JPS61121369A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS61121369A
JPS61121369A JP59242413A JP24241384A JPS61121369A JP S61121369 A JPS61121369 A JP S61121369A JP 59242413 A JP59242413 A JP 59242413A JP 24241384 A JP24241384 A JP 24241384A JP S61121369 A JPS61121369 A JP S61121369A
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    • 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
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/7722—Field effect transistors using static field induced regions, e.g. SIT, PBT
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    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/201—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including two or more compounds, e.g. alloys
    • H01L29/205—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including two or more compounds, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＰＢＴ　（ｐｅｒｍｅａｂｌｅ　　ｂａｓｅ
　　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と呼ばれる半導体装置の改
良に関する。
〔従来の技術〕
第１０図は従来のＰＢＴを表す要部切断側面図である。
図に於いて、ｌはｎ＋型ＧａＡｓエミッタ層、２はタン
グステン（Ｗ）或いはタングステン・シリサイド（ＷＳ
ｉ）など高融点金属或いは高融点金属シリサイドからな
る櫛状或いは格子状のベース電極、３はｎ−型ＧａＡｓ
ベース層、４はｎ＋型ＧａＡｓコレクタ層、５はエミッ
タ電極、６はコレクタ電極をそれぞれ示している。
図示例のＰＢＴでは、櫛状のベース電極２に印加する電
圧の値に依って櫛歯状部分から横方向に延び出る空乏層
の拡がりを変化させることができるので、その作用に基
づき、該櫛歯状部分の間をエミッタ層１からコレクタ層
４に向かって通り抜ける電子を制御するようにしている
。
このＰＢＴの特徴は、ベース電極２の厚さが約０．０２
Ｃμｍ〕程度であって、電界効果トランジスタであれば
、ゲート長が前記数値の程度になったことに相当するの
で、そこを電子が走行する時間は極めて短く、従って、
高速動作が可能なことである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記ＰＢＴのスイッチング・スピードは約１５（ｐ−ｓ
ｅｃ〕程度が限界であり、これを更に高速化するには別
に工夫を必要とする。
然しなから、高速化を図るにしても、半導体装置の構造
が複雑化したり、特殊な工程を必要とすることなどは回
避しなければならない。
本発明は、従来のＰＢＴの構造に僅かな改変を加えるこ
とで、顕著なスイッチング・スピードの向上を実現する
。
〔問題点を解決するための手段〕
一実施例を解説する為の図である第５図を借りて説明す
ると、本発明に依る半導体装置では、ｎ−型Ｇ　ａ　Ａ
　ｓ　ベース層３及びｎ＋型ＧａＡｓコレクタ層４に於
ける禁制帯幅に比較して広いそれを有するｎ型Ａ／Ｇａ
Ａｓエミッタ層７と、そのエミッタ層７及び前記ベース
層３で構成されるヘテロ接合面上に形成された櫛状或い
は格子状のベース電極２とを有してなる構造になってい
る。
〔作用〕
前記のような構造になっている為、エミッタ層７からコ
レクタ層４に向かう電子は、エミッタ層７からベース層
３に注入された際、ポテンシャル・エネルギが運動エネ
ルギに変換されて所謂ホット・エレクトロンとなって走
行するので、そのスピードば著しく速くなり、スイッチ
ング・スピードは向上する。
〔実施例〕
本発明一実施例の構造は第５図に見られる通りであるが
、理解を容易にする為、それを製造する場合について説
明する。
第１図乃至第５図は本発明一実施例を製造する工程を解
説する為の工程要所に於ける半導体装置の要部切断側面
図であり、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。尚
、各図では第１０図に関して説明した部分と同部分は同
記号で僧示しである。
第１図参照 （ａｔ　　ｎ”型ＧａＡｓエミッタ・コンタクト層１′
分子線エピタキシャル成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　　ｂ
ｅａｍ　　ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を適用すること
に依り、厚さ約ｔｏｏｏ　ｃ人〕程度のｎ型ＡＮＸＧａ
Ｉ−ＸＡｓＡｓエミッタを成長させる。
尚、エミッタ層７を成長させるには気相成長法を適用し
ても良く、また、エミッタ層７に於けるＸ値は、エミッ
タ・コンタクト層１′との間に障壁を生ずるように（要
すれば、後出の第６図乃至第９図参照）、零から徐々に
増加させて、前記のように厚さ約１０００　Ｃ人〕程度
の成長が終了したところでｘ＝０．３程度になるように
する。
第２図参照 （ｂｌ　　蒸着法を通用することに依り、タングステン
膜を厚さ約２００　〔人〕程度に形成し、通常のフォト
・リングラフィ技術を適用することに依り、前記タング
ステン膜をバターニングすることに依り櫛状のベース電
極２を形成する。
第３図参照 （ｃ１Ｍ１３１Ｆ、法を適用することに依り、厚さ約４
０００　〔人〕程度のｎ′″型ＧａＡｓベース層３を形
成する。
前記ｎ−型ＧａＡｓベース層３に於ける不純物濃度はｌ
　Ｘ　ｌ　Ｏ”　　（ａｍ−３：ｌ程度とし、また、前
記ＭＢＥ法の代わりにＶＰＥ法を適用しても良いことは
云うまでもない。
第４図参照 ＋ｄｌ　　引き続きＭＢＥ法或いはＶＰＥ法を適用する
ことに依り、厚さ約２０００　Ｃ人〕程度のｎ＋型Ｇａ
Ａｓコレクタ層４を形成する。
第５図参照 （ｅｌ　　蒸着法を適用することに依り、金（Ａｕ）　
　・ゲルマニウム（Ｇｅ）／Ａｕ膜を形成し、通常のフ
ォト・リソグラフィ技術にてバターニングしてエミッタ
電極５及びコレクタ電極６を形成する。尚、このバター
ニングには、Ｘ線リソグラフィ技術を適用することもで
きる。
第６図乃至第９図は前記のようにして製造したＰＢＴを
動作させた場合を説明する為の図であって、第６図及び
第８図は空乏層の拡がりを説明する為の半導体装置の要
部切断側面説明図、第７図及び第９図はエネルギ・ハン
ド・ダイヤグラムをそれぞれ表している。尚、第１図乃
至第５図に関して説明した記号と同じ記号で指示しであ
る部分は同部分であることを表している。
図に於いて、８は空乏層、ｅ　（○印）はエレクトロン
、ｅ′　（・印）はホット・エレクトロンをそれぞれ示
している。
第６図及び第７図に見られる状態は、ベース電極２間の
ベース層３が完全に空乏層化されていない為、ポテンシ
ャル・バリヤは低い状態にあるので、エレクトロンｅは
エミッタ層７を通ってベース層３に注入され、ホット・
エレクトロンｅ′となってベース層３を高速で通過しコ
レクタ層４に到達することになり、従って、コレクタ電
流が流れることを表している。
第８図及び第９図に見られる状態は、ベース電極２間の
ベース層３が完全に空乏層化されている為、ポテンシャ
ル・バリヤは高い状態にあるので、エレクトロンｅはベ
ース層３に注入されず、従って、コレクタ電流は流れな
いことを表している。
尚、ここでは、コレクタ層４にはエミッタ層７に対して
０．２　（Ｖ）の電圧が印加されているものとする。
このＰＢＴでは、エミッタ層７からベース層３に注入さ
れた電子ｅば、そこでポテンシャル・エネルギを失う代
わりに運動上ぶルギを得ることに依り、所謂、ホット・
エレクトロンとなって通過してコレクタ層４に到達する
ので、そのスピードを向上し、約１０（ｐ−ｓｅｃ）程
度となる。
尚、前記実施例では車体の半導体装置について説明した
が、これを集積回路とすることは簡単であり、例えば、
半絶縁性ＧａＡｓ基板上にｎ＋型ＧａＡｓエミッタ層な
ど図示説明した各半導体層を成長させ、後、選択的にメ
サ・エツチングなどしてｎ＋型ＧａＡｓエミッタ層の一
部表面を露出し、そこからエミッタ電極を導出すれば良
い。
〔発明の効果〕
本発明の半導体装置では、ベース層及びコレクタ層に於
ける禁制帯幅に比較して広いそれを有するエミッタ層と
、該エミッタ層と前記ベースとで構成されるヘテロ接合
面状に形成された櫛状或いは格子状のベース電極とを有
する構成になっている。
このような構成になっているので、ヘテロ接合を持たな
い通常のＰＢＴと比較すると、エミッタ層からベース層
に注入され“る電子はホット・エレクトロンとなって高
速で通過するので、半導体装置のスイッチング・スピー
ドは大となり、また、嘴のような構成を実現する為の技
術としては、例えば、ＭＢＥ法を適用して禁制帯幅が大
きいエミッタ層を介挿するだけであるから、その実施は
容易である。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第５図は本発明一実施例を製造する場合を説
明する為の工程要所に於ける半導体装置の要部切断側面
図、第６図は第１図乃至第５図に関して説明される工程
に依り製造された半導体装置が動作状態にある場合を説
明する為の要部切断側面説明図、第７図はそのエネルギ
・ハンド・ダイヤグラム、第８図は同じ（動作状態にあ
る場合を説明する為の要部切断側面説明図、第９図はそ
のエネルギ・バンド・ダイヤグラム、第１０図は従来技
術に依るＰＢＴの要部切断側面図をそれぞれ表している
。 図に於いて、■はｎ＋型Ｇ　ａ　Ａ　ｓエミッタ層、２
はタングステン或いはタングステン・シリサイドなど高
融点金属或いは高融点金属シリサイドからなる櫛状或い
は格子状のベース電極、３はｎ−型ＧａＡｓベース層、
４はｎ＋型ＧａＡｓコレクタ層、５はエミッタ電極、６
はコレクタ電極、７はｎ型ＡＮＧａＡｓエミッタ層をそ
れぞれ示している。 特許出願人　　　冨士通株式会社 代理人弁理士　　相　谷　昭　副 代理人弁理士　　渡　邊　弘　− 第１図 第３図 第４図 第５図 ら 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　ベース層及びコレクタ層に於ける禁制帯幅に比較して
    広いそれを有するエミッタ層と、該エミッタ層と前記ベ
    ース層とで構成されるヘテロ接合面上に形成された櫛状
    或いは格子状のベース電極とを有してなる半導体装置。
JP59242413A 1984-11-19 1984-11-19 半導体装置 Granted JPS61121369A (ja)

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KR8508441A KR890004466B1 (en) 1984-11-19 1985-11-12 Semiconductor device
DE8585308422T DE3582653D1 (de) 1984-11-19 1985-11-19 Halbleiteranordnung.
EP85308422A EP0183474B1 (en) 1984-11-19 1985-11-19 Semiconductor device
US07/161,272 US4903090A (en) 1984-11-19 1988-02-22 Semiconductor device

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