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Info
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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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。
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
【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。
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。
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。
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 Ｏ 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。
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 Ｏ 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 Ｔ
ｅx 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。
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 Ｔ
ｅx 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 Ｓ
ｅx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。
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 Ｓ
ｅx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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Ｃ2 Ｈ6 Ｏ2 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。
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
Ｃ2 Ｈ6 Ｏ2 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。
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。
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。
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。
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。
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
Ｓ1-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。
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
Ｓ1-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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【請求項２】 式中０≦ｘ≦０．１である請求項１記載
の検出器。 - 【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。 - 【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 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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 Ｔ
ｅx 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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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 の
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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【請求項２５】 ＵＶ反応活性材料としてＺｎＳ1-x Ｓ
ｅx 合金を含むＵＶ検出器。 - 【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。 - 【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。 - 【請求項２８】 ｘ＝０．１０である請求項２７記載の
ＵＶ検出器。 - 【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。 - 【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 の
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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US222707 | 1998-12-29 | ||
| US09/222,707 US6362483B1 (en) | 1998-12-29 | 1998-12-29 | Visible-blind UV detectors |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1017110A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000196134A (ja) |
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| AU (1) | AU759953B2 (ja) |
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