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JPS58114455A - semiconductor equipment - Google Patents

semiconductor equipment

Info

Publication number
JPS58114455A
JPS58114455A JP56210331A JP21033181A JPS58114455A JP S58114455 A JPS58114455 A JP S58114455A JP 56210331 A JP56210331 A JP 56210331A JP 21033181 A JP21033181 A JP 21033181A JP S58114455 A JPS58114455 A JP S58114455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
base
semiconductor
emitter
electrons
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.)
Granted
Application number
JP56210331A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0665216B2 (en
Inventor
Keiichi Ohata
恵一 大畑
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co 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 NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP56210331A priority Critical patent/JPH0665216B2/en
Publication of JPS58114455A publication Critical patent/JPS58114455A/en
Publication of JPH0665216B2 publication Critical patent/JPH0665216B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D10/00Bipolar junction transistors [BJT]
    • H10D10/80Heterojunction BJTs
    • H10D10/821Vertical heterojunction BJTs
    • H10D10/881Resonant tunnelling transistors

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体結晶中に少数キャリアを注入、走行き
せて動作する半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device that operates by injecting minority carriers into a semiconductor crystal and causing them to travel.

現在高周波用の半導体装置としてのバイポーラトランジ
スタは専らSiのnpn )ランジスタ が実用化され
ている。ここで高周波特性を向上させる麓要な要素は、
ベースの拡がり抵抗を下げ、かつエミッタ注入効率を上
げ電流増幅率を増加することである・一方GaAs s
 InAa等の■−v化合物半導体は電子移動度が大き
いので、パイボーラド2ンジスタに応用し、St)?ン
ジスタより高速性を向上させることが検討されている。
Currently, as bipolar transistors used as high-frequency semiconductor devices, Si npn (npn) transistors have been put into practical use. The key elements to improve high frequency characteristics are:
The goal is to lower the base spreading resistance, increase the emitter injection efficiency, and increase the current amplification factor.On the other hand, GaAs s
■-v compound semiconductors such as InAa have high electron mobility, so they are applied to piborad 2 transistors, and St)? Improvements in speed compared to transistors are being considered.

しかしながら、m−v化合物半導体は正孔の移動度か小
さいので、従来のSt )ランジスタと同様な構造ては
、ペース抵抗が大きくなってしまう。また■−■化合物
半導体のうち電子移動度の大きいものは、直接遷移形で
あるので、少数+qリアである電子がベースに注入され
た時、再結合する確率が大きく、エミッタ注入効率が低
下する。したがりで、ベース抵抗を下げるために、ベー
ス不純物濃度を増加し、かつベースの厚さを厚くすると
、ベース領域中の電子の移動度が低下し、また再結合す
る割合が増加するので、ベースの不純物濃度を増加した
効果以上にエミッタ注入効率が低下、電流増幅率が減少
するのみならず、■−v化合物半導体を用いたからとい
つて、ベース走行時間が短縮されないO 本発明の目的は、以上のような■−■化合物半導体を用
いたバイポーラトランジスタ等の少数キャリアを注入、
走行させる半導体装置における短所を除去し、電子の移
動度の大きいメリットを発揮できる、高速性に優れた新
規な構造の半導体装置を提供することにある〇 本発明の半導体装置は、第1図にその熱平衡状sl化お
けるエネルギーバンド状11図を示すように、少数キャ
リアである電子が注入されて走行する領域12が、pm
高濃度(p)領域12人と高N&あるいはp瀝低11度
(p−)領域12Bとが交互に繰返して構成され、ここ
でり領域12ムの半導体の電子親和力が、高#lIJ[
あるいはp−領域12Bの半導体の該値よりも小さく、
さらにr領域12Aの厚さは、電子がトンネル効果で該
領域を通過できるように充分薄くなっていることを特徴
とするものである。
However, since the m-v compound semiconductor has a low hole mobility, a structure similar to that of a conventional St) transistor will have a large pace resistance. Also, ■-■ Compound semiconductors with high electron mobility are of the direct transition type, so when electrons in the minority + q ria are injected into the base, there is a high probability of recombination and the emitter injection efficiency decreases. . Therefore, in order to lower the base resistance, increasing the base impurity concentration and increasing the base thickness will reduce the mobility of electrons in the base region and increase the rate of recombination. Not only does the emitter injection efficiency decrease and the current amplification factor exceed the effect of increasing the impurity concentration, but also the base transit time is not shortened even though a -v compound semiconductor is used. Injecting minority carriers into bipolar transistors using compound semiconductors as described above,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a novel structure with excellent high speed and which can eliminate the disadvantages of a running semiconductor device and exhibit the advantage of high electron mobility. The semiconductor device of the present invention is shown in FIG. As shown in the energy band diagram 11 in the thermal equilibrium state of sl, the region 12 where electrons, which are minority carriers, are injected and travels is pm
Twelve high-concentration (p) regions and high N& or p-low 11 degree (p-) regions 12B are alternately repeated, and the electron affinity of the semiconductor in the regions 12 is high #lIJ[
Or smaller than the value of the semiconductor of p- region 12B,
Furthermore, the thickness of the r region 12A is sufficiently thin so that electrons can pass through the region by tunneling effect.

ここでk 、EyおよびEvは、それぞれ伝導帯、フェ
ルミレベル詔よび価電子帯のエネルギーレベルを表わし
、領域11は電子の供給電極、領域13は電子の収集電
極であり、バイポー2トランジスタの場合は、それぞれ
エミッタ奢よびコレクタである・本発明の半導体装置に
おいては、少数キャリアである電子は、再結合の確率の
大きいり領域はトンネルによって速かに移動し、拡散で
走行するのは電子移動度の大きい高純度領域であるので
、走行時間が極めて短く、かつ少数キャリアの再結合が
少い。かつり領域の濃度および繰返し数を大にして、領
域12の抵抗の大きな減少をもたらすものである。
Here, k, Ey, and Ev represent the energy levels of the conduction band, Fermi level, and valence band, respectively, region 11 is the electron supply electrode, region 13 is the electron collection electrode, and in the case of a bipolar transistor, , are the emitter and collector, respectively.In the semiconductor device of the present invention, electrons, which are minority carriers, move quickly through tunnels in regions where the probability of recombination is high, and those that travel by diffusion have electron mobility. Since it is in a high purity region with a large value, the transit time is extremely short and there is little recombination of minority carriers. The concentration and repetition rate of the drop region is increased, resulting in a large reduction in the resistance of region 12.

本発明に右いて、少数キャリアが正孔の場合には、第2
図に示すように、少数キャリアである正孔が注入され、
走行する領域22は、?領域座ムと、高Nfあるいはn
−領域=1とが交互に繰返して構成され、かつ?領域の
半導体の電子親和力とエネルギーギャップの和が、高純
度あるいはn−領域の半導体の該値よりも大合いこと、
さらに♂領域22Aの厚さは、正孔がトンネル効果で皺
領域を通過できるように充分薄くなつていることを条件
とする。ここで21は正孔の供給電極、囚は正孔の収i
電極である。
According to the present invention, when the minority carrier is a hole, the second
As shown in the figure, holes, which are minority carriers, are injected,
What is the driving area 22? area and high Nf or n
-area=1 are alternately repeated, and? the sum of the electron affinity and energy gap of the semiconductor in the region is greater than the value of the semiconductor in the high purity or n-region;
Furthermore, the thickness of the male region 22A is required to be sufficiently thin so that holes can pass through the wrinkled region due to the tunnel effect. Here, 21 is the hole supply electrode, and the hole collector is i.
It is an electrode.

次にバイポー2トランジスタの場合について、本発明の
詳細な説明し、本発明の半導体装置の動作および効果に
ついて詳述する◇il131giは本発明によるバイポ
ー2トランジスタのエネルギーバンド状態図であり、(
荀は熱平衡状態の場合であり、(b)はトランジスタ動
作するようにバイアスした場合である。ここで黒丸は電
子、白丸・、は正孔を表わす。ベース32は例えば、有
効アクセプタ密度1×10” ox−”のp”−GaA
sx8bl −x 32ムと有効アクセプタ密度I X
 10 cm 17)p−Gay In’1−yAs 
32 Bが交互に繰返した層で成る。ここで32人およ
び32Bの各単位層の厚さは例えば50Xである。また
エミッタ31は、例えば有効ドナー密[I X 1G1
7cs+−”のn −Gayll−y As s :2
 Vフタ33は有効ドナー密度I X10”−一のf 
−Gay In1−yAsで形成する。ここでGaAs
x 5bt−xの電子親和力は、Gay Inl −y
As (F) 鋏値より小さく、また格子定数の整合の
条件下に右いて、0.4≦X<1の範囲を選べばp”−
G&X 8bX−X32ムの仕事関数(真空単位と)基
ルミレベルとのエネルギー差)はp−−GayIn□−
yAi の皺値とほぼ同等となるので第3図のように、
ベース領域において伝導帯に周期的なポテンシャルウェ
ルができている・Iおよびyの具体例は、例えば基板に
InPを使用し、InPK:格子整合するxmo、5.
7−0.47である。
Next, in the case of a bipolar 2 transistor, the present invention will be explained in detail, and the operation and effects of the semiconductor device of the present invention will be explained in detail.
(b) shows the case in which the transistor is biased to operate. Here, black circles represent electrons, and white circles represent holes. The base 32 is, for example, p"-GaA with an effective acceptor density of 1x10"ox-"
sx8bl -x32m and effective acceptor density I
10 cm 17) p-Gay In'1-yAs
Consists of alternating layers of 32B. Here, the thickness of each unit layer of 32 people and 32B is, for example, 50X. Further, the emitter 31 has, for example, an effective donor density [I X 1G1
7cs+-”n-Gayll-y As s:2
The V-lid 33 has an effective donor density I
-Gay In1-yAs. Here GaAs
The electron affinity of x 5bt-x is Gay Inl -y
As (F) is smaller than the scissor value, and under the condition of lattice constant matching, if the range of 0.4≦X<1 is selected, p”-
The work function of G&X 8b
Since it is almost the same as the wrinkle value of yAi, as shown in Figure 3,
A periodic potential well is formed in the conduction band in the base region. A specific example of I and y is, for example, using InP as the substrate, InPK: lattice matching xmo, 5.
7-0.47.

11311(a)の熱平衡状態において、エミッタ(3
1) −ベーx (32)接合の拡散電位差(Buil
t −1nPot@ntiml )によりて、ベース3
2の伝導帯のポテンシャルシェルの底すなわちP−−G
almAm 32B の伝導帯は、エミッタ31の伝導
帯よりエネルギーが大きく、ベースに電子は注入されな
い。次に第3図(b)のようにバイアスすれば、前記P
−GaInAlB52Bの伝導帯とエミッタ31の伝導
帯のエネルギー差が減少し、F’−GaAsSb層32
Aが充分薄いので、エミッタ中の電子のうちベースの伝
導帯のポテンシャルウェルの底より大きいエネルギーを
もつ電子がトンネル効果により該P+層32ムの障壁を
遷移して、電子がベースに注入される。注入された電子
は次々と、P”JI32 Aはトンネル効果で、P一層
32B中は拡散で、ベース32中をコレクタ3341へ
移動し、ベースコレクタ接合に達した後は通常のバイボ
ー2トランジスタと同様に、接合の電界によりコレクタ
33に集められ、コレクタ電流が流れる0トランジスタ
動作すなわちコレクタ電流の変調は、ベースエミッタ関
電位の微小変位によってエミッタからベースへの電子の
注入量を変化して行われるO 以上の動作am<ようて理解できるように、本発明によ
る一例としてのバイボー2トランジスタのベース中の電
子の走行に詔いては、電子移動度の小さい高不純物濃度
域は遷移時間の極めて短いトンネル効果によって移動し
、拡散で走行する領域は電子移動度の大きい高純度領域
である。したがりてベース走行時間は短く、特に高純度
あるいはr領域32Bの単位層の厚さを薄くすれば、走
行時間は極めて短かくなる。ここで電子の帯布時間の長
いのは高純度あるいはy領域の正孔の少い領域であるの
で、ベースに注入された電子の再結合の割合を極めて小
さくできる。一方ベース拡がり抵抗に関しては、ベース
32のr領域32Aの有効アクセグタ密度すなわち正孔
密度を上げることおよび該単位層の繰返し数を増加する
ことによって、キャリアである電子のベース走行時間お
よび再結合の割合の顕著な増加をもたら°さないで大き
く減少することができる。
In the thermal equilibrium state of 11311(a), the emitter (3
1) -Be x (32) Junction diffusion potential difference (Build
t −1nPot@ntiml ), base 3
The bottom of the potential shell of the conduction band of 2, that is, P--G
The conduction band of almAm 32B has higher energy than the conduction band of the emitter 31, and no electrons are injected into the base. Next, if the bias is applied as shown in FIG. 3(b), the P
- The energy difference between the conduction band of GaInAlB 52B and the conduction band of the emitter 31 decreases, and the F'-GaAsSb layer 32
Since A is sufficiently thin, among the electrons in the emitter, electrons with higher energy than the bottom of the potential well in the conduction band of the base transit through the barrier of the P+ layer 32 due to the tunnel effect, and the electrons are injected into the base. . The injected electrons move through the base 32 to the collector 3341 one after another, using the tunnel effect in P''JI32A and diffusion in the P layer 32B, and after reaching the base-collector junction, the process is similar to that of a normal bibo-2 transistor. The operation of the 0 transistor, in which the collector current flows through the collector 33 by the electric field of the junction, is performed by changing the amount of electrons injected from the emitter to the base by a minute displacement of the base-emitter potential. As can be understood from the above operation am The region that travels by diffusion is a high purity region with high electron mobility.Therefore, the base transit time is short, and if the thickness of the unit layer of the high purity or r region 32B is made thin, the transit time will be reduced. Here, the electron transit time is long in regions with high purity or few holes in the y region, so the recombination rate of electrons injected into the base can be extremely small.On the other hand, Regarding the base spreading resistance, by increasing the effective accessor density, that is, the hole density, of the r region 32A of the base 32 and increasing the number of repetitions of the unit layer, the base transit time and recombination rate of electrons, which are carriers, can be improved. It can be significantly reduced without resulting in a significant increase.

本発明の効果を顕著にするためには、ベース領域の伝導
帯にできるだけ急峻なポテンシャルウェルのできること
が必要であるが、さらにポテンシャルフェルの底が平坦
で電子が拡散しやすいことが望ましい。このためr領域
32ムの半導体の電子親和力はP−領域32Bの該値よ
り小さいこととともに、両者の仕事関数すなわち真空準
位と7エルミレベルのエネルギー差がほぼ同等であるこ
とが望ましい。この点を考慮して、本実施例では、32
AにP+−GaAszSbl−1および32BにP−G
ay In1−、Asを用いている。この系においては
、組成の大きな範囲でGaAazSbl−zの電子親和
力はGayInl−yムS の該値よりかなり小さく、
かつ、前者の電子親和力とエネルギーギャップの和も後
者の該値よりも小さく、さらにこれらのエネルギー差は
組成によりて大きく変化するので、r領域32Bのドー
ピングレベルに応じて第31iiに示すような急峻なポ
テンシャルウェルを実現できる設計の自由度は大きい。
In order to make the effects of the present invention noticeable, it is necessary to form a potential well as steep as possible in the conduction band of the base region, but it is also desirable that the bottom of the potential well be flat so that electrons can easily diffuse. For this reason, it is desirable that the electron affinity of the semiconductor in the r region 32M is smaller than that of the P- region 32B, and that the work functions of both regions, that is, the energy difference between the vacuum level and the 7 Hermi level, are approximately the same. Considering this point, in this example, 32
P+-GaAszSbl-1 in A and PG in 32B
ay In1-, As is used. In this system, the electron affinity of GaAazSbl-z is much smaller than that of GayInl-ymS over a large range of compositions;
In addition, the sum of the electron affinity and the energy gap of the former is also smaller than the corresponding value of the latter, and furthermore, these energy differences vary greatly depending on the composition, so that depending on the doping level of the r region 32B, there is a steep slope as shown in No. 31ii. There is a large degree of freedom in design to realize a potential well.

またr領域32Aの半導体として正孔の移動度の大きい
もの、およびP−領域32Bの半導体として電子の移動
度の大きいものを用いればより特性は良好となる。前記
実施例ではこの点も考慮してf領域32Bの半導体とし
てGaI艷sを用いている0 前配本発明によるバイボ
ー2ト2ンジスタの実施例は、例えば第4図に示す構造
で製作できる。ここで4L社、43はそれぞれエミッタ
電極、ベース電極、コレクタ電極であり、44は;レク
タ領域の一部を成す♂基板であり、例えばInPを用い
ることができる。また31.32.33の多層結晶構造
は分子線エピタキシャル成長(MBE)によって形成で
きる。
Furthermore, if a semiconductor with high hole mobility is used for the r region 32A and a semiconductor with high electron mobility is used as the semiconductor for the P- region 32B, the characteristics will be better. In the above-mentioned embodiment, this point is also taken into account, and GaI is used as the semiconductor for the f-region 32B.An embodiment of the biborder transistor according to the present invention can be manufactured with the structure shown in FIG. 4, for example. Here, 4L and 43 are an emitter electrode, a base electrode, and a collector electrode, respectively, and 44 is a male substrate forming a part of the collector region, for example, InP can be used. The multilayer crystal structure of 31, 32, 33 can also be formed by molecular beam epitaxial growth (MBE).

前記実施例において、エミッタに用いたGajnAsの
電子親和力とエネルギーギャップの和すなわち真空準位
と価電子帯の上端のエネルギー差は、ベースのt領域の
半導体のQaAsSbより大きいので、エミッターベー
ス接合における正孔に対する障壁高さは、注入される電
子に対する障壁高さ、すなわちエミッタ31とベース内
のP−GaI吐8層32Bの伝導帯の底のエネルギー差
よりも大きくなるので、ベースからエミッタへ注入され
る正孔の数が小さく、エミッタ注入効率が大きい0換言
すれば1通常の同S接合トランジスタにおいてはエミッ
タ注入効率を大きく保つためにベース湊度をエミッタ濃
度より大きくすることはできないが、本実施例化おいて
は、エミッタ注入効率を大きく保ちつつP”−GaAs
Sbのドーピングレベルをエミッタのn −GaInA
s  のドーピングレベルより大きくすることができ、
ベース抵抗の低減をはかることができる。さらにエミッ
タの半導体として、GaInAsより電子親和力とエネ
ルギーギャップの和の大きいInP等を用いれば、ざら
に正孔に対する障壁が大きくなり(第5図)、エンツタ
注入効率が大きくなり、ベースのtgA域のドーピング
レベルを極めて大きくすることができる。また、ベース
の各P+傾城のドーピングレベルをエミッタ側からコレ
クタ側へ漸次減少させれば、高純度あるいはPl域の不
純物密度1vasなく、第611#c示すように、ベー
ス内においてエミッタ側からプレフタ方向に電界が生じ
、注入された電子がこの電界によって加速され、ベース
走行時間がさらに減少する。
In the above example, the sum of the electron affinity and the energy gap of GajnAs used for the emitter, that is, the energy difference between the vacuum level and the upper end of the valence band, is larger than that of the semiconductor QaAsSb in the t region of the base, so the positive The barrier height for holes is larger than the barrier height for injected electrons, that is, the energy difference between the bottom of the conduction band between the emitter 31 and the P-GaI layer 32B in the base, so that electrons are injected from the base to the emitter. In other words, in a normal S-junction transistor, the base convergence cannot be made larger than the emitter concentration in order to keep the emitter injection efficiency high. In the example, we will introduce P”-GaAs while keeping the emitter injection efficiency high.
The doping level of Sb is changed to n-GaInA emitter.
The doping level of s can be greater than
Base resistance can be reduced. Furthermore, if InP or the like, which has a larger sum of electron affinity and energy gap than GaInAs, is used as the emitter semiconductor, the barrier to holes will be roughly larger (Fig. 5), and the ensuta injection efficiency will be increased, and the tgA region of the base will be Doping levels can be extremely high. In addition, if the doping level of each P+ slope of the base is gradually decreased from the emitter side to the collector side, high purity or impurity density 1 vas in the Pl region can be eliminated, and as shown in No. 611#c, from the emitter side to the prevert side in the base. An electric field is generated at , and the injected electrons are accelerated by this electric field, further reducing the base transit time.

次に少数キャリアが正孔である場合、すなわちnpn 
Mlのバイポーラトランジスタの場合の具体例について
説明する。−例として、ペー2のn領域22Aとして、
−−InP、高純度あるいはn−領域22BとしてIn
Pより電子、**力とエネルギーギャップの和が小さい
GjLんio、s8bgを用いることができる。
Next, if the minority carrier is a hole, that is, npn
A specific example in the case of an Ml bipolar transistor will be described. - As an example, as the n area 22A of page 2,
--InP, high purity or In as n-region 22B
It is possible to use GjLio and s8bg, which have a smaller sum of electron, **force and energy gap than P.

この時エミッタとして、ベースのn+領領域半導体のI
npより電子親和力の小さい半導体、例えば、GaAg
g 5basを用いれば、ベースからエンツタへの電子
の注入を小さくでき、エミッタ効率を大きくベースのn
十領域のドーピングレベルを大きくできる。またベース
中の各?領域のドーピングレベルをエミッタの側からコ
レクタ側へ漸次減少させれば、ベース走行時間の短縮に
効果のあることはnpn )ランジスタの場合と同様で
ある。
At this time, I of the n+ region semiconductor of the base is used as an emitter.
Semiconductors with lower electron affinity than np, e.g. GaAg
By using g5bas, the injection of electrons from the base to the emitter can be reduced, and the emitter efficiency can be increased by increasing the n of the base.
The doping level in the ten regions can be increased. Also each in the base? As in the case of npn (npn) transistors, if the doping level of the region is gradually reduced from the emitter side to the collector side, the base transit time can be reduced.

以上、本発明について、ベースが高ドーピング領域き高
純度あるいは低不純物密度領域の繰返した場合について
説明したが、本発明の動作原理から考えて、前記両領域
が各々一層ずつの場合にも本発明の範ちゅうに含Iれる
ことは明らかである。
The present invention has been described above with respect to the case where the base is repeatedly formed of a highly doped region and a high purity or low impurity density region. However, considering the operating principle of the present invention, the present invention can also be applied to a case where each of the above regions is a single layer. It is clear that it falls within the scope of

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

籐1図から第6図は本発明の半導体装置を説明する図で
ある。jlE1図は少数キャリアが電子である場合、第
2図は少数キャリアが正孔である場合、第3図は本発明
をnpn Mlのバイポーラトランジスタに適用した具
体例を示し、−)は熱平衡状態、(b)はバイアスを印
加した場合を示す。第4図はIIK3図の具体的構造例
を示し、また第5lilおよび第6図は本発明をより効
果的とする例を示すものでし)ずれもエネルギーバンド
状態図で、EC,EVおよびEFはそれぞれ、伝導帯、
価電子帯およびフェルミレベルを示している0 図において、 11.21;供給電極: 12A22 :少数キャリア
の走行する領域:1&23:収集電極;31:エミツタ
;32:ベース;33:コレクタ;41:エミツタ電極
;42:ベース電極:43:コレクタ電極:44:コレ
クタ領域を兼ねる?基板: 12Ah32A :  p
”領域: 12&32B :高純度あるいはp−領域:
22A:?領域: 22B :高純度あるいはn−領域
;墨丸:電子;白丸:正孔。
Figures 1 to 6 are diagrams for explaining the semiconductor device of the present invention. jlE1 diagram shows a case where the minority carrier is an electron, FIG. 2 shows a case where the minority carrier is a hole, and FIG. 3 shows a specific example in which the present invention is applied to an npn Ml bipolar transistor. (b) shows the case where a bias is applied. Figure 4 shows a specific structural example of the IIK3 diagram, and Figures 5 and 6 show examples that make the present invention more effective. are the conduction band,
In the 0 diagram showing the valence band and Fermi level, 11.21; Supply electrode: 12A22: Area where minority carriers run: 1 & 23: Collection electrode; 31: Emitter; 32: Base; 33: Collector; 41: Emitter Electrode; 42: Base electrode: 43: Collector electrode: 44: Also serves as collector region? Substrate: 12Ah32A:p
"Region: 12 & 32B: High purity or p-region:
22A:? Region: 22B: High purity or n-region; Black circle: Electron; White circle: Hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 少数キャリアである電子が注入されて走行する領
域が、pH高濃度(p+)領域と、高純度あるいはp型
低*度(p″″)領域とが、交互に繰返して構成されて
おり、腋?領域の半導体の電子親和力は、高純度あるい
はp″″″領域導体の電子親和力よりも小さく、かつ該
り領域の各単位層の厚さは、電子がトンネル効果で該領
域を通過できるよう化薄く構成されていることを特徴と
する半導体装置。 2、 少数キャリアである正孔が注入されて走行する領
域が、nli高II!度(n+)領域とt高純度あるい
はall低濃度(n−)領域とが交互に繰返して構成さ
れており、該を領域の半導体の電子親和力とエネルギー
ギャップの和が、高純度あるいはn−領域の半導体のそ
れよりも大きく、かつ該n1領域の各単位層の厚さは、
正孔がトンネル効果で該領域を通過できるように薄く構
成されていることを411FiRとする半導体装置。
[Claims] 1. The region where electrons, which are minority carriers, are injected and travel is alternately a high pH concentration (p+) region and a high purity or p-type low*degree (p″″) region. It consists of repeating, armpit? The electron affinity of the semiconductor in the region is smaller than that of the high-purity or p'''' region conductor, and the thickness of each unit layer in the region is thin enough to allow electrons to pass through the region by tunneling effect. 2. A semiconductor device characterized in that a region in which holes, which are minority carriers, are injected and travels is a high purity (n+) region and a high purity or all low concentration (n−) region. regions are alternately repeated, and the sum of the electron affinity and energy gap of the semiconductor in the region is greater than that of the high purity or n-region semiconductor, and The thickness is
411FiR is a semiconductor device that has a thin structure so that holes can pass through the region due to the tunnel effect.
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