JPS6167961A - 横形バイポ−ラトランジスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 良に関する。

１図を伴なって次相述べる構成を有するものが提案され
ている。

すなわち、例えばＧａ　Ａｓでなる半絶縁性半導体基板
１０を有し、その半絶縁性半導体基板１０上に、例えば
ｎ型を有するＧａ　Ａｓでなるエミッタ領域としての半
導体領域２１と、ｐ型を有する（３ａ　ＡＳでなるベー
ス領域としての半導体領域２２と、ｎ型を有するＧａ　
Ａｓでなるコレクタ領域としての半導体領域２３とをそ
れらの順に順次連接して面方向に形成している半導体活
性層２０が形成されている。

しかして、その半導体活性層２０の半導体層［２１上に
、それとオーミック接触して、エミッタ電極としての電
極３１が形成されている。

また、半導体活性層２００半導体領域２２上に、それと
オーミック接触して、ベース電極としての電極３２が形
成されている。

′　さらに、半導体活性層２０の半導体領域２３上に、
それとオーミック接触して、コレクタ領域としての電１
１ｉ３３が形成されている。

以上が、従来提案されている横形バイポーラトランジス
タの構成である。

このような構成を有する横形バイポーラトランジスタの
場合、半導体活性層２０のベース領域としての半導体領
域２２の幅を狭くすることによって、トランジスタとし
ての動作を高速で行わせることができる。

発　が解決しようとする問題１、 しかしながら、第１図に示す従来の横形バイポーラトラ
ンジスタの場合、ベース電極としての電極３２が、半導
体活性層２０のベース領域としての半導体領域２２上に
、直接、オーミック接触しているので、その半導体領域
２２の幅を、電極３３の幅以上に拡くすることがない。

一方、電極３３を０．１μｍ）；Ｉ、下の幅に形成する
ことが困難である。このため、半導体領域２２を０．１
μｍ以下の幅に形成することが困難であり、従って、ト
ランジスタとしての動作を十分に高速で行ね仕ることが
できない、という欠点を有していた。

また、７ｕ極３３の幅が小になれば、半導体層１或２２
との間の接触抵抗が増大する。このため、トランジスタ
としての動作を、十分高電力利得で行わせることができ
ない、という欠点を有していた。

さらに、エミッタ電極としての電極３１とコレクタ電極
としての電極３３との間に、半導体活性層２０のエミッ
タ領域としての半導体領域２１、半絶縁性半導体基板１
００表面側、及びコレクタ領域４域としての半導体領域
２３を通る漏れ電流が無視し得ない電流れる、という欠
点を有していた。

問題を解決するための手段 よって、本発明は、上）ボした欠点のない新規な横形バ
イポーラトランジスタを提案せんとするものである。

本発明による横形バイポーラトランジスタは、第１図で
上述した従来の横形バイポーラ１〜ランジスタの場合と
同様に、 半絶縁性半導体基板上に、第１の導電型を有するエミッ
タ領域としての第１の半導体領域と、第１の導電型とは
逆の第２の導電型を有するベース領域としての第２の半
導体領域と、第１の導電型を有するコレクタ領域として
の第３の半導体領域とをそれらの順に順次連接して面方
向に形成している半導体活性層が形成され、上記半導体
活性層の第１の半導体ｆ１戚上に、それとＡ−ミック接
触して、エミッタ電極としての第１の電極が形成され、 上記半導体活性層の第２の半導体領域上に、ベース電極
としての第２の電極が形成され、上記半導体活性層の第
３の半導体領域上に、それとオーミック接触して、コレ
クタ電極としての第３の電極が形成されている横形バイ
ポーラトランジスタにおいて、 という構成を有する。

しかしながら１本願第１番目の発明による横形バイポー
ラトランジスタは、このような構成において、 上記半導体活性層と、上記第４の電極との間に、第１の
導電型またはｉ型を有する第４の半導体領域と、第２の
導電型を有する第５の半導体領域と、第１の導電型また
はｉ型を有する第６の半導体領域とをそれらの順に順次
連接して面方向に形成している第１の半導体層と、第２
の導電型を有する第２の半導体層とのｖＩ層イ木が、上
記第１の半導体層を上記半導体活性層１１Ｉ１１とし、
上記第２の半導体層を上記第４の電極側として介挿され
、 上記第１の半導体層が、上記半導体活性層及び上記第３
の半導体層に比し大なるエネルギ！＜ンドギトツプを有
し、 上記第１の半導体層の第４、第５及び第６の半導体領域
が、上記半導体活性層の第１、第２及び第３の半導体領
域にそれぞれ連接し、上記第２の半導体Ｎが、上記第１
の半導体層の第５の半導体領域に比し太ｔ；る幅を有し
て、上記第４、第５及び第６の半導体領域に連接し、上
記第３の電極が、上記第２の半導体層にオーミック接触
している という構成を有する。

また、本願第２番目の発明による横形バイポーラトラン
ジスタは、上述した本願第１番目の発明による横形バイ
ポーラトランジスタの構成において、その半絶縁性半導
体基板と半導体活性層との間に、 上記半絶縁性基板と、上記半導体活性層との間に、第１
の導電型または１型を有する第７の半導体領域と、第２
の導電型を有する第８の半導体領域と、第１の導電型ま
たはｉ型を有する第９の半導ＩＡ領領域をそれらの順に
順次連接して面方向に形成している第３の半導体層が介
挿され、 上記第３の半導体層が、上記半導体活性層に比し大なる
エネルギバンドギャップを有し、上記第３の半導体層の
第４、第５及び第６の半導体ｆ！４域が、上記半導体活
性層の第１、第２及ひ第３の半導体領域にそれぞれ連接
している、という構成を有１［る。

さらに、本願第３番目の発明による横形バイポーラトラ
ンジスタは、上述した本願第２番目の発明による横形バ
イポーラトランジスタの構成において、 上記半絶縁性半導体基板に、上記第１の半導体層側にお
いて、上記第１の半導体層の第２の半導体領域に連接し
且つ第２の導電型を有する第１１の半導体領域が形成さ
れている という構成を有する。

。用 上）ホした本願第１、第３及び第３番目の発明による横
形バイポーラトランジスタの構成によれば、半導体活性
層のベース領域としての第２の半導体領域がそれと同じ
第２の導電型を有する第１の半導体層の第５の半導体領
域と、第２の半導体層とを通じてベース領域としての第
２の電極に連結されている。

一方、半導体活性層の第１の半導体領域と第１の半導体
層の第４の半導体領域とをエミッタ領域とし、また、第
１の半導体層の第５の半導体領域をベース領域とし、さ
らに半導体活性層の第３の半導体領域と第１の半導体層
の第６の半導体領域とをコレクタ領域とする寄生トラン
ジスタが構成され、第１及び第３の電極間に、第１及び
第４の半導体ｆｉｌ域、第５の半導体領域、及び第３及
び第６の半導体領域を通る電流路が形成されているが、
その電流路には、第１の半導体層が、半導体活性層に比
し大なるエネルギバンドギャップを有し、従って、第４
及び第６の半導体領域が、第１及び第３の半導体領域に
比し大なるエネルギバンドギャップを有しているので、
電流がほとんど流れないか、流れるとしても無視し１ｑ
る程度とか流れない。

また、第１の半導体層の第４の半導体領域と、第３の半
導体層とでダイオードが構成され、また、第１の半導体
層の第６の半導体領域と、第３の半導体層とでもダイオ
ードが構成され、第１及び第２の電極間と、第２及び第
３の電極間とに電流路が形成されているが、それら電流
路には、第１の半導体層が、第２の半導体層に比し大な
るエネルギバンドギャップを有し、従って、第４及び第
６の半導体領域が、第３の半導体層に比し大なるエネル
ギバンドギャップを有しているので、電流がほとんど流
れないか、流れるとしても無視し得る程度しか流れない
。

さらに、本願第２及び第３番目の発明による横形バイポ
ーラトランジスタの場合半導体活性層の第１の半導体領
域と第３の半導体層の第７の半導体領域とをエミッタ領
域とし、また、第３の半導体層の第８のミ１−４体ｆｉ
域をベース領域とし、さらに、半導体活性層の第３の半
導体領域と、第３の半導体層の第９の半導体領域とをコ
レクタ領域とする寄生トランジスタが構成され、第１及
び第２の電極間に、第１及び第７の半導体領域、第８の
半導体領域、及び第３及び第９の半導体領域を通る電流
路が形成されているが、その電流路には、第３の半導体
層が、半導体活性層に比し大なるエネルギバンドギャッ
プを有し、従って、第７及び第９の半導体領域が、第１
及び第３の半導体領域に比し大なるエネルギバンドギャ
ップブを有しているので、電流がほとんど流れないか、
流れるとしても無視し得る程度しか流れない。

従って、本願第１、第２及び第３番目の発明による横形
バイポーラトランジスタの何れの場合も、従来の横形バ
イポーラトランジスタの場合と同様に、トランジスタと
して動作する。

しかしながら、本発明による横形バイポーラトランジス
タの場合、ベース電極としての第２の電極が、第３の半
導体層上に、オーミ・ツク接触し、半導体活性層のベー
ス領域としての第２の半導体領域に直接、オーミック接
触して０ないので、ベース領域としての第２の半導体領
域の幅を、ベースｆｆ１１４としての第２の電極とは無
関係に十分幅狭にすることができる。

また、第２の半導体層を、ベース領域としての第２の半
導体ｆｊＩ賊の幅とは無関係に、大なる幅に形成するこ
とができ、このため、ベース電極とじでの第２の電極の
幅を、十分大なる幅に形成することができるので、第２
の電極と第２の半導体−との間の接触抵抗を十分量にす
ることができ、従って、第２の電極と、半導体活性層の
ベース領域としての第２の半導体層との間の接触抵抗を
十分量にすることができる。

発明の効果 従って、本発明による横形バイポーラトランジスタによ
れば、］・ランジスタとしての初年を、第１図に示す従
来の横形バイポーラトランジスタに比し十分高速で、且
つ十分高電力利得で行わせることができる、という効果
を有する。

実施例１ 第２図は、本発明による横形バイポーラトランジスタの
第１の実施例を示す。

第１図との対応部分には同一符号を付して詳細説明を省
略する。

第２図に示ず本発明による横形バイポーラトランジスタ
は、次の事項を除いて、第２図の場合と同様の構成を有
する。

１１−なわら、半導体活性層２０と、ゲート電極として
の電極３２との間に、Ｄ型または１型の半導体領域４４
と、ｐ型を有する半導体領域４５と、Ｄ型またはｉ型の
半導体層ＶＬ４６とがそれらの順に順次連接して面方向
に形成している半導体層４０と、ｐ型の半導体層５０と
の積層係が、半導体層４０を半導体活性層２０側とし、
半導体層５ｏを電極３２側として介挿されている。

この場合、半導体層４０が、半導体活性層２０及び半導
体層５０に比し大なるエネルギバンドギャップを有し、
半導体層５０が半導体活性ｆｆ２０と同様に例えばＧａ
Ａｓで形成されているとき、例えばＡｔ　Ｇａ　Ａｓ系
の半導体で形成されている。

しかして、半導体層４０の半導体領域４４．４５及び４
６がそれぞれ、半導体活性層２０の半導体領域２１．２
２及び２３と連接している。

また、半導体層５０が、半導体層４０の半導体領域４５
に比し大なる幅を有し、半導体層４４．４５及び４６と
連接している。

この場合、半導体領域４４及び４６の半導体層５０に連
接している領域を、半導体層５ｏにおいて、それと同じ
ｐ型にするのを化とする。

また、電極３２が、半導体層５０に、オーミック接触し
ている。

ざらに、半絶縁性半導体基板１０と、半導体活性層２０
との間に、半導体活性ｍ２０の半導体領域２１．２２及
び２３とそれぞれ接しているｎをまたはｉ型の半導体層
１ｆＬ６７、Ｄ型の半導体領域６８、及び３３’ｊ、ま
たはＩＪＸ！の半導体領域６つとをそれらの順に順次連
接している面方向に形成している半導体層６ｏが介挿さ
れている。

この場合、半導体Ｆ７４６０は、半導体活性層２０に比
し大なるエネルギバンドギャップを有し、例えばＡｔ　
Ｇａ　Ａｓ系の半導体で形成されている。

さらに、半絶縁性半導体基板１０に、半導体層６０側に
おいて、半導体層６０の半導体領域６８と連接し且つｐ
型の半導体領域７０が形成されている。

以上が、本発明による横形バイポーラトランジスタの実
施例の構成である。

このような構成によれば、前述したところから明らかで
あるのひ、詳ｌ／ａ説明は省略するが。

上述した浸れた作用効果が得られる。

実施例２ 第３図は、本発明による横形バイポーラトランジスタの
第２の実施例を示す。

第３図において、第２図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。

第３図に示す本発明による横形バイポーラトランジスタ
は、第２図で上述した構成において、その半導体層６０
が省略されていることを除いて、第２図の場合と同様の
構成を有する。

このような本発明による横形バイポーラトランジスタの
場合も、詳細説明は省略するが、前述した優れた作用効
果が１ｑられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の横形バイポーラトランジスタを示す路
線的断面図である。 第２図及び第３図は、それぞれ本発明による横形バイポ
ーラトランジスタの実施例を示す路線的断面図である。 １０・・・・・・・・・半絶縁性半導体基板２０・・・
・・・・・・半導体活性層 ２１〜２３・・・・・・・・・半導体領域３１〜３３・
・・・・・・・・電極 ４０．５０．６０ ・・・・・・・・・半導体層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半絶縁性半導体基板上に、第１の導電型を有するエ
   ミッタ領域としての第１の半導体領域と、第１の導電型
   とは逆の第２の導電型を有するベース領域としての第２
   の半導体領域と、第１の導電型を有するコレクタ領域と
   しての第３の半導体領域とをそれらの順に順次連接して
   面方向に形成している半導体活性層が形成され、 上記半導体活性層の第１の半導体領域上に、それとオー
   ミック接触して、エミッタ電極としての第１の電極が形
   成され、 上記半導体活性層の第２の半導体領域上に、ベース電極
   としての第２の電極が形成され、上記半導体活性層の第
   ３の半導体領域上に、それとオーミック接触して、コレ
   クタ電極としての第３の電極が形成されている横形バイ
   ポーラトランジスタにおいて、 上記半導体活性層と、上記第４の電極との 間に、第１の導電型またはｉ型を有する第４の半導体領
   域と、第２の導電型を有する第５の半導体領域と、第１
   の導電型またはｉ型を有する第６の半導体領域とをそれ
   らの順に順次連接して面方向に形成している第１の半導
   体層と、第２の導電型を有する第２の半導体層との積層
   体が、上記第１の半導体層を上記半導体活性層側とし、
   上記第２の半導体層を上記第４の電極側として介挿され
   、 上記第１の半導体層が、上記半導体活性層 及び上記第３の半導体層に比し大なるエネルギバンドギ
   ャップを有し、 上記第１の半導体層の第４、第５及び第６ の半導体領域が、上記半導体活性層の第１、第２及び第
   ３の半導体領域にそれぞれ連接し、上記第２の半導体層
   が、上記第１の半導体 層の第５の半導体領域に比し大なる幅を有して、上記第
   ４、第５及び第６の半導体領域に連接し、 上記第３の電極が、上記第２の半導体層に オーミック接触していることを特徴とする横形バイポー
   ラトランジスタ。 ２、半絶縁性半導体基板上に、第１の導電型を有するエ
   ミッタ領域としての第１の半導体領域と、第１の導電型
   とは逆の第２の導電型を有するベース領域としての第２
   の半導体領域と、第１の導電型を有するコレクタ領域と
   しての第３の半導体領域とをそれらの順に順次連接して
   面方向に形成している半導体活性層が形成され、 上記半導体活性層の第１の半導体領域上に、それとオー
   ミック接触して、エミッタ電極としての第１の電極が形
   成され、 上記半導体活性層の第２の半導体領域上に、ベース電極
   としての第２の電極が形成され、上記半導体活性層の第
   ３の半導体領域上に、それとオーミック接触して、コレ
   クタ電極としての第３の電極が形成されている横形バイ
   ポーラトランジスタにおいて、 上記半導体活性層と、上記第４の電極との 間に、第１の導電型またはｉ型を有する第４の半導体領
   域と、第２の導電型を有する第５の半導体領域と、第１
   の導電型またはｉ型を有する第６の半導体領域とをそれ
   らの順に順次連接して面方向に形成している第１の半導
   体層と、第２の導電型を有する第２の半導体層との積層
   体が、上記第１の半導体層を上記半導体活性層側とし、
   上記第２の半導体層を上記第４の電極側として介挿され
   、 上記半絶縁性基板と、上記半導体活性層と の間に、第１の導電型またはｉ型を有する第７の半導体
   領域と、第２の導電型を有する第８の半導体領域と、第
   １の導電型またはｉ型を有する第９の半導体領域とをそ
   れらの順に順次連接して面方向に形成している第３の半
   導体層が介挿され、 上記第１の半導体層が、上記半導体活性層及び上記第３
   の半導体層に比し大なるエネルギ有するベース領域とし
   ての第２の半導体領域と、第１の導電型を有するコレク
   タ領域としての第３の半導体領域とをそれらの順に順次
   連接して面方向に形成している半導体活性層が形成され
   、 上記半導体活性層の第１の半導体領域上に、それとオー
   ミック接触して、エミッタ電極としての第１の電極が形
   成され、 上記半導体活性層の第２の半導体領域上に、ベース電極
   としての第２の電極が形成され、上記半導体活性層の第
   ３の半導体領域上に、それとオーミック接触して、コレ
   クタ電極としての第３の電極が形成されている横形バイ
   ポーラトランジスタにおいて、 上記半導体活性層と、上記第４の電極との 間に、第１の導電型またはｉ型を有する第４の半導体領
   域と、第２の導電型を有する第５の半導体領域と、第１
   の導電型またはｉ型を有する第６の半導体領域とをそれ
   らの順に順次連接して面方向に形成している第１の半導
   バンドギャップを有し、 上記第１の半導体層の第４、第５及び第６ の半導体領域が、上記半導体活性層の第１、第２及び第
   ３の半導体領域にそれぞれ連接し、上記第２の半導体層
   が、上記第１の半導体 層の第５の半導体領域に比し大なる幅を有して、上記第
   ４、第５及び第６の半導体領域に連接し、 上記第３の電極が、上記第２の半導体層に オーミック接触している 上記第３の半導体層が、上記半導体活性層 に比し大なるエネルギバンドギャップを有し、上記第３
   の半導体層の第４、第５及び第６ の半導体領域が、上記半導体活性層の第１、第２及び第
   ３の半導体領域にそれぞれ連接していることを特徴とす
   る横形バイポーラトランジスタ。 ３、半絶縁性半導体基板上に、第１の導電型を有するエ
   ミッタ領域としての第１の半導体領域と、第１の導電型
   とは逆の第２の導電型を体層と、第２の導電型を有する
   第２の半導体層との積層体が、上記第１の半導体層を上
   記半導体活性層側とし、上記第２の半導体層を上記第４
   の電極側として介挿され、 上記半絶縁性基板と、上記半導体活性層と の間に、第１の導電型またはｉ型を有する第７の半導体
   領域と、第２の導電型を有する第８の半導体領域と、第
   １の導電型またはｉ型を有する第９の半導体領域とをそ
   れらの順に順次連接して面方向に形成している第３の半
   導体層が介挿され、 上記第１の半導体層が、上記半導体活性層及び上記第３
   の半導体層に比し大なるエネルギバンドギャップを有し
   、 上記第１の半導体層の第４、第５及び第６ の半導体領域が、上記半導体活性層の第１、第２及び第
   ３の半導体領域にそれぞれ連接し、上記第２の半導体層
   が、上記第１の半導体 層の第５の半導体領域に比し大なる幅を有して、上記第
   ４、第５及び第６の半導体領域に連接し、 上記第３の電極が、上記第２の半導体層に オーミック接触している 上記第３の半導体層が、上記半導体活性層 に比し大なるエネルギバンドギャップを有し、上記第３
   の半導体層の第４、第５及び第６ の半導体領域が、上記半導体活性層の第１、第２及び第
   ３の半導体領域にそれぞれ連接し、上記半絶縁性半導体
   基板に、上記第１の半 導体層側において、上記第１の半導体層の第２の半導体
   領域に連接し且つ第２の導電型を有する第１１の半導体
   領域が形成されていることを特徴とする横形バイポーラ
   トランジスタ。