JP2009147193A - 量子ドット型赤外線検知器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 量子ドット25が中間層24で埋め込まれた領域を赤外線の吸収部とする量子ドット型赤外線検知器において、少なくとも量子ドット25周辺を含む中間層の一部である中間層部24Aが他の中間層24とキャリア濃度を異にし、且つ、該中間層部24Aの導電型が中間層24を挟む上側及び下側各コンタクト層23及び26とは逆であることを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
H.C.Liu et al.,Appl.Phys.Lett.78(2001),79.
MBE(molecular beam epitaxy)法を適用することに依り、GaAs基板21上に所要厚さのGaAsバッファ層22、厚さが1.0μmでキャリア濃度が1×1018cm-3である下側n型GaAsコンタクト層23、厚さ50nmのi−GaAs中間層24を形成する。尚、n型GaAsコンタクト層23に於けるn型のキャリア濃度はドナーである例えばSiの添加量を制御することで実現する。
GaAs基板21を加熱して温度を〜500C°程度とし、i−GaAs中間層24上にIn及びAsの分子線原料を照射した際の自己組織化の技法を適用することに依り、直径が25nm〜30nm程度、高さ5nm〜10nm程度のInAs量子ドット25を面愛密度が5×1010cm-2程度となるように形成する。尚、ここで形成したInAs量子ドット25にはドナー或いはアクセプタなどの不純物は添加しない。
MBE法を適用することに依り、InAs量子ドット25を埋め込む厚さが15nmでキャリア濃度が5×1015cm-3であるp型GaAs中間層部24Aを形成し、次いで、厚さ35nmのi−GaAs中間層24を形成する。尚、p型GaAs中間層部24Aに於けるp型のキャリア濃度はアクセプタである例えばBeの添加量を制御することで実現する。
このInAs量子ドット25、p型GaAs中間層部24A、i−GaAs中間層24を1層分の量子ドット層30とし、その10層分の形成を繰り返す。
MBE法を適用することに依り、最上層の量子ドット層上に厚さが0.5μmでキャリア濃度が1×1018cm-3である上側n型GaAsコンタクト層26を形成する。尚、n型GaAsコンタクト層23に於けるn型のキャリア濃度はドナーである例えばSiの添加量を制御することで実現する。
上記各半導体層の成長を施したウェハに於いて、成長層の所要部分をメサ状にエッチング除去し、下側n型GaAsコンタクト層21の一部を表出させ、次いで、上側並びに下側のGaAsコンタクト層26並びに21上にAuGe/Auからなる電極を形成し、次いで、電極上を除く素子表面をSiN或いはSiONからなる保護膜で覆うことで量子ドット型赤外線検知器を完成する。
22 GaAsバッファ層
23 下側n型GaAsコンタクト層
24 i−GaAs中間層
24A p型GaAs中間層部
25 InAs量子ドット
26 上側n型GaAsコンタクト層
30 量子ドット層の一層分
Claims (5)
- 量子ドットが中間層で埋め込まれた領域を赤外線の吸収部とする量子ドット型赤外線検知器において、
少なくとも量子ドット周辺を含む中間層の一部である中間層部が他の中間層とキャリア濃度を異にし、且つ、該中間層部の導電型が中間層を挟む上側及び下側各コンタクト層とは逆であること
を特徴とする量子ドット型赤外線検知器。 - 各コンタクト層と逆の導電型を持つ中間層部以外の中間層は不純物を含まないi層であること
を特徴とする請求項1記載の量子ドット型赤外線検知器。 - 量子ドットにコンタクト層と同じ導電型の不純物が添加されてなること
を特徴とする請求項1或いは請求項2記載の量子ドット型赤外線検知器。 - 量子ドット及び中間層を構成する材料がInAs、GaAs、AlAs、InP、GaP、AlP、InSb、GaSb、AlSb、InN、GaN、AlNを含む III−V族化合物半導体、或いは、これ等の混晶であること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1記載の量子ドット型赤外線検知器。 - コンタクト層と逆の導電型をもつ中間層部の導電型がp型であり、且つ、キャリア濃度が1×1017cm-3を越えないこと
を特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1記載の量子ドット型赤外線検知器。
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