JP2000196134A - 可視―ブラインドuv検出器 - Google Patents

可視―ブラインドuv検出器

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JP2000196134A
JP2000196134A JP11369969A JP36996999A JP2000196134A JP 2000196134 A JP2000196134 A JP 2000196134A JP 11369969 A JP11369969 A JP 11369969A JP 36996999 A JP36996999 A JP 36996999A JP 2000196134 A JP2000196134 A JP 2000196134A
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イアム・コン・ソウ
Ma Tsuaofui
ツァオフイ・マ
Rai Man Choi
チョイ・ライ・マン
Yu Yan Tsui
ツィ・ユ・ヤン
Sang Wong Kam
カム・サン・ウォン
George Wong Ke-Run
ケ−ルン・ジョージ・ウォン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】活性材料としてII−VI合金を含む可視−ブ
ラインドUV検出器を提供すること。 【解決手段】ZnSTe合金の活性層を含む可視−ブラ
インドUV検出器が開示される。Te組成は基板(例え
ば、Si、GaPまたはGaAs)の性質に依存して良
好な格子整合を提供するように変化し得るし、新規構造
は高い量子効率を与えるように提供される。本発明はま
た、純粋なZnSの活性層およびZnSSeの活性層を
有するUV検出器をも開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線(UV)検
出器に関し、特に、活性材料としてII−VI合金を含
む可視−ブラインドUV検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】400nm未満の波長について高い応答
性を有するUV検出器は、炎の監視、汚染物質の検出お
よびUV天文学のような応用にとって、並びに進歩した
医療技術および機器にとって極めて重要である。従来
は、2つのタイプの装置がUV検出器として用いられて
きた、すなわち、光増倍管およびシリコンp−i−n光
ダイオードである。
【0003】従来の光増倍管は過去においては満足のい
くものであったがしかし、応用の数が増える中で、シリ
コンp−i−n光ダイオードが低い量子効率を有するに
もかかわらずその小さなサイズと低い電圧操作性のため
に好ましくなった。近年では、可視−ブラインドおよび
太陽−ブラインドUV検出器用途のためのGaAlN合
金およびSiC薄膜を開発することについてもまた関心
が大きくなってきた。SiCに比較して、GaAlNは
多数の利点を有する、すなわち、(1)それは直接禁止
帯材料であり、従って、より高い吸収効率を有する、
(2)それはより鋭いカットオフ値を有する、および
(3)材料のドーピング制御は十分良好に開発されてい
るので、ヘテロ接合デバイスが現在可能であり、それは
よりすぐれた量子効率となり得る。加えて、GaAlN
合金のバンドギャップエネルギーは、略3600Åない
し略2000Åの特定長波長カットオフ値を有する検出
器を製作することを可能とするように3.4から6.2
eVの範囲を取る。ショットキーおよびp−i−n接合
タイプの両方および良好な性能を有する幾つかのGaN
−GaAlN系光導体および光ダイオードは成功裏に製
造されてきた。より最近は、更に高いゲインのGaN/
AlGaNのヘテロ接合光トランジスターが現れた。達
成された最も高い外部量子効率は355nmでほぼ70
%である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
での半導体系UV光検出器についての問題は、適切な格
子整合基板の欠如である。最も一般的に用いられる基板
のサファイア(Al2 3 )は、略14%まで窒化物に
対して格子不整合であり、GaNの熱膨張係数のほとん
ど2倍の大きさである熱膨張係数を有する。結果とし
て、高密度の不整合転移および束縛がそれらの構造の中
に不可避的に存在し、それは検出器の応答時間を著しく
制限する。例えば、250×250μmGaN光ダイオ
ードについて報告された最高速の応答時間はいまだマイ
クロ秒台である。Siテクノロジーで窒化物系光検出器
を集積することもまた困難である。GaNとSiとのあ
いだの格子不整合は更に大きく(立方GaNとSiとの
あいだで18.7%)、従って今のところ、Si基板上
に成長する良好な性能のGaN系デバイスの報告は存在
しない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、活性材
料としてZnS1-x Tex 合金を含むUV検出器が提供
される。合金中のTeの比率は、基板に対する良好な格
子整合を提供するように変化し得るし、選ばれる基板に
依存するであろうが、しかし、好ましくは0≦x≦0.
1である。可能な基板材料は、ドープされているかまた
はドープされていないGaAs、SiまたはGaPであ
る。活性層は、例えば、n型のドープされたZnST
e:Alのようなドープされた層であり得るし、または
真性ZnSTeの層であり得る。
【0006】
【発明の実施の形態】第1の好ましい態様においては、
検出器は、(a)n+ 型Si、GaAsまたはGaPの
基板層、(b)基板層の第1の上側表面上に形成され
た、ドープされているかされていないZnS1-x Tex
の活性層、(c)第1電極として活性層の表面上に形成
された第1導電材料の層、および(d)オーム接触とし
て基板の第2下方表面上に形成された第2導電材料を含
むショットキーバリア構造である。
【0007】好ましくは、検出器の上側表面には反射防
止膜が形成される。これは、反射損失を最小化すること
により検出器の量子効率を増加させる。
【0008】しかしながら、ある環境においては、この
構造は、基板の下に位置するオーム接触により引き起こ
される相対的に低い量子効率を有し得るものであり、そ
れゆえキャリアは、基板と活性層とのあいだの接合でト
ラップされ得ると言うのがその理由である。それゆえ、
より好ましい態様においては、検出器は、(a)GaA
s、SiまたはGaPの基板層、(b)基板層の第1の
上側表面上に形成されたAlがドープされたZnS1-x
Tex の第1層、(c)第1層の表面上に形成され、露
出した第1層の一部を残すように第1層を部分的にのみ
覆うZnS1-xTex の第2活性層、(d)第1電極を
形成するように第2活性層の表面上に形成された第1導
電材料の層、および(e)第1活性層の表面の露出され
た部分上に形成されたオーム接触を含むショットキーバ
リア構造である。
【0009】好ましくは、この構造は、SiまたはGa
Pの基板をもって作られる。第1電極のための材料は好
ましくは金であり、それは、オーム接触が少なくとも1
つのインジウムペレットで形成され得る一方で、活性材
料に対するよりよい接着のためにCrまたはTiの薄層
上に堆積され得る。Siの基板については、Te組成物
は、もし基板がGaPであり、好ましくはx=0.06
であっても、x=0.03であるようでありえ、両方の
場合において、xは、基板と活性層とのあいだの良好な
格子整合を達成するよう選ばれる。
【0010】本発明のこの態様は、(a)GaAs、S
iまたはGaPの基板の第1の上側表面上の分子ビーム
エピタキシーによりAlのドープされたZnS1-x Te
x の第1層を堆積させること、(b)第1層の表面上の
分子ビームエピタキシーによりZnS1-x Tex の第2
活性層を堆積させること、(c)第1層の一部を露出す
るように化学的エッチングにより第2活性層の一部を除
去すること、(d)第1電極として第2活性層上に第1
導電材料を堆積させること、および(e)第1層の露出
された部分上にオーム接触を形成することにより形成さ
れ得る。
【0011】しかしながら、湿式化学的エッチングは、
有害な効果を有し得るのでそれで、検出器を製造する別
の方法は、(a)GaAs、SiまたはGaPの基板の
第1上方表面上に分子ビームエピタキシーによりAlの
ドープされたZnS1-x Te x の第1の層を堆積させ、
(b)表面の一部を覆うために第1層の表面の一部に保
護材料を与え、(c)保護材料により覆われない第1層
の表面上に分子ビームエピタキシーによりZnS1-x
x の第2活性層を堆積させ、(d)第1電極として第
2活性層上に第1導電材料を堆積させ、および(e)前
記第1層の露出された部分上にオーム接触を形成するこ
とによる。
【0012】ZnSTe系UV光検出器に加えて、本発
明はまた、活性材料として他のII−VI合金を含むU
V光検出器に関し、特に、活性材料としてZnS1-x
xを含むUV光検出器に関する。ZnSSe光検出器
は、ZnSTe系光検出器についてと同じ技術を用いて
同じ構造で形成され得る。また、Seの比率は、基板材
料について良好な格子整合を提供するように選ばれ得る
が、しかし、好ましくは0≦x≦0.5であり、より好
ましくは更にx=0.5である。
【0013】
【実施例】本発明の幾つかの態様が、実施例によりおよ
び添付の図面を参照してこれから記載されるであろう。
【0014】図1は、本発明の第1の態様によるUV検
出器構造を断面図で示す。
【0015】図2は、ドーピング剤濃度の3つのレベル
についての発生波長の関数として図1の態様の光電圧応
答を示す。
【0016】図3は、Te組成物の3つのレベルについ
ての発生波長の関数として図1の態様の光電圧応答を示
す。
【0017】図4は、本発明の第2の態様によるUV光
検出器構造を断面図で示す。
【0018】図5は、入射光子エネルギーの関数として
図4の態様の光電圧応答を示す。
【0019】図6は、入射光子エネルギーの関数として
図4の態様の量子効率を示す。
【0020】図7は、本発明の第3の態様によるUV光
検出器の斜視図である。
【0021】図8は、発生波長の関数として図7の態様
の検出器の光電流および光電圧応答性を示す。
【0022】図9は、図7の態様の検出器のピーク反応
波長における発生電力の関数としての光電流および光電
圧を示す。
【0023】図10は、図7の態様のUV検出器の応答
時間を示す。
【0024】図11は、ZnSTeの活性層を含む検出
器とZnSの活性層を有する検出器の応答を比較するプ
ロッティングである。
【0025】図12は、本発明の第4の態様によるUV
光検出器の斜視図である。
【0026】図13は、図12の検出器についての発生
波長に対する電流応答のプロッティングである。
【0027】図14は、ピーク反応波長における図12
のUV検出器の発生電力に対する光電流および光電圧の
プロッティングである。
【0028】図15は、Au/Cr第1電極を用いるデ
バイスの光応答曲線のプロッティングである。
【0029】本発明の第1の態様は図1において示され
る。ドープされたZnS1-x Tex薄膜を含む活性層
が、分離したエフュージョンセルにおいて含まれるZn
SおよびZnTe化合物源を用いてVG V80H M
BEシステムの中でn+ −GaAs(100)基板上に
成長される。Alを含む第3のエフュージョンセルがn
型ドーピング剤源として用いられた。活性層は、4%の
Te組成をもって5000Åの厚さに成長される。10
0〜200Å厚さのAu層が、透明頂部電極を形成する
ためのrfスパッタリングまたは熱気化技術により活性
ZnSTeの頂部上に堆積された。このように形成され
た検出器材料の試料は次いで、オーム接触がGaAs基
板の下に形成される様に測定のための導電性銀インクを
用いて銅試料ホルダー上に載置された。
【0030】光検出器のこの態様の操作においては、電
子正孔対は、ZnSTe層上に入射する光子により発生
し、ダイオードを横切る出力電圧を生成するように反対
方向の空乏領域においてビルトイン電界により駆動され
る。この出力光電圧は入射光子のエネルギーに依存す
る。図2はAlドーピング(Teは4%であり、すなわ
ちx=0.04である)の3つのレベルについての光子
エネルギーの関数としての検出器の応答を示し、一方、
図3は3つの異なるTe分率についての応答を示す。
【0031】まず図2を参照すると、応答は基本的に可
視−ブラインドであり、UV感受性であることが理解さ
れる。活性ZnSTe層のバンドギャップ未満(すなわ
ち約3.5eV未満)の光子エネルギー範囲における応
答はほぼGaAs層における吸収によるものであり、振
動の形態はZnSTe層により引き起こされる干渉効果
の結果である。高い光子エネルギーのドロップオフは、
表面の組換え効果を重要にするバンドギャップより大き
いエネルギーを有する光子の短い吸収波長による。
【0032】図2から、光電圧は減少するドーピング濃
度に合せて増加することが理解され得る。図3は、図2
に対応するがしかし、xの3つの値(8.6%、3.1
%および0.5%)について真性ZnSTe層(すなわ
ちAlドーピング剤なし)からなる活性層についてのプ
ロット図を示し、応答がより大きいことが理解され得
る。
【0033】それゆえ、図1の態様は、可視−ブライン
ドであるUV光検出器を提供することが理解されるであ
ろう。しかしながら、図1の態様により作られた光検出
器の量子効率の測定は効率が低いことを示すので図1の
態様は好ましくない。これは、オーム接触がGaAs基
板を通して作られ、n+ −GaAs基板と活性ZnST
e層との間の界面において高密度の不整合転移が存在す
るからである。それゆえ、光により発生したキャリヤの
大部分はこの界面においてトラップされるようになる。
この問題は、活性ZnSTe層に、より良い格子整合を
有するGaPまたはSiのような材料を基板として用い
ることにより部分的に克服され得る。
【0034】図4は、活性層と基板との間の接合におけ
る吸収の問題への別のアプローチを提供する本発明の第
2の態様を例示する。この態様においては、オーム接触
は基板の下に形成されないが、しかし代わりに、第2の
電極層の上側表面上に形成される。この態様において、
1×1019cm-3台のキャリヤ濃度を有する1.5μm
の強くドープされたn+ −ZnS1-x Tex :Al層を
GaP基板上に成長させた。引き続き、真性ZnS1-x
Tex の1.5μmホモエピタキシャル層を成長させ
た。次いでAuの薄層をショットキーバリヤを形成する
ように頂部表面上に堆積させた。次いで、(例えばBr
2 6 2 溶液を用いる)湿式化学的エッチングを、
オーム接触を形成するようにインジウムペレットが半田
付けされたn+ −ZnS1-x Tex :Al層までエッチ
ングするようにフォトリソグラフィーにより規定される
選択された面積に適用する。
【0035】Te組成は好ましくは、2つの表面層の格
子定数がGaP基板のそれと整合する、例えば、Te組
成が6%(すなわちx=0.06)であり得るように選
ばれ得る。このことはきわめて少ない不整合転移しか構
造全体にわたって形成されないことを保証する。更に、
オーム接触がn+ −ZnS1-x Tex 層の頂部表面上に
形成されるので、界面の欠陥が装置の反応について有し
得るいずれの有害な効果も大きく減少する。加えてこの
態様は、低いバンドギャップ基板における吸収によるバ
ンドエッジ未満の応答を最小化させる。図5は、光子エ
ネルギーの関数としてのこの態様の光電圧出力を示し、
バンドギャップエッジにおける鋭い立ち上がりが、いず
れの振動も無いこととともに、明らかに見られる。
【0036】図6は、Hgアークランプを用いて測定さ
れるこの第2の態様の量子効率を示し、光子エネルギー
の関数として示される。図6は、立ち上がり後平坦な感
受性が存在することおよび50%を超える最大効率を示
す。これは、UV領域において0.14A/Wの感受性
に対応し、商業的に入手可能なUV増強Si光ダイオー
ドのそれに匹敵する。
【0037】図6における第2の曲線は、1%のTe含
有量(x=0.01)を有するSi基板上に形成される
第2の態様の第2の例の量子効率を示す。応答の立ち上
がりはTe組成における差異によりGaP上に成長する
態様のそれに比較したとき青色にシフトし、測定された
ピークの効率はわずかに低いがしかしいまだ40%を超
える。
【0038】それらの態様の効率は、反射損失がそれ自
体減少した量子効率において有意な要因であるので反射
防止膜を用いることにより更に増加させ得る。そのよう
なコーティングについての可能な材料は銀(Ag)の薄
層である。
【0039】図4の態様の検出器は良好な結果を示すけ
れども、この態様の潜在的な不利益は、湿式化学的エッ
チングプロセスがオーム接触の形成を不安定なプロセス
にする損傷されたかまたは粗面化された表面を残し得る
ことである。本発明の第3の態様において、この潜在的
な不利益は湿式化学的エッチングを用いる必要を除去す
る2段階成長アプローチを用いることにより回避され得
る。
【0040】図7は本発明のこの第3の態様により作ら
れる構造を示す。その構造は、分離したエフュージョン
セルに含まれるZnSおよびZnTe化合物源を用いる
VGV80H分子ビームエピタキシー(MBE)システ
ムにおいてGaP(100)基板上に成長される。Al
を含む第3のエフュージョンセルがn型ドーピング剤源
として用いられる。2工程MBE成長アプローチがその
構造を作るために用いられる。第1工程は、Alドーピ
ング剤レベルがn=略1×1019cm-3の電子キャリア
濃度を与える状態で300℃での2.6μm厚さのZn
1-x Tex:Al(式中x=略0.05)層の成長か
らなる。この第1工程に、数10ナノメートル厚さのS
e保護層のほぼ50℃での堆積が続く。次いで、試料を
成長系から取出し、ついで約3mmの幅を有する薄いタ
ンタルストリップを試料の表面を部分的に覆うように試
料上に配置した。タンタルストリップの2つの末端は溶
融ガリウムを用いて試料ホルダー上に固定して保持し
た。
【0041】次いで、試料を成長チャンバーの中に再装
入し、ほぼ300℃の最適成長温度に再加熱し、Se保
護層をほぼ150℃で起こる脱着により除去し、第2の
成長工程において、同じTe比率を有する2.7μm厚
さのドープされていないZnSTe層をSeの脱着され
た表面の頂部上に堆積した。
【0042】タンタルストリップは、第2の成長工程の
あいだに第2の層がその上で成長しないように第1の成
長したドープされた表面層を保護する役割をする。それ
ゆえ、成長したままの試料を成長チャンバーから取出す
ことができ、タンタルストリップを第1ZnSTe:A
l層を露出させるために除去することができ、1対のイ
ンジウムペレットをこの層の上に半田付けすることがで
き、次いで、オーム接触を提供するようにパルス電流衝
撃に供すことができる。100Å厚さのAu層をドープ
されていないZnSTe層上に熱気化技術により堆積す
る。セルの配列が、性能測定を促進するために得られる
検出器構造上に形成され得るがしかし、実際の光検出器
構造内に与えられる必要はないであろう。
【0043】図8は、検出器構造の上方表面上に形成さ
れる3×3mm2 正方形上で測定される図7の検出器構
造の光電流および光電圧応答性を示す。測定は、ソース
として150Wキセノンアークランプを用いてなされ
た。その応答は、バンドエッジのエネルギーに対応する
波長で立ち上がりを示し、より短い波長については0.
13A/Wの高さの値に達する。これはUV領域におい
て50%の高さの外部量子効率に対応し、以前の態様に
おける様に、反射による実質的な損失(ほぼ30%)が
存在するであろうから、効率は、検出器表面に反射防止
膜を適用することにより更に増加し得る。460nmよ
り長い波長については、感度は、320nmのピークか
ら3桁減少し、それは、この態様の光検出器構造が特に
良好な可視−ブラインド特性を有することを示す。
【0044】図9は、発生電力を変化させる可変的中立
密度フィルターを用いて320nmのピーク応答波長に
おける発生電力の関数としての光電流および光電圧を示
す。光電流は、増加する発生電力とともに4桁の強度増
加を超える良好な直線性を維持することが見て取られ得
る。対照的に、光電圧は、約1.7Vで予測された飽和
電圧を示す。
【0045】応答時間もまたこの態様の光検出器構造に
ついて決定され得る。図10は、400×400μm2
セルの1つの時間の関数としての応答を示す。このこと
から、応答時間は、GaN材料の従来の光検出器につい
てマイクロ秒台の既知の応答時間ときわめて好対照であ
るナノ秒台であることが理解され得る。
【0046】図11は、図4および7の態様において活
性層がZnSを含む、すなわちTe含有量が0%である
(x=0)もう1つの可能な態様を例示する。図11か
ら理解され得る様に、純粋なZnSの活性層を有するこ
とはより鋭い応答を提供する。
【0047】図12は、本発明の第4の態様の斜視図で
あり、それは図7の態様と同じ一般的構造を有するがし
かし、ここでは、活性層はZnSSe合金の層を含む。
図7の態様における様に、構造は、分離したエフュージ
ョンセルにおいて含まれるZnSおよびZnSe化合物
源を用いて分子ビームエピタキシーシステムにおいてG
aP(100)基板上に成長される。Alを含む第3の
エフュージョンセルがドーピング剤源として用いられ
る。図7の態様における様に、2工程MBE成長アプロ
ーチが、まず、GaP基板上にx=0.10の0.73
μm厚さのZnS 1-x Sex :Al層を成長させるため
に用いられる。この層のドーピング濃度は2.7×10
19cm-3のキャリア濃度を与えるようなものである。図
7の態様における様に、タンタルストリップを第1の層
の表面の一部に与え、次いで、x=0.10を有するZ
nS1-x Sex の第2層を、1.43μmの厚さに第1
層上に成長させる。タンタルストリップを除去し、イン
ジウムオーム接触を第1層の上側表面上に形成する。以
前の態様における様に、3×3mm2 および400×4
00μm2 の試験面積が試験目的のために検出器の上側
表面上に規定される。ZnSSeについては、可視光−
UV境界についてのバンドギャップエネルギーに対応す
るSeの組成は50%であるので、可視−ブラインド用
途については、0≦x≦0.5である。
【0048】図13は、図12のUV検出器の光電流応
答性を示す。結果は、ほぼ350nmで鋭いカットオフ
値を有する良好な可視−ブラインド応答を示す。図14
は、ピーク反応波長(340nm)における発生電力の
関数として測定される光電流および光電圧を示す。光電
流は、増加する発生電力とともに増加する6桁分の強度
を超える良好な直線性を維持することが理解され得る。
対照的に、光電圧は約1.1Vで予測された飽和を示
す。
【0049】上記態様において、第1電極はAuであ
る。しかしながら、いくつかの状況においてはこのこと
は理想的ではないであろう。と言うのは、Au第1電極
は高ドースのUV照射への長時間の暴露に耐え得ないか
らである。Au層の高ドースUV暴露は、活性材料への
Auの劣悪な接着の結果としてAuの集塊化を引き起こ
し得る。この問題を克服するために、CrまたはTiの
薄層が、良好な接着特性を有するので、まず堆積され得
る。次いで、Au第1電極が、CrまたはTi層上に堆
積され得る。第1電極としてのAu/TiおよびAu/
Crの組合わせがUVの強い付与の下で試験され、いか
なる劣化も観察されなかった。図15は、第1電極とし
てのAu/Cr(50Å/50Å)を用いるデバイスの
光応答曲線である。
【0050】
【発明の効果】従って、本発明は、良好な可視−ブライ
ンド特性、高い量子効率および高速な応答時間を有する
新規な光ダイオード系UV光検出器構造を提供し、それ
は現存する集積回路技術に容易に組み込まれ得ることが
理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の態様によるUV検出器構造の断
面図である。
【図2】ドーピング剤濃度の3つのレベルについての発
生波長の関数としての図1の態様の光電圧応答を示す図
である。
【図3】Te組成の3つのレベルについての発生波長の
関数としての図1の態様の光電圧応答を示す図である。
【図4】本発明の第2の態様によるUV光検出器構造の
断面図である。
【図5】入射光子エネルギーの関数としての図4の態様
の光電圧応答を示す図である。
【図6】入射光子エネルギーの関数としての図4の態様
の量子効率を示す図である。
【図7】本発明の第3の態様によるUV光検出器の斜視
図である。
【図8】発生波長の関数としての図7の態様の検出器の
光電流および光電圧応答性を示す図である。
【図9】図7の態様の検出器のピーク反応波長における
発生電力の関数としての光電流および光電圧を示す図で
ある。
【図10】図7の態様のUV検出器の応答時間を示す図
である。
【図11】ZnSTeの活性層を含む検出器とZnSの
活性層を有する検出器の応答を比較するプロット図であ
る。
【図12】本発明の第4の態様によるUV光検出器の斜
視図である。
【図13】図12の検出器についての発生波長に対する
電流応答のプロット図である。
【図14】ピーク応答波長における図12のUV検出器
の発生電力に対する光電流および光電圧のプロット図で
ある。
【図15】Au/Cr第1電極を用いるデバイスの光応
答曲線のプロット図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イアム・コン・ソウ 香港、クーロン、クリアー・ウォーター・ ベイ、ユニバーシティ・ロード 1、アパ ートメント 45 (72)発明者 ツァオフイ・マ 香港、クーロン、クリアー・ウォーター・ ベイ、ザ・ホンコン・ユニバーシティー・ オブ・サイエンス・アンド・テクノロジ ー、ユニバーシティー・アパートメンツ、 タワー・ビー、ルーム 701 (72)発明者 チョイ・ライ・マン 香港、ニュー・テリトリーズ、テュエン・ ムン、シウ・ホン・コート、シウ・ファ イ・フセ、21/エフ、フラット 7 (72)発明者 ツィ・ユ・ヤン 香港、クーロン、クリアー・ウォーター・ ベイ、ザ・ホンコン・ユニバーシティー・ オブ・サイエンス・アンド・テクノロジ ー、シニア・スタッフ・クォーターズ、タ ワー 6、フラット 5ビー (72)発明者 カム・サン・ウォン 香港、クーロン、クリアー・ウォーター・ ベイ、ザ・ホンコン・ユニバーシティー・ オブ・サイエンス・アンド・テクノロジ ー、シニア・スタッフ・クォーターズ、タ ワー 2、フラット 4ビー (72)発明者 ケ−ルン・ジョージ・ウォン 香港、クーロン、クリアー・ウォーター・ ベイ、ザ・ホンコン・ユニバーシティー・ オブ・サイエンス・アンド・テクノロジ ー、シニア・スタッフ・クォーターズ、タ ワー 19、フラット 6ビー

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 UV応答活性材料としてZnS1-x Te
    x 合金を含むUV検出器。
  2. 【請求項2】 式中0≦x≦0.1である請求項1記載
    の検出器。
  3. 【請求項3】 前記活性材料がn+ 型GaAs、Siま
    たはGaPの基板上に形成される層である請求項1また
    は2記載の検出器。
  4. 【請求項4】 前記活性材料がn型のドープされたZn
    STe:Alである請求項1ないし3のいずれか1項記
    載の検出器
  5. 【請求項5】 前記活性材料が真性ZnSTeである請
    求項1ないし3のいずれか1項記載の検出器。
  6. 【請求項6】 前記検出器が、(a)n+ 型Si、Ga
    AsまたはGaPの基板層、(b)前記基板層の第1の
    上側表面上に形成されたドープされているかまたはドー
    プされていないZnS1-x Tex の活性層、(c)第1
    電極として前記活性層の表面上に形成された第1の導電
    材料の層、および(d)オーム接触として前記基板の第
    2の下側表面上に形成された第2の導電材料を含むショ
    ットキーバリア構造である請求項1記載の検出器。
  7. 【請求項7】 前記基板がn+ −GaAsで形成され、
    前記第1電極がAuで形成される請求項6記載の検出
    器。
  8. 【請求項8】 前記基板がn+ −GaAsで形成され、
    前記第1電極がAu/Crで形成される請求項6記載の
    検出器。
  9. 【請求項9】 前記基板がn+ −GaAsで形成され、
    前記第1電極がAu/Tiで形成される請求項6記載の
    検出器。
  10. 【請求項10】 前記検出器が反射防止膜を備える請求
    項6ないし9のいずれか1項記載の検出器。
  11. 【請求項11】 前記検出器が、(a)GaAs、Si
    またはGaPの基板層、(b)前記基板層の第1の上側
    表面上に形成された、AlのドープされたZnS 1-x
    x の第1層、(c)前記第1層の表面上に形成され、
    露出した前記第1層の一部を残すように前記第1層を部
    分的に覆うZnS1-x Tex の第2活性層、(d)第1
    電極を形成するように前記第2活性層の表面上に形成さ
    れる第1導電材料の層、および(e)前記第1層の表面
    の前記暴露された部分上に形成されるオーム接触を含む
    ショットキーバリア構造である請求項1記載の検出器。
  12. 【請求項12】 前記第1層はドープされたn+ −Zn
    STeの層であり、前記第2活性層は真性ZnSTeの
    層である請求項11記載の検出器。
  13. 【請求項13】 前記基板がGaPで形成され、x=
    0.06である請求項11または12記載の検出器。
  14. 【請求項14】 前記基板がSiで形成され、x=0.
    03である請求項11または12記載の検出器。
  15. 【請求項15】 前記検出器が反射防止膜を備える請求
    項11ないし14のいずれか1項記載の検出器。
  16. 【請求項16】 前記第1導電材料がAuであり、前記
    オーム接触がInで形成される請求項11ないし15の
    いずれか1項記載の検出器。
  17. 【請求項17】 前記第1導電材料がAu/Crであ
    り、前記オーム接触がInで形成される請求項11ない
    し15のいずれか1項記載の検出器。
  18. 【請求項18】 前記第1導電材料がAu/Tiであ
    り、前記オーム接触がInで形成される請求項11ない
    し15のいずれか1項記載の検出器。
  19. 【請求項19】 (a)GaAs、SiまたはGaPの
    基板の第1上方表面上に分子ビームエピタキシーにより
    AlのドープされたZnS1-x Tex の第1層を堆積さ
    せる工程、(b)前記第1層の表面上に分子ビームエピ
    タキシーによりZnS1-x Tex の第2活性層を堆積さ
    せる工程、(c)前記第1層の一部を露出させるために
    化学的エッチングにより前記第2活性層の一部を除去す
    る工程、(d)第1電極として前記第2活性層上に第1
    導電材料を堆積させる工程、および(e)前記第1層の
    前記露出された部分上にオーム接触を形成する工程を含
    むUV検出器を形成する方法。
  20. 【請求項20】 (a)GaAs、SiまたはGaPの
    基板の第1の上側表面上に分子ビームエピタキシーによ
    りAlのドーピングされたZnS1-x Texの第1層を
    堆積させる工程、(b)表面の前記部分を覆うように保
    護材料を前記第1層の表面の一部に適用する工程、
    (c)前記保護材料により覆われない前記第1層の表面
    上に分子ビームエピタキシーによりZnS1-x Tex
    第2活性層を堆積させる工程、(d)第1電極として前
    記第2活性層上に第1導電材料を堆積させる工程、およ
    び(e)前記第1層の前記露出された部分上にオーム接
    触を形成する工程を含むUV検出器を製造する方法。
  21. 【請求項21】 前記基板がSiまたはGaPである請
    求項19または20記載のUV検出器を製造する方法。
  22. 【請求項22】 前記第1導電材料がAuであり、前記
    オーム接触がInで形成される請求項19または20記
    載のUV検出器を製造する方法。
  23. 【請求項23】 前記第1導電材料がAu/Crであ
    り、前記オーム接触がInで形成される請求項19また
    は20記載のUV検出器を製造する方法。
  24. 【請求項24】 前記第1導電材料がAu/Tiであ
    り、前記オーム接触がInで形成される請求項19また
    は20記載のUV検出器を製造する方法。
  25. 【請求項25】 UV反応活性材料としてZnS1-x
    x 合金を含むUV検出器。
  26. 【請求項26】 前記検出器が(a)GaAs、Siま
    たはGaPの基板層、(b)前記基板層の第1上方表面
    上に形成された、AlがドープされたZnS1- x Sex
    の第1層、(c)前記第1層の表面上に形成され、露出
    された前記第1層の一部を残すように前記第1層を部分
    的に覆うZnS1-x Sex の第2活性層、(d)第1電
    極を形成するように前記第2活性層の表面上に形成され
    た第1導電材料の層、および(e)前記第1層の表面の
    前記露出されていない部分上に形成されたオーム接触を
    含むショットキーバリア構造である請求項25記載の検
    出器。
  27. 【請求項27】 0≦x≦0.5である請求項25また
    は26記載のUV検出器。
  28. 【請求項28】 x=0.10である請求項27記載の
    UV検出器。
  29. 【請求項29】 (a)GaAs、SiまたはGaPの
    基板の第1の上側表面上に分子ビームエピタキシーによ
    りAlのドープされたZnS1-x Sex の第1層を堆積
    させる工程、(b)前記第1層の表面上に分子ビームエ
    ピタキシーによりZnS1-x Sex の第2活性層を堆積
    させる工程、(c)前記第1層の一部を露出するために
    化学的エッチングにより前記第2活性層の一部を除去す
    る工程、(d)第1電極として前記第2活性層上に第1
    導電材料を堆積させる工程、(e)前記第1層の前記露
    出された部分上にオーム接触を形成する工程を含むUV
    検出器を形成する方法。
  30. 【請求項30】 (a)GaAs、SiまたはGaPの
    基板の第1の上側表面上に分子ビームエピタキシーによ
    りAlのドーピングされたZnS1-x Sexの第1層を
    堆積させる工程、(b)表面の前記部分を覆うために保
    護材料を前記第1層の表面の一部に適用する工程、
    (c)前記保護材料により覆われない前記第1層の表面
    上に分子ビームエピタキシーによりZnS1-x Sex
    第2活性層を堆積させる工程、(d)第1電極として前
    記第2活性層上に第1導電材料を堆積させる工程、およ
    び(e)前記第1層の前記露出された部分上にオーム接
    触を形成する工程を含むUV検出器を形成する方法。
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