JPH02206170A - ホットエレクトロントランジスタ - Google Patents
ホットエレクトロントランジスタInfo
- Publication number
- JPH02206170A JPH02206170A JP1026964A JP2696489A JPH02206170A JP H02206170 A JPH02206170 A JP H02206170A JP 1026964 A JP1026964 A JP 1026964A JP 2696489 A JP2696489 A JP 2696489A JP H02206170 A JPH02206170 A JP H02206170A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- emitter
- well
- barrier layer
- negative resistance
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ホットエレクトロントランジスタ（Ｈｏｔ
ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ・・・以下
ＨＥＴという）の電流密度の向上をはかっなＨＥ ’ｆ
”に関する。
ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ・・・以下
ＨＥＴという）の電流密度の向上をはかっなＨＥ ’ｆ
”に関する。
〈従来の技術〉
第１図は従来のＨＢ Ｔの構成図を示すものである。
図において１は半絶縁性ＩｎＰ基板であり、２ａ。
２ｂ、２ｃはｎ＋−ＩｎＧａＡｓからなるコンタクト層
、３ａはコレクタ層、３ｂはコレクタ電極。
、３ａはコレクタ層、３ｂはコレクタ電極。
４はＩｎＡｌＡｓからなるコレクタバリア層、５ａはｎ
−１ｎＧａＡｓからなるベース層、５ｂはベース電極、
６はＴｎＡ／Ａｓからなるエミッタバリア層、７はｎ−
ＩｎＧａＡｓからなるエミッタ層２８はエミッタ電極で
ある。なお、コレクタベース間のコレクタバリア層は１
５００八程度。
−１ｎＧａＡｓからなるベース層、５ｂはベース電極、
６はＴｎＡ／Ａｓからなるエミッタバリア層、７はｎ−
ＩｎＧａＡｓからなるエミッタ層２８はエミッタ電極で
ある。なお、コレクタベース間のコレクタバリア層は１
５００八程度。
ベース−エミッタ間のエミッタバリア層は１５０八程度
、ベース層の厚みは１０００八程度に例えば分子線結晶
成長装置＜ＭＢＥ）を用いて積層される。
、ベース層の厚みは１０００八程度に例えば分子線結晶
成長装置＜ＭＢＥ）を用いて積層される。
第３図は上記ＨＥＴのエネルギーバンド構成図を示すも
のである。図においてベース、エミッタ層は共にＧａＡ
ｓであるが、この間にバリア層として１５０Ａ程度の極
めて薄いＩｎＡｌＡｓ層が挿入されている。このため、
エミッタからベース領域に入射される電子は、ＩｎＧａ
ＡｓとＩｎＡｌ Ａ ｓのエネルギー差０．６ｅＶ以上
のエネルギをもって入射する。このことは電子が極めて
高速に走行している事を示し、１００ＯＡ程度の厚さの
ベース層をＯ，ｌｐｓ以下で通過することになり１通常
のバイポーラトランジスタに比較して極めて高速で動作
することが可能である。
のである。図においてベース、エミッタ層は共にＧａＡ
ｓであるが、この間にバリア層として１５０Ａ程度の極
めて薄いＩｎＡｌＡｓ層が挿入されている。このため、
エミッタからベース領域に入射される電子は、ＩｎＧａ
ＡｓとＩｎＡｌ Ａ ｓのエネルギー差０．６ｅＶ以上
のエネルギをもって入射する。このことは電子が極めて
高速に走行している事を示し、１００ＯＡ程度の厚さの
ベース層をＯ，ｌｐｓ以下で通過することになり１通常
のバイポーラトランジスタに比較して極めて高速で動作
することが可能である。
第４図はこの様なＨＥＴのＩＣＶＢＥ特性を示すもので
ある。
ある。
しかしながら、トンネル電流は電流密度があまり大きな
ものではない＜１０’Ａ／ｃｍ２以下）のでデバイス化
したときの高速動作は困難である。
ものではない＜１０’Ａ／ｃｍ２以下）のでデバイス化
したときの高速動作は困難である。
この様な欠点を解決するため第５図に示す様にエミッタ
バリア層内に量子井戸（例えばＩ ｎＧａＡｓ Ａｌ
Ａｓ系の場合エミッタバリア層全体の厚さを１００〜１
１０八程度とすると量子井戸の厚さは４０〜５０八程度
、ＧａＡｓ−ＡｌＡｓ系の場合エミッタバリア層全体の
厚さを９０〜１３０八程度とすると量子井戸の厚さは５
０〜８０八程度の厚さ）を形成することにより、エミッ
タバリアを共鳴トンネルバリアにして透過確率を向上さ
せ１電流密度を〜１０５Ａ／ｃｍ２程度まで向上出来る
様にした共鳴トンネル型）（ＥＴ（以下、ＲＨＥ Ｔと
いう）が知られている。なお、量子井戸を形成する際の
ＧａＡｓ基板１の温度は５５０〜７００℃程度に加熱す
るが、基板の温度管理は界面の平坦性の向上に重要な要
素となる。
バリア層内に量子井戸（例えばＩ ｎＧａＡｓ Ａｌ
Ａｓ系の場合エミッタバリア層全体の厚さを１００〜１
１０八程度とすると量子井戸の厚さは４０〜５０八程度
、ＧａＡｓ−ＡｌＡｓ系の場合エミッタバリア層全体の
厚さを９０〜１３０八程度とすると量子井戸の厚さは５
０〜８０八程度の厚さ）を形成することにより、エミッ
タバリアを共鳴トンネルバリアにして透過確率を向上さ
せ１電流密度を〜１０５Ａ／ｃｍ２程度まで向上出来る
様にした共鳴トンネル型）（ＥＴ（以下、ＲＨＥ Ｔと
いう）が知られている。なお、量子井戸を形成する際の
ＧａＡｓ基板１の温度は５５０〜７００℃程度に加熱す
るが、基板の温度管理は界面の平坦性の向上に重要な要
素となる。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、ＲＨＥＴは第６図に示す様にＩＣＶＢＥ
特性が負性抵抗を示す様になり、−船釣な論理集積ＩＣ
を形成するのが難しいという問題があった。
特性が負性抵抗を示す様になり、−船釣な論理集積ＩＣ
を形成するのが難しいという問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされた
もので、電流密度はＲＨＥＴ並でＩｃ−ＶＢＥ特性の改
善をはかったＨＥＴを実現することを目的とする。
もので、電流密度はＲＨＥＴ並でＩｃ−ＶＢＥ特性の改
善をはかったＨＥＴを実現することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記従来技術の問題を解決する為の本発明の構成は、コ
レクタ層とベース層の間にコレクタバリア層が、ベース
層とエミッタ層の間にエミッタバリア層が形成され、前
記エミッタバリア層に共鳴トンネルを有するＨＥＴにお
いて、前記共鳴トンネルの井戸幅を２０〜３５Ａの厚さ
にするとともに界面の原子層レベルでの平坦性を粗く形
成したことを特徴とするものである。
レクタ層とベース層の間にコレクタバリア層が、ベース
層とエミッタ層の間にエミッタバリア層が形成され、前
記エミッタバリア層に共鳴トンネルを有するＨＥＴにお
いて、前記共鳴トンネルの井戸幅を２０〜３５Ａの厚さ
にするとともに界面の原子層レベルでの平坦性を粗く形
成したことを特徴とするものである。
〈実施例〉
以下９図面に従い本発明を説明する。第１図は本発明の
ＨＥＴの一実施例の構成を示すものであり１図面上は従
来例と同様である。
ＨＥＴの一実施例の構成を示すものであり１図面上は従
来例と同様である。
本発明ではエミッタバリア層６に形成する井戸幅を２０
〜３５八に形成するとともに、その井戸を成長させる際
の半絶縁性基板１の温度を４００°Ｃ程度に維持する。
〜３５八に形成するとともに、その井戸を成長させる際
の半絶縁性基板１の温度を４００°Ｃ程度に維持する。
このように成長温度を従来より低温にする事により界面
の原子層レベルでの平坦度を粗くする事が出来る。
の原子層レベルでの平坦度を粗くする事が出来る。
なお、量子井戸は２０八より更に狭い場合はもはや量子
井戸として機能しなくなり、また、３５ムより広くなる
と負性抵抗特性か現れる。
井戸として機能しなくなり、また、３５ムより広くなる
と負性抵抗特性か現れる。
上記の様に井戸幅を狭くする事により第１共鳴準位が上
昇するとともにＰ／Ｖ比（ピーク／バレー比・・・第５
図に示すイ部と口部の比）が小さく（バレーでの電流値
が上昇する）なる。また、界面の平坦度が荒いと共鳴準
位に“ぶれ″が生じＰ／■比が低下する。
昇するとともにＰ／Ｖ比（ピーク／バレー比・・・第５
図に示すイ部と口部の比）が小さく（バレーでの電流値
が上昇する）なる。また、界面の平坦度が荒いと共鳴準
位に“ぶれ″が生じＰ／■比が低下する。
なお、ＨＢＴの材質はＩ ｎＧａＡｓ−Ａｊ７Ａｓ系で
もＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系でもよい。
もＧａＡｓ−ＡｌＧａＡｓ系でもよい。
第２図は本発明を用いて製作したＨＥＴのＩｃＶＢＥ特
性を示すもので１図によれば負性抵抗特性が改善されて
いる事が分る。
性を示すもので１図によれば負性抵抗特性が改善されて
いる事が分る。
〈発明の効果〉
以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば、共鳴トンネルの井戸幅を２０〜３５への厚さにする
とともに界面の原子層レベルでの平坦性を荒く形成した
ので共鳴トンネリング構造でありながら（即ち、電流密
度を大きくしなまま）そのＪ−Ｖ特性は負性抵抗を示さ
ないものとなる。
ば、共鳴トンネルの井戸幅を２０〜３５への厚さにする
とともに界面の原子層レベルでの平坦性を荒く形成した
ので共鳴トンネリング構造でありながら（即ち、電流密
度を大きくしなまま）そのＪ−Ｖ特性は負性抵抗を示さ
ないものとなる。
従って高速で、かつ、設計がし易く、制御性のよいＨＥ
Ｔを実現する事が出来る。。
Ｔを実現する事が出来る。。
第１図は本発明および従来のＮＥＴの構成図。
第２図は本発明を用いて製作したＨ Ｅ ＴのＩｃ−■
ＢＥ特性図、第３図は従来のＨＥ ’Ｉ’のエネルギバ
ンド構成図、第４図は従来のＨＥ ’Ｔ”の１ｃｖＢＥ
特性図、第５図は従来のＲＨＥ Ｔのエネルギーバンド
構成図第６図は従来のＲＨＥＴのＩｃＶＢＥ特性図であ
る。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、２ａ、２ｂ、２Ｃ・・
・コンタクト層、３ａ・・・コレクタ層、３ｂ・・・コ
レクタ電極、４・・・コレクタバリア層、５ａ、・・・
ベース層、６・・・エミッタバリア層、７・・・エミッ
タ層。
ＢＥ特性図、第３図は従来のＨＥ ’Ｉ’のエネルギバ
ンド構成図、第４図は従来のＨＥ ’Ｔ”の１ｃｖＢＥ
特性図、第５図は従来のＲＨＥ Ｔのエネルギーバンド
構成図第６図は従来のＲＨＥＴのＩｃＶＢＥ特性図であ
る。 １・・・半絶縁性ＧａＡｓ基板、２ａ、２ｂ、２Ｃ・・
・コンタクト層、３ａ・・・コレクタ層、３ｂ・・・コ
レクタ電極、４・・・コレクタバリア層、５ａ、・・・
ベース層、６・・・エミッタバリア層、７・・・エミッ
タ層。
Claims (1)
- コレクタ層とベース層の間にコレクタバリア層が、ベー
ス層とエミッタ層の間にエミッタバリア層が形成され、
前記エミッタバリア層に共鳴トンネルを有するホットエ
レクトロントランジスタにおいて、前記共鳴トンネルの
井戸幅を２０〜３５Åの厚さにするとともに界面の原子
層レベルでの平坦性を粗く形成した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 |
|---|---|---|---|
| JP1026964A JPH02206170A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ホットエレクトロントランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1026964A JPH02206170A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ホットエレクトロントランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206170A true JPH02206170A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12207842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1026964A Pending JPH02206170A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ホットエレクトロントランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206170A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5825048A (en) * | 1995-06-21 | 1998-10-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor functional device and electronic circuit provided with the same |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1026964A patent/JPH02206170A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5825048A (en) * | 1995-06-21 | 1998-10-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor functional device and electronic circuit provided with the same |
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