JP4019590B2

JP4019590B2 - Semiconductor device

Info

Publication number: JP4019590B2
Application number: JP2000014198A
Authority: JP
Inventors: 健目黒; 俊一皆川; 淳一五十嵐
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001203217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘテロバイポーラトランジスタ等の半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヘテロバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）のエミッタ層やベース層に着目して、各層の結晶性やその界面を改善することにより、電流増幅率βを向上させる試みが行われてきた。従って、ベース層よりも下にあるコレクタ層やサブコレクタ層について、これら各層の結晶性と電流増幅率βとの関係についてはあまりよく研究されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近になってサブコレクタ層のドーピング濃度が電流増幅率βにかなりの影響を与えることが分かってきた。ＨＢＴのような縦構造のデバイスでは配線を引き出すための電極の面積がかなり制限される。このため、十分に低いコンタクト抵抗を得るためには、サブコレクタ層をかなり高濃度にｎ型ドーピングする必要がある。
【０００４】
しかしながら、ドーピング濃度が３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えると、極端に電流増幅率βが低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、サブコレクタ層に３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えてドーパントをドーピングしても電流増幅率βが低下しない半導体装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の半導体装置は、ＧａＡｓ基板上に、金属電極とのオーミックコンタクトを形成するｎ型のＧａＡｓ結晶からなるサブコレクタ層と、ベース層から電子を引き抜くｎ型のＧａＡｓ結晶からなるコレクタ層と、電子の流れを制御するｐ型のＧａＡｓ結晶か、ＩｎＧａＡｓ結晶か、あるいはＡｌＧａＡｓ結晶からなるベース層と、ベース層に対してヘテロ接合を形成し、電子をベース層に注入し、ベース層からの正孔の注入を抑止するｎ型の伝導を示すＡｌＧａＡｓ結晶からなるエミッタ層と、金属電極とオーミックコンタクトを形成するｎ型のＩｎＧａＡｓ結晶からなるエミッタコンタクト層とが順次形成された半導体装置において、サブコレクタ層のドーピング濃度が３×１０ ^１８ｃｍ ^−３以上であり、かつ上記サブコレクタ層と上記コレクタ層との間に、厚さが少なくとも１ｎｍ以上のＡｌＡｓ層を設けたものである。
【０００７】
本発明の半導体装置は、ＧａＡｓ基板上に、金属電極とのオーミックコンタクトを形成するｎ型の伝導を示すＧａＡｓ結晶からなるサブコレクタ層と、ベース層から電子を引き抜くｎ型のＧａＡｓ結晶からなるコレクタ層と、電子の流れを制御するｐ型のＧａＡｓ結晶か、ＩｎＧａＡｓ結晶か、あるいはＡｌＧａＡｓ結晶からなるベース層と、ベース層に対してヘテロ接合を形成し、電子をベース層に注入し、ベース層からの正孔の注入を抑止するｎ型のＩｎＧａＰ結晶からなるエミッタ層と、金属電極とオーミックコンタクトを形成するｎ型のＩｎＧａＡｓ結晶からなるエミッタコンタクト層とが順次形成された半導体装置において、サブコレクタ層のドーピング濃度が３×１０ ^１８ｃｍ ^−３以上であり、かつ上記サブコレクタ層と上記コレクタ層との間に、厚さが少なくとも１ｎｍ以上のＡｌＡｓ層を設けたものである。
【００１０】
本発明によれば、半導体装置のサブコレクタ層とコレクタ層との間にＡｌＡｓ層を設けることにより、サブコレクタ層に３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えてドーパントをドーピングしても電流増幅率βが低下することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
本発明の半導体装置は、ＧａＡｓ基板上に、金属電極とのオーミックコンタクトを形成するｎ型のＧａＡｓ結晶からなるサブコレクタ層と、ベース層から電子を引き抜くｎ型のＧａＡｓ結晶からなるコレクタ層と、電子の流れを制御するｐ型のＧａＡｓ結晶、ＩｎＧａＡｓ結晶か、あるいはＡｌＧａＡｓ結晶からなるベース層と、ベース層に対してヘテロ接合を形成し、電子をベース層に注入し、ベース層からの正孔の注入を抑止するｎ型のＡｌＧａＡｓ結晶か、あるいはＩｎＧａＰ結晶からなるエミッタ層と、金属電極とオーミックコンタクトを形成するｎ型のＩｎＧａＡｓ結晶からなるエミッタコンタクト層とが順次形成された半導体装置において、サブコレクタ層と上記コレクタ層との間に、厚さが少なくとも１ｎｍ以上のＡｌＡｓ層を設けたものである。この結果、サブコレクタ層に３×１０^１８ｃｍ^−３を超えてドーパントをドーピングしても電流増幅率βが低下することがない。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明の半導体装置としてのＨＢＴエピタキシャルウェハの一実施例を示す構造図である。
【００１４】
このＨＢＴエピタキシャルウェハは、厚さ約６００μｍの半絶縁性（Ｓ．Ｉ）ＧａＡｓ基板１の上に、厚さ約５００ｎｍのｎ⁺ＧａＡｓ層（サブコレクタ層、Ｓｉ濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3）２、厚さ約５ｎｍのＡｌＡｓ層３、厚さ約５００ｎｍのｎ^-ＧａＡｓ層（コレクタ層、Ｓｉ濃度２×１０¹⁶ｃｍ^-3）４、厚さ約７０ｎｍのｐ⁺ＧａＡｓ層（ベース層、Ｃ濃度４×１０¹⁹ｃｍ^-3）５、ｎＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ層（ｘ＝０．３、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3）６、厚さ約５０ｎｍのｎＡｌ_xＧａ_1-xＡｓグレーデット層（ｘ＝０．３→０、Ｓｉ濃度５×１０¹⁷→５×１０¹⁸ｃｍ^-3）７、厚さ約１００ｎｍのｎ⁺ＧａＡｓ層（Ｓｉ濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3）８、厚さ約５０ｎｍのｎ⁺Ｉｎ_yＧａ_1-yＡｓグレーデット層（ｙ＝０→０．５、Ｓｅ濃度１×１０¹⁹→４×１０¹⁹ｃｍ^-3）９及び厚さ約５０ｎｍのｎ⁺Ｉｎ_yＧａ_1-yＡｓ層（ｙ＝０．５、Ｓｅ濃度４×１０¹⁹ｃｍ^-3）１０を順次形成したものである。
【００１５】
このＨＢＴエピタキシャルウェハは、サブコレクタ層２とコレクタ層４との間に厚さ５ｎｍのＡｌＡｓ層３が形成された構造となっている点に特徴がある。本発明のエピタキシャルウェハの構造と、従来のエピタキシャルウェハの構造（ＡｌＡｓ層が無い点以外図１に示した構造と同様である。）とで電流増幅率βのサブコレクタ層２のドーピング濃度依存性を比較するため、両者共サブコレクタ層のドーピング濃度を変えたサンプルを作製した。
【００１６】
プロセスによりエミッタサイズ１００μｍ角の評価ＨＢＴを作製し、エミッタの電流密度１０³Ａ／ｃｍ²での電流増幅率βを比較した。
【００１７】
図２はサブコレクタのドーピング濃度と電流増幅率βとの関係を示す図であり、横軸がサブコレクタのドーピング濃度軸であり、縦軸が電流増幅率β軸である。
【００１８】
同図より、従来品ではサブコレクタ層のキャリア濃度３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えたあたりから電流増幅率βが低下していくが、本発明品ではサブコレクタ層のキャリア濃度が３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えても電流増幅率βが低下せず一定で、かつ高い電流増幅率βを保っていることが分かる。
【００１９】
電流増幅率βと信頼性とには関係があり、同じ構造の場合電流増幅率βが高いほど、信頼性が向上することが分かっている。したがって、本発明により高濃度にドーピングされたサブコレクタ層を有する構造でも電流増幅率βを大幅に向上させることが可能になり、素子の信頼性の向上もかなり期待できると言える。
【００２０】
なぜ電流増幅率βが改善されるのかは明らかではないが、高濃度にドーピングされたサブコレクタ層中には何らかの結晶欠陥が発生するものと考えられ、この層の上にＡｌＡｓ層を成長させることで結晶欠陥がそれより上のベース層やエミッタへ伝搬するのを防止すると考えられる。
【００２１】
次にＡｌＡｓ層３の厚さについて述べる。
【００２２】
図３はＡｌＡｓ層の厚さと電流増幅率βとの関係を示す図であり、横軸がＡｌＡｓ厚さ軸であり、縦軸が電流増幅率β軸である。
【００２３】
サブコレクタ層２のドーピング濃度は５×１０¹⁸ｃｍ^-3とした。ＡｌＡｓ層３が無いと電流増幅率βは１１０程度であるが、ＡｌＡｓ層３の厚さが１ｎｍになると電流増幅率βの向上が見られ、ＡｌＡｓの厚さが５ｎｍで電流増幅率βが１５０となり、以降ＡｌＡｓ膜厚が厚くなっても電流増幅率βは変わらず１５０程度であった。本実施例ではＡｌＡｓ層３の厚さの上限については求めることができなかったが、あまり厚くなると、ＡｌＡｓ層３の電気抵抗が無視できなくなるので、電流増幅率βが低下するものと考えられる。
【００２４】
次にＡｌＡｓ層３のキャリアタイプについて述べる。
【００２５】
本実施例ではＡｌＡｓ層３はアンドープのものを用いたが、ｎ型やｐ型にドーピングしたものでも同様の効果があった。但し、ｐ型のものはあまり厚くなるとｐｎ接合により電気抵抗が生じ、電流増幅率βを低下させると考えられる。
【００２６】
次にサブコレクタ層２のドーパントについて述べる。
【００２７】
本実施例ではｎ型のドーパントにＳｉを用いたが、Ｓｅでも同様な現象が生じ、サブコレクタ層２とコレクタ層４との間にＡｌＡｓ層３を挿入することにより、電流増幅率βの改善が見られた。
【００２８】
ＡｌＡｓ層３の挿入位置について述べる。
【００２９】
本実施例では、サブコレクタ層２とコレクタ層４との間にＡｌＡｓ層３を挿入した場合について説明したが、サブコレクタ層２より上、かつベース層５より下であれば効果がある。例えばコレクタ層４の途中にＡｌＡｓ層３を入れた場合にも同様の改善効果があった。
【００３０】
また、ＡｌＡｓ層３の代わりに高混晶（混晶比０．５以上）のＡｌＧａＡｓ層を用いても効果が認められたが、ＡｌＡｓ層に比べてその効果は小さかった。
【００３１】
以上において本発明によれば、高濃度にドーピングされた十分に抵抗の小さいサブコレクタ層を有するＨＢＴにおいて、電流増幅率βと信頼性を改善したＨＢＴ及びそのエピタキシャルウェハを提供することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００３３】
サブコレクタ層に３×１０¹⁸ｃｍ^-3を超えてドーパントをドーピングしても電流増幅率βが低下しない半導体装置の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置としてのＨＢＴエピタキシャルウェハの一実施例を示す構造図である。
【図２】サブコレクタのドーピング濃度と電流増幅率βとの関係を示す図である。
【図３】ＡｌＡｓ層の厚さと電流増幅率βとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１Ｓ．ＩＧａＡｓ基板（基板）
２ｎ⁺ＧａＡｓ層（サブコレクタ層）
３ＡｌＡｓ層
４ｎ^-ＧａＡｓ層（コレクタ層）
５ｐ⁺ＧａＡｓ層（ベース層）
６ｎＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ層
７ｎＡｌ_xＧａ_1-xＡｓグレーデット層
８ｎ⁺ＧａＡｓ層
９ｎ⁺Ｉｎ_yＧａ_1-yＡｓグレーデット層
１０ｎ⁺Ｉｎ_yＧａ_1-yＡｓ層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device such as a heterobipolar transistor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, attention has been paid to the emitter layer and base layer of a heterobipolar transistor (HBT), and attempts have been made to improve the current amplification factor β by improving the crystallinity of each layer and its interface. Therefore, regarding the collector layer and sub-collector layer below the base layer, the relationship between the crystallinity of each layer and the current amplification factor β has not been well studied.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, it has been found that the doping concentration of the subcollector layer has a considerable influence on the current amplification factor β. In a device having a vertical structure such as HBT, the area of the electrode for drawing out the wiring is considerably limited. For this reason, in order to obtain a sufficiently low contact resistance, the subcollector layer needs to be n-type doped at a considerably high concentration.
[0004]
However, when the doping concentration exceeds 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ , there is a problem that the current amplification factor β extremely decreases.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a semiconductor device in which the current amplification factor β does not decrease even if a dopant is doped in a subcollector layer exceeding 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention includes an n-type GaAs that extracts an electron from a base layer and a subcollector layer made of an n-type GaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode on a GaAs substrate. A heterojunction is formed with the base layer made of a collector layer made of crystal, a p-type GaAs crystal that controls the flow of electrons, an InGaAs crystal, or an AlGaAs crystal, and electrons are injected into the base layer. Then, an emitter layer made of an AlGaAs crystal exhibiting n-type conduction that suppresses injection of holes from the base layer and an emitter contact layer made of an n-type InGaAs crystal forming an ohmic contact with the metal electrode are sequentially formed. and the semiconductor device, and the doping concentration of the subcollector layer is 3 × ¹⁰ 18 ^{cm -3} or more, or Between the subcollector layer and the collector layer, in which thickness is provided at least 1nm or more AlAs layers.
[0007]
The semiconductor device of the present invention includes a sub-collector layer made of GaAs crystal showing n-type conduction and forming an ohmic contact with a metal electrode on a GaAs substrate, and a collector made of n-type GaAs crystal that draws electrons from the base layer. A heterojunction is formed with the base layer made of a p-type GaAs crystal, InGaAs crystal, or AlGaAs crystal that controls the flow of electrons, and the base layer, and electrons are injected into the base layer. In a semiconductor device in which an emitter layer made of an n-type InGaP crystal that suppresses the injection of holes from and an emitter contact layer made of an n-type InGaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode are sequentially formed. doping concentration of the layer is not less 3 × ¹⁰ 18 ^{cm -3} or more, and the subcollector layer and the Between the collector layer, in which thickness is provided at least 1nm or more AlAs layers.
[0010]
According to the present invention, by providing the AlAs layer between the subcollector layer and the collector layer of the semiconductor device, the current amplification factor β can be obtained even if the subcollector layer is doped with a dopant exceeding 3 × 10 ¹⁸ cm ^−3. Will not drop.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0012]
The semiconductor device of the present invention includes a subcollector layer made of n-type GaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode on a GaAs substrate, a collector layer made of n-type GaAs crystal that extracts electrons from the base layer, A heterojunction is formed with a base layer made of p-type GaAs crystal, InGaAs crystal, or AlGaAs crystal that controls the flow of electrons, and electrons are injected into the base layer. In a semiconductor device in which an emitter layer made of n-type AlGaAs crystal or InGaP crystal that suppresses injection of silicon and an emitter contact layer made of n-type InGaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode are sequentially formed. between the collector layer and the collector layer has a thickness of at least 1nm or more AlAs layer It is those provided. As a result, the current amplification factor β does not decrease even if the sub-collector layer is doped with dopant exceeding 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ .
[0013]
【Example】
FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of an HBT epitaxial wafer as a semiconductor device of the present invention.
[0014]
This HBT epitaxial wafer has an n ⁺ GaAs layer (subcollector layer, Si concentration 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) having a thickness of about 500 nm on a semi-insulating (SI) GaAs substrate 1 having a thickness of about 600 μm. 2. AlAs layer 3 having a thickness of about 5 nm, n ⁻ GaAs layer (collector layer, Si concentration 2 × 10 ¹⁶ cm ⁻³ ) 4 having a thickness of about 500 nm, p ⁺ GaAs layer having a thickness of about 70 nm (base layer, C Concentration 4 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ ) 5, nAl _x Ga _1-x As layer (x = 0.3, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ ) 6, nAl _x Ga _1-x As having a thickness of about 50 nm Graded layer (x = 0.3 → 0, Si concentration 5 × 10 ¹⁷ → 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) 7, n ⁺ GaAs layer (Si concentration 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) 8 having a thickness of about 100 nm ^{_{_{, n + in y Ga 1-}}} y As graded layer having a thickness of about 50nm (y = 0 → 0.5, Se concentration Sequentially forming a ^{^{× 10 19 → 4 × 10 19}} cm -3) 9 and a thickness of about ^{_{_{50nm n + In y Ga 1-}}} y As layer (y = 0.5, Se concentration 4 × 10 ¹⁹ cm ^-3) 10 It is a thing.
[0015]
This HBT epitaxial wafer is characterized in that it has a structure in which an AlAs layer 3 having a thickness of 5 nm is formed between the sub-collector layer 2 and the collector layer 4. The dependence of the current amplification factor β on the doping concentration of the subcollector layer 2 between the structure of the epitaxial wafer of the present invention and the structure of the conventional epitaxial wafer (similar to the structure shown in FIG. 1 except that there is no AlAs layer). In order to compare the two, samples were prepared in which the doping concentration of the subcollector layer was changed in both cases.
[0016]
An evaluation HBT having an emitter size of 100 μm square was produced by the process, and the current amplification factor β at the emitter current density of 10 ³ A / cm ² was compared.
[0017]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the sub-collector doping concentration and the current amplification factor β, where the horizontal axis is the sub-collector doping concentration axis, and the vertical axis is the current amplification factor β-axis.
[0018]
From the figure, the current amplification factor β decreases from the point where the carrier concentration of the subcollector layer exceeds 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ in the conventional product, but in the product of the present invention, the carrier concentration of the subcollector layer is 3 × 10 6. It can be seen that even when the value exceeds ¹⁸ cm ⁻³ , the current amplification factor β does not decrease and is constant and maintains a high current amplification factor β.
[0019]
It is known that there is a relationship between the current amplification factor β and the reliability, and in the case of the same structure, the higher the current amplification factor β, the higher the reliability. Therefore, it can be said that the current amplification factor β can be greatly improved even in the structure having the sub-collector layer doped at a high concentration according to the present invention, and the reliability of the element can be expected to be considerably improved.
[0020]
It is not clear why the current amplification factor β is improved, but it is considered that some crystal defects are generated in the highly doped subcollector layer, and an AlAs layer is grown on this layer. Therefore, it is considered that the crystal defects are prevented from propagating to the base layer and the emitter above the crystal defects.
[0021]
Next, the thickness of the AlAs layer 3 will be described.
[0022]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the thickness of the AlAs layer and the current amplification factor β. The horizontal axis is the AlAs thickness axis, and the vertical axis is the current amplification factor β axis.
[0023]
The doping concentration of the subcollector layer 2 was 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ . Without the AlAs layer 3, the current amplification factor β is about 110. However, when the thickness of the AlAs layer 3 is 1 nm, the current amplification factor β is improved. When the AlAs thickness is 5 nm, the current amplification factor β is 150. Thereafter, even when the AlAs film thickness is increased, the current amplification factor β remains unchanged at about 150. In this example, the upper limit of the thickness of the AlAs layer 3 could not be obtained. However, if the thickness is too large, the electric resistance of the AlAs layer 3 cannot be ignored, and it is considered that the current amplification factor β decreases.
[0024]
Next, the carrier type of the AlAs layer 3 will be described.
[0025]
In this embodiment, the undoped AlAs layer 3 was used, but the same effect was obtained even when doped n-type or p-type. However, if the p-type is too thick, an electrical resistance is generated by the pn junction, which is considered to decrease the current amplification factor β.
[0026]
Next, the dopant of the subcollector layer 2 will be described.
[0027]
In this embodiment, Si is used for the n-type dopant, but the same phenomenon occurs even with Se. By inserting the AlAs layer 3 between the subcollector layer 2 and the collector layer 4, the current amplification factor β is improved. It was observed.
[0028]
The insertion position of the AlAs layer 3 will be described.
[0029]
In this embodiment, the case where the AlAs layer 3 is inserted between the sub-collector layer 2 and the collector layer 4 has been described. However, it is effective if it is above the sub-collector layer 2 and below the base layer 5. For example, the same improvement effect was obtained when the AlAs layer 3 was placed in the middle of the collector layer 4.
[0030]
In addition, although an effect was recognized even when an AlGaAs layer having a high mixed crystal (mixed crystal ratio of 0.5 or more) was used instead of the AlAs layer 3, the effect was small as compared with the AlAs layer.
[0031]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an HBT having an improved current amplification factor β and reliability, and an epitaxial wafer thereof, in an HBT having a sub-collector layer with a sufficiently small resistance doped at a high concentration.
[0032]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
[0033]
It is possible to provide a semiconductor device in which the current amplification factor β does not decrease even if the sub-collector layer is doped with a dopant exceeding 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of an HBT epitaxial wafer as a semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a doping concentration of a subcollector and a current amplification factor β.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the thickness of an AlAs layer and the current amplification factor β.
[Explanation of symbols]
1 S.M. IGaAs substrate (substrate)
2 n ⁺ GaAs layer (subcollector layer)
3 AlAs layer 4 n ⁻ GaAs layer (collector layer)
5 p ⁺ GaAs layer (base layer)
6 nAl _x Ga _{1 -x} As layer 7 nAl _x Ga _{1 -x} As graded layer 8 n ⁺ GaAs layer 9 n ⁺ In _y Ga _{1 -y} As graded layer 10 n ⁺ In _y Ga _{1 -y} As layer

Claims

ＧａＡｓ基板上に、金属電極とのオーミックコンタクトを形成するｎ型のＧａＡｓ結晶からなるサブコレクタ層と、ベース層から電子を引き抜くｎ型のＧａＡｓ結晶からなるコレクタ層と、電子の流れを制御するｐ型のＧａＡｓ結晶か、ＩｎＧａＡｓ結晶か、あるいはＡｌＧａＡｓ結晶からなるベース層と、該ベース層に対してヘテロ接合を形成し、電子を上記ベース層に注入し、上記ベース層からの正孔の注入を抑止するｎ型のＡｌＧａＡｓ結晶からなるエミッタ層と、金属電極とオーミックコンタクトを形成するｎ型のＩｎＧａＡｓ結晶からなるエミッタコンタクト層とが順次形成された半導体装置において、上記サブコレクタ層のドーピング濃度が３×１０ ^１８ｃｍ ^−３以上であり、かつ上記サブコレクタ層と上記コレクタ層との間に、厚さが少なくとも１ｎｍ以上のＡｌＡｓ層を設けたことを特徴とする半導体装置。A sub-collector layer made of n-type GaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode on a GaAs substrate, a collector layer made of n-type GaAs crystal that draws electrons from the base layer, and p that controls the flow of electrons A heterojunction is formed with a base layer made of a GaAs crystal, InGaAs crystal, or AlGaAs crystal, and electrons are injected into the base layer, and holes are injected from the base layer. In a semiconductor device in which an emitter layer made of n-type AlGaAs crystal to be suppressed and an emitter contact layer made of n-type InGaAs crystal forming an ohmic contact with a metal electrode are sequentially formed , the doping concentration of the subcollector layer is 3 and a × ¹⁰ 18 ^{cm -3} or more, and between the subcollector layer and the collector layer , Wherein a thickness is provided at least 1nm or more AlAs layers.

ＧａＡｓ基板上に、金属電極とのオーミックコンタクトを形成するｎ型のＧａＡｓ結晶からなるサブコレクタ層と、ベース層から電子を引き抜くｎ型のＧａＡｓ結晶からなるコレクタ層と、電子の流れを制御するｐ型の伝導を示すＧａＡｓ結晶か、ＩｎＧａＡｓ結晶か、あるいはＡｌＧａＡｓ結晶からなるベース層と、該ベース層に対してヘテロ接合を形成し、電子を上記ベース層に注入し、上記ベース層からの正孔の注入を抑止するｎ型のＩｎＧａＰ結晶からなるエミッタ層と、金属電極とオーミックコンタクトを形成するｎ型のＩｎＧａＡｓ結晶からなるエミッタコンタクト層とが順次形成された半導体装置において、上記サブコレクタ層のドーピング濃度が３×１０ ^１８ｃｍ ^−３以上であり、かつ上記サブコレクタ層と上記コレクタ層との間に、厚さが少なくとも１ｎｍ以上のＡｌＡｓ層を設けたことを特徴とする半導体装置。A sub-collector layer made of n-type GaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode on a GaAs substrate, a collector layer made of n-type GaAs crystal that draws electrons from the base layer, and p that controls the flow of electrons A heterojunction is formed with a base layer made of GaAs crystal, InGaAs crystal, or AlGaAs crystal exhibiting type conduction, and electrons are injected into the base layer, and holes from the base layer are injected. In a semiconductor device in which an emitter layer made of n-type InGaP crystal that suppresses injection of silicon and an emitter contact layer made of n-type InGaAs crystal that forms an ohmic contact with a metal electrode are sequentially formed , doping of the subcollector layer concentration is not less 3 × ¹⁰ 18 ^{cm -3} or more, and the subcollector layer and the collector Wherein a while, the thickness is provided with at least 1nm or more AlAs layers with.