DE3888085T2

DE3888085T2 - Bipolartransistor mit Heteroübergang.

Info

Publication number: DE3888085T2
Application number: DE3888085T
Authority: DE
Inventors: David J Frank; Ronald F Marks
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2008-08-19
Also published as: US4821082A; EP0313749B1; DE3888085D1; EP0313749A2; JPH01136368A; EP0313749A3; JP2501625B2

Description

Diese Erfindung richtet sich an Bipolartransistoren mit Hetero- Übergang und insbesondere an die Materialauswahl und deren Einfluß auf die Energiebänder bei den Heteroübergängen.
Bipolartransistoren mit Heteroübergang (HBT, heterojunction bipolar transistor) werden unter Verwendung unterschiedlicher Halbleitermaterialien für den Emitter bzw. Kollektor und die Basis hergestellt. Der Übergang zwischen Schichten aus unterschiedlichen Materialien ist als Heteroübergang bekannt, der andere Übergang zwischen gleichen Halbleitermaterialien ist ein Homoübergang. Bei einem Bipolartransistor mit einem einzigen Heteroübergang zwischen Emitter und Basis werden leicht Elektronen vom Emitter zur Basis injiziert, während die Injektion von Defektelektronen von der Basis zum Emitter durch den Versatz im Valenzband zwischen den Emitter- und Basis-Schichten begrenzt ist, was zu einer höheren Stromverstärkung als in herkömmlichen Bausteinen mit Homoaufbau führt. Fig. 1 ist ein Energiebandschema, das den Bandabstand, das Leitungsband und das Valenzband eines Bipolartransistors mit einem einzelnen Heteroübergang bei Sättigung zeigt. Da die Energiebarriere zwischen Emitter und Basis die Möglichkeit der Rekombination durch die Rückinjektion von Defektelektronen in den Emitterbereich stark verringert, während der Übergang zwischen Basis und Kollektor nicht begrenzt ist, gelangt überschüssige Ladung durch die Defektelektronen zum Kollektor, was die Verstärkung des Transistors negativ beeinflußt. Ein Beispiel für einen Bipolartransistor mit einem einzigen Heteroübergang findet sich in der US-Patentschrift 4 593 305.
EP-A-0 168 325 offenbart ein Verfahren, das dazu ausgelegt ist, die Energiebandlücke des Emitters in Bipolartransistoren mit Homoübergang zu vergrößern, um die Rückinjektion von Ladungsträgern zu unterdrücken. Die Energiebandlücke des Emitters wird gegenüber der Energiebandlücke der Basis durch Ionenimplantation vergrößert.
Kürzlich haben Bipolartransistoren mit doppeltem Heteroübergang (DHBT, double heterojunction bipolar transistor) beachtliche Aufmerksamkeit erlangt. Um das Problem der überschüssigen Ladung durch Defektelektronen bei Bipolartransistoren mit einem einzigen Heteroübergang zu lösen, wurden Transistoren hergestellt, bei denen sowohl Emitter als auch Kollektor aus anderen Materialien als die Basis besteht, wodurch sich sowohl an der Grenzfläche Emitter/Basis als auch an der Grenzfläche Kollektor/Basis ein Heteroübergang ergibt. Das Energiebandschema eines DHBT bei Sättigung in Fig. 2 zeigt das Vorliegen einer Bandlücke im Valenzband, die bei beiden Heteroübergängen scharfe Energiebarrieren aufweist. Der DHBT erzielt eine gute Begrenzung der Defektelektronen im Basisbereich. Das Vorliegen des zusätzlichen Heteroübergangs am Übergang Basis/Kollektor führt jedoch auch zu einer scharfen Energiebarriere bei diesem Heteroübergang im Leitungsband, die den Fluß der Elektronen und somit den Stromtransport im Baustein behindert. Ein Beispiel für die Forschung über Bipolartransistoren mit doppeltem Heteroübergang findet sich in "InP/InGaAsP/InP-Bipolartransistor vom pnp-Typ" in Electron Letters, Bd. 21, Nr. 21, 10. Oktober 1985, von Su et al. Obwohl Su et al. zeigen, daß ein gewisses Ausmaß an Abstufung bei einem der Heteroübergänge erzielt werden kann, gibt es nach wie vor eine Energiebarriere für den Fluß der Elektronen, die die Verwirklichung der maximalen Verstärkung und der minimalen Emitter-Kollektor-Sättigungsspannung verhindert.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Bipolartransistor mit Heteroübergang ausgerichtet, bei dem in einem Energieband die gesamte Energiebandlücke auftritt, während das andere Energieband im wesentlich ausgerichtet bleibt. Die Bereiche von Kollektor, Basis und Emitter werden so hergestellt, daß zumindest einer der Übergänge zwischen den Bereichen zwischen unterschiedlichen Halbleitermaterialien stattfindet, was zu einem Transistor mit mindestens einem Heteroübergang führt. Die Halbleitermaterialien für jeden der Bereiche Kollektor, Basis und Emitter werden so gewählt, daß das Energieniveau des Leitungsbands oder des Valenzbands am Heteroübergang ausgerichtet ist und die Bandlücke der Basis nicht größer ist als diejenige des Emitters oder des Kollektors. Bei einem npn-Transistor mit einem einzigen Heteroübergang entsteht der Heteroübergang zwischen Emitter und Basis, wobei das Leitungsband ausgerichtet ist und wobei die Bandlücke nur im Valenzband auftritt. In einem npn-Transistor mit doppeltem Heteroübergang bilden die Schichten von Kollektor bzw. Basis einen ersten Heteroübergang und die Schichten von Emitter bzw. Basis bilden einen zweiten Heteroübergang. Die Halbleitermaterialien für Kollektor, Basis und Emitter werden so gewählt, daß der gesamte Energiebandversatz im Valenzband auftritt und das Leitungsband am ersten und zweiten Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist.
Der erfindungsgemäße Bipolartransistor mit Heteroübergang und ausgerichtetem Leitungsband bietet zumindest folgende Vorteile:
1. Verminderte Rekombination aufgrund des Fehlens von Potentialmulden im Leitungsband, die wegen Bandversätzen oft bei gewöhnlichen Bipolartransistoren mit Heteroübergang vorkommen.
2. Verbesserte Eigenschaften der Emitter-Kollektor-Sättigungsspannung, erneut aufgrund des Fehlens von Bandversätzen.
Tatsächlich wäre die Sättigungsspannung vermutlich kleiner als bei Bipolartransistoren mit Homoübergang, da die Defektelektronen nicht aus der Basis zu kriechen beginnen.
3. Ausgezeichnetes Festhalten der Defektelektronen in der Basis, da beide Heteroübergange scharf statt abgestuft sind und da der Versatz im Valenzband größer sein kann als derjenige, die normalerweise bei GaAs/AlGaAs-Aufbauten vorliegt. Dies führt zu größerer Emittereffizienz, größerer Betaverstärkung, kleineren Bausteinkapazitäten und größerer Geschwindigkeit.
4. Der symmetrische Aufbau des doppelten Heteroaufbaus erlaubt den Austausch von Emitter und Kollektor und führt dazu, daß die Defektelektronen auf beiden Seiten in der Basis festgehalten werden.
5. Größere Geschwindigkeit von im Sättigungsbereich arbeitenden Schaltungen.
Bei geeigneten Materialpaaren ist zusätzlich ein Betrieb bei niedrigeren Leistungen möglich.
Die Erfinder haben aus Berechnungen, die auf der Höhe der Schottky-Energiebarrieren und auf Daten von Bandlücken basieren, ermittelt, daß für Emitter/Kollektor und Basis Materialpaare gewählt werden können, bei denen der Versatz im Leitungsband zwischen den beiden Materialien nahe Null ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hier beschriebenen Beispiele beschränkt, da die Auswahl der Materialpaare auf praktischen Erwägungen wie den bekannten Zuchtverfahren für Transistoren beruhte. Wenn bei den Zuchtverfahren für Transistoren Fortschritte erzielt werden, können andere Materialpaare realisiert werden, die von der vorliegenden Erfindung abgedeckt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel eines npn-HBT mit Verbindungen der Gruppen III-V, werden für die Basis Galliumverbindungen verwendet, und für Emitter und Kollektor werden Aluminium- und/oder Indiumverbindungen verwendet. Außer Gallium, Indium und Aluminium enthalten die halbleitenden Verbindungen der Gruppen III-V zumindest eine aus Phosphor, Arsen oder Antimon. Bei einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel passen die Kristallgitter der Materialien für Basis und Emitter/Kollektor zusammen, um das Wachstum der Halbleitermaterialien zu erleichtern. Außerdem kann die Materialwahl in Abhängigkeit von Spezialanwendungen und dem benötigten Transistor erfolgen. Beispielsweise können die Materialien so gewählt werden, daß der Versatz im Valenzband 400 meV oder mehr beträgt und das Leitungsband im wesentlichen ausgerichtet ist.
Der Bipolartransistor mit Heteroübergang, bei dem - wie oben ausgeführt - das Leitungsband ausgerichtet ist und die gesamte Energiebandlücke im Valenzband auftritt, wird anhand eines npn- Transistors beschrieben. Es ist klar, daß die Erfindung auch in umgekehrter Weise für pnp-Transistoren mit Heteroübergang ausgeführt werden kann, bei dem das Valenzband ausgerichtet wäre und die gesamte Energiebandlücke im Leitungsband vorliegen würde. Ein erfindungsgemäßer pnp-Transistor besäße ein verbessertes Festhalten der Elektronen in der Basis und einen verbesserten Transport von Defektelektronen. Dies führte zu einem Transistor mit einer ähnlich verbesserten Verstärkung wie diejenige des npn-Transistors mit ausgerichtetem Leitungsband. Außerdem würden die oben für den npn-Transistor beschriebenen Vorteile auch für den pnp-Transistor gelten, außer daß sie in umgekehrter Weise wie die oben beschriebene ausgeführt werden würden.
Die Erfindung wird unten ausführlich unter Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, wobei:
Fig. 1 und 2 Energiebandschemata von Bipolartransistoren mit einem einzigen bzw. doppelten Heteroübergang nach dem Stand der Technik sind.
Fig. 3 ein Energiebandschema des erfindungsgemäßen Bipolartransistors mit Heteroübergang ohne Ladung oder Dotierung ist.
Fig. 4 ein Energiebandschema des erfindungsgemäßen DHBT während des Betriebs mit positiver Vorspannung des Kollektors ist.
Fig. 5 ein Energiebandschema des erfindungsgemäßen DHBT bei Sättigung ist.
Fig. 6 ein Schaubild der Anordnung der Energiebänder bei Materialien der Gruppen III-V ist, das Materialien zeigt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Fig. 7 ein Schaubild ähnlich wie Fig. 6 für pnp- Transistor-Materialien ist.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung werden Bipolartransistoren durch die Verwendung von Halbleitermaterial-Paaren der Gruppen III-V hergestellt, die bei der Herstellung eines Bipolartransistors mit Heteroübergang einzigartige Bandanordnungen bieten, bei denen eines der Energiebänder am Heteroübergang ausgerichtet ist, während die gesamte Energiebandlücke im anderen Energieband vorliegt. Fig. 3 zeigt die Anordnung der Energiebänder eines npn-Bipolartransistors mit doppeltem Heteroübergang ohne Ladung. Im DHBT bilden gleiche Halbleitermaterialien Emitter und Kollektor, während die Basis aus anderen Halbleitermaterialien hergestellt wird. Die Übergänge zwischen Emitter und Basis bzw. Basis und Kollektor sind Übergänge zwischen ungleichartigen Materialien und daher Heteroübergänge. Wie Fig. 3 zeigt, stimmt die Lage des Leitungsbands im wesentlichen mit den Heteroübergängen 12 und 14 überein, während die gesamte Energiebandlücke im Valenzband liegt. Obwohl es nicht abgebildet ist, besitzt ein Bipolartransistor mit einem einzigen Heteroübergang nur eine Grenzfläche zwischen zwei Bereichen aus unterschiedlichen Materialien, vorzugsweise zwischen Emitter und Basis. Ein npn-Bipolartransistor mit einem einzigen Heteroübergang hätte ebenfalls ein ausgerichtetes Leitungsband und die Energiebandlücke im Valenzband. Der Hauptunterschied gegenüber einem DHBT läge im Valenzband, wo es nur beim Übergang Emitter/Basis des Bipolartransistors mit einem einzigen Heteroübergang (SHBT, single heterojunction bipolar transistor) einen Versatz geben würde.
In Fig. 3 ist das Leitungsband am Heteroübergang 12 zwischen Emitter und Basis und am Heteroübergang 14 zwischen Kollektor und Basis im wesentlichen ausgerichtet. Der erfindungsgemäße DHBT mit einem ausgerichteten Leitungsband beseitigt die Probleme des Elektronenflusses bei DHBTs nach dem Stand der Technik. Der Bipolartransistor mit Heteroübergang und ausgerichtetem Leitungsband besitzt eine verbesserte Elektroneninjektion und -sammlung, was zu verbessertem Stromtransport im Baustein führt. Außerdem liegt die gesamte Bandlückendifferenz im DHBT mit ausgerichtetem Leitungsband in den Versätzen 16 und 18 im Valenzband vor. Die Defektelektronen werden daher in der Basis gut festgehalten, was zu größerer Emittereffizienz, größerer Betaverstärkung, kleineren Bausteinkapazitäten und größeren Geschwindigkeiten führt.
In einer als Beispiel dienenden Ausführung des DHBT von Fig. 3 wird die Kollektor-Schicht von einem n+-dotierten Bereich 2 und einem n-dotierten Bereich 4 gebildet, die auf Bereich 2 liegen.
Die Basis wird von einem Bereich 6 aus einer einzelnen p&spplus;dotierten Schicht gebildet, die auf Bereich 4 liegt. Der Emitter wird aus einem n-dotierten Bereich 8 auf Bereich 6 und einem n&spplus;dotierten Bereich 10 auf Bereich 8 gebildet. Die gestrichelten Linien 20 zeigen die Quasi-Fermi-Niveaus entsprechend der Dotierung in jedem Bereich des Bausteins. In der beispielhaften Ausführung der Erfindung können folgende ungefähre Dotierungskonzentrationen gegeben sein: 5·10¹&sup8; cm&supmin;³ in Bereich 2 und 10, 10¹&sup7; cm&supmin;³ in Bereich 4 und 8 sowie 10¹&sup9; cm&supmin;³ in Bereich 6. Die Schichtbreite jedes Bereichs kann ungefähr 100 nm betragen. Die Dotierungskonzentrationen und Schichtgröße dienen lediglich als Beispiel, so daß die Erfindung keineswegs auf diese Parameter beschränkt ist.
Fig. 4 zeigt die Anordnungen der Energiebänder des erfindungsgemäßen DHBT mit ausgerichtetem Leitungsband bei positiver Vorspannung des Kollektors. Obwohl es im Transistor bei positiver Vorspannung des Kollektors eine kleine Energiebandlücke im Leitungsband gibt, werden die Heteroübergänge 12 und 14 noch als ausgerichtet betrachtet, da es bei den Heteroübergängen 16 und 18 im Valenzband keinen scharfen Energieunterschied sondern einen allmählichen Übergang gibt. Der Fluß der Elektronen vom Emitter zum Kollektor wäre aufgrund des Fehlens jeglicher scharfer Energiebarrieren im Leitungsband im wesentlichen ungehindert. Fig. 5 zeigt die Anordnung der Energiebänder des erfindungsgemäßen DHBT mit ausgerichtetem Leitungsband, wobei sich der Transistor im Sättigungszustand befindet. Das Leitungsband ist im wesentlichen an den Heteroübergängen 12 und 14 ausgerichtet, was aufgrund des Fehlens von Versätzen im Leitungsband verbesserte Eigenschaften der Emitter-Kollektor-Sättigungsspannung bietet. Zudem besitzt die Basis keinerlei Potentialmulden, die Elektronen festhalten oder die Rekombination erhöhen können. Die einzigen Energiebarrieren für den Fluß der Elektronen vom Emitter zum Kollektor ergeben sich aufgrund von Raumladungseffekten, die als leichte Wölbung im Leitungsband in den Bereichen 4 und 8 zu sehen sind. Die Raumladungseffekte sind auch in nicht ausgerichteten HBTs vorhanden, allerdings werden sie von stärkeren Effekten durch Versätze in beiden Energiebändern überlagert.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der erfindungsgemäße DHBT mit ausgerichtetem Energieband unter Verwendung von Verbindungen der Gruppen III-V hergestellt. Fig. 6 ist ein Schaubild, das aus vorhandenen Daten über die Bandlücken von Verbindungen der Gruppen III-V und aus elektrischen Messungen der Heteroübergangs-Bandversätze von Verbindungen der Gruppen III-V gewonnen wurde. Das Schaubild liefert die Kriterien für die Auswahl der Materialpaare, die die vorliegende Erfindung verkörpern. Das Schaubild in Fig. 6 stellt die auf Au bezogene Energie in Elektronenvolt als Funktion der Gitterkonstanten in Angström dar. Die Gitterkonstante ist die Basiseinheit eines Einkristalls aus spannungsfreiem Halbleitermaterial. Die auf Au bezogene Energie basiert auf der Höhe der Schottky-Energiebarriere der Verbindungen aus den Gruppen III-V und repräsentiert das aktuelle Wissen über die Bandversätze dieser Materialien. Der obere Teil des Schaubilds stellt die Leitungsbänder dar, während der untere Teil des Schaubilds die Valenzbänder wiedergibt. Die Leitungsbänder sind gestrichelt, die Valenzbänder dagegen ausgezogen dargestellt.
Aus der Gruppe III werden vorzugsweise die Legierungen aus Al, Ga und In ausgewählt, während die Legierungen der Gruppe V aus der Gruppe P, As und Sb ausgewählt werden. Dem Schaubild in Fig. 6 liegt die Wahl von Galliumverbindungen für die Basis und Aluminium- und/oder Indiumverbindungen für Emitter und Kollektor zugrunde. Daher werden die Materialien für die Basis aus der Gruppe Ga(P, As, Sb) und die Materialien für Emitter und Kollektor aus der Gruppe (Al, In) (P, As, Sb). Die Ga-Verbindungen sind in den Valenz- und Leitungsbändern von links unten nach rechts oben schraffiert dargestellt, während die Al- und In-Verbindungen in den Valenz- und Leitungsbändern von links oben nach rechts unten schraffiert dargestellt sind. Die in beide Richtungen schraffierte Fläche bezeichnet mögliche Materialkombinationen, bei denen die Verbindungen von Basis und Emitter/Kollektor energetisch gleiche Leitungsbänder aufweisen. Daher gibt es für jeden Punkt in dem in beiden Richtungen schraffierten Bereich mindestens ein geeignetes Verbindungspaar, aus dem ein Transistor hergestellt werden kann, der ein im wesentlichen ausgerichtetes Leitungsband aufweist.
Die in beide Richtungen schraffierte Fläche in Fig. 6 richtet sich an ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Materialauswahl Verbindungen umfaßt, deren Valenzbänder sich um ungefähr 400 meV oder mehr unterscheiden. Es ist klar, daß auch andere Materialpaare mit kleineren Unterschieden von Nutzen sein könnten und die vorliegende Erfindung nicht auf Materialien mit einem speziellen Versatz im Valenzband beschränkt ist.
An den Punkten 22, 24, 26 und 28 in Fig. 6 finden sich vier Beispiele für Materialpaare, die das bevorzugte Ausführungsbeispiel verkörpern und in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt sind: Tabelle Punkt im Schaubild Materialien für Emitter/Kollektor für Basis
Der erste Tabelleneintrag wird als ausführliches Beispiel herangezogen, wobei die Energiebandlücke von InP bei Zimmertemperatur 1,35 eV beträgt, während die Energiebandlücke von GaAsSb 0,77 eV ist. Somit beträgt der Versatz im Valenzband 0,58 eV. Fig. 6 ist zu entnehmen, daß dieser Versatz dicht beim größten möglichen Versatz im Valenzband liegt und andeutet, daß die Defektelektronen äußerst gut festgehalten werden würden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von InP für Emitter und Kollektor sind die größeren erreichbaren Elektronenbeweglichkeiten gegenüber AlGaAs, was die Transistoreigenschaften verbessert. Da die Energiebandlücke der Basis nur 0,77 eV beträgt, hätte der erfindungsgemäße DHBT eine kleinere Emitter-Basis-Durchschaltspannung und somit eine geringere Leistungsaufnahme.
Die Verbindungen aus den Gruppen III-V in obiger Tabelle führen alle zu einem DHBT mit ausgerichtetem Leitungsband. Zudem ist es vorzuziehen, daß die Kristallgitter der Materialpaare von Basis und Emitter/Kollektor zusammenpassen, um die Herstellung des Transistors zu erleichtern. Der DHBT mit ausgerichtetem Leitungsband kann jedoch aus gespannten Materialschichten hergestellt werden.
Halbleiter aus drei und vier Verbindungen könnten entweder ungeordnete Legierungen oder sehr dicht zusammenliegende Überstrukturen mit einer minimalen Periode einer Monolage sein. Der Ansatz über die Überstruktur könnte in einem Molekularstrahlepitaxie-System (MBE-System, molecular beam epitaxy system) leichter hergestellt werden. Es kann jedoch jedes der bekannten Verfahren zur Transistorherstellung wie die chemische Gasphasenabscheidung von metallorganischen Verbindungen (MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) oder MBE verwendet werden, um die Schichten mit den nötigen Dotierungen herzustellen.
Zu den praktischen Erwägungen für die Materialauswahl zählt, daß das Kristallgitter der Transistorschichten mit dem des Substrats zusammenpaßt. Ein mit einem GaAs-Substrat hinsichtlich des Kristallgitters zusammenpassendes Materialpaar ist In.48Ga.52P für Emitter und Kollektor bzw. Ga.87Al.13As für die Basis, was einen Energiebandversatz von ungefähr 0,27 eV und ein im wesentlichen ausgerichtetes Leitungsband ergibt. Dieses Materialpaar ist in Fig. 6 als Punkt 30 dargestellt und ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Energiebandversatz kleiner als 400 meV ist. Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung nicht auf hinsichtlich des Kristallgitters zusammenpassende Materialpaare oder das Zusammenpassen hinsichtlich des Kristallgitters mit dem Substrat beschränkt, da es zu erwarten ist, daß Materialien mit im wesentlichen ausgerichteten Leitungsbändern und gespannten Schichten gefunden werden, was nicht vom Wesen der Erfindung abweichen würde.
Der Hauptteil der obigen Beschreibung der Erfindung richtet sich an einen npn-Transistor. Wie bereits erwähnt, ist jedoch auch ein analoger pnp-HBT vorstellbar. Der pnp-Baustein besitzt ein im wesentlichen ausgerichtetes Valenzband, wobei sich die gesamte Energiebandlücke im Leitungsband befindet. Fig. 7 ist ein Schaubild ähnlich wie Fig. 6, enthält jedoch die für einen pnp- Transistor ausgewählten Materialien. Der Leitungsbandbereich des Schaubilds wurde so in zwei Bereiche unterteilt, daß zwischen ihnen ein Versatz von mindestens 400 meV besteht. Der obere Bereich stellt Materialien für Emitter/Kollektor dar, der untere Bereich stellt Materialien für die Basis dar. Es sind auch andere Positionen für die 400-meV-Lücke möglich. Für den gegebenen Leitungsbandbereich wurden die Materialien ermittelt, bei denen sich ein ausgerichtetes Valenzband ergibt. Die in beide Richtungen schraffierte Fläche stellt die Materialpaare dar, die bei dem gewählten Leitungsbandversatz ein ausgerichtetes Valenzband ergeben würden. Punkt 32 in Fig. 7 zeigt ein Beispiel für einen pnp-DHBT mit ausgerichtetem Valenzband, das InP für die Basis und AlAsSb für den Emitter und Kollektor verwendet. Der Leitungsbandversatz betrüge ungefähr 0,6 eV.

Claims

1. Bipolartransistor mit Heteroübergang, der folgendes umfaßt:

einen Kollektorbereich (2, 4) aus einem ersten Leitungstyp;

einen Basisbereich (6) aus einem zweiten Leitungstyp, der einen ersten Übergang zum Kollektorbereich bildet;

eine Emitter-Schicht (10, 8) aus dem ersten Leitungstyp, die einen zweiten Übergang zum Basisbereich bildet;

mindestens einen Übergang des ersten und zweiten Übergangs zwischen unterschiedlichen Halbleitermaterialien, wobei mindestens ein Heteroübergang entsteht, wobei die Halbleitermaterialien der Kollektor-, Basis- und Emitter-Schicht jeweils sowohl ein Leitungsband- als auch ein Valenzband- Energieniveau besitzen, wobei das Energieniveau eines dieser Bänder an dem mindestens einen Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist und der gesamte Energiebandversatz im anderen Band vorliegt.

2. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 1, wobei die Kollektor-Schicht und die Emitter-Schicht vom n-Typ sind und die Basis-Schicht vom p-Typ ist und wobei der Energiebandversatz im Valenzband vorliegt und wobei das Leitungsband an dem mindestens einen Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist.

3. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 1, wobei die Kollektor-Schicht und die Emitter-Schicht vom p-Typ sind und die Basis-Schicht vom n-Typ ist und wobei der Energiebandversatz im Leitungsband vorliegt und wobei das Valenzband an dem mindestens einen Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist.

4. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der erste und der zweite Übergang zwischen unterschiedlichen Halbleitermaterialien auftreten und dadurch einen ersten und einen zweiten Heteroübergang bilden, wobei das ausgerichtete Energieband sowohl am ersten als auch am zweiten Heteroübergang ausgerichtet ist.

5. Bipolartransistor mit Heteroübergang, der folgendes umfaßt:

eine Kollektor-Schicht aus einem ersten Leitungstyp;

eine Basis-Schicht aus einem zweiten Leitungstyp, die einen ersten Heteroübergang zur Kollektor-Schicht bildet;

eine Emitter-Schicht aus dem ersten Leitungstyp, die einen zweiten Heteroübergang zum Basisbereich bildet;

wobei die Halbleitermaterialien der Kollektor-, Basis- und Emitter-Schicht jeweils sowohl ein Leitungsband- als auch ein Valenzband-Energieniveau besitzen, wobei das Energieniveau eines dieser Bänder am ersten und am zweiten Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist und im anderen Band ein Energiebandversatz vorliegt.

6. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 5, wobei die Kollektor-Schicht und die Emitter-Schicht vom n-Typ sind und die Basis-Schicht vom p-Typ ist und wobei ein Energiebandversatz im Valenzband vorliegt und wobei das Leitungsband am ersten und am zweiten Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist.

7. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 6, wobei das Halbleitermaterial, das die Emitter- und die Kollektor- Schicht bildet, eine Verbindung ist, die mindestens ein ausgewähltes Element aus der Gruppe bestehend aus Al und In enthält.

8. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 6, wobei das Halbleitermaterial, das die Basis-Schicht bildet, eine Ga enthaltende Verbindung ist.

9. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 7, wobei das Halbleitermaterial, das die Emitter- und die Kollektor- Schicht bildet, eine Verbindung ist, die mindestens ein ausgewähltes Element aus der Gruppe bestehend aus P, As und Sb enthält.

10. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 8, wobei das Halbleitermaterial, das die Basis-Schicht bildet, eine Verbindung ist, die mindestens ein ausgewähltes Element aus der Gruppe bestehend aus P, As und Sb enthält.

11. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 6, wobei der Energieversatz im Valenzband ungefähr 400 meV oder mehr beträgt.

12. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 11, wobei der Emitter und der Kollektor InP enthalten und die Basis GaAs.S3Sb.47 enthält.

13. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 11, wobei der Emitter und der Kollektor In.69Al.31As enthalten und die Basis GaAs.38Sb.62 enthält.

14. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 11, wobei der Emitter und der Kollektor In.55Al.45As.35Sb.45 enthalten und die Basis GaSb enthält.

15. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 11, wobei der Emitter und der Kollektor In.33Al.67P enthalten und die Basis GaAs.69P.31 enthält.

16. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 11, wobei die Kollektor-Schicht eine Schicht aus mehreren Bereichen ist, die einen ersten n+-dotierten Bereich und einen zweiten n-dotierten Bereich enthält, und die Basis- Schicht ein einziger p+-dotierter Bereich ist.

17. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Verbindungen für den Emitter, den Kollektor und die Basis hinsichtlich des Kristallgitters zusammenpassen.

18. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei die Verbindungen für den Emitter, den Kollektor und die Basis ungeordnete Legierungen sind.

19. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der Emitter und der Kollektor durch eine Überstruktur aus zwei Halbleitern aus binären Verbindungen gebildet werden.

20. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei das Substrat GaAs ist und der Emitter und der Kollektor aus InGaP sind und die Basis aus GaAlAs ist.

21. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 20, wobei der Emitter und der Kollektor aus In.48Ga.52P und die Basis aus Ga.87Al.13As besteht.

22. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 21, wobei der Emitter, die Basis und der Kollektor hinsichtlich des Kristallgitters mit einem GaAs-Substrat zusammenpassen.

23. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 5, wobei die Kollektor-Schicht und die Emitter-Schicht vom p-Typ sind und die Basis-Schicht vom n-Typ ist und wobei der Energiebandversatz im Leitungsband vorliegt und wobei das Valenzband am ersten und am zweiten Heteroübergang im wesentlichen ausgerichtet ist.

24. Bipolartransistor mit Heteroübergang gemäß Anspruch 23, wobei der Energieversatz im Leitungsband ungefähr 400 meV oder mehr beträgt.

25. Bipolartransistor gemäß Anspruch 24, wobei die Basis aus InP und der Emitter und der Kollektor aus AlAsSb bestehen.