base not a step type but a so-called inclined type in which the band gap changes smoothly from the emitter to the base. FIG. 7 shows the state of the conduction band when a region where the band gap changes linearly is provided between the emitter and the base. As can be seen from this figure, the barrier generated in the conduction band can be removed by using the graded heterojunction.

【0006】エミッタ領域とベース領域の間でバンドギ
ャップの変化する領域(以下では遷移領域と呼ぶ)は、
その領域を構成する物質の組成をベース領域を構成する
半導体物質とエミッタ領域を構成する半導体物質との中
間的組成にする事で実現される。従来遷移領域内ではバ
ンドギャップが線形、或いは2次関数的に滑らかに変化
する様に物質組成を徐々に変化させる事が行なわれてき
た。
The region where the band gap changes between the emitter region and the base region (hereinafter referred to as the transition region) is
This is realized by setting the composition of the material forming the region to an intermediate composition between the semiconductor material forming the base region and the semiconductor material forming the emitter region. Conventionally, in the transition region, the material composition has been gradually changed so that the band gap changes linearly or smoothly as a quadratic function.

【0007】しかし、この様な遷移領域を実現するに
は、MBE法においては分子線のフラックスを、MOC
VD法ではガス流量を精密に連続的に変化させるという
制御を行なうことが必要である。このような制御は現在
の技術では難しいため、制御装置のコストが増すと共
に、遷移領域を成長する際の成長速度を十分遅くする必
要があるという問題が生じる。
However, in order to realize such a transition region, the molecular beam flux in the MBE method is
In the VD method, it is necessary to control the gas flow rate precisely and continuously. Since such control is difficult with the current technology, there arises a problem that the cost of the control device increases and the growth rate when growing the transition region needs to be sufficiently slowed down.

【0008】また、遷移領域内でバンドギャップを滑ら
かに変化させた場合、この領域内にはベースから正孔が
注入されやすく、特にキャリアライフタイムが小さい場
合キャリア再結合が大きくなる。このことは直流増幅率
の低下を生じるとともに、蓄積キャリアの増加による高
周波特性、スイッチング特性の劣化を生じる。即ち、ヘ
テロ接合を用いた利点が損われるという問題があった。
Further, when the band gap is smoothly changed in the transition region, holes are likely to be injected from the base into this region, and carrier recombination becomes large especially when the carrier lifetime is small. This causes a decrease in DC amplification factor and deterioration in high frequency characteristics and switching characteristics due to an increase in accumulated carriers. That is, there is a problem that the advantage of using the heterojunction is lost.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、ヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタにおけるエミッタ・ベー
ス間の接合を傾斜型とすると、伝導帯に生じるスパイク
状の障壁をなくしてエミッタ注入効率の向上をはかるこ
とはできるものの、遷移領域内にベースから正孔が注入
されやすくなり、直流増幅率の低下を生じるとともに、
蓄積キャリアの増加による高周波特性、スイッチング特
性の劣化を生じる。即ち、広バンドギャップのエミッタ
を用いた利点を生かすことができないという問題があっ
た。
As described above, when the junction between the emitter and the base in the heterojunction bipolar transistor is of the conventional type, the spike-like barrier generated in the conduction band is eliminated to improve the emitter injection efficiency. Although it is possible, holes are likely to be injected from the base into the transition region, causing a decrease in DC amplification factor and
High frequency characteristics and switching characteristics are deteriorated due to an increase in accumulated carriers. That is, there is a problem that the advantage of using an emitter with a wide band gap cannot be utilized.

【0010】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
バンドギャップの大きい物質からなるエミッタ領域と、
バンドギャップの小さい物質からなるベース領域の間に
遷移領域を有し、エミッタ・ベース間の接合を傾斜型と
した場合と同様にエミッタ注入効率の向上をはかること
ができ、かつベースから遷移領域への正孔の注入に起因
する直流増幅率の低下や高周波特性,スイッチング特性
の劣化を抑制することができ、広バンドギャップのエミ
ッタを用いた利点を生かしたヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタを提供する事を目的とする。
[0010] The present invention has been made in view of the above points,
An emitter region made of a material with a large band gap,
It has a transition region between base regions made of a material with a small band gap, and can improve the emitter injection efficiency in the same way as when the junction between the emitter and the base is graded, and from the base to the transition region. The present invention aims to provide a heterojunction bipolar transistor which can suppress a decrease in DC amplification factor and deterioration of high frequency characteristics and switching characteristics due to the injection of positive holes, and which has an advantage of using a wide bandgap emitter. And

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、第1種半導体物質からなるp型ベース領域と、第
1種半導体物質よりバンドギャップが大きく、かつ電子
親和力の小さい第2種半導体物質からなるn型エミッタ
領域を有し、かつ前記ベース領域とエミッタ領域の間に
第1種半導体物質と第2種半導体物質の中間的組成を持
つ半導体物質からなる遷移領域を有するヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタにおいて、遷移領域を組成が異なる
複数の半導体物質層で形成し、かつ該遷移領域の価電子
帯にベース領域からエミッタ領域への正孔の注入を抑制
する障壁を形成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configurations. That is, the present invention has a p-type base region made of a first-type semiconductor material and an n-type emitter region made of a second-type semiconductor material having a band gap larger than that of the first-type semiconductor material and a small electron affinity, and In a heterojunction bipolar transistor having a transition region composed of a semiconductor material having an intermediate composition of a first-type semiconductor material and a second-type semiconductor material between the base region and the emitter region, a plurality of semiconductor materials having different transition regions in composition. It is characterized in that it is formed of a layer and a barrier for suppressing injection of holes from the base region to the emitter region is formed in the valence band of the transition region.

【0012】[0012]

【作用】本発明は、以下のような知見並びに考察に基づ
く。既に述べたように、バンドギャップの大きいエミッ
タ領域をバンドギャップの小さいベース領域に直接階段
状に接合させた、いわゆる階段型ヘテロ接合バイポーラ
トランジスタにおいても、また、ベース領域からエミッ
タ領域に向ってバンドギャップが滑らかに変化する遷移
領域を導入した傾斜型ヘテロ接合バイポーラトランジス
タにおいても、それぞれに難点がある。
The present invention is based on the following knowledge and consideration. As described above, in a so-called staircase type heterojunction bipolar transistor in which an emitter region with a large bandgap is directly joined to a base region with a small bandgap in a stepwise manner, the bandgap from the base region to the emitter region is also increased. Even in a graded heterojunction bipolar transistor that introduces a transition region in which the value changes smoothly, each has its drawbacks.

【0013】これらの難点を共に解決するためには、伝
導帯に生じる障壁を完全に除去するのではなく、ある妥
当な値以下にしつつ、ベース領域からエミッタ領域への
正孔の注入を抑制する障壁を価電子帯に形成できる構造
とすることが望ましい。この様な構造は、エミッタ・ベ
ース間に物質組成がステップ状に変化する複数の半導体
層からなる遷移領域を形成する事で実現できる。
In order to solve both of these difficulties, it is necessary to suppress the injection of holes from the base region to the emitter region while completely reducing the barrier generated in the conduction band to a certain value or less. It is desirable to have a structure in which the barrier can be formed in the valence band. Such a structure can be realized by forming a transition region composed of a plurality of semiconductor layers in which the material composition changes stepwise between the emitter and the base.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を、広バンドギャップ
エミッタを構成する材料としてGa 0.7Al 0.3As、
狭バンドギャップのベースを構成する材料としてGaA
sを用いた場合について図1を参照しながら述べる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to Ga 0.7 Al 0.3 As as a material constituting a wide band gap emitter.
GaA as a material forming the base of a narrow band gap
The case of using s will be described with reference to FIG.

【0015】ヘテロ接合バイポーラトランジスタを製造
するには導電性、或いは半絶縁基盤上にコレクタ,ベー
ス,エミッタの各層をエピタキシァル成長させる事が必
要である。MBE法、或いはMOCVD法を用いればこ
れら各層の厚さ,ドーピング濃度,物質組成を制御し、
本発明の構造を作成する事は容易である。
To manufacture a heterojunction bipolar transistor, it is necessary to epitaxially grow collector, base and emitter layers on a conductive or semi-insulating substrate. If the MBE method or the MOCVD method is used, the thickness, doping concentration and material composition of each of these layers can be controlled.
It is easy to create the structure of the present invention.

【0016】図1は、n+ 型GaAs基板2を用い、こ
の基板2上に不純物として例えばSiを含有するn型G
aAsコレクタ領域3、不純物として例えばBeを含有
するp型GaAsベース領域4、不純物として例えばS
iを含有する,組成がステップ状に変化する複数個の層
からなる遷移領域6、不純物として例えばSiを含有す
る広バンドギャップのGa 0.7Al 0.3Asエミッタ領
域7を順次成長した場合を示している。
In FIG. 1, an n + type GaAs substrate 2 is used, and an n type G containing, for example, Si as an impurity on the substrate 2.
aAs collector region 3, p-type GaAs base region 4 containing Be as an impurity, and S as an impurity, for example.
It shows a case where a transition region 6 composed of a plurality of layers containing i and having a stepwise change in composition, and a Ga 0.7 Al 0.3 As emitter region 7 having a wide bandgap containing Si as an impurity are sequentially grown. .

【0017】トランジスタはこの様に作成されたエミッ
タ,ベース,コレクタの各領域に電気的に接触する電極
を形成する事で作成される。図1ではエミッタ電極8,
コレクタ電極1はウエハの両面に直接形成し、ベース電
極5はウエハ表面よりベース領域4までエッチングを行
った後に形成している。
The transistor is formed by forming electrodes in electrical contact with the thus formed emitter, base and collector regions. In FIG. 1, the emitter electrode 8,
The collector electrode 1 is formed directly on both surfaces of the wafer, and the base electrode 5 is formed after etching from the wafer surface to the base region 4.

【0018】図2は、遷移領域6として、エミッタ領域
7とベース領域4の中間的組成をもつ二つの層から構成
した場合のエミッタ・ベース近傍のバンド形状を模式的
に示したものである。各層の界面では伝導帯に障壁が形
成されるが、その高さは単にエミッタ・ベース間に直接
ヘテロ接合を形成した場合よりも十分小さくなってい
る。一方、価電子帯に生じる障壁によりベースから正孔
が遷移領域内深く注入されてしまう事を抑制する効果が
ある事が期待される。また遷移領域内でのキャリア再結
合が著しくない場合でも後により具体的なデータで示す
通り、遷移領域内の組成変化を線形状ではなく多段のス
テップ状に形成してもそれによる素子特性の劣下は小さ
く実用上十分の特性を持つ素子を得る事ができる事が明
らかになった。
FIG. 2 schematically shows the band shape in the vicinity of the emitter / base when the transition region 6 is composed of two layers having an intermediate composition of the emitter region 7 and the base region 4. At the interface of each layer, a barrier is formed in the conduction band, but its height is sufficiently smaller than when a direct heterojunction is formed between the emitter and the base. On the other hand, it is expected that there is an effect of preventing holes from being deeply injected from the base into the transition region due to the barrier generated in the valence band. Even when the carrier recombination in the transition region is not significant, even if the composition change in the transition region is formed in multiple steps instead of the linear shape, the device characteristics are deteriorated as shown in more specific data later. It has become clear that a device having a small size and having practically sufficient characteristics can be obtained.

【0019】この事はヘテロ接合バイポーラトランジス
タ用のウエハをMBE法、或いはMOCVD法で形成す
る際大きなメリットを与える。即ち、物質組成を滑らか
に変化させようとすると成長条件を精密に制御する事が
必要である上、成長速度を十分小さくする必要があるの
に対し、ステップ状に組成を変化させる場合には、はる
かに簡便な制御でよく、この結果ウエハ成長効率を大幅
に向上させる事が可能である。
This gives a great advantage in forming a wafer for a heterojunction bipolar transistor by the MBE method or the MOCVD method. That is, in order to smoothly change the material composition, it is necessary to precisely control the growth conditions, and it is necessary to sufficiently reduce the growth rate, whereas in the case of changing the composition stepwise, Much simpler control is required, and as a result, the wafer growth efficiency can be significantly improved.

【0020】ここで注意すべき事は、エミッタ・ベース
間に挿入される遷移領域をエミッタ・ベースそれぞれを
構成する半導体物質の中間組成をもつ単一層で形成しよ
うとすると、この層の組成を十分正確に制御しない限り
ベース領域側、或いはエミッタ領域側に生じる伝導帯上
の障壁の高さを遷移領域を有しない場合の1/2にはで
きず、遷移領域を導入する効果を十分には活かせない事
である。
It should be noted here that if the transition region inserted between the emitter and the base is to be formed by a single layer having an intermediate composition of the semiconductor material forming each of the emitter and the base, the composition of this layer is not enough. Unless accurately controlled, the height of the barrier on the conduction band generated on the base region side or the emitter region side cannot be reduced to 1/2 of the height without the transition region, and the effect of introducing the transition region can be fully utilized. That is not the case.

【0021】この問題を回避するには、遷移領域を異な
る物質組成を持つ複数個の層で構成し、それらの層の組
成をベース領域からエミッタ領域に向って、ベース領域
の組成に近いものからエミッタ領域の組成に近いものに
順次変化させる事が必要である。また、この様にする事
で遷移領域として挿入される半導体層に対する組成制御
の厳密性を緩和する事ができる。
To avoid this problem, the transition region is composed of a plurality of layers having different material compositions, and the composition of these layers is closer to that of the base region from the base region toward the emitter region. It is necessary to sequentially change the composition close to the composition of the emitter region. Further, by doing so, the strictness of composition control for the semiconductor layer inserted as the transition region can be relaxed.

【0022】以下に、具体的なデータに基づいて本発明
の効果を明らかにする。エミッタ及び遷移領域のドーピ
ング濃度が3×1017cm-3,ベースのドーピング濃度
が3×1018cm-3の場合に遷移領域の作製方法を変え
た場合のトランジスタ特性の変化を、図3から図5まで
に示した。これらの図中、Aは遷移領域を設けない場
合、BはAlモル比0.15の単一層からなる厚さ20
nmの遷移領域を設けた場合、CはAlモル比0.1,
0.2のそれぞれ10nmの厚さを持つ2層で遷移領域
を形成した場合、DはAlモル比0.05,0.1,
0.15.0.25のそれぞれ4nmの厚さを持つ5層
で遷移領域を形成した場合、Eは20nmの厚さの範囲
でAlモル比が0から0.3まで線形に変化している遷
移領域を形成した場合にそれぞれ対応している。即ち
C,Dが本発明の実施例である。
The effects of the present invention will be clarified below based on concrete data. FIG. 3 shows changes in transistor characteristics when the method of manufacturing the transition region is changed when the doping concentration of the emitter and the transition region is 3 × 10 17 cm −3 and the doping concentration of the base is 3 × 10 18 cm −3 . It is shown up to FIG. In these figures, A is the case where the transition region is not provided, and B is the thickness of a single layer having an Al molar ratio of 0.15.
When a transition region of nm is provided, C has an Al molar ratio of 0.1,
When the transition region is formed by two layers each having a thickness of 0.2 and a thickness of 10 nm, D has an Al molar ratio of 0.05, 0.1,
When the transition region is formed by 5 layers each having a thickness of 0.15.0.25 and a thickness of 4 nm, E has a linear Al mole ratio change from 0 to 0.3 in a thickness range of 20 nm. It corresponds to the case where the transition region is formed. That is, C and D are examples of the present invention.

【0023】図3はトランジスタの電流−電圧特性を、
図4は直流増幅率のコレクタ電流依存性を、図5は遮断
周波数のコレクタ電流依存性をそれぞれ示している。こ
れらのデータは遷移領域内でのキャリア再結合が著しく
ない場合のものであるため組成比が線形に変化している
遷移領域を有する素子(E)が最も良い特性を示してい
るが、これらの図から分る様に2層以上のステップ状の
遷移領域を形成した素子(C,D)では、Eに対してそ
の特性の低下は実用上問題となるほど大きくない。この
事は、素子作製の容易さを考えた場合本発明の構造が十
分に有効である事を示している。
FIG. 3 shows the current-voltage characteristics of the transistor,
FIG. 4 shows the dependence of the DC amplification factor on the collector current, and FIG. 5 shows the dependence of the cutoff frequency on the collector current. Since these data are for the case where carrier recombination in the transition region is not remarkable, the element (E) having the transition region in which the composition ratio changes linearly shows the best characteristics. As can be seen from the figure, in the element (C, D) in which two or more layers of stepwise transition regions are formed, the deterioration of the characteristics is not so large as P in practical use as compared with E. This indicates that the structure of the present invention is sufficiently effective in consideration of the ease of manufacturing the device.

【0024】以上述べた実施例では、ベースをGaAs
で、エミッタをGa 0.7Al 0.3Asで形成した場合を
示したが、エミッタのAlモル比が0.3以外の場合は
もちろん、エミッタ,ベースを構成する物質として他の
組合わせを用いた場合、例えばInPとInGaAs,
GaAsとGe,GaPとSiなどの場合にも本発明を
同様に適用することができることはいうまでもない。
In the embodiment described above, the base is GaAs.
In the above, the case where the emitter is made of Ga 0.7 Al 0.3 As is shown, but not only when the Al molar ratio of the emitter is other than 0.3, but also when other combinations are used as the material forming the emitter and the base, For example, InP and InGaAs,
It goes without saying that the present invention can be similarly applied to the case of GaAs and Ge, GaP and Si, and the like.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、エミッタ・ベース間に
組成が異なる複数の半導体層からなる遷移領域を設ける
ことにより、エミッタからベースへの電子に対する障壁
を十分小さくし、しかもベースからエミッタへの正孔に
対する障壁をある程度残して、広バンドギャップのエミ
ッタを用いた利点を活かしたヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタを得ることができる。また本発明においては、
遷移領域に滑らかな組成変化を与えないので、製造プロ
セス制御が容易である。
According to the present invention, by providing a transition region composed of a plurality of semiconductor layers having different compositions between the emitter and the base, the barrier against electrons from the emitter to the base can be made sufficiently small, and further, from the base to the emitter. It is possible to obtain a heterojunction bipolar transistor that takes advantage of the advantage of using a wide bandgap emitter by leaving some barriers to holes of the above. Further, in the present invention,
Since a smooth composition change is not given to the transition region, it is easy to control the manufacturing process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のトランジスタ構成を示す模
式図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a transistor configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の素子のエミッタ・ベース近傍のバンド構
造を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a band structure near the emitter / base of the device of FIG.

【図3】実施例トランジスタの電流−電圧特性を従来例
と比較して示す図。
FIG. 3 is a diagram showing current-voltage characteristics of an example transistor in comparison with a conventional example.

【図4】実施例トランジスタにおける直流増幅率のコレ
クタ電流依存性を従来例と比較して示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the collector current dependency of the DC amplification factor in the example transistor in comparison with the conventional example.

【図5】実施例トランジスタにおける遮断周波数のコレ
クタ電流依存性特性を従来例と比較して示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a collector current dependence characteristic of a cutoff frequency in an example transistor in comparison with a conventional example.

【図6】階段型ヘテロ接合バイポーラトランジスタのエ
ミッタ・ベース近傍の伝導帯形状を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a conduction band shape in the vicinity of an emitter / base of a staircase type heterojunction bipolar transistor.

【図7】傾斜型ヘテロ接合バイポーラトランジスタのエ
ミッタ・ベース接合近傍の伝導帯形状を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a conduction band shape in the vicinity of an emitter / base junction of a graded heterojunction bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コレクタ電極 2…n+ 型GaAs基板 3…n型GaAsコレクタ領域 4…p型GaAsベース領域 5…ベース電極 6…複数個の異なった物質組成を持つ層より構成される
遷移領域 7…n型Ga 0.7Al 0.3Asエミッタ領域 8…エミッタ電極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Collector electrode 2 ... n + type GaAs substrate 3 ... n type GaAs collector region 4 ... p type GaAs base region 5 ... base electrode 6 ... transition region 7 ... n composed of a plurality of layers having different material compositions Type Ga 0.7 Al 0.3 As emitter region 8 ... Emitter electrode.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1種半導体物質からなるp型ベース領域
と、第1種半導体物質よりバンドギャップが大きく、か
つ電子親和力の小さい第2種半導体物質からなるn型エ
ミッタ領域を有し、かつ前記ベース領域とエミッタ領域
の間に第1種半導体物質と第2種半導体物質の中間的組
成を持つ半導体物質からなる遷移領域を有するヘテロ接
合バイポーラトランジスタにおいて、 前記遷移領域は組成が異なる複数の半導体物質層からな
り、かつ該遷移領域の価電子帯に前記ベース領域から前
記エミッタ領域への正孔の注入を抑制する障壁が形成さ
れてなることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタ。
1. A p-type base region made of a first-type semiconductor material, and an n-type emitter region made of a second-type semiconductor material having a band gap larger than that of the first-type semiconductor material and a small electron affinity. A heterojunction bipolar transistor having a transition region between a base region and an emitter region, the transition region being made of a semiconductor material having an intermediate composition of a first-type semiconductor material and a second-type semiconductor material, wherein the transition region has a plurality of semiconductors having different compositions. A heterojunction bipolar transistor comprising a material layer, and a barrier for suppressing injection of holes from the base region to the emitter region is formed in a valence band of the transition region.
【請求項2】前記遷移領域の複数の半導体物質層の組成
は、該層の積層方向に対してステップ状に変化するもの
である請求項1記載のヘテロ接合バイポーラトランジス
タ。
2. The heterojunction bipolar transistor according to claim 1, wherein the composition of the plurality of semiconductor material layers in the transition region changes stepwise in the stacking direction of the layers.
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JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 54〜11! NOVEMBER 1983 P.6725−6731

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