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JP2002158232A

Hetero bipolar transistor

Abstract

[Task] We provide a hetero-bipolar transistor with high characteristics such as current multiplication by suppressing the recombination current between the emitter and base while reducing the drive voltage using the SiGeC layer.

Solution.The Si substrate 10 has a first base region 12 composed of a Si collector embedded layer 11 and a SiGeC layer having a high C content, a second base region 13 composed of a SiGeC layer or a SiGe layer having a low C content, and an emitter region 14a. The Si cap layer 14 including the above is laminated. At least at the end of the second base region 13 on the side of the emitter region, the C content is set to less than 0.8%. This suppresses the formation of the recombination center due to C in the depletion layer of the emitter-base junction, maintains low voltage driveability, and improves electrical characteristics such as current multiplication by reducing the recombination current. Realize.

JP2002158232A, drawing sheet 1
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14 claims: 1 independent, 13 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板上に設けられ、Siを含む半導体材料からなる第1導電型のコレクタ領域と、 上記コレクタ領域の上に設けられ、C含有率が不均一であるSi 1-x-y Ge x C y 層(0<x<1,0≦y<1)からなる第2導電型のベース領域と、 上記ベース領域の上に設けられ、上記ベース領域との間でヘテロ接合を形成するSiを含む半導体材料からなる第1導電型のエミッタ領域とを備え、 上記ベース領域のうちC含有率が最大の部分は、上記エミッタ領域に隣接する領域とは離れていることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  2. 2
    【請求項2】 請求項1記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域の上記エミッタ領域に隣接する領域におけるC含有率が0.8%未満であることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  3. 3
    【請求項3】 請求項1又は2記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域の上記エミッタ領域に隣接する領域におけるC含有率が0.01%以上であることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  4. 4
    【請求項4】 請求項1~3のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 エミッタ・ベース接合部に形成される空乏層が、上記ベース領域のうち上記エミッタ領域に接する領域内に収まっていることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  5. 5
    【請求項5】 請求項1~4のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域のうち上記エミッタ領域に接する領域のGe含有率が一定であることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  6. 6
    【請求項6】 請求項1~5のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース層のうち上記エミッタ領域に隣接する領域以外の領域の少なくとも中央部は、均一なGe含有率を有することを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  7. 7
    【請求項7】 請求項1~6のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース層のうち上記エミッタ領域に隣接する領域の厚みが、5nm以上であることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  8. 8
    【請求項8】 請求項7記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース層のうち上記エミッタ領域に隣接する領域の厚みが、10nm以上であることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  9. 9
    【請求項9】 請求項1~8のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域のうち上記エミッタ領域に隣接する領域を除く残部の領域が、上記エミッタ領域から上記コレクタ領域に向かう方向にバンドギャップが小さくなるように構成されていることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  10. 10
    【請求項10】 請求項1~9のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域のうち上記エミッタ領域に隣接する領域を除く領域が、上記エミッタ領域から上記コレクタ領域に向かう方向にC含有率が増大する組成を有することを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  11. 11
    【請求項11】 請求項1~5のうちいずれか1つに記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記ベース領域は、上記コレクタ領域に隣接する領域を含む第1ベース領域と、上記エミッタ領域に隣接する領域を含む第2ベース領域とに分けられており、第1ベース領域の少なくとも第2ベース領域側端部のバンドギャップが上記第2ベース領域のバンドギャップと等しいか小さいことを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  12. 12
    【請求項12】 請求項11に記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記第1ベース領域の少なくとも第2ベース領域側端部と第2ベース領域とにおけるGe含有率の差をΔxとし、第1ベース領域の少なくとも第2ベース領域側端部と第2ベース領域とにおけるC含有率の差をΔyとしたときに、 Δx≧4.288Δy の関係があることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  13. 13
    【請求項13】 請求項12に記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記第1ベース領域のうち上記第2ベース領域側端部を除く領域では、第1ベース領域において第2ベース領域からコレクタ領域に向かう方向にバンドギャップが小さくなるように構成されていることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
  14. 14
    【請求項14】 請求項13に記載のヘテロバイポーラトランジスタにおいて、 上記第1ベース領域の少なくとも第2ベース領域側端部と第2ベース領域とにおけるGe含有率の差をΔxとし、第1ベース領域の少なくとも第2ベース領域側端部と第2ベース領域とにおけるC含有率の差をΔyとしたときに、 Δx≧4.288Δy の関係があることを特徴とするヘテロバイポーラトランジスタ。
Independent claims14