JP4836203B2 - 量子ドット型赤外線検知器 - Google Patents
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Description
H.C.Liu et al.,Appl.Phys.Lett.78(2001),79.
MBE(molecular beam epitaxy)法を適用することに依り、GaAs基板21上に所要厚さのGaAsバッファ層22、厚さが1.0μmでキャリア濃度が1×1018cm-3である下側n型GaAsコンタクト層23、厚さ50nmのi−GaAs中間層24を形成する。尚、n型GaAsコンタクト層23に於けるn型のキャリア濃度はドナーである例えばSiの添加量を制御することで実現する。
GaAs基板21を加熱して温度を〜500C°程度とし、i−GaAs中間層24上にIn及びAsの分子線原料を照射した際の自己組織化の技法を適用することに依り、直径が25nm〜30nm程度、高さ5nm〜10nm程度のInAs量子ドット25を面愛密度が5×1010cm-2程度となるように形成する。尚、ここで形成したInAs量子ドット25にはドナー或いはアクセプタなどの不純物は添加しない。
MBE法を適用することに依り、InAs量子ドット25を埋め込む厚さが15nmでキャリア濃度が5×1015cm-3であるp型GaAs中間層部24Aを形成し、次いで、厚さ35nmのi−GaAs中間層24を形成する。尚、p型GaAs中間層部24Aに於けるp型のキャリア濃度はアクセプタである例えばBeの添加量を制御することで実現する。
このInAs量子ドット25、p型GaAs中間層部24A、i−GaAs中間層24を1層分の量子ドット層30とし、その10層分の形成を繰り返す。
MBE法を適用することに依り、最上層の量子ドット層上に厚さが0.5μmでキャリア濃度が1×1018cm-3である上側n型GaAsコンタクト層26を形成する。尚、n型GaAsコンタクト層23に於けるn型のキャリア濃度はドナーである例えばSiの添加量を制御することで実現する。
上記各半導体層の成長を施したウェハに於いて、成長層の所要部分をメサ状にエッチング除去し、下側n型GaAsコンタクト層21の一部を表出させ、次いで、上側並びに下側のGaAsコンタクト層26並びに21上にAuGe/Auからなる電極を形成し、次いで、電極上を除く素子表面をSiN或いはSiONからなる保護膜で覆うことで量子ドット型赤外線検知器を完成する。
22 GaAsバッファ層
23 下側n型GaAsコンタクト層
24 i−GaAs中間層
24A p型GaAs中間層部
25 InAs量子ドット
26 上側n型GaAsコンタクト層
30 量子ドット層の一層分
Claims (4)
- 量子ドットが中間層で埋め込まれた領域を赤外線の吸収部とする量子ドット型赤外線検知器において、
前記量子ドットを埋め込む中間層が、前記量子ドットの成長表面側を覆う第1の中間層と、前記第1の中間層を覆う第2の中間層とからなり、
前記第1の中間層の導電型が前記第1及び第2の中間層を挟む上側及び下側各コンタクト層とは逆であり、且つ、前記第2の中間層は不純物を含まないi型層であることを特徴とする量子ドット型赤外線検知器。 - 前記量子ドットに前記コンタクト層と同じ導電型の不純物が添加されてなることを特徴とする請求項1に記載の量子ドット型赤外線検知器。
- 前記量子ドット及び前記第1及び第2の中間層を構成する材料がInAs、GaAs、AlAs、InP、GaP、AlP、InSb、GaSb、AlSb、InN、GaN、AlNを含むIII-V族化合物半導体、或いは、これ等の混晶であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の量子ドット型赤外線検知器。
- 前記第1の中間層の導電型がp型であり、且つ、キャリア濃度が1×1017cm−3を超えないことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の量子ドット型赤外線検知器。
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