【手続補正書】
【提出日】平成18年3月15日(2006.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ｎ−ドープコレクター、
ｂ）III−Ｖ材料がインジウムおよび窒素を含み、ベースが炭素でドープされ、そしてベースがベース層上に一定のドーピング−移動度プロダクトを含み、ここでベースはコレクターでより小さいバンドギャップそしてエミッターでより大きいバンドギャップを有するベース層を形成するように組成が傾斜されており、コレクター上に形成されたIII−Ｖ材料を含んで成るベース、並びに
ｃ）ベース上に形成されたｎ−ドープエミッター、
を含んで成る、ヘテロ接合バイポーラトランジスター。
【請求項２】
ａ）各校正層が周期律表のIII族もしくはＶ族からの原子を析出する有機金属化合物または炭素を析出する四ハロゲン化炭素化合物のいずれかの明白な流量において形成される少なくとも２枚の校正層を形成すること、
ｂ）周期律表のIII族もしくはＶ族からの原子を析出する前記有機金属化合物または炭素を析出する前記四ハロゲン化炭素化合物のいずれか１種の流量に対して、校正層のドーピング−移動度プロダクトを比較し、それにより一定のドーピング−移動度プロダクトを形成するのに要する相対的有機金属化合物および四ハロゲン化炭素の流量が決定されること、並びに
ｃ）前記の相対的流量で表面上に有機金属および四ハロゲン化炭素化合物を流動して一定のドーピング−移動度プロダクトを形成すること（ここで前記流量は析出中変化して、それにより傾斜半導体層中に直線状に傾斜されたバンドギャップを形成する）、
の段階を含んで成る、第１面から層をとおって第２面への傾斜バンドギャップおよび一定のドーピング−移動度プロダクトを有する、炭素−ドープされた傾斜半導体層の形成法。
【請求項３】
請求項２の方法により製造される半導体材料。
【請求項４】
材料の組成が式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyにより表わされ、ｘおよびｙがそれぞれ独立に材料の第１面の比較的大きい値から材料の第２面の比較的小さい値に傾斜され、そして材料が第１面から層をとおり第２面まで一定の炭素ドーピング−移動度プロダクトを有する、ガリウム、インジウム、ヒ素および窒素を含んで成る材料。
【請求項５】
材料の組成が式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyにより表わされ、ｘが材料の第１面の比較的大きい値から材料の第２の面の比較的小さい値に傾斜され、そしてｙが材料全体にわたり一定のままであり、そして材料が、第１面から層をとおり第２面に炭素ドーピング−移動度プロダクトを有する、ガリウム、インジウム、ヒ素および窒素を含んで成る材料。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
高いバンドギャップを有する薄層（トンネリングコレクター）の挿入はＶCE,satおよびＶkにデバイスの効率改善を同時に減少させた。図２２は傾斜ＧａＩｎＡｓＮベース層およびトンネリングコレクターを有するＤＨＢＴのスキーム図を示す。ベース層はエミッターとコレクター接合部間に約４０ｍｅＶのバンドギャップエネルギー差が存在するように傾斜された。１００Å厚さのトンネリングコレクターをベースと、高バンドギャップ材料Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐから成るコレクター間に製造した。図２３は図２２のＤＨＢＴのバンドギャップ図を示す。ＤＨＢＴは大面積デバイス（Ｌ＝７５μｍ×７５μｍ）として簡単なウェット−エッチング法を使用して製造され、通常のベースおよび通常のエミッター構造で試験された。図２４はガンメルプロットを示し、図２５は図２２のＤＨＢＴに対する共通のエミッターの特性を示す。図２４および２５から見られるように、そのデバイスは約０．１２Ｖの低いオフセット電圧を有する。
均等物
本発明はその好ましい態様に関して示され、具体的に説明されてきたが、付記の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱せずに、形態および詳細の様々な変更をその中で実施することができることは当業者により理解されるであろう。
本発明の好適な実施の態様は次のとおりである。
１．ａ）ｎ−ドープコレクター、
ｂ）III−Ｖ材料がインジウムおよび窒素を含み、ベースが炭素でドープされ、そしてベースがベース層上に一定のドーピング−移動度プロダクトを含み、ここでベースはコレクターでより小さいバンドギャップそしてエミッターでより大きいバンドギャップを有するベース層を形成するように組成が傾斜されており、コレクター上に形成されたIII−Ｖ材料を含んで成るベース、並びに
ｃ）ベース上に形成されたｎ−ドープエミッター、
を含んで成る、ヘテロ接合バイポーラトランジスター。
２．ベースが１．５×１０18ｃｍ-3〜７．０×１０19ｃｍ-3の濃度の炭素でドープされている、上記１のトランジスター。
３．ベースが元素のガリウム、インジウム、ヒ素および窒素を含んで成る、上記２のトランジスター。
４．コレクターがＧａＡｓであり、エミッターがＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰもしくはＡｌＧａＡｓであり、そしてトランジスターが二重ヘテロ接合バイポーラトランジスターである、上記３のトランジスター。
５．コレクターと接しているベース層の表面におけるベース層のバンドギャップ（ｂａｎｄ  ｇａｐ）が、エミッターと接しているベース層の表面におけるバンドギャップより２０ｍｅＶと１２０ｍｅＶの間の範囲の量だけ低い、上記３のトランジスター。
６．ベース層のバンドギャップがコレクターと接しているベース層の表面からエミッターと接しているベース層の表面に直線状に傾斜される、上記５のトランジスター。
７．傾斜されたベース層の平均バンドギャップの減少がＧａＡｓのバンドギャップよりも２０ｍｅＶと約３００ｍｅＶの間の範囲だけ少ない、上記６のベース層。
８．傾斜されたベース層の平均バンドギャップ減少がＧａＡｓのバンドギャップよりも８０ｍｅＶと３００ｍｅＶの間の範囲内だけ少ない、上記７のベース層。
９．傾斜されたベース層の平均バンドギャップ減少がＧａＡｓのバンドギャップより２０ｍｅＶと２００ｍｅＶの間の範囲だけ少ない、上記７のベース層。
１０．ベース層が、ｘおよびｙがそれぞれ独立に１．０×１０-4〜２．０×１０-1である式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyの層を含んで成る、上記４のトランジスター。
１１．ｘが３ｙに等しい、上記１０のトランジスター。
１２．コレクターにおけるｘがエミッターにおけるものより大きいことを条件として、コレクターにおけるｘが０．２〜０．０２の範囲内の値を有し、そしてエミッターにおいては０．１〜ゼロの範囲内の値に傾斜される、上記１０のトランジスター。
１３．ｘがコレクターで０．０６であり、エミッターで０．０１である、上記１２のトランジスター。
１４．ベース層が４００Å〜１５００Åの厚さであり、１００Ω／平方〜４００Ω／平方の面積抵抗率（ｓｈｅｅｔ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）を有する、上記１１のトランジスター。
１５．エミッター中のｎ−ドーパントが３．５×１０17ｃｍ-3と４．５×１０17ｃｍ-3の間の濃度範囲内に存在し、コレクター中のｎ−ドーパントの濃度が９×１０15ｃｍ-3と２×１０16ｃｍ-3の間の範囲内にある、上記１４のトランジスター。
１６．エミッターおよびコレクターがケイ素によりドープされている、上記１５のトランジスター。
１７．エミッターが５００Å〜７５０Åの厚さであり、コレクターが３５００Å〜４５００Åの厚さである、上記１６のトランジスター。
１８．ベースとコレクターの間に配置された第１の遷移層を更に含んで成り、ここで前記第１の遷移層がベースの第１の面と接する第１面を有し、そしてここで第１の遷移層がＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＮから成る群から選択されるｎ−ドープ材料を含む、上記１７のトランジスター。
１９．エミッターの第１の面と接する第１面およびベースの第２の面と接する第２面を有する第２の遷移層を更に含んで成り、ここで第２の遷移層がＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＮから成る群から選択されるｎ−ドープ材料を含む、上記１７のトランジスター。
２０．コレクターの第１の面と接する第１面および第１の遷移層の第２の面と接する第２面を有する格子整合層（ｌａｔｔｉｃｅ−ｍａｔｃｈｅｄ  ｌａｙｅｒ）を更に含んで成り、ここで格子整合層が広帯域バンドギャップ材料である、上記１７のトランジスター。
２１．格子整合層がＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａｐおよびＡｌＧａＡｓから成る群から選択される、上記２０のトランジスター。
２２．第１および第２の遷移層が４０Å〜６０Åの厚さである、上記１９のトランジスター。
２３．第１および第２の遷移層が４０Å〜６０Åの厚さであり、格子整合層が１５０Å〜２５０Åの厚さである、上記２０のトランジスター。
２４．ａ）各校正層が周期律表のIII族もしくはＶ族からの原子を析出する有機金属化合物または炭素を析出する四ハロゲン化炭素化合物のいずれかの明白な流量において形成される少なくとも２枚の校正層を形成すること、
ｂ）周期律表のIII族もしくはＶ族からの原子を析出する前記有機金属化合物または炭素を析出する前記四ハロゲン化炭素化合物のいずれか１種の流量に対して、校正層のドーピング−移動度プロダクトを比較し、それにより一定のドーピング−移動度プロダクトを形成するのに要する相対的有機金属化合物および四ハロゲン化炭素の流量が決定されること、並びに
ｃ）前記の相対的流量で表面上に有機金属および四ハロゲン化炭素化合物を流動して一定のドーピング−移動度プロダクトを形成すること（ここで前記流量は析出中変化して、それにより傾斜半導体層中に直線状に傾斜されたバンドギャップを形成する）、
の段階を含んで成る、第１面から層をとおって第２面への傾斜バンドギャップおよび一定のドーピング−移動度プロダクトを有する、炭素−ドープされた傾斜半導体層の形成法。
２５．バンドギャップが直線状に傾斜される、上記２４の方法。
２６．接合デバイスの製造中に第２の半導体層上に傾斜層を析出する段階を更に含む、上記２５の方法。
２７．第２の半導体層がコレクター層である、上記２６の方法。
２８．第２の半導体層がエミッター層である、上記２６の方法。
２９．傾斜半導体層がガリウム、インジウムおよびヒ素を含み、そして一定のドーピング移動度プロダクトを形成するための四ハロゲン化炭素の析出速度を決定する有機金属化合物が有機−インジウム化合物を含む、上記２４の方法。
３０．四ハロゲン化炭素がＣＢｒ4もしくはＣＣｌ4である、上記２９の方法。
３１．有機金属化合物が更に窒素ソースのガスを含む、上記３０の方法。
３２．傾斜半導体層がそれに析出される第２の半導体層がＧａＡｓを含む、上記３１の方法。
３３．ベース層上に第３の半導体層を析出する段階を更に含む、上記３２の方法。
３４．第３の半導体層がＩｎＧａＰである、上記３３の方法。
３５．各校正層のドーピング−移動度プロダクトがバンドギャップに関連しており、そこでドーピング−移動度プロダクトと組み合わせて、傾斜層の第１面および第２面のバンドギャップが前記の傾斜半導体層の析出に必要な有機金属および四ハロゲン化炭素の流量の相対的比率に校正されるであろう、上記３２の方法。
３６．前記のバンドギャップが、ＧａＡｓに関して、ベース層として前記の校正層を使用することにより接合デバイスのベース−エミッター電圧として校正される、上記３５の方法。
３７．形成された傾斜半導体ベース層がヘテロ接合バイポーラトランジスター中のベース層である、上記３６の方法。
３８．有機金属および四ハロゲン化炭素の流量が、生成された傾斜ベース層のバンドギャップを、前記のヘテロ接合バイポーラトランジスターのベース−エミッター接合部からベース−コレクター接合部に向かって減少させる、上記３７の方法。
３９．傾斜半導体ベース層のガリウムソースがトリメチルガリウムおよびトリエチルガリウムから選択される、上記３７の方法。
４０．窒素ソースがアンモニア、ジメチルヒドラジンおよび第三級ブチルアミンである、上記３９の方法。
４１．ガリウムソースに対するヒ素ソースの比率が２．０〜３．５である、上記４０の方法。
４２．ベースが７５０℃未満の温度で成長される、上記４１の方法。
４３．ベースが５００℃から６００℃の温度で成長される、上記４２の方法。
４４．ベース層が、そこでｘおよびｙがそれぞれ独立に１．０×１０-4〜２．０×１０-1である式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyの層を含んで成る、上記４２の方法。
４５．ｘが３ｙに等しい、上記４４の方法。
４６．コレクターがＧａＡｓを含み、エミッターがＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰおよびＡｌＧａＡｓから成る群から選択される材料を含み、そしてトランジスターが二重ヘテロ接合バイポーラトランジスターである、上記４４の方法。
４７．ベース層を成長させる前にコレクター層上にｎ−ドープの第１の遷移層を成長させる段階を更に含んで成り、そしてここでベース層がｎ−ドープ第１の遷移層上に成長され、そして第１の遷移層が傾斜バンドギャップもしくはコレクターのバンドギャップより小さいバンドギャップを有する、上記４４の方法。
４８．第１の遷移層がＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＮから成る群から選択される、上記４７の方法。
４９．ｎ−ドープエミッター層を成長させる前に、ベース上に第２の遷移層を成長させる段階を更に含んで成り、ここで第２の遷移層がベースの第１の面と接する第１面およびエミッターの面と接する第２面を有し、そして第２の遷移層がエミッターのドープ濃度より少なくとも数字１桁小さいドープ濃度を有する、上記４８の方法。
５０．第２の遷移層がＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＮから成る群から選択される、上記４９の方法。
５１．形成された第１の遷移層、第２の遷移層もしくは第１および第２の遷移層双方がドーピングスパイクを有する、上記５０の方法。
５２．ｎ−ドープされた第１の遷移層を成長させる前に、コレクター上に格子整合層を成長させる段階を更に含んで成り、ここで格子整合層がコレクターの第１の面と接する第１面および第１の遷移層の第２の面と接する第２面を有する、上記５０の方法。
５３．格子整合層がＩｎＧａＰを含む、上記５２の方法。
５４．上記２４の方法により製造される半導体材料。
５５．材料の組成が式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyにより表わされ、ｘおよびｙがそれぞれ独立に材料の第１面の比較的大きい値から材料の第２面の比較的小さい値に傾斜され、そして材料が第１面から層をとおり第２面まで一定の炭素ドーピング−移動度プロダクトを有する、ガリウム、インジウム、ヒ素および窒素を含んで成る材料。
５６．ｘおよびｙの少なくとも一方が直線状に傾斜されている、上記５５の材料。
５７．ｘが材料の第２面から材料の第１面に向かって０．０１から０．０６に直線状に傾斜される、上記５６の材料。
５８．材料の組成が式Ｇａ1-xＩｎxＡｓ1-yＮyにより表わされ、ｘが材料の第１面の比較的大きい値から材料の第２の面の比較的小さい値に傾斜され、そしてｙが材料全体にわたり一定のままであり、そして材料が、第１面から層をとおり第２面に炭素ドーピング−移動度プロダクトを有する、ガリウム、インジウム、ヒ素および窒素を含んで成る材料。
５９．ｘが直線状に傾斜される、上記５８の材料。
６０．ｘが０．０１から０．０６に直線状に傾斜され、そしてｙが材料の第２面から材料の第１面まで０．００１である、上記５９の材料。