JPS636878A - ヘテロ接合化合物バイポ−ラ・トランジスタ - Google Patents
ヘテロ接合化合物バイポ−ラ・トランジスタInfo
- Publication number
- JPS636878A JPS636878A JP61150791A JP15079186A JPS636878A JP S636878 A JPS636878 A JP S636878A JP 61150791 A JP61150791 A JP 61150791A JP 15079186 A JP15079186 A JP 15079186A JP S636878 A JPS636878 A JP S636878A
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- impurity
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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〕
本発明はヘテロ接合化合物バイポーラ・トランジスタの
構造に関し、特にエミッタ注入効率の改善に関する。
構造に関し、特にエミッタ注入効率の改善に関する。
第３図は従来のヘテロ接合（ヒ合物バイポーラ・トラン
ジスタの構造の一例を示す断面横遣図で、基板上のベー
スおよびコレクタの各領域２および３はそれぞれ同一の
化合物半導体（混晶）で形成され、またエミッタ領域１
はベースおよびコレクタの各領域を形成する化合物半導
体よりも大きなエネルギー・ギャップを有する他の１ヒ
合物半導体（混晶）により形成される。ここで４はこれ
ら各領域に対するパッシベーション膜を示すものである
。
ジスタの構造の一例を示す断面横遣図で、基板上のベー
スおよびコレクタの各領域２および３はそれぞれ同一の
化合物半導体（混晶）で形成され、またエミッタ領域１
はベースおよびコレクタの各領域を形成する化合物半導
体よりも大きなエネルギー・ギャップを有する他の１ヒ
合物半導体（混晶）により形成される。ここで４はこれ
ら各領域に対するパッシベーション膜を示すものである
。
−般に、バイポーラ・トランジスタの利得を高めるには
エミッタ注入効率を高めるヒヒ・要があるが、これには
エミッタ領域のキャリア濃度を高めることが有効である
。しかし、多くの化合物半導体はキャリアトラップ準位
を多量に含み、キャリア濃度を高めることが難しいので
、従来の化合物バイポーラ・トランジスタではエミッタ
・ベース間を第３図に示すようにペテロ接合で形成する
と共にエミッタ電極を形成する（ヒ合杓半導体のエネル
ギー・ギャップをベースおよびコレクタ領域を形成する
１ヒ合物半導体エネルギー・ギャップより大きくするこ
とによってエミッタ・ベース接合に生じる電子電流と正
孔電流のどちらか一方が他方より圧倒的に大きくなる効
果を利用するように工夫されている。
エミッタ注入効率を高めるヒヒ・要があるが、これには
エミッタ領域のキャリア濃度を高めることが有効である
。しかし、多くの化合物半導体はキャリアトラップ準位
を多量に含み、キャリア濃度を高めることが難しいので
、従来の化合物バイポーラ・トランジスタではエミッタ
・ベース間を第３図に示すようにペテロ接合で形成する
と共にエミッタ電極を形成する（ヒ合杓半導体のエネル
ギー・ギャップをベースおよびコレクタ領域を形成する
１ヒ合物半導体エネルギー・ギャップより大きくするこ
とによってエミッタ・ベース接合に生じる電子電流と正
孔電流のどちらか一方が他方より圧倒的に大きくなる効
果を利用するように工夫されている。
しかしながら、最近の化合物バイポーラ・トランジスタ
にはより高い利得を備えることが要求されるようになり
、エミッタ注入効率がエミッタ・ベース接合のエミッタ
側空間電荷領域における電位障壁に支配される従来技術
の単なる延長では充分対応し得ない状況下にある。すな
わち、化合物バイポーラ・トランジスタに対してはヘテ
ロ接合と共により効果的なエミッタ注入効率の改善手段
の開発が望まれている。
にはより高い利得を備えることが要求されるようになり
、エミッタ注入効率がエミッタ・ベース接合のエミッタ
側空間電荷領域における電位障壁に支配される従来技術
の単なる延長では充分対応し得ない状況下にある。すな
わち、化合物バイポーラ・トランジスタに対してはヘテ
ロ接合と共により効果的なエミッタ注入効率の改善手段
の開発が望まれている。
本発明の目的は上記の状況に鑑み、ベース領域へのキャ
リア注入がエミッタ・ベース接合のエミッタ側空間電荷
領域における電位障壁に支配されることなきヘテロ接合
化合物バイポーラ・トランジスタを提供することである
。
リア注入がエミッタ・ベース接合のエミッタ側空間電荷
領域における電位障壁に支配されることなきヘテロ接合
化合物バイポーラ・トランジスタを提供することである
。
本発明によれば、ヘテロ接合化合物バイポーラ・トラン
ジスタは、エミッタ・ベース間がヘテロ接合からなるヘ
テロ接合化合物バイポーラ・トランジスタにおいて、前
記エミッタの領域がベース領域内において少数キャリア
として振舞うキャリアを発生する不純物添加層と膜厚が
前記キャリアに対しトンネル効果を生じる厚さ以下に設
定される不純物無添加層とからなる超格子構造によって
形成されることを含む。
ジスタは、エミッタ・ベース間がヘテロ接合からなるヘ
テロ接合化合物バイポーラ・トランジスタにおいて、前
記エミッタの領域がベース領域内において少数キャリア
として振舞うキャリアを発生する不純物添加層と膜厚が
前記キャリアに対しトンネル効果を生じる厚さ以下に設
定される不純物無添加層とからなる超格子構造によって
形成されることを含む。
このトランジスタ構造では、エミッタ・ベース接きに順
方向電圧が加わるとエミッタ側空間電荷領域における不
純物添加層と、無添加層との間の電位障壁は個々に小さ
く、また、一つの不ｌｌ１ｉ物添加層内の電子は無添加
層内をトンネル効果により移動し次の不純物添加層内へ
と恰も電位障壁の階段を一段づつ上がるように移動する
ので、エミッタ領域からベース領域への電子注入は従来
の如く電位障壁に支配されることなく効果的に行なわれ
る。
方向電圧が加わるとエミッタ側空間電荷領域における不
純物添加層と、無添加層との間の電位障壁は個々に小さ
く、また、一つの不ｌｌ１ｉ物添加層内の電子は無添加
層内をトンネル効果により移動し次の不純物添加層内へ
と恰も電位障壁の階段を一段づつ上がるように移動する
ので、エミッタ領域からベース領域への電子注入は従来
の如く電位障壁に支配されることなく効果的に行なわれ
る。
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図および第２図＜ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の
一実施例を示す断面構造図およびそのエネルギ・バンド
構造図である。
一実施例を示す断面構造図およびそのエネルギ・バンド
構造図である。
本実施例によれば、本発明のヘテロ接合化合物バイポー
ラ・トランジスタは、第１図に示すように高抵抗基板上
に低レベルのアクセプタ不純物を添加して形成されるＧ
、Ａ、のＰ形ベース領域２と、中レベルのドナー不純物
を添加するＧ、Ａ。
ラ・トランジスタは、第１図に示すように高抵抗基板上
に低レベルのアクセプタ不純物を添加して形成されるＧ
、Ａ、のＰ形ベース領域２と、中レベルのドナー不純物
を添加するＧ、Ａ。
のｎ形コレクタ領域３と、高レベルのドナー不純物を添
加するＧ、Ａ、のｎ形不純物添加層および不純物を含ま
ないＡｔ７Ａ、の不純物無添加層とからなる超格子構造
からなるエミッタ領域５とを含む、ここで、４．６およ
び７はパッシベーション膜、コンタクト層およびエミッ
タ電極をそれぞれ示す。
加するＧ、Ａ、のｎ形不純物添加層および不純物を含ま
ないＡｔ７Ａ、の不純物無添加層とからなる超格子構造
からなるエミッタ領域５とを含む、ここで、４．６およ
び７はパッシベーション膜、コンタクト層およびエミッ
タ電極をそれぞれ示す。
このトランジスタ構造Ｉ造によると、エミッタ領域５、
ベース領域２およびコレクタ領域３におけるエネルギ・
バンド構造はバイアスが印加されない状態ではそれぞれ
第２図（ａ）のＣＩ）、（ＩＩ）。
ベース領域２およびコレクタ領域３におけるエネルギ・
バンド構造はバイアスが印加されない状態ではそれぞれ
第２図（ａ）のＣＩ）、（ＩＩ）。
ＣＩ）に示すようになり、特にエミッタ領域５ではＡｅ
Ａ、の不純物無添加層が示す比較的高い電位障壁ａとｎ
形Ｇ、Ａ、の不純物添加層が示す低い電位障壁すとが交
互に縦続し、ベース領域のエネルギ・バンド構造（ＩＩ
）と接するようになる。
Ａ、の不純物無添加層が示す比較的高い電位障壁ａとｎ
形Ｇ、Ａ、の不純物添加層が示す低い電位障壁すとが交
互に縦続し、ベース領域のエネルギ・バンド構造（ＩＩ
）と接するようになる。
ここで、Ｓは空間電荷領域（空乏層）、ｃは超格子の電
子化準位、ｆはフェルミ準位である。このように、エミ
ッタ・ベース間にバイアスが印加されない状態では電子
ｅは全て不純物添加層のｎ形Ｇ、Ａ、層に在る。ついで
、このエミッタ・ベース間に順方向バイアスが印加され
るとフェルミ準位ｆが第２図（ｂ）に示すように変化し
エミッタ側の全電位障壁が下がる。−方ｎ形Ｇ、Ａ３層
内の電子ｅは実線ｄに示すように不純物無添加のＡ２Ｊ
Ａ、層内をトンネル効果により実技は隣接するｎ形Ｇ、
Ａ、層内へと順次移動を開始するようになる。この際、
ｎ形Ｇ、Ａ、とＡｅＡ、層との間の電位障壁は個々に小
さく、また、ＡｅＡ３層内ではトンネル効果を生じるの
で、空間電荷領域Ｓ内における電子ｅの移動は恰も階段
を一段づつ昇るように振舞い、Ｐ形ＧａＡｓ層のベース
領域２内にきわめて容易に到達し得るようになる。すな
わち、エミッタ注入効率は従来構造の如く空間電荷領域
Ｓの電位障壁に支配されることなく格段に改善される。
子化準位、ｆはフェルミ準位である。このように、エミ
ッタ・ベース間にバイアスが印加されない状態では電子
ｅは全て不純物添加層のｎ形Ｇ、Ａ、層に在る。ついで
、このエミッタ・ベース間に順方向バイアスが印加され
るとフェルミ準位ｆが第２図（ｂ）に示すように変化し
エミッタ側の全電位障壁が下がる。−方ｎ形Ｇ、Ａ３層
内の電子ｅは実線ｄに示すように不純物無添加のＡ２Ｊ
Ａ、層内をトンネル効果により実技は隣接するｎ形Ｇ、
Ａ、層内へと順次移動を開始するようになる。この際、
ｎ形Ｇ、Ａ、とＡｅＡ、層との間の電位障壁は個々に小
さく、また、ＡｅＡ３層内ではトンネル効果を生じるの
で、空間電荷領域Ｓ内における電子ｅの移動は恰も階段
を一段づつ昇るように振舞い、Ｐ形ＧａＡｓ層のベース
領域２内にきわめて容易に到達し得るようになる。すな
わち、エミッタ注入効率は従来構造の如く空間電荷領域
Ｓの電位障壁に支配されることなく格段に改善される。
以上詳細に説明したように本発明によればヘテロ接合］
ヒ合物バイポーラ・トランジスタのエミッタ領域を超格
子構造とすることによりトンネル効果を利用してエミッ
タ側空間電荷領域の電位障壁に支配されることなくエミ
ッタ注入が行ない得るので、エミッタ注入効率を格段に
高めた高利得トランジスタの実現に顕著なる効果を奏し
得る。
ヒ合物バイポーラ・トランジスタのエミッタ領域を超格
子構造とすることによりトンネル効果を利用してエミッ
タ側空間電荷領域の電位障壁に支配されることなくエミ
ッタ注入が行ない得るので、エミッタ注入効率を格段に
高めた高利得トランジスタの実現に顕著なる効果を奏し
得る。
第１図および第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の
一実施例を示す断面構造図およびそのエネルギー・バン
ド構造図、第３図は従来のヘテロ接合化合物バイポーラ
・トランジスタの構造の一例を示す断面構造図である。 ２・・・Ｐ形Ｇ、Ａｌ１層のベース領域、３・・・ｎ形
ＧδｊＡ、層のコレクタ領域、４・・・パッシベーショ
ン膜、５・・・超格子構造のエミッタ領域、６・・・コ
ンタクト層、ＣＩ）、 ［１）、 （ＩＩ［）・・
・エミッタ、ベース、コレクタ各領域のエネルギ・バン
ド構造、ａ・・・不純物添加Ｇ、Ａ３層の電位障壁の高
さ、ｂ・・・不純物無添加ＡシＡ３層の電位障壁の高さ
、Ｃ・・・超格子の量子Ｃヒ準位、Ｓ・・・空間電荷領
域（空乏層）、ｅ・・・電子、ｆ・・・フェルミ準位、
ｄ・・・電子の移動状態。 代理人 弁理士 内 原 音 各３図 箭１図 ｆ ７Ｊ・し・ミ五ｆ二（ツー ｄ＞） 朽？図
一実施例を示す断面構造図およびそのエネルギー・バン
ド構造図、第３図は従来のヘテロ接合化合物バイポーラ
・トランジスタの構造の一例を示す断面構造図である。 ２・・・Ｐ形Ｇ、Ａｌ１層のベース領域、３・・・ｎ形
ＧδｊＡ、層のコレクタ領域、４・・・パッシベーショ
ン膜、５・・・超格子構造のエミッタ領域、６・・・コ
ンタクト層、ＣＩ）、 ［１）、 （ＩＩ［）・・
・エミッタ、ベース、コレクタ各領域のエネルギ・バン
ド構造、ａ・・・不純物添加Ｇ、Ａ３層の電位障壁の高
さ、ｂ・・・不純物無添加ＡシＡ３層の電位障壁の高さ
、Ｃ・・・超格子の量子Ｃヒ準位、Ｓ・・・空間電荷領
域（空乏層）、ｅ・・・電子、ｆ・・・フェルミ準位、
ｄ・・・電子の移動状態。 代理人 弁理士 内 原 音 各３図 箭１図 ｆ ７Ｊ・し・ミ五ｆ二（ツー ｄ＞） 朽？図
Claims (1)
- エミッタ・ベース間がヘテロ接合からなるヘテロ接合化
合物バイポーラ・トランジスタにおいて、前記エミッタ
の領域がベース領域内において少数キャリアとして振舞
うキャリアを発生する不純物添加層と膜厚が前記キャリ
アに対しトンネル効果を生じる厚さ以下に設定される不
純物無添加層とからなる超格子構造によって形成される
ことを特徴とするヘテロ接合化合物バイポーラ・トラン
ジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150791A JPS636878A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | ヘテロ接合化合物バイポ−ラ・トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61150791A JPS636878A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | ヘテロ接合化合物バイポ−ラ・トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636878A true JPS636878A (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=15504511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61150791A Pending JPS636878A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | ヘテロ接合化合物バイポ−ラ・トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS636878A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206524A (en) * | 1988-09-28 | 1993-04-27 | At&T Bell Laboratories | Heterostructure bipolar transistor |
| US5525811A (en) * | 1990-06-12 | 1996-06-11 | Nec Corporation | Organic quantum semiconductor and quantum semiconductor device |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61150791A patent/JPS636878A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206524A (en) * | 1988-09-28 | 1993-04-27 | At&T Bell Laboratories | Heterostructure bipolar transistor |
| US5525811A (en) * | 1990-06-12 | 1996-06-11 | Nec Corporation | Organic quantum semiconductor and quantum semiconductor device |
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