JPS61222166A - Transistor - Google Patents
TransistorInfo
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- JPS61222166A JPS61222166A JP4328485A JP4328485A JPS61222166A JP S61222166 A JPS61222166 A JP S61222166A JP 4328485 A JP4328485 A JP 4328485A JP 4328485 A JP4328485 A JP 4328485A JP S61222166 A JPS61222166 A JP S61222166A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、シリコン(Si)及びゲルマニウム(Ge)
で構成したトランジスタに関するものである0
〈発明の概要〉
トランジスタのエミッタ部及びコレクタ部をSiで構成
し、ベース部を侮で構成する。これによりトランジスタ
のHPEは極端に大きくなり、光トリガーでも数十へが
十分にとれる。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention provides silicon (Si) and germanium (Ge)
0 <Summary of the Invention> The emitter and collector parts of the transistor are made of Si, and the base part is made of Si. As a result, the HPE of the transistor becomes extremely large, and even an optical trigger can sufficiently increase the HPE to several tens.
〈従来の技術〉
従来のトランジスタはSi又はGeのみで構成されてい
る。これらトランジスタのHFEはせいぜい102程度
である。<Prior Art> Conventional transistors are composed only of Si or Ge. The HFE of these transistors is about 102 at most.
〈発明が解決しようとする問題点〉
例えば、光カプラ型パワートランジスタ等において、受
光素子との関係でμAオーダのペース電流が供給されて
も、HFEは上述のとおり102程度であり、充分な出
力電流が得られない。<Problems to be solved by the invention> For example, in an optical coupler type power transistor, etc., even if a pace current of μA order is supplied in relation to the light receiving element, the HFE is about 102 as described above, and there is no sufficient output. Can't get current.
本発明は、新規な構造をもって、HFEの極めて高いト
ランジスタを提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a transistor with an extremely high HFE with a novel structure.
く問題点を解決するための手段〉
トランジスタのエミッタ部及びコレクタ部をSiで構成
し、ベース部をGeで構成する。すなわち、5i−Ge
−3i構造よりなるトランジスタである。Means for Solving the Problems> The emitter and collector portions of the transistor are made of Si, and the base portion is made of Ge. That is, 5i-Ge
-3i structure transistor.
く作用〉
上記構造においては、
HFEαee(Vdv、−vac)/kT −0,−
9+(1)の関係式が成立する。後述するが、従来のS
i又はGeのみのトランジスタではVdv=Vdcであ
り、上記のファクターはでてこない。本発明のSi −
Ge−Si構造からなるトランジスタは、上記ファフタ
ーに従ってHFEを極めて高くでき、ある試作例では1
0 オーダのものを得た。In the above structure, HFEαee (Vdv, -vac)/kT -0, -
The relational expression 9+(1) holds true. As will be described later, the conventional S
In the case of a transistor containing only i or Ge, Vdv=Vdc, and the above factor does not appear. Si − of the present invention
Transistors made of Ge-Si structure can achieve extremely high HFE according to the fafter described above, and in one prototype example, HFE can be extremely high.
I got something on the order of 0.
〈実施例〉 以下図面に従って本発明の一実施例を詳細に説明する。<Example> An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明よりなるNPN)ランジスタのフェルミ
準位を示す図である。エミッタ部E及びコレクタ部Cは
それぞれSiで構成され、導電性はN型である。ベース
部BはGeで構成され、導電性はP型である。FIG. 1 is a diagram showing the Fermi level of an NPN transistor according to the present invention. The emitter section E and the collector section C are each made of Si and have N type conductivity. The base portion B is made of Ge and has P type conductivity.
今、Vdcについては0.4vと考えられ、Geのバン
ドギャップを0.72eV(300K)とすると、その
差は0.82eVである。他方、Siのバンドギャッは
1.09eV(800K)であるから、Vd v #1
.09−OJ2=0.77Vとなる。Now, Vdc is considered to be 0.4v, and if the bandgap of Ge is 0.72eV (300K), the difference is 0.82eV. On the other hand, since the bandgap of Si is 1.09eV (800K), Vd v #1
.. 09-OJ2=0.77V.
すると先の関係式+11において、
e(Vdv−Vdc)#0.77−0.4=0.87e
Vということになり÷ニヤ
に=0.0864X10 eV/C
(ボルツマン定数)
だから、
HFEαe (4282°4/T) ・・・・・・・
・・(2)となる。なお、温度変化により、Vdv 、
Vdcもそれぞれ異なってくるが、温度変化によりS
i及びGeもほぼ同様に変化するだめ、上記関係式(2
)において6 (Vd v −Vd c )の値はほぼ
一定と考えてよい。Then, in the above relational expression +11, e(Vdv-Vdc)#0.77-0.4=0.87e
Therefore, HFEαe (4282°4/T) ・・・・・・・・・
...(2) becomes. Note that due to temperature changes, Vdv,
Vdc also differs, but S
Since i and Ge also change in almost the same way, the above relational expression (2
), the value of 6 (Vd v −Vd c ) can be considered to be almost constant.
ちなみに、25℃(298°K)とtoo℃(878°
K)のときでは、
HFE(25℃、αe14.4
HFE(100℃)αe11.5
であり、e =2.2X10 であることを考えると
、このファクターだけで10倍をはるかに越えるHFE
が得られる。実際は、さらに他のファクターが相乗され
て、ある試作例では
HFE(25℃)’=;1.79X107HFE(10
0℃)#1.84X10’を得た。By the way, 25 degrees Celsius (298 degrees K) and too degrees Celsius (878 degrees
K), HFE (25℃, αe14.4 HFE (100℃) αe11.5, considering that e = 2.2X10, this factor alone makes the HFE much more than 10 times
is obtained. In reality, other factors are added together, and in one prototype example HFE (25°C)'=;1.79X107HFE (10
0°C) #1.84X10' was obtained.
ここで注目すべきは、HFEが温度上昇に伴なって下が
ることである。これは、HFEO中で、関係式+1)で
あられされるファクターの影響が大きく、このファクタ
ーが温度上昇により大幅に低下することに起因している
。この性質は従来のトランジスタになかった傾向であり
、熱暴走しにくいという特徴を有する。What should be noted here is that HFE decreases as the temperature increases. This is because in HFEO, the factor expressed by the relational expression +1) has a large influence, and this factor decreases significantly as the temperature rises. This property is a tendency not found in conventional transistors, and is characterized by being less prone to thermal runaway.
第2図は光カプラ型パワートランジスタに応用した例で
あり、Trは本発明の5i−Ge−5i構造よりなるト
ランジスタで、ベース・コレクタにPINホトダイオー
ドFDを接続している。上記の試作例では、80μAの
ベース電流を流すと、100℃のときでも55Aのコレ
クタ電流を流すことができた。FIG. 2 shows an example in which the transistor is applied to an optical coupler type power transistor, where Tr is a transistor having the 5i-Ge-5i structure of the present invention, and a PIN photodiode FD is connected to the base and collector. In the above prototype example, when a base current of 80 μA was applied, a collector current of 55 A could be applied even at 100° C.
このように、80μAは光カプラ型でも充分流せる値で
あり、PINダイオードと組合せて超高速な光カプラ型
パワートランジスタが実現でき、アイソレーション効果
と合せ付加価値を飛躍的に高めることができる。In this way, 80 μA is a value that can be sufficiently passed even in an optical coupler type, and in combination with a PIN diode, an ultra-high-speed optical coupler type power transistor can be realized, and together with the isolation effect, the added value can be dramatically increased.
第3図に本発明によるトランジスタのプロセス例を示し
ておく。NuのSiウェハを用い(第1工程)、この上
にMOCVD法によりGeを成長させる(第2工程)。FIG. 3 shows an example of a process for a transistor according to the present invention. A Nu Si wafer is used (first step), and Ge is grown thereon by MOCVD (second step).
次にこれにP型不純物を拡散する(第3工程)。さらに
またMOCVD法によりSiを成長させ(第4工程)、
°N型不純物を拡散する(第5工程)。最後に、エツチ
ングし、エミッタ、ベース、コレクタとなる電極を形成
する(第6エ程)O
SiとGeの親和性を比較すると、次のとおりであり、
劣化の心配はない。Next, a P-type impurity is diffused into this (third step). Furthermore, Si is grown by MOCVD method (fourth step),
°N-type impurity is diffused (fifth step). Finally, the affinities of O Si and Ge, which are etched to form the emitter, base, and collector electrodes (sixth step), are as follows:
There is no need to worry about deterioration.
以上本実施例では、NPN)ランジスタで説明したがP
NP )ランジスタでも同様である。また、応用例も光
カプラ型パワートランジスタに限られることなく、本発
明の特徴を生かして任意のデバイスに応用可能である。In this embodiment, the explanation has been made using an NPN) transistor, but P
The same applies to NP) transistors. Moreover, the application example is not limited to optical coupler type power transistors, but the features of the present invention can be applied to any device.
〈効果〉
以上のように本発明によれば、HFEの高い有用なトラ
ンジスタが提供できる。<Effects> As described above, according to the present invention, a useful transistor with high HFE can be provided.
第1図は本発明の一実施例を示すトランジスタのフェル
ミ準位図、第2図は応用例を示す光カプラ型パワートラ
ンジスタの電気的回路図、第3図はプロセス例を示す工
程図である。
E・・・エミッタ部、C・・・コレクタ部、B・・・ベ
ース部。
代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)8(へ1−
ス )
第1図
ん−PfJl、z[n鉢図
第2図Fig. 1 is a Fermi level diagram of a transistor showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an electrical circuit diagram of an optical coupler type power transistor showing an application example, and Fig. 3 is a process diagram showing an example of the process. . E...emitter section, C...collector section, B...base section. Agent Patent attorney Aihiko Fukushi (and 2 others) 8 (to 1-
) Fig. 1-PfJl, z [n Pot Fig. 2
Claims (1)
り構成し、ベース部をゲルマニウム(Ge)により構成
したことを特徴とするトランジスタ。1. A transistor characterized in that an emitter part and a collector part are made of silicon (Si), and a base part is made of germanium (Ge).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4328485A JPS61222166A (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Transistor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4328485A JPS61222166A (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Transistor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61222166A true JPS61222166A (en) | 1986-10-02 |
Family
ID=12659502
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4328485A Pending JPS61222166A (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Transistor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61222166A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5461245A (en) * | 1994-08-24 | 1995-10-24 | At&T Corp. | Article comprising a bipolar transistor with floating base |
US5561306A (en) * | 1993-12-27 | 1996-10-01 | Fujitsu Limited | Hetero-bipolar transistor having a plurality of emitters |
-
1985
- 1985-03-04 JP JP4328485A patent/JPS61222166A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5561306A (en) * | 1993-12-27 | 1996-10-01 | Fujitsu Limited | Hetero-bipolar transistor having a plurality of emitters |
US5461245A (en) * | 1994-08-24 | 1995-10-24 | At&T Corp. | Article comprising a bipolar transistor with floating base |
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