JPS61274360A - 半導体超格子素子 - Google Patents
半導体超格子素子Info
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- JPS61274360A JPS61274360A JP11586985A JP11586985A JPS61274360A JP S61274360 A JPS61274360 A JP S61274360A JP 11586985 A JP11586985 A JP 11586985A JP 11586985 A JP11586985 A JP 11586985A JP S61274360 A JPS61274360 A JP S61274360A
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- superlattice layer
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- 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
- H01L29/15—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. multiple quantum wells, superlattices
- H01L29/151—Compositional structures
- H01L29/152—Compositional structures with quantum effects only in vertical direction, i.e. layered structures with quantum effects solely resulting from vertical potential variation
- H01L29/155—Comprising only semiconductor materials
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】
〔発明の技術分野〕
この発明はへテロ接合半導体超格子素子に関し、特にそ
の特性の向上及びプロセスの簡易化に関するものである
。
の特性の向上及びプロセスの簡易化に関するものである
。
第３図は例えば「 昭和５９年度電子通信学会光・電波
部門全国大会講演番号１８５．１９８４年１０月 」で
発表されたヘテロ接合バイポーラトランジスタの層構造
を示す断面図であり、１はエミウタ電極、２はベース電
極、３はコレクタ電極、４はｎ”−ＧａＡｓ層、５はｎ
−Ａｌａ、ｓ Ｇａａ、ｔＡｓ層、６はＡｔｘＧａｌ
−、ｃＡｓ層、７はＰ−ＧａＡｓ層、８はｎ −ＧａＡ
ｓ層、９はｎ”−ＧａＡｓ層、ＩＯは半絶縁性ＧａＡｓ
基板であり、第４図は本装置にベースに対してエミッタ
を順方向に、コレクタを逆方向にバイアスしたときのバ
ンドダイヤグラムである。
部門全国大会講演番号１８５．１９８４年１０月 」で
発表されたヘテロ接合バイポーラトランジスタの層構造
を示す断面図であり、１はエミウタ電極、２はベース電
極、３はコレクタ電極、４はｎ”−ＧａＡｓ層、５はｎ
−Ａｌａ、ｓ Ｇａａ、ｔＡｓ層、６はＡｔｘＧａｌ
−、ｃＡｓ層、７はＰ−ＧａＡｓ層、８はｎ −ＧａＡ
ｓ層、９はｎ”−ＧａＡｓ層、ＩＯは半絶縁性ＧａＡｓ
基板であり、第４図は本装置にベースに対してエミッタ
を順方向に、コレクタを逆方向にバイアスしたときのバ
ンドダイヤグラムである。
次に動作について説明する。本装置にＳｉ等のバイポー
ラトランジスタと同様に増幅作用を行なわせるには、第
４図のようにバイアスをかける。
ラトランジスタと同様に増幅作用を行なわせるには、第
４図のようにバイアスをかける。
エミッターベース間は順方向にバイアスされているので
、エミッタからベースに向かって電子が流れる。ベース
領域はアクセプター密度を小さくしであるので、大部分
の電子はホールと結合することなくベース−コレクタ接
合部に達し、ベース−コレクタ間は逆バイアスであるの
で、電子に対して加速電界を与え、拡散してきた電子は
コレクタに流れこむ。
、エミッタからベースに向かって電子が流れる。ベース
領域はアクセプター密度を小さくしであるので、大部分
の電子はホールと結合することなくベース−コレクタ接
合部に達し、ベース−コレクタ間は逆バイアスであるの
で、電子に対して加速電界を与え、拡散してきた電子は
コレクタに流れこむ。
ここでエミッターベース間は順バイアスであるので入力
インピーダンスは低く、ベース・コレクタ間は逆バイア
スであるので出力インピーダンスは高く、従ってわずか
な電圧でエミッタから電子が流れ、そのほとんどの電子
が大きな負荷抵抗に接するコレクタに流れる。従ってこ
のようにして電力増幅作用が得られる。
インピーダンスは低く、ベース・コレクタ間は逆バイア
スであるので出力インピーダンスは高く、従ってわずか
な電圧でエミッタから電子が流れ、そのほとんどの電子
が大きな負荷抵抗に接するコレクタに流れる。従ってこ
のようにして電力増幅作用が得られる。
さらにエミッタにバンドギャップの大きな＾ＩＧａＡ
ｓ ｓベースにこれより狭いＧａＡｓを用いると、電子
に対するバリアを低くして、ホールに対するバリ アを
高くできるため、電子の注入効率が高まり、をもつが、
第３図に示すように、層に縦方向に電流を流すため、そ
の作製が極めて困難であった。
ｓ ｓベースにこれより狭いＧａＡｓを用いると、電子
に対するバリアを低くして、ホールに対するバリ アを
高くできるため、電子の注入効率が高まり、をもつが、
第３図に示すように、層に縦方向に電流を流すため、そ
の作製が極めて困難であった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、層に横方向に電流を流すことので
きるヘテロ接釡超格子半導体素子を提供するものである
。
めになされたもので、層に横方向に電流を流すことので
きるヘテロ接釡超格子半導体素子を提供するものである
。
この発明に係る半導体超格子素子は、半導体超格子層の
一部を混晶化することにより、あるいは半導体超格子層
の一部の原子を相互拡散させることにより、層に横方向
にヘテロ接合を形成するようにしたものである。
一部を混晶化することにより、あるいは半導体超格子層
の一部の原子を相互拡散させることにより、層に横方向
にヘテロ接合を形成するようにしたものである。
この発明においては、半導体超格子層の一部を混晶化あ
るいは相互拡散させることにより、層に横方向にヘテロ
接合を形成したから素子構造は極めて簡単になり、電極
形成も容易になる。また超格子層のＡｌＧａＡｓ部のみ
に不純物を入れることによ。
るいは相互拡散させることにより、層に横方向にヘテロ
接合を形成したから素子構造は極めて簡単になり、電極
形成も容易になる。また超格子層のＡｌＧａＡｓ部のみ
に不純物を入れることによ。
す、いわゆる変調ドープ構造における二次元キャリアを
利用でき、素子動作の高速化を図ることができる。
利用でき、素子動作の高速化を図ることができる。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例によるＧａＡｓ層 ＡｌＧａ
Ａｓ系へテロ接合バイポーラトランジスタの層構造を示
す図であり、１はエミッタ電極、２はベース電極、３は
コレクタ電極、１０は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１１はア
ンドープＧａＡｓバッファ層、１２は超格子を形成する
ＡｌＧａＡｓ層、１３は超格子を形成するＧａＡｓ層、
１４はベース部となるｐ型にドープされた超格子層の一
部、１５はコレクタ一部となるｎ型にドープされた超格
子層の一部、１６はエミッタ部となる超格子層の一部を
混晶化して形成したｎ型ＡｌＧａＡｓ部である。
Ａｓ系へテロ接合バイポーラトランジスタの層構造を示
す図であり、１はエミッタ電極、２はベース電極、３は
コレクタ電極、１０は半絶縁性ＧａＡｓ基板、１１はア
ンドープＧａＡｓバッファ層、１２は超格子を形成する
ＡｌＧａＡｓ層、１３は超格子を形成するＧａＡｓ層、
１４はベース部となるｐ型にドープされた超格子層の一
部、１５はコレクタ一部となるｎ型にドープされた超格
子層の一部、１６はエミッタ部となる超格子層の一部を
混晶化して形成したｎ型ＡｌＧａＡｓ部である。
これらの素子の作製及び第１図では示していないが、各
層１４．１５のドーピング濃度の変化をつけることは、
ＭＢＥ法等を用いたエピタキシャル成長中のドーピング
、イオン注入、集束イオンビーム注入、不純物拡散、レ
ーザーアニール等のパアニール技術を用いれば可能であ
る。
層１４．１５のドーピング濃度の変化をつけることは、
ＭＢＥ法等を用いたエピタキシャル成長中のドーピング
、イオン注入、集束イオンビーム注入、不純物拡散、レ
ーザーアニール等のパアニール技術を用いれば可能であ
る。
次に動作について説明する。
本装置の増幅作用等は従来と同様であり、ベース部１４
、コレクタ部１５では電流はＧａＡｓ層１３を流れるた
めバンドダイアグラムもＧａＡｓ層１３については第４
図とほぼ同様となる。
、コレクタ部１５では電流はＧａＡｓ層１３を流れるた
めバンドダイアグラムもＧａＡｓ層１３については第４
図とほぼ同様となる。
このように本実施例では超格子とその一部を混晶化する
ことにより、ヘテロ接合を層に横方向に形成できるため
、素子構造は極めて簡単になり、電極形成も容易になる
。またさらに超格子層のＡｌＧａＡｓ部のみに不純物を
入れることにより、いわゆる変調ドープ構造における二
次元キャリアを利用でき、素子動作の高速化が図られる
。
ことにより、ヘテロ接合を層に横方向に形成できるため
、素子構造は極めて簡単になり、電極形成も容易になる
。またさらに超格子層のＡｌＧａＡｓ部のみに不純物を
入れることにより、いわゆる変調ドープ構造における二
次元キャリアを利用でき、素子動作の高速化が図られる
。
またへテロ接合バイポーラトランジスタ以外にもホット
エレクトロントランジスタ等の作成も可能であり、さら
には超格子を混晶化した部分をＦＥＴＪｐＨＥＭＴのソ
ース部に用いればホットな状態の電子を流せ、素子特性
を向上させたヘテロ接合ＦＥＴ、ヘテロ接合ＨＥＭＴの
作成も可能となる。
エレクトロントランジスタ等の作成も可能であり、さら
には超格子を混晶化した部分をＦＥＴＪｐＨＥＭＴのソ
ース部に用いればホットな状態の電子を流せ、素子特性
を向上させたヘテロ接合ＦＥＴ、ヘテロ接合ＨＥＭＴの
作成も可能となる。
なお上記実施例ではへテロ接合バイポーラトランジスタ
について超格子層の一部を完全に混晶化する場合につい
て示したが、本発明は、超格子層の一部の原子を相互拡
散させることにより層に横方向にヘテロ接合を形成して
もよいものである。
について超格子層の一部を完全に混晶化する場合につい
て示したが、本発明は、超格子層の一部の原子を相互拡
散させることにより層に横方向にヘテロ接合を形成して
もよいものである。
例えばＡｌＧａＡｓ１ＧａＡｓ系でＧａとＡＩの相互拡
散を部分的に、即ち例えば第２図の１６に相当する領域
で調整すれば、Ａ１モル比の異なったヘテロ接合を形成
できる。
散を部分的に、即ち例えば第２図の１６に相当する領域
で調整すれば、Ａ１モル比の異なったヘテロ接合を形成
できる。
以上のように、この発明に係る半導体超格子素子によれ
ば超格子層の一部を混晶化あるいは原子を相互拡散させ
るようにしたため、今まで困難とされてきた層に水平な
方向に様々なヘテロ接合が形成でき、半導体素子の特性
向上あるいはプロセスの簡単化が行なえる効果がある。
ば超格子層の一部を混晶化あるいは原子を相互拡散させ
るようにしたため、今まで困難とされてきた層に水平な
方向に様々なヘテロ接合が形成でき、半導体素子の特性
向上あるいはプロセスの簡単化が行なえる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるヘテロ接合バイポー
ラトランジスタの層構造を示す図、第２ラム図である。 １はエミッタ電極、２はベース電極、３はコレクタ電極
、４はｎ＋−ＧａＡｓ層、１１はアンドープＧａＡｓバ
ッファ層、１２は超格子を形成するＡｌＧａＡｓ層、１
３は超格子を形成するＧａＡｓ層、１４はベース部とな
るｐ型にドープされた超格子層の一部、１５はコレクタ
部となるｎ型にドープされた超格扛奏す化して形成した
ｎ −ＡＩＧａＡｓ部である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ラトランジスタの層構造を示す図、第２ラム図である。 １はエミッタ電極、２はベース電極、３はコレクタ電極
、４はｎ＋−ＧａＡｓ層、１１はアンドープＧａＡｓバ
ッファ層、１２は超格子を形成するＡｌＧａＡｓ層、１
３は超格子を形成するＧａＡｓ層、１４はベース部とな
るｐ型にドープされた超格子層の一部、１５はコレクタ
部となるｎ型にドープされた超格扛奏す化して形成した
ｎ −ＡＩＧａＡｓ部である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）半導体超格子層の一部を混晶化することにより層
に横方向にヘテロ接合を形成したことを特徴とする半導
体超格子素子。 - （２）半導体超格子層の一部の原子を相互拡散させるこ
とにより層に横方向にヘテロ接合を形成したことを特徴
とする半導体超格子素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115869A JPH0685402B2 (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 半導体超格子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60115869A JPH0685402B2 (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 半導体超格子素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61274360A true JPS61274360A (ja) | 1986-12-04 |
| JPH0685402B2 JPH0685402B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=14673168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60115869A Expired - Lifetime JPH0685402B2 (ja) | 1985-05-29 | 1985-05-29 | 半導体超格子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685402B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0215636A (ja) * | 1988-07-02 | 1990-01-19 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
| US5063427A (en) * | 1987-10-13 | 1991-11-05 | Northrop Corporation | Planar bipolar transistors including heterojunction transistors |
-
1985
- 1985-05-29 JP JP60115869A patent/JPH0685402B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063427A (en) * | 1987-10-13 | 1991-11-05 | Northrop Corporation | Planar bipolar transistors including heterojunction transistors |
| JPH0215636A (ja) * | 1988-07-02 | 1990-01-19 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | ヘテロ接合バイポーラトランジスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685402B2 (ja) | 1994-10-26 |
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