JP2020017659A - 赤外線検出器、撮像素子、光半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、半導体層の膜厚を精密に制御することが必要となる。
しかしながら、半導体層の成膜時の構成材料の偏析によって、半導体層の膜厚が設計通りにならず、所望のカットオフ波長を安定して得ることが難しく、歩留まりの低下を招くことになる。
1つの態様では、光半導体装置は、基板と、基板の上方に設けられ、複数の半導体層を積層させた構造を有する受光層又は発光層とを備え、基板は、面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向若しくは[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、又は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向若しくは[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、又は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向若しくは[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっている。
本実施形態にかかる光半導体装置は、光を吸収することによって動作する光半導体装置(受光装置)であって、例えば、赤外線を吸収することによってキャリアを生成する赤外線検出器である。
このほか、赤外線検出器1は、例えば、後述の具体的な構成例(例えば図10参照)のように、受光層5を挟む第1電極層4及び第2電極層6と、第1電極層4及び第2電極層6上にそれぞれ形成された一対の電極7、8とを備えるものとすれば良い。
例えば、基板2は、GaSb基板、InAs基板、GaAs基板、GaP基板、InP基板などである。
受光層5を構成する複数の半導体層は、それぞれ、化合物半導体層である。
ここでは、受光層5は、複数の半導体層を積層させた構造として複数のIII−V族化合物半導体層を積層させた超格子構造を有する。この場合、複数の半導体層は、それぞれ、III−V族化合物半導体層である。
つまり、受光層5は、これを構成する複数のIII−V族化合物半導体層を、InAs層、GaSb層、AlSb層、InSb層のいずれか2種以上を含むものとすれば良い。
また、受光層5は、InAs、GaSb、AlSb、InSbのいずれかの混晶を含んでいても良い。
このように、受光層5は、これを構成する複数のIII−V族化合物半導体層を、InAsを含む層(InAs層やInAsを含む混晶層)、GaSbを含む層(GaSb層やGaSbを含む混晶層)、AlSbを含む層(AlSb層やAlSbを含む混晶層)、InSbを含む層(InSb層やInSbを含む混晶層)のいずれか2種以上を含むものであれば良い。
この場合、後述するようにInの偏析によって生じる課題を効果的に解決することが可能である。
このように構成する場合、受光層5は、例えばInAsやGaSbなどのいわゆるナローギャップ半導体やそれらの混晶からなる超格子構造で構成されることになる。
特に、本実施形態では、図1に示すように、基板2は、面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向又は[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっている。このため、基板2を傾斜基板ともいう。
また、基板2は、図2に示すように、[0−1−1]方向を基準として、傾斜方向と[0−1−1]方向がなす角度αが45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜している。
まず、本明細書における面指数や方位を示す記号の表記について定義する。
面方位や方向を示す場合、括弧内の数字の上にバーを付けることが通例であるが、本明細書では、括弧内の数字の前にマイナスを付けることで表している。
図3(A)、図3(B)に示すように、基準とする面を(100)とする。
(100)面上において、[0−1−1]方向を0度とすると、[0−11]方向は時計回りに90度回転した方向である。同様に、[011]方向は180度、[01−1]方向は270度回転した方向である。
例えば、III−V族化合物半導体、即ち、閃亜鉛鉱構造を有するIII−V族化合物半導体からなる場合は、図4(A)に示すように、これらの(1−1−1)面、(111)面は、III族面又はA面と呼ばれる。
例えば、III−V族化合物半導体、即ち、閃亜鉛鉱構造を有するIII−V族化合物半導体からなる場合は、図4(B)に示すように、これらの(1−11)面、(11−1)面は、V族面又はB面と呼ばれる。
本明細書において、基板2が傾斜している方向を、補助的に[0−1−1]方向から時計回りに回転した角度αを用いて説明する場合もある。
ここで、図5(A)、図5(B)は、傾斜基板2に成膜されたInAs(InAs層)上にGaSb(GaSb層)が成膜される直前のステップ端付近の原子の結合の様子を模式的に示したものである。
また、図5(B)には、面方位が(100)面から[0−11]方向に傾斜している場合、即ち、面方位が(100)面から(1−11)面(B面;V族面)方向に傾斜している場合を示している。
面方位が(100)面から[0−1−1]方向に傾斜している場合には、図5(A)に示すように、ステップ端のIn原子は、隣接するAs原子とは2本のボンドで結合している。
このため、面方位が(100)面から[0−1−1]方向に傾斜している場合に比べて、ステップ端におけるIn原子の結合が強くなり、供給されたGa原子がステップ端で取り込まれる際に、In原子との置換が起こりにくくなり、In原子の偏析が起こりにくくなる。
このように、本発明では、成膜が基板2のステップ端で進みやすいこと、ステップ端での結合状態が偏析に大きく影響すること、基板2上に形成された半導体層における原子の結合状態、特にステップ端の結合状態が基板の傾斜方向によって異なることを利用している。
本実施形態のように、(100)面から[0−11]方向に傾斜している基板2上に成膜することによって、ステップ端におけるInの結合が強くなり、Inの偏析(表面偏析)が生じにくくなる。このため、図6に示すように、カットオフ波長(吸収波長)の短波長化を抑制することができる。
なお、傾斜方向は、[01−1]方向であっても良く、この場合も同様の効果が得られる。また、基板2は、[0−11]方向又は[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっていれば良く、この場合も同様の効果が得られる。
タイプII超格子(Type II Superlattice:T2SL)は、水銀カドミウムテルル(Mercury Cadmium Telluride:MCT)に変わる次世代の赤外線検出器材料として期待されており、数多く研究されている。
多くは、GaSb基板上に、GaSbに比較的に格子定数差の小さい、GaSb、InAs、AlSbなどの材料を用いて超格子構造を形成する。
このエネルギー差は、InAs層又はGaSb層の膜厚を制御することによって制御することが可能であり、InAs層の膜厚に対して、吸収が起こり始める赤外線の波長であるカットオフ波長(応答波長)が非常に敏感に変化する(例えば図7参照)。
しかしながら、受光層の超格子を成膜する時に、構成材料の偏析がしばしば問題となる。
例えば、InAs層上にGaSb層を積層する時、InがGaと置換して成長表面に偏析することによって、InAs層の膜厚が設計膜厚から薄くなり(例えば図8参照)、カットオフ波長の短波長化につながる。
このため、カットオフ波長を安定して得ることが難しく、歩留まりが低下することが課題となっていた。
なお、ここでは、InAsとGaSbを交互に積層した超格子構造を有する受光層5を備える赤外線検出器1におけるInの偏析によって生じる課題、この課題を解決するための構成及び効果を例に挙げて説明しているが、例えばInを含む半導体層を積層した構造を有する受光層を備える受光装置でも同様の課題がある。また、例えば、他の材料からなる複数の半導体層を積層した構造を有する受光層を備える受光装置でも、他の元素の偏析によって同様の課題が生じる場合がある。例えば、InAsとInAsSbを積層した構造を有する受光層を備える受光装置では、Sbの偏析によって同様の課題が生じることになる。この場合も、上述と同様の構成を採用することで、同様の効果が得られる。
また、基板2は、(2−11)面又は(21−1)面を中心として±1°の範囲で傾斜しているものとするのが好ましい。
このため、最も偏析を抑えることができ、偏析によって生じるカットオフ波長の不安定性を最も低減することができ、最も歩留まりを向上させることが可能となる。
以下、具体的な構成例を挙げて、図10〜図15を参照しながら説明する。
図10に示すように、n型GaSb基板2上に、赤外線検出器1を構成する半導体積層構造(積層体)10がエピタキシャル成長されている。
ここでは、基板2は、例えば、面方位が(100)面から[0−11]方向(α=90°)に0.3°傾斜している。
ここでは、バッファ層3は、GaSb層である。また、第1電極層4は、p型GaSb層である。また、受光層5は、InAsとGaSbを交互に積層した超格子構造を有する。また、第2電極層6は、n型InAs層である。
また、それ以外の表面には、例えばSiO2からなる絶縁膜9が形成されている。
このような構造を有する赤外線検出器1は、以下のようにして製造することができる。
ここでは、赤外線検出器1を構成する半導体積層構造(積層体)10の各層は、例えば、分子線エピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)によって形成する。
次に、超高真空に保持された成長室へ搬送する。
成長室に搬送されたn型GaSb基板2は、表面の酸化膜を除去するために、Sb雰囲気下で加熱される。
次に、図12に示すように、GaSbバッファ層3上に、例えば、Beドーピングをした正孔濃度が約1×1018cm−3のp型GaSbからなる第1電極層4を成長させる。
例えば、まず、p型の超格子を形成する。
ここでは、アンドープのInAsを約4.2nm、Beドーピングした正孔濃度が約5×1017cm−3のp型GaSbを約2.1nm形成する。このInAsとGaSbを1周期として、例えば50周期繰り返す。
ここでは、アンドープのInAsを約4.2nm、アンドープのGaSbを約2.1nm形成する。このInAsとGaSbを1周期として、例えば400周期繰り返す。
次いで、n型の超格子を形成する。
ここでは、Siドーピングした電子濃度が約5×1017cm−3のn型InAsを約4.2nm、アンドープのGaSbを約2.1nm形成する。このInAsとGaSbを1周期として、例えば50周期繰り返す。
次に、図14に示すように、第2電極層6を形成する。
ここでは、例えば、Siドーピングをした電子濃度が約1×1018cm−3のn型InAsを約30nm形成する。
次いで、再びマスクを用いたエッチングによって、第1電極層4と第2電極層6の一部が露出するように絶縁膜9を選択的にエッチングし、例えばTi/Pt/Auからなる電極を形成する(図10参照)。
上述のように構成され、このようにして製造される赤外線検出器1によれば、面方位が(100)面から[0−11]方向(α=90°)に0.3°傾斜した基板2上に受光層5を成長させているため、InAs層上にGaSb層を成長する時に、Inの偏析を抑制できる。
なお、この具体的な構成例における構成は、これに限られるものではなく、効果が得られる範囲であれば適宜変更しても良い。
特に、基板2の傾斜角度は、36°±1°の範囲とするのが好ましい。
例えば、基板2は、面方位が(100)面から[0−11]方向(α=90°)に35.2°傾斜しているものとすれば良い。
つまり、ステップ端のIn原子が隣接するAs原子と3本のボンドで結合している状態が最も多くなり、供給されたGa原子がステップ端で取り込まれる際に、In原子との置換が最も起こりにくくなる。
また、基板2は、[0−11]方向又は[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっていれば良い。
この場合、傾斜方向と垂直な方向に沿ってステップが形成されるわけではなく、[0−1−1]方向(α=0°)と垂直な方向に沿ったステップと、[0−11]方向(α=90°)に垂直な方向に沿ったステップとが形成されることになる。
このため、Inの偏析を抑制できる[0−11]方向(α=90°)へ傾斜した場合の効果が優位に得られる。
なお、ここでは、基板2の傾斜角度を1°としているが、傾斜角度は0°より大きければ良い。また、ここでは、傾斜方向はα=80°としているが、[0−11]方向又は[01−1]方向への傾斜角度が、[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きければ同様の効果が得られるため、αが45°〜135°の範囲に含まれるか、225°〜315°の範囲に含まれるようにすれば良い。
また、超格子構造は、InAs、InSb、GaSb、AlSbのいずれか2つ以上から構成されていても良い。
また、赤外領域に応答する材料であれば、受光層5中の超格子の層にそれらの混晶によって形成された層を含んでいても良い。
また、不純物をSi、Beとしているが、これに限られるものではなく、Si、Be以外であっても良い。例えば、n型不純物としてTe、p型不純物としてZnを用いても良い。
また、赤外線検出器1の構造をpin型としているが、これに限られるものではなく、例えば、i層がn型又はp型になっていても良い。また、適宜、暗電流を抑制するためのバリア層などが挿入されていても良い。
つまり、基板2の面方位が、以下のような場合でも、同様の効果が得られる。
例えば、基板2は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向又は[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているものでも良い。この場合も上述の場合と同様の効果が得られる。
また、[−10−1]方向を基準として、傾斜方向と[−10−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しているものとすれば良い。
また、例えば、基板2は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向又は[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっているものでも良い。この場合も上述の場合と同様の効果が得られる。
また、[−1−10]方向を基準として、傾斜方向と[−1−10]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しているものとすれば良い。
なお、これらの場合以外の場合であっても、結晶学的に等価であれば、同様の効果が得られる。
つまり、上述のように構成される赤外線検出器1を備えるものとして撮像素子(赤外線撮像素子)11を構成することもできる。
そして、例えば図17に示すように、上述のように構成される具体的な構成例の赤外線検出器1に備えられる第1電極層4を、全画素に共通の共通電極層とし、電極(第1電極)7を、赤外線検出器アレイ12の周辺部、即ち、複数の画素が配列されている領域の周辺部に設けて共通電極としている。
さらに、このように構成される撮像素子11を備えるものとして、撮像システム(赤外線撮像システム)を構成することもできる。
この場合、撮像システム18は、上述のように構成される撮像素子11と、撮像素子11に接続された制御演算部20とを備えるものとして構成されることになる。
なお、上述の実施形態や具体的な構成例では、光を吸収する受光層を備える光半導体装置(具体的には赤外線を吸収する受光層5を備える赤外線検出器1)に本発明を適用する場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではない。
この場合、光半導体装置(発光装置)に備えられる発光層を、例えば、上述の実施形態や具体的な構成例の受光層5と同様に構成するときに(例えば超格子構造を有するものとして構成するときに)、上述の実施形態や具体的な構成例の傾斜基板2を用いることで、偏析によって生じる発光波長の不安定性を低減し、歩留まりを向上させることができる。
そこで、本発明を適用し、上述の実施形態や具体的な構成例の傾斜基板2を用いることで、偏析によって生じる発光波長の不安定性を低減し、歩留まりを向上させることができる。
そこで、本発明を適用し、上述の実施形態や具体的な構成例の傾斜基板2を用いることで、偏析によって生じるカットオフ波長又は発光波長の不安定性を低減し、歩留まりを向上させることができる。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
(付記1)
基板と、
前記基板の上方に設けられ、複数の半導体層を積層させた構造を有する受光層とを備え、
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向若しくは[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向若しくは[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向若しくは[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっていることを特徴とする赤外線検出器。
前記基板は、化合物半導体基板であり、
前記複数の半導体層は、それぞれ、化合物半導体層であることを特徴とする、付記1に記載の赤外線検出器。
(付記3)
前記受光層は、前記複数の半導体層を積層させた構造として複数のIII−V族化合物半導体層を積層させた超格子構造を有することを特徴とする、付記1又は2に記載の赤外線検出器。
前記複数のIII−V族化合物半導体層は、InAsを含む層、GaSbを含む層、AlSbを含む層、InSbを含む層のいずれか2種以上を含むことを特徴とする、付記3に記載の赤外線検出器。
(付記5)
前記複数のIII−V族化合物半導体層は、少なくとも、Inを含むIII−V族化合物半導体層を含むことを特徴とする、付記3に記載の赤外線検出器。
前記基板は、GaSb基板又はInAs基板であることを特徴とする、付記4又は5に記載の赤外線検出器。
(付記7)
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、[0−10]方向から[001]方向までの角度範囲のうち[0−11]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[010]方向から[00−1]方向までの角度範囲のうち[01−1]方向を含む角度範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、[00−1]方向から[100]方向までの角度範囲のうち[10−1]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[001]方向から[−100]方向までの角度範囲のうち[−101]方向を含む角度範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、[−100]方向から[010]方向までの角度範囲のうち[−110]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[100]方向から[0−10]方向までの角度範囲のうち[1−10]方向を含む角度範囲で傾斜していることを特徴とする、付記1〜6のいずれか1項に記載の赤外線検出器。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、[0−1−1]方向を基準として、傾斜方向と[0−1−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、[−10−1]方向を基準として、傾斜方向と[−10−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、[−1−10]方向を基準として、傾斜方向と[−1−10]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜していることを特徴とする、付記1〜7のいずれか1項に記載の赤外線検出器。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、(100)面から、[0−11]方向又は[01−1]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、(010)面から、[10−1]方向又は[−101]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、(001)面から、[−110]方向又は[1−10]方向に、36°±1°の範囲で傾斜していることを特徴とする、付記1〜8のいずれか1項に記載の赤外線検出器。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、(2−11)面又は(21−1)面を中心として±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、(12−1)面又は(−121)面を中心として±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、(−112)面又は(1−12)面を中心として±1°の範囲で傾斜していることを特徴とする、付記1〜9のいずれか1項に記載の赤外線検出器。
付記1〜10のいずれか1項に記載の赤外線検出器を備えることを特徴とする撮像素子。
(付記12)
基板と、
前記基板の上方に設けられ、複数の半導体層を積層させた構造を有する受光層又は発光層とを備え、
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向若しくは[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向若しくは[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向若しくは[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっていることを特徴とする光半導体装置。
前記受光層は、前記複数の半導体層を積層させた構造として複数のIII−V族化合物半導体層を積層させた超格子構造を有することを特徴とする、付記12に記載の光半導体装置。
(付記14)
前記複数のIII−V族化合物半導体層は、InAsを含む層、GaSbを含む層、AlSbを含む層、InSbを含む層のいずれか2種以上を含むことを特徴とする、付記13に記載の光半導体装置。
前記基板は、GaSb基板又はInAs基板であることを特徴とする、付記14に記載の光半導体装置。
(付記16)
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、[0−10]方向から[001]方向までの角度範囲のうち[0−11]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[010]方向から[00−1]方向までの角度範囲のうち[01−1]方向を含む角度範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、[00−1]方向から[100]方向までの角度範囲のうち[10−1]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[001]方向から[−100]方向までの角度範囲のうち[−101]方向を含む角度範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、[−100]方向から[010]方向までの角度範囲のうち[−110]方向を含む角度範囲で傾斜しているか、又は、[100]方向から[0−10]方向までの角度範囲のうち[1−10]方向を含む角度範囲で傾斜していることを特徴とする、付記12〜15のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、[0−1−1]方向を基準として、傾斜方向と[0−1−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、[−10−1]方向を基準として、傾斜方向と[−10−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、[−1−10]方向を基準として、傾斜方向と[−1−10]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜していることを特徴とする、付記12〜16のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、(100)面から、[0−11]方向又は[01−1]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、(010)面から、[10−1]方向又は[−101]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、(001)面から、[−110]方向又は[1−10]方向に、36°±1°の範囲で傾斜していることを特徴とする、付記12〜17のいずれか1項に記載の光半導体装置。
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、(2−11)面又は(21−1)面を中心として±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、(12−1)面又は(−121)面を中心として±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、(−112)面又は(1−12)面を中心として±1°の範囲で傾斜していることを特徴とする、付記12〜18のいずれか1項に記載の光半導体装置。
2 基板(n型GaSb基板)
3 バッファ層(GaSb層)
4 第1電極層(p型GaSb層)
5 受光層(InAsとGaSbを交互に積層した超格子構造を有する受光層)
6 第2電極層(n型InAs層)
7 電極(第1電極)
8 電極(第2電極)
9 絶縁膜(SiO2膜)
10 エピタキシャル成長層(半導体積層構造;積層体)
11 撮像素子(赤外線撮像素子)
12 赤外線検出器アレイ
13 駆動回路及び読出回路を含むチップ
14 表面配線(金属配線)
15 バンプ(Inバンプ)
16 表面配線(金属配線)
17 バンプ(Inバンプ)
18 撮像システム
19 センサ部
20 制御演算部
21 表示部
Claims (8)
- 基板と、
前記基板の上方に設けられ、複数の半導体層を積層させた構造を有する受光層とを備え、
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向若しくは[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向若しくは[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向若しくは[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっていることを特徴とする赤外線検出器。 - 前記受光層は、前記複数の半導体層を積層させた構造として複数のIII−V族化合物半導体層を積層させた超格子構造を有することを特徴とする、請求項1に記載の赤外線検出器。
- 前記複数のIII−V族化合物半導体層は、InAsを含む層、GaSbを含む層、AlSbを含む層、InSbを含む層のいずれか2種以上を含むことを特徴とする、請求項2に記載の赤外線検出器。
- 前記基板は、GaSb基板又はInAs基板であることを特徴とする、請求項3に記載の赤外線検出器。
- 前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、[0−1−1]方向を基準として、傾斜方向と[0−1−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、[−10−1]方向を基準として、傾斜方向と[−10−1]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、[−1−10]方向を基準として、傾斜方向と[−1−10]方向がなす角度が45°〜135°又は225°〜315°の角度範囲に含まれるような方向に傾斜していることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の赤外線検出器。 - 前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜している場合、(100)面から、[0−11]方向又は[01−1]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(010)面から傾斜している場合、(010)面から、[10−1]方向又は[−101]方向に、36°±1°の範囲で傾斜しており、
面方位が(001)面から傾斜している場合、(001)面から、[−110]方向又は[1−10]方向に、36°±1°の範囲で傾斜していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の赤外線検出器。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の赤外線検出器を備えることを特徴とする撮像素子。
- 基板と、
前記基板の上方に設けられ、複数の半導体層を積層させた構造を有する受光層又は発光層とを備え、
前記基板は、
面方位が(100)面から傾斜しており、[0−11]方向若しくは[01−1]方向への傾斜角度が[011]方向及び[0−1−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(010)面から傾斜しており、[10−1]方向若しくは[−101]方向への傾斜角度が[101]方向及び[−10−1]方向への傾斜角度よりも大きくなっているか、
又は、面方位が(001)面から傾斜しており、[−110]方向若しくは[1−10]方向への傾斜角度が[110]方向及び[−1−10]方向への傾斜角度よりも大きくなっていることを特徴とする光半導体装置。
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