JPS63306660A - ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタ - Google Patents

ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタ

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JPS63306660A
JPS63306660A JP62141465A JP14146587A JPS63306660A JP S63306660 A JPS63306660 A JP S63306660A JP 62141465 A JP62141465 A JP 62141465A JP 14146587 A JP14146587 A JP 14146587A JP S63306660 A JPS63306660 A JP S63306660A
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bipolar transistor
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忠四郎 草野
Tomonori Tagami
知紀 田上
Katsuhiko Mitani
三谷 克彦
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types 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
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エミッタ・ベース接合にヘテロ接合を用いた
バイポーラトランジスタに係り、@流利得がエミッタ面
積に依存せず高く、且つ高速性に優れた半導体装置に関
する。
〔従来の技術〕
従来、ヘテロ接合バイポーラトランジスタでは、電流利
得はエミッタ面積に強く依存し、面積を小さくするにつ
れて利得が大幅に低下するという問題があった。これは
、ベースに注入されたキャリアが、エミッタ・ベース接
合部の周辺部分において表面再結合することによるもの
と考えられている。従来の装置では、これを解決するた
めに1例えば特開昭61−201466号に記載のG 
a A Q A s −GaAssヘテロ接合トランジ
スタのように、ベース層でのAQ組成をエミッタからコ
レクタに向けて徐々に変化させ、エネルギ・バンド・ギ
ャップに勾配を持たせ、内部電界を形成するという方法
が用いられていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術によれば、たしかにエミッタ面積依存性は
改善できるものの、ベース層を作製する際に層成を正確
に制御しなければならず、再現性。
量産性に支障をきたすことが考えられる。
本発明の目的は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタに
おいてエミッタ・ベース接合部の近傍で生じる表面再結
合に起因する電流利得のエミッタ面積依存性を容易に改
善できるトランジスタ構造を提供することにある。また
、ベース、コレクタ間の耐圧を改善することも目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、ベース層において、エミッタ層との界面近
傍を高ドープにすることで達成できる。
またベース層内でコレクタ層との界面近傍−1b−b−
を高ドープにすることにより、高耐圧化の目的も達成で
きる。
〔作用〕
一様なドーピングレベル、エネルギ・バンド・ギャップ
を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタでは、エミ
ッタ層からベース層へ注入されたキャリアは、拡散によ
ってコレクタ側、外部ベース領域へ移動する。この際、
エミッタ・ベース接合周辺部に存在するキャリアは、表
面再結合の効果を受けやすいことが知られている。この
ためベース電流は拡散電流成分よりも再結合電流成分が
支配的になり、電流利得が電流レベルに大きく依存する
こと、また、エミッタ面積にも大きな依存ミッタ側界面
近傍およびコレクタ側界面近傍のみを高ドープに、それ
らにはさまれたベース中間領域を低ドープにして、ベー
ス層に内部電界を作り込んだ。この内部電界は、エミッ
タから注入されたキャリアをベース層内部ヘトリフトさ
せる向きに作用するため、表面再結合の影響を低減させ
ることができる。この結果、電流利得のエミッタ面積依
存性は改善され、小さな面積でも大きな電流利得を得ら
れるようになる。
また、ベース層のコレクタ側界面近傍については、コレ
クタ・ベース間に逆バイアス電圧が印加されても、空乏
層がベース層内へ伸びないようにすることができ、高耐
圧特性を維持することが可能である。
また、高ドープ領域が狭い範囲に限られていても、ベー
ス層全体の抵抗は、ドープ量を制御することにより、低
く保つことができるので、デバイスの高速性は失われる
ことはない。
〔実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
(実施例1) 本発明の実施例1のnpnヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタの断面図を第1図に、またそのエネルギーバンド
図を第2図に示す。
Siをn型ドーパン丸たn+ −GaAs基板10(S
i濃度約2 X 10 ”am−’)上にSiをn型ド
ーパントとしたn+−GaAs層11(Si濃度約5 
X 10 ”’an−8)を約5000人、n−G a
As層12(Si濃度約I X 1016an−3)を
約3000人MBE法により成長し、コレクタ層を形成
する。次に、HeをドーパントとしたP+−GaAsM
 13 A (B e濃度約I X 10 ’、9C!
1l−8)を約200人、P−GaAs層13B(Be
濃度約I X 1017aa−8)を約600人、P+
−G a A s 1113C(Befi度約4X10
”cm−8)を約200人成長し、ベース層13を形成
する。
次にエミッタ層として、Siをドーパン話イ、たn ’
−Gat−xA Q xA s層14(Si′a度約3
X10エフam−’、x40.3)を約1000人成長
し、最後に、電極とのオーミック接触を得るためにSi
をドーパントとしたn+−GaAs 層15(Si濃度
約5 X 10 ”cm−8)を約1000人成長する
続いて、通常のホトリソグラフィープロセス。
蒸着プロセスを用いてA u G eから成るエミッタ
電極16.AuZnから成るベース電極17を形成した
第2図は本実施例のエネルギーバンド図を模式的に示し
たものである。エミッタ層14からベース層13へ注入
された電子は、高ドープP ”−GaAs基10cと低
ドープp −G a A s層13Bとの間に形成され
た内部電界によって、ベース層中間領域13Bへドリフ
トし、さらに拡散によって高ドープp+−GaAs  
層13Aを経てコレクタ層12に達する。従って、ベー
ス層13に注入された電子は内部電界によって表面再結
合の影響を受けることがなくなり、電流利得のエミッタ
面積依存性が低減される。
(実施例2) 本発明の実施例2のpnp型ヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタの断面図を第3に、またそのエネルギーバンド
図を第4図に示す。
Gsをドーパントとしたpφ−G a A s 基板3
0(Ge濃度約2 X 10 ”am−”)上に、MB
E法によりBeをドーパントしたp + −G a A
 s  層31(Be濃度約2×1〇五’ tx −”
 )を約5000人、p−GaAs 層32(Be濃度
約1×10÷161−3)を約3000人成長し、コレ
クタ部を形成する。
次にSiをドーパン龜たn÷−G a A s 層33
A (S ifi度約5 X 10”11!1−8) 
ヲ約200人、n−GaAs 層33B(Si濃度約I
XIOI)am−’)を約600人、n+−GaAs層
5SC(Si濃度約5 X 10 ”am−8)を約2
00人成長し、ベース層33を形成する。
ツ 次にエミッタ層としてBeをドーパントしたP−Gat
−xAQAs層34(Be濃度約2X1017cm″″
8)を約1000人成長し、最後にオーミック接触を得
るためにBeをドーパントしたp÷−GaAs1535
(Be11度約2X10”am″″a)ヲ約1000人
を成長する。
次に、通常のホトリソグラフィープロセス、蒸着プロセ
スを用いて、AuZuからなるエミッタ電tfI36.
AuGeから成るベース電極37を形成した。
第4図は、上で述べたpnp型ヘテロ接合バイポーラト
ランジスタのエネルギーバンドを模式的に示したもので
ある。エミッタ層34からベース層33へ注入された正
孔は、゛バー1層内の高1度領域33C7低濃度領域3
3Bで形成される内部32へ到達する。従って、ベース
層へ注入された正孔は、エミッタ・ベース界面付近には
滞在しないため、表面再結合の影響を低減することがで
きる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタの
ベース層に内部電界が設けられ、エミッタから注入され
る電子又は正孔が界面近傍に滞在することを抑制できる
ため、表面再結合による電流利得のエミッタ面積依存性
を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1の断面図、第2図はそのエネ
ルギーバンド図、第3図は本発明の実施例2の断面図、
第4図はそのエネルギーバンド図である。 10− n +  G a A s 基板、11・”n
+−GaAsコレクタ層、12・・・n−−GaAs 
 コレクタ層。 13 ・・・ベース層、13A−p+−GaAs層。 13fl・・p−−GaAs 層、13C−p+−Ga
Asm、14−n−GaA(IAsエミッタ層、15・
・・n+−GaAs 層、16・・・エミッタ電極、1
7・・・ベース電極、30・・・p◆−G a A t
x 基板、31・・・P+−GaAs  コレクタ層、
32・”p−GaAsコレクタ層、33・・・ベース層
、33A・・・n+−GaAs層、33B−n−GaA
s層、33 C−n +−GaAs層、34・・・P−
GaA党Asエミッタ層、35・・・p÷−GaAs層
、36・・・エミッタ電極、37・・・ベース電極、E
C・・・伝導帯、Ev・・・価電子帯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ベース層のエミッタ層との接合近傍の薄い領域の不
    純物濃度をベース層中間領域の不純物濃度より高くした
    ことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。 2、上記ベース層のコレクタ層との接合近傍の薄い領域
    の不純物濃度を上記ベース層中間領域の不純物濃度より
    高くした特許請求の範囲第1項に記載のヘテロ接合バイ
    ポーラトランジスタ。
JP62141465A 1987-06-08 1987-06-08 ヘテロ接合バイポ−ラトランジスタ Expired - Fee Related JP2533541B2 (ja)

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