JPS62190758A - ホモ接合型バイポ−ラ・トランジスタ - Google Patents
ホモ接合型バイポ−ラ・トランジスタInfo
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- JPS62190758A JPS62190758A JP3323486A JP3323486A JPS62190758A JP S62190758 A JPS62190758 A JP S62190758A JP 3323486 A JP3323486 A JP 3323486A JP 3323486 A JP3323486 A JP 3323486A JP S62190758 A JPS62190758 A JP S62190758A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
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Landscapes
- Bipolar Transistors (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】
〔概要〕
バイポーラ・トランジスタの高速化には、ベース抵抗を
小にすることが必要である。一方電流増幅率を確保する
ためには、ベースの不純物濃度をある限度以上に大きく
出来ないと云う問題がある。
小にすることが必要である。一方電流増幅率を確保する
ためには、ベースの不純物濃度をある限度以上に大きく
出来ないと云う問題がある。
本発明では通常よりもベースの不純物濃度を著しく大と
することによりベース領域のバンド・ギャップを小さく
して、電流増幅率を下げずにベースの低抵抗化を行った
。
することによりベース領域のバンド・ギャップを小さく
して、電流増幅率を下げずにベースの低抵抗化を行った
。
(産業上の利用分野)
本発明は、ホモ接合型バイポーラ・トランジスタにおい
て、ベースの低抵抗化により高速化を図ったトランジス
タ構造に関する。
て、ベースの低抵抗化により高速化を図ったトランジス
タ構造に関する。
集積回路では、高速化をはかるため化合物半導体を使用
せる集積回路の開発が進んでいる。
せる集積回路の開発が進んでいる。
バイポーラ・トランジスタにおいては、高速化を阻害し
ている要因の一つに、ベース抵抗を充分低く出来ないと
云う問題がある。
ている要因の一つに、ベース抵抗を充分低く出来ないと
云う問題がある。
これに対し、化合物半導体を用いたノイイボーラ・トラ
ンジスタでは、エミ・ツタにヘテロ接合を通用し、バン
ドギャップの大きい半導体を用し)て問題の解決を図っ
ている。
ンジスタでは、エミ・ツタにヘテロ接合を通用し、バン
ドギャップの大きい半導体を用し)て問題の解決を図っ
ている。
ヘテロ構造でなく、ホモ接合構造でベース抵抗の低下を
実現出来ればその価値は大きい。
実現出来ればその価値は大きい。
バイポーラ・トランジスタのエミッタ接地の電流増幅率
βは下記の式で表される。
βは下記の式で表される。
β= A−NIL/NA ・exp(ΔE、/に’[’
)ここで、Noはエミッタのドナー濃度、NAはベース
のアクセプタ濃度、ΔE、はエミッタとベースを構成す
る半導体物質のバンド・ギャップ値の差、にはボルツマ
ンの定数、Tは絶対温度、Aは比例係数(lに近い値)
を表す。
)ここで、Noはエミッタのドナー濃度、NAはベース
のアクセプタ濃度、ΔE、はエミッタとベースを構成す
る半導体物質のバンド・ギャップ値の差、にはボルツマ
ンの定数、Tは絶対温度、Aは比例係数(lに近い値)
を表す。
通常のシリコンのバイポーラ・トランジスタでは、エミ
ッタ、ベース共シリコンを使用するホモ接合型であるの
゛で68gは0であり、ベータを大きくするにはNIl
/NAを大にすることが必要である。
ッタ、ベース共シリコンを使用するホモ接合型であるの
゛で68gは0であり、ベータを大きくするにはNIl
/NAを大にすることが必要である。
このため、ベース濃度NAを大きくしてベース抵抗を下
げようとすると、βを確保するには、更にエミッタ濃度
N、を、それ以上に大きくとることが必要となり製作上
困難な問題となる。
げようとすると、βを確保するには、更にエミッタ濃度
N、を、それ以上に大きくとることが必要となり製作上
困難な問題となる。
エミッタに同一の半導体材料でなく、バンド・ギャップ
の異なる半導体を使用すると、ΔE9は0でな(なり、
上式でexp項が利いて(るので、NAの値を、NDと
のの比にとられれずに決定出来るので製作が著しく容易
となる。
の異なる半導体を使用すると、ΔE9は0でな(なり、
上式でexp項が利いて(るので、NAの値を、NDと
のの比にとられれずに決定出来るので製作が著しく容易
となる。
この構造はへテロ接合型バイポーラ・トランジスタとし
て実用化している。
て実用化している。
上記に述べたベテロ接合型は、化合物半導体を用いたバ
イポーラ・トランジスタとして実用化している。
イポーラ・トランジスタとして実用化している。
GaAs層をベース層とし、バンド・ギャップの大きい
AlGaAsをエミツタ層に使用せる集積回路の開発が
進んでいる。
AlGaAsをエミツタ層に使用せる集積回路の開発が
進んでいる。
然し、ペテロ接合型では良好なる界面を得ることが難し
く、接合界面には多くの準位が存在し、その準位を介し
て再結合電流が流れるので大きなβを得ることは難しい
。
く、接合界面には多くの準位が存在し、その準位を介し
て再結合電流が流れるので大きなβを得ることは難しい
。
これに対し、シリコン基板を用いたICの製造は、量産
化の長い技術の蓄積があり、シリコン基板を用いホモ接
合の構造でベース抵抗を更に一段と低下することが出来
ればその価値は大きい。
化の長い技術の蓄積があり、シリコン基板を用いホモ接
合の構造でベース抵抗を更に一段と低下することが出来
ればその価値は大きい。
上記問題点は、ベース不純物濃度をエミッタ不純物濃度
よりも著しく大きくした構造、即ち2×10”/cm3
以上の濃度とし、エミッタとベース領域でバンド・ギャ
ップに差異を発生せしめることよりなる本発明のホモ接
合型バイポーラ・トランジスタの構造により解決される
。
よりも著しく大きくした構造、即ち2×10”/cm3
以上の濃度とし、エミッタとベース領域でバンド・ギャ
ップに差異を発生せしめることよりなる本発明のホモ接
合型バイポーラ・トランジスタの構造により解決される
。
これにより電流増幅率βを低下させることな(、ベース
抵抗値を大幅に下げることが可能となる。
抵抗値を大幅に下げることが可能となる。
本発明ではベース領域に高濃度の不純物を添加すること
により、ベースのバンド・ギャップは小さくなる特性を
利用せるものである。
により、ベースのバンド・ギャップは小さくなる特性を
利用せるものである。
これによりエミッタとベース間には、バンド・ギャップ
差ΔE9が発生するので、先に説明せる式でexp項は
0でなくなり、充分高いβを得ることが可能となる。
差ΔE9が発生するので、先に説明せる式でexp項は
0でなくなり、充分高いβを得ることが可能となる。
本発明では、高濃度に不純物を添加せるシリコン半導体
のバンド・ギャップは、次式に示すδE。
のバンド・ギャップは、次式に示すδE。
だけ小となることを利用せるものである。
δE、I =22.5(Na/10”)”” (me
V)ここでδE、はベース不純物添加によるバンド・ギ
ャップの変化量を示す。
V)ここでδE、はベース不純物添加によるバンド・ギ
ャップの変化量を示す。
上式でベースのアクセプタ濃度NAが通常のトランジス
タ形成で使用される濃度より著しく高く、例えば10”
/cm”前後とすると、シリコンのバンド・ギャップ値
1.09 eVに対して68gを無視出来ない大きさと
なる。
タ形成で使用される濃度より著しく高く、例えば10”
/cm”前後とすると、シリコンのバンド・ギャップ値
1.09 eVに対して68gを無視出来ない大きさと
なる。
エミッタのドナー濃度NDを1×10重”+ I X1
019の値とした場合、NAに対するβ(β/A)との
関係を図面で示す。NAが(1,5〜2 )X 10”
付近より急激にβΦ値が大きくなっていることが判る。
019の値とした場合、NAに対するβ(β/A)との
関係を図面で示す。NAが(1,5〜2 )X 10”
付近より急激にβΦ値が大きくなっていることが判る。
このように高濃度のベース不純物の導入は、従来の拡散
あるいはイオン注入法では困鎧であるが、分子線エピタ
キシー成長法(MBE法)の手法を適用して、ボロンを
導入することにより可能である。
あるいはイオン注入法では困鎧であるが、分子線エピタ
キシー成長法(MBE法)の手法を適用して、ボロンを
導入することにより可能である。
以上に説明せるごとく、本発明のへテロ接合でなく、ホ
モ接合により高いβ値有するバイポーラ・トランジスタ
の製作が可能となり、集積回路の高速化に寄与する所大
である。
モ接合により高いβ値有するバイポーラ・トランジスタ
の製作が可能となり、集積回路の高速化に寄与する所大
である。
図面は本発明にかかわるベース不純物濃度NAとβ/A
との関係を示す。 NaCcm−3)
との関係を示す。 NaCcm−3)
Claims (1)
- ベース不純物濃度が2×10^2^0/cm^3以上よ
りなることを特徴とするホモ接合型バイポーラ・トラン
ジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61033234A JPH0691099B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | ホモ接合型バイポ−ラ・トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61033234A JPH0691099B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | ホモ接合型バイポ−ラ・トランジスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62190758A true JPS62190758A (ja) | 1987-08-20 |
JPH0691099B2 JPH0691099B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=12380762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61033234A Expired - Lifetime JPH0691099B2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | ホモ接合型バイポ−ラ・トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0691099B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3834223A1 (de) * | 1987-10-07 | 1989-04-27 | Hitachi Ltd | Fuer den tieftemperaturbetrieb geeigneter homouebergangs-bipolartransistor mit hoher basiskonzentration |
DE4439569A1 (de) * | 1994-11-05 | 1996-05-09 | Daimler Benz Ag | Silizium Bipolar-Transistor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60242672A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP61033234A patent/JPH0691099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60242672A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3834223A1 (de) * | 1987-10-07 | 1989-04-27 | Hitachi Ltd | Fuer den tieftemperaturbetrieb geeigneter homouebergangs-bipolartransistor mit hoher basiskonzentration |
US5041892A (en) * | 1987-10-07 | 1991-08-20 | Hitachi, Ltd. | Homo-junction bipolar transistor having high base concentration and suitable for low temperature operation |
DE4439569A1 (de) * | 1994-11-05 | 1996-05-09 | Daimler Benz Ag | Silizium Bipolar-Transistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0691099B2 (ja) | 1994-11-14 |
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