JP2768742B2 - バイポーラトランジスタ - Google Patents
バイポーラトランジスタInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、新しい化合物半導体を用いて構成したバイ
ポーラトランジスタに関する。
ポーラトランジスタに関する。
（従来の技術） SiやGaAlAsを利用した従来の半導体能働素子よりも高
温で動作し、耐圧の大きい素子として、SiCを用いた素
子が注目されている。しかし、SiCを用いた場合、格子
整合をとりながらバンドギャップを変化させることが不
可能であり、GaAlAsで試みられているヘテロ接合の形成
が困難である。したがって高性能のバイポーラトランジ
スタを作ることができない。
温で動作し、耐圧の大きい素子として、SiCを用いた素
子が注目されている。しかし、SiCを用いた場合、格子
整合をとりながらバンドギャップを変化させることが不
可能であり、GaAlAsで試みられているヘテロ接合の形成
が困難である。したがって高性能のバイポーラトランジ
スタを作ることができない。
（発明が解決しようとする課題） 高温動作が可能で、高耐圧特性を有し、しかもヘテロ
接合による高性能特性をもつバイポーラトランジスタは
これまでなかった。
接合による高性能特性をもつバイポーラトランジスタは
これまでなかった。
本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、高耐圧で
高温動作が可能なバイポーラトランジスタを提供するこ
とを目的とする。
高温動作が可能なバイポーラトランジスタを提供するこ
とを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明に係るバイポーラトランジスタは、例えばBP層
と閃亜鉛鉱型のGa1-xAlxN（０≦ｘ≦１）層が交互に積
層された超格子層または閃亜鉛鉱型のGaxAlyB1-x-yNx+y
P1-x-y（０≦x,y≦１）層が積層形成されて構成された
第１導電型のコレクタ層，第２導電型のベース層および
第１導電型のエミッタ層を有し、好ましくはエミッタ層
またはコレクタ層の少なくとも一方がベース層よりバン
ドギャップが広くなるように組成が設定されていること
を特徴とする。
と閃亜鉛鉱型のGa1-xAlxN（０≦ｘ≦１）層が交互に積
層された超格子層または閃亜鉛鉱型のGaxAlyB1-x-yNx+y
P1-x-y（０≦x,y≦１）層が積層形成されて構成された
第１導電型のコレクタ層，第２導電型のベース層および
第１導電型のエミッタ層を有し、好ましくはエミッタ層
またはコレクタ層の少なくとも一方がベース層よりバン
ドギャップが広くなるように組成が設定されていること
を特徴とする。
（作用） GaAlNは、GaとAlの組成を変化させることにより、３
〜6eVの広範囲にバンドギャップを変化させることがで
き、その際、GaNとAlNの結合長が略等しいことから、ヘ
テロ界面における格子整合条件が変化しないこと、また
GaAlNは通常ウルツ鉱型の結晶構造を示すが、結合長が
略等しく閃亜鉛鉱型であるBPと超格子層または混晶を形
成することにより、安定な閃亜鉛鉱型結晶が得られるこ
とを本発明者らは見出した。更に、BPを混入する事によ
り、広範囲のバンドギャップ制御が可能であるという利
点もある。加えてBPは、イオン性が弱く有効質量が小さ
いため、高濃度のｐ型ドーピングが可能であり、ｐ型ベ
ース層のキャリア濃度を十分高くすることができる。従
って上記バイポーラトランジスタの場合には、最低でも
Siのバンドギャップの２倍のバンドギャップをもち、高
耐圧で高温動作可能なヘテロ接合バイポーラトランジス
タが得られる。
〜6eVの広範囲にバンドギャップを変化させることがで
き、その際、GaNとAlNの結合長が略等しいことから、ヘ
テロ界面における格子整合条件が変化しないこと、また
GaAlNは通常ウルツ鉱型の結晶構造を示すが、結合長が
略等しく閃亜鉛鉱型であるBPと超格子層または混晶を形
成することにより、安定な閃亜鉛鉱型結晶が得られるこ
とを本発明者らは見出した。更に、BPを混入する事によ
り、広範囲のバンドギャップ制御が可能であるという利
点もある。加えてBPは、イオン性が弱く有効質量が小さ
いため、高濃度のｐ型ドーピングが可能であり、ｐ型ベ
ース層のキャリア濃度を十分高くすることができる。従
って上記バイポーラトランジスタの場合には、最低でも
Siのバンドギャップの２倍のバンドギャップをもち、高
耐圧で高温動作可能なヘテロ接合バイポーラトランジス
タが得られる。
またベース・コレクタ層間またはベース・エミッタ層
間にこれらの中間のバンドギャップを持つ中間バッファ
層、或るいはバンドギャップを連続的に変化させる遷移
層を介在させることが容易であり、これにより応答速度
や電流増幅率の向上が図られる。
間にこれらの中間のバンドギャップを持つ中間バッファ
層、或るいはバンドギャップを連続的に変化させる遷移
層を介在させることが容易であり、これにより応答速度
や電流増幅率の向上が図られる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、第１の実施例のバイポーラトランジスタで
ある。半絶縁性の（100）GaP基板11を用いてこの上にバ
ッファ層として１μｍのアンドープGaP層12が形成さ
れ、更にバッファ層として１μｍのアンドープBP層13が
形成されている。BP層13上に、コレクタ層として1.5μ
ｍのｎ型GaAlN/BP層14,ベース層として0.2μｍのｐ型BP
層15,真性エミッタ層として１μｍのｎ型GaAlN/BP層16
が順次積層形成され、ｎ型のGaAlN/BP層16上にコンタク
ト層として0.5μｍのｎ型BP層17が形成されている。こ
れらの各半導体層は後述するようにMOCVD法により形成
される。各GaAlN/BP層は、具体的にはGaAlN層とBP層と
を10Å＋10Åの繰り返しで交互に多層に積層した超格子
層である。コレクタ層のｎ型GaAlN/BP層14は、Siが２×
1017/cm3ドープされ、エミッタ層のｎ型GaAlN/BP層16は
同じくSiが１×1018/cm3ドープされ、ベース層のBP層15
はMgが２×1018/cm3ドープされている。素子ウェハは、
ベース電極およびコレクタ電極を取り出すべくメサエッ
チングされ、エミッタ・コンタクト層のGaAlN/BP層16に
はAuGeからなるエミッタ電極18が、ベースのBP層15には
AuZeからなるベース電極19が、コレクタのGaAlN/BP層14
にはAuGeからなるコレクタ電極20がそれぞれ形成されて
いる。
ある。半絶縁性の（100）GaP基板11を用いてこの上にバ
ッファ層として１μｍのアンドープGaP層12が形成さ
れ、更にバッファ層として１μｍのアンドープBP層13が
形成されている。BP層13上に、コレクタ層として1.5μ
ｍのｎ型GaAlN/BP層14,ベース層として0.2μｍのｐ型BP
層15,真性エミッタ層として１μｍのｎ型GaAlN/BP層16
が順次積層形成され、ｎ型のGaAlN/BP層16上にコンタク
ト層として0.5μｍのｎ型BP層17が形成されている。こ
れらの各半導体層は後述するようにMOCVD法により形成
される。各GaAlN/BP層は、具体的にはGaAlN層とBP層と
を10Å＋10Åの繰り返しで交互に多層に積層した超格子
層である。コレクタ層のｎ型GaAlN/BP層14は、Siが２×
1017/cm3ドープされ、エミッタ層のｎ型GaAlN/BP層16は
同じくSiが１×1018/cm3ドープされ、ベース層のBP層15
はMgが２×1018/cm3ドープされている。素子ウェハは、
ベース電極およびコレクタ電極を取り出すべくメサエッ
チングされ、エミッタ・コンタクト層のGaAlN/BP層16に
はAuGeからなるエミッタ電極18が、ベースのBP層15には
AuZeからなるベース電極19が、コレクタのGaAlN/BP層14
にはAuGeからなるコレクタ電極20がそれぞれ形成されて
いる。
以下に各半導体層の形成に用いたMOCVD法について説
明する。
明する。
第９図は、素子製造に用いたマルチチャンバ方式の有
機金属気相成長（MOCVD）装置である。図において、91,
92および93は石英製の反応管でありそれぞれの上部に位
置するガス導入口から必要な原料ガスが取入れられる。
これらの反応管91,92および93は一つのチャンバ94にそ
の上蓋を貫通して垂直に取付けられている。基板95はグ
ラファイト製サセプタ96上に設置され、各反応管91,92,
93の開口に対向するように配置されて外部の高周波コイ
ル97により高温に加熱される。サセプタ96は、石英製ホ
ルダ98に取付けられ、磁性流体シールを介した駆動軸に
より各反応管91,92,93の下を高速度で移動できるように
なっている。駆動は、外部に設置されたコンピュータ制
御されたモータにより行われる。サセプタ中央部には熱
電対100が置かれ、基板直下の温度をモニタして外部に
取出す。そのコード部分は回転によるよじれを防止する
ためスリップリングが用いられる。反応ガスは、上部噴
出口101からの水素ガスのダウンフローの速い流れによ
り押出され、互いの場合が極力抑制されながら、排気口
102からロータリーポンプにより排気される。
機金属気相成長（MOCVD）装置である。図において、91,
92および93は石英製の反応管でありそれぞれの上部に位
置するガス導入口から必要な原料ガスが取入れられる。
これらの反応管91,92および93は一つのチャンバ94にそ
の上蓋を貫通して垂直に取付けられている。基板95はグ
ラファイト製サセプタ96上に設置され、各反応管91,92,
93の開口に対向するように配置されて外部の高周波コイ
ル97により高温に加熱される。サセプタ96は、石英製ホ
ルダ98に取付けられ、磁性流体シールを介した駆動軸に
より各反応管91,92,93の下を高速度で移動できるように
なっている。駆動は、外部に設置されたコンピュータ制
御されたモータにより行われる。サセプタ中央部には熱
電対100が置かれ、基板直下の温度をモニタして外部に
取出す。そのコード部分は回転によるよじれを防止する
ためスリップリングが用いられる。反応ガスは、上部噴
出口101からの水素ガスのダウンフローの速い流れによ
り押出され、互いの場合が極力抑制されながら、排気口
102からロータリーポンプにより排気される。
この様なMOCVD装置により、各反応管91,92,93を通し
て所望の原料ガスを流し、基板95をコンピュータ制御さ
れたモータで移動させることにより、基板95上に任意の
積層周期、任意組成を持って多層構造を作製することが
できる。この方式では、ガス切替え方式では得られない
鋭い濃度変化が容易に実現できる。またこの方式では、
急峻なヘテロ界面を作製するためにガスを高速で切替え
る必要がないため、原料ガスであるNH3やPH3の分解速度
が遅いという問題をガス流速を低く設定することにより
解決することができる。
て所望の原料ガスを流し、基板95をコンピュータ制御さ
れたモータで移動させることにより、基板95上に任意の
積層周期、任意組成を持って多層構造を作製することが
できる。この方式では、ガス切替え方式では得られない
鋭い濃度変化が容易に実現できる。またこの方式では、
急峻なヘテロ界面を作製するためにガスを高速で切替え
る必要がないため、原料ガスであるNH3やPH3の分解速度
が遅いという問題をガス流速を低く設定することにより
解決することができる。
このMOCVD装置を用いて、具体的に第１図に示す素子
ウェハを作製した。用いた原料ガスは、トリメチルガリ
ウム（TMG），トリメチルアルミニウム（TMA），トリメ
チル硼素（TEB），アンモニア（NH3），フォスフィン
（PH3）である。基板温度は850〜1150℃，圧力は0.3気
圧、原料ガスの総流量は１/minであり、成長速度が１
μm/hとなるようにガス流量を設定した。具体的な各原
料ガスの流量は、TEBが１×10-6mol/min,TMGが１×10-6
mol/min,TMAが１×1006mol/min,PH3が５×10-4mol/min,
NH3が１×10-3mol/minである。
ウェハを作製した。用いた原料ガスは、トリメチルガリ
ウム（TMG），トリメチルアルミニウム（TMA），トリメ
チル硼素（TEB），アンモニア（NH3），フォスフィン
（PH3）である。基板温度は850〜1150℃，圧力は0.3気
圧、原料ガスの総流量は１/minであり、成長速度が１
μm/hとなるようにガス流量を設定した。具体的な各原
料ガスの流量は、TEBが１×10-6mol/min,TMGが１×10-6
mol/min,TMAが１×1006mol/min,PH3が５×10-4mol/min,
NH3が１×10-3mol/minである。
この実施例のバイポーラトランジスタは、エミッタ・
ベース接合およびコレクタ・ベース接合共にヘテロ接合
となっている。この実施例による素子はエミッタ寸法が
10μｍ×100μｍのもので、室温における電流増幅率は1
0〜15であった。耐圧VCBOは約100Vであり、この値は200
℃以上の高温まで保たれることが確認された。
ベース接合およびコレクタ・ベース接合共にヘテロ接合
となっている。この実施例による素子はエミッタ寸法が
10μｍ×100μｍのもので、室温における電流増幅率は1
0〜15であった。耐圧VCBOは約100Vであり、この値は200
℃以上の高温まで保たれることが確認された。
第２図は、本発明の第２の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。第１図と対応する部分には第１図と同一
符号を付して詳細な省略する。この実施例ではコレクタ
層として、Siを１×1017/cm3ドープした1.5μｍのｎ型B
P層21を用いている。したがってコレクタ・ベース接合
はホモ接合であり、この点を除けば第１図の実施例と変
わらない。この実施例のバイポーラトランジスタも第１
図のバイポーラトランジスタと同様に作られる。
ジスタである。第１図と対応する部分には第１図と同一
符号を付して詳細な省略する。この実施例ではコレクタ
層として、Siを１×1017/cm3ドープした1.5μｍのｎ型B
P層21を用いている。したがってコレクタ・ベース接合
はホモ接合であり、この点を除けば第１図の実施例と変
わらない。この実施例のバイポーラトランジスタも第１
図のバイポーラトランジスタと同様に作られる。
この実施例のトランジスタも高耐圧かつ高温動作可能
で、優れた特性を示す。
で、優れた特性を示す。
第３図は、本発明の第３の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。この実施例では、バッファ層としてのBP
層13上にまず、エミッタ層としてGaAlN/BP層31を形成
し、この上にベース層としてｐ型BP層15を形成し、この
上にコレクタ層としてのｎ型BP層32,コレクタ・コンタ
クト層としてのｎ型BP層33を形成している。すなわち第
1,第２の実施例がエミッタ・トップ構造であったのに対
して、この実施例ではコレクタ・トップ構造としてい
る。この構造も第１図の実施例と同様にして作られる。
ジスタである。この実施例では、バッファ層としてのBP
層13上にまず、エミッタ層としてGaAlN/BP層31を形成
し、この上にベース層としてｐ型BP層15を形成し、この
上にコレクタ層としてのｎ型BP層32,コレクタ・コンタ
クト層としてのｎ型BP層33を形成している。すなわち第
1,第２の実施例がエミッタ・トップ構造であったのに対
して、この実施例ではコレクタ・トップ構造としてい
る。この構造も第１図の実施例と同様にして作られる。
この実施例によっても先の各実施例と同様の効果が得
られる。
られる。
第４図は、本発明の第４の実施例のトランジスタであ
る。この実施例の素子構造は、第１図の実施例のものを
基本として、ベース層としてのｐ型BP層15と、コレクタ
層としてのGaAlN/BP層14およびエミッタ層としてのGaAl
N/BP層16の間にそれぞれ、0.1μｍのｎ型GaN/BP層41お
よび42を中間バッファ層として介在させている。
る。この実施例の素子構造は、第１図の実施例のものを
基本として、ベース層としてのｐ型BP層15と、コレクタ
層としてのGaAlN/BP層14およびエミッタ層としてのGaAl
N/BP層16の間にそれぞれ、0.1μｍのｎ型GaN/BP層41お
よび42を中間バッファ層として介在させている。
この実施例によれば、中間バッファ層41および42を設
けることによってエミッタおよびコレクタの接合部のバ
ンドギャップの変化が緩やかになって、より優れた特性
が得られる。
けることによってエミッタおよびコレクタの接合部のバ
ンドギャップの変化が緩やかになって、より優れた特性
が得られる。
第５図は、本発明の第５の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。この実施例では、第２図の構造を基本と
して、ｎ型BP層からなるコレクタ層21を高濃度のBP層21
1と低濃度のBP層212の２層構造としている。高濃度のBP
層211は例えばSiを１×1018/cm3ドープし、低濃度のBP
層212はSiを１×1017/cm3ドープする。またベース層と
してのｐ型BP層15とエミッタ層としてのGaAlN/BP層16の
間には、Al組成がｘ＝０〜0.5の範囲で連続的に変化す
るバンドギャップ遷移層として、0.5μｍのｎ型Ga1-xAl
xN/BP層51が設けられている。さらにベース層としての
ｐ型BP層15にはGaNが少量添加されて、バンドギャップ
がコレクタ近傍で比較的小さく、エミッタ近傍で比較的
大きくなるようにグレーディングされている。GaAlN/BP
層のバンドギャップを変化させるには例えば、GaAlN層
とBP層の膜厚比を変化させることにより可能である。
ジスタである。この実施例では、第２図の構造を基本と
して、ｎ型BP層からなるコレクタ層21を高濃度のBP層21
1と低濃度のBP層212の２層構造としている。高濃度のBP
層211は例えばSiを１×1018/cm3ドープし、低濃度のBP
層212はSiを１×1017/cm3ドープする。またベース層と
してのｐ型BP層15とエミッタ層としてのGaAlN/BP層16の
間には、Al組成がｘ＝０〜0.5の範囲で連続的に変化す
るバンドギャップ遷移層として、0.5μｍのｎ型Ga1-xAl
xN/BP層51が設けられている。さらにベース層としての
ｐ型BP層15にはGaNが少量添加されて、バンドギャップ
がコレクタ近傍で比較的小さく、エミッタ近傍で比較的
大きくなるようにグレーディングされている。GaAlN/BP
層のバンドギャップを変化させるには例えば、GaAlN層
とBP層の膜厚比を変化させることにより可能である。
この実施例によれば、バンドギャップ遷移が更に滑ら
かになって良好な特性が得られる。
かになって良好な特性が得られる。
第６図は、本発明の第６の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。この実施例は、コレクタ・トップの第３
図の構造を基本として、第５図の実施例と同様にエミッ
タとしてのGaAlN/BP層31とベースとしてのBP層15の間に
バンドギャップ遷移層としてｎ型Ga1-xAlxN/BP層61を設
けたものである。この実施例によっても、同様の効果が
得られる。
ジスタである。この実施例は、コレクタ・トップの第３
図の構造を基本として、第５図の実施例と同様にエミッ
タとしてのGaAlN/BP層31とベースとしてのBP層15の間に
バンドギャップ遷移層としてｎ型Ga1-xAlxN/BP層61を設
けたものである。この実施例によっても、同様の効果が
得られる。
第７図は、本発明の第７の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。この実施例では、第４図の構成を変形し
て、その中間バッファ層としてのGaN/BP層41,42の部分
を、第５図或るいは第６図の実施例と同様にバンドギャ
ップの遷移層としてのGa1-xAlxN/BP層71,72に置き換え
たものである。
ジスタである。この実施例では、第４図の構成を変形し
て、その中間バッファ層としてのGaN/BP層41,42の部分
を、第５図或るいは第６図の実施例と同様にバンドギャ
ップの遷移層としてのGa1-xAlxN/BP層71,72に置き換え
たものである。
第８図は、本発明の第８の実施例のバイポーラトラン
ジスタである。この実施例では、第５図の実施例を基本
としてそのバンドギャップ遷移層としてのGa1-xAlxN/BP
層51部分を、組成固定の中間バッファ層としてのGaN/BP
層81としている。
ジスタである。この実施例では、第５図の実施例を基本
としてそのバンドギャップ遷移層としてのGa1-xAlxN/BP
層51部分を、組成固定の中間バッファ層としてのGaN/BP
層81としている。
これらの実施例によっても同様に優れた特性が得られ
る。
る。
本発明は上記実施例に限られるものではない。実施例
では、ベース層としてBP層を用い、これと異なるバンド
ギャップのエミッタ或るいはコレクタ層としてGaAlN/BP
層を用いたが、コレクタ，ベースおよびエミッタ層とし
て一般にGa1-xAlxN/BP層を用いることができる。この場
合、Ga1-xAlxN層とBP層の膜厚比、または組成ｘを適当
に選択することにより、エミッタ或るいはコレクタ接合
のいずれか或るいは両方にヘテロ接合を形成する事がで
きる。またGaAlN/BP層に代わって、GaxAlyB1-x-yNx+yP
1-x-y（０≦x,y≦１）混晶層を用いることができるこの
場合、例えばＢ組成を変えることによりバンドギャップ
を変えることができる。更にBP層に少量のAl,Ga,Nを添
加して所定の半導体層を形成しても良い。
では、ベース層としてBP層を用い、これと異なるバンド
ギャップのエミッタ或るいはコレクタ層としてGaAlN/BP
層を用いたが、コレクタ，ベースおよびエミッタ層とし
て一般にGa1-xAlxN/BP層を用いることができる。この場
合、Ga1-xAlxN層とBP層の膜厚比、または組成ｘを適当
に選択することにより、エミッタ或るいはコレクタ接合
のいずれか或るいは両方にヘテロ接合を形成する事がで
きる。またGaAlN/BP層に代わって、GaxAlyB1-x-yNx+yP
1-x-y（０≦x,y≦１）混晶層を用いることができるこの
場合、例えばＢ組成を変えることによりバンドギャップ
を変えることができる。更にBP層に少量のAl,Ga,Nを添
加して所定の半導体層を形成しても良い。
また実施例では、ｎ型不純物としてSiを用いたが、そ
の他Se,Sn,S,Teなどを用いることができ、ｐ型不純物と
してはMgの他Zn,Be,Cdなどを用いることができる。
の他Se,Sn,S,Teなどを用いることができ、ｐ型不純物と
してはMgの他Zn,Be,Cdなどを用いることができる。
MOCVD原料としては、Ga原料としてトリエチルガリウ
ム（TEG）,Al原料としてトリエチルアルミニウム（TE
A）,B原料としてトリメチル硼素（TMB）やジボラン（B2
H6）等を用いることができる。Ｎ原料としても、アンモ
ニアの他ヒドラジン（N2H4）や、Ga（C2H5）３・NH3,Ga
（CH3）３・Ｎ・（CH3）３等のアダクトと呼ばれる有機
金属化合物を用いることができる。更にドーピング原料
として、Mg化合物であるMg（thd）２（2,2,6,6,−Tetra
methyl−3,5−Heptanedion Magnesium）も有効である。
ム（TEG）,Al原料としてトリエチルアルミニウム（TE
A）,B原料としてトリメチル硼素（TMB）やジボラン（B2
H6）等を用いることができる。Ｎ原料としても、アンモ
ニアの他ヒドラジン（N2H4）や、Ga（C2H5）３・NH3,Ga
（CH3）３・Ｎ・（CH3）３等のアダクトと呼ばれる有機
金属化合物を用いることができる。更にドーピング原料
として、Mg化合物であるMg（thd）２（2,2,6,6,−Tetra
methyl−3,5−Heptanedion Magnesium）も有効である。
更に基板としてGaPの他にSiCやBP或るいはSi等を用い
ることもできるし、npnのみならず、pnpトランジスタも
同様に構成することができる。
ることもできるし、npnのみならず、pnpトランジスタも
同様に構成することができる。
［発明の効果］ 以上のべたように本発明によれば、新しい化合物半導
体材料を用いて、高耐圧で高温動作が可能である高性能
のバイポーラトランジスタを提供することができる。
体材料を用いて、高耐圧で高温動作が可能である高性能
のバイポーラトランジスタを提供することができる。
第１図は本発明の第１の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第２図は本発明の第２の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第３図は本発明の第３の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第４図は本発明の第４の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第５図は本発明の第５の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第６図は本発明の第６の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第７図は本発明の第７の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第８図は本発明の第８の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第９図は本発明のバイポーラトランジスタの製造に用い
たMOCVD装置を示す図である。 11……半絶縁性GaP基板、12……GaPバッファ層、13……
BPバッファ層、14……ｎ型GaAlN/BP層（コレクタ層）、
15……ｐ型BP層（ベース層）、16……ｎ型GaAlN/BP層
（真性エミッタ層）、17……ｎ型BP層（エミッタ・コン
タクト層）、18……エミッタ電極、19……ベース電極、
20……コレクタ電極、21……ｎ型BP層（コレクタ層）、
31……ｎ型GaAlN/BP層（エミッタ層）、32……ｎ型BP層
（コレクタ層）、33……ｎ型BP層（コレクタ・コンタク
ト層）、41,42……ｎ型GaN/BP層（中間バッファ層）、5
1,61,71,72……Ga1-xAlxN/BP層（ｘ＝０〜0.5,遷移
層）、81……GaN/BP層（中間バッファ層）。
タを示す図、 第２図は本発明の第２の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第３図は本発明の第３の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第４図は本発明の第４の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第５図は本発明の第５の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第６図は本発明の第６の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第７図は本発明の第７の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第８図は本発明の第８の実施例のバイポーラトランジス
タを示す図、 第９図は本発明のバイポーラトランジスタの製造に用い
たMOCVD装置を示す図である。 11……半絶縁性GaP基板、12……GaPバッファ層、13……
BPバッファ層、14……ｎ型GaAlN/BP層（コレクタ層）、
15……ｐ型BP層（ベース層）、16……ｎ型GaAlN/BP層
（真性エミッタ層）、17……ｎ型BP層（エミッタ・コン
タクト層）、18……エミッタ電極、19……ベース電極、
20……コレクタ電極、21……ｎ型BP層（コレクタ層）、
31……ｎ型GaAlN/BP層（エミッタ層）、32……ｎ型BP層
（コレクタ層）、33……ｎ型BP層（コレクタ・コンタク
ト層）、41,42……ｎ型GaN/BP層（中間バッファ層）、5
1,61,71,72……Ga1-xAlxN/BP層（ｘ＝０〜0.5,遷移
層）、81……GaN/BP層（中間バッファ層）。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 29/68 - 29/739 H01L 21/328 H01L 21/33 - 21/331
Claims (7)
- 【請求項１】半導体基板上に、少なくとも閃亜鉛鉱型の
Ga1-xAlxN（０≦ｘ≦１）層を有する超格子層または閃
亜鉛鉱型のGaxAlyB1-x-yNx+yP1-x-y（０≦x,y≦１）層
により構成された第１導電型のコレクタ層，第２導電型
のベース層および第１導電型のエミッタ層を有すること
を特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 【請求項２】前記超格子層は、BP層と前記Ga1-xAlxN層
が交互に積層されたものであることを特徴とする請求項
１記載のバイポーラトランジスタ。 - 【請求項３】エミッタ層またはコレクタ層の少なくとも
一方がベース層よりバンドギャップが広くなるように組
成が設定されていることを特徴とする請求項２記載のバ
イポーラトランジスタ。 - 【請求項４】BP層と閃亜鉛鉱型のGa1-xAlxN（０≦ｘ≦
１）層が交互に積層された超格子層または閃亜鉛鉱型の
GaxAlyB1-x-yNx+yP1-x-y（０≦x,y≦１）層からなる第
１導電型のコレクタ層と、 BP層からなる第２導電型のベース層と、 BP層と閃亜鉛鉱型のGa1-xAlxN（０≦ｘ≦１）層が交互
に積層された超格子層または閃亜鉛鉱型のGaxAlyB1-x-y
Nx+yP1-x-y（０≦x,y≦１）層からなる第１導電型のエ
ミッタ層と、 を有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 【請求項５】BP層からなる第１導電型のコレクタ層と、 BP層からなる第２導電型のベース層と、 BP層と閃亜鉛鉱型のGa1-xAlxN（０≦ｘ≦１）層が交互
に積層された超格子層または閃亜鉛鉱型のGaxAlyB1-x-y
Nx+yP1-x-y（０≦x,y≦１）層からなる第１導電型のエ
ミッタ層と、 を有することを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 【請求項６】コレクタ・ベース層間またはエミッタ・ベ
ース層間の少なくとも一方に、中間のバンドギャップを
持つ中間バッファ層またはバンドギャップを連続的に変
化させる遷移層を介在させた請求項２ないし５のいずれ
かに記載のバイポーラトランジスタ。 - 【請求項７】コレクタ、ベースおよびエミッタ層を含む
半導体層は半導体基板上にBPバッファ層を介して積層形
成されている請求項２ないし５のいずれかに記載のバイ
ポーラトランジスタ。
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|---|---|---|---|
| JP16968489A JP2768742B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | バイポーラトランジスタ |
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-
1989
- 1989-06-30 JP JP16968489A patent/JP2768742B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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