JPS6239063A - ホツト・エレクトロン・トランジスタ - Google Patents
ホツト・エレクトロン・トランジスタInfo
- Publication number
- JPS6239063A JPS6239063A JP17831785A JP17831785A JPS6239063A JP S6239063 A JPS6239063 A JP S6239063A JP 17831785 A JP17831785 A JP 17831785A JP 17831785 A JP17831785 A JP 17831785A JP S6239063 A JPS6239063 A JP S6239063A
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- JP
- Japan
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- base
- semiconductor
- barrier
- valley
- emitter
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 title claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- 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
- H01L29/7606—Transistor-like structures, e.g. hot electron transistor [HET]; metal base transistor [MBT]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- 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〕
ホット・エレクトロン・トランジスタの構造に関する改
良であり、キャリアの通過を制御するベース−コレクタ
間の障壁層の半導体とベースに用いる半導体の組み合わ
せを、両者のアッパ・ノくレイの底のエネルギが等しく
なるか、或いは該障壁１−の半導体のアッパ・バレイの
底のエネルギの方が低くなる様になしたことを特徴とし
、高（光動作における４流利得の低下を防止する。
良であり、キャリアの通過を制御するベース−コレクタ
間の障壁層の半導体とベースに用いる半導体の組み合わ
せを、両者のアッパ・ノくレイの底のエネルギが等しく
なるか、或いは該障壁１−の半導体のアッパ・バレイの
底のエネルギの方が低くなる様になしたことを特徴とし
、高（光動作における４流利得の低下を防止する。
本発明は高速な半導体装置であるホット・エレクトロン
・トランジスタの改良に係り、特にその高戒流動作にお
ける（流利得の低下を防止する構造に関する。
・トランジスタの改良に係り、特にその高戒流動作にお
ける（流利得の低下を防止する構造に関する。
第４図に従来のホット・エレクトロン・トランジスタの
構造をエネルギ・バ／ド図で示している。
構造をエネルギ・バ／ド図で示している。
４１がエミッタ、４２がキャリアがトンネル可能なｉ４
１の障壁層、４３がベースを形成する半導体層、４４が
キャリアの通過を制御する第２の障壁層と、４５がコレ
クタを形成する半導体層である。第４図においてαと指
示するのがローア・バレイ（Ｆバレイ）の底のエネルギ
、ｂと指示するのがアッパ・バレイの底のエネルギであ
る。
１の障壁層、４３がベースを形成する半導体層、４４が
キャリアの通過を制御する第２の障壁層と、４５がコレ
クタを形成する半導体層である。第４図においてαと指
示するのがローア・バレイ（Ｆバレイ）の底のエネルギ
、ｂと指示するのがアッパ・バレイの底のエネルギであ
る。
このホット・エレクトロン・トランジスタの動作は、エ
ミッタ４１から、Ｊｌの障壁層をトンネルして成子がエ
ミッターベース間の印加電圧に等しい高いエネルギで注
入され、注入された成子は散乱を受けずエネルギが高い
ｔまでベースを走行し、４４の障壁層のバリアを越えて
コレクタ４５に達することによシ行われる。
ミッタ４１から、Ｊｌの障壁層をトンネルして成子がエ
ミッターベース間の印加電圧に等しい高いエネルギで注
入され、注入された成子は散乱を受けずエネルギが高い
ｔまでベースを走行し、４４の障壁層のバリアを越えて
コレクタ４５に達することによシ行われる。
その際、該１１ｒ−１’族半導体では有効質ｆが小さく
スピードが速いｒバレイの上に有効質量が大きくスピー
ドが遅いアッパ・バレイが存在する。従って、ア′１！
シ高いエネルギで１子を注入するとインク・バレイ散乱
を受けて電子がスピードが遅いアッパ・バレイに移る確
率が高くなり、注入された成子がベースを通過する確率
が落ちてしまう。
スピードが速いｒバレイの上に有効質量が大きくスピー
ドが遅いアッパ・バレイが存在する。従って、ア′１！
シ高いエネルギで１子を注入するとインク・バレイ散乱
を受けて電子がスピードが遅いアッパ・バレイに移る確
率が高くなり、注入された成子がベースを通過する確率
が落ちてしまう。
そのため、従来においては、電子の注入エネルギをロー
ア・バレイとアッパ・バレイのエネルキ差より低い所に
押さえなければならなかった。
ア・バレイとアッパ・バレイのエネルキ差より低い所に
押さえなければならなかった。
ところが、素子動作上式る程度大きな直流ｔ−流すこと
が必要であり、そのために成る程度高い電圧をエミッタ
ーベース間にかけても′Ｉｔ流利得が低下しな匹ことが
必要である。しかしその際、上記のように高いエネルギ
を得て注入された電子はインタバレイ散乱を受けてアッ
パ・バレイに移る確率が高くなる。一旦ローア・バレイ
から、アッパバレイに移った′電子はスピードが遅いた
め散乱確率が大きく、急速にエネルギを失ってしまい、
ベース−コレクタ間の障壁と越えるエネルギを持ったも
のは殆どなくなってしまい、その結果、高電流動作領域
で成流利得が急速に低下してしまうという問題があった
。
が必要であり、そのために成る程度高い電圧をエミッタ
ーベース間にかけても′Ｉｔ流利得が低下しな匹ことが
必要である。しかしその際、上記のように高いエネルギ
を得て注入された電子はインタバレイ散乱を受けてアッ
パ・バレイに移る確率が高くなる。一旦ローア・バレイ
から、アッパバレイに移った′電子はスピードが遅いた
め散乱確率が大きく、急速にエネルギを失ってしまい、
ベース−コレクタ間の障壁と越えるエネルギを持ったも
のは殆どなくなってしまい、その結果、高電流動作領域
で成流利得が急速に低下してしまうという問題があった
。
本発明においては、ベースとコレクタを形成する半導体
の間にあって、キャリアの通過を制御するｌ１ｉｌ壁層
の半導体とベースに用いる半導体の組み合わせを、両者
のアッパ・バレイの底のエネルギが等しくなるか、或い
は該ｌＲ壁層の半導体のアッパ・バレイの底のエネルギ
の方が低くなる様になすことを特徴とするホット・エレ
クトロン・トランジスタを提供する。
の間にあって、キャリアの通過を制御するｌ１ｉｌ壁層
の半導体とベースに用いる半導体の組み合わせを、両者
のアッパ・バレイの底のエネルギが等しくなるか、或い
は該ｌＲ壁層の半導体のアッパ・バレイの底のエネルギ
の方が低くなる様になすことを特徴とするホット・エレ
クトロン・トランジスタを提供する。
第１図に本発明のホット・エレクトロン・トランジスタ
（ｔｕ；Ｔ ）のエネルギ・バンド図を概念的に示して
あシ、各部の符号は第４図と統一しである。
（ｔｕ；Ｔ ）のエネルギ・バンド図を概念的に示して
あシ、各部の符号は第４図と統一しである。
本発明においては、キャリアの通過を制御する障壁層の
半導体とベースに用いる半導体の組み合わせを、両者の
アッパ・バレイの底のエネルギが等しくなるか、或いは
該障壁層の半導体のアッパ・バレイの底のエネルギの方
が低くなる様になしているから、一旦アツバ・バレイに
移シ、スピードが低下し九キャリアでもベース４５を通
過しさえすれば、１ｌｌｉＥ壁層４４のアッパ・バレイ
に障壁がないから、これを越えてコレクタに到達するこ
とがテキル。従って、エミッターベース間のバイアスを
大きくした高成流動作下においても、従来より１流利得
を高くすることができる。
半導体とベースに用いる半導体の組み合わせを、両者の
アッパ・バレイの底のエネルギが等しくなるか、或いは
該障壁層の半導体のアッパ・バレイの底のエネルギの方
が低くなる様になしているから、一旦アツバ・バレイに
移シ、スピードが低下し九キャリアでもベース４５を通
過しさえすれば、１ｌｌｉＥ壁層４４のアッパ・バレイ
に障壁がないから、これを越えてコレクタに到達するこ
とがテキル。従って、エミッターベース間のバイアスを
大きくした高成流動作下においても、従来より１流利得
を高くすることができる。
本発明に於けるベース１１１ｉの半導体と障壁層の半導
体との組み合わせ条件はつぎのごとくである。
体との組み合わせ条件はつぎのごとくである。
■ 両者間のアッパ・バレイの障壁はなくなってもロー
ア・バレイ（ｒバレイ）の障壁は残っている。
ア・バレイ（ｒバレイ）の障壁は残っている。
■ 格子整合がとれている。
第２図に本発明の１実施例のホット・エレクトロン・ト
ランジスタの要部断面構造を示している。
ランジスタの要部断面構造を示している。
６はＩｎＰの基板であって、その上に以下の層が順に格
子整合して形成しである。
子整合して形成しである。
５ ： ｎ−Ｉｎ０，５５Ｇａｇ、ａＡａのコレクタ層
４：非ドープのＩ％Ｐ又はＡｉＯ，４８１％０．５ｔＡ
ｊの障壁層、膜厚１５００λ ５ ： ｎ−１％Ｇ、Ｉｌｌ Ｇ”０，４７ ＡＪのベ
ース層、膜厚ｓｏｏ、ｉ、 キャリア濃度０．５〜ｌ
Ｘ１０’、’ｃ惰−６２：非ドープのＩｎＰ又はＡＸ
ｏ、４ａ Ｉｎｎ、ｓ２ Ａｓの障壁ｊ−１膜厚２５０
Ｘ １ ： ｎ−１ｎ６．５ｓＧ（Ｌｏ、４ｒＡｊのエミツ
タ層、キャリア４度０．５〜ｌＸ１０ ｃｍ 以上の各層を形成後、エミッタ、ペース、コレクタの各
区極７，８．９をＡｕＧａ ／ Ａｓによシ形成する。
４：非ドープのＩ％Ｐ又はＡｉＯ，４８１％０．５ｔＡ
ｊの障壁層、膜厚１５００λ ５ ： ｎ−１％Ｇ、Ｉｌｌ Ｇ”０，４７ ＡＪのベ
ース層、膜厚ｓｏｏ、ｉ、 キャリア濃度０．５〜ｌ
Ｘ１０’、’ｃ惰−６２：非ドープのＩｎＰ又はＡＸ
ｏ、４ａ Ｉｎｎ、ｓ２ Ａｓの障壁ｊ−１膜厚２５０
Ｘ １ ： ｎ−１ｎ６．５ｓＧ（Ｌｏ、４ｒＡｊのエミツ
タ層、キャリア４度０．５〜ｌＸ１０ ｃｍ 以上の各層を形成後、エミッタ、ペース、コレクタの各
区極７，８．９をＡｕＧａ ／ Ａｓによシ形成する。
第３図に本実施例のホット・エレクトロン・トランジス
タのエネルギ・バンド図を示している。
タのエネルギ・バンド図を示している。
図から明らかのように、本実施例ではペース−コレクタ
間のローア・バレイの障壁は残っているにもかかわらず
、アッパ・バレイの底の方が低下してアッパ・バレイの
障壁がなくなっている。
間のローア・バレイの障壁は残っているにもかかわらず
、アッパ・バレイの底の方が低下してアッパ・バレイの
障壁がなくなっている。
動作時には、例えば第２図に示すように、エミッターペ
ース間には′１子を加速する向きのバイアスル圧ＶＢ、
を、ペース−コレクタ間にも成子を加速する向きのバイ
アスル圧Ｖ。Ｂを印加する。そして、エミッターペース
間に信号Ｖ０を加えることによシベース３．障壁４を通
過してコレクタに達する成子のｔを変調しトランジスタ
動作を行うが、エミッターペースのバイアスを大きくし
て高電流動作を行う場合においても、一旦、アッパ・バ
レイに上がって速度が遅くなった電子でも、ペース６を
通過しさえすればアッパ・バレイに障壁がないのでコレ
クタに到達できることになる。したがって、電流利得を
従来より上げることが可能になる。
ース間には′１子を加速する向きのバイアスル圧ＶＢ、
を、ペース−コレクタ間にも成子を加速する向きのバイ
アスル圧Ｖ。Ｂを印加する。そして、エミッターペース
間に信号Ｖ０を加えることによシベース３．障壁４を通
過してコレクタに達する成子のｔを変調しトランジスタ
動作を行うが、エミッターペースのバイアスを大きくし
て高電流動作を行う場合においても、一旦、アッパ・バ
レイに上がって速度が遅くなった電子でも、ペース６を
通過しさえすればアッパ・バレイに障壁がないのでコレ
クタに到達できることになる。したがって、電流利得を
従来より上げることが可能になる。
以上のように、本発明によれば、ローア・バレイとアッ
パ・バレイの谷間間エネルギ差より大きなエネルギでキ
ャリアを注入した場合でも、アッパ・バレイのキャリア
に対する障壁がないから、ペースからコレクタへ進行す
る方向の速度を持ったアッパ・バレイの電子はコレクタ
に到達することができる。その結果、本発明によれば、
電流利得の向上が可能となる。
パ・バレイの谷間間エネルギ差より大きなエネルギでキ
ャリアを注入した場合でも、アッパ・バレイのキャリア
に対する障壁がないから、ペースからコレクタへ進行す
る方向の速度を持ったアッパ・バレイの電子はコレクタ
に到達することができる。その結果、本発明によれば、
電流利得の向上が可能となる。
７４１図は本発明のホット・エレクトロン・ トランジ
スタ（ＨＥＴ ）の概念的エネルギ・バント図、第２図
は本発明の実施例のＮＥＴの要部断面図、第３図は本発
明の実施例のＮＥＴのエネルギ・バンド図１ 、 第４図は従来のＨＥＴのエネルギ・バンド図であ
る。 主な符号 １： ？５Ｉｎ０５５ Ｇ（Ｌ。、４７ ＡＭのエミッ
タ層２：非ドープのＩｎＰ又はＡｌｔｏ、４８ Ｉ？ｔ
ｇ、５２ Ａｓの障壁層５ ： ｎ−１ｎｏ、５５ Ｇ
ａｏ、ＨＡｓのベース層４：非ドープのＩｆＬＰ又はＡ
ｆｉｇ、４６１ｎ６３２１ｓの障壁層、５ ： ５−Ｉ
ｓｏ、５ｓ Ｇａ ６．４１ Ａｌｔのコレクタ１−６
： ＩｎＰ基板
スタ（ＨＥＴ ）の概念的エネルギ・バント図、第２図
は本発明の実施例のＮＥＴの要部断面図、第３図は本発
明の実施例のＮＥＴのエネルギ・バンド図１ 、 第４図は従来のＨＥＴのエネルギ・バンド図であ
る。 主な符号 １： ？５Ｉｎ０５５ Ｇ（Ｌ。、４７ ＡＭのエミッ
タ層２：非ドープのＩｎＰ又はＡｌｔｏ、４８ Ｉ？ｔ
ｇ、５２ Ａｓの障壁層５ ： ｎ−１ｎｏ、５５ Ｇ
ａｏ、ＨＡｓのベース層４：非ドープのＩｆＬＰ又はＡ
ｆｉｇ、４６１ｎ６３２１ｓの障壁層、５ ： ５−Ｉ
ｓｏ、５ｓ Ｇａ ６．４１ Ａｌｔのコレクタ１−６
： ＩｎＰ基板
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エミッタの半導体層と、該エミッタから注入されたキャ
リアが走行するベースの半導体層と、該エミッタ・ベー
ス間及びベース・コレクタ間に設けられ該キャリアに対
する障壁をそれぞれ形成する第１、第２半導体層と、コ
レクタを形成する半導体層とを備えるホット・エレクト
ロン・トランジスタにおいて、 該キャリアに対する障壁を形成する第２の半導体層の半
導体とベースの半導体との組み合わせを、両者のアッパ
・バレイの底のエネルギが等しくなるか、或いは該障壁
を形成する第２の半導体層の半導体のアッパ・バレイの
底のエネルギの方が低くなる様に選定することを特徴と
するホット・エレクトロン・トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17831785A JPS6239063A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | ホツト・エレクトロン・トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17831785A JPS6239063A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | ホツト・エレクトロン・トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6239063A true JPS6239063A (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=16046365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17831785A Pending JPS6239063A (ja) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | ホツト・エレクトロン・トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6239063A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412233A (en) * | 1992-06-17 | 1995-05-02 | France Telecom | Heterojunction bipolar transistor |
| US5625205A (en) * | 1993-06-02 | 1997-04-29 | Nec Corporation | Bipolar transistor circuit |
| JP2010539367A (ja) * | 2007-10-31 | 2010-12-16 | ジェイル ファイン マシナリー エムエフジー．カンパニー リミテッド | エンジンオイルの無駄遣いと環境汚染を防止した、環境にやさしいスタッフィングボックス |
-
1985
- 1985-08-13 JP JP17831785A patent/JPS6239063A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412233A (en) * | 1992-06-17 | 1995-05-02 | France Telecom | Heterojunction bipolar transistor |
| US5625205A (en) * | 1993-06-02 | 1997-04-29 | Nec Corporation | Bipolar transistor circuit |
| JP2010539367A (ja) * | 2007-10-31 | 2010-12-16 | ジェイル ファイン マシナリー エムエフジー．カンパニー リミテッド | エンジンオイルの無駄遣いと環境汚染を防止した、環境にやさしいスタッフィングボックス |
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