(57)【要約】【課題】  ベースエミッタ導通電圧調整可能なヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造の提供。【解決手段】  ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料（ｘは０．０から１．０）或いはＩｎw Ｇａ1-w Ａｓz Ｎ1-z 材料を所定順序で配列するよう成長させてて新材料を形成してヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースとなし、ベース材料のエネルギーギャップは各層材料の組成、厚さ及び配列方式に関係するため、ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料或いはＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｎ1-y 材料の組成或いはＧａＡｓ材料、ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料、Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｎ1-y 材料の配列方式及び各層材料の厚さを改変し、任意に選定したドープ濃度下で、このベース材料のエネルギーギャップを改変し、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を調整する。【選択図】        図３
2005086201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、
ＧａＡｓで形成された基板と、
該基板の上のサブコレクタ層と、
該サブコレクタ層の上のコレクタ層と、
該コレクタ層の上のベース層と、
該ベース層の上のエミッタ層と、
該エミッタ層の上のエミッタ被覆層と、
を具え、該ベース層が、該コレクタ層と該エミッタ層の間に積層された少なくとも一つの中間層を具え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の構造。
【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構造において、中間層が第１ベース層と該第１ベース層の上に位置する第２ベース層を具え、エミッタ層の下方にあって該中間層の一つの最上層の上に追加の第１ベース層が設けられ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の構造。
【請求項３】
請求項２記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、隣接する第１及び第２ベース層の各対が、該第１及び第２ベース層が同一の中間層内にあるか否かに関係なく選択的にスペーサ層を具え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の構造。
【請求項４】
請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、第１ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０＜ｐ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０＜ｑ＜１．０，０．０＜ｒ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層が第１ベース層と同じタイプの材料で形成される時、これらの材料組成は異なるものとされ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構造。
【請求項５】
請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で、厚さ１〜３００Åの間に形成され、この厚さ内で厚さ方向に沿って、ａ、ｂ、ｃの値が個別に漸次変化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構造。
【請求項６】
請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層は更に順番に積層された複数のサブスペーサ層を具え、各サブスペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）及び窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で形成され、そのうち、ａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層及びベース層に使用されている材料とは異なるものとされ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構造。
【請求項７】
請求項１記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、中間層は第１ベース層、第１ベース層の上に位置する第３ベース層、第３ベース層の上に位置する第２ベース層を具え、追加の第１ベース層及び第３ベース層のいずれかがエミッタ層の下の該中間層の一つの上に位置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構造。
【請求項８】
請求項７記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、隣接する第１、第２及び第３ベース層の各対が、該第１、第２及び第３ベース層が同一の中間層内にあるか否かに関係なく選択的にスペーサ層を具え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の構造。
【請求項９】
請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、第１ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０＜ｐ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０＜ｑ＜１．０，０．０＜ｒ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第３ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓt Ｓｂ1-t ，０．０＜ｔ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎu Ｇａ1-u Ａｓv Ｎ1-v ，０．０＜ｕ＜１．０，０．０＜ｖ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第１、第３及び第２ベース層のいずれかが他の二つのベース層と同じタイプの材料で形成される時、それらの材料組成は異なるものとされ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構造。
【請求項１０】
請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で、厚さ１〜３００Åの間に形成され、この厚さ内で厚さ方向に沿って、ａ、ｂ、ｃの値が個別に漸次変化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構造。
【請求項１１】
請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層は更に順番に積層された複数のサブスペーサ層を具え、各サブスペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）及び窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で形成され、そのうち、ａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層及びベース層に使用されている材料とは異なるものとされ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構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造に係り、特に、バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を調整可能な構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を調整する一般的な方法は、異なるベース材料を使用し、ベース材料のエネルギーギャップを改変する目的を達成する、というものである。これは、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧がベースのエネルギーギャップと正比例の関係にあり、このためベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を下降させるためには、ベース材料の組成を任意に選択した固定ドープ濃度下で調整してベースのエネルギーギャップを低減すればよい、という原理に基づいている。
【０００３】
図１は周知の典型的なヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造を示す。そのエピタキシャル構造１の配列組合せ順序は下から上に、コレクタからエミッタ方向とされ、下から上にＧａＡｓ基板１０、サブコレクタ層１１、コレクタ層１２、ベース層１３、エミッタ層１３とエミッタ被覆層１５とされる。バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）改変の鍵は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベース層１３材料を調整することにあり、通常はＧａＡｓ或いはインジウムガリウム砒素窒素（Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｎ1-y ）或いはガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ）塊材が使用され、任意に選択された固定ドープ濃度下で材料の組成即ちｘ或いはｙ値を調整することで、ベースのエネルギーギャップを調整してベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を改変できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は一種のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造を提供する。本発明によると、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースは特殊順序で配置されたガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）の複数の層を具えている。
【０００５】
本発明によるとヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースのエネルギーギャップが一つのバンド上でヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースを形成するガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）の複数の層の材料組成（即ちｘ，ｙ，ｚの値）により決定される。一方、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースのエネルギーギャップはがヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースのガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）の複数の層の厚さと順序の改変により制御されうる。これによりトランジスタのベースのエネルギーギャップの制御の他の方法が構築され、それがヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧に直接関係する。
【０００６】
本発明の他の目的、形態、様相及び効果については以下の実施例と添付の図に詳細により説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、ヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、
ＧａＡｓで形成された基板と、
該基板の上のサブコレクタ層と、
該サブコレクタ層の上のコレクタ層と、
該コレクタ層の上のベース層と、
該ベース層の上のエミッタ層と、
該エミッタ層の上のエミッタ被覆層と、
を具え、該ベース層が、該コレクタ層と該エミッタ層の間に積層された少なくとも一つの中間層を具え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の構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、中間層が第１ベース層と該第１ベース層の上に位置する第２ベース層を具え、エミッタ層の下方にあって該中間層の一つの最上層の上に追加の第１ベース層が設けられ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の構造としている。
請求項３の発明は、請求項２記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、隣接する第１及び第２ベース層の各対が、該第１及び第２ベース層が同一の中間層内にあるか否かに関係なく選択的にスペーサ層を具え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の構造としている。
請求項４の発明は、請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、第１ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０＜ｐ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０＜ｑ＜１．０，０．０＜ｒ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層が第１ベース層と同じタイプの材料で形成される時、これらの材料組成は異なるものとされ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構造としている。
請求項５の発明は、請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で、厚さ１〜３００Åの間に形成され、この厚さ内で厚さ方向に沿って、ａ、ｂ、ｃの値が個別に漸次変化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構造としている。
請求項６の発明は、請求項３記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層は更に順番に積層された複数のサブスペーサ層を具え、各サブスペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）及び窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で形成され、そのうち、ａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層及びベース層に使用されている材料とは異なるものとされ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構造としている。
請求項７の発明は、請求項１記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、中間層は第１ベース層、第１ベース層の上に位置する第３ベース層、第３ベース層の上に位置する第２ベース層を具え、追加の第１ベース層及び第３ベース層のいずれかがエミッタ層の下の該中間層の一つの上に位置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構造としている。
請求項８の発明は、請求項７記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、隣接する第１、第２及び第３ベース層の各対が、該第１、第２及び第３ベース層が同一の中間層内にあるか否かに関係なく選択的にスペーサ層を具え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の構造としている。
請求項９の発明は、請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、第１ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０＜ｙ＜１．０，０．０＜ｚ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第２ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０＜ｐ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０＜ｑ＜１．０，０．０＜ｒ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第３ベース層がガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓt Ｓｂ1-t ，０．０＜ｔ＜１．０）と窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎu Ｇａ1-u Ａｓv Ｎ1-v ，０．０＜ｕ＜１．０，０．０＜ｖ＜１．０）より選択された材料で厚さ１〜３００Åの間に形成され、第１、第３及び第２ベース層のいずれかが他の二つのベース層と同じタイプの材料で形成される時、それらの材料組成は異なるものとされ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構造としている。
請求項１０の発明は、請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で、厚さ１〜３００Åの間に形成され、この厚さ内で厚さ方向に沿って、ａ、ｂ、ｃの値が個別に漸次変化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構造としている。
請求項１１の発明は、請求項８記載のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造において、スペーサ層は更に順番に積層された複数のサブスペーサ層を具え、各サブスペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）及び窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）より選択された材料で形成され、そのうち、ａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層及びベース層に使用されている材料とは異なるものとされ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構造としている。
【発明の効果】
【０００８】
ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料（ｘは０．０から１．０）或いはＩｎw Ｇａ1-w Ａｓz Ｎ1-z 材料を所定順序で配列するよう成長させてて新材料を形成してヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースとなし、ベース材料のエネルギーギャップは各層材料の組成、厚さ及び配列方式に関係するため、ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料或いはＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｎ1-y 材料の組成或いはＧａＡｓ材料、ＧａＡｓx Ｓｂ1-x 材料、Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｎ1-y 材料の配列方式及び各層材料の厚さを改変し、任意に選定したドープ濃度下で、このベース材料のエネルギーギャップを改変し、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧（Ｖｂｅ）を調整する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図２は本発明の第１実施例の構造表示図である。図２に示されるように、ヘテロ接合バイポーラトランジスタのエピタキシャル構造２は、ガリウム砒素基板２０の上に下から上に順に配列された、サブコレクタ層２１、コレクタ層２２、ベース層２３、エミッタ層２４、及びエミッタ被覆層２５を具えている。
【００１０】
そのうち、ベース層２３は、少なくとも一つの中間層２３０を具え、中間層２３０は第１ベース層２３０ａと該第１ベース層２３０ａの上にあってエミッタ層２４の方向に積層された第２ベース層２３０ｂを具えている。該ベース層２３はコレクタ層２２の上に順に積層された多層の中間層２３０を具え得る。図２に示されるように、中間層２３０の最上層の上とエミッタ層２４の間にあって、ベース層２３は追加の第１ベース層２３０ａを具え得る。
【００１１】
以下の本発明の各実施例の説明中、ベース層２３構造が残りの添付図において描かれ、図３は図２のヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造中のものと同じベース層構造を示す。
【００１２】
第１ベース層２３０ａはガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０≦ｘ≦１．０）又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０≦ｙ≦１．０，０．０≦ｚ≦１．０）で形成される。第１ベース層２３０ａはまた一般式ＧａＡｓx Ｓｂ1-x においてｘ＝１．０であるか、一般式Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z においてｙ＝０．０且つｚ＝１．０である時、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成される。第１ベース層２３０ａの厚さは１〜３００Åの間とされる。一方、第２ベース層２３０ｂもまたガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０≦ｐ≦１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０≦ｑ≦１．０，０．０≦ｒ≦１．０）で形成されうる。第２ベース層２３０ｂもまた一般式ＧａＡｓp Ｓｂ1-p においてｐ＝１．０であるか、一般式Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r においてｑ＝０．０且つｒ＝１．０である時、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成される。ここで注意されたいことは、もし第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂが同タイプの材料例えばＧａＡｓx Ｓｂ1-x 及びＧａＡｓp Ｓｂ1-p で形成されるなら、その材料組成は異なるものとされなければならないことである（即ち、前述の一般式においてｘ≠ｐである）。第２ベース層２３０ｂの厚さも１〜３００Åの間とされる。以下の説明及び添付の図面において、所定の組成のガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０＜ｘ＜１．０）が材料Ａとされ、材料Ａと異なる所定組成のガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０＜ｐ＜１．０）が材料Ｂとされ、窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎm Ｇａ1-m Ａｓn Ｎ1-n ，０．０＜ｍ＜１．０，０．０＜ｎ＜１．０）が材料Ｃとされる。
【００１３】
第１ベース層２３０ａ、第２ベース層２３０ｂの厚さ、及び、材料Ａ、Ｂ、Ｃの組成、コレクト層２２とエミッタ層２４の間の中間層２３の数を改変することで、ベース層２３は特定のベースエミッタ導通電圧を有する。第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂの材料の選択（これにより材料Ａ、Ｂ、Ｃの特殊な中間配置が構築される）はまたヘテロ接合バイポーラトランジスタのベースエミッタ導通電圧に影響を与える。
【００１４】
図４から図１５は本発明の第１実施例の各種ベース層構造を示す。図４から図６に示されるように、第１ベース層２３０ａは材料Ａで形成され、第２ベース層２３０ｂは材料Ｂで形成されている。図４に示されるベース層は少なくとも一つの中間層２３０と、エミッタ層２４に隣接する追加の第１ベース層２３０ａ（材料Ａ）を具えている。図６は図４と同一の構造を有しているが、図６では追加の第１ベース層２３０ａ（材料Ａ）がない。図５と図７はほぼ図４と図６に類似するが、図５と図７では第１ベース層２３０ａは材料Ｂで形成され、第２ベース層２３０ｂは材料Ａで形成されている。図８から図１１はほぼ図４から図７に類似するが、材料Ａと材料Ｂの代わりに材料Ａと材料Ｃが使用されている。同様に、図１２から図１５は図４から図７に類似するが、材料ＡとＢの代わりに材料Ｂと材料Ｃが使用されている。
【００１５】
図４から図１５に示される前述の構造において、スペーサ層（図４から図１５には未表示）が隣接する第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂが同じ中間層内にあるか否かに関係なく任意の隣接する第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂの対の間に差し挟まれ得る。該スペーサ層はガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）で形成され第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂに使用されている材料とは異なるグレード組成（ｇｒａｄｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を有する。特に、スペーサ層を形成するガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）のａ、ｂ、ｃパラメータは、コレクタ層２２近くからエミッタ層２４近くまで低い値から高い値へ、或いは高い値から低い値へと漸次変化する。例えば、３０Åの厚さのＧａＡｓa Ｓｂ1-a で形成されたスペーサ層が、ＧａＡｓで形成された第１ベース層２３０ａとＧａＡｓ0.9 Ｓｂ0.1 で形成された第２ベース層２３０ｂの間に差し挟まれる。３０Å厚さ内にあって、スペーサ層はその組成物ＧａＡｓa Ｓｂ1-a 中のａパラメータが１．０から０．９へと漸次変化する。
【００１６】
類似の、しかし異なるアプローチとして、スペーサ層は更に複数のサブスペーサ層を有し得る。各サブスペーサ層は、ガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）で構成され、そのうちａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層、第１及び第２ベース層２３０ａ及び２３０ｂのものとは異なるものとされる。例えば、三つのサブスペーサ層が一つの中間層２３内のＧａＡｓで形成された第１ベース層２３０ａとＧａＡｓ0.9 Ｓｂ0.1 で形成された第２ベース層２３０ｂの間に差し挟まれる。この三つのサブスペーサ層は、ＧａＡｓ0.97Ｓｂ0.03（ａ＝０．９７）、ＧａＡｓ0.95Ｓｂ0.05（ａ＝０．９５）及びＧａＡｓ0.92Ｓｂ0.08（ａ＝０．９２）で形成され並びにそれぞれ厚さ４０Å、３５Å、３０Åを有している。各サブスペーサ層は１〜３００Åの厚さを有し得る。
【００１７】
図１６から図３３は本発明の第２実施例のベース層の各種構造を示す。図１６を例とすると、コレクタ層３２とエミッタ層３４の間のベース層３３は少なくとも一つの中間層３３０を具えている。該中間層３３０は少なくとも第１ベース層３３０ａと第２ベース層３３０ｃ、及び該第１ベース層３３０ａと第２ベース層３３０ｃの間に差し挟まれた第３ベース層３３０ｂを具えている。この三つのベース層（第１ベース層３３０ａ、第２ベース層３３０ｃ、第３ベース層３３０ｂ）はエミッタ層３４の方向に積層される。ベース層３３はコレクタ層３２の上に順に積層された複数の中間層３３０を具えうる。中間層３３０の最上層の上のエミッタ層３４の下にベース層３３は更に追加の第１ベース層３３０ａ或いは第３ベース層３３０ｂを具えうる。
【００１８】
第１ベース層３３０ａ、第２ベース層３３０ｃ、第３ベース層３３０ｂは１〜３００Åの厚さを有しうる。第１ベース層３３０ａはガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ，０．０≦ｘ≦１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z ，０．０≦ｙ≦１．０，０．０≦ｚ≦１．０）で形成される。第１ベース層３３０ａはまた一般式ＧａＡｓx Ｓｂ1-x においてｘ＝１．０であるか、一般式Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓz Ｎ1-z においてｙ＝０．０且つｚ＝１．０である時、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成される。第２ベース層３３０ｃもまたガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓp Ｓｂ1-p ，０．０≦ｐ≦１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r ，０．０≦ｑ≦１．０，０．０≦ｒ≦１．０）で形成されうる。第２ベース層３３０ｃもまた一般式ＧａＡｓp Ｓｂ1-p においてｐ＝１．０であるか、一般式Ｉｎq Ｇａ1-q Ａｓr Ｎ1-r においてｑ＝０．０且つｒ＝１．０である時、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成される。第３ベース層３３０ｂもまたガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓt Ｓｂ1-t ，０．０≦ｔ≦１．０）及び又は窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎu Ｇａ1-u Ａｓv Ｎ1-v ，０．０≦ｕ≦１．０，０．０≦ｖ≦１．０）で形成されうる。第３ベース層３３０ｂもまた一般式ＧａＡｓt Ｓｂ1-t においてｔ＝１．０であるか、一般式Ｉｎu Ｇａ1-u Ａｓv Ｎ1-v においてｕ＝０．０且つｖ＝１．０である時、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）で形成される。ここで注意されたいことは、もし第１、第２及び第３ベース層３３０ａ、３３０ｃ、３３０ｂが同タイプの材料例えばＧａＡｓx Ｓｂ1-x 、ＧａＡｓp Ｓｂ1-p 及び、ＧａＡｓt Ｓｂ1-t で形成されるなら、その材料組成は異なるものとされなければならないことである（即ち、前述の一般式においてｘ≠ｐ≠ｔである）。
【００１９】
本発明の第１実施例と同様、必要であれば、スペーサ層（図１６から図３３には未表示）が隣接する第１、第２及び第３ベース層３３０ａ、３３０ｃ、３３０ｂが同じ中間層内にあるか否かに関係なく任意の隣接する第１、第２及び第３ベース層３３０ａ、３３０ｃ、３３０ｂの間に差し挟まれ得る。各スペーサ層は１〜３００Åの間の厚さを有し、その側方にある第１、第２及び第３ベース層３３０ａ、３３０ｃ、３３０ｂに使用されている材料とは異なる組成のガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）で形成されている。もし、只一つのスペーサ層が使用されるなら、スペーサ層は本発明の先の実施例で説明されたようにグレード組成を有しうる。グレード組成を使用する代わりの、他のアプローチとしては、複数のサブスペーサ層を設けることである。各サブスペーサ層は、ガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）或いは窒化インジウムガリウム砒素（Ｉｎb Ｇａ1-b Ａｓc Ｎ1-c ，０．０＜ｂ＜１．０，０．０＜ｃ＜１．０）で構成され、そのうちａ、ｂ、ｃの値は隣接するサブスペーサ層、第１、第２及び第３ベース層３３０ａ、３３０ｃ、３３０ｂのものとは異なるものとされる。例えば、一つのサブスペーサ層が一つの中間層２３内のＧａＡｓで形成された第１ベース層２３０ａとＧａＡｓ0.9 Ｓｂ0.1 で形成された第２ベース層２３０ｂの間に差し挟まれる。この三つのサブスペーサ層は、ＧａＡｓ0.97Ｓｂ0.03（ａ＝０．９７）、ＧａＡｓ0.95Ｓｂ0.05（ａ＝０．９５）及びＧａＡｓ0.92Ｓｂ0.08（ａ＝０．９２）で形成され並びにそれぞれ厚さ４０Å、３５Å、３０Åを有している。各サブスペーサ層は１〜３００Åの厚さを有し得る。例えば、ガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓa Ｓｂ1-a ，０．０＜ａ＜１．０）で形成された厚さ３０Åのスペーサ層がＧａＡｓで形成された第１ベース層３３０ａとＧａＡｓ0.9 Ｓｂ0.1 で形成された第３ベース層３３０ｂの間に差し挟まれる。３０Åの厚さ内で、このスペーサ層は、その組成ＧａＡｓa Ｓｂ1-a のａパラメータが、１．０から０．９へと漸次変化する。他の実施例では、三つのサブスペーサ層がＧａＡｓで形成された第１ベース層３３０ａとＧａＡｓ0.9 Ｓｂ0.1 で形成された第３ベース層３３０ｂの間に差し挟まれている。該三つのサブスペーサ層はＧａＡｓ0.97Ｓｂ0.03（ａ＝０．９７）、ＧａＡｓ0.95Ｓｂ0.05（ａ＝０．９５）及びＧａＡｓ0.92Ｓｂ0.08（ａ＝０．９２）で形成され並びにそれぞれ厚さ４０Å、３５Å、３０Åを有している。
【００２０】
図１６から図１８において、第１、第３及び第２ベース層３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃは材料Ａ、Ｂ、Ｃでそれぞれ形成される。図１６では、追加の第１ベース層３３０ａが中間層３３０の最上層の上のエミッタ層３４の下に設けられている。一方、図１７では、追加の第３ベース層３３０ｂが中間層３３０の最上層の上のエミッタ層３４の下に設けられている。図１９から図３３は図１６から図１８と類似するが、異なる材料が第１、第２及び第３ベース層に使用されている。
【００２１】
本発明は以上の好ましい実施例を以て記載されているが、これらの実施例は本発明を限定するものではなく、順に配列されたガリウム砒素（ＧａＡｓ）、或いはガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓx Ｓｂ1-x ）、或いはインジウムガリウム砒素窒素（Ｉｎw Ｇａ1-w Ａｓz Ｎ1-z ）材料の組合せにより形成されたベースのヘテロ接合バイポーラトランジスタ構造に対して、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】周知の典型的なヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造表示図である。
【図２】本発明の第１実施例の表示図である。
【図３】本発明の第１実施例のベース層組成表示図である。
【図４】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図５】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図６】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図７】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図８】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図９】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１０】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１１】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１２】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１３】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１４】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１５】本発明のその他の実施例のベース構造組成表示図である。
【図１６】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図１７】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図１８】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図１９】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２０】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２１】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２２】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２３】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２４】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２５】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２６】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２７】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２８】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図２９】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図３０】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図３１】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図３２】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【図３３】本発明の別の形態の実施例のベース構造配列表示図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  エピタキシャル構造                  ２４  エミッタ層
１０  ＧａＡｓ基板                      ２５  エミッタ被覆層
１１  サブコレクタ層                    ２３０  中間層
１２  コレクタ層                        ２３０ａ  第１ベース接合層
１３  ベース層                          ２３０ｂ  第２ベース接合層
１４  エミッタ層                        ３２  コレクタ層
１５  エミッタ被覆層                    ３３  ベース層
２  エピタキシャル構造                  ３４  エミッタ層
２０  ＧａＡｓ基板                      ３３０  中間層
２１  サブコレクタ層                    ３３０ａ  第１ベース接合層
２２  コレクタ層                        ３３０ｂ  第２ベース接合層
２３  ベース層                          ３３０ｃ  第３ベース接合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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