JPS59222969A - 磁気感応トランジスタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、一般的には磁気上ンブーに関するものであり
、特に、磁気的に感応する半導体トランシフタの構造に
関する。

〔先行技術〕

種々の磁気的に感応するトランシフタの構造が、描分野
では今まで議論されてきた。例えば、米国特許第３３８
９２３０号、第３５３３ｊ５９号又は第６６９２５９５
号、並びにＩＥＥＥ　　ｉｎ　　ＣＨ１６１６−２／８
０１０ＤＤ−０６６９、１９８０、ｐｐ、６６９＝６７
２のＶ、ＺｉｅｒｅｎＶｃよる論文がある。この論文は
、上記米国特許に示てれた一般的な構成を本質的には踏
襲する新しい構造を詳述している。ここでは横方向に離
間妊せられた長尺の２つのコレクタの間の中？に長尺の
エミッタが配でれており、これらコレクタはエミッタの
両側に対抗するように設けられ、かつこのエミッタに平
行するようになっている。

公知の先行技術における主要−な問題は、これらの装置
が、電子または注入キャリアの磁界による偏向によって
磁気変換が起こるということを想定しているという点［
６る。これらの装置においては、エミッタから一方のま
たは他方のコレクタへの偏向を向上でせようとする試み
がなでれた。

一般的な構造体は、細長いエミッタ及び各々の側のエミ
ッタを捷たぐ２つの平行に離されたコレクタを用いてい
た。これらの装置におけるエミッタ及びコレクタの長軸
は、装置が感応する磁界ベクトルに平行でるる。

本出願人は先にこのような従来の構成と全く別異の磁気
感応トランジスタを提案している（特願昭５７−５８２
５０号）。これは磁気変換機構匹ついての十分な考ＷＥ
裏付けられたものでるる。

この磁気感応トランジスタの幾何学的形状は、コレクタ
がエミッタ表面における注入の主領域を２等分する仮想
面の一側に存在するような、またはコレクタが２つ存在
する場合ｆＣはこれら２つのコレクタがその仮想面の左
右にそれぞれ存在するようなものとなっている。このよ
うな構成による作用効果は後に理解されるであろう。捷
た、この磁気感応トランジスタにおいては、イオン注入
技術によりエミッタからの不必要な少数キャリアの注入
を抑圧してＳ／Ｎ比を向上させることが示されている。

この点についても後に十分理解でれるでろろう。

ただし、上述のイオン注入技術によるキャリアの注入で
は十分［３／Ｎ比を向上てせることが困難であった。こ
の発明はこの点に着目してなされたものでるる。

〔理論的な解析〕

ここでは本宅間の理解を助けるために、本出願人が先に
提案した磁気感応トランジスタについて説明を加える。

上記のように、種々の磁気的トラフジ２夕の磁気的感応
性を確実にする新規な主要変換機構が認（以下余白） 識された。この機構は、種々の構成及び動作パラメータ
を研究り、ているときに発見された。この新規な変換機
構は、エミ’７タにおける注入の言ゎゆるローレンツ場
誘尋づね２る変調、即ち簡単には、注入のローレンツ変
調である。変換機構は、ここで述べられるように、アバ
ランシェ・コレクタ磁気的センサー及び非アバランシェ
・コレクタ磁気的センサーの両方で実施きれる。セ・・
サーは、本発明の教示に従って構成され、そ１７て固体
装置により達成ｏ’Ｊ能力理論的限界に近い感応性を下
す。

変換機構の基本的性質を表わす、特別の研究用の構造及
び一連の臨界的実験が、ここでは述べられる。提起され
た注入変調原理に関して変換機構の効果を】フ１（べる
ために、理論的な分析もまたカえられる。

基本的な磁気的に感応するトランジスタの構造は、アバ
ランシトモードで動作される、６端子、オープン即ち開
かれたベース、横型トランジスタの実施例に関係１．て
、鹸初は：Ｌ！ｌｉべらゎることになる１、このトラン
ジスタは第１図及び第２図に下され、ぞして働駆イオン
化促進領域とともに、２つのコレクタ、１つのベース及
び１つのエミッタを営む、２つの分離コレクタ端子に接
続された等しい負荷の抵抗体Ｒにおいて、異なる出力電
圧が感知される。コレクタ端子の間において、応答信号
が測定される。所定電流レベルに対する出力信号の振幅
及び極性は、エミッタ・ベースのＰＮ接合＋１近におけ
る装置に導入された磁界の強度及び方向に比例する。装
置は、キャリヤ速度の軸に対して垂直に、そして放出面
、即ち主注入が生じる表面に平何に方向付けられた成分
な有する磁界に対して、最も強く応答する。

第１図には１、住記・に−従って構成されたトランジス
タの動作部分の平面図が示されている。エミッタ接続を
も形成するＪ　：　ｉ＝Ｅ部被覆−）シールド電極は、
第１図では示されていないことを理解すべきだ。さらに
、コレクタ及びエミッタは、トランジスタのベースを形
成する基板中に埋められる即ち注入されることを理解さ
れたい。２つの分離した大量にドープされたＮ型コレク
タの拡散領域６は、互いに、はぼ２５μの自問［だけ１
ｆｉｌＦされて示をれている。大量にドープされたＮ型
のエミッタ拡散領域１は、ベース２を形ｂｋする半導体
物質の基体中、示されているように長さＷを有するＰ型
ベース領域により、横方向に離さ２］ている。長さＷは
、コレクタの面３Ａ及びエミッタの而１Ａの間で測定さ
れる。この実施例では、両方のコレクタ６とも、放出表
面ＩＡＫ関するエミッタ１の放出面１Ａと同じ１＋１１
１に存在することがわかる。

ベース領域２は、浮動的である。即ち、それは電気的に
は接続１れてい斤い。しかし、エミッタ・ベース接合は
注入を行ない、そして、アバランシェ・プロセスで生成
された正孔によって順方向にバイアスされる。従って、
エミッタ・ベース接合を注入状態の方へバイアスするの
に適した惨性及び大きさを市、気的に供給することにな
る。ベース電流が供給されないなら、無視できる程のベ
ータ特性が予期される。しか１７ながら、衝撃イオン化
促進手段５により、エミッタから注入されそして幸運に
も距離Ｗを横切るキャリヤは、′アバランシェ現象によ
って増加されることになるので、それで、トランジスタ
の全ての効果は、ベース接点がベース電流を供給するよ
うに動作する非アバランシェ・モードの装置とほぼ同じ
である。

−ヒに存在する金属のシールド６は接地され、接こ蓉卒
し１位上 点７を通して工ζツタ１に供給する。それはまた、二酸
化シリコンの絶縁層４中の薄い領域５の上に存在する金
属領域を通して、シールドとコレクタ６との間に増加し
た電界の領域をも提供する。こレラハ、ベースとコレク
タ３との接合付近のベース領域２を横切る電子を加速す
るように働らく。

この結果、キャリヤの速度は、衝撃イオン化並びに過剰
の少数及び多数キャリヤのアバラ／シェ発生を起こさせ
るのに十分である。

示された構成例では、１Ａと印されコレクタの方へ向け
られたエミッタ・ベース接合領域は、それと向い合った
ベース・コレクタ接合６Ａと平行に方向付けられている
。一般に、コレクタ接合接合は、エミッタ１の主要な放
出表面から等距離であるべきである。平行な形状が示さ
れているが、円形形状のエミッタ領域及び弓形状の同中
心的なコレクタ成分も、さらに使用され得ることは、明
らかである。その終端の回りにＶ形状のコレクタを有す
る矩形工ば　・夕も一十だ、弓形状の構成とほぼ同じで
ある、これらは、代わりの構成例としてより詳細に述べ
られるっ寸だ、後でボされるように、エミッタのある部
分で変調するローレンツ・ポテンシャルを生じ、そして
そのポテンシャルを主要な領域へ提供することも口１能
である。

先に示したように、第１図に示された装置は、キャリヤ
の注入方間（第１図に下されているようにＸ　ＩＩＱｌ
ｌに沿った方向）に垂１１であり、しかも第１図に示さ
れているようにエミッタの主４８！す放出表面１Ａに平
行なベクトル成分を有する磁界に対して最も強く応答す
る。さらに１ｂ１１約としては、土ローレンツが現われ
る放出表面１Ａの主要な寸法は、放出１ｆｒ１１Ａに垂
１１に構成される想像上の面によって２分されるのが好
ましいことである。この場合Ｙ軸方向であるが、この面
は主要な寸法を２分し、そして放出表面上のローレンツ
・ポテンシャルの岑地点を通過する。最も大きな効果の
磁気的ベクトル成分は、（そしてこの場合には、また主
要な放出領域）放出表面１人を向上させる主ローレンツ
に平行に、即ち、２分する想像上の面（本質的にはＸ軸
に泪って存在し、そして放出表面１ＡのＹ　１１１１１
における主要な寸法を２分する）に平行に存在するもの
でるり、そして放出表面１Ａにより注入される少数キャ
リヤのＸ軸方向のベクトルに垂１＃である。ローレンツ
が現われる領域が主放出領域で々いその他の構成では、
想像上の面の配置に関する幾何学的制約はさらにローレ
ンツ場へ適用されるが、しかし、注入において変調され
るべき主要な放出領域へは適用されない。

オフセント電圧の出現を防ぐために、必ずしも必要では
ないが、個々のコレクタ３は、先に述べた想像上の面の
それぞれ反対側に対称的に位置することが、才だ好まし
い。即ち、２つのコレクタ３０間の分離は、エミッタ１
の面１Ａにおける主要外放出表面の寸法を２等分するの
と同じ想像上の而により２分されるべきである。もしこ
の制約が完全に満足され゛なけれは、他方よりも一方の
コレクタにおけるより多くの電流の収集により、；ｂず
か々オフセット電圧が生じるであろう。これは、第１図
に示された負荷抵抗体ＲＬのうち一方をわずかに変える
ことにより容易にノ・ランスされ得る。

実際、後で明らか（でなるように、単一コレクタの装置
も全く良く動作するように構成され得るし、そしてさら
にバランス動作も容易に達成さネイ４する。

適当な電位が負荷抵抗体ＲＴ、を通して大地とコレクタ
接点８との間に印加される。そしてアバランシェ装置に
おいては、アバランシェ条件により、エミッタ・ベース
接合を少数キャリヤの注入の方へ順方向にバイアス１〜
、そしてベース・コレクタ接合を少数キャリヤを収集す
るように逆方向にバイアスする。加速’ｔｋ１６の作用
によりコレクタ・ベース接合付近の領域において起こる
ようｈアバランシェ条件により生成される過剰キャリヤ
もまた収集される。アバランシェでないバイポーラ装置
は後で述べられるようにベース接点及び電源を必要とす
る。

第１図でＰｌ　及びＰ２　と印された領域は、衝撃イオ
ン化促進領域である。それらは、この横型の実施例にお
いてトランジスタ構造体のベースを構成する基板２０表
面の上に存在する酸化物層４中のより薄い領域から本質
的に成る。

さて第２図には、第１図のラインＡ−ＡＫ沿った断面図
が示されている。エミッタ拡散領域１及びコレクタ拡散
領域３は、距離Ｗだけ離され、そして示されているよう
に互いに向い合う方向にされた表面１人及び３Ａを有し
ている、もちろん、第２１ン１に示されているように、
エミッタ及びコレクタの拡散領域の他の表面も存在する
。これらの表向は、第２図に示された底又は互いに遠く
で向い合う背後の表面、及びもちろん第２図には示され
ていないが終端界面である。後で述べられるようｒ（、
この構成例では、エミッタにおける主要な注入をその向
い合う面の一方のみ、即ち１つの１ｍの領域にのみ制御
即ち制限することが、最も望ましいととがわかった。ロ
ーレンツ・ポテンシャルは、そこに現われそして注入を
変調するように適用される。又は、それは、他の注入領
域でも現われ、そして示されるように主要な領域に適用
され得る。ベース接点を適当に位置づけることにより、
又は、エミッタから好ましい領域即ちそれらの面への少
数ギヤリヤの注入の主表面領域を制限するだめの、若し
くは全エミッタ・ベース接合面領域の好ましい領域にの
み有利にする手段を付加することにより、ベースを変更
するための裡々の手段が述べられる。

第２図には、第１図の曲面の位置のために、コレクタ接
点８は示されてい々い。しかしそれらがエミッタ接点に
ついて示された接廃７と類似することは、理解さねるっ
酸化物層４中の助い領域５は、第２図では見える。接地
されだ電極６の作用を通して、コレクタ・ベース接合面
憧域迦くのベース領域２を横すノるキャリヤは、ベース
物質の衝撃イオン化並びに過剰少数及び多数キャリヤの
付随的発生を起こさせるように、加速される。少叡キャ
リヤは、コレクタ６により収集され、そしてコレクタ出
力電流として現われる。以下述べられるように、他方に
対する一方のコレクタで受は取られる電流量の間のバラ
ンスは、主放出表面１Ａで起きる独特の現象により変調
され得る。

Ｐ　及びＢ２　　と第１図では示されている衝撃イオン
化促進領域−ｕｆ＊ｉたエーミンタ１の方を向いている
コレクタ・ベース接合近くでの濃いＰ型のドーピングに
より構成され得る。これにより、一般的なＰ型ベース領
域よりも太α大倉な少数キャリヤのアクセプタア濃度を
生じ、そして衝撃イオン化がこれらのベース・コレクタ
ＰＮ接合面領斌においてより容易に起こるようにさせる
ことになる。

第１図に示されているように、２つの同じ負荷抵抗体九
が、可しクタ接点８を通してコレクタ拡散領域６に接続
される。臨界値より大きな電圧Ｖ　　が、第１図に示さ
れているような領域Ｐ１Ｃ 及びＢ２内のコレクタ・ベース接合で衝撃イオン化を起
こさせるために、印加されなければならない。イオン化
プロセスは、ベース幅Ｗを横切りそしてエミッタ・ベー
ス接合において自発的に注入された過剰の少数キャリヤ
の電子と再結合する多数キャリヤ（正孔）を生成する。

ベース２内でこのように起きる過剰キャリヤの丹結合電
流は、エミッタ電流の主要な要因とがる。エミッタ電流
は、個々のコレクタ電流の合計から成ることがわかる。

もし装置が第１図にボされているように対称的なレイア
ウトで構成されるならば、本質的に同じ静止した血流動
作条件が印加される磁界の存在な１７で起こることにな
る。即ち、もし２つの個々のコレクタ６が、互いにそし
てエミッタ１の放出表面に対して対称的に配置されるな
ら、それらはほぼ同じコレクタ電流を生じることになる
。

さてこの装置で起きる動作的な変換現象について述べる
ことになるが、多少手の込んだことが必要である。多分
直感的に、第１図又は第２図のベース領域の表面に框直
に方向付けられた磁界の適用により、ベース無械を横切
る′電子のローレンツ力偏向を生じ、そして′電流にア
ンバランスにすることに気づくであろう。これは、さら
に、個々のコレクタ６により結局は収集される、Ｐｌ　
及びＢ２の領域における過剰キャリヤのアバランシェ発
生により増幅される。また直感的に、２つのコレクタ′
電流の合計は本質的に一定のままであるように、このよ
うな偏向が起こることに気づくであろう。

続いて示されるように、実質的な電流不均衡が上記支持
された直感的機構とは全く異なる方法によってのみコレ
クタで生じる。実際の変換機構はより精妙であり、そし
て直感的なローレンツ偏向モデルよりもさらにもっと効
果的であり、また新規で今まで全体的には未知の効果で
あることがわかることになる。

動作的な変換機構を確認しそして定めるために、第１図
に類似の多くの構造体が製造された。構成された装置中
で、種々のパラメータが変えられた。

このようなパラメータは、基板の抵抗率を変え、衝撃イ
オン化のだめの促進領域を変え、そしてベースの幅及び
長さを変えるものであった。全ての装置は磁気的に感応
する構造体として動作したが、あるものは他のものより
も良かった。これらの装置の最適化を妨ける根不的な問
題は、磁気的変換機構並びに構造体のアバランシェ電流
及び電圧の特性に対する変換機構の関係についての理解
の欠如から生じているう その特性をより十分に研究するために、テストの目的で
独特な実験的磁気感応性トランジスタ構造体が製造され
た。この構造体は、第１図のそれに類似する平面図で第
６図に示されている。第５Ａ図には、第６図のラインＡ
−Ａに沿った断面が示されている。

第３図及び第６Ａ図を参照するに、２つのベース接点領
域Ｂ１及びＢ２が加わったことを除けば、第１図及び第
２図に示された構造体と本ノＥ的に同じである。これら
の図における他の成分は、第１図及び第２図のものと同
じである。第６図に示された装置については、ベース長
、即ちエミッタ及びベースの接点間の距離は、はぼ２５
μに選ばれている。この基本的な長さは、第４図に示さ
れたのと類似のアバランシェでは垂直（ｖｅ　ｒ　ｔ　
ｉ　ｃａｌ）ＶＩＩｔｐ！ｊ性を生じた。

一連の臨界的な実験が、２つの部分において行なわれた
。最初の部分では、外部可変抵抗体が、大地電位とベー
ス接点Ｂ１　との間に接続された。

実験のこの部分の間では、ペース接点Ｂ２は浮動のまま
にされていた。実験の第２部分では、可変抵抗が、大地
とベース接点Ｂ２との間に接続され、ベース接点Ｂ１は
浮動のままにされた。実験のｉｉｔ＋ｉ方の部分では、
４００ｓｌｎ（１２０πｔ）ガー２　　。

ウス即ち４．０Ｘ１０　　　ｓ＋ｎ（１２０ｙｒｔ）テ
スラのシヌソイド磁界が、トランジスタのベース領域の
表面に垂直なＺ軸に平行に導入された。この時間の間、
抵抗体を通しての大地への抵抗性接続の値は、変えられ
た。

この実験の第１段階の間に、驚くべき結果が得られた。

特に、２つのコレクタ間で測定された磁気応答信号の振
幅は、零地点を通過したし、そしてそれから大地とベー
ス接点Ｂ１　との間に接続された抵抗体の値が変えられ
たときには、信号出力は位相を変えた。この結果は、第
５図に示されている。

得られた信号の零は、絶対的であった。観測された唯一
の信号は、この地点でのランダム・ノイズのものであっ
た。この実験的観測は、装置中で動作する磁気的変換機
構が、夾験的斤分離ペース領域の近接のため、エミッタ
の空乏領域近く又はその中のどこかに位置し々ければな
らない示唆に尋ひいた。出力信号におけるこの郁（、測
さＪ］た位相及び振幅の変化なｄＳｌ、明する仮説が、
以下のように展開された。

エミッタからの注入け、エミッタ・ベース接合１Ａ又は
１１３の幅に浴って定められた放出表面（即ち主注入が
起きるところ）の主軸に浴って変調されると仮定（７て
みる。このｒ　ｇ＋Ｍ　Ｎ、エミッタのこれらの表向で
注入された。少数キ４・リヤのＸ方向ベクトルと相互作
用するＺ方向の４社界成分の作用により、Ｙ　＋１ｊｔ
ｌにら・いて生成されるローレンツ・ポテンシャルのだ
めである。

第３図及び第３Ａ図では、＋ｉｑｈ座標が定義され、そ
してここでは以後法のように固定される、Ｘ軸は、放出
表面に垂直にされそ１〜でコレクタの方へ（最初もしキ
ャリヤがエミッタの背面で放出されるなら、そこから遠
ざかる方へ）移動する少数キャリヤの速度ベクトルの方
向として選択される。

Ｙ　１１１は、少数キャリヤの速度ベクトルを横切るよ
うに選択される。Ｚ軸は、Ｘ及びＹ軸の面に垂直に、即
ち、第１乃至第３の図に示されたような横型装置につい
ては基板表面に垂直に方向付けられる。

注入はエミッタ・ベースＰＮ接合の全表面の（ロ）りで
起っていることになり、そして前の面ＩＡ。

後の而１Ｂ、底の表面及び終端表面でも起こると考えら
れる。しばらくは、説明を簡単にするために前及び後の
而１　’Ａ及び１Ｂに沿って注入が起ることだけを考え
ることにする。Ｚ軸方向の磁気ベクトルに対するベクト
ル積はゼロになり、従ってエミッタの底の表面に関する
方向のベクトルによっては、何もローレンツ場ポテンシ
ャルｉｌ生されないことになるので、底の表面からの注
入は、この比較に対しては無視され得る（しかしその他
のモデルにおいては重要である）。終端表面も、長軸及
び主放出領域の大きい方の長さに沿った注入の主領域に
比べてそれらの小さなサイズのために無視される。

第３図及び第３Ａ図より、エミッタの表面１Ａ及び１Ｂ
を離れるキャリヤのＸ方向のベクトルは反対方向になる
ことがわかる。もしこれら注入されたキャリヤの相互作
用及びｚＩＩＩｌｌＩの磁界成分のためにＹ軸に宿った
エミッタ・ベース接合面領域でローレンツ場ポテンシャ
ルが生じるなう、工εツタ面の幅に宿って現われたロー
レンツ・ポテンシャル電圧の極性は、前の面１Ａでは、
後の而１Ｂに沿って現われたものと反対になることにな
る。

これは、例えば表記ＶＬ並びにエミッタ１の放出口に浴
って位置する市及び狛の記号により、第１図では示され
ている。

ローレンツ場ホテノシャルハ、ローレンツカドは全く異
なるものであることを、明確に理解すべきである。ロー
レンツ・ポテンシャルは電流を含まず、そしてキャリヤ
の速厩及び磁束の密度の大きさにのみ関数である。一方
、ローレンツ力は、電流の関数である、 従って、Ｚ軸方向の磁界成分と相互作用する少数キャリ
ヤの注入により生成されるローレンツ場は、電子、即ち
実際に注入される少数キャリヤの数にもかかわらず、所
与の値となることを理解されたい。

さし当り、主注入領域若しくはその他の所で生成される
このローレンツ場ポテンシャルは、主放出表面に沿った
少数キャリヤの注入を変調すると仮定することにする。

もし磁界がエミッタ・ベース接合で起きる接合ポテンシ
ャルとともに又はさからって作用するなら、ローレンツ
・ポテンシャルがポジティブの場合には、より高い割合
の少数キャリヤの注入がエミッタのｍｌの終端において
起こることがわかるであろうし、また、ローレンツ場が
接合ポテンシャルとは反対に作用する場合には、同じ表
面の反対の終端でそのより低い注入が起きることになる
。即ち、エミッタ表面の一方のＦｉＱでは、ローレンツ
場ポテンシャルは、順方向バイアス・ポテンシャルを向
上させ、そして少数キャリヤのより大きな注入速度を生
じる傾向を有することになる。一方、同じ表面の反対の
終端では、それは、接合ポテンシャルを逆方向にバイア
スし、そし７てそこで起きる注入の量を減少させる傾向
を有することになる。

もし、各々１Ａ及び１Ｂであるエミッタの前及び後の両
方の面が同じ′電流密度でキャリヤをＹ十人し、そして
両方とも同じ硲界ｈｖ分を受けるとすると、コレクタ間
で測定される正味の磁気応答信号は存在しない。反対方
向の：Ｊ−レンツ・ポテンシャルの注入変調効果がコレ
クタにおいて互いに相殺する事になるので、その効果は
観測り能である。

しかしながら、もし全注入が前又は後の放出面にＹβっ
て異なることが見出されるなら、とにかくコレクタ間で
磁気応答信号が測定される。出力応答信号の極性即ち位
相は、注入がエミッタの前又は後の面のいずれに活って
最も有力であるかに４へ存していることがわかる、この
ことは、前又は後から最も有力的に放出きれるキャリヤ
が、第１図に正の記号で示されているように、Ｈ，ｆｌ
ｉｌｌ又は右側において最も輝く放出され、そ１．てべ
電子・物質を通ってコレクタまでの距離を横切ることに
なるからである。コレクタの方へのそれらの移動は、本
質的には、後でわかるように相互作用即ち重要なローレ
ンツ力の偏向なしであり、そして大体同じ速度で起こる
と仮定される多数キャリヤとの再結合を除けば、それら
はコレクタ領域へ到達することになる。

少数キャリヤの主注入がコレクタに面するエミッタ・ベ
ース接合の表面で起きることになり、そして注入の割合
のローレンツ場の変調が、ベース接点Ｂ１及びＢ２を浮
動にしたままで検出され得ると仮定する。後の面に対す
る前の面からの注入の優位が、結果として、コレクタ間
で測定される任慧に示した位相Ａの磁気応答信号を生じ
ることになる。接地された抵抗体にベース接点Ｂ１　を
接続することは、コレクタ近くのイオン化間隔内で始ま
った、ベース領域を横切る正孔の幾くっがを終結させる
ことになる。局部釣力再結合の速度は、接点Ｂ１　とこ
のように接続されたエミッタ・ベース接合の前の面に沿
っての注入を下げることになる。これは、後の而１Ｂで
の注入を本質的には不変のままにすることになる。

以上の仮定及び説、明した実験結果かられかるように、
第４図の零出力１ｃｒｉは、エミッタ・ベース接合の前
及び後の両方の曲における同じ注入及び変調のレベルに
対応することになる。もし後の曲で起きそしてコレクタ
間で測定される信号の動きを左右するようなことが起き
るなら、エミッタ囃ヘース接合の後の而のものに比べて
前の面からの注入レベルにおける減少は、注入の変調を
生じることになる。従って、実厭で測定された出カイぎ
号の応答に関する観測さオ゛シた位相の反転は、仮設モ
ーゾル及び提案きれた物理的な説明と一致しているうさ
て、もしベース接点Ｂ１が浮動状態の１−１′にされて
、ベース接点Ｂ２がｐ１変抵抗体を通して接地されるな
ら、実験的にどのようなことが観測されるかを考えてみ
る。ベースの開いた構ノ戎が、エミッタの注入及び変調
を、もしあるなら、エミッタ・ベース接合の一方の面又
は他方の而に宿っても−）ばら起こるようにさせると、
以ｉｌＩのように仮定すると、後の表面で起きる注入を
減少させることは、前の表面で起きる注入による磁気信
号を向上させることになるべきである。このような結果
は、実験的に確認された。後の表面１Ｂ近くのベース接
点が接地されるときは、位相Ａの信号応答は２倍以上に
される。従って、もし位相Ｂの信号が除去されるなら、
位相Ａの信号が増加されることがわかる。まさに明らか
に述べられた実験は、エミッタ注入のローレンツ会ポテ
ンシャル変調ニついて磁気的変換機構の一般的な位置及
び性質を説明するものであると信する。後でわかるよう
に、エミッタに対するベース接点の位置は、主注入がエ
ミッタから起きるところの面領域を制御即ち制限するだ
めの重要な手段である。

残る問題は、エミッタ注入のローレンツ変調がとこで起
きるか、即ちそれがエミッタ空乏領域内であるか又はそ
の領域のすぐ外であるがということを発見することが望
ましいということであるつエミッタ注入のローレンツ場
の変調を述べるために第１図を参照するに、左側及び右
側のコレクタ６に対するコレクタを汗は、簡単に鴨　及
び１Ｑ　として述べられている。これらは、表示１及び
２により同等の漏わ電流に関係付けられて示さねている
。

＊ 竺垣 Ｉ＝Ｉ　　　　　　ＫＴ １　　　１　　　　　　　　　　　　　＋１１ここで、
Ｉｏ　は、左側のコレクタにおける同等の漏わ電流であ
る。

Ｖ　＊は、ｖｆ、＋ｖＬ（ｙ）の合計より成るペーｅ ス・エミッタ電圧であり、Ｖｆｂはアバランシェ条件に
よるベース・エミッタの順方向バイアス電位であり、ｖ
Ｌ（ｙ）はローレンツ・ポテンシャルである。

注入変調のために利用されるローレンツ・ポテンシャル
は、第１図のＹＡＫ沿った方向のローレンツ電圧ｖＬで
ある。そわば、コレクタ表面の方向を向いて面している
表面上のエミッタ・ベース接合の幅に対応する外形に従
って分配される。２方向の磁界及びＸ方向のキャリヤの
速度ベクトルが与えられると、ローレンツ−ポテンシャ
ルの輪郭ハ、エミツタ１０而１人を横切ってＹ座標に平
行に生じることになる。

第１図に示された座標系の原点は、コレクタの方を向い
ているエミッタ・ベース接合面領域の中心ニ選ばれる。

ローレンツ・ポテンシャルは、対称性を考慮することに
より座標原点ではゼロである。最大のローレンツ・ポテ
ンシャルを生じる放出表面１人を２等分しそして表面１
Ａに垂直な想像上の而が、好実施例において互いに対称
的に２つのコレクタ６を分割するように、コレクタ及び
エミッタが互いに関して方向付けられていることを、思
い出していただきたい。この面は、おわかりのように、
また、放出面１人に沿ったローレンツ・ポテンシャルが
ゼロの地点を通過することになる。このローレンツ・ポ
テンシャルは、主要な注入領域である同じ領域を横切っ
て生成されることは、ここでは強調されるべきである。

しかし、それは他の所でも生成され、そして主要な注入
領域へ適用され得る。

ローレンツ場の大きさΣ（ｙ）は、Ｘ軸（放出表面１人
に垂直な＠）のキャリヤ速度並びにベース領域の表面に
垂直な方向の磁界成分Ｖ　のベクトル外積に依存する。

この磁界ベクトルは、放出表面１Ａに交差する想像上の
面に平行であり、そして放出表面自体にも平行であるこ
とがわかる。

ローレンツ場の大きさは、領域の幅及び平均のキャリヤ
速度に依存し、キャリヤの数には依存しない。前に指摘
したように、ローレンツ力はそうでアルカ、ローレンツ
場ポテンシャルが電流に依存しないことを注意深く観測
することが必要である。

イオン化促進器Ｐ２を有するコレクタの方へ向いている
、エミッタＰＮ接合表面の右側半分に浴°て生じる°−
ｖｙｙ　＊Ｍテア’／ｆ）ｂＶＬ２　は・以下のように
表現され得る。

イオン化促進器Ｐ１を有するコレクタの方へ同いている
、エミッタＰＮ接合表面の左側半分に溢ここで、Ａｙは
、単位ベクトルと、’ｙ　ｆ）、、’積１で、あ。

る。

これらの式から、ローレンツ場ポテンシャルが、放出表
面のＹ軸方向の大きさの増加とともに直線的に増加する
ことは、明らかである。注入しているエミッタ表面のい
ずれか半分に沿って生じる、平均的なローレンツ場ポテ
ンシャルハ、士Ｙ。／２のＹ座標に宿って測定された場
所において生じた値の半分になるであろう。従って、こ
れらの平均値なローレンツ場ポテンシャルは、式（５）
及び（６）に示されるように表現され得る。

■　＝−Ｌ−Ｌ　　　　　　　（６） １　　４ ここで、Ｙ　は、エミッタの最大の全幅である。

キャリヤ速度のベクトルに垂直なエミッタ表面の最大の
大きさを横切って最大となるような、キャリヤ速度ベク
トル及び磁束磁界の方向のいかなる配置に対しても、あ
る最大のローレンツ・ポテンシャルが生じることになる
ことは、明らかである。

先に与えられた弐（１１及び（２；は、もはや、ベース
からエミッタへのポテンシャル電圧について、！９１与
の定義を考慮して展開される。この倉しい車圧は、式１
７＋及び（８）により示されるように、ベース・エミツ
タ１１貝方回バイアス電圧にローレンツ場ポテンシャル
を力０えたものにメ黛しくなる。

認識することにより、式（７）及び（８）は、さらに簡
略化される。従って、 ｑＶｔ、（ｙ） Ｉ　　（ｙ）＝ｒ　　　ｅ　　ＫＴ（９１１Ｃ１０ ｑＶｒ、（ｙ　） ｒ　　（ｙ）＝ｔ　　　、　　ＫＴ　　　　　　　（圃
２ｃ２０ ここで、 ヂ仇 ＫＴ ｒ　　＝Ｉ　　＝Ｉｅ　　　　＝Ｉｃ Ｃ１０ｃ２００ 式（９）及び００）の間の差をとることにより、式（１
１）により示されるような差電流を得る。

ここで、創見は、平均のローレンツ・ポテンシャルであ
る。

式旧）では、因子２Ｉ　は、ペースの開いた構成におい
て与えられるエミッタ電流■　に等しいことにｇ、意さ
れたい。しかしながら、エミッタ・電流でけ力くてコレ
クタ電流の項で差電流を表わすのが適している。２つの
電流は、ペース電流■５の値だけ異なっている。式（５
）を式（１１）に代入することにより、式（１２１を得
る。

ｖ　ＲＹ ΔＩ　＝２Ｉ　　５ｉｎｈ　（）　　　　　（１２）Ｋ
Ｔ 以上の式から、エミッタ注入のローレ／ツφポテンシャ
ル変調が、実際、非常に効果的な変換機構であることは
明らかである。応答に関する感応性の軸を最適にするこ
とは、エミッタ注入、又は少なくともエミッタ注入の対
電有力な部分の位置を制御することに依存する。

ローレンツ・ポテンシャルの差は、電流変換の最大効率
が式（１３）により示されているように定在される電流
差へ指数関数的に変換されることになる。

式（１々から明らか外ように、第１図に示されているよ
うな装置において誘纒される差電流は、’　Ｚ　１ｌｉ
ｌ＋に対しては、キャリヤ速度に依存することになる。

注入されるキャリヤは、通常、エミッタ・ペース接合に
より形成される表面に対して垂直に注入される。これ故
に、それらの速度ベクトルは、その表面に対［７て垂直
に向くことになる。ローレンツ・ポテンシャルが−より
も小さいとすると、差′市流ハローレンツ・ポテンシャ
ルに関して直線的に変化することになることは、式（１
１）から明らかである。

第１図のコレクタ端子Ａ及びＢの間で測定される差の磁
気的信号電圧は、式０２１に示された信号電流と第１図
の負荷抵抗体ＲＬの値との単なる積ではない。第１図に
示されているような横型トランジスタがアバランシェ・
モードで動作するので、コレクタ間には比較的低いイン
ピーダンスが現われる。インピーダンスは、アバランシ
ェ抵抗ＲＡとして定義され、２乃至６ミリアンペアの公
称コレクター；流では５００Ω程度である。アバランシ
ェ抵抗は、第４図に示されているような垂直のＶ■特性
を本質的に表わす装置に典型的である。

所与の装置についてのアバランシェ抵抗は、外部から印
加されたベース市、流に応じてコレクタ市；流の関数と
１７てアバランシェ・コレクタ・ポテンシャルの偏差を
仕測することにより、実験室において容易に測定され得
る。９１部ベース電流を導入することは、エミッタ注入
を変調することに応答してコレクタ電圧の変化を装うこ
とになる。アバランシェ抵抗が比較的低い値であるとい
う事実は、寄生容」ｆ（の効果を最小にし、そしてそれ
故に、この型の装置のＭｊ周波数Ｈｈ力を部分的に説明
することになる。

アバランシェｌ’ｌ　ｈ’Ｌ　ＲＡについての５００Ω
という数字は、分析の部分でｉｄずつと用いられること
になる。その導出は、将来の鏑文の快旨とガるであろう
が、しかし、実際に観ｄ１１１された抵抗が分析に対し
て使用されイ！Ｉるので、ここでは上記導出は必要でな
い。、 観測された現ｐに対する仮定の説６明、並びに、磁気的
変換機構がエミッタ・ベースＰＮ接合に位置づけられる
らしいことを示すのに役立つ仮定を実証すると思われる
実験的説明が与えられた。上記式（１カは、問題にされ
ている領域における磁界の印加により誘導されるコレク
タの差電流を表わしている。本発明の説明のこの部分に
より答えられるべき疑問は、どのキャリヤがローレンツ
・ポテンシャルに関係し、そして正確にどこにそれらが
位置しているかということである。

式ｔ１２１では、Ｘ軸方向のキャリヤ速度を除いて、パ
ラメータの全てはわかっている。不発明の説明のこの部
分の目的は、エミッタ空間電荷領域をキャリヤが横切る
のは、エミッタ注入のローレンツ・ポテンシャル変調が
原因であって、エミッタから拡散しそしてエミッタ空乏
領域外のベースで再結合するキャリヤが原因ではな−と
いうことを示すことでめる。この仮定を証明するために
、過剰のキャリヤの拡散及び再結合の効果による、エミ
ッタ空乏領域のすぐ外のキャリヤの平均拡散速度が計算
されることになる。それから速度のこの式は、式（１２
１に代入されることになる。差の出力電圧についての式
が明らかにされ、そして実際の実験結果と比較されるこ
とになる。

この比較に続いて、もしエミッタ空乏領域の一部分を横
切るキャリヤがほぼ１０７ｃｍ／抄の最大熱飽オロ速度
に達するなら、結果として生じるであろうところと同じ
出力信号ポテンシャルについて計算が行なわれることに
なる。

この提案された分析の最初の部分でに、エミッタ空乏領
域を横切るキャリヤの平均速度は、ベース領域のエミッ
タ注入における拡散電流によるものと仮定する。このよ
うな状況に対しては、エミッタ空乏領域中を流れる電流
はエミッタ空乏領域の縁部における拡散電流と同じであ
るので、箇い空乏電界はこの分析においては無視される
ことになる。従って、 旧１ 平均速度Ｖについてｔ１４１　’！ｒ　ｍ　＜ことによ
り、ここで、 ｑｖｅ　ｂ Ｔ「 ％；　（０）−Ｎｂ、、　（ｅ　　　　１　）Ｄ　−□
　μ μは、　コレクタのアバランシェ条件によりベース領域
内で生成される過剰の正孔及び電子の実効移動度である
。

Ｎｂ　（ｘ　）は、位置の関数である。ペース領域内の
過剰少数キャリヤの儂度である。

Ｐ、　（ｘ）は、位置の関数である、ペース領域内の過
剰多数キャリヤの濃度である。

過剰キャリヤについての多項式が他の論文において既に
明らかにされており、以下のように要約される。それら
の専用は、゛（こでは本質的では浮く、それ故に省略で
れる。

Ｎｂ７（ｘ　）−Ｎｂ　（′ｏ）　（１ｎ４）ｎ（１６
ａ）ｐ；　＜ｘ　）＝　Ｎｂ′（ｏ　）（１＋ａ　（ｙ
−）　ｌ　　　　　　　　（１６ｂ）ここで、 ８＝１−α。

α、は、キャリヤの輸送因子 Ｗは、横方向のベース領域の長さ 式（１６ａ）及び（１６ｂ）の２が関数を計算して、Ｘ
が０であるＸ軸上の所有の位置に対する式の数値を求め
ると、以下のようになる。

典型的なアバランシェ条件に対しては、電流輸−１ 送因子α、　〈〈１は、１よりもずっと小さく、従って
、方程式（１７ａ）で表わされる式が、最も不力な因子
となる。

式（１７ａ）を式（１５）に代入することにより、平均
拡８＝１−α。

式（１８）（７）数値を求めると、２Ｘ１０４ｃｍ／秒
の平均拡散速度は、エミッタ空乏領域の縁部を離れる少
数キャリヤについて妥当であることがわかる。

しばらく、指数ｎが電流に依存するという事実を無視す
ると、式ｔ＋８１により与えられる拡散速度は、本質的
にコレクタ電流に独立である。

式（１８）を式＋１２１に代入し、そしてＤ　を（ＫＴ
／ｑ）＊ μ　で置き換えると、コレクタの差電流に対する次の式
を得る。

°′・　　・　　　　４、。

△Ｔ　＝　２１５ｉｎｈ　（５；−Ｂμ）式（１９にア
バランシェ抵抗因子ＲＡを掛けることにより、信号出力
′電圧に対する次の式を得る。

ΔＢ＝２　ＲＡＩ　ｏＳｉｎｈ　（７ｉＢ　Ｉｔ　）　
　　　　（２［１１式ｔａｌｌ）は、次の公称の条件に
対して以下のように数値を求められる。

Ｒ，＝５０００ ３ Ｉ　＝５刈ＯＡ ｎ　　＝　　４ Ｙ、／Ｗ＝１ ８ Ｂ＝１０　　　Ｖ−秒／ｃｍ２／ガウスμ＝　５００　
ｃｍ２／　Ｖ　−秒 ＊ △Ｅ　＝　１．５ｘ１０−５Ｖ／カウスー０．１５　Ｖ
／テｘう（２１）出力信号電圧△Ｅは、実験室で実際に
測定された値よ抄も２桁小さい。それ故に、再結合速度
■が余りにも小さいので測定された装置の感応性を説明
できないと結Ｂｍされる。

もしエミッタ空乏領域の一部分を横１；Ｑるキャリヤが
、はぼ１０７ｃｍ／秒の熱飽第１１速度（半導体物質に
ついて存在すると知られている、′電界Ｉａ＋＋ｔに対
する典）（す・的なキャリヤ速度に関する第６図を参照
されたい）に又はｉｆｃ＜に維持されるなら、第１図に
示されたようなこの装置について予期される出力′電圧
について考えることにする。

この場合には、式（１２）は次のようになる。

△Ｅ＝２Ｒｒ　５ｉｎｈ　（−”　　Ｖ　Ｂ　Ｙ　）　
　　Ｃ１’１ｌＡＯ４ＫＴＳ７．０ 式ｔＺ２１の数値を求めると、 Δｇ＝３．５Ｘ１０−６Ｖ／ｌｊ’）ス＝６５Ｖ／ｆス
ラ　−２３１ここで、 Ｒ＝　５０００ 一ろ ■　−６×１ＯＡ ＫＴ／ｑ　＝　［：１．０２６　　ｅ、Ｖ。

式＋２３１により予想される磁気信号電圧差は、はぼ６
ミリボルト／ガウスである実際に測定された値に非常に
近いっ 実験証拠及び上記の計算に基づき、磁気的変換機構は、
エミッタ・ベース空乏領域内そして特に空乏領域の電界
及びキャリ〒速度の両方が最大値に達する確率的（５ｔ
ｏｃｈａｓｔｉｃ）ＰＮ接合近くに存在すると、結論さ
れる。

キャリヤ速度が、エミッタの注入表面に垂直に方向づけ
られていることを認識することも、また重要である。

次にエミッタ空乏領域内のキャリヤ速度が検討される。

第６図は、シリコン及びヒ化ガリウム両方における電子
及び正孔に関する′Ｌｋ界に対するキャリヤ速度の典型
的なグラフである。このり゛ラフは、当分野の一般的ｊ
１％考文献である”Ｓｅｍ１ｃｏｒ＋ｒｌｕｃｔ＋＋ｒ
Ｐｈｙｓｉｃｓ”ｂｙ　　Ｓｚｅ　　の５９頁から得だ
ものである。この参考文献から、′電子はｌＸ１０’Ｖ
／ｃｍ　と同じ位の低いＬＩＬ界に対して熱飽第１１速
度に維持されることは全く明らかである。しかしながら
、シリコン中のＩＦ孔は、同じ熱飽オロ速度を達成する
のにほぼ１０５■／ｃｍの電界を心安とする。この観測
並びに、ＮＰＮ及びＰＮＰ両方のシリコン磁気トランジ
スタ構造体に関する経験に基ついて考えると、本発明に
よるアバランシェ若しくは非アバランシェのどちらの装
置ｄについての使用に対しても、ヒ化ガリウムは尚速度
及び電界の特性に関し最も有望であると思わねる。ヒ化
カリウムにおいては、はぼ４　Ｘ　１０　　Ｖ　／　ｃ
ｍ　の゛山；界では、゛亀子について２　Ｘ　Ｉ　Ｄ　
　ｃａｎ／抄の飽オ［１速度が予想される。この物質は
、１０３Ｖ　／　ｃｍ　　と同じ位い低い所与の電界で
は１０ｃｍ／秒の速度を続いて示すものである。

さて、順方向バイアスされたエミッタ・ベース接合ポテ
ンシャルが、アバランシェ条件により又はベース電流に
よりどのような影響を受けるがということ、そして空乏
領域内の電界が正味のバイアス中ポテンシャルでどのよ
うに作用するがということについて考えることにする。

従って、バイポーラ及びアバランシェの型の装置が両方
とも含まれる。

アバランシェ装置中を流れるコレクタ電流は、本質的に
は（Ｍｕイオン化により生成される過剰キャリヤの再結
合による。過剰キャリヤの再結合電流は、ベース領域の
一番端即ち、Ｘ　＝　０１及びＸ＝Ｗの位置における拡
散電流間の差に等しい。Ｘ−Ｗにおける拡散電流は、輸
送因子αｎ−１だけ注入電流から減らされる。完全な破
壊より下の公称アバランシェ電流レベルに対して、輸送
因子がベース領域のコレクタ端部において１よりもずっ
と小さいので、Ｘ＝Ｗでの拡散電流は、Ｘ　＝　Ｑ）の
位置であるエミッタＰＮ接合におけるものに比べて、取
るに足らない。この結果、ベースの開いたアバランシェ
・トランジスタ装置ｔｆ＃中を流れるコレクタ電流は、
Ｘ−０・の位置における拡散電流を試験することにより
、きちんと近似されイｎる。ヤれ故（ｌ（、式シ４）は
、式（１７８）を考１・どして次のようになる。

＊′ａ Ｉ　＝　ＮＡ　ｑ　Ｉ）　Ｎ　（ｏ）−ＣＩＦ＋）Ｏｅ
　　　　　　ｂ　　　Ｗ Ｎ（ｏ・）について式（２５）を解くと、そ１７て、１
＠方回バイアス・ボテノシャルＶｆｂニついて式（２ｈ
）を屏くと、 ベース・エミッタ接触ポテンシャルｖは、知られており
、そして次のように与えられる。

ＶとＶｆｂＯ差をとると、エミッタ・ベース接合を横切
って生じるＷ味のポテンシャルについての次の式を得る
。

Ｎ　　り（ＮＡ　Ｎ　、’　（ｏ　）　　に対してこの
式は、≠Ｍ≠辻ミアミアバランシェ非アバランシェの磁
気トランジスタ装置について、本質的に同じである。所
与のコレクタ電流Ｉ　に対しては、筒い空乏領域電界及
び高いキャリヤ速度を維持するために、実際と同じ位い
大きな正味の接合ポテンシャルを装置が維持することが
望ましの項で以下のように与えられる。

ここで、 ＮＩ）は、エミッタのドナー濃度、 Ｎ　は、ベースのアクセプタ濃＋ｙ。

式シ９）を式（３１＋１に代入し、Ｎ、はＮＡよりもＷ
ｌ’常に太きいと仮定すると、次のようになる。

典型的なコレクタ電流の条件を力えることにより、１０
　　Ｖ／ｃｍ　と同じ位の強さの電界が認ｉ成され得る
。弐Ｃ！！！ｌ）及び（３１）から比軟的強い接合′電
界を維持するためには、エミ・り領域を非常にドーマ。

することが望ましいことは、明らかである。

まだ式シ１（）から、もし少数キャリヤ濃ｉｆ、Ｎｇ（
ＩＱ）がドナー（濃度Ｎゎに等しいなら、エミ　ツタは
市１子の注入を止めることに斤ることも明らかである。

さらに、式１２ｂｌで与えられる少数キャリヤ濃度が１
・゛ナー濃ＵＮ　　に近づくと、エミッタ空乏領域内の
電界はキャリヤ速度とともに減少することになる。

このために、１０１９ｃｍ−６よりも大きなエミッタｅ
ドーパント・レベルを有するｉ二とが望捷１．い。

以上の全ての分析から、他の′＋県域ヅ）＼らの低下を
受けずに変調された信号が達面されるように、最も有用
な装置は、少数キャリヤの最も有力なエミッタ注入が起
こる領域を制御する何らかの手段を使用することになる
ことは、明らかである。エミッタ・ベース接合領域め注
入の主領域を全領域よりも小さなある部分に制限するよ
うな制御乃至は傾向を有するある手段が作り出されなけ
ればならない。簡単にわかるように、幾くつかのこのよ
うな手段が見出された。しかしながら、所望の出力に寄
与しないような、エミッタの他の領域からの注入の効果
をさらに十分考えることが、まず必要である。

しけら〈式（１２）を参照するに、磁気的４６号の差電
流は、少なくとも次の因子に比例することは、明らかで
ある。即ち、コレクタ電流、キャリヤ速度、及びローレ
ンツ電圧を生じる放出表面についてのローノンツ外形部
分の幅Ｙ　である。式αａを展開１７た分析は、エミッ
タ・ベース接合における全ての退化した（ｄｅｇｅｎｅ
ｒａｔｅ）注入を無視した。

退化した注入は、コレクタにおける信号電流を等ひかな
い、即ち実際にはもしあるなら反対方向を同〈信号成分
を専びくこと（・こ庁る。反対を向いていない（ｎｏｎ
−ｏｐｐｏｓｉｎｇ）ｉ珠化（７たエミッタ注入は、次
の式により定義される全領域の一部分と１７で放出領域
に関係つけられた因子たＶア、弐（Ｉ（＋により与えら
れる軍流変侠効朱を減らすことが、示され得る。即ち、 ここで、 ＊ Ａ　は、注入についてのローレンツ電圧変調が起こり、
そして位相Ａの型の応答を屏くエミッタ領域の面積であ
る。

Ａ　は、注入の起きる工ζ“ツタの乍世域の■積である
注入工ばツタ′ｐＪＪＪ或の部分は、所望の磁界Ｖζ垂
直では人いかも知才′シない。

第６図に示された装置に関する上記１．た実験は、コレ
クタへ向いている好１１．い憤域ヘエミノタ江人を制御
すること即ちほぼ郁］１暇することは、行なわれるべき
であること、そして、エミッタ・ベース接合のその他の
ところでの注入は、ＩＩＩ制御を行なうローレンツ・ポ
テンシャルを生じる目的を除いて、抑制される即ち妨げ
られるべきであることを、証１す日、た。燈′屯流△Ｉ
は、変調可能なコレクタ電流にＩＣ１，＃’ｌ：比例す
ることは、弐圓より示される。

先に与えられた式（２９は、Ｘ　＝　ｏの位置でのベー
スに注入される少数キャリヤ濃度の項におけるエミッタ
屯（ｌｔを表わしている。所与のエミッタ拳ベースＩＩ
０方向バイアス・ポテンシャルに対して、少数キャリヤ
の注入速度は、その接合におけるアクセフリａ１．ｆｆ
ＮＡにより逆比例に制御される。このことは、式關によ
り要約されている。

コレクタの方を向いていないエミッタ接合領域における
注入から起こる、即ちローレンツの注入変調効果に応答
しない退化した磁気信号成分は、抑制され得るしまたさ
れるべきである。接合面に清って亮注入及びローレンツ
注入変調が所望されることを除いて、エミッタ拡散領域
の回り及びその真下にＰ＋型の非常にドープされたアク
セプタ領域を提供することにより、実際には、それを囲
むことにより、抑制は達成される。局所化された注入制
限手段についての技術は、第７Ａ図に示されている。主
要注入領域からの注入を変調するために用いられるべき
ローレンツ・ポテンシャルを発生するためには、商いレ
ベルの注入を有することは必要ないことは、明確に理解
されるべきである。主要注入領域への適用のために非常
に効果的な変調するポテンシャルを生じるためには、ロ
ーレンツ・ポテンシャル領域においては、比較的低いレ
ベルの高速ｔＷキャリヤ注入のみが必要である。

第７Ａ図は、第１図乃至第３図に示されたものと類似す
る装置の平面図であり、この図では、エミッタ１の面１
人以外の全てを囲むような、畝注入抑制ポケット・ゾー
ン９を含むことが、示されている。第７Ａ図に示された
装置の断面は、畝ポケットの性質がより良く理解され得
る第７Ｂ図に明らかにされている。コレクタ６の方へ向
いているエミッタ・ベース接合領域の部分がＰ＋ポケッ
トの外側になるように、エミッタ拡散領域１は、Ｐ＋ポ
ケット９に対して位置付けられている。これにより而１
Ａは露出されたままで、そしてエミッタ拡散領域の他の
全ての表面は、ポケット内に存在する。エミッタＰ＋ポ
ケット領域は、注入が次望される通常のＰ″−型ベース
領域２よりも、少なくとも１桁大きなアクセプタ濃度を
有するべきである。

エミッタ・ベースＰＮ接合の選択された領域において最
も有力に起こるように注入を局所化するだめの代りの手
段は、第８Ａ及び第８Ｂの両図に示されている。第８Ａ
図に示された構成では、コレクタ・ベース接合の方へ向
いているエミッタ１の前の面１Ａを分離するベース領域
中を除いて、基板２内の至る所で連続的に濃度を上げら
れたアクセプタ・ポケットを形成するために、ベース材
料をなすシリコン基板２は、全面的なアクセプタ・イオ
ン甘が提供されている。第８Ｂ図では、畝ポケットは、
またエミッタ拡散領域の底の面においてｇ９な少数キャ
リヤの注入を防ぐのに、十分な深さを有する、 局所化されるエミッタ注入をある程変制御乃至。

は影響を与えるために用いられる他の方法も存在する。

この制御手段は、アバランシェ条件下で動作する装置の
ベース領域へ作られた接点の位置に依存している。例え
ば、第１図に示された横型バイポーラ・トランジスタを
考える。ベースについての接点（図示されず）は、コレ
クタの後でコレクタ拡散領域の近くに作られる。ベース
接点領域の長さは、エミッタ拡散領域の長さに本質的に
等しい。ベース接点は、コレクタ及びエミッタに平行で
あり、コレクタからよりもエミッタから遠くなっている
。乙のようにベース接点を位置決めすることは、コレク
タに向いているエミッタ・ベース接合領域における注入
を有利にする傾向がある。

また直観的に、エミッタ及びコレクタの間にベース接点
を設けることは、所ＷＧれるようにエミッタの前面での
注入に有利となることがわかる。しかしながら、この技
術は、非常に高いレベルの注入ノイズを導くことが、実
験的に明らかになった。

第１図の同じ横型バイポーラ・トランジスタは、垂１自
な注入特性、即ち、エミッタ拡散の底の表面における最
も有力な注入を現わすようにされ得ることは、また実験
的にわかった。この作用は、前に述べたように、コレク
タ（即ち、ベースとエミッタとの間にコレクタが存在す
る）の後にベース接点を設けることにより達成された。

しかしながら、接点の位置は、エミ／りからかなりの距
離、典型的には基板（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ）の厚さ程
度の距離、離れていなければならない。同様の結果は、
エミッタのＩＣぐ下の基板の背面にベース接点を作るこ
とにより達成され得る。ベース接点をコレクタからより
もエミッタから遠く離して設けること、そ１て好ましく
は、ベース接点とエミッタとの間にコレクタを有するこ
とが、望ましい。

このベース接点制御技術は、主江入表面に平行に方向付
けられた磁界に対して感応する使用ｃｉｆ能バイポーラ
・トランジスタ装置を導く。しかしながら、この技術の
みを用いる場合の結果は、注入を地域的に制御すること
により達成されるものよりも劣っている。初めに不した
ように、これは、その他では注入を県東すること、即ち
、エミ、り拡散領域と接触（２て選択表向を囲むベース
領域内でドーピング・レヘルヲ型加すること（Ｃより、
又は選択的ドーピングにより注入を同上させることによ
り、いずれによっても行なゎ〕′Ｌ得る。

両方の注入制蛸１技術は、潰れた結果を伴なって同時に
実施され得るし、そ１．て後で４”＜られる好ましい実
施例では、両方の技術が用いられる、エミッタからの少
数キャリヤの注入についての主領域を全エミッタ・ベー
ス接合のうちの特定されたより小さ′□Ｓへ分に限定す
る以上の手段は、次のような式（幼中で与えられる比を
最大にする方法を提供する。即ち、 Ａ＊ この比の最適化は、最も感応する単軸性の磁気感応装置
を辱く。

まさに述べられた基本的な変換機構には、ある含蓄が存
在する。基本的な機械は、エミッタ注入のローレンツ場
の変調として示されている。それは、種々のアバランシ
ェ型磁気トランジスタ構成を検討することにより発見さ
れた。発見を導びくに至った詳細が、以ト与えられた。

しかしながら、根本的な機構の使用は、アバランシェ装
置又はアバランシェ装置の作用に限定されない。

２重若しくは単一のコレクタを有する多くの最適なバイ
ポーラ・トランジスタ構造が、この機構を使用する本発
明により構成された。これらのセンサーの構造は、基本
的には、３端子に対するものとして４端子（率−コレク
タを有するものは６端子）の装置であり、ベース接点は
電流が供給されなければならないので、２つのコレクタ
を有する典型的なアバランシェ・トランジスタ構造の装
置である。

横型又は縦型即ちエピタキシャルの両構造形式の２つの
基本的な非アバランシェ・トランジスタ構造は、すぐに
示され得る。両方の構造についてハ、ベース長Ｗｂは、
アバランシェ・トランジスべきである。電流利得因子β
≧１を実現するためには、短いベース長が必費とされろ
うこれに対して、衝撃イオン化促進領域におけるアバラ
ンシェ効果は、はとんどのキャリヤが領域に実際には達
しないのを本質的に単位転送特性捷で増力−＋させるこ
とになるので、アバランシェ・トランジスタ装置ではβ
は１よりもずっと小さくなる。

ベースにおける注入の主領域をエミッタ・ベース接合の
１部分にのみ限定する地域的手段は、以上述べたものと
似ており、そし１また、非アバランシェ装置の最適化に
対（７ても本質的で２うる。第９Ａ図は、基本的な横型
非アバランシェ磁気トランジスタ装置ｕをボしている。

ベース侵ｗ　がほぼ６μ乃至はそれよりも小さくそして
ベース接点領域１０が付加されたことを除いて、構造は
、第７Ａ及び第７Ｂの両図に示されｆｃものと非電に類
似している。

第９Ｂ図に示された第９Ａ図の装置の断面図がられかる
ように、Ｐ＋ポケットよりもより低いＰ１、て第９Ａ図
で認識される領域を除いて、Ｐ＋抑制ポケットは、エミ
ッタ及びコレクタの両方を完全に囲Ｘ７でいる。

装置は、アバランシェ−コレクタ・ポテンシャルよりも
下で動作するので、イオン化促進領域若しくは手段は何
も、コレクタ・ベース接合には必要とされない。示され
た構成では、例えば、エミッタ１は、矩形形状であり、
そして注入制御Ｐ＋ポケットｉＪｔ域９中へ拡散されろ
う装置の構造は、ベースの表面に垂直に印加される、即
ち第９Ｂ図に示されたような垂直な方向における磁界に
感応するものである。コレクタ電流Ｉ　は、ベース接点
１０を通ってベース端子に印加されるベース電流■βに
比例する。前記のような方法でコレクタを向いている局
所化されたエミッタ・ベース接合領域の最大の大きさに
椙って、少数キャリヤの注入のローレンツ変調により、
コレクタの差電流が誘導される。差１Ｊｆ、流の大きさ
は、次の式により与えられる。

ここで、 βＩは、コレクタ電流である。

βは、″山、流利イ４＋Ｉ　／Ｉ　″′ｃ矛〕る。

ｂ 電流変換機構の効率は、等しい静止状態の１１九条件に
対して、アバランシ了・トランジスタ装置について導出
されるものに類似している。即ち、βｉ、＝　Ｉｏ　　
に対してて゛ある。工ζツタ注入の同じ局所レベル即ち
抑制が１だ仮定される。、、複数のコレクタ又は単一の
コレクタの方へ向いているエミッタ・ベース接合表面の
部分のような表面領域のある１範囲からの放出により、
エミッタ電流が占められるときには、磁気変換効率は最
大にされる。

ローレンツ・ポテンシャルを生じるために用いられる注
入エミッタ表面における速度ベクトルは、最も感応する
磁気軸を決定することになる。

例えば、もし注入がエミッタ１の底の表面において優先
的に起こるように制御されるなら、装置は、Ｚ軸よりも
むしろＸ軸方間の磁気成分に最も感応することになる。

このような装置は、第１４Ａ及び第１４Ｂ並びに第１５
Ａ及び第１５Ｂの各図により示される。他の領域におけ
る注入を変調するために、底の表面の注入により生じる
ローレンツ・ポテンシャルを用いる装置は、第１６乃至
第１９の図において示されている。

コレクタ端子に現われる差電圧に対する式は、弐ｃ３４
）に負荷抵抗ＲＬｆ４：掛けることにより得られる。

それは、次のようになる。即ち、 もし負荷抵抗ＲＬが前記のアバランシェ抵抗ＲＡに値が
等しく設定されるなら、この横型非アバランシェ・トラ
ンジスタ装置の磁気的変換差電圧は、アバランシェ装置
のそれと類似する。これらの装置の上限カット・オフ周
波数は、アバランシェ・トランジスタ装置については、
１００メガヘルツ乃至はそれ以上の範囲になることが、
分配された容量性効果に基づきそして遷移時間の考え（
ｔｒａｎｓｉｔｔｉｍｅ　　ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏ
ｎｓ）には基づかない非アバランシェ装置については、
多少小はいことが予想される。非アバランシェ型の装置
の周波数応答を向上させるためには、６００Ωのような
低抵抗値が負荷抵抗体ＲＬに対して用いられなければな
らない。

初めに言及したように、こルらの装置ｈ１の縦型即ちエ
ピタキシャルの構造体も寸だ使用口］能であり、そし、
て以下に示されるように構成された。

第１ＯＡ及び第１０Ｂ並びに第１１Ａ及び第１１Ｂの各
図は、と会憑妊ま褐垂１１に集積された非アバランシェ
磁気センサー装（ｄ−についての平面図及び断面図を概
略的に示す。主要な注入エミッタ表面は、コレクタを向
いており、そ１．てほぼ２μの厚さのエピタキシャル成
長したＰ−型のベースにより、矩形形状のコレクタの下
乃至は上に配置される。

装置は、基板表面に対１．ては平行に、そしてキャリヤ
注入ベクトルに垂ｌ＃Ｉ−な矩形エミッタ拡散領域の最
大の大きさに対］７ては垂直に印加される磁界に感応す
る。第１ＯＡ及び第１０Ｂの両図では、キャリヤ速度ベ
クトルはＺ軸に平行に方向付けられろうそして差の電流
及び電圧の応答信号は、式０４）及び（３５）谷々によ
り与えられる磁気変換機構から碑・びか扛る。

Ｐ＋ポケット領域９は、第１０Ｂ図に示されたような注
入をエミッタ１の底の表面である表面１Ａに限定するた
めに、エミッタ１の側面を囲んでいる。

第１１Ａ及び第１１Ｂの両図は、コレクタ６がエミッタ
領域１の上に存在する構造である逆の型を示している。

この構造では、ベース即ち基板自体は、第１１Ｂ図に示
されているようにコレクタ６を向いている注入の向上を
はかる窓領域を提供するＰ−物質のエピタキシャル層に
おける追上表面１Ａを除いて、全ての表面で工εツタを
囲むＰ十物質であり得る。

第１０Ａ図乃至第１１Ｂ図に示されている装置について
は、エミッタ注入をＸ−Ｙ平面に垂直なＺ軸に存在する
ように抑制することにより、高い磁気感応性が達成され
る。例えば、エミッタ拡散領域１を囲み、そしてエミッ
タ拡散領域の深さと同じ深さを有するよりなＰ＋ポケッ
トの使用により、第１０Ｂ図のエミッタの周辺あたりで
注入が抑制される。

第１１８図では、エミッタ拡散領域１の後の表面及び縁
部における注入け、エミッタ自体が拡散されているＰ子
基板の大針のドーパント・レベルにより抑制される。

これらの手段により、エミッタ注入及び結果として生じ
るその注入のローレンツ−ポテンシャル変調は、コレク
タの方へ向いているエミッタの全ＰＮ接合領域の表面に
、本質的に限定されることになる。垂直に集積化された
構造体の両方とも、１０以上の電流利得因子βを表わし
、そして高い磁界感応性を示す１、 第１２Ａ及び第１２Ｂの両図は、一般的に示したもので
、他の公９；１１の磁気的感応装置から今迄説明した装
置を区別するだめの根拠を提供することを意味するもの
である。これらの図及び以下の説明かられかるように、
物理的な方位、及びエミッタに対する単−若しくは複数
のコレクタの位置、並びに磁界に対する感応軸は、゛当
該の装置のすべてにおいて公知の装置と異なっている。

第１’２Ａ図は、ここで構成でれた典型的な装置 置の部分的な平面図を示す。Ｐ　ポケット９は、コレク
タの面即ちコレクタ３の面６Ａを向いて方向付けられた
表面１人を除いて、全ての側面でエミッタ１を囲む。注
入表面１人の最大の大きさは、長さＷであり、そして対
応する最大のローレンツ・ポテンシャルｖＬは、第１２
Ａ図に示されているように、その幅を横切って現われる
。想像上の面２が、エミッタ領域即ち主エミツタ領域の
最大幅を垂直に２等分して示されている。それはまた、
定義により、ポテンシャルの等清面が（ｅｏｎｔｏｕｒ
　　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）、ローレンツ９ポテンシヤル
が横切って現われる幅の中間地点で０とナルノで、ロー
レンツ・ポテンシャルの等清面（Ｌｏｒｅｎｔｚ　ｐｏ
ｔｅｎｔｉａｌ　　ｃｏｎｔｏｕｒ）を２等分する。平
面２は、また第１２Ａ図に示されているように２つのコ
レクタ３を分離する。これらの図において、ローレンツ
９ポテンシヤルが現われる領域と主要力注入領域は同じ
である。後で明らかになるが、これは必ずしも必璧では
ない。

第１２Ｂ図に示されているように、而１Ａと（７て定義
されたエミッタ１の面は、王にＸ方向にキャリヤを放出
し、そして最大の大きさＷを有している。ローレンツ・
ポテンシャルの等＋ｔＮ面はこの最大の大きさを横切っ
て現われる。この装置は、ＸＹ平而面垂直に方向付けら
れたＺ軸の磁気ベクトル成分に最も感応する。放出表面
即ち注入の主領域１Ａに対して、両方のコレクタ６はそ
の表向の同じ側に存在し、そして横に各コレクタ３を有
し、また２つのコレクタはそれぞれ２千而の反対側にあ
る。好実施例では、２つのコレクタ３は、主要な放出表
面１Ａから等距離にある。これは、第１２Ａ図の類似性
、並びに第１３Ａ図及び第１６Ｂ図の円形の又は同中心
の構造により、示される。

＋ 第１３Ａ図では、より深く拡散された円形Ｐポケット９
よりも浅い以外は直径がわずかに太きな円形の拡散され
たエミッタ１は、注入の主要領域を円形注入表面１Ａの
周囲に限定する。第１６Ｃ図の断面は、この点を示１．
ている。弓形の形状にされたコレクタは、全ての地点で
垂直な方向に、対応して向い合う放出表面１Ａから等距
離にあり、それぞれ想像上の２平面の反対側に存在して
いる。

そして、この平面は、それに垂直な放出表面を通過して
おり、捷たその円周として測定されるこの場合には、そ
の最大の長さに沿ってその上で、ローレンツ・ポテンシ
ャルの等清面（その零地点を通過する）を２等分する。

外側の同中心の弓形ベース接点がまた示されており、そ
して矩形構成について先に述べたような働きをする。

＠１４Ａ及び第１４Ｂの両図では、垂直に注入する、横
型のバイポーラ、非アバランシェ、磁気的感応トランジ
スタ構造体が壕だ、示されている。

この構造では、第１４Ａ図のラインＡ−Ａに沿った断面
図である第１４Ｂ図から、装置は最も良く理解される。

Ｐ＋の制限ポケット９が、主注入のために底の表面１人
のみを残して、そこでの注入を大きく減少させるために
、エミッタ１の前、後及び端部の表面を効果的に遮蔽し
ていることを除けば、成分は、先に述べられたものと本
質的に同じである。よのような装置は、第１４Ｂ図に示
されているように磁界ベクトルに感応することにｔ「る
。これらは、表面１Ａを垂直に横切る想像上の２平面に
平行に通っている。それらは、先に述べたように主要な
注入表面１Ａに平行である。

第１４Ａ及び第１４Ｂの両面に示された装置のアバラン
シェ型のものは、第１５Ａ及び第１５Ｂの両面に示され
ている。衝撃イオン化促進領域Ｐ１及びＰ２（番号５）
は、第１５Ａ図の平面図に示されており、そして第１５
Ｂ図かられかるように、薄い酸化物の電界向上型（ｔｈ
ｉｎ　　ｏｘｉｄｅｆｉｅｌｄ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎ
ｔ　　ｔｙｐｅ）である。

もちろん、＠撃イオン化を促進するために、コレクタの
近＜ＫＰ＋　ドーパントのペース拡散がまた用いられ得
ることは、理解されたい。

さて構成例の幾〈つかの特定した例、それらのパラメー
タ並びに製造ステップが与えられる。

ｇ９Ａ及び第９Ｂの両図を参照して、横型のバイポーラ
磁気トランジスターが以下のようにして構成される。最
初のステソゲは、５ΩｅｍのＰ型基板の表面上に約６５
００　Ａ’の厚さの最初の酸化物層を成長することであ
る。次のステップは、第９Ａ図に１１と印されたＰ−ペ
ース窓内を除き、至るＪ９ｒで基板全体にホウ素イオン
を注入することである。このステップを行なうために、
第９Ａ図の領域１１のようなホウ素を注入することを所
望しないような領域を除いて、シリコン基板の表面から
最初の酸化物層を除１去するために、マスクが用いられ
る。それから、はぼ１００ＫＶ　のエネルキ６ 一、及びＩよは６．８Ｘ１０　　　イオン／ｃｍ２の注
入刊で、ホウ素はイオン注入される。そして、はぼ士 ０２Ω−ａｍ　及びほぼ４μの深さのＰ　層を獲得する
のに十分な長さの時間、はぼ１１５０°Ｃでドライブ・
インが達成される。プロセスの次のステップは、コレク
タ及びエミッタの両方の領域を拡散すること−Ｃめる。

エミッタ領域は、はぼ１．８×６ １０　　ｃｍの淡さで、そして３．８ＸｉＯ−４ｃｍの
誦さであるっコレクタ領域は、焚きは同じで、商４ さけほぼ４５×１０　　ｃｍである。エミッタ及びコレ
クタの両方の拡散は、はば２μの深恣であり、そして約
１０Ω／１−１のシート抵抗をボす。コレツ４ りは、はぼ２．５４　Ｘ　１０　　　ｃｍの距離たけ互
いに離されている。典型的な装置のベース幅Ｗ　は、４
−４ １Ｘ１０　　　ｃｍ乃至４Ｘ１０　　　ｃｍの範囲であ
る。

最後に、コレクタ及びエミッタの拡散領域、並びにベー
ス接点に形成するためＶＣコレクタの後の基板に、各々
接点が作られる。

第８Ａ及び第８Ｂの両図のアバランシェ構造１４・は、
同様の方法で峡輩埒れる。この磁気トランジスタはアバ
ランシェ・モートで動作するので、２つの主要な構造上
の４’ｌ異が存在する。第１の相異は、ベース幅Ｗ　で
あり、典型的には、２．７Ｘ１ｔＪ’−ｃｍ　の長さで
ある。第２の相異は、イオン化促進領域Ｐ１　及びＰ２
の使用である。こｆｌ、らの領域は、コレクタ拡散領域
及びシールドの間に絶縁体を形成するために、１０００
Ａの厚さの薄い酸化物層を成長させることにより、形成
される。この薄い酸化物層は、促進領域Ｐ　及びＰ２の
下にのみ存１ 在する。その他の所での酸化物の厚さは、典型的には７
０００犬である。

第７Ａ図の構造体は、第８Ａ図のアバランシェ構造体と
全く類似する。主要な相異は、この図における注入抑制
領域９の位置である。この大量にドープされたＰ＋領域
は、第９Ａ及び第９Ｂの両図に関して述べたのと類似の
方法で、注入される。

ベース幅Ｗ　１イオン化促進領域、並びに拡散領す 域は、第８Ａ及び第８Ｂの両図の構造体を製造するのに
用いられるものと同じである。

第１１Ａ及び第１１Ｂの両図は、エピタキシャル・バイ
ポーラ磁気センサーを永している。この装置は、以下の
方法で作られる。Ｎ＋、型エミッタは、ヒ索を０，１Ω
ｅｍのＰ型の基板中へ拡散させることにより形成される
。エミッタは、次の太き３ さを有する矩形である。長さが２．０Ｘ１０　　　ｃｍ
４ 高さが２．５Ｘ１０　　　Ｃｍ１そして深さがほぼ２μ
である。エミッタは、はぼ１０Ω／口のシート抵抗を示
す。０．５乃至２Ωｅｍの範囲で４μの厚さのＰ型層が
、それからエミッタ拡散頭載１を含むＰ型基板の表面上
にエピタキシャル層に成長される。Ｐ−エピタキシャル
層を成長後、エミッタ接点のリン拡散が行なわれ、ぞし
てほぼ４μの深さまでドライブ・インされる、この拡散
領域は、エピタキシャル層の下にあるヒ素のエミッタ領
域と接触をなさなければならない、それからコレクタ領
域は、Ｐ−エピタキシャルｊ−中に拡散され、そして約
２μの深さまで熱的にドライブ・インされる。コレクタ
を工ばツタから分離するベース領域は、結果としてほぼ
２μの深さを生じる。それから、コレクタ、エミッタ及
びベースの領域へ各々接点が作られる。

第１４Ａ及び第１４Ｂの両図を蚕照するに、この構造体
は、垂直な注入の横型バイポーラ磁気トランジスタであ
る。Ｐ＋ポケット領域９は、垂直な注入が起きることに
なっている、第１４Ａ図のエミッタ領域１内の狭くて細
長い部分を除いて、５Ωｅｍの基板中へ注入される。こ
の細長い部分は、次の犬きはを自している。長さが２Ｘ
ＩＤ　　’ｅｍ　で、高さが２Ｘ１０−４ｃｍであり、
そして深さがはｔｆ３μである。２μの深さのエミッタ
と１μの深さのコレクタを分離するベース幅Ｗ　は、典
型的には、ｌＸ１０−４ｃｍ乃至５Ｘ１０’ｃｍの１１
１１囲である。コレクタ及びエミッタの拡散領域は、１
０Ω／１］の典型的なシート抵抗を有している。酸化物
の厚さは、約７０００Ａであり、そしてコレクタ拡散領
域間の間隔は、典型的には２×１０−４ｃｍである。エ
ミッタ、コレクタ及びペースへの接点が、周知のように
作られる。

上述構成例による幾くつかの型の新規な磁気トランジス
タが述べられ、そして構成に関する動作及ｒμモードの
理論についての完全な説明が与えられたが、これらの装
置の幾〈つかの変更は予期され得る。ある領域又は他の
最も有力な注入を行なう領域において用いるために、あ
る領域にローレンツ・ポテンシャルを生成するという広
い概念を使用する。装置の一般化された説明が、まもな
く与えられることになる。幾くつかの一般的な結果を、
以下に示す。

例えば、示された幾くつかの装置は、基本的にはアバラ
ンシェ・ブレークダウンの条件より一ヒで動作するアバ
ランシェ・トランジスタ装置ａである。

これに対して、幾くつかの装置ｄは、ベース・コレクタ
接合のアバランシェ・ブレークダウンより下で動作１”
る、横ｙｇ１７バイボーラ・トランジスタ又は縦型バイ
ポーラ・トランジスタである。変換機構は全ての装置＾
′について同じであり、そしてエミッタ注入のローレン
ツ場変調として述べられた。ローレンツ変調ポテンシャ
ルは、固体装置についての理論的限界に達し、そしてこ
の類のトランジスタにより指数的に差電流に変形される
。

装置の特定の選択即ちその形状に、特定の適用について
の必要条件により支配されるっ神々の装置の磁気感応性
は、約５ミリボルト／ガウス（５０ボルト／テスラ）よ
りも小さな所望のレベルに固定されイ４Ｉる。ガウス当
り５乃至１０のイ６゛号対ノイズ比が与えられると、１
メガヘルツのバンド幅がこの時には、両方の型の装置に
対して確実に達成できるように思われる。この４６号対
ノイズ比を認識するために、バイポーラ装置は、はぼ１
Ｄ以上のβ利得を必要とする。その低いコレクタ・イン
ピーダンスのために、アバランシェ装置は、より漏い周
波数性能を有し、そして１００メガヘルツ以−ヒの範囲
まで感応する。しかしながら、両方の型の装置は、非常
に／ＪＳさな感応領域を有し、そして、筒い分解能性能
を示す。

以上の説明かられかるように、放出表面の同じ関係の“
側”に両方のコレクタを設けることにより、即ち、幾〈
つかの先行技術の装置のように、それぞれエミッタ表面
の反対側にコレクタを設ける代わりに、同じ放出表面を
両方とも向くようにすることにより、装置は、エミッタ
注入に関する独特なローレンツ・ポテンシャル変調を効
果的に使用することができる。もし各コレクタに対して
別々のエミッタ表面が用いられるなら、それらは可能で
あるが、コレクタは各々それらの専用の放出表面を向く
ことになる。先行技術の装置では、最も有力な注入の領
域の最大の大きさに沿って現ｂｈるローレンツ・ポテン
シャルの等値開を使用するようには、コレクタは配置さ
れなかった。さらに、本発明の特別な制限手段は、注入
の主要な領域を、それらの全体よりも小さガニミッタ・
ベースＰＮ接合の１部分に限定即ち制御するように、組
込まれた。

以上の装Ｗは、最大のローレンツ・ポテンシャルがそれ
に市って生じ得るような主要エミッタ注入表面を達成す
る手段が提供された。このポテンシャルは、その注入表
面には平行に印加され、そして名目的にはその表面の長
さに対して垂直に方向付けられた磁界により作られる。

注入領域の長さに宿って現われるローレンツ・ポテンシ
ャルは、また、その領域の長さに浴って生じる少数キャ
リヤの注入のレベルを変調するものとして述べられた。

２つのコレクタが平行に配置ａされ、そしてその注入表
面に垂直に引かれその表面を２等分し、さらにローレン
ツ・ポテンシャルの零地点を辿過している。想像上の平
面のそｉｔぞれ反対側でその注入表面から等距離にある
ときには、磁界の印加により、コレクタの最大差′電流
が生じる。

第１６図並びに第１８Ａ及び第１８Ｂの図は、異なる磁
気センサーの構成を示す。エミッタ注入のローレンツ変
調についての基本的概念は、これらの構造体において、
最適化されている。これらの装置では、主要な変調され
る注入領域から分離された第１の注入領域に洛って、ロ
ーレンツ・ボテンシャルは生成される。従って生じたロ
ーレンツ・ポテンシャルは、そこでの注入を変調するた
めに、主要な変調される注入領域に適用される。

第１の注入領域は、主要な即ち変調される注入領域に対
するものとして、ローレンツ生成領域と呼ばれる。ロー
レンツ生成領域は、主要な変調される注入領域に連続し
ている即ち電気的に接続されていて、そしてそこで少数
キャリヤの注入が起きる強さを変調するのに役立ってい
る。

第１６図並びに第１８Ａ及び第１８Ｂの図の装置は、基
板表面に平行な方向の磁界に対して感応する。それらは
、その他の方向の磁界成分にも感応する。第１６図を参
照するに、ニーミッタ拡散領域は、それが文字Ｈの左側
半分に似ているように形成される。この形状は、垂１σ
なＨの成分を有する一方の端で、エミッタ拡散領域の水
平なＨの成分（ローレンツ・ボデンシトル生成領域）を
終結させた結果生じたのて゛あり、従って、文字Ｈの左
側半分を形成することになった。エミッタのイＩＦ直な
Ｈの成分は、主要な注入領域として働らく。コレクタ拡
散領域は、垂直な主要エミッタ拡散領域に平行かつそれ
とは反対側に位置している。コレクタがベース接点及び
主波注入表面の間に位１ｃｉ−するように、接点がベー
ス即ち基板に作られる。従って、それは、コレクタ及び
エミッタの両方に平行で、エミッタよりもコレクタによ
り近く配置６′される。このようにベース接点を配置す
ることは、コレクタを向いている主要注入領域の表面か
らの少数キャリヤの注入を向上させる。このベース接点
配置はまた、エミッタ拡散領域のローレンツ生成領域の
下で圧入が起こるように活発にする。この垂直な注入成
分は、装置にその磁気作用を与えるのに必要である、磁
気感応軸は、ローレンツ領域の注入表面に平行である。

磁界がその長さく工ミッタ拡散領域の水平な部分）に垂
直に方向付けられたとき、応答は最大となる。従って適
用されるｔａ界は、そこから注入される少数キャリヤと
相互作用し、そしてエミッタＰ　−Ｎ接合で生じた空乏
ゾーン内のローレンツ生成領域の底の表面に泪って、ロ
ーレンツ・ポテンシャルヲ化じる。ローレンツ生成領域
の中心とその端との間に現われるローレンツ・ポテンシ
ャルの全体の（ｔＫハ、エミッタにより主要注入領域に
供給される。このローレンツ・ポテンシャルの強さは、
ローレンツ生成領域の長さに比例し、そしてコレクタを
向いている主要な変調される注入領域の面で起きる注入
を確実に変調する。ローレンツ生成領域及び主要注入領
域が同じ領域であるときは、このように生じたローレン
ツ・ポテンシャルの全大きさが、計輩的に開力Ｉ′ｌさ
れるポテンシャルの代わりに、主要な注入領域の全体に
印加されることに注意することは、重要である。

第１７Ａ及び第１７Ｂの図並びに第１８Ａ及び第１８１
１の図は、２つの部分から成るコレクタを有する構成を
下す。これらの構造は、第１６図の単一のコレクタを有
する構造と類１ＬＪする。第２のコレクタ及び主要注入
領域が、ローレンツ生成領域の他方の端部で第１の主要
注入領域と正反対の位置になるように配置角されている
。

第１７Ａ及び第１７８の両図を参照するに、右側コレク
タを向いている領域でエミッタ注入を増加させ、そして
同時に、左側のコレクタを向いている主注入表面からの
少数キャリヤの注入を減少させる、磁界の方向が示され
ている。示されているように磁界の極性は反対の方向に
ローレンツ・ポテンシャルを生じるので、反対の状況が
第１８図には示されている。

ローレンツ・ポテンシャルの大きさが、キャリヤの速度
に依存１７、キャリヤの数には依存１７ないことは、既
に先に説明した。第１７Ａ及び第１７Ｂの図並びに第１
８Ａ及び第１８Ｂの図の構造の目的ハ、ローレンツ変調
ポテンシャルが生じるエミッタの水平な（ローレンツ生
成）領域から注入される全電流を最小に１７、そして注
入の変調か所望されるエミッタの端部における少数キャ
リヤの注入を最大にすることである。Ｈ構造のローレン
ツ領域からの注入を抑制することが、第１７Ａ及び第１
７Ｂの図並びに第１８Ａ及び第１８Ｂの図に示されてい
る。

第１７Ａ及び第１７Ｂの両図を参照するに、注入の抑制
は、エミッタｅベース接合領域付近のベース領域のドー
ピング・レベルを増加することにより、この接合領域の
内側周辺の回りで達成されている。この局所的な注入抑
制技術は、第１８Ａ及び第１８Ｂの両図に示されている
技術とは多少異なっている。これら両図の装置では、ま
た、さらにベース・エミッ′り接合の内側の周辺に沿っ
て注入を抑制するために、注入レベルは、エミッタのロ
ーレンツ生成領域の底に沿って減少されている。両方の
構造では、最大のローレンツ・ポテンシャルは、電気的
に、コレクタ近くの主要注入表面に結合きれている。

第１６図から第１８Ｂ図までの構造は、非常に感応性の
良い磁界検出装置であり、低い同市のノイズ・レベルを
示す、、１ｍＶ／ガウス（１０Ｖ／テスラ）よりも大き
な感度は、１ｇ号対ノイズ比がガウス当り１０（テスラ
当り１０５）よりも大きなこのような装置６から、容易
に達成され得る。

これら全ての構造は、住人表面に垂直で且つローレンツ
の零地点を通過する想像−ヒの平面により交差され得る
ローレンツ生成領域をホす。却−のコレクタ若しくは複
数のコレクタは、ローレンツ生成領域並びに各コレクタ
が平面の一方の側に存在するように参照きれた想像上の
平面に対して位置付けられる。コレクタは、どん々電流
変化をも検出するために、平面の一力の仙１にそれらの
全収集領域の少なくとも半分を有しなけれはならない。

Ｈの形状又は単一コレクタの構造においては、６各の場
合、コレクタ全体は、もっけらこの平面の一方の側又は
他方の４１１１にある。同じ条件は、示された他の実施
例の全てについて１゛える。もし１つのコレクタの半分
以上が一方の側若しくは他方の側に存在しないなら、そ
の他の部分が等しいエミッタからの人力を受取ることに
なるので、そのコレクタで得られる注入変調の最も有力
な効果は存在１７得ないことになることは、容易に理解
され得る。それ故に、参照された平面が全ての場合に単
一のコレクタ若しくは複数のコレクタの適当な配置４を
定義するように構成され得、そしてこの配置が先行技術
では今までに示、されなかったとすると、本発明により
構成された装置を通常のトランジスタ及び先行技術の類
似の磁気トランジスタから区別することは容易である。

第１９Ａ乃至第１９０の各図を参照するに、これらの図
の主要な働らきは、単−及び２つのコレ、フタを有する
磁気トランジスタを使用するためにバイアス・ポテンシ
ャル源に電気的に接続する手段を示すことである。また
、第１９Ｂ図においてそれらの等価回路を示し、そして
出力端子Ｃ及びＣ１の間で測定される。Ｄ、　Ｃ，ポテ
ンシャルをバランスさせる手段を示すことも望ましいう
第１９Ａ図を参照するに、示された単一コレクタを有す
る構造は、第１６図に示された構造と類似し、そして同
じように働ら〈。そのバイアス動作及びパラン７動作は
第１９Ｂ図において明らかである。第１９Ａ図の２つめ
コレクタを有する構造は、第１７図に示σれたものと類
似している。第１９Ｃ図に示された２つのコレクタを有
する構造は、第９Ａ図に示された構造に類似する。第１
９Ｃ図の単一のコレクタを有する構造は、また、もし第
９Ａ図においてコレクタ拡散領域のうちの１つが除去で
れる−なら、その図に不妊れた構造に類似している。こ
れらの参照した構造については、既に詳細に説明でれた
。第１９Ａ図乃至第１９Ｃ図の各図に示された構造は全
て、簡牟にするため、エミッタ・べ−７接合のるる表面
での注入を抑制するような参照した構造において用いら
れている地域的なベース・ドーパント手段を省略してい
る。

〔発明の概要〕

本発明は以上詳述した磁気感応トランジスタにおいて式
らＫＳ／Ｎ比を向上σせよつとするものである。この発
明ではこのような目的を達成するために絶縁用■溝を用
いてエミッタからの不必要な少数キャリアの注入を阻止
するようにしている。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について第２０図、第２１図、
第２２図および＠１９Ｄ図を・参照しながら説明しよう
。なお、これらの図においては先に参照した図面と対応
する箇所に対応する符号を付してそれぞれの詳＃ＩＢな
説明は省略する。

第２０Ａ図および第２０Ｂ図において、エミッタ・ベー
ス接合の周辺での注入を抑圧する手段が模式的に示され
ている。この手法はエミッタ・ベーク接合の周辺にエツ
チングにより形成てれた溝′＝！たは後退した成長酸化
絶縁体のなす堀を利用する。この手法を用いれば、注入
がエミッタ１の底部面１Ａのみに限定はれる。第２０Ａ
図に示てれる構成では、注入は縦方向でろシζ、またこ
の装置は第２０Ａ図の紙面表裏方向すなわちそれに直角
方向でしかも放射面に平行な磁場に応答することとなる
。このような装置では、周辺領域での注入が感応態様で
磁場から影響を受けないのでこの横方向すなわち周辺で
の注入が発生しないようにでれておシ、このため変換効
率およびＳ／Ｎ比が著しく改善されている。

第２０Ａ図において、まず基体２が洗浄てれ、そののち
第２０Ｂの平面図でそれとして示でれる領域にコレクタ
５ＯＮ＋拡散が深く実行される。

これに続いて、よシ広く′また若干浅いＰ　物質の拡散
が被着でれてデュアル・コレクタ・←ランシフタ構成の
ベースが形成でれる。この物質はＮ＋コレクタ物質中に
拡散していくけれども、第２０Ａ図に示されるようにそ
の底面までは到らない。

これによシ、基体２の中で２つのＮおよびＰ物質が重な
るあたりでＮ物質がＰ−に変換でれる。次に、４２ＯＡ
図に示されるようにエミツタ１自をなす浅い拡散がＰ物
質の中央領域で行われる。

そして、エミッタ拡散領域１のエツジにおけるそのよう
な領域および指定部分１１を除いて全表面にわたって酸
化７７りが被着される。こののち部分１１は高温水蒸気
反応の下で酸化でれ、これによシ、エミンタトが注入さ
れているレベルより下の深さまで酸化ンリコンを形成す
る。これはエミッタ１の周囲を完全にアイソ訝−トシ、
この周囲での横方向の注入を阻止する。次に、７２りが
剥離でれ全表面にわたって絶縁酸化物からなる表面層が
成長ブせられる。こののちエツチングが行われて、第２
０Ｂ図に示でれるようにエミッタコンタクト７、べ−２
コンタクト１０およびコレクタコンタクト８用に酸化物
層を通シ抜けるコンタクトホールが開口でせられる。

第２０Ｂ図の平面図では、第２０Ａ図で現われる断面Ａ
Ａが示でれ、そしてまたＰ＋ペーヌ拡散領域９の配置が
コレクタ拡散領域３、後退酸化物絶縁バリア１１および
第２０Ａ図で示される他の要素との関係において示され
る。

この装置を構成する代替的な方法は書きとめられたよう
に注入の７テツプを行うことではなく、第２０Ａ図で指
定てれた領域でエミッタ１の周辺に堀をエツチング形成
してこのような領域から物質を取り除き、そののちＶ溝
を含む全表面にわたって薄い酸化物絶縁体を再成長きせ
ることである。

かわりに、コレクタ拡散に引き続いてＰ層をエピタキン
ヤル被着してのち４０または溝のエツチングまたは酸化
をそのエビタキ／になすようにすることもできる。

磁気感応トランシフタの周波数応答を改善し、また変換
効率を改善することが最も要望てれることでろる。この
ためにコレクタがエミッタに近いことが必要とされるこ
ととなる。しかしながら、コレクタがエミッタに接近し
て配でれると、エミッタの側部で生じるような周辺での
注入からこれらコレクタが任意の寄与を優先的に受ける
こととなる。それゆえ、多分に周辺での注入が出力信号
において支配的となる。したがってエミッタ注入のこの
成分をできるかぎり除去または減少でせることか大変重
要となる。磁場に関する注入キャリアの向きのためにそ
れはいかなる磁場によっても変調されないからである。

第２０Ａ図および第２０Ｂ図につき説明でれた手法は所
望の結果を達成し、またエミツタ面１人をコレクタろに
極めて接近でせること全可能とする。１２０Ａ図および
第２０Ｂ図で示されたデュアル・コレクタ磁気感応トラ
ンシフタ用の縦構造は極めて高い周波数応答および高変
換効率をもたらし、またそれは簡素でしかも既述の手法
を用いて容易に構成はれる。

第２１Ａ図および第２１Ｂ図において、分離されたエミ
ッタ・べ−７接合を備えその注入が単一面に制限でれて
いるトランシフタについての代替的な構成が示でれる。

第２１Ａ図においては、そのような構成が平面図で示さ
れ、ここではのちに洗浄のために除去でれる酸化物の上
部被覆層が基体２ｖｃ形成でせられたところである。べ
−７コンタクト１０およびエミッタコンタクト７は図示
のようにコレクタ３に対して、またエミツタ面上のロー
レンツ発現領域の長軸に直角に方向付けられた磁気ベク
トルＢＶｃ対して位置付けられている。

酸化物バリア１１もまた図示のようにエミッタ１を包囲
する。第２１Ｂ図では、エミッタ１が注入または拡散式
せられているレベルよシ下に酸化物層１１が深く入シ込
んでいることが了解できる。

これによりエミッタ・ベーヌ接合の周辺面からのいかな
る周辺注入も完全に除去でれ、この結果、第２１Ｂ図で
は縦方向のみに注入が起こり得、そしてローレンツ発現
面１人に平行に通過する磁束ベクトルの最大の効果をこ
の注入が受けることとなる。ここでのコレクタは図示の
ようにたとえば第１７図または第１５図に示される他の
横型構造の場合に比しかなシエミソタ１に接近でせて配
置できる。このことはより大きな全信号効率と同様によ
り高い周波数応答およびより大きな変換効率がもたらさ
れることを意味する。

第２２Ａ図および第２２Ｂ図において、磁気感応装置用
のデュアルコレクタ横型トランシフタ構造についての代
替的配列が示される。第２２Ａ図の平面図は、コレクタ
３が延在状エミッタ１の端部に対抗して配置でせられる
点を除いて、先に述べられたものと同一な要素を示す。

この位置で、エミツタ面１上のローレンツ発現領域の零
点を通り抜ける面の異なる側にこれらは依然存在する。

そしてこれらコレクタは最大電位の差動信号を受ける。

第２２Ａ図および第２２Ｂ図中の要素は他の図のそれら
と同一であるので類似の符号が付てれた。第２２Ｂ図で
より明らかに示でれるように、分離酸化物バリア１１は
エミッタ１の面より下の深芒まで伸びておシ、この結果
、エミッタ・べ−２接合からの周辺注入が除去きれると
いうことは理解できる。それ故、発現てれたローレンツ
電圧によるエミッタ注入変調に関し実現可能な最大の効
果をもたらす態様で磁気ベクトルＢがエミッタ１の単一
注入面からの注入キャリアと鎖交することとなる。

第１９Ｄ図は先に触れた＠１９八図へ第１９Ｃ図とに対
応するもので本発明の実施例のデュアルコレクタ′ノ磁
気感応トランシフタにハイアヌボテンソヤルを接続する
態様を示している。この第１９Ｄ図では、単純なボテノ
・シ゛ヨメ′−タがべ一２電流駆動回路に共通接続てれ
て、これにより定常時コレクタの出力の間のいがなるオ
フセット電圧をもバラン、２でせるようＫなっている。

以上、本発明の幾くつかの好実施例を参照して、本発明
は述べられてきたし、そして、本発明の原理に基づいて
構成でれた構造を使用して、基本的な理論及び動作的々
現象を教示してきたが、多くの変更及び変形が可能なこ
とは、当業者には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人が先に提案した磁気的トランジ２りの
実施を概略的に示す平面図である。第２図は第１図のラ
インＡ−Ａに活った縦方向の断面図である。第６図は磁
気的変換現象の原因を分離するために使用でれた、第１
図に示てれたトラフジ２夕の実験形式を示す平面図であ
る。第３Ａ図は第３図のラインＡ−ＡＦ（浴った縦方向
の断面図である。第４図は先の提案に係るアハランンエ
型トランジ２夕に関する基本的な電圧及び電流の特性を
示す。第５図は可変抵抗を通してイー２接点の一方又は
他方を接地する状況下における、第３図に示σれたよう
な装置から得られる信号応答を示す。第６図は種々の半
導体物質についての電界に対するキャリア速度を示す。 第７Ａ図はコレクタの方を向いているエミッタの主に前
面にエミッタにおけるキャリアの注入をほぼ制限する手
段をベーク中に有する上述トランシフタの構成例を示す
。第７Ｂ図は第７Ａ図のラインＡ−Ａに沿った縦方向の
断面図である。第８Ａ図はコレクタの方を向いているエ
ミッタの好ましい前面に注入をほぼ制限する手段を使用
している上述トランシフタの他の構成例を示す。第８Ｂ
図は第８Ａ図のラインＡ−Ａに清った断面図でるる。第
９Ａ図はアバランシェ・モードでは動作しない上述トラ
ンシフタの他の構成例の平面図である。第９Ｂ図は第９
Ａ図のラインＡ−ＡＫ浴った断面図である。第１０Ａ図
は鉛直方向に集積化てれた（エピタキシャル）形式の上
述トランジ７りの他の構成例の平面図でるる。第１０Ｂ
図は第１０Ａ図のラインＡ−へに沿った断面図である。 ｂ　’ｌ　Ｉ　Ａ図は鉛直方向に集積化でれた上述トラ
ンシフタの他の構成例の平面図でろる。第１１Ｂ図は第
１１Ａ図のラインＡ−Ａｖｃ沿った断面図でるる。第１
２Ａ図は上述トランシフタの概略的な一般形式の平面図
である。 第１２Ｂ図は第１２Ａ図に示でれた装置の等角投影図で
るる。第１３Ａ図は比較的円形のエミッタ７及び弓形の
コレクタを有して構成てれた上述トランシフタの他の形
式の平面図でるる。第１３Ｂ図（は第１３Ａ図に示きれ
た装置の１部分の等角投影図でるる。第１３Ｃ図は第１
３Ａ図のラインＡ−Ａに浴った断面図である。第１４Ａ
図は非アハランンエ形式の磁気的に対応する上述トラン
ジ２りであって鉛直方向から注入するエミッタ構造をな
すものの平面図である。第１４Ｂ図は第１４Ａ図のライ
ンｐ、−ｈＶｃＧつた断面図である。第１５Ａ図はアバ
ランシェ形式の磁気的に感応する上述トランシフタであ
って鉛直方向から注入するエミッタ構造をなすものの平
面図である。第１５Ｂ図は第１５Ａ図のラインＡ−ＡＫ
４つた断面図である。 第１６図はコレクタに向っている主要な注入領域に結合
でれた分離注入のローレンツ、ボテンシャル領域を有す
る構造を示す、上述←ランシフタの単一コレクタ構成を
示す平面図でめる。第１７Ａ図は注入抑制技術を使用し
ている分離注入のローレンツ・ボテンシャル領域が、コ
レクタに向っている主要な注入領域に結合でれた、上述
トランシフタの２部分から成るコレクタ構成を示す平面
図である。第１７Ｂ図は第１７Ａ図のラインＡ−ＡＶＣ
Ｇつた断面図でろる。第１８Ａ図は注入抑制技術を使用
することによシ、コレクタに向っている主要な注入領域
に結合でれた分離注入のローレンツ・ポテンソヤル領域
が設けられた、磁気的トランシフタの２部分から成るコ
レクタ構成を示す平面図でるる。第１８Ｂ図は第１８Ａ
図のラインＡ−Ａに浴った断面図である。第１９Ａ図は
第１６図及び第１７図の構造体の電気的な接続を示す。 第１９Ｂ図は第１９に図に示された単−及び２部分から
成るコレクタを有する磁気的トランジ７りの等価回路図
である。第１９Ｃ図は横方向の注入技術を使用する単−
及び２部分から成るコレクタを有する磁気的トランシフ
タの電気的な接続を示す。第１９Ｄ図は本発明の実施例
の磁気的トランシフタの電気的な接続を示す。第２０Ａ
図は本発明の一実施例でろって縦型構成のものを示す縦
断面図である。第２０Ｂ図は第２０Ａ図例の平面図でろ
る。第２１Ａ図は本発明の他の実施例であって横型構成
のものを示す平面図である。第２１Ｂ図は第２１Ａ図例
の縦断面図である。第２２Ａ図は本発明のδらに他の実
施例でろって横型構成のものを示す平面図である。第２
２８図は第２２Ａ図例の縦断面図である。 １・・エミツタ、２　・・・／（−７，３・・　コレク
タ。 １［１ｊ　人　’Ｉンｌ−ナン田ナノいヒンネヌ・マン
ーンズ・コーポレーンヨン復代理人　弁理士　澤　　１
）　俊　　夫電′：ｊｆ（Ｖ／ｃｍｌ ＦＩＧ　　ＨＡ Ｑ ＦＩＧ　　（＋巳 ＦＩＧ、（２Ａ ＦＩＧ、ｌ７Ａ ＦＩＧ、４７Ｂ ＦＩＧ、４８Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 エミッタ、べ−２およびコレクタを有し、上記ベー２が
   上記エミッタおよびコレクタとのそれぞれの間でＰＮ接
   合を形成し、このエミッタ・べ一２接合が少数キャリア
   を注入するようバイアヌでれるとともにべ−２・コレク
   タ接合が少数キャリアを収集するようノ５イアヌでれ、
   でらに上記エミッタが少なくとも１個の少数キャリアの
   注入領域を有するとともに、上記注入領域の一面を通じ
   て分布する正、負および零の値からなるローレンツ・ボ
   テンシャルであって上記注入でれた少数キャリアおよび
   外部印加磁界の相互作用によシ形成でれるものを上記外
   部印加磁界の存在下で発現式せる磁気感応トランシフタ
   において、 上記エミッタが少なくとも１個の注入領域に上記ローレ
   ンツ・ポテンシャルを印加してこの貞−レンツ・ポテン
   シャルが上記注入領域からの少数キャリアの注入を変調
   するようＫなし、上記変調の効率を増大σせるように上
   記変調に関与することのない注入を抑圧するための絶縁
   用溝部を上記エミッタ・べ−７ゝ接合の周辺に配し、さ
   らに上記コレクタが、上記注入領域の一面に垂直でかつ
   上記ローレンツ・ボテンシャルの零の値の地点を通過す
   る垂直面の一側に、上記コレクタの上記ベーク・コレク
   タ接合の少なくとも半分以上が存在するように、上記エ
   ミッタに対して配置されることを特徴とする磁気感応ト
   ランシフタ。