TW200406919A - Graded-base-bandgap bipolar transistor having a constant-bandgap in the base - Google Patents

Description

200406919 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於雙載子電晶體（Bipolar Transistor)， 其中在射極（Emitter)與集極（C〇neet〇r)之間具有分級能帶 間隙（Graded Bandgap)，特別是有關於毗連於射極之基極 (Base)中具有固定能帶間隙區之分級基極雙載子電晶體。 【先前技術】 本發明牵涉相互關聯之結構與處理的概念。更進一步 解釋’這樣的概念是在相關之先前技術中，這樣的原理係 以此技術的標準技術訊息來清晰描述。這樣標準訊息的實 例，請參考1 998年由劍橋大學出版社發行、托爾（γ. Taur) 與角（T.H.Ning)所著之「現代超大型積體電路元件之基 礎」，此處清楚表達下述之雙載子電晶體之結構與術語。 雙載子電晶體具有基極（Base)區、射極（Emitter)區以 及集極（Collector)區。直接毗連於射極-基極接面的基極區 稱為内源性基極（Intrinsic Base)。其餘的基極區稱為外源 性基極（Extrinsic Base)。外源性基極的目的係對内源性基 極提供電性上的連接。内源性基極主要是決定基本操作及 元件特性。雙載子電晶體最重要的優點之一是它的基極傳 輸時間（Base Transit Time)。當基極從關閉（〇ff)轉為開啟 (On)時，少數載子就從射極引入内源性基極中，並集中於 集極。在n-p-n雙載子電晶體中，舉例而言，電子從n型 射極引入ρ型準中性（Quasi —Neutral)内源性基極層中。在 200406919 橫越準中性内源性基極層之後，電子就集中於集極。基極 傳輸時間是單一電子橫越P型準中性内源性基極層之平 均時間。設計雙載子電晶體的一個重要目的，就是使基極 傳輸時間最小化。 在這個技術中用來減少基極傳輸時間的一個手段，是 没計能量能帶以在準中性内源性基極層中提供内建漂移 電場（Built-In Shift Field)，藉以加速輸送少數載子穿過準 中性内源性基極層，而這是利用在i 9 8 3年在電學期刊 (Electronics Letters)出版之第19期第41〇頁至第411頁 中由海爾斯（J· R· Hayers)、卡巴索（F. Capass〇)、哥薩德（Α· C· Gossard)、馬理克（R· j. Malik)以及魏格曼（W· wiegman) 所著之「具有分級能帶基極的雙載子電晶體」一文所提出 之原理’其中並以砷化鎵（GaAs)雙載子電晶體的例子作為 範例。在這個範例中不是只用砷化鎵，而是利用鋁與砷化 鎵的合金來製造内源性基極層來達到漂移電場。化合物半 導體砷化鋁鎵（AlxGal-xAs)的能帶間隙比砷化鎵大。而χ 的值越大，能帶間隙就越大。藉由調整整個準中性内源性 基極層的χ值，使得朝射極-基極接面的χ值越大，而朝 基極-集極接面的χ值越小，如此就獲致具有分級能帶間 隙的内源性基極。 在這個技術的結構中，分級基極能帶間隙電晶體之基 極傳輸時間，比準中性内源性基極層内未分級之電晶體的 基極傳輪時間還少。 在這個技術的其他結構中’如電機電子工程師協會所 4 200406919 出版之電子元件雜諸（The Institute of Electrical and Electronics Engineering Transaction Electron Devices ； IEEE Trans· Electron Devices)第 42 期第 455 頁至第 468 頁（1 995年）中由海瑞（D· L· Harame)、康福特（J. Η.

Comfort)、克雷斯勒（J· D· Cressler)、克拉貝（Ε· F.

Crabb6)、孫（J. Υ· —C· Sun)、梅爾森（Β· S· Meyerson)、以 及泰司（Τ· Tice)所著之「矽/矽鍺磊晶基極電晶體-第j 部··材料、物理及電路」中所述。矽的能帶間隙比鍺還大。 鲁 矽鍺基極（SiGe-Base)之雙載子電晶體就是分級基極能帶 間隙雙載子電晶體，其中在準中性内源性基極層中之能帶 間隙在朝射極-基極接面處較大，而在朝集極-基極接面處 較T。藉由在準中性内源性基極層中設計鍺的分布，使鍺 的/辰度在朝集極端較大，而朝射極端較小。 本發明的 雙载子電晶體 基極接面處提 能帶間隙區延 造之結構中， 基極接面開始 極接面處提供 其餘的準中性 影響基極所用 目的就在於提供具有準中性内源性基極層之 ’其中準中性内源性基極層中毗連於射極_ 供固定能帶間隙次層（Sublayer)，並有分級 伸至基極-集極接面。目此，在本發明所製 取代在整個準中性内源性基極層内從射極_ 去分級能帶間陽:’本發明在晚連於射極_基 固定能帶間隙次層。能帶間隙分級則限制在 内源性基極層。在與接面相距_段距離處， 材料之組成份，來改變能帶間隙的量，藉此 5 200406919 設計能帶間隙分級。本發明中之雙載子接面電晶體在分級 能帶間隙基極中具有固定能帶間隙次層，係以神化紹鎵及 矽鍺之系統之圖式為範例。 【實施方式1 4參考第1A圖、第18圖以及第1(：圖，其中雙载子 電晶體1具有準中性分級能帶間隙基極層2，而能帶間隙 3從射極-基極接面4到集極_基極接面5是逐漸減少的； 藉著提供在射極-基極接面4以及分級能帶間隙基極層2 之間的固定能帶間隙次層6，來修改雙載子電晶體i。 換句話說在製造時，本發明不像傳統之分級基極能帶 間隙雙載子電晶體，從射極_基極接面4起至開始分級能 帶間隙，並跨過準中性内源性基極層到集極-基極接面5， 本毛月之準中性内源性基極層反而在此連於射極-基極接 面4處具有固定能帶間隙次層6。能帶間隙分級則限制在 準中性内源性基極層7之剩餘部分。 就個別例示而言；考慮具有砷化鋁鎵（AlxGal-xAs)基極 之砷化鎵雙載子電晶體，以及鍺濃度變動之矽鍺基極雙载 子電晶體的例子。 在珅化鎵雙載子電晶體之例子中，其分級基極是由化 合物半導體神化紹鎵所製造而成，不像傳統之分級基極坤 化鎵雙載子電晶體，X值從射極-基極接面4起開始減少並 跨過基極層2 ’在本發明中毗連於射極-基極接面4之次層 6中X值反而為固定的，而且朝著集極5減少並跨過準中 200406919 性内源 在 基極雙 有分級 帶間隙 7之剩4 在 形式後 在 化合物 砷化鎵 並跨過 次層中 性内源 在 基極雙 有分級 間隙次 餘部分 如 述於傳 極層裡 中檢查 是考慮 性基極層7之剩餘部分。 石夕鍺基極雙載子電晶體之例子中，不像傳統之矽錯 載子電晶體，錄在整個準中性内源性基極層2中耳 分布’在本發明中田比連於射極-基極接面4之固定能 次層6中反而沒有鍺，而是在準中性内源性基極層 涂部分中鍺呈分級分布。 比較第2A圖與第2B圖所繪的這些結構之先前技術 ，當可更明瞭說明書。 | 神化鎵雙載子電晶體之例子中，其内源性基極是由 半導體珅化銘鎵所製造而成，不像傳統之分級基極 雙載子電晶體中，X值從射極-基極接面起開始減少 基極層，在本發明中毗連於射極-基極接面之準中性 X值反而為固定的，而且朝著集極減少並跨過準中 性基極層之剩餘部分。 矽鍺基極雙載子電晶體之例子中，不像傳統之矽鍺 載子電晶體中，鍺在整個準中性内源性基極層内具 分布，在本發明中毗連於射極-基極接面之固定能帶 ® 層中反而沒有鍺，而是在準中性内源性基極層之剩 中鍺呈分級分布。 之前海爾斯（J· R· Hayers)與海瑞（D L Harame)所 統之分級基極能帶間隙電晶體中，準中性内源性基 沒有固定能帶間隙區。為要在準中性内源性基極層 傳統之能帶間隙分級是如何減少基極傳輸時間，於 傳統的矽鍺基極電晶體。其結果應用在一般傳統之 7 200406919 分級基極能帶間隙雙載子電晶體。 第2A圖係繪示在傳統n-p-n矽鍺基極雙載子電晶體之 内#中的摻質分布（Dopant Distribution)，其中鍺曲線以8 的點線表示，為三角形（Triangular)或線性分級（Linearly ded) ’而第2B圖則是相關的能帶能量圖。此處射極-基 極接面假定位於x = 0，而基極_集極接面假定位於x==Wb，且 準中丨生内源性基極層之寬度為W b。為了簡化圖示，第2 Η中射極-基極二極體（Di〇de)之缺乏區以及基極-集極二 極體岣假定為〇。基極中的鍺分布造成在準中性内源性基 ° 之集極‘有最大此帶間隙窄化量AEgmax。請參照第2B 圖所繪示之相關的能帶圖，Ec為導帶的底部，而EV為價帶 的頂端。圖中顯示傳統的矽鍺基極雙載子電晶體中，内源 性基極層之能帶間隙從射極端朝集極端開始窄化，空間上 並沒有任何固定能帶間隙。 曰第2Α圖與第2Β圖係繪示進一步考慮傳統的矽鍺基極 :晶體的鍺分布，“ 3圖之方程式i求出，矽鍺基極電 曰曰體之基極傳輸時間tB(含有鍺）與矽基極電晶體之基極 傳輸時間tB(不含鍺）的比例，在準中性内源性基極層中具 有相同之P型摻質分布。 ,,一…。W π w $兄汉吾 f 準中性户 性基極層。方程式1顯示基極傳輸時間的改善與基極5 無關，但基極傳輸時間卻是整個基 △一量的一個函數。〜的值越大，基極 間比例就越小。 200406919 文中’本發明之雙載子電晶體提供準中性内源性基極 層’其中準中性内源性基極層包含固定能帶間隙次層位於 刀級忐帶間隙次層之頂部上。因此，不像傳統之分級基極 能帶間隙雙載子電晶體，從射極_基極接面起開始分級能帶 間隙，並跨過準中性内源性基極層，本發明反而在毗連於 射極-基極接面具有固定能帶間隙次層。能帶間隙分級則 限制在準中性内源性基極層之剩餘部分。 在砷化鎵雙载子電晶體之例子中，其中内源性基極是 由化合物半導體砷化鋁鎵所製造而成，不像傳統之分級基 極砷化鎵雙載子電晶體中，x值從射極-基極接面開始減少 並跨過基極層，在本發明中毗連於射極_基極接面之準中性 -人層中X值反而為固定的，而且朝著集極減少並跨過準中 性内源性基極層之剩餘部分。 在石夕錯基極雙載子電晶體之例子中，不像傳統之石夕鍺 基極雙載子電晶體中，鍺在整個準中性内源性基極層中具 有分級分布，在本發明中毗連於射極-基極接面之固定能帶 間隙次層中反而沒有鍺，而是在準中性内源性基極層之剩 餘部分中鍺呈分級分布。 此處係使用n-p-n矽鍺基極雙載子電晶體來敘述本發 明之細節。其結果可應用於一般分級基極能帶間隙雙載子 電晶體。其結果特収可應用在具有分級基極能f間隙及 寬間隙（Wide-Gap)射極之異質接面（Heter〇juncti〇n)雙载子 電晶體。 體第1A圖係繪示根據本發明n_p_n矽鍺基極雙载子電晶 之内部中摻質分布，其中在準中性内源性基極之分級 bq q 接：：部份中鍺曲線為三角形或線性分級。此處射極·•基極 假疋位於X 0 ’而基極-集極接假定位於X = W B，且準中 性 、 1 w源性基極層之寬度為Wb。無鍺覆蓋層之厚度為 ap。相對的能帶圖係繪示於第1 B圖。Ec為導帶的底部， 帶Ev為價帶的頂端。圖中顯示準中性内源性基極層之能 ，隙在®比連於射極-基極接面處，在空間上具有寬度為 W c a n p之固定的區域，且朝集極開始窄化。 石夕與鍺在晶袼常數上有些許差異。在工程上矽的能帶 間p杳# ^ '、糸於矽中加入鍺，矽的晶格會形變以適應鍺原子。倘

σ入過多的鍺，矽會變得過度形變，在矽中會形成差排。 此能加入多少的鍺而不會在矽層中造成過度形變，就有 ^ 良。以一般的原則，如果含鍺層薄，鍺的濃度可大， 這樣錯ί農度的產物與含鍺層的厚度就不會超過穩定性極 限就如結晶成長期刊（J. Crystal Growth)第27期第1 1 8頁 至第125頁（1974年）由馬修（J. W. Matthews)與布雷克斯禮 (A. E· Blakeslee)合著之「磊晶多層中的缺陷」中所提到的。 因此’就本發明而言，在壓縮準中性内源性基極層中鍺分 布以形成無鍺覆蓋層時，根據第3圖之方程式2改變覆蓋 層厚度與波峰濃度，提供含鍺薄膜的穩定性，能增加鍺的 高峰濃度卻維持含鍺薄膜的穩定性。△:Egmax與Wcap之 間的關係繪示於第1(：圖。就本發明之矽鍺基極電晶體而 言’由第3圖之方程式3求出基極傳輸時間比例。 10 200406919 —透過第3圖中方程式“方程式3的比較，可看出執 行本發明所達成的好處。在比較中我們看見方程式3中第 一員表不對來自基極之分級能帶間隙區之基極傳輪時間的 貢獻’而方程式3的第一項表示來自本發明之固定能帶間 :、品域的貝獻，其中固定能帶間隙區域如帛1B圖之能帶 圖中之元件6。由於固定能帶間隙區與分級能帶間隙區之 間的互相依賴，在無鍺覆蓋層厚度為零時，方程式3的第 二項為零，而無鍺覆蓋層厚度等於基極寬度時，方程式3 的第二項也為零，所以方程式3的第二項就表示對基極傳 輸時間的貢獻。 本發明之基極傳輸時間與傳統矽鍺基極雙載子電晶 體之基極傳輸時間相減A溱埒臃 θθ 取馮淨效應。根據方程式2為例，倘 若鍺的波峰濃度隨著盔鍺霜筌爲 处芬"，、鰭復盍層厚度的增加而增加，那麼 增加鍺的波峰濃度會更楹徂耸4 # 又《又徒供基極傳輸時間的縮減。 清參照第4圖，传t0 你比較在第2A圖與第2B圖中本發明

之基極傳輸時間與傳統矽鍺A /鳍暴極電晶體之基極傳輸時 間。在第4圖中，本發明之其士 * 知乃之基極傳輸時間tB(Wcap)與不具 無鍺覆蓋層的傳統矽鍺美朽番曰 八 /鳍暴極電晶體之基極傳輸時間 tB(WcaP = 〇)之比例為縱軸刻 J又丑馬無鍺覆蓋層厚度的函 數，而無鍺覆蓋層厚度則為榫击丨 利馮铴軸刻度。按照方程式2，在 基極層中鍺的含量保持固定，尤 在 Wcap — 〇 時 AEgmax 值= 7.5 kT，其中顯示與傳統矽鍺基 土位冤日日體比較時，當無鍺覆蓋 層厚度增加到約1 5 %的準φ# 中性内源性基極厚度，本發明 之梦鍺基極電晶體的基極偯私生 土位得輸時間減少約丨5 %，在基極傳 11 200406919 輸時間上顯著減少。 即使用石夕鍺基極雙載子電晶體來導出方程式3，可以 觀察到方程式3係應用於一般分級基極能帶間隙雙載子電 晶體，所以方程式3可應用在化合物半導體雙載子電晶體， 例如具有分級能帶間隙砷化鋁鎵基極層之砷化鎵雙载子電 晶體。 利用石夕鍺基極雙載子電晶體之製造為圖示，其中矽鍺 基極雙载子電晶體具有深溝渠隔離，而深溝渠隔離具有複 曰曰石夕基極接觸以及複晶石夕射極結構，係配合下列第5圖至 第1 4圖來概述雙載子電晶體之製造。 第5圖係繪示用來製造n-p-n雙載子電晶體的起始晶 片。此起始晶片由p型基材1 〇與η型層12所組成，在n 型基材10與η型層12之間有重摻雜之^層u。η型層12 將形成電晶體集極，而η+層11將形成電晶體之次集極。 第6圖中，藉由蝕刻穿透η型層12與η +層1 1，再以 氧化物回填並平坦化，然後形成深溝渠隔離1 3。 第7圖中，淺溝渠14被蝕刻然後填以氧化物，再平括 化成為單一上表面。深隔離溝渠13與ρ型基材1〇 一起將 個別的電晶體隔離。 集極穿過的區域15是重摻雜η型，一般係藉由離子 植入法來完成。所得之結構更繪示於第7圖。 第8圖中，重硼摻雜之複晶矽層1 6接著就形成在平土曰 化之上表面上。複晶矽層1 6其作用只在於減少電晶體的外 源性基極電阻。複晶矽層1 6經圖案化後打開窗1 7，其中窗 12 200406919 1 7疋義出第1 0圖所示之基極窗。圖案化之複晶矽層1 6會 或不會與η型集極區重疊。 曰 第9圖中，形成基極層係藉由先形成含有錯分布之ρ ^•層18然後在ρ型層18上形成不含鍺的ρ型層Μ。 第1 0圖中，係藉由磊晶沉積矽來形成層1 8與層1 9。 就層1 8而5，在矽沉積時混合鍺與硼。鍺的濃度在朝著層 U的底部變大而朝著層^的頂端變小，以在整層18中獲 致分級能帶間隙。就層19而言，切沉積時只有混合哪。 在層1 9中’又有鍺，所以整層丨9中能帶間隙為固定的。 絕緣層20，例如為氧化層，隨後形成於^ 1 9之頂端 上如第10圖所不。在層2〇中敍刻並打開出冑2 i，如第 11圖所不。窗21為射極窗。倘若有必要，可藉由離子植入 法穿過射極窗加重地摻雜n型於射極窗正下方的集極區。 在射極窗下方的集極區增加摻雜濃度，可讓電晶體在較高 集極電流密度下操作，就不會遇到基極寬化的不利影響。 為了簡化圖示，並未繪示於第η圖。 請參照第1 2圖，接著沉積並圖案化重摻雜η型的複晶 矽層，藉以形成複晶矽射極22。然後利用罩幕蝕刻層丨6、 層1 8、層1 9以及層2〇，以對電晶體之外源性基極進行圖 案化。Ik後，沉積並蝕刻絕緣層，例如氧·化層，藉以在餘 刻出層1 6、層1 8、層i 9以及層2〇之垂直面上形成絕緣側 壁’如第13圖與第14圖所示。這些步驟的結果，暴露出 集極15以作為電性接觸，如第14圖所示。接著執行熱循 環以趨入（Drive-In)射極。趨入步驟更使得硼從重摻雜基極 13 200406919 複 層 晶矽層16中向外擴散 1 8與層1 9以p型重換 然後，餘刻並打開基極接觸 電晶體就準備好形成金屬接觸， 緣示。 ’而對直接在層16上及其四周之 雜’亦如第14圖所示。 窗23，更如第14圖所示。 為了簡化圖示，此處並未 藉以在》比連於分級基極 Μ上所述係為結構性的主 雙載子電晶體之射極接面提 ^ 飫仏固疋此贡間隙區，藉此在通

過基極時提供更快速的载子傳輸。 本發明係敘述一此會姑 一貫施例。然而，可以了解的是在未 脫離本發明所主張之精神或範圍下，仍可做出各種修飾。 因此，其他的實施例在下列申請專利範圍中。 丄 丄圖式簡單說明1 第1圖係繪不本發明之射極-基極以及基極-集極接面 位置在尺寸上之關連簡圖，敘述圖繪之例示射極-基極-集極 又載子電曰曰體的條件’纟分級能帶間隙元件中毗連於射極 接面之固定能帶間隙次層；其中： 第1 Α圖係繪示在電晶體中摻質分布，特別顯示出例示 之η ρ η石夕錯基極雙載子電晶體之内部中，鍺曲線為三角形 或線丨生刀級。在準中性内源性基極區中無鍺覆蓋層（Ge-FreeCaP)之厚度為 Wcap; 第1B圖係繪示第1A圖之n_p_n矽鍺基極雙載子電晶 體中射極基極-集極區之能帶圖。基極層中之能帶在毗連於 14 200406919 射極-基極接面處具有寬度為Wcap之空間上固定區，接著 朝集極端開始變窄；以及 第1 c圖係繪示本發明組成分濃度增加的影響；以簡圖 顯示出在最大能帶間隙窄化量△Egmax以及無鍺覆蓋層的 厚度Wcap之間的關係。 第2圖-先前技術係繪示射極_基極以及基極·集極接面 位置在尺寸上之關連簡圖，敘述先前技術例示之射極·基極_ 集極雙載子電晶體，即圖繪之典型的分級能帶間隙雙 電晶體的條件；其中： 第 第 第 方程式 2A圖係繪示電晶體中的摻質分布；以及 2B 3圖 圖係、''曰示射極-基極_集極區中之能帶圖 係' 曰示在基極傳輸時間中影響因子交 〇 互關係之 第4圖係繪示本發明之基極傳輸時間叫 1“夕錯基極電晶體之基極傳輪時間的比較圖，具 ::rr傳輪時間，—覆蓋層(c:二 覆盍層之例示傳統矽鍺基極電晶髀 傳輸時間tB(Wcap = 〇)相tb # _ y 體之基丰 以甘 又。兩個電晶體之準中“ 性基極的寬度均相同。在基極層中之鍺濃度 Wea㈣時其λΕ_χ = 7 5灯。 辰又維持固定，七 第5圖至第14圖係緣示實施本發 中形成逐漸增加的完整結構； 4之步舉 範例。所繪之石夕錯基極電晶體且右、出夕鍺基極電晶體^ 士… 具有深溝渠隔離、#曰

極接觸層、以及複晶矽射極。 是日日矽I 200406919 、第5圖係繪示用來製造本發明例示之n-p-n矽鍺基極雙 載子電晶體的起始晶片的横戴面圖。 第6圖係綠示在形成深溝渠隔離區後的橫截面圖。 第7圖係繪示在淺溝渠隔離形成後的橫戴面圖。 第8圖係繪示在沉積重摻雜p型基極複晶矽層以及打 開基極窗後的橫截面圖。 第9圖係綠示在複合基極層形成後的橫截面圖。底層 疋P型並包含造成能帶間隙分級之鍺分布。上層為p型但 不含鍺因此具有固定能帶間隙。 第1 0圖係繪示在沉積基極層用之絕緣層後的橫截面 圖。 第11圖係繪示在蝕刻基極層上之絕緣層以打開射極窗 後的橫截面圖。 第1 2圖係繪不在沉積並圖案化重摻雜n型複晶矽後的 橫截面圖。這是射極複晶石夕。 第1 3圖係繪示在基極複晶矽層連同其上的複數層藉由 蝕刻圖案A ’接著在蝕刻出之垂直表面上形成絕緣側壁後 的橫截面圖。隨後執行射極趨入步驟。 第14圖係繪示蝕刻並打開基極接觸窗後的橫截面圖。 丄圖號對照說明 1 雙載子電晶體 2 基極層 3 能帶間隙 4 身于極-基極接面 5 集極-基極接面 6 次層 16 200406919

7 準中性内源性基極層 10 p型基材 11 重摻雜η +層 12 η型層 13 深溝渠隔離 14 淺溝渠 15 區域 16 複晶矽層 17 窗 18 層 19 層 20 絕緣層 21 窗 22 射極 23 基極接觸窗 17

Claims (1)

1. 200406919 申請專利範圍 • · .. · .：.· · ；·....：. · . ：·. ·.. ·：...；· -.： ：. .；.·.. .·. ：. .·.：；· ： ·-.：.： ·. ··.·.... ... 1. 一種具有一射極與一集極區以形成由一基極區分開 之一射極p-n接面與一集極p-n接面的雙載子電晶體，其中 的改良至少包含： 一第一基極層，其係具有一固定能帶間隙，其中該固定 能帶間隙係毗連於該射極p-n接面；以及 一第二基極層，其係具有一分級能帶間隙，其中該分級 能帶間隙係位於該固定能帶間與該集極P-n接面之間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之雙載子電晶體，其中該 第一基極層與該第二基極層之材料為一選自由砷化鋁鎵 (AlxGal-xAs)以及矽鍺（SiGe)所組成之族群中的半導體合 金系統材料。 3. 如申請專利範圍第2項所述之雙載子電晶體，其中該 半導體合金系統為具有變動濃度之鋁鎵（AlxGal -X)組成的 石申化铭鎵。 4. 如申請專利範圍第2項所述之雙載子電晶體’其中該 半導體合金系統為具有變動濃度之鍺組成的矽鍺。 5. —種在一射極p-n接面與一集極p-n接面之間具有一 分級能帶間隙基極的雙載子電晶體，其中用以縮短少量載 子基極傳輸時間的改良至少包含： 18 200406919 提供一層，其中該層位於該分級能帶間隙基極中， 分級能帶間隙基極係毗連於具有一固定能帶間隙之該 ρ-η接面；以及 提供一分級能帶間隙，其中該分級能帶間隙位於該 能帶間隙基極中，而該分級能帶間隙基極係位於該固 帶間隙與該集極ρ-η接面之間。 6.如申請專利範圍第5項所述之雙載子電晶體，其 分級能帶間隙基極之材料為一具有多種組成的半導 金0 7. 如申請專利範圍第5項所述之雙載子電晶體，其 具有多種組成的半導體合金之材料為砷化鋁鎵。 8. 如申請專利範圍第5項所述之雙載子電晶體，其 具有多種組成的半導體合金之材料為矽鍺。 9. 一種具有一射極區、一集極區、以及一準中性内 基極層的雙載子電晶體，其中 該準中性内源性基極層係位於該射極區與該集極 間； 該準中性内源性基極層至少包含毗連於該射極 一第一次層以及毗連於該集極區之一第二次層； 該第一次層具有一能帶間隙，其中該能帶間 而該 射極 分級 定能 中該 體合 中該 中該 源性 區之 區之 隙在 19 整個該第一次層中實 見貝上為固定；以及 該第二次層呈亡 # 八一 y刀級能帶間隙，其中該分級能 f間隙係位於整個該笸_ 第一久層中，且該分級能帶間隙 越朝a亥第一次層絲勒 '越大’而越朝該集極區就越小。 1 0 ·如申請專利蔚圊 項所述之雙載子電晶體，其中 該準中性内源性基極層伤 '、 夕所製成，而該準中性内源性 基極層之該第二次居孫士 曰。由，，且成為Sil-xGex的矽鍺合金所製 成，且該X值在替徊兮够_ t i個5亥第一次層中變動，因此該χ值越朝 吞亥集極區就越大，而4 .., 而該X值越朝該第一次層就越小。 11 ·如申請專利範圍第9項所述之雙載子電晶體，其中 Α準中丨生内源性基極層之該第一次層係由組成為Α丨χ Q a j _ xAs之半導體化合物所製成，且該χ值在整個該第一次層 中實質上為固定，而其中該準中性内源性基極層之該第二 -人層係由組成為AlyGal_yAS之一半導體化合物所製成，且 该y值在整個該第二次層中變動，因此在就連於該第一次 層時該y值就等於該χ值，而該y值朝該集極區漸減。 1 2 ·如申請專利範圍第9項所述之雙載子電晶體，其中 該準中性内源性基極層之該第一次層之厚度係比該準中性 内源性基極層厚度的3 0 %更低。 13·如申請專利範圍第9頊所述之雙載子電晶體’其中 20 200406919 該準中性内源性基極層為p型摻雜，而該射極區與該集極 區為η型掺雜。 14.如申請專利範圍第9項所述之雙載子電晶體，其中 該準中性内源性基極層為η型掺雜，而該射極區與該集極 區為ρ型摻雜。 1 5.如申請專利範圍第9項所述之雙載子電晶體，其中 該射極區之一能帶間隙大於該準中性内源性基極層之該第 一次層之該能帶間隙。 21