JPS59106154A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS59106154A JPS59106154A JP21556982A JP21556982A JPS59106154A JP S59106154 A JPS59106154 A JP S59106154A JP 21556982 A JP21556982 A JP 21556982A JP 21556982 A JP21556982 A JP 21556982A JP S59106154 A JPS59106154 A JP S59106154A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Bipolar Transistors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体装置に係シ、特に屯流増幅率が高く、高
速性に優れたへテロ接合全有する半導体装置に関する。
速性に優れたへテロ接合全有する半導体装置に関する。
トランジスタにおいて、近年ますますその高速性が要求
され、ベース領域内に不純物製置勾配を有するトリアド
ベーストランジスタやベース幅を狭くしたトランジスタ
等があるが、中でもベース領域よりもバンドギャップの
広いエミツタ層を有するいわゆるワイドギャップへテロ
接合トランジスタがある。
され、ベース領域内に不純物製置勾配を有するトリアド
ベーストランジスタやベース幅を狭くしたトランジスタ
等があるが、中でもベース領域よりもバンドギャップの
広いエミツタ層を有するいわゆるワイドギャップへテロ
接合トランジスタがある。
この独のトランジスタは、その高速性を発揮するために
ベース不純物濃度を尚くしてベース抵抗を減らせてもベ
ースから注入されるエミッタに対する少数キャリヤは価
電子帯で大きな障壁が存在してブロックされエミッタ中
での少数キャリヤは少なくてすみ、しかもエミッタ・ベ
ース間はＩＩＥ１ノ＜イアスされ伝導帯のバリヤは下が
りエミッタ注入効率は高くなる利点がある。
ベース不純物濃度を尚くしてベース抵抗を減らせてもベ
ースから注入されるエミッタに対する少数キャリヤは価
電子帯で大きな障壁が存在してブロックされエミッタ中
での少数キャリヤは少なくてすみ、しかもエミッタ・ベ
ース間はＩＩＥ１ノ＜イアスされ伝導帯のバリヤは下が
りエミッタ注入効率は高くなる利点がある。
従来のこの柚トランジスタの一例としては、エミッタに
ｎ型のＡＺｘ Ｇ ”１− Ｘ Ａ Ｓベースにｐ型の
ＧａＡｓ、コレクタに１１型のＧ ａ Ａ ｓ など
で構成されたものがある。
ｎ型のＡＺｘ Ｇ ”１− Ｘ Ａ Ｓベースにｐ型の
ＧａＡｓ、コレクタに１１型のＧ ａ Ａ ｓ など
で構成されたものがある。
しかしながら、ＧａＡｓを中心とした化合物半導体で構
成されたヘテロ接合トランジスタはコストが高く、安定
化膜も不十分な点があるため、工業生産Ｍｇ Ｕ低いと
いつ間：迫があった。
成されたヘテロ接合トランジスタはコストが高く、安定
化膜も不十分な点があるため、工業生産Ｍｇ Ｕ低いと
いつ間：迫があった。
これに対（２，で、ンリコン計Ｒ用本にするヘテロ受台
トランジスタが知ら扛ていと）。このトランジスタでは
１酸素をドープし７ブこ多桿１晶あるい（ｄ非晶（ｊ土
のシリコンにだとλ−ば・燐をドープし／こエミッタを
形成して−＼ゾロ以含在・形成しでいる。
トランジスタが知ら扛ていと）。このトランジスタでは
１酸素をドープし７ブこ多桿１晶あるい（ｄ非晶（ｊ土
のシリコンにだとλ−ば・燐をドープし／こエミッタを
形成して−＼ゾロ以含在・形成しでいる。
酸素を・ドープし２だ多結晶また（弓、非晶質シリコン
、層を形成する温度ば６００ｒ＝７５Ｏｒに選ぶとされ
ている。その理由＋ｄ、６００ｔＪ以下では低成長速度
で時間を要ｔ、、７５０Ｕ以−しては前成長速度で厚み
制御が困難とされているためで１１１）イ〕。この方法
で、製造された千−Ｊｆ体装首では−へ、−区の広がり
抵抗を従゛来の約１／１０ にすることが出来、高周波
化が町ｎＬとなる。１−７かし、酸素の１・−ゾ［ｉ）
のわずかの変化でバンドギャップが大きく異ったり、グ
レインサイズの太きさがリーク電流に大きく影響する等
の問題があつ）だ。
、層を形成する温度ば６００ｒ＝７５Ｏｒに選ぶとされ
ている。その理由＋ｄ、６００ｔＪ以下では低成長速度
で時間を要ｔ、、７５０Ｕ以−しては前成長速度で厚み
制御が困難とされているためで１１１）イ〕。この方法
で、製造された千−Ｊｆ体装首では−へ、−区の広がり
抵抗を従゛来の約１／１０ にすることが出来、高周波
化が町ｎＬとなる。１−７かし、酸素の１・−ゾ［ｉ）
のわずかの変化でバンドギャップが大きく異ったり、グ
レインサイズの太きさがリーク電流に大きく影響する等
の問題があつ）だ。
本発明の目的はワイドギヤツブエミッタ金市するヘテロ
接合トランジスタにおいて、ベース抵抗を十分低く（〜
ｒ智、Ｚ４周波化ζでｄｆ熊とするととづ）に、界面Ｃ
のリ−りｒｉ （ｒ１１子−・少なくして中流増ｌ咄率
を向−Ｌ芯せることのでさる半導体ｆ１．：ｉｉ’イを
ゼア−共することＶこあ４）。
接合トランジスタにおいて、ベース抵抗を十分低く（〜
ｒ智、Ｚ４周波化ζでｄｆ熊とするととづ）に、界面Ｃ
のリ−りｒｉ （ｒ１１子−・少なくして中流増ｌ咄率
を向−Ｌ芯せることのでさる半導体ｆ１．：ｉｉ’イを
ゼア−共することＶこあ４）。
〔！１′らＩＪＪ］の但（１′技〕
・ｉＸ発明のｌ特徴とするところは、シリコンから成る
一勺ノ・”３゛□電型頒域と、シリコンと１３＜素との
化合物から成る他方導上型偵域とによりヘテ「１８合４
１．．−形成し−Ｉｒ点にある。
一勺ノ・”３゛□電型頒域と、シリコンと１３＜素との
化合物から成る他方導上型偵域とによりヘテ「１８合４
１．．−形成し−Ｉｒ点にある。
つきにしくｌ ｉｌ′Ｉｉにより本発明を計）」１１に
説つ」する。第１［］＋は本究明のメ’： ｊｌｆｌｉ
ｔ１］であり、１（クー５ｉＣｘで形成されゾＣユ、ミ
ッタ層、２１及び２２はベー ス層及びｐ＋］曽、３１
及び３２はコレクタｊ曽及びｒビ層である。４．５及び
６はそれぞれ工ばツタ′「ｔｌ、１愼、ベース軍隊及び
コレクタ小、柿である。第２ ｔ＋ｓ＋は本発明のワイ
ドギャップＩニミソタシ１−有するｌ・ランジメタの、
ｌｉｔ、本動作を示すバンド図である。第１図および第
２Ｌネ［を・多＋１（ｉ ＋〜で本発明の詳細な説明す
る。
説つ」する。第１［］＋は本究明のメ’： ｊｌｆｌｉ
ｔ１］であり、１（クー５ｉＣｘで形成されゾＣユ、ミ
ッタ層、２１及び２２はベー ス層及びｐ＋］曽、３１
及び３２はコレクタｊ曽及びｒビ層である。４．５及び
６はそれぞれ工ばツタ′「ｔｌ、１愼、ベース軍隊及び
コレクタ小、柿である。第２ ｔ＋ｓ＋は本発明のワイ
ドギャップＩニミソタシ１−有するｌ・ランジメタの、
ｌｉｔ、本動作を示すバンド図である。第１図および第
２Ｌネ［を・多＋１（ｉ ＋〜で本発明の詳細な説明す
る。
第２図（ａＪは第１図のトランジスタのＡ−Ａ’断面に
卦ける熱平衡状、態を示すエイ・ル吉バンド図であるが
電子、止孔ともに左右の移動はない。
卦ける熱平衡状、態を示すエイ・ル吉バンド図であるが
電子、止孔ともに左右の移動はない。
エミッタが負、コレクタが止どなるバイアスが印ｌ］口
された動作領域における工坏ルギバンドを示すのが第２
図（ｂ）である。逆バイアスはベース・コレクタ間にほ
とんど分担されて空乏層が形成感れる。エミッタ・ベー
ス間は叱４バイアスされる。つまりｐベースに正孔が蓄
積きれてｐベースの’（ｂ：位は高くなるがエミッタ・
ベース間にイｆ−存する価電子帯のｄｉ位障壁Ｖｎｈ
は太きく、この電位１ｉけＫで拡散によりエミッタに
流れようとする１）、什は（、Ｚｌね返されてほとんど
エミッタにθ１ｃれること（徒ない。
された動作領域における工坏ルギバンドを示すのが第２
図（ｂ）である。逆バイアスはベース・コレクタ間にほ
とんど分担されて空乏層が形成感れる。エミッタ・ベー
ス間は叱４バイアスされる。つまりｐベースに正孔が蓄
積きれてｐベースの’（ｂ：位は高くなるがエミッタ・
ベース間にイｆ−存する価電子帯のｄｉ位障壁Ｖｎｈ
は太きく、この電位１ｉけＫで拡散によりエミッタに
流れようとする１）、什は（、Ｚｌね返されてほとんど
エミッタにθ１ｃれること（徒ない。
−力エミッタ・ベース間に存在する伝導帯のＬ１℃位障
壁ＶｎアはＶＢ□＜＜ Ｖ Ｂｈとなり止孔がベースか
らエミッタに到達するよりもはるかに効率よくエミッタ
からベースに少数キャリヤとし７てｐＩＬ人する。その
後コ１／クタ・ベース間での空乏層の高７も、界中をド
リフト走行する。
壁ＶｎアはＶＢ□＜＜ Ｖ Ｂｈとなり止孔がベースか
らエミッタに到達するよりもはるかに効率よくエミッタ
からベースに少数キャリヤとし７てｐＩＬ人する。その
後コ１／クタ・ベース間での空乏層の高７も、界中をド
リフト走行する。
かかるヘテロ接合トランジスタの％似全阻７４．する要
因の１つに界面準位による町結合がある。すなわち界面
亭位によりベースからの正札とエミッタからの′市、−
ｊ″−が再結合するとコレクタに走行する電子の割合が
誠り′ＦＬ流ｊ￥７幅率、高周波特性を損ねる。
因の１つに界面準位による町結合がある。すなわち界面
亭位によりベースからの正札とエミッタからの′市、−
ｊ″−が再結合するとコレクタに走行する電子の割合が
誠り′ＦＬ流ｊ￥７幅率、高周波特性を損ねる。
本発明によるワイドギャップエミッタはＳ Ｉ Ｃｘで
構成さ７’しておりバンドギャップｌ］ ｇは１．１〈
Ｅ ｇ （ｅＶ ） （２，８でありへゾロ接合トラン
ジスタの尚１（３１牛、高周波特性は満足込れる。しか
もワイドギヤツノ°どするための炭素の）皇子半径は酸
素よりシリコン（・で近く、ヘテロ接合で間瑣となる界
面ての５烙了−のミスノイッＨｒｉ＋傘めで少なくて゛
き、し７に、がって界面準位は１唆素ドーゾワイドキヤ
ツプエミノタより１成域でさる。本発明のｌ特徴ばさら
にヘテロ置台をＳｉＣとＳ ｒ ＆でしないでＳ ＋
Ｃｘ （ｘ〈１）としたところにある。つ１す、単ＫＳ
ｉＣ８ｉヘテロｔ’ｆｆｉ造にすれば格子定数の違いが
約２０％と犬きくなりミスフィツトによる界面準位の大
きな発生を余儀なくされるがＳ Ｉ ＣＸとすること１
により界面準位＋ｔ＝ Ｗ−の低減が「］］叶となる。
構成さ７’しておりバンドギャップｌ］ ｇは１．１〈
Ｅ ｇ （ｅＶ ） （２，８でありへゾロ接合トラン
ジスタの尚１（３１牛、高周波特性は満足込れる。しか
もワイドギヤツノ°どするための炭素の）皇子半径は酸
素よりシリコン（・で近く、ヘテロ接合で間瑣となる界
面ての５烙了−のミスノイッＨｒｉ＋傘めで少なくて゛
き、し７に、がって界面準位は１唆素ドーゾワイドキヤ
ツプエミノタより１成域でさる。本発明のｌ特徴ばさら
にヘテロ置台をＳｉＣとＳ ｒ ＆でしないでＳ ＋
Ｃｘ （ｘ〈１）としたところにある。つ１す、単ＫＳ
ｉＣ８ｉヘテロｔ’ｆｆｉ造にすれば格子定数の違いが
約２０％と犬きくなりミスフィツトによる界面準位の大
きな発生を余儀なくされるがＳ Ｉ ＣＸとすること１
により界面準位＋ｔ＝ Ｗ−の低減が「］］叶となる。
次に本発明の第２０大カフ！１例について述べる。
に記ではワイドギャップエミッタの構成をＳｉＣｘ（０
＜Ｘ＜１ ）とし界面準位密度の低減を伴うことにより
エミッタからの電子注入の尚効率化について述べたが、
本発明の効果はＸの値をベース領域に近いところでばＯ
に近く、ベース領域から遠いところでは１に近くする。
＜Ｘ＜１ ）とし界面準位密度の低減を伴うことにより
エミッタからの電子注入の尚効率化について述べたが、
本発明の効果はＸの値をベース領域に近いところでばＯ
に近く、ベース領域から遠いところでは１に近くする。
その結果、ペテロ接合でのミスフィツトに基つく界面準
位密度はさらに低減でき、ペテロ接合での無効となる再
結合電流は極めて少なくすることができる。
位密度はさらに低減でき、ペテロ接合での無効となる再
結合電流は極めて少なくすることができる。
尚、上述した本発明におけるｐベース層をエミッタ側に
近い方で高不純物δ度とするドリフトベース形にすれば
、さらに高床性を増すこと−：召うまでもない。
近い方で高不純物δ度とするドリフトベース形にすれば
、さらに高床性を増すこと−：召うまでもない。
以上述べたように本発明による５ｉＣｘからなるワイド
ギャップエミッタを有するペテロ接合トランジスタにお
いては、エミッタからの′電子の圧入効率がよく、″低
流増幅率が高く、高速で高周波特性の極めて優れた特性
を有する。以上ｎｐｎトランジスタについて述べたが、
ｐｎｐトランジスタについても本発明の適用は可能であ
ることは勿論である。
ギャップエミッタを有するペテロ接合トランジスタにお
いては、エミッタからの′電子の圧入効率がよく、″低
流増幅率が高く、高速で高周波特性の極めて優れた特性
を有する。以上ｎｐｎトランジスタについて述べたが、
ｐｎｐトランジスタについても本発明の適用は可能であ
ることは勿論である。
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は本発明
の閲ｊ作原理を説明する概略図である。 １・・・エミッタ、２１．２２・・・ベース、３１．３
２・・・コ１／クタ、４・・・エミッタ電極、５・・・
帆−スミ極、６・・・コレクタ化’、’ｈ＜、ｓ ７
・・・パッシベーション膜。
の閲ｊ作原理を説明する概略図である。 １・・・エミッタ、２１．２２・・・ベース、３１．３
２・・・コ１／クタ、４・・・エミッタ電極、５・・・
帆−スミ極、６・・・コレクタ化’、’ｈ＜、ｓ ７
・・・パッシベーション膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 シリコン基板の主面から該基板と反対導電型のベ
ース層となる領域が形成され、該ベース領域上にシリコ
ンＳｉと炭素Ｃからなる非結晶ろるいは多結晶の化合物
５ｉＣｘ （０＜ｘ＜１ ）から成るエミツタ層が形成
されてなることを特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記５ｉＣｘのＸ
の値がベース領域から遠ざかるにつれて大きいことを特
徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21556982A JPS59106154A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21556982A JPS59106154A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59106154A true JPS59106154A (ja) | 1984-06-19 |
Family
ID=16674598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21556982A Pending JPS59106154A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59106154A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164164A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-04-02 | フエアチアイルド カメラ アンド インストルメント コ−ポレ−シヨン | バイポ−ラトランジスタ内のエミツタエネルギギヤツプを増加させるイオン注入 |
| JPS62160762A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS6347984A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-02-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4979009A (en) * | 1987-06-08 | 1990-12-18 | Hitachi, Ltd. | Heterojunction bipolar transistor |
| JPH03218674A (ja) * | 1989-03-29 | 1991-09-26 | Canon Inc | 半導体装置およびこれを用いた光電変換装置 |
-
1982
- 1982-12-10 JP JP21556982A patent/JPS59106154A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6164164A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-04-02 | フエアチアイルド カメラ アンド インストルメント コ−ポレ−シヨン | バイポ−ラトランジスタ内のエミツタエネルギギヤツプを増加させるイオン注入 |
| JPS62160762A (ja) * | 1986-01-10 | 1987-07-16 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JPS6347984A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-02-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US4979009A (en) * | 1987-06-08 | 1990-12-18 | Hitachi, Ltd. | Heterojunction bipolar transistor |
| JPH03218674A (ja) * | 1989-03-29 | 1991-09-26 | Canon Inc | 半導体装置およびこれを用いた光電変換装置 |
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