(57)【要約】【課題】エミッタ層近傍における電流漏れを防止して電流利得を向上させることができる新規なＨＢＴ用エピタキシャルウェハ及びＨＢＴの提供。【解決手段】化合物半導体基板２上に、少なくともコレクタ層４，ベース層５，エミッタ層６，エミッタコンタクト層７を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハにおいて、上記エミッタコンタクト層７に所定濃度の炭素をドーピングする。これによって、エミッタ層６近傍における再結合を大幅に減少させることができるため、電流漏れによる電流利得の低下を未然に回避することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体基板上に、少なくともコレクタ層，ベース層，エミッタ層，エミッタコンタクト層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハにおいて、上記エミッタコンタクト層に所定濃度の炭素がドーピング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用エピタキシャルウェハ。
【請求項２】
上記エミッタコンタクト層が、ＧａＡｓからなることを特徴とする請求項１に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハ。
【請求項３】
上記炭素が５×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の濃度範囲でドーピングされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハ。
【請求項４】
上記請求項１〜３のいずれかに記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハを用いて作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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ及びこのヘテロ接合バイポーラトランジスタを得るためのエピタキシャルウェハに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ等の次世代携帯電話用トランジスタとして、「単一電源化」、「高速動作」、「低歪み」、「高信頼性」が要求されてきており、これらの要求を実現する新しいトランジスタとしてヘテロ接合バイポーラトランジスタ（以下、ＨＢＴと称す）が注目されている。
【０００３】
このＨＢＴは、例えばＧａＡｓ等の半絶縁性基板上に、ｎ＋型ＧａＡｓのサブコレクタ層と、アンドープＧａＡｓまたはｎ型ＧａＡｓのコレクタ層と、ｐ＋型ＧａＡｓのベース層と、ｎ型ＩｎＧａＰのエミッタ層と、ｎ＋型ＧａＡｓのエミッタコンタクト層と、ｎ型ＩｎＧａＡｓのノンアロイ層とを順次備えたＨＢＴ用エピタキシャルウェハからなっており、このエミッタ層とベース層との間に電圧を加えることによってコレクタ電流Ｉｃがベース電流Ｉｂで増幅され、優れた増幅率（電流利得）βが得られることが知られている。尚、βはコレクタ電流とベース電流との比（Ｉｃ／Ｉｂ）で表される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来のＨＢＴ用エピタキシャルウェハにあっては、ベース電流Ｉｂ、エミッタ電流Ｉｅに漏れが生じてその特長である優れた電流利得βが経時的に低下する場合がある。
【０００５】
すなわち、この電流利得βが低下する最大の原因の一つとして考えられているのは、エミッタ層としてＩｎＧａＰやそれに類似したリンを含む混晶を用いた場合、ＧａＡｓを基本とした他の層との境界層でリンと砒素の置換が起こり、その境界層周辺で結晶の性質が悪くなってベース層とエミッタ層間やエミッタ層とエミッタコンタクト層間の界面の再結合が大きくなり、これによって電流漏れが発生して電流利得βが低下するものと考えられている。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、エミッタ層及びその周辺の層における再結合に起因する電流漏れを防止して電流利得を向上させることができる新規なＨＢＴ用エピタキシャルウェハ及びこれを用いたＨＢＴを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、請求項１に示すように、化合物半導体基板上に、少なくともコレクタ層，ベース層，エミッタ層，エミッタコンタクト層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ用エピタキシャルウェハにおいて、上記エミッタコンタクト層、例えば請求項２に示すようにＧａＡｓからなるエミッタコンタクト層に、所定濃度の炭素を、例えば５×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲でドーピングしたものである。
【０００８】
これによって、エミッタ層近傍における再結合を大幅に減少させることができるため、電流漏れによる電流利得βの低下を未然に回避することができる。
【０００９】
そして、請求項４に示すようにこのようなＨＢＴ用エピタキシャルウェハを用いれば、優れた電流利得を有する高品質のＨＢＴ（ヘテロ接合バイポーラトランジスタ）を容易に得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明に係るＨＢＴ用エピタキシャルウェハ１の実施の一形態を示したものである。
【００１２】
図示するようにこのＨＢＴ用エピタキシャルウェハ１は、ＧａＡｓ基板等の半絶縁性基板２上に、ｎ＋型ＧａＡｓ（キャリア濃度：３〜５×１０１８ｃｍ−３）のサブコレクタ層３と、アンドープＧａＡｓまたはｎ型ＧａＡｓ（キャリア濃度：１〜３０×１０１７ｃｍ−３）のコレクタ層４と、ｐ＋型ＧａＡｓ（キャリア濃度：２〜５×１０１９ｃｍ−３）のベース層５と、ｎ型ＩｎＧａＰ（キャリア濃度：３〜５×１０１７ｃｍ−３）のエミッタ層６と、ｎ＋型ＧａＡｓ（キャリア濃度：３〜５×１０１８ｃｍ−３）のエミッタコンタクト層７と、ｎ型ＩｎＧａＡｓ（キャリア濃度：１〜５×１０１９ｃｍ−３）のノンアロイ層８とを順次エピタキシャル成長させて形成したものである。
【００１３】
そして、本発明に係るＨＢＴ用エピタキシャルウェハ１にあっては、エミッタ層６とノンアロイ層８間に位置するエミッタコンタクト層７中に、５×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の濃度範囲で炭素（Ｃ）をドーピングしたものであり、これによってエミッタ層６近傍における再結合を大幅に減少させることができ、電流漏れによる電流利得βの低下は勿論、その電流利得βの更なる向上が可能となる。
【００１４】
ここで本発明において炭素のドーピング濃度を５×１０１７ｃｍ−３〜１×１０１８ｃｍ−３の範囲に限定したのは、後述するように５×１０１７ｃｍ−３未満では、電流利得βの低下を効果的に防止することが難しく、反対に１×１０１８ｃｍ−３を超えると、層の表面が曇ってしまい、電流利得βの向上が得られなくなってしまうからである。
【００１５】
尚、このエミッタコンタクト層７に対する炭素のドーピング方法としては、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によってエミッタコンタクト層７をエピタキシャル成長させるに際し、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）原料からのオートドーピング手法によって容易にドーピングさせることができるが、その他に、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）からのオートドーピング、ＣＢｒ４やＣＣｌ３Ｂｒといったドーピング原料を用いて供給することも可能である。
【００１６】
また、炭素をドープしたエミッタコンタクト層７は、キャリア供給媒体となるＳｉが過剰供給にならない程度に制御する必要があり、その濃度は体積密度で１×１０１８ｃｍ−３以下、面密度で１×１０１３ｃｍ−２以下に制御することが望ましい。
【００１７】
【実施例】
ＩｎＧａＰエミッタ層の厚さを４０ｎｍ、Ｉｎ組成を０．４８、エミッタコンタクト層の厚さを１００ｎｍ、キャリア濃度３×１０１８ｃｍ−３、炭素濃度１×１０１８ｃｍ−３とした。成長はＭＯＶＰＥ法を用いて行い、炭素はＴＭＧ原料に含まれている炭素を用い、オートドーピングとして供給した。
【００１８】
そして、このようにして得られたＨＢＴ用エピタキシャルウェハの電流利得βを測定したところ、図２に示すように従来に比べ約５％程度の電流利得βの向上が認められた。尚、図２中横軸は炭素濃度（ｃｍ−３）、縦軸は電流利得β／ベース抵抗Ｒｂ（Ω／ｓｑ〔単位面積あたりの抵抗〕）を示したものである。
【００１９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ＧａＡｓ等から成るエミッタコンタクト層に所定濃度の炭素をドーピングしたものであることから、優れた電流利得を有するＨＢＴ用エピタキシャルウェハが得られる。この結果、このようなＨＢＴ用エピタキシャルウェハを用いれば、優れた電流利得を有する高品質のＨＢＴ（ヘテロ接合バイポーラトランジスタ）を容易に提供することができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＨＢＴ用エピタキシャルウェハの実施の一形態を示す構成図である。
【図２】本実施例に係る炭素濃度と、電流利得／ベース抵抗（β／Ｒｂ）との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１　ＨＢＴ用エピタキシャルウェハ
２　半絶縁基板
３　サブコレクタ層
４　コレクタ層
５　ベース層
６　エミッタ層
７　エミッタコンタクト層
８　ノンアロイ層
【図１】
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【図２】
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