JP2825957B2 - 半導体受光素子 - Google Patents
半導体受光素子Info
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- JP2825957B2 JP2825957B2 JP2246098A JP24609890A JP2825957B2 JP 2825957 B2 JP2825957 B2 JP 2825957B2 JP 2246098 A JP2246098 A JP 2246098A JP 24609890 A JP24609890 A JP 24609890A JP 2825957 B2 JP2825957 B2 JP 2825957B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体受光素子に関し、詳しくは周期的また
は繰返し性をもったチャープ型超格子構造を利用し、広
い波長域に対応することができ、特に半導体基材のエネ
ルギーギャップに相当する光波長よりも長い波長域にお
いて、高感度を有する半導体受光素子に関する。
は繰返し性をもったチャープ型超格子構造を利用し、広
い波長域に対応することができ、特に半導体基材のエネ
ルギーギャップに相当する光波長よりも長い波長域にお
いて、高感度を有する半導体受光素子に関する。
［従来の技術］ 最近の光情報処理に必要な光検出デバイスには光波長
領域の広がりとともに高感度化、高速応答性や２次元処
理、信頼性、簡便化の要求を満たす必要性が高くなって
いる。これらの要求に応えるために、かっての光電地、
光電子倍増管等から半導体受光素子等が盛んに用いられ
るようになってきている。
領域の広がりとともに高感度化、高速応答性や２次元処
理、信頼性、簡便化の要求を満たす必要性が高くなって
いる。これらの要求に応えるために、かっての光電地、
光電子倍増管等から半導体受光素子等が盛んに用いられ
るようになってきている。
このような半導体受光素子として、GaAsやInGaAs等の
半導体が提案されている。
半導体が提案されている。
しかしながら、これらの半導体受光素子は第１図の半
導体エネルギーバンド図に示されるように、半導体基材
の有するエネルギーギャップEg1＝Ec−Ev（Ec:伝導帯エ
ネルギー、Ev:価電子帯エネルギー）よりも大きなエネ
ルギー（ｈν＞Eg1…）、つまり式で決まる波長よ
りも短い波長の光についてのみ感度を有する。
導体エネルギーバンド図に示されるように、半導体基材
の有するエネルギーギャップEg1＝Ec−Ev（Ec:伝導帯エ
ネルギー、Ev:価電子帯エネルギー）よりも大きなエネ
ルギー（ｈν＞Eg1…）、つまり式で決まる波長よ
りも短い波長の光についてのみ感度を有する。
従って、式で決まる波長よりも長い波長の光に感度
を有する受光素子を作製するには、より小さなエネルギ
ーギャップ（Eg2＜Eg1）の半導体基材を用意する必要が
あり、そのために新たに原料、装置、作製条件や方法を
求めなければならない。
を有する受光素子を作製するには、より小さなエネルギ
ーギャップ（Eg2＜Eg1）の半導体基材を用意する必要が
あり、そのために新たに原料、装置、作製条件や方法を
求めなければならない。
また受光素子の最適または最大感度およびその半値全
幅は半導体基材そのものでほぼ決定され設計の自由度が
少ない。
幅は半導体基材そのものでほぼ決定され設計の自由度が
少ない。
一方、半導体として多重量子井戸型超格子構造を有す
るものが提案されている。ここでいう多重量子井戸型超
格子構造とは、異なる２種類以上の半導体薄膜を同一周
期で繰り返し積み重ねて得られ、第２図に示されるよう
な量子（ポテンシャル）井戸層（Ｂ）と障壁層（Ａ）を
有する量子井戸構造を持つものである。同図において、
LZは量子井戸層の巾、LBは障壁層の厚みを示し、またΔ
Ec、ΔEvは伝導帯、価電子帯の障壁の高さ（エネルギー
バンドの不連続の大きさ）をそれぞれ示す。このような
多重量子井戸型超格子構造を有する半導体の一例とし
て、GaAsとAlXGa1-XAsとのヘテロ接合からなるものがあ
る。
るものが提案されている。ここでいう多重量子井戸型超
格子構造とは、異なる２種類以上の半導体薄膜を同一周
期で繰り返し積み重ねて得られ、第２図に示されるよう
な量子（ポテンシャル）井戸層（Ｂ）と障壁層（Ａ）を
有する量子井戸構造を持つものである。同図において、
LZは量子井戸層の巾、LBは障壁層の厚みを示し、またΔ
Ec、ΔEvは伝導帯、価電子帯の障壁の高さ（エネルギー
バンドの不連続の大きさ）をそれぞれ示す。このような
多重量子井戸型超格子構造を有する半導体の一例とし
て、GaAsとAlXGa1-XAsとのヘテロ接合からなるものがあ
る。
この多重量子井戸型超格子構造を有する半導体は、次
のようにして得られるものである。なお、この半導体に
おいて、Al1-XGaXAsのｘを0.3としたものである。
のようにして得られるものである。なお、この半導体に
おいて、Al1-XGaXAsのｘを0.3としたものである。
すなわち、上述した第２図において、半導体基材Ａ
（Al0.3Ga0.7As）と半導体基材Ｂ（GaAs）とを各々厚み
LB（30nm以上）、LZ（20nm以下）にとり交互に積層する
と、Ｂ部に形成される量子井戸層内に、Ｂ（GaAs）部の
伝導帯底より、 ΔEn（h2/2m＊）（πn/LZ）２（ｎ＝1,2,3,…） なるエネルギー位置にサブバンドが形成される。ここで
ΔＥはエネルギー固有値、ｍ＊は電子の有効質量、ｈは
プランク定数である。また、量子井戸層の価電子帯側に
も同様のサブバンドが形成される。
（Al0.3Ga0.7As）と半導体基材Ｂ（GaAs）とを各々厚み
LB（30nm以上）、LZ（20nm以下）にとり交互に積層する
と、Ｂ部に形成される量子井戸層内に、Ｂ（GaAs）部の
伝導帯底より、 ΔEn（h2/2m＊）（πn/LZ）２（ｎ＝1,2,3,…） なるエネルギー位置にサブバンドが形成される。ここで
ΔＥはエネルギー固有値、ｍ＊は電子の有効質量、ｈは
プランク定数である。また、量子井戸層の価電子帯側に
も同様のサブバンドが形成される。
ｎ＝１なるレベルΔE1に電子が充満した状態、例えば
GaAsの量子井戸層にｎ型の不純物Si,Sn,Se等を1016cm-3
以上の密度でドーピングし、熱エネルギーによりΔE1レ
ベルに多数の電子が存在する状態において、ΔEC（0.3e
V）よりエネルギーの大きい光（波長＜４μｍ）を照射
するとΔE1レベルの電子はＡの障壁層を超えて励起され
自由電子となり、外部電界を印加することにより電流信
号としてとり出せる。
GaAsの量子井戸層にｎ型の不純物Si,Sn,Se等を1016cm-3
以上の密度でドーピングし、熱エネルギーによりΔE1レ
ベルに多数の電子が存在する状態において、ΔEC（0.3e
V）よりエネルギーの大きい光（波長＜４μｍ）を照射
するとΔE1レベルの電子はＡの障壁層を超えて励起され
自由電子となり、外部電界を印加することにより電流信
号としてとり出せる。
この場合の光吸収係数の光波長スペクトラムが第３図
に示されるピークである。同図に示されるように、1.0
μｍ未満のGaAsの光吸収に加えて、4.0μｍ近傍に光吸
収のピークが見られる。このピーク半値全幅はGaAs量子
井戸層が１〜２個の場合であり、多数の同一量子井戸層
を形成することにより、ピーク半値全幅は狭められる。
に示されるピークである。同図に示されるように、1.0
μｍ未満のGaAsの光吸収に加えて、4.0μｍ近傍に光吸
収のピークが見られる。このピーク半値全幅はGaAs量子
井戸層が１〜２個の場合であり、多数の同一量子井戸層
を形成することにより、ピーク半値全幅は狭められる。
しかしながら、このような多重量子井戸型超格子構造
を用いても、半導体薄膜の材料を変更することなく、所
望の波長域、特に1.0〜3.0μｍの波長域で高感度な半導
体受光素子は得られていない。
を用いても、半導体薄膜の材料を変更することなく、所
望の波長域、特に1.0〜3.0μｍの波長域で高感度な半導
体受光素子は得られていない。
本発明の目的は、広い波長域に対応することができ、
特に半導体基材のエネルギーギャップに相当する光波長
（光吸収端）よりも長い波長域に対応する高感度な半導
体受光素子を提供することにある。
特に半導体基材のエネルギーギャップに相当する光波長
（光吸収端）よりも長い波長域に対応する高感度な半導
体受光素子を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は２種類以上の半導体基材薄膜を交
互に積層して作成される格子構造を形成する半導体薄膜
の不純物を一定キャリア濃度でドーピングする量を変化
させたり、該半導体薄膜の厚みを変化させたり、もしく
は該半導体薄膜の組成割合を変化させることによって、
周期的または繰返し性を有するチャープ型超格子構造を
得、これを受光素子とすることによって達成される。
互に積層して作成される格子構造を形成する半導体薄膜
の不純物を一定キャリア濃度でドーピングする量を変化
させたり、該半導体薄膜の厚みを変化させたり、もしく
は該半導体薄膜の組成割合を変化させることによって、
周期的または繰返し性を有するチャープ型超格子構造を
得、これを受光素子とすることによって達成される。
すなわち本発明の半導体受光素子は、超格子構造を形
成する半導体薄膜に、下記（１）〜（３）の処理、 （１）不純物のドーピング量を変化させる、 （２）膜厚を変化させる、 （３）組成割合を変化させる、 の少なくともいずれかを行なうことにより得られる周期
的または繰返し性をもったチャープ型超格子構造を用い
たことを特徴とする。
成する半導体薄膜に、下記（１）〜（３）の処理、 （１）不純物のドーピング量を変化させる、 （２）膜厚を変化させる、 （３）組成割合を変化させる、 の少なくともいずれかを行なうことにより得られる周期
的または繰返し性をもったチャープ型超格子構造を用い
たことを特徴とする。
本発明に用いられる超格子構造とは、上述のように異
なる２種類以上の半導体薄膜を積み重ねて得られ、第２
図に示されるような量子井戸層と障壁層を有する多重量
子井戸型構造を持つものである。
なる２種類以上の半導体薄膜を積み重ねて得られ、第２
図に示されるような量子井戸層と障壁層を有する多重量
子井戸型構造を持つものである。
この多重量子井戸型超格子構造を構成する半導体基材
は２種以上の半導体によるヘテロ接合である。また、こ
こで用いられる半導体としてはGaAs、AlAs、AlXGa1-XA
s、InXGa1-XAs等の周期律表第III族と第Ｖ族の組合せ、
ZnSe,ZnTe等の周期律表第II族と第VI族の組合せ、GeSe,
PbTe等の周期律表第IV族と第VI族の組合せ、もしくはG
e,Siといった単一元素半導体が挙げられる。
は２種以上の半導体によるヘテロ接合である。また、こ
こで用いられる半導体としてはGaAs、AlAs、AlXGa1-XA
s、InXGa1-XAs等の周期律表第III族と第Ｖ族の組合せ、
ZnSe,ZnTe等の周期律表第II族と第VI族の組合せ、GeSe,
PbTe等の周期律表第IV族と第VI族の組合せ、もしくはG
e,Siといった単一元素半導体が挙げられる。
この多重量子井戸型超格子構造は、分子線エピタキシ
ー（MBE）や有機金属気相堆積（MOCVD）法によって得ら
れるが、特にガスセルを用いるガスソースMBEによって
得られたものが皮膜の安定性、均一性等から好ましく採
用される。
ー（MBE）や有機金属気相堆積（MOCVD）法によって得ら
れるが、特にガスセルを用いるガスソースMBEによって
得られたものが皮膜の安定性、均一性等から好ましく採
用される。
本発明では、上述のように、半導体薄膜に次のいずれ
かの処理、（１）不純物のドーピング量を変化させる、
（２）膜厚を変化させる、（３）組成割合を変化させる
ことによって周期的または繰返し性をもったチャープ型
超格子構造を得る。
かの処理、（１）不純物のドーピング量を変化させる、
（２）膜厚を変化させる、（３）組成割合を変化させる
ことによって周期的または繰返し性をもったチャープ型
超格子構造を得る。
ここで半導体薄膜の不純物のドーピング量を変化させ
るには、ドナーやアクセプターといった不純物をドーピ
ングし、ｎ型やｐ型とする際のキャリア濃度を変化させ
ることである。このことによって障壁層および量子井戸
層のエネルギーレベルが変化し、これに伴なって変化し
た伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャップを
光吸収領域とすることができる。ｎ型不純物としては、
Si,Ge,Sn等が例示され、また、ｐ型不純物としては、B
e,Mn,Ge等が例示される。このような半導体薄膜に不純
物をドーピングするには、上記したMBE法等による半導
体薄膜の成長時に、不純物を半導体薄膜原料と共に、例
えば蒸発源セルを用い、これを熱分解したり、電子銃に
より基板表面に照射することによりなされる。
るには、ドナーやアクセプターといった不純物をドーピ
ングし、ｎ型やｐ型とする際のキャリア濃度を変化させ
ることである。このことによって障壁層および量子井戸
層のエネルギーレベルが変化し、これに伴なって変化し
た伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャップを
光吸収領域とすることができる。ｎ型不純物としては、
Si,Ge,Sn等が例示され、また、ｐ型不純物としては、B
e,Mn,Ge等が例示される。このような半導体薄膜に不純
物をドーピングするには、上記したMBE法等による半導
体薄膜の成長時に、不純物を半導体薄膜原料と共に、例
えば蒸発源セルを用い、これを熱分解したり、電子銃に
より基板表面に照射することによりなされる。
また、半導体薄膜の膜厚を変化させるには、ガスソー
スMBE等により２種類以上の半導体薄層を形成させ、超
格子構造を形成する際に、原料や薄層形成条件を変化さ
せることによってなされる。このことによって量子井戸
層（LZ）の巾が変化し、このことにより障壁層および量
子井戸層のエネルギーレベルが変化し、これに伴なって
変化した伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャ
ップを光吸収領域とすることができる。
スMBE等により２種類以上の半導体薄層を形成させ、超
格子構造を形成する際に、原料や薄層形成条件を変化さ
せることによってなされる。このことによって量子井戸
層（LZ）の巾が変化し、このことにより障壁層および量
子井戸層のエネルギーレベルが変化し、これに伴なって
変化した伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャ
ップを光吸収領域とすることができる。
さらに、半導体薄膜の組成割合を変化させるには、上
記したMBE法等による半導体薄膜の成長時に、各半導体
薄膜原料の供給量を変化させることによりなされる。こ
のことによって障壁層の高さが変化し、これに伴なって
変化した伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャ
ップを光吸収領域とすることができる。
記したMBE法等による半導体薄膜の成長時に、各半導体
薄膜原料の供給量を変化させることによりなされる。こ
のことによって障壁層の高さが変化し、これに伴なって
変化した伝導帯障壁層の高さに相当するエネルギーギャ
ップを光吸収領域とすることができる。
これらの処理を行なうことによって、周期的または繰
返し性をもったチャープ型超格子構造が得られる。
返し性をもったチャープ型超格子構造が得られる。
ここでいう周期的チャープ型超格子構造とは、第４図
（ａ）に示されるような、障壁層および量子井戸層のエ
ネルギーレベルや量子井戸層の幅や高さを周期的に変化
させるものである。すなわち、例えば同図のように、量
子井戸層の巾（LZ）をLZ1からLZnまで、井戸数３個ずつ
周期的にチャープさせたものである。
（ａ）に示されるような、障壁層および量子井戸層のエ
ネルギーレベルや量子井戸層の幅や高さを周期的に変化
させるものである。すなわち、例えば同図のように、量
子井戸層の巾（LZ）をLZ1からLZnまで、井戸数３個ずつ
周期的にチャープさせたものである。
また、繰返し性をもったチャープ型超格子構造とは、
障壁層および量子井戸層のエネルギーレベルや量子井戸
層の幅や高さを繰返して変化させたものである。すなわ
ち、例えば第４図（ｂ）図のように、量子井戸層の高さ
（ΔEC）をΔEC1〜ΔEC3とチャープし、これをｎ回繰返
したものである。
障壁層および量子井戸層のエネルギーレベルや量子井戸
層の幅や高さを繰返して変化させたものである。すなわ
ち、例えば第４図（ｂ）図のように、量子井戸層の高さ
（ΔEC）をΔEC1〜ΔEC3とチャープし、これをｎ回繰返
したものである。
以下、この内容をさらに詳細に説明する。
先ず、半導体基材Ａ（Al0.3Ga0.7As）と半導体基材Ａ
（GaAs）を用い、多重量子井戸型超格子構造を製造する
際に、半導体基材Ａをｐ型不純物を一定のキャリア濃度
でドーピングし、一方、半導体基材Ｂにｎ型不純物を一
定のキャリア濃度でドーピングするのみならず、各半導
体井戸層薄膜の膜厚をｎ個毎に周期的に変化させると、
量子井戸層のエネルギーサブバンドが段階的に変化し、
第４図（ａ）に示されるようなエネルギー帯図を有する
周期的なチャープ型超格子構造が得られる。
（GaAs）を用い、多重量子井戸型超格子構造を製造する
際に、半導体基材Ａをｐ型不純物を一定のキャリア濃度
でドーピングし、一方、半導体基材Ｂにｎ型不純物を一
定のキャリア濃度でドーピングするのみならず、各半導
体井戸層薄膜の膜厚をｎ個毎に周期的に変化させると、
量子井戸層のエネルギーサブバンドが段階的に変化し、
第４図（ａ）に示されるようなエネルギー帯図を有する
周期的なチャープ型超格子構造が得られる。
また、各半導体薄膜の組成割合、具体的には井戸層Al
xGa1-xAsのｘを、例えば0.0から増加する方向に順次変
化させ、この変化をｎ回繰返すと、井戸層のポテンシャ
ル深さが段階的変化し、第４図（ｂ）に示されるような
エネルギー帯図を有する繰返し性をもったチャープ型超
格子構造が得られる。
xGa1-xAsのｘを、例えば0.0から増加する方向に順次変
化させ、この変化をｎ回繰返すと、井戸層のポテンシャ
ル深さが段階的変化し、第４図（ｂ）に示されるような
エネルギー帯図を有する繰返し性をもったチャープ型超
格子構造が得られる。
このような第４図（ａ）〜（ｂ）に示されるエネルギ
ー帯図を有する周期的または繰返し性をもったチャープ
型超格子構造を用いることにより、第５図（ａ）〜
（ｂ）に示されるような所定の波長域に対応した高効率
の光吸収特性が得られる。
ー帯図を有する周期的または繰返し性をもったチャープ
型超格子構造を用いることにより、第５図（ａ）〜
（ｂ）に示されるような所定の波長域に対応した高効率
の光吸収特性が得られる。
同様の広帯域光吸収特性は第６図のように、障壁層Al
xGa1-xAsのｘを系統的に変化させたチャープ型超格子構
造によっても得られる。また、井戸層や障壁層に、ｎ型
またはｐ型不純物を系統的に変化させても同様の効果が
得られる。
xGa1-xAsのｘを系統的に変化させたチャープ型超格子構
造によっても得られる。また、井戸層や障壁層に、ｎ型
またはｐ型不純物を系統的に変化させても同様の効果が
得られる。
従って、本発明により半導体基材のエネルギーギャッ
プに相当する光波長（光吸収端）よりも長い波長域にお
いて、高感度の半導体受光素子が任意に得られる。な
お、この説明はAlGaAsとGaAsの組み合わせで説明した
が、上述のように他の半導体薄層を組合せた超格子構造
でも同様である。
プに相当する光波長（光吸収端）よりも長い波長域にお
いて、高感度の半導体受光素子が任意に得られる。な
お、この説明はAlGaAsとGaAsの組み合わせで説明した
が、上述のように他の半導体薄層を組合せた超格子構造
でも同様である。
［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
実施例１ ｎ−GaAs基板（キャリア密度ｎ＝２×1018cm-3）上
に、ｎ−GaAsエピタキシャル層（キャリア密度ｎ＝１×
1018cm-3、厚み0.2μｍ）、さらにチャープ型超格子層
（Ａ層はｐ−Al0.5Ga0.5Asでキャリア濃度３×1017cm-3
のBeをドーピング、厚み300Å;B層はｎ−In0.3Ga0.7As
で、キャリア濃度５×1016cm-3のSiをドーピング、最深
層が100Åで表面に最も近い層が50Åまで井戸数５個毎
に周期的に厚みを変化させた；全井戸数約50）、ｎ−Ga
Asオーミック層（キャリア濃度ｎ＝１×1018cm-3、厚み
0.2μｍ）を順次積層した。ｎ−GaAs基板側にはAuGe/Ni
金属を蒸着し、ｎ−GaAsオーミック層側にはAuGe/Niの
リング状電極を形成し、第７図に示されるような光検出
デバイスを得た。
に、ｎ−GaAsエピタキシャル層（キャリア密度ｎ＝１×
1018cm-3、厚み0.2μｍ）、さらにチャープ型超格子層
（Ａ層はｐ−Al0.5Ga0.5Asでキャリア濃度３×1017cm-3
のBeをドーピング、厚み300Å;B層はｎ−In0.3Ga0.7As
で、キャリア濃度５×1016cm-3のSiをドーピング、最深
層が100Åで表面に最も近い層が50Åまで井戸数５個毎
に周期的に厚みを変化させた；全井戸数約50）、ｎ−Ga
Asオーミック層（キャリア濃度ｎ＝１×1018cm-3、厚み
0.2μｍ）を順次積層した。ｎ−GaAs基板側にはAuGe/Ni
金属を蒸着し、ｎ−GaAsオーミック層側にはAuGe/Niの
リング状電極を形成し、第７図に示されるような光検出
デバイスを得た。
ウエハ両面の電極間に直流バイアスを加えると、第５
図（ａ）に相当する波長で光電流が流れた。
図（ａ）に相当する波長で光電流が流れた。
実施例２ 半絶縁性GaAs基板上に、アンドーピング型GaAs層（厚
み0.3μｍ）、チャープ型超格子層（Ａ層はAl0.3Ga0.7A
sでアンドーピング型、厚み300Å、;B層はｎ−AlxGa1-x
Asで、キャリア濃度３×1018cm-3のSiをドーピング、厚
み80Å、最深層がｘ＝0.0より表面に向かいｘ＝0.1まで
Al成分の割合ｘを変化させ、井戸数５個毎に周期的に繰
り返した。；全井戸数約50）、ｎ−GaAsオーミック層
（キャリア濃度ｎ＝１×1018cm-3）を順次積層した。ｎ
−GaAsオーミック層面にAuGe/Ni金属による対向電極を
形成し、第８図に示されるような光検出デバイスを得
た。
み0.3μｍ）、チャープ型超格子層（Ａ層はAl0.3Ga0.7A
sでアンドーピング型、厚み300Å、;B層はｎ−AlxGa1-x
Asで、キャリア濃度３×1018cm-3のSiをドーピング、厚
み80Å、最深層がｘ＝0.0より表面に向かいｘ＝0.1まで
Al成分の割合ｘを変化させ、井戸数５個毎に周期的に繰
り返した。；全井戸数約50）、ｎ−GaAsオーミック層
（キャリア濃度ｎ＝１×1018cm-3）を順次積層した。ｎ
−GaAsオーミック層面にAuGe/Ni金属による対向電極を
形成し、第８図に示されるような光検出デバイスを得
た。
直流バイアスを印加すると、第５図（ｂ）に対応する
波長で光電流が得られた。
波長で光電流が得られた。
［発明の効果］ 従来の受光素子が受光波長ごとに異なる半導体基材を
使用せざるを得なかったのに対し、本発明によると、次
のような効果を奏する。
使用せざるを得なかったのに対し、本発明によると、次
のような効果を奏する。
すなわち、同一材料を使用し、超格子構造を形成する
半導体薄膜の膜厚、不純物のドーピング量、組成割合を
周期的または繰返し性をもって変化させるのみで、広い
波長域に対応することができ、特に半導体基材のエネル
ギーギャップに相当する光波長よりも長い波長域におい
て、高感度を有する半導体受光素子が得られる。また、
吸収波長域上、従来使用できなかった半導体基材が使用
できるという利点も有する。
半導体薄膜の膜厚、不純物のドーピング量、組成割合を
周期的または繰返し性をもって変化させるのみで、広い
波長域に対応することができ、特に半導体基材のエネル
ギーギャップに相当する光波長よりも長い波長域におい
て、高感度を有する半導体受光素子が得られる。また、
吸収波長域上、従来使用できなかった半導体基材が使用
できるという利点も有する。
第１図は、単一半導体のエネルギーバンド図、 第２図は、多重量子井戸型超格子構造のエネルギー帯
図、 第３図は、GaAsの吸収係数および多重量子井戸型超格子
構造の光吸収係数の光波長スペクトラム、 第４図（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ本発明に係るチャー
プ型超格子構造のエネルギー帯図の一例、 第５図（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るチャープ型
超格子構造の光吸収係数の光波長スペクトラムの一例、 第６図は、それぞれ本発明に係るチャープ型超格子構造
のエネルギー帯図の一例、そして、 第７〜８図は、実施例１〜２によりそれぞれ得られた光
検出デバイス。
図、 第３図は、GaAsの吸収係数および多重量子井戸型超格子
構造の光吸収係数の光波長スペクトラム、 第４図（ａ）〜（ｂ）は、それぞれ本発明に係るチャー
プ型超格子構造のエネルギー帯図の一例、 第５図（ａ）および（ｂ）は、本発明に係るチャープ型
超格子構造の光吸収係数の光波長スペクトラムの一例、 第６図は、それぞれ本発明に係るチャープ型超格子構造
のエネルギー帯図の一例、そして、 第７〜８図は、実施例１〜２によりそれぞれ得られた光
検出デバイス。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 31/10
Claims (1)
- 【請求項１】２種類以上の半導体基材薄膜を交互に積層
して作成される量子井戸層と障壁層を交互に複数組有す
る多重量子井戸型構造の超格子構造を形成する半導体薄
膜に、下記（１）〜（３）の処理、 （１）不純物のドーピング量を変化させる、 （２）膜厚を変化させる、 （３）組成割合を変化させる、 の少なくともいずれかを行うことにより、 前記量子井戸内の量子化レベルと、それに隣接する前記
障壁層までの障壁の高さを周期的または繰り返し性をも
って異なるようにしたチャープ型超格子構造を用い、 隣接する量子井戸層と障壁層間で、その量子井戸層内の
量子化レベルにある電子が、受光した光吸収により前記
障壁層以上に光励起されて自由電子になるように構成し
たことを特徴とする半導体受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246098A JP2825957B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 半導体受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2246098A JP2825957B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 半導体受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125976A JPH04125976A (ja) | 1992-04-27 |
| JP2825957B2 true JP2825957B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=17143462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2246098A Expired - Fee Related JP2825957B2 (ja) | 1990-09-18 | 1990-09-18 | 半導体受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825957B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009038071A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光検出器 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4679061A (en) * | 1985-06-14 | 1987-07-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Superlattice photoconductor |
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| JPS63241554A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Toshiba Corp | 電子写真感光体 |
| JPS63241556A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Toshiba Corp | 電子写真感光体 |
| JPH0254974A (ja) * | 1988-08-20 | 1990-02-23 | Fujitsu Ltd | 受光素子 |
-
1990
- 1990-09-18 JP JP2246098A patent/JP2825957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04125976A (ja) | 1992-04-27 |
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