JP2016522578A5 - - Google Patents

Claims (21)

1. 光検出器であって、
   第１のバンドギャップエネルギーと、第１の電界と、第１のドーピング濃度とを有する第１の半導体材料を含む第１の層を備え、
   前記第１の半導体材料は、ＧａＡｓ化合物を含み、
   前記第１のバンドギャップエネルギーよりも高い第２のバンドギャップエネルギーと、前記第１の電界よりも小さい非ゼロの第２の電界と、第２のドーピング濃度とを有する第２の半導体材料を含む第２の層をさらに備え、
   前記第２の層は、前記第１の層に接続され、
   前記第２の半導体材料は、ＡｌＧａＡｓ化合物を含み、
   前記第１及び第２の層の間の領域は、第３のドーピング濃度を有する光検出器。
2. 前記第２の電界は、前記第１のドーピング濃度、前記第２のドーピング濃度、及び前記第３のドーピング濃度の少なくともいずれか１つにより生成される、
   請求項１に記載の光検出器。
3. 前記第１の層は、意図する範囲内の波長の光を吸収する、
   請求項２に記載の光検出器。
4. 前記第１の層の少なくとも一部が、実質的に空乏状態である、
   請求項３に記載の光検出器。
5. 前記第２のドーピング濃度は、前記第１のドーピング濃度よりも高い、
   請求項３に記載の光検出器。
6. 前記第１のドーピング濃度は、前記第１の層に沿って可変的に分布し、前記第２の層に隣接する前記第１の層の領域における前記第１のドーピング濃度は、前記第１の層の他の領域における前記第１のドーピング濃度よりも高い、
   請求項３に記載の光検出器。
7. 前記第２のドーピング濃度は、前記第２の層に沿って可変的に分布し、前記第１の層に隣接する前記第２の層の領域における前記第２のドーピング濃度は、前記第２の層の他の領域における前記第２のドーピング濃度よりも高い、
   請求項３に記載の光検出器。
8. 前記第２の半導体材料は、軽度にｎ型にドープされた半導体材料である、
   請求項３に記載の光検出器。
9. 前記第１のバンドギャップエネルギー及び前記第２のバンドギャップエネルギーは、前記第１の層及び前記第２の層の厚みに沿って実質的に均一である、
   請求項３に記載の光検出器。
10. 前記領域は、第３の層の厚さに沿って段階的に変化する第３のバンドギャップエネルギーを有する第３の半導体材料を含む第３の層を含み、
    前記第３の層は、前記第１の層を前記第２の層に接続させる、
    請求項３に記載の光検出器。
11. 前記段階的に変化する第３のバンドギャップエネルギーは、前記第１の層に面する前記第３の層の側における前記第１のバンドギャップエネルギーに実質的に等しい値から、前記第２の層に面する前記第３の層の側における前記第２のバンドギャップエネルギーに実質的に等しい値に増大する、
    請求項１０に記載の光検出器。
12. 前記第３の半導体材料は、前記第１の層に面する前記第３の層の側において前記第１の半導体材料と実質的に等しい組成から、前記第２の層に面する前記第３の層の側において前記第２の半導体材料と実質的に等しい組成に徐々に変化する傾斜組成を有する、
    請求項１１に記載の光検出器。
13. 前記第３の半導体材料は、前記第２層のドーパントと同一の型のドーパントによってドープされた領域を備える、
    請求項１１に記載の光検出器。
14. 外部電気回路に結合されるように構成された第１のオーミックコンタクトと、前記第１のオーミックコンタクトと前記第２の層とは反対側の前記第１の層の側面との間に配置される第４の層と、をさらに備え、
    前記第４の層は、第４のバンドギャップエネルギーと第４のドーピング濃度とを有する第４の半導体材料を含む、
    請求項３に記載の光検出器。
15. 前記第４のドーピング濃度は、前記第１のドーピング濃度よりも高い、
    請求項１４に記載の光検出器。
16. 前記第４のバンドギャップエネルギーは、前記第１のバンドギャップエネルギーよりも高い、
    請求項１５に記載の光検出器。
17. 外部電気回路に結合されるように構成された第２のオーミックコンタクトと、前記第２のオーミックコンタクトと前記第１の層とは反対側の前記第２の層の側面との間に配置された第５の層と、をさらに備え、
    前記第５の層は、前記第２のバンドギャップエネルギーよりも高い第５のバンドギャップエネルギーを有するとともに、第５のドーピング濃度を有する、
    請求項１４に記載の光検出器。
18. 第１及び第２のオーミック電極の少なくとも一方はリング形状を有する、
    請求項１７に記載の光検出器。
19. 前記第２の層と前記第５の層との間に配置されるバリア層をさらに備え、
    前記バリア層は、第６のバンドギャップエネルギーと第６のドーピング濃度を有する第６の半導体材料を含み、
    第６のバンドギャップエネルギーは、第２のバンドギャップエネルギー及び第５のバンドギャップエネルギーよりも高い、
    請求項１７に記載の光検出器。
20. 前記第６の半導体材料は、ｎドープされたＡｌＧａＡｓ化合物を含み、
    前記バリア層は、２０ｎｍの厚さを有する、
    請求項１９に記載の光検出器。
21. 前記第１の半導体材料は、真性ＧａＡｓ化合物を含み、
    前記第２の半導体材料は、真性または軽度にｎドープされたＡｌＧａＡｓ化合物を含み、
    前記領域は、アルミニウムの濃度が段階的に変化する軽度にｎドープされたＡｌＧａＡｓ化合物を含む第３の半導体材料であり、
    前記アルミニウムの濃度は、前記第１の層に隣接する前記領域の第１の側において実質的にゼロの値であり、前記第２の層に隣接する前記領域の反対側の第２の側へ向かう前記領域に亘って徐々に増加し、
    前記第２の側における前記アルミニウムの濃度は、前記第２の半導体材料の前記ＡｌＧａＡｓ化合物のアルミニウムの濃度と実質的に等しい値である、
    請求項１に記載の光検出器。