JP2012094723A - 光検出素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に積層形成された第1の電極層、第1の光吸収層、第2の電極層、第2の光吸収層、第3の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とを接続する第1の電極配線と、前記第2の電極層と前記第3の電極層とを接続する第2の電極配線と、前記第2の電極と前記第1の電極配線との接触部分に形成される第1のダイオードと、前記第2の電極と前記第2の電極配線との接触部分に形成される第2のダイオードと、を有することを特徴とする光検出素子により上記課題を解決する。
【選択図】 図3
Description
(光検出素子)
本実施の形態における光検出素子である2波長に対応したイメージセンサの構造について、図3に基づき説明する。
次に、本実施の形態における光検出素子の製造方法について説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態と異なる構造の光検出素子である。本実施の形態における光検出素子である2波長に対応したイメージセンサの構造について、図20に基づき説明する。
(付記1)
基板上に積層された第1の電極層、第1の光吸収層、第2の電極層、第2の光吸収層、第3の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とを接続する第1の電極配線と、
前記第2の電極層と前記第3の電極層とを接続する第2の電極配線と、
前記第2の電極と前記第1の電極配線との接触部分に形成される第1のダイオードと、
前記第2の電極と前記第2の電極配線との接触部分に形成される第2のダイオードと、
を有することを特徴とする光検出素子。
(付記2)
前記第1の電極層及び前記第3の電極層のうち、いずれか一方が他方に対し高い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第1の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れ、いずれか一方が他方に対し低い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第2の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れるものであることを特徴とする付記1に記載の光検出素子。
(付記3)
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が高い場合には、電流は前記第1の光吸収層及び前記第2のダイオードを流れ、
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が低い場合には、電流は前記第2の光吸収層及び前記第1のダイオードを流れることを特徴とする付記1または2に記載の光検出素子。
(付記4)
前記第1の電極層、前記第1の光吸収層、前記第2の電極層、前記第2の光吸収層及び前記第3の電極層は、半導体材料により形成されていることを特徴とする付記1から3のいずれかに記載の光検出素子。
(付記5)
前記第1の電極層、前記第2の電極層及び前記第3の電極層は、n型となる不純物がドープされたGaAsを含む材料により形成されていることを特徴とする付記1から4のいずれかに記載の光検出素子。
(付記6)
前記第1のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第2の電極層上に、前記第1の電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであり、
前記第2のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第2の電極層上に、前記第2の電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであることを特徴とする付記4または5に記載の光検出素子。
(付記7)
前記第2の電極層は、第2の電極本体層とショットキー接続層とを有しており、
前記ショットキー接続層は、前記ショットキーコンタクト部と接続される側に形成されるものであって、
前記第2の電極本体層における不純物元素の濃度よりも、前記ショットキー接続層における不純物元素の濃度が低いことを特徴とする付記6に記載の光検出素子。
(付記8)
前記ショットキーコンタクト部は、Alを含む材料により形成されているものであることを特徴とする付記6または7に記載の光検出素子。
(付記9)
前記第1の電極層と前記第1の電極配線とはオーミック接続されており、前記第3の電極層と前記第2の電極配線とはオーミック接続されていることを特徴とする付記4から8のいずれかに記載の光検出素子。
(付記10)
基板上に積層形成された第1の電極層、第1の光吸収層、第2の電極層、第2の光吸収層、第3の電極層と、
前記第1の電極層、前記第2の電極層及び前記第3の電極層を接続する電極配線と、
前記第1の電極と前記電極配線との接触部分に形成される第1のダイオードと、
前記第3の電極と前記電極配線との接触部分に形成される第2のダイオードと、
を有することを特徴とする光検出素子。
(付記11)
前記第1の電極層及び前記第3の電極層のうち、いずれか一方が他方に対し高い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第2の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れ、いずれか一方が他方に対し低い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第1の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れるものであることを特徴とする付記10に記載の光検出素子。
(付記12)
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が高い場合には、電流は前記第2の光吸収層及び前記第1のダイオードを流れ、
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が低い場合には、電流は前記第1の光吸収層及び前記第2のダイオードを流れることを特徴とする付記10または11に記載の光検出素子。
(付記13)
前記第1の電極層、前記第1の光吸収層、前記第2の電極層、前記第2の光吸収層及び前記第3の電極層は、半導体材料により形成されていることを特徴とする付記10から12のいずれかに記載の光検出素子。
(付記14)
前記第1の電極層、前記第2の電極層及び前記第3の電極層は、n型となる不純物がドープされたGaAsを含む材料により形成されていることを特徴とする付記10から13のいずれかに記載の光検出素子。
(付記15)
前記第1のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第1の電極層上に、前記電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであり、
前記第2のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第3の電極層上に、前記電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであることを特徴とする付記13または14に記載の光検出素子。
(付記16)
前記第1の電極層は、第1の電極本体層と第1の電極のショットキー接続層とを有しており、
前記第3の電極層は、第3の電極本体層と第3の電極のショットキー接続層とを有しており、
前記第1の電極のショットキー接続層は、前記ショットキーコンタクト部と接続される側に形成されるものであり、前記第3の電極のショットキー接続層は、前記ショットキーコンタクト部と接続される側に形成されるものであって、
前記第1の電極本体層における不純物元素の濃度よりも前記第1の電極のショットキー接続層における不純物元素の濃度が低く、前記第3の電極本体層における不純物元素の濃度よりも前記第3の電極のショットキー接続層における不純物元素の濃度が低いことを特徴とする付記15に記載の光検出素子。
(付記17)
前記ショットキーコンタクト部は、Alを含む材料により形成されているものであることを特徴とする付記15または16に記載の光検出素子。
(付記18)
前記第2の電極層と前記電極配線とはオーミック接続されていることを特徴とする付記13から17のいずれかに記載の光検出素子。
(付記19)
前記第1の光吸収層及び前記第2の光吸収層は、量子井戸構造により形成されているものであることを特徴とする付記1から18のいずれかに記載の光検出素子。
(付記20)
前記基板上には、複数の光検出素子が設けられており、各々の光検出素子における前記第3の電極層上には、1の光検出素子に対し1つの電極部が設けられていることを特徴とする付記1から19のいずれかに記載の光検出素子。
12 下部電極層(第1の電極層)
13 第1の光吸収層
14 中部電極層(第2の電極層)
15 第2の光吸収層
16 上部電極層(第3の電極層)
21 電極部
22 第1の電極配線
23 オーミックコンタクト部
24 ショットキーコンタクト部
25 第2の電極配線
26 ショットキーコンタクト部
27 オーミックコンタクト部
32 電極部
33 電極配線
34 オーミックコンタクト部
41 第1の光検出素子部
42 第2の光検出素子部
43 ショットキーダイオード(第1のダイオード)
44 ショットキーダイオード(第2のダイオード)
51 中部電極本体層
52 ショットキー接続層
Claims (10)
- 基板上に積層された第1の電極層、第1の光吸収層、第2の電極層、第2の光吸収層、第3の電極層と、
前記第1の電極層と前記第2の電極層とを接続する第1の電極配線と、
前記第2の電極層と前記第3の電極層とを接続する第2の電極配線と、
前記第2の電極と前記第1の電極配線との接触部分に形成される第1のダイオードと、
前記第2の電極と前記第2の電極配線との接触部分に形成される第2のダイオードと、
を有することを特徴とする光検出素子。 - 前記第1の電極層及び前記第3の電極層のうち、いずれか一方が他方に対し高い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第1の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れ、いずれか一方が他方に対し低い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第2の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れるものであることを特徴とする請求項1に記載の光検出素子。
- 前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が高い場合には、電流は前記第1の光吸収層及び前記第2のダイオードを流れ、
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が低い場合には、電流は前記第2の光吸収層及び前記第1のダイオードを流れることを特徴とする請求項1または2に記載の光検出素子。 - 前記第1の電極層、前記第1の光吸収層、前記第2の電極層、前記第2の光吸収層及び前記第3の電極層は、半導体材料により形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光検出素子。
- 前記第1のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第2の電極層上に、前記第1の電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであり、
前記第2のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第2の電極層上に、前記第2の電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであることを特徴とする請求項4に記載の光検出素子。 - 基板上に積層形成された第1の電極層、第1の光吸収層、第2の電極層、第2の光吸収層、第3の電極層と、
前記第1の電極層、前記第2の電極層及び前記第3の電極層を接続する電極配線と、
前記第1の電極と前記電極配線との接触部分に形成される第1のダイオードと、
前記第3の電極と前記電極配線との接触部分に形成される第2のダイオードと、
を有することを特徴とする光検出素子。 - 前記第1の電極層及び前記第3の電極層のうち、いずれか一方が他方に対し高い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第2の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れ、いずれか一方が他方に対し低い電位となるように電圧が印加されている場合には、前記第1の光吸収層において検出された光に対応した電流が流れるものであることを特徴とする請求項6に記載の光検出素子。
- 前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が高い場合には、電流は前記第2の光吸収層及び前記第1のダイオードを流れ、
前記第3の電極層に対し前記第1の電極層に印加される電圧が低い場合には、電流は前記第1の光吸収層及び前記第2のダイオードを流れることを特徴とする請求項6または7に記載の光検出素子。 - 前記第1の電極層、前記第1の光吸収層、前記第2の電極層、前記第2の光吸収層及び前記第3の電極層は、半導体材料により形成されていることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の光検出素子。
- 前記第1のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第1の電極層上に、前記電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであり、
前記第2のダイオードは、ショットキーダイオードであって、前記第3の電極層上に、前記電極配線と接続されるショットキーコンタクト部を形成することにより形成されるものであることを特徴とする請求項9に記載の光検出素子。
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