KR960006751B1 - Hetero-junction bipolar transistor and the manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
제1도의 (a) 및 (b)는 급준한(abrupt) 경제면을 갖는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 기판구조 및 그에너지 밴드 구조를 나타낸 도면.(A) and (b) of FIG. 1 show a substrate structure and an energy band structure of a heterojunction bipolar transistor having an abrupt economy.
제2도의 (a) 및 (b)는 점층적 구조(graded)의 에미터를 갖는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 기판구조및 그 에너지 밴드 구조를 나타낸 도면.(A) and (b) of FIG. 2 show a substrate structure and an energy band structure of a heterojunction bipolar transistor having an emitter of a graded structure.
제3도의 (a) 및 (b)는 점층적 구조의 베이스를 갖는 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 기판구조 및 그 에너지 밴드 구조를 나타낸 도면.(A) and (b) of FIG. 3 show a substrate structure and an energy band structure of a heterojunction bipolar transistor having a base of a layered structure.
제4도의 (a) 및 (b)는 본 발명에 의한 두께가 다른 다양자 우물베이스를 이용한 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 기판구조 및 그 에너지 밴드구조를 나타낸 도면.(A) and (b) of FIG. 4 show the substrate structure and the energy band structure of a heterojunction bipolar transistor using a multi-well well base having different thicknesses according to the present invention.
제5도의 (a) 내지 (h)는 본 발명에 따른 소자기판의 제작 순서도.(A) to (h) of FIG. 5 is a manufacturing flowchart of the device substrate according to the present invention.
제6도는 본 발명에 의하여 고안된 두께가 각기 다른 양자우물 베이스층의 확대구조.6 is an enlarged structure of the quantum well base layer having different thicknesses devised by the present invention.
제7도의 (a) 내지 (f)는 소자공정의 흐름도.7 (a) to 7 (f) are flowcharts of an element process.
제7도의 (g)는 본 발명에 의하여 완성된 두께가 각기 다른 다양자우물을 이용한 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 완성된 구조.Figure 7 (g) is a completed structure of a heterojunction bipolar transistor using a variety of wells of different thicknesses completed by the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:반절연 기판, 2:부콜렉터층,1: semi-insulating substrate, 2: secondary collector layer,
3:콜렉터층, 4:베이스층,3: collector layer, 4: base layer,
5:에미터층, 6a:우물,5: emitter layer, 6a: well,
6b:전위장벽, 6c:다중양자우물,6b: potential barrier, 6c: multi-quantum well,
6d:갈륨비소층, 6e::캡층,6d: gallium arsenide layer, 6e :: cap layer,
7,9:포토레지스터(PR), 8:에미터 저항성 접촉층,7,9 photoresist (PR), 8: emitter resistive contact layer,
10:베이스 저항성 접촉층, 11:콜렉터저항성 접촉층.10: base resistive contact layer, 11: collector resistive contact layer.
본 발명은 이종접합 바이폴라 트랜지스터(Hetero-junction Bipolar Transistor:HBT)에 관한 것으로, 더구체적으로는 베이스층과 에미터층의 경계면에 두께가 각기 다른 다중양자우물(multple quantum well)을삽입한 이종접합 바이폴라 트랜지스터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor (HBT), and more particularly, to a heterojunction bipolar in which multiple quantum wells having different thicknesses are inserted into an interface between a base layer and an emitter layer. A transistor and a method of manufacturing the same.
이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제작시 밴드갭이 큰 에미터층의 n형 도핑과 밴드갭이 작은 베이스층의p형 도핑에 의하여 에미터층의 접합면쪽에서 베이스층 쪽으로의 전자의 확산과 베이스층에서의 에미터층쪽으로 정공의 확산으로 접촉경계면에는 공핍층이 형성되어 에미터층의 경계면쪽의 에너지 밴드가 휘어져올라가 전위장벽을 이루는 밴드 스파이크(band spike)가 형성된다.In the fabrication of heterojunction bipolar transistors, n-type doping of the emitter layer with a large band gap and p-type doping of the base layer with a small band gap are used to diffuse electrons from the junction surface of the emitter layer toward the base layer and the emitter layer at the base layer. The diffusion of holes toward the depletion layer forms a depletion layer on the contact boundary surface so that an energy band on the boundary surface of the emitter layer is bent to form a band spike that forms a dislocation barrier.
이렇게 형성된 에너지 밴드의 스파이크(spike)는 에미터에서 베이스로 전자의 흐름을 방해하는 장벽 역할을하여 소자의 효율을 저하시키기 때문에 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 구조 설계에 있어서 접합경계면에서의 밴드 스파이크를 제거하여야 한다.The spikes of the energy bands thus formed serve as a barrier to the flow of electrons from the emitter to the base, thereby reducing the efficiency of the device. Therefore, in the structural design of the heterojunction bipolar transistor, the band spike at the junction boundary must be removed. do.
따라서, 에미터의 에너지 밴드를 베이스의 접합면에 이를때까지 밴드갭을 줄여 이어주는 방법과 에미터에 접합된 베이스의 에너지갭을 점차 줄여주는 등 다양한 방법이 개시되었다.Accordingly, various methods have been disclosed, such as a method of reducing the band gap until the energy band of the emitter reaches the junction surface of the base and gradually reducing the energy gap of the base bonded to the emitter.
이들중 대표적인 몇가지 방법들에 의해 재조된 구조를 살펴보겠다.Let's look at the fabricated structure by some of these representative methods.
제1도(a)는 가장 기본적인 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 구조로서, 반 절연기판(1)위에 n형의 고도핑부콜렉터층(subcollector layer)(2)과 n형 도핑의 콜렉터층(3)을 형성하고 있으며, 콜렉터층(3)위에 얇은 p형베이스층(4)을 형성하고 있다.FIG. 1A illustrates a structure of a most basic heterojunction bipolar transistor, in which an n-type highly doped subcollector layer 2 and an n-type doped collector layer 3 are formed on a semi-insulating substrate 1. The thin p-type base layer 4 is formed on the collector layer 3.
이 p형 베이스층(4)위에 전자 공급층인 n형의 에미터층(5)이 형성되어 있다.On this p-type base layer 4, an n-type emitter layer 5 which is an electron supply layer is formed.
이러한 구조의 에너지 밴드 구조가 제1도(b)에 나타내어져 있으며 여기에서 에미터층과 베이스층의 접합면에 밴드스파이크(A)가 형성되어 있음올 알 수 있다.The energy band structure of this structure is shown in FIG. 1 (b), where it can be seen that the band spike A is formed on the junction surface of the emitter layer and the base layer.
제2도(a)는 제1도(a) 구조에서 생기는 에너지 밴드의 스파이크를 없애주기 위하여 에미터층(5a)의 물질조성을 변화시켜 에미터층(5a)과 베이스층(4)의 접합면에 가까울 수록 에너지 밴드가 낮아지게 함으로써경계면에서 두 물질의 밴드차를 없애는 구조로, 그 에너지 밴드구조는 제2도(b)에서 도시되어 있다.FIG. 2 (a) changes the material composition of the emitter layer 5a in order to eliminate the spike of the energy band generated in the structure of FIG. 1 (a), and thus is close to the junction between the emitter layer 5a and the base layer 4. The lower the energy band, the less the band difference between the two materials in the boundary surface, the energy band structure is shown in Figure 2 (b).
이 구조의 이종접합 바이폴라 트랜지스터는 스파이크를 제거함으로써 에미터의 효율을 증대시킬 수 있게 되고 이로 인해 높은 전류 이득을 얻을 수 있게 된다.Heterojunction bipolar transistors of this structure can increase the efficiency of the emitter by eliminating spikes, resulting in high current gain.
그러나 에미터의 물질조성을 변화시킴에 있어 베이스접합면에 이를 때 베이스층의 물질과 에미터층(5a)의 물질이 동일하게 되도록 하는 것은 쉽지 않다.However, in changing the material composition of the emitter, it is not easy to make the material of the base layer and the material of the emitter layer 5a the same when the base junction surface is reached.
제3도의 (a) 역시 에미터층(5)과 베이스층(4a)의 접합면에서의 밴드스파이크를 없애기 위하여 베이스층(4a)의 물질조성을 변화시킴으로써 에미터층(5)에서 베이스층(4a) 쪽으로의 물질 조성을 그대로 연장하여접합면의 밴드불연속을 없애주었다.(A) of FIG. 3 also changes the emitter layer 5 from the base layer 4a to the base layer 4a by changing the material composition of the base layer 4a in order to eliminate band spikes at the bonding surface of the emitter layer 5 and the base layer 4a. By extending the composition of the material as it is, the band discontinuity of the bonded surface was eliminated.
이 구조에서는 준 전기장(Quasi-electric field)에 의한 전자의 유동(drift) 운동에 의해 전자가 베이스를통과하는데 걸리는 주행시간(transit time)이 단축되기 때문에 전류의 이득향상을 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 고주파특성에 유리하고, 베이스폭을 두껍게 할 수 있어 공정에 유리한 구조이나, 제2도(a) 구조와 같이밴드갭의 변화를 유도하여야 함으로 인해 제조공정상의 어려운 점이 있다.In this structure, the gain of the current is improved as well as the gain of the current is increased because the transit time for the electron to pass through the base is shortened by the drift motion of the electron by the quasi-electric field. It is advantageous to the characteristics, and the base width can be made thick, which is advantageous to the process, and there is a difficulty in the manufacturing process due to the change in the band gap like the structure of FIG. 2 (a).
본 발명의 목적은 이종접합시 발생되는 밴드갭간의 차이와 에너지 밴드 스파이크를 제거하기 위한 구조를 보다 간단히 만들 수 있도록 하고 소자의 전기적 특성을 향상시키는 것이다.An object of the present invention is to simplify the structure for removing energy band spikes and differences between band gaps generated during heterojunction and to improve the electrical characteristics of the device.
이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 에미터층에서 베이스층으로 이루어지는 에미터 경계영역에 단원자층까지 제어가능하고 급준한 경계면을 얻을 수 있는 분자선 에피택시(Molecular BeamEpilaxy) 방법을 이용하여 우물의 두께가 각기 다른 다중양자우물을 삽입하는 것이 특징이다.In order to achieve the above object, in the present invention, the thickness of a well is improved by using a molecular beam epitaxy method capable of controlling a steep interface to the monoatomic layer in the emitter boundary region formed from the emitter layer to the base layer. It is characterized by inserting different multi-quantum wells.
상기 구조의 이종접합 바이폴라 트랜지스터를 제조하는 본 발명의 방법의 특징을 살펴보면, 반절연 기판의 표면에 갈륨분자를 흡착시켜 부콜렉터층을 형성하는 단계와, 상기 부콜렉터층상에 콜렉터층을 형성시킨후 p형 불순물을 주입하여 고농도의 배이스층을 성장시키는 단계와, 상기 베이스층상에 우물과 전위장벽으로 이루어지는 다중양자우물올 형성하고 알루미늄 갈륨비소층을 형성하는 단계와, 감광막을 덮고 상기 베이스층까지 식각하는 단계와, 에미터 저항성 접촉층을 형성하고 소자분리를 위해 상기 베이스층 및 상기콜렉터층을 순차로 식각하는 단계 및, 상기 베이스층상에 베이스 저항성 접촉층을 형성하고 상기 부콜렉터층상에 콜렉터 저항성 접촉층을 형성하는 단계를 포함하는 것이다.The method of the present invention for producing a heterojunction bipolar transistor having the above structure is characterized by adsorbing gallium molecules on the surface of the semi-insulated substrate to form a sub-collector layer, and forming a collector layer on the sub-collector layer. implanting a p-type impurity to grow a high concentration basal layer, forming a multi-quantum well consisting of wells and dislocation barriers on the base layer and forming an aluminum gallium arsenide layer, covering the photoresist layer and etching to the base layer Forming an emitter ohmic contact layer and sequentially etching the base layer and the collector layer for device isolation; forming a base ohmic contact layer on the base layer and collector resistive contact on the subcollector layer. Forming a layer.
본 발명의 방법의 다른 특징으로서, 상기 다중양자우물을 형성하는 단계는 에너지 밴드갭이 상대적으로작은 n형의 갈륨비소를 다중양자우물과, 에너지 밴드갭이 상대적으로 큰 n형의 알루미늄 갈륨비소를 전위장벽에 교번적으로 형성시키는 것이다.As another feature of the method of the present invention, the forming of the multi-quantum well comprises a n-type gallium arsenide having a relatively small energy band gap, a multi-quantum well, and an n-type aluminum gallium arsenide having a relatively large energy band gap. It is formed alternately on the potential barrier.
이제부터 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제4도의 (a)는 본 발명에 따른 이종접합 구조를 간단히 나타낸 단면도이고,(b)는 그 에너지 밴드구조를나타낸 것이다.(A) of FIG. 4 is sectional drawing which shows the heterojunction structure which concerns on this invention briefly, (b) shows the energy band structure.
이와같이 본 발명에 의해 얻고자 하는 이종접합 구조는, 제4도(a)에 도시된 바와같이 에미터(5)와 베이스(5) 사이에 초격자 양자우물(6)을 형성한 것으로, 이에 따르면, 제4도(b)에 도시된 바와같이 양자우물의폭이 넓어짐에 따라 에너지 준위가 낮아짐으로 점차적인 우물폭 증가로 에미터와 베이스간의 양자우물의서브 밴드 에너지대에 의하여 전도대는 부드럽게 베이스에 연결된다.As described above, the heterojunction structure to be obtained by the present invention, as shown in FIG. 4 (a), forms a superlattice quantum well 6 between the emitter 5 and the base 5. As shown in Fig. 4 (b), as the width of the quantum well becomes wider, the energy level decreases, so that the width of the quantum well is gradually increased. Connected.
이와같은 구조를 얻기 위한 본 발명은 제조방법은 제5도의 (a) 내지 (h)에 도시되어 있다.The present invention for obtaining such a structure is shown in Figure 5 (a) to (h).
이제부터 제5도를 참조하면서 본 발명의 제조방법을 상세히 설명하겠다.The manufacturing method of the present invention will now be described in detail with reference to FIG.
먼저, 제5도의 (a)와 같이 표면이 깨끗한 반절연 갈륨비소기판(1)을 준비하여 분자선에피택시(MBE)장치의 성장실에 집어넣은후 표면의 비소(As)가 열에 의해 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 비소 분위기에서580℃의 열을 가하여 표면 산화막을 제거한다.First, as shown in FIG. 5A, a semi-insulating gallium arsenide substrate 1 having a clean surface is prepared and placed in a growth chamber of a molecular beam epitaxy (MBE) device, and then arsenic (As) on the surface is released by heat. To prevent this, the surface oxide film is removed by applying heat at 580 ° C. in an arsenic atmosphere.
산화막이 제거된 기관(1)의 표면에 갈륨분자를 흡착시켜 제5도의 (b)에 도시된 바와같이 n+ 부콜렉터층(2)을 형성시킨다.Gallium molecules are adsorbed on the surface of the engine 1 from which the oxide film has been removed to form an n + subcollector layer 2 as shown in FIG.
이때, 차후에 이루어질 소자공정을 위하여 실리콘분자를 함께 흡착시켜 고농도의 n형층을 만들어준다.At this time, silicon molecules are adsorbed together for the device process to be made later to make a high concentration n-type layer.
실리콘 분자를 흡착시키는 과정에서는 실리콘분자 발생장치인 실리콘 도가니의 온도를 조절하고, 도가니의 뚜껑(shutter)을 열었다 닫았다하여 적당량의 실리콘 분자가 공급되도록 한다.In the process of adsorbing the silicon molecules, the temperature of the silicon crucible, which is a silicon molecule generator, is controlled, and the lid of the crucible is opened and closed to supply an appropriate amount of silicon molecules.
고농도의 부콜렉터층(2)이 형성된 후에는 제5도의 (c)와 같이 n형 갈륨비소층인 콜렉터층(3)을 형성시킨다.After the high concentration sub-collector layer 2 is formed, the collector layer 3, which is an n-type gallium arsenide layer, is formed as shown in FIG.
n형의 콜렉터층(3)이 형성되면 실리콘도가니의 뚜껑을 닫고 p형의 불순물인 베릴륨(Be)이 들어잇는 도가니의 뚜껑을 열어 제5도의 (d)와 같이 고농도의 p형 베이스층(4)을 형성한다.When the n-type collector layer 3 is formed, the lid of the silicon crucible is closed and the lid of the crucible containing p-type impurity beryllium (Be) is opened. As shown in (d) of FIG. 5, the high concentration p-type base layer 4 is formed. ).
상기 베이스층(4)상에는, 제5도의 (e) 및 (f)에 도시된 바와같이, 에너지 밴드갭이 상대적으로 작은 n형의갈륨비소층의 우물(6a)과, 에너지 밴드갭이 상기 우물(6a) 보다 상대적으로 큰 n형의 알루미늄 갈륨비소층의 전위장벽(6b)을 교번적으로 형성시킨다.On the base layer 4, as shown in (e) and (f) of FIG. 5, the well 6a of the n-type gallium arsenide layer having a relatively small energy band gap, and the energy band gap are the wells. The potential barrier 6b of the n-type aluminum gallium arsenide layer relatively larger than (6a) is alternately formed.
이때, 우물(6a)인 갈륨비소층의 두께는 상층부로 갈수록 점차 줄어들게 하고, 전위장벽(6b)인 알루미늄갈륨비소층은 전자가 충분히 투과할 수 있는 두께(약 50Å 이하)로 고정되게 한다.At this time, the thickness of the gallium arsenide layer of the well 6a gradually decreases toward the upper layer portion, and the aluminum gallium arsenide layer of the dislocation barrier 6b is fixed to a thickness (about 50 GPa or less) through which electrons can sufficiently pass.
여기서 밴드갭이 높은 물질로는 AlGaAs 물질을, 밴드갭이 낮은 물질로는 GaAs를 사용하였다. 일반적으로 에너지 밴드갭은 전지적으로 중성인 페르미 준위에서 전도대와 가전자대 차이를 합한 값으로 양자우물형성시 각 물질에 대해 상대적으로 밴드갭이 큰 물질이 장벽이 되며, 밴드갭이 낮은 물질에 우물이 된다.In this case, AlGaAs material is used as a material having a high band gap, and GaAs is used as a material having a low band gap. In general, the energy band gap is the sum of the difference between the conduction band and the valence band at the electrically neutral Fermi level. When forming a quantum well, a material with a large band gap becomes a barrier and a material with a low band gap becomes a barrier. do.
즉, 본 발명자에서는 AlGaAs의 밴드갭이 GaAs의 밴드갭에 비하여 월등히 크기 때문에 AlGaAs층(6b)이장벽이 되고, GaAs층(6a)이 우물이 된다. 이때 우물의 물질로 InGaAs 물질을 사용해도 무방하다.That is, in the present inventors, since the bandgap of AlGaAs is much larger than that of GaAs, the AlGaAs layer 6b becomes a barrier and the GaAs layer 6a becomes a well. At this time, InGaAs material may be used as the material of the well.
이와같이 형성되는 갈륨비소층(6a)과 알루미늄 갈륨비소층(6b)의 초격자(GaAs/AlGaAs superlattice)의다중양자우물 구조가 제5도의 (g)에 도시되어 있다.The multi-quantum well structure of the superlattice (GaAs / AlGaAs superlattice) of the gallium arsenide layer 6a and the aluminum gallium arsenide layer 6b thus formed is shown in Fig. 5G.
초격자 구조의 다중양자우물(6c)의 최상부에는 알루미늄 도가니의 뚜껑을 열어 알루미늄 갈륨비소층(6d)을 형성시킨다.On the top of the multi-quantum well 6c of the superlattice structure, the lid of the aluminum crucible is opened to form the aluminum gallium arsenide layer 6d.
이어, 알루미늄도가니의 뚜껑을 닫아 알루미늄분자의 공급을 차단하고 소자 제작시 에미터층의 저항성접촉(ohmic contact)을 좋게하기 위하여 제5도의 (h)에 도시된 바와같이 고농도의 갈륨비소층으로 이루어지는 캡층(cap layer)(6e)을 형성한다.Subsequently, a cap layer made of a high concentration of gallium arsenide layer as shown in (h) of FIG. 5 to close the lid of the aluminum crucible to cut off the supply of aluminum molecules and to improve ohmic contact of the emitter layer during device fabrication. (cap layer) 6e is formed.
제6도는 이상과 같이 제조된 소자기판의 초격자구조 양자우물 베이스층의 확대도를 나타낸 것이다. 즉,에미터층(6c)이 n-GaAs층과 n-AlGaAs층으로 교번되게 형성되어 있음을 보여준다.6 shows an enlarged view of the superlattice structure quantum well base layer of the device substrate manufactured as described above. That is, it shows that the emitter layer 6c is alternately formed of an n-GaAs layer and an n-AlGaAs layer.
제7도는 본 발명에 따라 제조된 기판을 이용하여 바이폴라 트랜지스터를 제조하는 공정을 나타낸 단면도로서, 이를 참조하면서 본 발명에 따른 이종접합 바이폴라 트랜지스터의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.7 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a bipolar transistor using a substrate manufactured according to the present invention. Referring to this, a method of manufacturing a heterojunction bipolar transistor according to the present invention will be described below.
제7도의 (a)와 같이, 감광막(7)을 덮고 식각하여 제7도의 (b)와 같은 돋움구조를 만들어 에미터층을 형성한다.As shown in FIG. 7A, the photosensitive film 7 is covered and etched to form a raised structure as shown in FIG. 7B to form an emitter layer.
이때, 소자기판은 베이스층으로 사용될 고농도 n형 베이스층(4)위까지 식각되도록 한다.In this case, the device substrate is etched up to the high concentration n-type base layer 4 to be used as the base layer.
이어, 상기 감광막(7)을 제거한 후 리프트오프(lift-off) 방법으로 제7도의 (c)와 같이 에미터 저항성 접촉층(8)을 형성한다.Subsequently, the photoresist film 7 is removed, and then the emitter ohmic contact layer 8 is formed as shown in FIG. 7C by a lift-off method.
그다음, 각 소지간의 분리를 위하여 제7도의 (d)와 같이 감광막(9)을 도포한 후 베이스층(4) 및 콜렉터층(3)을 순차로 식각하여 제7도의 (e)와 같은 형태로 만든다.Then, in order to separate each substrate, the photosensitive film 9 is applied as shown in FIG. 7 (d), and the base layer 4 and the collector layer 3 are sequentially etched to form the same as in FIG. 7 (e). Make.
이어, 제7도의 (f)와 같이 베이스층(4)상에 배이스 저항성 접촉층(10)을 리프트오프 방법으로 형성시킨후 부콜렉터층(2)상에 콜렉터 저항성 접촉층(11)을 도일한 방법으로 형성하여 제7도의 (g)에 도시된 바와같이 소자제작을 완성한다.Subsequently, as shown in FIG. 7F, the resistive contact layer 10 is formed on the base layer 4 by a lift-off method, and the collector resistive contact layer 11 is coated on the subcollector layer 2. Formed by the method, the device fabrication is completed as shown in Fig. 7G.
이에따라 본 발명에 의하면, 양자우물의 서브 에너지 밴드 형성은 양자우물내의 전자들이 가지는 에너지가 양자우물의 모양에 따라 달라지나 일반적으로 서브 에너지 밴드의 결정에 가장 큰 요인은 우물폭으로우물의 폭이 좁을수록 우물내의 전자의 에너지는 높아져 서브 에너지 밴드의 위치가 높아진다("Schrodlnger equation" ) . 따라서 본 발명에서는 제4도(a)와 같이 양자우물을 에미터와 베이스 사이에 삽입할 때 에미터에서 베이스쪽으로 우물의 폭을 점차적으로 넓혔으므로, 제4도(b)에 도시된 바와같이 에미터와 베이스층의 경계면에 존재하는 에너지 밴드 스파이크가 형성되어도 이는 양자우물의 장벽에 의한 것이므로 전자들은 우물내 서브 에너지 밴드에 존재하기 때문에 점차적으로 낮아져 베이스에 연결된다.Accordingly, according to the present invention, the formation of the sub-energy band of the quantum well depends on the shape of the quantum well, but the energy of the electrons in the quantum well depends on the shape of the quantum well. The higher the energy of the electrons in the well, the higher the position of the sub-energy band ("Schrodlnger equation"). Therefore, in the present invention, when the quantum well is inserted between the emitter and the base as shown in FIG. 4 (a), the width of the well is gradually widened from the emitter to the base. As shown in FIG. Even if an energy band spike is formed at the interface between the base layer and the base layer, it is caused by the barrier of the quantum well, so that the electrons are gradually lowered and connected to the base because they exist in the sub energy band in the well.
이상에서 설명된 바와같이 베이스층과 에미터층의 경계면에 두께가 각기 다른 다중양자우물을 삽입하는본 발명에 따르면 에미터에서 베이스의 접합면으로 양자우물의 폭이 점차 변화되게 되므로 양자우물의 에너지 준위가 점차로 낮아지게 되어 접합면에서 형성되는 스파이크에 의해 양자우물의 서브밴드(sub-band)는 부드럽게 에미터의 밴드와 연결된다.According to the present invention which inserts multiple quantum wells having different thicknesses at the interface between the base layer and the emitter layer, as described above, the width of the quantum well is gradually changed from the emitter to the junction surface of the base. Is gradually lowered so that the sub-bands of the quantum wells are smoothly connected to the bands of the emitter by the spikes formed at the joint surface.
따라서 종래와 같은 스파이크의 전위장벽 효과를 없앨 수 있게 된다.Therefore, it is possible to eliminate the potential barrier effect of the spike as in the prior art.
본 발명의 구조는 높은 전류이득을 얻을 수 있고, 접합면의 도핑에 따른 D-X 센터를 해결할 수 있으며, 양자우물의 폭을 쉽게 조절할 수 있어 공정이 편리한 장점이 있다.The structure of the present invention can obtain a high current gain, can solve the D-X center according to the doping of the bonding surface, can easily adjust the width of the quantum well has the advantage of convenient process.
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