JP2004200703A - ショットキー接合接点を備えたユニポールフォトダイオード - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コレクタバンド・ギャップ・エネルギーを有するキャリア通過またはコレクタ層114、214と、コレクタ層114、214の第1の側に隣接して接触し、吸光を促進する吸光バンド・ギャップ・エネルギーを有する吸光層112、212、212’、212”と、コレクタ層114、214の第1の側とは反対側の第2の側に隣接して、接触する陰極接点であるショットキー接点118、218と、吸光層112、212、212’、212”と間接的に接合した陽極接点117、217を具備し、コレクタバンド・ギャップ・エネルギーが吸光バンド・ギャップ・エネルギーを超えると、コレクタ層114、214がほとんど吸光しないようにされる。
【選択図】図2
Description
(J0×W)/2σ≦(△EΓ−L)/q (1)
ここで、△EΓ−Lは、Γ谷/L谷エネルギー分離であり、qは電子の電荷である。導電率σが一定ではなく、ある分布を示す状況では、層導電率σと層厚Wは、方程式(2)によって示される関係を満たすのが望ましい
112 吸光層
114 キャリヤコレクタ層
116 キャリヤ阻止層
117 陽極接点
118 ショットキー陰極接点
119 半絶縁基板
200 ユニポールフォトダイオード
200’ ユニポールフォトダイオード
200” ユニポールフォトダイオード
212 吸光層
212’ 吸光層
212” 吸光層
214 キャリヤコレクタ層
216 キャリヤ阻止層
217 陽極接点
218 ショットキー陰極接点
219 半絶縁基板
Claims (10)
- コレクタバンド・ギャップ・エネルギーを有するキャリア通過またはコレクタ層と、
該コレクタ層の第1の側に隣接して、接触し、吸光を促進する吸光バンド・ギャップ・エネルギーを有する吸光層と、
前記コレクタ層の第1の側とは反対側の第2の側に隣接して、接触している、陰極接点であるショットキー接点と、
前記吸光層と間接的に接合した陽極接点を具備し、
前記コレクタバンド・ギャップ・エネルギーが、前記吸光バンド・ギャップ・エネルギーを超えると、前記コレクタ層がほとんど吸光しないようになることを特徴とするユニポールフォトダイオード。 - 更に、追加的に、前記コレクタ層の反対側にある前記吸光層の側において、前記吸光層に隣接したキャリヤ阻止層を具備することと、前記陽極接点が前記キャリヤ阻止層に接合していることと、前記キャリヤ阻止層が、吸光バンド・ギャップ・エネルギーを超える阻止バンド・ギャップ・エネルギーを備えていて、前記吸光層と前記キャリヤ阻止層の間に阻止層エネルギー障壁が形成されることを特徴とする、請求項1に記載のユニポールフォトダイオード。
- 更に、前記陽極接点と前記キャリヤ阻止層層との間にもう1つの層を具備しており、前記層によって、前記陽極接点が前記キャリヤ阻止層に間接的に接合されていることを特徴とする、請求項1乃至2のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 吸光層によって、光子が、電子と正孔を含む1対の自由キャリヤに変換されることと、前記電子が、選択的に、前記阻止層のエネルギー障壁から離れて前記コレクタ層に入り込むことと、前記電子が、前記コレクタ層で加速されて、前記ショットキー陰極接点に送られることと、前記正孔が、選択的に、コレクタ層のエネルギー障壁から離れて、前記陽極接点に対する前記キャリヤ阻止層に入り込むことを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 前記キャリヤ・ブロック層の前記バンド・ギャップ・エネルギーが、前記吸光層の前記バンド・ギャップ・エネルギーを超えると、前記キャリヤ阻止層が吸光に対して不伝導性になることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 前記吸光層の吸光バンド・ギャップ・エネルギーに、準電界を生じる漸変バンド・ギャップ・エネルギーが含まれることと、前記漸変バンドギャップ・エネルギーが、前記キャリヤ阻止層に隣接した前記吸光層の第1の側における大きいバンド・ギャップ・エネルギーから、前記コレクタ層に隣接した吸光層の第2の側における比較的小さいバンド・ギャップ・エネルギーまで低下することと、前記吸光層が、前記吸光層の少なくとも一部において光を吸収することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 前記吸光層の前記吸光バンド・ギャップ・エネルギーに、漸変するバンド・ギャップ・エネルギーが含まれることと、前記漸変バンド・ギャップ・エネルギーによって準電界が生じることと、前記漸変バンド・ギャップ・エネルギーが、前記コレクタ層に隣接した前記吸光層の第1の側からの距離の関数として増大することと、前記陽極接点が、前記吸光層に接合されていることと、バンド・ギャップ・エネルギーの大きい前記吸光層の領域が、比較的バンド・ギャップ・エネルギーの小さい前記吸光層の領域よりも、吸光に対する伝導性が低いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 前記吸光層が、第1の伝導タイプと第1のドーピング濃度を備えていることと、前記コレクタ層が、前記吸光層の前記第1のドーピング濃度より低い第2のドーピング濃度を備えていることと、前記オプションのキャリヤ阻止層が、前記コレクタ層の前記第2のドーピング濃度より高い第3のドーピング濃度を備えていることと、前記第1のドーピング濃度によって、前記吸光層の少なくとも一部における電荷の中性が維持されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 更に、前記陽極接点を支持し、且つ前記層及び前記ショットキー陰極接点をスタック関係をなすように支持する半絶縁基板が含まれることと、前記スタック関係に、前記吸光層、前記コレクタ層、及び、前記ショットキー陰極接点の半絶縁基板の表面からの特定の順序が含まれることと、前記陽極接点が前記スタック層から分離されていることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
- 入射光が、前記スタック層を支持する表面とは異なる前記半絶縁基板の表面から前記フォトダイオードに入って、前記スタック層に向かい、入射光は、まず、前記吸光層によって光子として吸収され、前記吸光層によって、光子が電子及び正孔に変換され、次に、前記電子は、前記吸光層から前記ショットキー陰極接点に向かって、前記コレクタ層内を移動し、一方、前記正孔は、前記吸光層から前記陽極接点に向かって移動することと、
前記異なる表面が、前記スタック層を支持する前記表面と反対側にあるか、または、それに隣接していて、前記フォトダイオードの垂直または水平照射が施されるようになっていることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1つに記載のユニポールフォトダイオード。
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