JP2018093054A - トンネル型半導体素子 - Google Patents
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Abstract
Description
NEP=(4kTRj)1/2/βv
で表される。即ち、Rjが大きいとNEPが大きくなって雑音に影響することがわかる。
(付記1)半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた第1のn型半導体層と、前記第1のn型半導体層上に設けられ、前記第1のn型半導体層の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも低い伝導帯の下端のエネルギー準位を有する第2のn型半導体層と、前記第2のn型半導体層上に設けられた第1のp型半導体層と、前記第1のp型半導体層上に設けられ、前記第1のp型半導体層の価電子帯の上端のエネルギー準位よりも低い価電子帯の上端のエネルギー準位を有する第2のp型半導体層と、を有するトンネル型半導体素子。
(付記2)前記第2のn型半導体層と前記第1のp型半導体層の合計の厚さが、臨界膜厚より薄い付記1に記載のトンネル型半導体素子。
(付記3)前記第1のn型半導体層が、前記半導体基板側から順に第1の不純物濃度のn型半導体部分と前記第1の不純物濃度よりも低い第2の不純物濃度のn型半導体部分からなる付記1または付記2に記載のトンネル型半導体素子。
(付記4)前記第1のp型半導体層が、縮退半導体である付記1乃至付記3のいずれか1に記載のトンネル型半導体素子。
(付記5)前記半導体基板が半絶縁性InP基板であり、前記第1のn型半導体層がn型In0.53Ga0.47As層であり、前記第2のn型半導体層がn型InxGa1−xAs層(但し、0.53<x<1)であり、前記第1のp型半導体層がp型GaSbであり、前記第2のp型半導体層がp型GaAs0.51Sb0.49層である付記1乃至付記4のいずれか1に記載のトンネル型半導体素子。
(付記6)前記半導体基板と前記第1のn型半導体層との間にi型In0.52Al0.48Asバッファ層をさらに設けた付記5に記載のトンネル型半導体素子。
(付記7)前記第2のn型半導体層と前記第1のp型半導体層との間にノンドープスペーサ層をさらに設けた付記1乃至付記6のいずれか1に記載のトンネル型半導体素子。
(付記8)前記ノンドープスペーサ層が、前記n型iInxGa1−xAs層と同じIn組成比xのi型InxGa1−xAs層或いはi型GaSbのいずれかである付記7に記載のトンネル型半導体素子。
(付記9)前記第2のp型半導体層の前記第1のp型半導体層と接する面と反対側の面に、前記第2のp型半導体層とタイプIIIのヘテロ接合を形成する第3のn型半導体層を設けた付記1乃至付記8のいずれか1に記載のトンネル型半導体素子。
(付記10)p側電極とn側電極とが、同じ材料及び積層構造の電極である付記9に記載のトンネル型半導体素子。
(付記11)受信アンテナと、前記受信アンテナで受信した信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅した信号を検波する付記1乃至付記10のいずれか1に記載のトンネル型半導体素子とを少なくとも備えた信号処理システム。
2 第2のn型半導体層
3 第2のp型半導体層
4 第1のn型半導体層
5 半導体基板
21 半絶縁性InP基板
22 i型In0.52Al0.48Asバッファ層
23 n+型In0.53Ga0.47As層
24 n型In0.53Ga0.47As層
25 n型In0.8Ga0.2As層
26 p+型GaSbs層
27 p+型GaAs0.51Sb0.49層
28〜30 レジストパターン
31 Pt/Au層
32 p側電極
33 レジストパターン
34 Ti/Au層
35 n側電極
36 層間絶縁膜
37 レジストパターン
38 メッキフレーム
39,40 引出電極
41 ノンドープスペーサ層
42 n+型In0.8Ga0.2As層
43 レジストパターン
44 Ti/Au層
45 p側電極
46 n側電極
47 層間絶縁膜
48,49 引出電極
51,52 量子準位
61 受信アンテナ
62 低雑音増幅器
63 トンネル型半導体素子
64 コイル
71 n型In0.53Ga0.47As層
72 n型In0.63Ga0.37As層
73 n型In0.8Ga0.2As層
74 p+型GaAsSb層
Claims (5)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた第1のn型半導体層と、
前記第1のn型半導体層上に設けられ、前記第1のn型半導体層の伝導帯の下端のエネルギー準位よりも低い伝導帯の下端のエネルギー準位を有する第2のn型半導体層と、
前記第2のn型半導体層上に設けられた第1のp型半導体層と、
前記第1のp型半導体層上に設けられ、前記第1のp型半導体層の価電子帯の上端のエネルギー準位よりも低い価電子帯の上端のエネルギー準位を有する第2のp型半導体層と、
を有するトンネル型半導体素子。 - 前記第2のn型半導体層と前記第1のp型半導体層の合計の厚さが、臨界膜厚より薄い請求項1に記載のトンネル型半導体素子。
- 前記半導体基板が半絶縁性InP基板であり、
前記第1のn型半導体層がn型In0.53Ga0.47As層であり、
前記第2のn型半導体層がn型InxGa1−xAs層(但し、0.53<x<1)であり、
前記第1のp型半導体層がp型GaSb層であり、
前記第2のp型半導体層がp型GaAs0.51Sb0.49層である請求項1または請求項2に記載のトンネル型半導体素子。 - 前記第2のn型半導体層と前記第1のp型半導体層との間にノンドープスペーサ層をさらに設けた請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のトンネル型半導体素子。
- 前記第2のp型半導体層の前記第1のp型半導体層と接する面と反対側の面に、前記第2のp型半導体層とタイプIIIのヘテロ接合を形成する第3のn型半導体層を設けた請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のトンネル型半導体素子。
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