JP3853341B2 - バイポーラトランジスタ - Google Patents
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Description
第1伝導型半導体からなるコレクタ層と、
このコレクタ層上に設けられた第1伝導型半導体からなるエミッタ層と、
このエミッタ層上に設けられた、第2伝導型キャリアを上記エミッタ層内へ注入するためのゲート層と、
上記コレクタ層とエミッタ層との間に形成され、上記ゲート層から上記エミッタ層内に注入されて上記エミッタ層内を拡散して到達した第2伝導型キャリアを一時的に保持する第2伝導型キャリア保持層と、
を備えたことを特徴とするバイポーラトランジスタ。
上記コレクタ層は上記サブコレクタ層上の一部領域に形成され、上記サブコレクタ層の上面のうち上記コレクタ層の側方に相当する領域にコレクタ電極が設けられ、
上記ゲート層は上記エミッタ層上の一部領域に形成され、上記エミッタ層の上面のうち上記ゲート層の側方に相当する領域にエミッタ電極が設けられ、
上記ゲート層上にゲート電極が設けられていることを特徴とする。
上記ゲート層をなす結晶材料はAlGaNであり、
上記エミッタ層をなす結晶材料はGaNであり、
上記ベース層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記コレクタ層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記第1伝導型はn型であり、また、上記第2伝導型はp型であることを特徴とする。
上記ゲート層をなす結晶材料はAlGaNであり、
上記エミッタ層をなす結晶材料はGaNであり、
上記コレクタ層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記第1伝導型はn型であり、また、上記第2伝導型はp型であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。
Dpはエミッタ層内のホール拡散係数(=0.3cm2/s)であり、測定を基に計算される。
図7は、この発明が適用された第1実施形態のデバイスの断面構造を示している。
図10は、この発明が適用された第2実施形態のデバイスの断面構造を示している。
図12は、この発明が適用された第3実施形態のデバイスの断面構造を示している。
τ2=(Cge+Cce)kT/(qIc)+xb 2/(2Dn)+xt/(2vsn)
…(4)
本発明のバイポーラトランジスタを電子機器に備えることにより、消費電力の低い電子機器を提供できる。本発明のバイポーラトランジスタは、高周波領域でも高い電流利得を示すことができるので、特に、携帯電話の基地局、無線LANの基地局等に好適である。
105、705 ベース層
106、206、306、706、1006、1206 エミッタ層
107、207、307、707、1007、1207 ゲート層
Claims (14)
- 第1伝導型半導体からなるコレクタ層と、
このコレクタ層上に設けられた第1伝導型半導体からなるエミッタ層と、
このエミッタ層上に設けられた、第2伝導型キャリアを上記エミッタ層内へ注入するためのゲート層と、
上記コレクタ層とエミッタ層との間に形成され、上記ゲート層から上記エミッタ層内に注入されて上記エミッタ層内を拡散して到達した第2伝導型キャリアを一時的に保持する第2伝導型キャリア保持層と、
を備えたことを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記コレクタ層は所定の基板上に形成されていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項2に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記コレクタ層と基板との間に、上記基板に沿って形成された第1伝導型半導体からなり、上記コレクタ層よりも第1伝導型不純物が高濃度にドーピングされているサブコレクタ層を備えたことを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項3に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記コレクタ層は上記サブコレクタ層上の一部領域に形成され、上記サブコレクタ層の上面のうち上記コレクタ層の側方に相当する領域にコレクタ電極が設けられ、
上記ゲート層は上記エミッタ層上の一部領域に形成され、上記エミッタ層の上面のうち上記ゲート層の側方に相当する領域にエミッタ電極が設けられ、
上記ゲート層上にゲート電極が設けられていることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ層のエネルギバンドギャップが上記ゲート層のエネルギバンドギャップよりも狭いことを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記第2伝導型キャリア保持層は、第2伝導型半導体からなるベース層であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項6に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記ベース層のエネルギバンドギャップが上記エミッタ層のエネルギバンドギャップよりも狭いことを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記第2伝導型キャリア保持層は、上記コレクタ層とエミッタ層の界面に生じる自発分極層であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記各層をなす結晶材料は、III族元素と窒素との化合物半導体であり、
上記第1伝導型はn型であり、また、上記第2伝導型はp型であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項6に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記ゲート層をなす結晶材料はAlGaNであり、
上記エミッタ層をなす結晶材料はGaNであり、
上記ベース層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記コレクタ層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記第1伝導型はn型であり、また、上記第2伝導型はp型であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項8に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記ゲート層をなす結晶材料はAlGaNであり、
上記エミッタ層をなす結晶材料はGaNであり、
上記コレクタ層をなす結晶材料はInGaNであり、
上記第1伝導型はn型であり、また、上記第2伝導型はp型であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項6に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記エミッタ層をなす結晶材料はGaNであり、
上記エミッタ層の厚さが200nm以下であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項11に記載のバイポーラトランジスタにおいて、
上記各層の表面が(000−1)面であることを特徴とするバイポーラトランジスタ。 - 請求項1乃至13のいずれか1つに記載のバイポーラトランジスタを備えたことを特徴とする電子機器。
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