JPH02234433A - 化合物半導体バイポーラトランジスタ - Google Patents
化合物半導体バイポーラトランジスタInfo
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- JPH02234433A JPH02234433A JP5448889A JP5448889A JPH02234433A JP H02234433 A JPH02234433 A JP H02234433A JP 5448889 A JP5448889 A JP 5448889A JP 5448889 A JP5448889 A JP 5448889A JP H02234433 A JPH02234433 A JP H02234433A
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- collector layer
- internal electric
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- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical group [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、高速動作可能な化合物半導体バイポーラトラ
ンジスタに関する。
ンジスタに関する。
ペテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）は高い電
流駆動能力とすぐれた高周波特性を合わせ持つ次世代の
超高速デバイスとして注目されている。ところでＨＢＴ
の高速性能は、寄生容量の充電時間と少数キャリアのベ
ース層走行時間とコレクタ空乏層走行時間の３つの各遅
延時間の総和によって決まり、各々の遅延時間は全体の
ほぼ１７３程度の大きさになっている。最近の技術の向
上によって寄生容量及び寄生抵抗の低減やベース層走行
時間の短縮が可能になっているが、ベース層厚と同程度
あるいはそれよりも大きいコレクタ空乏層の走行時間を
短縮することも重要であり、大きな課題になっている。
流駆動能力とすぐれた高周波特性を合わせ持つ次世代の
超高速デバイスとして注目されている。ところでＨＢＴ
の高速性能は、寄生容量の充電時間と少数キャリアのベ
ース層走行時間とコレクタ空乏層走行時間の３つの各遅
延時間の総和によって決まり、各々の遅延時間は全体の
ほぼ１７３程度の大きさになっている。最近の技術の向
上によって寄生容量及び寄生抵抗の低減やベース層走行
時間の短縮が可能になっているが、ベース層厚と同程度
あるいはそれよりも大きいコレクタ空乏層の走行時間を
短縮することも重要であり、大きな課題になっている。
第３図は従来のＨＢＴＯ熱平衡時におけるバンド構造を
示す図である。図において、エミッタ層５はｎ−Ａｆｆ
ｉ０．，Ｇａ．，，Ａｓ層３０からなり、ベース層６は
、ｐ ” Ａ ｌｘＧ ａ ｔ−ＸＡ Ｓ （ ｘ
＝０．１→Ｏ ）層３１からなる。また、コレクタは低
濃度の不純物がドーピングされたｎ−Ｇ ａ Ａ ｓ層
３２でベースと接合し、ｎ”−ＣａＡｓ層３３でコレク
タ・コンタクト層３５を形成している。これにより、ベ
ース・コレクタ接合の空乏層がコレクタ側に大きく広が
り、いわゆるコレクタ空乏層３４ができる。
示す図である。図において、エミッタ層５はｎ−Ａｆｆ
ｉ０．，Ｇａ．，，Ａｓ層３０からなり、ベース層６は
、ｐ ” Ａ ｌｘＧ ａ ｔ−ＸＡ Ｓ （ ｘ
＝０．１→Ｏ ）層３１からなる。また、コレクタは低
濃度の不純物がドーピングされたｎ−Ｇ ａ Ａ ｓ層
３２でベースと接合し、ｎ”−ＣａＡｓ層３３でコレク
タ・コンタクト層３５を形成している。これにより、ベ
ース・コレクタ接合の空乏層がコレクタ側に大きく広が
り、いわゆるコレクタ空乏層３４ができる。
デバイス動作時においては、ヘース層６を通過した電子
がコレクタ電極に到達するまでの時間はコレクタ空乏層
３４を走行する時間で決まる。ところが、コレクタ空乏
層３４には、ベース・コレクタ間のポテンシャル差に相
当する強電界がかかるため、大部分の電子はゴレクタ空
乏層に入るとすぐにホットエレクトロン状態になって、
伝導帯のし一谷４に移動してしまう。Ｌ一谷の電子の有
効質量は、伝導帯底であるＦ一谷１の有効質量よりも大
きいために、電子のほとんどがＬ一谷へ移ると電子のド
リフト速度は大幅に遅くなり、ＨＢＴの高速性能を著し
く制限することになる。なお第３図において、２は価電
子帯上限を、３はフェルミレベル（Ｅｔ ）を示してい
る。
がコレクタ電極に到達するまでの時間はコレクタ空乏層
３４を走行する時間で決まる。ところが、コレクタ空乏
層３４には、ベース・コレクタ間のポテンシャル差に相
当する強電界がかかるため、大部分の電子はゴレクタ空
乏層に入るとすぐにホットエレクトロン状態になって、
伝導帯のし一谷４に移動してしまう。Ｌ一谷の電子の有
効質量は、伝導帯底であるＦ一谷１の有効質量よりも大
きいために、電子のほとんどがＬ一谷へ移ると電子のド
リフト速度は大幅に遅くなり、ＨＢＴの高速性能を著し
く制限することになる。なお第３図において、２は価電
子帯上限を、３はフェルミレベル（Ｅｔ ）を示してい
る。
第４図に他の従来例の熱平衡時におけるバンド構造を示
すが、この従来例では上述のような不都合を除去するた
めに、コレクタをノンドープＧａＡｓ層４１と薄いｐ”
−ＧａＡｓ層４２とｎ”−ＧａＡＳ層４３とを接合して
形成したものである。この場合、ベース・コレクタ間の
ポテンシャル差の大きな部分はｐ”−ＧａＡｓ層４２と
ｎ”−ＧａＡｓ層４３とのｐｎ接合において拡散ポテン
シャルという形で吸収されるため、ｉ−ＧａＡｓ層４１
にはあまり大きな電界はかからない。従ってベースから
コレクタに入った電子はすぐにＬ一谷４へ移ることなく
高速度を保ったまま第３図のコレクタ空乏層３４に相当
するｉ−ＣａＡｓＦｉ４１を通過することが可能になる
。なお第４図において、第３図と同一の要素には同一の
番号を付して示してある。
すが、この従来例では上述のような不都合を除去するた
めに、コレクタをノンドープＧａＡｓ層４１と薄いｐ”
−ＧａＡｓ層４２とｎ”−ＧａＡＳ層４３とを接合して
形成したものである。この場合、ベース・コレクタ間の
ポテンシャル差の大きな部分はｐ”−ＧａＡｓ層４２と
ｎ”−ＧａＡｓ層４３とのｐｎ接合において拡散ポテン
シャルという形で吸収されるため、ｉ−ＧａＡｓ層４１
にはあまり大きな電界はかからない。従ってベースから
コレクタに入った電子はすぐにＬ一谷４へ移ることなく
高速度を保ったまま第３図のコレクタ空乏層３４に相当
するｉ−ＣａＡｓＦｉ４１を通過することが可能になる
。なお第４図において、第３図と同一の要素には同一の
番号を付して示してある。
ところが、上述の様なコレクタ構造を有するＨＢＴにお
いては、コレクタ内に高濃度にドーピングされたｐｎ接
合が存在するため、耐圧が弱く、また熱的に不安定であ
ると言う欠点がある。実際のＨＢＴの製造プロセスにお
いては多くの熱工程が必要であり、このときｐｎ接合を
形成する場合に一般に用いられるＢｅ，Ｓｉ等の不純物
が相互拡敗し、もはや所望のコレクタのポテンシャル構
造が得られな《なる懸念がある。またデバイス使用時に
おいても、使用環境によりｐｎ接合が悪影響を受ける可
能性があり、信頼性上不都合である。
いては、コレクタ内に高濃度にドーピングされたｐｎ接
合が存在するため、耐圧が弱く、また熱的に不安定であ
ると言う欠点がある。実際のＨＢＴの製造プロセスにお
いては多くの熱工程が必要であり、このときｐｎ接合を
形成する場合に一般に用いられるＢｅ，Ｓｉ等の不純物
が相互拡敗し、もはや所望のコレクタのポテンシャル構
造が得られな《なる懸念がある。またデバイス使用時に
おいても、使用環境によりｐｎ接合が悪影響を受ける可
能性があり、信頼性上不都合である。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、安定に動作し、ま
た、製造過程もしくは使用時の外部環境に対する信頼性
も高い化合物半導体バイポーラトランジスタを提供する
ことにある。
た、製造過程もしくは使用時の外部環境に対する信頼性
も高い化合物半導体バイポーラトランジスタを提供する
ことにある。
本発明は、化合物半導体基板（１１１）面上に形成され
るエミッタ層．ベース層及びコレクタ層の主要な層から
なる化合物半導体バイポーラトランジスタにおいて、 内部応力を結晶中に有する少なくとも１つの歪層をコレ
クタ層中に含むことを特徴とする。
るエミッタ層．ベース層及びコレクタ層の主要な層から
なる化合物半導体バイポーラトランジスタにおいて、 内部応力を結晶中に有する少なくとも１つの歪層をコレ
クタ層中に含むことを特徴とする。
■−Ｖ族半導体の（１１１）面上に、基板やエビ層と格
子定数の異なる材料を積層した場合、歪によるピエゾ効
果により歪層内に大きな内部電界が生じることが知られ
ている。例えばスミス（Ｓｍ ｉｔｈ）により、ソリッ
ド・ステート・コミュニイケーションズ，第５７巻，ペ
ージ９１９． １９８６年（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ５７， Ｐ９１
９． １９８６）に報告されているように゜、例えば（
１ １ １） Ｂ面基板上に、これより格子定数の大き
な材料を積層した場合、この膜厚が格子不整による転移
の発生する臨界膜厚以下ならば、この層は弾性的に歪み
圧縮応力が働く。この応力によるピエゾ効果により、基
板から表面側に向かう内部電界が生じる。逆に格子定数
が小さな材料を積層した場合、歪層には引っぱり応力が
働き、内部電界の方向は逆になる。
子定数の異なる材料を積層した場合、歪によるピエゾ効
果により歪層内に大きな内部電界が生じることが知られ
ている。例えばスミス（Ｓｍ ｉｔｈ）により、ソリッ
ド・ステート・コミュニイケーションズ，第５７巻，ペ
ージ９１９． １９８６年（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｖｏｌ５７， Ｐ９１
９． １９８６）に報告されているように゜、例えば（
１ １ １） Ｂ面基板上に、これより格子定数の大き
な材料を積層した場合、この膜厚が格子不整による転移
の発生する臨界膜厚以下ならば、この層は弾性的に歪み
圧縮応力が働く。この応力によるピエゾ効果により、基
板から表面側に向かう内部電界が生じる。逆に格子定数
が小さな材料を積層した場合、歪層には引っぱり応力が
働き、内部電界の方向は逆になる。
また（１１１）Ａ面を用いたときは、（１ １ １）Ｂ
面を用いた場合と、格子定数と電界の方向の関係は逆と
なる。
面を用いた場合と、格子定数と電界の方向の関係は逆と
なる。
この内部電界は、通常用いられる（１００）面上におい
ては生じない。また生じる内部電界の大きさは、例えば
Ｉ ｎＧａＡｓの場合、格子不整Δａ ／ ａ ＝ １
％のわずかな値により生じる歪においても、約１００ｋ
Ｖ／ｃｍにも達する。
ては生じない。また生じる内部電界の大きさは、例えば
Ｉ ｎＧａＡｓの場合、格子不整Δａ ／ ａ ＝ １
％のわずかな値により生じる歪においても、約１００ｋ
Ｖ／ｃｍにも達する。
本発明では、この原理に基づき、（１ １ １）面上に
形成された歪層を含むコレクタ層を用い、内部電界によ
り高速動作可能なコレクタ構造を、不純物を用いず容易
に形成する。
形成された歪層を含むコレクタ層を用い、内部電界によ
り高速動作可能なコレクタ構造を、不純物を用いず容易
に形成する。
第１図は本発明の一実施例の主要部の構造断面図であり
、第２図はこの構造に対応する熱平衡状態における主要
部のエネルギーバンドを示す図である。
、第２図はこの構造に対応する熱平衡状態における主要
部のエネルギーバンドを示す図である。
第１図の層構造は、例えば分子線エビタキシー法により
以下の順番で各層を積層することにより得られる。なお
以下に示す各混晶層の組成は、特に断らない限りＩｎＰ
基板に格子整合する組成であり、例えばＩｎＧａＡｓは
Ｉ ｎ Ｏ． Ｓ３Ｇ ａ ｏ． ａｑＡＳの組成を持
ち、またＩｎＡｆ！ＡｓはＩｎｏ．ｓｚＡｆ！．ｏ．ａ
ｓＡｓの組成を持つものとする。成長構造は半絶縁性１
ｎＰ基板（１ １ １） Ｂ面２０上に積層される。
以下の順番で各層を積層することにより得られる。なお
以下に示す各混晶層の組成は、特に断らない限りＩｎＰ
基板に格子整合する組成であり、例えばＩｎＧａＡｓは
Ｉ ｎ Ｏ． Ｓ３Ｇ ａ ｏ． ａｑＡＳの組成を持
ち、またＩｎＡｆ！ＡｓはＩｎｏ．ｓｚＡｆ！．ｏ．ａ
ｓＡｓの組成を持つものとする。成長構造は半絶縁性１
ｎＰ基板（１ １ １） Ｂ面２０上に積層される。
ノンドープ１ ｎＡｊ２Ａｓ層１９
・・・バッファ層； ３０００人
ｎ”−１ｎＧａＡｓ層１８
・・・コレクタ・コンタクト層． ３０００人，不純物
濃度 Ｓ ｉ − Ｉ ＸＩＯ１９ｃｍ−”ノンドープ
Ｉ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ｏ．４１Ａ ｓ歪層１７・−・
第１コレクタ層；５００人 ノンドープＩ ｎＧａＡｓ層１６ ・・・第２コレクタ層； ３０００人 ｐ”−１ｎＣ；ａ，−ＸＡｆｆｉＸＡｓ層１５・・・グ
レーディドベース層． １０００人，不純物濃度 Ｂ
ｅ ２ ＸＩＯ１９ｃｍ−３組成ｘ ＝ ０ →０．
３までＩｎＰに格子整合する条件で変化 ｎ １ ｎ Ｇ ａ １−ｘＡ ｌ ｘＡ ｓ層１４
・・ ・エミッタグレーディド層；５００人不純物濃度
Ｓ ｉ − ２， ＸＩＯ”ｃｍ−３組成ｘ ＝０．
３ −＋ １までＩｎＰに格子整合する条件で変化 ｎ−１ｎＡｆｆｉＡｓ層ｌ３ ・・・エミッタ層； ２０００人， 不純物濃度 Ｓ ｉ − ２， ＸＩＯ１７ｃｍ−”ｎ
” − １ ｎ Ｇ ａ ．．Ａ ｌ．Ａ ｓ層１２・
・ ・エミッタグレーデイドＩＩ；５００人不純物濃度
Ｓ ｉ − Ｉ ＸＩＯ”ａｍ−”組成ｘ＝１→０ま
で１ｎＰに格子 整合する条件で変化 ｎ”−１ｎＧａＡｓ層１１ ・・・エミッタコンタクトｉ；５００人，不純物濃度
Ｓ ｉ ｌ ＸＩＯ”ｃｍ−３結晶成長終了後、ベー
ス層１５及びコレクタ・コンタクトＮ１８を例えばウエ
ットエッチング法により選択的に露出した所に、エミッ
タ電極２３，ベース電極２２，コレクタ電極２１をそれ
ぞれ形成し、第１図のデバイス構造が得られる。
濃度 Ｓ ｉ − Ｉ ＸＩＯ１９ｃｍ−”ノンドープ
Ｉ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ｏ．４１Ａ ｓ歪層１７・−・
第１コレクタ層；５００人 ノンドープＩ ｎＧａＡｓ層１６ ・・・第２コレクタ層； ３０００人 ｐ”−１ｎＣ；ａ，−ＸＡｆｆｉＸＡｓ層１５・・・グ
レーディドベース層． １０００人，不純物濃度 Ｂ
ｅ ２ ＸＩＯ１９ｃｍ−３組成ｘ ＝ ０ →０．
３までＩｎＰに格子整合する条件で変化 ｎ １ ｎ Ｇ ａ １−ｘＡ ｌ ｘＡ ｓ層１４
・・ ・エミッタグレーディド層；５００人不純物濃度
Ｓ ｉ − ２， ＸＩＯ”ｃｍ−３組成ｘ ＝０．
３ −＋ １までＩｎＰに格子整合する条件で変化 ｎ−１ｎＡｆｆｉＡｓ層ｌ３ ・・・エミッタ層； ２０００人， 不純物濃度 Ｓ ｉ − ２， ＸＩＯ１７ｃｍ−”ｎ
” − １ ｎ Ｇ ａ ．．Ａ ｌ．Ａ ｓ層１２・
・ ・エミッタグレーデイドＩＩ；５００人不純物濃度
Ｓ ｉ − Ｉ ＸＩＯ”ａｍ−”組成ｘ＝１→０ま
で１ｎＰに格子 整合する条件で変化 ｎ”−１ｎＧａＡｓ層１１ ・・・エミッタコンタクトｉ；５００人，不純物濃度
Ｓ ｉ ｌ ＸＩＯ”ｃｍ−３結晶成長終了後、ベー
ス層１５及びコレクタ・コンタクトＮ１８を例えばウエ
ットエッチング法により選択的に露出した所に、エミッ
タ電極２３，ベース電極２２，コレクタ電極２１をそれ
ぞれ形成し、第１図のデバイス構造が得られる。
本実施例では、第１コレクタ層にＩｎＰ基板に格子不整
Δａ ／ ａ ＝０．４％を持つ５００人のノンドーブ
Ｔ ｎｏ．ｓｑｃｙａｏ．４＋Ａｓ歪層１７を用いてい
る。
Δａ ／ ａ ＝０．４％を持つ５００人のノンドーブ
Ｔ ｎｏ．ｓｑｃｙａｏ．４＋Ａｓ歪層１７を用いてい
る。
この場合、その厚み５００人は格子不整により転位の発
生する、いわゆる臨界膜厚より小さく、従って第１コレ
クタ層は弾性的に歪んだ歪層となり、内部に圧縮応力を
生じる。このため作用の項で詳しく述べた通り、ピエゾ
効果により基板側から表面側に向かって内部電界が約４
０ｋＶ／ｃｍの大きさで生じる。従って第２図に示すよ
うに、ノンドープＩ ｎｏ．ｓｑＧａｏ．ａ＋Ａｓ歪１
１７内において約０．２ｅＶの急激なポテンシャル変化
を作り出すことができ、３０００人の厚みを持つ第２コ
レクタ層を形成するノンドープＩ ｎＧａＡｓ歪層１７
中の電界強度を大幅に緩和することができる。なお第２
図において、５はｎ−１ｎＡｆ！．Ａｓ層１３よりなる
エミッタ層を、６はｐ”− Ｉ ｎＧａ，−ＸＡρＸＡ
Ｓ層１５よりなるベース層を、７はノンドープＩｎＧａ
Ａｓ層１６よりなる第２コレクタ層を、８はノンドープ
Ｉ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ０． ４１ Ａ Ｓ歪層１７よ
りなる第１コレクタ層を、９はｎ”−ＩｎＧａＡｓ層１
８よりなるコレクタ・コンタクト層を示している。
生する、いわゆる臨界膜厚より小さく、従って第１コレ
クタ層は弾性的に歪んだ歪層となり、内部に圧縮応力を
生じる。このため作用の項で詳しく述べた通り、ピエゾ
効果により基板側から表面側に向かって内部電界が約４
０ｋＶ／ｃｍの大きさで生じる。従って第２図に示すよ
うに、ノンドープＩ ｎｏ．ｓｑＧａｏ．ａ＋Ａｓ歪１
１７内において約０．２ｅＶの急激なポテンシャル変化
を作り出すことができ、３０００人の厚みを持つ第２コ
レクタ層を形成するノンドープＩ ｎＧａＡｓ歪層１７
中の電界強度を大幅に緩和することができる。なお第２
図において、５はｎ−１ｎＡｆ！．Ａｓ層１３よりなる
エミッタ層を、６はｐ”− Ｉ ｎＧａ，−ＸＡρＸＡ
Ｓ層１５よりなるベース層を、７はノンドープＩｎＧａ
Ａｓ層１６よりなる第２コレクタ層を、８はノンドープ
Ｉ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ０． ４１ Ａ Ｓ歪層１７よ
りなる第１コレクタ層を、９はｎ”−ＩｎＧａＡｓ層１
８よりなるコレクタ・コンタクト層を示している。
以上の本実施例では、内部電界を発生させる歪層として
、５００人のＩ ｎｏ．ｓｑＧ ３ ０．４１Ａ Ｓ歪
層１７を用いる場合を一例として説明したが、歪層のＩ
ｎ組成および厚みは、歪層に転移の入らない範囲で自由
に選ぶことができる。
、５００人のＩ ｎｏ．ｓｑＧ ３ ０．４１Ａ Ｓ歪
層１７を用いる場合を一例として説明したが、歪層のＩ
ｎ組成および厚みは、歪層に転移の入らない範囲で自由
に選ぶことができる。
また本実施例では、エミッタが基板表面側に存在するエ
ミッタトップ型のＨＢＴにおいて、ノンドーブＩ ｎ．
Ｇ ａ ＋−．Ａ ｓ （ ｘ ＞０．５３）歪層１７
を用い、圧縮応力により生じるピエゾ効果によりコレク
タ層内の電界緩和を図った。一方、コレクタが表面側に
存在するコレクタトップ型のＮＰＮ型ＨＢＴをＩｎＰ（
１１１）Ｂ面上に形成する場合においては、ノンドープ
Ｉ ｎ．Ｇ ａ Ｉ−１１Ａ Ｓ （ Ｘ ＜０．５３
）からなる引っ張り応力を有する歪層を用い、先の実施
例とは逆向きに発生する内部電界によりコレクタ層内の
電界緩和が同様に図れることは、本発明の原理からして
明白である。
ミッタトップ型のＨＢＴにおいて、ノンドーブＩ ｎ．
Ｇ ａ ＋−．Ａ ｓ （ ｘ ＞０．５３）歪層１７
を用い、圧縮応力により生じるピエゾ効果によりコレク
タ層内の電界緩和を図った。一方、コレクタが表面側に
存在するコレクタトップ型のＮＰＮ型ＨＢＴをＩｎＰ（
１１１）Ｂ面上に形成する場合においては、ノンドープ
Ｉ ｎ．Ｇ ａ Ｉ−１１Ａ Ｓ （ Ｘ ＜０．５３
）からなる引っ張り応力を有する歪層を用い、先の実施
例とは逆向きに発生する内部電界によりコレクタ層内の
電界緩和が同様に図れることは、本発明の原理からして
明白である。
また、ＩｎＰ（１１１）Ａ面上に素子を形成する場合は
、（１ １ １） Ｂ面上とは逆向きの内部応力を利用
すれば同様の効果が容易に得られることも明白である。
、（１ １ １） Ｂ面上とは逆向きの内部応力を利用
すれば同様の効果が容易に得られることも明白である。
さらに、ここではＩｎＰ基板上のＩ ｎＡｆＡｓ／Ｇａ
ＩｎＡｓ系結晶のみを例にとり説明したが、材料系はこ
れに限られることはなく、閃亜鉛鉱構造をとるすべての
■一Ｖ族半導体（１ １ １）面上に形成されるバイポ
ーラトランジスタに本発明は適用できることも、作用の
項で述べた原理から明白である。
ＩｎＡｓ系結晶のみを例にとり説明したが、材料系はこ
れに限られることはなく、閃亜鉛鉱構造をとるすべての
■一Ｖ族半導体（１ １ １）面上に形成されるバイポ
ーラトランジスタに本発明は適用できることも、作用の
項で述べた原理から明白である。
本発明によれば、バイポーラトランジスタにおいて超高
速性能が得られるコレクタ層のポテンシャル形状を、様
々な障害を引き起こす不純物を用いず、歪層内に発生す
る内部電界により作り出すことができる。従って得られ
た素子は、製造過程における熱的要因や、使用時の外部
環境による悪影響を受けず、安定かつ高い信頼性を持っ
て超高速動作が可能である。
速性能が得られるコレクタ層のポテンシャル形状を、様
々な障害を引き起こす不純物を用いず、歪層内に発生す
る内部電界により作り出すことができる。従って得られ
た素子は、製造過程における熱的要因や、使用時の外部
環境による悪影響を受けず、安定かつ高い信頼性を持っ
て超高速動作が可能である。
第１図は本発明の一実施例を説明するための主要部の構
造断面図、 第２図は第１図に対応する熱平衡状態におけるエネルギ
ーバンド図、 第３図，第４図は従来例を説明するための熱平衡状態に
おけるエネルギーバンド図である。 １・・・・・伝導帯底（ｒ一谷） ２・・・・・価電子帯上限 ３・・・・・フェルミレベル（Ｅ，） ４・・・・・伝導帯し一谷 ５゛・・・・・エミッタ層 ６・・・・・ベース層 ７ ・ ８ ・ ９ ・ １１・ ｌ２・ １３・ １４・ １５・ １６・ １７・ １８・ １９・ ２０・ ２１・ ２２・ ２３・ ３０・ ３１・ ３２・ ・第２コレクタ層 ・第１コレクタ層 ・コレクタ・コンタクト層 ・ｎ”−１ｎＧａＡｓ層 ・ｎ”−ＩｎＧａｌ−ｘＡｊ！ｘ Ａｓ層−ｎ−１ｎＡ
ｊ！Ａｓ層 ・ｎ − Ｉ ｎＧａ＋−ｘＡｆ！，Ａｓ層・ｐ”−１
ｎＧａ１−，ｌＡｊ２ＸＡｓ層・ノンドーデＩｎＧａ
Ａｓ層 ・ノンドープＩ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ｏ．ａＩＡＳ歪層 ・ｎ”−１ｎＧａＡｓ層 ・ノンドープＩ ｎＡｆｆｉＡｓＪｉ ・半絶縁性！ｎＰ基板 ・コレクタ電極 ・ベース電極 ・エミッタ電極 −ｎ−Ａｆ．．．Ｇａ．．，Ａｓ層 − ｐ ”−Ａ ＩＸＧ ａ ｌ−．Ａ ｓ層・ｎ−Ｇ
ａＡｓ層 ３３・ ３４・ ３５・ ４１・ ４２・ ４３・ ｎ“一ＧａＡｓ層 コレクタ空乏層 コレクタ・コンタクト層 ｉ−ＧａＡｓ層 ｐ“−ＣｙａＡｓＮ ｎ”−ＧａＡｓ層
造断面図、 第２図は第１図に対応する熱平衡状態におけるエネルギ
ーバンド図、 第３図，第４図は従来例を説明するための熱平衡状態に
おけるエネルギーバンド図である。 １・・・・・伝導帯底（ｒ一谷） ２・・・・・価電子帯上限 ３・・・・・フェルミレベル（Ｅ，） ４・・・・・伝導帯し一谷 ５゛・・・・・エミッタ層 ６・・・・・ベース層 ７ ・ ８ ・ ９ ・ １１・ ｌ２・ １３・ １４・ １５・ １６・ １７・ １８・ １９・ ２０・ ２１・ ２２・ ２３・ ３０・ ３１・ ３２・ ・第２コレクタ層 ・第１コレクタ層 ・コレクタ・コンタクト層 ・ｎ”−１ｎＧａＡｓ層 ・ｎ”−ＩｎＧａｌ−ｘＡｊ！ｘ Ａｓ層−ｎ−１ｎＡ
ｊ！Ａｓ層 ・ｎ − Ｉ ｎＧａ＋−ｘＡｆ！，Ａｓ層・ｐ”−１
ｎＧａ１−，ｌＡｊ２ＸＡｓ層・ノンドーデＩｎＧａ
Ａｓ層 ・ノンドープＩ ｎｏ．ｓｑＧ ａ ｏ．ａＩＡＳ歪層 ・ｎ”−１ｎＧａＡｓ層 ・ノンドープＩ ｎＡｆｆｉＡｓＪｉ ・半絶縁性！ｎＰ基板 ・コレクタ電極 ・ベース電極 ・エミッタ電極 −ｎ−Ａｆ．．．Ｇａ．．，Ａｓ層 − ｐ ”−Ａ ＩＸＧ ａ ｌ−．Ａ ｓ層・ｎ−Ｇ
ａＡｓ層 ３３・ ３４・ ３５・ ４１・ ４２・ ４３・ ｎ“一ＧａＡｓ層 コレクタ空乏層 コレクタ・コンタクト層 ｉ−ＧａＡｓ層 ｐ“−ＣｙａＡｓＮ ｎ”−ＧａＡｓ層
Claims (1)
- （１）化合物半導体基板（１１１）面上に形成されるエ
ミッタ層、ベース層及びコレクタ層の主要な層からなる
化合物半導体バイポーラトランジスタにおいて、 内部応力を結晶中に有する少なくとも１つの歪層をコレ
クタ層中に含むことを特徴とする化合物半導体バイポー
ラトランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054488A JP2522384B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 化合物半導体バイポ―ラトランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1054488A JP2522384B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 化合物半導体バイポ―ラトランジスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234433A true JPH02234433A (ja) | 1990-09-17 |
| JP2522384B2 JP2522384B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=12972031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1054488A Expired - Fee Related JP2522384B2 (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | 化合物半導体バイポ―ラトランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522384B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0883805A (ja) * | 1994-09-12 | 1996-03-26 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1054488A patent/JP2522384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0883805A (ja) * | 1994-09-12 | 1996-03-26 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522384B2 (ja) | 1996-08-07 |
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