(57)【要約】【課題】所望のＩｎ組成が得られる状態で高濃度にＣがドープされたＩｎＧａＡｓＳｂからなるベース層により、遮断周波数，最大発振周波数，電流利得などの特性を低下させることなくＨＢＴの動作電圧を下げる。【解決手段】基板１０１の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層１０４と、ＩｎＧａＡｓＳｂからなり、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２が互いに接して複数積層された積層構造から構成されてコレクタ層１０４の上に形成されたｐ型のベース構造体１０５と、ベース構造体１０５の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層１０６とを備える。第１半導体層１５１は、炭素がドーピングされて、第２半導体層１５２より低いＩｎ組成および低いＳｂ組成とされ、 第２半導体層１５２は、第１半導体層１５１より炭素のドーピング量が少ない状態とされている。【選択図】  図１Ｈ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層を形成するコレクタ形成工程と、
ＩｎＧａＡｓＳｂからなる第１半導体層および第２半導体層が、互いに接して複数積層された積層構造から構成されて炭素をドーピングすることでｐ型とされたベース構造体を前記コレクタ層の上に形成するベース形成工程と、
前記ベース構造体の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層を形成するエミッタ形成工程と
を備え、
前記ベース形成工程では、
Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第１条件でＩｎＧａＡｓＳｂを前記コレクタ層の上に堆積して前記第１半導体層を形成する第１工程と、
前記第１工程に引き続いて、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第２条件でＩｎＧａＡｓＳｂを前記コレクタ層の上に堆積して前記第２半導体層を形成する第２工程と
を少なくとも備え、
前記第２条件は、前記第１条件に比較してハロメタン系の炭素ドーピング原料の供給量を少なくす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の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法において、
前記第１条件および前記第２条件は、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料の供給量を同一とす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の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法において、
前記炭素ドーピング原料は、四塩化炭素または四臭化炭素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の製造方法。
【請求項４】
基板の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層と、
ＩｎＧａＡｓＳｂからなり、第１半導体層および第２半導体層が互いに接して複数積層された積層構造から構成されて前記コレクタ層の上に形成されたｐ型のベース構造体と、
前記ベース構造体の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層とを備え、
前記第１半導体層は、炭素がドーピングされて、前記第２半導体層より低いＩｎ組成および低いＳｂ組成とされ、
前記第２半導体層は、前記第１半導体層より炭素のドーピング量が少ない状態とされている
ことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
【請求項５】
請求項４記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、
前記第１半導体層および前記第２半導体層は、Ｉｎの組成ｘとＳｂの組成ｙとの関係が、ｙ≦０．４９×（１−ｘ／０．５３）とされ、
前記第１半導体層および前記第２半導体層は、各々の層厚が１０ｎｍ以下とされている
ことを特徴とするヘテロ接合バイポーラトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素がドーピングされてｐ型とされたＩｎＧａＡｓＳｂからベース層を構成したヘテロ接合バイポーラトランジスタおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信の高速化、大容量化に対する要求が高まっており、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（Hetero-junction Bipolar Transistor；ＨＢＴ）などの高周波半導体トランジスタの性能向上が求められている。特に近年では、従来の高速化のトレンドの他に、集積回路レベルおよびデバイスレベルでの消費電力の低減が求められている。
【０００３】
これらのトランジスタは、抵抗率を１０7Ω・ｃｍ以上にまで高抵抗化したＦｅ添加ＩｎＰ基板を用い、この基板の上に格子整合するＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｌＡｓ，ＡｌＩｎＧａＡｓＳｂ，ＩｎＡｌＧａＰ，ＩｎＡｌＧａＡｓＰなどの材料を用い、有機金属化学気相成長法（ＭＯＶＰＥ）や分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）などの手法により作製された半導体層より構成されるのが一般である。
【０００４】
集積回路の低消費電力化には、ＨＢＴのベース層にバンドギャップの狭い（狭バンドギャップ）の材料を用いることが有効である。ＩｎＰ基板と比較的格子定数の近い、狭バンドギャップ材料として、ＩｎＧａＡｓＳｂおよびＩｎＡｌＧａＡｓＳｂがある。これらの材料は、従来よりＨＢＴのベース層として既に広く用いられているＩｎＧａＡｓと比較してもバンドギャップが小さい。このような狭バンドギャップ材料をＨＢＴのベース層に適用することで、ベース-エミッタ間の内臓電位が小さくなるため、トランジスタの動作電圧を下げることができる。従って、このようなＨＢＴを用いた機能性電気回路を作製した際、回路全体の消費電力低下が期待できる。
【０００５】
ところで、上述したＨＢＴにおいては、高周波特性を高めるために、高濃度にｎ型やｐ型にドーピングされたベース層が一般に用いられる。例えば、ＩｎＰ基板上に形成したｎｐｎ型のＨＢＴなどにおいては、ベース層には１０19ｃｍ-3以上の高濃度にｐ型ドープしたＩｎＧａＡｓやＧａＡｓＳｂなどの材料を用いるのが一般である。
【０００６】
従って、狭バンドギャップ材料であるＩｎＧａＡｓＳｂやＩｎＡｌＧａＡｓＳｂを上述したようにＨＢＴに適用するためには、高濃度ｐ型ドーピングが必要である。しかし、これらの四元以上の混晶材料系においては、高濃度ｐ型ドーピングを行い、高い正孔濃度を得ることが極めて難しい。この理由について、以下に説明する。
【０００７】
ＧａＡｓＳｂやＩｎＧａＡｓでは、広く一般的に用いられるｐ型ドーパントとしては炭素（Ｃ）が挙げられる。ＣはＩｎＧａＡｓＳｂやＩｎＡｌＧａＡｓＳｂにおいても同様にｐ型伝導を示すことが知られている。Ｃドーピングを行う原料としては、多くの場合、四塩化炭素（ＣＣｌ4）や四臭化炭素（ＣＢｒ4）などのハロメタン系原料が用いられる。
【０００８】
しかしハロメタン系原料は、原料中に塩素（Ｃｌ）や臭素（Ｂｒ）などのハロゲン元素が含まれるため、結晶成長の際に同時にエッチング反応が起こることが知られている。このエッチング効果により、結晶成長の際に半導体薄膜として取り込まれる固相の組成は、ドーピングを行っていない場合と比べて変動する。このようなエッチング効果による固相組成の変動は、半導体薄膜の固相組成の制御性や再現性を低下させる要因となりうる。
【０００９】
エッチング効果は、固相を構成する元素によって度合いが異なるが、ＩｎとＧａとで比較した場合は、Ｉｎの方がＧａよりもエッチング効果の影響を受けやすい（非特許文献１参照）。従って、ＩｎＧａＡｓＳｂにハロメタン系原料によってＣドーピングを行うと、固相Ｉｎ組成が減少してしまう。このため、Ｉｎ組成を所望の値とした状態で、高濃度にＣドーピングをおない、高い成功濃度を得ることが容易ではない。
【００１０】
また、多くのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体において、材料の混晶化により、ドーピングの効率が低下することが知られている。ＩｎＧａＡｓＳｂにおいても同様に、固相Ｉｎ組成がＩｎＧａＡｓとＧａＡｓＳｂの中間程度の領域、すなわち固相Ｉｎ組成ｘが０．２＜ｘ＜０．３程度の範囲に近づくにつれて、正孔濃度は著しく減少する。
【００１１】
Ｃ以外の元素を用いたドーピングの試みもなされている。例えば、ＭＢＥ法によりベリリウム（Ｂｅ）ドーピングを行うことで、１０19ｃｍ-3程度の高い正孔濃度のＩｎＧａＡｓＳｂ薄膜が形成されたことが報告されている。また、ドーパントとして亜鉛（Ｚｎ）を用いる方法も考えられる。
【００１２】
しかし、これらの材料はいずれもＩＩ族の元素であり、ドーピングによってＩＩＩ族であるＩｎおよびＧａのサイトに入る。このため、Ｖ族サイトに入るＣを用いる場合と比べて、ドーピングした元素が半導体層中を拡散しやすく、特に半導体層のヘテロ接合界面の急峻性などを低下させ、所望のトランジスタ特性が得られない場合がある。また、これらのドーピング元素の拡散の影響により、トランジスタの長期的な信頼性が劣化してしまう場合もある。さらに、Ｚｎに関しては、半導体薄膜を形成する結晶成長装置の内部（成膜室）に残存し、例えば、亜鉛をドープしない半導体薄膜の形成に影響を及ぼす場合がある。
【００１３】
上述したように、ベース層の材料として、均一組成のＩｎＧａＡｓＳｂまたはＩｎＡｌＧａＡｓＳｂ混晶を用いる場合、高固相Ｉｎ組成および高ドーピング濃度を同時に得ることが困難であり、これらの適用により、最大発信周波数などのトランジスタの他の特性を損なうことなくＨＢＴの動作電圧を小さくするのは難しい。このため、ＨＢＴの層構造に半導体超構造を導入することで、バンドエンジニアリングを行う手法が報告されている。この半導体超構造について以下で説明する。
【００１４】
例えば、ＧａＡｓ基板上にＨＢＴを形成する場合において、ＩｎＧａＡｓとＧａＡｓの超格子によるベース層を適用することにより、ＨＢＴの動作電圧を低減する手法が報告されている。この場合、ベース層にｐ型のＧａＡｓを用いる代わりに、Ｉｎ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＧａＡｓの超格子を用いることで、ベース層の平均的なバンドギャップを小さくし、通常のＧａＡｓベースＨＢＴと比較して、小さな動作電圧を実現している（非特許文献２参照）。
【００１５】
上記の方法をＩｎＰ基板上のＨＢＴについても同様に適用することができる。例えば、均一組成のＩｎＧａＡｓＳｂを成長する代わりに、ＩｎＰに格子整合するＩｎ0.53Ｇａ0.47ＡｓとＧａＡｓ0.51Ｓｂ0.49を交互に成長すれば、実効的にはそれらの平均組成Ｉｎ0.265Ｇａ0.735Ａｓ0.755Ｓｂ0.245の半導体層が得られる。この方法では、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓのバンドギャップが０．７４ｅＶであり、ＧａＡｓ0.51Ｓｂ0.49のバンドギャップが０．７８ｅＶであるため、平均的なバンドギャップは大きく変化しない。
【００１６】
しかし、一方でＩｎ0.53Ｇａ0.47ＡｓおよびＧａＡｓ0.51Ｓｂ0.49は、伝導帯および価電子帯の両者に負のオフセットを持つタイプＩＩのバンド構造を持っている。この場合、伝導帯のオフセットは、低温では３６０ｍｅＶと報告されている。このため、各々の層の厚さが１０ｎｍ以下程度まで十分薄く設定されていれば、伝導帯端および価電子帯端の各々の平均的なエネルギ値は、各々の平均値となるため、実効的には、各材料を単層で形成する場合よりも、バンドギャップは小さくなる（非特許文献３参照）。
【００１７】
しかし、上述した構造の場合、ＩｎＧａＡｓを成長した後にＧａＡｓＳｂを成長する段階、ＧａＡｓＳｂを成長した後にＩｎＧａＡｓを成長する段階で、各々の層の界面を形成する際に、原料の供給切り替えが理想的に行われなければ、界面形成に伴って再結合中心などを導入してしまう。このように再結合中心が導入されると、ＨＢＴにおいては、エミッタ層から注入された電子がベース層で再結合するのを促進してしまい、電流利得が大きく減少してしまう。また、ベース層の伝導帯端のエネルギ差が大きく異なる２つの材料を用いているので、超格子などを形成する場合、伝導帯ポテンシャルエネルギの変動が少数キャリアである電子に及ぼす影響は大きく、高周波特性が損なわれる可能性があり、注意が必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】K. Tateno et al., "Carbon Doping and Etching in GaxIn1-xAsyP1-y on GaAs Substrates Using CBr4 by Metalorganic Chemical Vapor Deposition", Journal of Electronic Materials, vol.28, pp.63-68, 1999.
【非特許文献２】R.Driad et al., "InP-based heterojunction bipolar transistors with InGaAs/GaAs strainedlayer-superlattice",APPLIED PHYSICS LETTERS, vol.98,043503, 2011.
【非特許文献３】J. Hu et al., "Type II photoluminescence and conduction band offsets of GaAsSb/InGaAs and GaAsSb/InP heterostructures grown by metalorganic vapor phase epitaxy", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol.73, no.19, pp.2899-2801, 1998.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
以上に説明したように、まず、ＨＢＴやＦＥＴなどのトランジスタにおいて、必要な層のドーピング濃度が不十分であると、抵抗が高くなり、デバイスの高周波特性が低下してしまう場合がある。特にＨＢＴにおいては、ベース層が十分高い正孔濃度を有していないと、ベース層のシート抵抗が増大し、高い最大発振周波数が得られない。
【００２０】
しかしながら、ＩｎＧａＡｓＳｂなどのような混晶材料においては、ドーピング効率が著しく低下してしまうため、高濃度ドーピングが難しいという問題がある。上述したように、ドーピング原料にハロメタン系原料を用いＣをドーピングする場合、エッチング効果によりＩｎＧａＡｓＳｂの固相組成制御が難しい。特にＧａとＩｎとでは、Ｉｎの方がエッチング効果が大きいことから、Ｉｎ組成が低下してしまい、高Ｉｎ組成ＣドープＩｎＧａＡｓＳｂを得るのが難しい。
【００２１】
また前述したように、Ｃ以外のドーパントを用いる手法も考えられるが、ＩＩＩ族サイトに入るドーパントは固相中の元素の拡散が起こりやすく、界面急峻性の劣化およびデバイスの長期的な信頼性の低下が引き起こされる。またＺｎをドーパントとして用いる場合は、成膜室内などにおけるＺｎの残存により、成膜における環境が変動してしまうという別の問題も発生する場合がある。
【００２２】
このように、均一な半導体層を形成する手法では、トランジスタ特性を犠牲にせずに、ＨＢＴの動作電圧を下げることが難しい。このため、半導体超格子をＨＢＴのベース層に適用することで、ＨＢＴの動作電圧を下げる方法が考えられるが、各半導体層の界面形成が適切に行われないと、再結合中心などをベース層内に導入してしまい、電流利得が著しく低下する。従って、このような、ＨＢＴの動作電圧を低減する効果が得られ、かつ簡便に形成できる半導体超格子、およびその形成方法が必要となる。
【００２３】
原料供給の変調により、擬似混晶化させる手法などを、高周波特性を犠牲にせずに動作電圧の低減を行うために、ヘテロ接合バイポーラトランジスタに適用する場合、単に実効的な固相Ｉｎ組成を増加させるだけでは、デバイス特性を損なう可能性がある。例えば、ベース層の伝導帯端のエネルギ差が大きく異なる２つの材料を用いて超格子などを形成する場合、伝導帯ポテンシャルエネルギの変動が少数キャリアである電子に及ぼす影響は大きく、高周波特性が損なわれる可能性がある。
【００２４】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、所望のＩｎ組成が得られる状態で高濃度にＣがドープされたＩｎＧａＡｓＳｂからなるベース層により、遮断周波数，最大発振周波数，電流利得などの特性を低下させることなくＨＢＴの動作電圧を下げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法は、基板の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層を形成するコレクタ形成工程と、ＩｎＧａＡｓＳｂからなる第１半導体層および第２半導体層が、互いに接して複数積層された積層構造から構成されて炭素をドーピングすることでｐ型とされたベース構造体をコレクタ層の上に形成するベース形成工程と、ベース構造体の上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層を形成するエミッタ形成工程とを備え、ベース形成工程では、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第１条件でＩｎＧａＡｓＳｂをコレクタ層の上に堆積して第１半導体層を形成する第１工程と、第１工程に引き続いて、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第２条件でＩｎＧａＡｓＳｂをコレクタ層の上に堆積して第２半導体層を形成する第２工程とを少なくとも備え、第２条件は、第１条件に比較してハロメタン系の炭素ドーピング原料の供給量を少なくする。
【００２６】
上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法において、第１条件および第２条件は、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料の供給量を同一として行えばよい。また、炭素ドーピング原料は、四塩化炭素または四臭化炭素であればよい。
【００２７】
本発明に係るヘテロ接合バイポーラトランジスタは、基板の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層と、ＩｎＧａＡｓＳｂからなり、第１半導体層および第２半導体層が互いに接して複数積層された積層構造から構成されてコレクタ層の上に形成されたｐ型のベース構造体と、ベース構造体の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層とを備え、第１半導体層は、炭素がドーピングされて、第２半導体層より低いＩｎ組成および低いＳｂ組成とされ、 第２半導体層は、第１半導体層より炭素のドーピング量が少ない状態とされている。
【００２８】
上記ヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいて、第１半導体層および第２半導体層は、Ｉｎの組成ｘとＳｂの組成ｙとの関係が、ｙ≦０．４９×（１−ｘ／０．５３）とされ、第１半導体層および第２半導体層は、各々の層厚が１０ｎｍ以下とされていればよい。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したことにより、本発明によれば、所望のＩｎ組成が得られる状態で高濃度にＣがドープされたＩｎＧａＡｓＳｂからなるベース層により、遮断周波数，最大発振周波数，電流利得などの特性を低下させることなくＨＢＴの動作電圧を下げることができるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｆ】図１Ｆは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｇ】図１Ｇは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図１Ｈ】図１Ｈは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、ハロメタン系原料を用いて成長したＩｎＧａＡｓＳｂにおける固相組成を説明する説明図である。
【図３】図３は、熱平衡状態におけるＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＳｂ、および、第１半導体層１５１，第２半導体層１５２のバンド関係を示したバンド図である
【図４】図４は、本発明の実施の形態におけるＨＢＴの積層方向のバンド構造について説明するためのバンド図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１Ａ〜図１Ｈは、本発明の実施の形態におけるヘテロ接合バイポーラトランジスタの製造方法を説明する途中工程における状態を模式的に示す断面図である。
【００３２】
まず、図１Ａに示すように、例えば、鉄をドープすることで高抵抗とされたＩｎＰからなる基板１０１を用意し、基板１０１の上に、ＩｎＰからなるバッファ層１０２，高濃度にｎ型不純物が導入されたＩｎＰからなるサブコレクタ層１０３を形成する。次に、図１Ｂに示すように、サブコレクタ層１０３の上に、アンドープのＩｎＰからなるＩｎＰ層１０４ａを形成する。ＩｎＰ層１０４ａは、コレクタとなる。これらは、例えば、公知の有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長することで形成すればよい。また、後述する各半導体層についても同様である。
【００３３】
次に、図１Ｃ，図１Ｄに示すように、コレクタ層１０４ａの上に、ＩｎＧａＡｓＳｂからなる第１半導体層１５１および第２半導体層１５２が、互いに接して複数積層された積層構造１０５ａを形成する。積層構造１０５ａはベースとなる。まず、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第１条件でＩｎＧａＡｓＳｂをＩｎＰ層１０４ａの上に堆積して第１半導体層１５１を形成する。次いで、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料を供給することを含む第２条件でＩｎＧａＡｓＳｂをＩｎＰ層１０４ａ（第１半導体層１５１）の上に堆積して第２半導体層１５２を形成する。これらを所望の回数繰り返すことで、積層構造１０５ａが形成できる。
【００３４】
ここで、積層構造１０５ａの形成では、ハロメタン系の炭素ドーピング原料を用いることで、ベースとなる積層構造１０５ａにおけるｐ型を実現する。例えば、有機金属気相成長法において、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料に加え、ハロメタン系の炭素ドーピング原料を供給することで、ｐ型のＩｎＧａＡｓＳｂが形成できる。また、上述した第２条件は、第１条件に比較してハロメタン系の炭素ドーピング原料の供給量を少なくする。例えば、第２条件では、炭素ドーピング原料の供給量を０としてもよい。なお、積層構造１０５ａにおいては、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２は、交互に積層すればよく、積層の順は入れ替わってもよい。
【００３５】
また、Ｉｎ原料としては、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）があり、Ｇａ原料としては、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）があり、Ａｓ原料としては、アルシン（ＡｓＨ3）があり、Ｓｂ原料としては、トリメチルアンチモン（ＴＭＳｂ）がある。また、ハロメタン系の炭素ドーピング原料としては、ＣＢｒ4がある。
【００３６】
次に、図１Ｅに示すように、積層構造１０５ａの上に、アンドープのＩｎＰからなるＩｎＰ層１０６ａを形成し、図１Ｆに示すように、ＩｎＰ層１０６ａの上に、高濃度にｎ型不純物が導入されたＩｎＧａＡｓからなるｎ+−ＩｎＧａＡｓ層１０７ａを形成する。また、ｎ+−ＩｎＧａＡｓ層１０７ａの上に、例えばスパッタ法および真空蒸着法などにより、金属を堆積して電極金属層１０８ａを形成する。ＩｎＰ層１０６ａは、エミッタとなり、ｎ+−ＩｎＧａＡｓ層１０７ａは、エミッタ電極接続のためのコンタクトキャップとなり、電極金属層１０８ａは、エミッタ電極となる。
【００３７】
次に、公知のリソグラフィ技術およびエッチング技術により電極金属層１０８ａ，ｎ+−ＩｎＧａＡｓ層１０７ａ，およびＩｎＰ層１０６ａをメサ形状にパタニングしてエミッタメサを形成する。次いで、積層構造１０５ａおよびＩｎＰ層１０４ａを、平面視でエミッタメサより広いメサ形状にパタニングし、コレクタメサを形成する。これらのことにより、図１Ｇに示すように、サブコレクタ層１０３の上にコレクタ層１０４，ベース構造体１０５が形成され、ベース構造体１０５の上に、エミッタ層１０６，コンタクトキャップ層１０７が形成され、コンタクトキャップ層１０７の上にエミッタ電極１０８が形成された状態が得られる。
【００３８】
次に、図１Ｈに示すように、エミッタメサの周囲のベース構造体１０５に接続するベース電極１０９を形成し、コレクタメサの周囲のサブコレクタ層１０３に接続するコレクタ電極１１０を形成する。以上のことにより、ヘテロ接合バイポーラトランジスタが得られる。
【００３９】
上述したヘテロ接合バイポーラトランジスタは、基板１０１の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のコレクタ層１０４と、ＩｎＧａＡｓＳｂからなり、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２が互いに接して複数積層された積層構造から構成されてコレクタ層１０４の上に形成されたｐ型のベース構造体１０５と、ベース構造体１０５の上に形成されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるｎ型のエミッタ層１０６とを備える。
【００４０】
ここで、上述したように、ハロメタン系の炭素ドーピング原料を用いてｐ型とし、第１半導体層１５１の形成（成長）では、第２半導体層１５２の場合に比較してハロメタン系の炭素ドーピング原料の供給量を多くしている。この結果、第１半導体層１５１は、炭素がドーピングされて、第２半導体層１５２より低いＩｎ組成および低いＳｂ組成とされ、 第２半導体層１５２は、第１半導体層１５１より炭素のドーピング量が少ない状態とされたものとなる。
【００４１】
次に、上述した第１半導体層および第２半導体層の形成について、より詳細に説明する。はじめに、ＩｎＧａＡｓＳｂにおけるハロメタン系材料による炭素ドープによる固相中のＩｎ組成の変化について説明する。まず、ＩｎＧａＡｓＳｂに対してハロメタン系原料によって単純にＣドープを行った実験の結果について説明する。この実験では、結晶成長を減圧ＭＯＣＶＤ法により行い、原料にはＴＥＧａ、ＴＭＩｎ、ＡｓＨ3、ＴＭＳｂを用いた。また、ドーピング原料にはＣＢｒ4を用いた。また、原料の供給モル比は、全Ｖ族元素の供給モル流量が、全ＩＩＩ族元素の供給モル流量よりも大きくなるような条件で行った。
【００４２】
上述した実験の結果、ドーピング原料を供給しない場合、固相におけるＩｎ組成は、ＩＩＩ族原料供給比の増大に対して比例的に増大する傾向にあった。このような傾向は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶の結晶成長においては一般的に得られる。これに対し、ドーピング原料を供給した場合、ＩＩＩ族原料供給比に対して固相におけるＩｎ組成は比例関係ではなく、Ｉｎがほとんど固相に取り込まれない領域が存在した。特に、ＩＩＩ族原料供給比が小さい領域では、固相Ｉｎ組成が０．１より小さくなり、Ｉｎが含まれない状態で薄膜が形成される場合があることが判明した。
【００４３】
これは、ドーピング原料であるＣＢｒ4の分解過程で生じるＢｒが、ＩｎＧａＡｓＳｂに対してエッチング効果を持っており、エッチングの度合いが、Ｉｎの方がＧａよりも大きいためである。ＣＢｒ4などのハロメタン系の炭素ドーピング原料を導入すると、エッチング効果が発現され、このエッチング過程においてＩｎの脱離量がＧａよりも多くなる。この結果として、固相のＩｎ組成がドーピングを行っていない場合よりも小さくなる。
【００４４】
このような現象は、Ｃドーピングに用いる原料が、形成する半導体層に対してエッチング効果を持っていれば本質的に起こりうる現象である。例えば多くのハロメタン系原料は、Ｃドーピングの原料として用いることができ、かつ同様のエッチング効果が起こりうる。
【００４５】
次に、ハロメタン系の炭素ドーピング原料の供給量変化に対するＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成の変化について調査した結果について説明する。ＣＢｒ4の供給量を変化させた２つの条件における、ＩＩＩ族原料の供給比に対するＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成の変化を調査した。一方の条件に対して他方の条件では、ドーピング原料の供給量を１．５倍に増大させた。ドーピング原料供給量を増大させると、Ｉｎがほとんど固相中に取り込まれない状態が、広いＩＩＩ族供給原料比の領域に対して発生していることが判明した。
【００４６】
次に、単純にＣＢｒ4を供給してＩｎＧａＡｓＳｂを結晶成長した場合の、正孔濃度と固相Ｉｎ組成との関係について調査した結果について説明する。ドーピング原料供給量が一定の場合、固相Ｉｎ組成の増大に伴い正孔濃度は著しく低下した。また、半導体薄膜形成時のドーピング原料供給量を１．５倍に増大させても、正孔濃度を大幅に増大させることはできなかった。一方、固相Ｉｎ組成が小さい条件では、正孔濃度は、同様の条件で成長したＩｎを含まないＧａＡｓＳｂの場合と同程度の比較的高い値が維持された。
【００４７】
以上に説明したように、Ｉｎ原料，Ｇａ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料に加え、ハロメタン系のＣドーピング原料を供給し、ＩｎＧａＡｓＳｂを結晶成長させようとする場合、Ｃドーピング原料の供給量を増加させると、成長している膜中のＩｎ組成を所望とする状態にすることができない場合が存在することが判明した。言い換えると、単純にＣドーピング原料を供給する結晶成長では、高い正孔濃度と所望とするＩｎ組成とを同時に得ることができない。
【００４８】
次に、ＩｎＧａＡｓＳｂにおいて、高い正孔濃度と所望とするＩｎ組成とを同時に得ることができる原料供給について説明する。まず、各原料の供給について説明する。供給する原料は、Ｇａ原料，Ｉｎ原料，Ａｓ原料，Ｓｂ原料，およびドーピング原料である。
【００４９】
まず、第１時刻において、Ｇａ原料，Ｉｎ原料，Ａｓ原料，Ｓｂ原料，およびドーピング原料の供給を開始し、半導体基板の上に対する成膜を開始する。ここで、ＩＩＩ族元素の原料であるＧａ原料およびＩｎ原料の供給比は、前述したドーピング原料を供給した状態ではＩｎがほとんど取り込まれない範囲内を選ぶ。次いで、第２時刻において、ドーピング原料の供給を停止し、この状態を第３時刻まで継続する。この第１時刻から第３時刻までの周期の間、ドーピング原料以外のＧａ原料，Ｉｎ原料，Ａｓ原料，およびＳｂ原料の供給量は変化させない。
【００５０】
第１時刻から第３時刻までの周期の中で、第１時刻から第２時刻の間は、ドーピング原料を供給しているので、成長している層中（固相）にほとんどＩｎは取り込まれないが、一方で高濃度にＣがドープされて高い正孔濃度が得られる。次に、第２時刻から第３時刻の間は、ドーピング原料が供給されていないので、原料ＩＩＩ族供給比とほぼ比例した状態のＩｎ組成で、ＩｎＧａＡｓＳｂ層が得られ、一方で炭素はほぼアンドープの状態となる。このようにすることで、高濃度にＣがドープされて低Ｉｎ組成の第１半導体層が第１時刻から第２時刻の間に形成され、ノンドープで所望のＩｎ組成の第２半導体層が第２時刻から第３時刻の間に形成される。このような第１時刻から第３時刻までの間隔を１周期とし、同様にしてドーピング原料供給の停止および開始を繰り返す。
【００５１】
以上のシーケンスに従ってって成膜することで、図１Ｄの断面図に示すように、Ｃがドープされて高い正孔濃度が得られたｐ型のＩｎＧａＡｓＳｂからなる積層構造１０５ａが、ＩｎＰ層１０４ａの上に形成される。ＩｎＰ層１０４ａの上には、高濃度にＣがドープされて低Ｉｎ組成の第１半導体層１５１と、例えばノンドープで所望のＩｎ組成の第２半導体層１５２とが、交互に積層されて積層構造１０５ａが構成されている。
【００５２】
ところで、上述した積層構造１０５ａを形成するシーケンスの説明では、ドーピング原料の供給を、成膜開始と同時に開始し、途中でドーピング原料の供給を停止したが、これに限るものではなく、成膜開始時にはドーピング原料の供給はせず、１つの周期の中の途中からドーピング原料の供給を開始してもよい。例えば、第１時刻では、ドーピング原料の供給を開始せず、第２時刻でドーピング原料の供給を開始し、第３時刻でドーピング原料の供給を停止してもよい。このようにしても上述同様に、所望とするＩｎ組成で、高い正孔濃度のＩｎＧａＡｓＳｂからなる積層構造１０５ａが得られる。
【００５３】
また、上述では、ドーピング原料の供給を停止し、また、各周期を等しい時間としたが、これに限るものではない。例えば、第２時刻から第３時刻にかけては、ドーピング原料の供給を停止するのではなく、ドーピング原料の供給量を低下（変化）させるようにしてもよい。また、各時刻の間の間隔を変化させるようにしてもよい。
【００５４】
次に、上述したハロメタン系原料を用いて成長したＩｎＧａＡｓＳｂにおける固相組成について図２を用いて説明する。図２において、横軸は、ＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成を示し、縦軸は、固相Ｓｂ組成を示している。また、図２中の点線２０１は、ＩｎＰと格子整合するＩｎＧａＡｓＳｂの組成を示している。
【００５５】
前述したように、ＩｎＧａＡｓＳｂにおいては、ハロメタン系原料の供給により、固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成が減少する。第２半導体層１５２の固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成を、図中の点２０４で示すと、第１半導体層１５１の固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成は、ともに第２半導体層１５２より小さい点２０３で表される位置となる。ハロメタン系原料の供給量に対する固相組成の変動はほぼ線形であるので、点２０３の位置は、ハロメタン系原料の供給量の変化に伴い、図中の矢視線の上を移動することになる。
【００５６】
この矢視線の傾き、およびハロメタン系原料の供給量の変化に対する振る舞いは、実際の成長条件や成長する系に依存する。いずれにしても、ハロメタン系原料の供給により、固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成ともに減少するので、第２半導体層１５２の固相組成を点２０４としたとき、第１半導体層１５１の固相組成（点２０３）は、図中の灰色の領域２０４内に存在するものとなる。
【００５７】
上述した形成方法により形成される積層構造１０５ａの固相Ｉｎ組成は、第１半導体層１５１の層厚、第２半導体層１５２の層厚、固相Ｉｎ組成ｘ１、ｘ２との比で決まる。例えば、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の層厚を等しく設定すれば、積層構造１０５ａの固相Ｉｎ組成は、単純にｘ＝（ｘ１＋ｘ２）／２で表される。
【００５８】
同様に、形成される積層構造１０５ａの固相Ｓｂ組成は、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の各々の層厚と、固相Ｓｂ組成ｙ１およびｙ２の比で決まる。第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の層厚が等しければ、単純にｙ＝（ｙ１＋ｙ２）／２で表される。
【００５９】
上述したように、単純にハロメタン原料の供給制御により、固相Ｉｎ組成を制御することが容易に実現することができ、かつ高い正孔濃度を得ることができる。また、通常、このような２種の層を交互に積層する手法は、一方の層から他方の層へ切り替わる際に、原料の供給の切り替えが適切になされないと、結晶欠陥などを導入してしまい、特性を著しく低下させてしまう。これに対し、上述した積層構造１０５ａの作製では、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の２つの層を、単にハロメタン系原料の供給量を変化させ、他の原料については一定とする供給方法を行うことにより簡単に得ることができる。
【００６０】
次に、実施の形態１におけるＨＢＴの効果について説明する。図３は、熱平衡状態におけるＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＳｂ、および、第１半導体層１５１，第２半導体層１５２のバンド関係を示したバンド図である。なお、ＩｎＧａＡｓおよびＧａＡｓＳｂは、ＩｎＰに格子整合する組成としており、ＩｎＧａＡｓの固相Ｉｎ組成は０．５３であり、またＧａＡｓＳｂの固相Ｓｂ組成は、０．４９である。
【００６１】
上述したＩｎＧａＡｓの層とＧａＡｓＳｂの層とを、各々等しい厚さで交互に積層した場合、最終的に形成される積層構造体は、実効的には各層の平均組成であるＩｎ0.265Ｇａ0.735Ａｓ0.755Ｓｂ0.245となる。一般的には、超格子層を形成し、平均的なバンドギャップを小さくしようと試みた場合、このような２つの材料を用いる。
【００６２】
半導体層（積層構造）の価電子帯端エネルギは、固相Ｖ族材料の組成の影響を大きく受け、この系では、Ｓｂ組成が大きいほど、価電子帯端のエネルギが高い。一方バンドギャップは、Ｉｎ組成およびＳｂ組成が大きいほど小さくなる。上述したＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓは、ＩｎＰと正の伝導帯端のエネルギ差を持つ材料であり、低温では伝導帯エネルギ差はおよそ１８０ｍｅＶとされている。一方、ＩｎＰに格子整合するＧａＡｓＳｂは、ＩｎＰと負の伝導帯端のエネルギ差を持つ材料であり、伝導帯エネルギ差は、低温ではおよそ−１８０ｍｅＶとされている。
【００６３】
従って、ＩｎＧａＡｓとＧａＡｓＳｂの２つの材料の伝導帯端のエネルギ差は、２つの材料の合計となり、およそ３６０ｍｅＶである。この値は、室温において若干小さくなるが、依然として数百ｍｅＶの伝導帯端のエネルギ差は存在する。一方、室温でのバンドギャップエネルギはそれぞれ、０．７４ｅＶ、および０．７８ｅＶである。このため、図３に示したような伝導帯および価電子帯の位置関係となる。
【００６４】
上述した構成に対し、第１半導体層１５１におけるＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成ｘ１、固相Ｓｂ組成ｙ１と、第２半導体層１５２におけるＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成ｘ２、固相Ｓｂ組成ｙ２とは、前述したように、各々ｘ１＜ｘ２およびｙ１＜ｙ２の関係にある。例えば、固相組成として、第１半導体層１５１の固相Ｉｎ組成を、０．１程度とし、第２半導体層１５２の固相Ｉｎ組成を０．４程度とすれば、形成される積層構造１０５ａの固相Ｉｎ組成は、平均である０．２５程度となり、ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓとＧａＡｓＳｂを用いた場合と、同程度の固相Ｉｎ組成が実現される。
【００６５】
しかし、ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓおよびＧａＡｓＳｂを用いた場合とは異なり、積層構造１０５ａは、第１半導体層１５１が、第２半導体層１５２に比べて、固相Ｉｎ組成も固相Ｓｂ組成もともに小さいために、バンドギャップは第２半導体層１５２の方が小さい。しかし、第１半導体層１５１の方が固相Ｓｂ組成が小さいために、価電子帯端のエネルギは第２半導体層１５２の方が高い。
【００６６】
このことから、積層構造１０５ａでは、伝導帯および価電子帯の位置関係が、図３に示した通り、ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓおよびＧａＡｓＳｂを用いた場合に比べ、２つの層の間の伝導帯のエネルギ差が小さくなる。
【００６７】
次に、実施の形態におけるＨＢＴのバンド構造について図４を用いて説明する。図４において、（ｂ）は、図３を用いて説明したＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓおよびＧａＡｓＳｂを用いた積層構造をベースとした場合のＨＢＴにおけるバンド構造を示している。また、図４において、（ａ）は、実施の形態のＨＢＴにおけるバンド構造を示している
【００６８】
図３を用いて説明した理由により、ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓとＧａＡｓＳｂを交互に積層した積層構造体をベースとすると、図４の（ｂ）に示すように、ベース層内での伝導帯および価電子帯の不連続量が極めて大きいバンド図となる。これに対し、実施の形態における第１半導体層１５１と第２半導体層１５２を交互に積層した積層構造１０５ａをベースとしたＨＢＴのバンド構造は、図４の（ａ）に示すよう、価電子帯端の不連続量は大きいが、伝導帯端の不連続量は、第２半導体層１５２のバンドギャップが小さくなったおかげで、図４の（ｂ）に示す状態のＨＢＴよりも小さくなる。
【００６９】
図４の（ｂ）に示すように、ベース内における伝導帯の不連続量が大きいと、ベースを走行する電子は、伝導帯端の大きな不連続のポテンシャル変化を強く受けることになり、ＨＢＴの動作速度が低下する。これに対し、実施の形態におけるＨＢＴは、図４の（ａ）に示すバンド構造を有していることにより、伝導帯端の不連続量が小さく、従ってベースを走行する電子が感じるポテンシャル変化も小さくてすむ。このため、実施の形態によれば、ＨＢＴの動作速度を低下させずに、ＨＢＴを低電圧動作化させることができる。
【００７０】
次に、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２における他の条件について説明する。例えば、第１半導体層１５１の固相Ｉｎ組成ｘ１と固相Ｓｂ組成ｙ１は、「ｙ１≦０．４９×（１−ｘ１／０．５３）」の領域とする。また、第２半導体層１５２の固相Ｉｎ組成ｘ２と固相Ｓｂ組成ｙ２は、「ｙ２≧０．４９×（１−ｘ２／０．５３）」の領域とする。さらに、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の層厚は、１０ｎｍ以下とする。
【００７１】
上述した実施の形態におけるＨＢＴを構成するベース構造体１０５となる積層構造１０５ａを構成する第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成の関係は、ｘ１＜ｘ２およびｙ１＜ｙ２である。また、実質的に、実施の形態におけるＨＢＴを構成する各層は、ＩｎＰ基板を用いて成長させている。
【００７２】
ここで、図２によれば、ＩｎＰに格子整合するＩｎＧａＡｓＳｂの固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成は、ＧａＡｓＳｂから、固相Ｉｎ組成が増大するにつれて、固相Ｓｂ組成が減少する。従って、第１半導体層１５１と第２半導体層１５２のいずれかを、ＩｎＰ格子整合する組成に設定したとしても、他方の半導体層は、格子整合する組成に設定することができない。もし、ＩｎＰに格子整合していない半導体層の層厚が、臨界膜厚を超えると、よく知られているように、ひずみの緩和に伴い結晶欠陥が導入され、再結合中心密度が増大し、所望の特性が得られない場合がある。ＨＢＴにおいては、ベース内での再結合電流が増大するため、電流利得が減少する場合がある。
【００７３】
これに対し、上述したように、第１半導体層１５１の固相Ｉｎ組成ｘ１と固相Ｓｂ組成ｙ１は、「ｙ１≦０．４９×（１−ｘ１／０．５３）」の領域とし、第２半導体層１５２の固相Ｉｎ組成ｘ２と固相Ｓｂ組成ｙ２は、「ｙ２≧０．４９×（１−ｘ２／０．５３）」の領域とするこことで、第１半導体層１５１は引っ張りひずみを受け、第２半導体層１５２は圧縮ひずみを受けることになる。このように、圧縮ひずみと引っ張りひずみとを、互いのひずみを補償するように交互になるように、固相組成を設定することで、格子不整合状態で臨界膜厚を超えることよる問題を回避することができる。
【００７４】
さらに、第１半導体層１５１および第２半導体層１５２の層厚を１０ｎｍ以下とし、各々の層の固相Ｉｎ組成および固相Ｓｂ組成における臨界膜厚を超えないように設定することで、ＨＢＴにおいては、電流利得を低下させることなく、動作電圧を下げることができる。
【００７５】
次に、実際に作製したＨＢＴの特性について述べる。本発明の効果を実証するために、ｎ型サブコレクタ、アンドープＩｎＰコレクタ、ｐ型ベース、アンドープＩｎＰエミッタ層、ｎ型キャップ層からなるＨＢＴを作製した。ｐ型ベースは、第１半導体層および第２半導体層が交互に積層された積層構造としている。また、デバイスの対称性を確保するため、コレクタの側より第２半導体層から開始して作製し、第２半導体層および第１半導体層を５層ずつ交互に成長した後に、最後に第２半導体層を成長した。
【００７６】
第１半導体層および第２半導体層の層厚は、２ｎｍとした。また、第１半導体層のドーピング濃度は１０19ｃｍ-3とした。第２半導体層の固相Ｉｎ組成ｘ２はおよそ０．３であり、第１半導体層の固相Ｉｎ組成ｘ１はほぼ０である。第２半導体層の固相Ｓｂ組成ｙ２は、おおよそ０．４に設定し、第１半導体層の固相Ｓｂ組成ｙ１は、０．４よりも小さい値とした。
【００７７】
上述した構成とした本発明におけるＨＢＴは、ＧａＡｓＳｂをベース層とする従来構造のＨＢＴよりも、動作する電圧、すなわちコレクタ電流の立ち上がりが早かった。このように、本発明のＨＢＴによれば、より低い電圧で動作することが確認された。
【００７８】
以上に説明したように、本発明によれば、ベースを、ＩｎＧａＡｓＳｂからなり、第１半導体層および第２半導体層が互いに接して複数積層された積層構造から構成されてコレクタ層の上に形成されたｐ型のベース構造体から構成し、第１半導体層は、炭素がドーピングされて、第２半導体層より低いＩｎ組成および低いＳｂ組成とされ、 第２半導体層は、第１半導体層より炭素のドーピング量が少ない状態とされているようにした。この結果、所望のＩｎ組成が得られる状態で高濃度にＣがドープされたＩｎＧａＡｓＳｂからなるベース層により、遮断周波数，最大発振周波数，電流利得などの特性を低下させることなくＨＢＴの動作電圧を下げることができる。
【００７９】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、上述では、主に、ドーピング原料としてＣＢｒ4を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。Ｉｎ、Ｇａ、Ａｓ，Ｓｂを含む混晶系材料に対するエッチング効果は、ハロゲン系元素に起因するものであり、例えばＣＣｌ4などの他のハロメタン原料を用いても同様である。
【００８０】
また、第１半導体層および第２半導体層の層厚および繰り返し数は、前述した実施の形態に限るものではない。ベース構造体における少数キャリアの輸送特性が最大限引き出せる層厚および繰り返し数を適宜に設定して用いればよい。また、第１半導体層の成長と第２半導体層の成長との間において、急峻にドーピング原料の供給量を変更したが、これに限るものではない。例えば、第１半導体層の成長から第２半導体層の成長への移行において、徐々にドーピング原料の供給量を減少させるようにしてもよく、徐々にドーピング原料の供給量を増加させるようにしてもよい。また、第１半導体層の成長と第２半導体層の成長との繰り返しにおいて、ドーピング原料の供給量が、時間の変化に対して正弦波のように変化する状態としてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１０１…基板、１０２…バッファ層、１０３…サブコレクタ層、１０４…コレクタ層、１０４ａ…ＩｎＰ層、１０５…ベース構造体、１０５ａ…積層構造、１０６…エミッタ層、１０６ａ…ＩｎＰ層、１０７…コンタクトキャップ層、１０７ａ…ｎ+−ＩｎＧａＡｓ層、１０８…エミッタ電極、１０８ａ…電極金属層、１０９…ベース電極、１１０…コレクタ電極、１５１…第１半導体層、１５２…第２半導体層。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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