JP2008147521A

JP2008147521A - 赤外線検出器及びその製造方法

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Publication number: JP2008147521A
Application number: JP2006334979A
Authority: JP
Inventors: Ryo Suzuki; 僚鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】量子ドット構造の積層数を多くせずとも高い感度を得ることができる赤外線検出器及びその製造方法を提供する。
【解決手段】バッファ層２上に、コンタクト層３及び障壁層４が形成されている。コンタクト層３及び障壁層４の表面に、バッファ層２のステップを反映するステップが存在する。障壁層４の各ステップの側面に沿って延びる量子細線５が形成されている。量子細線５は、例えばＩｎ_XＧａ_1-XＡｓ（０＜Ｘ≦１）からなる。そして、各量子細線５上に複数の量子ドット６が形成されている。量子ドット６は、その成長特性より、量子細線５の縁に近い位置に形成されている。更に、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６を覆う別の障壁層４が形成されている。量子細線５は、高さ方向だけでなく幅方向にも閉じ込め成分を持つ。このため、励起元と遷移先との波動関数の重なりが２成分となり、高い感度が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、サブバンド間遷移を利用した量子ドット型の赤外線検出器及びその製造方法に関する。

入射された光を吸収した場合に流れる電流を捕えることによって光を検知する光検知器の例として、量子井戸型赤外線検出器（ＱＷＩＰ：Quantum Well Infrared Photo-detector）及び量子ドット型赤外線検出器（ＱＤＩＰ：Quantum Dot Infrared Photo-detector）が挙げられる。量子井戸型赤外線検出器は垂直入射光を吸収できないが、量子ドット型赤外線検出器は、３次元的にキャリアを閉じ込めることができる量子ドットを用いているため、垂直入射光を吸収することができる。このため、近年では、量子ドット型赤外線検出器が特に注目されている。

そして、ＱＤＩＰの構造に関し、中間層としてＧａＡｓ層を用い、量子ドットとしてＩｎＡｓ量子ドットを用いたＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系のものが多く研究されている。これは、この系では、赤外域に感度が得られ、また、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法等を用いて、キャリアを３次元的に閉じ込める量子ドットを自己組織化過程により比較的容易に形成することができるためである。

ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系のＱＤＩＰでは、図８Ａに示すように、キャリアのエネルギーに対してＧａＡｓがポテンシャル障壁として作用し、ＩｎＡｓがポテンシャル井戸として作用し、ＩｎＡｓ量子ドットの内部に離散的に量子準位が形成される。この量子準位間のエネルギー差が検出可能な光の波長に相当することになる。そして、光が入射されると、キャリアが励起され、信号電流として検出される。

また、ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ系のＱＤＩＰにおいて、検出波長を調整するためにＩｎＧａＡｓからなるキャップ層を設けたものについての研究もされている。図９は、従来のＱＤＩＰを示す断面図である。

この従来のＱＤＩＰでは、ＧａＡｓからなる半導体基板１０１上に、真性ＧａＡｓからなるバッファ層１０２が形成されている。半導体基板１０１の表面のミラー指数は（１００）である。バッファ層１０２上には、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０３及び真性ＧａＡｓからなる障壁層１０４が形成されている。また、障壁層１０４上に、ＩｎＡｓからなる複数の量子ドット１０６が形成されている。更に、ＩｎＧａＡｓからなり、量子ドット１０６を覆うキャップ層１０５が障壁層１０４上に形成されている。なお、図示しないが、障壁層１０４上には、量子ドット１０６を形成する際に極めて薄い濡れ層も形成されている。

このようにして、障壁層１０４、量子ドット１０６及びキャップ層１０５から量子ドット構造が構成されている。そして、このような量子ドット構造が複数積層されている。また、最上層の障壁層１０４上には、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０７が形成されている。コンタクト層１０３及び１０７に接する電極も形成されており、これらの電極の間を流れる電流が検出される。

このようなＩｎＧａＡｓキャップ層１０５が形成されたＱＤＩＰでは、図８Ｂに示すように、キャップ層１０５内に新たに量子準位が形成され、それが量子ドット内で励起されたキャリアの遷移先となる。従って、キャップ層１０５の厚さ及び／又は組成を調整することにより、検出波長を調整することが可能になる。

近年、小型のＱＤＩＰに対する感度の向上が要請されている。量子ドット構造の積層数を多くすれば、感度を向上させることが可能ではあるが、この場合には、赤外線検出器が大型化してしまう。つまり、従来のＱＤＩＰでは、小型のままで十分に感度を向上させることが困難である。

特開平５−１７５６０３号公報 Applied Physic Letters, Volume 79 Number 20, 12 NOVEMBER 2001, pp.3341-3343 Journal of Vacuum Science and Technology B, May 2004, Volume 22, Issue 3, pp.1512-1514

本発明の目的は、量子ドット構造の積層数を多くせずとも高い感度を得ることができる赤外線検出器及びその製造方法を提供することにある。

本願発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

本発明に係る赤外線検出器では、基板の上方に第１及び第２の障壁層が形成されている。前記第１及び第２の障壁層の間に量子ドットが形成されている。前記量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線が、前記第１及び第２の障壁層の間に形成されている。

本発明に係る赤外線検出器の製造方法では、基板の上方に第１の障壁層を形成し、その後に、前記第１の障壁層上に、量子ドット及びこの量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線を形成する。そして、前記量子ドット及び量子細線を覆う第２の障壁層を形成する。

本発明によれば、量子細線によって、キャリアが２次元的に閉じ込められるため、従来のキャップ層を用いた場合と比べて、検出感度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。

第１の実施形態では、ＧａＡｓからなる半導体基板１上に、バッファ層２が形成されている。半導体基板１の表面は、（１００）面から［０−１１］方向に２°程度傾斜している。このため、図１に示すように、半導体基板１の表面には、微細なステップが存在する。また、バッファ層２は、例えば真性ＧａＡｓからなり、その厚さは１００ｎｍ程度である。バッファ層２の表面にも、半導体基板１のステップを反映するステップが存在する。

バッファ層２上には、コンタクト層３及び障壁層４が形成されている。コンタクト層３は、例えばＳｉがドーピングされ電子濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型ＧａＡｓからなり、その厚さは２５０ｎｍ程度である。また、障壁層４は、例えば真性ＧａＡｓ層からなり、その厚さは例えば５０ｎｍ程度である。コンタクト層３及び障壁層４の表面にも、バッファ層２のステップを反映するステップが存在する。

障壁層４の各ステップの側面に沿って延びる量子細線５が形成されている。量子細線５は、例えばＩｎ_XＧａ_1-XＡｓ（０＜Ｘ≦１）からなり、その幅は、各ステップの表面の幅（ステップの間隔）よりも狭い。そして、各量子細線５上に複数の量子ドット６が形成されている。量子ドット６は、その成長特性より、量子細線５の縁に近い位置に形成されている。また、量子ドット６の平面視での大きさは、各ステップの表面の幅（ステップの間隔）よりも小さい。なお、図示しないが、障壁層４及び量子細線５上には、量子ドット６を形成する際に極めて薄い濡れ層も形成されている。

更に、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６を覆う別の障壁層４が形成されている。この障壁層４も、例えば真性ＧａＡｓ層からなり、その厚さは例えば５０ｎｍ程度である。この障壁層４の表面にも、その下の障壁層４及び量子細線５のステップを反映するステップが存在する。

このようにして、障壁層４、量子細線５及び量子ドット６から量子ドット構造が構成されている。そして、このような量子ドット構造が複数（例えば１０〜２０）積層されている。また、最上層の障壁層４上には、コンタクト層７が形成されている。コンタクト層７は、例えばＳｉがドーピングされ電子濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3のｎ型ＧａＡｓからなり、その厚さは１５０ｎｍ程度である。コンタクト層７の表面は平坦である。コンタクト層３及び７に接する電極も形成されており、これらの電極の間を流れる電流が検出される。

本実施形態では、量子細線５が、従来技術におけるキャップ層１０５と同様に作用し、量子細線５内に新たに量子準位が形成され、それが量子ドット内で励起されたキャリアの遷移先となる。従って、量子細線５の厚さ及び／又は組成を調整することにより、検出波長を調整することが可能になる。

また、キャップ層１０５が薄膜であるのに対し、量子細線５は線状の構造を有する。赤外線検出器の感度は、キャリアの励起元と遷移先との同一成分同士の波動関数の重なりで決まる。即ち、互いに直交する平面成分（２成分）及び高さ成分（１成分）の３成分の夫々の重なりが大きい程、感度が高くなる。

従来の構造では、図２Ａに示すように、励起元となる量子ドットは３方向に閉じ込め成分を持つものの、量子薄膜であるキャップ層１０５は、図２Ｂに示すように、高さ方向にのみ閉じ込め成分を持つ。このため、励起元と遷移先との波動関数の重なりは１成分のみである。

これに対し、本実施形態に用いられている量子細線５は、図２Ｃに示すように、高さ方向だけでなく幅方向にも閉じ込め成分を持つ。このため、励起元と遷移先との波動関数の重なりが２成分となり、高い感度が得られる。従って、本実施形態によれば、全体が大型化するほど量子ドット構造の積層数を多くせずとも、高い感度を得ることができる。

次に、第１の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法について説明する。図３Ａ乃至図３Ｆは、第１の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、（１００）面から［０−１１］方向に２°程度傾斜した表面を有するＧａＡｓからなる半導体基板１を分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置内に導入する。そして、ＭＢＥ装置の準備室内において、４００℃程度まで加熱することにより、脱ガス処理を行う。次いで、半導体基板１をＭＢＥ装置の成長室に搬送する。成長室内は、予め１．３３×１０^-8Ｐａ（１０^-10Ｔｏｒｒ）以下の超高真空状態に保持しておく。次いで、成長室内において、Ａｓ雰囲気下で６４０℃程度まで加熱することにより、半導体基板１の表面に存在する酸化膜を除去する。その後、図３Ａに示すように、半導体基板１上に、真性ＧａＡｓからなるバッファ層２を６００℃程度で形成する。バッファ層２の厚さは、１００ｎｍ程度とする。続いて、バッファ層２上に、Ｓｉがドーピングされたｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層３を形成する。コンタクト層３の厚さは、２５０ｎｍ程度とする。更に、コンタクト層３上に、真性ＧａＡｓからなる障壁層４を形成する。障壁層４の厚さは、５０ｎｍ程度とする。

次に、例えば半導体基板１の温度を５５０℃とし、ＩｎＧａＡｓを成長室内に供給する。この結果、半導体基板１の表面に到達したＩｎ原子、Ｇａ原子及びＡｓ原子は十分に拡散し、障壁層４の表面に存在する各ステップの縁に取り込まれていく。このような現象が繰り返され、ＩｎＧａＡｓ層が障壁層４の各ステップの側面から側方に成長し、図３Ｂに示すように、量子細線５が形成される。即ち、本実施形態では、ステップフローモードにより、量子細線５を成長させる。なお、成長速度は０．００１ｎｍ／秒程度とし、量子細線５の幅は、ステップの間隔よりも狭くすることが望ましい。

次いで、例えば半導体基板１の温度を４５０℃とし、２原子層〜３原子層分の厚さに相当するＩｎＡｓを成長室内に供給する。この結果、初期段階では、ＩｎＡｓ層が平坦に２次元的に成長して濡れ層が形成され、その次の段階において、下地材料（ＩｎＧａＡｓ）との格子定数の差異から発生する歪みによってＩｎＡｓが島状に３次元的に成長して、図３Ｃに示すように、量子ドット６が形成される。表面にステップがある基板上に量子ドットを成長させる場合、量子ドットはステップの縁に成長しやすい。従って、本実施形態では、量子細線５の直上に量子ドット６が形成される。なお、量子ドット６の平面視での大きさは、ステップの間隔よりも小さくすることが望ましい。

その後、図３Ｄに示すように、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６を覆う別の障壁層４を新たに形成する。この障壁層４の厚さも、５０ｎｍ程度とする。そして、図３Ｅに示すように、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６の形成を複数回（例えば１０回〜２０回）繰り返す。

続いて、図３Ｆに示すように、最後に形成した障壁層４の上に、Ｓｉがドーピングされたｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７を形成する。コンタクト層７の厚さは、２５０ｎｍ程度とする。そして、夫々がコンタクト層３及び７に接続される２個の電極を形成する。コンタクト層７の表面にもステップがある場合には平坦化処理を行ってもよい。

このような方法によれば、図１に示す構造の量子ドット型赤外線検出器を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。

第２の実施形態では、複数の量子ドット６が、量子細線５上ではなく、障壁層４のステップの端上に形成されている。他の構成は、第１の実施形態と同様である。

このように構成された第２の実施形態では、量子ドット６と同一のステップ上に位置する量子細線５の量子準位及びその１つ下のステップ上に位置する量子細線５の量子準位が、当該量子ドット６の量子準位とカップリングする。従って、本実施形態においても、量子細線５の厚さ及び／又は組成を調整することにより、検出波長を調整することが可能になる。また、第１の実施形態と同様に、量子細線５によって２次元的にキャリアが閉じ込められるため、高い感度を得ることができる。

次に、第２の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法について説明する。図５Ａ乃至図５Ｆは、第２の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、図５Ａに示すように、第１の実施形態と同様に、半導体基板１上にバッファ層２、コンタクト層３及び障壁層４を形成する。

次に、例えば半導体基板１の温度を４５０℃とし、２原子層〜３原子層分の厚さに相当するＩｎＡｓを成長室内に供給する。この結果、初期段階では、ＩｎＡｓ層が平坦に２次元的に成長して濡れ層が形成され、その次の段階において、下地材料（ＧａＡｓ）との格子定数の差異から発生する歪みによってＩｎＡｓが島状に３次元的に成長して、図５Ｂに示すように、量子ドット６が形成される。このとき、本実施形態では、障壁層４のステップの端上に量子ドット６が形成される。

次いで、例えば半導体基板１の温度を５５０℃とし、ＩｎＧａＡｓを成長室内に供給することにより、図５Ｃに示すように、量子細線５を形成する。半導体基板１の温度を３００℃とし、ＭｉｇｒａｔｉｏｎＥｎｈａｎｃｅｄＥｐｉｔａｘｙ（ＭＥＥ）法を用いて、ＩｎＧａＡｓを成長室内に供給することにより、量子細線５を形成してもよい。即ち、本実施形態でも、ステップフローモードにより、量子細線５を成長させる。

その後、図５Ｄに示すように、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６を覆う別の障壁層４を新たに形成する。そして、図５Ｅに示すように、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６の形成を複数回（例えば１０回〜２０回）繰り返す。

続いて、図５Ｆに示すように、最後に形成した障壁層４の上に、Ｓｉがドーピングされたｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７を形成する。そして、夫々がコンタクト層３及び７に接続される２個の電極を形成する。コンタクト層７の表面にもステップがある場合には平坦化処理を行ってもよい。

このような方法によれば、図４に示す構造の量子ドット型赤外線検出器を得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。

第３の実施形態では、複数の障壁層４が形成されており、最も半導体基板１側に位置しているもののステップの端上に複数の量子ドット６が形成されている。そして、この障壁層４上には量子細線５が形成されておらず、その上の障壁層４上に量子細線５が形成されている。この障壁層４の厚さは量子ドット６を覆い切る程度の厚さである。第三の実施形態では、このような量子ドット構造が複数（例えば１０〜２０）設けられている。他の構成は、第１の実施形態と同様である。

このように構成された第３の実施形態では、量子ドット６の直上に位置する量子細線５の量子準位が、当該量子ドット６の量子準位とカップリングする。従って、本実施形態においても、量子細線５の厚さ及び／又は組成を調整することにより、検出波長を調整することが可能になる。また、第１の実施形態と同様に、量子細線５によって２次元的にキャリアが閉じ込められるため、高い感度を得ることができる。

次に、第３の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法について説明する。図７Ａ乃至図７Ｄは、第３の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、図７Ａに示すように、第１の実施形態と同様に、半導体基板１上にバッファ層２、コンタクト層３及び障壁層４を形成する。更に、第２の実施形態と同様に、障壁層４のステップの端上に量子ドット６を形成する。

次に、図７Ｂに示すように、これらの障壁層４及び量子ドット６を覆う別の障壁層４を新たに形成する。この障壁層４の厚さは、量子ドット６を覆い切る程度とする。次いで、この障壁層４のステップの側面から側方に向けて量子細線５を成長させる。その後、量子細線５を覆う別の障壁層４を新たに形成する。そして、図７Ｃに示すように、これらの障壁層４、量子細線５及び量子ドット６の形成を複数回（例えば１０回〜２０回）繰り返す。

続いて、図７Ｄに示すように、最後に形成した障壁層４の上に、Ｓｉがドーピングされたｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７を形成する。そして、夫々がコンタクト層３及び７に接続される２個の電極を形成する。コンタクト層７の表面にもステップがある場合には平坦化処理を行ってもよい。

このような方法によれば、図６に示す構造の量子ドット型赤外線検出器を得ることができる。

なお、赤外線検出器を構成する材料は特に限定されない。例えば、障壁層をＡｌＧａＡｓから構成し、量子細線をＧａＡｓから構成し、量子ドットをＩｎ_XＧａ_1-XＡｓ（０＜Ｘ≦１）から構成していてもよい。また、ＩｎＰ系の材料を用いてもよい。

また、量子細線の幅及び高さは特に限定されないが、電子の閉じ込め効果を考慮すると、電子のボーア半径以下であることが望ましい。

また、傾斜基板の表面の傾斜の程度は２°以下であってもよい。また、（１００）面を基準としたとき［０−１１］方向と等価な方向である［０−１−１］方向に２°以下傾斜した傾斜基板を用いてもよい。また、（１００）面から［００１］方向に１°以下傾斜した傾斜基板を用いてもよい。

また、キャリアが電子である必要はなく、キャリアとして正孔を用いてもよい。更に、赤外線検出器を構成する各層をＭＯＣＶＤ法等により形成してもよい。

なお、特許文献１には、半導体レーザにおいて傾斜基板の上方に格子状の狭禁止帯半導体層を形成する技術が記載されているが、赤外線検出器に関する記載も量子細線に関する記載も皆無である。

以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
基板と、
前記基板の上方に形成された第１及び第２の障壁層と、
前記第１及び第２の障壁層の間に形成された量子ドットと、
前記第１及び第２の障壁層の間に形成され、前記量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線と、
を有することを特徴とする赤外線検出器。

（付記２）
前記第１の障壁層の表面にステップが存在し、
前記量子細線は、前記ステップの側面に沿って延びていることを特徴とする付記１に記載の赤外線検出器。

（付記３）
前記基板は、傾斜基板であり、
前記ステップは、前記傾斜基板の表面に存在するステップを反映したものであることを特徴とする付記２に記載の赤外線検出器。

（付記４）
前記量子ドットは、前記量子細線と接していることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の赤外線検出器。

（付記５）
前記量子細線は、前記量子ドットの上方、下方又は側方のうちの１方向以上の位置に形成されていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の赤外線検出器。

（付記６）
前記量子細線の幅及び高さは、電子のボーア半径以下であることを特徴とする付記１乃至５のいずれか１項に記載の赤外線検出器。

（付記７）
前記傾斜基板の表面は、（１００）面から［０−１−１］方向又は［０−１１］方向に２°以下傾斜していることを特徴とする付記３乃至６のいずれか１項に記載の赤外線検出器。

（付記８）
前記傾斜基板の表面は、（１００）面から［００１］方向に１°以下傾斜していることを特徴とする付記３乃至６のいずれか１項に記載の赤外線検出器。

（付記９）
基板の上方に第１の障壁層を形成する工程と、
前記第１の障壁層上に、量子ドット及びこの量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線を形成する工程と、
前記量子ドット及び量子細線を覆う第２の障壁層を形成する工程と、
を有することを特徴とする赤外線検出器の製造方法。

（付記１０）
前記第１の障壁層として、その表面にステップが存在するものを形成し、
前記量子細線を形成する工程において、ステップフローモードにより前記量子細線を前記ステップの側面に沿って成長させることを特徴とする付記９に記載の赤外線検出器の製造方法。

（付記１１）
前記基板として、傾斜基板を使用し、
前記ステップとして、前記傾斜基板の表面に存在するステップを反映したものを形成することを特徴とする付記１０に記載の赤外線検出器の製造方法。

本発明の第１の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。量子ドットの閉じ込め成分を示す図である。量子薄膜の閉じ込め成分を示す図である。量子細線の閉じ込め成分を示す図である。本発明の第１の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図３Ａに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図３Ｂに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図３Ｃに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図３Ｄに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図３Ｅに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。本発明の第２の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図５Ａに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図５Ｂに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図５Ｃに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図５Ｄに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図５Ｅに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る赤外線検出器の構造を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図７Ａに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図７Ｂに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。図７Ｃに引き続き、赤外線検出器の製造方法を示す断面図である。従来のＱＤＩＰのエネルギー構造を示すバンド図である。キャップ層を含む従来のＱＤＩＰのエネルギー構造を示すバンド図である。従来のＱＤＩＰを示す断面図である。

符号の説明

１：半導体基板
２：バッファ層
３：コンタクト層
４：障壁層
５：量子細線
６：量子ドット
７：コンタクト層

Claims

基板と、
前記基板の上方に形成された第１及び第２の障壁層と、
前記第１及び第２の障壁層の間に形成された量子ドットと、
前記第１及び第２の障壁層の間に形成され、前記量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線と、
を有することを特徴とする赤外線検出器。
前記第１の障壁層の表面にステップが存在し、
前記量子細線は、前記ステップの側面に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出器。
前記基板は、傾斜基板であり、
前記ステップは、前記傾斜基板の表面に存在するステップを反映したものであることを特徴とする請求項２に記載の赤外線検出器。
基板の上方に第１の障壁層を形成する工程と、
前記第１の障壁層上に、量子ドット及びこの量子ドットとの間で量子準位がカップリングする量子細線を形成する工程と、
前記量子ドット及び量子細線を覆う第２の障壁層を形成する工程と、
を有することを特徴とする赤外線検出器の製造方法。
前記第１の障壁層として、その表面にステップが存在するものを形成し、
前記量子細線を形成する工程において、ステップフローモードにより前記量子細線を前記ステップの側面に沿って成長させることを特徴とする請求項４に記載の赤外線検出器の製造方法。
前記基板として、傾斜基板を使用し、
前記ステップとして、前記傾斜基板の表面に存在するステップを反映したものを形成することを特徴とする請求項５に記載の赤外線検出器の製造方法。