JPS63314866A - バイボ−ラ・トランジスタ - Google Patents
バイボ−ラ・トランジスタInfo
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- JPS63314866A JPS63314866A JP15183487A JP15183487A JPS63314866A JP S63314866 A JPS63314866 A JP S63314866A JP 15183487 A JP15183487 A JP 15183487A JP 15183487 A JP15183487 A JP 15183487A JP S63314866 A JPS63314866 A JP S63314866A
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Links
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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、バイポーラ・トランジスタ、特に横型構造を
有するバイポーラ・トランジスタの改良に関する。
有するバイポーラ・トランジスタの改良に関する。
エミッタ、ベースおよびコレクタの各領域が水平方向に
隣接して形成されることを特徴とする横型バイポーラ・
トランジスタは、第3図に示すように、例えばp型ガリ
ウムヒ素(以降、GaAsと記す)により形成されたベ
ース領域1の側面に隣接して、例えば、n型GaAsか
らなるエミッタ領域5とコレクタ領域6とがそれぞれ配
設されて形成されている6図において、7は半絶縁性G
aAs基板であり、8,9.10はそれぞれベース電極
、エミッタ電極、コレクタ電極である。
隣接して形成されることを特徴とする横型バイポーラ・
トランジスタは、第3図に示すように、例えばp型ガリ
ウムヒ素(以降、GaAsと記す)により形成されたベ
ース領域1の側面に隣接して、例えば、n型GaAsか
らなるエミッタ領域5とコレクタ領域6とがそれぞれ配
設されて形成されている6図において、7は半絶縁性G
aAs基板であり、8,9.10はそれぞれベース電極
、エミッタ電極、コレクタ電極である。
上記した従来技術による横型バイポーラ・トランジスタ
においては、p型GaAs層からなるベース領域1の幅
(すなわち、ベース長)を薄くすることによりトランジ
スタの電流利得を大きくすることができる。
においては、p型GaAs層からなるベース領域1の幅
(すなわち、ベース長)を薄くすることによりトランジ
スタの電流利得を大きくすることができる。
しかしながら、ベース領域1の幅の短縮によりベース長
を薄くしようとすると、ベース電極8の幅も同時に短縮
しなければならず、したがって、結果的にベース抵抗が
増大し、特に高周波の電流利得が上がらない欠点があっ
た。また、電極材料の加工技術の点からも実現できるベ
ース長には限界があり、ベース長の短縮とともに素子の
歩留りが著しく低下し高集積化が困難となる欠点があっ
た。
を薄くしようとすると、ベース電極8の幅も同時に短縮
しなければならず、したがって、結果的にベース抵抗が
増大し、特に高周波の電流利得が上がらない欠点があっ
た。また、電極材料の加工技術の点からも実現できるベ
ース長には限界があり、ベース長の短縮とともに素子の
歩留りが著しく低下し高集積化が困難となる欠点があっ
た。
本発明の目的は上記問題点を解決したバイポーラ・トラ
ンジスタを提供することにある。
ンジスタを提供することにある。
本発明は絶縁性乃至半絶縁性半導体基板上に形成された
第1の導電型を有する第1の半導体層と、前記第1の半
導体層の上に配設された前記第1の半導体層よりも不純
物濃度の大なる第1の導電型を有する第2の半導体層と
、前記第1および第2の半導体積層構造からなるベース
領域を挟んで配設された第2の導電型を有する第3の半
導体からなるエミッタ領域およびコレクタ領域と、前記
第2の半導体層と、前記第3の半導体層との境界部分の
少なくも一部に配設された第4の半導体からなる高抵抗
領域とを、前記絶縁性乃至半絶縁性半導体基板上に配設
したことを特徴とするバイポーラ・トランジスタである
。
第1の導電型を有する第1の半導体層と、前記第1の半
導体層の上に配設された前記第1の半導体層よりも不純
物濃度の大なる第1の導電型を有する第2の半導体層と
、前記第1および第2の半導体積層構造からなるベース
領域を挟んで配設された第2の導電型を有する第3の半
導体からなるエミッタ領域およびコレクタ領域と、前記
第2の半導体層と、前記第3の半導体層との境界部分の
少なくも一部に配設された第4の半導体からなる高抵抗
領域とを、前記絶縁性乃至半絶縁性半導体基板上に配設
したことを特徴とするバイポーラ・トランジスタである
。
第1図は本発明に係る横型バイポーラ・トランジスタの
構造を示す断面図である。第3図と同一構成部分には同
一番号を付してその説明を省略する。図において、2お
よび3は真性ベース領域および外部ベース領域をそれぞ
れ表わす。本発明によれば、真性ベース領域2の幅より
大きな幅を有し、該真性ベース領域2の導電型と同じ導
電型で、且つ該真性ベース領域2より高い不純物濃度を
有する外部ベース領域3が該真性ベース領域2の上部に
形成されている。したがって、前記真性ベース領域2の
幅をたとえサブミクロン以下の寸法にまで微細化した場
合においても、前記外部ベース領域3の幅はベース抵抗
の低減が十分に図れるだけの大きな寸法に設定すること
ができる。この場合、前記外部ベース領域3の不純物濃
度を前記真性ベース領域2の不純物濃度に比べて高く設
定することにより、pn接合の拡散電位は、エミッター
真性ベース間の値に比べてエミッター外部ベース間の値
の方が高くなる。したがって、エミッターベース間を流
れる電流成分の大部分は、低い拡散電位を有する真性ベ
ース領域2を通して流れる有効なベース電流とすること
ができる。しかし、エミッター真性ベース間を流れる有
効なベース電流が全ベース電流に占める割合は、ベース
電流の増加とともに小さくなる。これは、ベース電流の
増加とともにエミッターベース間の順方向電圧が増加し
、エミッタから直接外部ベース領域3に流れ込む無効な
電流成分が増加するためである。本発明では、外部ベー
ス領域3とエミッタ領域Sとの境界の一部に高抵抗領域
12を導入することにより上記の無効電流成分の低減を
図っており、上記無効電流成分の増加によるエミッタ注
入効率の低下を防いでいる0以上のように1本発明によ
れば、エミッタ注入効率を低下させることなくベース抵
抗を低減することができ、高周波においても高い電流利
得を有するバイポーラ・トランジスタの形成が可能とな
る。
構造を示す断面図である。第3図と同一構成部分には同
一番号を付してその説明を省略する。図において、2お
よび3は真性ベース領域および外部ベース領域をそれぞ
れ表わす。本発明によれば、真性ベース領域2の幅より
大きな幅を有し、該真性ベース領域2の導電型と同じ導
電型で、且つ該真性ベース領域2より高い不純物濃度を
有する外部ベース領域3が該真性ベース領域2の上部に
形成されている。したがって、前記真性ベース領域2の
幅をたとえサブミクロン以下の寸法にまで微細化した場
合においても、前記外部ベース領域3の幅はベース抵抗
の低減が十分に図れるだけの大きな寸法に設定すること
ができる。この場合、前記外部ベース領域3の不純物濃
度を前記真性ベース領域2の不純物濃度に比べて高く設
定することにより、pn接合の拡散電位は、エミッター
真性ベース間の値に比べてエミッター外部ベース間の値
の方が高くなる。したがって、エミッターベース間を流
れる電流成分の大部分は、低い拡散電位を有する真性ベ
ース領域2を通して流れる有効なベース電流とすること
ができる。しかし、エミッター真性ベース間を流れる有
効なベース電流が全ベース電流に占める割合は、ベース
電流の増加とともに小さくなる。これは、ベース電流の
増加とともにエミッターベース間の順方向電圧が増加し
、エミッタから直接外部ベース領域3に流れ込む無効な
電流成分が増加するためである。本発明では、外部ベー
ス領域3とエミッタ領域Sとの境界の一部に高抵抗領域
12を導入することにより上記の無効電流成分の低減を
図っており、上記無効電流成分の増加によるエミッタ注
入効率の低下を防いでいる0以上のように1本発明によ
れば、エミッタ注入効率を低下させることなくベース抵
抗を低減することができ、高周波においても高い電流利
得を有するバイポーラ・トランジスタの形成が可能とな
る。
以下図面を参照しつつ、本発明の実施例に係る横型バイ
ポーラ・トランジスタの製造工程を説明し、本発明の構
成を更に明らかにする0本実施例では、GaAsを用い
たnpnバイポーラ・トランジスタを例として説明する
が、導電型がpnpの場合についても同様の原理が適用
できることはいうまでもない。また、半導体の種類につ
いてもGaAsに限定されるものではなく、例えば、I
nP、 InGaAs、InGaAsP等についても同
様に適用可能である。
ポーラ・トランジスタの製造工程を説明し、本発明の構
成を更に明らかにする0本実施例では、GaAsを用い
たnpnバイポーラ・トランジスタを例として説明する
が、導電型がpnpの場合についても同様の原理が適用
できることはいうまでもない。また、半導体の種類につ
いてもGaAsに限定されるものではなく、例えば、I
nP、 InGaAs、InGaAsP等についても同
様に適用可能である。
第1図に示した横型バイポーラ・トランジスタを製造す
るための一方法を以下に示す、第2図(a)において、
まず、選択イオン注入技術を用い1例えば、シリコン(
Si)イオンを半絶縁性GaAs基板7に注入してn型
領域11を形成する。この場合のイオン注入条件として
は1例えば、加速電圧200keV 。
るための一方法を以下に示す、第2図(a)において、
まず、選択イオン注入技術を用い1例えば、シリコン(
Si)イオンを半絶縁性GaAs基板7に注入してn型
領域11を形成する。この場合のイオン注入条件として
は1例えば、加速電圧200keV 。
ドース量I X 1013aa−”とすることができる
。n型領域11の活性化には、例えば、800℃で20
分の電気炉熱処理が使用できるが、短時間熱処理を使用
しても勿論構わない。次に、第2図(b)のように真性
ベース領域2のためのイオン注入をマスクレスのベリリ
ウム(Be)集束イオン・ビームを用いて行う。このと
きのベリリウム(Be)集束イオン・ビームの加速電圧
は、先に形成したn型領域11の深さよりも真性ベース
領域2の深さの方が大きくなるように選ぶ。続いて、第
2図(c)において、ベリリウム(Be)イオン或いは
マグネシウム(Mg)イオンを用いて、真性ベース領域
2の上部に外部ベース領域3のためのイオン注入を行う
。ベリリウム(Be)イオンを用いた場合の外部ベース
領域3のためのイオン注入条件としては、例えば、加速
電圧25keV、ドース量lXl0”C!1″″2とす
ることができる。打ち込まれたイオンの活性化には、例
えば、750℃で5秒の短時間熱処理を用い、真性ベー
ス領域2および外部ベース領域3をそれぞれ形成する。
。n型領域11の活性化には、例えば、800℃で20
分の電気炉熱処理が使用できるが、短時間熱処理を使用
しても勿論構わない。次に、第2図(b)のように真性
ベース領域2のためのイオン注入をマスクレスのベリリ
ウム(Be)集束イオン・ビームを用いて行う。このと
きのベリリウム(Be)集束イオン・ビームの加速電圧
は、先に形成したn型領域11の深さよりも真性ベース
領域2の深さの方が大きくなるように選ぶ。続いて、第
2図(c)において、ベリリウム(Be)イオン或いは
マグネシウム(Mg)イオンを用いて、真性ベース領域
2の上部に外部ベース領域3のためのイオン注入を行う
。ベリリウム(Be)イオンを用いた場合の外部ベース
領域3のためのイオン注入条件としては、例えば、加速
電圧25keV、ドース量lXl0”C!1″″2とす
ることができる。打ち込まれたイオンの活性化には、例
えば、750℃で5秒の短時間熱処理を用い、真性ベー
ス領域2および外部ベース領域3をそれぞれ形成する。
以上の工程により、ベース長が0.5ミクロン以下の真
性ベース領域2、およびこの真性ベース領域2を挟んで
エミッタ領域5およびコレクタ領域6がぞれぞれ形成さ
れる。次に、第2図(d)において、例えば、ボロン(
B)イオン或いはガリウム(Ga)イオンを外部ベース
領域3とエミッタ領域5の境界部分に注入することによ
り、高抵抗領域12を形成する。ボロン(B)イオン注
入を用いた場合のイオン注入条件としては、例えば、加
速電圧30keV、ドース量lX1013■−2とする
ことができる。その後、通常のホト・リソグラフィ技術
と蒸着法を用いて、ベース電極8、エミッタ電極9およ
びコレクタ電極10を形成する。ベース電極としてはA
uZn (金亜鉛)、エミッタ電極9およびコレクタ電
極10としてはAuGe−N1(金ゲルマニウム−ニッ
ケル)をそれぞれ用いることができる。
性ベース領域2、およびこの真性ベース領域2を挟んで
エミッタ領域5およびコレクタ領域6がぞれぞれ形成さ
れる。次に、第2図(d)において、例えば、ボロン(
B)イオン或いはガリウム(Ga)イオンを外部ベース
領域3とエミッタ領域5の境界部分に注入することによ
り、高抵抗領域12を形成する。ボロン(B)イオン注
入を用いた場合のイオン注入条件としては、例えば、加
速電圧30keV、ドース量lX1013■−2とする
ことができる。その後、通常のホト・リソグラフィ技術
と蒸着法を用いて、ベース電極8、エミッタ電極9およ
びコレクタ電極10を形成する。ベース電極としてはA
uZn (金亜鉛)、エミッタ電極9およびコレクタ電
極10としてはAuGe−N1(金ゲルマニウム−ニッ
ケル)をそれぞれ用いることができる。
以上実施例では、エミッタ領域5およびコレクタ領域6
の形成法として一回のイオン注入工程により形成したn
型領域11を用いたが、それぞれ別々のイオン注入工程
を用いて、エミッタ領域5およびコレクタ領域6の不純
物濃度を独立に設定しても良いことは勿論である。また
、実施例では、高抵抗類+tc12を外部ベース領域3
とエミッタ領域5の境界部分のみに形成したが、外部ベ
ース領域3とコレクタ領域6の境界部分に同時に形成し
ても良い。この場合には、高抵抗領域12の存在によっ
てベースとコレクタ間の容量を幾分低減できる利点に加
えて、エミッタとコレクタの対称性によってエミッタと
コレクタを交換した場合においても同様に良好なトラン
ジスタ特性が得られる、という利点がある。
の形成法として一回のイオン注入工程により形成したn
型領域11を用いたが、それぞれ別々のイオン注入工程
を用いて、エミッタ領域5およびコレクタ領域6の不純
物濃度を独立に設定しても良いことは勿論である。また
、実施例では、高抵抗類+tc12を外部ベース領域3
とエミッタ領域5の境界部分のみに形成したが、外部ベ
ース領域3とコレクタ領域6の境界部分に同時に形成し
ても良い。この場合には、高抵抗領域12の存在によっ
てベースとコレクタ間の容量を幾分低減できる利点に加
えて、エミッタとコレクタの対称性によってエミッタと
コレクタを交換した場合においても同様に良好なトラン
ジスタ特性が得られる、という利点がある。
以上のようにして形成された横型バイポーラ・トランジ
スタにおいては、エミッタ領域5から真性ベース領域2
に注入された電子が真性ベース領域2の中を拡散によっ
て走行してコレクタ領域6に達する。すなわち、本構造
は、第3図に示した従来の横型バイポーラ・トランジス
タと同様にバイポーラ・トランジスタとしての機能を有
する。
スタにおいては、エミッタ領域5から真性ベース領域2
に注入された電子が真性ベース領域2の中を拡散によっ
て走行してコレクタ領域6に達する。すなわち、本構造
は、第3図に示した従来の横型バイポーラ・トランジス
タと同様にバイポーラ・トランジスタとしての機能を有
する。
しかしながら、第1図に示す本発明に係る横型バイポー
ラ・トランジスタにおいては、真性ベース領域2の上に
外部ベース領域3が形成されているため、真性ベース領
域2の幅(すなわち、ベース長)を十分に薄くした場合
においても、外部ベース領域3の上に容易に低抵抗のベ
ース電極8を形成することができる。このため、第3図
で上述した従来の横型バイポーラ・トランジスタの場合
に比べて、ベース長の微細化とベース抵抗の低減を同時
に図ることが可能となる。したがって、本発明に係る横
型バイポーラ・トランジスタにおいては、バイポーラ・
トランジスタの高速性としての機能が従来の横型バイポ
ーラ・トランジスタに比べて格段に改善されるという特
徴を有する。
ラ・トランジスタにおいては、真性ベース領域2の上に
外部ベース領域3が形成されているため、真性ベース領
域2の幅(すなわち、ベース長)を十分に薄くした場合
においても、外部ベース領域3の上に容易に低抵抗のベ
ース電極8を形成することができる。このため、第3図
で上述した従来の横型バイポーラ・トランジスタの場合
に比べて、ベース長の微細化とベース抵抗の低減を同時
に図ることが可能となる。したがって、本発明に係る横
型バイポーラ・トランジスタにおいては、バイポーラ・
トランジスタの高速性としての機能が従来の横型バイポ
ーラ・トランジスタに比べて格段に改善されるという特
徴を有する。
以上説明したように本発明によれば、横型バイポーラ・
トランジスタにおいて、極めて薄いベース領域と低いベ
ース抵抗を同時に実現することが可能となるため、高周
波においても高い電流利得を有する高速な横型バイポー
ラ・トランジスタを提供することができる。また、本発
明に係る横型バイポーラ・トランジスタにおいては、エ
ミッタ、ベース、コレクタの各電極の導出がプレーナ状
態で行われており、したがって、本バイポーラ・トラン
ジスタの集積化を図る上では大変有利である。
トランジスタにおいて、極めて薄いベース領域と低いベ
ース抵抗を同時に実現することが可能となるため、高周
波においても高い電流利得を有する高速な横型バイポー
ラ・トランジスタを提供することができる。また、本発
明に係る横型バイポーラ・トランジスタにおいては、エ
ミッタ、ベース、コレクタの各電極の導出がプレーナ状
態で行われており、したがって、本バイポーラ・トラン
ジスタの集積化を図る上では大変有利である。
第1図は本発明に係る横型バイポーラ・トランジスタの
構造を示す断面図、第2図(a)〜(d)は本発明の一
実施例に係る横型バイポーラ・トランジスタの製造工程
を説明するための断面図、第3図は従来技術における横
型バイポーラ・トランジスタの構造を示す断面図である
。 1・・・ベース領域 2・・・真性ベース領域
3・・・外部ベース領域 5・・・エミッタ領域6
・・・コレクタ領域 7・・・半絶縁性GaAs
基板8・・・ベース電極 9・・・エミッタ電
極10・・・コレクタ電極 11・・・n型領域
12・・・高抵抗領域
構造を示す断面図、第2図(a)〜(d)は本発明の一
実施例に係る横型バイポーラ・トランジスタの製造工程
を説明するための断面図、第3図は従来技術における横
型バイポーラ・トランジスタの構造を示す断面図である
。 1・・・ベース領域 2・・・真性ベース領域
3・・・外部ベース領域 5・・・エミッタ領域6
・・・コレクタ領域 7・・・半絶縁性GaAs
基板8・・・ベース電極 9・・・エミッタ電
極10・・・コレクタ電極 11・・・n型領域
12・・・高抵抗領域
Claims (1)
- (1)絶縁性乃至半絶縁性半導体基板上に形成された第
1の導電型を有する第1の半導体層と、前記第1の半導
体層の上に配設された前記第1の半導体層よりも不純物
濃度の大なる第1の導電型を有する第2の半導体層と、
前記第1および第2の半導体積層構造からなるベース領
域を挟んで配設された第2の導電型を有する第3の半導
体からなるエミッタ領域およびコレクタ領域と、前記第
2の半導体層と、前記第3の半導体層との境界部分の少
なくも一部に配設された第4の半導体からなる高抵抗領
域とを、前記絶縁性乃至半絶縁性半導体基板上に配設し
たことを特徴とするバイポーラ・トランジスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15183487A JPS63314866A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | バイボ−ラ・トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15183487A JPS63314866A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | バイボ−ラ・トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63314866A true JPS63314866A (ja) | 1988-12-22 |
Family
ID=15527317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15183487A Pending JPS63314866A (ja) | 1987-06-17 | 1987-06-17 | バイボ−ラ・トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63314866A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5557139A (en) * | 1993-07-01 | 1996-09-17 | Consorzio Per La Ricerca Sulla Microelettronica Nel Mezzogiorno | Buried base vertical bipolar power transistor with improved current gain and operation area |
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-
1987
- 1987-06-17 JP JP15183487A patent/JPS63314866A/ja active Pending
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