JP2003273392A - GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR PHOTO ACCEPTANCE DEVICE - Google Patents

GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR PHOTO ACCEPTANCE DEVICE

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JP2003273392A
JP2003273392A JP2002070683A JP2002070683A JP2003273392A JP 2003273392 A JP2003273392 A JP 2003273392A JP 2002070683 A JP2002070683 A JP 2002070683A JP 2002070683 A JP2002070683 A JP 2002070683A JP 2003273392 A JP2003273392 A JP 2003273392A
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JP
Japan
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layer
gan
light receiving
receiving element
based semiconductor
Prior art date
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Application number
JP2002070683A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichiro Ouchi
洋一郎 大内
Kazuyuki Tadatomo
一行 只友
Hiroaki Okagawa
広明 岡川
Takashi Tsunekawa
高志 常川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Schottky barrier type GaN system photo acceptance device detecting light of which wavelength is longer than that of light of 365 nm. <P>SOLUTION: An i layer 1 comprising In<SB>x</SB>Ga<SB>y</SB>Al<SB>z</SB>N whose band gap is smaller than GaN is used as a photo acceptance layer, and a top surface of the i layer is provided with a Schottky electrode P1 to make it the Schottky barrier type photo acceptance device. It's preferable that a surface layer is interposed so as to improve Schottky contact against the i layer. In the surface layer, GaN system semiconductor whose band gap is larger than the i layer is used on at least Schottky contact portion. Thus, good Schottky contact is secured. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ショットキー障壁
型のGaN系半導体受光素子に関するものであって、と
りわけ、365nmよりも長い波長の光に感度を有する
素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Schottky barrier type GaN-based semiconductor light receiving element, and more particularly to an element sensitive to light having a wavelength longer than 365 nm.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaN系半導体結晶(以下、GaN系結
晶ともいう)を受光層に用いたGaN系半導体受光素子
には、多くの受光原理に基づくものがあり、そのなかの
1つにショットキー障壁型の受光素子がある。
2. Description of the Related Art There are many GaN-based semiconductor light-receiving elements using a GaN-based semiconductor crystal (hereinafter, also referred to as GaN-based crystal) as a light-receiving layer, which are based on many light-receiving principles, and one of them is a Schottky. There is a barrier type light receiving element.

【0003】ショットキー障壁型の受光素子の従来の一
般的な構造は、図7に示すように、サファイア基板10
0上に、GaN系低温成長バッファ層101を介して、
n型GaN結晶層(Siドープ高キャリア濃度層)10
2、GaN結晶からなるi層(受光層)103が順に形
成され、該i層103がRIE(Reactive Ion Etchin
g)によって部分的に除去されてn型GaN結晶層102
が露出しており、i層102の上面にはショットキー電
極P10、n型GaN結晶層102の露出面にはオーミ
ック電極P20が各々形成された構造となっている。
A conventional general structure of a Schottky barrier type light receiving element is, as shown in FIG. 7, a sapphire substrate 10.
0 through the GaN-based low temperature growth buffer layer 101,
n-type GaN crystal layer (Si-doped high carrier concentration layer) 10
2. An i-layer (light-receiving layer) 103 made of GaN crystal is sequentially formed, and the i-layer 103 is formed by RIE (Reactive Ion Etchin).
g) to partially remove the n-type GaN crystal layer 102
Are exposed, and a Schottky electrode P10 is formed on the upper surface of the i layer 102, and an ohmic electrode P20 is formed on the exposed surface of the n-type GaN crystal layer 102.

【0004】受光対象とする光の入射方向は、基板側か
らであってもよいが、入射させるショットキー電極の形
態をクシ形電極や透明電極などとすることによって、光
を該電極の間隙や電極自体を通過させて受光層内に入射
させることもできる。
The incident direction of the light to be received may be from the side of the substrate. However, by adopting a comb-shaped electrode or a transparent electrode as the form of the Schottky electrode to be incident, the light can be transmitted through the gap between the electrodes. It is also possible to allow the light to pass through the electrode itself and make it enter the light-receiving layer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のショッ
トキー障壁型のGaN系受光素子では、受光層であるi
層の材料に、もっぱらGaNが用いられており、それに
よって、波長365nm(=GaNのバンドギャップに
対応する波長)以下の短い波長の光しか検出できなかっ
た。即ち、従来のショットキー障壁型のGaN系受光素
子には、365nmよりも長い波長の光を検出し得るも
のはなかった。
However, in the conventional Schottky barrier type GaN-based light receiving element, the light receiving layer i
GaN is exclusively used as the material of the layer, and as a result, only light having a short wavelength of 365 nm (= wavelength corresponding to the band gap of GaN) or less can be detected. That is, there has been no conventional Schottky barrier type GaN-based light receiving element capable of detecting light having a wavelength longer than 365 nm.

【0006】本発明の目的は、上記問題を解決し、波長
365nmの光よりも長い波長の光を検出し得る、ショ
ットキー障壁型のGaN系受光素子を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a Schottky barrier type GaN-based light receiving element that solves the above problems and can detect light having a wavelength longer than 365 nm.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は以下の特徴を有
するものである。 (1)GaN系半導体結晶からなるi層を受光層として
有し、該i層の上面にショットキー電極が設けられた構
造を有するショットキー障壁型の半導体受光素子であっ
て、該i層が、GaNよりバンドギャップの小さいIn
xGayAlzN(0<x≦1、0≦y<1、0≦z<
1)からなることを特徴とする、GaN系半導体受光素
子。
The present invention has the following features. (1) A Schottky barrier type semiconductor light receiving device having a structure in which an i layer made of a GaN-based semiconductor crystal is used as a light receiving layer, and a Schottky electrode is provided on the upper surface of the i layer, wherein the i layer is , Which has a smaller bandgap than GaN
x Ga y Al z N (0 <x ≦ 1,0 ≦ y <1,0 ≦ z <
1) A GaN-based semiconductor light receiving element characterized by comprising:

【0008】(2)i層とショットキー電極との間に、
GaN系半導体結晶からなる表面層が介在しており、該
表面層のうち少なくともショットキー電極と接している
部分が、i層よりもバンドギャップの大きいGaN系半
導体結晶からなる、上記(1)記載のGaN系半導体受
光素子。
(2) Between the i layer and the Schottky electrode,
The surface layer made of a GaN-based semiconductor crystal is interposed, and at least a portion of the surface layer in contact with the Schottky electrode is made of a GaN-based semiconductor crystal having a band gap larger than that of the i-layer. GaN-based semiconductor light receiving element.

【0009】(3)表面層が、i層側からショットキー
電極側へと近づくにつれ、i層と同じ組成から、バンド
ギャップのより大きい組成へと、段階的または無段階的
に変化している層である、上記(2)記載のGaN系半
導体受光素子。
(3) As the surface layer approaches from the i-layer side to the Schottky electrode side, the same composition as the i-layer changes to a composition having a larger band gap in a stepwise or stepless manner. The GaN-based semiconductor light-receiving element according to (2) above, which is a layer.

【0010】(4)上記i層と、該i層よりもバンドギ
ャップが大きくかつ低キャリア濃度とされたGaN系半
導体結晶層とが、交互に多重積層されて超格子構造が構
成され、該超格子構造中においてi層が受光層となって
いる、上記(1)または(2)記載のGaN系半導体受
光素子。
(4) The i-layer and a GaN-based semiconductor crystal layer having a bandgap larger than that of the i-layer and a low carrier concentration are alternately laminated to form a superlattice structure. The GaN-based semiconductor light receiving element according to (1) or (2) above, wherein the i layer is a light receiving layer in the lattice structure.

【0011】(5)上記超格子構造の最上層が、i層よ
りもバンドギャップが大きく低キャリア濃度とされた上
記GaN系半導体結晶層である、上記(4)記載のGa
N系半導体受光素子。
(5) The Ga according to (4), wherein the uppermost layer of the superlattice structure is the GaN-based semiconductor crystal layer having a band gap larger than that of the i layer and a low carrier concentration.
N-based semiconductor light receiving element.

【0012】本発明でいうGaN系半導体とは、Ina
GabAlcN(0≦a≦1、0≦b≦1、0≦c≦1、
a+b+c=1)で示される化合物半導体であって、組
成比(混晶比)は任意であるが、例えば、AlN、Ga
N、AlGaN、InGaNなどが重要な化合物として
挙げられる。本明細書では、「i層よりもバンドギャッ
プの大きい」などの条件をGaN系半導体に加えること
によって、組成比の範囲を限定している。
In the present invention, the GaN-based semiconductor means In a
Ga b Al c N (0 ≦ a ≦ 1, 0 ≦ b ≦ 1, 0 ≦ c ≦ 1,
a + b + c = 1), and the composition ratio (mixed crystal ratio) is arbitrary, for example, AlN, Ga
N, AlGaN, InGaN and the like are listed as important compounds. In this specification, the range of the composition ratio is limited by adding a condition such as "a band gap is larger than that of the i layer" to the GaN-based semiconductor.

【0013】i層は、低キャリア濃度層の総称であっ
て、n型の低キャリア濃度層、またはp型の低キャリア
濃度層を意味する。低キャリア濃度とは、1×1013
-3〜1×1017cm-3程度である。GaN系半導体が
アンドープにてn型の導電性を示すことから、i層はn
型であることが好ましい。よって、以下では、i層をn
型のGaN系結晶からなる低キャリア濃度層として、当
該素子の構造を説明するが、これに限定されることはな
く、i層はp型であってもよい。
The i layer is a general term for a low carrier concentration layer and means an n-type low carrier concentration layer or a p-type low carrier concentration layer. Low carrier concentration means 1 × 10 13 c
It is about m −3 to 1 × 10 17 cm −3 . Since the GaN-based semiconductor is undoped and exhibits n-type conductivity, the i-layer has n-type conductivity.
It is preferably a mold. Therefore, in the following, the i layer is
The structure of the device will be described as a low carrier concentration layer made of a GaN-type crystal having a p-type.

【0014】また、本明細書では、当該受光素子の構造
を明確に説明するために、「層の上面」など、上下方向
を示す語句を用いているが、これは、各層の層厚方向
や、各層の両面を明確に指し示して説明するためであっ
て、素子構造の絶対的な上下方向を限定するものではな
く、また素子の実装方向(実装時の姿勢)を限定するも
のでもない。
Further, in this specification, in order to clearly describe the structure of the light receiving element, terms such as "top surface of layer" indicating the vertical direction are used. This is to clearly describe both sides of each layer, and does not limit the absolute vertical direction of the element structure, nor does it limit the mounting direction (posture at the time of mounting) of the element.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の受光素子は、図1に素子
構造の一例を概略的に示すように、GaN系結晶からな
るi層1を受光層として有し、該i層1の上面にショッ
トキー電極P1が設けられた素子構造を有する、ショッ
トキー障壁型のGaN系受光素子である。そして、該i
層1の材料として、GaNよりもバンドギャップが小さ
いように組成比が決定されたInxGayAlzN(0<
x≦1、0≦y<1、0≦z<1)が用いられている。
これによって、当該受光素子は、GaNのバンドギャッ
プに対応する波長365nmよりも、長い波長の光を検
出することができるものとなっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The light-receiving element of the present invention has an i-layer 1 made of a GaN-based crystal as a light-receiving layer, and an upper surface of the i-layer 1, as schematically shown in FIG. This is a Schottky barrier type GaN-based light-receiving element having an element structure in which a Schottky electrode P1 is provided in the. And the i
As a material of the layer 1, a composition ratio of In x Ga y Al z N (0 <is set so that the band gap is smaller than that of GaN.
x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1) is used.
As a result, the light receiving element can detect light having a wavelength longer than the wavelength of 365 nm corresponding to the band gap of GaN.

【0016】図1の例では、素子の積層構造自体は従来
のものと同様であって、サファイア基板B1上に、Ga
N系低温成長バッファ層B2を介して、n型GaN結晶
層(Siドープ高キャリア濃度層)2、i層(受光層)
1が、順に気相成長によって積層されており、i層1が
RIEによって部分的に除去されてn型GaN結晶層2
が露出しており、i層1の上面にはショットキー電極P
1、n型GaN系結晶層2の露出面にはオーミック電極
P2が、各々形成された構造となっている。検出対象の
光Lは、ショットキー電極P1を通過して、i層に入射
している。
In the example of FIG. 1, the laminated structure of the device itself is the same as that of the conventional one, and Ga is formed on the sapphire substrate B1.
N-type GaN crystal layer (Si-doped high carrier concentration layer) 2 and i layer (light-receiving layer) via the N-based low temperature growth buffer layer B2
1 are sequentially deposited by vapor phase epitaxy, the i layer 1 is partially removed by RIE, and the n-type GaN crystal layer 2 is formed.
Is exposed, and the Schottky electrode P is formed on the upper surface of the i layer 1.
1, the ohmic electrode P2 is formed on the exposed surface of the n-type GaN-based crystal layer 2, respectively. The light L to be detected passes through the Schottky electrode P1 and enters the i layer.

【0017】i層の材料として用いるInxGayAlz
Nは、GaNよりもバンドギャップが小さくなるよう
に、(0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1)の範囲か
ら各組成比x、y、zを選択すればよい。このなかで
も、特に好ましいi層の材料としては、Al組成比z=
0、Ga組成比y=1−xとして示されるInxGa1-x
N(0<x≦1)が挙げられる。該InxGa1-xNの実
際の結晶品質などを考慮すると、In組成比xの好まし
い範囲として、0<x≦0.5、より好ましくは0<x
≦0.2が挙げられる。具体的な数値を例示すると、i
層の材料としてIn0.1Ga0.9Nを用いた場合には、検
出し得る光の得る波長は、そのバンドギャップに対応す
る420nm、およびそれよりも短い波長である。
In x Ga y Al z used as a material for the i layer
As for N, each composition ratio x, y, z may be selected from the range of (0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1) so that the bandgap is smaller than that of GaN. Among them, as a particularly preferable material for the i layer, the Al composition ratio z =
0, In x Ga 1-x represented as Ga composition ratio y = 1-x
N (0 <x ≦ 1) is included. Considering the actual crystal quality of In x Ga 1-x N, etc., the preferable range of In composition ratio x is 0 <x ≦ 0.5, more preferably 0 <x.
≦ 0.2 can be mentioned. For example, i is a specific numerical value.
When In 0.1 Ga 0.9 N is used as the material of the layer, the wavelength of light that can be detected is 420 nm, which corresponds to the band gap, and a wavelength shorter than that.

【0018】本発明者らは、上記のようなInxGay
zNをi層の材料として用いた場合に、次ののよ
うなさらなる問題が生じることを見出し、これを軽減す
ることをさらなる課題とした。 上記のようなInxGayAlzN、特にInxGa1-x
Nは、アンドープであってもn型のキャリア濃度が高い
ために、ショットキー接触がとり難い。即ち、オーミッ
ク接触となる可能性がある。 上記のようなInxGayAlzN、特にInxGa1-x
Nは、熱的に弱いため、成長終了後の高温時にN原子が
脱離し、n型がより促進される可能性がある。
The inventors of the present invention have made In x Ga y A as described above.
When l z N was used as the material for the i layer, the following additional problems were found, and it was a further task to alleviate them. In x Ga y Al z N as described above, especially In x Ga 1 -x
Since N has a high n-type carrier concentration even if it is undoped, it is difficult to make Schottky contact. That is, there is a possibility of ohmic contact. In x Ga y Al z N as described above, especially In x Ga 1 -x
Since N is thermally weak, N atoms may be desorbed at a high temperature after completion of growth, and n-type may be further promoted.

【0019】本発明では、上記さらなる課題を解決すべ
く、図2に示すように、i層1とショットキー電極P1
との間に、GaN系半導体結晶からなる表面層Sをさら
に介在させる。該表面層Sは、該層全体のうち少なくと
も、ショットキー電極P1と接している部分(以下、
「ショットキー接触部」と呼ぶ)が、i層よりもバンド
ギャップの大きいGaN系半導体となるように構成す
る。即ち、該表面層S全体をi層よりもバンドギャップ
の大きいGaN系半導体によって均質に構成してもよい
し、i層側からショットキー電極側へと近づくにつれ、
i層と同じ組成から、バンドギャップのより大きい組成
へと、段階的または無段階的に変化するように構成して
もよい。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 2, the i layer 1 and the Schottky electrode P1 are formed.
Further, a surface layer S made of a GaN-based semiconductor crystal is further interposed therebetween. The surface layer S is at least a portion of the entire layer in contact with the Schottky electrode P1 (hereinafter,
“Schottky contact portion”) is a GaN-based semiconductor having a bandgap larger than that of the i layer. That is, the entire surface layer S may be homogeneously composed of a GaN-based semiconductor having a bandgap larger than that of the i layer, or as it approaches the Schottky electrode side from the i layer side,
It may be configured to change stepwise or steplessly from the same composition as the i layer to a composition having a larger band gap.

【0020】上記のように構成した表面層を介在させる
ことによって、図3にバンドダイヤグラムを示すよう
に、受光素子として十分なショットキー接触を確保する
ことが可能となる。表面層は、受光によってi層に発生
したホールに対して障壁となることが考えられるが、該
表面層を薄くすることによって、ホールはトンネルによ
り表面層を通過することができる。
By interposing the surface layer configured as described above, it becomes possible to secure sufficient Schottky contact as a light receiving element as shown in a band diagram in FIG. It is considered that the surface layer serves as a barrier against holes generated in the i layer due to light reception. However, by making the surface layer thin, holes can pass through the surface layer by tunneling.

【0021】図3(a)に示すダイヤグラムは、表面層
S全体をi層よりもバンドギャップの大きいGaN系半
導体によって均質に構成した場合の図である。Ecは伝
導帯下端のエネルギー、Evは価電子帯上端のエネルギ
ー、EFはフェルミ・レベルである。同図に示すよう
に、電極P1との界面において、十分なショットキー障
壁高さが確保されている。
The diagram shown in FIG. 3 (a) is a diagram in the case where the entire surface layer S is homogeneously constituted by a GaN-based semiconductor having a band gap larger than that of the i layer. E c is the energy at the bottom of the conduction band, E v is the energy at the top of the valence band, and E F is the Fermi level. As shown in the figure, a sufficient Schottky barrier height is secured at the interface with the electrode P1.

【0022】図3(b)に示すダイヤグラムは、表面層
Sの構成として、i層側からショットキー電極側へと近
づくにつれ、i層と同じ組成から、バンドギャップのよ
り大きい組成へと連続的・無段階的に変化させた場合の
図であって、図3(a)の特徴に加えてさらに、表面層
Sとi層1との境界に段差(エネルギーギャップ)がな
く、i層に発生したホールは、よりスムーズにショット
キー電極へ到達することができるようになる。該表面層
の組成傾斜の変化は、直線的な変化であっても、任意の
曲線を描く変化であってもよい。また、表面層の組成傾
斜は、多段階的なステップ状の変化としても、無段階的
な変化と同様の作用効果が得られる。
The diagram shown in FIG. 3B shows that the surface layer S has a structure in which the composition is continuously changed from the same composition as the i layer to a composition having a larger bandgap as the surface layer S is closer to the Schottky electrode side. 3D is a diagram in the case of changing steplessly, and in addition to the characteristics of FIG. 3A, there is no step (energy gap) at the boundary between the surface layer S and the i layer 1, and it occurs in the i layer. The hole thus formed can reach the Schottky electrode more smoothly. The change in the composition gradient of the surface layer may be a linear change or a change that draws an arbitrary curve. Further, even if the composition gradient of the surface layer is changed in multiple steps, the same operational effect as in stepless change can be obtained.

【0023】上記表面層の材料のうち、少なくともショ
ットキー接触部に用いる材料は、i層の材料InxGay
AlzNの組成に応じて、それよりもバンドギャップが
大きくなるように選択されたIndGaeAlfN(0≦
d≦1、0≦e≦1、0≦f≦1)であればよい。しか
し、上記の問題が、In組成の存在に起因した問題
であることから、好ましい材料IndGaeAlfNとし
ては、(In組成比d=0、Ga組成比e=1−f)と
して示されるAlfGa1-fN(0<f≦1)が挙げられ
る。さらに、該AlfGa1-fNの結晶品質などを考慮す
ると、Al組成比fの好ましい範囲としては、0≦f≦
0.5、より好ましくは0≦f≦0.2が挙げられる。
なかでも、Al組成比f=0としたGaNは、良好な品
質の結晶が得られ易いことから表面層として好ましい材
料である。
Of the materials for the surface layer, at least the material used for the Schottky contact portion is the material for the i layer In x Ga y
Depending on the composition of Al z N, In d Ga e Al f N (0 ≦ the band gap than is selected to be greater
d ≦ 1, 0 ≦ e ≦ 1, 0 ≦ f ≦ 1). However, since the above problem is caused by the presence of In composition, a preferable material In d Ga e Al f N is (In composition ratio d = 0, Ga composition ratio e = 1-f) It indicated the Al f Ga 1-f N ( 0 <f ≦ 1) can be mentioned. Further, considering the crystal quality of the Al f Ga 1 -f N, etc., the preferable range of the Al composition ratio f is 0 ≦ f ≦
0.5, and more preferably 0 ≦ f ≦ 0.2.
Among them, GaN having an Al composition ratio f = 0 is a preferable material for the surface layer because crystals of good quality are easily obtained.

【0024】表面層は、i層と同様の低キャリア濃度、
導電型の層として形成し、また層の厚さは、ホールのト
ンネル効果を得る点から、1nm〜50nm程度とする
のが好ましい。
The surface layer has a low carrier concentration similar to that of the i layer,
It is preferably formed as a conductive layer, and the thickness of the layer is preferably about 1 nm to 50 nm from the viewpoint of obtaining the tunnel effect of holes.

【0025】本発明では、上記のとおり、i層の材料と
してInxGayAlzNを用いている。i層の厚さは、
5nm〜500nm程度、特に10nm〜100nm程
度が好ましい。しかし、In組成を含むGaN系結晶、
特にInxGa1-xNは、良好な品質の結晶層として厚膜
に成長させることは困難であり、層厚数十nm程度を超
えて成長させると組成変動が起こり結晶品質が低下す
る。このため、十分な厚さの受光層を良好な結晶品質で
確保することが困難である。
In the present invention, as described above, In x Ga y Al z N is used as the material of the i layer. The thickness of the i layer is
It is preferably about 5 nm to 500 nm, particularly preferably about 10 nm to 100 nm. However, a GaN-based crystal containing an In composition,
In particular, In x Ga 1-x N is difficult to grow into a thick film as a crystal layer of good quality, and if the layer thickness is grown to more than several tens of nm, composition variation occurs and the crystal quality deteriorates. Therefore, it is difficult to secure a light receiving layer having a sufficient thickness with good crystal quality.

【0026】そこで、本発明では、上記i層を良好な結
晶品質でかつ十分な厚さを得るための好ましい態様とし
て、図4に模式的に示すように、該i層よりもバンドギ
ャップが大きくかつ結晶成長性の良好なGaN系半導体
結晶層(3a、3b、3c)と、i層(1a、1b、1
c)とを、交互に多重積層して、超格子構造とし、該超
格子構造中に分れて存在するi層を受光層としている。
該GaN系半導体結晶層のキャリア濃度は、i層と同様
の低キャリア濃度とする。これによって、i層をトータ
ルとして十分に厚くすることができ、キャリアをより多
く発生させて良好な感度を得ることが可能となる。
Therefore, in the present invention, as a preferable mode for obtaining the above-mentioned i layer with good crystal quality and sufficient thickness, as shown schematically in FIG. 4, the band gap is larger than that of the i layer. And the GaN-based semiconductor crystal layers (3a, 3b, 3c) having good crystal growth and the i layers (1a, 1b, 1)
c) and c) are alternately laminated to form a superlattice structure, and the i-layer separated and present in the superlattice structure is used as the light-receiving layer.
The carrier concentration of the GaN-based semiconductor crystal layer is as low as that of the i layer. This makes it possible to make the i-layer sufficiently thick as a whole, generate more carriers, and obtain good sensitivity.

【0027】上記超格子構造に用いる〔i層よりもバン
ドギャップが大きくかつ結晶成長性の良好なGaN系半
導体〕としては、i層の材料InxGayAlzNの組成
に応じて、バンドギャップ条件を満たすようにInd
eAlfN(0≦d≦1、0≦e≦1、0≦f≦1)の
中から選択すればよいが、結晶成長性が良好であるとい
う条件をも満たす材料としては、GaNが挙げられる。
以下、i層とGaN層とによる交互積層を例として超格
子構造を説明するが、材料の組み合わせをこれに限定す
るものではない。
As the [GaN-based semiconductor having a band gap larger than that of the i layer and good crystal growth property] used for the above superlattice structure, the band may be changed depending on the composition of the material In x Ga y Al z N of the i layer. In d G to meet the gap condition
a e Al f N (0 ≤ d ≤ 1, 0 ≤ e ≤ 1, 0 ≤ f ≤ 1) may be selected, but as a material satisfying the condition that the crystal growth property is good, GaN Is mentioned.
Hereinafter, the superlattice structure will be described by taking an alternate lamination of i layers and GaN layers as an example, but the combination of materials is not limited to this.

【0028】(i層/GaN層)による超格子ペアの数
に限定はないが、素子構造として2ペア〜500ペア程
度が好ましく、10ペア〜100ペア程度がより好まし
い。超格子構造であるための一層当たりの厚さは、0.
1nm〜50nm、より好ましくは0.5nm〜20n
mである。
The number of superlattice pairs formed by (i layer / GaN layer) is not limited, but the element structure is preferably about 2 to 500 pairs, more preferably about 10 to 100 pairs. The thickness per layer due to the superlattice structure is 0.
1 nm to 50 nm, more preferably 0.5 nm to 20 n
m.

【0029】超格子構造とショットキー電極との間に
は、上記した表面層を別途介在させてもよいが、超格子
構造の最上層をGaN層として、該GaN層と表面層と
を兼用してもよい。また、超格子構造の最上層をi層と
し、その上に該i層の組成からGaNへと組成傾斜する
表面層を形成してもよい。
Although the above-mentioned surface layer may be separately interposed between the superlattice structure and the Schottky electrode, the uppermost layer of the superlattice structure is a GaN layer, and the GaN layer and the surface layer are used in common. May be. Further, the uppermost layer of the superlattice structure may be an i-layer, and a surface layer having a composition gradient from the composition of the i-layer to GaN may be formed thereon.

【0030】本発明の受光素子に共通する各部の説明を
行う。結晶基板上に素子構造を形成する場合、該基板は
GaN系結晶が成長可能なものであればよく、サファイ
ア(C面、A面、R面)、SiC(6H、4H、3
C)、Si、スピネル、ZnO,GaAs、NGO、G
aN系(特にGaN)などを用いることができるが、本
発明の目的に対応するならばこのほかの材料を用いても
よい。なお、基板の面方位は特に限定されず、更にジャ
スト基板でも良いしオフ角を付与した基板であっても良
い。
Each part common to the light receiving element of the present invention will be described. When a device structure is formed on a crystal substrate, the substrate may be any one that can grow a GaN-based crystal, such as sapphire (C face, A face, R face), SiC (6H, 4H, 3).
C), Si, spinel, ZnO, GaAs, NGO, G
Although an aN-based material (particularly GaN) can be used, other materials may be used as long as they correspond to the object of the present invention. The plane orientation of the substrate is not particularly limited, and may be a just substrate or a substrate having an off angle.

【0031】図1、2に示すように、高キャリア濃度層
などのGaN系結晶層を結晶基板上に形成する際には、
必要に応じてバッファ層を介在させてもよい。バッファ
層材料や成膜法に限定はないが、GaN、AlNなどを
同じ結晶成長装置にて低温で成長させるGaN系低温バ
ッファ層が好ましいものとして挙げられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, when a GaN-based crystal layer such as a high carrier concentration layer is formed on a crystal substrate,
A buffer layer may be interposed if necessary. The buffer layer material and the film forming method are not limited, but a GaN-based low temperature buffer layer in which GaN, AlN and the like are grown at a low temperature in the same crystal growth apparatus is preferable.

【0032】また、結晶基板上に、高キャリア濃度層、
i層などのGaN系結晶層を成長させる際には、転位密
度を低減させるための種々の手法を適宜導入してよく、
例えば次の構造を結晶基板面に付与してよい。 (い)従来公知の選択成長法(ELO法)を実施し得る
ように、結晶基板上にマスク層(SiO2などが用いら
れる)をストライプパターンなどとして形成した構造。 (ろ)GaN系結晶がラテラル成長やファセット成長を
し得るように、結晶基板上に、ドット状、ストライプ状
の凹凸加工を施した構造。 これらの構造とバッファ層とは、適宜組合せてよい。
Further, on the crystal substrate, a high carrier concentration layer,
When growing a GaN-based crystal layer such as an i-layer, various techniques for reducing dislocation density may be appropriately introduced,
For example, the following structure may be provided on the surface of the crystal substrate. (Ii) A structure in which a mask layer (SiO 2 or the like is used) is formed as a stripe pattern on a crystal substrate so that a conventionally known selective growth method (ELO method) can be carried out. (B) A structure in which dot-shaped and stripe-shaped irregularities are formed on the crystal substrate so that the GaN-based crystal can undergo lateral growth or facet growth. These structures and the buffer layer may be combined appropriately.

【0033】転位密度低減のための構造のなかでも、上
記(ろ)は、マスク層を用いない好ましい構造であっ
て、特に、ストライプ状の凹凸加工を施した構造が好ま
しい。そのストライプの長手方向は任意であってよい
が、これを埋め込んで成長するGaN系結晶にとって
〈11−20〉方向とした場合、横方向成長が抑制さ
れ、{1−101}面などの斜めファセットが形成され
易くなる。この結果、基板側からC軸方向に伝搬した転
位がこのファセット面で横方向に曲げられ、上方に伝搬
し難くなり、低転位密度領域が形成される。
Among the structures for reducing dislocation density, the above-mentioned (ro) is a preferable structure without using a mask layer, and particularly, a structure having stripe-shaped unevenness is preferable. The longitudinal direction of the stripe may be arbitrary, but if the direction is set to <11-20> for a GaN-based crystal grown by embedding the stripe, lateral growth is suppressed, and oblique facets such as {1-101} planes are suppressed. Are easily formed. As a result, dislocations propagating in the C-axis direction from the substrate side are laterally bent at this facet surface, and it becomes difficult for them to propagate upward, and a low dislocation density region is formed.

【0034】一方、ストライプの長手方向を、成長する
GaN系結晶にとって〈1−100〉方向にした場合、
凸部の上部から成長を開始したGaN系結晶は、横方向
に高速成長し、凹部を空洞として残した状態でGaN系
結晶層となる傾向を示す。
On the other hand, when the longitudinal direction of the stripe is the <1-100> direction for the growing GaN-based crystal,
The GaN-based crystal that has started to grow from the upper portion of the convex portion tends to grow laterally at a high speed and become a GaN-based crystal layer with the concave portion left as a cavity.

【0035】GaN系結晶層の成長方法としては、HV
PE法、MOVPE法、MBE法などが挙げられる。厚
膜を作製する場合はHVPE法が好ましいが、薄膜を形
成する場合はMOVPE法やMBE法が好ましい。
As a method for growing a GaN-based crystal layer, HV is used.
The PE method, MOVPE method, MBE method and the like can be mentioned. The HVPE method is preferable when forming a thick film, but the MOVPE method or MBE method is preferable when forming a thin film.

【0036】図1、2、4の素子構造例に示す高キャリ
ア濃度層2は、オーミック電極を形成するためのコンタ
クト層であり、i層と同じ導電型であって、キャリア濃
度は、1×1017cm-3〜1×1020cm-3程度、特に
1×1018cm-3〜1×10 19cm-3程度が好ましい。
High carry shown in the example of the device structure of FIGS.
The concentration layer 2 is a contact for forming an ohmic electrode.
Layer, has the same conductivity type as the i layer, and has a carrier concentration
The degree is 1 × 1017cm-3~ 1 x 1020cm-3Degree, especially
1 x 1018cm-3~ 1 x 10 19cm-3A degree is preferable.

【0037】ショットキー電極は、受光素子として機能
するようショットキー障壁が生じた状態の電極であれば
よく、電極の形成方法や、クシ形電極・透明電極などの
電極の形態などは公知技術を参照すればよい。また、受
光すべき光を結晶基板を通して入射させる場合には、不
透明な電極であってもよい。ショットキー電極の材料
は、限定はされないが、Au、Pt、Ni、Pbなどが
挙げられる。また、これらの材料を組み合わせて用いて
もよい。また、オーミック電極の材料は、限定はされな
いが、Al/Ti、Au/Ti、Tiなどが挙げられ
る。また、これらの材料を組み合わせて用いてもよい。
The Schottky electrode may be any electrode in the state where a Schottky barrier is generated so as to function as a light receiving element, and the known method is used for forming the electrode and the shape of the electrode such as a comb-shaped electrode and a transparent electrode. You can refer to it. Further, when the light to be received is incident through the crystal substrate, it may be an opaque electrode. The material of the Schottky electrode is not limited, and examples thereof include Au, Pt, Ni, Pb and the like. Also, these materials may be used in combination. The material of the ohmic electrode is not limited, and examples thereof include Al / Ti, Au / Ti, and Ti. Also, these materials may be used in combination.

【0038】[0038]

【実施例】実施例1 本実施例では、図2の受光素子を実際に製作した。C面
サファイア基板(直径2インチウエハ:後の分断によっ
て図2の基板B1となる)をMOVPE装置に装着し、
水素雰囲気下で1100℃まで昇温し、サーマルエッチ
ングを行った後、温度を450℃まで下げ、Ga原料ト
リメチルガリウム(以下TMG)、およびN原料アンモ
ニアを流し、GaN低温成長バッファ層B2を厚さ30
nm成長させた。
EXAMPLES Example 1 In this example, the light receiving element of FIG. 2 was actually manufactured. A C-plane sapphire substrate (2-inch diameter wafer: substrate B1 of FIG. 2 will be obtained by cutting later) is mounted on the MOVPE apparatus,
After heating to 1100 ° C. in a hydrogen atmosphere and performing thermal etching, the temperature is lowered to 450 ° C., Ga raw material trimethylgallium (hereinafter TMG) and N raw material ammonia are flown, and the GaN low temperature growth buffer layer B2 is formed to a thickness. Thirty
nm was grown.

【0039】(高キャリア濃度層2の形成)温度を10
00℃に昇温し、TMG、アンモニアに加え、ドーパン
ト材料シランを流し、高キャリア濃度層2としてn型G
aN層を厚さ4.5μmまで成長させた。高キャリア濃
度層のキャリア濃度は2×1018cm-3とした。
(Formation of High Carrier Concentration Layer 2) Temperature: 10
The temperature is raised to 00 ° C., TMG and ammonia are added, and silane as a dopant material is flown to form n-type G as the high carrier concentration layer 2.
The aN layer was grown to a thickness of 4.5 μm. The carrier concentration of the high carrier concentration layer was 2 × 10 18 cm −3 .

【0040】(i層の形成)温度を700℃とし、In
原料トリメチルインジウム(以下TMI)、TMG、ア
ンモニアを流し、アンドープのIn0.1Ga0.9N結晶層
(受光波長420nm)を厚さ50nmまで成長させ、
i層1とした。該i層のキャリア濃度は1×1016cm
-3以下とした。
(Formation of i layer) The temperature is set to 700 ° C. and In
Raw materials trimethylindium (hereinafter TMI), TMG, and ammonia were caused to flow to grow an undoped In 0.1 Ga 0.9 N crystal layer (light receiving wavelength 420 nm) to a thickness of 50 nm,
The i layer 1 was used. The carrier concentration of the i layer is 1 × 10 16 cm
-3 or less.

【0041】(表面層の形成)温度を1000℃とし、
TMG、アンモニアを流し、アンドープのGaN結晶層
を厚さ10nmまで成長させ、表面層Sとした。
(Formation of surface layer) The temperature is set to 1000 ° C.,
An undoped GaN crystal layer was grown to a thickness of 10 nm by flowing TMG and ammonia to form a surface layer S.

【0042】上記積層体を装置から取り出し、1.2m
m角チップとすべき部分の外周部分に対して、素子の中
央部分が直径900μmの円柱状として残るように上面
からエッチングし、高キャリア濃度層2を部分的に露出
させた。
The above-mentioned laminated body was taken out of the apparatus and 1.2 m
The high carrier concentration layer 2 was partially exposed by etching from the upper surface so that the central portion of the element remained as a cylindrical shape having a diameter of 900 μm with respect to the outer peripheral portion of the portion to be the m-square chip.

【0043】その後、i層上面にフォトリソグラフィー
技術、蒸着法によりAu/Niからなる幅2μm、間隔
2μmのくし形のショットキー電極P1を形成した。ま
た、露出した高キャリア濃度層上面には、Al/Tiか
らなるオーミック電極P2を形成した。以上の工程によ
って、サファイアウエハ上に、マトリクス状に繰り返し
形成された受光素子構造を得、これを1.2mm角の個
々のベアチップへと分断し、本発明による受光素子を得
た。当該受光素子の評価は、他の実施例品と共に後述す
る。
Then, a comb-shaped Schottky electrode P1 having a width of 2 μm and an interval of 2 μm made of Au / Ni was formed on the upper surface of the i layer by photolithography and vapor deposition. An ohmic electrode P2 made of Al / Ti was formed on the exposed upper surface of the high carrier concentration layer. Through the above steps, a light receiving element structure repeatedly formed in a matrix on a sapphire wafer was obtained, and this was divided into individual 1.2 mm square bare chips to obtain a light receiving element according to the present invention. The evaluation of the light receiving element will be described later together with other examples.

【0044】実施例2 本実施例では、図3(b)のバンドダイヤグラムに示す
とおり、表面層を組成傾斜させたこと以外は、上記実施
例1と同様に、当該受光素子を製作した。表面層の厚さ
は20nmとし、i層の形成完了時から連続的に、原料
供給量・温度などの成長条件を制御することによって、
i層の組成In0.1Ga0.9Nからショットキー接触部の
組成GaNまで無段階的かつ直線的に変化させる構成と
した。当該受光素子の評価は、他の実施例品と共に後述
する。
Example 2 In this example, as shown in the band diagram of FIG. 3B, the light receiving element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the composition of the surface layer was graded. The thickness of the surface layer is 20 nm, and by continuously controlling the growth conditions such as the amount of raw material supply and the temperature from the completion of the formation of the i layer,
The composition was changed steplessly and linearly from the composition In 0.1 Ga 0.9 N of the i layer to the composition GaN of the Schottky contact portion. The evaluation of the light receiving element will be described later together with other examples.

【0045】実施例3 本実施例では、図4に示すとおり、In0.1Ga0.9
(i層)と、低キャリア濃度のGaN層とからなる超格
子構造を形成したこと以外は、上記実施例1と同様に、
当該受光素子を製作した。超格子構造は、GaN高キャ
リア濃度層2上に、i層を下層側として形成し、(In
0.1Ga0.9N:2nm/GaN層:5nm)のペア数を
50とし、最上層をGaN層として、該最上層を表面層
として兼用した。当該受光素子の評価は、他の実施例品
と共に後述する。
Example 3 In this example, as shown in FIG. 4, In 0.1 Ga 0.9 N
Similar to Example 1 except that a superlattice structure composed of the (i layer) and a GaN layer having a low carrier concentration was formed,
The light receiving element was manufactured. The superlattice structure is formed on the GaN high carrier concentration layer 2 with the i layer as the lower layer side, and
The number of pairs of ( 0.1 Ga 0.9 N: 2 nm / GaN layer: 5 nm) was 50, the uppermost layer was also used as a GaN layer, and the uppermost layer was also used as a surface layer. The evaluation of the light receiving element will be described later together with other examples.

【0046】実施例4 本実施例では、上記実施例3の超格子構造の最上層であ
るGaN層を、厚さ10nmの表面層とし、その層厚内
で、i層の組成In0.1Ga0.9Nからショットキー接触
部の組成GaNまで無段階的かつ直線的に変化させる構
成としたこと以外は、上記実施例3と同様に、当該受光
素子を製作した。当該受光素子の評価は、他の実施例品
と共に後述する。
Example 4 In this example, the uppermost GaN layer of the superlattice structure of Example 3 was used as a surface layer having a thickness of 10 nm, and within the layer thickness, the composition of the i layer In 0.1 Ga 0.9. The light-receiving element was manufactured in the same manner as in Example 3 except that the composition was changed steplessly and linearly from N to the composition GaN of the Schottky contact portion. The evaluation of the light receiving element will be described later together with other examples.

【0047】(受光素子の評価)上記実施例1〜4によ
って得られた各受光素子の受光感度を各波長について測
定した。各実施例の受光素子の受光感度特性を、図5、
図6のグラフに示す。実施例1の受光素子は、図5
(a)に示すとおり、受光ピーク波長は410nmであ
り、受光感度は0.04A/Wであった。実施例2の受
光素子は、図5(b)に示すとおり、受光ピーク波長は
410nmであり、受光感度は0.06A/Wであっ
た。この結果から、表面層の組成傾斜によって、受光感
度がさらに向上したことがわかる。実施例3の受光素子
は、図6(a)に示すとおり、受光ピーク波長は410
nmであり,受光感度は0.08A/Wであった。この
結果から、超格子構造によって、受光感度がさらに向上
したことがわかる。実施例4の受光素子は、図6(b)
に示すとおり、受光ピーク波長は410nmであり、受
光感度は0.12A/Wであった。この結果から、表面
層の組成傾斜と、受光層の超格子構造とを組み合わせる
ことによって、受光感度がさらに向上したことがわか
る。
(Evaluation of Light-Receiving Element) The light-receiving sensitivity of each light-receiving element obtained in Examples 1 to 4 was measured for each wavelength. The light receiving sensitivity characteristics of the light receiving element of each example are shown in FIG.
This is shown in the graph of FIG. The light receiving element of the first embodiment is shown in FIG.
As shown in (a), the light-receiving peak wavelength was 410 nm, and the light-receiving sensitivity was 0.04 A / W. As shown in FIG. 5B, the light receiving element of Example 2 had a light receiving peak wavelength of 410 nm and a light receiving sensitivity of 0.06 A / W. From this result, it is understood that the light receiving sensitivity is further improved by the composition gradient of the surface layer. As shown in FIG. 6A, the light receiving element of Example 3 has a light receiving peak wavelength of 410
nm, and the photosensitivity was 0.08 A / W. From this result, it can be seen that the photosensitivity is further improved by the superlattice structure. The light receiving element of the fourth embodiment is shown in FIG.
As shown in, the light-receiving peak wavelength was 410 nm, and the light-receiving sensitivity was 0.12 A / W. From this result, it is understood that the light receiving sensitivity was further improved by combining the compositional gradient of the surface layer and the superlattice structure of the light receiving layer.

【0048】[0048]

【発明の効果】上記のように、本発明による受光素子
は、波長365nmの光よりも長い波長の光を検出し得
るものであり、GaN系のショットキー型受光素子とし
ては、従来に無いものである。また、表面層の介在、i
層の多重化(超格子構造)などの好ましい構成を付与す
ることによって、i層にIn組成を含有させながらも、
より受光感度の高い受光素子とすることが可能となっ
た。
As described above, the light receiving element according to the present invention is capable of detecting light having a wavelength longer than the light having a wavelength of 365 nm, and is not available in the prior art as a GaN-based Schottky type light receiving element. Is. Also, the interposition of the surface layer, i
By imparting a preferable configuration such as layer multiplexing (superlattice structure), the i-layer contains an In composition,
It has become possible to obtain a light-receiving element having higher light-receiving sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による受光素子の構造例を示す模式図で
ある。ハッチングは、領域を区別するために適宜施して
いる。以下の図も同様である。
FIG. 1 is a schematic view showing a structural example of a light receiving element according to the present invention. Hatching is appropriately applied to distinguish the regions. The following figures are also the same.

【図2】表面層を加えた本発明の受光素子の構造例を示
す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a structural example of a light receiving element of the present invention to which a surface layer is added.

【図3】本発明の受光素子に表面層を加えた場合の、シ
ョットキー接合付近のバンドダイヤグラムを示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a band diagram in the vicinity of a Schottky junction when a surface layer is added to the light receiving element of the present invention.

【図4】本発明において、i層をGaN系結晶層と共に
交互成長させ超格子構造とした場合の素子構造例を示す
模式図である。図示した超格子構造の各層の厚さやペア
数は、説明のために実際のものとは異なっている。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a device structure when an i layer is alternately grown together with a GaN-based crystal layer to form a superlattice structure in the present invention. The thickness of each layer and the number of pairs in the illustrated superlattice structure are different from the actual ones for the sake of explanation.

【図5】本発明の実施例で製作した受光素子の受光感度
特性を示す図である。図5(a)は実施例1の受光素子
の受光感度特性を示し、図5(b)は実施例2の受光素
子の受光感度特性を示している。
FIG. 5 is a diagram showing a light receiving sensitivity characteristic of a light receiving element manufactured in an example of the present invention. FIG. 5A shows the light receiving sensitivity characteristic of the light receiving element of the first embodiment, and FIG. 5B shows the light receiving sensitivity characteristic of the light receiving element of the second embodiment.

【図6】本発明の実施例で製作した受光素子の受光感度
特性を示す図である。図6(a)は実施例3の受光素子
の受光感度特性を示し、図6(b)は実施例4の受光素
子の受光感度特性を示している。
FIG. 6 is a diagram showing a light receiving sensitivity characteristic of a light receiving element manufactured in an example of the present invention. FIG. 6A shows the light receiving sensitivity characteristic of the light receiving element of the third embodiment, and FIG. 6B shows the light receiving sensitivity characteristic of the light receiving element of the fourth embodiment.

【図7】従来のショットキー障壁型GaN系受光素子の
構造を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic view showing a structure of a conventional Schottky barrier type GaN-based light receiving element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 i層 2 高キャリア濃度層 P1 ショットキー電極 P2 オーミック電極 L 検出すべき光 1 i layer 2 High carrier concentration layer P1 Schottky electrode P2 ohmic electrode L Light to be detected

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡川 広明 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 常川 高志 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 5F049 MA05 MB07 NA01 PA04 QA16 QA20 SE05 SE11 SS01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroaki Okakawa             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Takashi Tsunekawa             4-3 Ikejiri, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric Cable             Industrial Co., Ltd. Itami Works F-term (reference) 5F049 MA05 MB07 NA01 PA04 QA16                       QA20 SE05 SE11 SS01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GaN系半導体結晶からなるi層を受光
層として有し、該i層の上面にショットキー電極が設け
られた構造を有するショットキー障壁型の半導体受光素
子であって、 該i層が、GaNよりバンドギャップの小さいInx
yAlzN(0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1)か
らなることを特徴とする、GaN系半導体受光素子。
1. A Schottky barrier type semiconductor light receiving element having an i layer made of a GaN-based semiconductor crystal as a light receiving layer and having a structure in which a Schottky electrode is provided on the upper surface of the i layer. The layer is In x G, which has a smaller bandgap than GaN.
a y Al z N characterized by comprising the (0 <x ≦ 1,0 ≦ y <1,0 ≦ z <1), GaN -based semiconductor light-receiving element.
【請求項2】 i層とショットキー電極との間に、Ga
N系半導体結晶からなる表面層が介在しており、 該表面層のうち少なくともショットキー電極と接してい
る部分が、i層よりもバンドギャップの大きいGaN系
半導体結晶からなる、請求項1記載のGaN系半導体受
光素子。
2. Ga is provided between the i layer and the Schottky electrode.
The surface layer made of an N-based semiconductor crystal is interposed, and at least a portion of the surface layer in contact with the Schottky electrode is made of a GaN-based semiconductor crystal having a band gap larger than that of the i layer. GaN-based semiconductor light receiving element.
【請求項3】 表面層が、i層側からショットキー電極
側へと近づくにつれ、i層と同じ組成から、バンドギャ
ップのより大きい組成へと、段階的または無段階的に変
化している層である、請求項2記載のGaN系半導体受
光素子。
3. A layer in which the surface layer changes stepwise or steplessly from the same composition as the i layer to a composition having a larger band gap as the surface layer approaches from the i layer side to the Schottky electrode side. The GaN-based semiconductor light receiving element according to claim 2.
【請求項4】 上記i層と、該i層よりもバンドギャッ
プが大きくかつ低キャリア濃度とされたGaN系半導体
結晶層とが、交互に多重積層されて超格子構造が構成さ
れ、該超格子構造中においてi層が受光層となってい
る、請求項1または2記載のGaN系半導体受光素子。
4. The superlattice structure is formed by alternately stacking the i-layer and a GaN-based semiconductor crystal layer having a bandgap larger than that of the i-layer and a low carrier concentration, thereby forming a superlattice structure. The GaN-based semiconductor light receiving element according to claim 1, wherein the i layer is a light receiving layer in the structure.
【請求項5】 上記超格子構造の最上層が、i層よりも
バンドギャップが大きく低キャリア濃度とされた上記G
aN系半導体結晶層である、請求項4記載のGaN系半
導体受光素子。
5. The G having the uppermost layer of the superlattice structure having a larger bandgap and a lower carrier concentration than the i-layer.
The GaN-based semiconductor light-receiving element according to claim 4, which is an aN-based semiconductor crystal layer.
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