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
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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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