JPH07201284A - Vacuum transistor and its manufacture - Google Patents

Vacuum transistor and its manufacture

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JPH07201284A
JPH07201284A JP35290493A JP35290493A JPH07201284A JP H07201284 A JPH07201284 A JP H07201284A JP 35290493 A JP35290493 A JP 35290493A JP 35290493 A JP35290493 A JP 35290493A JP H07201284 A JPH07201284 A JP H07201284A
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JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
semiconductor substrate
mask region
plane
semiconductor crystal
Prior art date
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JP35290493A
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Japanese (ja)
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Ruberego Yan
ヤン・ルベレゴ
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エミッタ部を高精度でしかも高い再現性にて形
成でき、しかも、エミッタ部とベース部の間の距離を短
くし得る真空トランジスタ及びその作製方法を提供す
る。 【構成】真空トランジスタは、(イ)(111)B面を
有する化合物半導体基板10と、(ロ)基板10上に形
成され、基板の[-1,-1,0]方向、[-1,0,-1]方向及び
[0,-1,-1]方向と各辺が直交する正三角形形状のマス
ク領域12と、(ハ)マスク領域14内に形成された、
正三角形形状の開口部14と、(ニ)化合物半導体結晶
から成り、開口部14上に形成され、各面が化合物半導
体結晶の{1,1,0}面から構成された三角錘形状のエミ
ッタ部16と、(ホ)化合物半導体結晶から成り、マス
ク領域14の外側の基板10上に形成され、エミッタ部
の各面と対向し且つ平行する面を有し、頂面に導電層2
0が形成されたベース部18と、(ト)コレクタ部32
から成る。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a vacuum transistor capable of forming an emitter part with high accuracy and high reproducibility, and capable of shortening the distance between the emitter part and the base part, and a manufacturing method thereof. A vacuum transistor is formed on a compound semiconductor substrate 10 having (a) (111) B plane and (b) a substrate 10, and has a [-1, -1, 0] direction of the substrate, [-1, Formed in a regular triangular mask area 12 whose sides are orthogonal to the 0, -1] direction and the [0, -1, -1] direction, and (c) the mask area 14.
A triangular pyramid-shaped emitter that is formed of an equilateral triangular opening 14 and (d) a compound semiconductor crystal, and is formed on the opening 14 and each surface is composed of the {1,1,0} plane of the compound semiconductor crystal. Part 16 and (e) compound semiconductor crystal, which is formed on the substrate 10 outside the mask region 14, has a surface facing and parallel to each surface of the emitter part, and has a conductive layer 2 on the top surface.
0 and the base portion 18 and the (g) collector portion 32
Consists of.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機金属気相成長法に
よる所謂選択エピタキシャル成長技術を適用した、化合
物半導体から構成された真空トランジスタ及びその作製
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum transistor composed of a compound semiconductor and a method of manufacturing the same, to which a so-called selective epitaxial growth technique based on a metal organic chemical vapor deposition method is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】所謂真空トランジスタが、高速動作が可
能でしかも高電流密度を得ることができる電子素子とし
て着目されている。この真空トランジスタにおいては、
真空中でエミッタ部から電子を放出させてコレクタ部へ
と電子を走行させ、電子のコレクタ部への到達をベース
部によって制御する。真空トランジスタの特性を向上さ
せるための鍵は、エミッタ部の電子を放出する部分の形
状を如何に正確に再現できるかにある。
2. Description of the Related Art A so-called vacuum transistor has been attracting attention as an electronic device capable of high-speed operation and high current density. In this vacuum transistor,
Electrons are emitted from the emitter section in a vacuum to cause the electrons to travel to the collector section, and the arrival of the electrons at the collector section is controlled by the base section. The key to improving the characteristics of the vacuum transistor lies in how accurately the shape of the electron-emitting portion of the emitter section can be reproduced.

【0003】通常、真空トランジスタのエミッタ部は、
フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、
タングステンやモリブデン等の金属材料を微細加工する
ことにより形成される。エミッタ部の電子を放出する部
分は、例えば、角錘の頂点やエッジ形状とする必要があ
る。
Usually, the emitter of a vacuum transistor is
Using photolithography technology and etching technology,
It is formed by finely processing a metal material such as tungsten or molybdenum. The electron-emitting portion of the emitter section needs to have, for example, a pyramid apex or an edge shape.

【0004】また、エミッタ部とコレクタ部との間の距
離が短いほど、低電位差で真空中に電子を引き出すこと
ができ、コレクタ部に到達したときの電子のエネルギー
を小さくしておくことができる。それ故、電子が緩和し
て消費されるエネルギーも小さくなる。このように電子
のエネルギーを小さく抑えることで、真空トランジスタ
の低消費電力や低発熱が実現される。また、エミッタ部
とコレクタ部との間の距離が短ければ、電子が通過する
距離が短くなり、高速動作が可能になる。しかも、電子
パス(電子の通路)とベースの間の距離が短い程、相互
コンダクタンスgmも向上する。
Further, as the distance between the emitter section and the collector section is shorter, the electrons can be extracted into the vacuum with a lower potential difference, and the energy of the electrons when reaching the collector section can be reduced. . Therefore, the electrons are relaxed and the energy consumed is also reduced. By suppressing the energy of electrons as described above, low power consumption and low heat generation of the vacuum transistor are realized. Further, if the distance between the emitter section and the collector section is short, the distance through which electrons pass becomes short, and high-speed operation becomes possible. Moreover, as the distance between the electron path (electron passage) and the base is shorter, the mutual conductance g m is also improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】真空トランジスタのエ
ミッタ部の形状精度や、エミッタ部、ベース部及びコレ
クタ部の間の距離の精度は、フォトリソグラフィ技術及
びエッチング技術によって大きく左右される。然るに、
現在のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によ
っては、エミッタ部を高い精度でしかも高い再現性をも
って形成することは極めて困難である。また、エミッタ
部、ベース部及びコレクタ部の間の距離を短くすること
や、高い精度でしかも高い再現性をもってこれらの距離
を一定の値に規定することは、極めて困難である。
The shape accuracy of the emitter section of the vacuum transistor and the accuracy of the distance between the emitter section, the base section and the collector section are greatly influenced by the photolithography technique and the etching technique. However,
With the current photolithography technology and etching technology, it is extremely difficult to form the emitter portion with high accuracy and high reproducibility. Further, it is extremely difficult to shorten the distance between the emitter portion, the base portion, and the collector portion, and to regulate these distances to constant values with high accuracy and high reproducibility.

【0006】従って、本発明の目的は、エミッタ部を高
い精度でしかも高い再現性をもって形成することがで
き、しかも、エミッタ部、ベース部及びコレクタ部の間
の距離を短くすることができる構造を有する真空トラン
ジスタ、及びその作製方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a structure in which the emitter section can be formed with high accuracy and high reproducibility, and the distance between the emitter section, the base section and the collector section can be shortened. It is to provide a vacuum transistor having the same and a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第1の態様に係る真空トランジスタは、
(イ)(111)B面を有する化合物半導体基板と、
(ロ)化合物半導体基板の(111)B面上に形成され
た正三角形の平面形状を有し、この正三角形の各辺が、
化合物半導体基板の[−1,−1,0]方向、[−1,
0,−1]方向及び[0,−1,−1]方向と直交する
マスク領域と、(ハ)各辺がマスク領域の各辺と平行で
ある正三角形の形状を有する、マスク領域内に形成され
た開口部と、(ニ)化合物半導体結晶から成り、開口部
の底部に露出した化合物半導体基板の(111)B面上
に形成され、三角錘の形状を有し、三角錘の各面は化合
物半導体結晶の{110}面から構成されたエミッタ部
と、(ホ)化合物半導体結晶から成り、マスク領域の外
側にマスク領域に隣接して化合物半導体基板の(11
1)B面上に形成され、三角錘形状を有するエミッタ部
の各面と対向し且つ平行する面を有し、頂面に導電層が
形成されたベース部と、(ヘ)エミッタ部の上方に、エ
ミッタ部と対向して設けられたコレクタ部、から成るこ
とを特徴とする。
A vacuum transistor according to a first aspect of the present invention for achieving the above object comprises:
(A) a compound semiconductor substrate having a (111) B plane,
(B) The compound semiconductor substrate has a planar shape of an equilateral triangle formed on the (111) B plane, and each side of the equilateral triangle is
[-1, -1, 0] direction of compound semiconductor substrate, [-1,
A mask region orthogonal to the 0, −1] direction and the [0, −1, −1] direction, and (c) a mask region having a regular triangle shape in which each side is parallel to each side of the mask region. The formed opening and the (d) compound semiconductor crystal, which is formed on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening and has a triangular pyramid shape, and each surface of the triangular pyramid. Is composed of an emitter portion composed of the {110} plane of the compound semiconductor crystal and (e) a compound semiconductor crystal, and is located outside the mask region and adjacent to the mask region.
1) A base portion formed on the surface B, having a surface facing and parallel to each surface of the emitter portion having a triangular pyramid shape, and having a conductive layer formed on the top surface, and (f) above the emitter portion. And a collector section provided opposite to the emitter section.

【0008】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る真空トランジスタは、(イ)(111)B
面を有する化合物半導体基板と、(ロ)化合物半導体基
板の(111)B面上に形成され、長手方向が化合物半
導体基板の[0,−1,1]方向と一致し、且つ幅方向
が化合物半導体基板の[2,−1,−1]方向と一致し
た、帯状の第1、第2、第3及び第4のマスク領域と、
(ハ)化合物半導体結晶から成り、第1のマスク領域と
第2のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板の
(111)B面上に形成され、第1又は第2のマスク領
域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行四辺
形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は化合物半
導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が化合物
半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するエミッタ部
と、(ニ)化合物半導体結晶から成り、第2のマスク領
域と第3のマスク領域との間に露出した化合物半導体基
板の(111)B面上に形成され、第2又は第3のマス
ク領域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行
四辺形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は化合
物半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が化
合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するベース
部と、(ホ)化合物半導体結晶から成り、第3のマスク
領域と第4のマスク領域との間に露出した化合物半導体
基板の(111)B面上に形成され、第3又は第4のマ
スク領域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平
行四辺形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は化
合物半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が
化合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するコレ
クタ部、から成ることを特徴とする。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
The vacuum transistor according to the aspect of (a) is (111) B.
A compound semiconductor substrate having a plane and (b) a (111) B plane of the compound semiconductor substrate, the longitudinal direction of which is coincident with the [0, -1,1] direction of the compound semiconductor substrate, and the width direction of which is the compound. Band-shaped first, second, third, and fourth mask regions that match the [2, -1, -1] direction of the semiconductor substrate;
(C) The width of the first or second mask region, which is made of a compound semiconductor crystal and is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed between the first mask region and the second mask region. The shape when cut along a plane parallel to the direction is a parallelogram, the bottom and top of the parallelogram are perpendicular to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and the hypotenuse is the compound semiconductor crystal. Of (111) B of the compound semiconductor substrate, which is formed of an emitter portion orthogonal to the [0,1,1] direction of (1) and a (d) compound semiconductor crystal and is exposed between the second mask region and the third mask region. The shape of the parallelogram formed on the surface when cut along a plane parallel to the width direction of the second or third mask region is a parallelogram. 1, 1, 1] direction and the hypotenuse of the compound semiconductor crystal On the (111) B plane of the compound semiconductor substrate which is composed of a base portion orthogonal to the [0,1,1] direction and a (e) compound semiconductor crystal and is exposed between the third mask region and the fourth mask region. The parallelogram has a parallelogram shape when cut along a plane parallel to the width direction of the third or fourth mask region, and the lower and upper bottoms of the parallelogram are [1, The collector portion is orthogonal to the [1,1] direction and the hypotenuse is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal.

【0009】本発明の第1及び第2の態様に係る真空ト
ランジスタにおいては、化合物半導体基板、エミッタ部
及びベース部はGaAsから構成することができる。
In the vacuum transistor according to the first and second aspects of the present invention, the compound semiconductor substrate, the emitter portion and the base portion can be made of GaAs.

【0010】上記の目的を達成するための本発明の第1
の態様に係る真空トランジスタの作製方法は、(イ)化
合物半導体基板の(111)B面上にマスク層を形成し
た後、このマスク層を選択的に除去することによって、
各辺が化合物半導体基板の[−1,−1,0]方向、
[−1,0,−1]方向及び[0,−1,−1]方向と
直交する正三角形の平面形状を有するマスク領域を形成
し、併せて、各辺がマスク領域の各辺と平行な正三角形
の形状を有する開口部をマスク領域内に形成する工程
と、(ロ)化合物半導体結晶から成り、三角錘の形状を
有し、三角錘の各面は化合物半導体結晶の{110}面
から構成されたエミッタ部を、開口部の底部に露出した
化合物半導体基板の(111)B面上に有機金属気相成
長法にてエピタキシャル成長させ、同時に、化合物半導
体結晶から成り、三角錘形状を有するエミッタ部の各面
と対向し且つ平行する面を有するベース部を、マスク領
域の外側に且つマスク領域に隣接した化合物半導体基板
の(111)B面上に有機金属気相成長法にてエピタキ
シャル成長させる工程と、(ハ)ベース部の頂面に導電
層を形成する工程と、(ニ)エミッタ部の上方に、コレ
クタ部をエミッタ部と対向して設ける工程、から成るこ
とを特徴とする。
A first aspect of the present invention for achieving the above object
In the method for manufacturing a vacuum transistor according to the aspect of (1), after the mask layer is formed on the (111) B surface of the (b) compound semiconductor substrate, the mask layer is selectively removed,
Each side is in the [-1, -1, 0] direction of the compound semiconductor substrate,
A mask area having an equilateral triangular plane shape orthogonal to the [-1, 0, -1] direction and the [0, -1, -1] direction is formed, and each side is parallel to each side of the mask area. Forming an opening having a regular equilateral triangle shape in the mask region, and (b) comprising a compound semiconductor crystal, having a triangular pyramid shape, and each side of the triangular pyramid has a {110} plane of the compound semiconductor crystal. And an emitter portion composed of (3) is epitaxially grown on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening by metal organic chemical vapor deposition, and at the same time, it is made of a compound semiconductor crystal and has a triangular pyramid shape. A base portion having a surface facing and parallel to each surface of the emitter portion is epitaxially grown on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate outside the mask region and adjacent to the mask region by a metal organic chemical vapor deposition method. Work When, characterized in that it comprises the step, providing opposed to the process and, (d) above the emitter, the emitter collector unit for forming a conductive layer on the top surface of the (c) the base unit.

【0011】上記の目的を達成するための本発明の第2
の態様に係る真空トランジスタの作製方法は、(イ)化
合物半導体基板の(111)B面上にマスク層を形成し
た後、マスク層を選択的に除去することによって、長手
方向が化合物半導体基板の[0,−1,1]方向と一致
し、且つ幅方向が化合物半導体基板の[2,−1,−
1]方向と一致する、帯状の第1、第2、第3及び第4
のマスク領域を形成する工程と、(ロ)化合物半導体結
晶から成り、第1又は第2のマスク領域の幅方向と平行
な面で切断したときの形状が平行四辺形であり、かかる
平行四辺形の下底及び上底は化合物半導体結晶の[1,
1,1]方向と直交し、斜辺が化合物半導体結晶の
[0,1,1]方向と直交するエミッタ部を、第1のマ
スク領域と第2のマスク領域との間に露出した化合物半
導体基板の(111)B面上に有機金属気相成長法にて
エピタキシャル成長させ、同時に、化合物半導体結晶か
ら成り、第2又は第3のマスク領域の幅方向と平行な面
で切断したときの形状が平行四辺形であり、かかる平行
四辺形の下底及び上底は化合物半導体結晶の[1,1,
1]方向と直交し、斜辺が化合物半導体結晶の[0,
1,1]方向と直交するベース部を、第2のマスク領域
と第3のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板
の(111)B面上に有機金属気相成長法にてエピタキ
シャル成長させ、更に、同時に、化合物半導体結晶から
成り、第3又は第4のマスク領域の幅方向と平行な面で
切断したときの形状が平行四辺形であり、かかる平行四
辺形の下底及び上底は化合物半導体結晶の[1,1,
1]方向と直交し、斜辺が化合物半導体結晶の[0,
1,1]方向と直交するベース部を、第3のマスク領域
と第4のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板
の(111)B面上に有機金属気相成長法にてエピタキ
シャル成長させる工程、から成ることを特徴とする。
A second aspect of the present invention for achieving the above object.
In the method of manufacturing a vacuum transistor according to the aspect of (1), after the mask layer is formed on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate, the mask layer is selectively removed so that the longitudinal direction of the compound semiconductor substrate is The width direction is the same as the [0, -1,1,] direction and the width direction is [2, -1,-] of the compound semiconductor substrate.
1] the first, second, third and fourth strips, which coincide with the direction
Forming a mask region, and (b) a compound semiconductor crystal, and the shape when cut by a plane parallel to the width direction of the first or second mask region is a parallelogram. The lower and upper bottoms of the compound semiconductor crystal [1,
Compound semiconductor substrate in which an emitter portion orthogonal to the [1,1] direction and whose hypotenuse is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal is exposed between the first mask region and the second mask region. On the (111) B surface of the film is grown epitaxially by metalorganic vapor phase epitaxy, and at the same time, the shape is parallel when cut by a surface made of a compound semiconductor crystal and parallel to the width direction of the second or third mask region. It is a quadrilateral, and the lower and upper bases of the parallelogram are [1, 1, 1
1] direction, and the hypotenuse is [0,
A base portion orthogonal to the [1, 1] direction is epitaxially grown on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed between the second mask region and the third mask region by a metal organic chemical vapor deposition method. Further, at the same time, the shape of the compound semiconductor crystal is a parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the third or fourth mask region, and the lower and upper bases of the parallelogram are Compound semiconductor crystal [1, 1,
1] direction, and the hypotenuse is [0,
A base portion orthogonal to the [1,1] direction is epitaxially grown on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed between the third mask region and the fourth mask region by a metal organic chemical vapor deposition method. It is characterized by comprising a process.

【0012】本発明の第1及び第2の態様に係る真空ト
ランジスタの作製方法においては、化合物半導体基板、
エミッタ部及びベース部はGaAsから構成することが
できる。
In the method of manufacturing a vacuum transistor according to the first and second aspects of the present invention, a compound semiconductor substrate,
The emitter portion and the base portion can be made of GaAs.

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、マスク領域を除く化合物半
導体基板の(111)B面上に選択的に化合物半導体結
晶をエピタキシャル成長させる。従って、所定の形状及
び寸法を有するマスク領域を形成しさえすれば、正確な
形状及び寸法を有するエミッタ部及びベース部(場合に
よってはコレクタ部も)を形成することができる。その
結果、エミッタ部を高い精度でしかも高い再現性をもっ
て形成することができ、しかも、エミッタ部、ベース部
及びコレクタ部の間の距離を短くすることができる。
In the present invention, the compound semiconductor crystal is selectively epitaxially grown on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate excluding the mask region. Therefore, it is possible to form the emitter portion and the base portion (and also the collector portion in some cases) having the correct shape and size by forming the mask region having the predetermined shape and size. As a result, the emitter section can be formed with high accuracy and high reproducibility, and the distance between the emitter section, the base section and the collector section can be shortened.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described based on embodiments with reference to the drawings.

【0015】(実施例1)実施例1は、本発明の第1の
態様の真空トランジスタ、及び第1の態様の真空トラン
ジスタの作製方法に関する。実施例1の真空トランジス
タの模式図を、図1及び図2に示す。図1の(A)は、
図1の(B)の線A−Aに沿って真空トランジスタを切
断したときの模式的な一部平面図である。また、図1の
(B)は、図1の(A)の線B−Bに沿って真空トラン
ジスタを切断したときの模式的な一部断面図である。更
に、図2の(A)及び図3の(A)は、図1の(B)の
線II−II及び線III−IIIに沿って真空トラン
ジスタを切断したときの模式的な一部平面図であり、図
2の(B)及び図3の(B)は、図2の(A)及び図3
の(A)の線B−Bに沿って真空トランジスタを切断し
たときの模式的な一部断面図である。
Example 1 Example 1 relates to a vacuum transistor according to the first aspect of the present invention and a method for manufacturing the vacuum transistor according to the first aspect. Schematic diagrams of the vacuum transistor of Example 1 are shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1A,
FIG. 2 is a schematic partial plan view of the vacuum transistor taken along the line AA in FIG. 1B. In addition, FIG. 1B is a schematic partial cross-sectional view when the vacuum transistor is cut along the line BB in FIG. Further, FIG. 2A and FIG. 3A are schematic partial plan views when the vacuum transistor is cut along the line II-II and the line III-III in FIG. 2 (B) and FIG. 3 (B) are similar to FIG. 2 (A) and FIG.
It is a typical partial cross section at the time of cutting a vacuum transistor along line BB of (A) of.

【0016】実施例1の真空トランジスタは、例えばG
aAsから成りそして(111)B面を有する化合物半
導体基板10と、化合物半導体基板10の(111)B
面上に形成されたマスク領域12、マスク領域12内に
形成された開口部14、エミッタ部16、ベース部1
8、及びコレクタ部32から構成されている。
The vacuum transistor of the first embodiment is, for example, G
a compound semiconductor substrate 10 made of aAs and having a (111) B plane, and (111) B of the compound semiconductor substrate 10.
A mask region 12 formed on the surface, an opening 14 formed in the mask region 12, an emitter portion 16, a base portion 1
8 and a collector section 32.

【0017】マスク領域12は、例えばSiO2あるい
はSiNから成り、正三角形の平面形状を有する。この
正三角形の各辺は、化合物半導体基板10の[−1,−
1,0]方向、[−1,0,−1]方向及び[0,−
1,−1]方向と直交している。マスク領域12内に形
成された開口部14は正三角形の形状を有する。この正
三角形の各辺は、マスク領域12の各辺と平行であり、
しかもマスク領域12の各辺と等距離に位置する。開口
部14の底部には、化合物半導体基板10の(111)
B面が露出している。尚、ここで、(111)B面と
は、例えばGaAsから成る化合物半導体基板10の最
表面がAs原子層から構成された状態を意味する。
The mask region 12 is made of, for example, SiO 2 or SiN, and has an equilateral triangular plane shape. Each side of the equilateral triangle is [−1, −
1,0] direction, [−1,0, −1] direction and [0, −]
It is orthogonal to the [1, -1] direction. The opening 14 formed in the mask region 12 has an equilateral triangle shape. Each side of this equilateral triangle is parallel to each side of the mask region 12,
Moreover, it is located equidistant from each side of the mask region 12. At the bottom of the opening 14, (111) of the compound semiconductor substrate 10 is formed.
Side B is exposed. Here, the (111) B plane means a state in which the outermost surface of the compound semiconductor substrate 10 made of, for example, GaAs is made of an As atomic layer.

【0018】エミッタ部16は化合物半導体結晶(具体
的には、例えばGaAs結晶)から成る。そして、三角
錘の形状を有し、開口部14の底部に露出した化合物半
導体基板10の(111)B面上に形成されている。こ
の三角錘の各面は、GaAsから成る化合物半導体結晶
の{110}面(例えば(−1,0,−1)面、(0,
−1,−1)面及び(−1,−1,0)面)から構成さ
れている。
The emitter section 16 is made of a compound semiconductor crystal (specifically, for example, GaAs crystal). The compound semiconductor substrate 10 has a triangular pyramid shape and is formed on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate 10 exposed at the bottom of the opening 14. Each surface of the triangular pyramid is a {110} plane (for example, (-1, 0, -1) plane, (0,
(-1, -1) plane and (-1, -1, 0) plane).

【0019】ベース部18は化合物半導体結晶(具体的
には、例えばGaAs結晶)から成り、マスク領域12
の外側にマスク領域12に隣接した化合物半導体基板1
0の(111)B面上に形成されている。そして、三角
錘形状を有するエミッタ部16の各面16A,16B,
16Cと対向し且つ平行する面18A,18B,18C
を有する。これらの面18A,18B,18Cは、例え
ば(1,0,1)面、(0,1,1)面及び(1,1,
0)面から構成されている。ベース部18の頂面には導
電層20が形成されている。
The base portion 18 is made of a compound semiconductor crystal (specifically, for example, GaAs crystal), and is used as the mask region 12.
Compound semiconductor substrate 1 adjacent to the mask region 12 outside the substrate
It is formed on the 0 (111) B surface. Then, each surface 16A, 16B of the emitter section 16 having a triangular pyramid shape,
Surfaces 18A, 18B, 18C facing and parallel to 16C
Have. These planes 18A, 18B and 18C are, for example, (1,0,1) plane, (0,1,1) plane and (1,1,1) plane.
0) plane. A conductive layer 20 is formed on the top surface of the base portion 18.

【0020】コレクタ部32は、エミッタ部16の上方
に、エミッタ部16と対向して設けられている。コレク
タ部32は、例えば、ガラス等の絶縁基体30上に形成
された導電材料から形成されている。
The collector section 32 is provided above the emitter section 16 so as to face the emitter section 16. The collector portion 32 is formed of, for example, a conductive material formed on the insulating substrate 30 such as glass.

【0021】エミッタ部16に適切な電圧を印加した状
態で、ベース部18の導電層20に正の電位を加える。
これによってエミッタ部16から放出された電子は、ベ
ース部18の導電層20に印加された電位によって制御
され、コレクタ部32に到達する。従って、コレクタ部
32からエミッタ部16へと流れる電流をベース部18
に印加する電位によって制御することができる。
A positive potential is applied to the conductive layer 20 of the base portion 18 while an appropriate voltage is applied to the emitter portion 16.
Thus, the electrons emitted from the emitter section 16 are controlled by the potential applied to the conductive layer 20 of the base section 18 and reach the collector section 32. Therefore, the current flowing from the collector portion 32 to the emitter portion 16 is applied to the base portion 18
It can be controlled by the potential applied to.

【0022】エミッタ部16は三角錘の形状を有し、こ
の三角錘の各面16A,16B、16C(図1の(B)
参照)は、化合物半導体結晶の{110}面から構成さ
れている。従って、3つの面16A,16B、16Cに
よって三角錘の頂点16Dが正確に規定される。それ
故、開口部14の正三角形の一辺の長さが決まれば、エ
ミッタ部16の頂点16Dの高さも正確に規定される。
尚、これらの面16A,16B、16Cと化合物半導体
基板10の表面との成す角度は35度である。従って、
エミッタ部16の頂点16Dからコレクタ部32までの
距離を再現性良くしかも正確に規定することができる。
The emitter 16 has the shape of a triangular pyramid, and each surface 16A, 16B, 16C of this triangular pyramid ((B) of FIG. 1).
(Reference) is composed of the {110} plane of the compound semiconductor crystal. Therefore, the vertex 16D of the triangular pyramid is accurately defined by the three surfaces 16A, 16B, 16C. Therefore, if the length of one side of the equilateral triangle of the opening 14 is determined, the height of the apex 16D of the emitter 16 is also accurately defined.
The angle formed between these surfaces 16A, 16B and 16C and the surface of the compound semiconductor substrate 10 is 35 degrees. Therefore,
The distance from the apex 16D of the emitter section 16 to the collector section 32 can be accurately and accurately defined.

【0023】図1の(B)に示すように、三角錘形状を
有するエミッタ部16の各面16A,16B,16Cと
対向し且つ平行するベース部18の各面18A,18
B,18Cが化合物半導体基板10の表面との成す角度
は35度である。従って、三角錘形状を有するエミッタ
部16の各面16A,16B,16Cと、これらの面と
対向し且つ平行するベース部18の各面18A,18
B,18Cとの間の距離は、マスク領域12の幅(マス
ク領域12の外側の辺と開口部14の辺とで規定される
幅)に依存する。それ故、正確な幅を有するマスク領域
12を形成すれば、これらの各面の間の距離を正確に且
つ再現性良く規定することができる。
As shown in FIG. 1B, each surface 18A, 18 of the base portion 18 which faces and is parallel to each surface 16A, 16B, 16C of the emitter portion 16 having a triangular pyramid shape.
The angle formed by B and 18C with the surface of the compound semiconductor substrate 10 is 35 degrees. Therefore, each surface 16A, 16B, 16C of the emitter section 16 having a triangular pyramid shape and each surface 18A, 18 of the base section 18 facing and parallel to these surfaces.
The distance between B and 18C depends on the width of the mask region 12 (the width defined by the outer side of the mask region 12 and the side of the opening 14). Therefore, if the mask region 12 having an accurate width is formed, the distance between these surfaces can be accurately and reproducibly defined.

【0024】以下、実施例1の真空トランジスタの作製
方法を、図2〜図6を参照して説明する。尚、エミッタ
部16及びベース部18の形成方法は、基本的には、有
機金属気相成長法(MOCVD法)に基づいた所謂選択
エピタキシャル成長技術を応用している。また、MOC
VD法における原料ガスの供給量は、MOCVD反応装
置内の分圧で表わした。尚、MOCVD反応装置内の全
圧は0.1気圧とした。
A method of manufacturing the vacuum transistor of Example 1 will be described below with reference to FIGS. The emitter 16 and the base 18 are basically formed by a so-called selective epitaxial growth technique based on the metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. Also, MOC
The supply amount of the raw material gas in the VD method is represented by the partial pressure in the MOCVD reactor. The total pressure inside the MOCVD reactor was 0.1 atm.

【0025】[工程−100] (化合物半導体基板1
0の調製) 先ず、例えばGaAsから成る化合物半導体基板10の
(111)B面上に、0.1μm程度の厚さのSiO2
又はSiNから成るマスク層12AをCVD法等にて堆
積させる(図4の模式的な斜視図を参照)。次に、通常
のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用い
て、マスク層12Aを選択的に除去して、正三角形の平
面形状を有するマスク領域12を形成する(図5参
照)。この正三角形の各辺は、化合物半導体基板10の
[−1,−1,0]方向、[−1,0,−1]方向及び
[0,−1,−1]方向と直交している。同時に、マス
ク領域12内に、正三角形の形状を有し、正三角形の各
辺がマスク領域12の各辺と平行である開口部14を形
成する。
[Step-100] (Compound semiconductor substrate 1
Preparation of 0) First, on a (111) B surface of a compound semiconductor substrate 10 made of, for example, GaAs, SiO 2 having a thickness of about 0.1 μm is formed.
Alternatively, the mask layer 12A made of SiN is deposited by the CVD method or the like (see the schematic perspective view of FIG. 4). Next, the mask layer 12A is selectively removed using a normal photolithography technique and an etching technique to form a mask region 12 having an equilateral triangular plane shape (see FIG. 5). Each side of the equilateral triangle is orthogonal to the [-1, -1, 0] direction, the [-1, 0, -1] direction, and the [0, -1, -1] direction of the compound semiconductor substrate 10. . At the same time, an opening 14 having an equilateral triangle shape and each side of the equilateral triangle being parallel to each side of the mask area 12 is formed in the mask area 12.

【0026】尚、図5の(A)は化合物半導体基板10
等の模式的な一部平面図であり、図5の(B)は、図5
の(A)の線B−Bに沿って化合物半導体基板10等を
切断したときの化合物半導体基板10等の模式的な一部
断面図である。尚、平面図においてマスク領域12を明
確にするために、マスク領域12に斜線を付した。以下
の平面図においても同様である。
Incidentally, FIG. 5A shows the compound semiconductor substrate 10.
5B is a schematic partial plan view of FIG.
FIG. 4A is a schematic partial cross-sectional view of the compound semiconductor substrate 10 or the like when the compound semiconductor substrate 10 or the like is cut along the line BB in (A). In addition, in order to clarify the mask region 12 in the plan view, the mask region 12 is shaded. The same applies to the following plan views.

【0027】[工程−110] (エミッタ部16及び
ベース部18の形成)次に、化合物半導体結晶(例え
ば、GaAs結晶)から成り、三角錘の形状を有し、三
角錘の各面が化合物半導体結晶の{110}面から構成
されたエミッタ部16を、開口部14の底部に露出した
化合物半導体基板10の(111)B面上に有機金属気
相成長法(MOCVD法)にてエピタキシャル成長させ
る。同時に、化合物半導体結晶(例えば、GaAs結
晶)から成り、三角錘形状を有するエミッタ部16の各
面16A,16B,16Cと対向する面18A,18
B,18Cを有するベース部18を、マスク領域12の
外側に且つマスク領域12に隣接した化合物半導体基板
10の(111)B面上に、MOCVD法にてエピタキ
シャル成長させる。MOCVDの条件を以下に例示す
る。 基板加熱温度 : 800゜C Ga原料ガス : TMG(トリメチルガリウム) 供給量 : 3×10-6気圧 As原料ガス : アルシン 原料ガス分圧比: 200 尚、原料ガス分圧比とは、MOCVD反応装置内におけ
るAs原料ガス/Ga原料ガスの圧力比を意味する。
[Step-110] (Formation of Emitter 16 and Base 18) Next, a compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) having a triangular pyramid shape, and each surface of the triangular pyramid is a compound semiconductor. The emitter section 16 composed of the crystal {110} plane is epitaxially grown on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate 10 exposed at the bottom of the opening 14 by the metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method). At the same time, surfaces 18A, 18 which are made of a compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) and which face the respective surfaces 16A, 16B, 16C of the emitter section 16 having a triangular pyramid shape.
The base portion 18 having B and 18C is epitaxially grown outside the mask region 12 and on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate 10 adjacent to the mask region 12 by the MOCVD method. The conditions of MOCVD are illustrated below. Substrate heating temperature: 800 ° C. Ga raw material gas: TMG (trimethylgallium) supply amount: 3 × 10 −6 atm As raw material gas: arsine Raw material gas partial pressure ratio: 200 The raw material gas partial pressure ratio is the MOCVD reaction apparatus inside. It means the pressure ratio of As source gas / Ga source gas.

【0028】このような条件で化合物半導体結晶(例え
ばGaAs結晶)を化合物半導体基板10の(111)
B面上に選択的にエピタキシャル成長させることによっ
て、化合物半導体基板10上にのみ且つ化合物半導体基
板10に対して垂直方向(あるいは斜め方向)に化合物
半導体が結晶成長し、マスク領域12上には結晶成長し
ない。若しくは、マスク領域12上に化合物半導体が結
晶成長しても、マスク領域12の縁部近傍のみに結晶成
長するだけである。従って、所謂選択エピタキシャル成
長を達成することができる。
Under such conditions, the compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) is formed into (111) of the compound semiconductor substrate 10.
By selectively epitaxially growing on the B surface, the compound semiconductor crystal grows only on the compound semiconductor substrate 10 and in a direction (or an oblique direction) perpendicular to the compound semiconductor substrate 10, and the crystal growth on the mask region 12. do not do. Alternatively, even if the compound semiconductor crystal grows on the mask region 12, the crystal grows only in the vicinity of the edge of the mask region 12. Therefore, so-called selective epitaxial growth can be achieved.

【0029】開口部の底部に露出した化合物半導体基板
の(111)B面上には、エミッタ部16がMOCVD
法によるエピタキシャル成長によって形成される。この
際、化合物半導体結晶の例えば[−1,−1,0]方向
が化合物半導体基板の[−1,−1,0]方向と平行に
なるように、エミッタ部16の一部分が開口部14の中
心部に向かう方向にエピタキシャル成長する。同様に、
化合物半導体結晶の例えば[0,−1,−1]方向が化
合物半導体基板の[0,−1,−1]方向と平行になる
ように、エミッタ部16の一部分が開口部14の中心部
に向かう方向にエピタキシャル成長する。また、化合物
半導体結晶の例えば[−1,0,−1]方向が化合物半
導体基板の[−1,0,−1]方向と平行になるよう
に、エミッタ部16の一部分が開口部14の中心部に向
かう方向にエピタキシャル成長する。
On the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening, the emitter 16 is MOCVD-formed.
It is formed by epitaxial growth by the method. At this time, a part of the emitter section 16 is formed so that the [-1, -1, 0] direction of the compound semiconductor crystal is parallel to the [-1, -1, 0] direction of the compound semiconductor substrate. Epitaxially grows in the direction toward the center. Similarly,
A part of the emitter section 16 is located at the center of the opening 14 so that, for example, the [0, -1, -1] direction of the compound semiconductor crystal is parallel to the [0, -1, -1] direction of the compound semiconductor substrate. Epitaxially grows in the direction. Further, a part of the emitter section 16 is located at the center of the opening 14 so that, for example, the [-1, 0, -1] direction of the compound semiconductor crystal is parallel to the [-1, 0, -1] direction of the compound semiconductor substrate. Epitaxially grows in the direction toward the part.

【0030】このような化合物半導体結晶のエピタキシ
ャル成長によって、エミッタ部16の形状は三角錘とな
り、三角錘の各面16A,16B,16Cは化合物半導
体結晶の{110}面、例えば(−1,0,−1)面、
(0,−1,−1)面及び(−1,−1,0)面から構
成されている。
By the epitaxial growth of such a compound semiconductor crystal, the shape of the emitter 16 becomes a triangular pyramid, and each surface 16A, 16B, 16C of the triangular pyramid has a {110} plane of the compound semiconductor crystal, for example, (-1, 0, -1) surface,
It is composed of a (0, -1, -1) plane and a (-1, -1,0) plane.

【0031】一方、マスク領域12の外側に且つマスク
領域12に隣接した化合物半導体基板10の(111)
B面上にベース部18がMOCVD法にてエピタキシャ
ル成長される。この際、化合物半導体結晶の例えば
[1,1,0]方向が化合物半導体基板の[−1,−
1,0]方向と平行になるように、ベース部18の一部
分が開口部14の中心部に向かう方向にエピタキシャル
成長する。同様に、化合物半導体結晶の例えば[0,
1,1]方向が化合物半導体基板の[0,−1,−1]
方向と平行になるように、ベース部18の一部分が開口
部14の中心部に向かう方向にエピタキシャル成長す
る。また、化合物半導体結晶の例えば[1,0,1]方
向が化合物半導体基板の[−1,0,−1]方向と平行
になるように、ベース部18の一部分が開口部14の中
心部に向かう方向にエピタキシャル成長する。
On the other hand, (111) of the compound semiconductor substrate 10 outside the mask region 12 and adjacent to the mask region 12
The base portion 18 is epitaxially grown on the B surface by the MOCVD method. At this time, for example, the [1,1,0] direction of the compound semiconductor crystal is [−1, −] of the compound semiconductor substrate.
A part of the base portion 18 is epitaxially grown in a direction toward the center of the opening 14 so as to be parallel to the [1, 0] direction. Similarly, a compound semiconductor crystal, for example, [0,
[1, 1] direction is [0, -1, -1] of compound semiconductor substrate
A part of the base portion 18 is epitaxially grown in a direction toward the center of the opening 14 so as to be parallel to the direction. Further, a part of the base portion 18 is located at the center of the opening 14 so that, for example, the [1, 0, 1] direction of the compound semiconductor crystal is parallel to the [-1, 0, -1] direction of the compound semiconductor substrate. Epitaxially grows in the direction.

【0032】このような化合物半導体結晶のエピタキシ
ャル成長によって、三角錘形状を有するエミッタ部16
の各面16A,16B,16Cと対向し且つ平行する面
18A,18B,18C、即ち{110}面、例えば
(1,0,1)面、(0,1,1)面及び(1,1,
0)面が形成される。
By the epitaxial growth of such a compound semiconductor crystal, the emitter 16 having a triangular pyramid shape is formed.
18A, 18B, 18C facing and parallel to each of the surfaces 16A, 16B, 16C, ie, {110} planes such as (1,0,1) plane, (0,1,1) plane and (1,1) plane. ,
0) plane is formed.

【0033】エミッタ部16及びベース部18のエピタ
キシャル成長中の状態を示す模式的な一部平面図及び一
部断面図を、図2の(A)及び(B)、並びに図3の
(A)及び(B)に示す。
FIG. 2A and FIG. 2B, and FIG. 3A and FIG. 3B are schematic partial plan views and partial cross-sectional views showing a state during the epitaxial growth of the emitter portion 16 and the base portion 18. It shows in (B).

【0034】以上の選択エピタキシャル成長によって、
図6の(A)に模式的な一部断面図を示すように、エミ
ッタ部16及びベース部18が形成される。尚、図6の
断面図は、図5の(A)の線B−Bと同様の線に沿って
化合物半導体基板10等を切断したときの化合物半導体
基板10等の模式的な一部断面図である。
By the above selective epitaxial growth,
As shown in the schematic partial cross-sectional view of FIG. 6A, the emitter section 16 and the base section 18 are formed. The sectional view of FIG. 6 is a schematic partial sectional view of the compound semiconductor substrate 10 or the like when the compound semiconductor substrate 10 or the like is cut along a line similar to the line BB of FIG. Is.

【0035】[工程−120] (導電層20の形成) エミッタ部16が三角錘の形状となった時点で、MOC
VD法の条件を以下に例示する条件に切り替え、ベース
部18の頂面にn−GaAsから成る導電層20を形成
する(図6の(B)参照)。尚、エミッタ部16は既に
三角錘の形状が形成されているので、この工程で更に結
晶成長することはない。 基板加熱温度 : 800゜C Ga原料ガス : TMG(トリメチルガリウム) 供給量 : 3×10-6気圧 As原料ガス : アルシン 原料ガス分圧比: 200 n型ドーパント: Si26 供給量 : 1×10-8気圧 次いで、導電層20を選択的に除去して、導電層20に
配線部を形成する(図示せず)。
[Step-120] (Formation of Conductive Layer 20) When the emitter 16 has a triangular pyramid shape, the MOC is formed.
The conditions of the VD method are switched to the conditions exemplified below, and the conductive layer 20 made of n-GaAs is formed on the top surface of the base portion 18 (see FIG. 6B). Since the emitter 16 is already formed in the shape of a triangular pyramid, no further crystal growth occurs in this step. Substrate heating temperature: 800 ° C. Ga source gas: TMG (trimethylgallium) supply amount: 3 × 10 −6 atm As source gas: arsine source gas partial pressure ratio: 200 n-type dopant: Si 2 H 6 supply amount: 1 × 10 -8 Atm Then, the conductive layer 20 is selectively removed to form a wiring portion on the conductive layer 20 (not shown).

【0036】[工程−130] (コレクタ部32の形
成) その後、エミッタ部16の上方に、エミッタ部16と対
向した位置にコレクタ部32を設ける。コレクタ部32
は、例えば、真空蒸着法等によってガラス等の絶縁基体
30上にITO等の導電材料層を成膜した後、所望の形
状に導電材料層をエッチングすることによって形成する
ことができる。最後に絶縁基体30と化合物半導体基板
10とを組み立てることによって真空トランジスタが完
成する。
[Step-130] (Formation of Collector Section 32) After that, the collector section 32 is provided above the emitter section 16 at a position facing the emitter section 16. Collector section 32
Can be formed, for example, by forming a conductive material layer such as ITO on the insulating substrate 30 such as glass by a vacuum deposition method or the like, and then etching the conductive material layer into a desired shape. Finally, the vacuum transistor is completed by assembling the insulating base 30 and the compound semiconductor substrate 10.

【0037】(実施例2)実施例2は、本発明の第2の
態様の真空トランジスタ、及び第2の態様の真空トラン
ジスタの作製方法に関する。実施例2の真空トランジス
タを模式的に図7に示す。図7の(A)は、真空トラン
ジスタの模式的な一部平面図であり、図7の(B)は、
図7の(A)の線B−Bに沿って真空トランジスタを切
断したときの模式的な一部断面図である。
Example 2 Example 2 relates to a vacuum transistor according to the second aspect of the present invention and a method for manufacturing the vacuum transistor according to the second aspect. The vacuum transistor of Example 2 is schematically shown in FIG. FIG. 7A is a schematic partial plan view of the vacuum transistor, and FIG.
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of the vacuum transistor taken along line BB in FIG. 7A.

【0038】実施例2の真空トランジスタは、例えばG
aAsから成りそして(111)B面を有する化合物半
導体基板10と、帯状の第1、第2、第3及び第4のマ
スク領域40,42,44,46と、エミッタ部50
と、ベース部52と、コレクタ部54から構成されてい
る。
The vacuum transistor of the second embodiment is, for example, G
a compound semiconductor substrate 10 made of aAs and having a (111) B plane, strip-shaped first, second, third and fourth mask regions 40, 42, 44, 46, and an emitter section 50.
And a base portion 52 and a collector portion 54.

【0039】帯状の第1、第2、第3及び第4のマスク
領域40,42,44,46は、例えばSiO2あるい
はSiNから成り、化合物半導体基板10の(111)
B面上に形成されており、長手方向が化合物半導体基板
10の[0,−1,1]方向と一致し、且つ幅方向が化
合物半導体基板10の[2,−1,−1]方向と一致し
ている(図8を参照)。
The strip-shaped first, second, third and fourth mask regions 40, 42, 44 and 46 are made of, for example, SiO 2 or SiN, and are formed of (111) of the compound semiconductor substrate 10.
It is formed on the B surface, the longitudinal direction thereof coincides with the [0, -1, 1] direction of the compound semiconductor substrate 10, and the width direction thereof coincides with the [2, -1, -1] direction of the compound semiconductor substrate 10. They match (see Figure 8).

【0040】エミッタ部50は、化合物半導体結晶(例
えばGaAs結晶)から成り、第1のマスク領域40と
第2のマスク領域42との間に露出した化合物半導体基
板10の(111)B面上に形成されている。そして、
第1又は第2のマスク領域の幅方向と平行な面で切断し
たときの形状が平行四辺形であり、かかる平行四辺形の
下底及び上底50Bは化合物半導体結晶の[1,1,
1]方向と直交し、斜辺50A,50Dが化合物半導体
結晶の[0,1,1]方向と直交している(図7の
(C)の拡大された一部断面図参照)。
The emitter section 50 is made of a compound semiconductor crystal (eg, GaAs crystal) and is exposed between the first mask region 40 and the second mask region 42 on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate 10. Has been formed. And
The shape of the parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the first or second mask region is a parallelogram, and the bottom and top bottoms 50B of the parallelogram are [1, 1, 1
1] direction and the hypotenuses 50A and 50D are orthogonal to the [0, 1, 1] direction of the compound semiconductor crystal (see the enlarged partial cross-sectional view of FIG. 7C).

【0041】ベース部52も、化合物半導体結晶(例え
ばGaAs結晶)から成り、第2のマスク領域42と第
3のマスク領域44との間に露出した化合物半導体基板
10の(111)B面上に形成されている。そして、第
2又は第3のマスク領域の幅方向と平行な面で切断した
ときの形状が平行四辺形であり、かかる平行四辺形の下
底及び上底は化合物半導体結晶の[1,1,1]方向と
直交し、斜辺(例えば、参照番号52A)が化合物半導
体結晶の[0,1,1]方向と直交している。
The base portion 52 is also made of a compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) and is exposed between the second mask region 42 and the third mask region 44 on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate 10. Has been formed. The shape of the parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the second or third mask region is a parallelogram, and the lower and upper bases of the parallelogram are [1, 1, 1] direction, and the hypotenuse (for example, reference numeral 52A) is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal.

【0042】コレクタ部54も、化合物半導体結晶(例
えばGaAs結晶)から成り、第3のマスク領域44と
第4のマスク領域46との間に露出した化合物半導体基
板10の(111)B面上に形成されている。そして、
第3又は第4のマスク領域の幅方向と平行な面で切断し
たときの形状が平行四辺形であり、かかる平行四辺形の
下底及び上底は化合物半導体結晶の[1,1,1]方向
と直交し、斜辺(例えば、参照番号54A)が化合物半
導体結晶の[0,1,1]方向と直交している。
The collector portion 54 is also made of a compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) and is exposed between the third mask region 44 and the fourth mask region 46 on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate 10. Has been formed. And
The shape of the parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the third or fourth mask region is a parallelogram, and the bottom and top of the parallelogram are [1,1,1] of the compound semiconductor crystal. It is orthogonal to the direction, and the hypotenuse (for example, reference numeral 54A) is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal.

【0043】エミッタ部50に適切な電圧を印加した状
態で、ベース部52に正の電位を加える。これによって
エミッタ部50のエッジ部50Aから放出された電子
は、ベース部52に印加された電位によって制御され、
コレクタ部54に到達する。従って、コレクタ部54か
らエミッタ部50へと流れる電流をベース部52に印加
する電位によって制御することができる。
A positive potential is applied to the base portion 52 while an appropriate voltage is applied to the emitter portion 50. As a result, the electrons emitted from the edge portion 50A of the emitter portion 50 are controlled by the potential applied to the base portion 52,
The collector section 54 is reached. Therefore, the current flowing from the collector 54 to the emitter 50 can be controlled by the potential applied to the base 52.

【0044】エミッタ部50のエッジ部50Cは、化合
物半導体結晶の(1,1,1)面50Bと例えば(−
1,0,−1)面50Dとが交差する稜から構成されて
いる。従って、エミッタ部50のエッジ部50Cが正確
に規定される。尚、(0,1,1)面50Dと化合物半
導体基板10の表面との成す角度は35度である。
The edge portion 50C of the emitter portion 50 is, for example, (-)
1, 0, -1) plane 50D is constituted by a ridge intersecting. Therefore, the edge portion 50C of the emitter portion 50 is accurately defined. The angle formed by the (0,1,1) plane 50D and the surface of the compound semiconductor substrate 10 is 35 degrees.

【0045】ベース部52の斜面(例えば、参照番号5
2A)及びコレクタ部54の斜面(例えば、参照番号5
4A)と化合物半導体基板10の表面との成す角度も3
5度である。従って、第1のマスク領域40と第2のマ
スク領域42の間隔、第2のマスク領域42と第3のマ
スク領域44の間隔、及び第3のマスク領域44と第4
のマスク領域46の間隔を正確に規定すれば、エミッタ
部50、ベース部52及びコレクタ部54の間隔を正確
にしかも再現性良く制御することができる。
A slope of the base portion 52 (for example, reference numeral 5)
2A) and the slope of the collector portion 54 (for example, reference numeral 5).
4A) and the surface of the compound semiconductor substrate 10 form an angle of 3
It is 5 degrees. Therefore, the distance between the first mask region 40 and the second mask region 42, the distance between the second mask region 42 and the third mask region 44, and the third mask region 44 and the fourth mask region 44.
If the distance between the mask regions 46 is accurately defined, the distance between the emitter portion 50, the base portion 52, and the collector portion 54 can be accurately and reproducibly controlled.

【0046】以下、実施例2の真空トランジスタの作製
方法を、図8を参照して説明する。尚、エミッタ部5
0、ベース部52及びコレクタ部54の形成方法は、実
施例1と同様に、有機金属気相成長法(MOCVD法)
に基づいた所謂選択エピタキシャル成長技術を応用して
いる。また、MOCVD法における原料ガスの供給量
は、MOCVD反応装置内の分圧で表わした。尚、MO
CVD反応装置内の全圧は0.1気圧とした。
Hereinafter, a method of manufacturing the vacuum transistor of Example 2 will be described with reference to FIG. The emitter 5
0, the base portion 52, and the collector portion 54 are formed by the metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) as in the first embodiment.
The so-called selective epitaxial growth technology based on is applied. Further, the supply amount of the raw material gas in the MOCVD method is represented by the partial pressure in the MOCVD reactor. MO
The total pressure in the CVD reactor was 0.1 atm.

【0047】[工程−200] (化合物半導体基板1
0の調製) 先ず、例えばGaAsから成る化合物半導体基板10の
(111)B面上に、0.1μm程度の厚さのSiO2
又はSiNから成るマスク層12AをCVD法等にて堆
積させる(図4の模式的な斜視図を参照)。次に、通常
のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用い
て、マスク層12Aを選択的に除去して、帯状の第1、
第2、第3及び第4のマスク領域40,42,44,4
6を形成する(図8の模式的な斜視図を参照)。これら
のマスク領域は、長手方向が化合物半導体基板10の
[0,−1,1]方向と一致し、且つ幅方向が化合物半
導体基板10の[2,−1,−1]方向と一致してい
る。
[Step-200] (Compound semiconductor substrate 1
Preparation of 0) First, on a (111) B surface of a compound semiconductor substrate 10 made of, for example, GaAs, SiO 2 having a thickness of about 0.1 μm is formed.
Alternatively, the mask layer 12A made of SiN is deposited by the CVD method or the like (see the schematic perspective view of FIG. 4). Next, the mask layer 12A is selectively removed using a normal photolithography technique and an etching technique to remove the first strip-shaped mask,
Second, third and fourth mask regions 40, 42, 44, 4
6 is formed (see the schematic perspective view of FIG. 8). In these mask regions, the longitudinal direction coincides with the [0, -1, 1] direction of the compound semiconductor substrate 10 and the width direction coincides with the [2, -1, -1] direction of the compound semiconductor substrate 10. There is.

【0048】[工程−210] (エミッタ部50、ベ
ース部52及びコレクタ部54の形成) 次に、化合物半導体結晶(例えば、GaAs結晶)から
成るエミッタ部50、ベース部52及びコレクタ部54
を、各マスク領域の間に露出した化合物半導体基板10
の(111)B面上に有機金属気相成長法(MOCVD
法)にてエピタキシャル成長させる。MOCVDの条件
を以下に例示する。 基板加熱温度 : 800゜C Ga原料ガス : TMG(トリメチルガリウム) 供給量 : 3×10-6気圧 As原料ガス : アルシン 原料ガス分圧比: 200
[Step-210] (Formation of Emitter Section 50, Base Section 52, and Collector Section 54) Next, the emitter section 50, the base section 52, and the collector section 54 made of a compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal).
Of the compound semiconductor substrate 10 exposed between the mask regions.
On the (111) B surface of the metal-organic vapor phase epitaxy method (MOCVD
Method) for epitaxial growth. The conditions of MOCVD are illustrated below. Substrate heating temperature: 800 ° C. Ga source gas: TMG (trimethylgallium) supply amount: 3 × 10 −6 atm As source gas: arsine source gas partial pressure ratio: 200

【0049】このような条件で化合物半導体結晶(例え
ばGaAs結晶)を化合物半導体基板10の(111)
B面上に選択的にエピタキシャル成長させることによっ
て、化合物半導体基板10上にのみ且つ化合物半導体基
板10に対して垂直方向(あるいは斜め方向)に化合物
半導体が結晶成長し、マスク領域上には結晶成長しな
い。若しくは、マスク領域上に化合物半導体が結晶成長
しても、マスク領域の縁部近傍のみに結晶成長するだけ
である。従って、所謂選択エピタキシャル成長を達成す
ることができる。
Under such conditions, the compound semiconductor crystal (for example, GaAs crystal) is formed into (111) of the compound semiconductor substrate 10.
By the selective epitaxial growth on the B surface, the compound semiconductor crystal grows only on the compound semiconductor substrate 10 and in a direction (or an oblique direction) perpendicular to the compound semiconductor substrate 10, and does not grow on the mask region. . Alternatively, even if the compound semiconductor grows on the mask region, the crystal grows only in the vicinity of the edge of the mask region. Therefore, so-called selective epitaxial growth can be achieved.

【0050】マスク領域の間に露出した化合物半導体基
板の(111)B面上には、エミッタ部50、ベース部
52及びコレクタ部54がMOCVD法によるエピタキ
シャル成長によって形成される。この際、GaAsから
成る化合物半導体結晶の例えば[0,1,1]方向が斜
面となるように、そして(111)面が頂面となるよう
に、化合物半導体結晶がエピタキシャル成長する。その
結果、マスク領域の幅方向を含む平面でエミッタ部5
0、ベース部52及びコレクタ部54を切断したときの
断面形状は平行四辺形となる。
On the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed between the mask regions, the emitter section 50, the base section 52 and the collector section 54 are formed by epitaxial growth by MOCVD. At this time, the compound semiconductor crystal is epitaxially grown so that, for example, the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal made of GaAs is a slope and the (111) plane is a top surface. As a result, the emitter section 5 is formed in a plane including the width direction of the mask region.
0, the base portion 52 and the collector portion 54 are cut into parallelograms in cross section.

【0051】その後、エミッタ部50、ベース部52及
びコレクタ部54に電極(図示せず)を形成する。
Thereafter, electrodes (not shown) are formed on the emitter section 50, the base section 52 and the collector section 54.

【0052】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した各種条件は例示であり、適
宜変更することができる。結晶面や方向は例示であり、
等価の結晶面や方向に置き換えることができる。実施例
では、GaAsから成る化合物半導体基板上にGaAs
から成る化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させた
が、その他、化合物半導体基板及び化合物半導体結晶の
組み合わせとして、その他、化合物半導体基板としてI
nP、化合物半導体結晶としてAlGaInAsの組み
合わせを用いることができる。
Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The various conditions described in the embodiments are examples and can be changed as appropriate. Crystal planes and directions are examples,
It can be replaced with an equivalent crystal plane or orientation. In the embodiment, GaAs is formed on the compound semiconductor substrate made of GaAs.
A compound semiconductor crystal made of I was epitaxially grown. In addition, as a combination of a compound semiconductor substrate and a compound semiconductor crystal, as a compound semiconductor substrate, I
A combination of nP and AlGaInAs can be used as the compound semiconductor crystal.

【0053】本発明の第1の態様に係る真空トランジス
タにおいては、例えば蛍光物質層をコレクタ部32の表
面に形成しておけば、高密度で画像や文字等を表示し得
る表示装置を容易に作製することができる。
In the vacuum transistor according to the first aspect of the present invention, if a fluorescent material layer is formed on the surface of the collector portion 32, for example, a display device capable of displaying images, characters and the like with high density can be easily provided. Can be made.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明においては、エミッタ部を高い精
度でしかも高い再現性をもって形成することができ、し
かも、エミッタ部、ベース部及びコレクタ部の間の距離
を短くすることができる。また、本発明においては、1
回のマスク層の形成、1回のフォトリソグラフィ技術及
びエッチング技術の適用、更には1回のMOCVD法に
よる選択エピタキシャル成長によって真空トランジスタ
を作製することができ、従来の真空トランジスタが複雑
なフォトリソグラフィ技術、エッチング技術や成膜技術
を必要とするのに比べて、作製工程が極めて簡素であ
る。また、従来の技術と異なり、マスク領域の形状や大
きさ、方向等を厳密に制御しなくとも、高い精度の形
状、寸法を有するエミッタ部、ベース部及びコレクタ部
を形成することができる。従って、フォトリソグラフィ
技術やエッチング技術そのものを極めて正確に制御する
必要もない。
According to the present invention, the emitter section can be formed with high accuracy and high reproducibility, and the distance between the emitter section, the base section and the collector section can be shortened. In the present invention, 1
A vacuum transistor can be manufactured by forming a mask layer once, applying a photolithography technique and an etching technique once, and further performing a selective epitaxial growth by the MOCVD method once, and the conventional vacuum transistor has a complicated photolithography technique. The manufacturing process is extremely simple as compared with the case where an etching technique or a film forming technique is required. Further, unlike the conventional technique, it is possible to form the emitter portion, the base portion, and the collector portion having highly accurate shapes and dimensions without strictly controlling the shape, size, direction, etc. of the mask region. Therefore, it is not necessary to control the photolithography technique or the etching technique itself very accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の真空トランジスタの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a vacuum transistor of Example 1.

【図2】図1の線II−IIに沿って真空トランジスタ
を切断したときの、模式的な一部平面図及びその一部断
面図である。
2A and 2B are a schematic partial plan view and a partial cross-sectional view of the vacuum transistor taken along the line II-II in FIG.

【図3】図1の線III−IIIに沿って真空トランジ
スタを切断したときの、模式的な平面図及びその一部断
面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view and a partial cross-sectional view of the vacuum transistor taken along the line III-III in FIG.

【図4】実施例1の真空トランジスタの作製方法を説明
するための化合物半導体基板等の模式的な一部平面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic partial plan view of a compound semiconductor substrate or the like for explaining a method of manufacturing the vacuum transistor of Example 1.

【図5】図4に引き続き、実施例1の真空トランジスタ
の作製方法を説明するためのエミッタ部等の模式的な一
部平面図及び一部断面図である。
5A and 5B are schematic partial plan views and partial cross-sectional views of the emitter section and the like for explaining the method of manufacturing the vacuum transistor of the first example, following FIG.

【図6】図5に引き続き、実施例1の真空トランジスタ
の作製方法を説明するためのエミッタ部等の模式的な一
部平面図及び一部断面図である。
6A and 6B are schematic partial plan views and partial cross-sectional views of the emitter section and the like for explaining the method for manufacturing the vacuum transistor of the first example, following FIG.

【図7】実施例2の真空トランジスタの模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a vacuum transistor of Example 2.

【図8】実施例2の真空トランジスタの作製方法を説明
するための化合物半導体基板等の模式的な一部の斜視図
である。
FIG. 8 is a schematic perspective view of a part of a compound semiconductor substrate and the like for explaining a method of manufacturing a vacuum transistor of Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 化合物半導体基板 12,40,42,44,46 マスク領域 12A マスク層 14 開口部 16,50 エミッタ部 18,52 ベース部 20 導電層 30 絶縁基体 32,54 コレクタ部 10 Compound Semiconductor Substrate 12, 40, 42, 44, 46 Mask Region 12A Mask Layer 14 Opening 16,50 Emitter 18,52 Base Part 20 Conductive Layer 30 Insulating Substrate 32,54 Collector Part

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(イ)(111)B面を有する化合物半導
体基板と、 (ロ)該化合物半導体基板の(111)B面上に形成さ
れた正三角形の平面形状を有し、該正三角形の各辺が、
化合物半導体基板の[−1,−1,0]方向、[−1,
0,−1]方向及び[0,−1,−1]方向と直交する
マスク領域と、 (ハ)各辺が該マスク領域の各辺と平行である正三角形
の形状を有する、該マスク領域内に形成された開口部
と、 (ニ)化合物半導体結晶から成り、該開口部の底部に露
出した化合物半導体基板の(111)B面上に形成さ
れ、三角錘の形状を有し、三角錘の各面は該化合物半導
体結晶の{110}面から構成されたエミッタ部と、 (ホ)化合物半導体結晶から成り、前記マスク領域の外
側にマスク領域に隣接して化合物半導体基板の(11
1)B面上に形成され、三角錘形状を有するエミッタ部
の各面と対向し且つ平行する面を有し、頂面に導電層が
形成されたベース部と、 (ヘ)前記エミッタ部の上方に、エミッタ部と対向して
設けられたコレクタ部、 から成ることを特徴とする真空トランジスタ。
1. (a) a compound semiconductor substrate having a (111) B plane; and (b) an equilateral triangular planar shape formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate. Each side of
[-1, -1, 0] direction of compound semiconductor substrate, [-1,
A mask area orthogonal to the 0, -1] direction and the [0, -1, -1] direction; and (c) the mask area having a shape of an equilateral triangle in which each side is parallel to each side of the mask area. An opening formed in the inside of the compound semiconductor crystal, and (d) is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed at the bottom of the opening and has a triangular pyramid shape. Each surface of the compound semiconductor crystal is composed of the {110} plane emitter portion, and (e) the compound semiconductor crystal.
1) a base portion formed on the surface B, having a surface facing and parallel to each surface of the emitter portion having a triangular pyramid shape, and having a conductive layer formed on the top surface; and (f) the emitter portion. A vacuum transistor, characterized in that it comprises a collector section provided above and facing the emitter section.
【請求項2】(イ)(111)B面を有する化合物半導
体基板と、 (ロ)該化合物半導体基板の(111)B面上に形成さ
れ、長手方向が化合物半導体基板の[0,−1,1]方
向と一致し、且つ幅方向が化合物半導体基板の[2,−
1,−1]方向と一致した、帯状の第1、第2、第3及
び第4のマスク領域と、 (ハ)化合物半導体結晶から成り、第1のマスク領域と
第2のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板の
(111)B面上に形成され、第1又は第2のマスク領
域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行四辺
形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は該化合物
半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が該化
合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するエミッ
タ部と、 (ニ)化合物半導体結晶から成り、第2のマスク領域と
第3のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板の
(111)B面上に形成され、第2又は第3のマスク領
域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行四辺
形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は該化合物
半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が該化
合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するベース
部と、 (ホ)化合物半導体結晶から成り、第3のマスク領域と
第4のマスク領域との間に露出した化合物半導体基板の
(111)B面上に形成され、第3又は第4のマスク領
域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行四辺
形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は該化合物
半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が該化
合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するコレク
タ部、 から成ることを特徴とする真空トランジスタ。
2. (a) A compound semiconductor substrate having a (111) B plane, and (b) a compound semiconductor substrate formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate and having a longitudinal direction of [0, -1]. , 1] direction and the width direction is [2,-
A strip-shaped first, second, third, and fourth mask regions, which coincide with the [1, −1] direction, and (c) a compound semiconductor crystal, and the first mask region and the second mask region. The parallelogram is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed between and is a parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the first or second mask region. An emitter portion whose lower and upper bases are orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and whose hypotenuse is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal; The semiconductor crystal is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed between the second mask region and the third mask region and is parallel to the width direction of the second or third mask region. The shape when cut by a plane is a parallelogram. The upper bottom is composed of a base portion orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and a hypotenuse orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and (e) a compound semiconductor crystal. , Formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate exposed between the third mask region and the fourth mask region and cut along a plane parallel to the width direction of the third or fourth mask region. The parallelogram has a parallelogram, and the lower and upper bases of the parallelogram are orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and the hypotenuse is [0,1,1] of the compound semiconductor crystal. 1] A vacuum transistor comprising a collector section orthogonal to the direction.
【請求項3】化合物半導体基板、エミッタ部及びベース
部はGaAsから成ることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の真空トランジスタ。
3. The vacuum transistor according to claim 1 or 2, wherein the compound semiconductor substrate, the emitter section and the base section are made of GaAs.
【請求項4】(イ)化合物半導体基板の(111)B面
上にマスク層を形成した後、該マスク層を選択的に除去
することによって、各辺が化合物半導体基板の[−1,
−1,0]方向、[−1,0,−1]方向及び[0,−
1,−1]方向と直交する正三角形の平面形状を有する
マスク領域を形成し、併せて、各辺がマスク領域の各辺
と平行な正三角形の形状を有する開口部を該マスク領域
内に形成する工程と、 (ロ)化合物半導体結晶から成り、三角錘の形状を有
し、三角錘の各面は該化合物半導体結晶の{110}面
から構成されたエミッタ部を、該開口部の底部に露出し
た化合物半導体基板の(111)B面上に有機金属気相
成長法にてエピタキシャル成長させ、 同時に、化合物半導体結晶から成り、三角錘形状を有す
るエミッタ部の各面と対向し且つ平行する面を有するベ
ース部を、前記マスク領域の外側に且つマスク領域に隣
接した化合物半導体基板の(111)B面上に有機金属
気相成長法にてエピタキシャル成長させる工程と、 (ハ)該ベース部の頂面に導電層を形成する工程と、 (ニ)前記エミッタ部の上方に、コレクタ部をエミッタ
部と対向して設ける工程、 から成ることを特徴とする真空トランジスタの作製方
法。
4. (a) A mask layer is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate, and then the mask layer is selectively removed, so that each side has [-1,
-1,0] direction, [-1,0, -1] direction and [0,-]
1, -1] direction, and a mask region having a regular triangular plane shape orthogonal to the direction is formed, and at the same time, an opening having a regular triangle shape in which each side is parallel to each side of the mask region is formed in the mask region. (B) a compound semiconductor crystal having a triangular pyramid shape, and each surface of the triangular pyramid has an emitter portion composed of the {110} plane of the compound semiconductor crystal and a bottom portion of the opening. On the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed to the wafer by epitaxial growth by metalorganic vapor phase epitaxy, and at the same time, a surface made of a compound semiconductor crystal and facing and parallel to each surface of the emitter portion having a triangular pyramid shape. A step of epitaxially growing a base portion having the above-mentioned structure on the (111) B surface of the compound semiconductor substrate outside the mask region and adjacent to the mask region by a metal organic chemical vapor deposition method; Forming a conductive layer on the top surface, (d) above the emitter section, a method for manufacturing a vacuum transistor, characterized in that comprising the step, of providing to the collector portion faces the emitter section.
【請求項5】(イ)化合物半導体基板の(111)B面
上にマスク層を形成した後、該マスク層を選択的に除去
することによって、長手方向が化合物半導体基板の
[0,−1,1]方向と一致し、且つ幅方向が化合物半
導体基板の[2,−1,−1]方向と一致する、帯状の
第1、第2、第3及び第4のマスク領域を形成する工程
と、 (ロ)化合物半導体結晶から成り、第1又は第2のマス
ク領域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平行
四辺形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は該化
合物半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺が
該化合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交するエ
ミッタ部を、第1のマスク領域と第2のマスク領域との
間に露出した化合物半導体基板の(111)B面上に有
機金属気相成長法にてエピタキシャル成長させ、 同時に、化合物半導体結晶から成り、第2又は第3のマ
スク領域の幅方向と平行な面で切断したときの形状が平
行四辺形であり、かかる平行四辺形の下底及び上底は該
化合物半導体結晶の[1,1,1]方向と直交し、斜辺
が該化合物半導体結晶の[0,1,1]方向と直交する
ベース部を、第2のマスク領域と第3のマスク領域との
間に露出した化合物半導体基板の(111)B面上に有
機金属気相成長法にてエピタキシャル成長させ、 更に、同時に、化合物半導体結晶から成り、第3又は第
4のマスク領域の幅方向と平行な面で切断したときの形
状が平行四辺形であり、かかる平行四辺形の下底及び上
底は該化合物半導体結晶の[1,1,1]方向と直交
し、斜辺が該化合物半導体結晶の[0,1,1]方向と
直交するベース部を、第3のマスク領域と第4のマスク
領域との間に露出した化合物半導体基板の(111)B
面上に有機金属気相成長法にてエピタキシャル成長させ
る工程、 から成ることを特徴とする真空トランジスタの作製方
法。
5. (a) A mask layer is formed on the (111) B plane of the compound semiconductor substrate, and then the mask layer is selectively removed, so that the longitudinal direction of the compound semiconductor substrate is [0, -1]. , 1] direction and the width direction of the strip-shaped first, second, third and fourth mask regions match the [2, -1, -1] direction of the compound semiconductor substrate. And (b) a compound semiconductor crystal, and the shape of the parallelogram when cut along a plane parallel to the width direction of the first or second mask region is a parallelogram. A first mask region and a second mask region are provided with an emitter portion which is orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal and whose hypotenuse is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal. On the (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed between At the same time, the shape is a parallelogram when it is made of a compound semiconductor crystal and cut along a plane parallel to the width direction of the second or third mask region. The base is orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal and the hypotenuse is orthogonal to the [0,1,1] direction of the compound semiconductor crystal. The (111) B surface of the compound semiconductor substrate exposed between the mask region and the mask region is epitaxially grown by the metal organic chemical vapor deposition method, and at the same time, the width of the third or fourth mask region is formed of the compound semiconductor crystal. The shape when cut along a plane parallel to the direction is a parallelogram, and the bottom and top of the parallelogram are orthogonal to the [1,1,1] direction of the compound semiconductor crystal, and the hypotenuse is the compound. [0,1,1] of semiconductor crystal The base portion perpendicular to the direction, of the compound semiconductor substrate exposed between the third mask region and the fourth mask region (111) B
A method of manufacturing a vacuum transistor, comprising the steps of: epitaxially growing on the surface by a metal organic chemical vapor deposition method.
【請求項6】化合物半導体基板、エミッタ部及びベース
部はGaAsから成ることを特徴とする請求項4又は請
求項5に記載の真空トランジスタの作製方法。
6. The method of manufacturing a vacuum transistor according to claim 4, wherein the compound semiconductor substrate, the emitter portion and the base portion are made of GaAs.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6680494B2 (en) * 2000-03-16 2004-01-20 Northrop Grumman Corporation Ultra high speed heterojunction bipolar transistor having a cantilevered base
JP2011508403A (en) * 2007-12-28 2011-03-10 セレックス システミ インテグラティ エッセ. ピ. ア. High frequency triode type field emission device and manufacturing process thereof
CN120833990A (en) * 2025-09-18 2025-10-24 上海蓝箭鸿擎空间科技有限公司 A lanthanum hexaboride emitter adapted to the hollow cathode erosion process

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