KR20020020864A - 헤테로 바이폴러 트랜지스터 - Google Patents
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Abstract
SiGeC층을 이용한 저구동전압화를 도모하면서 이미터·베이스간의 재결합전류를 억제하고, 전류증배율 등의 특성이 높은 헤테로 바이폴러 트랜지스터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Si기판(10)에 Si컬렉터 매설층(11)과, C 함유율이 높은 SiGeC층으로 이루어진 제 1 베이스영역(12)과, C 함유율이 낮은 SiGeC층 또는 SiGe층으로 이루어진 제 2 베이스영역(13)과, 이미터영역(14a)을 포함하는 Si캡층(14)을 적층하고 있다. 제 2 베이스영역(13)의 적어도 이미터영역측 단부에서는 C 함유율을 0.8% 미만으로 한다. 이것에 의해, 이미터·베이스 접합부의 공핍층에 있어서 C에 의한 재결합 중심의 형성을 억제하고 저전압구동성을 유지하면서, 재결합전류의 저감에 의한 전류증배율 등의 전기적 특성의 개선을 실현한다.
Description
본 발명은 실리콘을 포함하는 반도체층을 이용한 헤테로 바이폴러 트랜지스터에 관한 것으로, 특히 저구동전압화 대책에 관한 것이다.
종래부터 이미터영역의 밴드갭이 베이스영역보다도 커지도록 이미터영역과 베이스영역의 조성을 변화시킴으로써, 이미터의 주입효율을 대폭으로 향상시키고, 트랜지스터의 특성을 향상시키는 헤테로 바이폴러 트랜지스터(이하, HBT라고 한다)는 고기능소자로서 주목을 모으고 있다. 이 HBT는 특히 고주파특성이 뛰어나기 때문에 마이크로파·밀리파 대역에서의 디바이스로서 이용되고 있다. HBT는 종래 Ⅲ-Ⅴ족 화합물반도체인 GaAs와 AlGaAs의 조합 등에 의해 제작되었지만, 최근 SiGe층으로 이루어진 베이스층의 밴드갭이 Si보다 작은 것을 이용한 SiGe HBT의 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
SiGe HBT는 Ge의 밴드갭(실온시 0.66eV)이 Si의 밴드갭(실온시 1.12eV)보다 작고, SiGe 혼합결정이 Si보다 밴드갭이 작아지는 것을 이용하고 있다. 그리고, 이미터영역으로서 Si층을 베이스영역으로서 SiGe층을 각각 이용하고, 이미터층에 대하여 베이스층의 밴드갭을 작게 하는 것으로, 호모 Si 바이폴러 트랜지스터에서의 구동전압(약 0.7V)보다 낮은 전압으로 구동시키는 것이 가능해진다. 여기서의 구동전압이라는 것은 바이폴러 트랜지스터가 능동영역에 있어서 베이스·이미터간의 전압이 베이스·이미터간의 확산전위와 동일해진 상태를 가리킨다. 즉, NPN 바이폴러 트랜지스터에 있어서는 이미터층과 베이스층의 가전자대단(價電子帶端)의 에너지차를 어느 정도 크게 하여 베이스층에서 이미터층으로의 정공의 주입을 억제하면서, 이미터층과 베이스층의 전도대단의 에너지차를 작게 할 수 있기 때문에, 구동전압을 저전압화할 수 있다.
또한, HBT에서는 베이스영역의 Ge 함유율을 이미터영역에서 컬렉터영역으로 향하는 방향으로 서서히 증가시킴으로써, 베이스영역의 밴드갭이 이미터영역에서 컬렉터영역으로 향하는 방향으로 서서히 작게 하는 경사조성을 구성하는 것이 가능하게 된다. 이 경사조성에 의해서 생기는 전계에 의해 베이스층 중에 주입된 캐리어가 가속되어 드리프트 주행한다. 이 드리프트 전계에 의해서 확산에 의한 캐리어의 속도보다 고속으로 할 수 있기 때문에, 베이스주행시간의 단축이 도모되어 차단주파수(fT)를 향상시키는 것도 가능해진다.
그러나, Ge의 격자정수(5.65Å)가 Si의 격자정수(5.43Å)와 다르기 때문에, Ge의 함유율을 크게 하면 격자정수차에 의한 왜곡에 기인하는 전위가 발생하여, 전기적 특성이 열화된다. 즉, 보다 저전압구동화를 진행시키기 위해서는 SiGe층에서의 Ge의 함유율을 크게 할 필요가 있지만, 상술한 바와 같이 SiGe층에서의 Ge의 함유율을 높게 하면 Si층과의 격자정수차가 보다 커지기 때문에, Ge의 함유율에는 상한이 있다. 그래서 C 결정의 격자정수가 Si 결정의 격자정수보다도 작은 것에 착안하여, SiGe층에 C를 함유시킨 SiGeC 혼합결정에서는 왜곡을 저감시키는 것이 가능하게 된다(L. D. Lanzerotti, A. St. Amour, C. W. Liu, J. C. Strum, J. K. Watanabe and N. D. Theodore, IEEE Electron Device Letters, Vol.17 No.7 334(1996)). 그리고, Si층과 SiGeC층 사이의 헤테로접합을 이용한 HBT를 생각할 수 있는데, 이 HBT에서는 열처리시에 베이스영역 중에 포함되는 불순물이 컬렉터영역측으로 확산됨으로써, 베이스·컬렉터간에 이른바 파라스틱 배리어가 형성되는 문제가 있다(J. W. Slotboom, G. Streutker, A. Pruijmboom and D. J. Gravesteijn, IEEE Electron Device Letters 12 p.p. 486 (1991)). 그리고, 이 파라스틱 배리어가 형성되는 것으로, 전류증배율(β)의 저하, 초기전압 Va나 차단주파수 fT의 열화가 발생된다. 이것을 해결하기 위해서 베이스·컬렉터간에 도프되지 않은 스페이서층을 개재하는 방법이 있다(E. J. Prinz, P. M. Garone, P. V. Schwartz, X, Xiano and J. C. Strum, IEDM Technology Digital p.p.853 (1991)). C는 불순물확산을 억제하는 효과가 있다(L. D. Lanzerotti, J. C. Strum, E. Stach, R. Hull, T. Buyuklimanli and C. Magee, Applied Physics Letters 70 (23) 3125 (1997)). 이 효과에 의해 베이스영역의 p형 불순물인 붕소의 프로파일이 유지되고, 초기전압 Va나 차단주파수 fT등의 특성이 향상되는 것이 기대된다.
그러나, 종래의 SiGeC/Si 헤테로접합을 이용한 SiGeC-HBT에서는 아래와 같은 문제가 있었다.
전류증배율을 보다 향상시키기 위해서 SiGeC-HBT의 베이스영역인 SiGeC층의 밴드갭을 보다 작게 하기 위해서는 Ge의 함유율을 보다 크게 해야만 한다. 이 때 상술한 바와 같이 Ge 함유율의 증대에 따르는 격자왜곡을 저감하기 위해서는 C의함유율을 크게 하면 된다. 그런데, 본 발명자들이 행한 실험에 의하면, 예를 들면 C의 함유율이 0.8% 이상인 SiGeC층을 베이스영역으로서 이용한 HBT에 있어서 베이스전류의 n값이 약 2가 되는 등, C의 함유율을 높게 하면 HBT의 고주파특성이 열화되는 것을 알았다. 이하, 본 발명자들이 행한 실험결과에 대해서 설명한다.
도 8(a), (b)는 각각 순서대로 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 감멜 플롯을 나타내는 도면이다. 도 9(a), (b)는 각각 순서대로 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 전류증배율(β)을 나타내는 도면이다. 단, 본 명세서에 있어서 「SiGe0.268HBT」, 「SiGe0.268C0.0091HBT」등으로 표기할 때는, Si의 조성율은 1에서 다른 재료 (Ge, C 등)의 함유율을 뺀 값을 의미한다.
도 8(a), (b)를 비교하면 알 수 있듯이, SiGe0.268C0.0091HBT의 베이스전류 Ib의 n값(기울기)은 SiGe0.268HBT의 n값에 비하여 현저하게 열화되고 있다. 또한, 도 9(a), (b)를 비교하면 알 수 있듯이 SiGe0.268C0.0091HBT의 전류증배율 β는 최대값이라도 50밖에 없고, SiGe0.268HBT의 전류증배율 β의 최대값이 400인데 비하여 열화되고 있다. 이 원인은 SiGeC-HBT에 있어서 C의 함유율이 1%에 가까워지면 재결합전류가 증대되기 때문에 n값이 열화되고, 이 n값의 열화에 의해서 전류증배율 β가 저하되는 것이라고 생각된다.
도 10은 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 이미터·베이스간의 다이오드특성의 순방향의 전류전압특성의 측정결과와, 전자의 재결합전류와 확산전류의 합의 계산값의 측정결과의 피팅을 조사하기 위한 도면이다. 도 10에서는 다이오드 전자의 재결합전류와 확산전류의 합의 계산값을 이미터·베이스간의 공핍층 중에서의 재결합수명(τr)을 파라미터로 하여 측정결과와 피팅시키고 있다. 이 다이오드특성의 결과에서 알 수 있듯이 C의 함유율이 0%인 SiGeC층(즉 SiGe층)에서는 재결합수명이 약 100nsec인데 대하여, C의 함유율이 0.91%인 SiGeC층에서는 재결합수명이 약 400psec이 된다. 이와 같이, C의 함유율이 1%에 가까워지면 재결합수명이 현저하게 작아져 재결합전류가 대단히 커지는 결과, 특성의 열화가 생기는 것으로 생각된다.
도 11(a), (b)는 각각 순서대로 베이스영역에 균일하게 Ge를 함유하고 있는 SiGe0.268HBT의 베이스영역에서의 재결합수명을 1 ×1O-5sec에서 1 ×10-9sec까지 변화시켜 감멜 플롯, 전류증배율을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다. 도 11(a)에서 알 수 있듯이 재결합수명이 작아지면 컬렉터전류는 그다지 영향은 받지 않지만, 베이스전류의 재결합전류가 대단히 커짐으로써 n값이 열화되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 11(b)에서 알 수 있듯이 재결합수명이 작아지면, 상술한 바와 같이 베이스전류의 재결합전류가 증가됨으로써 전류증배율 β가 대폭으로 저하된다. 이와 같이, 재결합수명이 작아진 경우 트랜지스터의 특성을 열화시키는 원인이 된다.
C의 함유율이 높은 SiGeC-HBT에 있어서 재결합수명이 작아지는 원인의 하나로서, C의 함유율이 높은 SiGeC 결정의 경우, 결정 중의 격자간 위치에 존재하는 C의 양이 증가하는 것을 들 수 있다. 이 격자간 위치에 존재하는 C가 재결합준위를구성하여, 재결합전류를 증가시킨다고 생각된다.
본 발명의 목적은 이미터·베이스간의 재결합전류의 감소와 저전압구동화, 고주파특성의 향상을 모두 실현할 수 있는 헤테로 바이폴러 트랜지스터를 제공하는 것에 있다.
도 1은 SiGeC 3원혼합결정 반도체에서의 Ge 및 C의 함유율과 밴드갭, 격자왜곡의 관계를 나타내는 상태도
도 2는 본 발명의 각 실시예에 공통되는 헤테로 바이폴러 트랜지스터(HBT)의 단면도
도 3의 (a), (b)는 제 1 실시예에서의 HBT의 C, Ge 함유율과 붕소농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 에너지밴드도
도 4의 (a), (b)는 제 2 실시예에서의 HBT의 C, Ge 함유율과 붕소농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 에너지밴드도
도 5의 (a), (b)는 제 3 실시예에서의 HBT의 C, Ge 함유율과 붕소농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 에너지밴드도
도 6의 (a), (b)는 제 4 실시예에서의 HBT의 C, Ge 함유율과 붕소농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 에너지밴드도
도 7의 (a), (b)는 제 5 실시예에서의 HBT의 C, Ge 함유율과 붕소농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 에너지밴드도
도 8의 (a), (b)는 각각 순서대로 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 감멜 플롯(Gammell Plot)을 나타내는 도면
도 9의 (a), (b)는 각각 순서대로 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 전류증배율(β)을 나타내는 도면
도 10은 SiGe0.268HBT, SiGe0.268C0.0091HBT의 이미터·베이스간의 다이오드특성의 순방향의 전류전압특성의 측정결과와, 전자의 재결합전류와 확산전류의 합의 계산값의 측정결과의 피팅을 조사하기 위한 도면
도 11의 (a), (b)는 각각 순서대로 베이스영역에 균일하게 Ge를 함유하고 있는 SiGe0.268HBT의 베이스영역에서의 재결합수명을 변화시켜 감멜 플롯, 전류증배율을 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면
도 12는 본 발명의 효과확인을 위한 실험에 이용한 샘플의 파라미터를 표로 나타내는 도면
도 13은 도 12에 나타내는 샘플에 대해서 측정한 바이어스전압-전류특성의 데이터를 나타내는 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : Si기판 11 : 컬렉터 매설층
12 : 제 1 베이스영역 13 : 제 2 베이스영역
14 : Si캡층 14a : 이미터영역
15 : 이미터전극
본 발명의 제 1 헤테로 바이폴러 트랜지스터는 기판상에 설치되고 Si를 포함하는 반도체재료로 이루어진 제 1 도전형의 컬렉터영역과, 상기 컬렉터영역 위에 설치되고 C함유율이 불균일한 Si1-x-yGexCy층(0<x<1, 0y<1)으로 이루어진 제 2 도전형의 베이스영역과, 상기 베이스영역 위에 설치되고 상기 베이스영역과의 사이에서 헤테로접합을 형성하는 Si를 포함하는 반도체재료로 이루어진 제 1 도전형의 이미터영역을 구비하고, 상기 베이스영역 중 C 함유율이 최대인 부분은 상기 이미터영역에 인접하는 영역과는 떨어져 있다.
이에 의해, 베이스영역 중 이미터영역에 인접하는 영역에서는 비교적 C 함유율이 낮기 때문에, 이미터·베이스접합부에 형성되는 공핍층에는 C 함유율이 높은 영역이 작아져, 공핍층에서의 재결합 중심의 수를 저감할 수 있다. 따라서, 재결합 중심이 공핍층에 존재하는 것에 기인하는 재결합전류를 억제할 수 있다. 즉, SiGeC층으로 이루어진 베이스영역을 이용한 헤테로접합을 이용하여 저구동전압화를 도모하면서, 전류증배율이나 고주파특성 등의 전기적 특성의 개선을 도모할 수 있다.
상기 베이스영역의 상기 이미터영역에 인접하는 영역에서의 C 함유율이 0.8%미만인 것이 바람직하다.
상기 베이스영역의 상기 이미터영역에 인접하는 영역에서의 C 함유율이 0.01% 이상인 것에 의해, 베이스영역에서의 밴드구조의 조정을 미세하게 행하는 것이 가능하게 된다.
이미터·베이스접합부에 형성되는 공핍층이 상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 접하는 영역내에 포함되어 있음으로써, 재결합전류를 보다 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다.
상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 접하는 영역의 Ge 함유율이 일정함으로써, 확산층의 깊이위치에 편차가 생겨도 이미터 베이스접합의 확산전위가 거의 일정하기 때문에, 동작전압을 거의 일정하게 유지할 수 있다.
상기 베이스층 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역 이외의 영역의 적어도 중앙부가 균일한 Ge 함유율을 갖고 있음으로써, 제조공정에서의 베이스영역의 애피택셜성장의 용이화를 도모할 수 있다.
상기 베이스층 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역의 두께가 5㎚ 이상인 것이 바람직하고, 10㎚ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 제외하는 영역이 상기 이미터영역으로부터 상기 컬렉터영역을 향하는 방향으로 밴드갭이 작아지도록 구성되어 있음으로써, 캐리어의 베이스영역에서의 주행을 가속하여, 고주파특성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 제외하는 영역이 상기 이미터영역으로부터 상기 컬렉터영역을 향하는 방향으로 C 함유율이 증대하는 조성을 가짐으로써, C 함유율이 높고 재결합 중심의 많은 영역을 될 수 있는 한 이미터·베이스접합부로부터 멀리하여 재결합전류를 억제하면서, 저구동전압화를 도모할 수 있다는 이점이 있다.
상기 베이스영역은 상기 컬렉터영역에 인접하는 영역을 포함하는 제 1 베이스영역과, 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 포함하는 제 2 베이스영역으로 나뉘어 있고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부의 밴드갭이 상기 제 2 베이스영역의 밴드갭과 동일하거나 작음으로써, 특히 저구동전압화를 현저하게 도모할 수 있다.
그러한 경우, 상기 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 Ge 함유율의 차를 △x로 하고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에, △x4.288△y의 관계가 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 베이스영역 중 상기 제 2 베이스영역측 단부를 제외하는 영역에서는 제 1 베이스영역에 있어서 제 2 베이스영역으로부터 컬렉터영역을 향하는 방향으로 밴드갭이 작아지도록 구성되어 있음으로써, 상술한 바와 같이 캐리어의 베이스 주행속도의 향상에 의한 고주파특성의 개선을 도모할 수 있다.
그러한 경우, 상기 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 Ge 함유율의 차를 △x로 하고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에,△x4.288△y의 관계가 있는 것이 바람직하다.
(실시예)
각 실시예에 대해서 설명하기 전에, Si, Ge 및 C를 포함하는 3원혼합결정 반도체인 SiGeC층에 의해서 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 베이스층을 구성한 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 기본적인 이점에 대해서 설명한다.
도 1은 SiGeC 3원혼합결정 반도체에서의 Ge 및 C의 함유율과 밴드갭, 격자왜곡의 관계를 나타내는 상태도이다. 도 1에서 횡축은 Ge 함유율을 나타내고 종축은 C 함유율을 나타내며, 또한 왜곡량(압축왜곡 및 인장왜곡을 포함한다), 밴드갭이 각각 일정해지는 조성조건을 직선으로 나타내고 있다. 도 1 중 도트해칭을 실시한 영역은 Si층상의 SiGeC층에서의 격자왜곡량이 1.0% 이내이고, 또한 밴드갭을 종래의 실용적인 SiGe(Ge 함유율이 약 10%)의 밴드갭보다도 작게 할 수 있는 영역이다. 이 영역은 Si1-x-yGexCy라고 나타나는 SiGeC에 있어서 Ge의 함유율을 x, C의 함유율을 y로 한 경우, 다음의 4개의 직선
직선 ① : y = 0.122x - 0.032
직선 ② : y = 0.1245x + 0.028
직선 ③ : y = 0.2332x - 0.0233 (Ge 함유율이 22% 이하)
직선 ④ : y = 0.0622x + 0.0127 (Ge 함유율이 22% 이하)
에 의해서 둘러싸인 영역이다. 또, 도면 중 격자왜곡이 0%라고 기재된 직선상의 조성을 갖는 SiGeC층은 하지의 Si층과 격자정합하고 있다.
따라서, 이미터층, 베이스층, 컬렉터층으로 이루어진 헤테로 바이폴러 트랜지스터에 있어서 베이스층을 도 1의 도트해칭으로 나타난 영역의 조성으로 이루어진 SiGeC에 의해서 구성하는 것으로, 격자왜곡에 의한 불량을 초래하지 않고 좁은 밴드갭 베이스를 실현할 수 있다.
즉, 베이스층에 밴드갭이 작고, 또한 격자왜곡량이 작아지는 재료로서 SiGeC 3원혼합결정 반도체재료를 선택함으로써, 신뢰성이 높고, 저전압동작, 고속동작이 가능한 헤테로 바이폴러 트랜지스터를 실현할 수 있다.
또, 도 1은 SiGeC층의 하지층이 Si 단일조성을 갖는 경우의 상태도이지만, 하지층이 Si에 Ge나 C를 다소 포함하는 경우라도 SiGeC층의 격자왜곡이 1.0% 이하이고, 또한 하지층과 SiGeC층과 밴드갭의 차를 크게 확보할 수 있는 한, 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
도 2는 본 발명의 각 실시예에 공통되는 헤테로 바이폴러 트랜지스터(HBT)의 단면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 HBT는 p형 불순물을 포함하는 Si기판(10)과, Si기판(10)에 n형 불순물(예를 들면 인)을 도입하여 형성된 Si 컬렉터 매설층(11)과, Si 컬렉터 매설층(11) 위에 설치된 C 함유율이 높은 SiGeC층으로 이루어진 제 1 베이스영역(12)과, 제 1 베이스영역(12) 위에 설치된 C 함유율이 낮은 SiGeC층 또는 SiGe층으로 이루어진 제 2 베이스영역(13)과, 제 2 베이스영역(13) 위에 설치된 Si캡층(14)과, Si캡층(14) 위에 설치된 폴리실리콘막으로 이루어진 이미터전극(15)을 구비하고 있다.
다음에, 이 HBT의 제조방법에 대해서 설명한다. 우선, Si기판(10)의 표면부에 이온주입법 등을 이용하여 n형의 불순물이 되는 인(p)을 농도가 약 2 ×1017/㎤로 도입하여, 컬렉터 매설층(11)을 형성한다. 그리고, 컬렉터 매설층(11) 위에 UHV-CVD법 등에 의해 C의 함유율이 높은 SiGeC층으로 이루어진 제 1 베이스영역(12)과, 제 1 베이스영역(12)보다도 C의 함유율이 낮은 SiGeC층 또는 SiGe층으로 이루어진 제 2 베이스영역(13)을 순서대로 에피택셜성장시킨다. 여기서, 제 2 베이스영역(13)의 적어도 이미터영역측 단부(Si캡층측 단부)에 있어서는 C함유율을 0.8% 미만으로 한다. 이 때, 에피택셜성장의 소스로서 Si의 원료에는 실란이나 디실란을 이용하고, Ge의 원료에는 게르만을 이용하며, C의 원료에는 메틸실란이나 메틸게르만 등을 이용한다. 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)에는, 예를 들면 p형 불순물이 되는 붕소(B)를 약 4 ×1018/㎤의 농도로 도핑하고, 제 1 베이스영역(12)의 막두께는 약 35㎚ 정도와 제 2 베이스영역(13)의 막두께는 약 25㎚ 정도(합계 막두께가 약 60㎚)로 한다. 그 후, 제 2 베이스영역(13) 위에 Si층으로 이루어진 Si캡층(14)을 에피택셜성장시킨다. Si캡층(14)에는 불순물을 도핑하지 않고, Si캡층(14)의 막두께는 약 10㎚ 정도로 한다. 게다가, Si캡층(14) 위에 일부만을 개구시킨 실리콘산화막(16)을 형성하고, 그 개구부 및 실리콘산화막(16) 위에 비소(As)나 인(P) 등의 n형 불순물을 포함하는 n+형 폴리실리콘막으로 이루어진 이미터전극(15)을 형성한다. 이 이미터전극(15)에는 비소(또는 인)가 약 1 ×1020/㎤ 이상의 고농도로 도프되어 있고, 열처리에 의해서 Si캡층(14) 내에 n형 불순물을확산시켜, Si캡층(14) 내에 이미터영역(14a)을 형성한다.
즉, C의 함유율이 높은 제 1 베이스영역(12)과 이미터층(14a) 사이에 C의 함유물이 낮은 제 2 베이스영역(13)을 개재시키고, 또한 제 2 베이스영역(13)의 적어도 이미터영역측 단부에서의 C 함유율을 0.8% 미만으로 함으로써, 제 1 베이스영역(12)에 있어서 C의 함유율이 높음으로써 발생하는 재결합 중심을 이미터·베이스간의 공핍층의 바깥쪽이 되도록 구성되어 있다. 그리고, 이와 같이 구성함으로써, 베이스전류의 n값의 개선이나 누설전류의 감소를 도모하여, 도 8(b), 도 9(b) 등에 나타내는 불량을 억제할 수 있다. 한편, C의 함유율이 높은 제 1 베이스영역(12)을 설치함으로써, 종래의 Si/SiGeC 헤테로접합을 이용한 HBT와 마찬가지로, 격자왜곡의 발생을 억제하면서 저전압구동화를 도모할 수 있다. 이것이, 본 발명의 기본적인 효과이다.
도 2에서는 편의상 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)으로 나뉘어 있지만, 본 발명은 제 1 베이스영역과 제 2 베이스영역으로 나눌 수 없는 것에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 베이스층을 구성하는 Si1-x-yGexCy의 성분비가 베이스층 전체에서 연속적으로 변화하는 경우여도 된다. 즉, 베이스층 중 이미터층에 인접하는 영역에서의 C 함유율이 베이스층의 컬렉터층에 인접하는 영역에서의 C 함유율보다도 작으면, 본 발명의 기본적인 효과를 발휘할 수 있기 때문이다.
(제 1 실시예)
도 3(a), (b)는 제 1 실시예에서의 제 1 베이스영역 및 제 2 베이스영역의 C및 Ge 함유율과 불순물인 붕소(B)의 농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 이미터영역-베이스영역-컬렉터영역의 에너지밴드도이다. 또, 도 3(a)에 있어서 n형 불순물 농도의 도시는 생략되어 있다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12) 및 제 2 베이스영역(13)에 걸쳐서 Ge 함유율은 일정(예를 들면 26.8%)하게 한다. 한편, C의 함유율은 제 1 베이스영역(12)에서는 0.91%로, 제 2 베이스영역(13)에서는 0.35%로 한다. 즉, 제 1 베이스영역(12)은 SiGe0.268C0.0091층으로 이루어지고, 제 2 베이스영역(13)은 SiGe0.268C0.0035층으로 이루어져 있다.
이 때, SiGe0.268C0.0091층의 밴드갭은 약 0.95eV이고, Ge0.268C0.0035층의 밴드갭은 약 0.92eV이다. 이와 같이, Ge 함유율이 동일한 2개의 SiGeC층이 적층되어 있는 경우, C의 함유율이 높은 쪽의 밴드갭이 커지기 때문에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 이미터영역(14a)과 C 함유율이 높은 제 1 베이스영역(12) 사이에, C의 함유율이 낮은 SiGeC층(제 2 베이스영역(13))을 개재시킴으로써, 이미터·베이스접합부에 장벽이 생기기 어렵다. 따라서, C 함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)의 존재는 HBT의 구동전압을 높게 하는 악영향을 주지 않는다. 한편, 상술한 바와 같이 C 함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)이 이미터영역(14a)과 제 1 베이스영역(12) 사이에 개재하는 것으로, 이미터·베이스간의 공핍층(도 3(b)에 나타내는 영역 Rdp) 중의 재결합전류를 저감할 수 있다. 즉, HBT에 있어서 재결합전류의 증대에 기인하는 n값의 열화나 전류증배율의 저감을 억제하면서, 한층 더 저전압구동화를 진행시킬 수있다.
또, 제 1 베이스영역(12) 및 제 2 베이스영역(13)의 경계가 없이 베이스층을 2개의 층으로 나눌 수 없는 경우나, 베이스층을 3개 이상의 층으로 나눌 수 있는 경우, 예를 들면 베이스층을 구성하는 Si1-x-yGexCy의 성분비가 베이스층 전체에서 연속적으로 변화하는 경우라도 베이스층 중 이미터층에 인접하는 부분에서 C 함유율이 충분히 작으면 이미터·베이스접합부에 형성되는 공핍층에서의 재결합전류의 억제효과를 발휘할 수 있다.
-제 1 실시예에 관한 실험데이터-
도 12는 본 발명의 효과확인을 위한 실험에 이용한 샘플의 각 파라미터를 표로 하여 나타내는 도면이다. 도 12에서는 Si캡층(14)의 두께를 S로 표시하고, 제 1 베이스층(12)의 두께를 D1로 표시하며, 제 2 베이스층(13)의 두께를 D2로 표시하고, 제 1 베이스층(12)에서의 Ge 함유율, C 함유율, 붕소농도를 각각 NG1, NC1, NB1로 표시하며, 제 2 베이스층(13)에서의 Ge 함유율, C 함유율, 붕소농도를 각각 NG2, NC2, NB2로 표시하고 있다.
도 13은 도 12에 나타내는 샘플에 대해서 측정한 바이어스전압-전류특성의 데이터를 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이 C 함유율이 낮은 층(제 2 베이스영역)을 설치하지 않는 샘플(No.1)에서는 전압-전류특성의 기울기가 완만한 것에서 재결합전류가 크다는 것을 알 수 있다. 또한, C 농도가 낮은 제 2 베이스영역(13)의 두께가 10㎚의 샘플(No.2)에서는 샘플(No.1)에 비하면 전압-전류특성의 기울기가 조금 상승하여 약간의 재결합전류 저감효과는 볼 수 있지만, 그 효과는 작다. 또한, C 농도가 낮은 제 2 베이스영역(13)의 두께가 20㎚의 샘플(No.3)에서는 전류의 기울기가 약간 급준해져, 재결합전류의 저감효과가 분명히 나타나 있다. 게다가, 제 2 베이스층(13)의 두께가 30㎚의 샘플(No.4)에서는 전압-전류특성의 기울기가 급준해져, 재결합전류의 저감효과가 대단히 커지고 있다.
또, 이 실험에서 이용한 샘플에서는 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)에서의 불순물(붕소)의 농도를 2 ×1018㎝-3이고, 표준적인 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 베이스영역에서의 불순물농도 1 ×1019㎝-3에 비하면 상당히 낮다. 그 때문에, 이미터·베이스접합에서의 공핍층이 넓어져 있는 것으로 생각된다. 즉, 베이스영역에서의 불순물농도를 1 ×1019㎝-3정도로 한 경우에는 이 실험에서 이용한 샘플보다도 이미터·베이스접합에서의 공핍층의 확산이 좁아지기 때문에, 제 2 베이스영역(13)의 두께가 5㎚ 정도 이상이면 재결합전류의 저감효과가 얻어진다.
(제 2 실시예)
도 4(a), (b)는 제 2 실시예에서의 제 1 베이스영역 및 제 2 베이스영역의 C 및 Ge 함유율과 불순물인 붕소(B)의 농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 이미터영역-베이스영역-컬렉터영역의 에너지밴드도이다. 또, 도 4(a)에 있어서 n형 불순물 농도의 도시는 생략되어 있다.
본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)의 밴드갭이 동일해지도록 2개의 영역(12, 13)의 Ge, C 함유율을 조정하고 있는 점이 특징이다.그것을 위해서는 Ge 함유율을 제 1, 제 2 베이스영역에서 동일한 값으로 하지 않고, 제 1 베이스영역(12)에서의 Ge 함유율을 제 2 베이스영역(13)보다도 높게 하면 된다. 그리고, SiGeC층에서의 조성을 일반식 Si1-x-yGexCy로 나타내고, 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에, 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)에서의 Ge 함유율의 차 △x를 하기 수학식 1
에 기초하여 결정한다. 또, 제 1 베이스영역(12), 제 2 베이스영역(13)의 어느 쪽에 있어서도 Si층에 대하여 압축왜곡을 받는 조성으로 되어 있다.
도 4(a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)의 Ge 함유율은 높은 일정값(예를 들면 31.3%)으로 하고, 제 2 베이스영역(13)의 Ge 함유율을 낮은 일정값(예를 들면 26.8%)으로 한다. 한편, C의 함유율은 제 1 베이스영역(12)에서는 1.4%로, 제 2 베이스영역(13)에서는 0.35%로 한다. 즉, 제 1 베이스영역(12)은 SiGe0.313C0.014층으로 이루어지고, 제 2 베이스영역(13)은 SiGe0.268C0.0035층으로 이루어져 있다.
이 때, SiGe0.313C0.014층의 밴드갭은 약 0.92eV이고, Ge0.268C0.0035층의 밴드갭도 약 0.92eV이며, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이 2개의 베이스영역(12, 13)에서의 전도대단은 평탄하게 된다. 이와 같이, 밴드갭이 동일한 2개의 SiGeC층이 적층되어 있는 경우, 한층 더 저전압구동화를 도모할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 C함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)이 이미터영역(14a)과 제 1 베이스영역(12) 사이에 개재하는 것으로, 이미터·베이스간의 공핍층(도 4(b)에 나타내는 영역 Rdp) 중의 재결합전류를 저감할 수 있다. 즉, HBT에 있어서 재결합전류의 증대에 기인하는 n값의 열화나 전류증배율의 저감을 억제하면서, 특히 현저한 저전압구동화를 진행시킬 수 있다.
또한, △x4.288△y로 함으로써, 제 1 베이스영역(12)의 밴드갭이 제 2 베이스영역(13)의 밴드갭과 동일하거나 작아져, 캐리어의 주행의 장해가 되는 헤테로장벽이 존재하지 않게 되므로, 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 동작의 고속화를 도모할 수 있다.
(제 3 실시예)
도 5(a), (b)는 제 3 실시예에서의 제 1 베이스영역 및 제 2 베이스영역의 C 및 Ge 함유율과 불순물인 붕소(B)의 농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 이미터영역-베이스영역-컬렉터영역의 에너지밴드도이다. 또, 도 5(a)에 있어서 n형 불순물 농도의 도시는 생략되어 있다.
본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)의 경계부에서의 양쪽의 밴드갭을 동일하게 하고, 제 1 베이스영역(12)의 밴드갭이 베이스주행전자를 가속하는 방향으로 변화하도록 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 Ge, C 함유율을 조정하고 있는 점이 특징이다. 그 때문에, SiGeC층에서의 조성을 일반식 Si1-x-yGexCy로 나타내고, 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역(13)에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에, 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역(13)에서의 Ge 함유율의 차 △x를 상기 수학식 1에 기초하여 결정한다. 그리고, 제 1 베이스영역(12)에서의 Ge 함유율을 제 2 베이스영역측 단부로부터 컬렉터 매설층(11)을 향하는 방향으로 증대시킨다.
도 5(a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서의 Ge 함유율을 높은 값(예를 들면 20.0%)으로 하고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서의 Ge 함유율을 더욱 높은 값(예를 들면 30%)으로 하며, 제 2 베이스영역(13)의 Ge 함유율은 낮은 일정값(예를 들면 15.2%)으로 한다. 한편, C의 함유율은 제 1 베이스영역(12)에서는 높은 일정값(예를 들면 1.4%)으로, 제 2 베이스영역(13)에서는 낮은 일정값(예를 들면 0.3%)으로 한다. 즉, 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부는 SiGe0.20C0.014층으로 이루어지고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부는 SiGe0.30C0.014층으로 이루어지며, 제 2 베이스영역(13)은 SiGe0.152C0.003층으로 이루어져 있다.
이 때, Ge0.20C0.014층의 밴드갭은 약 1.02eV이고, SiGe0.152C0.003층의 밴드갭도 약 1.02eV이며, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 2개의 베이스영역(12, 13)의 경계부에서의 밴드갭은 동일하다. 한편, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서의 밴드갭은 약 0.93eV이다. 따라서, 제 1 베이스영역(12)에 있어서 밴드갭이 제 2 베이스영역측 단부로부터 컬렉터 매설층(11)을 향하는 방향으로 서서히 작아지도록 변화하고 있기 때문에, 제 1 베이스영역(12)에서의 전자가 드리프트 전계에 의해 가속되고 전자의 주행시간이 단축되어, 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 고주파특성이 향상된다. 또한, 경계부에서 밴드갭이 동일한 2개의 SiGeC층이 적층되어 있는 경우, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 한층 더 저전압구동화를 도모할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 C 함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)이 이미터영역(14a)과 제 1 베이스영역(12) 사이에 개재하는 것으로, 이미터·베이스간의 공핍층(도 5(b)에 나타내는 영역 Rdp) 중의 재결합전류를 저감할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 제 2 실시예와 동일한 효과에 더하여, 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 고주파특성의 개선을 도모할 수 있다.
(제 4 실시예)
도 6(a), (b)는 제 4 실시예에서의 제 1 베이스영역 및 제 2 베이스영역의 C 및 Ge 함유율과 불순물인 붕소(B)의 농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 이미터영역-베이스영역-컬렉터영역의 에너지밴드도이다. 또, 도 6(a)에 있어서 n형 불순물 농도의 도시는 생략되어 있다.
본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)의 양쪽의 밴드갭이 동일해지고, 또한 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 경계부에서의 격자왜곡이 될 수 있는 한 작아지도록 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 Ge, C 함유율을 조정하고 있는 점이 특징이다. 그 때문에, 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서의 Ge 및 C 함유율은 제 2 베이스영역(13)과 동일하게 하면서, 제 1 베이스영역(12)에서의 Ge 함유율 및 C 함유율을 제 2 베이스영역측 단부로부터 컬렉터 매설층(11)을 향하는 방향으로 증대시킨다. 그 때, SiGeC층에서의 조성을 일반식Si1-x-yGexCy로 나타내고, 제 1 베이스영역(12)의 제 1 베이스영역측 단부를 제외하는 영역과 제 2 베이스영역(13)에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에, 제 1 베이스영역(12)의 제 1 베이스영역측 단부를 제외하는 영역과 제 2 베이스영역(13)에서의 Ge 함유율의 차 △x를 상기 수학식 1에 기초하여 결정한다.
도 6(a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서의 Ge 함유율을 공통의 값(예를 들면 26.8%)으로 하고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서의 Ge 함유율을 높은 값(예를 들면 31.3%)으로 한다. 한편, C의 함유율은 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에 있어서는 공통의 값(예를 들면 0.35%)으로, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서는 보다 높은 값(예를 들면 1.4%)으로 한다. 즉, 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부는 SiGe0.268C0.0035층으로 이루어지고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부는 SiGe0.313C0.014층으로 이루어져 있다.
이 때, SiGe0.268C0.0035층의 밴드갭은 약 0.93eV이고, SiGe0.313C0.014층의 밴드갭은 약 0.93eV이며, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 2개의 베이스영역(12, 13)에서의 밴드갭은 동일하다. 그리고, 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 경계부에서의 Ge, C 함유율이 모두 동일하기 때문에, 경계부에서의 격자정수가 급격한 변화가 없는 것으로, 베이스영역 전체로서의 격자왜곡을 될 수 있는 한 작게 할 수 있다. 따라서, 격자왜곡에 의한 전위(轉位) 등의 결함의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 헤테로바이폴러 트랜지스터의 전기적 특성의 향상을 도모할 수 있다.
한편, 밴드갭이 동일한 2개의 SiGeC층이 적층되어 있는 경우, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 한층 더 저전압구동화를 도모할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 C 함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)이 이미터영역(14a)과 제 1 베이스영역(12) 사이에 개재하는 것으로, 이미터·베이스간의 공핍층(도 6(b)에 나타내는 영역 Rdp) 중의 재결합전류를 저감할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 제 2 실시예와 동일한 효과에 더하여, 결함의 발생의 억제에 의해 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 전기적 특성의 개선을 도모할 수 있다.
(제 5 실시예)
도 7(a), (b)는 제 5 실시예에서의 제 1 베이스영역 및 제 2 베이스영역의 C 및 Ge 함유율과 불순물인 붕소(B)의 농도를 나타내는 도면 및 전압인가시의 이미터영역-베이스영역-컬렉터영역의 에너지밴드도이다. 또, 도 7(a)에 있어서 n형 불순물 농도의 도시는 생략되어 있다.
본 실시예에서는 제 1 베이스영역(12)과 제 2 베이스영역(13)의 경계부에서의 양쪽의 밴드갭을 동일하게 하고, 제 1 베이스영역(12)의 밴드갭이 베이스주행전자를 가속하는 방향으로 변화시키는 동시에, 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 경계부에서의 격자왜곡이 될 수 있는 한 작아지도록 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 Ge, C 함유율을 조정하고 있는 점이 특징이다. 그 때문에, 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서의 Ge 및 C 함유율은 제 2 베이스영역(13)과 동일하게 하면서, 제 1 베이스영역(12)에서의 C 함유율 및 Ge 함유율을 제 2 베이스영역측 단부로부터 컬렉터 매설층(11)을 향하는 방향으로 증대시킨다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같이 본 실시예에서는 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서의 Ge 함유율을 공통의 값(예를 들면 15.2%)으로 하고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서의 Ge 함유율을 높은 값(예를 들면 30%)으로 한다. 한편, C의 함유율은 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부에서는 공통의 값(예를 들면 0.3%)으로, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부에서는 보다 높은 값(예를 들면 1.4%)으로 한다. 즉, 제 2 베이스영역(13)과 제 1 베이스영역(12)의 제 2 베이스영역측 단부는 SiGe0.152C0.003층으로 이루어지고, 제 1 베이스영역(12)의 컬렉터 매설층측 단부는 SiGe0.30C0.014층으로 이루어져 있다.
이 때, SiGe0.152C0.003층의 밴드갭은 약 1.02eV이고, SiGe0.30C0.014층 밴드갭은 약 0.93eV이다. 따라서, 제 1 베이스영역(12)에 있어서 밴드갭이 제 2 베이스영역측 단부로부터 컬렉터 매설층(11)을 향하는 방향으로 서서히 작아지도록 변화하고 있기 때문에, 제 1 베이스영역(12)에서의 전자가 드리프트 전계에 의해 가속되고 전자의 주행시간이 단축되어, 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 고주파특성이 향상된다. 그리고, 제 1, 제 2 베이스영역(12, 13)의 경계부에서의 Ge, C 함유율이 모두 동일하기 때문에, 경계부에서의 격자정수의 급격한 변화가 없는 것으로, 베이스영역 전체로서의 격자왜곡을 될 수 있는 한 작게 할 수 있다. 따라서, 격자왜곡에 의한 전위 등의 결함의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 헤테로 바이폴러 트랜지스터의 전기적 특성의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 경계부에 있어서 밴드갭이 동일한 2개의 SiGeC층이 적층되어 있는 경우, 상기 제 2 실시예와 마찬가지로, 한층 더 저전압구동화를 도모할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 C 함유율이 낮은 제 2 베이스영역(13)이 이미터영역(14a)과 제 1 베이스영역(12) 사이에 개재하는 것으로, 이미터·베이스간의 공핍층(도 7(b)에 나타내는 영역 Rdp) 중의 재결합전류를 저감할 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 상기 제 3 실시예와 제 4 실시예의 효과를 모두 발휘할 수 있다.
(그 밖의 실시예)
또, 상기 각 실시예에서는 제 2 베이스영역(13)이 SiGeC층인 경우에만 대하여 설명하였지만, 상기 각 실시예는 제 2 베이스영역(13)이 SiGe층에 의하여 구성되어 있는 것에 대해서도 적용할 수 있다.
본 발명의 헤테로 바이폴러 트랜지스트에 의하면, SiGeC층으로 이루어진 베이스영역 중 이미터영역에 인접하는 영역의 C 함유율을 컬렉터영역에 인접영역의 C 함유율보다도 작게 하였기 때문에, 재결합전류의 억제에 의해 저구동전압화를 도모하면서, 전류증배율이나 고주파특성 등의 전기적 특성의 개선을 도모할 수 있다.
Claims (14)
- 기판상에 설치되고, Si를 포함하는 반도체재료로 이루어진 제 1 도전형의 컬렉터영역과,상기 컬렉터영역 위에 설치되고, C 함유율이 불균일한 Si1-x-yGexCy층(0<x<1, 0y<1)으로 이루어진 제 2 도전형의 베이스영역과,상기 베이스영역 위에 설치되고, 상기 베이스영역과의 사이에서 헤테로접합을 형성하는 Si를 포함하는 반도체재료로 이루어진 제 1 도전형의 이미터영역을 구비하고,상기 베이스영역 중 C 함유율이 최대인 부분은 상기 이미터영역에 인접하는 영역과는 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 베이스영역의 상기 이미터영역에 인접하는 영역에서의 C 함유율이 0.8% 미만인 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항에 있어서,상기 베이스영역의 상기 이미터영역에 인접하는 영역에서의 C 함유율이 0.01% 이상인 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,이미터·베이스접합부에 형성되는 공핍층이 상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 접하는 영역내에 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 접하는 영역의 Ge 함유율이 일정한 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스층 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역 이외의 영역의 적어도 중앙부는 균일한 Ge 함유율을 갖는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스층 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역의 두께가 5㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 7항에 있어서,상기 베이스층 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역의 두께가 10㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 제외하는 잔여부의 영역이 상기 이미터영역으로부터 상기 컬렉터영역을 향하는 방향으로 밴드갭이 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스영역 중 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 제외하는 영역이 상기 이미터영역으로부터 상기 컬렉터영역을 향하는 방향으로 C 함유율이 증대하는 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,상기 베이스영역은 상기 컬렉터영역에 인접하는 영역을 포함하는 제 1 베이스영역과, 상기 이미터영역에 인접하는 영역을 포함하는 제 2 베이스영역으로 나뉘어 있고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부의 밴드갭이 상기 제 2 베이스영역의 밴드갭과 동일하거나 작은 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 11항에 있어서,상기 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 Ge 함유율의 차를 △x로 하고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에,△x4.288△y의 관계가 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 12항에 있어서,상기 제 1 베이스영역 중 상기 제 2 베이스영역측 단부를 제외하는 영역에서는 제 1 베이스영역에 있어서 제 2 베이스영역으로부터 컬렉터영역을 향하는 방향으로 밴드갭이 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
- 제 13항에 있어서,상기 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 Ge 함유율의 차를 △x로 하고, 제 1 베이스영역의 적어도 제 2 베이스영역측 단부와 제 2 베이스영역에서의 C 함유율의 차를 △y로 하였을 때에,△x4.288△y의 관계가 있는 것을 특징으로 하는 헤테로 바이폴러 트랜지스터.
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