JP2009532852A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. 暗電流を低減した光検出器であって、
   光検出器の動作中に、価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示すドープされた半導体を含む光吸収層と、
   アンドープの半導体を含むバリア層であって、所定のバンドギャップエネルギーと関連した価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを有し、その第１側面は光吸収層の第１側面に隣接するバリア層と、
   光検出器の動作中に、価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示すドープされた半導体を含むコンタクト層であって、バリア層の、第１側面に対向する第２側面に隣接するコンタクト層と、を含み、
   光吸収層とコンタクト層の、価電子帯および伝導帯のエネルギーと、バリア層の、価電子帯および伝導帯のエネルギーとの関係が、コンタクト層と光吸収層との間で、少数キャリア電流の流れを促進し、多数キャリア電流の流れを抑制する光検出器。
2. 光吸収層は、ＩｎＡｓ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓ／ＩｎＧａＳｂのＩＩ型超格子、およびＨｇＣｄＴｅの１つからなる請求項１に記載の光検出器。
3. コンタクト層は、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡｓＳｂ、ＩｎＡｓ／ＩｎＧａＳｂのＩＩ型超格子、ＨｇＣｄＴｅ、およびＧａＳｂの１つからなる請求項２に記載の光検出器。
4. コンタクト層および光吸収層は、実質的に同じ組成である請求項３に記載の光検出器。
5. 光吸収層とコンタクト層は、双方がｎ型か、双方がｐ型のいずれかである請求項１に記載の光検出器。
6. コンタクト層は、光検出器を横切る方向に互いに分離され、それぞれが個々の検出素子に対応する個々のセクションを含み、
   バリア層は、光検出器を横切る方向に、コンタクト層の個々のセクションを越えて拡がり、個々の検出素子のそれぞれに対して一体となって提供され、これにより、バリア層の露出した表面に多数キャリアが流れるのを阻止することにより、動作中に光検出器をパッシベートする請求項１に記載の光検出器。
7. コンタクト層は、バリア層の第２側面がコンタクト層を越えて横方向に拡がるように、バリア層の上にメサを形成し、これにより、バリア層の露出した表面に多数キャリアが流れるのを防止することにより、動作中に光検出器をパッシベートする請求項１に記載の光検出器。
8. コンタクト層と光吸収層とが同じ多数キャリアのタイプを有し、光検出器が実質的に空乏層を有さない請求項１に記載の光検出器。
9. 光検出器であって、
   価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示すｎドープされた半導体を含む光吸収層と、
   所定の膜厚を有し、その第１側面は光吸収層の第１側面に隣接するバリア層と、
   ドープされた半導体を含み、バリア層の、第１側面に対向する第２側面に隣接するコンタクト層と、を含み、
   バリア層は、光吸収層の価電子帯エネルギーに実質的に等しい価電子帯エネルギーと、光吸収層の伝導帯エネルギーより大きな伝導帯エネルギーを示し、バリア層が、光吸収層とコンタクト層との間で伝導帯エネルギーのバンドオフセットを形成し、
   バリア層の膜厚と伝導帯エネルギーのバンドオフセットは、光吸収層とコンタクト領域との間の多数キャリアのトンネルを防止し、光吸収層とコンタクト領域との間で熱化された多数キャリアの流れを実質的に阻止するのに十分であり、
   コンタクト層は、光検出器を横切る方向に互いに分離され、それぞれが個々の検出素子に対応する個々のセクションを含み、
   バリア層は、光検出器を横切る方向に、コンタクト層の複数の個々のセクションを越えて拡がり、個々の検出素子のそれぞれに対して一体となって提供され、これにより、バリア層の露出した表面に多数キャリアが流れるのを阻止することにより、動作中に光検出器をパッシベートする光検出器。
10. 光検出器であって、
    伝導帯エネルギーと価電子帯エネルギーとを示すｐドープされた半導体を含む光吸収層と、
    所定の膜厚を有し、その第１側面は光吸収層の第１側面に隣接するバリア層と、
    ドープされた半導体を含み、バリア層の、第１側面に対向する第２側面に隣接するコンタクト層と、を含み、
    バリア層は、光吸収層の伝導帯エネルギーに実質的に等しい伝導帯エネルギーと、光吸収層の価電子帯エネルギーより小さな価電子帯エネルギーを示し、バリア層が、光吸収層とコンタクト層との間で価電子帯エネルギーのバンドオフセットを形成し、
    バリア層の膜厚と価電子帯エネルギーのバンドオフセットは、光吸収層とコンタクト層との間の多数キャリアのトンネルを防止し、光吸収層とコンタクト層との間で熱化された多数キャリアの流れを実質的に阻止するのに十分であり、
    コンタクト層は、光検出器を横切る方向に互いに分離され、それぞれが個々の検出素子に対応する個々のセクションを含み、
    バリア層は、光検出器を横切る方向に、コンタクト層の複数の個々のセクションを越えて拡がり、個々の検出素子のそれぞれに対して一体となって提供され、これにより、バリア層の露出した表面に多数キャリアが流れるのを阻止することにより、動作中に光検出器をパッシベートする光検出器。
11. 光吸収層は、光検出器を横切る方向に、１またはそれ以上のコンタクト層の個々のセクションを越えて拡がり、個々の検出素子のそれぞれに対して一体となって提供される請求項１０に記載の光検出器。
12. 光検出器であって、
    価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示すドープされた半導体を含む第１層と、
    価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示す半導体を含み、その第１側面は第１層の第１側面に隣接するバリア層と、
    価電子帯エネルギーと伝導帯エネルギーとを示すドープされた半導体を含み、バリア層の、第１側面に対向する第２側面に隣接し、第１層と同じ多数キャリアのタイプを有する第２層と、を含み、
    光検出器の動作中に、第１層、バリア層、および第２層の、それぞれの価電子帯エネルギーおよび伝導帯エネルギーは、第１層と第２層との間で光により生成された少数キャリアの流れを許容し、多数キャリアの流れを実質的に阻止し、
    第２層は、光検出器を横切る方向に互いに分離され、個々の検出素子に対応する個々のセクションを含み、
    バリア層は、光検出器を横切る方向に、第２層の複数の個々のセクションを越えて拡がり、個々の検出素子のそれぞれに対して一体となって提供され、これにより、バリア層の露出した表面に多数キャリアが流れるのを阻止することにより、動作中に光検出器をパッシベートする光検出器。
13. 暗電流を低減した光検出器であって、
    関連したエネルギーバンドと共に多数キャリアタイプと少数キャリアタイプを有する電気的に伝導性の半導体を含む第１層と、
    バリアエネルギーギャップと関連する伝導帯と価電子帯とを有し、その第１側面は第１層と隣接するバリア層と、
    多数キャリアタイプと少数キャリアタイプおよび関連した第２層のエネルギーギャップを有する電気的に伝導性の半導体を含み、バリア層の、第１側面に対向する第２側面と隣接する第２層と、を含み、
    第１層と第２層のエネルギーバンドと、バリア層の伝導帯と価電子帯のバンド端との間の関係は、第１層と第２層との間で少数キャリア電流の流れを可能にする一方、多数キャリア電流の流れを阻止し、
    バリア層は、バリア層中で横方向に電気的な伝導性を提供しないアンドープの半導体を含む光検出器。
14. 第１層と第２層は、同じ多数キャリアタイプを有し、光検出器は実質的に空乏層を有さない請求項１３も記載の光検出器。
15. 暗電流を低減した光検出器であって、
    関連したエネルギーバンドと共に多数キャリアタイプと少数キャリアタイプを有する電気的に伝導性の半導体を含む第１層と、
    バリアエネルギーギャップと関連する伝導帯と価電子帯とを有する半導体を含み、その第１側面は第１層と隣接するバリア層と、
    多数キャリアタイプと少数キャリアタイプおよび関連した第２層のエネルギーギャップを有する電気的に伝導性の半導体を含み、バリア層の、第１側面に対向する第２側面と隣接する第２層と、を含み、
    第１層と第２層のエネルギーバンドと、バリア層の伝導帯と価電子帯のバンド端との間の関係は、第１層と第２層との間で少数キャリア電流の流れを可能にする一方、多数キャリア電流の流れを阻止し、
    更に、第２層は、バリア層の第１側面がメサを越えて横方向に延びるように、連続したバリア層の上でメサを形成し、これにより、バリア層の露出した部分に多数キャリアが到達するのを防止することにより、光検出器をパッシベートする光検出器。
16. バリア層は、バリア層中での多数キャリアの横方向の伝導を防止するアンドープの半導体である請求項１５に記載の光検出器。
17. 第１層および第２層は、同じ多数キャリアタイプを有し、光検出器は実質的に空乏層を有しない請求項１５に記載の光検出器。