JPH06216147A - へテロ接合バイポーラトランジスタからなる素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １００ＧＨｚ〜１ＴＨｚの動作周波数を有
し、高速演算または高速通信などの分野で使用するのに
適する半導体を提供する。 【構成】 本発明のへテロ接合バイポーラトランジスタ
（コヒーレントトランジスタ，ＣＴと呼ばれる）は、従
来の遮断周波数ｆ_T 及びｆ_max 超の周波数で利得を与え
ることができる。平均エネルギΔのキャリアをｋＴ＜Δ
＜ｈυ_opt （υ_opt は幅Ｗ_B のベース中の最低関連光学
的ホノンの周波数である）でベースに注入する。例え
ば、Ｗ_B は約１００ｎｍ，Δは約２０ｍｅＶであり、Ｃ
ＴはＳｉ_{1- x} Ｇｅ_x 又はIII/V 族材料からなり、ベース
はｎ形にドープされている。ＣＴはベース内の無衝突少
数キャリア到達率を使用し、７７Ｋ以下の動作温度で平
均ベース走行時間（Δτ_B ）の分散がベース走行時間τ
_B よりも大幅に小さい（例えば０．５τ_B 未満、好まし
くはτ_B ／５以下）であるように設計される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘテロ接合バイポーラト
ランジスタ（ＨＢＴ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９４７年にトランジスタが発明されて
以来、デバイスの動作範囲を更に一層高い周波数帯へ向
かって拡張する多大な努力が営々として続けられてき
た。

【０００３】従来、遮断周波数ｆ_T ［電流利得β（すな
わち、パラメータｈ_fe≡∂Ｊ_C ／∂Ｊ_B の絶対値）が均
一であるときの周波数として定義される］が、トランジ
スタの高周波数能力を表示する価値指標として使用され
ている。Ｓ．Ｍ．Ｓｚｅの論文「半導体素子の物理（Jo
hn Wiley & Son 出版第２版１９８１年）」

【０００４】トランジスタ（例えば、マイクロ波）の高
周波数能力を特徴付けるのに使用できる別のパラメータ
は単方向利得Ｕである（前掲書160-165パージ参照）。
単方向利得が１である周波数が最大振動周波数ｆ_max で
ある。この最大振動周波数ｆ_{ma x} は、必ずしも必要では
ないが、ｆ_T よりも大きい。ｆ_T およびｆ_max の両方と
も、一般的に、ｈ_feおよびＵにおける上向き転移周波数
の外挿によりそれぞれ決定される。Silid State Electr
onics 第22巻（1979）の399ページの記載によれば、コ
レクタスペースチャージ領域キャリアドリフトから生じ
る転移時間共鳴の利用を提案している。しかし、S.Tiwa
riの論文（IEEE Electron Device Letter 第１０巻１
２号 １９８９年 ５７４ページ）によれば、転移時間
共鳴の利用は、１桁以上のベースとコレクタ抵抗の減少
とコレクタキャパシタンスの減少を必要とする。また、
N.Dagliは、Silid State Electronics 第33巻の831ペー
ジで、ホットエレクトロンユニポーラ転移時間トランジ
スタを提案している。

【０００５】概ね無衝突のベース到達率を有するＨＢＴ
は公知である。このようなＨＢＴは例えば、米国特許第
４８１９３４３号明細書に開示されている。ベース材料
中のキャリアの平均自由行程（Λ）が≧Ｗ_B （ベース
幅）である場合、自由キャリア（必ずしも電子である必
要はない）ベース到達率は“バリスティック(ballisti
c) ”であると見做される。平均自由行程は、少なくと
も原則として、磁場における到達率測定値により決定す
ることができる。

【０００６】従来のバリスティックＨＢＴの遮断周波数
は（２πτ_B ）^-1未満であることができない。ここで、
τ_B は少数キャリアの平均ベース走行時間である。従っ
て、従来のバリスティックＨＢＴは一般的に、τ_B を最
小にするように設計されている。通常、これは、低有効
質量少数キャリア（n-p-nIII/V族トランジスタの選択に
より殆ど必ず生じる）の選択及び比較的大きなパラメー
タΔ（注入エネルギー）値を示す設計選択による、キャ
リア速度の最大化を含む。これはまた、一般的に、ベー
ス幅Ｗ_B の最小化も含む。

【０００７】１００ＧＨz を大幅に超えるｆ_T を有する
ＨＢＴは最近、例えばワイ・ケー・チェン(Y.K.Chen)ら
により、IEEE Electron Dev. Lett., Vol.10, No.6, p.
267(1989) などの文献に報告されているが、これよりも
更に一層高い周波数で動作できるトランジスタの開発が
強く望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高速演算または高速通信などのような多くの分野で
利用できるコヒーレントトランジスタ（ＣＴ）と呼ばれ
る、極めて高い周波数で動作できる新規なトランジスタ
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、従来通りに定義されたｆ_T 及びｆ_maxを
超える周波数で電力利得（好ましくは、電流利得も）示
すことができる新規なＨＢＴを提供する。

【００１０】本発明はまた、第１，第２及び第３の半導
体領域（それぞれ、エミッタ，ベース及びコレクタと呼
ばれる）を有するＨＢＴからなる製品を提供する。この
製品は、エミッタ，ベース及びコレクタをそれぞれ電気
的に接続する手段も含む。ベースはエミッタとコレクタ
との中間にあり、幅Ｗ_B を有する。エミッタ及びコレク
タはそれぞれ第１の導電タイプの材料から構成されてお
り、ベースは第２の導電タイプの材料から構成されてい
る。

【００１１】このトランジスタには、電流利得β，単方
向電力利得Ｕ及び従来通りの遮断周波数ｆ_T 及びｆ_max
が関連する。特に、Δτ_B が約０．５τ_B 未満であり
（ここで、Δτ_B はτ_B の分散である）、また、Ｕの絶
対値がｆ_T 及びｆ_max よりも大きい少なくとも一つの周
波数において１よりも大きい値であるように、このトラ
ンジスタは選択される。

【００１２】一般的に、本発明によるトランジスタで
は、少数キャリアは障壁（一般的に、比較的に階段状で
ある）上のベースに注入され、この場合、キャリアの平
均注入エネルギーΔは、ｋＴ＜Δ＜ｈυ_opt （ここで、
ｋはボルツマン定数であり；Ｔは動作中のトランジスタ
の絶対温度であり；ｈはプランク定数であり；υ_opt は
ベース材料中の最低光学的ホノンの周波数である）とな
るように選択される。Δ≧３ｋＴであることが好まし
い。例えば、υ_opt はＳｉ中では約５９ｍｅＶであり、
ＧａＡｓ中では約３８ｍｅＶなので、一般的に、Ｔ≦７
７Ｋであることが容易に理解できる。

【００１３】本発明の特徴は、概ねモノエネルギッシュ
な少数キャリアのベースへの注入が殆ど（順方向におい
て）平行化されること、および、ベース／コレクタ接合
に対するベースからのこれらキャリアの実質上のバリス
ティック到達率である。これは、Δτ_B はτ_B よりも大
幅に小さい（好ましくは、Δτ_B ≦τ_B ／５）（ここ
で、τ_B はキャリアの平均ベース走行時間であり、Δτ
_B はτ_B の分散である）という要件により表現される。

【００１４】全ての関連光学的ホノン要求のエネルギー
未満の注入エネルギーの選択と共に、低温温度における
トランジスタの動作は約１００ｎｍ以上のバリスティッ
ク散乱長さ（ここでは、Λに等しい）を生じる。更に、
Δτ_B は一般的に、Ｔに比例する。従って、Δτ_B がτ
_B よりもかなり小さいという条件は一般的に、動作温度
を適当に選択することにより容易に満たすことができ
る。

【００１５】注入キャリアは平均エネルギーΔを有する
ので、τ_B ＝Ｗ_B （２Δ／ｍ）^-12（ここで、ｍはベー
ス中の有効少数キャリア質量である）及びΔτ_B ＝（＜
τ_B ²＞−＜τ_B ＞）^1/2 （ここで、＜ ＞括弧は該括弧
内の変数の集合平均を意味する）である。従って、τ_B
およびΔτ_B の量は明確であり、本発明による全ての特
定のトランジスタについて決定することもできる。例え
ば、障壁の上面におけるキャリアの熱分布について、
（Δτ_B ／τ_B ）は概ね（ｋＴ／２Δ）に等しいことが
知られている。

【００１６】必須要件のΔτ_B ＜＜τ_B を満たすＨＢＴ
は“コヒーレント”トランジスタ（ＣＴ）と呼ばれる。
このようなデバイスでは、少数キャリアパルスは、ベー
スを通過するその伝搬中に殆ど分散しないので、このよ
うに呼ばれる。ＣＴは約ｆ_T及びｆ_max の周波数におい
て（電流及び／又は電力）利得を示すことができ、その
結果、以前ならば達成できない周波数で動作させること
ができる。

【００１７】理想的なＣＴ（外因性インピーダンスは無
視し、更に、ベース／コレクタ接合における走行遅延θ
も無視する）は、ｆ_n ＝２πｎｆ_T （ここで、ｎ＝１，
２，．．．であり；ｆ_T ＝（２πτ_B ）^-1は通常の遮断
周波数に概ね等しい）に集中された周波数の一組みの共
鳴バンドにおいて、電流利得β＞１を有する。共鳴ピー
クの大きさは２（２πｆ_n Δτ_B ）^-2として、周波数と
共に低下する。従って、これは、拡張電流利得を決定す
る平均飛行時間ではなく、ベース到達中の少数キャリア
の分散である。

【００１８】外因性インピーダンス及び実際のＣＴに不
可避的に存在するその他の作用を考慮すれば、前記の特
性は或る程度まで変更される。例えば、電流利得中の共
鳴ピークの位置は、もはやｆ_T の単なる倍数ではない。
しかし、ＣＴの基本的な利点（すなわち、ｆ_T 及びｆ
_max よりも高い周波数において利得を与える可能性）は
保存される。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を更に詳細
に説明する。

【００２０】図１は、パラメータを適正に選択した、本
発明による階段接合ＨＢＴの帯域線図である。“階段接
合”ＨＢＴという用語は、エミッタ／ベース接合“遷
移”領域の幅が小さい（一般的に、０．１Ｗ_B 以下）で
あり、しばしば、数個の結晶層だけからなるＨＢＴを意
味する。“遷移”領域とは、関連する帯域の端部がエミ
ッタ／ベースエネルギー障壁のピークから定ベース値に
まで低下する領域である。

【００２１】図示された帯域線図は常用のバイアスされ
たn-p-n ＨＢＴに対応する。符号１１〜１３はそれぞれ
エミッタ、ベースおよびコレクタを指す。ベースは幅Ｗ
_B を有し、ベースとエミッタとの間に電圧Ｖ_BEが印加さ
れ、ベースとコレクタとの間には電圧Ｖ_BCが印加され
る。少数キャリア（すなわち、この具体例では電子）
は、高さΔのエネルギー障壁（好ましくは、階段状）を
超えてベースに注入される。同様な帯域線図は、本発明
によるp-n-p ＨＢＴについて容易に図示することができ
る。

【００２２】図２は、Δ＝５ｋＴ（ΔおよびＷ_B はτ_B
＝１ｐｓであるように選択される）における周波数の関
数として、真性共通エミッタ電流利得の二乗値を示す。
図から明らかなように、利得のピークは概ねｆ_n 付近に
現れ、その大きさは、１／ｆ_n ²のように、周波数と共に
低下する。これらの条件下では、ｎ番目のピークの最大
電流利得（β_n ）は、 ２Δ² ／（ｎπｋＴ）² に概ね等しい。

【００２３】エー・エー・グリンバーグ(A.A.Grinberg)
らは、アップライド・フィッジクス・レタース(Applied
Physics Letters) ，Vol.60，p.2770(1992)において、
ベース中に少数キャリアが無衝突で伝搬するＨＢＴにお
ける高周波数電流上向き転移を説明している。

【００２４】図３は、周波数に対する真性電流利得の関
係を示す特性図である。図示された曲線は全てコレクタ
遅延τ_c ＝１ｐｓの効果を含む。曲線３０はベース遅延
がゼロのトランジスタの（反物理的）事例に対応し、曲
線３１は拡散性ベース遅延τ_D ＝２ｐｓを有するトラン
ジスタの事例に対応し、曲線３２はΔ＝１０ｋＴ及びτ
_B ＝２ｐｓを有する類似のＣＴの事例に対応する。図３
から明らかなように、拡散性トランジスタばかりでな
く、ベース遅延が全く無いトランジスタも完全に減衰さ
れる周波数範囲内に大きな利得のＣＴが存在する。

【００２５】次に、（不可避的）外因性インピーダンス
の作用について説明する。図４は階段接合ＨＢＴの適当
な等価回路を示す。点線４０はトランジスタの真性部分
を囲んでいる。図中の、Ｅ，Ｂ及びＣはエミッタ，ベー
ス及びコレクタをそれぞれ示す。真性パラメータＲ_E 及
びＣ_E はそれぞれ、エミッタ／ベース接合の差動抵抗及
びコンデンサであり、Ｃ_C 及びｇ_A はそれぞれ、コレク
タ接合キャパシタンス及びアーリーコンダクタンスであ
り、α_B 及びξ_C はそれぞれ、ベース及びコレクタ到達
率であり、Ｒ_B は真性ベース抵抗である。Ｃ_CXは外因性
コレクタキャパシタンスであり、Ｒ_CX及びＲ_EXは寄生ベ
ース，コレクタ及びエミッタ抵抗である。

【００２６】このＣＴの等価回路を分析すると予期せぬ
結果が示される。すなわち、比較的大きなＷ_B が望まし
いことが示される。しばしば、コヒーレント条件はＷ_B
＝１００ｎｍあるいはこれ以上の場合に７７Ｋ以下の温
度でも依然として満たされる。従って、Ｗ_B が比較的大
きい、恐らく１００ｎｍ以上であるようなＣＴを設計す
ることがしばしば望まれる。大きなＷ_B は、予定周波数
範囲内（例えば、１００ＧＨz 〜１ＴＨz ）の周波数に
おいて、少数キャリアに最小位相遅延（一般的に、＞
π）を獲得させるので、一般的に望ましい。更に、比較
的大きなＷ_B は比較的低いベース抵抗Ｒ_B 及びＲ_BXをも
たらす。

【００２７】当業者に明らかなように、これは本発明の
顕著な利点である。比較的大きなＷ_B に関する前記の選
択は、“バリスティック”トランジスタにおけるＷ_B を
最小にするという従来の普遍的な教示と比較されるべき
である。

【００２８】等価回路の分析により、２πｆＣ_c （Ｒ_E
＋Ｒ_EX＋Ｒ_CX＋Ｒ_x ^eff）は望ましくは１未満であること
が示された。ここで、Ｒ_x ^eff＝Ｒ_CX（Ｒ_E ＋Ｒ_EX）／
（Ｒ_B＋Ｒ_BX）である。この結果は、たとえΛ＞＞Ｗ_B
の場合でも、トランジスタが利得を示すことができる周
波数範囲の上限は寄生により限定されることを指摘して
いる。

【００２９】位相遅延は全てのバイポーラトランジスタ
による電流伝達に関連している。位相遅延はベース／コ
レクタ接合における注入位相遅延φとドリフト遅延θの
合計として表すことができる。ここで、φ＝φ_E ＋φ_B
（φ_E 及びφ_B はそれぞれエミッタおよびベースの総走
行角である。本発明の特徴として、ＣＴは一般的に、φ
≧θ（但し、ｆ_T 及びｆ_max 超の周波数について、φ_B
≡２πｆτ_B ≧πである。）のように設計される。これ
は、従来技術の教示と反対の設計選択を意味する。例え
ば、これらの条件は、むしろ大きなＷ_B 値（しばしば、
≧１００ｎｍ），比較的小さなΔ値及び比較的大きな有
効質量少数キャリアの使用を示唆する。

【００３０】前記の位相角は全て所定の設計について決
定することができる。例えば、θ＝Ｗ_c ／ｖ_s （ここ
で、Ｗ_c はコレクタ空乏領域の幅であり、ｖ_s はこの空
乏領域における飽和速度である）である。エミッタ位相
角φ_E は、φ_E ＜＜π（一般的に、φ_E ≦π／４）の限
界内でのみ限定され、この限界はおおよそ２πｆＲ_e Ｃ
_E に等しい。

【００３１】図５は本発明のＣＴの一例の模式的断面図
である。符号５０〜５６は、それぞれコレクタ接点，コ
レクタ，コレクタ空乏領域，ベース，エミッタ，エミッ
タ接点，及びベース接点を示す。符号５４０はエミッタ
／ベース空間電荷層を示す。エミッタストライプ（Ｌ
_E ），ベース幅（Ｗ_B ）及びコレクタ空乏層（Ｗ_C ）も
示されている。

【００３２】図５に示されたようなＣＴの関連特性は、
Ｒ_E ＝５Ω・μｍ，Ｒ_B ＝２５Ω・μｍ，Ｒ_BX＝２５Ω
・μｍ，Ｒ_EX＝２０Ω・μｍ，Ｒ_CX＝２０Ω・μｍ，Ｃ
_C ＝０．５ｆＦ／μｍ，Ｃ_E ＝１０ｆＦ／μｍ及びＣ_CX
＝１ｆＦ／μｍのパラメータ値を用いて、図４の等価回
路から決定された。これらのパラメータは、エミッタス
トライプ幅Ｚの１μｍ毎に与えられ、Ｗ_B ＝０．１μ
ｍ，Ｗ_C ＝０．１μｍ，Ｌ_E ＝０．５μｍ，注入エネル
ギーΔ＝１４．４ｍｅＶ及びベース層比抵抗ρ_B＝０．
００１Ω・ｃｍの仮定寸法に基づく。

【００３３】更に、デバイス温度は４．２Ｋと仮定され
た。これらのパラメータは概ね、例えば、広ギャップｐ
形Ｓｉエミッタと、階段状に隣接する狭ギャップｎ形Ｇ
ｅ_xＳｉ_1-x （ここで、ｘは〜０．１である）ベースを
有するp-n-p Ｓｉ−Ｇｅへテロ構造において得ることが
できる。重正孔質量ｍ＝０．５ｍ₀ の場合、ｖ_B は〜１
０⁷ ｃｍ／ｓである。ここで、前記ｍ₀ は自由電子質量
であり、ｖ_B はベース内における正孔速度である。

【００３４】図６は数値分析の結果を示す。特に、図６
は電流利得と単方向電力利得の絶対値を、両方とも周波
数の関数として示す。図６から明らかなように、例示ト
ランジスタの常用のｆ_T は約１００ＧＨz である。しか
し、図６は、このトランジスタは約２πｆ_T の周波数ま
で活動状態を維持することを示している。

【００３５】この分析は、（ピークの痕跡がｆτ_B 〜１
付近に明らかに認められるが）電流利得は寄生により著
しく減衰されることを明らかにした。更に、｜Ｕ｜にお
ける２個のピーク間の領域内の単方向電力利得Ｕは実際
上、負であることも明らかにした。これは、このトラン
ジスタが能動タイプであり、出力インピーダンスｚ^e _{2 2}
の真正部分はこの周波数領域においてゼロ未満であるこ
とを示す。

【００３６】以下、具体例により本発明を例証する。

【００３７】実施例 概ね図５に示されたような設計の階段接合ＣＴを次のよ
うにして作製した。常用の単結晶Ｓｉ基板上に、常用の
ＭＢＥ法により、膜厚２００ｎｍのｎ形（１０¹⁹ｃｍ^-3
Ｂ）コレクタ層，膜厚１００ｎｍの殆どドープされてい
ない（≦１０¹⁶ｃｍ^-3）コレクタ空乏層，膜厚１００ｎ
ｍのｐ形（１０¹⁹ｃｍ^-3Ａｓ）Ｓｉ_1-xＧｅ_x （ｘ≒
０．１）ベース層，膜厚５ｎｍの軽ｐ形（≦１０¹⁷ｃｍ
^-3Ａｓ）エミッタ／ベース空間電荷層及び膜厚２００ｎ
ｍのｎ形（１０¹⁹ｃｍ^-3Ｂ）エミッタ層からなるエピタ
キシャル層を連続的に成長させた。

【００３８】ウエハを常用のリソグラフ法によりパター
ン付けし、ＨＢＴを画成した。エミッタ，ベースおよび
コレクタ接点を配設した。ＨＢＴを４．２Ｋにまで冷却
し、常用の測定を行った。測定の結果、デバイスはＣＴ
であり、β及びＵは概ね図６に示された通りであること
が確認された。１５Ｋで測定しても挙動には殆ど変化が
なかった。この温度は市販の循環式Ｈｅ冷凍器により容
易に得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常使用されているｆ_T 及びｆ_max を超える周波数で電
力利得（好ましくは、電流利得も）示すことができる新
規なＨＢＴが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による階段接合ＨＢＴ（ＣＴ）の一例の
帯域線図である。

【図２】ＣＴの真性電流利得の平方値を周波数の関数と
して示す特性図である。

【図３】本発明のＣＴを含め、３種類の異なるトランジ
スタに関する電流利得と周波数の関係を示す特性図であ
る。

【図４】階段接合ＨＢＴの等価回路である。

【図５】ＣＴの一例の構造を模式的に示す断面図であ
る。

【図６】ＣＴの一例のβ² と｜Ｕ｜を周波数の関数とし
て示す特性図である。

【符号の説明】

１１ エミッタ １２ ベース １３ コレクタ ４０ 等価回路 ５０ コレクタ接点 ５１ コレクタ ５２ コレクタ空乏領域 ５３ ベース ５４ エミッタ ５５ エミッタ接点 ５６ ベース接点 ５４０ エミッタ／ベース空間電荷層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アナトリー エイ グリンバーグ アメリカ合衆国 07060、ニュージャージ ー プレインフィールド、セントラル ア ヴェニュー ナンバービー10、821 (72)発明者 サージ ルーイ アメリカ合衆国 08807、ニュージャージ ー ブリッジウォーター、パペン ロー ド、907

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エミッタ（５４）と、ベース（５３）
   と、コレクタ（５２、５１）と前記エミッタ，ベース及
   びコレクタをそれぞれ電気的に接続する手段（５５，５
   ６，５０）と を有し、 ベースは、エミッタとコレクタとの中間に存在し、幅Ｗ
   _B を有し、 エミッタ及びコレクタは、第１導電型の半導体材料から
   構成され、 ベースは第１導電型と異なる第２導電型の半導体材料か
   ら構成され、単方向電力利得（Ｕ），共通エミッタ電流
   利得（β），常用の遮断周波数ｆ_max 及びｆ_T ，少数キ
   ャリア平均注入エネルギーΔ及び少数キャリア平均バリ
   スティックべース走行時間τ_B が関連するへテロ接合バ
   イポーラトランジスタからなる素子において、 (a) 前記トランジスタは、Δτ_B が約０．５τ_B 未満
   （ここで、Δτ_B はτ_B の分散である）であるように選
   択され、 (b) Ｕの絶対値がｆ_T 及びｆ_max 付近の少なくとも或
   る周波数において１よりも大きい値であるように選択さ
   れる、 ことを特徴とするへテロ接合バイポーラトランジスタか
   らなる素子。
2. 【請求項２】 ベース材料は、最低光学的ホノンυ_opt
   が関連し、Δ＜ｈυ_opt （ここで、ｈはプランク定数で
   ある）であり、Δは更にｋＴ（ここで、Ｔはトランジス
   タの動作温度であり、ｋはボルツマン定数である）より
   も大きいことを特徴とする請求項１の素子。
3. 【請求項３】 Δは、少なくとも３ｋＴであり、 Ｗ_B は、少なくとも１００ｎｍであり、 第１導電型は、ｐ形導電型であることを特徴とする請求
   項２の素子。
4. 【請求項４】 ベースは、Ｓｉ_1-x Ｇｅ_x （ｘ＜１）及
   びIII/V 族化合物半導体からなる群から選択される材料
   からなることを特徴とする請求項２の素子。
5. 【請求項５】 前記トランジスタは、βがｆ_T より上の
   少なくとも或る周波数において１よりも大きな値である
   ように選択されることを特徴とする請求項１の素子。
6. 【請求項６】 前記周波数は、１００ＧＨz 〜１ＴＨz
   の範囲内であることを特徴とする請求項１の素子。
7. 【請求項７】 トランジスタを７７Ｋ以下の温度にまで
   冷却する手段を含む請求項２の素子。
8. 【請求項８】 トランジスタを約１５Ｋ以下の温度にま
   で冷却する手段を含む請求項７の素子。