JPS63196073A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPS63196073A JPS63196073A JP2723687A JP2723687A JPS63196073A JP S63196073 A JPS63196073 A JP S63196073A JP 2723687 A JP2723687 A JP 2723687A JP 2723687 A JP2723687 A JP 2723687A JP S63196073 A JPS63196073 A JP S63196073A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、半導体装置に於いて、エミッタ層に接しＩ
ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ ／
Ｉ ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓからなる共鳴量子井戸を設け
、また、その共鳴量子井戸を介し前記エミッタ層に対向
するＡｌ組成がグレーデッドのＩｎＡｌＧａＡｓからな
るベース層を設けてなる構成とすることに依り、前記共
鳴量子井戸に於ける井戸層で発生する光が漏洩すること
を抑止できるようにした。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a semiconductor device in which an I
n A I A s / I n G a A s /
By providing a resonant quantum well made of InAIAs, and providing a base layer made of InAlGaAs with a graded Al composition and facing the emitter layer through the resonant quantum well, The light generated in the well layer of the resonant quantum well can be prevented from leaking.
本発明は、共鳴トンネリング・バイポーラ・トランジス
タ（ｒｅｓｏｎａｎｔ−ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｂｉｐ
ｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＲＢＴ）と呼ばれ
る半導体装置の改良に関する。The present invention relates to a resonant-tunneling bipolar transistor (resonant-tunneling bipolar transistor).
This invention relates to an improvement of a semiconductor device called an alar transistor (RBT).
ＲＢＴに於いては、エミッタとベースの界面に介挿され
るバリヤ層として量子井戸を用い、諸条件を適切に選択
することで、電子と正孔とが該バリヤ層を同時に共鳴ト
ンネリングする状態を実現させることができ、従って、
そこで電子及び正孔が再結合すれば発光することが可能
である。In RBT, a quantum well is used as a barrier layer inserted at the interface between the emitter and the base, and by appropriately selecting various conditions, it is possible to achieve a state in which electrons and holes simultaneously resonantly tunnel through the barrier layer. Therefore,
If electrons and holes recombine there, it is possible to emit light.
第３図は発光可能なＲＢＴの従来例を説明する為の要部
切断側面図である。FIG. 3 is a cross-sectional side view of a main part for explaining a conventional example of an RBT capable of emitting light.
図に於いて、１は半絶縁性ＧａＡｓ基板、２はｎ“型Ｇ
ａＡｓコレクタ・コンタクト層、３はｎ型ＧａＡｓコレ
クタ層、４はｐ型ＧａＡｓコレクタ、５は共鳴量子井戸
、５Ａは共鳴量子井戸５に於けるＡ／！ＧａＡｓバリヤ
層、５Ｂは共鳴量子井戸５に於けるＧａＡｓ井戸層、６
はｎ型Ａｊ！ＧａＡｓエミッタ層、６Ａはｎ型ＡｌＧａ
Ａｓエミッタ層６に於けるグレーデツド層、６Ｂはｎ型
Ａ２ＧａＡｓエミッタ層６に於ける非グレーデツド層、
６Ｃはｎ型ＡｌＧａＡｓエミッタ層６に於けるグレーデ
ツド層、７はｎ＋型ＧａＡＳエミッタ・コンタクト層、
８はエミッタ電極、９はベース電極、１０はコレクタ電
極をそれぞれ示している。In the figure, 1 is a semi-insulating GaAs substrate, 2 is an n" type G
3 is an n-type GaAs collector layer, 4 is a p-type GaAs collector, 5 is a resonant quantum well, and 5A is A/! in the resonant quantum well 5. GaAs barrier layer 5B is GaAs well layer 6 in resonant quantum well 5
is n-type Aj! GaAs emitter layer, 6A is n-type AlGa
6B is a graded layer in the As emitter layer 6; 6B is a non-graded layer in the n-type A2GaAs emitter layer 6;
6C is a graded layer in the n-type AlGaAs emitter layer 6; 7 is an n+-type GaAS emitter contact layer;
Reference numeral 8 indicates an emitter electrode, 9 indicates a base electrode, and 10 indicates a collector electrode.
第４図は第３図に見られる従来のＲＢＴに関するエネル
ギ・バンド・ダイヤグラムを表し、第３図に於いて用い
た記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つ
ものとする。尚、この図では伝導帯の底のみを示しであ
る。FIG. 4 shows an energy band diagram regarding the conventional RBT shown in FIG. 3, and symbols used in FIG. 3 indicate the same parts or have the same meanings. Note that this figure only shows the bottom of the conduction band.
図に於いて、ＥＣは伝導帯の底、２１は共鳴量子井戸５
のＧａＡｓ井戸層５Ｂに於ける共鳴準位をそれぞれ示し
ている。尚、共鳴準位２１のエネルギ高さは０．１
（ｅＶ）である。In the figure, EC is the bottom of the conduction band, and 21 is the resonant quantum well 5.
The resonance levels in the GaAs well layer 5B are shown respectively. Note that the energy height of the resonance level 21 is 0.1
(eV).
前記従来例に於ける各部分の主要データを例示すると次
の通りである。Examples of main data of each part in the conventional example are as follows.
（ａｌ コレクタ・コンタクト層２について厚さ５ａ
ｏｏｏｔ人〕
不純物濃度：３Ｘ１０”（値−コ〕
Ｔｏ）コレクタ層３について
厚さ：２０００ （人〕
不純物濃度： ｌ Ｘ Ｉ Ｑ” （ｃｍ−３）［Ｃ
） ベース層４について
厚さ：ｔｏｏｏ Ｃ人〕
不純物濃度： ｌ Ｘ Ｉ Ｑ” （ａｍ−’）（ｄ
） バリヤ層５Ａについて
厚さ：２０ 〔人〕
Ｘ値：０．３３
（ｅ）井戸層５Ｂについて
厚さ＝５０ 〔人〕
（ｆ） グレーデツド層６Ａについて厚さ：１０００
（人〕
Ｘ値：０．００−０．３３
不純物濃度： ５ Ｘ Ｉ Ｏ” （ｅｌｍ−’）（
ｇ） 非グレーデツド層６Ｂについて厚さ：１０００
（人〕
Ｘ値：０．３３
不純物濃度：５Ｘ１０１？（備−３〕
ｆｈｌ グレーデツド層６Ｃについて厚さ：１０００
（人〕
Ｘ値： ０．３３−＝Ｑ、 Ｏｎ （ＧａＡｓ）不純物
濃度： ５ Ｘ １０” （ｅｌｍ−’）ｔｘ＞
エミッタ・コンタクト層７について厚さ：２０００
（人〕
不純物濃度： ５ Ｘ ｌ ０Ｉ８（ｅｌｌ−’）Ｕ）
エミッタ電極８について
材料： Ｃｒ ／ Ａ ｕ
厚さ：２００Ｃ人）／３０００（人〕
（ｋｌ ベース電極９について
材料：Ｃｒ／Ａｕ
厚さ：２００（人）／３０００（人〕
＋１） コレクタ電極１０について
材料： Ｃｒ／ Ａ ｕ
厚さ：２ＱＯ（人）／３０００（入）
このＲＢＴに於いては、エミッタ層６とベース層４との
間に電圧を印加すると、共鳴量子井戸５の井戸層５Ｂに
はエミッタ側から電子が、また、ベース側からは正孔が
それぞれバリヤ層５Ａを共鳴トンネリングして流れ込み
、そこで再結合して発光することができ、また、そこに
光を入射させることで電流を流すこともでき、勿論、緒
特性の設定条件次第で通常のＲＢＴとしても動作させる
ことができるから、発光、受光、スイッチングなどの動
作を全て行い得るものである。(al thickness 5a for collector contact layer 2
ooot person] Impurity concentration: 3X10" (value-ko) To) Thickness for collector layer 3: 2000 (person) Impurity concentration: l X I Q" (cm-3) [C
) Thickness of base layer 4: too C] Impurity concentration: l X I Q"(am-') (d
) Thickness for barrier layer 5A: 20 [people] X value: 0.33 (e) Thickness for well layer 5B = 50 [people] (f) Thickness for graded layer 6A: 1000
(person) X value: 0.00-0.33 Impurity concentration: 5 X IO"(elm-') (
g) Thickness for non-graded layer 6B: 1000
(Person) X value: 0.33 Impurity concentration: 5X101? (Reserve-3) fhl Thickness for graded layer 6C: 1000
(person) X value: 0.33-=Q, On (GaAs) impurity concentration: 5 X 10"(elm-')tx>
Thickness for emitter contact layer 7: 2000
(person) Impurity concentration: 5 X l 0I8(ell-')U)
About the emitter electrode 8 Material: Cr / Au Thickness: 200C (person) / 3000 (person) (kl About the base electrode 9 Material: Cr / Au Thickness: 200 (person) / 3000 (person) +1) About the collector electrode 10 Material: Cr/Au Thickness: 2QO (people)/3000 (in) In this RBT, when a voltage is applied between the emitter layer 6 and the base layer 4, the well layer 5B of the resonant quantum well 5 Electrons from the emitter side and holes from the base side resonantly tunnel through the barrier layer 5A and flow there, where they recombine and emit light, and when light is incident there, a current can be generated. Of course, it can also be operated as a normal RBT depending on the setting conditions of the characteristics, so it can perform all operations such as light emission, light reception, and switching.
第３図及び第４図について説明したＲＢＴに於いては、
共鳴量子井戸５に於けるＧａＡｓ井戸層５Ｂの屈折率は
約３．５であり、その両側に形成されているＡｌ１Ｇａ
Ａｓバリヤ層５ＡはＡｌ。、３Ｇａ６４ＡＳの場合で約
３．２５、そして、若しＡｌＡｓである場合には約２．
９と小さくなるので、光の閉じ込めに対しては好ましい
構成になっているが、何分にも厚さが例えば２０〔人〕
程度と掻めて薄く、しかも、それに連なるベース層４が
ＧａＡｓで構成され、屈折率が再び高（なっていること
から、井戸層５Ｂに発生する光は漏洩し易く、光の閉じ
込め機能は充分とはいい難い状態にある。In the RBT explained in FIGS. 3 and 4,
The refractive index of the GaAs well layer 5B in the resonant quantum well 5 is approximately 3.5, and the Al1Ga well layer formed on both sides thereof
The As barrier layer 5A is Al. , about 3.25 for 3Ga64AS, and about 2.25 for AlAs.
9, which is a preferable configuration for confining light, but the thickness is much smaller than, say, 20 [people].
Moreover, the base layer 4 connected to the well layer 4 is made of GaAs and has a high refractive index, so the light generated in the well layer 5B easily leaks, and the light confinement function is sufficient. It is in a difficult state.
この場合、光の閉じ込め機能の面のみからすれば、Ａｊ
！ＧａＡｓバリヤ層５Ａを厚く形成することで解決され
るが、そのようなことをすれば、キャリヤの共鳴トンネ
リングが不可能になってしまう。In this case, from the perspective of light confinement function only, Aj
! This problem can be solved by making the GaAs barrier layer 5A thick, but doing so would make resonant tunneling of carriers impossible.
本発明は、共鳴量子井戸に於けるキャリヤの共鳴トンネ
リング特性を些かも損なうことなく、井戸層で発生した
光の閉じ込めを良好に行い得るＲＢＴを提供しようとす
る。The present invention aims to provide an RBT that can effectively confine light generated in a well layer without impairing the resonant tunneling characteristics of carriers in a resonant quantum well.
前記のような問題点を解消するには、ベース層として、
屈折率が共鳴量子井戸に於けるバリヤ層と同程度以下で
あって、しかも、該バリヤ層と格子整合し得る材料を用
いる必要があり、また、そのエネルギ・バンド・ギャッ
プは該バリヤ層がバリヤとして充分に作用し得るような
状態を実現させなければならない。To solve the above problems, as a base layer,
It is necessary to use a material whose refractive index is the same or lower than that of the barrier layer in the resonant quantum well, and which can be lattice matched with the barrier layer, and whose energy band gap is equal to or lower than that of the barrier layer in the resonant quantum well. We must create a state in which it can function satisfactorily.
そこで、本発明に依る半導体装置では、エミッタ層に接
して設けられたＩｎＡｆＡｓ／ＩｎＧａＡ ｓ ／ Ｉ
ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓの各層からなる共鳴量子井戸（例
えば共鳴量子井戸１５）と、該共鳴量子井戸に於けるＩ
ｎＡｌＡｓからなるバリヤ層（例えばＩｎＡｌＡｓバリ
ヤ層１５Ａ）に接して設けられ八１の組成がグレーデッ
ドになっているＩ ｎＡｌＧａＡｓのベース層（例えば
ｐ＋型１ｎＡｌＧａＡｓグレーデッド・ベース層１４）
とを備えてなる構成になっている。Therefore, in the semiconductor device according to the present invention, InAfAs/InGaAs/I provided in contact with the emitter layer
A resonant quantum well (for example, resonant quantum well 15) consisting of each layer of n A I A s, and I in the resonant quantum well
A base layer of InAlGaAs (for example, p+ type 1nAlGaAs graded base layer 14) with a graded composition is provided in contact with a barrier layer made of nAlAs (for example, InAlAs barrier layer 15A).
It is configured to include the following.
前記手段を採ると、共鳴量子井戸に於けるＩｎＡｌＡｓ
のバリヤ層がキャリヤの共鳴トンネリングを妨げない程
度に薄く形成されていても、そのバリヤ層に接して形成
されているグレーデッド・ベース層の屈折率がＩｎＡｌ
Ａｓと同程度であるから、Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓの井
戸層に比較して低く維持され、従って、その井戸層で発
生する光を充分に閉じ込めることができ、また、該グレ
ーデッド・ベース層はＩ ｎＡｊ！Ａｓと良好に格子整
合することが可能であり、そして、Ｘ値をグレーデッド
にしであるから、共鳴量子井戸に於けるバリヤ効果を阻
害することもない。By adopting the above method, InAlAs in the resonant quantum well
Even if the barrier layer is formed thin enough not to impede resonant tunneling of carriers, the refractive index of the graded base layer formed in contact with the barrier layer is InAl.
Since it is comparable to As, it is maintained at a low level compared to the well layer of InGaAs, and therefore, the light generated in the well layer can be sufficiently confined, and the graded base layer I nAj! Since it is possible to achieve good lattice matching with As, and because the X value is graded, the barrier effect in the resonant quantum well is not inhibited.
〔実施例〕
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図を表し、第３
図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは
同じ意味を持つものとする。[Embodiment] Fig. 1 shows a cutaway side view of essential parts of an embodiment of the present invention, and Fig.
Symbols used in the drawings indicate the same parts or have the same meaning.
図に於いて、１１は半絶縁性１ｎＰ基板、１２ハｎ ”
型１ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓコレクタ・コンタクト層、
１３はｎ型Ｉｎ、ＡｌＧａＡｓコレクタ層、１３Ａはｎ
型１ ｎＡｆｆｉＧａＡｓコレクタ層１３に於けるグレ
ーデツド層、１３Ｂはｎ型１ｎＡＪＧａＡｓコレクタ層
１３に於ける非グレーデツド層、１４はｐ＋型１ｎＡＩ
ＧａＡｓグレーデッド・ベース層、１５は共鳴量子井戸
、１５Ａは共鳴量子井戸１５を構成するＩｎＡＪ！Ａｓ
バリヤ層、１５Ｂは同じく共鳴量子井戸１５を構成する
Ｉ ｎＧａＡｓ井戸層、１６はｎ型１ ｎＡｉ！ＧａＡ
ｓＡｌＧａＡｓコレクタ層１ｎＡｊｌＧａＡｓ工ミツタ
層１６に於けるグレーデツド層、１６Ｂは同じくｎ型１
ｎＡｊＩＧａＡｓ工ミツタ層１６に於ける非グレーデツ
ド層、１６Ｃは同じくｎ型１ｎＡＩＧａＡｓ工ミフタ層
１６に於けるグレーデツド層、１７はｎ＋型１ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓエミッタ・コンタクト層、１８はエミッタ
電橋、１９はベース電極、２０はコレクタ電極をそれぞ
れ示していて、ＩｎＡｌＧａＡｓは、実際には、
Ｉｎ （Ａｊ！ＸＧａｔ−ｘ ）Ａｓ
であって、更に具体的には、例えば、
Ｉ ｎｏ、ｓｚ （Ａｆｆｉ Ｘ Ｇａｌ二ｘ
） ｏ、ＢＡ ３であり、また、ＩｎＧａＡｓも具
体的には、Ｉ ｎ ｏ、 ｓｓＧ ａ ０．４７Ａ ３
を用いている。In the figure, 11 is a semi-insulating 1nP substrate, and 12 is a semi-insulating 1nP substrate.
Type 1 n Ga As collector contact layer,
13 is an n-type In, AlGaAs collector layer, and 13A is an n-type In, AlGaAs collector layer.
Type 1 is a graded layer in the nAffiGaAs collector layer 13, 13B is a non-graded layer in the n-type 1nAJGaAs collector layer 13, and 14 is a p+ type 1nAI layer.
GaAs graded base layer, 15 is a resonant quantum well, 15A is InAJ! which constitutes the resonant quantum well 15! As
The barrier layer 15B is also an InGaAs well layer constituting the resonant quantum well 15, and 16 is an n-type 1 nAi! GaA
The graded layer 16B in the sAlGaAs collector layer 1nAjlGaAs collector layer 16 is also an n-type 1
16C is also a graded layer in the nAjIGaAs transfer layer 16, 17 is an n+ type 1nG
a As emitter contact layer, 18 is an emitter bridge, 19 is a base electrode, and 20 is a collector electrode, and InAlGaAs is actually In(Aj!XGat-x)As, and Specifically, for example, I no, sz (Affi
) o, BA 3, and InGaAs specifically, I no, ssG a 0.47A 3
is used.
第２図は第１図に見られるＲＢＴに関するエネルギ・バ
ンド・ダイヤグラムを表し、第１図に於いて用いた記号
と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を持つものと
する。尚、この図では伝導帯の底のみを示している。FIG. 2 shows an energy band diagram regarding the RBT shown in FIG. 1, and symbols used in FIG. 1 indicate the same parts or have the same meanings. Note that this figure only shows the bottom of the conduction band.
図に於いて、２２は共鳴量子井戸１５に於けるＧａＡｓ
井戸層１５Ｂ内の共鳴単位を示している。In the figure, 22 is the GaAs in the resonant quantum well 15.
Resonant units within the well layer 15B are shown.
第２図に見られるエネルギ・バンド・グイヤグラムから
判るように、共鳴量子井戸１５に於けるバリヤ層１５Ａ
のバリヤ高さを有効なものとし、且つ、バンド・ギャッ
プが広いコレクタ層１３と結び付ける為、ベース層１４
のＸ値をグレーデッドにしである。As can be seen from the energy band diagram shown in FIG. 2, the barrier layer 15A in the resonant quantum well 15
In order to make the barrier height effective and to connect with the collector layer 13 having a wide band gap, the base layer 14
The X value of is graded.
前記実施例に於ける各部分の主要データを例示すると次
の通りである。Examples of main data of each part in the above embodiment are as follows.
ｆａ） コレクタ・コンタクト［１２について厚さ：
３０００ （人〕
不純物濃度： ２ Ｘ １０Ｉ８（ｃｍ−’）由） グ
レーデツド層１３Ａについて
厚さ：２０００ （人〕
Ｘ値：Ｏ，ＯＯ→０．５０
不純物濃度： ５ Ｘ １０” （ｃｍ−”）（Ｃ）
非グレーデツド層１３Ｂにいて厚さ：ＩＱＯＱ（人
〕
Ｘ値：０．５０
不純物濃度： ５ Ｘ １０Ｉ７（ｅｌｌ−’）（ｄｉ
グレーデッド・ベース層１４について厚さ：１００
０（人〕
Ｘ値：０．５０−０．００
不純物濃度： ｌ Ｘ Ｉ Ｑ１０（ｃｍ−３）（Ｅｌ
） バリヤ層１５Ａについて
厚さ：２０ 〔人〕
Ｘ値：１．０
（ｆ） 井戸層１５Ｂについて
厚さ：４０ 〔人〕
Ｘ値：０．００
（ｇ） グレーデツド層１６Ａについて厚さ：１００
０ 〔人〕
Ｘ値：０．００−０．３３
不純物濃度： ５ Ｘ Ｉ Ｑ１０（ｃｍ−’）（ｈ）
非グレーデツド層１６Ｂについて厚さ：１０００（
人）
Ｘ値：０．３３
不純物濃度： ５ Ｘ Ｉ Ｑ１７（ｃｍ−”）（１）
グレーデツド層１６Ｇについて厚さ：１０００（人
〕
Ｘ値：０．３３−０．００
不純物濃度： ５ Ｘ １０１７ （ｃｍ−’）ＩＪ
） エミッタ・コンタクト層１７について厚さ：２ｏ
ｏｏ Ｃ人〕
不純物濃度： ２ Ｘ Ｉ Ｑｌｌｌ（ｃｍ−”）（ト
））エミッタ電極１８について
材料：Ｃｒ／Ａｕ
厚さ：２００（人）／３０００（人〕
（１）ベース電極１９について
材料： Ｃｒ ／ Ａ ｕ
厚さ：２００（人）／３０００［人）
（ｍｌ コレクタ電極２ｏについて
材料： Ｃｒ ／ Ａ ｕ
厚さ：２００（人）／３０００（人〕
本実施例に於いては、
井戸層１５Ｂの屈折率：約３．５
バリヤ層１５Ａの屈折率：約３．１
ベ一ス層１３の屈折率：約３．３
となり、前記ベース層１３の構成材料に於ける屈折率は
バリヤ層１５Ａのそれに比較して若干高いものの、井戸
層１５Ｂよりは低いから、バリヤ層１５Ａが薄（でも、
井戸層１５Ｂに於ける光の閉じ込めは良好であり、しか
も、格子整合の面でも問題はなく、また、ベース層１３
に於けるＸ値をグレーデッドにすることでエネルギ・バ
ンド・ギャップの面での問題も解消される。fa) Collector contact [thickness about 12:
3000 (people) Impurity concentration: 2 x 10I8 (cm-') Thickness for graded layer 13A: 2000 (people) X value: O, OO→0.50 Impurity concentration: 5 x 10"(cm-") (C)
In the non-graded layer 13B, thickness: IQOQ (person) X value: 0.50 Impurity concentration: 5
Thickness for graded base layer 14: 100
0 (person) X value: 0.50-0.00 Impurity concentration: l X I Q10 (cm-3) (El
) Thickness for barrier layer 15A: 20 [people] X value: 1.0 (f) Thickness for well layer 15B: 40 [people] X value: 0.00 (g) Thickness for graded layer 16A: 100
0 [person] X value: 0.00-0.33 Impurity concentration: 5 X I Q10 (cm-') (h)
Thickness for non-graded layer 16B: 1000 (
Human) X value: 0.33 Impurity concentration: 5 X I Q17 (cm-”) (1)
For graded layer 16G Thickness: 1000 (people) X value: 0.33-0.00 Impurity concentration: 5 x 1017 (cm-') IJ
) Thickness for emitter contact layer 17: 2o
oo C people] Impurity concentration: 2 X I Qllll (cm-”) (g)) About the emitter electrode 18 Material: Cr/Au Thickness: 200 (people) / 3000 (people) (1) About the base electrode 19 Material: Cr / Au thickness: 200 (people) / 3000 [people] (ml Material for the collector electrode 2o: Cr / Au thickness: 200 (people) / 3000 (people)) In this example, the well layer The refractive index of the base layer 15B is approximately 3.5, the refractive index of the barrier layer 15A is approximately 3.1, the refractive index of the base layer 13 is approximately 3.3, and the refractive index of the constituent material of the base layer 13 is approximately 3.3. Although it is slightly higher than that of the well layer 15A, it is lower than the well layer 15B, so the barrier layer 15A is thin (but
The light confinement in the well layer 15B is good, and there is no problem in terms of lattice matching.
By making the X value graded, the problem of energy band gap is also solved.
本発明の半導体装置に於いては、エミッタ層に接しＩ
ｎ Ａ ＲＡ ｓ ／ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ ／
１ ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓからなる共鳴量子井戸を設け、
また、その共鳴量子井戸を介し前記エミッタ層に対向す
るＡ２組成がグレーデッドのＩｎＡβＧａＡｓからなる
ベース層を設けている。In the semiconductor device of the present invention, an I
n A RA s / I n G a A s /
A resonant quantum well consisting of 1 n A I A s is provided,
Further, a base layer made of InAβGaAs with a graded A2 composition is provided, which faces the emitter layer through the resonant quantum well.
このような構成を採ることに依り、共鳴量子井戸に於け
るＩｎＡｌＡｓのバリヤ層がキャリヤの共鳴トンネリン
グを妨げない程度に薄く形成されていても、そのバリヤ
層に接して形成されているグレーデッド・ベース層の屈
折率がＩ ｎＡｊ！Ａｓと同程度であるから、Ｉ ｎＧ
ａＡｓの井戸層に比較して低（維持され、従って、その
井戸層で発生する光を充分に閉じ込めることができ、ま
た、該グレーデッド・ベース層は１ ｎＡｌＡｓと良好
に格子整合することが可能であり、そして、Ｘ値をグレ
ーデッドにしであるから、共鳴量子井戸に於けるバリヤ
効果を阻害することもない。By adopting such a configuration, even if the InAlAs barrier layer in the resonant quantum well is formed thin enough not to impede resonant tunneling of carriers, the graded layer formed in contact with the barrier layer can be The refractive index of the base layer is I nAj! Since it is on the same level as As, InG
The graded base layer can be well lattice-matched to 1 nAlAs, and the graded base layer can be well lattice-matched to 1 nAlAs. And, since the X value is graded, the barrier effect in the resonant quantum well is not inhibited.
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は第
１図に見られる実施例に関するエネルギ・バンド・ダイ
ヤグラム、第３図は従来例の要部切断側面図、第４図は
第３図に見られる従来例に関するエネルギ・バンド・ダ
イヤグラムをそれぞれ表している。
図に於いて、１１は半絶縁性１ｎＰ基板、１２はｎ”型
１ｎＧａＡｓコレクタ・コンタクト層、１３はｎ型１
ｎＡｊｌＧａＡｓコレクタ層、１３Ａはｎ型りｎ’Ａｆ
ＧａＡｓコレクタ層１３に於けるグレーデツド層、１３
Ｂはｎ型１ｎＡｆＧａＡｓコレクタ層１３に於ける非グ
レーデツド層、１４はｐ＋型ＩｎＡｌ１ＧａＡｓグレー
デッド・ベース層、１５は共鳴量子井戸、１５Ａは共鳴
量子井戸１５を構成するＩｎＡｌＡｓバリヤ層、１５Ｂ
は同じく共鳴量子井戸１５を構成するＩ ｎＧａＡ３井
戸層、１６はｎ型１ｎＡｊ！ＧａＡｓ工ミツタ層、１６
Ａはｎ型１ｎＡＪＧａＡｓＩミッタ層１６に於けるグレ
ーデツド層、１６Ｂは同じくｎ型ＩｎＡｌＧａＡｓエミ
ッタ層１６に於ける非グレーデツド層、１６Ｃは同じく
ｎ型１ｎＡＡＱａＡｓ工ミツタ層１６に於けるグレーデ
ツド層、１７はｎ＋型１ｎＧａＡｓエミッタ・コンタク
ト層、１８はエミッタ電極、１９はベース電極、２０は
コレクタ電極をそれぞれ示している。
特許出願人 富士通株式会社
代理人弁理士 拍 谷 昭 司
代理人弁理士 渡 邊 弘 一
実施例の要部切断側面図
第１図
第３図FIG. 1 is a cutaway side view of essential parts of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an energy band diagram regarding the embodiment shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cutaway side view of essential parts of a conventional example, and FIG. The figures each represent an energy band diagram for the prior art example shown in FIG. In the figure, 11 is a semi-insulating 1nP substrate, 12 is an n'' type 1nGaAs collector contact layer, and 13 is an n-type 1nP substrate.
nAjlGaAs collector layer, 13A is n type n'Af
Graded layer 13 in GaAs collector layer 13
B is an ungraded layer in the n-type 1nAfGaAs collector layer 13, 14 is a p + type InAl1GaAs graded base layer, 15 is a resonant quantum well, 15A is an InAlAs barrier layer constituting the resonant quantum well 15, 15B
1 is an InGaA three-well layer that also constitutes the resonant quantum well 15, and 16 is an n-type 1nAj! GaAs layer, 16
A is a graded layer in the n-type 1nAJGaAsI emitter layer 16, 16B is a non-graded layer in the n-type InAlGaAs emitter layer 16, 16C is a graded layer in the n-type 1nAAQaAs emitter layer 16, and 17 is an n+ type. 1nGaAs emitter contact layer, 18 is an emitter electrode, 19 is a base electrode, and 20 is a collector electrode. Patent Applicant Fujitsu Ltd. Representative Patent Attorney Akio Utoya Representative Patent Attorney Hiroshi Watanabe Cutaway side view of essential parts of one embodiment Figure 1 Figure 3
Claims (1)
Ａｓ／ＩｎＡｌＡｓの各層からなる共鳴量子井戸と、 該共鳴量子井戸に於けるＩｎＡｌＡｓからなるバリヤ層
に接して設けられＡｌ組成がグレーデッドになっている
ＩｎＡｌＧａＡｓからなるベース層と を備えてなることを特徴とする半導体装置。[Claims] InAlAs/InGa provided in contact with the emitter layer
A resonant quantum well made of As/InAlAs layers, and a base layer made of InAlGaAs with a graded Al composition and provided in contact with a barrier layer made of InAlAs in the resonant quantum well. Characteristic semiconductor devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62027236A JPH0680676B2 (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62027236A JPH0680676B2 (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196073A true JPS63196073A (en) | 1988-08-15 |
| JPH0680676B2 JPH0680676B2 (en) | 1994-10-12 |
Family
ID=12215436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62027236A Expired - Fee Related JPH0680676B2 (en) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680676B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161670A (en) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP62027236A patent/JPH0680676B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161670A (en) * | 1986-12-25 | 1988-07-05 | Nec Corp | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0680676B2 (en) | 1994-10-12 |
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