工学教育への展開を目指したバイポーラトランジスタ作製教材の開発

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本研究では，これまでの研究で確立してきた不純物拡散層の形成技術を基に，半導体デバイスの中で基本となる代表的なデバイスの一つであるバイポーラトランジスタの作製技術とその動作原理を理論と実践の両面から効果的に習得することに繋がるバイポーラトランジスタ作製教材を開発している．バイポーラトランジスタにはnpn型とpnp型があるが，本研究ではトランジスタ内を電子が移動するnpn型バイポーラトランジスタ(npn BPT)の作製教材の開発を試みている．npn BPTは電子の多い2つのn型と正の電荷を帯びた正孔の多いp型で構成され，n型からp型へ電子が注入され，それがもう一方のn型に到達することで動作する．昨年度までの研究によって，npn BPTを作製する基本的な技術・工程が確立できた．npn BPTのnpn構造の形成には，p型不純物拡散層の上にn型不純物拡散層を形成する必要があるため，p型不純物拡散層の上に形成したn型不純物拡散層を形成し，そのpn接合の電気的特性を評価したところ，1100℃で形成するp型不純物拡散層の熱処理時間が長くなるにつれて，整流性ではなく線形性を示すことが確認された．その結果，n型Si基板上のp型不純物拡散層上に形成したn型不純物拡散層で構成されるnpn BPTのエミッタ接地回路のコレクタ電流がコレクタ－エミッタ間電圧の変化に対してほぼ一定の特性を示す一般的なエミッタ接地回路の電流－電圧特性を示す一方で，そのコレクタ電流が小さくなったのではないかと思われる．以上の結果，p型不純物拡散層の上にn型不純物拡散層は形成できるものの，そのpn接合でnpn BPTの作製に必要な電流－電圧特性を得ることは容易でないことが見込まれたことから，npn構造を縦方向に形成したサブストレート型ではなく，横方向に形成するラテラル型npn BPTの設計を行い，その作製を試みた．