JP2005109368A - Heterojunction bipolar transistor - Google Patents

Heterojunction bipolar transistor Download PDF

Info

Publication number
JP2005109368A
JP2005109368A JP2003343937A JP2003343937A JP2005109368A JP 2005109368 A JP2005109368 A JP 2005109368A JP 2003343937 A JP2003343937 A JP 2003343937A JP 2003343937 A JP2003343937 A JP 2003343937A JP 2005109368 A JP2005109368 A JP 2005109368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
collector
collector layer
bipolar transistor
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003343937A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Natsuki Mochida
夏樹 持田
Takashi Takeuchi
隆 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP2003343937A priority Critical patent/JP2005109368A/en
Publication of JP2005109368A publication Critical patent/JP2005109368A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an HBT having a high output by increasing the breakdown voltage of a collector layer therein. <P>SOLUTION: Oxygen-doped AlGaAs having a band gap wider than that of GaAs is used in whole or part of a collector layer 16, or one or both of first and second collector layers 16b and 16a are made of an AalGaAs layer having a band gap wider than that of GaAs and doped with oxygen. The doped oxygen concentration of the AlGaAs layer is set to be preferably ≥2×10<SP>17</SP>cm<SP>-3</SP>. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、III−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)に係り、特にそのコレクタ層を高耐圧化する構造に関するものである。   The present invention relates to a heterojunction bipolar transistor (HBT) using a III-V group compound semiconductor, and more particularly to a structure for increasing the breakdown voltage of its collector layer.

III−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)は、低損失性、低歪性、単一電源可能といった特性を有し、CDMA(code−divisionmultiple access:符号分割多重アクセス)等のデジタル携帯電話機の出力アンプとして注目されている。   A heterojunction bipolar transistor (HBT) using a group III-V compound semiconductor has characteristics such as low loss, low distortion, and a single power supply, such as CDMA (code-division multiple access). It is attracting attention as an output amplifier for digital mobile phones.

HBTはエミッタ/ベース接合がAlGaAs/GaAsヘテロ接合により構成されるのが一般的である。しかし最近は、デバイス特性向上或いは信頼性向上の観点から、エミッタ層をAlGaAsエミッタ層からInGaPエミッタ層に置き換えることが検討され、一部においては作製されている。 これは、活性な原子であるAlを含むAlGaAs層をエミッタ層として用いた場合には、AlGaAs層に深い準位に起因する多くの非発光性再結合中心が形成され、この非発光性再結合中心を介してHBTの劣化が進行するためであり、Alを含まないInGaP層をエミッタ層として用いることによって劣化の問題を解決しようとするものである。   The HBT generally has an emitter / base junction formed of an AlGaAs / GaAs heterojunction. However, recently, from the viewpoint of improving device characteristics or reliability, it has been studied to replace the emitter layer from an AlGaAs emitter layer to an InGaP emitter layer, and some have been fabricated. This is because, when an AlGaAs layer containing Al, which is an active atom, is used as an emitter layer, many non-radiative recombination centers due to deep levels are formed in the AlGaAs layer. This is because the degradation of the HBT proceeds through the center, and an attempt is made to solve the degradation problem by using an InGaP layer that does not contain Al as the emitter layer.

従来のGaAs系HBTを図3を参照して説明する。同図に示すHBTは大きく分けて、エミッタ層3、コレクタ層5及びベース層4という3層から構成される。すなわち、半絶縁性GaAs基板6上に、n+型GaAsサブコレクタ層5bとn-型GaAsコレクタ層5aから成るコレクタ層5を形成すると共に、その上に、p型GaAsベース層4、AlGaAs又はInGaPより成るn型のエミッタ層3、n+型GaAsエミッタコンタクト層2、n+型InGaAsノンアロイ層1を順に積層形成している。換言すれば、ベース層4と不純物濃度の高い第一の導電型のサブコレクタ層(第一コレクタ層)5bとの間に、不純物濃度の低い第一の導電型のコレクタ層(第二コレクタ層)5aを挟んだ構造となっている。エミッタ層3は電子を注入する層で、n型のAlGaAsもしくはInGaPから成る。コレクタ層5はエミッタから注入された電子を集める層で、主としてn型のGaAsから成る。ベース層4はエミッタ−コレクタ間の電流を調節するための層で、p型のGaAsから成る。尚、コレクタ層5は、キャリア濃度が高い第一コレクタ層(サブコレクタ層)5bと、キャリア濃度が低い第二コレクタ層(コレクタ層)5aから構成される。 A conventional GaAs HBT will be described with reference to FIG. The HBT shown in the figure is roughly divided into three layers, ie, an emitter layer 3, a collector layer 5, and a base layer 4. That is, a collector layer 5 composed of an n + -type GaAs subcollector layer 5 b and an n -type GaAs collector layer 5 a is formed on a semi-insulating GaAs substrate 6, and a p-type GaAs base layer 4, AlGaAs or An n-type emitter layer 3 made of InGaP, an n + -type GaAs emitter contact layer 2 and an n + -type InGaAs non-alloy layer 1 are sequentially stacked. In other words, the first conductivity type collector layer (second collector layer) having a low impurity concentration is provided between the base layer 4 and the first conductivity type sub-collector layer (first collector layer) 5b having a high impurity concentration. ) 5a is sandwiched. The emitter layer 3 is a layer for injecting electrons and is made of n-type AlGaAs or InGaP. The collector layer 5 is a layer that collects electrons injected from the emitter, and is mainly made of n-type GaAs. The base layer 4 is a layer for adjusting the emitter-collector current, and is made of p-type GaAs. The collector layer 5 includes a first collector layer (subcollector layer) 5b having a high carrier concentration and a second collector layer (collector layer) 5a having a low carrier concentration.

HBTおいては、InGaAsノンアロイ層1の上にエミッタ電極7が、GaAsベース層4の上にベース電極8が、そしてサブコレクタ層5bの上にコレクタ電極9が形成される。エミッタ接地の場合は、コレクタ電極9に電源10の正の電圧VCを印加し、電源11の電圧VBを付与して、ベース電極8よりベース電流Aを信号入力として流し、出力となるコレクタ電流Bを制御する(図3)。 In the HBT, an emitter electrode 7 is formed on the InGaAs non-alloy layer 1, a base electrode 8 is formed on the GaAs base layer 4, and a collector electrode 9 is formed on the subcollector layer 5b. In the case of grounded emitter, the positive voltage V C of the power source 10 is applied to the collector electrode 9, the voltage V B of the power source 11 is applied, and the base current A is caused to flow from the base electrode 8 as a signal input. The current B is controlled (FIG. 3).

前述したHBTの動作を同図を参照して説明する。ベース電流Aを流さない時には、ベース−コレクタ間に電源10による逆方向電圧VCが掛かるため、空乏層が生じ、エミッタ−コレクタ間に電流は流れない。よって、トランジスタはオフ状態になる。 The operation of the HBT described above will be described with reference to FIG. When the base current A does not flow, the reverse voltage V C by the power source 10 is applied between the base and the collector, so that a depletion layer is generated and no current flows between the emitter and the collector. Accordingly, the transistor is turned off.

ベース電流Aを流す時には、エミッタ−ベース間に順方向電圧が掛かるので、エミッタ−ベース間に電流が流れる。ところがエミッタ領域の電子がベースに流れ込むとき、ベースが薄いために結合相手の正孔が少なく、電子の大部分はベースを通り抜けてコレクタ領域に入り込む。その結果、エミッタ−コレクタ間に電流(コレクタ電流B)が流れることになり、よって、トランジスタはオン状態になる。   When the base current A is passed, a forward voltage is applied between the emitter and the base, so that a current flows between the emitter and the base. However, when electrons in the emitter region flow into the base, since the base is thin, there are few coupling partner holes, and most of the electrons pass through the base and enter the collector region. As a result, a current (collector current B) flows between the emitter and the collector, and thus the transistor is turned on.

トランジスタがオフの時には、前述した通り、電源10の電圧VCがエミッタ−ベース−コレクタ間に掛かる。ベース−エミッタ間の電圧降下分は小さいため、電源電圧VCの殆どがベース層とコレクタ層に掛かる。従って、電源電圧の設定はトランジスタのベースとコレクタ間の逆バイアス時の降伏電圧(=耐圧)で制限される。トランジスタの性能としては耐圧が高いことが望まれている。 When the transistor is off, as described above, the voltage V C of the power supply 10 is applied between the emitter, the base and the collector. Since the voltage drop between the base and the emitter is small, most of the power supply voltage V C is applied to the base layer and the collector layer. Accordingly, the setting of the power supply voltage is limited by the breakdown voltage (= withstand voltage) at the time of reverse bias between the base and collector of the transistor. As a performance of the transistor, it is desired that the withstand voltage is high.

HBTの高耐圧化に関しては、従来、ベース層と第一コレクタ層との間に不純物濃度の低い第二コレクタ層を挟んだ構造を有するHBTにおいて、第二のコレクタ層に、不純物(Si等のドナーイオン)を、意図的に予め決められた濃度分にしたがって添加することにより、第二のコレクタ層での空間電荷を電気的に補償し、衝突電離を助長させるバンド曲がりによる電解集中効果を解消させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   With regard to increasing the breakdown voltage of an HBT, conventionally, in an HBT having a structure in which a second collector layer having a low impurity concentration is sandwiched between a base layer and a first collector layer, impurities (such as Si or the like) are contained in the second collector layer. Donor ions) are intentionally added according to a predetermined concentration to electrically compensate the space charge in the second collector layer and eliminate the effect of electrolytic concentration due to band bending that promotes impact ionization. The technique to make is proposed (for example, refer patent document 1).

また、HBTの高耐圧化とは関係がないが、電流増幅率βがサブコレクタ濃度の上昇と共に低下するという問題に鑑み、サブコレクタ層に酸素を添加して電子トラップとして作用させる技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開平05−041388号公報 特開2001−319937号公報
Although not related to the high breakdown voltage of the HBT, a technique is known in which oxygen is added to the subcollector layer to act as an electron trap in view of the problem that the current gain β decreases as the subcollector concentration increases. (For example, refer to Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 05-041388 JP 2001-319937 A

しかしながら、特許文献1の耐圧化技術は、高コレクタ電流注入時での衝突電離による雪崩降伏現象を抑制するコレクタ構造を目的として、第二コレクタ層に不純物を意図的に予め決められた濃度分にしたがって添加するものであり、特許文献1にはHBTの各層の具体的な構造(構成材料)についての説明はない。   However, the withstand voltage technology disclosed in Patent Document 1 has a purposeful collector structure that suppresses an avalanche breakdown phenomenon due to impact ionization at the time of high collector current injection. Therefore, it is added, and Patent Document 1 does not describe a specific structure (a constituent material) of each layer of the HBT.

また、特許文献2は、サブコレクタ層に酸素を添加しているが、コレクタ層を直接に高耐圧化するものでも、本発明が扱う材料であるAlGaAsの適用について論じたものでもない。   Further, Patent Document 2 adds oxygen to the subcollector layer, but does not directly increase the breakdown voltage of the collector layer or discuss the application of AlGaAs, which is a material handled by the present invention.

上述したように、トランジスタがオフの時には、電源10の電圧VCがエミッタ−ベース−コレクタ間に掛かる。ベース−エミッタ間の電圧降下分は小さいため、電源電圧の殆どがベース層とコレクタ層に掛かる。従って、電源電圧の設定はトランジスタのベースとコレクタ間の逆バイアス時の降伏電圧(=耐圧)で制限される。トランジスタの性能としては耐圧が高いことが望まれている。 As described above, when the transistor is off, the voltage V C of the power supply 10 is applied between the emitter, the base and the collector. Since the voltage drop between the base and the emitter is small, most of the power supply voltage is applied to the base layer and the collector layer. Accordingly, the setting of the power supply voltage is limited by the breakdown voltage (= withstand voltage) at the time of reverse bias between the base and collector of the transistor. As a performance of the transistor, it is desired that the withstand voltage is high.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、耐圧が高く、高出力での使用が可能なコレクタ層構造を持つヘテロ接合バイポーラトランジスタを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a heterojunction bipolar transistor having a collector layer structure that solves the above problems and has a high breakdown voltage and can be used at a high output.

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

請求項1の発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタは、半絶縁性基板上に、コレクタ層、ベース層、エミッタ層が順に積層形成されたIII−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、前記コレクタ層の全部もしくは一部を、酸素ドープしたAlGaAs層で構成したことを特徴とする。   The heterojunction bipolar transistor according to the invention of claim 1 is a heterojunction bipolar transistor using a group III-V compound semiconductor in which a collector layer, a base layer, and an emitter layer are sequentially stacked on a semi-insulating substrate. All or part of the collector layer is composed of an oxygen-doped AlGaAs layer.

請求項2の発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタは、半絶縁性基板上に、ベース層と第一の導電型の第一コレクタ層との間に、第一コレクタ層よりも不純物濃度の低い第一の導電型の第二コレクタ層を挟んだ構造を有する、III−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、前記第一コレクタ層と第二コレクタ層の一方又は双方を、酸素ドープしたAlGaAs層で構成したことを特徴とする。   A heterojunction bipolar transistor according to a second aspect of the present invention is a first semiconductor having a lower impurity concentration than a first collector layer between a base layer and a first collector layer of a first conductivity type on a semi-insulating substrate. In a heterojunction bipolar transistor using a group III-V compound semiconductor having a structure in which a second collector layer of the above conductivity type is sandwiched, one or both of the first collector layer and the second collector layer is oxygen-doped AlGaAs. It is composed of layers.

請求項3の発明は、請求項1又は2記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、前記AlGaAs層の酸素ドープ濃度が2×1017cm-3以上であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the heterojunction bipolar transistor according to claim 1 or 2, wherein the oxygen doping concentration of the AlGaAs layer is 2 × 10 17 cm −3 or more.

<発明の要点>
本発明のヘテロ接合バイポーラトランジスタは、コレクタ層の全体もしくは一部に、酸素ドープAlGaAsを使用したものである。具体的には、III−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、酸素ドープ(2×1017cm-3以上)AlGaAs領域を有するコレクタ層とするものである。
<Key points of the invention>
The heterojunction bipolar transistor of the present invention uses oxygen-doped AlGaAs for the whole or a part of the collector layer. Specifically, in a heterojunction bipolar transistor using a III-V group compound semiconductor, a collector layer having an oxygen-doped (2 × 10 17 cm −3 or more) AlGaAs region is used.

AlGaAs層を通常より低いV/III比(V族とIII族のモル流量比)において有機金属化学気相成長法で成長すると、AlGaAs層中に酸素が取り込まれやすくなる。また成長温度を通常より低くして成長しても同様に、AlGaAs層中に酸素が取り込まれやすくなる。   When an AlGaAs layer is grown by a metal organic chemical vapor deposition method at a lower V / III ratio (group V / III molar flow rate ratio) than usual, oxygen is easily taken into the AlGaAs layer. Similarly, even when the growth temperature is lower than usual, oxygen is easily taken into the AlGaAs layer.

酸素ドープをすることによりAlGaAsのバンドギャップは、GaAsのバンドギャップより広くなり、より深いn型が実現する。コレクタ層全体もしくは一部に、AlGaAsを使用することにより、耐圧が高くなる。   By doping with oxygen, the band gap of AlGaAs becomes wider than that of GaAs, and a deeper n-type is realized. By using AlGaAs for the whole or a part of the collector layer, the breakdown voltage is increased.

本発明のバイポーラトランジスタは、コレクタ層の全体もしくは一部に、GaAsよりもバンドギャップの広い酸素ドープAlGaAsを使用し、又は、第一コレクタ層と第二コレクタ層の一方又は双方を、GaAsよりもバンドギャップの広い酸素ドープしたAlGaAs層で構成したので、コレクタの耐圧を高め、高出力での使用が可能なヘテロ接合バイポーラトランジスタを得ることができる。   In the bipolar transistor of the present invention, oxygen collector AlGaAs having a wider band gap than GaAs is used for the whole or a part of the collector layer, or one or both of the first collector layer and the second collector layer are made to be more than GaAs. Since it is composed of an oxygen-doped AlGaAs layer having a wide band gap, it is possible to obtain a heterojunction bipolar transistor that can increase the breakdown voltage of the collector and can be used at high output.

またこの耐圧を向上させる効果は、上記AlGaAs層の酸素ドープ濃度を2×1017cm-3以上とすることにより、顕著に高めることができる。 The effect of improving the breakdown voltage can be remarkably enhanced by setting the oxygen doping concentration of the AlGaAs layer to 2 × 10 17 cm −3 or more.

以下、本発明の実施の形態を図1と図2を用いて説明する。   The embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1に本実施形態に係るInGaP/GaAs系HBTの構造を示す。これは、半絶縁性GaAs基板17上に、有機金属気相成長法(MOVPE)により、コレクタ層16、ベース層15、エミッタ層14、エミッタコンタクト層13、ノンアロイ層12を順次成長した構造を有する。   FIG. 1 shows the structure of an InGaP / GaAs HBT according to this embodiment. This has a structure in which a collector layer 16, a base layer 15, an emitter layer 14, an emitter contact layer 13, and a non-alloy layer 12 are sequentially grown on a semi-insulating GaAs substrate 17 by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). .

コレクタ層16は、図1に示すように、半絶縁性GaAs基板17上に、不純物濃度の高い第一の導電型の第一コレクタ層(サブコレクタ層)16bとして厚さ600nmのn+型AlGaAs(キャリア濃度5×1018cm-3)、また不純物濃度の低い第一の導電型の第二コレクタ層16aとして500nmのn-型AlGaAs(キャリア濃度1×1016cm-3)が成長されている。このAlGaAsコレクタ層16a、16bは、低いV/III比で成長することにより、V族原料費を低減することが出来る。また、AlGaAsコレクタ層16a、16bの成長温度を通常より低くすることにより、コレクタ層の結晶性が向上する。 As shown in FIG. 1, the collector layer 16 is an n + -type AlGaAs having a thickness of 600 nm as a first conductivity type first collector layer (subcollector layer) 16b having a high impurity concentration on a semi-insulating GaAs substrate 17. (Carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ) and n - type AlGaAs (carrier concentration 1 × 10 16 cm −3 ) of 500 nm is grown as the first conductivity type second collector layer 16a having a low impurity concentration. Yes. The AlGaAs collector layers 16a and 16b can be grown at a low V / III ratio, thereby reducing the V group material cost. In addition, the crystallinity of the collector layer is improved by lowering the growth temperature of the AlGaAs collector layers 16a and 16b than usual.

上記第二コレクタ層16a上には、ベース層15として70nmのp+型GaAs(キャリア濃度4×1019cm-3)が成長されている。したがって、ベース層15と第一の導電型の第一コレクタ層16bとの間に不純物濃度の低い第一の導電型の第二コレクタ層16aを挟んだ構造となっている。 On the second collector layer 16a, p + type GaAs (carrier concentration 4 × 10 19 cm −3 ) of 70 nm is grown as the base layer 15. Therefore, the first conductivity type second collector layer 16a having a low impurity concentration is sandwiched between the base layer 15 and the first conductivity type first collector layer 16b.

さらに、このベース層15上には、エミッタ層14として100nmのn型InGaP(In混晶比0.49、キャリア濃度5×1017cm-3)、エミッタコンタクト層13として100nmのn+型GaAs(キャリア濃度5×1018cm-3)、ノンアロイ層12として50nmのn+型InGaAs(In混晶比0.5、キャリア濃度1×1019cm-3)が成長されている。 Further, on the base layer 15, an n-type InGaP of 100 nm as the emitter layer 14 (In mixed crystal ratio 0.49, carrier concentration 5 × 10 17 cm −3 ), and an n + -type GaAs of 100 nm as the emitter contact layer 13. As the non-alloy layer 12, n + -type InGaAs (In mixed crystal ratio: 0.5, carrier concentration: 1 × 10 19 cm −3 ) is grown as the non-alloy layer 12 (carrier concentration: 5 × 10 18 cm −3 ).

上記のノンアロイ層12、ベース層15及びサブコレクタ層16bの上に、それぞれエミッタ電極18、ベース電極19及びコレクタ電極20が形成されて、ヘテロ接合バイポーラトランジスタが構成される。そして、エミッタ接地の場合は、コレクタ電極20に電源21の正の電圧VCを印加し、ベース電極19に電源22の電圧VBを付与して、ベース電極19よりベース電流Aを信号入力として流し、出力となるコレクタ電流Bを制御する。 An emitter electrode 18, a base electrode 19 and a collector electrode 20 are formed on the non-alloy layer 12, the base layer 15 and the subcollector layer 16b, respectively, thereby forming a heterojunction bipolar transistor. In the case of grounded emitter, the positive voltage V C of the power source 21 is applied to the collector electrode 20, the voltage V B of the power source 22 is applied to the base electrode 19, and the base current A is input from the base electrode 19 as a signal input. The collector current B that is output is controlled.

かかる構成のHBTとすることにより、HBTのコレクタ層の耐圧を高くすることができ、これにより高い出力での使用が可能なバイポーラトランジスタを実現することが出来る。   By using the HBT having such a configuration, the breakdown voltage of the collector layer of the HBT can be increased, thereby realizing a bipolar transistor that can be used at a high output.

次に、本発明の効果を確認するため、従来構造のHBTと本実施構造のHBTのI−VB特性(入力特性)を測定し比較した。図2にこの測定結果を示す。横軸のVBはベース電圧、縦軸のIはベース電流である。なお、縦軸の単位は、例えば「8.0E−02」で8.0×10-2を表す。 Next, in order to confirm the effect of the present invention, the I-V B characteristics (input characteristics) of the HBT having the conventional structure and the HBT having the present structure were measured and compared. FIG. 2 shows the measurement results. V B on the horizontal axis is the base voltage, and I on the vertical axis is the base current. The unit of the vertical axis is, for example, “8.0E-02” and represents 8.0 × 10 −2 .

図2中、曲線aは従来構造のHBTにおけるI−VB特性(入力特性)であり、曲線bは本実施構造のHBTでAlGaAsコレクタ層16中の酸素濃度を2×1017cm-3とした場合のI−VB特性(入力特性)、そして曲線cは1×1018cm-3とした場合のI−VB特性(入力特性)である。 In FIG. 2, a curve a is an I-V B characteristic (input characteristic) in an HBT having a conventional structure, and a curve b is an HBT having a structure according to the present embodiment in which the oxygen concentration in the AlGaAs collector layer 16 is 2 × 10 17 cm −3 . The I-V B characteristic (input characteristic) in the case of the above, and the curve c is the I-V B characteristic (input characteristic) in the case of 1 × 10 18 cm −3 .

曲線aと曲線b、cの比較から分かるように、AlGaAsコレクタ層16中の酸素濃度が高い構造の方が、ベース−コレクタ間の降伏電圧が高くなっている。これは本発明を適用したことにより、HBTのコレクタ耐圧が向上したことを意味している。   As can be seen from the comparison between the curves a and b and c, the base-collector breakdown voltage is higher in the structure in which the oxygen concentration in the AlGaAs collector layer 16 is higher. This means that the collector breakdown voltage of the HBT has been improved by applying the present invention.

<他の実施例、変形例>
上記実施の形態では、コレクタ層16を構成する2層(第二コレクタ層16a、第一コレクタ層16b)の両方に酸素ドープAlGaAsに使用しているが、2層のうちの片方だけに酸素ドープAlGaAsを使うことや、各層の一部に酸素ドープAlGaAsを使うことも可能である。
<Other embodiments and modifications>
In the above embodiment, both of the two layers (second collector layer 16a and first collector layer 16b) constituting the collector layer 16 are used for oxygen-doped AlGaAs, but only one of the two layers is oxygen-doped. It is also possible to use AlGaAs or oxygen doped AlGaAs for a part of each layer.

また上記実施形態では、エミッタ層をInGaPとしたがAlGaAsで構成することもできる。   Moreover, in the said embodiment, although the emitter layer was InGaP, it can also be comprised by AlGaAs.

<使用方法、応用システムなど>
本発明で用いた酸素ドープAlGaAsはGaAsと比べて耐圧が高い。本発明は、HBTのコレクタ層だけに限らず、電界効果トランジスタFET、高電子移動度トランジスタHEMTの各層の高耐圧に応用することが出来る。
<Usage method, application system, etc.>
The oxygen-doped AlGaAs used in the present invention has a higher breakdown voltage than GaAs. The present invention can be applied not only to the collector layer of the HBT but also to the high breakdown voltage of each layer of the field effect transistor FET and the high electron mobility transistor HEMT.

本発明の実施形態に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the heterojunction bipolar transistor which concerns on embodiment of this invention. 本発明のヘテロ接合バイポーラトランジスタのI−VB特性(入力特性)を、従来例と比較して示した図である。I-V B characteristics of the heterojunction bipolar transistor of the present invention (input characteristics) is a diagram showing, in comparison with the conventional example. 従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the conventional heterojunction bipolar transistor.

符号の説明Explanation of symbols

12 ノンアロイ層
13 エミッタコンタクト層
14 エミッタ層
15 ベース層
16 コレクタ層
16a 第二コレクタ層(コレクタ層)
16b 第一コレクタ層(サブコレクタ層)
17 半絶縁性GaAs基板
18 エミッタ電極
19 ベース電極
20 コレクタ電極
A ベース電流
B コレクタ電流
12 Non-alloy layer 13 Emitter contact layer 14 Emitter layer 15 Base layer 16 Collector layer 16a Second collector layer (collector layer)
16b First collector layer (sub-collector layer)
17 Semi-insulating GaAs substrate 18 Emitter electrode 19 Base electrode 20 Collector electrode A Base current B Collector current

Claims (3)

半絶縁性基板上に、コレクタ層、ベース層、エミッタ層が順に積層形成されたIII−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記コレクタ層の全部もしくは一部を、酸素ドープしたAlGaAs層で構成したことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
In a heterojunction bipolar transistor using a group III-V compound semiconductor in which a collector layer, a base layer, and an emitter layer are sequentially stacked on a semi-insulating substrate,
A heterojunction bipolar transistor characterized in that all or part of the collector layer is composed of an oxygen-doped AlGaAs layer.
半絶縁性基板上に、ベース層と第一の導電型の第一コレクタ層との間に、第一コレクタ層よりも不純物濃度の低い第一の導電型の第二コレクタ層を挟んだ構造を有する、III−V族化合物半導体を用いたヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記第一コレクタ層と第二コレクタ層の一方又は双方を、酸素ドープしたAlGaAs層で構成したことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
A structure in which a second collector layer of the first conductivity type having a lower impurity concentration than the first collector layer is sandwiched between a base layer and a first collector layer of the first conductivity type on a semi-insulating substrate. In a heterojunction bipolar transistor using a III-V group compound semiconductor,
A heterojunction bipolar transistor, wherein one or both of the first collector layer and the second collector layer is formed of an oxygen-doped AlGaAs layer.
請求項1又は2記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記AlGaAs層の酸素ドープ濃度が2×1017cm-3以上であることを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
The heterojunction bipolar transistor according to claim 1 or 2,
A heterojunction bipolar transistor, wherein the AlGaAs layer has an oxygen doping concentration of 2 × 10 17 cm −3 or more.
JP2003343937A 2003-10-02 2003-10-02 Heterojunction bipolar transistor Pending JP2005109368A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003343937A JP2005109368A (en) 2003-10-02 2003-10-02 Heterojunction bipolar transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003343937A JP2005109368A (en) 2003-10-02 2003-10-02 Heterojunction bipolar transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005109368A true JP2005109368A (en) 2005-04-21

Family

ID=34537719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003343937A Pending JP2005109368A (en) 2003-10-02 2003-10-02 Heterojunction bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005109368A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051663A2 (en) * 2007-10-12 2009-04-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Transistor device and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051663A2 (en) * 2007-10-12 2009-04-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Transistor device and method
WO2009051663A3 (en) * 2007-10-12 2010-08-12 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Transistor device and method
US8159287B2 (en) 2007-10-12 2012-04-17 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Transistor device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7038250B2 (en) Semiconductor device suited for a high frequency amplifier
JP2003218123A (en) Heterojunction bipolar transistor and semiconductor integrated circuit
US6936871B2 (en) Heterojunction bipolar transistor with a base layer that contains bismuth
JP5160071B2 (en) Heterojunction bipolar transistor
KR100647354B1 (en) Gallium arsenide hbt having increased performance and method for its fabrication
US5814843A (en) Heterojunction bipolar transistor having a graded-composition base region
US6797996B1 (en) Compound semiconductor device and method for fabricating the same
US7091528B2 (en) Semiconductor device
US20170207329A1 (en) Epitaxial wafer for heterojunction bipolar transistor and heterojunction bipolar transistor
JP2002359249A (en) Compound semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2005109368A (en) Heterojunction bipolar transistor
JP3314183B2 (en) Heterojunction bipolar transistor
JPS63200567A (en) Hetero junction bipolar transistor and manufacture thereof
JP2007128989A (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2004022818A (en) Double heterojunction bipolar transistor
JP2005032897A (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2009094148A (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2009231594A (en) Hetero-junction bipolar transistor
JP2004022835A (en) Epitaxial wafer for heterojunction bipolar transistor, and the heterojunction bipolar transistor
KR950001149B1 (en) Manufacturing method of hetero-junction bjt
JP2012023321A (en) Semiconductor transistor and method of manufacturing the same
JPH11330087A (en) Heterojunction bipolar transistor and its manufacture
JP2007067023A (en) Hetero junction bipolar transistor
JP2001044215A (en) Heterojunction bipolar transistor
JP2001319937A (en) Compound semiconductor epitaxial wafer and heterobipolar transistor using the same